贏在課堂2014學(xué)年高二生物備課課件分解纖維素的微生物的分離新人教版選修

贏在課堂2014學(xué)年高二生物備課課件分解纖維素的微生物的分離新人教版選修目錄CONTENTS引言微生物基礎(chǔ)知識(shí)分解纖維素的微生物的特性分解纖維素的微生物的分離過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和討論總結(jié)與思考01引言分解纖維素的微生物是解決這一問題的關(guān)鍵，它們能夠?qū)⒗w維素分解為可被人類利用的物質(zhì)。因此，研究分解纖維素的微生物的分離技術(shù)對(duì)于人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。纖維素是地球上最豐富的有機(jī)物，是植物細(xì)胞壁的主要成分。由于人類對(duì)纖維素的利用率較低，因此如何有效地利用纖維素成為了一個(gè)重要的研究課題。課程背景了解分解纖維素的微生物的種類和特性。掌握分解纖維素的微生物的分離技術(shù)。了解分解纖維素的微生物在環(huán)境保護(hù)和生物能源領(lǐng)域的應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)02微生物基礎(chǔ)知識(shí)01020304細(xì)菌放線菌霉菌酵母菌微生物的種類和特點(diǎn)單細(xì)胞微生物，形態(tài)多樣，分布廣泛，適應(yīng)性強(qiáng)。單細(xì)胞微生物，呈分枝狀絲生長(zhǎng)，產(chǎn)生多種抗生素。單細(xì)胞真菌，用于發(fā)酵食品和工業(yè)生產(chǎn)。多細(xì)胞微生物，形成絲狀或網(wǎng)狀菌落，常見于空氣、土壤和食品中。分解有機(jī)物轉(zhuǎn)化能源物質(zhì)合成有機(jī)物微生物的生態(tài)作用微生物在自然界中起到分解有機(jī)物的作用，將動(dòng)植物殘?bào)w等分解成簡(jiǎn)單的無機(jī)物。微生物能夠?qū)⒛承┪镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為可利用的能源，如甲烷菌能夠?qū)⒂袡C(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷。某些微生物能夠利用無機(jī)物合成有機(jī)物，如藍(lán)藻能夠通過光合作用合成有機(jī)物。

微生物的分離方法簡(jiǎn)介稀釋分離法將菌懸液進(jìn)行連續(xù)稀釋，然后涂布在培養(yǎng)基上，使稀釋度低的菌落在培養(yǎng)基上生長(zhǎng)繁殖。選擇性分離法根據(jù)微生物的特殊生理生化特性，在培養(yǎng)基中加入某種抑制劑或特殊試劑，抑制不需要的菌落生長(zhǎng)，使所需菌落得以分離。富集培養(yǎng)法通過控制培養(yǎng)條件，使所需菌落能在特定的培養(yǎng)條件下生長(zhǎng)繁殖，從而在菌落總數(shù)中占優(yōu)勢(shì)。03分解纖維素的微生物的特性纖維素是由葡萄糖分子通過β-1,4-糖苷鍵連接而成的線性高分子化合物，具有高度結(jié)晶的結(jié)構(gòu)。纖維素具有較高的物理和化學(xué)穩(wěn)定性，不溶于水、稀酸、稀堿溶液和大多數(shù)有機(jī)溶劑。纖維素是地球上最豐富的可再生有機(jī)資源之一，廣泛存在于植物細(xì)胞壁中，是植物細(xì)胞壁的主要成分。纖維素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)許多真菌能夠產(chǎn)生纖維素酶，將纖維素分解為葡萄糖，如木霉屬、曲霉屬等。真菌某些細(xì)菌如Cellulomonas、Ruminococcus和Fibrobacter等也能夠分解纖維素。細(xì)菌分解纖維素的微生物種類纖維素酶是一組能夠?qū)⒗w維素分解為葡萄糖的酶的總稱，包括內(nèi)切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等。纖維素酶一些分解纖維素的微生物還能夠產(chǎn)生半纖維素酶，將半纖維素分解為單糖或低聚糖。半纖維素酶在分解纖維素的過程中，還需要一些輔助酶如脂肪酶、蛋白酶等來幫助微生物更好地降解纖維素。輔助酶分解纖維素的微生物的酶系統(tǒng)04分解纖維素的微生物的分離過程選擇富含纖維素的環(huán)境，如農(nóng)田、森林、草原等，采集土壤、腐葉等樣品。將采集的樣品進(jìn)行破碎、研磨、篩分等處理，使纖維素充分暴露，便于微生物分解。樣品采集和預(yù)處理樣品預(yù)處理樣品采集選擇性分離培養(yǎng)基應(yīng)含有纖維素作為唯一碳源，同時(shí)添加其他必要的營(yíng)養(yǎng)成分，如氮源、維生素等。培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基的pH值應(yīng)調(diào)整至適宜微生物生長(zhǎng)的范圍，一般為中性或微堿性。培養(yǎng)基pH值選擇性分離培養(yǎng)基的制備將預(yù)處理后的樣品接種到選擇性分離培養(yǎng)基中，放置在適宜的溫度和濕度條件下培養(yǎng)。微生物接種微生物篩選微生物純化在培養(yǎng)過程中，通過觀察和實(shí)驗(yàn)手段篩選出能夠分解纖維素的微生物。將篩選出的微生物進(jìn)行純化培養(yǎng)，獲得純種菌株，以便后續(xù)研究和分析。030201微生物的分離純化05實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和討論生理生化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行生理生化實(shí)驗(yàn)，如糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)、酶活性檢測(cè)等，進(jìn)一步確定微生物的生理生化特性，為鑒定提供依據(jù)。微生物形態(tài)觀察通過顯微鏡觀察分離得到的微生物的形態(tài)特征，如細(xì)胞形狀、大小、排列等，與已知的纖維素分解菌進(jìn)行比較，初步鑒定其種類。分子生物學(xué)鑒定提取分離得到的微生物的基因組DNA，進(jìn)行16SrRNA基因序列分析，與數(shù)據(jù)庫(kù)中的已知序列進(jìn)行比對(duì)，確定微生物的種屬關(guān)系。分離得到的微生物鑒定分離效率比較分離前后微生物的數(shù)量變化，計(jì)算分離效率，評(píng)估分離效果的好壞。菌種多樣性對(duì)分離得到的微生物進(jìn)行種群多樣性分析，比較不同分離方法或不同分離條件下得到的菌種多樣性差異。分離純度觀察分離得到的微生物是否為單一菌落，與背景菌群是否有明顯區(qū)別，評(píng)價(jià)分離純度。分離效果的評(píng)價(jià)和比較應(yīng)用價(jià)值探討分離得到的纖維素分解菌在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用價(jià)值，如用于生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化、有機(jī)廢棄物的處理等。展望未來研究方向基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出進(jìn)一步研究的方向，如優(yōu)化分離條件、提高分離效率、發(fā)掘新的纖維素分解菌等。同時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問題和不足進(jìn)行反思，為后續(xù)研究提供改進(jìn)建議。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的應(yīng)用和展望06總結(jié)與思考如何分離分解纖維素的微生物重點(diǎn)微生物的篩選和鑒定方法難點(diǎn)通過實(shí)驗(yàn)操作和觀察，結(jié)合理論知識(shí)，深入理解微生物的分離和鑒定過程。解決方法本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)回顧學(xué)習(xí)方法通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐掌握知識(shí)改進(jìn)方向加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高實(shí)驗(yàn)操作技能，培養(yǎng)獨(dú)立思考和解決