搜索
课题3分解纤维素的微生物的分离自学指导：阅读P27-28页中“基础知识”的内容，思考以下问题:(2分钟)1.纤维素酶的种类和作用2.实验：体会纤维素酶的作用3.如何纤维素分解菌的筛选阅读教材P27课题背景回答下列问题1、说出纤维素的化学组成和分布2、人、兔、牛、蘑菇谁能利用纤维素？为什么？4、纤维素酶的组成如何？有什么作用？怎样验证它的作用？1U表示的含义是什么？3、纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，植物每年产生的纤维素超过70亿吨，但却不会在地球上大量的积累，为什么？5、研究分解纤维素的微生物有什么意义（应用价值）？一、纤维素和纤维素酶免、牛、蘑菇能利用纤维素。因为在草食性动物的消化道内共生有分解纤维素的微生物，这些微生物产生的纤维素酶分解纤维素；而人的消化道内没有这些微生物；蘑菇自身产生纤维素酶分解纤维素。思考：2、人、兔、牛、蘑菇谁能利用纤维素？为什么？思考：1、纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，植物每年产生的纤维素超过70亿吨，但却不会在地球上大量的积累，为什么？P27纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。a能够利用秸秆等废弃物生产酒精。b用纤维素酶处理服装面料等。3、研究分解纤维素的微生物有什么意义（应用价值P27）？一、纤维素与纤维素酶1.纤维素:(1)基本单位:_______。葡萄糖（2）分布:主要分布在植物的___________等器官。_____是自然界中纤维素含量最高的天然产物,此外,木材、作物秸秆等也富含纤维素。(3)种类根、茎、叶棉花天然纤维素商品纤维素（水溶性的羧甲基纤维素钠CMC-Na、不溶于水的微晶纤维素等。）2.纤维素酶:(1)组成:纤维素酶是一种_______,一般认为它至少包括______________________三种组分。(2)作用:复合酶C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶思考：纤维素酶的组成如何？有什么作用？怎样验证它的作用？1U表示的含义是什么？P27小资料纤维二糖C1酶、Cx酶葡萄糖苷酶葡萄糖纤维素（3）1U表示1个酶活力单位，是指在温度为25℃，其他条件，如PH等，均为最适的情况下，在1min内转化1mmol底物所需的酶量。3.小实验：体会纤维素酶的作用滤纸被分解不加10ml滤纸条2号试管滤纸未被分解2支试管固定在50ml的锥形瓶中，140r/min转速振荡反应1h(如无摇床可以采用定时人工振荡的方法)1ml11ml滤纸条1号试管观察记录结果纤维素酶(70-80U/ml)醋酸-醋酸钠缓冲液(0.1mol/l)滤纸条1cm×6cm试管编号12充分反应(最适PH值为4.8)(对照组)(实验组)3.小实验：体会纤维素酶的作用讨论①：本实验的自变量是什么？纤维素酶的有无讨论②：本实验控制自变量是如何操作的？一支试管中添加适量(1mL)的纤维素酶溶液，另一支试管不添加纤维素酶溶液讨论③：本实验控制自变量时，能否加入等量的蒸馏水？不能。加入蒸馏水，否则会影响溶液的pH。二、纤维素分解菌的筛选1、纤维素分解菌的筛选方法2、纤维素分解菌的筛选方法的原理刚果红染色法：这种方法能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选(1)刚果红（CR）可以与纤维素形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。(2)纤维素分解菌能产生纤维素酶分解纤维素，从而使菌落周围形成透明圈。请你根据实验流程图和提供的三个资料以及“操作提示”，在思考有关问题的基础上，设计出一个详细的实验方案。三.实验设计土壤取样选择培养梯度稀释将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上挑选产生透明圈的菌落纯化培养(1)分布环境:富含纤维素的环境中生物与环境的互相依存（适应）关系，在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的菌的几率要高于普通环境。(2)为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维分解菌？（P28）1.土壤取样【资料一】(3)实例：树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等。(4)讨论:如果找不到合适的环境，可以将滤纸埋在土壤中，①将滤纸埋在土壤中有什么作用？②你认为滤纸应该埋在土壤中多深？（P28）①将滤纸埋在土壤中的作用：能使纤维素分解菌相对集中，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。②滤纸在土壤中应该埋深度：一般应将滤纸埋于深约10cm左右的腐殖土壤中。2.选择培养【资料二】(1)选择培养（也叫富集培养）的目的※：增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物(2)右边的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？液体培养基；原因是配方中无凝固剂（琼脂）(3)这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，是如何进行选择的？有；碳源主要是纤维素(粉),能分解纤维素的微生物可以大量繁殖(4)你能否设计一个对照实验,说明选择培养基的作用可用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照;2.选择培养【资料二】或者将纤维素改为葡萄糖。说明：分析“纤维素分解菌的选择培养基配方”可知，该配方中的酵母膏也能够提供少量的碳源，因此其他微生物也能在该培养基中生长繁殖。只不过，由于酵母膏的含量极少，因此，只有以纤维素为碳源的微生物才能大量繁殖。在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩”的作用。为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？注意：该步骤也可省略，但纤维素分解菌较少。按照课题1的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释101～106倍。1011021031041051063.梯度稀释(1)制备鉴别培养基:4.将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上(2)涂布平板：将稀释度为104～106的菌悬液各取0.1ml涂布在培养基上，30℃倒置培养鉴别纤维素分解菌的培养基配方CMC-Na酵母膏KH2PO4琼脂土豆汁5～10g1g0.25g15g100mL将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL培养基组成提供的主要营养物质CMC-Na5~10g碳源酵母膏1g碳源、氮源、特殊营养物质KH2PO40.25g无机盐土豆汁100mL碳源、特殊营养物质琼脂15g凝固剂上述物质溶解后，加蒸馏水定容至1000mL氢元素、氧元素鉴别纤维素分解菌的培养基(水溶性羧甲基纤维素钠)方法一：先，再加入刚果红进行颜色反应。方法二：在时就加入刚果红。培养微生物倒平板【资料三】刚果红染色法方法一方法二◎方法一加入中NaCl溶液的作用？漂洗作用，洗去与纤维素结合不牢的刚果红，以免出现的透明圈不够清晰。〖思考〗挑取产生明显透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落5.挑选产生透明圈的菌落6.纯化培养接种到纤维素分解菌的选择培养基上,在300C-370C培养，可获得纯化培养。单菌落挑取法方法：操作：土壤取样选择培养梯度稀释将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上挑选产生透明圈的菌落纯化培养小结：纤维素分解菌的实验设计过程小结：课题2：尿素分解菌的实验设计过程土壤取样梯度稀释将样品涂布到选择培养基上观察和计数思考：本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些异同？本实验流程与课题2的流程的区别如下：课题2是先将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为唯一氮源的选择性培养基上，直接分离得到菌落。本课题通过先选择培养，使纤维素分解菌得到增殖后，再将菌液涂布在选择培养基上。其他步骤基本一致。三.结果分析与评价(1)你选用了哪种实验用品来分离纤维素分解菌?取样环境有什么特点？作出选择的理由是什么？腐殖土、多年积累的枯枝败叶、埋入土壤10cm经30d左右腐烂的滤纸；2、培养基有杂菌污染吗？你是否分离到了能够产生透明圈的微生物？它们是纤维素分解菌吗？如空白对照培养基无菌落则说明培养基无污染，否则有污染；富含纤维素环境中；此环境纤维素分解菌浓度高。分离得到的有透明圈的菌落不一定为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行_______________实验。纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的________含量进行定量测定。纤维素酶的发酵方法有______发酵和______发酵。发酵产纤维素酶液体固体葡萄糖四.课题延伸课堂总结一.基础知识㈠纤维素与纤维素酶纤维二糖C1酶、Cx酶葡萄糖苷酶葡萄糖纤维素纤维素酶(复合酶)（二）纤维素分解菌的筛选：刚果红染色法土壤取样选择培养梯度稀释将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上挑选产生透明圈的菌落纯化培养二.纤维素分解菌的实验设计过程三.结果分析与评价比较项目分解尿素的细菌纤维素分解菌选择培养基原理培养基类型目的将细菌涂布在只有尿素做氮源的选择培养基上将细菌培养在纤维素粉为主要碳源的选择培养基上固体培养基液体培养基筛选菌株选择培养，增加浓度补：分离纤维素分解菌的培养基和分离分解尿素的细菌的培养基的比较。项目分解尿素的细菌纤维素分解菌鉴别培养基原理现象方法细菌合成的脲酶将尿素分解成了氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高。在培养基中加入酚红指示剂，指示剂会变红刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶催化分解后，红色复合物无法形成，培养基上就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈观察菌落周围是否有红色的环带出现来鉴定尿素分解菌观察菌落周围是否出现透明圈来筛选纤维素分解菌尿素为唯一氮源的培养基上加入酚红指示剂刚果红染色法1.微生物体内能够使纤维素分解成纤维二糖的酶是()A.C1酶和Cx酶B.C1酶和葡萄糖苷酶C.Cx酶和葡萄糖苷酶D.C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶A2.鉴定纤维素分解菌时，可以使用刚果红对其染色，刚果红染色法有两种常用方法，两种刚果红染色法的结果是()A.均会出现透明圈B.方法一出现,方法二不出现C.均不会出现透明圈D.方法一不出现,方法二出现A3.从土壤中分离获得某种微生物的步骤是()①土壤取样②梯度稀释③选择培养④菌悬液涂布平板⑤挑选出单个菌落A.①②③④⑤B.①③②④⑤C.①②④③⑤D.①④②③⑤B当堂训练4.下列关于分离纤维素分解菌实验的叙述,错误的是()A.经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上B.选择培养这一步可省略，但培养纤维素分解菌少C.经稀释培养后，用刚果红染色D.对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上A5.在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是()A．分解尿素的细菌B．硝化细菌C．分解纤维素的细菌D．乳酸菌C6.下图描述了采用富集方法(即选择培养)从土壤中分离能降解对羟基苯甲酸(酚类化合物)的微生物的实验过程。(1)从培养基的用途来看，本实验所需培养基为________________，碳源为____________。(2)实验原理是利用以________________________________的选择培养基，经富集培养，选择_________________________的微生物。选择培养基对羟基苯甲酸对羟基苯甲酸为唯一碳源能降解对羟基苯甲酸(3)①→③重复培养的目的是__________________________________。(4)⑤的菌落中大部分是降解______________的微生物。(5)⑥为________组，⑦为__________组，设置⑥的目的是_________________________。增大对羟基苯甲酸分解微生物的浓度对羟基苯甲酸对照实验说明通过选择培养的确得到了欲分离的目标微生物布置作业：完成正本作业16谢谢！！〖思考2〗◎这两种方法各有哪些优点与不足？染色法优点缺点方法一方法二颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用1、操作繁琐2、刚果红会使菌落之间发生混杂操作简便，不存在菌落混杂问题1.产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈2.有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈知识拓展(2)选择培养的操作方法(1)本课题涉及的生物技术主要有：培养基的配制、无菌操作技术、稀释涂布平板法、选择培养基的作用、土壤取样等。将土样加入装有30mL______________的锥形瓶中，将锥形瓶固定在_______上，在一定温度下振荡培养1～2d，直至培养液变________，也可重复选择培养。选择培养基摇床