课题3_分解纤维素的微生物的分离

课题3分解纤维素的微生物的分离 纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物 是含量最丰富的多糖类物质 植物的根 茎 叶等器官都含有大量的纤维素 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 课题背景 草食性动物是怎样消化食物中纤维素的 草食性动物肠胃中的共生微生物 除自然环境中存在分解纤维素的微生物外 在草食性动物等的消化道内 也共生有分解纤维素的微生物 其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素 而人没有分解纤维素的能力 教学目标 1 知道纤维素酶的种类及作用 2 初步掌握从土壤中分离出分解纤维素的微生物的实验方法 棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物 木材 作物秸秆中也含大量的纤维素 纤维素的分解需要在纤维素酶的催化作用下完成 请完成下列过程 基础知识 一 纤维素与纤维素酶 葡萄糖苷酶 一 基础知识 纤维素酶是一种 它包括 和 具有催化分解纤维素的作用 复合酶 C1酶 CX酶 滤纸崩溃法 纤维素酶活性的测定实验 在2支20mL的试管中 分别放入1 6cm的滤纸条 再分别加入pH为4 8 物质的量浓度为0 1mol L的醋酸 醋酸钠缓冲液10mL 11mL 在加入10mL缓冲液的试管中加入1mL纤维素酶 70 80U mL 将二支试管固定在50mL的锥形瓶中 在摇床上以140r min的转速振荡反应1h 观察结果 1U表示1个酶活力单位 是指在温度为25 其他反应条件 如pH等 均为最适的情况下 在1min内转化1mmol的底物所需的酶量 底物 酶所作用和催化的化合物 在一支试管中添加纤维素酶 另一支试管不添加纤维素酶 尽管醋酸 醋酸钠缓冲液用量不同 但都能维持相同的pH 思考1 实验分析 P27的小实验是如何构成对照的 下列生物能分解纤维素的是 人 兔 牛 蘑菇 纤维杆菌 A B C D C 二 纤维素分解菌的筛选 方法 选择培养基 以纤维素为唯一碳源 刚果红染色法 红色复合物 红色消失 出现透明圈 可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌 练一练 1 下列关于纤维素酶的说法 错误的是 A 纤维素酶是一种复合酶 至少包括三种B 纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖C 纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁D 葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖 2 利用刚果红法可以筛选出纤维素分解菌 下列说法错误的是 A 刚果红能与纤维素形成红色复合物B 刚果红能与纤维二糖形成红色复合物C 刚果红不能与葡萄糖形成红色复合物D 若培养基上产生了透明圈 则说明已筛选出了纤维素分解菌 三 实验设计 土壤取样 选择培养 梯度稀释 将样品涂布到鉴别培养基 挑选菌落 什么样的环境取样 选择培养基的特点 培养的目的 挑选什么样的菌落 鉴别培养基的特点 如何鉴别 本实验流程与课题2中实验流程有哪些异同 前者直接稀释涂布在以尿素为唯一N源的选择培养基上 直接分离得到目的菌落 后者先进行选择培养 使纤维素分解菌得到增殖后 再将菌液稀释涂布到鉴别培养基 1 纤维素分解菌选择培养基属于 固体 液体 培养基 原因是 资料二 选择培养 阅读资料二 选择培养基 回答以下几问题 液体 没有添加琼脂 2 该培养基对微生物 具有 不具有 选择作用 如果具有 其选择机制是 以纤维素粉为唯一碳源 能分解纤维素的微生物可以大量繁殖 具有 若设置一个对照实验说明选择培养的作用 应控制的变量是将 改为 3 你能否设计一个对照实验 说明选择培养基的作用 葡萄糖 纤维素粉 思考2 实验流程中 选择培养 的目的是什么 其目的是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 旁栏思考题 为什么选择培养能够 浓缩 所需的微生物 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 鉴别纤维素分解菌的培养基 水溶性羧甲基纤维素钠 资料三 刚果红染色法 方法一 先培养微生物 再加入刚果红进行颜色反应 方法二 在倒平板时就加入刚果红 方法一中NaCl溶液的作用 思考 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 颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用 操作繁琐 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 产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈 有些微生物能降解色素 形成明显的透明圈 思考 这两种方法各有哪些优点与不足 挑选产生透明圈的菌落 挑取产生明显的透明圈的菌落 一般即为分解纤维素的菌落 接种到纤维素分解菌的选择培养基上 在300C 370C培养 可获得纯培养 为了确定分离得到的是纤维素分解菌 还需要进行 实验 纤维素酶的发酵方法有 发酵和 发酵 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 课题延伸 发酵产纤维素酶 液体 固体 葡萄糖 分解纤维素的微生物的分离 纤维素酶 种类 作用 催化活力 刚果红染色 筛选原理 实验设计 土壤取样 选择培养 涂布培养 纯化培养 前置染色法后置染色法 富含纤维素土壤 增大分解菌含量 染色鉴别 分离出分解菌 课堂总结 D 1 下列材料中纤维素含量最高的是 A 杨树B 小麦C 玉米D 棉花 C 2 纤维素酶能够分解 A 纤维素的微生物B 淀粉的微生物C 纤维素D 淀粉 B 3 刚果红能与哪项物质形成红色复合物 A 纤维二糖B 纤维素C 葡萄糖D 麦芽糖 B 4 寻找纤维素分解菌应到 A 湿润的环境中B 富含纤维素的环境中C 富含无机盐的环境中D 池塘中 D 5 纤维素分解菌的选择培养基有选择作用 原因在于其含有 A NaNO3B KClC 酵母膏D 纤维素粉 A 6 下列哪种生物能产生纤维素酶 A 纤维素分解菌B 牛C 羊D 兔 D 7 选择培养时应将锥形瓶固定在 A 桌子上B 温箱里C 窗台上D 摇床上 B 8 选择培养的结果 培养液变 A 清澈B 浑浊C 红色D 产生透明圈 C 9 刚果红染色时 加入刚果红可在 制备培养基时 梯度稀释时 倒平板时 涂