课题3　分解纤维素的微生物的分离.ppt

课题3：分解纤维素的微生物的分离,教学目标,目标一、掌握纤维素与纤维素酶的相关知识；目标二、理解筛选纤维素分解菌的基本原理；目标三、掌握实验的基本流程，理解其中的操作原理。,教学目标一、掌握纤维素与纤维素酶的相关知识；,阅读P27课题背景和基础知识，回答下列问题：1、为什么说纤维素是自然界含量最多的多糖类物质，也是含量最多的有机物？2、纤维素与淀粉之间有什么相同点和不同点？它们是不是同分异构体？为什么？3、纤维素酶的本质及其作用是什么？4、纤维素酶活性测定的方法有哪些？,3、纤维素酶的本质及其作用是什么？,水解纤维素生成纤维二糖和葡萄糖的一类酶的总称。,定义：,组分：,纤维素酶不是单一酶，是复合酶，包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶。,CX酶：(内切酶)作用于无定型的纤维素区域，使纤维素断裂成片断,C1酶：(外切酶)又称纤维二糖水解酶，它可以作用于纤维素的结晶区或小片段纤维素，从糖链的末端开始切掉两个葡萄糖分子，产生纤维二糖。,葡萄糖苷酶：将纤维二糖分解为葡萄糖。,方法：滤纸崩溃法,4、纤维素酶活性的测定实验：,教学目标二、理解筛选纤维素分解菌的基本原理；,阅读P28，回答下列问题：1、能分解纤维素的微生物种类有哪些？（补充知识）2、筛选纤维素分解菌的基本方法是什么？其基本原理是什么？,1、纤维素分解的微生物种类,细菌如：纤维杆菌、纤维弧菌、纤维球菌等,真菌如：木霉、青霉、根霉、黑曲霉等,种类,在较酸性的贫瘠土壤中分解纤维素占优势的常为真菌,特点,在氮素丰富的中性土壤中以细菌为主,粘重土壤中常为兼性厌氧细菌和真菌,干燥的土壤则常以放线菌最为重要,细菌的纤维素酶位于细胞膜上；真菌和放线菌的纤维素酶是胞外酶，即分泌到生产菌胞外的酶。,纤维素酶的分布,二、纤维素分解菌的筛选,2、筛选原理：,1、筛选方法：,刚果红（CR）是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。,3、筛选过程：,刚果红染色法,答：“细菌吃荤，霉菌吃素”，也就是说细菌多以蛋白质水解物为它的能源，而霉菌多以糖或多糖的水解产物为能源。因此分解纤维素的菌通常是霉菌。酵母通常不含纤维素酶、淀粉酶，只利用单糖或双糖等作为碳源和能源。,4、讨论：你认为分解纤维素的微生物通常是细菌、霉菌还是酵母？为什么？,教学目标三掌握实验的基本流程，理解其中的操作原理。,阅读P2830，回答下列问题：1、分离分解纤维素的微生物的实验流程如何？2、取样的环境有什么要求？如果找不到合适的环境，可以将滤纸埋在土壤中，将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋在土壤中多深？3、关于选择培养的相关知识：（1）物理性质上看选择培养基是什么类型？为什么？（2）选择培养基为什么具有选择作用？（3）你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用？（4）为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？4、关于鉴别培养的相关知识：（1）从物理性质和化学成分上，看两种培养基有哪些主要区别？为什么？（2）刚果红染色法有哪几种方法？各有什么优、缺点？,1、实验流程,讨论：本实验流程与课题2中的实验流程有哪些异同？,尿素分解菌的分离实验流程是将土样制成的菌液直接涂布在选择培养基上面；而本实验是通过选择培养基使细菌增殖后，再涂布在鉴别培养基上面。其它步骤基本一致。,分布环境,富含纤维素的环境中,2、土壤取样,由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。,原因,如果找不到合适的环境，可以将滤纸埋在土壤中，将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋在土壤中多深？,答：将滤纸埋在土壤中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。一般应将滤纸埋于深约10cm左右的土壤中。,3、关于选择培养的相关知识：（1）物理性质上看选择培养基是什么类型？为什么？（2）选择培养基为什么具有选择作用？（3）你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用？（4）为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？,答：液体培养基，因培养基中无凝固剂，利用液体培养基培养以增加纤维素分解菌的浓度,3、关于选择培养的相关知识：（1）物理性质上看选择培养基是什么类型？为什么？（2）选择培养基为什么具有选择作用？（3）你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用？（4）为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？,答：能够产生纤维素酶的微生物才能分解纤维素作为碳源和能源，并大量繁殖；不能分解纤维素的微生物由于缺乏碳源受到抑制而不能正常生长繁殖，因此培养基具有选择作用,3、关于选择培养的相关知识：（1）物理性质上看选择培养基是什么类型？为什么？（2）选择培养基为什么具有选择作用？（3）你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用？（4）为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？,答：用牛肉膏蛋白胨培养基与其对照或者将纤维素粉改为葡糖糖。,3、关于选择培养的相关知识：（1）物理性质上看选择培养基是什么类型？为什么？（2）选择培养基为什么具有选择作用？（3）你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用？（4）为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？,答：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的繁殖。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。,1、刚果红染色法:,常用的刚果红染色法有两种，一种是先培养微生物，再加入刚果红进行染色反应，另一种是在倒平板时就加入刚果红。,方法,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,操作简单，不存在菌落混杂问题,产生淀粉酶的微生物也会产生模糊透明圈，有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈,讨论：这两种方法各有哪些优点与不足？,在产生明显的透明圈的菌落，挑取并接种到纤维素分解菌的选择培养基上，在300C370C培养，可获得纯培养。,2、挑菌,阅读“课题延伸”回答：,1、为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行的实验，纤维素酶的发酵方法，有和。2、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。,发酵产纤维素酶,液体发酵,固体发酵,葡萄糖,C,A,A,C,C,A,C,(2011新课标全国高考)有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答问题：(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以_为唯一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于_培养基。(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即_和_。,原油,选择,平板划线法,稀释涂布平板法,(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力_。(4)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、_和_。无菌技术要求实验操作应在酒精灯_附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。,强,干热灭菌,高压蒸汽灭菌,火焰,【解析】(1)要获得分解原油的细菌，只有在以原油为唯一碳源的培养基中，这种细菌可以大量繁殖，而其他细菌不能生存，此种培养基属于选择培养基。(2)纯化菌种常用平板划线法和稀释涂布平板法。(3)在以原油为唯一碳源的培养基上，在菌落周围的原油被分解而形成分解圈，分解圈越大，说明该菌株降解能力越强。(4)实验室灭菌有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌，实验操作要在酒精灯火焰附近的无菌区进行。【答案】(1)原油选择(2)平板划线法稀释涂布平板法(3)强(4)干热灭菌高压蒸汽灭菌火焰,3(2011山东高考)研究发现柚皮精油和乳酸菌素(小分子蛋白质)均有抑菌作用，两者的提取及应用如图所示。,(1)柚皮易焦糊，宜采用_法提取柚皮精油，该过程得到的糊状液体可通过_除去其中的固体杂质。(2)筛选乳酸菌A时可选用平板划线法或_接种。对新配制的培养基灭菌时所用的设备是_。实验前需对超净工作台进行_处理。,(3)培养基中的尿素可为乳酸菌A生长提供_。电泳法纯化乳酸菌素时，若分离带电荷相同的蛋白质，则其分子量越大，电泳速度_。(4)抑菌实验时，在长满致病菌的平板上，会出现以抑菌物质为中心的透明圈。可通过测定透明圈的_来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。,【解析】柚皮精油宜采用压榨法进行提取，要除去其中的杂质可采用过滤法。培养基中的尿素可为乳酸菌提供氮源。电泳法分离蛋白质时，分子量越大，电泳速度越慢，反之则越快。培养基菌落透明圈直径越大，说明柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果越好。【答案】(1)压榨过滤(2)稀释涂布平板法(或：稀释混合平板法)高压蒸汽灭菌锅消毒(3)氮源越慢(4)直径(或：大小),4(2011杭州模拟)从自然菌样中筛选较理想生产菌种的一般步骤是：采集菌样富集培养纯种分离性能测定。(1)不同微生物的生存环境不同，获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样，然后再按一定的方法分离、纯化。培养噬盐菌的菌样应从_采集，培养厌氧菌的菌样应从_采集。,(2)富集培养指创设仅适应于该微生物旺盛生长的特定的环境条件，使待分离微生物在群落中的数量大大增加，从而达到从自然界中分离到所需的特定微生物的培养方法。对噬盐菌富集培养的培养基应是_的选择培养基；对耐高温淀粉酶的微生物富集培养应选择以_为唯一碳源的选择培养基，并在_条件下培养。,(3)实验室最常用的