课题3　分解纤维素的微生物的分离 (5)

1、专题2 微生物的培养和应用 课题3 分解纤维素的微生物的分离,人教版选修1,2,纤维素： 棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物；,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；分布植物的根、茎、叶中；,3,1、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。 2、农作物秸秆：米秸、麦秸、稻草、草、木屑 等富含大量的纤维素，被利用的机会很少、效率低；,纤维素生物燃料：最有希望替代石油能源,科学家正致力于研究，怎样将农业废弃物、木材及生长更为迅速的草本植物，转化为种类繁多的生物燃料（甚至是航空燃油）。,

2、课题3 分解纤维素的微生物的分离,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,6,1.纤维素,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。,一、基础知识,7,土壤中某些微生物能够产生纤维素酶,把纤维素分解为葡萄糖，后再利用。,2.纤维素酶 纤维素酶是一种 ，一般认为它 ，即 ，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。,复合酶,至少包括三种组分,C1酶、,和葡萄糖苷酶,CX酶、,一、基础知识,9,在一支试管不添加纤维素酶， 另一支试管添加纤维素酶；,思考1实验分析：P27的小实验是如何构

3、成对照的？,滤纸崩溃法,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。,纤维素酶的作用对照实验,11,筛选纤维素分解菌的方法刚果红染色法。该方法可以通过颜色 反应直接筛选。,1、（1）筛选原理：,（2）鉴定原理：,纤维素分解菌能产生纤维素酶，在以纤维素为唯一碳源的培养基上，纤维素分解菌能正常生长，而其他微生物生长受到抑制。,二、纤维素分解菌的筛选,12,可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌,13,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

4、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,14,2.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,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,三、 实验设计（流程）,答：本实验流程与课题2的流程的区别如下。课题2是将土样成的菌悬液直接涂布在以尿素为惟一氮源的选择性培养基上，直接分离得

5、到菌落。本课题通过选择培养，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.,本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些异同？,(书P28旁栏),土壤取样,取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？,选择纤维素丰富的环境，如树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等等。 生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境。,为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？ 将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？,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

6、的含量相对提高，因此从这种土样中获得目的微生物的概率要高于普通环境。,将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约10cm左右的腐殖土壤中。,(书P28旁栏),选择培养,1、选择培养的目的：,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、制备选择培养基,参照课本29页旁栏中的比例配置，回答下列问题,a、旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？,b、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？,c、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用,是液体培养基，原因是配方中无凝固剂,有选择作

7、用，本配方中的碳源是纤维素，所以能分解纤维素的 微生物可以大量繁殖,用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照，或者将纤维素改为葡萄糖，,选择培养,3、操作方法：,将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下震荡培养12天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养,思考：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,另外：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。

8、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。,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,思考：这两种方法各有哪些优点与不足？,鉴别纤维素分解菌的培养基,(水溶性羧甲基纤维素钠),两种刚果红染色法的比较：,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。用这方法可以判断酶活力的大小，实际上刚果红是结合到培养基的多糖底物，但分解纤维素的细菌可以产生纤维素酶，能分解这个多糖底物成为单糖，这样刚果红就不能结合上去了，氯化钠溶液就可以使结合不牢的刚果红洗去，这样就留

9、下大大小小的透明圈，大的透明圈当然分解纤维素的能就强！,梯度稀释,按照课题1的稀释操作方法，将选择培 养后的培养液进行等比稀释，稀释最大倍数 到106,将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上,1、制备培养基:参照旁栏中的比例 2、涂布平板：将稀释度为104106的菌悬液各取0.1ml涂布在培养基上，30倒置培养,挑选产生透明圈的菌落,参照课本刚果红染色法，挑选产生透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落,（一）培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落,（二）分离的结果是否一致,设置对照，若对照的培养基在培养过程中无菌落生长则说明培养基制作合格。 如果观察到产生透明圈的菌落，则说明可能获得

10、了分解纤维素的微生物。,如果不同，分析产生不同结果的原因。,由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土样的环境不同，学生也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。,四、 结果分析与评价,30,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。,发酵产纤维素酶,液体,固体,葡萄糖,五、课题延伸,31,分解纤维素的微生物的分离,纤维素酶,种类、作用、催化,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,练一练,1、在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌，符合下列哪一生物学观点？（ ） A、生物结构与功能相适应的观点 B、生物结构与功能整体性观点 C、生物与环境相适应的观点 D、生物发展