《分解纖維素的微生物的分離》參考課件

課題課題3 3分解纖維素的微生物的分離分解纖維素的微生物的分離 纖維素是一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子纖維素是一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物，是含量最豐富的多糖類物質(zhì)。纖維素能被化合物，是含量最豐富的多糖類物質(zhì)。纖維素能被土壤中某些微生物分解利用，這是因為它們能夠產(chǎn)土壤中某些微生物分解利用，這是因為它們能夠產(chǎn)生纖維素酶。生纖維素酶。草食性動物是怎樣消化食物中纖維素的？草食性動物是怎樣消化食物中纖維素的？ 棉花棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物，是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物，纖維素的分解需要在纖維素的分解需要在纖維素酶纖維素酶的催化作用下完成，的催化作用下完成，請完成下列過程：請完成下列過程：（一）纖維素與纖維素酶（一）纖維素與纖維素酶 纖維素酶是一種纖維素酶是一種復(fù)合酶復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即括三種組分，即C C1 1酶、酶、 C CX X酶和葡萄糖苷酶酶和葡萄糖苷酶，前兩，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。二糖分解成葡萄糖。纖維素纖維素纖維二糖纖維二糖葡萄糖葡萄糖C C1 1酶酶CxCx酶酶葡萄糖葡萄糖苷酶苷酶濾濾紙紙崩崩潰潰法法纖維素酶活性的測定實驗：纖維素酶活性的測定實驗：例：下列生物能分解纖維素的是（例：下列生物能分解纖維素的是（ ）人人 兔兔 牛牛 蘑菇蘑菇 纖維桿菌纖維桿菌A.A. B. B.C.C. D. D.C 在一支試管中添加纖維素酶，另一支試管不在一支試管中添加纖維素酶，另一支試管不添加纖維素酶；盡管醋酸醋酸鈉緩沖液用量不添加纖維素酶；盡管醋酸醋酸鈉緩沖液用量不同，但都能維持相同的同，但都能維持相同的pHpH。 思考思考1 1實驗分析：實驗分析：P27P27的小實驗是如何構(gòu)的小實驗是如何構(gòu)成對照的？成對照的？（二）纖維素分解菌的篩選（二）纖維素分解菌的篩選1 1、篩選纖維素分解菌的方法是、篩選纖維素分解菌的方法是_。該方法可以通過該方法可以通過_反應(yīng)直接篩選。反應(yīng)直接篩選。剛果紅染色法剛果紅染色法顏色顏色2 2、其原理是：剛果紅可以與纖維素形成、其原理是：剛果紅可以與纖維素形成_，當(dāng)纖維素被，當(dāng)纖維素被_分解后，分解后，紅色復(fù)合物無法形成，出現(xiàn)以紅色復(fù)合物無法形成，出現(xiàn)以_為為中心的中心的_，我們可以通過，我們可以通過_ _ _來篩選纖維素分解菌。來篩選纖維素分解菌。紅色復(fù)合物紅色復(fù)合物纖維素酶纖維素酶纖維素分解菌纖維素分解菌 透明圈透明圈是否產(chǎn)生透明圈是否產(chǎn)生透明圈練一練：練一練：1.1.下列關(guān)于纖維素酶的說法，錯誤的是下列關(guān)于纖維素酶的說法，錯誤的是A. A. 纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種B. B. 纖維素酶可把纖維素分解成葡萄糖纖維素酶可把纖維素分解成葡萄糖C. C. 纖維素酶可用于去掉植物的細(xì)胞壁纖維素酶可用于去掉植物的細(xì)胞壁D. D. 葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖2.2.利用剛果紅法可以篩選出纖維素分解菌，下列說利用剛果紅法可以篩選出纖維素分解菌，下列說法錯誤的是法錯誤的是A. A. 剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物 B. B. 剛果紅能與纖維二糖形成紅色復(fù)合物剛果紅能與纖維二糖形成紅色復(fù)合物 C. C. 剛果紅不能與葡萄糖形成紅色復(fù)合物剛果紅不能與葡萄糖形成紅色復(fù)合物D. D. 若培養(yǎng)基上產(chǎn)生了透明圈，則說明已篩選出了若培養(yǎng)基上產(chǎn)生了透明圈，則說明已篩選出了纖維素分解菌纖維素分解菌土壤取樣土壤取樣選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)梯度稀釋梯度稀釋將樣品涂布到鑒別纖維將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上素分解菌的培養(yǎng)基上挑選產(chǎn)生透明挑選產(chǎn)生透明圈的菌落圈的菌落 纖維素分解菌大多分布在纖維素分解菌大多分布在_的環(huán)境的環(huán)境中。采集土樣時，應(yīng)選擇富含纖維素的環(huán)境。如樹中。采集土樣時，應(yīng)選擇富含纖維素的環(huán)境。如樹林中多年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗葉林中多年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗葉等等。也可將濾紙埋在土壤中一個月左右，這樣會等等。也可將濾紙埋在土壤中一個月左右，這樣會有能分解纖維素的微生物生長。有能分解纖維素的微生物生長。【資料一資料一】土壤取樣土壤取樣富含纖維素富含纖維素 旁欄思考題旁欄思考題為什么要在富含纖維素的環(huán)境中為什么要在富含纖維素的環(huán)境中找纖維素分解菌？找纖維素分解菌？ 根據(jù)生物與環(huán)境的互相依存關(guān)系，在富含纖維素根據(jù)生物與環(huán)境的互相依存關(guān)系，在富含纖維素的環(huán)境中纖維素分解菌的含量相對提高，因此從這種的環(huán)境中纖維素分解菌的含量相對提高，因此從這種土壤中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。土壤中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。 旁欄思考題旁欄思考題將濾紙埋在土壤中有什么作用？將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認(rèn)為濾紙應(yīng)該埋進(jìn)土壤多深？你認(rèn)為濾紙應(yīng)該埋進(jìn)土壤多深？ 人工設(shè)置適宜環(huán)境，使纖維素分解菌相對聚集。人工設(shè)置適宜環(huán)境，使纖維素分解菌相對聚集。將紙埋于深約將紙埋于深約10cm10cm的腐殖土壤中。的腐殖土壤中。1 1、纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基屬于、纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基屬于_（固體、（固體、液體）培養(yǎng)基，原因是液體）培養(yǎng)基，原因是_?！举Y料二資料二】選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)閱讀資料二閱讀資料二“選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基”，回答以下幾個問題：，回答以下幾個問題：液體液體沒有添加瓊脂成分沒有添加瓊脂成分2 2、該培養(yǎng)基對微生物、該培養(yǎng)基對微生物_（具有，不具有）（具有，不具有）選擇作用。如果具有，其選擇機(jī)制是選擇作用。如果具有，其選擇機(jī)制是_。以纖維素粉為唯一碳源，能分解纖維素的微生以纖維素粉為唯一碳源，能分解纖維素的微生物可以大量繁殖物可以大量繁殖 具有具有 若設(shè)置一個對照實驗說明選擇培養(yǎng)的作用，應(yīng)控制若設(shè)置一個對照實驗說明選擇培養(yǎng)的作用，應(yīng)控制的變量是將的變量是將_改為改為_。3 3、你能否設(shè)計一個對照實驗，說明選擇培養(yǎng)基的作、你能否設(shè)計一個對照實驗，說明選擇培養(yǎng)基的作用？用？葡萄糖葡萄糖纖維素粉纖維素粉 思考思考2 2實驗流程中實驗流程中“選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)” ” 的目的是的目的是什么？什么？ 其目的是增加纖維素分解菌的濃度，其目的是增加纖維素分解菌的濃度，以確保能以確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物。夠從樣品中分離到所需要的微生物。選擇培養(yǎng)的操作方法選擇培養(yǎng)的操作方法 將土樣加入裝有將土樣加入裝有30ml30ml選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定在搖床上，在一定溫度下震蕩培養(yǎng)將錐形瓶固定在搖床上，在一定溫度下震蕩培養(yǎng)1 12 2天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)。天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)。 旁欄思考題旁欄思考題為什么選擇培養(yǎng)能夠為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮濃縮”所需的微生物？所需的微生物？ 在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那些能夠適應(yīng)這在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那些能夠適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到到“濃縮濃縮”的作用。的作用。梯度稀釋梯度稀釋按照課題按照課題1 1的稀釋操作方法，將選擇培養(yǎng)后的的稀釋操作方法，將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進(jìn)行等比稀釋，稀釋最大倍數(shù)到培養(yǎng)基進(jìn)行等比稀釋，稀釋最大倍數(shù)到10106 6將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上1. 1. 制備培養(yǎng)基制備培養(yǎng)基: :參照旁欄中的比例參照旁欄中的比例2. 2. 涂布平板：涂布平板：將稀釋度為將稀釋度為10104 410106 6的菌懸液各取的菌懸液各取0.1ml0.1ml涂布在涂布在培養(yǎng)基上，培養(yǎng)基上，3030倒置培養(yǎng)倒置培養(yǎng)挑選產(chǎn)生透明圈的菌落挑選產(chǎn)生透明圈的菌落 挑取產(chǎn)生明顯的透明圈的菌落，一般即為分解纖挑取產(chǎn)生明顯的透明圈的菌落，一般即為分解纖維素的菌落。維素的菌落。 接種到纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基上，在接種到纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基上，在30300 0C C 37370 0C C培養(yǎng)，可獲得純培養(yǎng)。培養(yǎng)，可獲得純培養(yǎng)。【資料三資料三】剛果紅染色法剛果紅染色法 方法一：方法一：先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)行顏色反應(yīng)方法二：方法二：在倒平板時就加入剛果紅在倒平板時就加入剛果紅染色法染色法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)方法一方法一 方法二方法二 顏色反應(yīng)基本上是纖顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用維素分解菌的作用操作繁瑣，剛果紅會操作繁瑣，剛果紅會使菌落之間發(fā)生混雜使菌落之間發(fā)生混雜操作簡便，不存在操作簡便，不存在菌落混雜問題菌落混雜問題產(chǎn)生淀粉酶的微生物產(chǎn)生淀粉酶的微生物也產(chǎn)生模糊透明圈，也產(chǎn)生模糊透明圈，有些微生物能降解色有些微生物能降解色素，形成明顯的透明素，形成明顯的透明圈。圈。思考：這兩種方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足思考：這兩種方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足 為了確定分離得到的是纖維素分解菌，還需要為了確定分離得到的是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行進(jìn)行_實驗，纖維素酶的發(fā)酵方法有實驗，纖維素酶的發(fā)酵方法有_ _ 發(fā)酵和發(fā)酵和_ _ 發(fā)酵。纖維素酶測定方法是發(fā)酵。纖維素酶測定方法是對纖維素酶分解濾紙等纖維素所產(chǎn)生的對纖維素酶分解濾紙等纖維素所產(chǎn)生的_ _ 含量進(jìn)行定量測定。含量進(jìn)行定量測定。發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶 液體液體 固體固體 葡萄糖葡萄糖 分解分解纖維纖維素的素的微生微生物的物的分離分離纖維素酶纖維素酶種類、作用、催化活力種類、作用、催化活力剛果紅染色剛果紅染色篩選原理篩選原理實實驗驗設(shè)設(shè)計計土壤取樣土壤取樣選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)涂布培養(yǎng)涂布培養(yǎng)純化培養(yǎng)純化培養(yǎng)前置染色法前置染色法后置染色法后置染色法富含纖維素土壤富含纖維素土壤增大分解菌含量增大分解菌含量染色鑒別染色鑒別分離出分解菌分離出分解菌D1 1、下列材料中纖維素含量最高的是、下列材料中纖維素含量最高的是 ( )( ) A A楊樹楊樹 B B小麥小麥 C C玉米玉米 D D棉花棉花練一練C2 2、纖維素酶能夠分解、纖維素酶能夠分解 ( )( ) A A纖維素的微生物纖維素的微生物 B B淀粉的微生物淀粉的微生物 C C纖維素纖維素 D D淀粉淀粉B3 3、剛果紅能與哪項物質(zhì)形成紅色復(fù)合物、剛果紅能與哪項物質(zhì)形成紅色復(fù)合物 ( )( ) A A纖維二糖纖維二糖 B B纖維素纖維素 C C葡萄糖葡萄糖 D D麥芽糖麥芽糖B4 4、尋找纖維素分解菌應(yīng)到、尋找纖維素分解菌應(yīng)到( )( ) A A濕潤的環(huán)境中濕潤的環(huán)境中 B B富含纖維素的環(huán)境中富含纖維素的環(huán)境中 C C富含無機(jī)鹽的環(huán)境中富含無機(jī)鹽的環(huán)境中 D D池塘中池塘中D5 5、纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基有選擇作用，原因在、纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基有選擇作用，原因在于其含有于其含有 ( )( ) A ANaNO3 BNaNO3 BKCl KCl C C酵母膏酵母膏 D D纖維素粉纖維素粉A6 6、下列哪種生物能產(chǎn)生纖維酶、下列哪種生物能產(chǎn)生纖維酶 ( )( ) A A纖維素分解菌纖維素分解菌 B B牛牛 C C羊羊 D D兔兔C7 7、剛果紅染色時，加入剛果紅可在、剛果紅染色時，加入剛果紅可在 ( )( ) 制備培養(yǎng)基時制備培養(yǎng)基時 梯度稀釋時梯度稀釋時 倒平板時倒平板時 涂布時涂布時 培養(yǎng)基上長出菌落時培養(yǎng)基上長出菌落時 A A B B C C D D