《高中生物 專題2課題3 分解纖維素的微生物的分離精講導學課件 新人教版選修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中生物 專題2課題3 分解纖維素的微生物的分離精講導學課件 新人教版選修1（38頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、課題3 分解纖維素的微生物的分離一、纖維素與纖維素酶一、纖維素與纖維素酶1.1.纖維素：纖維素：(1)(1)化學本質(zhì)：是一種多糖，由化學本質(zhì)：是一種多糖，由_三種元素組成。三種元素組成。(2)(2)分布：分布：_是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物，此是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物，此外，木材、作物秸稈等也富含纖維素。纖維素是構成外，木材、作物秸稈等也富含纖維素。纖維素是構成_的主要成分之一。的主要成分之一。(3)(3)種類：除天然纖維素外，還有水溶性的羧甲基纖維素鈉、種類：除天然纖維素外，還有水溶性的羧甲基纖維素鈉、不溶于水的微晶纖維素等。不溶于水的微晶纖維素等。C C、H H、O O棉花

2、棉花植物細植物細胞壁胞壁2.2.纖維素酶：纖維素酶：(1)(1)組成：一種復合酶，至少包括組成：一種復合酶，至少包括_三三種組分。種組分。(2)(2)作用：作用：C C1 1酶、酶、C CX X酶和葡萄糖苷酶酶和葡萄糖苷酶C C1 1酶、酶、C CX X酶酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶二、纖維素分解菌的篩選二、纖維素分解菌的篩選1.1.方法：方法： 2.2.原理：原理：剛果紅剛果紅纖維素分解菌纖維素分解菌剛果剛果紅紅倒平板倒平板紅色紅色纖維纖維素分解菌素分解菌三、實驗設計三、實驗設計1.1.實驗流程：實驗流程： 纖維素纖維素纖維素纖維素梯度稀釋梯度稀釋選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基涂布平板涂布平板透明圈透明圈2

3、.2.課題延伸：課題延伸：(1)(1)為確定透明圈內(nèi)的菌落是否是纖維素分解菌，需要進行發(fā)為確定透明圈內(nèi)的菌落是否是纖維素分解菌，需要進行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實驗，纖維素酶的發(fā)酵方法有酵產(chǎn)纖維素酶的實驗，纖維素酶的發(fā)酵方法有_和和_兩種。兩種。(2)(2)纖維素酶的測定方法，一般是對纖維素酶分解纖維素酶的測定方法，一般是對纖維素酶分解_等纖維等纖維素后所產(chǎn)生的素后所產(chǎn)生的_進行定量的測定。進行定量的測定。 液體發(fā)酵液體發(fā)酵固體發(fā)酵固體發(fā)酵濾紙濾紙葡萄糖葡萄糖【思考辨析【思考辨析】1.1.判斷正誤判斷正誤(1)(1)纖維素是由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物。纖維素是由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物

4、。( ( ) )(2)(2)自然界中的各種微生物均能把纖維素分解成葡萄糖，從自然界中的各種微生物均能把纖維素分解成葡萄糖，從而作為生物體的能量來源。而作為生物體的能量來源。( ( ) )【分析【分析】自然界中只有部分能夠產(chǎn)生纖維素酶的微生物能把自然界中只有部分能夠產(chǎn)生纖維素酶的微生物能把纖維素分解成葡萄糖，從而作為生物體的能量來源。纖維素分解成葡萄糖，從而作為生物體的能量來源。(3)(3)纖維素酶具有專一性和高效性等特點。纖維素酶具有專一性和高效性等特點。( ( ) )(4)(4)培養(yǎng)纖維素分解菌的培養(yǎng)基中應含有無機碳源。培養(yǎng)纖維素分解菌的培養(yǎng)基中應含有無機碳源。( ( ) )【分析【分析】纖

5、維素分解菌的代謝類型為異養(yǎng)型，培養(yǎng)基中應含有纖維素分解菌的代謝類型為異養(yǎng)型，培養(yǎng)基中應含有有機碳源。有機碳源。2.2.問題思考問題思考(1)(1)培養(yǎng)基中出現(xiàn)透明圈一定是纖維素分解菌的作用嗎？培養(yǎng)基中出現(xiàn)透明圈一定是纖維素分解菌的作用嗎？提示：提示：不一定。剛果紅與多糖類化合物產(chǎn)生紅色復合物，若多不一定。剛果紅與多糖類化合物產(chǎn)生紅色復合物，若多糖為淀粉，產(chǎn)生淀粉酶的微生物也可使培養(yǎng)基產(chǎn)生透明圈。糖為淀粉，產(chǎn)生淀粉酶的微生物也可使培養(yǎng)基產(chǎn)生透明圈。(2)(2)纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)用液體培養(yǎng)基有什么好處？纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)用液體培養(yǎng)基有什么好處？提示：提示：液體培養(yǎng)基中菌體可以與營養(yǎng)物質(zhì)充分

6、接觸，并且氧氣液體培養(yǎng)基中菌體可以與營養(yǎng)物質(zhì)充分接觸，并且氧氣的含量也高于固體培養(yǎng)基，還可以人為地通入無菌氧氣，有利的含量也高于固體培養(yǎng)基，還可以人為地通入無菌氧氣，有利于微生物的大量繁殖。于微生物的大量繁殖。 一、纖維素與纖維素酶一、纖維素與纖維素酶纖維素纖維素纖維素酶纖維素酶組成組成由葡萄糖組成的多聚體由葡萄糖組成的多聚體至少由至少由C C1 1酶、酶、C CX X酶和葡酶和葡萄糖苷酶組成萄糖苷酶組成分布分布棉花、木材、作物秸稈等棉花、木材、作物秸稈等微生物細胞內(nèi)微生物細胞內(nèi)作用作用與果膠構成植物的細胞壁與果膠構成植物的細胞壁水解纖維素水解纖維素【易錯提醒【易錯提醒】(1)(1)纖維素酶是

7、一種復合酶，是多種酶的總稱，纖維素酶是一種復合酶，是多種酶的總稱，并非僅指一種酶。并非僅指一種酶。(2)(2)該酶也具有專一性，只能分解含纖維素的物質(zhì)。該酶也具有專一性，只能分解含纖維素的物質(zhì)。(3)(3)酶發(fā)揮作用需要一定的條件，不僅僅是溫度、酶發(fā)揮作用需要一定的條件，不僅僅是溫度、pHpH等，其他等，其他物質(zhì)的存在也會降低酶的活性，如木質(zhì)素會降低纖維素酶的活物質(zhì)的存在也會降低酶的活性，如木質(zhì)素會降低纖維素酶的活性。性?！镜淅柧殹镜淅柧? 1】下列關于纖維素酶的敘述中，錯誤的是下列關于纖維素酶的敘述中，錯誤的是( )( )A.A.纖維素酶只有一種，只能將纖維素分解為葡萄糖纖維素酶只有一種

8、，只能將纖維素分解為葡萄糖B.B.纖維素酶是一種復合酶，至少包括纖維素酶是一種復合酶，至少包括C C1 1酶、酶、C CX X酶和葡萄糖苷酶酶和葡萄糖苷酶三種組分三種組分C.C.纖維素可被纖維素酶水解成葡萄糖，為微生物提供營養(yǎng)物質(zhì)纖維素可被纖維素酶水解成葡萄糖，為微生物提供營養(yǎng)物質(zhì)D.D.分解纖維素的細菌、真菌和放線菌，都是通過產(chǎn)生纖維素酶分解纖維素的細菌、真菌和放線菌，都是通過產(chǎn)生纖維素酶來分解纖維素的來分解纖維素的【解題關鍵【解題關鍵】解答本題的關鍵是明確纖維素酶的組成、功能和解答本題的關鍵是明確纖維素酶的組成、功能和分解纖維素的微生物。分解纖維素的微生物。【解析【解析】選選A A。纖維素

9、酶是一種復合酶，一般認為至少包括三。纖維素酶是一種復合酶，一般認為至少包括三種組分種組分C C1 1酶、酶、C CX X酶和葡萄糖苷酶，其中酶和葡萄糖苷酶，其中C C1 1酶和酶和C CX X酶將纖維酶將纖維素分解為纖維二糖，葡萄糖苷酶將纖維二糖分解為葡萄糖。素分解為纖維二糖，葡萄糖苷酶將纖維二糖分解為葡萄糖?！咀兪接柧殹咀兪接柧殹坷w維素酶的測定方法一般是纖維素酶的測定方法一般是( )( )A.A.對纖維素進行定量測定對纖維素進行定量測定B.B.對纖維素酶分解纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進行定量測定對纖維素酶分解纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進行定量測定C.C.對纖維素酶分解纖維素后所產(chǎn)生的纖維二糖進行定量

10、測定對纖維素酶分解纖維素后所產(chǎn)生的纖維二糖進行定量測定D.D.對纖維素分解菌進行定量測定對纖維素分解菌進行定量測定【解析【解析】選選B B。得到鑒別培養(yǎng)基上形成的透明圈中的菌落只是。得到鑒別培養(yǎng)基上形成的透明圈中的菌落只是對分解纖維素的微生物進行初步篩選，為確定得到的是纖維素對分解纖維素的微生物進行初步篩選，為確定得到的是纖維素分解菌，需要進行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實驗，并且進行纖維素酶分解菌，需要進行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實驗，并且進行纖維素酶的測定。測定方法一般是對纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)的測定。測定方法一般是對纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進行定量測定。生的葡萄糖進行定量測定。二、纖

11、維素分解菌的篩選二、纖維素分解菌的篩選1.1.實驗原理：實驗原理：即可根據(jù)是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。即可根據(jù)是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。2.2.兩種剛果紅兩種剛果紅(CR)(CR)染色法的比較：染色法的比較：方法一方法一方法二方法二過程過程培養(yǎng)基經(jīng)涂布培養(yǎng)長出菌落培養(yǎng)基經(jīng)涂布培養(yǎng)長出菌落覆蓋質(zhì)量濃度為覆蓋質(zhì)量濃度為1 mg/mL1 mg/mL的的CRCR溶液溶液 倒去倒去CRCR溶液溶液加入物質(zhì)的量濃度為加入物質(zhì)的量濃度為1 mol/L1 mol/L的的NaClNaCl溶液溶液倒掉倒掉NaClNaCl溶液溶液出現(xiàn)透明圈出現(xiàn)透明圈配制質(zhì)量濃度為配制質(zhì)量濃度為10 mg/mL10 m

12、g/mL 的的CRCR溶液溶液滅菌滅菌按照每按照每200 mL200 mL培養(yǎng)基加入培養(yǎng)基加入1 mL1 mL的的比例加入比例加入CRCR溶液溶液混勻混勻倒平板倒平板接種后培養(yǎng)接種后培養(yǎng)出出現(xiàn)透明圈現(xiàn)透明圈10 min15 min 后15 min 后方法一方法一方法二方法二區(qū)別區(qū)別先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進行顏色反應進行顏色反應倒平板時就加入剛果紅倒平板時就加入剛果紅優(yōu)點優(yōu)點顯示出的顏色反應基本上是纖顯示出的顏色反應基本上是纖維素分解菌的作用維素分解菌的作用操作簡便，不存在菌落混操作簡便，不存在菌落混雜問題雜問題 方法一方法一方法二方法二缺點缺點操作繁瑣，加入剛操作

13、繁瑣，加入剛果紅溶液會使菌落果紅溶液會使菌落之間發(fā)生混雜之間發(fā)生混雜(1)(1)由于在纖維素粉、瓊脂和土豆汁由于在纖維素粉、瓊脂和土豆汁中都含有淀粉類物質(zhì)，可以使能夠產(chǎn)中都含有淀粉類物質(zhì)，可以使能夠產(chǎn)生淀粉酶的微生物出現(xiàn)假陽性反應生淀粉酶的微生物出現(xiàn)假陽性反應(2)(2)有些微生物具有降解色素的能力，有些微生物具有降解色素的能力，長時間培養(yǎng)會降解剛果紅，從而形成長時間培養(yǎng)會降解剛果紅，從而形成明顯的透明圈，這些微生物與纖維素明顯的透明圈，這些微生物與纖維素分解菌不易區(qū)分分解菌不易區(qū)分 【易錯提醒【易錯提醒】(1)(1)由于土壤中細菌數(shù)量遠遠高于真菌和放線菌由于土壤中細菌數(shù)量遠遠高于真菌和放線菌

14、數(shù)量，因此最容易分離得到的是細菌。數(shù)量，因此最容易分離得到的是細菌。(2)(2)纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基屬于液體培養(yǎng)基，以纖維素為纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基屬于液體培養(yǎng)基，以纖維素為唯一碳源和能源。其鑒別培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中加入唯一碳源和能源。其鑒別培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中加入剛果紅染料。剛果紅染料。 【典例訓練【典例訓練2 2】在加入剛果紅的培養(yǎng)基中出現(xiàn)透明圈的菌落是在加入剛果紅的培養(yǎng)基中出現(xiàn)透明圈的菌落是( )( )A.A.分解尿素的細菌分解尿素的細菌 B.B.硝化細菌硝化細菌C.C.分解纖維素的細菌分解纖維素的細菌 D.D.乳酸菌乳酸菌【解題關鍵【解題關鍵】解答本題關鍵應明確兩

15、點：解答本題關鍵應明確兩點：(1)(1)題目中的關鍵信息題目中的關鍵信息剛果紅；剛果紅；(2)(2)剛果紅染色法的原理及實驗現(xiàn)象。剛果紅染色法的原理及實驗現(xiàn)象。【解析【解析】選選C C。分解纖維素的細菌能將纖維素分解，剛果紅。分解纖維素的細菌能將纖維素分解，剛果紅纖維素的復合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌纖維素的復合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。為中心的透明圈。【互動探究【互動探究】上題中為什么會出現(xiàn)透明圈？上題中為什么會出現(xiàn)透明圈？提示：提示：分解纖維素的菌落能產(chǎn)生纖維素酶，當纖維素被纖維素分解纖維素的菌落能產(chǎn)生纖維素酶，當纖維素被纖維素酶分解后，剛果

16、紅酶分解后，剛果紅- -纖維素的復合物就無法形成，培養(yǎng)基中會纖維素的復合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。三、分離纖維素分解菌的實驗操作三、分離纖維素分解菌的實驗操作1.1.分離分解纖維素的微生物的實驗流程：分離分解纖維素的微生物的實驗流程： 2.2.分離得到的纖維素分解菌的鑒定：分離得到的纖維素分解菌的鑒定：(1)(1)鑒定原因：鑒定原因：由于形成透明圈的菌落與其他微生物菌落出現(xiàn)混雜現(xiàn)象，而且由于形成透明圈的菌落與其他微生物菌落出現(xiàn)混雜現(xiàn)象，而且產(chǎn)生透明圈的菌落可能是產(chǎn)生淀粉酶的微生物，也可能是降解產(chǎn)生透明圈的菌落可能是產(chǎn)生淀粉酶的微

17、生物，也可能是降解剛果紅的菌種。剛果紅的菌種。(2)(2)原理：為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進行發(fā)酵產(chǎn)原理：為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實驗，纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵纖維素酶的實驗，纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩種。兩種。(3)(3)纖維素酶的測定方法：一般是對纖維素酶分解濾紙等纖維纖維素酶的測定方法：一般是對纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進行定量的測定。素后所產(chǎn)生的葡萄糖進行定量的測定?！舅季S拓展【思維拓展】(1)(1)當纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅當纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅- -纖維素纖維素的復合物就無法形成，培養(yǎng)基

18、中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的復合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈?？蓳?jù)此，通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。的透明圈?？蓳?jù)此，通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。(2)(2)判斷某個選擇培養(yǎng)基是否具有選擇作用時，應設立基礎培判斷某個選擇培養(yǎng)基是否具有選擇作用時，應設立基礎培養(yǎng)基進行對照；若判斷所使用的培養(yǎng)基滅菌是否徹底，應設立養(yǎng)基進行對照；若判斷所使用的培養(yǎng)基滅菌是否徹底，應設立不接菌種的該培養(yǎng)基進行空白對照。在微生物的分離及培養(yǎng)中不接菌種的該培養(yǎng)基進行空白對照。在微生物的分離及培養(yǎng)中經(jīng)常用到這兩種對照。經(jīng)常用到這兩種對照。【典例訓練【典例訓練3 3】富集培養(yǎng)是

19、微生物學中最強有力的技術手段之富集培養(yǎng)是微生物學中最強有力的技術手段之一。主要是指利用不同微生物間生命活動特點的不同，設定環(huán)一。主要是指利用不同微生物間生命活動特點的不同，設定環(huán)境條件，使僅適應該條件的微生物旺盛生長，從而使其在微生境條件，使僅適應該條件的微生物旺盛生長，從而使其在微生物群落中的數(shù)量大大增加，人們能夠更容易地從自然界中分離物群落中的數(shù)量大大增加，人們能夠更容易地從自然界中分離到所需的特定微生物。富集條件可根據(jù)所需分離微生物的特點，到所需的特定微生物。富集條件可根據(jù)所需分離微生物的特點，從物理、化學、生物及綜合多個方面進行選擇，如溫度、從物理、化學、生物及綜合多個方面進行選擇，如

20、溫度、pHpH、紫外線、高壓、光照、氧氣、營養(yǎng)等。如圖描述了采用富集方紫外線、高壓、光照、氧氣、營養(yǎng)等。如圖描述了采用富集方法從土壤中分離能降解酚類化合物對羥基苯甲酸的微生物的實法從土壤中分離能降解酚類化合物對羥基苯甲酸的微生物的實驗過程。驗過程。(1)(1)實驗原理是實驗原理是_。(2)(2)本實驗所需培養(yǎng)基為本實驗所需培養(yǎng)基為_，碳源為，碳源為_。(3)(3)重復培養(yǎng)的目的是重復培養(yǎng)的目的是_。(4)(4)的菌落中大部分是能降解的菌落中大部分是能降解_的微生物。的微生物。(5)(5)為為_組，組，為為_組，設置組，設置的目的是的目的是_。(6)(6)采用采用_法。法。 【解題關鍵【解題關鍵

21、】解答本題關鍵應明確兩點：解答本題關鍵應明確兩點：(1)(1)注意培養(yǎng)基配制的原則及成分。注意培養(yǎng)基配制的原則及成分。(2)(2)掌握實驗設計的一般技巧：掌握實驗設計的一般技巧：實驗原理與選擇培養(yǎng)基用途的統(tǒng)一性；實驗原理與選擇培養(yǎng)基用途的統(tǒng)一性；實驗設計中對照原則的應用。實驗設計中對照原則的應用。【解析【解析】本題通過從土壤中分離出能降解酚類化合物的微生物本題通過從土壤中分離出能降解酚類化合物的微生物的過程，模擬纖維素分解菌的分離過程，其基本原理、操作過的過程，模擬纖維素分解菌的分離過程，其基本原理、操作過程及操作注意事項都和分離纖維素分解菌類似。本實驗所用培程及操作注意事項都和分離纖維素分解

22、菌類似。本實驗所用培養(yǎng)基是以對羥基苯甲酸為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，培養(yǎng)的微生養(yǎng)基是以對羥基苯甲酸為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，培養(yǎng)的微生物是能降解對羥基苯甲酸的微生物。經(jīng)過物是能降解對羥基苯甲酸的微生物。經(jīng)過的重復培養(yǎng)，的重復培養(yǎng)，增大了分解對羥基苯甲酸的微生物的比例。最后通過設立對照增大了分解對羥基苯甲酸的微生物的比例。最后通過設立對照及使用單菌落挑取法將培養(yǎng)基上的單菌落分別接種到含有對羥及使用單菌落挑取法將培養(yǎng)基上的單菌落分別接種到含有對羥基苯甲酸及不含有該物質(zhì)的培養(yǎng)基上，驗證是否得到了目的微基苯甲酸及不含有該物質(zhì)的培養(yǎng)基上，驗證是否得到了目的微生物。生物。答案：答案：(1)(1)利用以對羥基苯甲

23、酸為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，經(jīng)利用以對羥基苯甲酸為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，經(jīng)富集培養(yǎng)，選擇出能降解酚類化合物對羥基苯甲酸的微生物富集培養(yǎng)，選擇出能降解酚類化合物對羥基苯甲酸的微生物(2)(2)選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基 對羥基苯甲酸對羥基苯甲酸(3)(3)增大分解對羥基苯甲酸微生物的比例增大分解對羥基苯甲酸微生物的比例(4)(4)對羥基苯甲酸對羥基苯甲酸(5)(5)對照對照 實驗實驗 說明通過富集培養(yǎng)的確得到了目的微生物說明通過富集培養(yǎng)的確得到了目的微生物(6)(6)單菌落挑取單菌落挑取【變式訓練【變式訓練】下列關于從土壤中篩選纖維素分解菌的實驗步驟下列關于從土壤中篩選纖維素分解菌的實驗步驟的排列順序，

24、正確的是的排列順序，正確的是( )( )A.A.土壤取樣土壤取樣梯度稀釋梯度稀釋稀釋涂布平板稀釋涂布平板挑選菌落挑選菌落B.B.土壤取樣土壤取樣選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)稀釋涂布平板稀釋涂布平板挑選菌落挑選菌落C.C.土壤取樣土壤取樣梯度稀釋梯度稀釋選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)挑選菌落挑選菌落D.D.土壤取樣土壤取樣梯度稀釋梯度稀釋稀釋涂布平板稀釋涂布平板選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)【解析【解析】選選B B。正確的流程是。正確的流程是“土壤取樣土壤取樣選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)稀釋涂稀釋涂布平板布平板挑選菌落挑選菌落”，其中選擇培養(yǎng)的目的是增加纖維素分解，其中選擇培養(yǎng)的目的是增加纖維素分解菌的濃度，因此需要在稀釋涂布平板之前進行，最后根據(jù)菌落菌的濃度，因此需要在稀釋涂布平板之前進行，最后根據(jù)菌落的特征挑選纖維素分解菌。的特征挑選纖維素分解菌。