人教版選修1專題2課題3分解纖維素的微生物的分離(共21張PPT)

1、教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo):1、知道、知道纖維素酶纖維素酶的種類及作用的種類及作用2、初步掌握從土壤中、初步掌握從土壤中分離出分解纖維分離出分解纖維 素的微生物素的微生物的實驗方法的實驗方法閱讀課本閱讀課本27頁基礎(chǔ)知識頁基礎(chǔ)知識1、纖維素在生物圈的分布狀況？、纖維素在生物圈的分布狀況？2、纖維素酶的組成及作用？、纖維素酶的組成及作用？纖維素是地球上含量最豐富的纖維素是地球上含量最豐富的 類物質(zhì)。植物類物質(zhì)。植物的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素。的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素。其中其中 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。纖維素酶是一種纖維素酶是一種 酶，一

2、般認(rèn)為它至少包括三酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即種組分，即 、 和和 ，前兩種酶，前兩種酶使纖維素分解成使纖維素分解成 ，第三種酶將纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成分解成 。一、纖維素和纖維素酶一、纖維素和纖維素酶酶酶篩選篩選操作操作結(jié)果結(jié)果延伸延伸閱讀課本閱讀課本27頁基礎(chǔ)知識頁基礎(chǔ)知識1、纖維素在生物圈的分布狀況？、纖維素在生物圈的分布狀況？2、纖維素酶的組成及作用？、纖維素酶的組成及作用？纖維素是地球上含量最豐富的纖維素是地球上含量最豐富的多糖多糖類物質(zhì)。植物類物質(zhì)。植物的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素。的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素。其中其中棉花棉花是自然界中纖維素含量

3、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)為它至少包括三，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即種組分，即CX酶酶、 C1酶酶和和葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶，前兩種酶，前兩種酶使纖維素分解成使纖維素分解成纖維二糖纖維二糖，第三種酶將纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成分解成葡萄糖葡萄糖。一、纖維素和纖維素酶一、纖維素和纖維素酶二、纖維素分解菌的篩選二、纖維素分解菌的篩選1、纖維素分解菌的篩選方法、纖維素分解菌的篩選方法2、纖維素分解菌的篩選方法的原理、纖維素分解菌的篩選方法的原理 染色法染色法：這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接：這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接

4、 對微生物進行對微生物進行 . 剛果紅是一種染料，它可以與剛果紅是一種染料，它可以與 形成紅色形成紅色復(fù)合物，但并不和復(fù)合物，但并不和 、 發(fā)生這種反發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后應(yīng)。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后,剛果紅剛果紅纖維素纖維素的復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分的復(fù)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解菌為中心的 。這樣我們可以通過是否產(chǎn)。這樣我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選生透明圈來篩選 .酶酶篩選篩選操作操作結(jié)果結(jié)果延伸延伸二、纖維素分解菌的篩選二、纖維素分解菌的篩選1、纖維素分解菌的篩選方法、纖維素分解菌的篩選方法2、纖維素分解菌的篩選方法的原理、

5、纖維素分解菌的篩選方法的原理剛果紅剛果紅染色法染色法：這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接：這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接 對微生物進行對微生物進行篩選篩選. 剛果紅是一種染料，它可以與剛果紅是一種染料，它可以與纖維素纖維素形成紅色形成紅色復(fù)合物，但并不和復(fù)合物，但并不和纖維二糖纖維二糖、葡萄糖葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后,剛果紅剛果紅纖維素的復(fù)纖維素的復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的為中心的 。這樣我們可以通過是否產(chǎn)生透。這樣我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選明圈來篩選纖維素分解菌纖維

6、素分解菌透明圈透明圈 三、實驗操作三、實驗操作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單菌落挑取法單菌落挑取法土壤取樣土壤取樣取樣的環(huán)境是怎樣的，作出這種選擇的理由是什么？取樣的環(huán)境是怎樣的，作出這種選擇的理由是什么？ 選擇纖維素豐富的環(huán)境選擇纖維素豐富的環(huán)境，如樹林中多，如樹林中多年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗葉等等。葉等等。 生物與環(huán)境的互相依存關(guān)系生物與環(huán)境的互相依存關(guān)系，在，在富含富含纖維素的環(huán)境中纖維素分解菌的含量相對纖

7、維素的環(huán)境中纖維素分解菌的含量相對提高提高，因此從這種土壤中獲得目的微生物，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)境的幾率要高于普通環(huán)境酶酶篩選篩選操作操作結(jié)果結(jié)果延伸延伸三、實驗操作三、實驗操作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單菌落挑取法單菌落挑取法選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基纖維素粉纖維素粉 5g5gNaNONaNO3 3 1g 1gNaNa2 2HPOHPO4 47H7H2 2O 0.5gO 0.5gKHKH

8、2 2POPO4 4 0.9g 0.9gMgSOMgSO4 47H7H2 2O 0.5gO 0.5gKCl 0.5gKCl 0.5g酵母膏酵母膏 0.5g0.5g水解酪素水解酪素 0.5g0.5g將上述物質(zhì)溶解后將上述物質(zhì)溶解后, ,用蒸餾水定容到用蒸餾水定容到1000ml1000ml選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)1 1、選擇培養(yǎng)的目的：、選擇培養(yǎng)的目的：增加纖維素分解菌的濃度增加纖維素分解菌的濃度，以確保能夠從樣品中分離到，以確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物所需要的微生物( (富集培養(yǎng)，濃縮）富集培養(yǎng)，濃縮）2 2、制備選擇培養(yǎng)基、制備選擇培養(yǎng)基課本課本2929頁旁欄中的比例配置，回答下列問題頁旁欄中

9、的比例配置，回答下列問題a a、旁欄中的配方是液體培養(yǎng)基還是固體培養(yǎng)基？為什么？、旁欄中的配方是液體培養(yǎng)基還是固體培養(yǎng)基？為什么？b b、這個培養(yǎng)基對微生物是否具有選擇作用？如果具、這個培養(yǎng)基對微生物是否具有選擇作用？如果具 有，是有，是如何進行選擇的？如何進行選擇的？ c c、你能否設(shè)計一個對照實驗，說明選擇培養(yǎng)基的作用、你能否設(shè)計一個對照實驗，說明選擇培養(yǎng)基的作用是是液體液體培養(yǎng)基，原因是配方中培養(yǎng)基，原因是配方中無凝固劑無凝固劑有選擇作用，本配方中的有選擇作用，本配方中的碳源是纖維素碳源是纖維素，所以，所以能分解能分解纖維素的微生物纖維素的微生物可以可以大量繁殖大量繁殖用用牛肉膏蛋白胨培

10、養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基與之對照與之對照3 3、操作方法：、操作方法：將土樣加入裝有將土樣加入裝有30ml30ml選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形的錐形瓶中，將錐形瓶固定在搖床上，在一定溫度下震蕩培養(yǎng)瓶固定在搖床上，在一定溫度下震蕩培養(yǎng)1 12 2天，直天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng). .吸取適量的培養(yǎng)吸取適量的培養(yǎng)液，稀釋涂布到液，稀釋涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上酶酶篩選篩選操作操作結(jié)果結(jié)果延伸延伸三、實驗操作三、實驗操作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

11、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梯度稀釋梯度稀釋用移液管從富集培養(yǎng)土壤液用移液管從富集培養(yǎng)土壤液( (選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基) )中吸中吸取取1ml1ml加入盛有加入盛有9ml9ml無菌水的試管中充分混勻。然后換槍無菌水的試管中充分混勻。然后換槍頭從此試管中吸取頭從此試管中吸取1ml1ml加入另一盛有加入另一盛有9ml9ml無菌水的試管中，無菌水的試管中，混合均勻，以此類推制成混合均勻，以此類推制成1010-1-1,10,10-2-2,10,10-3-3,10,10-4-4,10,10-5-5,10,10-6-6不同稀釋度的溶液。稀釋最大倍數(shù)到不

12、同稀釋度的溶液。稀釋最大倍數(shù)到10106 6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1 1、制備培養(yǎng)基、制備培養(yǎng)基: :2 2、涂布平板：將稀釋度為、涂布平板：將稀釋度為10104 410106 6的菌懸液各的菌懸液各取取0.1ml0.1ml涂布在培養(yǎng)基上，涂布在培養(yǎng)基上，3030倒置培養(yǎng)倒置培養(yǎng)下：鑒別鑒別纖維素分解菌的纖維素分解菌的培養(yǎng)基培養(yǎng)基CMC-Na CMC-Na 5-10g 5-10g酵母膏酵母膏 1g1gKH2PO4 0.25gKH2PO4 0.25g瓊脂瓊脂 15g15g土豆汁土豆汁 100ml100ml將上述物質(zhì)溶解后將上述物質(zhì)溶解后, ,

13、用蒸餾水定容用蒸餾水定容到到1000ml1000ml挑選產(chǎn)生透挑選產(chǎn)生透明圈的菌落明圈的菌落 參照課本參照課本剛果紅染色法剛果紅染色法，挑選產(chǎn)生透，挑選產(chǎn)生透明圈的菌落，一般即為分解纖維素的菌落明圈的菌落，一般即為分解纖維素的菌落 空白空白 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，再加入剛果先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進行顏色反應(yīng)紅進行顏色反應(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P29P29思考：思考：這兩種方法各有哪些優(yōu)點與不足這兩種方法各有哪些優(yōu)點與不足 方法一方法一 缺點是操作缺點是操作繁瑣繁瑣，加入剛果紅溶液會使，加入剛果紅溶液會使菌落之間菌落之間發(fā)

14、生混雜發(fā)生混雜；優(yōu)點是這樣顯示出的顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌；優(yōu)點是這樣顯示出的顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用的作用 方法二方法二 優(yōu)點是操作優(yōu)點是操作簡便簡便，不存在菌落混雜問題，不存在菌落混雜問題缺點一是由于培養(yǎng)基中還含有多糖淀粉類物質(zhì)，可以使能產(chǎn)生缺點一是由于培養(yǎng)基中還含有多糖淀粉類物質(zhì)，可以使能產(chǎn)生淀淀粉酶的微生物粉酶的微生物出現(xiàn)出現(xiàn)假陽性假陽性反應(yīng)；反應(yīng)；缺點二缺點二有些微生物具有降解色素有些微生物具有降解色素的能力，它們在長時間培養(yǎng)過程的能力，它們在長時間培養(yǎng)過程中會降解剛果紅，形成明顯的透明圈，與纖維素分解菌不易區(qū)分中會降解剛果紅，形成明顯的透明圈，與纖維素分解菌不易區(qū)分四

15、、結(jié)果分析與評價四、結(jié)果分析與評價-2-22 2 培養(yǎng)基的制作是否合格？以及選擇培養(yǎng)基是否培養(yǎng)基的制作是否合格？以及選擇培養(yǎng)基是否篩選出菌落篩選出菌落 設(shè)置對照，若設(shè)置對照，若對照的培養(yǎng)基對照的培養(yǎng)基在培在培養(yǎng)過程中養(yǎng)過程中無菌落無菌落生長則說明培養(yǎng)基制作合生長則說明培養(yǎng)基制作合格。格。 如果觀察到如果觀察到產(chǎn)生透明圈的菌落產(chǎn)生透明圈的菌落，則說明可能獲得了分解纖維素的微生物。則說明可能獲得了分解纖維素的微生物。五、課題延伸五、課題延伸 本課題對分解纖維素的微生物進行了初本課題對分解纖維素的微生物進行了初步的篩選，但是這只是分離純化的第一步。步的篩選，但是這只是分離純化的第一步。為確定得到的是

16、纖維素分解菌，還需要進行為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進行發(fā)酵發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶產(chǎn)纖維素酶的實驗。的實驗。纖維素酶的發(fā)酵方法有纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵液體發(fā)酵和和固體發(fā)酵固體發(fā)酵兩種。兩種。纖維素酶的纖維素酶的測定方法測定方法一般是對纖維素酶分解濾紙一般是對纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進行定量的測定葡萄糖進行定量的測定。斐林試劑斐林試劑 磚紅色沉淀磚紅色沉淀劃線分離劃線分離用接種環(huán)挑取菌落在鑒別培養(yǎng)基平板上作用接種環(huán)挑取菌落在鑒別培養(yǎng)基平板上作平板平板劃線劃線。劃線完畢后，蓋上皿蓋，倒置于溫室培。劃線完畢后，蓋上皿蓋，倒置于溫室培養(yǎng)，至長出單菌落。養(yǎng)，至長出單菌落。由此，即從土壤中由此，即從土壤中分離純化出纖維素分解菌分離純化出纖維素分解菌。純化出纖維素分解菌純化出纖維