人教高二生物選修一教學專題課題 分解纖維素的微生物的分離

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1、人教高二生物選修一教學專題課題人教高二生物選修一教學專題課題 分解分解纖維素的微生物的分離纖維素的微生物的分離 纖維素：棉花棉花是自然是自然界中纖維素界中纖維素含量最高的含量最高的天然產(chǎn)物；天然產(chǎn)物；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類多糖類物質(zhì)，植物質(zhì)，植物每年產(chǎn)生的纖維素超過物每年產(chǎn)生的纖維素超過7070億噸；分布植物的億噸；分布植物的根、莖、葉中；根、莖、葉中；第1頁/共34頁 科學家正致力于研究，怎樣將科學家正致力于研究，怎樣將農(nóng)業(yè)廢棄物、木材及生長更為迅農(nóng)業(yè)廢棄物、木材及生長更為迅速的草本植物，速的草本植物，轉(zhuǎn)化為種類繁多轉(zhuǎn)化為種類繁多的生物燃料的生物燃料（甚至

2、是航空燃油）。（甚至是航空燃油）。第2頁/共34頁 棉花棉花是自然界中纖維素含量最是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物，纖維素的分解需要高的天然產(chǎn)物，纖維素的分解需要在在纖維素酶纖維素酶的催化作用下完成，請的催化作用下完成，請完成下列過程（閱讀課本第二段）：完成下列過程（閱讀課本第二段）：（一）纖維素與纖維素酶（一）纖維素與纖維素酶第3頁/共34頁 纖維素酶是一種纖維素酶是一種復合酶復合酶，一，一般認為它至少包括三種組分般認為它至少包括三種組分，即，即C1酶、酶、 CX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，種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種第三種酶將纖維二糖分解成葡

3、萄酶將纖維二糖分解成葡萄糖。糖。纖維素纖維素纖維纖維二糖二糖葡萄糖葡萄糖C1酶酶Cx酶酶葡萄糖葡萄糖苷酶苷酶第4頁/共34頁濾濾紙紙崩崩潰潰法法體會纖維素酶作用的實驗：體會纖維素酶作用的實驗：第5頁/共34頁（二）纖維素分解菌的篩選（二）纖維素分解菌的篩選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。該方法可以通過過_反應直接篩選。反應直接篩選。剛果紅染色法剛果紅染色法顏色顏色第6頁/共34頁2、其原理是：剛果紅可以與纖維、其原理是：剛果紅可以與纖維素形成素形成_，當纖維素，當纖維素被被_分解后，紅色復合物分解后，紅色復合物無法形成，出現(xiàn)以無法形成，出現(xiàn)以_為中心的為

4、中心的_，我們可以通，我們可以通過過_來篩選纖維素分來篩選纖維素分解菌。解菌。紅色復合紅色復合物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)生透明圈第7頁/共34頁可根據(jù)是否可根據(jù)是否產(chǎn)生產(chǎn)生透明圈透明圈來篩選纖維來篩選纖維素分解菌素分解菌第8頁/共34頁練一練：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. 纖維素酶是一種復合酶，至少包括三種纖維素酶是一種復合酶，至少包括三種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. 纖維素酶可用于去掉植物的細胞壁纖維素酶可用于去掉植物的細胞壁D. 葡萄糖苷酶可

5、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第9頁/共34頁2.利用剛果紅染色法可以篩選出纖維素利用剛果紅染色法可以篩選出纖維素分解菌，下列說法錯誤的是分解菌，下列說法錯誤的是A. 剛果紅能與纖維素形成紅色復合物剛果紅能與纖維素形成紅色復合物 B. 剛果紅能與纖維二糖形成紅色復合物剛果紅能與纖維二糖形成紅色復合物 C. 剛果紅不能與葡萄糖形成紅色復合物剛果紅不能與葡萄糖形成紅色復合物D. 若培養(yǎng)基上產(chǎn)生了透明圈，則說明已篩若培養(yǎng)基上產(chǎn)生了透明圈，則說明已篩選出了纖維素分解菌選出了纖維素分解菌第10頁/共34頁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將樣品涂布到鑒別

6、纖維素分解菌別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上的培養(yǎng)基上挑選產(chǎn)生挑選產(chǎn)生透明圈的透明圈的菌落菌落（操作流程）（操作流程）（此步可省略）（此步可省略）第11頁/共34頁旁欄思考題旁欄思考題本實驗流程與課題本實驗流程與課題2中中的實驗流程有哪些異同？的實驗流程有哪些異同？課題課題2是將土樣制成的菌懸液直接涂布是將土樣制成的菌懸液直接涂布在以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基上，在以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基上，直接分離得到菌落直接分離得到菌落本課題通過選擇培養(yǎng)，使纖維素分解本課題通過選擇培養(yǎng)，使纖維素分解菌得到增殖以后，再將菌液涂布到選菌得到增殖以后，再將菌液涂布到選擇培養(yǎng)基上。擇培養(yǎng)基上。第12頁/共34頁【資料

7、一】土壤取樣【資料一】土壤取樣 富含富含纖維素纖維素第13頁/共34頁旁欄思考題旁欄思考題為什么要在富含纖維為什么要在富含纖維素的環(huán)境中找纖維素分解菌？素的環(huán)境中找纖維素分解菌？在富含纖維素的環(huán)境中纖維素分在富含纖維素的環(huán)境中纖維素分解菌的含量相對提高解菌的含量相對提高旁欄思考題旁欄思考題將濾紙埋在土壤中有將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認為濾紙應該埋進土壤什么作用？你認為濾紙應該埋進土壤多深？多深？ 人工設(shè)置纖維素分解菌生存的適人工設(shè)置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境，使纖維素分解菌相對聚集。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10cm的腐殖土壤中。的腐殖土壤中。第14頁/共34

8、頁【資料二】選擇培養(yǎng)【資料二】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，回答以下幾個問題：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第15頁/共34頁2、該培養(yǎng)基對微生物、該培養(yǎng)基對微生物_（具有，不具有）選擇作用。如（具有，不具有）選擇作用。如果具有，其選擇機制是果具有，其選擇機制是_。以纖維素粉為唯一碳源，能分解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纖維素的微生物可以大量繁殖 具具有有 第16頁/共34頁若設(shè)置一個對照實驗說明選擇若設(shè)置一個對照實驗說明選擇培養(yǎng)的作用，應控制的變量是培養(yǎng)的作用，應控制的變量是將將_改為改為_。3、你能否設(shè)計一個對

9、照實驗，、你能否設(shè)計一個對照實驗，說明選擇培養(yǎng)基的作用？說明選擇培養(yǎng)基的作用？葡萄糖葡萄糖纖維素粉纖維素粉第17頁/共34頁 其目的是增加纖維素分解其目的是增加纖維素分解菌的濃度，菌的濃度，以確保能夠從樣品以確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物。中分離到所需要的微生物。第18頁/共34頁【資料三】剛果紅染色法【資料三】剛果紅染色法方法一：方法一：先培養(yǎng)微生物，再加先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進行顏色反應入剛果紅進行顏色反應方法二：方法二：在倒平板時就加入剛在倒平板時就加入剛果紅果紅第19頁/共34頁染色法染色法優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點方法一方法一（后加剛后加剛果紅果紅） 方法二方法二（先加剛（先加剛果紅

10、）果紅） 顏色反應基本顏色反應基本上是纖維素分上是纖維素分解菌的作用解菌的作用 操作繁瑣，剛操作繁瑣，剛果紅會使菌落之間果紅會使菌落之間發(fā)生混雜發(fā)生混雜操作簡便，操作簡便，不存在菌落不存在菌落混雜問題混雜問題 產(chǎn)生淀粉酶的產(chǎn)生淀粉酶的微生物也產(chǎn)生模糊微生物也產(chǎn)生模糊透明圈，有些微生透明圈，有些微生物能降解色素，形物能降解色素，形成明顯的透明圈。成明顯的透明圈。思考：這兩種方法各有哪些優(yōu)點與不足思考：這兩種方法各有哪些優(yōu)點與不足第20頁/共34頁選擇培養(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30ml選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定在的錐形瓶中，將錐形瓶固定在搖搖床床

11、上，在一定溫度下上，在一定溫度下震蕩震蕩培養(yǎng)培養(yǎng)12天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復選擇培養(yǎng)?？芍貜瓦x擇培養(yǎng)。思考：據(jù)思考：據(jù)“搖床搖床”、“震蕩震蕩”分析纖維分析纖維素分解菌的異化作用類型？素分解菌的異化作用類型？第21頁/共34頁旁欄思考題為什么選擇培養(yǎng)能旁欄思考題為什么選擇培養(yǎng)能夠夠“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，可以使那些在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那些能夠適應這種營養(yǎng)條件的微生物得能夠適應這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應這種營到迅速繁殖，而那些不適應這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到此可以起到“濃縮濃縮”的作用。的作用。指微生物的種類少了，而指微生物的種類少了，而某些微生物的數(shù)量多了某些微生物的數(shù)量多了第22頁/共34頁發(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 第23頁/共34頁第24頁/共34頁第25頁/共34頁第26頁/共34頁第27頁/共34頁第28頁/共34頁第29頁/共34頁第30頁/共34頁第31頁/共34頁第32頁/共34頁第33頁/共34頁感謝您的觀看。感謝您的觀看。第34頁/共34頁