高中生物 第1部分 专题2 课题3 分解纤维素的微生物的分离课件 新人教版选修1

第第1部部分分专专题题2课课题题3理解教材理解教材新知新知把握热点把握热点考向考向应用创新应用创新演练演练知识点一知识点一知识点二知识点二考向一考向一考向二考向二 1.纤维素酶是复合酶，包括纤维素酶是复合酶，包括C1酶、酶、Cx酶和酶和 葡萄糖苷酶等组分。葡萄糖苷酶等组分。 2纤维素酶的作用是：纤维素纤维素酶的作用是：纤维素 纤维二糖纤维二糖 葡萄糖。葡萄糖。3刚果红与纤维素形成红色复合物。当纤维素被分解刚果红与纤维素形成红色复合物。当纤维素被分解后，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。后，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。4分离后，为确定得到的是纤维素分解菌，还需进行发酵分离后，为确定得到的是纤维素分解菌，还需进行发酵产纤维素酶的实验。产纤维素酶的实验。 自读教材自读教材夯基础夯基础 1纤维素纤维素 (1)基本组成单位：基本组成单位： 。 (2)含量：是地球上最丰富的含量：是地球上最丰富的 类物质。类物质。 (3)分布：分布： 是自然界中纤维素含量最高的天然产是自然界中纤维素含量最高的天然产物。此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。物。此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。葡萄糖葡萄糖多糖多糖棉花棉花复合酶复合酶C1酶酶Cx酶酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶C1酶和酶和Cx酶酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶(3)实验验证：实验验证：试管试管 滤纸条滤纸条缓冲液缓冲液pH4.8纤维素酶纤维素酶(7080 U/mL)条件条件结果结果11 cm6 cm10 mL 将两支试管固定将两支试管固定在在50 mL的锥形的锥形瓶中，在摇床上瓶中，在摇床上以以140 r/min的转的转速振荡反应速振荡反应1 h 21 cm6 cm mL 111 mL完全完全分解分解基本无基本无变化变化 3纤维素分解菌的筛选纤维素分解菌的筛选 (1)方法：方法： 染色法，常用的有两种，一种是先染色法，常用的有两种，一种是先 ，再加入，再加入 进行颜色反应，另一种是进行颜色反应，另一种是在在 时就加入时就加入 。刚果红刚果红 培养微生物培养微生物刚果红刚果红倒平板倒平板刚果红刚果红以纤维以纤维素分解菌素分解菌红色红色 跟随名师跟随名师解疑难解疑难 纤维素分解菌的筛选纤维素分解菌的筛选 (1)筛选原理：筛选原理： 刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，但并刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖反应。当纤维素被纤维素不和水解后的纤维二糖和葡萄糖反应。当纤维素被纤维素酶分解后，该复合物无法形成，培养基中会出现以纤维素酶分解后，该复合物无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。分解菌为中心的透明圈。(2)筛选方法：筛选方法：方法一方法一方法二方法二操作操作先培养微生物，先培养微生物，再加入刚果红再加入刚果红倒平板时加入刚果红倒平板时加入刚果红优点优点显示出的颜色显示出的颜色反应基本上是反应基本上是纤维素分解菌纤维素分解菌的作用的作用操作简便，不存在菌落混杂的问题操作简便，不存在菌落混杂的问题缺点缺点操作繁琐，加操作繁琐，加入刚果红溶液入刚果红溶液会使菌落之间会使菌落之间发生混杂发生混杂由于在纤维素粉、琼脂和土豆汁中都含由于在纤维素粉、琼脂和土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现透明圈较为模糊的假阳性反应微生物出现透明圈较为模糊的假阳性反应有些微生物具有降解色素的能力，长时有些微生物具有降解色素的能力，长时间培养会降解刚果红而形成明显的透明圈间培养会降解刚果红而形成明显的透明圈 自读教材自读教材夯基础夯基础 1实验设计流程实验设计流程(1)土壤取样：选择富含土壤取样：选择富含 的环境的环境纤维素纤维素浓度浓度微生物微生物选择培养基选择培养基摇床摇床12 d混浊混浊(3)梯度稀释梯度稀释(4)涂布培养：将样品涂布到涂布培养：将样品涂布到 的培养基上的培养基上 (5)筛选菌株：筛选菌株： 染色法，挑选产生染色法，挑选产生 的菌落的菌落鉴别纤维素分解菌鉴别纤维素分解菌刚果红刚果红透明圈透明圈 2课题延伸课题延伸纤维素分解菌的鉴定纤维素分解菌的鉴定 (1)为确定得到的透明圈中的菌落是纤维素分解菌，需为确定得到的透明圈中的菌落是纤维素分解菌，需要进行发酵产要进行发酵产 的实验，纤维素酶的发酵方法有的实验，纤维素酶的发酵方法有 和和 两种。两种。 (2)纤维素酶的测定方法，一般是采用对纤维素酶分解纤维素酶的测定方法，一般是采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的滤纸等纤维素后所产生的 进行进行 测定。测定。纤维素酶纤维素酶液体发酵液体发酵固体发酵固体发酵葡萄糖葡萄糖定量定量 1在实验过程中，为什么要进行梯度稀释？在实验过程中，为什么要进行梯度稀释？ 提示：提示：通过梯度稀释使聚集在一起的微生物分散成单通过梯度稀释使聚集在一起的微生物分散成单个细菌，在培养基表面形成单个的菌落。个细菌，在培养基表面形成单个的菌落。 2分离分解纤维素的微生物实验，只是分离纯化的第分离分解纤维素的微生物实验，只是分离纯化的第一步，为确保得到的是纤维素分解菌，还需要做什么工作？一步，为确保得到的是纤维素分解菌，还需要做什么工作？ 提示：提示：还需要进行发酵产纤维素酶的实验。还需要进行发酵产纤维素酶的实验。 跟随名师跟随名师解疑难解疑难 1纤维素分解菌的筛选过程中所用两种培养基的纤维素分解菌的筛选过程中所用两种培养基的成分和作用成分和作用 (1)纤维素分解菌的选择培养基：纤维素分解菌的选择培养基：组分组分含量含量提供的主要营养物质提供的主要营养物质纤维素粉纤维素粉碳源、能源碳源、能源NaNO3无机盐无机盐Na2HPO47H2OKH2PO4MgSO47H2OKCl酵母膏酵母膏特殊营养成分、碳源、氮源特殊营养成分、碳源、氮源水解酪素水解酪素氮源、特殊营养成分氮源、特殊营养成分上述物质溶解后，用蒸馏水定容至上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1 000 mL5 g1g1.2g0.9g0.5g0.5g0.5g0.5 g(2)鉴别纤维素分解菌的培养基：鉴别纤维素分解菌的培养基：组分组分含量含量提供的主要营养物质提供的主要营养物质CMCNa510 g碳源碳源酵母膏酵母膏1 g碳源、氮源、特殊营养成分碳源、氮源、特殊营养成分KH2PO40.25 g无机盐无机盐琼脂琼脂15 g凝固剂凝固剂土豆汁土豆汁100 mL碳源碳源上述物质溶解后，用蒸馏水定容至上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1 000 mL 2纤维素分解菌的筛选过程中所用两种培养基的比较纤维素分解菌的筛选过程中所用两种培养基的比较 (1)纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基，利用液纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基，利用液体培养基能使营养成分充分消耗，以增加纤维素分解菌的体培养基能使营养成分充分消耗，以增加纤维素分解菌的浓度。浓度。 (2)纤维素分解菌的鉴别培养基为固体培养基，因为需纤维素分解菌的鉴别培养基为固体培养基，因为需要在培养基上形成我们肉眼可见的菌落。要在培养基上形成我们肉眼可见的菌落。 (3)在上述选择培养基中能以纤维素作为碳源和能源的在上述选择培养基中能以纤维素作为碳源和能源的微生物可以正常生长，而其他绝大多数微生物不能正常生微生物可以正常生长，而其他绝大多数微生物不能正常生长；而在上述鉴别培养基中，绝大多数微生物都可以正常长；而在上述鉴别培养基中，绝大多数微生物都可以正常生长。生长。 特别提醒特别提醒 (1)判断某个培养基是否具有选择作用时，应设立基础判断某个培养基是否具有选择作用时，应设立基础培养基进行对照。培养基进行对照。 (2判断所使用的培养基是否被杂菌污染时，应设立不判断所使用的培养基是否被杂菌污染时，应设立不接种该菌种的培养基进行空白对照。接种该菌种的培养基进行空白对照。例例1 下列有关刚果红染色法的叙述，不正确的是下列有关刚果红染色法的叙述，不正确的是()A刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入B刚果红可以在菌落形成后加入刚果红可以在菌落形成后加入C在菌落形成前倒平板时加入，刚果红不需要灭菌在菌落形成前倒平板时加入，刚果红不需要灭菌D在菌落形成后加入刚果红时，刚果红不需要灭菌在菌落形成后加入刚果红时，刚果红不需要灭菌 解析解析利用刚果红筛选纤维素分解菌时，刚果红可利用刚果红筛选纤维素分解菌时，刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入，也可以在菌落形成后以在细菌菌落形成前倒平板时加入，也可以在菌落形成后加入。在细菌菌落形成前倒平板时加入，要进行灭菌，以加入。在细菌菌落形成前倒平板时加入，要进行灭菌，以防杂菌的侵入，影响纤维素分解菌菌落的形成；在菌落形防杂菌的侵入，影响纤维素分解菌菌落的形成；在菌落形成后加入刚果红，则不需要灭菌。成后加入刚果红，则不需要灭菌。 答案答案C 例例2 某实验小组欲从土壤中筛选出能分泌淀粉酶的某实验小组欲从土壤中筛选出能分泌淀粉酶的芽孢杆菌，设计实验步骤如下，请给予合理的补充。芽孢杆菌，设计实验步骤如下，请给予合理的补充。 (1)采样与培养：将采集的土样混匀后称取采样与培养：将采集的土样混匀后称取1 g，置于，置于经过经过_法灭菌处理的法灭菌处理的_(填填“固体固体”或或“液体液体”)培养基中，培养基中，28 振荡培养。振荡培养。 (2)接种与选择：为避免培养液中菌体浓度过高，需将接种与选择：为避免培养液中菌体浓度过高，需将培养液进行培养液进行_处理。之后，将菌液涂布接种于以处理。之后，将菌液涂布接种于以_为唯一碳源的固体培养基上，为唯一碳源的固体培养基上，30 条件下培养。条件下培养。为避免污染，需将培养皿呈为避免污染，需将培养皿呈_状态放置。此外，为状态放置。此外，为排除其他因素的影响，提高实验可信度，本步骤需设计排除其他因素的影响，提高实验可信度，本步骤需设计_作为空白对照。作为空白对照。 (3)筛选与纯化：将适量的碘液滴加在平板中的菌落周筛选与纯化：将适量的碘液滴加在平板中的菌落周围，如果菌落周围的现象是围，如果菌落周围的现象是_，则说明此，则说明此种菌能够种菌能够_。从平板中挑取实验效果明。从平板中挑取实验效果明显的目的菌株，采用显的目的菌株，采用_法接种于新的培养基平板上，法接种于新的培养基平板上，可对菌株进行进一步的纯化。可对菌株进行进一步的纯化。 解析解析(1)对培养基的灭菌方式是高压蒸汽灭菌，因对培养基的灭菌方式是高压蒸汽灭菌，因为后面要进行涂布，所以应该用液体培养基来培养。为后面要进行涂布，所以应该用液体培养基来培养。 (2)减小培养液菌体浓度一般用稀释方法。由于题目要减小培养液菌体浓度一般用稀释方法。由于题目要求选出能分泌淀粉酶的芽孢杆菌，所以培养基中的碳源就求选出能分泌淀粉酶的芽孢杆菌，所以培养基中的碳源就应只有淀粉。倒置可以减少培养基受污染，为排除其他因应只有淀粉。倒置可以减少培养基受污染，为排除其他因素影响，需要设置未接种的空白的培养基作对照组。素影响，需要设置未接种的空白的培养基作对照组。 (3)淀粉被水解，培养基会出现透明圈的现象。用平板淀粉被水解，培养基会出现透明圈的现象。用平板划线法来培养，可进一步纯化菌种。划线法来培养，可进一步纯化菌种。 答案答案(1)高压蒸汽灭菌液体高压蒸汽灭菌液体 (2)系列稀释系列稀释(或或“梯度稀释梯度稀释”)淀粉倒置未接种的空白淀粉倒置未接种的空白培养基培养基(或或“接种等量无菌水的培养基接种等量无菌水的培养基”) (3)出现透明圈分泌淀粉酶使淀粉发生水解平板划线出现透明圈分泌淀粉酶使淀粉发生水解平板划线 在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这种营养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，因此可以起到的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩浓缩”的作用。的作用。