高中生物 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

专题2课题3课前预习巧设计名师课堂一点通重点突破创新演练大冲关知识清单案例师说课堂强化每课一练了解了解 纤维素酶的种类和作用纤维素酶的种类和作用理解理解 纤维素分解菌的筛选原理、实验流纤维素分解菌的筛选原理、实验流 程和注意事项程和注意事项分离分解纤维素的微生物的实验流程分离分解纤维素的微生物的实验流程 一、纤维素及纤维素酶一、纤维素及纤维素酶 1纤维素纤维素 (1)化学组成：由化学组成：由 三种元素组成，是地球上含三种元素组成，是地球上含量最丰富的量最丰富的 类物质。类物质。 (2)分布及作用：棉花是自然界中分布及作用：棉花是自然界中 含量最高的天含量最高的天然产物，此外木材、作物秸秆等也富含纤维素；纤维素是构然产物，此外木材、作物秸秆等也富含纤维素；纤维素是构成植物成植物 的主要组成成分之一。的主要组成成分之一。C、H、O多糖多糖纤维素纤维素细胞壁细胞壁 2纤维素酶纤维素酶 (1)组成：纤维素酶是一种组成：纤维素酶是一种 ，至少包括三种组，至少包括三种组分，即分，即 (2)作用：作用：C1酶和酶和CX酶使纤维素分解成酶使纤维素分解成 ， 将纤维二糖分解为葡萄糖。将纤维二糖分解为葡萄糖。复合酶复合酶C1酶、酶、CX酶、葡萄糖苷酶。酶、葡萄糖苷酶。纤维二糖纤维二糖葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 二、纤维素分解菌的筛选二、纤维素分解菌的筛选 1原理原理 (1)刚果红是一种染料，可以与像纤维素这样的多糖物质形刚果红是一种染料，可以与像纤维素这样的多糖物质形成成 ，但并不和水解后的，但并不和水解后的 和和 发生发生这种反应。这种反应。 (2)当含纤维素的培养基中加入刚果红时，就会出现红色复当含纤维素的培养基中加入刚果红时，就会出现红色复合物，当纤维素被合物，当纤维素被 分解后，分解后，就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的 。 2方法方法 常用的刚果红染色法有两种，一种是先培养常用的刚果红染色法有两种，一种是先培养 ，再加，再加入入 进行颜色反应，另一种是在倒平板时就加入进行颜色反应，另一种是在倒平板时就加入 。红色复合物红色复合物纤维二糖纤维二糖葡萄糖葡萄糖纤维素酶纤维素酶刚果红纤维素复合物刚果红纤维素复合物透明圈透明圈微生物微生物刚果红刚果红刚果红刚果红 三、实验设计三、实验设计 1实验流程实验流程 土壤取样土壤取样 梯度稀释梯度稀释将样品涂布到鉴别将样品涂布到鉴别 的培养基上的培养基上挑选产生挑选产生 的菌落。的菌落。 2选择培养的目的选择培养的目的 增加纤维素分解菌的增加纤维素分解菌的 ，确保能够从样品中分离到所，确保能够从样品中分离到所需要的微生物。需要的微生物。 3涉及的主要生物技术涉及的主要生物技术 的制作、的制作、 操作技术、稀释涂布平板法、选操作技术、稀释涂布平板法、选择培养、土壤取样等。择培养、土壤取样等。选择培养选择培养纤维素分解菌纤维素分解菌透明圈透明圈浓度浓度培养基培养基无菌无菌 4纤维素分解菌的进一步鉴定纤维素分解菌的进一步鉴定 (1)为确定得到的透明圈中的菌落是否具有纤维素分解菌，为确定得到的透明圈中的菌落是否具有纤维素分解菌，需要进行需要进行 的实验。其方法有的实验。其方法有 和和 两种。两种。 (2)纤维素酶的测定方法，一般是对纤维素酶分解滤纸纤维素酶的测定方法，一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的等纤维素后所产生的 进行定量测定。进行定量测定。发酵产纤维素酶发酵产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 1读教材读教材P27相关内容，归纳并回答下列问题。相关内容，归纳并回答下列问题。 (1)纤维素酶是一种酶吗？它包括哪几种？纤维素酶是一种酶吗？它包括哪几种？ 提示：提示：不是。纤维素酶是一种复合酶，至少包括不是。纤维素酶是一种复合酶，至少包括C1酶、酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种。酶和葡萄糖苷酶三种。 2读教材读教材P28的相关内容，归纳并回答下列问题：的相关内容，归纳并回答下列问题： (1)利用什么方法来筛选纤维素分解菌？利用什么方法来筛选纤维素分解菌？ 提示：提示：刚果红染色法。刚果红染色法。 (2)刚果红染色法筛选的原理是什么？刚果红染色法筛选的原理是什么？ 提示：提示：纤维素刚果红纤维素刚果红红色复合物。红色复合物。 刚果红不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生反应。刚果红不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生反应。 纤维素分解菌产生纤维素酶，分解纤维素，刚果红纤维纤维素分解菌产生纤维素酶，分解纤维素，刚果红纤维素红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。素红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。 3读教材读教材P2829实验设计实验设计的相关内容，思考讨论下列的相关内容，思考讨论下列问题：问题： (1)为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？ 提示：提示：因为生物与环境相互依存，富含纤维素的环境是纤因为生物与环境相互依存，富含纤维素的环境是纤维素分解菌的适宜环境；由于纤维素分解菌为异养型生物，也维素分解菌的适宜环境；由于纤维素分解菌为异养型生物，也可生活于其他富含有机质的环境中，只是数量相对较少。可生活于其他富含有机质的环境中，只是数量相对较少。 (2)在分离分解纤维素的微生物的实验流程中，为什在分离分解纤维素的微生物的实验流程中，为什么要进行选择培养？该环节一定需要设置吗？么要进行选择培养？该环节一定需要设置吗？ 提示：提示：选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度；选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度；在选择培养条件下，可以使能够适应人工设置的营养条件在选择培养条件下，可以使能够适应人工设置的营养条件下的微生物得到迅速地繁殖，而不适应的微生物的繁殖得下的微生物得到迅速地繁殖，而不适应的微生物的繁殖得到抑制。到抑制。 不一定。根据样品中目的微生物的数量的多少来不一定。根据样品中目的微生物的数量的多少来确定。确定。 4为什么对分离的纤维素分解菌作进一步的鉴定？为什么对分离的纤维素分解菌作进一步的鉴定？ 提示：提示：产生透明圈的菌落可能是能产生淀粉酶的微生物，产生透明圈的菌落可能是能产生淀粉酶的微生物，也可能是能降解刚果红的菌种，所以需要进一步鉴定。也可能是能降解刚果红的菌种，所以需要进一步鉴定。 生物乙醇是以生物为原料生产的可再生能源。我生物乙醇是以生物为原料生产的可再生能源。我国利用农作物废弃物国利用农作物废弃物(秸秆秸秆)生产乙醇，其技术流程为：纤维生产乙醇，其技术流程为：纤维素酶解素酶解酵母发酵酵母发酵蒸馏蒸馏成品。获取纤维素酶的成本能否成品。获取纤维素酶的成本能否下降，是能否实现生物乙醇工业化生产的关键因素。纤维素下降，是能否实现生物乙醇工业化生产的关键因素。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌的培养液中提取。某同学设计酶可以从能分解纤维素的细菌的培养液中提取。某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程：土壤取样了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程：土壤取样选选择培养择培养梯度稀释梯度稀释鉴别培养。鉴别培养。 (1)最好选择怎样的环境采集土样？最好选择怎样的环境采集土样？ _。 (2)以下是一种培养基配方：纤维素粉以下是一种培养基配方：纤维素粉5 g、NaNO3 1 g、Na2HPO47H2O1.2 g、KH2PO40.9 g、MgSO47H2O0.5 g、KCl 0.5 g、酵母膏、酵母膏0.5 g、水解酪素、水解酪素0.5 g(蒸馏水定容到蒸馏水定容到1 000 mL)。该培养基能够增加样品中纤维素分解菌的浓度，其原理。该培养基能够增加样品中纤维素分解菌的浓度，其原理是是_。 (3)为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种，可以在鉴别为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种，可以在鉴别培养基上加入培养基上加入_染液，将筛选获得的菌液稀释后用染液，将筛选获得的菌液稀释后用_法接种到鉴别培养基上，然后挑选产生法接种到鉴别培养基上，然后挑选产生_的菌的菌落作为菌种进行扩大培养。落作为菌种进行扩大培养。 (4)纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量如何呢？请设纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量如何呢？请设计实验进行检测。计实验进行检测。 _。 解析解析富含纤维素的土壤中，含有以纤维素为碳源的纤富含纤维素的土壤中，含有以纤维素为碳源的纤维素分解菌，且数量多。题目中纤维素为含纤维素酶的微生物维素分解菌，且数量多。题目中纤维素为含纤维素酶的微生物提供碳源和能源，不能分解纤维素的微生物由于缺乏碳源而不提供碳源和能源，不能分解纤维素的微生物由于缺乏碳源而不能正常生长繁殖，因此该培养基具有选择作用。纤维素量一定能正常生长繁殖，因此该培养基具有选择作用。纤维素量一定时，纤维素酶产量与分解产生的葡萄糖数量成正比。时，纤维素酶产量与分解产生的葡萄糖数量成正比。 答案答案(1)选择纤维素丰富的土壤环境选择纤维素丰富的土壤环境 (2)培养基中纤维素是主要碳源，有利于纤维素分解菌培养基中纤维素是主要碳源，有利于纤维素分解菌生长，同时抑制其他微生物生长生长，同时抑制其他微生物生长(3)刚果红涂布平板刚果红涂布平板透明圈透明圈(4)向定量纤维素分解菌培养液中加入定量纤维素，向定量纤维素分解菌培养液中加入定量纤维素，定时测量葡萄糖产量的变化定时测量葡萄糖产量的变化