高中生物 专题二 课题3 分解纤维素的微生物的分离课件 新人教版选修1

专题专题2微生物的培养与应用微生物的培养与应用 课题课题3分解纤维素的微生物的分分解纤维素的微生物的分离离 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，其棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，其纤维素的质量分数可达纤维素的质量分数可达92%95%，亚麻、木材、作物，亚麻、木材、作物秸秆等也富含纤维素。许多商品纤维素都是由天然纤维秸秆等也富含纤维素。许多商品纤维素都是由天然纤维素制得的。用分解纤维素的微生物处理后，纤维素可分素制得的。用分解纤维素的微生物处理后，纤维素可分解成糖。它不仅可以供给人们能量，还可以用于酿酒、解成糖。它不仅可以供给人们能量，还可以用于酿酒、酿醋等食品加工业，成为葡萄糖的替代品。酿醋等食品加工业，成为葡萄糖的替代品。 栏目链接栏目链接 请思考：请思考： 1.如何将纤维素分解成人类可以利用的单糖？如何将纤维素分解成人类可以利用的单糖？ 2.从何处可得到分解纤维素的微生物，又如何分离？从何处可得到分解纤维素的微生物，又如何分离？ 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接1纤维素的化学组成纤维素的化学组成含含_三种元素，是一种多糖。纤维素的基三种元素，是一种多糖。纤维素的基本组成单位是本组成单位是_，人体内没有，人体内没有_，所以人，所以人体不能直接以纤维素为能源物质，但土壤中有分解纤维体不能直接以纤维素为能源物质，但土壤中有分解纤维素的微生物，最终把纤维素分解成素的微生物，最终把纤维素分解成_释放到无机释放到无机环境环境。一、纤维素与纤维素酶一、纤维素与纤维素酶 栏目链接栏目链接 C、H、O 葡萄糖葡萄糖 纤维素酶纤维素酶 葡萄糖葡萄糖 2纤维素的分布纤维素的分布_是自然界中纤维素含量最高的天然产物，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。纤维素产生于此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。纤维素产生于植物的植物的_作用，地球上的植物每年产生的纤维素作用，地球上的植物每年产生的纤维素超过超过_亿吨。研究土壤中分解纤维素的微生物将亿吨。研究土壤中分解纤维素的微生物将给我们的生活带来很大变化给我们的生活带来很大变化。 栏目链接栏目链接 棉花棉花 光合光合 70 3纤维素的组分纤维素的组分纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括_、_和和_三种组分。前两三种组分。前两种 酶 使 纤 维 素分 解 成种 酶 使 纤 维 素分 解 成 _， 第 三 种 酶 将， 第 三 种 酶 将_分解成葡萄糖分解成葡萄糖。 栏目链接栏目链接 C1酶酶 Cx酶酶 葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 纤维二糖纤维二糖 纤维二糖纤维二糖 二、纤维素分解菌的筛选二、纤维素分解菌的筛选1方法方法_染色法，常用的有两种，一种是先培养染色法，常用的有两种，一种是先培养_，再加入刚果红进行，再加入刚果红进行_，另一种是在，另一种是在_时就加入刚果红时就加入刚果红。2原理原理(1)含纤维素的培养基中加入的含纤维素的培养基中加入的_，可与纤，可与纤维素形成维素形成_。 栏目链接栏目链接 刚果红刚果红 微生物微生物 颜色反应颜色反应 倒平板倒平板 刚果红刚果红 红色复合物红色复合物 ( 2 ) 当 纤 维 素 被当 纤 维 素 被 _ _ _ _ _ _ _ _ 分 解 后 ， 形 成 的分 解 后 ， 形 成 的_、_不和刚果红发生这种反应，红色复合物不和刚果红发生这种反应，红色复合物就无法形成，培养基中出现以就无法形成，培养基中出现以_为中心的为中心的透明圈，可通过是否产生透明圈，可通过是否产生_来筛选纤维素分解菌来筛选纤维素分解菌。 栏目链接栏目链接 纤维素酶纤维素酶 纤维二糖纤维二糖 葡萄糖葡萄糖 纤维素分解菌纤维素分解菌 透明圈透明圈 三、实验设计三、实验设计 栏目链接栏目链接1实验流程实验流程土壤取样土壤取样_(此步可省略此步可省略)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挑选产生生_的菌落的菌落。2土壤取样土壤取样采取土样时，可以选择采取土样时，可以选择_的环境的环境。 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 富含纤维素富含纤维素 3选择培养选择培养(1)目的：增加纤维素分解菌的目的：增加纤维素分解菌的_，确保能够，确保能够从样品中分离得到所需要的从样品中分离得到所需要的_。(2)操作方法：将土样加入装有操作方法：将土样加入装有30 mL_的锥形瓶中，将锥形瓶固定在的锥形瓶中，将锥形瓶固定在_上，在一定温度上，在一定温度下振荡培养下振荡培养_，直至培养液变，直至培养液变_，也可重，也可重复选择培养复选择培养。4涉及的生物技术涉及的生物技术主要有：主要有：_的制作、的制作、_操作技术、操作技术、稀释涂布平板法、稀释涂布平板法、_、土壤取样等、土壤取样等。 栏目链接栏目链接浓度浓度 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 培养基培养基 无菌无菌 选择培养基的作用选择培养基的作用 栏目链接栏目链接一、纤维素与纤维素酶的比较一、纤维素与纤维素酶的比较 栏目链接栏目链接纤维素纤维素纤维素酶纤维素酶组成组成由葡萄糖组成的多聚由葡萄糖组成的多聚体体由由C1酶、酶、Cx酶和葡萄酶和葡萄糖苷酶组成糖苷酶组成分布分布棉花、木材、作物秸棉花、木材、作物秸秆等秆等微生物细胞内微生物细胞内 栏目链接栏目链接作用作用与果胶构成植物与果胶构成植物的细胞壁的细胞壁水解纤维素水解纤维素实验实验验证验证纤维纤维素酶素酶的作用的作用实验组实验组对照组对照组结论结论纤维素酶能分解纤维素纤维素酶能分解纤维素 栏目链接栏目链接酶具有专一性，纤维素酶只能分解含纤维素的物酶具有专一性，纤维素酶只能分解含纤维素的物质。质。酶发生作用需要一定的条件，不仅仅是温度、酶发生作用需要一定的条件，不仅仅是温度、pH等，其他物质的存在也会降低酶的活性，如木质素等，其他物质的存在也会降低酶的活性，如木质素( (木材中的有机物木材中的有机物) )就会降低纤维素酶的活性。就会降低纤维素酶的活性。特特 别别提提 醒醒例例1下列关于纤维素的叙述中，不正确的是下列关于纤维素的叙述中，不正确的是()A纤维素是由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物纤维素是由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物B纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，是因为纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，是因为这些微生物能产生纤维素酶这些微生物能产生纤维素酶C植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素D自然界中的各种生物均能把纤维素分解成葡萄糖，自然界中的各种生物均能把纤维素分解成葡萄糖，从而作为生物体的能量来源从而作为生物体的能量来源 栏目链接栏目链接解析：解析：自然界中部分能够合成纤维素酶的生物才自然界中部分能够合成纤维素酶的生物才能分解纤维素。能分解纤维素。答案：答案：D 栏目链接栏目链接变变 式式训训 练练1下列叙述中，正确的是下列叙述中，正确的是()A纤维素、纤维素酶基本组成单位相同纤维素、纤维素酶基本组成单位相同B膳食纤维对人体健康极为有利，是因为人体可膳食纤维对人体健康极为有利，是因为人体可分泌纤维素酶而直接利用它分泌纤维素酶而直接利用它C纤维素酶是一种复合酶，由纤维素酶是一种复合酶，由C1酶、酶、Cx酶和葡萄酶和葡萄糖苷酶组成糖苷酶组成D只有纤维素分解菌才可产生纤维素酶只有纤维素分解菌才可产生纤维素酶 栏目链接栏目链接解析：解析：纤维素、纤维素酶的基本组成单位分别为葡纤维素、纤维素酶的基本组成单位分别为葡萄糖、氨基酸；人不可分泌纤维素酶，不可直接利用纤萄糖、氨基酸；人不可分泌纤维素酶，不可直接利用纤维素；除纤维素分解菌可分泌纤维素酶外，其他某些生维素；除纤维素分解菌可分泌纤维素酶外，其他某些生物亦可产生。物亦可产生。答案：答案：C 栏目链接栏目链接变变 式式训训 练练 栏目链接栏目链接 二、两种刚果红染色法的区别二、两种刚果红染色法的区别特特 别别提提 醒醒由于土壤中细菌数量远远高于真菌和放线菌数量，由于土壤中细菌数量远远高于真菌和放线菌数量，因此最容易分离得到的是细菌。因此最容易分离得到的是细菌。, ,当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红纤维素的纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。可据此，通过是否产生透明圈来筛选纤中心的透明圈。可据此，通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。维素分解菌。例例2在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是()A分解尿素的细菌分解尿素的细菌 B硝化细菌硝化细菌C分解纤维素的细菌分解纤维素的细菌 D乳酸菌乳酸菌解析：解析：分解纤维素的细菌能将纤维素分解，刚果分解纤维素的细菌能将纤维素分解，刚果红红纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。维素分解菌为中心的透明圈。答案：答案：C2两种刚果红染色法的结果是两种刚果红染色法的结果是()A均会出现透明圈均会出现透明圈B均不会出现透明圈均不会出现透明圈C方法一出现，方法二不出现方法一出现，方法二不出现D方法一不出现，方法二出现方法一不出现，方法二出现变变 式式训训 练练变变 式式训训 练练解析：解析：两种刚果红染色法虽然程序不同，但最终都两种刚果红染色法虽然程序不同，但最终都会使培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。会使培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。答案：答案：A(1)鉴定原因：由于形成透明圈的菌落与其他微生鉴定原因：由于形成透明圈的菌落与其他微生物菌落出现混杂现象，产生透明圈的菌落可能是产生物菌落出现混杂现象，产生透明圈的菌落可能是产生淀粉酶的微生物，也可能是降解刚果红的菌种。淀粉酶的微生物，也可能是降解刚果红的菌种。(2)原理：为确定得到的是纤维素分解菌，还需要原理：为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验，纤维素酶的发酵方法有进行发酵产纤维素酶的实验，纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。液体发酵和固体发酵两种。(3)纤维素酶的测定方法：一般是对纤维素酶分解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葡萄糖进行定量的测定。滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。 栏目链接栏目链接三、分离得到的纤维素分解菌的鉴定三、分离得到的纤维素分解菌的鉴定特特 别别提提 醒醒纤维素分解菌的选择培养基属于液体培养基，以纤维素分解菌的选择培养基属于液体培养基，以纤维素为唯一碳源和能源。只有能利用纤维素的微生物，纤维素为唯一碳源和能源。只有能利用纤维素的微生物，才能在此培养基中繁殖生长才能在此培养基中繁殖生长。纤维素分解菌的鉴别培养基属于固体培养基，培纤维素分解菌的鉴别培养基属于固体培养基，培养基中加入刚果红染料。只有能产生纤维素酶的微生物，养基中加入刚果红染料。只有能产生纤维素酶的微生物，才能使培养基中的刚果红才能使培养基中的刚果红纤维素复合物无法形成，从纤维素复合物无法形成，从而出现透明圈而出现透明圈。例例3关于选择培养正确的叙述是关于选择培养正确的叙述是()A可以增加纤维素分解菌的浓度可以增加纤维素分解菌的浓度B可以减少纤维素分解菌的浓度可以减少纤维素分解菌的浓度C所用培养基是固体培养基所用培养基是固体培养基D所用培养基是平板培养基所用培养基是平板培养基 栏目链接栏目链接解析：解析：选择培养是增加纤维素分解菌的浓度，所用选择培养是增加纤维素分解菌的浓度，所用培养基是液体培养基，以便于下一步的稀释涂布操作。培养基是液体培养基，以便于下一步的稀释涂布操作。答案：答案：A 栏目链接栏目链接3分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是()A经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上培养基上B富集培养这一步可省略，但培养纤维素分解菌少富集培养这一步可省略，但培养纤维素分解菌少C经稀释培养后，用刚果红染色经稀释培养后，用刚果红染色D对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上培养基上变变 式式训训 练练 栏目链接栏目链接解析：解析：经选择培养后，再经稀释，才能将样品涂布经选择培养后，再经稀释，才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上；富集培养可省略；经到鉴别纤维素分解菌的培养基上；富集培养可省略；经稀释培养后，用刚果红染色；设置对照能证明经富集培稀释培养后，用刚果红染色；设置对照能证明经富集培养的确得到了欲分离的微生物。养的确得到了欲分离的微生物。答案：答案：A变变 式式训训 练练 栏目链接栏目链接