公开课分解纤维素的微生物的分离学习教案

会计学1公开课公开课 分解分解(fnji)纤维素的微生物的分纤维素的微生物的分离离第一页，共32页。一、基础知识一、基础知识 植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素。其中素。其中(qzhng)(qzhng)棉花是自然界中纤维素含量棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。最高的天然产物。第1页/共31页第二页，共32页。第2页/共31页第三页，共32页。 纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，植物每年产生的纤维素超过植物每年产生的纤维素超过7070亿吨，其中亿吨，其中(qzhng)40%-60%(qzhng)40%-60%能被土壤中能产生纤维素酶能被土壤中能产生纤维素酶的微生物所利用，不会大量积累。的微生物所利用，不会大量积累。 在草食性动物等的消化道内，也共生有分解纤在草食性动物等的消化道内，也共生有分解纤维素的微生物，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素的微生物，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素，而人没有维素，而人没有(mi yu)分解纤维素的能力。分解纤维素的能力。第3页/共31页第四页，共32页。纤维二糖纤维二糖C C1 1酶、酶、CxCx酶酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶葡萄糖葡萄糖纤维素纤维素第4页/共31页第五页，共32页。C1酶：外切酶，从糖链末端开始切掉两个葡萄糖酶：外切酶，从糖链末端开始切掉两个葡萄糖 分子，产生纤维分子，产生纤维(xinwi)二糖二糖CX酶：内切酶，使纤维酶：内切酶，使纤维(xinwi)素断裂成片断素断裂成片断。葡萄糖苷酶：将纤维葡萄糖苷酶：将纤维(xinwi)二糖分解成葡萄糖二糖分解成葡萄糖。第5页/共31页第六页，共32页。取二支取二支20mL20mL的试管的试管(shgun)(shgun)实验实验(shyn)：纤维素酶分解纤维素的实验：纤维素酶分解纤维素的实验(shyn)各加入各加入(jir)(jir)一张滤纸一张滤纸条条各加入各加入pH4.8pH4.8，物质量为，物质量为0.1mol/L0.1mol/L的的醋酸醋酸钠缓冲液醋酸醋酸钠缓冲液11ml11ml和和10ml10ml甲甲 乙乙在乙试管中加入在乙试管中加入1mL1mL纤维素酶纤维素酶两支试管固定在锥形瓶中，放在两支试管固定在锥形瓶中，放在140r/min140r/min的摇床上振荡的摇床上振荡1h1h结果：乙试管的滤纸条消失结果：乙试管的滤纸条消失 讨论讨论：乙试管的滤纸条为什么会消失？甲试管的作用是什么：乙试管的滤纸条为什么会消失？甲试管的作用是什么？第6页/共31页第七页，共32页。实验分析：实验分析：P27P27的小实验是如何的小实验是如何(rh)(rh)构成构成对照的？对照的？第7页/共31页第八页，共32页。 刚果红能与纤维素形成红色复合物，而不与刚果红能与纤维素形成红色复合物，而不与水解水解(shuji)后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。 （二）纤维素分解（二）纤维素分解(fnji)菌的筛菌的筛选选 当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红-纤维素的复合物就无法形成，培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，这样纤维素的复合物就无法形成，培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，这样(zhyng)我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。第8页/共31页第九页，共32页。第9页/共31页第十页，共32页。 请你根据实验请你根据实验(shyn)(shyn)流程图和提供的三个流程图和提供的三个资料以及资料以及“操作提示操作提示”，在思考有关问题的基础上，在思考有关问题的基础上，设计出一个详细的实验，设计出一个详细的实验(shyn)(shyn)方案。方案。土壤取样土壤取样选择培养选择培养梯度稀释梯度稀释 将样品涂布在鉴别纤将样品涂布在鉴别纤 维素分解菌的培养基上维素分解菌的培养基上 筛选产生透筛选产生透 明圈的菌落明圈的菌落第10页/共31页第十一页，共32页。 生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提高，因此从的环境中纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境。境。第11页/共31页第十二页，共32页。第12页/共31页第十三页，共32页。 目的目的(md)(md)： 第13页/共31页第十四页，共32页。培养基成分培养基成分(chng fn)分分析析第14页/共31页第十五页，共32页。提示：自变量为培养基的种类，即普通培养基和选择提示：自变量为培养基的种类，即普通培养基和选择(xunz)培养基。可用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照培养基。可用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照,或者将纤维素改或者将纤维素改为葡萄糖。为葡萄糖。有选择作用，本配方中纤维素作为主要碳源，只有能有选择作用，本配方中纤维素作为主要碳源，只有能分解纤维素的微生物可以大量繁殖。分解纤维素的微生物可以大量繁殖。第15页/共31页第十六页，共32页。第16页/共31页第十七页，共32页。第17页/共31页第十八页，共32页。将细菌涂布在只有将细菌涂布在只有(zhyu)尿素做氮源的选择尿素做氮源的选择培养基上培养基上将细菌将细菌(xjn)涂布在只有涂布在只有纤维素粉做碳源的纤维素粉做碳源的选择培养基上选择培养基上固体固体(gt)培养基培养基液体培养基液体培养基筛选菌株筛选菌株选择培养选择培养第18页/共31页第十九页，共32页。思考思考(sko)(sko)：本实验的流程与课题：本实验的流程与课题2 2中的实验流程有哪中的实验流程有哪些异同？些异同？ 本实验流程与课题本实验流程与课题2的流程的区别如下。课题的流程的区别如下。课题2是是将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为唯一氮源的将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为唯一氮源的选择性培养基上，直接分离得到菌落。本课题通过选选择性培养基上，直接分离得到菌落。本课题通过选择培养，使纤维素分解择培养，使纤维素分解(fnji)菌得到增殖后，再将菌菌得到增殖后，再将菌液涂布在选择培养基上。其他步骤基本一致。液涂布在选择培养基上。其他步骤基本一致。 第19页/共31页第二十页，共32页。101102103104105106第20页/共31页第二十一页，共32页。第21页/共31页第二十二页，共32页。鉴别鉴别(jinbi)纤维素分解菌的培养基纤维素分解菌的培养基(水溶性羧甲基纤维素钠水溶性羧甲基纤维素钠)第22页/共31页第二十三页，共32页。第23页/共31页第二十四页，共32页。第24页/共31页第二十五页，共32页。在细菌分解尿素的化学反应在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成中，细菌合成(hchng)(hchng)的脲酶的脲酶将尿素将尿素分解成了氨，氨会使培养基分解成了氨，氨会使培养基的碱性增强，的碱性增强，pHpH升高。在培升高。在培养基中加入酚红指示剂，如养基中加入酚红指示剂，如果果pHpH升高指示剂会变红升高指示剂会变红刚果红可以与纤维素形成刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被红色复合物，当纤维素被纤维素酶催化分解后红色纤维素酶催化分解后红色复合物无法形成，培养基复合物无法形成，培养基上就会出现以纤维素分解上就会出现以纤维素分解菌为中心菌为中心(zhngxn)的透明圈的透明圈观察菌落周围是否有着色的观察菌落周围是否有着色的环带出现来鉴定环带出现来鉴定(jindng)尿素分解菌尿素分解菌观察菌落周围是否出现观察菌落周围是否出现透明圈来筛选纤维素分解菌透明圈来筛选纤维素分解菌脲酶检测法脲酶检测法刚果红染色法刚果红染色法第25页/共31页第二十六页，共32页。方法方法(fngf)一中一中NaCl溶液的作用？溶液的作用？思考思考(sko)： 漂洗作用，洗去与纤维素结合不牢的刚果红，以免出现的漂洗作用，洗去与纤维素结合不牢的刚果红，以免出现的透明圈不够清晰。用这方法可以判断酶活力的大小，实际上刚透明圈不够清晰。用这方法可以判断酶活力的大小，实际上刚果红是结合到培养基的多糖底物果红是结合到培养基的多糖底物(d w)，但分解纤维素的细菌，但分解纤维素的细菌可以产生纤维素酶，能分解这个多糖底物可以产生纤维素酶，能分解这个多糖底物(d w)成为单糖，这成为单糖，这样刚果红就不能结合上去了，氯化钠溶液就可以使结合不牢的样刚果红就不能结合上去了，氯化钠溶液就可以使结合不牢的刚果红洗去，这样就留下大大小小的透明圈，大的透明圈当然刚果红洗去，这样就留下大大小小的透明圈，大的透明圈当然分解纤维素的能就强！分解纤维素的能就强！ 第26页/共31页第二十七页，共32页。第27页/共31页第二十八页，共32页。 对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则说明对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则说明培养基制作合格。培养基制作合格。 如果观察到产生透明圈的菌落，则说明可能获得如果观察到产生透明圈的菌落，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。了分解纤维素的微生物。 由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取的数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土样的环境土样的环境(hunjng)不同，不同同学也可能得到真菌不同，不同同学也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。和放线菌等不同的分离结果。第28页/共31页第二十九页，共32页。发酵发酵(f jio)(f jio)产纤维素酶产纤维素酶 液体液体(yt) (yt) 固体固体 五、课题延伸五、课题延伸第29页/共31页第三十页，共32页。分解分解(fnji)纤维纤维素的微素的微生物的生物的分离分离纤维素酶纤维素酶种类、作用种类、作用(zuyng)、催化活力催化活力刚果红染色刚果红染色(rns)筛选原理筛选原理实实验验设设计计土壤取样土壤取样选择培养选择培养涂布培养涂布培养纯化培养纯化培养前置染色法前置染色法后置染色法后置染色法富含纤维素土壤富含纤维素土壤增大分解菌含量增大分解菌含量染色鉴别染色鉴别分离出分解菌分离出分解菌课堂总结课堂总结第30页/共31页第三十一页，共32页。NoImage内容(nirng)总结会计学。人类可应用分解(fnji)纤维素的微生物将秸秆等废弃物转变成酒精，用纤维素酶处理服装面料等。C1酶、Cx酶。C1酶：外切酶，从糖链末端开始切掉两个葡萄糖。CX酶：内切酶，使纤维素断裂成片断。刚果红能与纤维素形成红色复合物，而不与水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。是液体培养基，原因是配方中无凝固剂（琼脂）。对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则说明培养基制作合格。课堂总结。第30页/共31页第三十二页，共32页。