高中生物2017年第1部分專題2課題3分解纖維素的微生物的分離(選修一)課件

1、第第1部部分分專專題題2課課題題3理解教材理解教材新知新知把握熱點把握熱點考向考向應(yīng)用創(chuàng)新應(yīng)用創(chuàng)新演練演練知識點一知識點一知識點二知識點二考向一考向一考向二考向二返回返回返回返回返回返回返回返回 1.纖維素酶是復(fù)合酶，包括纖維素酶是復(fù)合酶，包括C1酶、酶、Cx酶和酶和 葡萄糖苷酶等組分。葡萄糖苷酶等組分。 2纖維素酶的作用是：纖維素纖維素酶的作用是：纖維素 纖維二糖纖維二糖 葡萄糖。葡萄糖。3剛果紅與纖維素形成紅色復(fù)合物。當纖維素被分解剛果紅與纖維素形成紅色復(fù)合物。當纖維素被分解后，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。后，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。4分離后，為確定得到

2、的是纖維素分解菌，還需進行發(fā)酵分離后，為確定得到的是纖維素分解菌，還需進行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實驗。產(chǎn)纖維素酶的實驗。返回返回返回返回 自讀教材自讀教材夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ) 1纖維素纖維素 (1)基本組成單位：基本組成單位： 。 (2)含量：是地球上最豐富的含量：是地球上最豐富的 類物質(zhì)。類物質(zhì)。 (3)分布：分布： 是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物。此外，木材、作物秸稈等也富含纖維素。物。此外，木材、作物秸稈等也富含纖維素。葡萄糖葡萄糖多糖多糖棉花棉花返回返回復(fù)合酶復(fù)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返回返回(3)實驗驗證：

3、實驗驗證：試管試管 濾紙條濾紙條緩沖液緩沖液pH4.8纖維素酶纖維素酶(7080 U/mL)條件條件結(jié)果結(jié)果11 cm6 cm10 mL 將兩支試管固定將兩支試管固定在在50 mL的錐形的錐形瓶中，在搖床上瓶中，在搖床上以以140 r/min的轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速振蕩反應(yīng)速振蕩反應(yīng)1 h 21 cm6 cm mL 111 mL完全完全分解分解基本無基本無變化變化返回返回 3纖維素分解菌的篩選纖維素分解菌的篩選 (1)方法：方法： 染色法，常用的有兩種，一種是先染色法，常用的有兩種，一種是先 ，再加入，再加入 進行顏色反應(yīng)，另一種是進行顏色反應(yīng)，另一種是在在 時就加入時就加入 。剛果紅剛果紅 培養(yǎng)微生物培養(yǎng)

4、微生物剛果紅剛果紅倒平板倒平板剛果紅剛果紅以纖維以纖維素分解菌素分解菌紅色紅色返回返回 跟隨名師跟隨名師解疑難解疑難 纖維素分解菌的篩選纖維素分解菌的篩選 (1)篩選原理：篩選原理： 剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物，但并剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖反應(yīng)。當纖維素被纖維素不和水解后的纖維二糖和葡萄糖反應(yīng)。當纖維素被纖維素酶分解后，該復(fù)合物無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素酶分解后，該復(fù)合物無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。分解菌為中心的透明圈。返回返回(2)篩選方法：篩選方法：方法一方法一方法二方法二操作操作先培養(yǎng)微生物，

5、先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅再加入剛果紅倒平板時加入剛果紅倒平板時加入剛果紅優(yōu)點優(yōu)點顯示出的顏色顯示出的顏色反應(yīng)基本上是反應(yīng)基本上是纖維素分解菌纖維素分解菌的作用的作用操作簡便，不存在菌落混雜的問題操作簡便，不存在菌落混雜的問題缺點缺點操作繁瑣，加操作繁瑣，加入剛果紅溶液入剛果紅溶液會使菌落之間會使菌落之間發(fā)生混雜發(fā)生混雜由于在纖維素粉、瓊脂和土豆汁中都含由于在纖維素粉、瓊脂和土豆汁中都含有淀粉類物質(zhì)，可以使能夠產(chǎn)生淀粉酶的有淀粉類物質(zhì)，可以使能夠產(chǎn)生淀粉酶的微生物出現(xiàn)透明圈較為模糊的假陽性反應(yīng)微生物出現(xiàn)透明圈較為模糊的假陽性反應(yīng)有些微生物具有降解色素的能力，長時有些微生物具有降解色素的能力，長

6、時間培養(yǎng)會降解剛果紅而形成明顯的透明圈間培養(yǎng)會降解剛果紅而形成明顯的透明圈返回返回 自讀教材自讀教材夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ) 1實驗設(shè)計流程實驗設(shè)計流程(1)土壤取樣：選擇富含土壤取樣：選擇富含 的環(huán)境的環(huán)境纖維素纖維素濃度濃度微生物微生物選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基搖床搖床12 d混濁混濁返回返回(3)梯度稀釋梯度稀釋(4)涂布培養(yǎng)：將樣品涂布到涂布培養(yǎng)：將樣品涂布到 的培養(yǎng)基上的培養(yǎng)基上 (5)篩選菌株：篩選菌株： 染色法，挑選產(chǎn)生染色法，挑選產(chǎn)生 的菌落的菌落鑒別纖維素分解菌鑒別纖維素分解菌剛果紅剛果紅透明圈透明圈返回返回 2課題延伸課題延伸纖維素分解菌的鑒定纖維素分解菌的鑒定 (1)為確定得到的透明圈中的

7、菌落是纖維素分解菌，需為確定得到的透明圈中的菌落是纖維素分解菌，需要進行發(fā)酵產(chǎn)要進行發(fā)酵產(chǎn) 的實驗，纖維素酶的發(fā)酵方法有的實驗，纖維素酶的發(fā)酵方法有 和和 兩種。兩種。 (2)纖維素酶的測定方法，一般是采用對纖維素酶分解纖維素酶的測定方法，一般是采用對纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的 進行進行 測定。測定。纖維素酶纖維素酶液體發(fā)酵液體發(fā)酵固體發(fā)酵固體發(fā)酵葡萄糖葡萄糖定量定量返回返回 1在實驗過程中，為什么要進行梯度稀釋？在實驗過程中，為什么要進行梯度稀釋？ 提示：提示：通過梯度稀釋使聚集在一起的微生物分散成單通過梯度稀釋使聚集在一起的微生物分散成單個細菌，在培養(yǎng)基表面形

8、成單個的菌落。個細菌，在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落。 2分離分解纖維素的微生物實驗，只是分離純化的第分離分解纖維素的微生物實驗，只是分離純化的第一步，為確保得到的是纖維素分解菌，還需要做什么工作？一步，為確保得到的是纖維素分解菌，還需要做什么工作？ 提示：提示：還需要進行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實驗。還需要進行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實驗。返回返回 跟隨名師跟隨名師解疑難解疑難 1纖維素分解菌的篩選過程中所用兩種培養(yǎng)基的纖維素分解菌的篩選過程中所用兩種培養(yǎng)基的成分和作用成分和作用 (1)纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基：纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基：返回返回組分組分含量含量提供的主要營養(yǎng)物質(zhì)提供的主要營養(yǎng)物質(zhì)纖維素粉纖維素

9、粉碳源、能源碳源、能源NaNO3無機鹽無機鹽Na2HPO47H2OKH2PO4MgSO47H2OKCl酵母膏酵母膏特殊營養(yǎng)成分、碳源、氮源特殊營養(yǎng)成分、碳源、氮源水解酪素水解酪素氮源、特殊營養(yǎng)成分氮源、特殊營養(yǎng)成分上述物質(zhì)溶解后，用蒸餾水定容至上述物質(zhì)溶解后，用蒸餾水定容至1 000 mL5 g1g1.2g0.9g0.5g0.5g0.5g0.5 g返回返回(2)鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基：鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基：組分組分含量含量提供的主要營養(yǎng)物質(zhì)提供的主要營養(yǎng)物質(zhì)CMCNa510 g碳源碳源酵母膏酵母膏1 g碳源、氮源、特殊營養(yǎng)成分碳源、氮源、特殊營養(yǎng)成分KH2PO40.25 g無機鹽無機鹽瓊

10、脂瓊脂15 g凝固劑凝固劑土豆汁土豆汁100 mL碳源碳源上述物質(zhì)溶解后，用蒸餾水定容至上述物質(zhì)溶解后，用蒸餾水定容至1 000 mL返回返回 2纖維素分解菌的篩選過程中所用兩種培養(yǎng)基的比較纖維素分解菌的篩選過程中所用兩種培養(yǎng)基的比較 (1)纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基，利用液纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基，利用液體培養(yǎng)基能使營養(yǎng)成分充分消耗，以增加纖維素分解菌的體培養(yǎng)基能使營養(yǎng)成分充分消耗，以增加纖維素分解菌的濃度。濃度。 (2)纖維素分解菌的鑒別培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，因為需纖維素分解菌的鑒別培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，因為需要在培養(yǎng)基上形成我們?nèi)庋劭梢姷木?。要在培養(yǎng)基上形成我們?nèi)庋劭?/p>

11、見的菌落。 (3)在上述選擇培養(yǎng)基中能以纖維素作為碳源和能源的在上述選擇培養(yǎng)基中能以纖維素作為碳源和能源的微生物可以正常生長，而其他絕大多數(shù)微生物不能正常生微生物可以正常生長，而其他絕大多數(shù)微生物不能正常生長；而在上述鑒別培養(yǎng)基中，絕大多數(shù)微生物都可以正常長；而在上述鑒別培養(yǎng)基中，絕大多數(shù)微生物都可以正常生長。生長。返回返回 特別提醒特別提醒 (1)判斷某個培養(yǎng)基是否具有選擇作用時，應(yīng)設(shè)立基礎(chǔ)判斷某個培養(yǎng)基是否具有選擇作用時，應(yīng)設(shè)立基礎(chǔ)培養(yǎng)基進行對照。培養(yǎng)基進行對照。 (2判斷所使用的培養(yǎng)基是否被雜菌污染時，應(yīng)設(shè)立不判斷所使用的培養(yǎng)基是否被雜菌污染時，應(yīng)設(shè)立不接種該菌種的培養(yǎng)基進行空白對照。接

12、種該菌種的培養(yǎng)基進行空白對照。返回返回返回返回例例1 下列有關(guān)剛果紅染色法的敘述，不正確的是下列有關(guān)剛果紅染色法的敘述，不正確的是()A剛果紅可以在細菌菌落形成前倒平板時加入剛果紅可以在細菌菌落形成前倒平板時加入B剛果紅可以在菌落形成后加入剛果紅可以在菌落形成后加入C在菌落形成前倒平板時加入，剛果紅不需要滅菌在菌落形成前倒平板時加入，剛果紅不需要滅菌D在菌落形成后加入剛果紅時，剛果紅不需要滅菌在菌落形成后加入剛果紅時，剛果紅不需要滅菌返回返回 解析解析利用剛果紅篩選纖維素分解菌時，剛果紅可利用剛果紅篩選纖維素分解菌時，剛果紅可以在細菌菌落形成前倒平板時加入，也可以在菌落形成后以在細菌菌落形成前

13、倒平板時加入，也可以在菌落形成后加入。在細菌菌落形成前倒平板時加入，要進行滅菌，以加入。在細菌菌落形成前倒平板時加入，要進行滅菌，以防雜菌的侵入，影響纖維素分解菌菌落的形成；在菌落形防雜菌的侵入，影響纖維素分解菌菌落的形成；在菌落形成后加入剛果紅，則不需要滅菌。成后加入剛果紅，則不需要滅菌。 答案答案C返回返回 例例2 某實驗小組欲從土壤中篩選出能分泌淀粉酶的某實驗小組欲從土壤中篩選出能分泌淀粉酶的芽孢桿菌，設(shè)計實驗步驟如下，請給予合理的補充。芽孢桿菌，設(shè)計實驗步驟如下，請給予合理的補充。 (1)采樣與培養(yǎng)：將采集的土樣混勻后稱取采樣與培養(yǎng)：將采集的土樣混勻后稱取1 g，置于，置于經(jīng)過經(jīng)過_法

14、滅菌處理的法滅菌處理的_(填填“固體固體”或或“液體液體”)培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基中，28 振蕩培養(yǎng)。振蕩培養(yǎng)。返回返回 (2)接種與選擇：為避免培養(yǎng)液中菌體濃度過高，需將接種與選擇：為避免培養(yǎng)液中菌體濃度過高，需將培養(yǎng)液進行培養(yǎng)液進行_處理。之后，將菌液涂布接種于以處理。之后，將菌液涂布接種于以_為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上，為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上，30 條件下培養(yǎng)。條件下培養(yǎng)。為避免污染，需將培養(yǎng)皿呈為避免污染，需將培養(yǎng)皿呈_狀態(tài)放置。此外，為狀態(tài)放置。此外，為排除其他因素的影響，提高實驗可信度，本步驟需設(shè)計排除其他因素的影響，提高實驗可信度，本步驟需設(shè)計_作為空白對照。作為空白對照。 (3)篩選

15、與純化：將適量的碘液滴加在平板中的菌落周篩選與純化：將適量的碘液滴加在平板中的菌落周圍，如果菌落周圍的現(xiàn)象是圍，如果菌落周圍的現(xiàn)象是_，則說明此，則說明此種菌能夠種菌能夠_。從平板中挑取實驗效果明。從平板中挑取實驗效果明顯的目的菌株，采用顯的目的菌株，采用_法接種于新的培養(yǎng)基平板上，法接種于新的培養(yǎng)基平板上，可對菌株進行進一步的純化?？蓪赀M行進一步的純化。返回返回 解析解析(1)對培養(yǎng)基的滅菌方式是高壓蒸汽滅菌，因?qū)ε囵B(yǎng)基的滅菌方式是高壓蒸汽滅菌，因為后面要進行涂布，所以應(yīng)該用液體培養(yǎng)基來培養(yǎng)。為后面要進行涂布，所以應(yīng)該用液體培養(yǎng)基來培養(yǎng)。 (2)減小培養(yǎng)液菌體濃度一般用稀釋方法。由于題目

16、要減小培養(yǎng)液菌體濃度一般用稀釋方法。由于題目要求選出能分泌淀粉酶的芽孢桿菌，所以培養(yǎng)基中的碳源就求選出能分泌淀粉酶的芽孢桿菌，所以培養(yǎng)基中的碳源就應(yīng)只有淀粉。倒置可以減少培養(yǎng)基受污染，為排除其他因應(yīng)只有淀粉。倒置可以減少培養(yǎng)基受污染，為排除其他因素影響，需要設(shè)置未接種的空白的培養(yǎng)基作對照組。素影響，需要設(shè)置未接種的空白的培養(yǎng)基作對照組。 (3)淀粉被水解，培養(yǎng)基會出現(xiàn)透明圈的現(xiàn)象。用平板淀粉被水解，培養(yǎng)基會出現(xiàn)透明圈的現(xiàn)象。用平板劃線法來培養(yǎng)，可進一步純化菌種。劃線法來培養(yǎng)，可進一步純化菌種。返回返回 答案答案(1)高壓蒸汽滅菌液體高壓蒸汽滅菌液體 (2)系列稀釋系列稀釋(或或“梯度稀釋梯度稀釋”)淀粉倒置未接種的