高中生物 第一部分《實(shí)驗(yàn)三 觀察土壤中能水解纖維素的微生物》課件1 浙科版選修1

1、實(shí)驗(yàn)3 觀察土壤中能分解纖維素的微生物實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、知道纖維素酶的種類及作用、知道纖維素酶的種類及作用2、初步掌握從土壤中分離出分解纖維、初步掌握從土壤中分離出分解纖維 素的微生物的實(shí)驗(yàn)方法素的微生物的實(shí)驗(yàn)方法1、纖維素在生物圈的分布狀況？、纖維素在生物圈的分布狀況？2、纖維素酶的組成及作用？、纖維素酶的組成及作用？纖維素是地球上含量最豐富的多糖類物質(zhì)。植物纖維素是地球上含量最豐富的多糖類物質(zhì)。植物的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素。其中的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素。其中棉花棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物。是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物。纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)

2、為它至少包括三纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即種組分，即CX酶酶、 C1酶酶和和葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶，前兩種酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。分解成葡萄糖。一、纖維素和纖維素酶一、纖維素和纖維素酶基礎(chǔ)知識(shí)二、纖維素分解菌的篩選二、纖維素分解菌的篩選1、纖維素分解菌的篩選方法、纖維素分解菌的篩選方法2、纖維素分解菌的篩選方法的原理、纖維素分解菌的篩選方法的原理剛果紅染色法剛果紅染色法：這種方法能夠通過(guò)顏色反應(yīng)直接：這種方法能夠通過(guò)顏色反應(yīng)直接 對(duì)微生物進(jìn)行篩選對(duì)微生物進(jìn)行篩選 剛果紅是一種染料，它可以

3、與纖維素形成紅色剛果紅是一種染料，它可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不和纖維二糖、葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。復(fù)合物，但并不和纖維二糖、葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后剛果紅當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后剛果紅纖維素的復(fù)合纖維素的復(fù)合物就無(wú)法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解為中物就無(wú)法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解為中心的心的 。這樣我們可以通過(guò)是否產(chǎn)生透明圈。這樣我們可以通過(guò)是否產(chǎn)生透明圈來(lái)篩選纖維素分解菌來(lái)篩選纖維素分解菌透明圈透明圈 實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)過(guò)程土壤取樣土壤取樣選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)梯度稀釋梯度稀釋將樣品涂布到鑒別纖維將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上素分解菌的培養(yǎng)基上挑選產(chǎn)生透明挑選

4、產(chǎn)生透明圈的菌落圈的菌落土壤取樣土壤取樣取樣的環(huán)境是怎樣的，作出這種選擇的理由是什么？取樣的環(huán)境是怎樣的，作出這種選擇的理由是什么？ 選擇纖維素豐富的環(huán)境，如樹(shù)林中多選擇纖維素豐富的環(huán)境，如樹(shù)林中多年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗葉等等。葉等等。 生物與環(huán)境的互相依存關(guān)系，在富含生物與環(huán)境的互相依存關(guān)系，在富含纖維素的環(huán)境中纖維素分解菌的含量相對(duì)纖維素的環(huán)境中纖維素分解菌的含量相對(duì)提高，因此從這種土壤中獲得目的微生物提高，因此從這種土壤中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境的幾率要高于普通環(huán)境選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)1、選擇培養(yǎng)的目的：、選擇培養(yǎng)的目的：增加纖維素

5、分解菌的濃度，以確保能夠從樣品中分離到增加纖維素分解菌的濃度，以確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物所需要的微生物2、制備選擇培養(yǎng)基、制備選擇培養(yǎng)基參照課本參照課本29頁(yè)旁欄中的比例配置，回答下列問(wèn)題頁(yè)旁欄中的比例配置，回答下列問(wèn)題a、旁欄中的配方是液體培養(yǎng)基還是固體培養(yǎng)基？為什么？、旁欄中的配方是液體培養(yǎng)基還是固體培養(yǎng)基？為什么？b、這個(gè)培養(yǎng)基對(duì)微生物是否具有選擇作用？如果具、這個(gè)培養(yǎng)基對(duì)微生物是否具有選擇作用？如果具 有，是有，是如何進(jìn)行選擇的？如何進(jìn)行選擇的？ c、你能否設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明選擇培養(yǎng)基的作用、你能否設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明選擇培養(yǎng)基的作用是液體培養(yǎng)基，原因是配方中無(wú)凝固劑

6、是液體培養(yǎng)基，原因是配方中無(wú)凝固劑有選擇作用，本配方中的碳源是纖維素，所以能有選擇作用，本配方中的碳源是纖維素，所以能分解纖維素的分解纖維素的 微生物可以大量繁殖微生物可以大量繁殖用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基與之對(duì)照用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基與之對(duì)照3、操作方法：、操作方法：將土樣加入裝有將土樣加入裝有30ml選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定在搖床上，在一定溫度下震蕩培養(yǎng)形瓶固定在搖床上，在一定溫度下震蕩培養(yǎng)12天，天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)思考：思考：為什么選擇培養(yǎng)能夠?yàn)槭裁催x擇培養(yǎng)能夠“濃縮濃縮”所需的微生物？所需的微生物？在選擇

7、培養(yǎng)的條件下，可以使那些能夠適應(yīng)在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那些能夠適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑些不適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到制，因此可以起到“濃縮濃縮”的作用的作用梯度稀釋梯度稀釋將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進(jìn)行等比稀釋，稀釋最將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進(jìn)行等比稀釋，稀釋最大倍數(shù)到大倍數(shù)到106將樣品涂布到鑒別纖維將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上素分解菌的培養(yǎng)基上1、制備培養(yǎng)基、制備培養(yǎng)基:2、涂布平板：將稀釋度為、涂布平板：將稀釋度為104106的菌懸液的菌懸液各取各取0.1ml涂布在培

8、養(yǎng)基上，涂布在培養(yǎng)基上，30倒置培養(yǎng)倒置培養(yǎng)挑選產(chǎn)生透挑選產(chǎn)生透明圈的菌落明圈的菌落 參照課本參照課本剛果紅染色法剛果紅染色法，挑選產(chǎn)生透，挑選產(chǎn)生透明圈的菌落，一般即為分解纖維素的菌落明圈的菌落，一般即為分解纖維素的菌落剛果紅染色法剛果紅染色法方法一：方法一：先培養(yǎng)微生物，再加入剛果先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)紅進(jìn)行顏色反應(yīng)方法二：方法二：在倒平板時(shí)就加入剛果紅在倒平板時(shí)就加入剛果紅思考：思考：這兩種方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足這兩種方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足 方法一方法一 缺點(diǎn)是操作煩瑣，加入剛果紅溶液會(huì)使菌落之間缺點(diǎn)是操作煩瑣，加入剛果紅溶液會(huì)使菌落之間發(fā)發(fā) 生混雜；優(yōu)點(diǎn)是這樣顯示出的顏

9、色反應(yīng)基本上是纖維素分解生混雜；優(yōu)點(diǎn)是這樣顯示出的顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用菌的作用 方法二方法二 優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，不存在菌落混雜問(wèn)題優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，不存在菌落混雜問(wèn)題缺點(diǎn)一是由于培養(yǎng)基中還含有淀粉類物質(zhì)，可以使能產(chǎn)生淀粉缺點(diǎn)一是由于培養(yǎng)基中還含有淀粉類物質(zhì)，可以使能產(chǎn)生淀粉酶的微生物出現(xiàn)假陽(yáng)性反應(yīng)；缺點(diǎn)二有些微生物具有降解色素酶的微生物出現(xiàn)假陽(yáng)性反應(yīng)；缺點(diǎn)二有些微生物具有降解色素的能力，它們?cè)陂L(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)降解剛果紅，形成明顯的的能力，它們?cè)陂L(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)降解剛果紅，形成明顯的透明圈，與纖維素分解菌不易區(qū)分透明圈，與纖維素分解菌不易區(qū)分結(jié)果分析與評(píng)價(jià)結(jié)果分析與評(píng)價(jià)（一）培養(yǎng)基

10、的制作是否合格以及選擇培養(yǎng)基是一）培養(yǎng)基的制作是否合格以及選擇培養(yǎng)基是否篩選出菌落否篩選出菌落（二）分離的結(jié)果是否一致（二）分離的結(jié)果是否一致 設(shè)置對(duì)照，若對(duì)照的培養(yǎng)基在培養(yǎng)過(guò)程中無(wú)菌落生設(shè)置對(duì)照，若對(duì)照的培養(yǎng)基在培養(yǎng)過(guò)程中無(wú)菌落生長(zhǎng)則說(shuō)明培養(yǎng)基制作合格。如果觀察到產(chǎn)生透明圈的菌長(zhǎng)則說(shuō)明培養(yǎng)基制作合格。如果觀察到產(chǎn)生透明圈的菌落，則說(shuō)明可能獲得了分解纖維素的微生物。落，則說(shuō)明可能獲得了分解纖維素的微生物。如果不同，分析產(chǎn)生不同結(jié)果的原因。如果不同，分析產(chǎn)生不同結(jié)果的原因。課題延伸課題延伸 本課題對(duì)分解纖維素的微生物進(jìn)行了初步的本課題對(duì)分解纖維素的微生物進(jìn)行了初步的篩選，但是這只是分離純化的第一

11、步。為確定得篩選，但是這只是分離純化的第一步。為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素到的是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)，纖維素酶的測(cè)定方法一般是對(duì)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)，纖維素酶的測(cè)定方法一般是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量的測(cè)定。的測(cè)定。練習(xí)練習(xí)1、在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌，符合下列哪一生物、在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌，符合下列哪一生物學(xué)觀點(diǎn)？（學(xué)觀點(diǎn)？（ ）A、生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)、生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn) B、生物結(jié)構(gòu)與功能整體性觀點(diǎn)、生物結(jié)構(gòu)與功能整體性觀點(diǎn)C、生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn)、生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn) D、生物發(fā)展進(jìn)化的觀點(diǎn)、生物發(fā)展進(jìn)化的觀點(diǎn)2、從土壤中分離獲得某種微生物的步驟是（、從土壤中分離獲得某種微生物的步驟是（ ） 土壤取樣土壤取樣 梯度稀釋梯度稀釋 選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng) 菌懸