高二生物選修1_課題3_分解纖維素的微生物的分離

1、 纖維素是一種由葡萄糖首尾相纖維素是一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物，是含量最連而成的高分子化合物，是含量最豐富的多糖類物質(zhì)。纖維素能被土豐富的多糖類物質(zhì)。纖維素能被土壤中某些微生物分解利用，這是因壤中某些微生物分解利用，這是因?yàn)樗鼈兡軌虍a(chǎn)生纖維素酶。為它們能夠產(chǎn)生纖維素酶。草食性動(dòng)物是怎樣消化食草食性動(dòng)物是怎樣消化食物中纖維素的？物中纖維素的？ 棉花棉花是自然界中纖維素含量最是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物，纖維素的分解需要高的天然產(chǎn)物，纖維素的分解需要在在纖維素酶纖維素酶的催化作用下完成，請(qǐng)的催化作用下完成，請(qǐng)完成下列過(guò)程：完成下列過(guò)程：（一）纖維素與纖維素酶（一）纖維素與纖維素酶

2、 纖維素酶是一種纖維素酶是一種復(fù)合酶復(fù)合酶，一，一般認(rèn)為它至少包括三種組分般認(rèn)為它至少包括三種組分，即，即C1酶、酶、 CX酶和葡萄糖苷酶酶和葡萄糖苷酶，前兩種，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。酶將纖維二糖分解成葡萄糖。纖維素纖維素纖維纖維二糖二糖葡萄糖葡萄糖C1酶酶Cx酶酶葡萄糖葡萄糖苷酶苷酶濾濾紙紙崩崩潰潰法法纖維素酶活性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)：纖維素酶活性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)：下列生物能分解纖維素的是（下列生物能分解纖維素的是（ ） 人人 兔兔 牛牛 蘑菇蘑菇 纖維桿菌纖維桿菌A. B.C. D.C 在一支試管中添加纖維素酶，在一支試管中添加纖維

3、素酶，另一支試管不添加纖維素酶；盡管另一支試管不添加纖維素酶；盡管醋酸醋酸鈉緩沖液用量不同，但醋酸醋酸鈉緩沖液用量不同，但都能維持相同的都能維持相同的pH。思考思考1實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)分析：P27的的小實(shí)驗(yàn)是如何構(gòu)成對(duì)照的？小實(shí)驗(yàn)是如何構(gòu)成對(duì)照的？（二）纖維素分解菌的篩選（二）纖維素分解菌的篩選1、篩選纖維素分解菌的方法是、篩選纖維素分解菌的方法是_。該方法可以通。該方法可以通過(guò)過(guò)_反應(yīng)直接篩選。反應(yīng)直接篩選。剛果紅染色法剛果紅染色法顏色顏色2、其原理是：剛果紅可以與纖維、其原理是：剛果紅可以與纖維素形成素形成_，當(dāng)纖維素被，當(dāng)纖維素被_分解后，紅色復(fù)合物無(wú)分解后，紅色復(fù)合物無(wú)法形成，出現(xiàn)以法形成

4、，出現(xiàn)以_為為中心的中心的_，我們可以通過(guò)，我們可以通過(guò)_來(lái)篩選纖維素分解菌。來(lái)篩選纖維素分解菌。紅色復(fù)合物紅色復(fù)合物纖維素酶纖維素酶纖維素分解菌纖維素分解菌 透明圈透明圈是否產(chǎn)生透明圈是否產(chǎn)生透明圈練一練：練一練：1.1.下列關(guān)于纖維素酶的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是下列關(guān)于纖維素酶的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是A. 纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種B. 纖維素酶可把纖維素分解成葡萄糖纖維素酶可把纖維素分解成葡萄糖C. 纖維素酶可用于去掉植物的細(xì)胞壁纖維素酶可用于去掉植物的細(xì)胞壁D. 葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖2.利用剛果紅法可以篩選出纖維素分解

5、利用剛果紅法可以篩選出纖維素分解菌，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是菌，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A. 剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物 B. 剛果紅能與纖維二糖形成紅色復(fù)合物剛果紅能與纖維二糖形成紅色復(fù)合物 C. 剛果紅不能與葡萄糖形成紅色復(fù)合物剛果紅不能與葡萄糖形成紅色復(fù)合物D. 若培養(yǎng)基上產(chǎn)生了透明圈，則說(shuō)明已篩若培養(yǎng)基上產(chǎn)生了透明圈，則說(shuō)明已篩選出了纖維素分解菌選出了纖維素分解菌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將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上的培養(yǎng)基上挑選產(chǎn)生挑選產(chǎn)生透明圈的透明圈的菌落菌落 纖維素分解菌大多分布在纖維素分解菌大多分布

6、在_的環(huán)境中。采集土樣時(shí)，的環(huán)境中。采集土樣時(shí)，應(yīng)選擇富含纖維素的環(huán)境。如樹林應(yīng)選擇富含纖維素的環(huán)境。如樹林中多年落葉形成的腐殖土，多年積中多年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗葉等等。也可將濾紙埋累的枯枝敗葉等等。也可將濾紙埋在土壤中一個(gè)月左右，這樣會(huì)有能在土壤中一個(gè)月左右，這樣會(huì)有能分解纖維素的微生物生長(zhǎng)。分解纖維素的微生物生長(zhǎng)。【資料一】土壤取樣【資料一】土壤取樣 富含富含纖維素纖維素旁欄思考題旁欄思考題為什么要在富含纖為什么要在富含纖維素的環(huán)境中找纖維素分解菌？維素的環(huán)境中找纖維素分解菌？ 根據(jù)生物與環(huán)境的互相依存根據(jù)生物與環(huán)境的互相依存關(guān)系，在富含纖維素的環(huán)境中纖關(guān)系，在富含纖維素的

7、環(huán)境中纖維素分解菌的含量相對(duì)提高，因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。旁欄思考題旁欄思考題將濾紙埋在土壤中將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認(rèn)為濾紙應(yīng)該埋進(jìn)有什么作用？你認(rèn)為濾紙應(yīng)該埋進(jìn)土壤多深？土壤多深？ 人工設(shè)置適宜環(huán)境，使纖人工設(shè)置適宜環(huán)境，使纖維素分解菌相對(duì)聚集。將紙埋維素分解菌相對(duì)聚集。將紙埋于深約于深約10cm的腐殖土壤中。的腐殖土壤中。1、纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基屬于、纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基屬于_（固體、液體）培養(yǎng)基，（固體、液體）培養(yǎng)基，原因是原因是_?！举Y料二】選擇培養(yǎng)【資料二】選擇培養(yǎng)閱

8、讀資料二閱讀資料二“選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基”，回，回答以下幾個(gè)問題：答以下幾個(gè)問題：液體液體沒有添加瓊脂成分沒有添加瓊脂成分2、該培養(yǎng)基對(duì)微生物、該培養(yǎng)基對(duì)微生物_（具有，不具有）選擇作用。如（具有，不具有）選擇作用。如果具有，其選擇機(jī)制是果具有，其選擇機(jī)制是_。以纖維素粉為唯一碳源，能分解以纖維素粉為唯一碳源，能分解纖維素的微生物可以大量繁殖纖維素的微生物可以大量繁殖 具有具有 若設(shè)置一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)說(shuō)明選擇培若設(shè)置一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)說(shuō)明選擇培養(yǎng)的作用，應(yīng)控制的變量是將養(yǎng)的作用，應(yīng)控制的變量是將_改為改為_。3、你能否設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，、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？說(shuō)明選擇培養(yǎng)基的作用

9、？葡萄糖葡萄糖纖維素粉纖維素粉思考思考2實(shí)驗(yàn)流程中實(shí)驗(yàn)流程中“選擇培選擇培養(yǎng)養(yǎng)” 的目的是什么？的目的是什么？ 其目的是增加纖維素分解其目的是增加纖維素分解菌的濃度，菌的濃度，以確保能夠從樣品以確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物。中分離到所需要的微生物。選擇培養(yǎng)的操作方法選擇培養(yǎng)的操作方法 將土樣加入裝有將土樣加入裝有30ml選擇培選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定養(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在搖床上，在一定溫度下震蕩培養(yǎng)養(yǎng)12天，直至培養(yǎng)液變渾濁。天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)。旁欄思考題為什么選擇培養(yǎng)能旁欄思考題為什么選擇培養(yǎng)能夠夠“

10、濃縮濃縮”所需的微生物？所需的微生物？ 在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使在選擇培養(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，而那些不適應(yīng)這物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到因此可以起到“濃縮濃縮”的作用。的作用。梯度稀釋梯度稀釋按照課題按照課題1 1的稀釋操作方法，將的稀釋操作方法，將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進(jìn)行等比稀釋，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)到稀釋最大倍數(shù)到10106 6將樣品涂布到鑒別纖維素將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上分解菌的培養(yǎng)基上1. 制備培養(yǎng)基

11、制備培養(yǎng)基:參照旁欄中的比例參照旁欄中的比例2. 涂布平板：涂布平板：將稀釋度為將稀釋度為104106的菌懸液各取的菌懸液各取0.1ml涂布在培養(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)生透明圈的菌落挑選產(chǎn)生透明圈的菌落 挑取產(chǎn)生明顯的透明圈的菌落，挑取產(chǎn)生明顯的透明圈的菌落，一般即為分解纖維素的菌落。一般即為分解纖維素的菌落。 接種到纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)接種到纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基上，在基上，在30300 0C C 37370 0C C培養(yǎng)，可獲得純培養(yǎng)，可獲得純培養(yǎng)。培養(yǎng)?！举Y料三】剛果紅染色法【資料三】剛果紅染色法方法一：方法一：先培養(yǎng)微生物，再加先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)

12、行顏色反應(yīng)入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)方法二：方法二：在倒平板時(shí)就加入剛在倒平板時(shí)就加入剛果紅果紅染色法染色法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)方法一方法一 方法二方法二 顏色反應(yīng)基本顏色反應(yīng)基本上是纖維素分上是纖維素分解菌的作用解菌的作用 操作繁瑣，剛操作繁瑣，剛果紅會(huì)使菌落之間果紅會(huì)使菌落之間發(fā)生混雜發(fā)生混雜操作簡(jiǎn)便，操作簡(jiǎn)便，不存在菌落不存在菌落混雜問題混雜問題 產(chǎn)生淀粉酶的產(chǎn)生淀粉酶的微生物也產(chǎn)生模糊微生物也產(chǎn)生模糊透明圈，有些微生透明圈，有些微生物能降解色素，形物能降解色素，形成明顯的透明圈。成明顯的透明圈。思考：這兩種方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足思考：這兩種方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足 為了確定分離得到的是纖維素為了確

13、定分離得到的是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行分解菌，還需要進(jìn)行_實(shí)驗(yàn)，纖維素酶的發(fā)酵方法有實(shí)驗(yàn)，纖維素酶的發(fā)酵方法有_ 發(fā)酵和發(fā)酵和_ 發(fā)酵。纖維素發(fā)酵。纖維素酶測(cè)定方法是對(duì)纖維素酶分解濾紙酶測(cè)定方法是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素所產(chǎn)生的等纖維素所產(chǎn)生的_ 含量進(jìn)含量進(jìn)行定量測(cè)定。行定量測(cè)定。發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶 液體液體 固體固體 葡萄糖葡萄糖 分解分解纖維纖維素的素的微生微生物的物的分離分離纖維素酶纖維素酶種類、作用、催化活力種類、作用、催化活力剛果紅染色剛果紅染色篩選原理篩選原理實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)土壤取樣土壤取樣選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)涂布培養(yǎng)涂布培養(yǎng)純化培養(yǎng)純化培養(yǎng)前置染色法前置染色法后置染色法

14、后置染色法富含纖維素土壤富含纖維素土壤增大分解菌含量增大分解菌含量染色鑒別染色鑒別分離出分解菌分離出分解菌D1 1、下列材料中纖維素含量最高的、下列材料中纖維素含量最高的是是 ( )( ) A A楊樹楊樹 B B小麥小麥 C C玉米玉米 D D棉花棉花C2、纖維素酶能夠分解、纖維素酶能夠分解 ( ) A纖維素的微生物纖維素的微生物 B淀粉的微生物淀粉的微生物 C纖維素纖維素 D淀粉淀粉B3、剛果紅能與哪項(xiàng)物質(zhì)形成紅色、剛果紅能與哪項(xiàng)物質(zhì)形成紅色復(fù)合物復(fù)合物 ( ) A纖維二糖纖維二糖 B纖維素纖維素 C葡萄糖葡萄糖 D麥芽糖麥芽糖B4、尋找纖維素分解菌應(yīng)到、尋找纖維素分解菌應(yīng)到( ) A濕潤(rùn)的

15、環(huán)境中濕潤(rùn)的環(huán)境中 B富含纖維素的環(huán)境中富含纖維素的環(huán)境中 C富含無(wú)機(jī)鹽的環(huán)境中富含無(wú)機(jī)鹽的環(huán)境中 D池塘中池塘中D5、纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基有選、纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基有選擇作用，原因在于其含有擇作用，原因在于其含有 ( ) ANaNO3 BKCl C酵母膏酵母膏 D纖維素粉纖維素粉A6、下列哪種生物能產(chǎn)生纖維素、下列哪種生物能產(chǎn)生纖維素酶酶 ( ) A纖維素分解菌纖維素分解菌 B牛牛 C羊羊 D兔兔D7、選擇培養(yǎng)時(shí)應(yīng)將錐形瓶固定、選擇培養(yǎng)時(shí)應(yīng)將錐形瓶固定在在 ( ) A桌子上桌子上 B溫箱里溫箱里 C窗臺(tái)上窗臺(tái)上 D搖床上搖床上B8、選擇培養(yǎng)的結(jié)果：培養(yǎng)液變、選擇培養(yǎng)的結(jié)果：培養(yǎng)液變 ( ) A清澈清澈 B渾濁渾濁 C紅