高中生物選修1課件：2.3分解纖維素的微生物的分離共33張PPT

專題2微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用課題3分解纖維素的微生物的分離

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棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物，其纖維素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)92%～95%，亞麻、木材、作物秸稈等也富含纖維素。許多商品纖維素都是由天然纖維素制得的。用分解纖維素的微生物處理后，纖維素可分解成糖。它不僅可以供給人們能量，還可以用于釀酒、釀醋等食品加工業(yè)，成為葡萄糖的替代品。

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請(qǐng)思考：

1.如何將纖維素分解成人類可以利用的單糖？

2.從何處可得到分解纖維素的微生物，又如何分離？

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欄目鏈接1．纖維素的化學(xué)組成含________三種元素，是一種多糖。纖維素的基本組成單位是________，人體內(nèi)沒有________，所以人體不能直接以纖維素為能源物質(zhì)，但土壤中有分解纖維素的微生物，最終把纖維素分解成________釋放到無機(jī)環(huán)境。一、纖維素與纖維素酶

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欄目鏈接C、H、O

葡萄糖

纖維素酶

葡萄糖2．纖維素的分布________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。纖維素產(chǎn)生于植物的________作用，地球上的植物每年產(chǎn)生的纖維素超過________億噸。研究土壤中分解纖維素的微生物將給我們的生活帶來很大變化。

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棉花

光合703．纖維素的組分纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括________、________和______________三種組分。前兩種酶使纖維素分解成__________，第三種酶將__________分解成葡萄糖。

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欄目鏈接C1酶Cx酶

葡萄糖苷酶

纖維二糖

纖維二糖二、纖維素分解菌的篩選1．方法________染色法，常用的有兩種，一種是先培養(yǎng)________，再加入剛果紅進(jìn)行________，另一種是在________時(shí)就加入剛果紅。2．原理(1)含纖維素的培養(yǎng)基中加入的________，可與纖維素形成______________。

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剛果紅

微生物

顏色反應(yīng)

倒平板

剛果紅

紅色復(fù)合物(2)當(dāng)纖維素被________分解后，形成的____________、________不和剛果紅發(fā)生這種反應(yīng)，紅色復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中出現(xiàn)以______________為中心的透明圈，可通過是否產(chǎn)生________來篩選纖維素分解菌。

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纖維素酶

纖維二糖葡萄糖

纖維素分解菌

透明圈三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

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欄目鏈接1．實(shí)驗(yàn)流程土壤取樣→__________(此步可省略)→梯度稀釋→將樣品涂布到鑒別______________的培養(yǎng)基上→挑選產(chǎn)生________的菌落。2．土壤取樣采取土樣時(shí)，可以選擇______________的環(huán)境。

選擇培養(yǎng)

纖維素分解菌

透明圈

富含纖維素3．選擇培養(yǎng)(1)目的：增加纖維素分解菌的______，確保能夠從樣品中分離得到所需要的________。(2)操作方法：將土樣加入裝有30mL___________的錐形瓶中，將錐形瓶固定在________上，在一定溫度下振蕩培養(yǎng)________，直至培養(yǎng)液變________，也可重復(fù)選擇培養(yǎng)。4．涉及的生物技術(shù)主要有：________的制作、________操作技術(shù)、稀釋涂布平板法、__________________、土壤取樣等。

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欄目鏈接濃度

微生物

選擇培養(yǎng)基

搖床1～2d

混濁

培養(yǎng)基

無菌

選擇培養(yǎng)基的作用

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欄目鏈接一、纖維素與纖維素酶的比較

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欄目鏈接纖維素纖維素酶組成由葡萄糖組成的多聚體由C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶組成分布棉花、木材、作物秸稈等微生物細(xì)胞內(nèi)

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欄目鏈接作用與果膠構(gòu)成植物的細(xì)胞壁水解纖維素實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證纖維素酶的作用實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組結(jié)論纖維素酶能分解纖維素

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欄目鏈接①酶具有專一性，纖維素酶只能分解含纖維素的物質(zhì)。②酶發(fā)生作用需要一定的條件，不僅僅是溫度、pH等，其他物質(zhì)的存在也會(huì)降低酶的活性，如木質(zhì)素(木材中的有機(jī)物)就會(huì)降低纖維素酶的活性。特別提醒例1下列關(guān)于纖維素的敘述中，不正確的是(

)A．纖維素是由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物B．纖維素能被土壤中某些微生物分解利用，是因?yàn)檫@些微生物能產(chǎn)生纖維素酶C．植物的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素D．自然界中的各種生物均能把纖維素分解成葡萄糖，從而作為生物體的能量來源

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欄目鏈接解析：自然界中部分能夠合成纖維素酶的生物才能分解纖維素。答案：D

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欄目鏈接變式訓(xùn)練1．下列敘述中，正確的是(

)A．纖維素、纖維素酶基本組成單位相同B．膳食纖維對(duì)人體健康極為有利，是因?yàn)槿梭w可分泌纖維素酶而直接利用它C．纖維素酶是一種復(fù)合酶，由C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶組成D．只有纖維素分解菌才可產(chǎn)生纖維素酶

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欄目鏈接解析：纖維素、纖維素酶的基本組成單位分別為葡萄糖、氨基酸；人不可分泌纖維素酶，不可直接利用纖維素；除纖維素分解菌可分泌纖維素酶外，其他某些生物亦可產(chǎn)生。答案：C

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欄目鏈接變式訓(xùn)練

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二、兩種剛果紅染色法的區(qū)別特別提醒①由于土壤中細(xì)菌數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于真菌和放線菌數(shù)量，因此最容易分離得到的是細(xì)菌。,②當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅—纖維素的復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。可據(jù)此，通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。例2在加入剛果紅的培養(yǎng)基中出現(xiàn)透明圈的菌落是(

)A．分解尿素的細(xì)菌B．硝化細(xì)菌C．分解纖維素的細(xì)菌D．乳酸菌解析：分解纖維素的細(xì)菌能將纖維素分解，剛果紅—纖維素的復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。答案：C2．兩種剛果紅染色法的結(jié)果是(

)A．均會(huì)出現(xiàn)透明圈B．均不會(huì)出現(xiàn)透明圈C．方法一出現(xiàn)，方法二不出現(xiàn)D．方法一不出現(xiàn)，方法二出現(xiàn)變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練解析：兩種剛果紅染色法雖然程序不同，但最終都會(huì)使培養(yǎng)基中出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。答案：A(1)鑒定原因：由于形成透明圈的菌落與其他微生物菌落出現(xiàn)混雜現(xiàn)象，產(chǎn)生透明圈的菌落可能是產(chǎn)生淀粉酶的微生物，也可能是降解剛果紅的菌種。(2)原理：為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)，纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩種。(3)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)行定量的測(cè)定。

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欄目鏈接三、分離得到的纖維素分解菌的鑒定特別提醒①纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基屬于液體培養(yǎng)基，以纖維素為唯一碳源和能源。只有能利用纖維素的微生物，才能在此培養(yǎng)基中繁殖生長(zhǎng)。②纖維素分解菌的鑒別培養(yǎng)基屬于固體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中加入剛果紅染料。只有能產(chǎn)生纖維素酶的微生物，才能使培養(yǎng)基中的剛果紅—纖維素復(fù)合物無法形成，從而出現(xiàn)透明圈。例3關(guān)于選擇培養(yǎng)正確的敘述是(

)A．可以增加纖維素分解菌的濃度B．可以減少纖維素分解菌的濃度C．所用培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基D．所用培養(yǎng)基是平板培養(yǎng)基

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欄目鏈接解析：選擇培養(yǎng)是增加纖維素分解菌的濃度，所用培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基，以便于下一步的稀釋涂布操作。答案：A

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欄目鏈接3．分離纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)過程中操作有誤的是(

)A．經(jīng)選擇培養(yǎng)后將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上B．富集培養(yǎng)這一步可省略，但培養(yǎng)纖維素分解菌少C．經(jīng)稀釋