人教版高中生物选修1生物技术实践23分解纤维素的微生物的分离课件2

1、第,7,课时,第,7,课时,分解纤维素的微生物的分离,学习目标定位,1,简述纤维素酶的种类及作用,2,掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术,3,分析分离分解纤维素的微生物的实验流程，弄懂实验操作的,原理,本,课,时,栏,目,开,关,知识储备区,第,7,课时,1,在微生物学中,将允许,特定,种类的微生物生长,同时,抑制,本,课,时,栏,目,开,关,2,培养微生物的培养基根据物理性质分为,液体,培养基和,或,阻止,其他种类微生物生长的培养基,称做选择培养基,固体培养基,主要区别是后者加入了,凝固剂琼脂,微生,物在,固体,培养基表面生长时,会形成肉眼可见的细胞群,体称为菌落。菌落的形状、大小、隆

2、起程度和颜色等是鉴,别微生物的重要依据,知识储备区,第,7,课时,纤维素,3,植物中的多糖主要有,淀粉,和,纤维素,其中,是植物细胞壁的主要成分,动物细胞中的多糖主要是,糖原,在动物的,肝脏和肌肉,器官中分布较多,这几种多糖的,单体都是,葡萄糖,4,纤维素在人体内不能被消化吸收,但是它可以促进人体肠胃,的蠕动，增加排便次数，因此对人体健康是极为有利的。韭,本,课,时,栏,目,开,关,菜和芹菜中的纤维素含量都很高,知识储备区,情景导入,农作物秸秆的主要成分是纤维素和半纤,维素，其中纤维素是地球上含量最丰富,的多糖类物质。植物的根、茎、叶等器,官都含有大量的纤维素。地球上的植物,第,7,课时,本,

3、课,时,栏,目,开,关,每年产生的纤维素超过,70,亿吨,所以纤维素是丰富的自然资,源之一,但这一自然资源至今没有得到充分的利用,葡萄糖,酒精都可以来自纤维素酶对纤维素的分解,导入,那么如何从众多的微生物中找到纤维素分解菌呢,学习探究区,第,7,课时,探究点一,纤维素分解菌的筛选的原理,纤维素是大家比较了解的一种多糖,自然界中存在着能分解纤,本,维素的一些微生物,我们可以利用合适的培养基将其选择出来,课,时,1,纤维素和纤维素酶,纤,维,素,的,结,构,示,意,图,部,分,栏,目,开,关,学习探究区,第,7,课时,1,据图,纤维素是一种由,葡萄糖,首尾相连而成的,高分子,化合物,是地球上含量最

4、丰富的多糖类物质,纤维素能被土壤,本,课,时,栏,目,开,关,中某些微生物分解利用,这是因为它们能够产生,纤维素酶,2,棉花,是自然界中纤维素含量最高的天然产物。纤维,素的分解需要在,纤维素,酶的催化作用下完成,请完成下,列过程,C,1,酶,C,x,酶,葡萄糖苷酶,纤维素,纤维二糖,葡萄糖,学习探究区,3,实验验证纤维素酶的作用,试管,滤纸条,0.1 mol/L,纤维素酶,醋酸,醋酸,70,钠缓冲溶,80 U/mL,液,pH,4.8,10 mL,11 mL,1 mL,条件,第,7,课时,结果,本,课,时,栏,目,开,关,1,2,1,6 cm,1,6 cm,两试管固定在,时间足够,50 mL,锥

5、形瓶,长,滤纸被,中,在摇床上以,完全分解,140 r/min,的转,速振荡反应,1 h,基本无变化,25,1,个酶活力单位是指在温度为,其他反应条件最适,宜情况下,在,1,min,内转化,1 mmol,的底物所需要的酶量,实验是如何构成对照的,答案,在一支试管中添加纤维素酶,另一支试管不添加纤维素,酶,尽管醋酸醋酸钠缓冲液用量不同,但都能维持相同的,pH,学习探究区,第,7,课时,2,纤维素分解菌的筛选,1,方法,刚果红染色法,2,原理：刚果红可以与纤维素形成,红色复合物,当,本,课,时,栏,目,开,关,纤维素酶,分解后，红色复合物无法形成，出,纤维素被,现以,纤维素分解菌,为中心的,透明圈

6、,我们可,以通过,是否产生透明圈,来筛选纤维素分解菌,3,两种方法,先,培养微生物,再加入,刚果红,进行颜色反应,时就加入刚果红,在,倒平板,学习探究区,归纳提炼,两种刚果红染色法的比较,第,7,课时,染色法,优点,颜色反应基本上是,缺点,操作繁琐，刚果红,本,课,时,栏,目,开,关,方法一,纤维素分解菌的作用,会使菌落之间发生混杂,产生淀粉酶的微生物也,方法二,操作简便,产生模糊透明圈，有些,成明显的透明圈,不存在菌落混杂问题,微生物能降解色素，形,学习探究区,第,7,课时,活学活用,1,微生物体内能够使纤维素分解成纤维二糖的酶是,A,A,C,1,酶和,C,x,酶,本,课,时,栏,目,开,关

7、,B,C,1,酶和葡萄糖苷酶,C,C,x,酶和葡萄糖苷酶,D,C,1,酶,C,x,酶和葡萄糖苷酶,解析,纤维素酶属于复合酶，至少包含,C,1,酶,C,x,酶和葡,萄糖苷酶三种组分。其中,C,1,酶和,C,x,酶使纤维素分解成纤,维二糖,学习探究区,第,7,课时,2,鉴定纤维素分解菌时，可以使用刚果红对其染色，刚果红,染色法有两种常用方法，两种刚果红染色法的结果是,A,本,课,时,栏,目,开,关,A,均会出现透明圈,B,方法一出现，方法二不出现,C,均不会出现透明圈,D,方法一不出现，方法二出现,解析,两种刚果红染色法染色的时间不同，但结果一样,均出现透明圈,学习探究区,探究点二,实验设计与操作

8、提示,第,7,课时,结合实验原理和教材给出的材料，完成下面的实验方案流程,图，讨论回答问题,本,课,时,栏,目,开,关,选择培养,鉴别纤维素,分解菌,透明圈,学习探究区,1,实验过程分析,1,土壤取样,第,7,课时,纤维素分解菌大多分布在,富含纤维素,的环境中,为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌,答案,生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只,有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌的含量才会高,于其它普通环境，从而提高获得目的微生物的几率,本,课,时,栏,目,开,关,可将滤纸埋在土壤中,30,天,然后在上面提取目的菌,将,滤纸埋在土壤中有什么作用,答案,人工设置适宜环境，使纤维素

9、分解菌相对聚集,学习探究区,第,7,课时,2,选择培养,纤维素分解菌的选择培养基配方,纤维素粉,5 g,1 g,1.2 g,0.9 g,本,课,时,栏,目,开,关,NaNO,3,Na,2,HPO,4,7H,2,O,KH,2,PO,4,MgSO,4,7H,2,O,KCl,0.5 g,0.5 g,0.5 g,酵母膏,水解酪素,0.5 g,将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到,1 000 mL,学习探究区,第,7,课时,纤维素分解菌选择培养基属于,液体,培养基，原因是,没有添加琼脂成分,本,课,时,栏,目,开,关,该培养基中的唯一碳源是,纤维素粉,只有能利用它,的纤维素分解菌才能生存,若设置一个对照实验

10、说明选择培养的作用,应控制的变量,将纤维素粉改为葡萄糖,是,选择培养的目的是,增加纤维素分解菌的浓度，以确保,能够从样品中分离到所需要的微生物,学习探究区,第,7,课时,3,鉴别纤维素分解菌,鉴别纤维素分解菌的培养基配方,CMC,Na,5,10 g,1 g,酵母膏,KH,2,PO,4,0.25 g,15 g,琼脂,100 mL,土豆汁,将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到,1 000 mL,本,课,时,栏,目,开,关,该培养基从物理状态看是,固体,培养基,因为含有,琼脂,培养基中的,CMC,Na,是,羧甲基纤维素钠,它是,该培养基中唯一的,碳源,在该培养基中加入,刚果红,溶液,当培养基中长出菌落,

11、后，由于在该培养基上生长的只能是,纤维素分解,菌，能分,透明圈,泌,纤维素酶,因此菌落周围会形成,学习探究区,第,7,课时,2,结果分析与评价,1,培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌,落,对照的培养基在培养过程中,没有,菌落生长,则说明,本,课,时,栏,目,开,关,培养基制作合格,如果观察到,产生,透明圈的菌落,则说,明可能获得了分解纤维素的微生物,2,分解的结果是否一致：由于在土壤中细菌的数量远远高,于真菌和放线菌的数量，因此最容易得到的是细菌。但由,于所取土样的环境不同，学生也可能得到真菌和放线菌等,不同的分离结果,学习探究区,第,7,课时,3,课题延伸,1,为了确定分离得到的

12、是纤维素分解菌，还需要进行,发酵,本,课,时,栏,目,开,关,产纤维素酶,的实验，纤维素酶的发酵方法有,液体,发,固体,发酵两种,酵和,2,纤维素酶的测定方法：一般是采用对纤维素酶分解纤维,素后所产生的,葡萄糖,含量进行定量测定,学习探究区,第,7,课时,归纳提炼,纤维素分解菌的选择培养基和鉴别培养基的区别,1,纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基,因培养基中无,凝固剂,利用液体选择培养基以增加纤维素分解菌的浓度,本,课,时,栏,目,开,关,2,能产生纤维素酶的微生物能以纤维素作为碳源和能源,在培养基中正常生长，其他绝大多数生物不能正常生长,3,鉴别培养基中含有琼脂，为固体培养基，刚果红染色法

13、,应用的就是此培养基,学习探究区,第,7,课时,活学活用,3,下列关于分离纤维素分解菌的实验的叙述,错误的是,A,A,经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养,基上,本,课,时,栏,目,开,关,B,选择培养这一步可省略，但培养纤维素分解菌少,C,经稀释培养后，用刚果红染色,D,对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养,基上,解析,经选择培养后,再经稀释,才能将样品涂布到鉴别纤,维素分解菌的培养基上,选择培养可省略,经稀释培养后,用,刚果红染色,设置对照能证明经选择培养的确得到了欲分,离的微生物,学习探究区,第,7,课时,4,鉴别培养基是根据微生物的代谢特点在培养基中加入一些,物质配

14、制而成的，这些物质是,A,A,指示剂或化学药品,B,青霉素或琼脂,C,高浓度食盐,D,维生素或指示剂,本,课,时,栏,目,开,关,解析,在培养基中加入青霉素或高浓度食盐的目的是抑制,某些微生物的生长，而加维生素一般是为微生物提供生长,因子，起不到选择或鉴别作用，只有在加入某种指示剂或,化学药品后，某些微生物会与特定的化学物质发生特定的,化学反应，而表现出特有的菌落特征，我们可以根据这些,特征去判断属于哪种微生物,学习探究区,第,7,课时,本,课,时,栏,目,开,关,纯化培养,染色鉴别,自我检测区,第,7,课时,1,在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是,C,A,分解尿素的细菌,B,硝化细菌,

15、C,分解纤维素的细菌,D,乳酸菌,本,课,时,栏,目,开,关,解析,分解纤维素的细菌能将纤维素分解，刚果红与纤维,素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌,为中心的透明圈,自我检测区,第,7,课时,2,不能够与刚果红反应生成红色复合物的是,A,A,纤维二糖,B,纤维素,C,CMC,Na,D,淀粉,解析,刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复,合物，但不与纤维二糖、葡萄糖、麦芽糖等发生反应,本,课,时,栏,目,开,关,自我检测区,第,7,课时,本,课,时,栏,目,开,关,3,分离土壤中纤维素分解菌用到的方法是,B,稀释平板法,涂布平板法,单细胞挑取法,选择培养分离法,A,B,C,

16、D,解析,分离土壤中的纤维素分解菌,先进行选择培养,增加纤,维素分解菌的浓度,梯度稀释,涂布平板,培养,单细胞挑取以,获得纯种培养。稀释平板法是先进行梯度稀释,然后分别取,不同稀释液少许,与已熔化并冷却至,50,左右的琼脂培养,基混合摇匀后,倒入灭菌的培养皿中,制成可能含菌的琼脂平,板,保温一定时间即可出现菌落。但此方法只适用于耐高温,微生物的分离,涂布平板法是先将熔化的培养基倒入无菌培,养皿,制成无菌平板,冷却凝固后,将一定量的某一稀释度的,样品液涂布在整个平板表面,经培养后形成单个菌落,自我检测区,第,7,课时,4,下列对刚果红染色法的叙述，不正确的是,D,A,可以先培养微生物，再加入刚果

17、红进行颜色反应,B,可以在倒平板时就加入刚果红,C,既可以先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应,也可以在倒平板时就加入刚果红,D,可以将刚果红与培养基中其他物质一起放入培养基后,再灭菌倒平板,本,课,时,栏,目,开,关,解析,刚果红染色法一般有两种,一种是先培养微生物长出菌,落后,再加入刚果红进行颜色反应,然后加入一定浓度的,NaCl,将多余的刚果红带走,一种是配制好培养基灭菌后,倒平板时,加入灭菌处理的刚果红,再接种微生物培养直至产生透明圈,自我检测区,第,7,课时,5,有些微生物含有纤维素酶，通过对这些微生物的研究和应,用，使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶,处理服装面料等,

18、纤维素酶可以通过微生物进行发酵生产,本,课,时,栏,目,开,关,为了提高酶的产量，请你设计一个实验，利用诱变育种的,方法，获得产生纤维素酶较多的菌株,1,写出实验步骤,_,_,_,自我检测区,制备含有纤维素的固体鉴别培养基若干,第,7,课时,_,_,本,课,时,栏,目,开,关,_,一段时间后,取培养基,_,观察记录菌落周围透,明圈的大小情况,2,预期实验结果及结论,_,_,_,自我检测区,第,7,课时,解析,本题设计实验时包括两方面的内容,首先是对现有菌,种进行诱变处理,由于变异具有不定向性,获得的菌种可能,本,课,时,栏,目,开,关,有高产的也可能有低产的，还需要对处理后的菌种进行筛,选,需要利用筛选纤维素分解菌的培养基,应用刚果红染色,法进行筛选,根据实验组与对照组中透明圈的大小来判断产,生纤维素酶的多少,相同时间内