高二生物选修1-课题3-分解纤维素的微生物的分离备课讲稿

1、高二生物选修1-课题3-分解纤维素的微生物的分离 纤维素是一种由葡萄糖首尾相纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是含量最连而成的高分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质。纤维素能被土丰富的多糖类物质。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，这是因壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。为它们能够产生纤维素酶。草食性动物是怎样消化食草食性动物是怎样消化食物中纤维素的？物中纤维素的？ 棉花棉花是自然界中纤维素含量最是自然界中纤维素含量最高的天然产物，纤维素的分解需要高的天然产物，纤维素的分解需要在在纤维素酶纤维素酶的催化作用下完成，请的催化作用下完成，请完成下列过程：完成下列过

2、程：（一）纤维素与纤维素酶（一）纤维素与纤维素酶 纤维素酶是一种纤维素酶是一种复合酶复合酶，一，一般认为它至少包括三种组分般认为它至少包括三种组分，即，即C1酶、酶、 CX酶和葡萄糖苷酶酶和葡萄糖苷酶，前两种，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。酶将纤维二糖分解成葡萄糖。纤维素纤维素纤维纤维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取二支取二支20mL20mL的试管的试管实验：纤维素酶分解纤维素的实验实验：纤维素酶分解纤维素的实验各加入一张滤纸条各加入一张滤纸条各加入各加入pH4.8pH4.8，物质量为，物质量为0.1m

3、ol/L0.1mol/L的醋酸醋酸钠缓冲液的醋酸醋酸钠缓冲液11ml11ml和和10ml10ml甲甲 乙乙在乙试管中加入在乙试管中加入1mL1mL纤维素酶纤维素酶两支试管固定在锥形瓶中，放在两支试管固定在锥形瓶中，放在140r/min140r/min的摇床上振荡的摇床上振荡1h1h结果：乙试管的滤纸条消失结果：乙试管的滤纸条消失 讨论讨论：乙试管的滤纸条为什么会消失？甲试管的作用是：乙试管的滤纸条为什么会消失？甲试管的作用是什么？什么？滤滤纸纸崩崩溃溃法法纤维素酶活性的测定实验：纤维素酶活性的测定实验：下列生物能分解纤维素的是（下列生物能分解纤维素的是（ ） 人人 兔兔 牛牛 蘑菇蘑菇 纤维杆

4、菌纤维杆菌A. B.C. D.C 在一支试管中添加纤维素酶，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，但醋酸醋酸钠缓冲液用量不同，但都能维持相同的都能维持相同的pH。思考思考1实验分析：实验分析：P27的的小实验是如何构成对照的？小实验是如何构成对照的？（二）纤维素分解菌的筛选（二）纤维素分解菌的筛选1、筛选纤维素分解菌的方法是、筛选纤维素分解菌的方法是_。该方法可以通。该方法可以通过过_反应直接筛选。反应直接筛选。刚果红染色法刚果红染色法颜色颜色2、其原理是：刚果红可以与纤维、其原理是：刚果红可以与纤维素形成素形成_，当纤

5、维素被，当纤维素被_分解后，红色复合物无分解后，红色复合物无法形成，出现以法形成，出现以_为为中心的中心的_，我们可以通过，我们可以通过_来筛选纤维素分解菌。来筛选纤维素分解菌。红色复合物红色复合物纤维素酶纤维素酶纤维素分解菌纤维素分解菌 透明圈透明圈是否产生透明圈是否产生透明圈练一练：练一练：1.1.下列关于纤维素酶的说法，错误的是下列关于纤维素酶的说法，错误的是A. 纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种B. 纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖C. 纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁D. 葡萄糖苷酶可把纤维素

6、分解成葡萄糖葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖2.利用刚果红法可以筛选出纤维素分解利用刚果红法可以筛选出纤维素分解菌，下列说法错误的是菌，下列说法错误的是A. 刚果红能与纤维素形成红色复合物刚果红能与纤维素形成红色复合物 B. 刚果红能与纤维二糖形成红色复合物刚果红能与纤维二糖形成红色复合物 C. 刚果红不能与葡萄糖形成红色复合物刚果红不能与葡萄糖形成红色复合物D. 若培养基上产生了透明圈，则说明已筛若培养基上产生了透明圈，则说明已筛选出了纤维素分解菌选出了纤维素分解菌土壤取样土壤取样选择培养选择培养梯度稀释梯度稀释将样品涂布到鉴将样品涂布到鉴别纤维素分解菌别纤维素分解菌的培养基上的培养基上挑选

7、产生挑选产生透明圈的透明圈的菌落菌落 纤维素分解菌大多分布在纤维素分解菌大多分布在_的环境中。采集土样时，的环境中。采集土样时，应选择富含纤维素的环境。如树林应选择富含纤维素的环境。如树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等等。也可将滤纸埋累的枯枝败叶等等。也可将滤纸埋在土壤中一个月左右，这样会有能在土壤中一个月左右，这样会有能分解纤维素的微生物生长。分解纤维素的微生物生长。【资料一资料一】土壤取样土壤取样 富含富含纤维素纤维素旁栏思考题旁栏思考题为什么要在富含纤为什么要在富含纤维素的环境中找纤维素分解菌？维素的环境中找纤维素分解菌？ 根据生物与环境的互相

8、依存根据生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中纤关系，在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提高，因维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的微生物此从这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境。的几率要高于普通环境。旁栏思考题旁栏思考题将滤纸埋在土壤中将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？土壤多深？ 人工设置适宜环境，使纤人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。将纸埋维素分解菌相对聚集。将纸埋于深约于深约10cm的腐殖土壤中。的腐殖土壤中。1、纤维素分解菌选择培养基属于、纤维素分解菌选择培养基属于_（固体、液体）培养基，

9、（固体、液体）培养基，原因是原因是_。【资料二资料二】选择培养选择培养阅读资料二阅读资料二“选择培养基选择培养基”，回，回答以下几个问题：答以下几个问题：液体液体没有添加琼脂成分没有添加琼脂成分2、该培养基对微生物、该培养基对微生物_（具有，不具有）选择作用。如（具有，不具有）选择作用。如果具有，其选择机制是果具有，其选择机制是_。以纤维素粉为唯一碳源，能分解以纤维素粉为唯一碳源，能分解纤维素的微生物可以大量繁殖纤维素的微生物可以大量繁殖 具有具有 若设置一个对照实验说明选择培若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是将养的作用，应控制的变量是将_改为改为_。3、你能否设计一个对照实

10、验，、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用？说明选择培养基的作用？葡萄糖葡萄糖纤维素粉纤维素粉思考思考2实验流程中实验流程中“选择培选择培养养” 的目的是什么？的目的是什么？ 其目的是增加纤维素分解其目的是增加纤维素分解菌的浓度，菌的浓度，以确保能够从样品以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。中分离到所需要的微生物。选择培养的操作方法选择培养的操作方法 将土样加入装有将土样加入装有30ml选择培选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下震荡培在摇床上，在一定温度下震荡培养养12天，直至培养液变浑浊。天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养。也可

11、重复选择培养。旁栏思考题旁栏思考题为什么选择培养能为什么选择培养能够够“浓缩浓缩”所需的微生物？所需的微生物？ 在选择培养的条件下，可以使在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这种营养条件的微生那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这物得到迅速繁殖，而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到因此可以起到“浓缩浓缩”的作用。的作用。梯度稀释梯度稀释按照课题按照课题1 1的稀释操作方法，将的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释，选择培养后的培养基进行等比稀释，稀释最大倍数到稀释最大倍数到10106 6将样品涂布到鉴别纤维

12、素将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上分解菌的培养基上1. 制备培养基制备培养基:参照旁栏中的比例参照旁栏中的比例2. 涂布平板：涂布平板：将稀释度为将稀释度为104106的菌悬液各取的菌悬液各取0.1ml涂布在培养基上，涂布在培养基上，30倒置培养倒置培养挑选产生透明圈的菌落挑选产生透明圈的菌落 挑取产生明显的透明圈的菌落，挑取产生明显的透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。一般即为分解纤维素的菌落。 接种到纤维素分解菌的选择培养接种到纤维素分解菌的选择培养基上，在基上，在30300 0C C 37370 0C C培养，可获得纯培养，可获得纯培养。培养。【资料三资料三】刚果红染色法刚果红

13、染色法方法一：方法一：先培养微生物，再加先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应入刚果红进行颜色反应方法二：方法二：在倒平板时就加入刚在倒平板时就加入刚果红果红染色法染色法优点优点缺点缺点方法一方法一 方法二方法二 颜色反应基本颜色反应基本上是纤维素分上是纤维素分解菌的作用解菌的作用 操作繁琐，刚操作繁琐，刚果红会使菌落之间果红会使菌落之间发生混杂发生混杂操作简便，操作简便，不存在菌落不存在菌落混杂问题混杂问题 产生淀粉酶的产生淀粉酶的微生物也产生模糊微生物也产生模糊透明圈，有些微生透明圈，有些微生物能降解色素，形物能降解色素，形成明显的透明圈。成明显的透明圈。思考：这两种方法各有哪些优点与不足

14、思考：这两种方法各有哪些优点与不足 为了确定分离得到的是纤维素为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行分解菌，还需要进行_实验，纤维素酶的发酵方法有实验，纤维素酶的发酵方法有_ 发酵和发酵和_ 发酵。纤维素发酵。纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的等纤维素所产生的_ 含量进含量进行定量测定。行定量测定。发酵产纤维素酶发酵产纤维素酶 液体液体 固体固体 葡萄糖葡萄糖 分解分解纤维纤维素的素的微生微生物的物的分离分离纤维素酶纤维素酶种类、作用、催化活力种类、作用、催化活力刚果红染色刚果红染色筛选原理筛选原理实实验验设设计计土壤取样土壤取样选择培养选

15、择培养涂布培养涂布培养纯化培养纯化培养前置染色法前置染色法后置染色法后置染色法富含纤维素土壤富含纤维素土壤增大分解菌含量增大分解菌含量染色鉴别染色鉴别分离出分解菌分离出分解菌D1 1、下列材料中纤维素含量最高的、下列材料中纤维素含量最高的是是 ( )( ) A A杨树杨树 B B小麦小麦 C C玉米玉米 D D棉花棉花C2、纤维素酶能够分解、纤维素酶能够分解 ( ) A纤维素的微生物纤维素的微生物 B淀粉的微生物淀粉的微生物 C纤维素纤维素 D淀粉淀粉B3、刚果红能与哪项物质形成红色、刚果红能与哪项物质形成红色复合物复合物 ( ) A纤维二糖纤维二糖 B纤维素纤维素 C葡萄糖葡萄糖 D麦芽糖麦

16、芽糖B4、寻找纤维素分解菌应到、寻找纤维素分解菌应到( ) A湿润的环境中湿润的环境中 B富含纤维素的环境中富含纤维素的环境中 C富含无机盐的环境中富含无机盐的环境中 D池塘中池塘中D5、纤维素分解菌的选择培养基有选、纤维素分解菌的选择培养基有选择作用，原因在于其含有择作用，原因在于其含有 ( ) ANaNO3 BKCl C酵母膏酵母膏 D纤维素粉纤维素粉A6、下列哪种生物能产生纤维素、下列哪种生物能产生纤维素酶酶 ( ) A纤维素分解菌纤维素分解菌 B牛牛 C羊羊 D兔兔D7、选择培养时应将锥形瓶固定、选择培养时应将锥形瓶固定在在 ( ) A桌子上桌子上 B温箱里温箱里 C窗台上窗台上 D摇床上摇床上B8、选择培养的结果：培养液变、选择培养的结果：培养液变 ( ) A清澈清澈 B浑浊浑浊 C红色红色 D产生透明圈产生透明圈C9、刚果红染色时，加入刚果红可在、刚果红染色时，加入刚果红可在 ( )