分解纤维素的微生物的分离公开课学习教案

1、会计学1分解分解(fnji)纤维素的微生物的分离纤维素的微生物的分离 公开课公开课第一页，共32页。一、基础知识一、基础知识 植物植物(zhw)(zhw)的根、茎、叶等器官都含有大量的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素。其中棉花是自然界中纤维素含量最高的纤维素。其中棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。的天然产物。第1页/共31页第二页，共32页。第2页/共31页第三页，共32页。 纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，植物纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，植物每年产生的纤维素超过每年产生的纤维素超过7070亿吨，其中亿吨，其中(qzhng)40%-60%(qzhng)40%-60%能被

2、土壤中能产生纤维素酶的微生物所利用，不会大量能被土壤中能产生纤维素酶的微生物所利用，不会大量积累。积累。 在草食性动物等的消化道内，也共生有分解在草食性动物等的消化道内，也共生有分解纤维素的微生物，其原理也是产生纤维素酶而分纤维素的微生物，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素，而人没有解纤维素，而人没有(mi yu)分解纤维素的能分解纤维素的能力。力。第3页/共31页第四页，共32页。纤维二糖纤维二糖C C1 1酶、酶、CxCx酶酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶葡萄糖葡萄糖纤维素纤维素第4页/共31页第五页，共32页。CX酶：内切酶，使纤维素断裂成片断酶：内切酶，使纤维素断裂成片断(pindun)。C1酶

3、：外切酶，从糖链末端开始切掉两个葡萄糖酶：外切酶，从糖链末端开始切掉两个葡萄糖 分子，产生纤维二糖分子，产生纤维二糖葡萄糖苷酶：将纤维二糖分解成葡萄糖。葡萄糖苷酶：将纤维二糖分解成葡萄糖。第5页/共31页第六页，共32页。取二支取二支20mL20mL的试管的试管(shgun)(shgun)实验实验(shyn)：纤维素酶分解纤维素的实：纤维素酶分解纤维素的实验验(shyn) 滤纸崩溃法滤纸崩溃法各加入各加入(jir)(jir)一张滤一张滤纸条纸条各加入各加入pH4.8pH4.8，物质量为，物质量为0.1mol/L0.1mol/L的的醋酸醋酸钠缓冲液醋酸醋酸钠缓冲液1111mlml和和1010ml

4、ml甲甲 乙乙在乙试管中加入在乙试管中加入1 1mLmL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？甲试管的作用是什么：乙试管的滤纸条为什么会消失？甲试管的作用是什么？第6页/共31页第七页，共32页。实验分析：实验分析：P27P27的小实验是如何的小实验是如何(rh)(rh)构构成对照的？成对照的？第7页/共31页第八页，共32页。 刚果红能与纤维素形成红色复合物，而不与水解后的刚果红能与纤维素形成红色复合物，而不

5、与水解后的纤维二糖和葡萄糖发生纤维二糖和葡萄糖发生(fshng)这种反应。这种反应。 （二）纤维素分解（二）纤维素分解(fnji)菌的菌的筛选筛选 当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红-纤维素的复合物就无法形成，培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，这样我们就可以纤维素的复合物就无法形成，培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，这样我们就可以(ky)通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

6、通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。第8页/共31页第九页，共32页。第9页/共31页第十页，共32页。 请你根据实验流程图和提供的三个资料以及请你根据实验流程图和提供的三个资料以及“操操作提示作提示”，在思考有关问题的基础，在思考有关问题的基础(jch)(jch)上，设上，设计出一个详细的实验方案。计出一个详细的实验方案。土壤取样土壤取样选择培养选择培养梯度稀释梯度稀释 将样品涂布在鉴别纤将样品涂布在鉴别纤 维素分解菌的培养基上维素分解菌的培养基上 筛选产生透筛选产生透 明圈的菌落明圈的菌落第10页/共31页第十一页，共32页。 生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的生物与环境的互相依存

7、关系，在富含纤维素的环境中环境中纤维素分解菌的含量相对提高纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土，因此从这种土壤中壤中获得获得目的微生物的目的微生物的几率要高几率要高于普通环境。于普通环境。第11页/共31页第十二页，共32页。第12页/共31页第十三页，共32页。 目的目的(md)(md)： 第13页/共31页第十四页，共32页。培养基成分培养基成分(chng fn)分分析析第14页/共31页第十五页，共32页。提示提示(tsh)：自变量为培养基的种类，即普通培养基和：自变量为培养基的种类，即普通培养基和选择培养基。可用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照选择培养基。可用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照,

8、或者或者将纤维素改为葡萄糖。将纤维素改为葡萄糖。有选择作用，本配方中纤维素作为主要碳源，只有能分解纤维有选择作用，本配方中纤维素作为主要碳源，只有能分解纤维素的微生物可以大量繁殖。素的微生物可以大量繁殖。第15页/共31页第十六页，共32页。第16页/共31页第十七页，共32页。第17页/共31页第十八页，共32页。将细菌将细菌(xjn)涂布在只有涂布在只有尿素做氮源的选择尿素做氮源的选择培养基上培养基上将细菌涂布在只有将细菌涂布在只有(zhyu)纤维素粉做碳源的纤维素粉做碳源的选择培养基上选择培养基上固体固体(gt)培养基培养基液体培养基液体培养基筛选菌株筛选菌株选择培养选择培养第18页/共

9、31页第十九页，共32页。思考：本实验思考：本实验(shyn)(shyn)的流程与课题的流程与课题2 2中的实验中的实验(shyn)(shyn)流程有哪些异同？流程有哪些异同？ 本实验流程与课题本实验流程与课题2的流程的区别如下。课题的流程的区别如下。课题2是是将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为唯一氮源的选将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为唯一氮源的选择性培养基上，直接分离择性培养基上，直接分离(fnl)得到菌落。本课题通过得到菌落。本课题通过选择培养，使纤维素分解菌得到增殖后，再将菌液涂布选择培养，使纤维素分解菌得到增殖后，再将菌液涂布在选择培养基上。其他步骤基本一致。在选择培养基上。其

10、他步骤基本一致。 第19页/共31页第二十页，共32页。101102103104105106第20页/共31页第二十一页，共32页。第21页/共31页第二十二页，共32页。鉴别鉴别(jinbi)纤维素分解菌的培养基纤维素分解菌的培养基(水溶性羧甲基纤维素钠水溶性羧甲基纤维素钠)第22页/共31页第二十三页，共32页。第23页/共31页第二十四页，共32页。第24页/共31页第二十五页，共32页。在细菌在细菌(xjn)(xjn)分解尿素的化学分解尿素的化学反应反应中，细菌中，细菌(xjn)(xjn)合成的脲酶将合成的脲酶将尿素尿素分解成了氨，氨会使培养基分解成了氨，氨会使培养基的碱性增强，的碱性

11、增强，pHpH升高。在培升高。在培养基中加入酚红指示剂，如养基中加入酚红指示剂，如果果pHpH升高指示剂会变红升高指示剂会变红刚果红可以刚果红可以(ky)与纤维素形成与纤维素形成红色复合物，当纤维素被红色复合物，当纤维素被纤维素酶催化分解后红色纤维素酶催化分解后红色复合物无法形成，培养基复合物无法形成，培养基上就会出现以纤维素分解上就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈菌为中心的透明圈观察菌落观察菌落(jnlu)周围是否有着色的周围是否有着色的环带出现来鉴定尿素分解菌环带出现来鉴定尿素分解菌观察菌落周围是否出现观察菌落周围是否出现透明圈透明圈来筛选纤维素分解菌来筛选纤维素分解菌脲酶检测法脲酶检测

12、法刚果红染色法刚果红染色法第25页/共31页第二十六页，共32页。方法一中方法一中NaCl溶液溶液(rngy)的作用？的作用？思考思考(sko)： 漂洗作用，洗去与纤维素结合不牢的刚果红，以免出现漂洗作用，洗去与纤维素结合不牢的刚果红，以免出现的透明圈不够清晰的透明圈不够清晰(qngx)。用这方法可以判断酶活力的大小。用这方法可以判断酶活力的大小，实际上刚果红是结合到培养基的多糖底物，但分解纤维素，实际上刚果红是结合到培养基的多糖底物，但分解纤维素的细菌可以产生纤维素酶，能分解这个多糖底物成为单糖，的细菌可以产生纤维素酶，能分解这个多糖底物成为单糖，这样刚果红就不能结合上去了，氯化钠溶液就可以

13、使结合不这样刚果红就不能结合上去了，氯化钠溶液就可以使结合不牢的刚果红洗去，这样就留下大大小小的透明圈，大的透明牢的刚果红洗去，这样就留下大大小小的透明圈，大的透明圈当然分解纤维素的能就强！圈当然分解纤维素的能就强！ 第26页/共31页第二十七页，共32页。第27页/共31页第二十八页，共32页。 对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则说明对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则说明培养基制作合格。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。了分解纤维素的微生物。 由于在土壤由于在土壤(trng)中细菌的数量远远高于

14、真菌和中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于放线菌的数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土样的环境不同，不同同学也可能得到真菌和放线所取土样的环境不同，不同同学也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。菌等不同的分离结果。第28页/共31页第二十九页，共32页。进行定量测定。进行定量测定。发酵发酵(f jio)(f jio)产纤维素酶产纤维素酶 液体液体(yt) (yt) 固体固体 五、课题延伸五、课题延伸第29页/共31页第三十页，共32页。分解分解(fnji)纤维纤维素的微素的微生物的生物的分离分离纤维素酶纤维素酶种类、作用、催化种类、作用、催化(cu hu)活力活力刚果红染色刚果红染色(rns)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课堂总结课堂总结第30页/共31页第三十一页，共32页。NoI