生物选修一2.3分解纤维素的微生物的分离.ppt

一、基础知识 （一）纤维素和纤维素酶 1、纤维素 纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是地球上含量最丰富的多糖类物质。 2、纤维素的分布 棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。但被利用的机会很少、效率低； 　　科学家正致力于研究，怎样将农业废弃物、木材及生长更为迅速的草本植物，转化为种类繁多的生物燃料（甚至是航空燃油）。 纤维素生物燃料：最有希望替代石油能源 植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40%-60%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。 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解纤维素，而人没有分解纤维素的能力。 3、纤维素酶 纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。 纤维二糖 C1酶、Cx酶 葡萄糖苷酶 葡萄糖 纤维素 P27：纤维素酶分解纤维素的实验 ①取二支20mL的试管 ②各加入一张滤纸条 ③各加入pH4.8，物质量为0.1mol/L的醋酸－醋酸钠缓冲液11ml和10ml ④在乙试管中加入1mL纤维素酶 ⑤两支试管固定在锥形瓶中，放在 140r/min的摇床上振荡1h ⑥结果：乙试管的滤纸条消失 甲 乙 讨论：乙试管的滤纸条为什么会消失？甲试管的作用是什么？ 〖思考〗实验分析：P27的小实验是如何构成对照的？ 滤纸崩溃法 自变量是纤维素酶的有无： 一支试管中添加适量纤维素酶溶液， 另一支试管不添加纤维素酶，（但需加入等量的缓冲液，不能加入蒸馏水，否则会影响溶液的pH。） （二）纤维素分解菌的筛选 1、筛选方法： 刚果红染色法，这种方法能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选。 2、筛选原理： 刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物 ，但并不和纤维二糖、葡萄糖发生这种反应。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，培养基中会出现以纤维素分解为中心的透明圈 。这样我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。 例1 ：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 B. 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 D. 葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖 D 二、实验设计 （一）分离分解纤维素的微生物实验流程 土壤取样 选择培养 梯度稀释 将样品涂布到鉴别培养基 挑选菌落 什么样的环境取样? ① 培养的目的? ②选择培养基的特点? 挑选什么样的菌落? ①鉴别培养基的特点? ②如何鉴别? 根据：微生物对生存环境的要求，到相应环境中去找； 目的：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； 刚果红染色法 本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？ 尿素分解菌的分离实验流程是将土样制成的菌悬液直接涂布在选择培养基上;本课题通过选择培养使细菌增殖后,再涂布在鉴别培养基上。其它操作基本基本共同。 ①分布环境 1、土壤取样： 富含纤维素的环境中 生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境。 ②原因 （二）操作步骤 ③实例 ④讨论 　　将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对集中，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将滤纸埋于深约10cm左右的土壤中。 　　树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等。 　　如果找不到合适的环境，可以将滤纸埋在土壤中，将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋在土壤中多深？ 2、选择培养 增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离所需要的微生物。 ①目的： ②制备选择培养基 ③操作： 　　将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下震荡培养1～2天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养。 阅读资料二“选择培养基”，回答以下几问题： 培养基组成 纤维素粉 5g NaNO3 1g KCl 0.5g 　 Na2HPO4·7H2O 1.2g KH2PO4 0.9g MgSO4 ·7H2O 0.5g 酵母膏 0.5g 水解酵素 0.5g 溶解后，蒸馏水定容至1000mL 碳源（能源） 氮源、无机盐 无机盐 碳源、氮源、生长因子 氮素、生长因子 水 提供主要的营养物质 提示：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