高中生物微生物的培养与应用2.3分解纤维素的微生物的分离.ppt

,-,*,-,课题,3,分解纤维素的微生物的分离,课题,3,分解纤维素的微生物的分离,二,一,三,一、纤维素与,纤维素酶,二,一,三,二,一,三,二、纤维素分解菌的筛选与,鉴别,二,一,三,二,一,三,三、实验设计和课题,延伸,二,一,三,二,一,三,探究点一,探究点二,问题导引,刚果红染色法筛选,(,鉴别,),纤维素分解菌的原理是什么,?,常用的刚果红染色法有两种,各有何优、缺点,?,据下列实验原理,回答有关问题。,探究点一,探究点二,(1),筛选纤维素分解菌时,应向培养基中加入,刚果红,此方法叫,刚果红染色,法,该方法可以通过,颜色反应,筛选纤维素分解菌。,(2),某同学在实验时得到了如下图所示的结果,则图中指示的位置中,为纤维素分解菌菌落的是,。,(3),刚果红在筛选纤维素分解菌上的应用已经有超过,20,年的历史,在本课题中给出了两种方法,哪种方法操作比较简单,?,方法二,:,倒平板时加入刚果红,。,归纳提升,常用的刚果红染色法有两种,两种方法的比较如下表。,探究点一,探究点二,探究点一,探究点二,问题导引,如何从土壤中分离出能分解纤维素的微生物,?,结合实验原理和教材给出的材料,完善下面的实验流程,并讨论回答有关问题。,探究点一,探究点二,实验过程分析,(1),土壤取样,为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌,?,答案,:,这是因为在纤维素含量丰富的环境,通常会聚集较多的分解纤维素的微生物。,如果找不到合适的环境,可以将滤纸埋在,土壤,中,过一段时间后会有能分解纤维素的微生物生长。,探究点一,探究点二,(2),选择,培养,探究点一,探究点二,该培养基中的主要碳源是,纤维素粉,只有能利用它的纤维素分解菌才能大量生长繁殖。,该培养基为,液体,培养基。,(,根据物理状态,),你能否设计一个对照实验,说明选择培养的作用,?,用牛肉膏蛋白胨液体培养基与该选择培养基作对照,(,或将该选择培养基的纤维素粉换成葡萄糖与之对照,),在相同条件下接种、培养,并进行以下纤维素分解菌的鉴别实验。与对照组相比若经选择培养基选择培养后,得到的纤维素分解菌的菌落数多,即可说明选择培养的作用,。,选择培养的目的是,增加纤维素分解菌的浓度,。,探究点一,探究点二,(3),鉴别纤维素分解菌,鉴别纤维素分解菌的培养基,配方,该培养基从物理状态看是,固体,培养基。,培养基中的,CMC-Na,是羧甲基纤维素钠,它在该培养基中可作为,碳源,。,探究点一,探究点二,在该培养基中加入,刚果红,溶液,该溶液能与培养基中的,CMC-Na,形成红色复合物。当培养基中长出菌落后,由于在该培养基上生长的,纤维素分解,菌,能分泌,纤维素酶,因此菌落周围红色复合物无法形成,从而形成,透明圈,。,探究点一,探究点二,归纳提升,从土壤中分离纤维素分解菌实验的注意事项,1,.,在实验操作中,土壤取样、选择培养、梯度稀释、涂布等步骤都必须注意无菌操作。,2,.,梯度稀释和涂布培养具体步骤可参照课题,2,中的相关操作进行。,3,.,分离能分解纤维素的微生物时,有时需要进行选择培养,选择培养的目的是增大选择对象在样液中的浓度,以确保用刚果红染色法鉴别时能得到所需菌种。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物迅速繁殖,而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到增加浓度的作用。,4,.,本实验需要设置对照,将题中的选择培养基换成不具有筛选作用的培养基,其余不变,观察最终纤维素分解菌的菌落数目。,类型一,类型二,类型一,刚果红染色法,【例,1,】,下列有关刚果红染色法的叙述,不正确的是,(,),A.,刚果红可以在倒平板时加入,B.,刚果红可以在菌落形成后加入,C.,刚果红在倒平板时加入,加入的刚果红不需要灭菌,D.,在菌落形成后加入刚果红时,刚果红可以不灭菌,解析,:,刚果红可以在倒平板时加入,也可以在菌落形成后加入。若在倒平板时加入刚果红,则所加刚果红要进行灭菌,以防杂菌的侵入,影响纤维素分解菌菌落的形成,;,若在菌落形成后加入刚果红,则所加刚果红可以不灭菌。,答案,:,C,方法点拨,两种刚果红染色法都会出现透明圈,区别是加入刚果红的时间不同。,类型一,类型二,变式训练,1,在加入刚果红的培养基中会出现如右图所示透明圈,产生的透明圈是,(,),A.,刚果红与纤维素形成的复合物,B.,刚果红与纤维二糖形成的复合物,C.,由纤维素分解后形成的葡萄糖导致的,D.,以纤维素分解菌为中心形成的,解析,:,刚果红可以与纤维素结合形成红色复合物,但并不能与水解后的纤维二糖和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菌的菌落为中心的透明圈。,答案,:,D,类型一,类型二,类型二,分离分解纤维素的微生物的实验流程,【例,2,】,某同学为了从土壤中分离得到纤维素分解菌,设计了以下实验方案。,第一步,土壤取样。用小铁铲和普通信封将土取回,然后倒入一烧瓶中,加蒸馏水稀释,塞好棉塞,。,类型一,类型二,第二步,制备培养基,。,类型一,类型二,待上述物质溶解后加水定容到,1 000 mL,。,第三步,稀释涂布平板。用接种环取少量土壤稀释液在以上培养基表层涂布接种。,第四步,培养观察。把接种好的培养基放到,35,的条件下振荡培养,12,天,直至培养液变混浊。,根据以上实验操作,完成下列问题。,(1),找出该同学明显的错误设计。,(2),要想增强该实验的说服力,还应该怎么做,?,(3),此培养基配方中为微生物提供碳源和氮源的分别主要是,、,。,类型一,类型二,(4),此配方为,培养基。,(,根据物理状态,),(5),此培养基选择出的微生物主要是,。,(6),将此培养基加琼脂制备固体选择培养基,用稀释涂布平板法进行菌落计数。如果将该固体选择培养基中的纤维素粉换成葡萄糖,(,其他条件相同,),菌落数,即可说明选择培养基起到了选择作用。,(7),要从富含纤维素的环境中分离纤维素分解菌,从高温热泉中寻找耐热菌,这说明,。,类型一,类型二,解析,:,从土壤中分离微生物的一般流程,:,土壤取样,选择培养,梯度稀释,菌悬液涂布平板,挑选出单个菌落。题中实验过程没有进行无菌操作,因而无法说明分解纤维素的微生物一定来自于土壤。要想增强实验的说服力,设置对照实验必不可少。另外,该实验应再加一步该微生物的鉴定实验。实验中培养基的主要碳源是纤维素粉,氮源有,NaNO,3,和酵母膏。因没有凝固剂成分,因此该培养基属于液体培养基,因该培养基以纤维素粉为主要碳源,因此可用于选择培养纤维素分解菌。因为葡萄糖是能被大部分微生物直接利用的有机小分子碳源,所以如果将纤维素粉换成葡萄糖,一些不能分解纤维素的微生物也能生长,故其生长的微生物数量明显多于选择培养基的。纤维素分解菌与耐热菌生活在不同的环境中,有不同的生活习性,故要分离目的菌株就要根据目的菌株对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找目的菌株。,类型一,类型二,答案,:,(1),第一步,取样工具应提前灭菌,;,应将蒸馏水换成无菌水,;,土壤取回后的操作应在酒精灯火焰旁进行。第二步,培养基制备好后应灭菌。第三步,接种应在无菌条件下进行,另外,所用培养基为液体培养基,所以无法涂布,也不用接种环接种,应该用灭菌的吸管或移液管吸取培养液,加入培养基中。,(2),一是设置对照实验,:,将上述培养基中的纤维素换成葡萄糖,制备对照培养基,相同条件下接种、培养观察。二是最后要对菌落进行鉴定,用刚果红染色法鉴定菌落周围是否出现透明圈。,(3),纤维素粉,NaNO,3,、,酵母膏,(4),液体,(,5),纤维素分解菌,(6),明显多于固体选择培养基上的菌落数,(7),要分离目的菌株,应根据目的菌株对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找目的菌株,类型一,类型二,变式训练,2,为从富含纤维素的土壤中分离纤维素分解菌的单菌落,某同学设计了甲、乙两种培养基,(,成分见下表,),。下列关于培养基甲和乙能否用于分离和鉴别纤维素分解菌的说法,正确的是,(,),类型一,类型二,注,:“+”,表示有,“-”,表示无。,A.,培养基甲能,培养基乙不能,B.,培养基甲不能,培养基乙能,C.,培养基甲和乙都能,D.,培养基甲和乙都不能,解析,:,培养基甲为液体培养基,其中有淀粉,以淀粉为碳源的微生物会生长繁殖,对实验造成干扰。培养基乙为固体培养基,其中无纤维素粉,不能形成红色复合物,不能用于分离和鉴别纤维素分解菌。,答案,:,D,1,2,3,4,1,.,分离土壤中纤维素分解菌用到的方法是,(,),稀释倒平板法稀释涂布平板法单细胞挑取法选择培养,A.,B.,C.,D.,解析,:,分离土壤中纤维素分解菌时,先进行选择培养,增大纤维素分解菌的浓度,梯度稀释后涂布平板培养,最后用单细胞挑取法进行纯化培养。,答案,:,B,1,2,3,4,2,.,从土壤中筛选纤维素分解菌,下列流程正确的是,(,),A.,土壤取样,梯度稀释,稀释涂布平板,挑选菌落,B.,土壤取样,选择培养,稀释涂布平板,挑选菌落,C.,土壤取样,梯度稀释,选择培养,挑选菌落,D.,土壤取样,梯度稀释,稀释涂布平板,选择培养,挑选菌落,解析,:,正确的流程是,“,土壤取样,选择培养,稀释涂布平板,挑选菌落,”,其中选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度,因此需要在稀释涂布平板之前进行,最后根据菌落的特征挑选纤维素分解菌。,答案,:,B,1,2,3,4,3,.,下列有关纤维素和纤维素酶的叙述,错误的是,(,),A.,纤维素和淀粉的组成单位都是葡萄糖,B.,纤维素酶是一种复合酶,由,C,1,酶和,C,X,酶及葡萄糖苷酶三种酶组成,C.C,1,酶和,C,X,酶能把纤维素分解成纤维二糖,D.,葡萄糖苷酶能把纤维二糖分解成葡萄糖,解析,:,纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即,C,1,酶、,C,X,酶和葡萄糖苷酶。,答案,:,B,1,2,3,4,4,.,纤维素分解菌能够产生纤维素酶分解纤维素。回答下列问题。,(1),实验室中筛选微生物的原理是,。筛选纤维素分解菌应先将从土壤中获得的微生物,在以,为主要碳源的,(,填,“,固体,”,或,“,液体,”),培养基上进行选择培养。,(2),乙同学打算从牛胃中分离纤维素分解菌并计数,与分离醋酸菌相比,进行培养时除了营养物质不同外,最主要的差别是,。该同学采用活菌计数法统计的菌落数目往往比实际数目,。,1,2,3,4,解析,:,(1),实验室中筛选微生物时,人为提供有利于目的菌株生长的条件,同时抑制或阻止其他微生物的生长。用于筛选目的菌株的培养基称为选择培养基。筛选纤维素分解菌应先将从土壤中获得的微生物,在以纤维素为主要碳源的液体培养基上进行选择培养。,(2),牛胃是一个厌氧的环境,所以其中的纤维素分解菌与需氧型醋酸菌培养条件有所不同。活菌计数时,会出现两或多个细菌形成一个菌落,所以统计的菌落数目与实际数目相比偏小。,答案,:,(1),人为提供有利于目的菌株生长的条件,同时抑制或阻止其他微生物的生长纤维素液体,(2),保证无氧环境小,(,低,),必背语句,1,.,纤维素酶是一种复合酶,它至少包括,C,1,酶、,C,X,酶和葡萄糖苷酶,具有催化纤维素分解的作用。,2,.,纤维素分解菌的筛选原理,3,.,筛选流程,(1),土壤取样,:,采集土样时,应选择富含纤维素的土壤环境,;,(2),选择培养,:,用选择培养基培养,以增加纤维素分解菌的浓度,;,(3),梯度稀释,:,根据实际情况选择合适的稀释倍数,;,(4),涂布平板,:,将样品涂布于含刚果红,(CR),的鉴别纤维素分解菌的固体培养基上,;,(5),挑选产生透明圈的菌落,:,产生纤维素酶的菌落周围出现透明圈。,4,.,纤维素分解菌的选择培养基属于液体培养基,该培养基中碳源几乎只有纤维素,;,纤维素分解菌的鉴别培养基为固体培养基,培养基中需加入刚果红染料。,5,.,为了确定分离得到的是纤维素分解菌,还需要进行发酵产纤维素酶的实验。纤维素酶的测定方法,:,一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素产生的葡萄糖进行定量测定。,