微生物的利用.pptx

玉米秸秆是最丰富的自然资源，其主玉米秸秆是最丰富的自然资源，其主要成分是纤维素和半纤维素要成分是纤维素和半纤维素纤维素与纤维素酶纤维素与纤维素酶1.1.纤维素纤维素纤维素是一种由纤维素是一种由葡萄糖葡萄糖首尾相连而成的首尾相连而成的高高分子分子化合物，是含量最丰富的化合物，是含量最丰富的多糖多糖类物质。类物质。一、基础知识一、基础知识 植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤植物的根、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。土壤中某些微生物能够产生纤维素酶土壤中某些微生物能够产生纤维素酶,把把纤维素分解为葡萄糖后再利用。纤维素分解为葡萄糖后再利用。2.2.纤维素酶纤维素酶 纤维素酶是一种纤维素酶是一种复合酶复合酶，一般认为它，一般认为它至少至少包括三种组分包括三种组分，即，即C C1 1酶酶(外切酶外切酶)、C CX X酶酶(内切酶内切酶)和葡萄糖苷酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维，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。二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。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土壤中某些微生物能够利用纤维素，是土壤中某些微生物能够利用纤维素，是因为它能合成纤维素酶把纤维素分解分解为因为它能合成纤维素酶把纤维素分解分解为葡萄糖再利用。葡萄糖再利用。植食性动物是怎样消化食物中植食性动物是怎样消化食物中纤维素的？纤维素的？在草食性动物等的消化道内，在草食性动物等的消化道内，共生有分解纤维素的微生物共生有分解纤维素的微生物，其原，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素理也是产生纤维素酶而分解纤维素人能否利用纤维素？人能否利用纤维素？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 纤维杆菌纤维杆菌A.B.C.D.C 纤维素是地球上含量最丰富的多糖类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物质，植物每年产生的纤维素超过7070亿吨，亿吨，其中其中40%-60%40%-60%能被土壤中能产生纤维素酶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。的微生物所利用，不会大量积累。如何如何将将纤维素纤维素降解降解转化转化为为糖、乙醇、糖、乙醇、甲烷甲烷等容易利用的小分子物质是当前国际等容易利用的小分子物质是当前国际的重大课题之一的重大课题之一3.纤维素生物燃料：最有希望替代石油能源纤维素生物燃料：最有希望替代石油能源土壤土壤中存在大量的中存在大量的纤维素分解菌纤维素分解菌（细菌、放（细菌、放线菌、真菌），他们可以线菌、真菌），他们可以产生纤维素酶分解产生纤维素酶分解和利用纤维素和半纤维素和利用纤维素和半纤维素。因此在利用纤维。因此在利用纤维素作为素作为唯一碳源唯一碳源的培养基中，纤维素分解菌的培养基中，纤维素分解菌能能很好的很好的生长生长，并产生，并产生黄色或棕绿色的色素黄色或棕绿色的色素，其他微生物侧不能其他微生物侧不能实验原理实验原理（1）制备培养基）制备培养基依据小词典（依据小词典（P19）（2）分装）分装按每试管按每试管5ml分装，然后加入分装，然后加入7cm*1cm滤纸条，滤纸条紧贴内壁，且一半滤纸条，滤纸条紧贴内壁，且一半浸入培养基中，浸入培养基中，121 灭菌灭菌20min.方法步骤方法步骤方法一方法一（3）制备土壤稀释液）制备土壤稀释液制备制备10-1、10-2、10-3、10-4、和、和10-5的土壤稀释液。的土壤稀释液。（4）接种培养）接种培养分别吸取各稀释度的土壤分别吸取各稀释度的土壤稀释液稀释液1ml接种到滤纸条上，每个稀释度重复接种到滤纸条上，每个稀释度重复4次，置于培养箱中次，置于培养箱中28 培养培养14d方法一方法一（5）观察）观察检查各试管中滤纸条上出现的检查各试管中滤纸条上出现的菌落和滤纸条上颜色的变化情况。菌落和滤纸条上颜色的变化情况。方法一方法一（1）制备培养基）制备培养基制备（依据制备（依据P19小词典）小词典）培养基平板，在平板上铺一张直径略小于平培养基平板，在平板上铺一张直径略小于平板的滤纸，用少量上述液体培养基润湿。板的滤纸，用少量上述液体培养基润湿。方法二方法二（2）接种培养）接种培养在滤纸条上等距放在滤纸条上等距放8个直径个直径约约10mm的土粒，盖上培养皿盖以保持湿度，的土粒，盖上培养皿盖以保持湿度，置于恒温箱中置于恒温箱中28 30培养。培养。方法二方法二（3）观察）观察每隔每隔2d观察土粒周围滤纸变色观察土粒周围滤纸变色情况，直到滤纸颜色变化，长出菌落，于情况，直到滤纸颜色变化，长出菌落，于4 冰箱中保存备用方法二方法二根据实验结果判断同一试管（或培养皿）根据实验结果判断同一试管（或培养皿）中的滤纸上生长的微生物类群有几种？优势中的滤纸上生长的微生物类群有几种？优势菌是哪一类？菌是哪一类？结果与讨论结果与讨论土壤中能够分解纤维素的微生物很多，包土壤中能够分解纤维素的微生物很多，包括细菌、放线菌和真菌括细菌、放线菌和真菌结论结论目前，对纤维素的降解利用主要采用生物目前，对纤维素的降解利用主要采用生物手段，即利用纤维素分解菌或其产生的酶来手段，即利用纤维素分解菌或其产生的酶来分解纤维素。分解纤维素。意义意义意义：在碳循环、提高土壤肥力方面意义：在碳循环、提高土壤肥力方面解决人类能源和食物等方面解决人类能源和食物等方面纤维素分解菌的筛选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人教版人教版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二二微生物对有机物的分解微生物对有机物的分解实验五实验五探究纤维素分解菌是探究纤维素分解菌是否只能分解纤维素否只能分解纤维素提出问题提出问题作出假设作出假设设设计计实实验验实施实验实施实验得出结论得出结论1.如何判断分解纤维素的微生物也能分解木如何判断分解纤维素的微生物也能分解木质素？质素？2.同一微生物类群对纤维素、木质素、淀粉同一微生物类群对纤维素、木质素、淀粉和果胶的作用有什么不同？和果胶的作用有什么不同？表达交流表达交流1.纤维素分解菌之所以还能分解其他物质纤维素分解菌之所以还能分解其他物质是因为他们还能分泌淀粉酶、蛋白酶、果胶是因为他们还能分泌淀粉酶、蛋白酶、果胶酶和木质素梅等酶和木质素梅等结论结论2.不同培养基中，同一菌株或菌群表现不同培养基中，同一菌株或菌群表现出的活力不一致（可能原因：测定时间不一出的活力不一致（可能原因：测定时间不一致；培养基中所含的酶的浓度、活力不同）致；培养基中所含的酶的浓度、活力不同）3.不同培养基中，底物不同，诱导产物不同培养基中，底物不同，诱导产物也可能不同（原因也可能不同（原因:不同物质结构不一样，几不同物质结构不一样，几种物质分解难度种物质分解难度木质素木质素纤维素纤维素淀粉和果淀粉和果胶胶1.碳循环（碳循环（90%的二氧化碳来源于微生物活的二氧化碳来源于微生物活动）动）2.其他方面：其他方面：分解果胶的微生物：果汁澄清和麻类脱胶分解果胶的微生物：果汁澄清和麻类脱胶分解淀粉的微生物：织物的脱浆和酒的酿造分解淀粉的微生物：织物的脱浆和酒的酿造分解木质素的微生物：参与枯枝落叶的分解分解木质素的微生物：参与枯枝落叶的分解意义意义实验实验利用微生物制作豆豉利用微生物制作豆豉 1.简述制作豆豉的原理。简述制作豆豉的原理。2.探讨制作豆豉的过程。探讨制作豆豉的过程。活动目标：活动目标：豆豉豆豉是煮熟的大豆经过是煮熟的大豆经过纳豆菌发酵纳豆菌发酵制成的。制成的。纳豆菌纳豆菌分泌的分泌的蛋白酶蛋白酶能够能够分解分解大豆中的大豆中的蛋白质蛋白质，产产生小分子生小分子多肽多肽和和多种氨基酸多种氨基酸，制成风味独特，制成风味独特的发酵食品。根据的发酵食品。根据纳豆菌纳豆菌的的芽孢对热不敏感芽孢对热不敏感的的特性，特性，可采用高温控制杂菌污染。可采用高温控制杂菌污染。实验原理：实验原理：黄豆、市售豆豉、用开水消毒的屉布或黄豆、市售豆豉、用开水消毒的屉布或双层纱布双层纱布2块、烧杯、玻璃棒、勺子、块、烧杯、玻璃棒、勺子、250ml锥形瓶、塑料容器。锥形瓶、塑料容器。材料用具：材料用具：1.制备豆豉悬液制备豆豉悬液.锥形瓶中倒入锥形瓶中倒入3040ml开水，加入新鲜豆豉开水，加入新鲜豆豉56粒，摇匀备用。粒，摇匀备用。2.浸泡。将黄豆装入杯中浸泡浸泡。将黄豆装入杯中浸泡15h左右。左右。3.煮豆煮豆.将浸泡过的黄豆煮将浸泡过的黄豆煮2030min。方法步骤：方法步骤：4.接种接种.在容器内铺上一块双层纱布，将煮好在容器内铺上一块双层纱布，将煮好的黄豆趁热装入容器内，将豆豉悬液洒在豆子的黄豆趁热装入容器内，将豆豉悬液洒在豆子表面，用消过毒的玻璃棒快速搅拌均匀。表面，用消过毒的玻璃棒快速搅拌均匀。5.发酵发酵.用另一块双层纱布盖在豆子表面，用另一块双层纱布盖在豆子表面，40发酵发酵15h左右。当黄豆表面长出一层菌膜左右。当黄豆表面长出一层菌膜时，根据口味加入盐或酱密封保存。时，根据口味加入盐或酱密封保存。方法步骤：方法步骤：1、制作过程中怎样控制杂菌污染？、制作过程中怎样控制杂菌污染？2、如何保证发酵过程中的温度？、如何保证发酵过程中的温度？总结与评价：总结与评价：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，（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。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C7、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()制备培养基时制备培养基时 梯度稀释时梯度稀释时 倒平板时倒平板时 涂布时涂布时 培养基上长出菌落时培养基上长出菌落时 A B C DA8、两种刚果红染色法的结果是、两种刚果红染色法的结果是()A均会出现透明圈均会出现透明圈 B均不会出现透明圈均不会出现透明圈 C方法一出现，方法二不出现方法一出现，方法二不出现 D方法一不出现，方法二出现方法一不出现，方法二出现