教学目标教学目标:1、知道纤维素酶的种类及作用、知道纤维素酶的种类及作用2、初步掌握从土壤中分离出分解纤维、初步掌握从土壤中分离出分解纤维 素的微生物的实验方法素的微生物的实验方法1、纤维素在生物圈的分布状况？、纤维素在生物圈的分布状况？2、纤维素酶的组成及作用？、纤维素酶的组成及作用？ 纤维素是地球上含量最丰富的多糖素是地球上含量最丰富的多糖类物物质。植物的根、。植物的根、茎、叶等器官都含有大量的茎、叶等器官都含有大量的纤维素。其中素。其中棉花棉花是自然界中是自然界中纤维素含量最高的天然素含量最高的天然产物。物。 纤维素素酶是一种复合是一种复合酶，一般，一般认为它至少包括三种它至少包括三种组分，即分，即CX酶、 C1酶和和葡萄糖苷葡萄糖苷酶，前两种，前两种酶使使纤维素分素分解成解成纤维二糖二糖，第三种，第三种酶将将纤维二糖分解成二糖分解成葡萄糖葡萄糖。一、一、纤维素和素和纤维素素酶 纤维纤维纤维纤维素是由葡萄糖素是由葡萄糖素是由葡萄糖素是由葡萄糖单单单单体聚合形成的高分子体聚合形成的高分子体聚合形成的高分子体聚合形成的高分子化合物化合物化合物化合物, ,分子分子分子分子组组组组成成成成(C(C66H H1010OO55) )nn。二、二、纤维素分解菌的素分解菌的筛选1、纤维素分解菌的筛选方法、纤维素分解菌的筛选方法2、纤维素分解菌的筛选方法的原理、纤维素分解菌的筛选方法的原理刚果红染色法刚果红染色法：这种方法能够通过颜色反应直接：这种方法能够通过颜色反应直接 对微生物进行筛选对微生物进行筛选 刚果红刚果红是一种染料，它可以是一种染料，它可以与纤维素形成红色与纤维素形成红色复合物复合物，但并不和纤维二糖、葡萄糖发生这种反应。，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当纤维素被纤维素酶分解后刚果红纤维素的复合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物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解为中心的心的透明圈透明圈 。这样我们可以通过是否产生透明圈。这样我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌来筛选纤维素分解菌练一一练：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菌，、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，则说明已筛选出、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了纤维素分解菌三、三、实验操作操作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别纤维将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上素分解菌的培养基上挑选产生透明挑选产生透明圈的菌落圈的菌落土壤取土壤取样取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？ 选择纤维素丰富的环境，如树林中多选择纤维素丰富的环境，如树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等等。叶等等。 生物与环境的互相依存关系，在富含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的几率要高于普通环境选择培养培养1、选择培养的目的：、选择培养的目的：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所需要的微生物2、制备选择培养基、制备选择培养基a、旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？、旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？b、这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，是、这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，是如何进行选择的？如何进行选择的？ c、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用是液体培养基，原因是配方中无凝固剂是液体培养基，原因是配方中无凝固剂有选择作用，本配方中的碳源是纤维素，所以能分解有选择作用，本配方中的碳源是纤维素，所以能分解纤维素的纤维素的 微生物可以大量繁殖微生物可以大量繁殖用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照3、操作方法：、操作方法：将土样加入装有将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶中，将锥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形瓶固定在摇床上，在一定温度下震荡培养12天，天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养直至培养液变浑浊。也可重复选择培养思考：思考：为什么选择培养能够为什么选择培养能够“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，可以使那些能够适应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得到迅速繁殖，而那这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，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，因此可以起到制，因此可以起到“浓缩浓缩”的作用的作用梯度稀梯度稀释 按照课题按照课题1 的稀释操作方法，将选择培的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释，稀释最大倍数养后的培养基进行等比稀释，稀释最大倍数到到106将样品涂布到鉴别纤维将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上素分解菌的培养基上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：将稀释度为、涂布平板：将稀释度为104106的菌悬液各的菌悬液各取取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挑选产生透明圈的菌落明圈的菌落 参照课本参照课本刚果红染色法刚果红染色法，挑选产生透明，挑选产生透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落刚果红染色法刚果红染色法方法一：方法一：先培养微生物，再加入刚果先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应红进行颜色反应方法二：方法二：在倒平板时就加入刚果红在倒平板时就加入刚果红思考：思考：这两种方法各有哪些优点与不足这两种方法各有哪些优点与不足 方法一方法一 缺点是操作烦琐，加入刚果红溶液会使菌落之间缺点是操作烦琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发发 生混杂；优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解生混杂；优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用菌的作用 方法二方法二 优点是操作简便，不存在菌落混杂问题优点是操作简便，不存在菌落混杂问题缺点一是由于培养基中还含有淀粉类物质，可以使能产生淀粉缺点一是由于培养基中还含有淀粉类物质，可以使能产生淀粉酶的微生物出现假颜色反应；酶的微生物出现假颜色反应；缺点二有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过缺点二有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红，形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易程中会降解刚果红，形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分区分练一练练一练1、在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌，符合下列哪一生物、在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌，符合下列哪一生物学观点？（学观点？（ ）A、生物结构与功能相适应的观点、生物结构与功能相适应的观点 B、生物结构与功能整体性观点、生物结构与功能整体性观点C、生物与环境相适应的观点、生物与环境相适应的观点 D、生物发展进化的观点、生物发展进化的观点2、从土壤中分离获得某种微生物的步骤是（、从土壤中分离获得某种微生物的步骤是（ ） 土壤取样土壤取样 梯度稀释梯度稀释 选择培养选择培养 菌菌悬液涂布平板悬液涂布平板 挑选出单个菌落挑选出单个菌落A、 B、C、 D、3、有关选择培养正确的叙述是（、有关选择培养正确的叙述是（ ）A、可以增加纤维素分解菌的浓度、可以增加纤维素分解菌的浓度B、可以减少纤维素分解菌的浓度、可以减少纤维素分解菌的浓度C、所用培养基是固体培养基、所用培养基是固体培养基D、所用培养基是平板培养基、所用培养基是平板培养基CBA四、结果分析与评价四、结果分析与评价（一）培养基的制作是否合格以及选择培养基是否一）培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落筛选出菌落（二）分离的结果是否一致（二）分离的结果是否一致 设置对照，若对照的培养基在培养过程中无菌落生长设置对照，若对照的培养基在培养过程中无菌落生长则说明培养基制作合格。如果观察到产生透明圈的菌落，则说明培养基制作合格。如果观察到产生透明圈的菌落，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。则说明可能获得了分解纤维素的微生物。如果不同，分析产生不同结果的原因。如果不同，分析产生不同结果的原因。五、课题延伸五、课题延伸 本课题对分解纤维素的微生物进行了初步的本课题对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选，但是这只是分离纯化的第一步。为确定得筛选，但是这只是分离纯化的第一步。为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素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后所产生的葡萄糖进行定量酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。的测定。