高中生物精品教學(xué)課件23分解纖維素的微生物的分離7人教版選修.ppt

課題3,專題2 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用,分解纖維素的微生物的分離,纖維素生物燃料：最有希望替代石油能源,現(xiàn)在，我們都應(yīng)該清醒地認(rèn)識到，對石油過分依賴，會讓國家安全、經(jīng)濟(jì)安全及環(huán)境安全遭受威脅。 科學(xué)家正致力于研究，怎樣將農(nóng)業(yè)廢棄物、木材及生長更為迅速的草本植物，轉(zhuǎn)化為種類繁多的生物燃料（甚至是航空燃油）。 在這些新一代生物燃料完全替代傳統(tǒng)化石能源之前，它們必須具備與60美元/桶的原油競價的能力。,生物燃料可以用植物或植物制品為原材料。 目前，第一代生物燃料以可食用作物為原料，主要包括玉米、大豆（美國）、甘蔗（巴西）。 用可食用作物制造生物燃料是最簡單可行的，因為把這些可食用作物轉(zhuǎn)化為燃料的技術(shù)是現(xiàn)成的。然而，第一代生物燃料并非長久之計，原因很簡單：沒有足夠的耕地能夠滿足發(fā)達(dá)國家10%的液態(tài)燃油原料需求。這種對糧食作物的額外需求還使2008年家畜飼料價格大幅上升，雖然沒有達(dá)到去年媒體所預(yù)言的、近似歇斯底里的高價，但部分糧食價格還是有一定上漲。一旦將玉米生長、收獲及加工期間的所有排放納入經(jīng)濟(jì)成本預(yù)算，第一代生物燃料顯然并不是我們所期望的、對環(huán)境安全具有積極影響的能源形式。,纖維素生物燃料：最有希望替代石油能源,第二代生物燃料主要以纖維素質(zhì)材料為原料，如富含纖維素、生長迅速的草本植物，因此將英文汽油 （gasoline）單詞中前綴“gas”去掉，引入“grass”（草），就組成了形象生動的專有名詞“草油”（grassoline）。 可轉(zhuǎn)化為草油的原料有很多，從木材廢料（鋸木屑 、木質(zhì)建筑殘片）到農(nóng)業(yè)廢棄物（玉米秸稈、小麥莖稈），再到“能源作物”。這些原料作物耕作成本低（與每桶石油有等價能效的草油為10到40美元）、量大，更關(guān)鍵的是，這些作物的種植生產(chǎn)不會干擾和危及糧食生產(chǎn)。大多數(shù)能源作物能夠在不能用作農(nóng)田的邊際土地上快速生長。還有一些能夠在被廢水或者重金屬污染的土壤中生長并凈化土壤，如生長周期較短的灌木柳樹。,纖維素生物燃料：最有希望替代石油能源,纖維素,C1酶、CX酶,纖維二糖,葡萄糖苷酶,葡萄糖,纖維素酶,閱讀與思考,2、比較分離分解纖維素的微生物實驗流程與分離分解尿素的細(xì)菌的實驗流程有何異同？,1、請根據(jù)實驗流程圖和教材的資料，進(jìn)行實驗設(shè)計，并寫出完整的實驗方案。,實驗設(shè)計,一、實驗?zāi)康?二、實驗原理,三、所需儀器、材料、用具和藥品,四、實驗的方法和步驟,五、分析結(jié)果,實驗設(shè)計,一、實驗?zāi)康?1、利用特定的選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基從土壤中分離分解纖維素的微生物。,2、掌握剛果紅染色的機(jī)理和操作。,實驗設(shè)計,1、以纖維素為碳源的選擇培養(yǎng)基能選擇出分解纖維素的微生物。,2、剛果紅可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物，而不與水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。,二、實驗原理,實驗設(shè)計,三、所需儀器、材料、用具和藥品,1、實驗儀器與用具,除了分離分解尿素的細(xì)菌中用到的外，還需要恒溫振蕩培養(yǎng)箱。,2、材料與藥品,四、實驗的方法和步驟,實驗設(shè)計,1、配培養(yǎng)基,2、滅菌,3、土壤取樣,5、樣品稀釋,6、涂布接種,4、選擇培養(yǎng),7、篩選菌落,思考： 1.為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌？ 2.將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認(rèn)為濾紙應(yīng)該埋進(jìn)土壤多深？,實驗設(shè)計,3、土壤取樣,將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對聚集，實際上是人工設(shè)置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境。一般將紙埋于深約10cm左右腐殖土壤中。,將土樣加入裝有30ml選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定在搖床上，在一定溫度下振蕩培養(yǎng)1-2d，直至培養(yǎng)液變混濁。 吸取一定量的培養(yǎng)液，轉(zhuǎn)移至另一瓶新鮮的選擇培養(yǎng)基中，以同樣的方法培養(yǎng)到培養(yǎng)液變混濁。,（富集培養(yǎng)）,實驗設(shè)計,4、選擇培養(yǎng),根據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量來確定是否需要,配培養(yǎng)基,采用新鮮牛肉經(jīng)剔除脂肪、消化、過濾、濃縮得到的一種棕黃色至棕褐色膏狀物。有牛肉自然香味，易溶于水，水溶液呈淡黃色。 牛肉膏當(dāng)中含有肌酸、肌酸酐、多肽類、氨基酸類、核苷酸類、有機(jī)酸類、礦物質(zhì)類及維生素類的水溶性物質(zhì)。廣泛應(yīng)用于生物制藥發(fā)酵及各種培養(yǎng)基的制備。 在當(dāng)中它起的主要作用是補(bǔ)充蛋白胨以及其它氮源的營養(yǎng)不足。一般的用量為0.3%0.5%。,1、牛肉膏,是微生物培養(yǎng)基的主要基礎(chǔ)成分，蛋白胨是由蛋白質(zhì)經(jīng)酶、酸、堿水解而獲得的一種胨、肽、氨基酸組成的水溶性混合物。主要作用提供氮源,除此處，還可以提供C源和生長因子。其來源由：動物組織蛋白、植物組織蛋白、微生物蛋白質(zhì)。,2、蛋白胨,酵母膏實際上是膏狀的酵母抽提物，酵母抽提物是國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定名稱。 酵母抽提物以酵母為原料，采用自溶法或加酶水解法工藝，經(jīng)分離、脫色（或精制濃縮、噴霧干燥）而成的，含氨基酸、肽、多肽及酵母細(xì)胞水溶性成分的產(chǎn)品。包含粉狀、與膏狀的產(chǎn)品。 酵母膏可以有食品調(diào)味與生物發(fā)酵培養(yǎng)基兩大類用途。在生物發(fā)