课题3　分解纤维素的微生物的分离.ppt

分解纤维素的微生物的分离,微生物发酵法,微生物,酶,微生物种类繁多，制备出的酶种类齐全，几乎所有的酶都能从微生物中得到,微生物繁殖快、生产周期短、培养简便，并可以通过控制培养条件来提高酶的产量,微生物具有较强的适应性和应变能力，可以通过适应、诱导、诱变以及基因工程等方法培育出新的产酶高的菌株,优点,商品酶的主要生产方法,微生物发酵法,高产优良菌株,培养和繁殖,代谢和积累,分离和纯化,酶制剂,酶的发酵技术,微生物发酵法,产酶微生物,菌种保藏机构,自然界,研究或生产机构,温泉,森林,深海,火山,土壤,产酶微生物的来源,纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。,课题背景,草食性动物是怎样消化食物中纤维素的？,土壤中某些微生物能够产生纤维素酶,把纤维素分解为葡萄糖，后再利用。,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。,人类可应用分解纤维素的微生物将秸秆等废弃物转变成酒精，用纤维素酶处理服装面料等。,棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，纤维素的分解需要在纤维素酶的催化作用下完成，请完成下列过程：,（一）纤维素与纤维素酶,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。,滤纸崩溃法,纤维素酶活性的测定实验：,（二）纤维素分解菌的筛选,1、筛选纤维素分解菌的方法是_。该方法可以通过_反应直接筛选。,刚果红染色法,颜色,2、其原理是：刚果红可以与纤维素形成_，当纤维素被_分解后，红色复合物无法形成，出现以_为中心的_，我们可以通过_来筛选纤维素分解菌。,红色复合物,纤维素酶,纤维素分解菌,透明圈,是否产生透明圈,土壤取样,选择培养,梯度稀释,将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上,挑选产生透明圈的菌落,实验设计,纤维素分解菌大多分布在_的环境中。采集土样时，应选择富含纤维素的环境。如树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等等。也可将滤纸埋在土壤中一个月左右，这样会有能分解纤维素的微生物生长。,土壤取样,富含纤维素,旁栏思考题为什么要在富含纤维素的环境中找纤维素分解菌？,根据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。,旁栏思考题将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？,人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。将纸埋于深约10cm的腐殖土壤中。,1、纤维素分解菌选择培养基属于_（固体、液体）培养基，原因是_。,【资料二】选择培养,阅读资料二“选择培养基”，回答以下几个问题：,液体,没有添加琼脂成分,2、该培养基对微生物_（具有，不具有）选择作用。如果具有，其选择机制是_。,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,具有,培养基成分分析,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_改为_。,3、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用？,葡萄糖,纤维素粉,说明：分析“纤维素分解菌的选择培养基配方”可知，该配方中的酵母膏也能够提供少量的碳源，因此其他微生物也能在该培养基中生长繁殖。只不过，由于酵母膏的含量极少，因此，只有以纤维素为碳源的微生物才能大量繁殖。,操作提示,选择培养的操作方法,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12天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养。,旁栏思考题为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？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“浓缩”的作用。,梯度稀释,按照课题1的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释，稀释最大倍数到106,将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上,1.制备培养基:参照旁栏中的比例2.涂布平板：将稀释度为104106的菌悬液各取0.1ml涂布在培养基上，30倒置培养,按照课题1的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释101106倍。,3.梯度稀释,每组6个离心管，分别稀释土壤为101106倍，依次从上一浓度稀释液中吸取40ul,加至离心管中400ul。,4.将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上,（1）制备鉴别培养基:,（2）涂布平板：将稀释度为104106的菌悬液各取0.1ml涂布到平板培养基上，30倒置培养。,3.涂布培养把10-110-6三个浓度的土壤稀释液作为涂布平板的含待分离微生物的菌液，将其分别涂布在培养基上，共有6个培养基平板，标号，37温箱培养2448h。,石河子大学生命科学学院高中生物教师继续教育,【资料三】刚果红染色法,方法一：先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应,方法二：在倒平板时就加入刚果红,挑选产生透明圈的菌落,挑取产生明显的透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。接种到纤维素分解菌的选择培养基上，在300C370C培养，可获得纯培养。,颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用,操作繁琐，刚果红会使菌落之间发生混杂,操作简便，不存在菌落混杂问题,产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈，有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。,思考：这两种方法各有哪些优点与不足,为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行_实验，纤维素酶的发酵方法有_发酵和_发酵。纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的_含量进行定量测定。,课题延伸,发酵产纤维素酶,液体,固体,葡萄糖,分解纤维素的微生物的分离,纤维素酶,种类、作用、催化活力,刚果红染色,筛选原理,实验设计,土壤取样,选择培养,涂布培养,纯化培养,前置染色法后置染色法,富含纤维素土壤,增大分解菌含量,染色鉴别,分离出分解菌,总结,石河子大学生命科学学院高中生物教师