分解纤维素的微生物的分离(2.25)

1、2021/3/131 2021/3/132 目标目标: : 1 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 2、初步掌握从土壤中分离出分解、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纤维素的微生物的实验方法 2021/3/133 一、基础知识一、基础知识 2021/3/134 思考: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,但却不会在地球上大量的积累, 为什么? 2021/3/135 2021/3/136 在草食性动物的消化道内,共生 有分解纤维素的微生物,其产生纤维 素酶而分解纤维素。 人没有分解纤维素的能力。 草食性动物是怎样消化

2、纤维素的草食性动物是怎样消化纤维素的? 2021/3/137 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 即即: :能分解能分解纤维素纤维素的微生物有各种细菌、的微生物有各种细菌、 真菌和少数放线菌真菌和少数放线菌, ,动物则为草食性动物。动物则为草食性动物。 2021/3/138 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 2021/3/139 取二支取二支20mL20mL的试管的试管 实验实验:纤维素酶分解纤维素的实验纤维素酶分解纤维素的实验 各加入

3、一张滤纸条各加入一张滤纸条 各加入各加入pH4.8pH4.8, ,物质量为物质量为0.1mol/L0.1mol/L的的 醋酸醋酸钠缓冲液醋酸醋酸钠缓冲液11ml11ml和和10ml10ml 甲甲 乙乙 在乙试管中加入在乙试管中加入1mL1mL纤维素酶纤维素酶 两支试管固定在锥形瓶中两支试管固定在锥形瓶中, ,放在放在 140r/min140r/min的摇床上振荡的摇床上振荡1h1h 结果结果: :乙试管的滤纸条消失乙试管的滤纸条消失 讨论讨论: :乙试管的滤纸条为什么会消失乙试管的滤纸条为什么会消失? ?甲试管的作用是什甲试管的作用是什 么么? ? 2021/3/1310 自变量:纤维素酶的有

4、无 自变量的控制: 乙试管-1mL纤维素酶溶液 甲试管-等量的缓冲液 (不能加蒸馏水,会影响溶液的pH)。 实验分析实验分析:P:P2727的小实验是如何构成对照的小实验是如何构成对照? ? 2021/3/1311 （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。 刚果红染色法刚果红染色法 颜色颜色 2021/3/1312 2 2、其原理是、其原理是: :刚果红可以与纤维素刚果红可以与纤维素 形成形成_,_,当纤维素被当纤维素被 _分解后分解后, ,红色复合物无法红色复合物无法 形成形成, ,出现以出现以_为中为中 心的心的_, ,我们可以通过我们可

5、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 2021/3/1313 2021/3/1314 练一练练一练: 1.1.下列关于纤维素酶的说法下列关于纤维素酶的说法, ,错误的是错误的是 A. 纤维素酶是一种复合酶纤维素酶是一种复合酶,至少包括三种至少包括三种 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 2021/3/1

6、315 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若培养基上产生了透明圈,则说明已筛则说明已筛 选出了纤维素分解菌选出了纤维素分解菌 2021/3/1316 土壤取样土壤取样选择培养选择培养梯度稀释梯度稀释 将样品涂布到鉴将样品涂布到鉴 别纤维素分解菌别纤维素分解菌 的培养基上的培养基上 挑

7、选产生挑选产生 透明圈的透明圈的 菌落菌落 2021/3/1317 生物与环境的互相依存关系生物与环境的互相依存关系,在富含纤在富含纤 维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提 高高,因此从这种土壤中获得目的微生物的几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。率要高于普通环境。 2021/3/1318 将将滤纸滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌埋在土壤中能使纤维素分解菌 相对集中相对集中, ,实际上是人工设置纤维素分解实际上是人工设置纤维素分解 菌生存的适宜环境。一般应菌生存的适宜环境。一般应将滤纸埋于深将滤纸埋于深 约约10cm10cm左右的土壤中左右

8、的土壤中。 2021/3/1319 2021/3/1320 2021/3/1321 培养基成分分析培养基成分分析 培养基组成培养基组成 提供主要营养物质提供主要营养物质 纤维素粉纤维素粉 5g碳源（能源）碳源（能源） NaNO3 1g氮源、无机盐氮源、无机盐 KCl 0.5g ,Na2HPO47H2O 1.2g KH2PO4 0.9g, MgSO4 7H2O 0.5g 无机盐无机盐 酵母膏酵母膏 0.5g 生长因子、碳源、生长因子、碳源、 氮源氮源 水解酪素水解酪素 0.5g氮素、生长因子氮素、生长因子 溶解后溶解后,蒸馏水定容至蒸馏水定容至 1000mL 水水 2021/3/1322 提示提

9、示: :可用可用培养基与之对照培养基与之对照, , 或者将或者将。 2021/3/1323 本实验的流程与课题本实验的流程与课题2 2中的实验流程有哪些异同中的实验流程有哪些异同? ? 课题课题2 2是将土样制成的是将土样制成的菌悬液菌悬液直直 接涂布接涂布在以尿素为唯一氮源的在以尿素为唯一氮源的选择性选择性 培养基培养基上上, ,直接分离直接分离得到菌落。得到菌落。 本课题本课题通过通过选择培养选择培养, ,使纤维素使纤维素 分解菌得到分解菌得到增殖增殖后后, ,再再将菌液将菌液涂布涂布在在 鉴别培养基鉴别培养基上上。其他步骤基本一致。其他步骤基本一致。 思考思考: : 2021/3/132

10、4 2021/3/1325 比较项目比较项目分解尿素的细菌分解尿素的细菌纤维素分解菌纤维素分解菌 选选 择择 培培 养养 基基 原理原理 培养基培养基 类型类型 目的目的 鉴鉴 定定 培培 养养 基基 原理原理 现象现象 方法方法 将细菌涂布在只有将细菌涂布在只有 尿素做氮源的选择尿素做氮源的选择 培养基上培养基上 将细菌培养在只有将细菌培养在只有 纤维素粉做碳源的纤维素粉做碳源的 选择培养基上选择培养基上 固体培养基固体培养基 液体培养基液体培养基 筛选菌株筛选菌株选择培养选择培养,增加浓度增加浓度 2021/3/1326 101102103104 105106 2021/3/1327 20

11、21/3/1328 培养基组成培养基组成提供的主要营养物质提供的主要营养物质 CMC-Na 510g 碳源碳源 酵母膏酵母膏 1g碳源、氮源、生长因子碳源、氮源、生长因子 KH2PO4 0.25g无机盐无机盐 土豆汁土豆汁 100mL碳源、生长因子碳源、生长因子 琼脂琼脂 15g凝固剂凝固剂 上述物质溶解后上述物质溶解后,加蒸馏加蒸馏 水定容至水定容至1000mL 水水 鉴别纤维素分解菌的培养基鉴别纤维素分解菌的培养基 (水溶性羧甲基纤维素钠水溶性羧甲基纤维素钠) 2021/3/1329 2021/3/1330 2021/3/1331 方法一中方法一中NaCl溶液的作用溶液的作用? 思考思考:

12、 漂洗作用漂洗作用,洗去与纤维素结合不洗去与纤维素结合不 牢的刚果红牢的刚果红,以免出现的透明圈不够以免出现的透明圈不够 清晰。清晰。 2021/3/1332 比较比较 项目项目 分解尿素的细菌分解尿素的细菌纤维素分解菌纤维素分解菌 选选 择择 培培 养养 原理原理 培养基类培养基类 型型 目的目的 鉴鉴 定定 培培 养养 基基 原原 理理 现现 象象 方方 法法 在细菌分解尿素的化学反应在细菌分解尿素的化学反应 中中, ,细菌合成的脲酶将尿素细菌合成的脲酶将尿素 分解成了氨分解成了氨, ,氨会使培养基氨会使培养基 的碱性增强的碱性增强, ,pHpH升高。在培升高。在培 养基中加入酚红指示剂养

13、基中加入酚红指示剂, ,如如 果果pHpH升高指示剂会变红升高指示剂会变红 刚果红可以与纤维素形成刚果红可以与纤维素形成 红色复合物红色复合物,当纤维素被当纤维素被 纤维素酶催化分解后红色纤维素酶催化分解后红色 复合物无法形成复合物无法形成,培养基培养基 上就会出现以纤维素分解上就会出现以纤维素分解 菌为中心的透明圈菌为中心的透明圈 观察菌落周围是否有红色的观察菌落周围是否有红色的 环带出现来鉴定尿素分解菌环带出现来鉴定尿素分解菌 观察菌落周围是否出现观察菌落周围是否出现 透明圈来筛选纤维素分解菌透明圈来筛选纤维素分解菌 脲酶检测法脲酶检测法刚果红染色法刚果红染色法 2021/3/1333 2

14、021/3/1334 四、结果分析与评价四、结果分析与评价 1.1.培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选 出菌落出菌落 对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则说明对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则说明 培养基制作合格。培养基制作合格。 如果观察到产生透明圈的菌落如果观察到产生透明圈的菌落,则说明可能获得了则说明可能获得了 分解纤维素的微生物。分解纤维素的微生物。 2.2.分离的结果是否一致分离的结果是否一致 由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌 的数量的数量,因此最容易分离得到的是细菌。但由于所

15、取土因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土 样的环境不同样的环境不同,不同同学也可能得到真菌和放线菌等不不同同学也可能得到真菌和放线菌等不 同的分离结果。同的分离结果。 2021/3/1335 为了确定分离得到的是纤维素分解菌为了确定分离得到的是纤维素分解菌, , 还需要进行还需要进行_实验实验, ,纤维素酶的纤维素酶的 发酵方法有发酵方法有_ _ 发酵和发酵和_ _ 发酵。纤发酵。纤 维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤 维素所产生的维素所产生的_ _ 含量进行定量测定。含量进行定量测定。 发酵产纤维素酶发酵产纤维素酶 液体液体 固体固体 五、课题延

16、伸五、课题延伸 2021/3/1336 分解分解 纤维纤维 素的素的 微生微生 物的物的 分离分离 纤维素酶纤维素酶种类、作用、催化活力种类、作用、催化活力 刚果红染色刚果红染色筛选原理筛选原理 实实 验验 设设 计计 土壤取样土壤取样 选择培养选择培养 涂布培养涂布培养 纯化培养纯化培养 前置染色法前置染色法 后置染色法后置染色法 富含纤维素土壤富含纤维素土壤 增大分解菌含量增大分解菌含量 染色鉴别染色鉴别 分离出分解菌分离出分解菌 课堂总结课堂总结 2021/3/1337 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、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符合下

17、列哪一生物学 观点观点?（ ） 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 菌悬液涂布平板菌悬液涂布平板 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

18、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 C B A 2021/3/1338 1111年年39.39.【生物生物 选修选修1:1:生物技术实践（生物技术实践（1515分）分） 有些细菌可分解原油有些细菌可分解原油, ,从而消除由原油泄漏造成从而消除由原油泄漏造成 的土壤污染。某同学欲从污染的土壤中筛选出高的土壤污染。某同学欲从污染的土壤中筛选出高 效降解原油的菌株。回答问题效降解原油的菌株。回答问题: : 在筛选过程中在筛选过程中, ,应将土壤样品稀释液接种于以应将土壤样品稀释液接种于以 为唯一碳源的固体培养基上为唯一碳源的固体培养基上, , 从功能上讲从功能上讲, ,该培养基属于该培养基属于 培养基。培养基。 纯化菌种时纯化菌种时, ,为了得到单菌落为了得到单菌落, ,常采用的接种方常采用的接种方 法有两种法有两种, ,即即 和和 。 石油石油 选择选择 平板划线法平板