纤维素-微生物的分离

1、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类物质。植物的根、纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质。植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素。其中茎、叶等器官都含有大量的纤维素。其中棉花棉花是自然界是自然界中纤维素含量最高的天然产物。中纤维素含量最高的天然产物。纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即组分，即CX酶酶、 C1酶酶和和葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶，前两种酶使纤，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维素分解成纤维二糖，第三

2、种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。葡萄糖。一、纤维素和纤维素酶一、纤维素和纤维素酶例：下列作物中，纤维素含量最高的是（例：下列作物中，纤维素含量最高的是（ ）A、棉花、棉花 B、亚麻、亚麻 C、秸秆、秸秆 D、朩材、朩材A、棉花、棉花例：微生物体内能使纤维素分解成纤维二糖的酶是例：微生物体内能使纤维素分解成纤维二糖的酶是 。C1酶和酶和CX酶酶例：要将能分解纤维素的细菌从土壤中分离出例：要将能分解纤维素的细菌从土壤中分离出 来，应将它们接种在（来，应将它们接种在（ ）A、加入指示剂的鉴别培养基上、加入指示剂的鉴别培养基上B、含有蛋白胨的固体培养基上、含有蛋白胨的固体培养基上C、只含纤维素粉而无其他碳

3、源的选择培养基上、只含纤维素粉而无其他碳源的选择培养基上D、含四大营养要素的培养基上、含四大营养要素的培养基上纤维素纤维素1、培养基：以、培养基：以_为惟一碳源的选择培养基。为惟一碳源的选择培养基。纤维素酶纤维素酶纤维素分解菌纤维素分解菌红色消失，出现透明圈红色消失，出现透明圈刚果红刚果红纤维素纤维素红色复合物红色复合物刚果红染色法刚果红染色法2、鉴别筛选的原理：、鉴别筛选的原理：二、纤维素分解菌的筛选二、纤维素分解菌的筛选 即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。例例:在加入刚果红的培养基中会出现透明圈，产生在加入刚果红的培养基中会出现透明圈，

4、产生 的透明圈是（的透明圈是（ ）A、刚果红与纤维素形成的复合物、刚果红与纤维素形成的复合物B、刚果红与纤维二糖形成的复合物、刚果红与纤维二糖形成的复合物C、纤维素分解后形成的葡萄糖导致的、纤维素分解后形成的葡萄糖导致的D、以纤维素分解菌为中心形成的、以纤维素分解菌为中心形成的课题课题2是将土样成的菌悬液直接涂布在以尿素为惟一氮是将土样成的菌悬液直接涂布在以尿素为惟一氮 源的选择性培养基上，直接分离得到菌落。源的选择性培养基上，直接分离得到菌落。本课题通过本课题通过选择培养选择培养，使纤维素分解菌得到增殖后，再，使纤维素分解菌得到增殖后，再将菌液涂布在选择培养基上。其他步骤基本一致将菌液涂布在

5、选择培养基上。其他步骤基本一致.1、本实验的流程与课题、本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些异同中的实验流程有哪些异同？三、实验操作三、实验操作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三、实验操作三、实验操作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2.为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？这样的环境中，纤维素分解菌的含量相对高这样的环境中，纤维素分解菌的含量相对高三、实验操作三、实验操作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

6、透明圈的菌落将滤纸埋在土壤中能将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集使纤维素分解菌相对聚集，实际，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约将纸埋于深约10 cm左右腐殖土壤中。左右腐殖土壤中。3.将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋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？进土壤多深？三、实验操作三、实验操作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 目的？目的？“选择培养选择培养”是否需要，应根据样品中目的菌株数量的多少来确定。是否需要，应根据样品中目的菌株数

7、量的多少来确定。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？选择培养使那些能够适应这种营养条件的微生物得选择培养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，因此可以起到的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩浓缩”的作用的作用.选择培养选择培养参照课本参照课本29页旁栏中的比例配置，回答下列问题：页旁栏中的比例配置，回答下列问题：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

8、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，本配方中以纤维素为唯一碳源，所以有选择作用，本配方中以纤维素为唯一碳源，所以能分解纤维素的微生物可以大量繁殖能分解纤维素的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，再加入刚果红进行颜色反应先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应方法二：方法

9、二：在倒平板时就加入刚果红在倒平板时就加入刚果红染色法染色法 优点优点 缺点缺点方法一方法一方法二方法二操作繁琐，刚果红会使操作繁琐，刚果红会使菌落之间发生混杂菌落之间发生混杂操作简便，操作简便，不存在菌落不存在菌落混杂问题混杂问题透明圈的产生透明圈的产生基本上是纤维基本上是纤维素分解菌的作用素分解菌的作用透明圈的产生可能是产淀粉透明圈的产生可能是产淀粉酶的细菌，也可能是能降解酶的细菌，也可能是能降解色素的细菌的作用色素的细菌的作用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

10、解纤维素的菌落单菌落挑取单菌落挑取为确定得到的菌是否是纤维素分解菌，还需为确定得到的菌是否是纤维素分解菌，还需进行进行发酵产纤维素酶发酵产纤维素酶的实验。纤维素酶的发的实验。纤维素酶的发酵方法有酵方法有液体发酵和固体发酵液体发酵和固体发酵两种。纤维素两种。纤维素酶的酶的测定方法，一般是对纤维素酶分解滤纸测定方法，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测定。等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。课题延伸课题延伸例：用刚果红染色时，加入刚果红应在（例：用刚果红染色时，加入刚果红应在（ ）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 长出菌落时长出菌

11、落时 A、 B、 C、 D、 例：分离土壤中纤维素分解菌用到的方法是例：分离土壤中纤维素分解菌用到的方法是稀释倒平板法稀释倒平板法 涂布平板法涂布平板法 单细胞挑取法单细胞挑取法 选择培养基分离选择培养基分离A、 B、 C、 D、例：分离土壤中纤维素分解菌的实验过程中，操作有误例：分离土壤中纤维素分解菌的实验过程中，操作有误 的是（的是（ ） A、经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌、经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌 的培养基上的培养基上 B、选择培养这一步可以省略，但纤维素分解菌少、选择培养这一步可以省略，但纤维素分解菌少 C、经稀释培养后，用刚果红染色、经稀释培养后，用刚果红染

12、色 D、对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素、对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素 的培养基上的培养基上接种微生物常用的方法有：接种微生物常用的方法有： 平板划线法平板划线法稀释涂布平板法稀释涂布平板法分离并统计纤维素分解菌的实验中，分离并统计纤维素分解菌的实验中， 宜采用宜采用 ， 原因是：原因是：稀释涂布平板法稀释涂布平板法平板划线法难以根据稀释体积计平板划线法难以根据稀释体积计算每克样品中的细菌数量算每克样品中的细菌数量 1纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基，因培养基中无凝固剂，利用液体选择培养基以增加纤维素分解菌的浓度。 2为确定得到的菌是否是纤维素分解菌，还需进行发酵产纤维

13、素酶的实验。纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。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测定。 3流程中的“选择培养”是否需要，应根据样品中目的菌株数量的多少来确定。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

14、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。 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，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取的数量，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，学生也可能得到真菌和放线菌等不土样的环境不同，学生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。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筛选，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。为确定得到的是纤但是这只是

15、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酶的实验，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分解滤纸等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的测定。纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。3 31 1为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行 发发酵产纤维素酶酵产纤维素酶 实验，纤维素酶的发酵方法有实验，纤维素酶的发酵方法有 液体液体 发酵和发酵和 固体固体 发酵。发酵。3 32 2纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产纤维素酶测定方法是对纤

16、维素酶分解滤纸等纤维素所产生的生的 葡萄糖葡萄糖 含量进行定量测定。含量进行定量测定。 1纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基，因培养基中无凝固剂，利用液体选择培养基以增加纤维素分解菌的浓度。 2为确定得到的菌是否是纤维素分解菌，还需进行发酵产纤维素酶的实验。纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。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测定。 3流程中的“选择培养”是否需要，应根据样品中目的菌株数量的多少来确定。(1)方案方案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的培养基上别纤维素分解菌的培养基上挑选

17、产生透明圈的菌落。挑选产生透明圈的菌落。(2)选择培养的目的：增加纤维素分解菌的浓度，确选择培养的目的：增加纤维素分解菌的浓度，确保能够从样品中分离到所需要的微生物。保能够从样品中分离到所需要的微生物。(3)涉及到的微生物技术主要有：培养基的制作、无涉及到的微生物技术主要有：培养基的制作、无菌操作技术、稀释涂布平板法、选择培养基的作用、土菌操作技术、稀释涂布平板法、选择培养基的作用、土壤取样等。壤取样等。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，如树林中多年落叶形成的选择纤维素丰富的环境，如树林中多年落叶形成的腐殖

18、土，多年积累的枯枝败叶等等。腐殖土，多年积累的枯枝败叶等等。 生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境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得目的微生物的几率要高于普通环境梯度稀释梯度稀释 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，再加入刚果红进行颜色反应先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应方法

19、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：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缺点是操作烦琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发间发 生混杂；优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤生混杂；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维素分解菌的作用 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阳性反应；缺点二有些微生物生淀粉酶的微生物出现假阳性反应；缺点二有些微生物具有降解色素的能力