課題3分解纖維素的微生物的分離

1、 纖維素纖維素是一種由葡萄糖首尾相是一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物，是連而成的高分子化合物，是含量最含量最豐富的多糖類物質(zhì)豐富的多糖類物質(zhì)。纖維素能被土。纖維素能被土壤中某些微生物分解利用，這是壤中某些微生物分解利用，這是因因為它們能夠產(chǎn)生為它們能夠產(chǎn)生纖維素酶。纖維素酶。草食性動物是怎樣消化食物中纖維素的？草食性動物是怎樣消化食物中纖維素的？ 胃中生活著大量分解纖維素的微生物，胃中生活著大量分解纖維素的微生物，能產(chǎn)生纖維素酶，將纖維素分解成葡萄糖。能產(chǎn)生纖維素酶，將纖維素分解成葡萄糖。 是自然界中纖維素含量最高的是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物，纖維素的分解需要在天然產(chǎn)物，纖維素的

2、分解需要在 的催化作用下完成。的催化作用下完成。（一）纖維素與纖維素酶（一）纖維素與纖維素酶棉花棉花纖維素酶纖維素酶 纖維素酶是一種纖維素酶是一種 ，一般，一般認為它至少包括三種組分認為它至少包括三種組分，即，即 、 C CX X酶酶和和 ，前兩種酶使纖，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種維素分解成纖維二糖，第三種酶將酶將纖維二糖分解成葡萄糖。纖維二糖分解成葡萄糖。纖維素纖維素纖維纖維二糖二糖葡萄糖葡萄糖C C1 1酶酶CxCx酶酶葡萄糖葡萄糖苷酶苷酶復(fù)合酶復(fù)合酶C1 1酶酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶濾濾紙紙崩崩潰潰法法體會纖維素酶作用的實驗：體會纖維素酶作用的實驗：取二支取二支20mL20mL

3、的試管的試管實驗：纖維素酶分解纖維素的實驗實驗：纖維素酶分解纖維素的實驗各加入一張濾紙條各加入一張濾紙條各加入各加入pH4.8pH4.8，物質(zhì)量為，物質(zhì)量為0.1mol/L0.1mol/L的醋酸醋酸鈉緩沖液的醋酸醋酸鈉緩沖液11ml11ml和和10ml10ml甲甲 乙乙在乙試管中加入在乙試管中加入1mL1mL纖維素酶纖維素酶兩支試管固定在錐形瓶中，放在兩支試管固定在錐形瓶中，放在140r/min140r/min的搖床上振蕩的搖床上振蕩1h1h結(jié)果：乙試管的濾紙條消失結(jié)果：乙試管的濾紙條消失 討論：乙試管的濾紙條為什么會消失？甲試管的作用是討論：乙試管的濾紙條為什么會消失？甲試管的作用是什么？什

4、么？（二）纖維素分解菌的篩選（二）纖維素分解菌的篩選1 1、篩選纖維素分解菌的方法是、篩選纖維素分解菌的方法是_。該方法可以通。該方法可以通過過_反應(yīng)直接篩選。反應(yīng)直接篩選。剛果紅染色法剛果紅染色法顏色顏色2 2、其原理是：剛果紅可以與纖維、其原理是：剛果紅可以與纖維素形成素形成_，當(dāng)纖維素，當(dāng)纖維素被被_分解后，紅色復(fù)合物分解后，紅色復(fù)合物無法形成，出現(xiàn)以無法形成，出現(xiàn)以_為中心的為中心的_，我們可以通，我們可以通過過_來篩選纖維素分來篩選纖維素分解菌。解菌。紅色復(fù)合物紅色復(fù)合物纖維素酶纖維素酶纖維素分解菌纖維素分解菌 透明圈透明圈是否產(chǎn)生透明圈是否產(chǎn)生透明圈練一練：練一練：1.1.下列關(guān)于

5、纖維素酶的說法，錯誤的是下列關(guān)于纖維素酶的說法，錯誤的是A. A. 纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種B. B. 纖維素酶可把纖維素分解成葡萄糖纖維素酶可把纖維素分解成葡萄糖C. C. 纖維素酶可用于去掉植物的細胞壁纖維素酶可用于去掉植物的細胞壁D. D. 葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖2.利用剛果紅染色法可以篩選出纖維素利用剛果紅染色法可以篩選出纖維素分解菌，下列說法錯誤的是分解菌，下列說法錯誤的是A. 剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物 B. 剛果紅能與纖維二糖形成紅色復(fù)合物剛果紅能與纖維二糖形成

6、紅色復(fù)合物 C. 剛果紅不能與葡萄糖形成紅色復(fù)合物剛果紅不能與葡萄糖形成紅色復(fù)合物D. 若培養(yǎng)基上產(chǎn)生了透明圈，則說明已篩若培養(yǎng)基上產(chǎn)生了透明圈，則說明已篩選出了纖維素分解菌選出了纖維素分解菌土壤取樣土壤取樣選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)梯度稀釋梯度稀釋將樣品涂布到鑒將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上的培養(yǎng)基上挑選產(chǎn)生挑選產(chǎn)生透明圈的透明圈的菌落菌落（操作流程）（操作流程）（此步可省略）（此步可省略） 本實驗流程與課題本實驗流程與課題2 2中的中的實驗流程有哪些異同？實驗流程有哪些異同？ 課題課題2 2是將土樣制成的菌懸液直接涂是將土樣制成的菌懸液直接涂布在以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基上，

7、布在以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基上，直接分離得到菌落直接分離得到菌落 本課題通過選擇培養(yǎng)，使纖維素分本課題通過選擇培養(yǎng)，使纖維素分解菌得到增殖以后，再將菌液涂布到選解菌得到增殖以后，再將菌液涂布到選擇培養(yǎng)基上。擇培養(yǎng)基上。旁欄思考題旁欄思考題纖維素分解菌大多分布在纖維素分解菌大多分布在_的環(huán)境中。采集土樣時，應(yīng)選擇富的環(huán)境中。采集土樣時，應(yīng)選擇富含纖維素的環(huán)境。如樹林中多年落含纖維素的環(huán)境。如樹林中多年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗葉等等。也可將敗葉等等。也可將濾紙埋在土壤濾紙埋在土壤中中一個月左右，這樣會有能分解纖維一個月左右，這樣會有能分解纖維素的微生物生

8、長。素的微生物生長。【資料一】土壤取樣【資料一】土壤取樣富含纖維素富含纖維素分布環(huán)境分布環(huán)境: :1 1、土壤取樣：、土壤取樣：富含纖維素的環(huán)境中富含纖維素的環(huán)境中操作步驟操作步驟 生物與環(huán)境的互相依存關(guān)系，在富含生物與環(huán)境的互相依存關(guān)系，在富含纖維素的環(huán)境中纖維素分解菌的含量相對提高，纖維素的環(huán)境中纖維素分解菌的含量相對提高，因此從這種土壤中獲得目的微生物的幾率要高于因此從這種土壤中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。普通環(huán)境。原因原因: :實例：實例：樹林中多年落葉形成的腐殖土，多年樹林中多年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗葉等。積累的枯枝敗葉等。討論討論: :如果找不到合適的環(huán)境，可以

9、將濾紙埋如果找不到合適的環(huán)境，可以將濾紙埋在土壤中，將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認在土壤中，將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認為濾紙應(yīng)該埋在土壤中多深？為濾紙應(yīng)該埋在土壤中多深？ 將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對集中，實際上是人工設(shè)置纖維素分解菌生存的集中，實際上是人工設(shè)置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境。一般應(yīng)將濾紙埋于深約適宜環(huán)境。一般應(yīng)將濾紙埋于深約10cm10cm左右的左右的土壤中。土壤中。旁欄思考題旁欄思考題為什么要在富含纖維為什么要在富含纖維素的環(huán)境中找纖維素分解菌？素的環(huán)境中找纖維素分解菌？ 在富含纖維素的環(huán)境中纖維素分在富含纖維素的環(huán)境中纖維素

10、分解菌的含量相對提高解菌的含量相對提高1 1、纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基屬于、纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基屬于_（固體、液體）培養(yǎng)基，（固體、液體）培養(yǎng)基，原因是原因是_?！举Y料二】選擇培養(yǎng)【資料二】選擇培養(yǎng)液體液體沒有添加瓊脂成分沒有添加瓊脂成分2 2、選擇培養(yǎng)、選擇培養(yǎng) 增加纖維素分解菌的濃度增加纖維素分解菌的濃度，以確保能夠從，以確保能夠從樣品中分離所需要的微生物。樣品中分離所需要的微生物。 目的：目的：制備選擇培養(yǎng)基：制備選擇培養(yǎng)基：操作：操作： 將土樣加入裝有將土樣加入裝有30ml30ml選擇培養(yǎng)基的錐形瓶選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定在搖床上，在一定溫度下震中，將錐形瓶固定在搖床上，在一

11、定溫度下震蕩培養(yǎng)蕩培養(yǎng)1 12 2天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)。培養(yǎng)基成分分析培養(yǎng)基成分分析培養(yǎng)基組成培養(yǎng)基組成提供主要的營養(yǎng)物質(zhì)提供主要的營養(yǎng)物質(zhì)纖維素粉纖維素粉 5g5g碳源（能源）碳源（能源）NaNONaNO3 3 1g 1g氮源、無機鹽氮源、無機鹽KCl 0.5g NaKCl 0.5g Na2 2HPOHPO4 47H7H2 2O O 1.2g1.2gKHKH2 2POPO4 4 0.9g MgSO0.9g MgSO4 4 7H7H2 2O O 0.5g0.5g無機鹽無機鹽酵母膏酵母膏 0.5g0.5g生長因子、碳源、氮源生長因子、碳源、

12、氮源水解酵素水解酵素 0.5g0.5g氮素、生長因子氮素、生長因子溶解后，蒸餾水定容至溶解后，蒸餾水定容至1000mL1000mL水水2 2、該培養(yǎng)基對微生物、該培養(yǎng)基對微生物_（具有，不具有）選擇作用。如（具有，不具有）選擇作用。如果具有，其選擇機制是果具有，其選擇機制是_。以纖維素粉為唯一碳源，能分解以纖維素粉為唯一碳源，能分解纖維素的微生物可以大量繁殖纖維素的微生物可以大量繁殖 具有具有 按照課題按照課題1 1的稀釋操作方法，將選擇培養(yǎng)后的稀釋操作方法，將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進行等比稀釋的培養(yǎng)基進行等比稀釋10101 110107 7倍。倍。3.3.梯度稀釋梯度稀釋10101 110102

13、 210103 310104 410105 510106 64.4.將樣品涂布到將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)的培養(yǎng)基上基上（1 1）制備鑒別培養(yǎng)基）制備鑒別培養(yǎng)基: :（2 2）涂布平板：）涂布平板： 將稀釋度為將稀釋度為10104 410106 6的菌懸液各取的菌懸液各取0.1ml0.1ml涂布到平板培養(yǎng)基上，涂布到平板培養(yǎng)基上，3030倒置培養(yǎng)。倒置培養(yǎng)。若設(shè)置一個對照實驗說明選擇培若設(shè)置一個對照實驗說明選擇培養(yǎng)的作用，應(yīng)控制的變量是將養(yǎng)的作用，應(yīng)控制的變量是將_改為改為_。你能否設(shè)計一個對照實驗，說你能否設(shè)計一個對照實驗，說明選擇培養(yǎng)基的作用？明選擇培養(yǎng)基的作用？葡

14、萄糖葡萄糖纖維素粉纖維素粉思考思考2 2實驗流程中實驗流程中“選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)” ” 的目的是什么？的目的是什么？其目的是增加纖維素分解菌的濃度，其目的是增加纖維素分解菌的濃度，以確保能夠從樣品中分離到所需要的以確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物。微生物?！举Y料三】剛果紅染色法【資料三】剛果紅染色法方法一：方法一：先培養(yǎng)微生物，再加入剛先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進行顏色反應(yīng)果紅進行顏色反應(yīng)方法二：方法二：在倒平板時就加入剛果紅在倒平板時就加入剛果紅染色法染色法優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點方法一方法一（后加剛后加剛果紅果紅） 方法二方法二（先加剛（先加剛果紅）果紅） 顏色反應(yīng)基本顏色反應(yīng)基本上是纖維素分上

15、是纖維素分解菌的作用解菌的作用操作繁瑣，剛果紅操作繁瑣，剛果紅會使菌落之間發(fā)生會使菌落之間發(fā)生混雜混雜操作簡便，操作簡便，不存在菌落不存在菌落混雜問題混雜問題生淀粉酶的微生物生淀粉酶的微生物也產(chǎn)生模糊透明圈，也產(chǎn)生模糊透明圈，有些微生物能降解有些微生物能降解色素，形成明顯的色素，形成明顯的透明圈。透明圈。思考：這兩種方法各有哪些優(yōu)點與不足思考：這兩種方法各有哪些優(yōu)點與不足比較項目比較項目分解尿素的細菌分解尿素的細菌纖維素分解菌纖維素分解菌選選擇擇培培養(yǎng)養(yǎng)基基原理原理培養(yǎng)基培養(yǎng)基類型類型目的目的鑒鑒定定培培養(yǎng)養(yǎng)基基原理原理現(xiàn)象現(xiàn)象方法方法將細菌涂布在只有將細菌涂布在只有尿素做氮源的選擇尿素做氮源

16、的選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)基上將細菌涂布在只有將細菌涂布在只有纖維素粉做碳源的纖維素粉做碳源的選擇培養(yǎng)基上選擇培養(yǎng)基上固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基篩選菌株篩選菌株選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)的操作方法選擇培養(yǎng)的操作方法將土樣加入裝有將土樣加入裝有30ml30ml選擇培養(yǎng)基的錐選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定在形瓶中，將錐形瓶固定在搖床搖床上，在上，在一定溫度下一定溫度下振蕩振蕩培養(yǎng)培養(yǎng)1 12 2天，直至培天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)。養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)。思考：據(jù)思考：據(jù)“搖床搖床”、“震蕩震蕩”分析纖維分析纖維素分解菌的異化作用類型？素分解菌的異化作用類型？旁欄思考題為

17、什么選擇培養(yǎng)能夠旁欄思考題為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮濃縮”所需的微生物？所需的微生物？ 在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那些能在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那些能夠適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅夠適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營養(yǎng)條件速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到到“濃縮濃縮”的作用。的作用。指微生物的種類少了，而指微生物的種類少了，而某些微生物的數(shù)量多了某些微生物的數(shù)量多了 1.1.培養(yǎng)基的制作是否合格以及選擇培養(yǎng)基是否篩選培養(yǎng)基的制作是否合格以及選擇培養(yǎng)基是否篩選出菌落出菌落 對照的培養(yǎng)基在培養(yǎng)過程中沒有菌落生

18、長則說明培對照的培養(yǎng)基在培養(yǎng)過程中沒有菌落生長則說明培養(yǎng)基制作合格。養(yǎng)基制作合格。 如果觀察到產(chǎn)生透明圈的菌落，則說明可能獲得了如果觀察到產(chǎn)生透明圈的菌落，則說明可能獲得了分解纖維素的微生物。分解纖維素的微生物。 2.2.分離的結(jié)果是否一致分離的結(jié)果是否一致 由于在土壤中細菌的數(shù)量遠遠高于真菌和放線菌的由于在土壤中細菌的數(shù)量遠遠高于真菌和放線菌的數(shù)量，因此最容易分離得到的是細菌。但由于所取土數(shù)量，因此最容易分離得到的是細菌。但由于所取土樣的環(huán)境不同，不同同學(xué)也可能得到真菌和放線菌等樣的環(huán)境不同，不同同學(xué)也可能得到真菌和放線菌等不同的分離結(jié)果。不同的分離結(jié)果。 為了確定分離得到的是纖維素為了確定

19、分離得到的是纖維素分解菌，還需要進行分解菌，還需要進行_實驗，纖維素酶的發(fā)酵方法有實驗，纖維素酶的發(fā)酵方法有_ _ 發(fā)酵和發(fā)酵和_ _ 發(fā)酵。纖維發(fā)酵。纖維素酶測定方法是對纖維素酶分解濾素酶測定方法是對纖維素酶分解濾紙等纖維素所產(chǎn)生的紙等纖維素所產(chǎn)生的_ _ 含量含量進行定量測定。進行定量測定。發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶 液體液體 固體固體 葡萄糖葡萄糖 分解分解纖維纖維素的素的微生微生物的物的分離分離纖維素酶纖維素酶種類、作用、催化活力種類、作用、催化活力剛果紅染色剛果紅染色篩選原理篩選原理實實驗驗設(shè)設(shè)計計土壤取樣土壤取樣選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)涂布培養(yǎng)涂布培養(yǎng)梯度稀釋梯度稀釋前置染色法前置染色法

20、后置染色法后置染色法課堂總結(jié)課堂總結(jié)挑選出產(chǎn)生透明圈的菌落挑選出產(chǎn)生透明圈的菌落D D1 1、下列材料中纖維素含量最高的、下列材料中纖維素含量最高的是是 ( )( ) A A楊樹楊樹 B B小麥小麥 C C玉米玉米 D D棉花棉花C C2 2、纖維素酶能夠分解、纖維素酶能夠分解 ( )( ) A A纖維素的微生物纖維素的微生物 B B淀粉的微生物淀粉的微生物 C C纖維素纖維素 D D淀粉淀粉B B3 3、剛果紅能與哪項物質(zhì)形成紅色復(fù)合、剛果紅能與哪項物質(zhì)形成紅色復(fù)合物物 ( )( ) A A纖維二糖纖維二糖 B B纖維素纖維素 C C葡萄糖葡萄糖 D D麥芽糖麥芽糖B B4 4、尋找纖維素分解菌應(yīng)到、尋找纖維素分解菌應(yīng)到( )(