分解纖維素的微生物的分離

分解纖維素的微生物的分離1、在草食性動(dòng)物等得消化道內(nèi),也共生有分解纖維素得微生物,其原理也就是產(chǎn)生纖維素酶而分解纖維素,而人沒(méi)有分解纖維素得能力。2、農(nóng)作物秸稈:米秸、麥秸、稻草、草、木屑等富含大量得纖維素,被利用得機(jī)會(huì)很少、效率低;

纖維素生物燃料:

最有希望替代石油能源

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(zhǎng)更為迅速得草本植物,轉(zhuǎn)化為種類(lèi)繁多得生物燃料(甚至就是航空燃油)。課題3分解纖維素得微生物得分離(一)纖維素與纖維素酶纖維素:一種由葡萄糖首尾相連而成得高分子化合物,廣泛地存在于植物得根、莖、葉等器官中。纖維素酶:由微生物分泌得一種復(fù)合酶,包括C1酶、Cx酶與葡萄糖苷酶,由于它們得協(xié)同作用,最終將纖維素分解成葡萄糖。纖維素C1酶Cx酶纖維二糖葡萄糖苷酶葡萄糖①取二支20mL得試管實(shí)驗(yàn):纖維素酶分解纖維素得實(shí)驗(yàn)②各加入一張濾紙條③各加入10mL0、1mol/L得醋酸－醋酸鈉緩沖液甲乙④在甲試管中加入1mL蒸餾水,乙試管加入1mL纖維素酶⑤將試管放在140r/min得搖床上振蕩1h⑥結(jié)果:乙試管得濾紙條消失

討論:乙試管得濾紙條為什么會(huì)消失？甲試管得作用就是什么？剛果紅染色法

剛果紅能與像纖維素得多糖形成紅色復(fù)合物,而不與水解后得纖維二糖與葡萄糖發(fā)生該反應(yīng)。(二)纖維素分解菌得篩選

用加入剛果紅得纖維素培養(yǎng)基去培養(yǎng)微生物時(shí),如果培養(yǎng)基中出現(xiàn)以菌落為中心得透明圈時(shí),可說(shuō)明該菌落就是纖維素分解菌,因?yàn)樗褜⒈粍偣t染成紅色得纖維素分解了。一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

請(qǐng)您根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程圖與提供得三個(gè)資料以及“操作提示”,在思考有關(guān)問(wèn)題得基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出一個(gè)詳細(xì)得實(shí)驗(yàn)方案。土壤取樣選擇培養(yǎng)梯度稀釋

將樣品涂布在鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上

篩選產(chǎn)生透明圈的菌落*①取樣環(huán)境1、土壤取樣:富含纖維素得環(huán)境(樹(shù)林中多年落葉形成得腐殖土,多年積累得枯枝敗葉等)操作步驟②討論:如果找不到合適得環(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？您認(rèn)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(duì)集中,實(shí)際上就是人工設(shè)置纖維素分解菌生存得適宜環(huán)境。一般應(yīng)將濾紙埋于深約10cm左右得土壤中。2、選擇培養(yǎng)

增加纖維素分解菌得濃度,以確保能夠從樣品中分離所需要得微生物。

①目得:②制備選擇培養(yǎng)基③操作:P29

培養(yǎng)基成分分析培養(yǎng)基組成提供主要得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)纖維素粉5g碳源(能源)NaNO31g氮源、無(wú)機(jī)鹽KCl0、5gNa2HPO4·7H2O1、2gKH2PO40、9gMgSO4·7H2O0、5g無(wú)機(jī)鹽酵母膏0、5g生長(zhǎng)因子、碳源、氮源水解酵素0、5g氮素、生長(zhǎng)因子溶解后,蒸餾水定容至1000mL水提示:自變量為培養(yǎng)基得種類(lèi),即完全培養(yǎng)基與選擇培養(yǎng)基。可用完全培養(yǎng)基做對(duì)照,或?qū)⒗w維素改為葡萄糖。A、旁欄中得配方就是液體培養(yǎng)基還就是固體培養(yǎng)基？為什么？

就是液體培養(yǎng)基,原因就是配方中無(wú)凝固劑(瓊脂)B、這個(gè)培養(yǎng)基對(duì)微生物就是否具有選擇作用？如果具有,就是如何進(jìn)行選擇得？有選擇作用,本配方中纖維素作為主要碳源,只有能分解纖維素得微生物可以大量繁殖。C、您能否設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn),說(shuō)明選擇培養(yǎng)基得作用大家有疑問(wèn)的，可以詢(xún)問(wèn)和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)

說(shuō)明:分析“纖維素分解菌得選擇培養(yǎng)基配方”可知,該配方中得酵母膏也能夠提供少量得碳源,因此其她微生物也能在該培養(yǎng)基中生長(zhǎng)繁殖。但因酵母膏得含量極少,因此,只有以纖維素為碳源得微生物才能大量繁殖。

在選擇培養(yǎng)得條件下,可以使那些能夠適應(yīng)該營(yíng)養(yǎng)條件得微生物得到迅速繁殖,而那些不適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件得微生物得繁殖被抑制,因此可以起到“濃縮”得作用。為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需微生物？按照課題1得稀釋操作方法,將選擇培養(yǎng)后得培養(yǎng)基進(jìn)行等比稀釋101～107倍。3、梯度稀釋1011021031041051064、將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌得培養(yǎng)基上(1)制備鑒別培養(yǎng)基P29(2)涂布平板:將稀釋度為104～106得菌懸液各取0、1ml涂布到平板培養(yǎng)基上,30℃倒置培養(yǎng)。培養(yǎng)基組成提供得主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)CMC-Na5~10g碳源酵母膏1g碳源、氮源、生長(zhǎng)因子KH2PO40、25g無(wú)機(jī)鹽土豆汁100mL碳源、生長(zhǎng)因子瓊脂15g凝固劑上述物質(zhì)溶解后,加蒸餾水定容至1000mL氫元素、氧元素鑒別纖維素分解菌得培養(yǎng)基(水溶性羧甲基纖維素鈉)方法一:先

,再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)。方法二:在

時(shí)就加入剛果紅。培養(yǎng)微生物倒平板5、剛果紅染色法

挑選產(chǎn)生透明圈得菌落即為分解纖維素得菌落。這兩種方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足？染色法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)方法一方法二有透明圈得基本就是能分解纖維素得微生物操作繁瑣剛果紅會(huì)使菌落之間發(fā)生混雜操作簡(jiǎn)便不存在菌落混雜問(wèn)題1、產(chǎn)生淀粉酶得微生物也產(chǎn)生模糊透明圈2、有些微生物能降解色素,形成明顯得透明圈。方法一中NaCl溶液得作用？思考:

漂洗作用,洗去與纖維素結(jié)合不牢得剛果紅,以免出現(xiàn)得透明圈不夠清晰。用這方法可以判斷酶活力得大小,實(shí)際上剛果紅就是結(jié)合到培養(yǎng)基得多糖底物,但分解纖維素得細(xì)菌可以產(chǎn)生纖維素酶,能分解這個(gè)多糖底物成為單糖,這樣剛果紅就不能結(jié)合上去了,氯化鈉溶液就可以使結(jié)合不牢得剛果紅洗去,這樣就留下大大小小得透明圈,大得透明圈當(dāng)然分解纖維素得能力就強(qiáng)！土壤取樣選擇培養(yǎng)梯度稀釋將樣品涂布到鑒別培養(yǎng)基挑選菌落什么樣得環(huán)境取樣?①培養(yǎng)得目得?②選擇培養(yǎng)基得特點(diǎn)?挑選什么樣得菌落?①鑒別培養(yǎng)基特點(diǎn)?②如何鑒別?根據(jù):微生物對(duì)生存環(huán)境得要求,到相應(yīng)環(huán)境中去找;增加纖維素分解菌濃度,確保能夠從樣品中分離到纖維素分解菌;液體培養(yǎng)基就是固體培養(yǎng)基剛果紅染色法實(shí)驗(yàn)回顧挑選有透明圈得菌落

在產(chǎn)生明顯得透明圈得菌落,挑取并接種到纖維素分解菌得選擇培養(yǎng)基上,在300C－370C培養(yǎng),可獲得純化培養(yǎng)。純化培養(yǎng)四、結(jié)果分析與評(píng)價(jià)

1、培養(yǎng)基得制作就是否合格以及選擇培養(yǎng)基就是否篩選出菌落

對(duì)照得培養(yǎng)基在培養(yǎng)過(guò)程中沒(méi)有菌落生長(zhǎng)則說(shuō)明培養(yǎng)基制作合格。如果觀察到產(chǎn)生透明圈得菌落,則說(shuō)明可能獲得了分解纖維素得微生物。

2、分離得結(jié)果就是否一致

由于在土壤中細(xì)菌得數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于真菌與放線(xiàn)菌得數(shù)量,因此最容易分離得到得就是細(xì)菌。但由于所取土樣得環(huán)境不同,不同同學(xué)也可能得到真菌與放線(xiàn)菌等不同得分離結(jié)果。

為了確定分離得到得就是纖維素分解菌,還需要進(jìn)行_____________實(shí)驗(yàn),纖維素酶得發(fā)酵方法有______發(fā)酵與______發(fā)酵。纖維素酶測(cè)定方法就是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素所產(chǎn)生得________含量進(jìn)行定量測(cè)定。發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶

液體

固體

葡萄糖

五、課題延伸思考:本實(shí)驗(yàn)課題2中得實(shí)驗(yàn)流程有哪些異同？

課題2將土樣梯度稀釋液直接涂布在以尿素為唯一氮源得選擇培養(yǎng)基上,分離并統(tǒng)計(jì)菌落。本課題先選擇培養(yǎng),使纖維素分解菌得到增殖后,再稀釋涂布在鑒別培養(yǎng)基上,挑選菌落。土壤取樣選擇培養(yǎng)梯度稀釋將樣品涂布到鑒別培養(yǎng)基挑選菌落什么樣得環(huán)境取樣?①培養(yǎng)得目得?②選擇培養(yǎng)基得特點(diǎn)?挑選什么樣得菌落?①鑒別培養(yǎng)基得特點(diǎn)?②如何鑒別?根據(jù):微生物對(duì)生存環(huán)境得要求,到相應(yīng)環(huán)境中去找;目得:增加纖維素分解菌得濃度,以確保能夠從樣品中分離到所需要得微生物;剛果紅染色法分解纖維素得微生物得分離纖維素酶種類(lèi)、作用、催化活力剛果紅染色篩選原理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)土壤取樣選擇培養(yǎng)涂布培養(yǎng)純化培養(yǎng)前置染色法后置染色法富含纖維素土壤增大分解菌含量染色鑒別分離出分解菌課堂總結(jié)DNA重組技術(shù)下列不屬于微生物得就是()A、藍(lán)藻與蘑菇B、葫蘆蘚與鐵線(xiàn)蕨

C、噬菌體與黃曲霉D、放線(xiàn)菌與變形蟲(chóng)【解析】病毒、原核生物(例如細(xì)菌、放線(xiàn)菌、支原體、藍(lán)藻)、真核類(lèi)得藻類(lèi)與真菌及原生動(dòng)物都就是微生物。而一般多細(xì)胞得植物與動(dòng)物不屬于微生物,如葫蘆蘚就是苔蘚植物,鐵線(xiàn)蕨就是蕨類(lèi)植物,都屬于多細(xì)胞高等植物。【答案】B微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有關(guān)微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得敘述中,正確得就是()A、就是碳源得物質(zhì)不可能同時(shí)就是氮源B、凡碳源都提供能量C、除水以外得無(wú)機(jī)物只提供無(wú)機(jī)鹽D、無(wú)機(jī)氮源也能提供能量【解析】不同得微生物,所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有較大差別,要針對(duì)微生物得具體情況具體分析。對(duì)于A、B選項(xiàng),它得表述就是不完整得。有得碳源只能就是碳源,如CO2;有得碳源可同時(shí)就是氮源,如NH4HCO3;有得碳源同時(shí)就是能源,如葡萄糖;有得碳源同時(shí)就是氮源,還就是能源,如蛋白胨。對(duì)于C選項(xiàng),除水以外得無(wú)機(jī)物種類(lèi)繁多,功能也多樣。如CO2可作自養(yǎng)型微生物得碳源;NaHCO3可作自養(yǎng)型微生物得碳源與無(wú)機(jī)鹽;而NaCl則只能提供無(wú)機(jī)鹽。對(duì)于D選項(xiàng),無(wú)機(jī)氮源提供能量得情況還就是存在得,如NH3可為硝化細(xì)菌提供能量與氮源?！敬鸢浮緿微生物與病毒得關(guān)系關(guān)于病毒增殖得敘述中,正確得就是(

)A、病毒侵入宿主細(xì)胞后,合成一種蛋白質(zhì)B、病毒