課題3、分解纖維素的微生物的分離

1、課題3、分解纖維素的微生物的分離,1、纖維素在生物圈的分布狀況？,2、纖維素酶的組成及作用？,纖維素是地球上含量最豐富的多糖類物質(zhì)。植物的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素。其中棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物。,纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。,一、纖維素和纖維素酶,纖維素,C1酶、CX酶,纖維二糖,葡萄 糖苷酶,葡萄糖,纖維素和纖維素酶,1纖維素與淀粉比較,纖維素與淀粉都是由葡萄糖組成的，但組成兩者的葡萄糖,的連接方式不同，因而使兩者的形態(tài)完全不同。,(1)纖維素是由葡萄糖

2、分子按1,4 糖苷鍵連接而成的，淀,粉是由葡萄糖分子按1,4 糖苷鍵連接而成的。,(2)人類以淀粉為主要能量來源，但完全不能消化纖維素，而 反芻動(dòng)物和大量的微生物則主要以纖維素為能量來源。,原因：在反芻動(dòng)物的瘤胃中生活著大量的可以分解纖維素 的微生物。,2纖維素酶,(1)纖維素酶的催化原理,纖維素酶中的 C1 酶、CX 酶使纖維素分解成纖維二糖，接 著葡萄糖苷酶將纖維二糖分解成葡萄糖。正是在這三種酶的協(xié) 同作用下，纖維素最終被水解成葡萄糖，為微生物的生長(zhǎng)提供 營(yíng)養(yǎng)，同樣，也可以為人類所利用。,(2)纖維素酶可以作為禽獸飼料添加劑。其作用機(jī)制在于， 它可以打破植物細(xì)胞壁，使胞內(nèi)原生質(zhì)體暴露出來，

3、由內(nèi)源酶 進(jìn)一步降解，所以除了細(xì)胞壁被降解供能外，還提高了胞內(nèi)物 質(zhì)的消化率，從而有效地提高飼料的有效能值。,二、纖維素分解菌的篩選,1、纖維素分解菌的篩選方法,2、纖維素分解菌的篩選方法的原理,剛果紅染色法：這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接 對(duì)微生物進(jìn)行篩選,方法：濾紙崩潰法,3、纖維素酶活性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)：,練一練：,1、下列關(guān)于纖維素酶的說法，錯(cuò)誤的是,A、纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種 B、纖維素酶可把纖維素分解成葡萄糖 C、纖維素酶可用于去掉植物的細(xì)胞壁 D、葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖,2、利用剛果紅法可以篩選出纖維素分解菌，下列說法錯(cuò)誤的是,A、剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物 B

4、、剛果紅能與纖維二糖形成紅色復(fù)合物 C、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，則說明已篩選出了纖維素分解菌,三、實(shí)驗(yàn)操作,土壤取樣,選擇培養(yǎng),梯度稀釋,將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上,挑選產(chǎn)生透明圈的菌落,其中當(dāng)纖維素分解菌的濃度足夠時(shí)，選擇培養(yǎng)這一步可以省略。,土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)和分離分解纖維素的 微生物的實(shí)驗(yàn)流程都要經(jīng)過土壤取樣、梯度稀釋、涂布、分離。 前者需要分離、計(jì)數(shù)，只能用選擇培養(yǎng)基；后者先經(jīng)過選擇培 養(yǎng)基以增加纖維素分解菌的濃度，然后梯度稀釋，涂布到鑒別 培養(yǎng)基上，最后挑選菌落。,土壤取樣,取樣的環(huán)境是怎樣的，作出這種選擇的理由是什么？

5、,選擇纖維素豐富的環(huán)境，如樹林中多年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗葉等等。 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(duì)提高，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,思考：將濾紙埋在土壤中有什么作用？ 你認(rèn)為濾紙應(yīng)該埋進(jìn)土壤多深？,土壤取樣,將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對(duì)聚集，實(shí)際上是人工設(shè)置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境。一般講紙埋于深約10cm左右腐殖土壤中。,（富集培養(yǎng)）,根據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量來確定是否需要,纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基,選擇培養(yǎng),選擇培養(yǎng),1、選擇培養(yǎng)的目的：,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微生物,2、制

6、備選擇培養(yǎng)基,參照課本29頁旁欄中的比例配置，回答下列問題,a、旁欄中的配方是液體培養(yǎng)基還是固體培養(yǎng)基？為什么？,b、這個(gè)培養(yǎng)基對(duì)微生物是否具有選擇作用？如果具 有，是如何進(jìn)行選擇的？,c、你能否設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，說明選擇培養(yǎng)基的作用,是液體培養(yǎng)基，原因是配方中無凝固劑,有選擇作用，本配方中的碳源是纖維素，所以能分解纖維素的 微生物可以大量繁殖,用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基與之對(duì)照,3、操作方法：,將土樣加入裝有30ml選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定在搖床上，在一定溫度下震蕩培養(yǎng)12天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng),思考：為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物？,在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那

7、些能夠適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“濃縮”的作用,梯度稀釋,按照課題1 的稀釋操作方法，將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進(jìn)行等比稀釋，稀釋最大倍數(shù)到106,將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上,1、制備培養(yǎng)基:參照旁欄中的比例 2、涂布平板：將稀釋度為104106的菌懸液各取0.1ml涂布在培養(yǎng)基上，30倒置培養(yǎng),挑選產(chǎn)生透明圈的菌落,參照課本剛果紅染色法，挑選產(chǎn)生透明圈的菌落，一般即為分解纖維素的菌落,剛果紅染色法,方法一：先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng),方法二：在倒平板時(shí)就加入剛果紅,思考：這兩種方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足,方法

8、一 缺點(diǎn)是操作煩瑣，加入剛果紅溶液會(huì)使菌落之間發(fā) 生混雜；優(yōu)點(diǎn)是這樣顯示出的顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用 方法二 優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，不存在菌落混雜問題 缺點(diǎn)一是由于培養(yǎng)基中還含有淀粉類物質(zhì)，可以使能產(chǎn)生淀粉酶的微生物出現(xiàn)假陽性反應(yīng)；缺點(diǎn)二有些微生物具有降解色素的能力，它們?cè)陂L(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)過程中會(huì)降解剛果紅，形成明顯的透明圈，與纖維素分解菌不易區(qū)分,練一練,1、在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌，符合下列哪一生物學(xué)觀點(diǎn)？（ ） A、生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn) B、生物結(jié)構(gòu)與功能整體性觀點(diǎn) C、生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn) D、生物發(fā)展進(jìn)化的觀點(diǎn),2、從土壤中分離獲得某種微生物的步驟是（ ） 土壤取樣 梯度稀釋 選擇培養(yǎng) 菌懸液涂布平板 挑選出單個(gè)菌落 A、 B、 C、 D、,3、有關(guān)選擇培養(yǎng)正確的敘述是（ ）,A、可以增加纖維素分解菌的濃度 B、可以減少纖維素分解菌的濃度 C、所用培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基 D、所用培養(yǎng)基是平板培養(yǎng)基,C,B,A,四、結(jié)果分析與評(píng)價(jià),（一）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,（二）分離的結(jié)果是否一致,設(shè)置對(duì)照，若對(duì)照的培養(yǎng)基在培養(yǎng)過程中無菌落生長(zhǎng)則說明培養(yǎng)基制作合格。如果觀察到產(chǎn)生透明圈的菌落，則說明可能獲得了分解纖維素的