分解纤维素的微生物的分离lwc

1、纤维素：纤维素：棉花棉花是自然界中是自然界中纤维素含量最高纤维素含量最高的天然产物；的天然产物；纤维素是地球上含量最丰富的纤维素是地球上含量最丰富的多糖类多糖类物质，植物每年物质，植物每年产生的纤维素超过产生的纤维素超过7070亿吨；分布植物的根、茎、叶中；亿吨；分布植物的根、茎、叶中；1 1、在草食性动物等的消化道内，也、在草食性动物等的消化道内，也共生有分解纤维素共生有分解纤维素的微生物的微生物，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素，而人没有分解纤维素的能力。而人没有分解纤维素的能力。2 2、农作物秸秆：农作物秸秆：米秸、麦秸、稻草、草、木屑米秸、麦秸、稻

2、草、草、木屑 等富等富含大量的纤维素，被利用的机会很少、效率低；含大量的纤维素，被利用的机会很少、效率低； 纤维素生物燃料：纤维素生物燃料：最有希望替代石油能源最有希望替代石油能源 科学家正致力于研究，怎样将科学家正致力于研究，怎样将农业废弃物、木材及生长更为迅农业废弃物、木材及生长更为迅速的草本植物，速的草本植物，转化为种类繁多转化为种类繁多的生物燃料的生物燃料（甚至是航空燃油）。（甚至是航空燃油）。一、基础知识一、基础知识1.1.纤维素纤维素 纤维素是一种由纤维素是一种由葡萄糖葡萄糖首尾相连而成的首尾相连而成的高分子高分子化化合物，是含量最丰富的合物，是含量最丰富的多糖多糖类物质。类物质。

3、 土壤中某些微生物能够产生土壤中某些微生物能够产生纤维素酶纤维素酶, ,把纤维素把纤维素分解为葡萄糖，后再利用分解为葡萄糖，后再利用。2.2.纤维素酶纤维素酶 纤维素酶是一种纤维素酶是一种复合酶复合酶，一般认为它，一般认为它至少包括三种至少包括三种组分组分，即，即C C1 1酶、酶、C CX X酶和葡萄糖苷酶酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素，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葡萄糖。分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。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在一支试管中添加纤维素酶，在一支试管中添加纤维素酶，

4、另一支试管不添加纤维素酶；另一支试管不添加纤维素酶；思考思考1 1实验分析：实验分析：P27P27的小实验是如何构成对照的？的小实验是如何构成对照的？滤滤纸纸崩崩溃溃法法3 3、纤维素分解菌的筛选、纤维素分解菌的筛选1 1）筛选纤维素分解菌的方法）筛选纤维素分解菌的方法_。该方法。该方法可以通过可以通过_反应直接筛选。反应直接筛选。刚果红染色法刚果红染色法颜色颜色2 2）其原理是：刚果红可以与纤维素形成）其原理是：刚果红可以与纤维素形成_，当纤维素被，当纤维素被_ _ _分解后，分解后，红色复合物无法形成，出现以红色复合物无法形成，出现以_为中心的为中心的_，可以通过，可以通过_来筛选纤维素分

5、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可根据是否可根据是否产生产生透明圈透明圈来筛选纤维来筛选纤维素分解菌素分解菌练一练：练一练：1.1.下列关于纤维素酶的说法，错误的是下列关于纤维素酶的说法，错误的是A. 纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种纤维素酶是一种复合酶，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2.利用刚果红法可以筛选出纤维素

6、分解菌，下列说利用刚果红法可以筛选出纤维素分解菌，下列说法错误的是法错误的是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，则说明已筛若培养基上产生了透明圈，则说明已筛选出了纤维素分解菌选出了纤维素分解菌二、实验操作二、实验操作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别纤维将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上素分解菌的培养基上挑选产生透明挑选产生透明圈的菌落圈的菌落旁栏思考旁栏思考

7、1 1本实验流程与尿素分解菌的分离实本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？验流程有哪些异同？ 尿素分解菌的分离实验流程是将土样制成的尿素分解菌的分离实验流程是将土样制成的菌菌悬液直接涂布在选择培养基悬液直接涂布在选择培养基上；上； 本课题通过本课题通过选择培养使细菌增殖选择培养使细菌增殖后，再涂布在后，再涂布在鉴别培养基上。其它操作基本基本相同。鉴别培养基上。其它操作基本基本相同。土壤取样土壤取样 选择选择纤维素丰富的环境纤维素丰富的环境，如树林中多年落叶形，如树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等等。成的腐殖土，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

8、维素的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环境中纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种，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土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境旁栏思考旁栏思考2 2 取样的环境是怎样的，作出这种选取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？择的理由是什么？ 人工设置适宜环境人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。，使纤维素分解菌相对聚集。 将纸埋于深约将纸埋于深约10cm10cm的腐殖土壤中。的腐殖土壤中。旁栏思考旁栏思考3 3将滤纸埋在土壤中有什么作用？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？你认为滤

9、纸应该埋进土壤多深？选择培养选择培养1 1、选择培养的目的：、选择培养的目的： 增加纤维素分解菌的浓度增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物离到所需要的微生物2 2、制备选择培养基、制备选择培养基参照课本参照课本2929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用？如果具、这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具 有，是有，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

10、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，本配方中的有选择作用，本配方中的碳源是纤维素碳源是纤维素，所以能，所以能分解纤维素的微生物可以大量繁殖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3 3、具体操作：、具体操作： 将土样加入装有将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶中，将选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在锥形瓶固定在摇床上摇床上，在一定温度下震荡培养，在一定温度下震荡培养12天，直至培养液天，直至培养液变浑浊变浑浊。也可重复选择培养。也可重复

11、选择培养. 在选择培养的条件下，可以使那些在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应，而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到到“浓缩浓缩”的作用的作用旁栏思考旁栏思考4 4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？梯度稀释梯度稀释 按照课题按照课题1 的稀释操作方法，将选择培养后的培的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释养基进行等比稀释将样品涂布到鉴别纤维素分将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上解菌的培养

12、基上1、制备培养基、制备培养基:参照旁栏中的比例参照旁栏中的比例2、涂布平板：将稀释度为、涂布平板：将稀释度为104106的菌悬液各取的菌悬液各取0.1ml涂布在培养基上，涂布在培养基上，30倒置培养倒置培养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，挑选产生透明圈的，挑选产生透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落菌落，一般即为分解纤维素的菌落刚果红染色法刚果红染色法方法一：方法一：先培养微生物，再加入刚果先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应红进行颜色反应方法二：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旁栏思考旁栏思考5 5这两种方法各有哪

13、些优点与不足这两种方法各有哪些优点与不足染色法染色法优点优点缺点缺点方法一方法一( (先培养微生先培养微生物，再加物，再加入刚果红入刚果红进行颜色进行颜色反应反应) )方法二方法二( (在在倒平板时倒平板时就加入刚就加入刚果红果红) )颜色反应基颜色反应基本上是纤维本上是纤维素分解菌的素分解菌的作用作用操作繁琐操作繁琐刚果红会使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 产生淀粉酶的微生物也产产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈，生模糊透明圈， 有些微生物能降解色素，有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。形成明显的透明圈。练一练练一练1、在富

14、含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌，符合下列哪一生物、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观点？（学观点？（ ）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

15、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CBA三、结果分析与评价三、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（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否筛选出菌落（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长则说明培养基制作合格。如果观察

16、到产生透明圈的菌落，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。落，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。四、课题延伸四、课题延伸 本课题对分解纤维素的微生物进行了初步的筛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。选，但是这只是分离纯化的第一步。 为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行为确定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的实验，纤维素酶的发酵方法有的实验，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。 纤维素酶的测定方法一般是对纤维素酶分解滤纤维素酶的测定方法一般

17、是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的纸等纤维素后所产生的葡萄糖葡萄糖进行定量的测定。进行定量的测定。课堂总结课堂总结纤纤维维素素分分解解微微生生物物的的分分离离纤维素酶纤维素酶种类、作用、最适种类、作用、最适pHpH、催化活力、催化活力刚果红染色刚果红染色筛选原理筛选原理实验设计实验设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富含纤维素土壤壤增大分解菌含增大分解菌含量量染色鉴别染色鉴别分离出分解菌分离出分解菌 【练一练】【练一练】 有些微生物能合成纤维素酶，通过对这些有些微生物能合成纤维素酶，通过对这些微生物的研究和

18、作用，使人们能够利用秸秆等微生物的研究和作用，使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。研究人员用化合物研究人员用化合物A、硝酸盐、磷酸盐以及微、硝酸盐、磷酸盐以及微量元素配制的培养基，成功的筛选到能产生纤量元素配制的培养基，成功的筛选到能产生纤维素酶的微生物。分析回答问题。维素酶的微生物。分析回答问题。 (1)培养基中加入的化合物培养基中加入的化合物A是是_，为微，为微生物的生长提供生物的生长提供_，这种培养基属于，这种培养基属于_培养基。培养基。 (2)为了筛选出能产生纤维素酶的微生物，向培为了筛选出能产生纤维素酶的微生物，向培养基中加入养基中加入_。纤维素纤维素碳源碳源选择选择刚果红刚果红 (3)在筛选出能产生纤维素酶的微生物之前，在筛选出