分解纤维素的微生物的分离课件-高二下学期生物人教版选修1

课题3分解纤维素的微生物的分离专题2微生物的培养与应用

纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，是天然有机高分子化合物。自然界中纤维素含量最高的天然产物是棉花，含量达92％～95％，亚麻达80％，此外木材、作物秸秆也富含纤维素。

许多商品纤维素都是由天然纤维素制得：如水溶性的羧甲基纤维素钠（CMC---Na）；不溶于水的微晶纤维素等食品添加剂。①纤维素含量一、基础知识1、纤维素葡萄糖②基本单位：③应用：可用于纺织工业，可造纸④思考：纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，植物每年产生的纤维素超过70亿吨，但却不会在地球上大量的积累，为什么？

40～60%能被土壤中的某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶一、基础知识1、纤维素2、纤维素酶水解纤维素生成纤维二糖和葡萄糖的一类酶的总称①定义：②组分纤维素酶是复合酶，包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶C1酶和CX酶：使纤维素分解成纤维二糖葡萄糖苷酶：将纤维二糖分解为葡萄糖一、基础知识方法：滤纸崩溃法3、纤维素酶活性的测定实验在2支20mL的试管中，分别放入1cm×6cm的滤纸条，在分别加入pH为4.8、物质的量浓度为0.1mol/L的醋酸—醋酸钠缓冲液10mL、11mL。在加入10mL缓冲液的试管中加入1mL纤维素酶（70~80U/mL）。将2支试管固定在50mL的锥形瓶中，在摇床上以140r/min的转速振荡反应1h，观察结果。时间足够长时，你会观察到滤纸被完全分解。一、基础知识二、纤维素分解菌的筛选2、筛选原理：1、筛选方法：刚果红染色法

刚果红（CR）是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应3、筛选过程：纤维素被分解纤维素通过产生的透明圈来筛选纤维素分解菌加入刚果红红色复合物红色复合物无法形成出现以纤维素分解菌为中心的透明圈4、纤维素分解菌的选择培养基和鉴别培养基①纤维素分解菌的选择培养基②纤维素分解菌的鉴别培养基4、纤维素分解菌的选择培养基和鉴别培养基三、实验设计1、实验流程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[资料一]土壤取样

由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集，实际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10cm左右腐殖土壤中。a、为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？b、将虑纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？培养基的配制原则：目的明确、营养协调、pH适宜a、旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？b、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？c、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

有选择作用，本配方中的碳源是纤维素，所以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[资料二]选择培养（1）土壤取样由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。实例：树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等。三、实验设计2、操作步骤（2）选择培养①目的：②操作：称取土样20g，在无菌条件下加入装有30mL培养基的摇瓶中。将摇瓶置于摇床上，在30℃下振荡培养1～2d，至培养基变浑浊。吸取一定的培养液（约5mL），转移至另一瓶新鲜的选择培养基中，以同样的方法培养到培养液变浑浊。三、实验设计2、操作步骤增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离所需要的微生物（3）梯度稀释

吸取上清液1mL富集后的培养液，注入盛有9mL的无菌水的无菌大试管中，充分混匀；然后再用一只1mL无菌吸管从此试管中吸取1mL注入另一盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释至106稀释度。三、实验设计2、操作步骤（4）涂布培养将鉴别培养基平板和不含纤维素的培养基平板分别标号，分别将稀释度为106～104的菌悬液各取0.1mL，对号滴加到鉴别培养基平板和不含纤维素的培养基平板上，并用涂布器均匀涂布。将培养基平板于30℃倒置培养,至菌落长出。每个稀释度下需涂布3个平板三、实验设计2、操作步骤刚果红染色法（5）筛选菌株常用的刚果红染色法有两种，一种是先培养微生物，再加入刚果红进行染色反应，另一种是在倒平板时就加入刚果红。①方法三、实验设计2、操作步骤②试验结果实验组：经刚果红染色法，菌落周围将会出现明显的透明圈对照组：不含纤维素的培养基经刚果红染色法，菌落周围不出现明显透明圈③讨论：这两种方法各有哪些优点与不足？方法一：传统的方法，缺点是操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；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。方法二：优点是操作简便，不存在菌落混杂的问题，缺点是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应，但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊，因为培养基中纤维素占主要地位，因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。方法二的另一缺点是：有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间的培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。为什么选择培养基能够“浓缩”所需的微生物？纤维素分解菌的选择培养中，碳源为纤维素。能够生长纤维素酶、水解纤维素的细菌大量增殖，而不能利用纤维素为碳源的微生物的生长受抑制。经过一次培养后，再取少量的培养液转移到新鲜的培养液中重新培养，该过程经数次培养后能利用纤维素为碳源的微生物比例在培养液中将大大提高，将培养液涂布在以纤维素为唯一碳源的鉴别培养基的琼脂板上，得到的微生物菌落大部分是纤维素分解菌，此种方法为