_分解纖維素的微生物的分離ty

1、 纖維素是一種由葡萄糖首尾相連而纖維素是一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物，是含量最豐富的成的高分子化合物，是含量最豐富的多多糖類物質(zhì)糖類物質(zhì)。植物的根、莖、葉等器官都含有植物的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素。大量的纖維素。纖維纖維素能被土壤中某些微素能被土壤中某些微生物分解利用，這是因?yàn)樗鼈兡軌虍a(chǎn)生生物分解利用，這是因?yàn)樗鼈兡軌虍a(chǎn)生纖維素酶纖維素酶。草食性動(dòng)物是怎樣消化食草食性動(dòng)物是怎樣消化食物中纖維素的？物中纖維素的？草食性動(dòng)物草食性動(dòng)物腸胃中的腸胃中的共生微生物共生微生物。除自然環(huán)境中。除自然環(huán)境中存在分解纖維素的微生物外，在草食性動(dòng)物等存在分解纖維素的微生物外，在草食性動(dòng)物等的

2、消化道內(nèi)，也共生有分解纖維素的微生物，的消化道內(nèi)，也共生有分解纖維素的微生物，其原理也是產(chǎn)生纖維素酶而分解纖維素，而人其原理也是產(chǎn)生纖維素酶而分解纖維素，而人沒有分解纖維素的能力。沒有分解纖維素的能力。 棉花棉花是自然界中纖維素含量最是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物，木材、作物秸稈中高的天然產(chǎn)物，木材、作物秸稈中也含大量的纖維素。纖維素的分解也含大量的纖維素。纖維素的分解需要在需要在纖維素酶纖維素酶的催化作用下完成，的催化作用下完成，請(qǐng)完成下列過程：請(qǐng)完成下列過程：（一）纖維素與纖維素酶（一）纖維素與纖維素酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶纖維素酶是一種纖維素酶是一種_，它包括，它包括_、_和和_，具有

3、催化分解纖維素的作用，具有催化分解纖維素的作用復(fù)合酶復(fù)合酶C C1 1酶酶C CX X酶酶纖維素纖維素 纖維二糖纖維二糖 葡萄糖葡萄糖C C1 1酶酶C CX X酶酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶濾濾紙紙水水解解纖維素酶活性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)：纖維素酶活性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)： 在在2支支20mL的試管中，分別放入的試管中，分別放入16cm的濾紙條，再分別加入的濾紙條，再分別加入pH為為4.8、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度為濃度為0.1mol/L的醋酸的醋酸-醋酸鈉緩沖液醋酸鈉緩沖液10mL、11mL。在加入。在加入10mL緩沖液的試管中加入緩沖液的試管中加入1mL纖維素酶（纖維素酶（7080U/mL）。將二支試管）。將二支試

4、管固定在固定在50mL的錐形瓶中，在搖床上以的錐形瓶中，在搖床上以140r/min的轉(zhuǎn)速振蕩反應(yīng)的轉(zhuǎn)速振蕩反應(yīng)1h，觀察結(jié)果。，觀察結(jié)果。1U表示表示1個(gè)個(gè)酶活力單位，是指在溫度為，是指在溫度為25，其他反應(yīng)，其他反應(yīng)條件，如條件，如pH等，均為最適的情況下，在等，均為最適的情況下，在1min內(nèi)轉(zhuǎn)化內(nèi)轉(zhuǎn)化1mmol的底物所需的酶量。的底物所需的酶量。 在一支試管中添加纖維素酶，在一支試管中添加纖維素酶，另一支試管不添加纖維素酶；盡管另一支試管不添加纖維素酶；盡管醋酸醋酸鈉緩沖液用量不同，但醋酸醋酸鈉緩沖液用量不同，但都能維持相同的都能維持相同的pH。思考思考1實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)分析：P27的的小實(shí)

5、驗(yàn)是如何構(gòu)成對(duì)照的？小實(shí)驗(yàn)是如何構(gòu)成對(duì)照的？( (二二) )、纖維素分解菌的篩選、纖維素分解菌的篩選方法方法-選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基以纖維素為唯一碳源以纖維素為唯一碳源-剛果紅染色法剛果紅染色法紅色復(fù)合物紅色復(fù)合物剛果紅剛果紅纖維素纖維素紅色消失，紅色消失，出現(xiàn)透明圈出現(xiàn)透明圈可根據(jù)是否可根據(jù)是否產(chǎn)生產(chǎn)生透明圈透明圈來篩選纖維來篩選纖維素分解菌素分解菌( (三三) )、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)土壤土壤取樣取樣選擇選擇培養(yǎng)培養(yǎng)梯度梯度稀釋稀釋將樣品涂將樣品涂布到鑒別布到鑒別培養(yǎng)基培養(yǎng)基挑選挑選菌落菌落什么樣的什么樣的環(huán)境取樣環(huán)境取樣?選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基的特點(diǎn)的特點(diǎn)? ?培養(yǎng)的目的培養(yǎng)的目的? ?挑選什

6、挑選什么樣的么樣的菌落菌落? ?鑒別培養(yǎng)鑒別培養(yǎng)基的特點(diǎn)基的特點(diǎn)? ?如何鑒別如何鑒別? ?本實(shí)驗(yàn)流程與課題本實(shí)驗(yàn)流程與課題2 2中實(shí)驗(yàn)流程有哪些異同中實(shí)驗(yàn)流程有哪些異同? ? 前者直接稀釋涂布在以尿素為唯一前者直接稀釋涂布在以尿素為唯一N N源的源的選擇培養(yǎng)基上，直接分離得到目的菌落；后選擇培養(yǎng)基上，直接分離得到目的菌落；后者先進(jìn)行選擇培養(yǎng)，使纖維素分解菌得到增者先進(jìn)行選擇培養(yǎng)，使纖維素分解菌得到增殖后，再將菌液稀釋涂布到鑒別培養(yǎng)基殖后，再將菌液稀釋涂布到鑒別培養(yǎng)基操作方法：操作方法：將土樣加入裝有將土樣加入裝有30ml選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定在錐形瓶固定在

7、搖床搖床上，在一定溫度下震蕩培養(yǎng)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)天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)思考：思考：為什么選擇培養(yǎng)能夠?yàn)槭裁催x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，可以使那些能夠在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那些能夠適應(yīng)適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那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，因此可以起到制，因此可以起到“濃縮濃縮”的作用的作用土壤取樣土壤取樣取樣的環(huán)境是怎樣的，作出這種選擇的理由是什么？取樣的環(huán)境是怎樣的，作出這種選

8、擇的理由是什么？ 選擇纖維素豐富的環(huán)境，如樹林中多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，多年積累的枯枝敗年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗葉等等。葉等等。 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(duì)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)境的幾率要高于普通環(huán)境實(shí)驗(yàn)流程中實(shí)驗(yàn)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其目的是增加纖維素分解菌的濃度，解菌的濃度，以確保能夠以確保能夠從樣品中分離到所需要的從

9、樣品中分離到所需要的微生物。微生物。選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上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、制備培養(yǎng)基:2、涂布平板：將稀釋度為、涂布平板：將稀釋度為104106的菌的菌懸液各取懸液各取0.1ml涂布在培養(yǎng)基上，涂布在培養(yǎng)基上，30倒倒置培養(yǎng)置培養(yǎng)挑選產(chǎn)生透明圈的菌落挑選產(chǎn)生透明圈的菌落 挑取產(chǎn)生明顯的透明圈的菌落，挑取產(chǎn)生明顯的透明圈的菌落，一般即為分解纖維素的菌落。一般即為分解纖維素的菌落。 接種到纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)接種到纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基上，在基上，在30300 0C C 37 370 0C C培養(yǎng)，可獲得純培養(yǎng)，可獲得純培養(yǎng)

10、。培養(yǎng)。1、纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基、纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基屬于屬于_（固體、液體）培（固體、液體）培養(yǎng)基，原因是養(yǎng)基，原因是_【資料二】選擇培養(yǎng)【資料二】選擇培養(yǎng)閱讀資料二閱讀資料二“選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基”，回答以下幾問題：，回答以下幾問題：液體液體沒有添加瓊脂沒有添加瓊脂2、該培養(yǎng)基對(duì)微生物、該培養(yǎng)基對(duì)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(jī)制是果具有，其選擇機(jī)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 若設(shè)置一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)說明選擇培若設(shè)置一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)說明選擇培養(yǎng)的作用，

11、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_。3、你能否設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，、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？說明選擇培養(yǎng)基的作用？葡萄糖葡萄糖纖維素粉纖維素粉二、纖維素分解菌的篩選二、纖維素分解菌的篩選1、纖維素分解菌的篩選方法、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、纖維素分解菌的篩選方法的原理剛果紅染色法剛果紅染色法：這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接：這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接 對(duì)微生物進(jìn)行篩選對(duì)微生物進(jìn)行篩選 剛果紅是一種染料，它可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，剛果紅是一種染料，它可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不和纖維二糖、葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)纖維素

12、被但并不和纖維二糖、葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后剛果紅纖維素酶分解后剛果紅纖維素的復(fù)合物就無法形成，纖維素的復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解為中心的培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解為中心的 。這樣我。這樣我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌透明圈透明圈 培養(yǎng)基組成培養(yǎng)基組成提供的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提供的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)CMC-Na 510g碳源碳源酵母膏酵母膏 1g碳源、氮源、生長(zhǎng)因子碳源、氮源、生長(zhǎng)因子KH2PO4 0.25g無機(jī)鹽無機(jī)鹽土豆汁土豆汁 100mL碳源、生長(zhǎng)因子碳源、生長(zhǎng)因子瓊脂瓊脂 15g凝固劑凝固劑上述物質(zhì)溶解后

13、，加蒸上述物質(zhì)溶解后，加蒸餾水定容至餾水定容至1000mL氫元素、氧元素氫元素、氧元素鑒別鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基纖維素分解菌的培養(yǎng)基(水溶性羧甲基纖維素鈉水溶性羧甲基纖維素鈉)剛果紅染色法剛果紅染色法方法一：方法一：先培養(yǎng)微生物，再加入先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)方法二：方法二：在倒平板時(shí)就加入剛果在倒平板時(shí)就加入剛果紅紅方法一中方法一中NaCl溶液的作用？溶液的作用？思考：思考： 漂洗作用漂洗作用，洗去與纖維素結(jié)合不牢的，洗去與纖維素結(jié)合不牢的剛果紅，以免出現(xiàn)的透明圈不夠清晰。剛果紅，以免出現(xiàn)的透明圈不夠清晰。染色法染色法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)方法一方法一 方法二方法

14、二 顏色反應(yīng)基本顏色反應(yīng)基本上是纖維素分上是纖維素分解菌的作用解菌的作用 操作繁瑣，剛操作繁瑣，剛果紅會(huì)使菌落之間果紅會(huì)使菌落之間發(fā)生混雜發(fā)生混雜操作簡(jiǎn)便，操作簡(jiǎn)便，不存在菌落不存在菌落混雜問題混雜問題 產(chǎn)生淀粉酶的產(chǎn)生淀粉酶的微生物也產(chǎn)生模糊微生物也產(chǎn)生模糊透明圈，有些微生透明圈，有些微生物能降解色素，形物能降解色素，形成明顯的透明圈。成明顯的透明圈。思考：這兩種方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足思考：這兩種方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足 為了確定分離得到的是纖維素為了確定分離得到的是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行分解菌，還需要進(jìn)行_實(shí)驗(yàn)，纖維素酶的發(fā)酵方法有實(shí)驗(yàn)，纖維素酶的發(fā)酵方法有_ 發(fā)酵和發(fā)酵和_ 發(fā)酵。纖維素

15、發(fā)酵。纖維素酶測(cè)定方法是對(duì)纖維素酶分解濾紙酶測(cè)定方法是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素所產(chǎn)生的等纖維素所產(chǎn)生的_ 含量進(jìn)含量進(jìn)行定量測(cè)定。行定量測(cè)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 結(jié)果分析與評(píng)價(jià)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)基是否篩選出菌落否篩選出菌落（二）分離的結(jié)果是否一致（二）分離的結(jié)果是否一致 設(shè)置對(duì)照，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。如果觀察到長(zhǎng)則說明培養(yǎng)基制作合格。如果觀察到產(chǎn)生透明圈產(chǎn)生透明圈的菌的菌落，則說明可能獲得了分解

16、纖維素的微生物。落，則說明可能獲得了分解纖維素的微生物。如果不同，分析產(chǎn)生不同結(jié)果的原因。如果不同，分析產(chǎn)生不同結(jié)果的原因。練一練：練一練：1.1.下列關(guān)于纖維素酶的說法，錯(cuò)誤的是下列關(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)誤的是菌，下列說法錯(cuò)誤的是A.

17、 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C2、纖維素酶能夠分解、纖維素酶能夠分解 ( ) A纖維素的微生物纖維素的微生物 B淀粉的微生物淀粉的微生物 C纖維素纖維素 D淀粉淀粉

18、B3、剛果紅能與哪項(xiàng)物質(zhì)形成紅色、剛果紅能與哪項(xiàng)物質(zhì)形成紅色復(fù)合物復(fù)合物 ( ) A纖維二糖纖維二糖 B纖維素纖維素 C葡萄糖葡萄糖 D麥芽糖麥芽糖B4、尋找纖維素分解菌應(yīng)到、尋找纖維素分解菌應(yīng)到( ) A濕潤(rùn)的環(huán)境中濕潤(rùn)的環(huán)境中 B富含纖維素的環(huán)境中富含纖維素的環(huán)境中 C富含無機(jī)鹽的環(huán)境中富含無機(jī)鹽的環(huán)境中 D池塘中池塘中D5、纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基有選、纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基有選擇作用，原因在于其含有擇作用，原因在于其含有 ( ) ANaNO3 BKCl C酵母膏酵母膏 D纖維素粉纖維素粉A6、下列哪種生物能產(chǎn)生纖維素、下列哪種生物能產(chǎn)生纖維素酶酶 ( ) A纖維素分解菌纖維素分解菌

19、B牛牛 C羊羊 D兔兔D7、選擇培養(yǎng)時(shí)應(yīng)將錐形瓶固定、選擇培養(yǎng)時(shí)應(yīng)將錐形瓶固定在在 ( ) A桌子上桌子上 B溫箱里溫箱里 C窗臺(tái)上窗臺(tái)上 D搖床上搖床上B8、選擇培養(yǎng)的結(jié)果：培養(yǎng)液變、選擇培養(yǎng)的結(jié)果：培養(yǎng)液變 ( ) A清澈清澈 B渾濁渾濁 C紅色紅色 D產(chǎn)生透明圈產(chǎn)生透明圈C9、剛果紅染色時(shí)，加入剛果紅可在、剛果紅染色時(shí)，加入剛果紅可在 ( ) 制備培養(yǎng)基時(shí)制備培養(yǎng)基時(shí) 梯度稀釋時(shí)梯度稀釋時(shí) 倒平板時(shí)倒平板時(shí) 涂布時(shí)涂布時(shí) 培養(yǎng)基上長(zhǎng)出菌落時(shí)培養(yǎng)基上長(zhǎng)出菌落時(shí) A B C DA10、兩種剛果紅染色法的結(jié)果是、兩種剛果紅染色法的結(jié)果是 ( ) A均會(huì)出現(xiàn)透明圈均會(huì)出現(xiàn)透明圈 B均不會(huì)出現(xiàn)透明

20、圈均不會(huì)出現(xiàn)透明圈 C方法一出現(xiàn)，方法二不出現(xiàn)方法一出現(xiàn)，方法二不出現(xiàn) D方法一不出現(xiàn)，方法二出現(xiàn)方法一不出現(xiàn)，方法二出現(xiàn)二、纖維素分解菌的篩選二、纖維素分解菌的篩選1、纖維素分解菌的篩選方法、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、纖維素分解菌的篩選方法的原理剛果紅染色法剛果紅染色法：這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接：這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接 對(duì)微生物進(jìn)行篩選對(duì)微生物進(jìn)行篩選 剛果紅是一種染料，它可以與纖維素形成紅色剛果紅是一種染料，它可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不和纖維二糖、葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。復(fù)合物，但并不和纖維二糖、葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后剛果紅當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后剛果紅纖維素的復(fù)合纖維素的復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解為中物就無法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解為中心的心的 。這樣我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈。這樣我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌來篩選