分解纖維素的微生物.ppt

專題二 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用,課題3 分解纖維素的微生物的分離,一.基礎(chǔ)知識,.纖維素與纖維素酶,1.纖維素,纖維素是一種由葡萄糖首尾相連而成 的高分子化合物，是含量最豐富的多糖類物質(zhì)。,思考：纖維素是地球上含量最豐富的多糖類物質(zhì)，植物每年產(chǎn)生的纖維素超過70億噸，但卻不會在地球上大量的積累，為什么？,纖維素能被土壤中某些微生物分解 利用，這是因為它們能夠產(chǎn)生纖維素酶。,棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物。,2.纖維素酶 纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認為它至少包括三種組分，即C1酶(外切酶)、CX酶(內(nèi)切酶)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.基礎(chǔ)知識,.纖維素與纖維素酶,能分解纖維素的微生物，有各種細菌、真菌和少數(shù)放線菌。,一.基礎(chǔ)知識,.纖維素與纖維素酶,3.纖維素的分解：,一.基礎(chǔ)知識,.纖維素分解細菌的篩選：,1.方法：,剛果紅染色法。,剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，當纖維素被纖維素酶分解后，紅色復(fù)合物無法形成，出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。,2.原理：,一.基礎(chǔ)知識,.纖維素分解細菌的篩選：,該方法可以通過顏色反應(yīng)直接篩選。,一.基礎(chǔ)知識,.纖維素分解細菌的篩選：,3.優(yōu)點：,二.實驗設(shè)計與操作 .實驗設(shè)計：,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,分布環(huán)境,1、土壤取樣：,富含纖維素的環(huán)境中,操作步驟,由于生物適應(yīng)一定的環(huán)境，環(huán)境對生物有選擇作用，在富含纖維素的環(huán)境中，纖維素分解菌的含量相對提高，因此從這種土樣中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。,原因,實例：樹林中多年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗葉等。,討論:如果找不到合適的環(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？你認為濾紙應(yīng)該埋在土壤中多深？,答：將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對集中，實際上是人工設(shè)置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境。一般應(yīng)將濾紙埋于深約10cm左右的土壤中。,2、選擇培養(yǎng),增加纖維素分解菌的濃度，以確保能夠從樣品中分離所需要的微生物。,目的：,閱讀書本P29 纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基 配方，回答問題。,答：用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基與之對照。或者將纖維素改為葡萄糖。,2、選擇培養(yǎng),制備選擇培養(yǎng)基：,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？,答：是液體培養(yǎng)基，原因是配方中無凝固劑 （瓊脂）,B、這個培養(yǎng)基對微生物是否具有選擇作用？如果具有， 是如何進行選擇的？,答：有選擇作用，本配方中以纖維素作為 唯一碳源，只有能分解纖維素的微生物可以 大量繁殖。,C、你能否設(shè)計一個對照實驗，說明選擇培養(yǎng)基的作用,稱取土樣20 g，在無菌條件下加入裝有30 mL培養(yǎng)基的搖瓶中。將搖瓶置于搖床上，在30 下振蕩培養(yǎng)12 d，至培養(yǎng)基變混濁。吸取一定的培養(yǎng)液（約5 mL），轉(zhuǎn)移至另一瓶新鮮的選擇培養(yǎng)基中，以同樣的方法培養(yǎng)到培養(yǎng)液變渾濁。,操作：,2、選擇培養(yǎng),提示：在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那些能夠適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“濃縮”的作用。,旁欄思考題為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮” 所需的微生物？,按照課題1的稀釋操作方法，將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進行等比稀釋101107倍。,3.梯度稀釋,4.將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng) 基上,制備鑒別培養(yǎng)基:,配方見書本29頁。操作過程見課題1,（2）涂布平板：將稀釋度為104106的菌懸 液各取0.1ml涂布到平板培養(yǎng)基上，30倒置 培養(yǎng)。,5.剛果紅染色法 方法一：先 ，再加入剛果紅進行顏色反應(yīng)。 方法二：在 時就加入剛果紅。,培養(yǎng)微生物,倒平板,旁欄思考題這兩種方法各有哪些優(yōu)點 與不足？,顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用,操作繁瑣 剛果紅會使菌落之間發(fā)生混雜,操作簡便不存在菌落混雜問題,1.產(chǎn)生淀粉酶的微生物也產(chǎn)生模糊透明圈 2.有些微生物能降解色素，形成明顯的透明圈。,在產(chǎn)生明顯的透明圈的菌落，挑取并接種到纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基上，在300C 370C培養(yǎng)，可獲得純化培養(yǎng)。,6、純化培養(yǎng),提示：課題2是將土樣制成的菌懸液直接涂布在以尿素為惟一氮源的選擇性培養(yǎng)基上，直接分離得到菌落。 本課題先通過選擇培養(yǎng)，使纖維素分解菌得到增殖后，再將菌液涂布在鑒別培養(yǎng)基上。其他步驟基本一致。,旁欄思考題本實驗的流程與課題2中的 實驗流程有哪些異同？,.操作過程： 1.土壤取樣： 采集土樣時，應(yīng)選擇富含纖維素的環(huán)境。若找不到合適環(huán)境，可將濾紙埋在土壤中一個月左右，也會有能分解纖維素的微生物生長。 旁欄思考題為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌？ 答：生物適應(yīng)一定環(huán)境，環(huán)境對生物具有選擇作用，只有在纖維素含量豐富的環(huán)境中纖維素分解菌的含量才會高于其它普通環(huán)境，從而提高獲得目的微生物的幾率。 旁欄思考題將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認為濾紙應(yīng)該埋進土壤多深？ 答：人工設(shè)置適宜環(huán)境，使纖維素分解菌相對聚集。將紙埋于深約10cm的腐殖土壤中。,2.選擇培養(yǎng) .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。,選擇培養(yǎng)： 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)。,課題成果評價,（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： 對照的培養(yǎng)基在培養(yǎng)過程中沒有菌落生長則說明培養(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微生物 （二）分離的結(jié)果是否一致： 由于在土壤中細菌的數(shù)量遠遠高于真菌和放線菌的數(shù)量，因此最容易分離得到的是細菌。但由于所取土樣的環(huán)境不同，學生也可能得到真菌和放線菌等不同的分離結(jié)果。,1. 培養(yǎng)流感病毒時，應(yīng)選用( ) A固體培養(yǎng)基 B含有多種無機鹽的培養(yǎng)液 C活的雞胚 D無菌的牛肉湯 2微生物（除病毒外）需要從外界吸收營養(yǎng)物質(zhì)并通過代謝來維持正常的生長和繁殖。下列有關(guān)微生物營養(yǎng)的說法正確的是( ) A乳酸菌與硝化細菌所利用的碳源物質(zhì)是相同的 B微生物生長中不可缺少的一些微量的無機物稱為生長因子 C培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)濃度越高對微生物的增殖越有利 D生長因子一般是酶或核酸的組成成分，微生物本身合成這些生長因子的能力往往不足,C,D,3在接種操作的過程中，不正確的是( ) A要將接種環(huán)灼燒滅菌 B取下棉塞后要將試管口灼燒滅菌 C將接種環(huán)伸入試管內(nèi)，先接觸長菌多的部位 D接種后還要將管口滅菌加塞 4高壓蒸氣滅菌的原理是( ) A高壓使細菌DNA變性 B高壓使細菌蛋白質(zhì)凝固變性 C高溫燙死細菌 D高溫使細菌DNA變性,C,B,5在105稀釋度下，平板上生長的平均菌落數(shù)為50則每克樣品中的菌落數(shù)是( ) A5107 B50 C5108 D503 6下列屬于菌落特征的是( ) 菌落的形狀 菌落的大小 菌落的多少 隆起程度 顏色 有無莢膜 A B C D 7能排除培養(yǎng)基是否有雜菌污染的方法是( ) A將未接種的培養(yǎng)基放在實驗桌上培養(yǎng) B將未接種的培養(yǎng)基放在窗臺上培養(yǎng) C將未接種的培養(yǎng)基放在恒溫箱中培養(yǎng) D將已接種的培養(yǎng)基放在恒溫箱中培養(yǎng),A,B,C,8、(20分)某化工廠的污水池中，含有一種有害的、難于降解的有機化合物A。研究人員用化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基，成功地篩選到能高效降解化合物A的細菌(目的菌)。實驗的主要步驟如圖所示。請分析回答問題：,(1)培養(yǎng)基中加入化合物A的目的是篩選 ，這種培養(yǎng)基屬于 培養(yǎng)基。,目的菌,選擇性,某化工廠的污水池中，含有一種有害的、難于降解的有機化合物A。研究人員用化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基，成功地篩選到能高效降解化合物A的細菌(目的菌)。實驗的主要步驟如圖所示。請分析回答問題：（北京卷）,(2)“目的菌”生長所需的氮源和碳源是來自培養(yǎng)基中的 ，實驗需要振蕩培養(yǎng)，由此推測“目的菌”的代謝類型是 。,化合物A,異養(yǎng)需氧,某化工廠的污水池中，含有一種有害的、難于降解的有機化合物A。研究人員用化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基，成功地篩選到能高效降解化合物A的細菌(目的菌)。實驗的主要步驟如圖所示。請分析回答問題：,(3)培養(yǎng)若干天后，應(yīng)選擇培養(yǎng)瓶中化 合物A含量 的培養(yǎng)液，接入新的培養(yǎng)液中連續(xù)培養(yǎng)，使“目的菌”的 數(shù)量 。,減少,增加,某化工廠的污水池中，含有一種有害的、難于降解的有機化合物A。研究人員用化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基，成功地篩選到能高效降解化合物A的細菌(目的菌)。實驗的主要步驟如圖所示。請分析回答問題：,(4)轉(zhuǎn)為固體培養(yǎng)時，常采用 方法接種，獲得單菌落后繼續(xù)篩選。,劃線,某化工廠的污水池中，含有一種有害的、難于降解的有機化合物A。研究人員用化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基，成功地篩選到能高效降解化合物A的細菌(目的菌)。實驗的主要步驟如圖所示。請分析回答問題：,(5)若研究“目的菌”的生長規(guī)律，將單個菌落進行液體培養(yǎng)，可采用的方法進行計數(shù)，以時間為橫坐標，以 為縱坐標，繪制生長曲線。,細菌數(shù)目的對數(shù),某化工廠的污水池中，含有一種有害的、難于降解的有機化合物A。研究人員用化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基，成功地篩選到能高效降解化合物A的細菌