分解纖維素的微生物的分離

1、12（一）纖維素與纖維素酶（一）纖維素與纖維素酶閱讀課本閱讀課本P27“纖維素與纖維素酶纖維素與纖維素酶”內(nèi)容，思考以下問題。內(nèi)容，思考以下問題。1.纖維素是高分子有機(jī)物，組成的化學(xué)元素是什么？組成纖維素是高分子有機(jī)物，組成的化學(xué)元素是什么？組成它的單體是什么它的單體是什么？2.自然界中，哪些材料富含纖維素？自然界中，哪些材料富含纖維素？3.纖維素酶的組分是什么？分別具有哪些作用？纖維素酶的組分是什么？分別具有哪些作用？31.纖維素化學(xué)組成：纖維素化學(xué)組成：_三種元素，是一種多糖，三種元素，是一種多糖，其單體是其單體是_。2.纖維素的分布：纖維素的分布：_是自然界中纖維素含量最高的是自然界中纖

2、維素含量最高的天然產(chǎn)物，此外，木材、作物秸稈等也富含纖維素。天然產(chǎn)物，此外，木材、作物秸稈等也富含纖維素。3.纖維素酶作用：纖維素酶是一種纖維素酶作用：纖維素酶是一種_，一般認(rèn)為它，一般認(rèn)為它至少包括三種的組分，即至少包括三種的組分，即_酶、酶、_酶和葡萄糖苷酶，酶和葡萄糖苷酶，前兩種使前兩種使_分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成分解成_。C、H、O葡萄糖葡萄糖棉花棉花復(fù)合酶復(fù)合酶CX XC1纖維素纖維素葡萄糖葡萄糖纖維素纖維素 纖維二糖纖維二糖 葡萄糖葡萄糖C C1 1酶酶C CX X酶酶葡萄糖葡萄糖苷酶苷酶4取二支取二支20mL20mL的試管的試管實(shí)

3、驗(yàn)：纖維素酶分解纖維素的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：纖維素酶分解纖維素的實(shí)驗(yàn)各加入一張濾紙條各加入一張濾紙條各加入各加入pH4.8pH4.8，物質(zhì)量為，物質(zhì)量為0.1mol/L0.1mol/L的醋酸醋酸鈉緩沖液的醋酸醋酸鈉緩沖液11ml11ml和和10ml10ml甲甲 乙乙在乙試管中加入在乙試管中加入1mL1mL纖維素酶纖維素酶兩支試管固定在錐形瓶中，放在兩支試管固定在錐形瓶中，放在140r/min140r/min的搖床上振蕩的搖床上振蕩1h1h結(jié)果：乙試管的濾紙條分解了。結(jié)果：乙試管的濾紙條分解了。 討論討論：乙試管的濾紙條為什么會(huì)分解？甲試管的作用是乙試管的濾紙條為什么會(huì)分解？甲試管的作用是什么？什么？ 5

4、提示：提示： 本實(shí)驗(yàn)的本實(shí)驗(yàn)的自變量是纖維素酶的有無自變量是纖維素酶的有無，自變，自變量的操作方法是：在一支試管中添加適量（量的操作方法是：在一支試管中添加適量（1mL1mL）的纖維素酶溶液，在另一支試管不添加纖維素的纖維素酶溶液，在另一支試管不添加纖維素酶，但需加入等量的緩沖液，不能加入蒸餾水，酶，但需加入等量的緩沖液，不能加入蒸餾水，否則會(huì)影響溶液的否則會(huì)影響溶液的pHpH。6（二）纖維素分解菌的篩選（二）纖維素分解菌的篩選閱讀課本閱讀課本P28“纖維素分解菌的篩選纖維素分解菌的篩選”內(nèi)容，思考以下問題。內(nèi)容，思考以下問題。1.篩選的方法：篩選的方法：2.篩選的原理：篩選的原理： 剛果紅能

5、與纖維素形成剛果紅能與纖維素形成_，而不與水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。而不與水解后的纖維二糖和葡萄糖發(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)合物纖維素的復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中就會(huì)出現(xiàn)以就無法形成，培養(yǎng)基中就會(huì)出現(xiàn)以_。這樣我們就可以通過這樣我們就可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌_染色法染色法剛果紅剛果紅紅色復(fù)合物紅色復(fù)合物纖維素分解菌為中心的透明圈纖維素分解菌為中心的透明圈78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，

6、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92.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. 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

7、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10土壤取樣土壤取樣選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)梯度稀釋梯度稀釋將樣品涂布到鑒別纖維將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上素分解菌的培養(yǎng)基上挑選產(chǎn)生透明挑選產(chǎn)生透明圈的菌落圈的菌落11一、土壤取樣一、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，作出這種選擇的理由是什么？原因：生物與環(huán)境的互相依存關(guān)系。原因：生物與環(huán)境的互相依存關(guān)系。答：答：纖維素分解菌大多分布在纖維素分解菌大多分布在_的環(huán)的環(huán)境中。因此，選擇纖維素豐富的環(huán)境，如樹林中多境中。因此，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，

8、多年積累的枯枝敗葉等等。年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗葉等等。富含纖維素富含纖維素12二、選擇培養(yǎng)二、選擇培養(yǎng)參照右圖配置，回答下列問題參照右圖配置，回答下列問題1.1.纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基屬于纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基屬于_（固體、液體）培養(yǎng)基，原（固體、液體）培養(yǎng)基，原因是因是_。液體液體沒有添加凝固劑沒有添加凝固劑2.2.該培養(yǎng)基對(duì)微生物該培養(yǎng)基對(duì)微生物_（具（具有，不具有）選擇作用。如果具有，有，不具有）選擇作用。如果具有，又是如何選擇的？又是如何選擇的？_。以纖維素粉為唯一碳源，能分解纖維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素的微生物可以大量繁殖 具有具有 13

9、將將_改為改為_。3.3.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？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？葡萄糖葡萄糖纖維素粉纖維素粉4.4.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？ 增加纖維素分解菌的濃度。增加纖維素分解菌的濃度。14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，可以使那些能夠適在選擇培養(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，些不適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑

10、制，因此可以起到因此可以起到“濃縮濃縮”的作用。的作用。15選擇培養(yǎng)的操作方法：選擇培養(yǎng)的操作方法： 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，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)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。吸取一定的培養(yǎng)液（如天，直至培養(yǎng)液變渾濁。吸取一定的培養(yǎng)液（如5ML），轉(zhuǎn)移至另一瓶新鮮的選擇培養(yǎng)基中，以同），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)液變混濁。吸取適量的培養(yǎng)液，樣的方法培養(yǎng)到培養(yǎng)液變混濁。吸取適量的培養(yǎng)液，稀釋涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上。稀釋涂布到鑒別纖維素分解菌的培

11、養(yǎng)基上。16三、梯度稀釋三、梯度稀釋將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進(jìn)行等比稀釋。將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進(jìn)行等比稀釋。10110210310410510617四、將樣品涂布到鑒別纖維四、將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上素分解菌的培養(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的菌懸液各取的菌懸液各取0.1ml涂布在培養(yǎng)基上，涂布在培養(yǎng)基上，30倒置培養(yǎng)倒置培養(yǎng)18纖維素分解菌纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基物理物理性質(zhì)性質(zhì)唯一唯一C C源源作用作用液體培液體培養(yǎng)基養(yǎng)基固體培固體培養(yǎng)基養(yǎng)基纖維素纖維素CMC-Na使纖維素分解使纖維素分解菌

12、迅速增殖菌迅速增殖鑒別與篩選纖鑒別與篩選纖維素分解菌維素分解菌選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基與與鑒別培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基比較比較19【資料三資料三】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，再加剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)先培養(yǎng)微生物，再加剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)方法二：方法二：在倒平板時(shí)就加入剛果紅在倒平板時(shí)就加入剛果紅染色法染色法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)方法一方法一 方法二方法二 五、挑選產(chǎn)生五、挑選產(chǎn)生透明圈的菌落透明圈的菌落20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

13、混雜發(fā)生混雜操作簡便，操作簡便，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21思考：本實(shí)驗(yàn)的流程與課題思考：本實(shí)驗(yàn)的流程與課題2 2中的實(shí)驗(yàn)流程有哪些中的實(shí)驗(yàn)流程有哪些異同？異同？ 本實(shí)驗(yàn)流程與課題本實(shí)驗(yàn)流程與課題2 2的流程的區(qū)別如下：課的流程的區(qū)別如下：課題題2 2是將土樣制成的菌懸液直接涂布在是將土樣制成的菌懸液直接涂布在以尿素為以尿素為唯一氮源的選擇性培養(yǎng)基上，直接分離唯一

14、氮源的選擇性培養(yǎng)基上，直接分離得到菌得到菌落。本課題通過落。本課題通過選擇培養(yǎng)，使纖維素分解菌得選擇培養(yǎng)，使纖維素分解菌得到增殖后，到增殖后，再將菌液涂布在鑒別培養(yǎng)基上。其再將菌液涂布在鑒別培養(yǎng)基上。其他步驟基本一致。他步驟基本一致。 22 為了確定得到的是纖維素分解為了確定得到的是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行菌，還需要進(jìn)行_實(shí)實(shí)驗(yàn)，纖維素酶的發(fā)酵方法有驗(yàn)，纖維素酶的發(fā)酵方法有_ 發(fā)酵和發(fā)酵和_ 發(fā)酵。纖維素酶測定發(fā)酵。纖維素酶測定方法是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維方法是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素所產(chǎn)生的素所產(chǎn)生的_ 含量進(jìn)行定量含量進(jìn)行定量測定。測定。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

15、 葡萄糖葡萄糖 23比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目分解尿素的細(xì)菌分解尿素的細(xì)菌纖維素分解菌纖維素分解菌選選擇擇培培養(yǎng)養(yǎng)基基原理原理培養(yǎng)基培養(yǎng)基類型類型目的目的鑒鑒定定培培養(yǎng)養(yǎng)基基原理原理現(xiàn)象現(xiàn)象方法方法將細(xì)菌涂布在只有將細(xì)菌涂布在只有尿素做氮源的選擇尿素做氮源的選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)基上將細(xì)菌涂布在只有將細(xì)菌涂布在只有纖維素粉做碳源的纖維素粉做碳源的選擇培養(yǎng)基上選擇培養(yǎng)基上固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基篩選菌株篩選菌株選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)24比較比較項(xiàng)目項(xiàng)目分解尿素的細(xì)菌分解尿素的細(xì)菌纖維素分解菌纖維素分解菌選選擇擇培培養(yǎng)養(yǎng)原理原理培養(yǎng)基類培養(yǎng)基類型型目的目的鑒鑒定定培培養(yǎng)養(yǎng)基基原原理理現(xiàn)現(xiàn)象象方方法法在細(xì)

16、菌分解尿素的化學(xué)反應(yīng)在細(xì)菌分解尿素的化學(xué)反應(yīng)中，細(xì)菌合成的脲酶將尿素中，細(xì)菌合成的脲酶將尿素分解成了氨，氨會(huì)使培養(yǎng)基分解成了氨，氨會(huì)使培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng)，的堿性增強(qiáng)，pHpH升高。在培升高。在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，如養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，如果果pHpH升高指示劑會(huì)變紅升高指示劑會(huì)變紅剛果紅可以與纖維素形成剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被纖維素酶催化分解后紅色纖維素酶催化分解后紅色復(fù)合物無法形成，培養(yǎng)基復(fù)合物無法形成，培養(yǎng)基上就會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解上就會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈菌為中心的透明圈觀察菌落周圍是否有著色的觀察菌落周圍是否有著色的環(huán)帶出現(xiàn)來鑒定尿

17、素分解菌環(huán)帶出現(xiàn)來鑒定尿素分解菌觀察菌落周圍是否出現(xiàn)觀察菌落周圍是否出現(xiàn)透明圈來篩選纖維素分解菌透明圈來篩選纖維素分解菌脲酶檢測法脲酶檢測法剛果紅染色法剛果紅染色法251 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、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)？（學(xué)觀點(diǎn)？（ ） A A、生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)、生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn) B B、生物結(jié)構(gòu)與功能整體性觀點(diǎn)、生物結(jié)構(gòu)與功能整體性觀點(diǎn) C C、生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn)、生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn) D D、生物發(fā)展進(jìn)化的觀點(diǎn)、生物發(fā)展進(jìn)化的觀點(diǎn)2 2、從土壤中分離獲得某種微生物的步驟是（、從土壤中分離獲得

18、某種微生物的步驟是（ ）土壤取樣土壤取樣 梯度稀釋梯度稀釋 選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng) 菌懸液涂布平板菌懸液涂布平板 挑選出單個(gè)菌落挑選出單個(gè)菌落 A A、 B B、 C C、 D D、3 3、有關(guān)選擇培養(yǎng)正確的敘述是（、有關(guān)選擇培養(yǎng)正確的敘述是（ ）A A、可以增加纖維素分解菌的濃度、可以增加纖維素分解菌的濃度B B、可以減少纖維素分解菌的濃度、可以減少纖維素分解菌的濃度C C、所用培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基、所用培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基D D、所用培養(yǎng)基是平板培養(yǎng)基、所用培養(yǎng)基是平板培養(yǎng)基CBA26D4、纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基有選擇作用，原因在于、纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基有選擇作用，原因在于其含有其含有 ( ) A ANaN