專題2 課題3 分解纖維素的微生物的分離

1、專題2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(shí).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)。 纖維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)生纖維素酶。 棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物。 纖維素可用于紡織工業(yè)，可造紙；食物中膳食纖維可刺激胃腸蠕動(dòng)和分泌消化液，有助于食物的消化和排泄等。 2.纖維素酶 纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)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。纖維二糖C1酶、Cx酶葡萄糖苷酶葡萄糖纖

2、維素3.纖維素的分解： 能分解纖維素的微生物，有各種細(xì)菌、真菌和少數(shù)放線菌。.纖維素分解細(xì)菌的篩選：1.方法： 剛果紅染色法。2.原理： 剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)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。3.優(yōu)點(diǎn)： 該方法可以通過顏色反應(yīng)直接篩選。二.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：旁欄思考題本實(shí)驗(yàn)的流程與課題2中的實(shí)驗(yàn)流程有哪些異同？提示：本實(shí)驗(yàn)流程與課題2的流程的區(qū)別如下。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。本課題通過選擇培養(yǎng)，使纖維素分解菌得到增殖后

3、，再將菌液涂布在選擇培養(yǎng)基上。其他步驟基本一致。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.操作過程：1.土壤取樣： 采集土樣時(shí)，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(gè)月左右，也會(huì)有能分解纖維素的微生物生長(zhǎng)。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(duì)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(huì)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(rèn)為濾紙應(yīng)該埋進(jìn)土壤多深？答：人工設(shè)置適宜環(huán)境，使纖維素分解菌相對(duì)聚集。將紙埋于深約1

4、0cm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。.制備選擇培養(yǎng)基：參照課本29頁旁欄中的比例配置，回答下列問題：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。這個(gè)培養(yǎng)基對(duì)微生物是否具有選擇作用？如果具有，是如何進(jìn)行選擇的？答：有選擇作用，本配方中的碳源是纖維素，所以能分解纖維素的微生物可以大量繁殖。你能否設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，說明選擇培養(yǎng)基的作用答：用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基與之對(duì)照。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

5、養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)。旁欄思考題為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物？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。3.梯度稀釋按照課題1的稀釋操作方法，將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進(jìn)行等比稀釋101107倍。4.將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上制備培養(yǎng)基:參照課本旁欄中的比例配制。倒平板操作。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)，菌落周圍會(huì)出現(xiàn)明顯的透明圈。挑選產(chǎn)生透明圈的菌落(參照課本剛果紅染色法，挑選產(chǎn)生透明圈的菌落,即為分解

6、纖維素的菌落.)染色法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)方法一方法二5.剛果紅染色法方法一：先 ，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)。方法二：在 時(shí)就加入剛果紅。旁欄思考題這兩種方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足？培養(yǎng)微生物倒平板顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用操作繁瑣剛果紅會(huì)使菌落之間發(fā)生混雜操作簡(jiǎn)便不存在菌落混雜問題產(chǎn)生淀粉酶的微生物也產(chǎn)生模糊透明圈，有些微生物能降解色素，形成明顯的透明圈。三.結(jié)果分析與評(píng)價(jià).實(shí)驗(yàn)樣品選擇可以在樹林富含腐殖土中取樣，其環(huán)境表現(xiàn)為潮濕、枯枝落葉多。分解纖維素的菌數(shù)量多。.提示：利用纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基，經(jīng)富集培養(yǎng)后梯度稀釋，經(jīng)鑒別培養(yǎng)基培養(yǎng)，就能夠分離到能夠產(chǎn)生透明圈的微生物，它們是纖維素分解菌或者是真菌。.提示：分解纖維素的微生物有很多，有真菌、放線菌及細(xì)菌。四.課外延伸閱讀“課題延伸”，回答：1