纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基中課件

高二生物公開課

課題:分解纖維素的微生物的分離1、纖維素在生物圈的分布狀況？2、纖維素酶的組成及作用？纖維素是地球上含量最豐富的多糖類物質(zhì)。植物的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素。其中棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物。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CX酶、

C1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、纖維素和纖維素酶二、纖維素分解菌的篩選1、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剛果紅染色法：這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接對微生物進行篩選(1)剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。(2)纖維素分解菌能產(chǎn)生纖維素酶分解纖維素，從而使菌落周圍形成透明圈。[思維激活1]

纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基中“選擇因子”是什么？提示纖維素分解菌中唯一的碳源是“纖維素粉”，唯有能利用纖維素的微生物方可在該培養(yǎng)基上生存，其他微生物將因缺乏碳源而無法生存，以此，可篩選到纖維素分解菌。

①實驗原理

即：可根據(jù)是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌?！纠?】微生物體內(nèi)能夠使纖維素分解成纖維二糖的酶是(

)。

A．C1酶和Cx酶 B．C1酶和葡萄糖苷酶

C．Cx酶和葡萄糖苷酶 D．C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶 深度剖析纖維素酶包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，能將纖維素分解為纖維二糖的是C1酶和Cx酶。 答案A纖維素和纖維素酶

2．篩選過程中涉及的兩種培養(yǎng)基

(1)纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基 ①配方：組分含量/g提供的主要營養(yǎng)纖維素粉5

碳源、能源NaNO31

無機鹽Na2HPO4·7H2O1.2KH2PO40.9MgSO4·7H2O0.5KCl0.5酵母膏0.5生長因子、碳源、氮源水解酪素0.5氮源、生長因子將上述物質(zhì)溶解后，用蒸餾水定容到1000mL②該培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基，利用液體選擇培養(yǎng)基可增加纖維素分解菌的濃度。(2)鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基①配方：組分含量提供的主要營養(yǎng)CMC－Na5～10g碳源酵母膏1g碳源、氮源、生長因子KH2PO40.25g無機鹽瓊脂15g凝固劑土豆汁100mL碳源將上述物質(zhì)溶解后，用蒸餾水定容到1000mL②此培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基——在其中加入剛果紅可形成以纖維素分解菌為中心的透明圈，據(jù)此可篩選到纖維素分解菌。三、實驗操作土壤取樣選擇培養(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(1)方案土壤取樣→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。(2)選擇培養(yǎng)的目的：增加纖維素分解菌的濃度，確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物。(3)涉及到的微生物技術(shù)主要有：培養(yǎng)基的制作、無菌操作技術(shù)、稀釋涂布平板法、選擇培養(yǎng)基的作用、土壤取樣等。

答：本實驗流程與課題2的流程的區(qū)別如下。課題2是將土樣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，再將菌液涂布在選擇培養(yǎng)基上。其他步驟基本一致.1、本實驗的流程與課題2中的實驗流程有哪些異同？2.為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌？答：由于生物與環(huán)境的相互依存關(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。土壤取樣

③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。

④討論:如果找不到合適的環(huán)境，可將濾紙埋在土壤中，將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認為濾紙應(yīng)埋進土壤中多深？

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。選擇培養(yǎng)1、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.2、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？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？c、你能否設(shè)計一個對照實驗，說明選擇培養(yǎng)基的作用是液體培養(yǎng)基，原因是配方中無凝固劑有選擇作用，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.用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基與之對照3、操作方法：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)1～2天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)思考：為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物？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.[思維激活2]

由“選擇培養(yǎng)”實驗操作過程請你推測纖維素分解菌的異化類型是需氧型還是厭氧型？提示由選擇培養(yǎng)操作中“將錐形瓶置于搖床上”可推測纖維素分解菌的異化類型為需氧型。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)基進行等比稀釋，稀釋最大倍數(shù)到106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:參照旁欄中的比例2、涂布平板：將稀釋度為104～106的菌懸液各取0.1ml涂布在培養(yǎng)基上，30℃倒置培養(yǎng)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，一般即為分解纖維素的菌落剛果紅染色法方法一：先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進行顏色反應(yīng)方法二：在倒平板時就加入剛果紅

染色法優(yōu)點缺點方法一顏色反應(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)生混雜方法二操作簡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。4、想一想，這兩種方法各有哪些優(yōu)點與不足？你打算選用哪一種方法？四、結(jié)果分析與評價（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（二）分離的結(jié)果是否一致

設(shè)置對照，若對照的培養(yǎng)基在培養(yǎng)過程中無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。如果不同，分析產(chǎn)生不同結(jié)果的原因。

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?！纠?】

生物乙醇是以生物為原料生產(chǎn)的可再生能源。我國利用農(nóng)作物廢棄物(秸稈)生產(chǎn)乙醇，其技術(shù)流程為：纖維素酶解→酵母發(fā)酵→蒸餾→成品。纖維素酶的成本能否下降，是能否實現(xiàn)乙醇工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。纖維素酶可以從能分解纖維素的細菌培養(yǎng)液中提取。某同學設(shè)計了如下分離土壤中纖維素分解菌的實驗流程。 土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→鑒別培養(yǎng)。土壤中纖維素分解菌的分離與檢測

結(jié)合所學知識回答下列問題。(1)最好選擇怎樣的環(huán)境采集土樣？___________________________________________________。(2)下面是一種培養(yǎng)基配方：纖維素粉5g、NaNO31g、Na2HPO4·7H2O1.2g、KH2PO40.9g、MgSO4·7H2O0.5g、KCl0.5g、酵母膏0.5g、水解酪素0.5g(蒸餾水定容到1000mL)。該培養(yǎng)基能夠增加樣品中纖維素分解菌的濃度，其原理是_______________________________________________________________________________________________。纖維素豐富的土壤環(huán)境培養(yǎng)基中纖維素是主要碳源，有利于纖維素分解菌生長，同時抑制其他微生物生長(3)為了鑒別纖維素分解菌和進一步純化菌種，可以在鑒別培養(yǎng)基上加入______染液，將篩選獲得的菌液稀釋后用______的方法接種到鑒別培養(yǎng)基上，然后挑選產(chǎn)生______的菌落作為菌種進行擴大培養(yǎng)。(4)纖維素分解菌培養(yǎng)液中的纖維素酶產(chǎn)量如何呢？請設(shè)計實驗進行檢測。__________________________________________。剛果紅涂布平板透明圈向纖維素分解菌培養(yǎng)液中加入定量纖維素，定時測定葡萄糖產(chǎn)量的變化五、課題延伸

本課題對分解纖維素的微生物進行了初步的篩選，但是這只是分離純化的第一步。為確定得到的