1、课题3分解纤维素的微生物的分离课题背景棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，其纤维素的质量分数可达92%95%，亚麻、木材、作物秸秆等也富含纤维素。许多商品纤维素都是由天然纤维素制得的。用分解纤维素的微生物处理后，纤维素可分解成糖。它不仅可以供给人们能量，还可以用于酿酒、酿醋等食品加工业，成为葡萄糖的替代品。在土壤中有许多能利用和分解纤维素来作为能源的微生物，因为它们含有纤维素酶。课题目标1.能简述纤维素酶的种类及作用。2.掌握从土壤中分离出分解纤维素的微生物操作技术，了解这类微生物的应用。1纤维素含_三种元素，是一种多糖。纤维素的基本组成单位是_，人体内没有_，所以人体不能直接以纤维素为能
2、源物质，但土壤中有分解纤维素的微生物，最终把纤维素分解成_释放到无机环境。栏目链接纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。一、基础知识（一）纤维素与纤维素酶C、H、O葡萄糖纤维素酶葡萄糖2.纤维素酶纤维素C1酶Cx酶纤维二糖 葡萄糖苷酶葡萄糖纤维素酶活性的测定实验：图2-12 纤维素水解滤纸试验，右边的试管中加入了纤维素酶，而左边的没有加入。（二）纤维素分解菌的筛选1.方法：刚果红染色法通过_反应直接筛选。颜色刚果红可以与纤维素形成_，当纤维素被_分解后，红色复合物无法形成，出现以_为中心的
3、_，我们可以通过_来筛选纤维素分解菌。2.原理红色复合物纤维素酶纤维素分解菌透明圈是否产生透明圈四种纤维素分解菌在刚果红培养基上形成的透明圈【典型例题】植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列相关问题：(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分形成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将_分解成_。(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)染料时，CR可与纤维素形成_色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的_。纤维二糖葡萄糖红透明圈二、实验设计土壤取样选择培养梯度稀释将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上挑选产生透明圈的菌落旁栏思
4、考1本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？尿素分解菌的分离实验流程是将土样制成的菌悬液直接涂布在选择培养基上；本课题通过选择培养使细菌增殖后，再涂布在鉴别培养基上。其它操作基本相同。土壤取样旁栏思考2 取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？选择纤维素丰富的环境，如树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等等。生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境。旁栏思考3将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。将纸埋于深约10cm的腐殖土壤中
5、。1.目的：增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物2.制备选择培养基a.旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？b.这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果有，是如何进行选择的？c.你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用。液体培养基，配方中无凝固剂琼脂。有选择作用，碳源是纤维素，能分解纤维素的微生物可以大量繁殖。用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照。选择培养纤维素分解菌的选择培养基纤维素粉5gNaNO3 1gNa2HPO47H2O 0.5gKH2PO4 0.9gMgSO47H2O 0.5gKCl 0.5g酵母膏0.5g水解酪素0.5g将上述物质溶解后,用蒸馏水定容
6、到1000ml分析选择培养基配方，回答问题。3.具体操作：将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下震荡培养12天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养。在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩”的作用。旁栏思考4为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？梯度稀释将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上1.制备鉴别培养基:鉴别纤维素分解菌的培养基CMC-Na 5-10g酵母膏1gKH2PO4 0.25g琼脂15g土豆汁100ml将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000m
7、l2.涂布平板：将稀释度为104106的菌悬液各取0.1ml涂布在培养基上，30倒置培养。挑选产生透明圈的菌落挑取产生明显的透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。透明圈无透明圈接种到纤维素分解菌的选择培养基上，在3037培养，可获得纯培养。【典型例题】某些农作物秸秆富含纤维素，纤维素经过水解可以形成葡萄糖，葡萄糖再经过发酵可以生产酒精。如图是利用农作物秸秆生产酒精的大致流程，请回答下列问题：农作物秸秆含有丰富的纤维素，纤维素可以经过纤维素分解菌分解成葡萄糖。人们常常从土壤中分离纤维素分解菌。筛选纤维素分解菌常用的方法是_。其实验流程是：土壤取样选择培养_将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上
8、挑选产生_的菌落。刚果红染色法梯度稀释透明圈三、结果分析与评价（一）培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落（二）分离的结果是否一致设置对照，若对照的培养基在培养过程中无菌落生长则说明培养基制作合格。如果观察到产生透明圈的菌落，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。由于在土壤中的细菌远远高于真菌和放线菌的数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土样的环境不同，也可能得到真菌和放线菌等不同结果。四、课题延伸为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验，纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵。纤维素酶的测定方法一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。分解纤维素的微生物的分离纤维素酶种类、作用、催化活力刚果红染色筛选原理实验设计土壤取样选择培养涂布培养纯化培养前置染色法后置染色法富含纤维素土壤增大分解菌含量染色鉴别分离出分解菌【课堂小结】