课题3　分解纤维素的微生物的分离ppt课件教学实录

专题2 微生物的培养与应用

课题3 分解纤维素的微生物的分离

河北省广平县第一中学 焦红芳

课题目标

简述纤维素酶的种类及作用，从土壤中分离出分解纤维素的微生物，讨论这类微生物的应用价值。

课题重点与难点

课题重点：从土壤中分离分解纤维素的微生物。

课题难点：从土壤中分离分解纤维素的微生物 基础知识分析

（一）纤维素与纤维素酶

知识要点： 1.纤维素在生物圈的分布；2.纤维素酶的作用。

（二）纤维素分解菌的筛选

知识要点： 1.刚果红染色法；2.刚果红染色法的原理。

实验案例土壤中纤维素分解菌的分离

一、基础知识

（一）纤维素与纤维素酶

（1）棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，木材、作物秸秆等也富含纤维素。

（2）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。纤维素最终被水解成葡萄糖，为微生物的生长提供营养。

（二）纤维素分解菌的筛选

（1）筛选方法

刚果红染色法。能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选。

（2）刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理

刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红－纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。这样，我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

二、实验设计----分离分解纤维素的微生物的实验流程

土壤取样→选择培养（此步是否需要，应根据样品中目的菌株数量的多少来确定）→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

（1）土壤取样 选择富含纤维素的环境。

原因：生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素

分解菌的含量才会高于其它普通环境，从而提高获得目的微生物的几率。

1

(2) 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。

（3）刚果红染色法种类

方法一：先培养微生

物，再加入刚果红进行颜色反应，

方法二：是在倒平板时就加入刚果红

染色法

方法一

优点

颜色反应基本上是

1、操作繁琐

1、能产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈，

2、有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分

缺点

纤维素分解菌的作用

2、刚果红会使菌落之间发生混杂

操作简便

不存在菌落混杂问题

方法二

思考讨论

1、本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？

答、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。其它操作基本基本共同。

2．为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？

答：生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素

分解菌的含量才会高于其它普通环境，从而提高获得目的微生物的几率。

3．将滤纸埋在土壤中有什么作用？

答：人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。

滤纸应该埋进土壤多深？

答：一般将纸埋于深约10cm的腐殖土壤中。

4、实验流程中“选择培养”使用的是什么类型的培养基？该培养的目的是什么？

答：使用的是纤维素分解菌液体选择培养基。其目的是使纤维素分解菌增殖，含量增多。

5、相关记忆

（记忆）纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基。

（记忆）纤维素分解菌鉴别培养基属于固体培养基。

（记忆）纤维素分解菌选择培养基的选择作用机制是什么？

以纤维素粉为唯一碳源，只有分解纤维素分解菌才能生存。

三、操作提示

1、复习微生物技术

制备培养基

、

无菌操作技术、 稀释涂布平板法、

土壤取样

2、选择培养基的操作方法

称取土壤20g,在无氧条件下加入装有30ml选择培养基是锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下振荡培养1-2d,直至培养基变浑浊。此时可以吸取0.1ml培养液进行稀释和涂布平板。

四、结果分析与评价

1、培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落

2

对照的培养基在培养过程中没有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。

2、分离的结果是否一致

由于在土壤中细菌的数量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，学生也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。

五、课题延伸

1．为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶实验，纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。

2．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产生的葡萄糖含量进行定量测定。

六、【课堂练习】

1、下列关于尿素分解菌和纤维素分解菌的分离的叙述中，错误的是（

）

A．

前者需要尿素的唯一的氮源，后者需要以纤维素为唯一的碳源

B．

尿素分解菌能产生脲酶，纤维素分解菌能产生纤维素酶

C．

两个过程中都需要梯度稀释

D．

刚果红染色体也可用于鉴定尿素分解菌

2、为了从牛的瘤胃中分离出能够分解纤维素的微生物，下列实验操作不科学的是（

）

A．制备富含纤维素的培养基

B．将培养基和器材进行严格的消毒灭菌

C．将提取的胃液进行梯度稀释

D．接种后在适宜温度和充足氧条件下培养

3、下列有关纤维素分解菌分离实验的说法中，不正确的是（

）

A．通常采用刚果红染色法筛选纤维素分解菌

B．当纤维素被纤维素分解菌释放的纤维素酶分解后，培养基中会出现透明圈

C．该实验用的培养基包括选择培养基

D．在用刚果红染色时只能先培养微生物再加入刚果红，不能在倒平板时加入

4、纤维素分解菌能够产生纤维素酶分解纤维素。回答下列问题：

(1)在培养纤维素分解菌的过程中，进行平板划线时，每次划线结束后仍然要灼烧接种环，原因是________________________________。

(2)在筛选纤维素分解菌的过程中，通常用________染色法，这种方法能够通过颜色反应直接对纤维素分解菌进行筛选。甲同学在实验时得到了如图所示的结果，则纤维素分解菌位于(

)内。

A．③

B．①②

C．②③

D．①②③

(3)乙同学打算从牛胃中分离纤维素分解菌并计数，与分离醋酸菌相比，进行培养时除了营养不同外，最主要的实验条件差别是________________________，

该同学采用活菌计数法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目______。

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(4)丙同学在提取和分离纤维素酶的过程中，为了保证抵制外界酸和碱对酶活性的影响，采取的措施是向提取液和分离液中添加________。若探究纤维素酶活性的最适温度，如何设置对照？_________________________。

参考答案

(1)及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境或感染实验操作者

(2)刚果红

A (3)保证无氧环境

小(低) (4)缓冲溶液

不同的温度梯度之间就可以相互对照

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