2.3分解纤维素的微生物的分离课件2020-2021学年高二下学期生物人教版选修一 （24张PPT）

(共24张PPT)
2.3
分解纤维素的微生物的分离
植物细胞壁
利用微生物的纤维素酶可利用秸秆产酒精。
食草动物消化道中共生着能够分解纤维素的细菌。
被土壤中的微生物分解
　　农作物秸秆的米秸、麦秸、稻草、草、木屑等富含大量的纤维素，被利用的机会很少、效率低；
纤维素生物燃料：最有希望替代石油能源
　　。
（一）纤维素和纤维素酶
1、纤维素
一种葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，可以作为微生物分解菌的碳源。
2.
纤维素酶
土壤中某些微生物能够产生___________,把纤维素分解为葡萄糖后再利用。
纤维素酶
纤维二糖
C1酶、Cx酶
葡萄糖苷酶
葡萄糖
纤维素
纤维素酶（复合酶）
①取二支20mL的试管
②各加入一张滤纸条
③各加入pH4.8，物质量为0.1mol/L的醋酸－醋酸钠缓冲液11ml和10ml
④在乙试管中加入1mL纤维素酶
⑤两支试管固定在锥形瓶中，放在
140r/min的摇床上振荡1h
⑥结果：乙试管的滤纸条消失
甲
乙
讨论：
乙试管的滤纸条为什么会消失？甲试管的作用是什么？
滤纸崩溃法
刚果红染色法
（二）纤维素分解菌的筛选
2、原理：
1、方法：
即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
红色复合物
红色消失，出现透明圈
纤维素
刚果红
（染料）
纤维素分解菌
纤维素酶
二、实
验
设
计
土壤取样
选择培养
梯度稀释
将样品涂布在鉴别纤
维素分解菌的培养基上
挑选产生透明圈的菌落（筛选）
(1)分布环境:
1、土壤取样：
富含纤维素的环境中(3-8cm)
在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提高，获得目的微生物的几率要高于普通环境。
(2)原因:
因此，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。
1.
如果找不到合适的环境，怎么办？
2.将滤纸埋在土壤中有什么作用？
你认为滤纸应该埋在土壤中多深？
可以将滤纸埋在土壤中
人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境，能使纤维素分解菌相对集中
一般应将滤纸埋于深约10cm左右的土壤中,经过30d左右，再从已腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌。
扩大培养，增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离所需要的微生物。
（1）目的：
组分
含量/g
提供的主要营养
纤维素粉
5　
NaNO3
1　
Na2HPO4.7H2O
1.2
KH2PO4
0.9
MgSO4.7H2O
0.5
KCl
0.5
酵母膏
0.5
水解酪素
0.5
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1
000
mL
2、选择培养
碳源、能源
无机盐、调节PH
特殊营养物质
氮源
若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的自变量是将__________改为_______或
与之对照。
（2）你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用？
葡萄糖
纤维素粉
纤维素
牛肉膏蛋白胨培养基
（4）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，在一定温度下振荡培养1～2天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养。
振荡培养有利于微生物与空气充分接触，同时也有助于充分利用培养液中的营养物质
注意：该步骤也可省略，但纤维素分解菌较少。
按照课题1的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释101～107倍。
3.梯度稀释
101
102
103
104
105
106
组分
含量
提供的主要营养
CMC－Na
5～10
g
酵母膏
1
g
KH2PO4
0.25
g
琼脂
15
g
土豆汁
100
mL
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1
000
mL
固体培养基
在其中加入刚果红可形成以纤维素分解菌为中心的透明圈，据此可鉴别并筛选到纤维素分解菌。-----鉴别培养基
(水溶性羧甲基纤维素钠)
4.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:
碳源
主要作氮源
无机盐
凝固剂
碳源
空白的刚果红培养基
纤维素分解菌在刚果红培养基上形成的透明带
（2）刚果红染色法
方法一：先
，
再加入刚果红进行颜色反应。
方法二：在
时就加入刚果红。
培养微生物
倒平板
NaCl溶液的作用？
漂洗作用，洗去与纤维素结合不牢的刚果红，以免出现的透明圈不够清晰。
染色法
优点
缺点
方法一
方法二
显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用
操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂
操作简便，不存在菌落混杂问题
?使能产生淀粉酶的微生物也产生（模糊）透明圈；?有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。
（3）比较这两种方法各有哪些优点与不足
在产生明显的透明圈的菌落，挑取并接种到纤维素分解菌的选择培养基上，在300C－
370C培养，可获得纯化培养。
（4）拓展：纯化培养
比较项目
分解尿素的细菌
纤维素分解菌
鉴
定
培养基
原理
使用步骤
在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成了氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高。在培养基中加入酚红指示剂，如果pH升高指示剂会变红
刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶催化分解后红色复合物无法形成，培养基上就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈
土壤取样→
样品梯度稀释
→
涂布平板
→培养与观察
土壤取样→选择培养→
梯度稀释
→
涂布培养→
挑取菌落
进一步鉴定
脲酶检测法
刚果红染色法
观察菌落周围是否有红色
环带出现来鉴定尿素分解菌
观察菌落周围是否出现
透明圈来筛选纤维素分解菌
方法
现象
思考：本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些异同？
1.（2018全国Ⅱ卷第37题）在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。回答下列问题：（1）在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具_____（填“可以”或“不可以”）放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。（2）牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是________________________________。（3）密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能____________，在照射前，适量喷洒______，可强化消毒效果。（4）水厂供应的自来水通常是经过_____（填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”）消毒的。（5）某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是________________。
可以
在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少
破坏DNA结构
消毒液
氯气
未将锅内冷空气排尽