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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一.基础知识㈠.纤维素与纤维素酶1.纤维素纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。纤维素可用于纺织工业，可造纸；食物中膳食纤维可刺激胃肠蠕动和分泌消化液，有助于食物的消化和排泄等。2.纤维素酶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(外切酶)、CX酶(内切酶)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。纤维二糖C1酶、Cx酶葡萄糖苷酶葡萄糖纤维素3.纤维素的分解：能分解纤维素的微生物，有各种细菌、真菌和少数放线菌。㈡.纤维素分解细菌的筛选：1.方法：刚果红染色法。2.原理：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分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。3.优点：该方法可以通过颜色反应直接筛选。二.实验设计与操作㈠.实验设计：〖旁栏思考题〗本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些异同？提示：本实验流程与课题2的流程的区别如下。课题2是将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为惟一氮源的选择性培养基上，直接分离得到菌落。本课题通过选择培养，使纤维素分解菌得到增殖后，再将菌液涂布在选择培养基上。其他步骤基本一致。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㈡.操作过程：1.土壤取样：采集土样时，应选择富含纤维素的环境。若找不到合适环境，可将滤纸埋在土壤中一个月左右，也会有能分解纤维素的微生物生长。〖旁栏思考题〗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。〖旁栏思考题〗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？答：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。2.选择培养⑴.选择培养的目的：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。⑵.制备选择培养基：参照课本29页旁栏中的比例配置，回答下列问题：①旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？答：是液体培养基，原因是配方中无凝固剂。②这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，是如何进行选择的？答：有选择作用，本配方中的碳源是纤维素，所以能分解纤维素的微生物可以大量繁殖。③你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用答：用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照。⑶选择培养：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1～2天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养。〖旁栏思考题〗为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？提示：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.梯度稀释按照课题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。4.将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上⑴制备培养基:参照课本旁栏中的比例配制。⑵倒平板操作。⑶涂布平板：将稀释度为104～106的菌悬液各取0.1ml涂布到平板培养基上，30℃倒置培养，菌落周围会出现明显的透明圈。⑷挑选产生透明圈的菌落(参照课本刚果红染色法，挑选产生透明圈的菌落,即为分解纤维素的菌落.)染色法优点缺点方法一方法二5.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。〖旁栏思考题〗这两种方法各有哪些优点与不足？培养微生物倒平板颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用操作繁琐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。三.结果分析与评价㈠.实验样品选择可以在树林富含腐殖土中取样，其环境表现为潮湿、枯枝落叶多。分解纤维素的菌数量多。㈡.提示：利用纤维素分解菌的选择培养基，经富集培养后梯度稀释，经鉴别培养基培养，就能够分离到能够产生透明圈的微生物，它们是纤维素分解菌或者是真菌。㈢.提示：分解纤维素的微生物有很多，有真菌、放线菌及细菌。四.课外延伸阅读“课题延伸”，回答：1.为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行实验，纤维素酶的发酵方法有发酵和发酵。2.纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的含量进行定量测定。发酵产纤维素酶液体固体葡萄糖