分解纤维素的微生物

专题二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。思考：纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，植物每年产生的纤维素超过70亿吨，但却不会在地球上大量的积累，为什么？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。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一.基础知识㈠.纤维素与纤维素酶能分解纤维素的微生物，有各种细菌、真菌和少数放线菌。一.基础知识㈠.纤维素与纤维素酶3.纤维素的分解：一.基础知识㈡.纤维素分解细菌的筛选：1.方法：刚果红染色法。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。2.原理：一.基础知识㈡.纤维素分解细菌的筛选：该方法可以通过颜色反应直接筛选。一.基础知识㈡.纤维素分解细菌的筛选：3.优点：二.实验设计与操作㈠.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①分布环境1、土壤取样：富含纤维素的环境中操作步骤由于生物适应一定的环境，环境对生物有选择作用，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。②原因③实例：树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等。④讨论:如果找不到合适的环境，可以将滤纸埋在土壤中，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？答：将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对集中，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将滤纸埋于深约10cm左右的土壤中。2、选择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：阅读书本P29纤维素分解菌的选择培养基配方，回答问题。答：用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照。或者将纤维素改为葡萄糖。2、选择培养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？答：是液体培养基，原因是配方中无凝固剂（琼脂）B、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，本配方中以纤维素作为唯一碳源，只有能分解纤维素的微生物可以大量繁殖。C、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用称取土样20g，在无菌条件下加入装有30mL培养基的摇瓶中。将摇瓶置于摇床上，在30℃下振荡培养1～2d，至培养基变混浊。吸取一定的培养液（约5mL），转移至另一瓶新鲜的选择培养基中，以同样的方法培养到培养液变浑浊。③操作：2、选择培养提示：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。〖旁栏思考题〗为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？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4.将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上⑴制备鉴别培养基:配方见书本29页。操作过程见课题1（2）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。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。培养微生物倒平板〖旁栏思考题〗这两种方法各有哪些优点与不足？染色法优点缺点方法一方法二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1.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。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。6、纯化培养提示：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。本课题先通过选择培养，使纤维素分解菌得到增殖后，再将菌液涂布在鉴别培养基上。其他步骤基本一致。〖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？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。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。课题成果评价（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：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（二）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。1.培养流感病毒时，应选用()A．固体培养基B．含有多种无机盐的培养液C．活的鸡胚D．无菌的牛肉汤2．微生物（除病毒外）需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是()A．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的B．微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利D．生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足CD3．在接种操作的过程中，不正确的是()A．要将接种环灼烧灭菌B．取下棉塞后要将试管口灼烧灭菌C．将接种环伸入试管内，先接触长菌多的部位D．接种后还要将管口灭菌加塞4．高压蒸气灭菌的原理是()A．高压使细菌DNA变性B．高压使细菌蛋白质凝固变性C．高温烫死细菌D．高温使细菌DNA变性CB5．在105稀释度下，平板上生长的平均菌落数为50则每克样品中的菌落数是………()A．5×107B．50C．5×108D．50×36．下列属于菌落特征的是…………()①菌落的形状②菌落的大小③菌落的多少④隆起程度⑤颜色⑥有无荚膜A．①②③④B．①②④⑤C．②③④⑥D．①②③④⑤⑥7．能排除培养基是否有杂菌污染的方法是……()A．将未接种的培养基放在实验桌上培养B．将未接种的培养基放在窗台上培养C．将未接种的培养基放在恒温箱中培养D．将已接种的培养基放在恒温箱中培养ABC8、(20分)某化工厂的污水池中，含有一种有害的、难于降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。请分析回答问题：(1)培养基中加入化合物A的目的是筛选，这种培养基属于培养基。目的菌选择性某化工厂的污水池中，含有一种有害的、难于降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。请分析回答问题：（北京卷）(2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的，实验需要振荡培养，由此推测“目的菌”的代谢类型是。化合物A异养需氧某化工厂的污水池中，含有一种有害的、难于降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。请分析回答问题：(3)培养若干天后，应选择培养瓶中化合物A含量的培养液，接入新的培养液中连续培养，使“目的菌”的数量。减少增加某化工厂的污水池中，含有一种有害的、难于降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。请分析回答问题：(4)转为固体培养时，常采用方法接种，获得单菌落后继续筛选。划线某化工厂的污水池中，含有一种有害的、难于降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。请分析回答问题：(5)若研究“目的菌”的生长规律，将单个菌落进行液体培养，可采用的方法进行计数，以时间为横坐标，以为纵坐标，绘制生长曲线。细菌数目的对数某化工厂的污水池中，含有一种有害的、难于降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。请分析回答问题：(6)实验结束后，使用过的培养基应该进行处理后，才能倒掉。灭菌根据用途分选择培养基——在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长鉴别培养基——在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物。例如：伊红和美蓝,和大肠杆菌的代谢产物结合,使菌落呈黑色（老教材说法：深紫色,带有金属光泽）,鉴别大肠杆菌