分解纤维素的微生物的分离.ppt

,纤维素： 棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物；,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；分布植物的根、茎、叶中；,1、在草食性动物等的消化道内，也共生有分解纤维素的微生物，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素，而人没有分解纤维素的能力。 2、农作物秸秆：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,科学家正致力于研究，怎样将农业废弃物、木材及生长更为迅速的草本植物，转化为种类繁多的生物燃料（甚至是航空燃油）。,课题3分解纤维素的微生物的分离,（一）纤维素与纤维素酶,纤维素：一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，广泛地存在于植物的根、茎、叶等器官中。,纤维素酶：由微生物分泌的一种复合酶，包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，由于它们的协同作用，最终将纤维素分解成葡萄糖。,纤维素,纤维二糖,葡萄糖,取二支20mL的试管,实验：纤维素酶分解纤维素的实验,各加入一张滤纸条,各加入10mL0.1mol/L的醋酸 醋酸钠缓冲液,甲 乙,在甲试管中加入1mL蒸馏水，,乙试管加入1mL纤维素酶,将试管放在140r/min的摇床上振荡1h,结果：乙试管的滤纸条消失,讨论： 乙试管的滤纸条为什么会消失？甲试管的作用是什么？,刚果红染色法,刚果红能与像纤维素的多糖形成红色复合物，而不与水解后的纤维二糖和葡萄糖发生该反应。,（二）纤维素分解菌的筛选,用加入刚果红的纤维素培养基去培养微生物时，如果培养基中出现以菌落为中心的透明圈时，可说明该菌落是纤维素分解菌，因为它已将被刚 果红 染成红色的纤维素分解了。,一、实 验 设 计,请你根据实验流程图和提供的三个资料以及“操作提示”，在思考有关问题的基础上，设计出一个详细的实验方案。,*,取样环境,1、土壤取样：,富含纤维素的环境（树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等）,操作步骤,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？,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。,目的：,制备选择培养基,操作： P29,培养基成分分析,提示： 自变量为培养基的种类，即完全培养基和选择培养基。 可用完全培养基做对照,或将纤维素改为葡萄糖。,A、旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？,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？,有选择作用，本配方中纤维素作为主要碳源，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,说明：分析“纤维素分解菌的选择培养基配方”可知，该配方中的酵母膏也能够提供少量的碳源，因此其他微生物也能在该培养基中生长繁殖。但因酵母膏的含量极少，因此，只有以纤维素为碳源的微生物才能大量繁殖。,在选择培养的条件下，可以使那些能够适应该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。,为什么选择培养能够“浓缩”所需微生物？,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101107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,（1）制备鉴别培养基P29,（2）涂布平板： 将稀释度为104106的菌悬液各取0.1ml涂布到平板培养基上，30倒置培养。,鉴别纤维素分解菌的培养基,(水溶性羧甲基纤维素钠),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,5.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。,这两种方法各有哪些优点与不足？,有透明圈的基本是能分解纤维素的微生物,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。,方法一中NaCl溶液的作用？,思考：,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。用这方法可以判断酶活力的大小，实际上刚果红是结合到培养基的多糖底物，但分解纤维素的细菌可以产生纤维素酶，能分解这个多糖底物成为单糖，这样刚果红就不能结合上去了，氯化钠溶液就可以使结合不牢的刚果红洗去，这样就留下大大小小的透明圈，大的透明圈当然分解纤维素的能力就强！,土壤取样,选择培养,梯度稀释,将样品涂布到鉴别培养基,挑选菌落,什么样的环境取样?, 培养的目的? 选择培养基的特点?,挑选什么样的菌落?,鉴别培养基特点? 如何鉴别?,根据：微生物对生存环境的要求，到相应环境中去找；,增加纤维素分解菌浓度，确保能够从样品中分离到纤维素分解菌； 液体培养基,是固体培养基 刚果红染色法,实验回顾,挑选有透明圈的菌落,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。,纯化培养,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 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，不同同学也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。,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。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,五、课题延伸,思考：本实验课题2中的实验流程有哪些异同？,课题2将土样梯度稀释液直接涂布在以尿素为唯一氮源的选择培养基上，分离并统计菌落。 本课题先选择培养，使纤维素分解菌得到增殖后，再稀释涂布在鉴别培养基上，挑选菌落。,土壤取样,选择培养,梯度稀释,将样品涂布到鉴别培养基,挑选菌落,什么样的环境取样?, 培养的目的? 选择培养基的特点?,挑选什么样的菌落?,鉴别培养基的特点? 如何鉴别?,根据：微生物对生存环境的要求，到相应环境中去找；,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；,刚果红染色法,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,课堂总结,DNA重组技术,下列不属于微生物的是 ( ) A蓝藻和蘑菇 B葫芦藓和铁线蕨 C噬菌体和黄曲霉 D放线菌和变形虫 【解析】病毒、原核生物(例如细菌、放线菌、支原体、蓝藻)、真核类的藻类和真菌及原生动物都是微生物。而一般多细胞的植物与动物不属于微生物，如葫芦藓是苔藓植物，铁线蕨是蕨类植物，都属于多细胞高等植物。 【答案】B,微生物营养物质,有关微生物营养物质的叙述中，正确的是（ ） A是碳源的物质不可能同时是氮源 B凡碳源都提供能量 C除水以外的无机物只提供无机盐 D无机氮源也能提供能量 【解析】不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微生物的具体情况具体分析。对于A、B选项，它的表述是不完整的。有的碳源只能是碳源，如CO2；有的碳源可同时是氮源，如NH4HCO3；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是氮源，还是能源，如蛋白胨。对于C选项，除水以外的无机物种类繁多，功能也多样。如CO2可作自养型微生物的碳源；NaHCO3可作自养型微生物的碳源和无机盐；而NaCl则只能提供无机盐。对于D选项，无机氮源提供能量的情况还是存在的，如NH3可为硝化细菌提供能量和氮源。 【答案】D,微生物与病毒的关系,关于病毒增殖的叙述中，正确的是（ ） A病毒侵入宿主细胞后，合成一种蛋白质 B病毒的繁殖只在宿主的活细胞中进行 C病毒的繁殖以核衣壳为单位 D在普通的培养基上能培养病毒 【解析】解答此题需从以下几方面入手分析：首先，病毒是营寄生方式生活，必须生活在活的细胞内，不能独立生活，所以在普通的培养基上不能生活。第二，繁殖时，病毒的核酸进入宿主细胞，利用宿主的成分合成子代个体，除了核衣壳，还应包括该病毒的其他结构。合成的蛋白质不只是一种，应该是多种，包括多种结构蛋白质及物质合成时所需的多种酶。 【答案】B,培养基的种类,要从多种细菌中分离某种细菌，培养基要用（ ） A加入青霉素的培养基 B加入高浓度食盐的培养基 C固体培养基 D液体培养基 【解析】微生物的分离需使用固体培养基，由于某种细菌的种类不明，所以难以使用选择培养基，如加入青霉素的培养基可以分离到酵母菌和霉菌，加入高浓度食盐的培养基可以分离到金黄色葡萄球菌。 【答案】C,微生物的计数,产生标准菌落的细菌的最初数目和培养基分别是（ ） A一个细菌，液体培养基 B许多细菌，液体培养基 C一个细菌，固体培养基 D许多细菌，固体培养基 【解析】菌落是一个或几个细菌的子细胞群体，在固体培养基上，有一定的形态结构，肉眼可见，菌落可作为菌种鉴别的重要依据，而多种细菌形成的菌落，就不可能有比较标准的形态。 【答案】C,