1、专题 2 课题 3 分解纤维素 的微生物的分离 一、课题背景分析 纤维素是一种由 首尾相连而成的高分子化合物，植物每年产生的纤维素能被土壤中 的某些微生物分解利用，是因为它们能产生 。对这些微生物的研究与利用，使人们能 够利用秸秆等废弃物生产 ，用 处理服装面料等。 二.基础知识： （一）纤维素和纤维素酶 阅读课本 27 页基础知识部分第一、二段，回答下列问题： 1、纤维素在生物圈的分布状况？ 纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质。植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素。 其中 是自然界中纤维素含量最高的天然产物。 2、纤维素酶的组成及作用？ 纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分
2、，即 、 和 ，前 两种酶使纤维素分解成 ，第三种酶将 分解成葡萄糖。 （二）纤维素分解菌的筛选 阅读课本课本 28 页相关部分，回答下列问题： 1、纤维素分解菌的筛选方法- ，这种方法能够通过颜色反应直接对微生物进行 筛选 2、纤维素分解菌的筛选方法的原理 刚果红是一种染料，它可以与纤维素形成 ，但并不和 、 发生这种 反应。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 以纤维素分解为中心的 。这样我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解 菌 三、实验操作 分离分解纤维素的微生物实验流程： 土壤取样 梯度稀释 。 旁栏思考题本实验的流程与课题 2 中的实验流程有哪
3、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。 (一)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。 旁栏思考题取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？ 选择 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。根据 生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中 的含量相对提高，因此从 这种土壤中获
4、得目的微生物的几率要高于普通环境。 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？ 提示：将滤纸埋在土壤中能使 ，实际上是人工设置纤维 素分解菌生存的适 宜环境。一般应将纸埋于深约 cm 左右腐殖土壤中。 （二）选择培养 1.选择培 养的目的：增加 ，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。 2.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： 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。 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，本配方中的碳源是纤维素，所以能分解纤维素的微生物
5、可以大量繁殖。 你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用 用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照。 3、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 12 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 （三）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 1011 07 倍。将样品 涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。
6、（四）将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上 1.制备培养基:参照课本旁栏中的比例配制。 2.倒平板操作。 3.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，菌落周围会出现明显的透明圈。 4.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，一般即为分 解纤维素的菌落。 ） （五）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？ 提示：方法一 缺点是操作烦琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；优点是这样显 示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。
7、 方法二 优点是操作简便，不存在菌落混杂问题。 缺点一是由于培养基中还含有淀粉类物质，可以使能产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应； 缺点二有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红，形成明 显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。 四、结果分 析与评价 （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？ 设置对照，若对照的培养基在培养过程中无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 如果不同，分析产生不同结果的原因。 五、课题延伸 本课题对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选，但是这只是分离纯化的第一步。为确定 得到的是纤维素分解菌，还需要进行 的实验，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后所产生的 进行定量的测定。
