导图社区 高中生物选修一试验分解纤维素的微生物的分离
分解纤维素的微生物的分离
一、基础知识
(一)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
植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素
棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物
草食性动物等的消化道内,共生有分解纤维素的微生物
人类可利用分解纤维素的微生物将秸秆等废弃物转变成葡萄糖等,用纤维素酶处理服装面料
2、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、CX酶、葡萄糖苷酶
(二)纤维素分解菌的筛选
方法
刚果红染色法
该方法可以通过颜色反应直接筛选
原理

二、实验设计
土壤取样
1.取样环境
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
2.如果找不到合适的环境,可以人工设臵纤维素分解菌生存的适宜环境
可以将滤纸埋在土壤中,使纤维素分解菌相对集中
一般将滤纸埋于深约10cm左右的土壤中
选择培养
目的
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
选择培养基是液体培养基
原因是配方中无凝固剂(琼脂
选择培养基有选择作用
只有能分解纤维素的微生物可以大量繁殖
对照实验
自变量为培养基的种类。可用完全培养基(牛肉膏蛋白胨培养基)与之对照,或者将纤维素改为葡萄糖
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10^1~10^7倍
将样品涂布在鉴别纤维素分解菌的培养基上
1.鉴别纤维素分解菌的培养基(固体培养基)
2.刚果红染色法
方法一:先培养微生物,再加入刚果红进行颜色反应
优点
显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用
缺点
操作繁琐, 加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂
倒去CR溶液后加入NACL再倒掉
洗去未和纤维素结合的刚果红染液,留下透明圈
方法二:在倒平板时就加入刚果红
优点
操作简便,不存在菌落混杂问题
缺点
分泌淀粉酶的微生物可出现假阳性反应
某些微生物可降解刚果红,也形成透明圈
筛选产生透明圈的菌落
平板划线法
注意事项
第一步、每次划线前和划线结束都要灼烧接种环
接种环冷却后才能蘸取菌落
划线时最后区域不能与第一区域相连
划线时避免划破培养基
三、结果分析与评价
培养基的制作是否合格
对照的空白培养基没有菌落生长则说明培养基制作合格
选择培养基是否筛选出菌落
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
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
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
四、课题延伸
进一步鉴定纤维素分解菌
原因
某些微生物可能出现假阳性反应,产生淀粉酶的微生物
可能是降解刚果红的菌种
鉴定原理
通过微生物发酵,看能否产生纤维素酶
方法
固体发酵
液体发酵
发酵产物中有纤维素酶
→是分解纤维素的菌
纤维素酶的鉴定方法
测定纤维素酶水解纤维素产生的葡萄糖(斐林试剂,50-60℃Cu(OH)2,产生砖红色沉淀)
比较:本节两个培养基
成分
选
鉴
物理状态
选:液态
鉴:固态
目的
选:增加纤维素分解菌的浓度
鉴:鉴别出纤维素分解菌的菌落
比较:尿素分解菌和纤维素分解菌的分离的比较
分离选择条件
尿:尿素为唯一氮源
纤:纤维素为唯一碳源
鉴定方法、现象
尿:培养基中加入酚红指示剂,变红
纤:用刚果红染色法,出现透明圈
鉴定原理
尿:分解尿素的微生物生成脲酶,使尿素产生NH3,导致pH升高,加入酚红变红色
纤:纤维素酶将纤维素分解,使纤维素—刚果红红色复合物降解而出现透明圈
步骤
尿:土壤取样→制备培养基→样品梯度稀释→涂布平板→培养观察
纤:土壤取样→制备培养基→选择培养→梯度稀释→涂布培养→刚果红染色→挑取菌落