分解纤维素的微生物的分离1
专题二课题3 分解纤维素的微生物的分离
2019年高考全国Ⅱ卷37. （4）该小组将人工合成的一段DNA 转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶（酶E）。为了 比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验， 请完善相关内容。
①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加酶E的缓冲液，
B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加_缓___冲__液___，
三处滴加量相同。
②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，
说明__缓__冲___液__不__能__降___解__W_____；若A、B处形成的透明圈直径 大小相近，说明_酶___E_与__天__然___酶__降__解__W__的___能__力__相__近______。
谢谢观赏！！！
鉴别纤维素分解菌的培养基
培养基组成 CMC-Na 5~10g (水溶性羧甲基纤维素钠)
提供的主要营养物质 碳源
酵母膏 1g
碳源、氮源、生长因子
KH2PO4 0.25g 土豆汁 100mL
无机盐 碳源、生长因馏水定容至1000mL
氢元素、氧元素
涂布：
分离细菌，通常选取104、 105、106的土壤稀释液
练习巩固
3、在加入刚果红的培养基中会出 现如右图所示的透明圈，产生的 透明圈是( ) A.刚果红与纤维素形成的复合物 B.刚果红被纤维素分解菌分解
形成的 C.纤维素分解后形成的葡萄糖导致的 D.以纤维素分解菌为中心形成的
2019年高考全国Ⅱ卷37. 物质W是一种含氮有机物，会污染 土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某 研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌（目标菌）。回 答下列问题。 （1）要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该
本节书内容的背景知识
2.3分解纤维素的微生物的分离
富集培养→纯种分离→性能测定。
（1）不同微生物的生存环境不同，获得理想微生物的第一步是
从适合的环境采集菌样，然后再按一定的方法分离、纯化。培养
嗜盐菌的菌样应从 海滩等高盐 环境采集。
（2）富集培养指创设仅适合待分离微生物旺盛生长的特定环境
条件，使其群落中的数量大大增加，从而分离出所需微生物的培
养方法。对产耐高温淀粉酶微生物的富集培养应选择以淀粉为 的
3、操N作aC：l溶液作用：刚漂果洗红作，用以—免—出洗现去的与透纤明维圈素不结够合清不晰牢。的 方法1：先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应。 方法2：在倒平板时就加入刚果红。
染色法
优点
缺点
这两种方法各有哪些优点与不足？
颜色反应基本 操作繁琐。
方法1 上是纤维素分 刚果红会使菌落之间发生
(后置染色法） 解菌的作用 混杂。
发酵产纤维素酶实验 液体发酵 固体发酵
2、纤维素酶的测定方法:
对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的 葡萄糖含量进行定量测定。
课堂小结
分解 纤维 素的 微生 物的 分离
纤维素酶 种类、作用、催化活力
筛选原理 刚果红染色
前置染色法 后置染色法
实 土壤取样 验 选择培养 设 计 纯化培养
富含纤维素土壤 增大分解菌含量 染色鉴别
为什么？
微生物大量繁殖
为什么选择培养能够“浓缩” 所需的微生物？
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。
注意：该步骤也可省略，但纤维素分解菌较少。
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。
分解纤维素微生物的分离方法与技巧
分解纤维素微生物的分离方法与技巧绪论近年来，随着环境污染问题的日益突出，分解纤维素的微生物研究变得越来越重要。
纤维素是一种复杂的多糖类化合物，其有效降解对于生物质资源的利用具有重要意义。
本文将介绍一些常用的分离方法与技巧，以期为相关研究提供参考。
一、物理分离方法1. 筛选法筛选法是常用的物理分离方法之一。
通过对样品进行适当的物理处理，如研磨、过筛等，可以将纤维素微生物与其他杂质分开。
这种方法简单易行，但存在一定的局限性，无法区分不同种类的微生物。
2. 显微镜观察法显微镜观察法可根据微生物的形态特征进行分离。
将纤维素样品放置在显微镜下进行观察，识别并分离出目标微生物。
这种方法适用于微生物数量较少的情况，但需要一定的显微观察技巧。
二、化学分离方法1. 酸碱处理法酸碱处理法通过调节样品的酸碱度来分离目标微生物。
纤维素微生物对酸碱度较敏感，可以利用这一特性实现分离。
例如，可以将样品浸泡在酸性溶液中，使纤维素微生物脱离样品并转移到溶液中，然后用适当的方法将其分离收集。
2. 加热处理法加热处理法是一种常用的化学分离方法。
纤维素微生物对高温较为敏感，通过加热样品可以使其脱离纤维素并转移到其他介质中。
例如，可以将样品加热至一定温度，使纤维素微生物被释放出来，然后采用适当的方法将其分离。
三、生物分离方法1. 生物筛选法生物筛选法是利用其他微生物对纤维素微生物的生物竞争关系来进行分离。
通过将待分离样品与其他微生物接种在同一培养基中，观察结果可以得出纤维素微生物的分离情况。
2. 培养方法培养方法是常用的生物分离方法。
可以利用纤维素微生物的特殊生长要求，构建适合其生长的培养基，从而分离目标微生物。
例如，可以选择添加纤维素作为碳源的培养基，利用纤维素微生物对碳源的特异性降解，进行分离。
结论分解纤维素微生物的分离方法与技巧多种多样，不同的方法适用于不同的研究目的和样品特点。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的分离方法，并结合其他分析手段进行综合分析。
人教版 高中生物 选修一 专题二 课题3 分解纤维素的微生物的分离
【情景创设】纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，大量存在于植物的根茎叶等器官中。
地球上40%-60%的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。
人们要想利用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等，就需要对这些微生物进行研究与应用，而要研究这些微生物，首先要将它们从土壤中种类众多的微生物中分离出来。
本课题中，我们就将探讨如何分离土壤中能够分解纤维素的微生物。
【问题设计】1、回顾纤维素的相关知识，说说纤维素酶的组成及作用。
2、筛选纤维素分解菌的原理是什么？3、说说分离分解纤维素的微生物的实验流程，回答P28旁栏思考1.4、简述采集土样的要求，回答P28旁栏思考2、3。
5、如何进行选择培养？结合P29“操作提示（二）”回答楷体字“资料二”相关问题及右栏思考2.6、常用的刚果红染色法有哪些？回答右栏思考1。
【达标检测】（必做）1. 纤维素酶能够分解（ ）A ．纤维素的微生物B ．淀粉的微生物C ．纤维素D ．淀粉2. 刚果红能与哪项物质形成红色复合物( )A ．纤维二糖B ．纤维素C ．葡萄糖D ．麦芽糖3. 寻找纤维素分解菌应到…（ ）A ．湿润的环境中B ．富含纤维素的环境中C ．富含无机盐的环境中D ．池塘中4. 纤维素分解菌的选择培养基有选择作用，原因在于其含有…( )A ． NaNO3B ．KClC ．酵母膏D ．纤维素粉5. 下列哪种生物能产生纤维素酶( )A.纤维素分解菌 B ．牛 C ．羊 D ．兔【使用时间】 第 3 周 第 2 课时 【编辑】李玲珍 刘萍萍 【审核】刘萍萍 【主题】 专题二 课题3 分解纤维素的微生物的分离 2012.02.256.刚果红染色时，加入刚果红可在……( )①制备培养基时②梯度稀释时③倒平板时④涂布时⑤培养基上长出菌落时A．①③ B．②⑤ C．③⑤ D．④⑤7.两种刚果红染色法的结果是（）A．均会出现透明圈 B均不会出现透明圈C方法一出现方法二不出现 D方法一不出现方法二出(选做)有些微生物能合成纤维素酶，通过对这些微生物的研究，使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。
2.3分解纤维素的微生物的分离
可省略，但得到的纤维素分解菌较少。
⑦选择培养的操作方法？ 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，在一定温度下振荡培 养1～2天，直至培养液变浑浊。也可重复选择 培养。
⑧为什么需要振荡培养？ 让反应更加充分；增加培养基中的氧气，
满足细胞呼吸的需求获得更多的微生物。
人为制造一个富含纤维素的环境； 例如：将滤纸埋入土里10cm处，一段时间后再从腐烂的滤纸选。
【2】选择培养 ①按物理性质进行分类，此培养基属于？
培养基组分
碳源、
能源 纤维素粉
含量 5g
NaNO3 氮源 1g
无机N盐a2、HPO4·7H2O 1.2g
调节PHKH2PO4
0.9g
MgSO4·7H2O 0.5g
10-15min后倒去CR溶液
刚果红染色法：
方法二：倒平板时加刚果红
倒平板
菌液涂布
倒置培养
鉴别培养基 +
刚果红溶液(灭菌)
你能比较一下刚果红的两种染色方法的优缺点吗?
刚果红染色法
染色法
优点
缺点
方法一
颜色反应基本 操作繁琐；
（先培养微生物， 上是纤维素分 刚果红会使菌落之间发生混杂
再加刚果红） 解菌的作用
红色复合物 无法形成
通过是否产生的透明圈 来筛选纤维素分解菌
出现以纤维素分解 菌为中心的透明圈
未接种的刚果红培养基
3、从功能上看，这是一种_鉴__别__培养基。
4、不同菌落的透明圈大小不同，说明什么？
透明圈越大，说明在菌落周围被分解的 纤维素范围越大，纤维素酶的数量越多， 活性越强
接种纤维素分解菌 的培养基
专题2课题3分解纤维素的微生物的分离
(3)某些商品纤维素 ①水溶性的羧甲基纤维素钠(CMCNa)； ②不溶于水的微晶纤维素(Avicel)。 2．纤维素酶 复合酶 ，包括三种组 (1) 组成：纤维素酶是一种 _________ 葡萄糖苷酶 分，即C1酶、Cx酶、________________ 。 (2)作用：C1酶和Cx酶使纤维素分解成_________ 纤维二糖 ； 葡萄糖苷酶 将纤维二糖分解为葡萄糖。 _____________ 二、纤维素分解菌的筛选 1．方法：刚果红染色法，常用的有两种：一种是 微生物，再加入刚果红进行___________ 颜色反应 ， 先培养______ 另一种是在倒平板时就加入刚果红。
关于分解纤维素的细菌的分离和纯
)
化操作的叙述中，下列正确的是(多选)(
A．在地表下面10米深处的土壤中取样
B．要用只含有纤维素有机营养的选择液体培养
基进行选择培养
C．要用酚红培养基进行进一步鉴定
D．要进行稀释涂布平板法进行接种
解析：选 BD。从土壤中分离纤维素分解菌时， 取的土样要在枯枝败叶比较多的地方，并且要 取土壤 3 ～ 8 厘米深的表层土，太深的土壤中纤 维素很少，细菌数量也很少；而用含有纤维素 的液体培养基培养的目的是使得纤维素分解菌 被选择出来并加以“浓缩”；为了进一步分离 纯化细菌，就要进行稀释涂布接种，以得到单 个细菌长出来的菌落；最后纤维素分解菌的进 一步鉴定用的是发酵产纤维素酶的实验，酚红 培养基是用来进行尿素分解菌的鉴定。
成分
含量
纤维素粉
NaNO3
5g
1g
Na2HPO4· 7H2O
KH2PO4
1.2g
0.9g
MgSO4· 7H2O
KCl
0.5g
0.5g
高中生物《第二章 第三节 分解纤维素的微生物的分离》课件1 新人教版选修1
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。只不过，由于酵母膏的含量极少，
因此，只有以纤维素为碳源的微生物才能大量
繁殖。
为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生 物？
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
2、选择培养 ①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。
②制备选择培养基：
③操作：
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。
培养基成分分析
培养基组成
纤维素粉 5g 提供主要的营养物质 碳源（能源） 氮源、无机盐 1.2g 0.5g 无机盐 生长因子、碳源、氮源 氮素、生长因子
五、课题延伸
为了确定分离得到的是纤维素分解菌，
发酵产纤维素酶 还需要进行_____________实验，纤维素酶的 发酵方法有______ 发酵和______ 发酵。纤 固体 液体
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。 葡萄糖
课堂总结
分解 纤维 素的 微生 物的 分离 纤维素酶
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。
纤维素
C1酶、Cx酶
纤维二糖
葡萄糖苷酶
葡萄糖
实验：纤维素酶分解纤维素的实验
①取二支20mL的试管
高二生物下册实验：分解纤维素的微生物的分离
高二生物下册实验：分解纤维素的微生物的别离高二生物下册实验：分解纤维素的微生物的别离(1)实验原理：①土壤中存在着大量纤维素分解酶 ,包括真菌、细菌和放线菌等 ,它们可以产生纤维素酶。
纤维素酶是一种复合酶 ,可以把纤维素分解为纤维二糖 ,进一步分解为葡萄糖使微生物加以利用 ,故在用纤维素作为唯一碳源的培养基中 ,纤维素分解菌能够很好地生长 ,其他微生物那么不能生长。
②在培养基中参加刚果红 ,可与培养基中的纤维素形成红色复合物 ,当纤维素被分解后 ,红色复合物不能形成 ,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈 ,从而可筛选纤维素分解菌。
(2)实验过程：土壤取样：采集土样时 ,应选择富含纤维素的环境梯度稀释：用选择培养基培养 ,以增加纤维素分解菌的浓度涂布平板：将样品涂布于含刚果红的鉴别纤维素分解菌的固体培养基上挑选产生中心透明圈的菌落：产生纤维素酶的菌落周围出现透明圈,考试技巧 ,从产生明显的透明圈的菌落上挑取局部细菌 ,并接种到纤维素分解菌的选择培养基上 ,在30～37℃条件下培养 ,可获得较纯的菌种。
刚果红染色的两种方法的比拟：先培养微生物 ,在参加刚果红在到平板时参加刚果红优点显示出的眼神反映根本上是纤维素分解菌的作用操作简便 ,不存在菌落混杂问题缺点操作繁琐 ,参加刚果红溶液会使菌落之间发生混杂(1)由于琼脂和土豆汁中都含有淀粉类物质 ,可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反响(2)有些微生物具有降解色素的能力 ,长时间培养会降解刚果红 ,从而形成明显的透明圈 ,这些微生物与纤维素分解菌不易区分知识拓展：1.纤维素与纤维素酶(1)纤维素①化学本质：一种多糖。
②分布：棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物 ,此外 ,木材、作物秸秆等也富含纤维素。
(2)纤维素酶①习惯上 ,将纤维素酶分成三类：C1酶、Cx酶和葡糖苷酶。
C1酶是对纤维素最初起作用的酶 ,破坏纤维素链的结晶结构。
Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解-1 ,4-糖苷键的纤维素酶。
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
纤维素的组成、分布、应用？ 1、纤维素的组成、分布、应用？
纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物， 纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物， 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。 多糖类物质 是含量最丰富的多糖类物质。 其中棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。 棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物 其中棉花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 纤维素酶是一种复合酶， 组分， 组分，即C1酶、 CX酶和葡萄糖苷酶 纤维素 Cx酶 C1酶、Cx酶 纤维二糖 葡萄糖苷酶 葡萄糖
土壤中某些微生物能够产生纤维素酶, 土壤中某些微生物能够产生纤维素酶,把纤 维素分解为葡萄糖，后再利用。 维素分解为葡萄糖，后再利用。
3、小实验：体会纤维素酶的作用(对照实验) 小实验：体会纤维素酶的作用(对照实验)
醋酸—醋 醋酸 醋 试 滤纸条： 滤纸条： 管 酸钠缓冲 1cm× 1cm×6c 编 液： m 号 0.1mol/L 1 号 滤纸条 11ml 试 管 2 号 滤纸条 10ml 试 管 纤维 观察 素酶： 素酶： 记录 （70 结果 80U） -80U） 2支试管固定在 滤纸 50ml的锥形瓶中 未被 的锥形瓶中， 不加 50ml的锥形瓶中， r/min转速 140 r/min转速 分解 振荡反应 1h （如无摇床可以 滤纸 1ml 采用定时人工振 被分 解 荡的方法） 荡的方法）
CMCCMC-Na 5~10g (水溶性羧甲基纤维素钠 水溶性羧甲基纤维素钠) 水溶性羧甲基纤维素钠 酵母膏 KH2PO4 土豆汁 琼脂 1g 0.25g 100mL 15g
分解纤维素的微生物的分离知识点
分解纤维素的微生物的分离知识点分解纤维素的微生物是指能够分解植物纤维素的微生物，包括细菌、真菌和原生动物等。
纤维素分解微生物的分离是研究纤维素降解的关键步骤之一，需要一系列技术手段和实验方法。
以下是关于纤维素分解微生物的分离的一些知识点:1.分离介质的准备：为了分离纤维素分解微生物，需要准备一定的分离介质，常用的包括CMC（羟乙基纤维素钠）、氧化纤维素、纤维素硝酸酯等。
这些介质能够提供纤维素作为微生物的唯一碳源，并通过对媒介上的纤维素降解能力的检测来筛选分解能力强的微生物。
2.样品的收集与预处理：从自然环境中收集样品，如土壤、水体、动物肠道等，作为分离纤维素分解微生物的样品。
对于不同的样品，需要进行不同的预处理步骤，如土壤样品可能需要先进行筛分、稀释等，以获取适合的微生物样品。
3.纤维素分解菌的分离方法：常用的方法有网状过滤法、稀释平板法、涂布法和固体培养法等。
其中网状过滤法是将含有微生物的溶液经过一系列的精细滤网，用含纤维素降解酶活性的培养基滴洒在滤膜上，等待菌落的出现。
稀释平板法是将经过适当稀释后的微生物样品均匀涂布在含有纤维素的固体培养基上，将纤维素分解菌形成的菌落分离开，纯化得到纯种纤维素分解菌株。
涂布法则是将含有微生物的溶液均匀涂布于含有纤维素的涂料上，使纤维素降解菌后来形成的菌落附着在涂料上，然后将涂料悬浮于培养基中，得到分离的纤维素降解菌株。
4.分离纯化：通过以上方法获得菌落后，需要经过反复的分离纯化步骤，包括连续经过固体培养基的孢子形成、接种至液体培养基、分几次进行稀释平板和观察等步骤，以得到单个纯菌株。
5.鉴定和筛选：通过形态学、生理学和生化学方法对分离得到的纤维素分解微生物进行鉴定和分类。
同时，通过测定其纤维素降解酶活性和产生的代谢产物，评估其纤维素分解能力和代谢途径。
此外，还可以使用分子生物学方法，如16SrRNA测序和PCR等，对分离得到的微生物进行进一步的鉴定和分类。
6.构建工程菌株：通过基因工程技术，可以将纤维素降解酶基因导入到高效率发酵菌中，构建高纤维素降解能力的工程菌株，用于工业生产等。
高中生物选修一分解纤维素的微生物的分离
高中生物选修一分解纤维素的微生物的分离
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
①取二支20mL的试管
实验：纤维素酶分解纤维素的实验
②各加入一张滤纸条
③各加入pH4.8物质量为0.1mol/L的醋酸－醋酸钠缓冲液11ml和10ml
甲 乙
④在乙试管中加入1mL纤维素酶
⑤两支试管固定在锥形瓶中放在 140r/min的摇床上振荡1h
⑥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
提示： 本实验的自变量是纤维素酶的有无 自变量的操纵方法是： 在一支试管中添加适量1mL的纤维素酶溶液另一支试管不添加纤维素酶但需加入等量的缓冲液不能加入蒸馏水否则会影响溶液的pH
实验分析：P27的小实验是如何构成对照的
1.取消组合
2.填充颜色
3图标元素
商务 图标元素
商务 图标元素
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
101
102
103
104
105
106
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:
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
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
专题二 课题3 分解纤维素的微生物的分离
（二）纤维素分解菌的筛选 。 1、筛选方法： 筛选方法： 2、筛选纤维素分解菌的原理 刚果红是一种染料，它可以与像 刚果红是一种染料， ， 这样的多糖物质形成 ，但并 不和水解后的 和 发生这 种反应。 种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加 入刚果红时， 入刚果红时，培养基中会出现以 为 中心的 。这样，我们就可以通过 这样， 圈来筛选 。
链接高考
2009年40.【生物 选修1 2009年40.【生物——选修1生物技术实践】（15分） 选修 生物技术实践】 15分 在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外， （1）在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外， 温度 还要考虑______ ______和渗透压等条件。 ______、______和渗透压等条件 还要考虑______、酸碱度 和渗透压等条件。由于该细菌 易培养 具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、______、 具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、______、 生活周期短 ______等优点 因此常作为遗传学研究的实验材料。 等优点， ______等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。 在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染， （2）在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染， 灭菌 需对培养基和培养皿进行________ 消毒、灭菌）； ________（ ）；操 需对培养基和培养皿进行________（消毒、灭菌）；操 消毒 作者的双手需要进行清洗和______ ______； 作者的双手需要进行清洗和______；静止空气中的细菌 可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性， 可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还 损伤DNA DNA的结构 损伤DNA的结构 __________。 能__________。
实验设计
1.实验流程 1.实验流程
分解纤维素的微生物的分离知识
分解纤维素的微生物的分离知识纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。
接下来店铺为你整理了分解纤维素的微生物的分离知识点，一起来看看吧。
分解纤维素的微生物的分离知识点纤维素与纤维素酶(1)棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，木材、作物秸秆等也富含纤维素。
(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。
纤维素最终被水解成葡萄糖，为微生物的生长提供营养。
纤维素分解菌的筛选(1)筛选方法：刚果红染色法。
能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选。
(2)刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。
当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。
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菌为中心的透明圈。
这样，我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
分离分解纤维素的微生物的实验流程土壤取样→选择培养(此步是否需要，应根据样品中目的菌株数量的多少来确定)→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)土壤采集选择富含纤维素的环境。
(2)刚果红染色法分离纤维素分解菌的步骤倒平板操作、制备菌悬液、涂布平板(3)刚果红染色法种类一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，另一种是在倒平板时就加入刚果红。
分解纤维素的微生物的分离知识点：课题延伸对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选后，只是分离纯化的第一步，为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验，纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。
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葡萄糖进行定量的测定。
分解纤维素的微生物的分离
第7课时 分解纤维素的微生物的分离学习目标 1.掌握纤维素酶的种类和作用及纤维素分解菌的筛选方法。
2.理解并掌握纤维素分解菌的筛选过程及刚果红染色法的原理。
3.掌握纤维素酶的测定方法。
一、纤维素分解菌的筛选1．纤维素与纤维素酶 (1)纤维素①基本组成单位：-----------。
②分布：主要分布在植物--------------等器官中。
特别提醒 纤维素的分布、主要性质和作用分布 棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素主要性质 常温下比较稳定，不溶于水及一般有机溶剂；纤维素不具有还原性，但在一定条件下能进行水解反应，产生葡萄糖，故其水解产物具有还原性 作用植物细胞细胞壁的主要成分；一种重要的膳食纤维，具有刺激胃肠蠕动、促进消化液分泌的功能；此外纤维素可用于造纸、纺织、制造炸药等(2)纤维素酶①组成：是一种复合酶，至少包括三种组分，即C 1酶、C X 酶、葡萄糖苷酶。
②作用：纤维素―――――――→C 1酶和C X 酶纤维二糖―――――――→葡萄糖苷酶葡萄糖特别提醒 除自然环境中存在的分解纤维素的微生物外，在草食性动物牛、马、羊等的消化道内，也共生有分解纤维素的微生物，其可产生纤维素酶分解纤维素，而人体没有分解纤维素的能力。
2．纤维素分解菌的筛选 (1)方法：--------------。
①方法一：先培养------------，再加入-------------进行颜色反应。
②方法二：在------------时就加入刚果红。
特别提醒 方法一需要用NaCl 溶液洗去培养基表面浮色后，再进行观察，方法二不需要。
(2)原理纤维素＋刚果红→红色复合物↓纤维素酶纤维二糖和葡萄糖，不能和刚果红形成红色复合物 ↓以--------------心的透明圈1．如何设计实验证明纤维素酶能分解纤维素？提示 设计对照实验。
取两支试管，分别加入等量的滤纸条和缓冲液，在一支试管中加入纤维素酶，另一支试管中加入等量蒸馏水，振荡反应一段时间后，可观察到加入纤维素酶的试管中滤纸条被水解，而加入蒸馏水的试管中滤纸条没有变化。
对“分解纤维素的微生物的分离”一节的两个解惑
ｌ 含 量＼ ｌ ５ － １ ０ ｇ ｌ ｌ ｇ ｝ｏ ． ２ ５ ｇ ｌ １ ５ ｇ １ ０ ０ ｍ Ｌ ｌ
（ 上述物质溶解后定 容到１ ０ ０ ０ ｍＬ ）
２ ． ５ 刚果红染色法筛选产生透明圈的菌落 。教材上提
供 的Ｃ Ｒ 染 色 的方 法 主要有 以下两 种 ：
个甚至多个菌落发生混合 ， 对筛选结果造成影 响 ， 出现 杂 菌。但是此种方法也具有优势的方面 ， 那就是出现透明圈 的菌落基本上就是分解纤维素的细菌形成的。 第二种方法的优势在于操作 比第一种简单 ， 而且不会 出现第一种方法的相关 问题 ； 但是由于培养基 中所用的某 些成分 （ 纤维素粉 、 马铃薯汁等 ） 会含有少 量淀粉 ， 这样 的 话能够分解淀粉的细菌菌落周围也会 出现透明圈 ， 会给最 后的筛选带来麻烦 ， 这是本方法缺陷之一 ； 第二个缺陷是 ， 在微生物 中， 某些菌类是具有分解色素物质功能 的 ， 所 以 当培养基中有这些菌类存在时， 他们 可能会把菌落周围的 Ｃ Ｒ 分解掉 ， 这样的话也会形成透 明圈 ， 同样会对实验结果 带来干扰。 ‘ 由上可见 ， 两种方法都 是各有利 弊 ， 在实 际操作 中到 底选择哪种方法更好一些 ， 还有待进一步探究 。 ３ ． ２ 鉴别培养基加入 了土豆汁 ，问题在于土豆汁中含 有淀粉 ， 淀粉也可以和Ｃ Ｒ 结合成红色物质 ， 这样 分解淀粉 的微生物就会影 响本实验 ， 既然如此 ， 为什 么培养基 中的
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的教育家无不重视兴趣在智力开发 中的作用。 小学数学课堂作业的设计既是一种 教学方法 的体现 和综合运用 ， 同时 ， 所设计的课堂作业又是知识 的载体 、 兴 趣的催化剂 、 能力的膨化剂和情感 的融合剂。只要教师在 教学 中时刻以学生为 中心 ， 以能力提高为本位 ， 以激发兴
人教版生物选修一第二章第三节-分解纤维素的微生物的分离
不能；因为没有加入刚果红。
（2）刚果红染色法
①方法有两种：一种是先__培__养__微___生__物___，再加入刚果红进行 颜色反应；另一种是在__倒___平__板___时就加入刚果红。
方法一 在长出菌落的培养基上，覆盖质量浓度为1mg/mL的CR溶液， 10-15 min后，倒去CR溶液，加入物质的量浓度为1 mol/L的NaCl溶液， 15 min后倒掉NaCl溶液，此时，产生纤维素酶的菌落周围会出现透明圈。
葡萄糖苷酶 _葡__萄___糖____
（3）分布： 并非所有生物都有纤维素酶； 纤维素酶主要存在于分解纤维素的__微__生__物__中，还存在于草食 性动物牛、马、羊等的消化道内的分解纤维素微生物。
思考：还有哪些生物能够产生 纤维素酶呢？
1．下列关于淀粉和纤维素的叙述，正确的是（多选）
√A．纤维素是植物细胞壁的主要成分 √B．淀粉与纤维素中所含的元素完全相同
2、纤维素酶 （1）组成：纤维素酶是一种__复__合__酶____，一般认为它至少包括三
种组分，即_C__1酶____、__C_x_酶____、_葡__萄___糖__苷__酶____ 。能分泌到细胞外 起作用，是一种_胞__外_____酶。
（2）作用：
纤维素
C1酶 Cx酶
_纤__维__二__糖___
富含纤维素的棉花
小麦的秸秆
（3）作用： ①构成植物_细___胞__壁___的主要成分之一； ②是一种重要的_膳__食__纤___维__，能刺激胃 肠蠕动，促进消化液的分泌。 （4）商品纤维素：
水溶性的_羧__甲___基__纤__维__素__钠__（ CMC-Na ）、不溶于水的__微__晶___ 纤维素（Avicel ） 。
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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: （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℃倒臵培养。
鉴别纤维素分解菌的培养基
培养基组成 CMC-Na 5~10g
(水溶性羧甲基纤维素钠)
提供的主要营养物质 碳源
③各加入pH4.8，物质量为0.1mol/L 的醋酸－醋酸钠缓冲液11ml和10ml ④在乙试管中加入1mL纤维素酶 ⑤两支试管固定在锥形瓶中，放在 140r/min的摇床上振荡1h ⑥结果：乙试管的滤纸条消失
甲
乙
讨论：乙试管的滤纸条为什么会消失？甲试管的作用是 什么？
实验分析：P27的小实验是如何构成对照 的？
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？ 将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对 集中，实际上是人工设臵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 ①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。
②制备选择培养基：
③操作：
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。
培养基成分分析
培养基组成
纤维素粉 5g 提供主要的营养物质 碳源（能源） 氮源、无机盐 1.2g 0.5g 无机盐
NaNO3 1g KCl 0.5g KH2PO4 0.9g Na2HPO4· 2O 7H MgSO4 · 2O 7H
酵母膏 水解酵素
0.5g 0.5g
生长因子、碳源、氮源 氮素、生长因子
溶解后，蒸馏水定容至1000mL
水
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 提示：自变量为培养基的种类，即普通培养基和选择 培养基。可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.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。
纤维素
C1酶、Cx酶
纤维二糖
葡萄糖苷酶
葡萄糖
实验：纤维素酶分解纤维素的实验
①取二支20mL的试管
②各加入一张滤纸条
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，其中40%60%能被土壤中能产生纤维素酶的微生物所利用， 不会大量积累。 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。
人类可应用分解纤维素的微生物将秸 秆等废弃物转变成酒精，用纤维素酶处理 服装面料等。
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。只不过，由于酵母膏的含量极少，
因此，只有以纤维素为碳源的微生物才能大量
繁殖。
为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生 物？
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
这两种方法各有哪些优点与不足？
染色法 优点 缺点
颜色反应基本 操作繁琐 方法一 上是纤维素分 刚果红会使菌落之间发生 解菌的作用 混杂 1.产生淀粉酶的微生物也 操作简便不 产生模糊透明圈 存在菌落混 2.有些微生物能降解色素， 杂问题 形成明显的透明圈。
方法二
比较 项目
选 择 培 养 原理 培养基类 型 目的
分解纤维素的微生物 的分离
JLSSY BYH
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。 植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤 维素。其中棉花是自然界中纤维素含量最高 的天然产物。
土壤中某些微生物能够产生纤维素酶,把 纤维素分解为葡萄糖，后再利用。
碳源、氮源、生长因子 无机盐 碳源、生长因子
酵母膏 KH2PO4 土豆汁
1g 0.25g 100mL
琼脂
15g
凝固剂
氢元素、氧1000mL
5.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。 方法一：先 培养微生物，再加入刚果红进 行颜色反应。 方法二：在 倒平板 时就加入刚果红。
二、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。
土壤取样
选择培养
梯度稀释
将样品涂布在鉴别纤 维素分解菌的培养基上
筛选产生透 明圈的菌落
操作步骤
1、土壤取样：
①分布环境 富含纤维素的环境中 ②原因 生物与环境的互相依存关系，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 这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环 境。
筛选原理 实 验 设 计
种类、作用、催化活力 前置染色法 刚果红染色 后置染色法
富含纤维素土壤 增大分解菌含量 染色鉴别
土壤取样 选择培养 纯化培养
涂布培养
分离出分解菌
思考：本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些 异同？ 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 唯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。
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。
6、纯化培养 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。
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。
五、课题延伸
为了确定分离得到的是纤维素分解菌，
发酵产纤维素酶 还需要进行_____________实验，纤维素酶的 发酵方法有______ 发酵和______ 发酵。纤 固体 液体
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。 葡萄糖
课堂总结
分解 纤维 素的 微生 物的 分离 纤维素酶
刚果红可以与纤维素形成 红色复合物，当纤维素被 纤维素酶催化分解后红色 复合物无法形成，培养基 上就会出现以纤维素分解 菌为中心的透明圈
思考：
方法一中NaCl溶液的作用？
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就强！
分解尿素的细菌
纤维素分解菌
原 鉴理 定 培 养 现 观察菌落周围是否有着色的 观察菌落周围是否出现 基 象 环带出现来鉴定尿素分解菌 透明圈来筛选纤维素分解菌 方 刚果红染色法 脲酶检测法 法
在细菌分解尿素的化学反应 中，细菌合成的脲酶将尿素 分解成了氨，氨会使培养基 的碱性增强，pH升高。在培 养基中加入酚红指示剂，如 果pH升高指示剂会变红
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。
比较项目 分解尿素的细菌 选 原理 择 培 养 培养基 基 类型 目的 鉴 原理 定 现象 培 养 方法 基
纤维素分解菌
将细菌涂布在只有 将细菌涂布在只有 尿素做氮源的选择 纤维素粉做碳源的 培养基上 选择培养基上 固体培养基 筛选菌株 液体培养基 选择培养
提示： 本实验的自变量是纤维素酶的有无，自变 量的操纵方法是：在一支试管中添加适量（1mL） 的纤维素酶溶液，在另一支试管不添加纤维素 酶，但需加入等量的缓冲液，不能加入蒸馏水， 否则会影响溶液的pH。
（二）纤维素分解菌的筛选
刚果红染色法 刚果红能与纤维素形成红色复合物，而不与 水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。 当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红 时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复 合物。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，培养基中就会出现 以纤维素分解菌为中心的透明圈，这样我们就 可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。