分解纤维素的微生物的分离

第1部分专题2课题3理解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识点二考向一考向二[自读教材·夯基础]1．纤维素(1)基本组成单位：。(2)含量：是地球上最丰富的类物质。(3)分布：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。葡萄糖多糖棉花元贝驾考金手指驾驶员考试2．纤维素酶(1)组成：纤维素酶是一种，至少包括三种组分，即、和。(2)作用：纤维素――――――→纤维二糖――――――→葡萄糖复合酶C1酶Cx酶葡萄糖苷酶C1酶和Cx酶葡萄糖苷酶(3)实验验证：试管滤纸条缓冲液pH＝4.8纤维素酶(70～80U/mL)条件结果11cm×6cm10mL将两支试管固定在50mL的锥形瓶中，在摇床上以140r/min的转速振荡反应1h21cm×6cmmL111mL完全分解基本无变化3．纤维素分解菌的筛选(1)方法：染色法，常用的有两种，一种是先，再加入进行颜色反应，另一种是在时就加入。(2)原理：刚果红纤维素→复合物――――→纤维素酶培养基中会出现为中心的透明圈，据此筛选刚果红培养微生物刚果红倒平板刚果红以纤维素分解菌红色[跟随名师·解疑难]纤维素分解菌的筛选(1)筛选原理：刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖反应。当纤维素被纤维素酶分解后，该复合物无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。(2)筛选方法：方法一方法二操作先培养微生物，再加入刚果红倒平板时加入刚果红优点显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用操作简便，不存在菌落混杂的问题缺点操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂①由于在纤维素粉、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透明圈较为模糊的假阳性反应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而形成明显的透明圈[自读教材·夯基础]1．实验设计流程(1)土壤取样：选择富含的环境纤维素(2)选择培养①目的：增加纤维素分解菌的确保能够从样品中分离到所需要的②操作方法：将土样加入装有30mL的锥形瓶中，将锥形瓶固定在上，在一定温度下振荡培养，直至培养液变，也可重复选择培养浓度微生物选择培养基摇床1～2d混浊(3)梯度稀释(4)涂布培养：将样品涂布到的培养基上(5)筛选菌株：染色法，挑选产生的菌落鉴别纤维素分解菌刚果红透明圈2．课题延伸——纤维素分解菌的鉴定(1)为确定得到的透明圈中的菌落是纤维素分解菌，需要进行发酵产的实验，纤维素酶的发酵方法有和两种。(2)纤维素酶的测定方法，一般是采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的进行测定。纤维素酶液体发酵固体发酵葡萄糖定量1．在实验过程中，为什么要进行梯度稀释？提示：通过梯度稀释使聚集在一起的微生物分散成单个细菌，在培养基表面形成单个的菌落。2．分离分解纤维素的微生物实验，只是分离纯化的第一步，为确保得到的是纤维素分解菌，还需要做什么工作？提示：还需要进行发酵产纤维素酶的实验。[跟随名师·解疑难]1．纤维素分解菌的筛选过程中所用两种培养基的成分和作用(1)纤维素分解菌的选择培养基：组分含量提供的主要营养物质纤维素粉碳源、能源NaNO3无机盐Na2HPO4·7H2OKH2PO4MgSO4·7H2OKCl酵母膏特殊营养成分、碳源、氮源水解酪素氮源、特殊营养成分上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1000mL5g1g1.2g0.9g0.5g0.5g0.5g0.5g(2)鉴别纤维素分解菌的培养基：组分含量提供的主要营养物质CMCNa5～10g碳源酵母膏1g碳源、氮源、特殊营养成分KH2PO40.25g无机盐琼脂15g凝固剂土豆汁100mL碳源上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1000mL2．纤维素分解菌的筛选过程中所用两种培养基的比较(1)纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基，利用液体培养基能使营养成分充分消耗，以增加纤维素分解菌的浓度。(2)纤维素分解菌的鉴别培养基为固体培养基，因为需要在培养基上形成我们肉眼可见的菌落。(3)在上述选择培养基中能以纤维素作为碳源和能源的微生物可以正常生长，而其他绝大多数微生物不能正常生长；而在上述鉴别培养基中，绝大多数微生物都可以正常生长。[特别提醒](1)判断某个培养基是否具有选择作用时，应设立基础培养基进行对照。(2判断所使用的培养基是否被杂菌污染时，应设立不接种该菌种的培养基进行空白对照。[例1]下列有关刚果红染色法的叙述，不正确的是()A．刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入B．刚果红可以在菌落形成后加入C．在菌落形成前倒平板时加入，刚果红不需要灭菌D．在菌落形成后加入刚果红时，刚果红不需要灭菌．[解析]利用刚果红筛选纤维素分解菌时，刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入，也可以在菌落形成后加入。在细菌菌落形成前倒平板时加入，要进行灭菌，以防杂菌的侵入，影响纤维素分解菌菌落的形成；在菌落形成后加入刚果红，则不需要灭菌。[答案]C[例2]某实验小组欲从土壤中筛选出能分泌淀粉酶的芽孢杆菌，设计实验步骤如下，请给予合理的补充。(1)采样与培养：将采集的土样混匀后称取1g，置于经过________法灭菌处理的________(填“固体”或“液体”)培养基中，28℃振荡培养。(2)接种与选择：为避免培养液中菌体浓度过高，需将培养液进行________处理。之后，将菌液涂布接种于以________为唯一碳源的固体培养基上，30℃条件下培养。为避免污染，需将培养皿呈________状态放置。此外，为排除其他因素的影响，提高实验可信度，本步骤需设计________作为空白对照。(3)筛选与纯化：将适量的碘液滴加在平板中的菌落周围，如果菌落周围的现象是________________，则说明此种菌能够__________________。从平板中挑取实验效果明显的目的菌株，采用________法接种于新的培养基平板上，可对菌株进行进一步的纯化。[解析](1)对培养基的灭菌方式是高压蒸汽灭菌，因为后面要进行涂布，所以应该用液体培养基来培养。(2)减小培养液菌体浓度一般用稀释方法。由于题目要求选出能分泌淀粉酶的芽孢杆菌，所以培养基中的碳源就应只有淀粉。倒置可以减少培养基受污染，为排除其他因素影响，需要设置未接种的空白的培养基作对照组。(3)淀粉被水解，培养基会出现透明圈的现象。用平板划线法来培养，可进一步纯化菌种。[答案](1)高压蒸汽灭菌液体(2)系列稀释(或“梯度稀释”)淀粉倒置未接种的空白培养基(或“接种等量无菌水的培养基”)(3)出现透明圈分泌淀粉酶使淀粉发生水解平板划线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。