纤维素降解菌的分离鉴定及固态发酵条件

第41卷　第4期2006年8月 西　南　交　通　大　学　学　报JOURNAL OF S OUT HW EST J I A OT ONG UN I V ERSI TY

Vol .41　No .4

Aug .2006收稿日期:2005209220

基金项目:四川省应用基础研究资助项目(05JY0292098)

作者简介:张建强(1963-),男,教授,博士生导师,研究方向为环境保护的工程技术,E 2mail:zhjiqicn@home .s wjtu .edu .cn

文章编号:025822724(2006)0420442205

纤维素降解菌的分离鉴定及固态发酵条件

张建强1

,　李亚澜2

,　李　勇

1

(1.西南交通大学环境科学与工程学院,四川成都610031;2.中国科学院成都生物研究所,四川成都

610041)

摘　要:从腐烂稻草、土壤和牛粪等样品中分离到12株能在以C MC 2Na (羧甲基纤维素钠)为唯一碳源的固体培养基上生长的菌株,并从中筛选出1株分解纤维素能力较强的真菌,初步鉴定为脉纹孢菌(N eurospora sp .).通过对其固态发酵条件进行单因素优化试验,初步确定了发酵培养基最佳碳、氮源种类及添加量:稻草粉与麸皮的质量比为9∶1,NH 4NO 30.5%;最适培养条件为:固液比1∶3,接种量1mL,pH 值自然,培养温度30℃,培养时间

96h .该菌株的羧甲基纤维素酶活和滤纸酶活分别达到3551.1和386.7μmol/(g ?h ).

关键词:脉纹孢菌(N eurospora sp .);纤维素酶;固态发酵中图分类号:Q539+.3 文献标识码:A

I nvesti ga ti on i n to Screen i n g,I den ti fy i n g and Soli d 2St a te

Ferm en ta ti on of Cellulolyti c Stra i n s

ZHAN G J ianqiang 1

,　L I Yalan 2

,　L I Yong

1

(1.School of Envir on mental Sci .and Eng .,South west J iaot ong University,Chengdu 610031,China;2.Chengdu

I nstitute of B i ol ogy,Chinese Acade my of Sciences,Chengdu 610041,China )

Abstract :T welve strains were is olated fr om putrid stra w,wood,s oil and cattle feces etc .They can gr ow in a s olid mediu m with (s odium carboxy methyl cellul ose )C MC 2Na as an only carbon s ource .One strain of fungi,p reli m inarily identified as N eurospora sp .,with a str ong ability t o decompose cellul ose was screened fr om the 12strains by a series of experi m ents .The experi m ent of single fact or op ti m izati on about the s olid 2state fer mentati on of this strain was carried out .The research results shows that t o the strain,the op ti m al carbon and nitr ogen s ources are that the mass rati o of stra w t o bran is 9t o 1,and NH 4NO 30.5%;and that the op ti m al conditi ons f or culture are that the inoculum πs size is 1mL,the rati o of s olid t o liquid 1t o 3,culture te mperature ar ound 30℃and cultivating ti m e 96h under the conditi on of a natural pH value .The carboxyl methyl cellulase activity and the filter paper activity of N eurospora sp .are 3551.1and 386.7μmol/(g ?h )res pectively under these op ti m al zy motic conditi ons .

Key words :N eurospora sp .;cellulase;s olid 2state fer mentati on

纤维素是地球上含量最丰富的有机化合物.据不完全统计,全球每年通过光合作用产生的纤维素最高达1.7Tt,其中大部分尚未被合理利用.目前,我国约有一半以上的农作物秸秆在田间地头被白白烧掉[1]

.

可见,利用纤维素酶水解农作物秸秆等废弃物,使其转化为酒精、粮食和化学制品,具有巨大的经济价值和

现实意义.然而,目前用于纤维素酶生产的菌株普遍存在酶活力较低的问题

[2,3]

,因此,筛选高效纤维素分

解菌,确立相应的纤维素酶发酵工艺条件显得尤为重要.本研究在广泛采集样品的基础上,分离、筛选出1株酶活力较高的纤维素分解菌,并对其固体发酵条

第4期张建强等:纤维素降解菌的分离鉴定及固态发酵条件

件进行了单因素优化试验.

1　材料和方法

1.1　样品来源

样品分别为富含纤维素分解菌的腐烂稻草、树叶、朽木条、土壤和牛粪等.采样源包括成都郊区农村、成都长安垃圾填埋场和成都植物园等.

1.2　发酵原料

采自农村的稻草经自然风干后粉碎,过1mm筛;麸皮也粉碎,过1mm筛.

1.3　培养基

(1)C MC(羧甲基纤维素)分离培养基

C MC2Na15.0g,NH4NO31.0g,MgS O4?7H2O0.5g,KH2P O41.0g,H2O1000mL,琼脂2.00%(质量分数;除特别指明外,本文中百分数均为质量分数),pH值自然.

(2)筛选培养基

滤纸条培养基:(NH

4)

2

S O40.10%,KH2P O40.10%,MgS O4?7H2O0.05%,K2HP O40.20%,酵母膏

0.01%,滤纸条(1c m×7c m)1块,pH值自然.

刚果红纤维素培养基:(NH

4)

2

S O40.20%,MgS O4?7H2O0.05%,KH2P O40.10%,NaCl0.05%,C MC2

Na2.00%,刚果红0.02%,琼脂2.00%,pH值自然.

液体产酶培养基:C MC2Na15.0g,NH

4

NO31.0g,MgS O4?7H2O0.5g,KH2P O41.0g,H2O1000mL, pH值自然.

固体产酶培养基:稻草粉90%,麸皮10%(加营养液,比例为5g固体加15mL营养液[4]),pH值自然.

(3)固态发酵培养基

不同比例的稻草粉与麸皮,并加营养液[4].

1.4　目的菌株的分离与鉴定

对分离得到的菌株,采用滤纸条崩解测试、刚果红纤维素平板识别、液体及固体产酶鉴定,进一步筛选出产纤维素酶效果最好的菌株,进行发酵产酶试验.

菌株鉴定参考《真菌鉴定手册》[5].

1.5　固态发酵培养

接种1mL孢子悬液于装有5g固体产酶基础培养基、容积为250mL的锥形瓶中,置于生化培养箱中,以待测的温度和时间进行培养.

1.6　酶活力测定

(1)羧甲基纤维素酶活测定.参照蒋传葵等的方法[6].

(2)滤纸酶活测定.参照邬敏辰等的方法[7].

酶活单位规定:1g纤维素固体酶曲1h水解纤维素生成1μmol葡萄糖,称为1个酶活单位[8].酶活计算公式:

U=600m n

0.5t M

×103,

式中:U为酶活单位,μmol/(g?h);m为由标准曲线查得的葡萄糖质量,mg;n为测定酶活时酶液稀释倍数;0.5为取0.5mL适当质量分数的酶液参加反应;t为恒温时间,m in;M为葡萄糖的摩尔质量,g/mol.

2　试验结果与讨论

2.1　纤维素分解菌的筛选

从样品中共分离到12株菌株,首先对其进行了初筛产酶鉴定,结果见表1.从表1可见,除菌株S W17之外,其余菌株都能不同程度地分解滤纸纤维素,产生还原糖,尤以菌株S W1和S W19的效果最明显.

344

西　南　交　通　大　学　学　报

第41卷

表1　菌株初筛结果

Tab .1　The result of p ri m ary screening of these strains

菌株编号S W 1S W 3S W 12S W 14S W 15S W 17S W 18S W 19T1T2T4T5滤纸失重率/%22.418.520.84.3

1.8

—

3.7

21.72.8

1.3

0.5

19.7刚果红鉴定

+

+

+

±±-

±+

±±±

+

注:+.有明显红色沉淀;±.有红色沉淀,但不明显;-.无红色沉淀.

在随后的复筛产酶鉴定中,选择了S W 1,S W 19,S W 12,T5和S W 35株初筛结果较好的菌株进行试验

研究,结果见表2.从表2可见,固态产酶与液态产酶的结果是一致的,复筛所反映出的菌株产酶情况与初筛结果吻合.综合考虑,选择S W 19作为出发菌株,进行固态发酵条件研究.

表2　菌株复筛结果

Tab .2　Result of the second screening

μmol/(g ?h )

菌株编号

S W 1S W 19S W 12T5S W 3液态产酶羧甲基纤维素酶活

76.0888.8652.2045.4232.46滤纸酶活

21.2424.7813.2610.084.32固态产酶

羧甲基纤维素酶活

247.02296.76186.7290.7864.02滤纸酶活

67.26

94.44

49.26

25.56

16.93

2.2　纤维素分解菌的鉴定

根据《真菌鉴定手册》[5]

,初步鉴定S W 19菌株为脉纹孢菌(N eurospora sp .).2.3　脉纹孢菌的固态发酵条件2.3.1　碳源

图1　稻草粉与麸皮质量比的影响

Fig .1　Effect of different rati os of stra w t o bran on C MC activity 不同比例的稻草粉与麸皮对脉纹孢菌产酶的影响见图1.结果表明,当培养基以稻草粉为主时,适当添加一些麸皮能提高纤维素酶的产量,但如果麸皮添加过多,产量将会降低.若仅用麸皮作为培养基,纤维素酶活力最低.此外,随着培养基中麸皮量的增

加,羧甲基纤维素酶活并未出现规则的变化,而是存在一定的波动.这一方面可能是试验误差所至,另一方面也可能与麸皮成分不稳定有关.总的来说,当稻草粉与麸皮的质量比为9∶1时,羧甲基纤维素酶活力最高,故取9∶1的稻草粉和麸皮作为脉纹孢菌发酵培养基的碳源.2.3.2　氮源

分别采用7种不同氮源培养脉纹孢菌,结果见表3.可见,不同氮源对其产酶的影响差异很大.与对照

相比,(NH 4)2S O 4,NH 4Cl,NH 4NO 3,尿素和蛋白胨对产酶有促进作用,其中又以NH 4NO 3的效果最为明显,而Na NO 3和酵母膏对产酶则有抑制作用.此外,在所研究的范围内,不同质量分数的氮源对产酶的影响非常显著.除蛋白胨(2.0%)以外,其它氮源仅在低质量分数(0.5%)水平时对产酶有促进作用.根据试验结果,取NH 4NO 3的质量分数为0.5%作为脉纹孢菌发酵培养基的氮源较为合适.2.3.3　固液比

调整培养基,对6个不同水平的固液比进行了试验,结果如图2所示.从图2可见,固液比为1∶1与1∶2时酶的产量相差很大;当固液比大于1∶3时,随水量增多,酶产量呈下降趋势.培养基的最适固液比为1∶3(图2).

2.3.4　初始pH 值

调整不同培养基营养液的初始pH 值进行试验,结果见图3.从图3可见,初始pH 值在4.0～7.0之间时,纤维素酶活力差异不显著,其中以pH =5.5左右时最高,且与对照(pH 值自然)相差也不大.因此,制

444

第4期张建强等:纤维素降解菌的分离鉴定及固态发酵条件备培养基时,采用自然pH 值完全能够满足菌株正常生长的需要,实际操作也较方便.

表3　不同氮源对产酶的影响

Tab .3　Effect of nitr ogen s ource on cellulase p r oducti on

氮源

质量分数/%羧甲基纤维素酶活/

(μmol/(g ?h )-1

)

滤纸酶活/

(μmol/(g ?h )-1

)

pH 终值(NH 4)2S O 4

0.5688.38109.386.0尿素

0.5

298.26107.107.2～7.5NH 4Cl

0.5466.2699.186.0NH 4NO 30.53462.72317.106.0Na NO 3

0.5136.1496.967.2蛋白胨2.02029.98217.806.0酵母膏0.5

79.3880.047.2对照值

—

244.50

67.38

7.0

注:试验氮源质量分数为0.5%,1.0%,1.5%和2.0%,表中所例为酶活最大时的质量分数.

2.3.5　接种量

一般地说,酶活与接种量和发酵温度密切相关[9]

,因此,选择适宜的接种量对产酶有促进作用.接种量对固态发酵的影响如图4所示.从图4可见,接种量介于1.0～2.5mL 之间时,酶产量均较高,差异不明显,培养基能为菌株生长提供较充足的营养.因此,选择脉纹孢菌发酵培养的接种量为1mL.2.3.6　培养温度

在众多环境因素中,温度对微生物生长的影响最为显著[10]

.试验选择26,30和34℃培养不同时间后进行酶活测定,结果如图5所示.26℃时,菌株生长缓慢,酶活高峰期出现较晚,约需120h,且其最高酶活偏低;34℃时,菌株生长旺盛,产酶高峰期提前,在72h 左右出现,但最高酶活也偏低,且高温造成菌株过

5

44

644

西　南　交　通　大　学　学　报第41卷早老化,随时间延长,酶活逐渐降低;30℃时,虽然产酶高峰期比34℃时推迟了约24h,但酶活较高,羧甲基纤维素酶活和滤纸酶活最高分别达到3551.1和386.7μmol/(g?h).因此,温度控制在30℃左右,培养96h对脉纹孢菌产酶有利.

3　结　论

从样品中分离得到12株能在以C MC2Na为唯一碳源的固体培养基上生长的菌株,从中筛选出1株分解纤维素能力较强的真菌S W19,初步鉴定为脉纹孢菌(N eurospora sp.).通过对该菌株进行单因素优化试验,初步确定了其最适培养基:稻草粉与麸皮的质量比为9∶1,NH

NO30.5%;最佳培养条件:固液比为

4

1∶3,接种量1mL,培养温度30℃,培养时间96h,pH值自然.菌株的羧甲基纤维素酶活和滤纸酶活分别达到3551.1和386.7μmol/(g?h).

鉴于我国目前用于纤维素酶生产的菌株,其滤纸酶活仅为100μmol/(g?h)[2],脉纹孢菌用于纤维素分解的研究也较少见,且酶活均不高[11],而本研究获得的脉纹孢菌(N eu rospora sp.)具有较强的分解纤维素的能力,因此,应对脉纹孢菌(N eu rospora sp.)分解纤维素进行多因素优化试验,进一步提高其酶活力.

参考文献:

[1]　ROS ANNE M.M easure ment of saccharificati on by cellulase[J].Enzy me and M icr obial Technol ogy,1985(7):5862587.

[2]　迟乃玉,张庆芳,刘长江,等.纤维素酶高产菌株最适发酵条件的研究[J].沈阳农业大学学报,2000,31(4):

3802382.

[3]　W I L KE C R.Preli m inary cost analysis for enzy matic hydr olysis of ne ws p rint[J].B i otechnol ogy B i oengineering Sy mposiu m,

1976(6):1552176.

[4]　郑佐兴,段明星,徐文联,等.高活性纤维素酶菌株的筛选及其产酶条件的研究[J].微生物学杂志,1996,16(1):

35238.

[5]　魏景超.真菌鉴定手册[M].上海:上海科学技术出版社,1979:4452446.

[6]　蒋传葵,金承德,吴仁龙,等.工具酶的活力测定[M].上海:上海科学出版社,1982:79281.

[7]　邬敏辰,李江华.里氏木霉固体发酵生产纤维素的研究[J].江苏食品与发酵,1998(2):226.

[8]　李如亮.生物化学实验[M].武汉:武汉大学出版社,1996:9210.

[9]　CA I J M.Pr oducti on of xylanase by as pergillus niger A3using s olid2state fer mentati on[J].I ndustrialM icr obi ol ogy,1997,27

(3):124.

[10]　沈萍.微生物学[M].北京:高等教育出版社,2000:4262427.

[11]　冯　,王丹,辛丽霞,等.粗糙脉孢菌(N eurospora crassa)产纤维素酶发酵条件研究[J].食品科学,2005:26(1):

67270.

FE NG Xin,WANG Dan,X I N L ixia,et al.Study on fer mentati on conditi ons of cellulase p r oduced by neurospora crassa[J].

Food Science,2005,26(1):67270.

(中、英文编辑:付国彬)

纤维素分解菌的分离和鉴定

纤维素降解菌类的分离与鉴定系列实验 一、实验背景 纤维素就是植物细胞壁主要成分,属于多糖类物质,就是地球上数量最大的可再生资源。如能利用微生物将其转化为生物产品或生物能源,即可缓解能源短缺、解决环境污染,又能形成新的产业。由于在自然界中存在着大量产纤维素酶的细菌与真菌,因而纤维素的生物降解主要依赖于微生物的作用。从20世纪 40-50年代起,针对产纤维素酶的微生物的分离筛选就进行了大量的工作,并逐 步建立起一套较完整的分离筛选方法。迄今为止有关纤维素降解菌分离筛选的研究报导已有很多,如细菌中的生孢噬纤维菌属、噬纤维菌属及纤维单胞菌属等;放线菌由于能形成芽孢,与真菌相比较耐高温与各种酸碱度,故在高温阶段放线菌对分解木质素与纤维素起着重要的作用。主要有诺卡氏菌属、链霉菌属、芽孢杆菌属及小单胞菌属等;真菌中研究较多的就是青霉属、根霉属、曲霉属等,其中以木霉属的菌株纤维素酶活较高。以羧甲基纤维素钠与添加少量葡萄糖作为碳源,培养纤维素酶产生菌株,培养一定时间后,经刚果红染色与稀碱液固定,在菌落周围形成透明水解圈,根据透明圈的大小,快速定性鉴定纤维素酶产生菌酶活大小。与传统纤维素酶活检测方法比较,本方法菌丝生长快,两天后菌落经染色,透明圈边缘清晰,直观性强,与酶活力成一定线性关系。纤维素就是世界上所有植物的组成部分,就是地球上最为丰富且可再生的资源。随着世界能源形势趋于恶化,环境问题日益加剧,利用纤维素生产有高附加值资源的以维持人类可持续发展的研究方向近年来逐步成为科学研究的热点方向。利用微生物将纤维素、半纤维素降解转化为生物产品或生物能源即可缓解能源短缺、解决环境污染,又能形成新的产业。因此分离与筛选高酶活性的菌株就是有效利用纤维素物质的关键。 二、实验目的 从目标试样中分离筛选出具有降解纤维素能力的菌株。 三、实验材料: 1、样品的采集 1)风干土样E4-1、E2-6、 E2-6试样。 2)潮湿土样E4-1、E2-6、 E2-6试样。 3)牛粪样品2份

分解纤维素的微生物的分离习题

《分解纤维素的微生物的分离》 1.下列有关微生物培养与应用的说法正确的是( ) A．天然培养基是指直接取自自然界不需加工的培养基 B．接种前需对培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手等进行严格的灭菌处理 C．大肠杆菌的纯化培养过程包括培养基的配制和纯化大肠杆菌两个阶段 D．分离分解尿素的细菌时，尿素是培养基中唯一的氮源和碳源 2.微生物与人类生产、生活密切相关，下列相关说法不合理的是( ) A．土壤中的微生物能降解多种化合物，是大自然的清洁工 B．生活中许多发酵产品需要微生物，如酿醋需要的关键细菌是酵母菌 C．可利用能分解纤维素的微生物分解秸秆，并将其产物转化为乙醇 D．许多微生物也可导致人类患病 3.微生物(除病毒外)需要从外界吸收营养物质，并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是( ) A．纤维素分解菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的 B．许多微生物(如细菌、放线菌)为原核生物，不含线粒体，所以只进行无氧呼吸，为厌氧型生物 C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的生长越有利 D．生长因子通常是微生物生长必需的，而微生物本身合成这些物质的能力往往不足 4.苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物，某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如下图所示，①为土壤样品。下列相关叙述错误的是( ) A．使用平板划线法可以在⑥上获得单个菌落

B．如果要测定②中的活细菌数量，常采用稀释涂布平板法 C．图中②培养目的菌株的选择培养基中应加入苯酚作为碳源 D．微生物培养前，需对培养基和培养皿进行消毒处理 5.要将从土壤中提取的自生固氮菌与其他细菌分离开来，应将它们接种在( ) A．含五大类营养物质的培养基上B．加入某种指示剂的鉴别培养基上 C．含蛋白胨等营养物质的培养基上D．无氮的选择培养基上 6.下列关于分离纤维素分解菌的实验的叙述，错误的是( ) A．经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上 B．选择培养这一步可省略，但培养纤维素分解菌少 C．经稀释培养后，用刚果红染色 D．对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上 7.鉴别培养基是根据微生物的代谢特点在培养基中加入一些物质配制而成的，这些物质是( ) A．指示剂或化学药品B．青霉素或琼脂C．高浓度食盐D．维生素或指示剂8.在加入刚果红的培养基中会出现透明圈，产生的透明圈是( ) A．刚果红与纤维素形成的复合物B．刚果红与纤维二糖形成的复合物 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 9.在分离分解纤维素的微生物实验中，下列关于土壤取样的叙述，不正确的是( ) A．可选取深层的土壤作为样品 B．可选取树林中多年落叶的腐殖土作为样品 C．可选取树林中多年积累的枯枝败叶作为样品 D．可把滤纸埋在土壤中经过30 d左右，再选取已腐烂的滤纸作为样品 10.下列有关纤维素分解菌分离实验的说法中，不正确的是( ) A．通常采用刚果红染色法筛选纤维素分解菌

纤维素分解菌的筛选填空

分解纤维素的微生物的分离 一 基础知识 1. 纤维素是一种由 相连而成的高分子 类化合物，是植物 （细胞结构）的主要成分之一， __________是自然界中纤维素含量最高的天然产物。植物产生的纤维素在 的催化作用下分解。 2.完成下列过程 3．筛选纤维素分解菌的方法是 ，简称（ ）。该方法可以通过 反应直接筛选。 4．原理：刚果红与纤维素形成 ，当纤维素被 分解后，红色复合物无法形成，出现以 ________ 为中心的 ，我们可以通过 来筛选纤维素分解菌。 二 实验设计 1. 实验流程 【思考】本课题实验流程与课题2中的实验流程有哪些异同 ________________________________________________________________________________________________ 2. 实验操作要点 （1） 土壤取样 选择____________________环境，因为_______________________________.还可以将滤纸埋进土壤，这样做是为了___________________________________________. （2）选择培养 步骤：a.制备选择培养基：参照课本旁栏中的比例配制 该培养基从物理性质方面属于_______培养基，如何起到选择作用_______________________,怎么证明培养基 是否起到选择作用________________________________________________________ . b.选择培养的操作方法 c.目的：_________________________________________________________________________. 【思考】为什么选择培养能“浓缩”所需要的微生物 ______________________________________________________________________________________ (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 a.制备培养基 b.接种菌液 （5）挑选产生透明圈的菌落 刚果红染色，挑选产生透明圈的菌落 常用的刚果红染色方法两种，一中是先_____________,再加入刚果红进行________反应，另一种是在___________就加入刚果红。 三 课题延伸 1．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。 2．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。

【人教版】生物选修一：2.3分解纤维素的微生物的分离教案设计

专题2 微生物的培养与应用 课题2.3 分解纤维素的微生物的分离 一、【课题目标】 （一）知识与技能 简述纤维素酶的种类及作用，从土壤中分离出分解纤维素的微生物；掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术 （二）过程与方法 分析分离分解纤维素的微生物的实验流程，弄懂实验操作的原理 （三）情感、态度与价值观 领悟科学探究的方法，发展科学思维和创新能力 二、【课题重点】 从土壤中分离分解纤维素的微生物 三、【课题难点】 从土壤中分离分解纤维素的微生物 四、【教学方法】 启发式教学 五、【教学工具】 多媒体课件 六、【教学过程】 （一）引入新课 上节课我们探讨学习了土壤中尿素分解菌的分离与计数，这节课我们以纤维素分解菌的分离与纯化为例，巩固加深对这方面技术的理解和掌握。 （二）进行新课 1．基础知识 活动1：阅读“纤维素与纤维素酶”，回答下列问题： 1．1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。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。 延伸：草食性动物是怎样消化食物中纤维素的？肠胃中的共生物生物。 1．2棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。纤维素的分解需要在纤维素酶的催化作用下完成，请完成下列过程： 〖思考1〗实验分析：P27的小实验是如何构成对照的？ 在一支试管中添加纤维素酶，另一支试管不添加纤维素酶；尽管醋酸－醋酸钠缓冲液用量不同，但都能维持相同的pH。 〖思考2〗1个酶活力单位是指在温度为 25 ℃，其它反应条件最适宜情况下，在 1 min内转化 1mmol 的底物所需要的酶量。 活动2：阅读“纤维素分解菌的筛选”，回答下列问题： 1．3筛选纤维素分解菌的方法是刚果红染色法。该方法可以通过颜色反应直接筛选。 2．4其原理是：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分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。 2．实验设计 活动3：完成实验方案流程图，讨论回答问题：

纤维素分解细菌的分离和鉴定

纤维素分解细菌的分离和鉴定 一．实验目的： 1.研究低温环境下纤维素降解细菌的分离与鉴定． 2.采用低温培养的方法从秸秆堆肥中筛选出3株分解纤维素的细茵。 3.通过PCR克隆这3株茵的16s rDNA并与相似菌株做比对．进一步构建分子进 化树．来研究其分类情况。 4.综合其个体形态、茵落形态、生理生化特征、16S rDNA发育树构建结果等分 类依据。 二．实验原理： 细菌进行化能异养、短杆状、无出芽分裂、好氧、革兰氏染色阴性．无芽孢、无丝状菌体、有细胞壁且能独立生存。应为其第二部分滑动细菌或第七部分的假单胞菌类。由于滑动细菌能在“固体表面和汽一水交界面缓慢滑动”，故其固体菌落边缘应不整齐，且其一般形成亮色肉眼可见的子实体。将灭菌的滤纸蘸取无菌生理盐水后贴在已凝固的平板上，用接种环蘸取土样，点样在平板滤纸上，15℃下培养10 d。用接种环从有滤纸水解透明圈的单菌落处刮取细菌，在贴有滤纸的初筛平板上划线，计数并且观察。 三、实验仪器： 1、材料试验材料为背阴处长时间堆放的秸秆堆肥表层； 2、培养基：初筛培养基。浓缩10倍的赫奇逊固体无机盐培养基”。：啦嘞1．00 g，MgS04·7H20 0．30 g，NaCl 0．10 g，F'eCl3O．0l g，NaN03 2．50 g，CaCi2 0．10 g，琼脂18．00 g，蒸馏水l000lnl，pH值7．0～7．2．121℃灭菌20min。无淀粉滤纸(浙江富阳纸厂)用浓度l％的醋酸浸泡一夜后用浓度2％的Na-2C03水溶液洗至中性，晾干备用。把上述处理过的滤纸剪成直径约为8 ca的圆形滤纸片．放在干净的平皿中，用报纸包好．采用湿热的方法灭菌； 3、复筛培养基。浓缩10倍的赫奇逊固体无机盐培养基：啦P04 1．009，m．庐04‘7H200．309。NaO 0．109．FeCl30．01g，NaN03 2．50 g．CaCl20．10g，羧甲基纤维素钠lO．00 g，琼脂18．00g，蒸馏水10130ml，pH值7．0—7．2，121℃灭菌20 min。 4、牛肉膏蛋白胨固体培养基； 5、生理生化特征鉴定培养基。 四、实验步骤： 1、菌种分离 菌种初筛。将灭菌的滤纸蘸取无菌生理盐水后贴在已凝固的平板上，用接种环蘸取土样，点样在平板滤纸上，15℃下培养10 d。用接种环从有滤纸水解透明圈的单菌落处刮取细菌，在 贴有滤纸的初筛平板上划线，15℃下培养10 d。重复此操作至菌种初步纯化。 2、菌种复筛。 用接种环从已初步纯化的初筛平板上滤纸水解透明圈的菌落处，刮取菌种在复筛平板上划线，15℃下培养7 d，得到单菌落。将分离纯化的单菌落回接到初筛培养基上，观察其对滤纸的分解。将分离到的单菌落接种到牛肉膏蛋白胨培养基上。15℃下培养7 d,4℃保留菌种或用作各种鉴定。

纤维素分解菌的筛选填空

2.3 分解纤维素的微生物的分离 一 基础知识 1. 纤维素是一种由 相连而成的高分子 类化合物，是植物 （细胞结构）的主要成分之一， __________是自然界中纤维素含量最高的天然产物。植物产生的纤维素在 的催化作用下分解。 2.完成下列过程 3．筛选纤维素分解菌的方法是 ，简称（ ）。该方法可以通过 反应直接筛选。 4．原理：刚果红与纤维素形成 ，当纤维素被 分解后，红色复合物无法形成，出现以________ 为中心的 ，我们可以通过 来筛选纤维素分解菌。 二 实验设计 1. 实验流程 【思考】本课题实验流程与课题2中的实验流程有哪些异同？ ________________________________________________________________________________________________ 2. 实验操作要点 （1） 土壤取样 选择____________________环境，因为_______________________________.还可以将滤纸埋进土壤，这样做是为了___________________________________________. （2）选择培养 步骤：a.制备选择培养基：参照课本旁栏中的比例配制 该培养基从物理性质方面属于_______培养基，如何起到选择作用_______________________,怎么证明培养基 是否起到选择作用________________________________________________________ . b.选择培养的操作方法 c.目的：_________________________________________________________________________. 【思考】为什么选择培养能“浓缩”所需要的微生物？ ______________________________________________________________________________________ (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 a.制备培养基 b.接种菌液 （5）挑选产生透明圈的菌落 刚果红染色，挑选产生透明圈的菌落 常用的刚果红染色方法两种，一中是先_____________,再加入刚果红进行________反应，另一种是在___________就加入刚果红。 三 课题延伸 1．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。 2．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。 【练习题】某同学在做微生物实验时，不小心把圆褐固氮菌和酵母菌混在一起。该同学设计下面的实验，分离得纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌。 (1)实验原理：圆褐固氮菌是自生固氮菌，能在无氮培养条件下生长繁殖而酵母菌则不能；青霉素不影响酵母菌的生长繁殖，而会抑制圆褐固氮菌的生长繁殖。 (2)材料用具：（略） (3)主要步骤：①制备两种培养基，一种是 培养基，另一种是 培养基，将两种培养基各自分成两份，依次标上A 、a 和B 、b 。 ②分别向A 、B 培养基中接种混合菌，适宜条件培养了3—4天。 ③分别从A 、B 培养基的菌落中挑取生长良好的菌并分别接种到a 、b 培养基中，适宜条件下培养3—4天。 (4)请同答：①将题中的空处填充完整： 培养基和 培养基。 ②本实验中，根据上述原理配制的培养基的类型属于 培养基。 ③根据所需目的配制上述培养基时除营养要协调外还应注意 。 ④实验步骤中第③步的目的是 。 ⑤圆褐固氮菌与酵母菌在结构上的主要差异为 。 ⑥青霉素抑制圆褐固氮菌的生长繁殖，其作用机理是破坏或抑制其细胞壁的形成。请据此推测不影响酵母菌 等真菌生长繁殖的原因是______________________________________________________________.

纤维素分解菌的分离和鉴定教学提纲

纤维素分解菌的分离 和鉴定

纤维素降解菌类的分离与鉴定系列实验 一、实验背景 纤维素是植物细胞壁主要成分，属于多糖类物质，是地球上数量最大的可再生资源。如能利用微生物将其转化为生物产品或生物能源，即可缓解能源短缺、解决环境污染，又能形成新的产业。由于在自然界中存在着大量产纤维素酶的细菌和真菌，因而纤维素的生物降解主要依赖于微生物的作用。从20世纪40-50年代起，针对产纤维素酶的微生物的分离筛选就进行了大量的工作，并逐步建立起一套较完整的分离筛选方法。迄今为止有关纤维素降解菌分离筛选的研究报导已有很多，如细菌中的生抱噬纤维菌属、噬纤维菌属及纤维单胞菌属等；放线菌由于能形成芽抱，与真菌相比较耐高温和各种酸碱度，故在高温阶段放线菌对分解木质素和纤维素起着重要的作用。主要有诺卡氏菌属、链霉菌属、芽抱杆菌属及小单胞菌属等；真菌中研究较多的是青霉属、根霉属、曲霉属等，其中以木霉属的菌株纤维素酶活较高。以羧甲基纤维素钠和添加少量葡萄糖作为碳源，培养纤维素酶产生菌株，培养一定时间后，经刚果红染色和稀碱液固定，在菌落周围形成透明水解圈，根据透明圈的大小，快速定性鉴定纤维素酶产生菌酶活大小。与传统纤维素酶活检测方法比较，本方法菌丝生长快，两天后菌落经染色，透明圈边缘清晰，直观性强，与酶活力成一定线性关系。纤维素是世界上所有植物的组成部分，是地球上最为丰富且可再生的资源。随着世界能源形势趋于恶化，环境问题日益加剧，利用纤维素生产有高附加值资源的以维持人类可持续发展的研究方向近年来逐步成为科学研究的热点方向。利用微生物将纤维素、半纤维素降解转化为生物产品或生物能源即可缓 解能源短缺、解决环境污染，又能形成新的产业。因此分离和筛选高酶活性的 菌株是有效利用纤维素物质的关键。

分解纤维素的微生物的分离教案

专题2课题3：分解纤维素的微生物的分离 【课程标准】 1．简述纤维素酶的种类及作用 2．从土壤中分离出分解纤维素的微生物 3．讨论分解纤维素的微生物的应用价值。 【课题重点】 从土壤中分离分解纤维素的微生物。 【课题难点】 从土壤中分离分解纤维素的微生物。 【基础知识】 1．是纤维素含量最高的天然产物。 2．纤维素酶是一种酶，它至少包括三种组分，即，，。前两种酶使纤维素分解为，第三种酶将纤维素分解为。 3。纤维素分解菌的筛选方法是利用。 4。刚果红染色法的原理是。 5．分解纤维素的微生物的分离的试验流程是、、、、6．鉴别培养基用于菌种的鉴别，其中加入可以鉴别出 出现的现象是。 7．选择培养的操作方法是 。 8．常用的刚果红染色法有两种即 。 9．分解纤维素的微生物的分离实验完成后为确定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两种即、。 10．分解纤维素的微生物的分离实验中要选择样品进行分离纤维素分解菌，该样品的特点是、。作出这种选择的理由是。 11．选择培养能够浓缩所需微生物，原因是。 12．分解纤维素的微生物的分离与土壤中分解尿素的细菌的分离流程有何区别？ 13．刚果红染色法有两种，这两种的主要优缺点是什么？

【跟踪练习】 1．下列生物能分解纤维素的是（） （1）人（2）兔（3）牛（4）蘑菇（5）纤维杆菌 A（1）（2）（3）（4）（5）B（2）（3）（5） C （2）（3）（4）（5）D（3）（5） 2．纤维素分解菌的培养基中胶木膏能提供的主要营养物质是（） （1）碳源（2）氮源（3）生长因子（4）无机盐 A（3）B（1）（2）C（1）（2）（3）D（1）（2）（3）（4） 3．从土壤中筛选蛋白酶产生菌时，所用培养基为（） A加富培养基 B 选择培养基 C 基础培养基D鉴别培养基 4．分离土壤中纤维素分解菌用到的方法是（） （1）稀释倒平板法（2）涂布平板法（3）单细胞挑取法（4）选择培养分离A（1）（2）B（2）（3）（4）C（2）（3）D（1）（3）（4） 5．鉴别纤维素分解菌的培养基中碳源为（） A CMC-Na B 木聚糖 C 纤维素 D 裂解酶 6．在酸性贫瘠的土壤中分解纤维素占优势的菌为（） A真菌 B 细菌 C 兼性厌氧细菌和真菌 D 放线菌 7．CX 酶能水解（） A纤维素和CMC-Na B纤维素和果胶 C纤维二糖和微晶纤维D麦芽糖和蔗糖 8．在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是（） A分解尿素的细菌 B 消化细菌 C 分解纤维素的细菌 D 乳酸菌 9．在对纤维素分解菌进行培养时，培养基中酵母膏的主要作用是（） A提供碳源 B 提供氮源 C 提供微生素 D 凝固剂 10．要将能分解纤维素的细菌从土壤中分离出来，应将它们接种在( ) A 加入指示剂的鉴别培养基上 B 含有蛋白胨的固体培养基上 C 只含纤维素粉无其他碳源的选择培养基上 D 含四大营养素的培养基上 11．纤维素分解菌选择培养基的选择作用原因在于（） A 硝酸钠 B 氯化钾 C 酵母膏 D 纤维素粉 12．选择培养的结果，培养液变（） A 清澈 B 浑浊 C 红色 D 产生透明圈 13．在对纤维素分解菌进行选择培养时用液体培养基的目的是（） A 可获得大量菌体 B 纤维素分解菌适宜在液体培养基上生长 C 可以充分利用培养基中的营养物质 D 可获得高纯度的纤维素分解菌

分解纤维素菌种的筛选

分解纤维素菌种的筛选 张　功　峥　嵘 (内蒙古师范大学生物系) 摘　要:本文通过平皿分离、摇瓶培养 、固态发酵等步骤,从8种微生物中筛选出分解纤维素能力和蛋白质合成能力强的菌种——毛壳菌。 关键词:分解纤维素;菌种;筛选 我国每年的农作物秸杆如麦秸、稻草、玉米秸、高梁秸、豆秸等约8亿吨之多〔1〕。这些秸杆饲料中粗纤维的主要成份是木质素、纤维素、半纤维素和果胶物质,它们都属于家禽、家畜难以直接消化或消化率低的粗纤维物质〔2〕。 本研究的目的是筛选出不仅能分解纤维素,且可提高蛋白含量的菌种,利用简单、经济、可操作性强的微生物发酵技术,将纤维素物质转化成糖和蛋白质,提高秸杆的营养价值,开辟秸杆利用的新途径。 1　材料和方法111　材料 11112　供试秸杆:新鲜、无霉变晒干后的玉米秸杆 和小麦秸杆。 11112　供试菌种:部分由中科院微生物所菌种保藏 中心购得,另一部分由本实验室提供,包括:绿色木霉〔T richoderm a viride Pers .ex F r .〕、白地霉〔Geo trichum candidum L ink 〕、藤仓赤霉〔Gibberel 2la fu jiku ro i (Ss w .)W o llenw 〕、球毛壳菌 〔Chaetom ium globo sum kunze ex Fx .〕 、紫孢侧耳〔P leu ro tu s sap idu s (Schu l 2.)Sacc 〕 、纤维单胞菌〔Cellu lom ono s 〕、黑曲霉〔A sp ergillu s n iger 〕、匍匐青霉〔Pen icillium decum ben s 〕 。11113　培养基:a 1平皿中培养基以羧甲基纤维素 钠(C M C —N a )代替查氏培养基中碳源蔗糖,其余配方不变;b 1摇瓶培养基:(N H 4)2SO 4215g ,KH 2PO 4015g ;K 2H PO 4014g ,M gSO 40105g ,玉米秸杆粉3g , 麸皮2g ,水150m l ,pH 自然;C 1固态培养基:50g 干料中90%的粉碎的秸杆粉,10%麸皮,(N H 4)2SO 45g ,KH 2PO 41g ,K 2H PO 40.8g ,M gSO 40.1g ,水150m l 。其中供试秸杆有两种,即玉米和小麦 秸杆。2　方法211　平皿筛选 将平皿培养基倒入24个已灭菌的平皿,待凝固后,分别接入供试菌,每种菌接3个平皿,置于恒温培养箱30℃培养3～5天后,用刚果红染色,再用N aC l 稀溶液冲洗平板,能产生纤维素酶的菌落周围 会变成清晰的白色半透明圈。分别观察平皿菌落周围水解C M C —N a 半透明圈直径的大小,结果见表1。 212　摇瓶培养 将供试菌种从平皿培养基上挑取,分别接入8个摇瓶培养基内,在32℃,摇床振幅8c m ,转速190r m in ,连续发酵培养72小时。 表1　 半透明圈直径比较 单位:c m 绿色木霉藤仓赤霉白地霉球毛壳菌紫孢侧耳纤维单胞菌黑曲霉青霉 直径 211 114 115 210 214 112 113 214 213　固态浅层培养 接种量按固体培养料干重的10%,将每种供试菌摇瓶培养液接入2种已灭菌的固体培养料中,分别混匀后在浅盘中堆成4c m 厚,在31℃相对湿度90%条件下发酵5天。 214　发酵前后固体培养料的组分测定 6 7内蒙古科技与经济 2000年文献版

《分解纤维素的微生物的分离》导学案

《课题3 分解纤维素的微生物的分离》导学案 【学习目标】 1．简述纤维素酶的种类及作用； 2．从土壤中分离出分解纤维素的微生物，了解这类微生物的应用； 3．能掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。 【学习重点】从土壤中分离分解纤维素的微生物。 【学习难点】从土壤中分离分解纤维素的微生物。 【预习指导】课前通过阅读教材、查阅教辅资料、交流，初步完成下列问题。 【学习过程】 一、基础知识: 活动1：阅读P27“课题背景”和“纤维素与纤维素酶”，回答下列问题： 1、纤维素是一种由首尾相连而成的化合物，是含量最丰富的多糖类物质。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。 2、是自然界中纤维素含量最高的天然产物。纤维素的分解需要在酶的催化作用下完成，请完成下列过程： 3．1个酶活力单位是指在温度为℃，其它反应条件最适宜情况下，在min 内转化 的底物所需要的酶量。 4、P27小实验：通过设置对照实验体会纤维素酶的作用。分析课本是如何设置对照的？ 活动2 ：阅读P28“纤维素分解菌的筛选”，回答下列问题： 1、筛选纤维素分解菌的方法是。该方法可以通过反应直接筛选。 2、其原理是：刚果红可以与纤维素形成，当纤维素被 _分解后，红色复合物无法形成，出现以为中心的，我们可以通过是否来筛选纤维素分解菌。 二、实验设计 实验方案流程图： 活动3：阅读资料一“土壤取样”，回答下列问题： 土壤取样：纤维素分解菌大多分布在的环境中。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。 〖思考1〗为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？ 〖思考2〗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？ 活动4：阅读资料二“选择培养”，回答下列问题：

【人教版】生物选修一：2.3《分解纤维素的微生物的分离》课后习题(含解析)

【优化设计】2018-2019学年高中生物专题2 课题3 分解纤维素的微生物的分离课后习题（含解析）新人教版选修1 课时演练·促提升 A.C1酶和C X酶 B.C1酶和葡萄糖苷酶 C.C X酶和葡萄糖苷酶 D.C1酶、C X酶和葡萄糖苷酶 解析:纤维素酶包括C1酶、C X酶和葡萄糖苷酶,能将纤维素分解成纤维二糖的是C1酶和C X酶。 答案:A 2.纤维素分解菌的选择培养基和鉴别培养基按物理性质划分,分别属于( ) A.固体培养基固体培养基 B.固体培养基液体培养基 C.液体培养基液体培养基 D.液体培养基固体培养基 解析:纤维素分解菌的选择培养基没有加入凝固剂琼脂,属于液体培养基。纤维素分解菌的鉴别培养基含琼脂,属于固体培养基。 答案:D 3.加工橘子罐头,采用酸碱处理脱去中果皮(橘络),会产生严重污染。目前使用酶解法去除橘络,可减少污染。下列生长在特定环境中的4类微生物,不能大量产生所用酶的有( ) A.生长在麦麸上的黑曲霉 B.生长在酸奶中的乳酸菌 C.生长在棉籽壳上的平菇 D.生长在木屑上的木霉 解析:橘络的主要成分是纤维素,将其分解要用纤维素酶,麦麸、棉籽壳、木屑的主要成分也是纤维素,生长在这三种成分上的黑曲霉、平菇、木霉肯定能产生纤维素酶,所以可以利用。而乳酸菌的培养基为牛奶,其主要成分是蛋白质,不含纤维素,所以乳酸菌不能产生纤维素酶。 答案:B 4.分解纤维素的微生物的分离实验的具体操作步骤是( ) ①土壤取样②将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上③挑选产生透明圈的菌落④选择培养⑤梯度稀释 A.①④⑤②③ B.①⑤②④③ C.①⑤④③② D.①③⑤④② 解析:为了增加分解纤维素的微生物的浓度,在土壤取样后,要进行选择培养,然后再通过梯度稀释并将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上培养一段时间,挑选产生透明圈的菌落即可。 答案:A 5.“筛选”是分离和培养生物新类型常用的手段,下列有关技术中不能筛选成功的是( ) A.在全营养的普通培养基中,筛选大肠杆菌 B.在尿素为唯一碳源的固体培养基中,筛选能够分解尿素的微生物 C.用纤维素为唯一碳源的培养基,筛选能分解纤维素的微生物 D.在培养基中加入不同浓度的氯化钠,筛选抗盐突变体植物 解析:全营养的普通培养基上可生长多种细菌,筛选不到纯的大肠杆菌。 答案:A 6.在分离分解纤维素的微生物实验中,关于土壤取样的叙述不正确的是( ) A.可选取深层的土壤作为样品 B.可选取树林中多年落叶形成的腐殖土作为样品 C.可选取树林中多年积累的枯枝败叶作为样品 D.可把滤纸埋在土壤中经过30天左右,再选取已烂的滤纸作为样品 解析:深层土壤中纤维素含量少,纤维素分解菌的数量也少。 答案:A 7.下列有关培养基和菌种鉴定的叙述,不正确的是( ) A.分离纯化微生物常用的是固体培养基 B.可利用固体培养基上菌落的特征来判断和鉴别细菌的类型 C.利用含刚果红的培养基上是否形成透明圈来筛选纤维素分解菌

纤维素分解菌的筛选和研究论文 - 附件

大庆师范学院本科生学业论文 纤维素分解菌的筛选与研究 院(部)、专业生命科学学院生物技术 研究方向微生物学分子生物学 学生姓名何俊辉 学号201001122579 指导教师姓名徐晶雪曲丽娜 指导教师职称助理实验师 2012年12月24日

摘要 目前，全球能源和环境向人类提出挑战之时，开发利用可再生性资源已成为人类发展中的紧迫课题。纤维素是自然界中存在的最廉价、最丰富的天然可再生资源,存在许多高能氢键。对纤维素分解菌的研究无疑是获得能源的另一种途径。本实验通过对土样中菌株的筛选，分离出具有一定纤维素酶活力的微生物。在此过程中对纤维素分解菌进行研究。通过分子生物学的技术手段提取产纤维素酶的基因进行PCR扩增、DNA转化，把目的基因整合到受体菌株上，从而得到能分解纤维素的重组型菌种。 关键词：纤维素分解菌；分离筛选；重组菌株 Abstract At present, the global energy and environmental challenge to human, the development and utilization of renewability resource has become the urgent task of human development. Cellulose is the most cheap and abundant natural renewable resources in nature. It has many high energy hydrogen bond. To research cellulose decomposition microbes is undoubtedly another way to get energy. The experiment based on the soil samples were selected and isolate certain cellulose enzyme activity of microbes. In the process of cellulose decomposition microbes were studied. Through the molecular biology technology extraction yield of cellulose enzyme gene PCR amplification, DNA transformation, Integrating the purpose gene into the receptor strain, which can get restructuring cellulolytic strains. Key words：Cellulose decomposition microbes; Separation screening; Recombinant strains.

纤维素降解菌

那些是植物结构多糖，是细胞壁的主要成分。通过对降解纤维素微生物发生的分析。可知具有降解纤维素能力的微生物分布在细菌、放线菌、和真菌的许多菌属中，其中真菌被认为是自然界中有机质特别是纤维素物质的主要降解者、 降解纤维素微生物种类 木质素的存在 木质素（lignin ）与纤维素及半纤维素共同形成植物体骨架，是自然界中在 数量上仅次于纤维素的第二大天然高分子材料，据估计全世界每年可产生600 万亿吨[18] 。木质素是植物的主要成分之一，它是植物细胞胞间层和初生壁的主 要填充物，其产量是仅次于纤维素的最为丰富的有机物，通常在木质细胞中占 15%～30%。从化学结构看[19]，针叶树的木质素主要由松柏醇的脱氢聚合物构成 愈创木基木质素；阔叶树的木质素由松柏醇和芥子醇的脱氢聚合物构成愈创木 基紫丁香基木质素；而草本植物则是由松柏醇、芥子醇和对香豆醇的脱氢聚合 物和对香豆酸组成因而使木质素成为结构复杂、稳定、多样的生物大分子物。 木质素依靠化学键与半纤维素连接，包裹在纤维之外，形成纤维素。植物组织 由于木质素存在而有了强度和硬度。 在生活生产中，大部分的木质素被直接排放，不仅浪费了这种宝贵的资源，

还对周围环境产生巨大影响，因此研究木质素的降解和利用越来越成为热门的 课题。 绿色植物占地球陆地生物量的95% ，其化学物质组成主要是木质素、纤维素和半纤维素，它们占植物 ［］ 干重的比率分别为15%~20%,45%和20% 农作物秸杆是这类生物质资源的重要组成部分，全世界年 产量为20 多亿吨，而我国为 5 亿多吨但是，要充分、有效地利用这类资源却相当困难，这是由于秸秆产量 ! B ' 随季节变化，且量大、低值、体积大、不便运输，大多数动物都不能消化其木质纤维素，自然降解过程又极其 缓慢，导致大部分秸秆以堆积、荒烧等形式直接倾入环境，造成极大的环境污染和浪费' 存在于秸秆中的非水溶性木质纤维素很难被酸和酶水解，主要是因纤维素的结晶度、聚合度以及环绕 着纤维素与半纤维素缔合的木质素鞘所致'木质素与半纤维素以共价键形式结合，将纤维素分子包埋在其 中，形成一种天然屏障，使酶不易与纤维素分子接触，而木质素的非水溶性、化学结构的复杂性，导致了秸 秆的难降解性'所以，要彻底降解纤维素，必须首先解决木质素的降解问题'因此，秸秆利

生物选修1分解纤维素的微生物的分离(教学设计)

2.3 分解纤维素的微生物的分离教学设计 ●课标要求 探讨微生物的利用。观察并分离土壤中能分解纤维素的微生物，观察该微生物能否分解其他物质，讨论这类微生物的应用价值。 ●课标解读 1．简述纤维素酶的种类及作用。 2．从土壤中分离出分解纤维素的微生物，讨论这类微生物的应用价值。 ●教学地位 本课题在学习前面两个课题的基础上，增加了富集培养及鉴别纤维素分解菌这两个步骤，对于前两个课题学习的无菌操作技术、选择培养技术都有应用，因此学习本课题除了复习前面两个课题的相关内容外，还需重点学习鉴别培养基等知识。 ●教法指导 1．有关纤维素的内容，可联系必修模块中学习的多糖的知识，该部分内容较简单，可安排学生自学，然后教师利用图解的方式，给出Cx酶、C1酶和葡萄糖苷酶的不同功能，帮助学生记忆。 2．对于富集培养，其原理和上一课题中的选择培养类似，教师可将两个课题中的选择培养对比，进一步引导学生深入认识分离微生物的基本思想。刚果红染色法的原理比较简单，学生通过自学就能够理解。对于两种不同的染色方法，教师应引导学生分析各自的优、缺点，进行比较。 ●新课导入建议

利用课题背景进行导入，在全球能源紧缺的情况下，利用纤维素生产酒精具有广阔的应用前景，而且纤维素是地球上含量最为丰富的多糖，将其水解为葡萄糖之后，便可发酵生产酒精。纤维素转化为葡萄糖离不开纤维素酶，获得能产生纤维素酶的微生物就能将纤维素转化为葡萄糖。 ●教学流程设计 学生课前预习：阅读教材P27－30，填写【自主学习（预习案）】了解本课题的基础知识。 活动1：情景导课：以【新课导入建议】引出课题。学生通过组内探究找出预习过程中发现的问题，教师展示学习预习部分的答案。 活动2：（知识点一：纤维素与纤维素酶）通过探究P27设计验证纤维素酶功能的实验。实验分析该实验是如何构成对照的？ 在一支试管中添加纤维素酶，另一支试管不添加纤维素酶；尽管醋酸－醋酸钠缓冲液用量不同，但都能维持相同的pH。 活动3：（知识点二：纤维素分解菌的筛选） 筛选纤维素分解菌的 方法是刚果红染色法。该方法可以通过颜色反应直接筛选。 原理是：（让学生组内设计筛选原理过程图并展示）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分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

高中生物选修1课时作业19：2.3 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 [基础过关] 1.下列有关分解纤维素的微生物的分离的叙述，不正确的是() A.纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵 B.对分解纤维素的微生物进行了初步筛选后，无需再进行其他实验 C.纤维素酶的测定方法，一般是对所产生的葡萄糖进行定量的测定 D.纤维素酶是一种复合酶 [答案] B [解析]初步筛选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。 2.漆酶属于木质素降解酶类，在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途。下图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程，相关叙述正确的是() A.生活污水中含有大量微生物，是分离产漆酶菌株的首选样品 B.筛选培养基中需要加入漆酶的底物，通过菌落特征挑出产漆酶的菌落 C.在涂布平板上长出的菌落，不需要进一步纯化 D.斜面培养基中含有大量营养物，可在常温下长期保存菌株 [答案] B [解析]漆酶降解“木质素”，则漆酶菌株多存在于“木质素”丰富的场所，生活污水中含有大量微生物，但不一定含有产漆酶的菌株，A错误；产漆酶菌株可降解木质素，在筛选培养基中加入漆酶的底物木质素，通过菌落特征挑出产漆酶的菌落，B正确；在涂布平板上长出的菌落，需要再通过划线进一步纯化，C错误；斜面培养基中含有大量营养物，可在低温下长期保存菌株，D错误。 3.从土壤中筛选纤维素分解菌的实验设计，下列流程正确的是() A.土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→挑选菌落

B.土壤取样→选择培养→稀释涂布平板→挑选菌落 C.土壤取样→梯度稀释→选择培养→挑选菌落 D.土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→选择培养→挑选菌落 [答案] B [解析]实验的正确流程是“土壤取样→选择培养→稀释涂布平板→挑选菌落”，其中选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度，因此需要在稀释涂布平板之前进行，最后根据菌落的特征挑选纤维素分解菌。 4.在对纤维素分解菌进行选择培养时，用液体培养基的目的是() A.用液体培养基可获得大量菌体 B.纤维素分解菌适宜在液体培养基上生长 C.用液体培养基可以使菌体充分利用培养基中的营养物质 D.用液体培养基可获得高纯度的纤维素分解菌 [答案] A [解析]使用液体选择培养基培养纤维素分解菌，一方面可以获得大量纤维素分解菌，另一方面便于稀释涂布平板。 5.微生物(除病毒外)需要从外界吸收营养物质，并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法，正确的是() A.纤维素分解菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的 B.在纤维素分解菌生长的培养基中只需碳源、氮源、水、无机盐即可正常生长 C.培养基中的营养物质浓度越高对微生物的生长越有利 D.生长因子是微生物生长必需的，而微生物本身合成这些物质的能力往往不足 [答案] D [解析]纤维素分解菌是异养型微生物，其碳源为有机物，如纤维素等。硝化细菌是自养型微生物，其碳源物质为CO2，因此A错误；纤维素分解菌的培养基中需加入维生素做生长因子，才能正常生长，因此B错误；培养基中的营养物质浓度过高会导致微生物不能从培养基中吸水，将出现失水过多而死亡的现象，对生长不利，因此C错误。 6.分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是() A.经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上 B.选择培养这一步可省略，但获得的纤维素分解菌较少 C.样品经稀释培养后，用刚果红染色

分解纤维素的微生物的分离习题

分解纤维素的微生物的分离习题

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

《分解纤维素的微生物的分离》 1．下列有关微生物培养与应用的说法正确的是（） A．天然培养基是指直接取自自然界不需加工的培养基 B．接种前需对培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手等进行严格的灭菌处理 Ｃ. 大肠杆菌的纯化培养过程包括培养基的配制和纯化大肠杆菌两个阶段 D．分离分解尿素的细菌时，尿素是培养基中唯一的氮源和碳源 ２．微生物与人类生产、生活密切相关,下列相关说法不合理的是( ) A. 土壤中的微生物能降解多种化合物，是大自然的清洁工 B. 生活中许多发酵产品需要微生物,如酿醋需要的关键细菌是酵母菌 Ｃ．可利用能分解纤维素的微生物分解秸秆,并将其产物转化为乙醇 D. 许多微生物也可导致人类患病 3．微生物（除病毒外）需要从外界吸收营养物质，并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是( ） A. 纤维素分解菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的 B. 许多微生物(如细菌、放线菌)为原核生物，不含线粒体,所以只进行无氧呼吸,为厌氧型生物 C. 培养基中的营养物质浓度越高对微生物的生长越有利 D．生长因子通常是微生物生长必需的,而微生物本身合成这些物质的能力往往不足 4.苯酚是工业生产排放的有毒污染物质,自然界中存在着降解苯酚的微生物,某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚,研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如下图所示，①为土壤样品。下列相关叙述错误的是( ) A．使用平板划线法可以在⑥上获得单个菌落 B. 如果要测定②中的活细菌数量,常采用稀释涂布平板法 C．图中②培养目的菌株的选择培养基中应加入苯酚作为碳源 D. 微生物培养前，需对培养基和培养皿进行消毒处理 5.要将从土壤中提取的自生固氮菌与其他细菌分离开来，应将它们接种在（ )