第4節(jié) 微生物的利用,1.能記住纖維素酶的種類及分布。 2.會運用從土壤中分離出分解纖維素的微生物的方法。 3.能說出微生物在食品制作等方面的應(yīng)用。,一,二,一、從土壤中分離纖維素分解菌 1.纖維素分解菌 土壤中存在大量纖維素分解菌,包括真菌、細(xì)菌和放線菌等,它們可以產(chǎn)生纖維素酶,分解和利用纖維素和半纖維素。 2.分離纖維素分解菌的原理 在用纖維素作為唯一碳源的培養(yǎng)基中,纖維素分解菌能很好地生長,并產(chǎn)生黃色或棕綠色色素,其他微生物則不能生長。 3.分離纖維素分解菌的意義 目前對纖維素的降解利用主要采用生物手段,即利用纖維素分解菌或其產(chǎn)生的酶來分解纖維素。這項技術(shù)在碳素循環(huán)、提高土壤肥力及解決人類食物問題等方面有重大意義。,三,一,二,4.實驗步驟 (1)紙條法 制備培養(yǎng)基;分裝;制配土壤稀釋液;接種培養(yǎng);觀察。 (2)固體培養(yǎng)法 制備培養(yǎng)基;接種培養(yǎng);觀察。 思考： 從土壤中分離纖維素分解菌的實驗中,為什么對土壤溶液進(jìn)行梯度稀釋? 提示:通過梯度稀釋使聚集在一起的微生物分散成單個細(xì)菌,在培養(yǎng)基表面形成單個菌落。,三,一,二,二、微生物對有機物質(zhì)的分解 1.不同培養(yǎng)基中,同一菌株或菌群表現(xiàn)出的活力不一致,這可能是由于測定的時間不一致以及培養(yǎng)基中所含酶的濃度、活力不同而造成的。另外,不同的培養(yǎng)基中,底物不同,誘導(dǎo)產(chǎn)物也可能有差異。 2.纖維素的分解比較困難,木質(zhì)素的分解比纖維素更難,淀粉和果膠的分解比纖維素容易。纖維素分解菌之所以還能分解其他物質(zhì)是因為它們還能分泌淀粉酶、蛋白酶、果膠酶和木質(zhì)素酶等。,三,一,二,三,三、利用微生物制作食品 1.利用微生物制作豆豉的原理 豆豉是用煮熟的大豆經(jīng)過納豆菌(一種帶芽孢的枯草桿菌)發(fā)酵制成的。納豆菌分泌的蛋白酶能夠分解大豆中的蛋白質(zhì),產(chǎn)生小分子多肽及多種氨基酸,制成風(fēng)味獨特的發(fā)酵食品。在制備過程中,根據(jù)納豆菌的芽孢對熱不敏感的特性,可采用高溫控制雜菌污染。 2.利用微生物制作豆豉的實驗步驟 (1)制備豆豉菌懸液; (2)浸泡; (3)煮豆; (4)接種; (5)發(fā)酵。,一,二,三,3.發(fā)酵食品是微生物技術(shù)最早開發(fā)應(yīng)用的領(lǐng)域 目前,微生物技術(shù)應(yīng)用已深入到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療保健、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。,1.利用剛果紅篩選纖維素分解菌的兩種方法 剛果紅是一種染料,它可以與纖維素等多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物,但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后,培養(yǎng)基中出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈,可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。,2.篩選纖維素分解菌時在土壤中取樣的要點 要在富含纖維素的環(huán)境中取樣,以提高獲得目的微生物的概率。生物適應(yīng)一定環(huán)境,環(huán)境對生物具有選擇作用,只有在富含纖維素的環(huán)境中,纖維素分解菌的含量才會高于其他普通環(huán)境。 也可人工設(shè)置適宜纖維素分解菌生存的環(huán)境。將濾紙埋在土壤中,這樣能使纖維素分解菌相對聚集。一般應(yīng)將紙埋于深約10 cm的腐殖土壤中。,3.關(guān)于微生物對有機物質(zhì)的分解的實驗應(yīng)用 (1)“探究纖維素分解菌是否只能分解纖維素”的實驗設(shè)計思路分組設(shè)計實驗方案。 用同一種分解纖維素的微生物分解不同的物質(zhì),如淀粉、果膠和木質(zhì)素等。或用不同分解纖維素的微生物分解同一種物質(zhì)。 還需注意在實驗設(shè)計時設(shè)計對照實驗和重復(fù)實驗等。 (2)選擇培養(yǎng)的“濃縮”作用。 在選擇培養(yǎng)的條件下,能夠使適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖,而不適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到“濃縮”的作用。,4.對尿素分解菌和纖維素分解菌的分離實驗的比較,題型一,題型二,題型三,從土壤中分離纖維素分解菌 【例題1】 某同學(xué)為了從土壤中分離得到纖維素分解菌,進(jìn)行以下操作。 (1)土壤取樣:用小鐵鏟和普通信封將土取回,然后倒入燒瓶中,加蒸餾水稀釋,塞好棉塞。 (2)制備培養(yǎng)基。,題型一,題型二,題型三,(3)分裝:按每試管5 mL分裝,然后加濾紙條,濾紙條緊貼內(nèi)壁,且一半浸入培養(yǎng)基中。 (4)制備土壤稀釋液:制備10-1、10-2、10-3、10-4和10-5的土壤稀釋液。 (5)接種培養(yǎng):分別吸取各稀釋度的土壤稀釋液1 mL接種到濾紙上,每個稀釋度重復(fù)4次。 (6)培養(yǎng)觀察:把接種好的培養(yǎng)皿放到28 的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)14 d,觀察濾紙條上出現(xiàn)的菌落和濾紙顏色變化情況。 找出該同學(xué)明顯的操作錯誤。,題型一,題型二,題型三,解析:從土壤中分離微生物的一般流程是土壤取樣制備培養(yǎng)基分裝制備土壤稀釋液接種培養(yǎng)觀察。該實驗步驟沒有問題,但在前五步操作中都沒有進(jìn)行無菌操作,因而無法說明分解纖維素的微生物一定來自于土壤。 答案:(1)取樣工具應(yīng)提前滅菌;不能用蒸餾水,應(yīng)用無菌水;該操作應(yīng)在火焰旁進(jìn)行。 (3)培養(yǎng)基分裝并加濾紙條后應(yīng)滅菌。 (4)在稀釋土壤溶液的過程中,每一步都要在火焰旁。 (5)接種應(yīng)在無菌條件下進(jìn)行。,題型一,題型二,題型三,對微生物分解有機物效力的測定 【例題2】 在纖維素分解菌的鑒定實驗中,纖維素酶的測定方法一般是( ) A.對纖維素進(jìn)行定量測定 B.對纖維素酶分解纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量測定 C.對纖維素酶分解纖維素后所產(chǎn)生的纖維二糖進(jìn)行定量測定 D.對纖維素分解菌進(jìn)行定量測定 解析:纖維素酶的測定方法一般是對纖維素酶分解纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量測定。 答案:B,題型一,題型二,題型三,對尿素分解菌和纖維素分解菌的分離與鑒定的比較 【例題3】 微生物與人類關(guān)系密切。雖然有些微生物能使動植物患病,但多數(shù)微生物對人類是有益或無害的。請回答下列有關(guān)問題。 (1)下表為兩種微生物的培養(yǎng)基配方。 A培養(yǎng)基:,B培養(yǎng)基:,題型一,題型二,題型三,將上述兩種培養(yǎng)基中的物質(zhì)分別溶解后,均用蒸餾水定容到 1 000 mL。 如果要對土壤中分解尿素的細(xì)菌進(jìn)行分離,則需要選擇上述哪種培養(yǎng)基? ,該培養(yǎng)基能分離尿素分解菌的原因是 。 在該培養(yǎng)基中可加入 指示劑,根據(jù)指示劑的顏色可鑒定該種細(xì)菌能夠分解尿素。 從功能上來看,上述兩種培養(yǎng)基均屬于 培養(yǎng)基。,題型一,題型二,題型三,(2)把牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基倒入平板,等培養(yǎng)基冷凝后,應(yīng)將平板 放置,這樣做的目的是可防止 造成污染。 (3)微生物接種的方法很多,平板劃線法操作結(jié)束時,為什么仍需要灼燒接種環(huán)? 。 (4)微生物培養(yǎng)過程中還有什么方法或步驟能防止其他微生物污染? 。,題型一,題型二,題型三,解析:在對土壤中分解尿素的細(xì)菌進(jìn)行分離時,培養(yǎng)基中尿素是唯一的氮源,只有能分解尿素的微生物才能生長繁殖,這種培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基。接種時及接種操作結(jié)束后,仍需要灼燒接種環(huán)以殺死接種環(huán)上殘留的細(xì)菌,避免污染環(huán)境或感染操作者。 答案:(1)A培養(yǎng)基 培養(yǎng)基中尿素為唯一氮源,只有能分解尿素的微生物才能生長繁殖 酚酞 選擇 (2)倒過來 皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基 (3)殺死接種環(huán)上殘留菌種,避免污染環(huán)境或感染操作者 (4)培養(yǎng)基滅菌,接種環(huán)滅菌,接種過程無菌操作,1,2,3,4,1.下列關(guān)于在分離分解纖維素的微生物實驗中土壤取樣的敘述,不正確的是( ) A.可選取深層的土壤作為樣品 B.可選取樹林中多年落葉形成的腐殖土作為樣品 C.可選取樹林中多年積累的枯枝敗葉作為樣品 D.可把濾紙埋在土壤中經(jīng)過30 d左右,再選取已爛的濾紙作為樣品 答案:A 解析:深層土壤中纖維素含量少,纖維素分解菌的數(shù)量也少。,1,2,3,4,2.下列現(xiàn)象可證明纖維素分解菌存在的是( ) A.在剛果紅培養(yǎng)基上,出現(xiàn)紅色 B.在加入了碘液的普通培養(yǎng)基上,出現(xiàn)藍(lán)色 C.在剛果紅培養(yǎng)基上,出現(xiàn)透明圈 D.在加入了碘液的普通培養(yǎng)基上,出現(xiàn)透明圈 答案:C 解析:在剛果紅培養(yǎng)基上出現(xiàn)紅色,說明培養(yǎng)基中含有纖維素;只有出現(xiàn)了透明圈,說明部分纖維素被分解了,才可證明存在纖維素分解菌。,1,2,3,4,3.下列關(guān)于分離纖維素分解菌的實驗過程的敘述,錯誤的是( ) A.經(jīng)富集培養(yǎng)后將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上 B.如果不進(jìn)行富集培養(yǎng),則培養(yǎng)出的纖維素分解菌會較少 C.經(jīng)稀釋培養(yǎng)后,可對分離到的單菌落進(jìn)行分解纖維素效力的測定 D.對照組可用同樣量的培養(yǎng)液涂布到不含纖維素的培養(yǎng)基上 答案:A 解析:富集培養(yǎng)后,需經(jīng)過稀釋,再將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上,才能得到單個菌落。,1,2,3,4,4.下列說法不正確的是( ) A.纖維素分解菌包括細(xì)菌、放線菌和真菌等 B.纖維素分解菌只能分解纖維素 C.依姆歇涅茨基液體培養(yǎng)基中不含有碳源 D.從土壤中分離纖維素分解菌的常用方法有紙條法和固體培養(yǎng)法 答案:B 解析:纖維素分解菌除了可以分泌纖維素酶之外,還能分泌淀粉酶、蛋白酶等,即也能分解淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)。,