纤维素分解菌..
分解纤维素微生物的筛选与鉴定关键技术与方法论
分解纤维素微生物的筛选与鉴定关键技术与方法论背景介绍：分解纤维素是一种具有广泛应用前景的生物技术，能够将纤维素转化为可再生能源和有机化学品。
而在分解纤维素的过程中，微生物起着至关重要的作用。
在本文中，将讨论分解纤维素微生物的筛选与鉴定的关键技术与方法论。
一、测定纤维素分解能力针对分解纤维素微生物的筛选与鉴定，首先需要明确微生物对纤维素的分解能力。
常用的方法是通过测定微生物产生的纤维素酶活性来评估其分解能力。
温度、pH值、底物浓度等因素的调控可以对纤维素酶的分解活性产生影响。
二、筛选菌种的方法1. 采集样品：从自然环境中采集样品，例如土壤、堆肥等。
将样品分离培养在富含纤维素的培养基中，筛选出能够分解纤维素的微生物。
2. 高通量筛选：利用高通量筛选技术可以快速筛选出具有较高纤维素分解能力的微生物。
例如，通过利用微生物芯片技术，对大量微生物进行快速检测和鉴定。
3. Genomic Mining：通过对微生物基因组的分析，筛选出具有纤维素分解相关基因的微生物。
该方法能够识别出具有潜在的纤维素分解能力的微生物。
三、纤维素分解菌种的鉴定1. 形态学特征：通过观察微生物的形态学特征，包括菌落形状、颜色、大小等，结合显微镜观察，可以初步鉴定纤维素分解微生物的种属。
2. 生理生化特征：可以通过对微生物进行生理生化特性的检测，例如碳源利用能力、酶活性等，进一步鉴定微生物的属种。
3. 分子生物学方法：通过对微生物的基因序列进行PCR扩增和测序，利用基因序列的比对和系统进化树的构建，可以准确地鉴定微生物的属种。
四、验证纤维素分解能力确认筛选出的微生物能够真正分解纤维素是至关重要的。
常用的验证方法包括测定微生物对纤维素底物的降解率、产生的降解产物等。
结论：通过对分解纤维素微生物的筛选与鉴定关键技术与方法论的探讨，可以为寻找纤维素分解菌种提供一定的理论指导和实践参考。
微生物的筛选和鉴定是分解纤维素的关键步骤，科学合理的方法和准确可靠的手段将有助于发现和利用具有高效分解纤维素能力的微生物资源。
分解纤维素的微生物
1. 培养流感病毒时，应选用( C
)
A．固体培养基
C．活的鸡胚
B．含有多种无机盐的培养液
D．无菌的牛肉汤
2．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( D ) A．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的 B．微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长 因子 C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利 D．生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合
成这些生长因子的能力往往不足
3．在接种操作的过程中，不正确的是( C ) A．要将接种环灼烧灭菌 B．取下棉塞后要将试管口灼烧灭菌
C．将接种环伸入试管内，先接触长菌多的部位 D．接种后还要将管口灭菌加塞 4．高压蒸气灭菌的原理是( B ) A．高压使细菌DNA变性
B．高压使细菌蛋白质凝固变性
C．高温烫死细菌 D．高温使细菌DNA变性
专题二
课题3
微生ห้องสมุดไป่ตู้的培养与应用
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 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。
思考：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，但却不会在地球上大量 的积累，为什么？
(5)若研究“目的菌”的生长规律，将单个菌 落进行液体培养，可采用的方法进行计数， 细菌数目的对数 为纵 以时间为横坐标，以 坐标，绘制生长曲线。
某化工厂的污水池中，含有一 种有害的、难于降解的有机化 合物A。研究人员用化合物A、 磷酸盐、镁盐以及微量元素配 制的培养基，成功地筛选到能 高效降解化合物A的细菌(目的 菌)。实验的主要步骤如图所 示。请分析回答问题：
纤维素分解菌的分离鉴定及生物学特性研究
假单胞菌（ ｓ ｄ ｎｍ￣ ｕｒ ｃｎ）６ Ｎ Ｐｅ ｏｏ ｚ ｆ ｏｅ ｅｓ １Ｓｒ Ａ核苷酸 同源率为 ９ ． ％。根据形 态学 、 ｕ ｌ ｓ Ｄ ９２ 生理生 化检测以及 １ＳｒＮ ６ Ｄ Ａ核 苷酸序列分析结果 ， 鉴定菌 １ 是荧光假单胞菌。 关键词 ： 纤维素分解菌 ； 荧光假单胞菌 ； 生理生化鉴定 ；１Ｓｒ Ｎ 生物学特性 ６ Ｄ Ａ；
作者 简介 ： 美 （ ９５ ） 女 ， 东 枣 庄 人 ， 士研 究 生 ， 要 从 事 张花 １８ 一 ， 山 硕 主
土样 分 别 来 自中 国农业 科 学 院 水稻 研 究 所试 验 田 和杭 州 师 范 大学 校 园 竹林 的土壤 。
微生物学研究 。Ｅ— ａｌｚａｇｕｍｅ ８ ＠１３ ＣＩ。 ｍ ｉ ｈｎｈ ａ ｉ ８ ６ ．ＯＩ ： ． Ｉ
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［］ １ 边炳鑫 ， 赵由才 ， 文泽．农业 固体 废气物 的处 理与综 合利 用 康 ［ ．北 京 ： 学 工业 出版 社 ，０４：８— ０ Ｍ］ 化 ２０ ７ ９ ．
［ ］ 志 州 ， 万宝 ，ｉｌ梅 ， ．禽类 粪 便 除 臭及 生 物 干 燥 技 术 研 究 ２常 朱 ｈ， －， 等 进展［］ Ｊ ．农 村 生 态 环境 ，０ ０ １ （ ）４ —４ ． ２０ ，６ １ ：１ ３
一
等 的 新来 源 ， 时 还 可 以 变 废 为 宝 、 护 环 境 。 纤 维 素 这 同 保
一
巨大 可 再 生 资源 的有 效利 用 对解 决 环 境 污染 、 品 短 缺 、 食 能
产量巨大且未得到充分 利用的可再生资源。据 测算 ， 地球
。 中国 每年 产稻 草 等 农 作 物 秸 秆 约 ８亿 ｔ折 合 标 准 煤 ，
罄
课题3 分解纤维素的微生物的分离
课题3 分解纤维素的微生物的分离课题背景纤维素，一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是地球上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。
地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40%～60%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。
对这些微生物的研究与应用，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。
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。
在本课题中，我们将探讨如何分离土壤中能够分解纤维素的微生物。
基础知识（一）纤维素与纤维素酶棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物（图2-11），此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。
许多商品纤维素都是由天然纤维素制得的，如水溶性的羧甲基纤维素钠（ CMC-Na ）、不溶于水的微晶纤维素（Avicel ）等。
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。
正是在这三种酶的协同作用下，纤维素最终被水解成葡萄糖，为微生物的生长提供营养，同样，也可以为人类所利用。
下面我们通过一个小实验来体会纤维素酶的作用。
在2支20 mL的试管中，分别放入1 cm×6 cm的滤纸条，再分别加入pH为4.8、物质的量浓度为0.1 mol/L的醋酸—醋酸钠缓冲液10 mL、11mL。
在加入10 mL缓冲液的试管中加入 1 mL纤维素酶（70~80 U/mL ）。
将2支试管固定在50 mL的锥形瓶中，在摇床上以140 r/min的转速振荡反应1h，观察结果。
你也可以用报纸、复印纸做这个实验。
如果没有摇床，你可以采用定时人工振荡的方法。
时间足够长时，你会观察到滤纸被完全分解（图2-12）。
1U表示1个酶活力单位，是指在温度为25℃，其他反应条件，如pH等，均为最适的情况下，在1 min内转化1 mmol的底物所需的酶量。
2023人教版选修一课题3《分解纤维素的微生物的分离》ppt
目标:
1、知道纤维素酶的种类及作用 2、初步掌握从土壤中分离出分解纤维 素的微生物的实验方法
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。
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。
五、课题延伸
为了确定分离得到的是纤维素分解菌， 还需要进行发__酵__产__纤__维__素__酶_实验，纤维素酶的 发酵方法有__液__体__ 发酵和_固__体___ 发酵。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_葡__萄__糖___ 含量进行定量测定。
课堂总结
分解 纤维 素的 微生 物的 分离
纤维素酶催化分解后红色 复合物无法形成，培养基
定
培
上就会出现以纤维素分解
培
养基中加入酚红指示剂，如 菌为中心的透明圈
养 现 观果察pH菌升落高周指围示是剂否会有变红红色的 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 法
脲酶检测法
刚果红染色法
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。
有机肥发酵微生物种类
有机肥发酵微生物种类一、概述有机肥是农业生产中常用的一种肥料，它由各种有机废弃物经过发酵而成。
而有机肥的发酵过程中，微生物起着至关重要的作用。
下面我们来介绍一些常见的有机肥发酵微生物种类。
二、常见的有机肥发酵微生物种类1. 嗜热菌嗜热菌是一类能在高温环境下生存和繁殖的微生物。
在有机肥的发酵过程中，嗜热菌可以快速分解有机物质，促进有机肥的成熟和发酵。
常见的嗜热菌有枯草杆菌、芽孢杆菌等。
2. 酵母菌酵母菌是一类单细胞真菌，常见于自然界中的各种环境中。
在有机肥的发酵过程中，酵母菌可以分解有机物质，并产生一些有益的物质，如维生素和酶。
常见的酵母菌有酿酒酵母、乳酸菌等。
3. 枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌是一种厌氧菌，常见于有机肥的发酵过程中。
它可以分解有机物质，产生一些有机酸和其他有机化合物，促进有机肥的发酵和成熟。
4. 乳酸菌乳酸菌是一种革兰氏阳性菌，广泛存在于自然界中。
在有机肥的发酵过程中，乳酸菌可以分解有机物质，产生乳酸和其他有机酸，提高有机肥的酸度和稳定性。
5. 纤维素分解菌纤维素分解菌是一类可以分解纤维素的微生物。
在有机肥的发酵过程中，纤维素分解菌可以分解有机物质中的纤维素，促进有机肥的分解和成熟。
常见的纤维素分解菌有木霉菌、腐霉菌等。
6. 硝化菌硝化菌是一类可以将氨氮转化为硝酸盐的微生物。
在有机肥的发酵过程中，硝化菌可以分解有机物质中的氨氮，促进有机肥的氮素释放和转化。
常见的硝化菌有亚硝酸菌、硝酸菌等。
7. 乳酸杆菌乳酸杆菌是一类革兰氏阳性菌，广泛存在于自然界中。
在有机肥的发酵过程中，乳酸杆菌可以分解有机物质，产生乳酸和其他有机酸，提高有机肥的酸度和稳定性。
8. 蛇链菌蛇链菌是一种革兰氏阳性菌，常见于有机肥的发酵过程中。
它可以分解有机物质，产生一些有机酸和其他有机化合物，促进有机肥的发酵和成熟。
三、总结有机肥发酵微生物种类繁多，各具特点。
这些微生物在有机肥的发酵过程中起着重要作用，可以分解有机物质，产生有益物质，促进有机肥的成熟和发酵。
纤维素降解菌研究概况及发展趋势
纤维素降解菌研究概况及发展趋势赵斌（山东农业大学生命科学学院 2010级生物工程三班）摘要纤维素是地球上最丰富的可再生有机资源，因为难分解大部分未被人类利用。
另外，纤维素是造纸废水的COD和SS的主要来源之一。
分解纤维素并将其转化成动物易吸收或利用的能源、食物、饲料或化工原料，是纤维素合理应用的重要途径。
筛选高效纤维素分解菌，确定其酶学性质是降解纤维素的关键。
关键词：微生物；纤维素；降解；纤维素酶AbstractCellulose is the earth's most abundant renewable organic resources, because the majority is not difficult to break down human use. In addition, the cellulose is one of the main sources of the papermaking wastewater COD and SS. Into the animal's susceptibility to absorption or utilization of energy, food, feed or chemical raw materials decompose cellulose and cellulose reasonable application. Screening cellulolytic to determine the nature of its enzymatic degradation of cellulose.纤维素是地球上最丰富、来源最广泛的碳水化合物，同时也是地球上最大的可再生资源，占地球生物量的约50%[1]。
纤维素分子本身的致密结构以及由木质素和半纤维素形成的保护层造成纤维素不容易降解而难以被充分利用或被大多数微生物直接作为碳源物质而转化利用。
纤维素分解细菌的分离和鉴定
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ｐ ｔ ａ， ｕＭ ＷＨ１ ＷＨ１ 和 ２还需进 一步鉴定 。
关键词 纤维 素降解细 菌； 离； 分 鉴定 中图 分类 号 Ｓ ８ 文献标识 码 Ａ １ ２
文章编 号 ０ １ — ６ １ ｏ９ ０ — ３５ — ４ ５７ ６ １（ ０ ）９ ０９６ ０ ２
Ｉ ｌｔ ｎａ ｔＩｅｔ ｍａｏ ｆ ｆｅｅｔＣ ｎ ｌｓ－ ｓ ａｉ ｎｉ ｄｎｉ ｔ ｎｏ ｔ ｉ ｅｕｏｅ￣ ｏ ｏ ｆ ｉ Ｅ＇ ｎ ￣ ｌ ｅｅｉ ｌｔ ａ ａ ｒ Ｕ Ａ ｈ ｔａ （ ｒ ｅＣｌ ｇ ｆ ｈｎ ｏｇＵ ｉ ｒ ｔ ａ Ｗｅ ａ， ｉａ，ｈｎｏ ｇ ６２９ ｓｉ ｌ Ｍａｉ ｏｌ ｅｏ ａｄｎ ｎｖ ｓｙ ｔ ｉ ｉＷｅ ｉＳａｄｎ ４０ ） ｅ ｎ ｅ Ｓ ｅ ｉ ｈ ｈ ２
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3.梯度稀释
按照课题1的稀释操作方法，将选择培养后 的菌液进行等比稀释101～107倍。
10
1
10
2
10
3
10
4
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:
分解纤维素的微生物的分离
课题重难点：
从土壤中分离分解纤维素的微生物
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。
土壤中某些微生物能够分解利用纤维素，
原因是能产生 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、CX酶和葡萄糖苷酶
方法一：先 培养微生物 ，再加入刚果红进 行颜色反应。（后置染色法） 方法二：在 倒平板 时就加入刚果红。
（前置染色法）
补充：
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！
②制备选择培养基：
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 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
NaNO3 1g KCl 0.5g KH2PO4 0.9g Na2HPO4· 7H2O MgSO4 · 7H2O 0.5g 0.5g
酵母膏 水解酵素
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。
透明圈 ，可以通过___________________________ 是否产生透明圈 为中心的________ 来筛选纤维素分解菌。
2.利用刚果红法可以筛选出纤维素分解 菌，下列说法错误的是 A. 刚果红能与纤维素形成红色复合物
B. 刚果红能与纤维二糖形成红色复合物
C. 刚果红不能与葡萄糖形成红色复合物
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 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
（二）纤维素分解菌的筛选
刚果红染色法 。 1、筛选纤维素分解菌的方法______________ 颜色 反应直接筛选。 该方法可以通过________ 2、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， ____________ 纤维素分解菌 红色复合物无法形成，出现以_____________
C1酶、Cx酶 葡萄糖苷酶
纤维素
纤维二糖
葡萄糖
练一练：
1.下列关于纤维素酶的说法，错误的是 A. 纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种
B. 纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖 C. 纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁
D. 葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖
实验：纤维素酶分解纤维素的实验
①取二支20mL的试管
D） 3下列对刚果红染色法的叙述，不正确的是（
A.可以先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应 B.可以在倒平板时就加入刚果红
C.既可以先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应， 也可以在倒平板时就加入刚果红 D.可以将刚果红与培养基中的其他物质混合后再灭菌倒 平板
5、挑选菌落
挑取产生明显的透明圈的菌落， 一般即为分解纤维素的菌落。 接种到纤维素分解菌的选择培养 基上，在300C－ 370C培养，可进一步 纯化培养。
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？ 将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对 集中，实际上是人工设置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。
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。
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：
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 碳源、氮源、生长因子 无机盐 碳源、生长因子 凝固剂
酵母膏 KH2PO4 土豆汁 琼脂
1g 0.25g 100mL 15g
上述物质溶解后，加蒸 馏水定容至1000mL
氢元素、氧Leabharlann 素刚果红染色法D. 若培养基上产生了透明圈，则说明已筛 选出了纤维素分解菌
(三)、实验设计
土壤
取样
什么 样的 环境 取样?
选择 培养
梯度
稀释
将样品涂 布到鉴别 培养基 ①鉴别培养基 的特点? ②如何鉴别?
挑选 菌落 挑选什 么样的 菌落?
① 培养的目的? ②选择培养基的 特点?
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
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______ 固体 发酵。纤 液体 发酵和______