分解纤维素的微生物的分离讲义

一、过基础

（一）分离纤维素分解菌的实验

（二）筛选微生物的两个实例比较

知识拓展：选择培养基与鉴别培养基的定义及实例

（1）选择培养基

        定义：在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物生长，促进需要的微生物生长。

        实例：在基本培养基中加入青霉素可分离纯化酵母菌、霉菌；在基本培养基中加入高浓度的食盐可分离纯化金黄色葡萄球菌。普通培养基在无氧条件下可分离出厌氧型、兼性厌氧型微生物；加入乳酸和低pH可分离出乳酸菌。无氮培养基：分离纯化固氮菌，如圆褐固氮菌。不含有机碳源的培养基：分离纯化自养型细菌，如硝化细菌。将石油作为惟一碳源可分离出能分解石油的假单胞杆菌。将蛋白质作为惟一氮源的培养基可分离出能分泌胞外蛋白酶的微生物。 

（2）鉴别培养基

        定义：鉴别培养基是根据微生物的代谢特点，在培养基中加人某种指示剂或化学药品配制而成的，用以鉴别不同种类的微生物。

        案例：在培养基中加入伊红和美蓝，可以鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌：如果有大肠杆菌，其代谢产物就与伊红和美蓝结合，使菌落呈深紫色，并带有金属光泽。 

二、答疑难

（一）几个易混淆的概念辨析

（1）选择培养基与鉴别培养基

        可以从两种培养基的概念入手进行区分。在分解尿素菌的分离实验中以尿素为唯一的氮源时，只允许能够利用尿素的菌体生长，从此功能考虑其为选择培养基。而在培养基中加入酚红指示剂是为了检测菌体对尿素的分解情况，从此角度考虑其为鉴别培养基。据此可以区分以纤维素为唯一碳源的培养基为选择培养基，培养基加入刚果红后为了检测分解纤维素的能力，此培养基为鉴别培养基。

（2）梯度稀释与扩大培养

        两者都要经过多个培养瓶的转接，但梯度稀释时，培养瓶中盛有无菌水；而扩大培养时，培养瓶中盛有培养基，根据培养瓶中的物质不同即可区分两者。

（3）透明圈与抑菌圈

        透明圈是在培养过程中培养基中的某种物质被分解后，培养基所呈现出的透明部分。通过计算透明圈直径与菌落直径的比值，可以确定菌体的分解能力强弱。抑菌圈是菌体产生的某种物质抑制了培养基中原涂布菌株的生长，而在菌落周围形成的不长菌的区域，通过计算抑菌圈的直径与菌落直径的比值可以辨明抑菌能力的强弱。

（4）纤维素酶和果胶酶

        纤维素酶是一种复合酶，包含C1、CX和葡萄糖苷酶，果胶酶是能够分解果胶一类酶的统称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。

（二）实验过程中选择培养基与鉴别培养基的营养成分解读

（1）选择培养基的作用是什么 
　　酵母膏中富含微生物生长所需要的必须氨基酸以及B族维生素、核苷酸、微量元素等，但是含量少，不足以作为碳源，所以该培养基还是以纤维素粉作为唯一的碳源，只有纤维素分解菌可以很好的生长，所以可以初步筛选出能够利用纤维素的微生物，且培养基没有加入琼脂，液体培养基可以增加纤维素分解菌的浓度， 以确保能够从样品中分离所需的微生物。此过程也称为富集培养。 
（2）鉴别培养基中为什么加土豆汁 
　　土豆汁是一种天然的培养基，不仅含有淀粉，还有很多矿物质和多种维生素，营养丰富，有利于微生物的繁殖。一些分解淀粉的微生物也可以繁殖，但是由于土豆汁中的淀粉含量太少，其他杂菌还没有形成菌落之前淀粉被消耗完了，不能形成菌落，只剩纤维素作为碳源了，最后只有纤维素分解菌能够继续利用纤维素繁殖成菌落。所以鉴别培养基加土豆汁是为了让纤维素分解菌更好的繁殖，以便形成菌落。值得注意的是，分解纤维素的微生物通过稀释涂布平板法要在培养基上繁殖成一个菌落才能够进行鉴定，故鉴别培养基中应加入琼脂，属于固体培养基。此外，该CMC-Na鉴别培养基也可以用秸秆纤维素粉培养基和滤纸片鉴别培养基代替。

三、析典例

       【典例1】将马铃薯去皮切块，加水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M培养基。回答下列问题：

         （1）M培养基若用于真菌的筛选，则培养基中应加入链霉素以抑制_______的生长，加入了链霉素的培养基属于________培养基。

        （2）若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是________，该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是______________。

        【答案】（1）细菌　选择    （2）碘液　淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈

        提示：以菌落周围出现透明圈鉴别淀粉分解菌，其降解能力强弱，以同等大小菌落产生的透明圈大小和同等大小的透明圈比较菌落大小来判断。一般而言，菌落越小，透明圈越大的菌株降解能力越强。

       【典例2】（1）在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成_____色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的________。

        （2）为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表)：

 据表判断，培养基甲_____(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是________；培养基乙_____(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因_____。

        【答案】（1）红　透明圈     （2）不能　液体培养基不能用于分离单菌落　不能　培养基中没有纤维素，不会形成CR—纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌

        提示：根据题干信息“分离和鉴别”可知，设计的培养基应同时具备选择与鉴别的作用，并且是固体培养基。培养基甲：酵母膏提供氮源，淀粉、纤维素两者均提供碳源，不唯一，另外也不含琼脂为液体培养基，故不能用于分离和鉴别纤维素分解菌。培养基乙：酵母膏为氮源和碳源，配方中以淀粉为碳源却不含有纤维素，故不能用于分离和鉴别纤维素分解菌。

四、练变式

技法点拨：