细菌纤维素

摘要

细菌纤维素是一种天然的生物高聚物，不仅具有生物活性、生物可降解性、生物适应性，而且具有独特的物理、化学和机械性能，简要介绍细菌纤维素的基本性质，系统地介绍了细菌纤维素的生物合成与调节，发酵工艺条件控制以及在生物医学材料上的应用。与细菌纤维素培养方法采用不同的培养方法，如静态培养和动态培养，利用醋酸菌可以得到不同高级结构的纤维素。通过调节培养条件，也可得到化学性质有差异的细菌纤维素。

关键词：细菌纤维素，特征，培养方式，生物医学应用

Abstract

Bacterial cellulose is a kind of natural biopolymer, not only has the bioactivity, biodegradability, biocompatibility, and has unique physical, chemical and mechanical properties, the basic properties of bacterial cellulose were briefly introduced, systematically introduced bacterial cellulose biosynthesis and regulation, fermentation process control and in biomedical materials applications. Different methods were used in the culture of bacterial cellulose, such as static and dynamic culture. Bacterial cellulose with different chemical properties can be obtained by adjusting the culture conditions.

Keywords：BC, Feature, Training mode, biomedical applications

目录

1 细菌纤维素的基本特征 (4)

1.1 细菌纤维素的性质 (4)

1.2 细菌纤维素的特性 (4)

2 细菌纤维素的改性 (6)

2.1 生物改性 (6)

2.2 化学改性研究 (6)

3 细菌纤维素在医学材料上的应用 (8)

3.1 细菌纤维素在组织工程支架中的应用 (8)

3.2 细菌纤维素在人工血管上的应用 (8)

3.3 细菌纤维素在人工皮肤以及皮肤损伤治疗上的应用 (9)

1细菌纤维素的基本特征

细菌纤维素（Bacterialcellulose，BC）是指在不同条件下，由醋酸菌属（Acetobacter）、土壤杆菌属（Agrobacterium）、根瘤菌属（Rhizobium）和八叠球菌属（Sarcina）等中的某种微生物合成的纤维素的统称。

醋酸菌土壤杆菌根瘤菌八叠球菌

1.1 细菌纤维素的性质

纤维素是地球上产量最大的天聚合体,其产量达到1011t/a,广泛存在于各种高级植物中,也存在于若干低等植物、细菌和个别低等动物中,如海洋中生长的若干绿藻和某些海洋低等动物体中也含有纤维素。传统食醋酿造过程中,常在醪液中生成类似凝胶膜状物,常称为菌膜。1886年,英国人Brown等利用化学分析方法确定此类物质为纤维素。它与植物纤维素在化学组成和结构上没有明显的不同。醋酸菌所产细菌纤维素的特点是其以纯纤维素组成的形式存在。与之对应的高等植物纤维素的存在形式是其与半纤维素、木质素等组成3级立体结构。由醋酸菌属产生的细菌纤维素具有独特的性质。它不同于自然界广泛存在的纤维素,由于其是一种纯纤维素,因此具有:(1)纤维素纯度高,结晶度高和重合度高,并且以单一纤维存在,这样在制备一些微小纤维产品(microfibric)时非常有利。传统微小纤维产品要从天然纤维出发制备,需要一系列特殊的加工过程。(2)细菌纤维素的纤维直径在0101～011μm之间,弹性模数为一般纤维的数倍至十倍以上,并且抗拉强度高。对纤维素的机械性能研究时发现细菌纤维素的扬氏模量高达15×109Pa,并且纤维素的机械性能与生产纤维素的发酵方式以及膜的处理方法(包括加热和加压)无关。(3)具有较高的生物适应性,并且在自然界可直接降解,不污染环境。

1.2 细菌纤维素的特性

细菌纤维素和植物或海藻产生的天然纤维素具有相同的分子结构单元,但细菌纤维素纤维却有许多独特的性质。①细菌纤维素与植物纤维素相比无木质素、果胶和半纤维素等伴生产物，具有高结晶度（可达95%，植物纤维素的为65%）和高的聚合度(DP值2000～8000)；②超精细网状结构。细菌纤维素纤维是由直径3～4纳米的微纤组合成40～

60纳米粗的纤维束，并相互交织形成发达的超精细网络结构；③细菌纤维素的弹性模量为一般植物纤维的数倍至十倍以上，并且抗张强度高；④细菌纤维素有很强的持水能力(waterretentionvalues,WRV)。未经干燥的细菌纤维素的WRV值高达1000%以上，冷冻干燥后的持水能力仍超过600%。经100℃干燥后的细菌纤维素在水中的再溶胀能力与棉短绒相当；⑤细菌纤维素有较高的生物相容性、适应性和良好的生物可降解性；⑥细菌纤维素生物合成时的可调控性。

2细菌纤维素的改性

2.1 生物改性

自1886年细菌纤维素被发现以来，其相关研究已有百余年历史。20世纪70年代，Haigler等[1]和zaar等[2]对Ax合成纤维素的机理提出假设，即在静态培养方式下，细菌纤维素形成过程分4个阶段：首先由细菌细胞两侧纵向排列的孔道中分泌出由胞内合成的葡萄糖直链聚合成的最小构成单元亚纤维；亚纤维间以氢键连接形成微纤维；平行的微纤维素之间再相互缠结组成束状纤维再扁化为纤维丝带；最后由大量相互交织的纤维丝带组成三维多孔的网状结构，在培养液的表面形成一层透明的凝胶状薄膜。由于细菌纤维素膜是分层逐渐形成的，所以任一阶段受到影响都可能导致其结构和性能的改变：如果添加试剂参与到第1阶段，作为碳源进入细菌纤维素生物合成的代谢途径，则可产生纤维素共聚物，即化学结构改性；如果试剂只影响其第2、3阶段，则是通过氢键连接而粘附在细菌纤维素表面形成纤维素复合物而改变其物理、机械性能；而添加一些不溶性颗粒等物质是影响细菌纤维素形成的第4阶段，使微粒分散在纤维素网状结构中而得到性能增强的共混复合材料。

2.2 化学改性研究

细菌纤维素生物改性虽然是一种绿色可持续的方法，但仍然存在一定的局限性，如微生物发酵环境要求严格、培养周期长等问题。相比于生物改性，细菌纤维素的化学改性合成衍生物目标明确，反应时间短，也是很有开发潜力的细菌纤维素改性途径。目前，国内外对普通植物纤维衍生物的合成研究已很深入，细菌纤维素与普通植物纤维素具有非常相似的化学组成和结构，因此也能像植物纤维素一样进行羧甲基化、乙酰化、酯化、磷酸化，苯甲酸酯化以及多种接枝共聚反应和交联反应，且主要集中在表面改性和非均相反应研究2个方面。

2.2.1 表面改性

通过表面改性，向细菌纤维素膜表面引入新官能团，可改善细菌纤维素膜的表面性能，如亲水亲油性、纤维束大小、比表面积、化学反应性或光学性能，而且，表面改性还能保持细菌纤维素原有的聚集态结构和物理机械性能。Kim等[3]通过乙酰化对细菌纤维素进行表面修饰，获得取代度在0.04～2.77的产物，低取代度乙酰化产物保持着细菌纤维素的微纤维网状结构。而Ifuku等[4]将细菌纤维素乙酰化后，再与丙烯酸树脂形成纳米复合材料，则增强了光学透明度，其光学透明度取决于复合物乙酰化取代度。

2.2.2非均相改性

由于细菌纤维素的微纤丝极细、表面积大、化学衍生活性高，化学反应的可及度和反应性均强于普通植物纤维，在纤维素化学改性制备衍生物的过程中，反应完成速度快、耗时少，而且细菌纤维素在化学改性后，其衍生物仍有优良的物理、机械性能。Geyer 等[5]对细菌纤维素与植物纤维素进行了羧甲基化、硅烷化和乙酰化改性，发现与植物纤维素相比，细菌纤维素产物的单取代和二取代糖元含量更高，三取代和未取代糖元很少，表明取代基在羧甲基细菌纤维素高分子链上分布更均一。列：用高碘酸钠对其进行非均相改性，制得的二醛纤维素的取代度能达到12%，很大程度降低了其结晶度。Wang等[6]以苯甲酰氯和细菌纤维素为原料，制得了具有一定取代度的细菌纤维素苯甲酸酯，产物在281.7-356.3℃可以形成近晶型液晶相，这种细菌纤维素衍生物在传感器、高端压电材料和光学材料等领域有着应用潜力。细菌纤维素衍生物的结构。提高细菌纤维素材料的吸附和渗透性能也是细菌纤维素化学改性的目的之一。在改性过程中，通过选择改性单体、改变化学处理方法或调控膜的形态结构，可以进一步提高产物的选择吸附和渗透性。Choi等[7]研究了细菌纤维素作为具有环境相容性的离子交换膜的可行性，细菌纤维素用丙烯酸进行改性后制备出了非常致密的离子交换膜，检测结果表明丙烯酸密集地结合在膜上，改性后的细菌纤维素由于具有高的结晶度而具有优异的机械性能。在Oshima 等[8]的研究中，细菌纤维素被磷酸化来研究产物对过渡金属离子和稀土离子的吸附效果，相同条件下，细菌纤维素的磷酸化程度比植物纤维素高，且磷酸化过程中，细菌纤维素的超细网状结构未被破坏，且磷酸化细菌纤维素有更好的吸附效果。

3细菌纤维素在医学材料上的应用

细菌纤维素由于具有独特的生物亲和性、生物相容性、生物可降解性、生物适应性和无过敏反应，以及高的持水性和结晶度、良好的纳米纤维网络、高的张力和强度，尤其是良好的机械韧性，因此在组织工程支架、人工血管、人工皮肤以及治疗皮肤损伤等方面具有广泛的用途，是国际生物医用材料研究的热点之一。

3.1 细菌纤维素在组织工程支架中的应用

生物相容性对于组织工程支架的构建是必不可少的。在研究组织工程细菌纤维素支架构建中，体内生物相容性的评价非常重要。Helenius等[9]系统地研究了细菌纤维素的体内生物相容性。实验中他们把细菌纤维素植入老鼠体内1～12周，利用组织免疫化学和电子显微镜技术，从慢性炎症反应、异物排斥反应以及细胞向内生长和血管生成等方面的特征来评价植入物的体内相容性。结果发现植入物周围无肉眼和显微镜可见的炎症反应，没有纤维化被膜和巨细胞生成。细菌纤维素被成纤维细胞侵入，与宿主组织融为一体，未引起任何慢性炎症反应。因此可以断定细菌纤维素的生物相容性非常好，在组织工程支架构建方面具有潜在价值。

Svensson等[10]利用牛软骨细胞来评价天然和经化学修饰的细菌纤维素材料，并以胶原蛋白II基质上牛软骨细胞的生长情况为对照。结果显示未修饰的细菌纤维素不仅提供了足够的机械性能，而且能支持牛软骨细胞以在胶原蛋白II基质上生长时50%的成活率来生长和增殖。与通常组织培养用的塑料和海藻酸钙相比，未修饰细菌纤维素能更好地支持软骨细胞生长增殖并提高成活率。而天然软骨中的葡萄糖氨基聚糖的模拟物---经硫酸化和磷酸化修饰后的细菌纤维素，则未进一步促进软骨细胞的生长。该研究在扫描体外巨噬细胞中发现细菌纤维素没有引起剧烈的炎症反应。接下来，未修饰的细菌纤维素被进一步用于人软骨细胞研究，通过透射电镜（TEM）和人软骨细胞的胶原蛋白II的RNA表达分析，发现未修饰的细菌纤维素支持人软骨的增殖，同时TEM也进一步证实软骨细胞向细菌纤维素支架内生长的事实，这些均证明细菌纤维素在软骨组织工程中是一种非常有潜力的生物支架材料。

3.2 细菌纤维素在人工血管上的应用

众所周知，当血管由于动脉硬化、血管老化或破损等原因不能正常工作时，需进行血管移植重建。全世界每年要施行的许多血管重建手术由于自体血管来源有限，而异体血管强烈的排异作用，以及来源少和价格昂贵等原因，常不得不使用人工合成血管作为替代品。目前，国际临床上使用最广泛的、用于替代大于6mm的人工血管是编织型的

涤纶聚酯血管和膨体聚四氟乙烯血管，这是因为它们结构稳定性好，在体内可长期工作而不发生降解，但是它们仍存在着不少缺点和不足，譬如血栓的形成和新生内膜增厚导致血管堵塞，至今尚无十分理想的血管替代物。基于同样原因，用于置换小于6mm的动、静脉血管的人工血管还没有开发成功。临床上是采用自体血管进行修复，例如冠状动脉搭桥手术。近40年来，人们一直在致力于这方面的研究。

3.3 细菌纤维素在人工皮肤以及皮肤损伤治疗上的应用

自1987年以来有近10个皮肤伤病医疗单位已报道400多例应用细菌纤维素膜治疗烧伤、烫伤、褥疮、皮肤移植、创伤和慢性皮肤溃疡等取得成功的实例，现已有用其制成的人工皮肤、纱布、绷带和“创口贴”等伤科敷料商品。与其它人工皮肤和伤科敷料相比，该膜的主要特点是在潮湿情况下机械强度高、对液、气及电解物有良好的通透性、与皮肤相容性好，无刺激性，可有效缓解疼痛，防止细菌的感染和吸收伤口渗出的液体，促进伤口的快速愈合，有利于皮肤组织生长。此膜还可作为缓释药物的载体携带各种药物，利于皮肤表面给药，促使创面的愈合和康复。

Biofill和Gengiflex是两个应用比较广泛的商品。Biofill做为人类临时皮肤替代品已被成功应用于治疗二级三级皮肤烧伤、皮肤移植以及慢性皮肤溃疡等疾病，Gengiflex 则用来修复牙龈组织。据报道，Biofill已被成功用于治疗了300多个病人，它具有快速减轻疼痛、支持伤口愈合、消除术后不适感、减少感染几率、易于检查伤口、快速愈合，可随表皮再生而自然脱落，减少治疗时间和成本等特性。唯一的缺点就是在大范围移动过程中缺少弹性。此外，Schmauder等[11]将细菌纤维素应用于治疗马匹的大面积损伤等兽医治疗方面，也取得了很好效果。

参考文献

[1]Haigler CH,Brown R M Jr,Benziman M,et al.Calcofluor white alters the in vivo assembly of celulose microfibrils[J].Science,1980,210:903-906.

[2]Zaar K.Visualization of pores (export sites) correlated with xellulose production in the envelope of the Gram-nagative bacterium Acetbacter xylium[J].xell Biol,1979,80:773-777.

[3]Kim D Y,NishiyamaY,Kuga S,et al.Surface acetylation of bacterial

cellulose[J].Cellulose,2002,9(3):361-367.

[4]Ifuku S,Nogi M, Abe K,et al.Surface modification of bacterial cellulose nanofibers for property enhancement of optically transparent composites:Dependence on acetyl-group

DS[J].Biomacromolecules,2007,8:1973-1978

[5]Geyer U,Heinze T,Stein A,et al.Formation, derivatization and applications of bacterial cellulose[J].Int J Biol Macromol,1994,16(6）：343-347.

[6]Wang Y,Luo Q P, Pei C H,et a. A novel thermotropic liquid crystalline-benzoylatged bacterial cellulos[J].Carbohydr Polym,2008,74:875-879.

[7]Choi Y J, Ahn Y,Kang M S,et al. Preaparation and characterization of acrylic acid-treadted bacterial cellulose cation-exchang membrane[J].Chem Techn Biotech,2004,79:79-84.

[8]Oshima T,Kondo K,Baba Y, et al.Preparation of phosphorylated bacterial cellulose as an adsorbent for metal ions[J]. Reactive & Functional Polymers,2008,68:376-383.

［9］Helenius G, Baeckdahl H, Bodin A, etal.Incico bio compatibility of bacterial cellulose.Journal of Biomedical Materials Research,2006,76(2):431～438

［10］Svensson A,Nicklasso E,Harraha T,etal.Bacterial cellulose asapptential scaffold for tissue engineering of cartilage.Biomaterials,2005,26:419～431

［11］Schmauder H P, Ftankenfeldt K, Lindner B,et al.Bakterienzellulose in interessantes biomaterial. Bioforum,2000,23(7/8):484-486.

细菌纤维素的研究进展

细菌纤维素的研究进展 摘要：细菌纤维素是一种天然的生物高聚物，具有生物活性、生物适应性，具有独特的物理、化学和机械性能，例如高的结晶度、高的持水性、超精细纳米纤维网络、高抗强度和弹性模量等，因而成为近年来国际上新型生物医学材料的研究热点。概括细菌纤维素的性质，发酵过程，改性方法以及在生物医学材料上的应用。 关键词：细菌纤维素；改性；生物医学材料；应用 0 前言 细菌合成纤维素是在1886年由Brown首次报道的，是胶膜醋酸菌A.xylium 在静置培养时于培养基表面形成的一层白色纤维状物质。后来在许多革兰氏阴性细菌，如土壤杆菌、致瘤农杆菌和革兰氏阳性菌如八叠球菌中也发现了细菌纤维素的产生。细菌纤维素与天然纤维素结构非常相似，都是由葡萄糖以β一1，4一糖苷键连接而成的高分子化合物，此外，细菌纤维素相对于传统的纤维素资源又有其优势，如加工时不用去木质素，可合成高质量的纸或者加工成任何形状的无纺织物，还可通过发酵条件的改变控制合成不同结晶度的纤维素，从而可根据需要合成不同结晶度的纤维素。 从纤维素的发现至今已有一百多年的历史，但由于无合适的实验手段以及纤维素的产量较低，因此多年来一直未受到足够重视。近十几年来随着分子生物学的发展和体外无细胞体系的应用，细菌纤维素的生物合成机制已有了很深人的研究，同时在细菌纤维素的应用方面也有了很大进展。 1.细菌纤维素的结构特点和理化特性 1.1化学特性 经过长期的研究发现，BC和植物纤维素在化学组成和结构上没有明显的区别，均可以视为是由很多D-吡喃葡萄糖苷彼此以(1-4)糖苷键连接而成的线型高分子，相邻的吡喃葡萄糖的6个碳原子不在一个平面上，而是呈稳定的椅式立体结构。

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

细菌纤维素

细菌纤维素 摘要：细菌纤维素是一种新型的生物纳米材料材料，具有广泛的发展前景.本文从细菌纤维素的组成和结构入手，列举了细菌纤维素合成研究过程中的方法，并进一步对细菌纤维素在环境中的应用进行阐述，最后对未来细菌纤维素发展趋势作出了展望。 关键词：细菌纤维素，纳米材料，应用 众所周知，纤维素是自然界中最丰富且具有生物可降解性的天然高分子材料，是高分子化学诞生和发展阶段的主要研究对象之一。在当今世界面临人口、资源、环境和粮食四大问题的情况下，大力开发取之不尽用之不竭的天然高分子材料造福于人类，具有重要战略意义。 目前，人类获得纤维素的途径主要通过树木、棉花等职务光合作用合成和微生物合成。为了区别于植物来源的纤维素，称微生物合成的纤维素为微生物纤维素或者是细菌纤维素（简称BC）。细菌纤维素最初在1886年，用英国科学家Brown AJ利用化学分析方法确定。当时他发现在传统酿造液表面生成的类似凝胶半透明膜状物质为纤维素，在光学显微镜下观察到发酵生产的菌膜中存在菌体[1]。自然界中有少数细菌可以产生纤维素，其镇南关木醋菌属中的木醋杆菌（简称Ax）合成纤维素的能力最强，最具有大规模生产的能力。Ax合成细菌纤维素在纯度、抗拉强度、杨氏模量等理化性能方面均优于植物纤维素，且具有较强的生物性，在自然界中可以直接降解，是一种环境友好，性能优异型材料[2]。近年来引起了人们广泛的研究兴趣和关注。 1.细菌纤维素的结构和特性 1.1细菌纤维素的结构 经过长期的研究发现，细菌纤维素和植物纤维素在化学组成和结构上没有明显的区别，都可视为D-吡喃葡萄糖单体以糖苷键连接而成的直链多糖，直链间彼此平行，不呈螺旋结构，无分支结构，又称β-1, 4-葡聚糖。但相邻的吡喃葡萄糖的6个碳原子并不在同一平面上，而是呈稳定的椅状立体结构，数个邻近的β-1, 4-葡聚糖通过分子链内与链间的氢键作用形成稳定的不溶于水的聚合物[3]。 1.2细菌纤维素的性质 1.2.1 细菌纤维素的独特性质 细菌纤维素和植物或海藻产生的天然纤维素具有相同的分子结构单元, 但细菌纤维素纤维却有许多独特的性质。①细菌纤维素与植物纤维素相比无木质素、果胶和半纤维素等伴生产物，具有高结晶度（可达95%，植物纤维素的为65%）和高的聚合度(DP值2 000～8 000)； [4]②超精细网状结构。细菌纤维素纤维是由直径3～4 纳米的微纤组合成40～60 纳米粗的

细菌纤维素

改性纤维素在卫生领域的研究及应 用情况 （昆明理工大学化学工程学院轻化工程2010级肖任） 摘要： 纤维素是自然界最丰富的自然资源，在未来对于解决人类面临的能源、资源、和环境污染等问题方面有非常重要的作用，但是纤维素分子中由于高密度的氢键影响作用，使之在医疗卫生领域等方面受到了很大的限制。综述近年来通过对纤维素化学改性合成可以得到纤维素衍生物在医疗卫生方面的应用。其中，细茵纤维素是一种天然的生物高聚物，具有生物活性、生物可降解性、生物适应性，具有独特的物理、化学和机械性能，例如高的结晶度、高的持水性、超细纳米纤维网络、高抗张强度和弹性模量等，因而成为近年来国际上新型生物医学材料的研究热点。概括细茵纤维素的性质、研究历史以及在生物医学材料上的应用，重点阐述细茵纤维素在组织工程支架、人工血管、人工皮肤和治疗皮肤损伤方面的应用以及当前研究现状。 关键词：纤维素、细茵纤维素、组织工程支架、人工血管、人工皮肤、化学改性、 医疗卫生 Modified cellulose in health field research and should use situation Cellulose is the most abundant natural resources of nature, in the future to solve human beings are facing with the energy, resources, and environment pollution and so on has a very important role, but cellulose molecules due to the high density of hydrogen bond effect, make in the medical and health fields was much limited. Recent advances in chemical modification of cellulose by synthesis can get cellulose derivatives in medical applications. Among them, the fine wormwood cellulose is a kind of natural biopolymer, with biological activity, biodegradable property, biological adaptability, has a unique physical, chemical and mechanical properties, such as high degree of crystallinity, high water binding capacity, ultrafine nano fiber network, a high strength and modulus of elasticity, etc., and become in recent years international new biomedical materials research hot spot. The nature of the cellulose in fine wormwood, historical study and the application of biomedical materials, the paper fine wormwood cellulose in tissue engineering scaffolds, artificial blood vessels, artificial skin and the treatment of skin damage and the application of the current research status. Keywords: cellulose, fine wormwood cellulose, tissue engineering scaffolds, artificial blood vessels, artificial skin, chemical modification, medical and health 细菌纤维素( bacterial cellulose，简称 B C) 又称为微生物纤维素( microbial cellulose ) ，不仅是地球上除植物纤维素之外的另一类由细菌合成的天然惰性材料，而且是世界上公认的性能优异的新型生物学材料。能够产生纤维素的细菌【1】主要有A c e t o b a c t e r ，R h i z o b i u m，A g r o b a c t e r i u m和S a r c i n a等，其中研究最多、产量最高的是A c e t o b a c t e r x y l i n u m( A ．x y l i n u m，木醋杆菌) 。从纤维素的分子组成看，B c和植物纤维一样都是由B - D- 葡萄糖通过B ．1 ，4 精苷键结合成的直链，直链间彼此平行，不呈螺旋构象，无分支结构，又称为 B - 1 ，4．葡聚糖。但从物理、化学、

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。

【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：

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

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》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：

细菌纤维素的研究近况综述

﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡ 关于细菌纤维素研究现状 的综述 院系： 材料科学与工程学院 材料0707班 姓名： 秦 伟 学号： 20070236 指导教师： 彭碧辉 老师 设备

细菌纤维素研究现状 [摘要]: 本文从细菌纤维素的合成入手，列举了细菌纤维素合成研究过程中的研究点，其中包括了对合成过程的研究、发酵工艺及设备的改进以及细菌纤维素复合材料的研究等，最后对未来细菌纤维素发展趋势作出了展望。 [关键词]:细菌纤维素；发酵工艺；细菌纤维素复合材料 The Bacterial cellulose research situation [abstrcat]: From the synthesis of bacterial cellulose, liststhe synthesis process of bacterial cellulose research points,including the synthesis process of the research, the fermentation process and equipment improvement and bacterial cellulose composites for future research, development trend of bacterial cellulose is forecasted. [key words]: bacteria cellulose; Fermentation; bacteria cellulose composites 细菌纤维素发现至今已有100多年的历史，由于对其物理特性了解不够充分，以致应用受到限制。最近十几年，随着对其生物合成机制的深入了解以及发酵条件的改善，加速了细菌纤维素的工业应用。

【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______________________________________________________________.

细菌纤维素

摘要 细菌纤维素是一种天然的生物高聚物，不仅具有生物活性、生物可降解性、生物适应性，而且具有独特的物理、化学和机械性能，简要介绍细菌纤维素的基本性质，系统地介绍了细菌纤维素的生物合成与调节，发酵工艺条件控制以及在生物医学材料上的应用。与细菌纤维素培养方法采用不同的培养方法，如静态培养和动态培养，利用醋酸菌可以得到不同高级结构的纤维素。通过调节培养条件，也可得到化学性质有差异的细菌纤维素。 关键词：细菌纤维素，特征，培养方式，生物医学应用 Abstract Bacterial cellulose is a kind of natural biopolymer, not only has the bioactivity, biodegradability, biocompatibility, and has unique physical, chemical and mechanical properties, the basic properties of bacterial cellulose were briefly introduced, systematically introduced bacterial cellulose biosynthesis and regulation, fermentation process control and in biomedical materials applications. Different methods were used in the culture of bacterial cellulose, such as static and dynamic culture. Bacterial cellulose with different chemical properties can be obtained by adjusting the culture conditions. Keywords：BC, Feature, Training mode, biomedical applications

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

细菌纤维素研究新进展

细菌纤维素研究新进展 杨礼富 (中国热带农业科学院橡胶研究所　农业部热带作物栽培生理学重点开放实验室　儋州　571737) 摘要:综述细菌纤维素的结构和性质、生物合成和分泌的过程与调控以及影响合成的因素。 细菌纤维素的化学构成与天然纤维素相近,但又有其特殊性。参与纤维素合成的酶有8 种,其中纤维素合成酶是合成纤维素的关键酶和特征酶,环二鸟苷酸系统是研究得比较透 彻的纤维素合成调节系统。培养基组成、发酵工艺和设备都会影响细菌纤维素的产量。深 入研究细菌纤维素的合成和调节机制有助于揭示植物纤维素的生物合成机理和促进细菌纤 维素的大规模商业化应用。 关键词:细菌纤维素,合成,分泌,应用 中图分类号:Q93 文献标识码:A 文章编号:025322654(2003)0420095204 细菌纤维素是由部分细菌产生的一类高分子化合物,最早由英国科学家Brown在1886年发现,他在静置条件下培养醋杆菌时,发现培养基的气2液表面形成一层白色的凝胶状薄膜,经过化学分析,确定其成分是纤维素。为了与植物来源的纤维素相区别,将其称之为“微生物纤维素”或“细菌纤维素”。细菌纤维素在物理性质、化学组成和分子结构上与天然(植物)纤维素相近,均是由β21,42葡萄糖苷键聚合而成。近些年来,随着实验手段和技术的不断提高,人们对细菌纤维素的理化特性、生物合成机制和提高产量的途径等进行了比较深入的研究。 1　细菌纤维素的结构和性质 细菌纤维素与高等植物细胞中的纤维素相比,具有特殊的结构特性。细菌纤维素由独特的丝状纤维组成,纤维宽10nm,厚3nm～8nm,每一丝状纤维由一定数量的微纤维组成,微纤维的大小与结晶度有关。细菌纤维素的结构随菌株种类和培养条件的不同而有所变化,搅拌培养时,纤维素的结晶度、聚合度和Ια含量均比静置时的低[1]。 能产生纤维素的细菌种类较多,常见的有:醋酸杆菌属(Acetobacter)、产碱菌属(Alcaligenes)、八叠球菌属(Sarcina)、根瘤菌属(Rhizobium)、假单胞菌属(P seudo2 monas)、固氮菌属(Azotobacter)和气杆菌属(Aerobacter)。其中木醋杆菌(A Xylinum)是最早发现也是研究较为透彻的纤维素产生菌株,可以利用多种底物生长,是目前已知合成纤维素能力最强的微生物菌株,也是研究纤维素生物合成过程和机制的模式菌株。和天然纤维素相比,细菌纤维素具有独特的理化性质和机械性能:(1)具有高结晶度、高聚合度和非常一致的分子取向,并且以单一纤维形式存在,纯度极高;(2)纤维直径在0101μm～011μm之间,抗拉力强度高,扬氏模量高达115×1010Pa,并且纤维素的机械性能与菌株种类、发酵方式和处理方式(加热、加压)关系不大;(3)有极强的持水性和透水透气性,能吸收60～700倍于其干重的水分;(4)具有生物可降解性,是环境友好产品[2]。 收稿日期:2002206224,修回日期:2002209230