分解纤维素的微生物的分离：

（1）实验原理：
①土壤中存在着大量纤维素分解酶，包括真菌、细菌和放线菌等，它们可以产生纤维素酶。纤维素酶是一种复合酶，可以把纤维素分解为纤维二糖，进一步分解为葡萄糖使微生物加以利用，故在用纤维素作为唯一碳源的培养基中，纤维素分解菌能够很好地生长，其他微生物则不能生长。
②在培养基中加入刚果红，可与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物不能形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，从而可筛选纤维素分解菌。
（2）实验过程：
土壤取样：采集土样时，应选择富含纤维素的环境
    ↓
梯度稀释：用选择培养基培养，以增加纤维素分解菌的浓度
    ↓
梯度稀释
    ↓
涂布平板：将样品涂布于含刚果红的鉴别纤维素分解菌的固体培养基上

挑选产生中心透明圈的菌落：产生纤维素酶的菌落周围出现透明圈，从产生明显的透明圈的菌落上挑取部分细菌，并接种到纤维素分解菌的选择培养基上，在30～37℃条件下培养，可获得较纯的菌种。

刚果红染色的两种方法的比较：

	先培养微生物，在加入刚果红	在到平板时加入刚果红
优点	显示出的眼神反映基本上是纤维素分解菌的作用	操作简便，不存在菌落混杂问题
缺点	操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂	(1)由于琼脂和土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应 (2)有些微生物具有降解色素的能力，长时间培养会降解刚果红，从而形成明显的透明圈，这些微生物与纤维素分解菌不易区分

知识拓展：

1．纤维素与纤维素酶
(1)纤维素
①化学本质：一种多糖。
②分布：棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。
(2)纤维素酶
①习惯上，将纤维素酶分成三类：C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。C1酶是对纤维素最初起作用的酶，破坏纤维素链的结晶结构。Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1，4-糖苷键的纤维素酶。β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。
②作用：纤维素纤维二糖葡萄糖
2、为确定得到的微生物是纤维素分解菌，还需进行发酵产纤维素酶的实验。纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。纤维素酶的测定方法，一般是对纤维素酶分解滤纸等纤继素后所产生的葡萄糖进行定量测定。

微生物的生长与利用：

1、微生物的营养：自养型和异养型微生物的碳源区别：自养型——CO₂、碳酸盐；异养型——含碳有机物
2、调节酶活性的物质：调节酶活性的物质是酶所催化的化学反应的产物，可以是酶的直接催化反应产物，如谷氨酸对谷氨酸脱氢酶活性的调节；也可以是间接产物，入苏氨酸和赖氨酸对天冬氨酸激酶活性的调节。酶活性调节可以是一种产物也可以是两种产物共同起作用。
3、微生物的生长规律


知识点拨：

1、影响微生物生长的环境因素：温度、pH、氧等。
2、发酵工程的内容：菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和分离提纯。
3、发酵工程的应用：在医药工业上的应用：抗生素、维生素、动物激素、药用氨基酸、核苷酸等；在食品工业上的应用：啤酒、果酒和果醋，食品添加剂的生产；解决粮食的短缺问题：单细胞蛋白的培养。
4、生产用菌种的来源主要是：
①自然环境；
②收集菌株筛选；
③购置生产用菌种。
5、利用生物工程生产啤酒、果醋、酸奶、腐乳的常用菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌、毛霉。

细胞核酶的固定化：

1、概念：使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。
2、固定方法：

名称	原理	图示	适用范围
包埋法	将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中		多用于细胞的固定
化学结合法	利用共价链、离子键将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上		多用于酶的固定
物理吸附法	欧诺个过物理吸附作用，把酶固定在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃和离子交换树脂等载体上

3、载体：包埋法 固定化细胞常用的是不容于水的多孔性载体材料，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
4、优点：
（1）固定化酶优点：使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用。
（2）固定化细胞优点：成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化学反应。
5、固定化没的反应实例——生产高果糖浆
（1）高果糖浆的生产原理

（2）葡萄糖异构酶的固定：将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上，装入反应柱中。
（3）高果糖浆的生产操作：（如图）从反应柱上端注入葡萄糖溶液，从下端流出果糖溶液，一个反应拄可连续使用半年。
6、固定化细胞的应用实例——固定化酵母细胞


知识点拨：

1、注意事项
（1）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。
（2）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡
（3）制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入
（4）刚形成的凝胶珠应在CaCl₂溶液中浸泡一段时间，以便Ca²⁺与Na⁺充分交换，形成的凝胶珠稳定。检验凝胶珠是否形成，可用下列方法：用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果不容易破裂，没有液体流出就表明成功地制成了凝胶珠，还可以用手将凝胶珠在实验桌上用力摔打，如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝胶珠是成功的。
（5）凝胶珠的颜色和形状
如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。
（6） 海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要通过加热促进其溶解。溶解海藻酸钠，最好采用小火间断加热的方法。例如，加热几分钟后，从石棉网上去下烧杯冷却片刻，并不断搅拌，再将烧杯放回石棉网继续加热，如此重复数次，直至海藻酸钠完全溶化。如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。
2、酵母菌活化时体积会变大，因此活化前应选择体积足够大的容器，防止酵母菌细胞的活化液溢出。
3、海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，因为如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠，如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，也会影响实验效果。
4、溶化海藻酸钠时要用小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊。
 5、将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母菌混合，避免高温杀死酵母细胞。