【课件】高三生物一轮复习课件：发酵工程

1、第一章 发酵工程 发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面；学习目标1.说出发酵与传统发酵技术。（生命观念）2.说出泡菜、果酒和果醋制作的原理。（生命观念）3.尝试完成泡菜、果酒和果醋的制作。（科学思维、科学探究）4.关注食品安全，倡导健康的生活方式。（社会责任）12.葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是A.无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖B自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌C.葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的D.制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加酵母菌是兼性厌氧型

2、生物，在无氧条件下发酵产生酒精，但增殖缓慢，A正确；自然发酵是利用葡萄皮表面附着的野生型酵母菌，B正确；葡萄酒的颜色是由于葡萄皮中的色素进入发酵液中，涩味则主要来自于葡萄籽中的单宁类物质，C正确；随着发酵的进行，发酵液中的糖被消耗，逐渐减少，D错误。 本题以传统发酵技术生产葡萄酒为背景，考查考生对葡萄酒发酵中原理、菌种选择、物质含量变化等的记忆与理解。2021山东高考14.解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲，乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法错误的是

3、A.甲菌属于解脂菌B.实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源C.可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比D.该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力A.解脂菌分泌脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸，脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色，甲菌菌落周围呈现深蓝色，推知甲菌分泌脂肪酶是解脂菌。正确；B.乙菌不能利用脂肪，但在培养基上能繁殖形成菌落，表明乙菌依赖其他碳源生存，错误；C.可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域，通过菌落的特征进行对比，正确；D.解脂菌分泌脂肪酶的能力越强，相同时间内产生的脂肪酸越多，则颜色变化越明显，显色区域也越大，可通过变色程度以及显色区域半径和菌落半径比值大小来比较解脂菌分泌

4、脂肪酶的能力大小，正确。此题以解脂菌为情境，考察了微生物的培养、微生物的鉴定，难度适中。考察学生理解能力、获取信息并综合运用信息的能力和逻辑推理能力。通过对碳源的推理考察了学生的科学探究能力和科学思维能力；体现了高考考查要求的综合性、应用性。2021山东高考20.含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭，硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力，用穿刺接种的方法分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养，如图所示。若两种菌繁殖速度相等，下列说法错误的是A.乙菌的运动能力比甲菌强B.为不影响菌的运动需选用液体培养基C

5、.该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量D.穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染BA两种菌的繁殖速度相等，在两种菌数量相等的前提下，由图可知，乙的运动能力比甲强。B穿刺接种一般用固体或者半固体培养基，液体培养基中微生物是悬浮培养，由图可以判断出该培养基不是液体培养基。C黑色沉淀区域面积大小反应微生物的运动能力强弱，但不能反映出硫化氢的量，C正确。D防止杂菌污染是多种接种技术的关键和核心，D正确。本小题以“为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力”实验为情境，属于实验类情境，考查了培养基的类型及特点、微生物培养的前提等必备知识，侧重考查了学生获取信息、分析与综合能力，主要从综合

6、性和应用性两个方面考查四层的相关内容。2021山东高考微生物的分类（课本9页）原生生物界原核生物界真菌界变形虫、草履虫、衣藻酵母菌、青霉菌、曲霉菌、毛霉菌细 菌放线菌 蓝 细菌支原体衣原体病 毒无细胞结构立克次氏体1.发酵的概念？类型？传统发酵技术的概念？特点？类型？2.腐乳制作:主要菌种？代谢类型？生长温度？发酵原理？3.泡菜制作：菌种来源？代谢类型？种类？气体环境？发酵原理（化学方程式）？制作过程？怎样创造无氧环境？加“陈泡菜水”目的？泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况？基础知识梳理1.发酵的概念？类型？传统发酵技术的概念？特点？类型？2.腐乳制作:主要菌种？代谢类型？生长温度

7、？发酵原理？3.泡菜制作：菌种来源？代谢类型？种类？气体环境？发酵原理（化学方程式）？制作过程？怎样创造无氧环境？加“陈泡菜水”目的？泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况？4.果酒制作：菌种来源？代谢类型？生长温度？发酵原理（化学方程式） ？5.果醋制作：菌种？生物类别？代谢类型？发酵原理（糖源充足？糖源不足？）？6.果酒果醋制作过程：冲洗葡萄时要不要先除去枝梗？装罐时为什么留大约1/3的空间？拧松瓶盖目的？7.果酒制作过程中为什么有气泡？酒的颜色为什么是深红色？如何检测酒精？放置久的葡萄酒表面为什么有一层白膜？基础知识梳理1）发酵概念2）发酵原理 发酵是指人们利用_，在_的条件下，

8、将原料通过_转化为人类所需要的产物的过程微生物适宜微生物的代谢 _，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物3）发酵类型不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力好氧发酵厌氧发酵醋酸发酵酒精发酵、乳酸发酵1、发酵概述一、发酵与传统发酵技术前一次发酵保存下来的发酵物中原材料中天然存在的酱油、醋、泡菜和豆豉半固体固体混合2.传统发酵技术（1）（2）项目腐乳制作泡菜制作制作原理菌种生物类型代谢类型反应式 发酵条件温度空气前期：后期：多种微生物，主要是毛霉乳酸菌异养需氧型异养厌氧型真核生物原核生物需氧（使毛霉大量繁殖）密封无氧一般15-18（防止杂菌污染）室温二：腐乳及泡菜、果酒、果醋制作所需菌种、原

9、理及发酵条件比较 学习目标1.说出发酵与传统发酵技术。（生命观念）2.说出泡菜、果酒和果醋制作的原理。（生命观念）3.尝试完成泡菜、果酒和果醋的制作。（科学思维、科学探究）4.关注食品安全，倡导健康的生活方式。（社会责任）1.发酵的概念？类型？传统发酵技术的概念？特点？类型？2.腐乳制作:主要菌种？代谢类型？生长温度？发酵原理？3.泡菜制作：菌种来源？代谢类型？种类？气体环境？发酵原理（化学方程式）？制作过程？怎样创造无氧环境？加“陈泡菜水”目的？泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况？基础知识梳理制作流程配制盐水用清水和食盐配制质量百分比为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用；

10、原料处理、蔬菜装坛将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满；加盐水将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖封坛发酵向坛盖边缘的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水；根据室内温度控制发酵时间；盐的作用：盐水浓度要适宜的目的：盐水煮沸的目的：调味；抑制其他微生物生长过高：口味不佳，亚硝酸盐含量高；过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质杀灭微生物；去除水中的溶解氧为什么泡菜坛只能装八分满？用水密封泡菜坛的目的：以上说明泡菜制作需要什么条件？ 在泡菜发酵初期，酵母菌等较为活跃，发酵产物中有较多的CO2，防止发

11、酵液溢出坛外；防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂；同时留有一定空间，也更方便拿取泡菜。给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件泡菜制作需要在无氧条件下进行如何制造泡菜制作中的“无氧环境”？a.选择的泡菜坛要有很好的气密性；盐水煮沸，冷却待用b.加入蔬菜后要注入盐水并没过全部菜料；c.盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。什么含有抗生素的牛奶不能发酵为酸奶？牛奶发酵为酸奶主要依靠乳酸菌的作用，而抗生素能够杀死或抑制乳酸菌为什么泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜是怎么形成的？形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母

12、菌的繁殖。泡菜的制作过程分析泡菜在发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，发酵产物乳酸不断积累，因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量，将泡菜发酵过程分为三个阶段。(1)发酵初期：蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等较为活跃,坛内尚有留存的O2，酵母菌等微生物呼吸作用，产生较多的CO2, 会有气泡从坛沿水槽内间歇性地放出，从而使坛内逐渐形成厌氧状态，乳酸发酵开始。(2)发酵中期：由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累，pH下降，厌氧状态形成，乳酸菌开始活跃，并产生大量乳酸，乳酸的积累量可达到0.6%0.8%，pH为3.53.8。这一期间为泡菜完全成熟阶段，泡菜有酸味而且清香。试

13、分析此时期坛内其他微生物的活动情况及原因： 由于pH的不适，大肠杆菌、酵母菌和霉菌的活动受到抑制；由于氧气耗尽，需氧型微生物的活动受到抑制.(3)发酵后期：在此期间继续进行乳酸发酵，乳酸含量继续增加，可达1.0%以上。当乳酸含量达到1.2%以上时，发酵速度会逐渐变缓甚至停止，主要原因是_。此阶段泡菜酸度过高，风味已不协调。pH过低，乳酸菌的活动受到抑制泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵前期发酵中期发酵后期变化曲线少（O2抑制乳酸菌活动）少增加（硝酸盐还原菌的作用）最多（乳酸积累，抑制其他菌活动）增多达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）减

14、少（乳酸积累，pH下降，抑制乳酸菌活动）继续增多，最后保持稳定下降至保持相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）4.果酒制作：菌种来源？代谢类型？生长温度？发酵原理（化学方程式） ？5.果醋制作：菌种？生物类别？代谢类型？发酵原理（糖源充足？糖源不足？）？6.果酒果醋制作过程：冲洗葡萄时要不要先除去枝梗？装罐时为什么留大约1/3的空间？拧松瓶盖目的？7.果酒制作过程中为什么有气泡？酒的颜色为什么是深红色？如何检测酒精？放置久的葡萄酒表面为什么有一层白膜？酵母菌生物类型：代谢类型：真核生物异养兼性厌氧型有氧呼吸反应式：无氧呼吸反应式： C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量酶C6

15、H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量酶适宜增殖条件： 温度： 氧气有无：增殖方式：28左右有氧时大量繁殖出芽生殖（主要）果酒制作原理孢子生殖2、制作果酒和果醋1）原理生产应用： 可用于_、_等分布：在一些_的_、_ _酿酒制作馒头和面包含糖量较高水果蔬菜表面生物类型： 醋酸菌原核生物异养需氧型糖源缺少： 乙醛 乙酸 C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O酶3035代谢类型：果醋制作原理酶增殖方式：生产应用：醋酸菌可用于制作各种风味的_ 二分裂生殖氧气、糖源充足时： C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量最适生长温度： 乙醇二分裂醋二：腐乳及泡菜、果酒、果醋

16、制作所需菌种、原理及发酵条件比较 项目果酒制作果醋制作制作原理菌种生物类型代谢类型反应式有氧条件下，大量繁殖： ；无氧条件下，酒精发酵： _ _ 氧气、糖源充足时：_缺少糖源、氧气充足时：_发酵条件温度空气前期：后期：时间酵母菌醋酸菌异养兼性厌氧型异养需氧型真核生物原核生物一般1830 最适为3035 需氧（使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖）不需氧（使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精）需要充足氧气1012 d78 d“先通气，后密封”制作流程器具消毒将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用冲洗葡萄取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干榨汁装瓶

17、用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖酒精发酵将温度控制在18-30进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d.70%的酒精的作用：冲洗的目的：冲洗1-2次即可，能否反复冲洗，为什么？为什么去梗前冲洗：葡萄汁装入发酵瓶时，为何要留有1/3的空间？每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的：拧松但不打开的目的：消毒去除表面灰尘、污物防止野生菌种数量减少，影响发酵避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会a.先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵；b.防止发酵过程中产生的CO2造

18、成发酵液溢出不能，排出气体防止杂菌污染24打开瓶盖，盖上纱布当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30-35，时间为7-8d。果醋检测果酒检测可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测如何检测果酒的发酵情况（检测是否产生酒精）？a.闻b.品尝c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测橙色灰绿色醋酸菌从何而来？如何检测果醋的发酵情况？a.闻；b.品尝；c.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值；d.观察醋酸菌膜是否形成；打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件（不能利用乙醇）而不能繁殖在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？

19、2.在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？ 还有一些乳酸菌和醋酸菌； 乳酸菌能将糖分解为甘油、酒石酸等，从而使果酒变质，而在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸或者把乙醇转化为乙醛进而转化为醋酸。 可以通过调节发酵的温度、pH等来控制乳酸菌含量； 可以通过减少O2含量、调节发酵温度、pH来控制醋酸菌含量；实验分析与思考1.在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？其中最明显的变化发生在发酵后多少天？引起变化的原因是什么？a.在葡萄酒的制作过程中，发酵液会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生了CO2；b.开始发酵后，CO2

20、产生越来越多，会使发酵液出现“沸腾”现象，在发酵的10天后，这种现象最明显；c.发酵过程产热，会使发酵液温度上升，应注意控温；d.发酵过程中，由果皮进入发酵液的花青素会越来越多，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色；e.果醋发酵完成后，发酵液的液面上会出现一层菌膜，即醋酸菌膜；3.在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？随着醋酸发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低，不会继续发酵。拓展思考题1.果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？2.在果酒和果醋制作中，哪些做法可防止发酵液被污染？发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生

21、物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种a.发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用；b.处理葡萄时应先冲洗再去除枝梗；c.排气时只需拧松瓶盖，不要打开瓶盖果酒发酵与果醋发酵的装置结构作用酒精发酵时状态醋酸发酵时状态充气口排气口出料口通入空气关闭打开，并接入气泵排出CO2打开打开便于取样监测关闭关闭防止空气中微生物的污染4、实验设计设计果酒发酵装置充气口？排气口？排出 CO2出料口便于取样检查和放出发酵液制酒时关闭排气口胶管长而弯曲的作用？防止空气中杂菌 感染果酒的发酵装置示意图1.发酵工程的概念？优点？2.发酵工程的基本环节？3.选择发

22、酵工程的菌种时需要考虑哪些因素？4.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？5.发酵工程的应用？6.什么是单细胞蛋白？基础知识梳理1.3发酵工程及应用一、发酵工程的基本环节选育菌种:可以从自然界中筛选,也可通过诱变育种或基因工程获得扩大培养发酵罐内发酵:发酵工程的中心环节。在了解发酵进程的同时,还要控制发酵条件。如环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢物的形成接种灭菌:不能有杂菌污染。如在青霉素生产过程中如果污染了杂菌,某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉分离、提纯产物:(1)若产品是微生物本身,可采用过滤、沉淀等方法;(2)若产品是代谢物,可根据产物性质采取适当的措施

23、获得产品 思考-讨论发酵工程基本环节分析讨论1、微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑哪些因素？2、怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？选择发酵工程中用的菌种,在考虑生产需要(如微生物体内酶的催化能力、微生物的繁殖速度等)的同时,还要结合当地的气候和发酵设备等实际情况控制发酵过程的温度、pH和溶解氧等发酵条件。同时及时添加必要的营养成分。3、在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？4、进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液能直接排放到外界环境中吗？ 为什么？不能。因为在进行发酵生产时，微生物及其代谢物中都可能含有危害环境的物质。为了减少或避免污染物

24、的产生和排放，实现清洁生产，应该对排出的气体和废弃培养液进行二次清洁或灭菌处理。传统发酵技术获得的产物一般不是单一的组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会再对产物进行分离和提纯处理，或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离和提纯产物。在发酵工程中使用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分离阶段，常采用沉淀、萃取、膜分离吸附和离子交换等方法；在进一步纯化阶段，会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品。二、发酵工程的应用 发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点，在食品

25、工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛应用，形成了规模庞大的分解工业。（一）在食品工业上的应用1、生产传统的发酵产品大豆中蛋白小分子肽和氨基酸酱油黑曲霉淋洗、调制各种谷物、水果酿酒酵母各种酒类利用霉菌发酵生产酱油、利用酿酒酵母生产各种酒类2、生产各种各样的食品添加剂表1-2 常用的几种食品添加剂添加剂类型举例酸度调节剂L-苹果酸、柠檬酸、乳酸增味剂5-肌苷酸二钠、谷氨酸钠着色剂-胡萝卜素、红曲黄色素增稠剂黄原胶、-环状糊精、结冷胶防腐剂乳酸链球菌素、溶菌酶3、生产酶制剂利用黑曲霉发酵生产柠檬酸；利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，经处理制成味精。利用微生物发酵生产淀粉酶、淀粉酶、果胶酶、脂肪

26、酶和氨基肽酶等；目前已有50多种酶制剂用于食品生产。（二）在医药工业上的应用3、未来可能用微生物生产过去只能从植物中分离提取的紫杉醇、青蒿素前体等。 青霉素的发现和产业化生产推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。利用工程菌发酵生产生长激素释放抑制激素4、利用基因工程将病原体的抗原基因转入微生物细胞，制成生物疫苗。通过诱变的青霉菌发酵生产青霉素2、直接对菌种进行改造,再通过发酵技术大量生产所需要的产品1、采用基因工程的方法,将植物或动物的基因转移到微生物中,获得具有某种 药物生产能力的微生物（三）在农牧业上的应用1、生产微生物肥料利用根瘤菌和固氮菌生产的根瘤菌肥、固氮菌肥2、生产微生物农药如：利

27、用苏云金杆菌防治多种农林虫害、利用白僵菌防治玉米螟和松毛虫， 一种放线菌产生的抗生素-井冈霉素可防治水稻枯纹病。微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的、 等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长。有机酸生物活性物质微生物农药是利用或来防治病虫害的。微生物农药作为的重要手段，微生物其代谢物生物防治3、生产微生物饲料蛋白质微生物含有丰富的。以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的 ，即单细胞蛋白，用单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高微生物菌体38复习目标：1.概述培养基的配制方法和微生物纯培养的基本操作要求，进行酵母菌的纯培养。

28、2.说明微生物选择培养的原理。3.进行土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。第2节 微生物的培养技术及应用1.培养基的概念？培养基的作用？根据物理状态分类？各类的作用？2.培养基的一般成分？在此基础上还需要满足什么需求？3.自养微生物、异养微生物的碳源分别是什么？4.获得纯净的微生物培养物的关键是？无菌技术的目的？5.什么是消毒、灭菌？常用的消毒和灭菌方法有哪些？操作对象分别是？6.培养物、纯培养物的概念？纯培养步骤？7.菌落、单菌落的概念？获得单菌落的常用方法？8.倒平板的过程？冷凝的平板怎么放置？为什么？9.平板划线法的概念及过程？第一次灼烧接种环的目的？每次划线前？划线结束？接种环冷却的目的

29、？10. 第二次后的划线从上一次的哪里开始？为什么？11.培养时怎样设置对照？目的？怎样放置平板？在什么设备里培养？标记的位置？基础知识梳理固体培养基液体培养基有无 凝固剂琼脂一、培养基的配制1、培养基的概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质即培养基。2、培养基的作用：用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢产物。什么是培养基？作用？种类？培养基的配方、物质组成是否完全相同？含有的营养成分？划分标准培养基种类特点用途物理性质化学成分用途（补充资料1) 3、 培养基的类型及用途不加凝固剂加凝固剂，如琼脂工业生产观察微生物的运动、分类鉴定微生物分离、鉴定、活菌计

30、数、保藏菌种含化学成分不明确的天然物质工业生产培养基成分明确分类、鉴定在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长培养、分离出特定微生物在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物鉴别不同种类微生物选择培养基液体培养基半固体培养基固体培养基天然培养基合成培养基鉴别培养基自养微生物异养微生物4.培养基的成分基本成分碳源氮源水无机盐无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-有机碳源：葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等无机氮源：NH4、NO3-有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等一、培养基的配制注：含C、H、O、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能源自

31、养微生物和固氮微生物？4.培养基的成分组分含量提供的主要营养牛肉膏5g碳源、磷酸盐和维生素等蛋白胨 10g氮源和维生素等NaCl5g无机盐H2O定容至1000mL水1000mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成在主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长的条件有：对pH、特殊营养物质以及O2的需求。例如，培养乳酸杆菌需添加维生素； 培养霉菌需调至酸性； 培养细菌需调至中性或弱碱性； 培养厌氧微生物需提供无氧环境。一、培养基的配制二、无菌技术1.获得纯净的微生物培养物的关键是_。防止杂菌污染2.无菌技术的目的:防止实验室的培养物被其他外来微生物污染有效避免操作者被微生物感染 消毒：是指使用较为温

32、和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。灭菌：是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。3.避免杂菌污染的方法 二、无菌技术4.实验操作的无菌范围:实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触注意：为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在超净工作台并在酒精灯火焰附近进行。类型适用范围操作方法消毒灭菌较为温和理化方法，杀死部分微生物（不包括芽孢、孢子）强烈的理化方法，杀死所有微生物（包括芽孢、孢子）煮沸消毒法日常生活用品100 煮沸56 min巴氏消毒法不耐

33、高温的液体6265 煮30 min或80-90 煮30s-1 min化学药剂生物活体、水源等擦拭等,如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源紫外线紫外线照射30 min灼烧灭菌接种的金属工具、接种时用的试管口或瓶口等直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧干热灭菌耐高温、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金属用具等物品放入干热灭菌箱,160170 加热23h湿热灭菌培养基、培养皿等,生产和实验室常用高压蒸汽灭菌锅内,100 kPa,温度121 ,1530 min消毒与灭菌接种室、接种箱，超净工作台1.培养基的概念？培养基的作用？根据物理状态分类？各类的作用？2.培养基的一般成分？在此基础上还需要满足什么需求？3

34、.自养微生物、异养微生物的碳源分别是什么？4.获得纯净的微生物培养物的关键是？无菌技术的目的？5.什么是消毒、灭菌？常用的消毒和灭菌方法有哪些？操作对象分别是？三、微生物的纯培养培养物：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体成为培养物；纯培养物、纯培养：由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。1.培养物、纯培养物、纯培养：2.纯培养的步骤包括：配制培养基、灭菌、接种、分离和培养微生物群分散或稀释单个细胞单个菌落繁殖酵母菌的纯培养探究-实践 1.概念：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结

35、构的子细胞群体，这就是菌落。2.特征：3.功能：4.获得单菌落的方法：三、微生物的纯培养鉴定菌种的重要依据大小、形状、隆起程度、颜色等。平板划线法、稀释涂布平板法菌落方法步骤配制培养基称取去皮马铃薯200g，切成小块，加水1000ml，加热煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加入20g葡萄糖、15-20g琼脂，用蒸馏水定容至1000ml（定容）。灭菌将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞，包上牛皮纸，并用皮筋勒紧，再放入高压蒸汽灭菌锅中，在压力为100kPa、温度为121的条件下，灭菌15-30min。将5-8套培养皿包成一包，用几层牛皮纸包紧，放入干热灭菌箱内，在160-170灭菌2h。倒

36、平板酵母菌的纯培养待培养基冷却到50左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。1.制备培养基培养基：用高压蒸汽灭菌锅湿热灭菌培养皿：在干热灭菌箱内干热灭菌1234酵母菌的纯培养1.拔出锥形瓶的棉塞2.将瓶口迅速通过火焰3.用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基（10-20mL）倒入培养皿，立即盖上皿盖4.等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒转过来放置倒平板的具体步骤1.制备培养基思考1：培养基灭菌后，需要冷却到50左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉温度下降到刚刚不烫手即可。2：在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部

37、位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？最好不要用这个平板培养微生物。 防止空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。将所倒平板放入37的恒温箱中培养12h24h，观察是否有菌落存在以确定是否被污染或灭菌是否彻底。4.怎么确定所倒平板未被杂菌污染？3：平板冷凝后，为什么要将平板倒置？可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。 通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。经过数次划线后培养可以分离得到单菌落。(1)原理：单个细胞微生物群单个菌落连续划线分散或稀释生长繁殖(2)“平板划线法”实验操作2.接种和分离酵母菌2.接种和分离酵母菌(2)“平板划

38、线”实验操作1、将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环烧红。2、在火焰旁冷却接种环，并拔出装有酵母菌的棉塞 3、将试管口通过火焰 .4、将已冷却的接种环伸入菌液中，蘸取一环菌液 5、将试管通过火焰，并塞上棉塞 6、左手将皿盖打开一条缝隙，右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线，盖上皿盖。注意不要划破培养基7、灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始往第二次内划线。重复以上操作，在第三、四、五次划线。注意不要将最后一次的划线与第一次相连8、将平板倒置放入培养箱中培养。1）一旦划破，会造成划线不均匀，难以达到分离单菌落的目的；2）存留在划破处的单个细胞无法形成规则的菌落，菌落会沿

39、着划破处生长，会形成一个条状的菌落。第1区划线接种环灭菌第2区划线接种环灭菌第3区划线接种环灭菌接种环灭菌12345接种环只蘸一次菌液,但要在培养基不同位置连续划线多次.划线首尾不能相接每次划线前接种环进行灭菌划线后,培养皿倒置培养平板划线法注意事项:（1）为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗？为什么？杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者杀死上次划线时残留菌种，使下一次划线的菌种直接来源上次划线的末端，从而使每次划线时菌种数目逐渐减少，直至得到单个细胞杀死接种环上原有微生物问题讨论灼烧时期目的取菌种前每次划线前接种结束后问题

40、探讨在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？在做第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？以免接种环温度太高，杀死菌种。线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。7.菌落、单菌落的概念？获得单菌落的常用方法？8.倒平板的过程？冷凝的平板怎么放置？为什么？9.平板划线法的概念及过程？第一次灼烧接种环的目的？每次划线前？划线结束？接种环冷却的目的？10. 第二次后的划线从上一次的哪里开始？为什么？11.培养时怎样设置对照？目的？怎样放置平板？在什么设备里培养？标记的

41、位置？基础知识梳理微生物的选择培养和计数第2节 微生物的培养技术及应用复习目标：1.理解选择培养基的原理；2.掌握测定微生物数量的常用方法；3.学会调整培养基的配方，有目的地培养某种微生物。1.实验室微生物筛选的原理？2.选择培养基的概念？3.一些细菌能利用尿素的原因？尿素不能作为分解尿素的细菌的碳源的原因？配制什么培养基将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来？4.培养基中KH2PO4和Na2HPO4作用？5.微生物的数量测定的方法？6.活菌计数法常用的接种方式？原理？选择菌落数多少的平板计数？结果统计的是活菌数还是死菌数？为什么统计值比实际值小？7.直接计数法的优点？材料用具？结果统计的是活

42、菌数还是死菌数？8.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数探究与实践：如何设置重复？两种对照的目的分别是？如何操作？基础知识梳理一、选择培养基美国黄石国家公园的一个热泉 为什么水生栖热菌能从热泉中筛选出来呢？ 因为水生栖热菌能在70-80的高温条件下生存，而绝大多数微生物在此条件下不能生存。自然界中目的菌筛选的依据： 生物与环境相适应的观点：根据目的菌对生存环境要求，到相应环境寻找。现学现用：在被石油污染的土壤中可以筛选_ _微生物在冰川冻土层可以筛选_微生物分解石油的耐寒1.实验室中微生物的筛选原理：人为提供_ _的条件（包括_、_和_等），同时_有利于目的菌生长抑制或阻止其他微生物的生长温度营养

43、pH结果：培养一定时间后，该菌数量上升2、选择培养基： 概念： 在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。培养基中加氨苄青霉素培养基应有菌落没有氨苄青霉素抗性的细菌被淘汰3.实例（1）目的：分离酵母菌、霉菌等真菌，防止细菌生长 原理：青霉素能抑制细菌生长，对真菌无作用 配制：使用_的培养基（2）目的：分离固氮菌 原理：固氮微生物能利用空气中的氮气 配制：使用_的培养基（3）目的：分离自养型微生物 原理：自养型微生物能利用无机碳源 配制：使用_的培养基（4）目的：分离耐酸菌 原理：耐酸菌能在pH为酸性的条件下生长 配制：使用_的培养基加入

44、青霉素不加氮源（以N2为氮源）不加有机碳源（以CO2为碳源）将pH调至酸性选择培养的三种方法（1）利用添加某种化学物质进行选择培养（2）利用营养缺陷进行选择培养（3）利用改变培养条件进行选择培养思考讨论 选择培养基配方的设计讨论：1.如果让你配制一种培养基，将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，培养基的配方该如何设计？ 在选择培养基中，以尿素作为唯一氮源，只有能合成脲酶的细菌才能生长发育繁殖脲酶CO(NH2)2 + H2O CO2 +2NH3培养基一牛肉膏5.0g蛋白胨10.0gNaCl5.0g琼脂20.0g蒸馏水定容到1000ml培养基二KH2PO41.4gNa2HPO42.1gMgSO4

45、7H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素CO(NH2)21.0g琼脂15.0g蒸馏水定容到1000ml1.从物理性质来讲，两者属于_培养基，判断依据是_ _；2.两种培养基共有的培养基成分有：_； 培养基一的主要碳源为_，主要氮源为_； 培养基二的碳源为_，氮源为_；3.从用途上来讲，培养基二属于_培养基，目的是为了获_ _；4.培养基二中KH2PO4和Na2HPO4作用 ； 培养基一牛肉膏5.0g蛋白胨10.0gNaCl5.0g琼脂20.0g蒸馏水定容到1000ml培养基二KH2PO41.4gNa2HPO42.1gMgSO47H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素CO(NH2)21.0g琼脂15.0

46、g蒸馏水定容到1000ml固体添加了凝固剂琼脂选择能分解尿素的微生物碳源、氮源、无机盐、水牛肉膏蛋白胨葡萄糖尿素 除以尿素作为唯一氮源外，该培养基的其他营养成分与普通培养基基本相同讨论：2.该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？ 提供无机盐作为缓冲物质调节pH思考讨论：如何设计对照实验证明该选择培养基能筛选出分解尿素的细菌？ 应该设置基础培养基（常用牛肉膏蛋白胨培养基）作为对照，若基础培养基中生长的菌落数菌多于该选择培养基，则该选择培养基具有选择性；培养基二KH2PO41.4gNa2HPO42.1gMgSO47H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素CO(NH2)21.0g琼脂15.0g蒸馏水定

47、容到1000ml（二）微生物的选择培养 如果想知道1g土壤中有多少能分解尿素的细菌，还需对土壤菌液进行稀释及科学的微生物数量测定方法-稀释涂布平板法。2、实验的具体操作： 2）土壤取样从肥沃、湿润的土壤中取样。先铲去表层土3cm左右，再取样，将样品装入事先准备好的信封中。取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌1）制备培养基：制备以尿素为唯一氮源的选择培养基1、稀释涂布平板法是将菌液进行充分稀释，然后将菌液涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。6支试管，分别加入9ml无菌水1ml1021ml1031ml1041ml1051ml1061ml1073）样品等比稀释：微量 移液器稀释10倍菌

48、液101土壤10g 在火焰旁称取土壤10g，加入90ml无菌水中，摇匀，制成稀释10倍的土壤菌液。 分别取1ml上清液，加入盛有9ml无菌水的试管中，依次等比稀释制成不同稀释倍数的菌液。取6支试管，分别加入9ml无菌水。1、将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中 滴2、取少量稀释液（0.1ml ），滴加到培养基表面 灼3、将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃尽后，冷却8-10s。涂4、用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿，使涂布均匀浸4）取样涂布平板：放入37恒温箱中培养12d5）培养与观察稀释103倍稀释104倍稀释105倍空白对照恒温培养箱方法纯化原理接种工具单菌落的获得

49、用途接种效果图相同点通过连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散将菌液进行一系列的等比稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基的表面，进行培养，以得到单菌落接种环涂布器从最后划线的区域挑取稀释度合适，整个平板上都可找到单菌落分离纯化菌种，获得单菌落分离纯化菌种，获得单菌落用于计数都能分离纯化菌种都是在固体培养基上进行的平板划线法稀释涂布平板法复习：1、实验室筛选微生物的原理？2、选择培养基的概念、举例3、某些细菌能利用尿素的原因？分离能分解尿素的细菌的选择培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？4、稀释涂布平板法的步骤？平板划线法和稀释涂布平板法比较三、微生物的数量测定：阅读课本18页

50、，完成以下问题：1.常用微生物数量测定的方法有哪些？2.活菌计数法常用的接种方式？原理？选择菌落数多少的平板计数？结果统计的是活菌数还是死菌数？统计菌落数与实际值得关系？为什么？3.直接计数法用到的优点？材料用具？结果统计的是活菌数还是死菌数？1、活菌计数法 (间接计数法)2、显微镜直接计数法1.活菌计数法1）原理： 当样品的稀释度足够_时，培养基表面生长的一个_，来源于_中的一个_；通过计数平板上的_数，就能推测出样品中大约含有多少_； *样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目；高菌落样品稀释液活菌菌落活菌稀释103倍稀释104倍稀释105倍空白对照稀释涂布平板法2）.计数原则*（1）选择菌落数为_的平板计数*；（2）_稀释度下，应_对_个平板进行重复计数，然后求出_；3）.结果分析（1）统计的菌落数往往比活菌的实际数目_； 原因*：_ _（2）统计结果一般用_而不是用活菌数来表示；30-300同一至少3平均值少当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落菌落数2.显微镜直接计数1）.原理 利用特定的_或_在_下观察、计数，然后再计算_的样品中微生物的数量； *血细胞计数板常用对相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等； 细菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数；2）.优点 _3）.缺点（1）统计结果一般是_ 不能区分死菌与活菌细菌计数板血细胞