1.1发酵工程的培养基课件【知识精讲精研】高二下学期生物苏教版选择性必修3

约9000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。汉代砖刻上的酿酒图展示我国古代酿酒作坊的绘画作品1857年，法国微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的酵母菌引起的。此后，人们才开始了解发酵的本质。发酵：是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。一切肉眼看不见或看不清，需要借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到的一切微小生物的总称。具有个体微小、生长繁殖速度快等特点。注：有些微生物是肉眼可以看见的，像属于真菌的蘑菇、灵芝、香菇等。微生物有细胞结构无细胞结构：真核生物原核生物：病毒、类病毒等；细菌、蓝细菌、放线菌、支原体、衣原体；原生生物：草履虫、变

形虫等；真菌：酵母菌、霉菌、

大型真菌等；微生物：HIV酵母菌放线菌螺旋菌灵芝杏鲍菇猴头菇竹荪微生物代谢是指微生物吸收营养物质维持生命和增殖并降解基质的一系列化学反应过程。微生物的代谢类型：在实验室和工业生产中，我们如何培养所需要的微生物呢？第一章发酵工程第一节

发酵工程的培养基一、培养基1、培养基概念：主要是指为人工培养微生物等而制备的，适合微生物等生长、繁殖或积累代谢产物的营养基质。它是进行科学研究，发酵生产微生物制品等的基础。菌落1、定义：单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，会形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落；2、特征：大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等；3、功能：每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以作为菌种鉴定的重要依据；附：菌落相关知识：2、培养基的基本成分：碳源、氮源、水、无机盐（1）碳源：CO2、碳酸盐等；葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等；无机碳源：有机碳源：①分类：②作用：构成微生物体的重要成分和一些代谢产物；微生物生命活动的能量来源；（2）氮源：①分类：②作用：氮气、硝酸盐、铵盐等；牛肉膏、蛋白胨、酵母粉等；无机氮源：有机氮源：主要用于合成蛋白质、核酸及含氮代谢产物等；（3）水：在生物体内含量很高的无机物，不仅是优良的溶剂而且可维持生物大分子结构的稳定；（4）无机盐：来自无机化合物，如NaCl、磷酸盐等，作用：细胞内的组成成分，维持渗透压，某些化能自养菌的能源，酶的激活剂等；3、培养基的类型（1）按培养基成分分：天然培养基、合成培养基；①天然培养基：由动植物组织或微生物细胞以及它们的提取物或粗消化物配制而成；如：牛肉膏蛋白胨培养基；a、天然培养基优点：取材便利、营养丰富、配制简单；b、天然培养基缺点：营养成分难以控制、实验结果的重复性较差；c、天然培养基应用：适用于工业化生产；②合成培养基：由准确称量的高纯度化学试剂加蒸馏水配制而成。如：培养细菌的葡萄糖铵盐培养基、培养放线菌的淀粉硝酸盐培养基（高氏1号培养基）、培养真菌的蔗糖硝酸盐培养基等；a、合成培养基优点：化学成分及含量明确、实验的可重复性好；b、合成培养基缺点：配制过程繁琐、成本较高；c、合成培养基应用：多用于研究和育种；材料牛肉膏蛋白胨NaCl琼脂水用量5g10g5g20g1000mL牛肉膏蛋白胨培养基成分列表：材料可溶性淀粉KNO3K2HPO4MgSO4·7H2ONaClFeSO4·7H2O琼脂水用量20g1g0.5g0.5g0.5g0.01g20g1000mL高氏1号培养基成分列表：附：两种培养基配制表：（2）按物理性质分：固体培养基、液体培养基、半固体培养基不加凝固剂的液态培养基液体培养基中加入少量的凝固剂（如0.2%～0.5%的琼脂）液体培养基中加入凝固剂（如1.5%～2.0%左右的琼脂）①来源：

②主要成分：

③状态：

④性质：

⑤用途：附：琼脂相关知识从某些藻类细胞中提取的物质；主要包括琼脂糖，小分子果胶；半透明、无定形的粉末、薄片或颗粒；熔点为96度、凝固点为40度；最常用的微生物培养基的凝固剂；也可作食品增稠剂等。注：绝大多数生物包括微生物都不能利用琼脂；①固体培养基斜面培养基、平板培养基；a、种类：常用于微生物的分离、鉴定、接种、保存、计数及菌落特征的观察等；b、用途：②半固体培养基：常用于观察微生物的运动、厌氧菌的分离和菌种鉴定等。③液体培养基（培养液）可以进行通气培养、振荡培养，扩大微生物种群数量，常用于工业生产；摇床（3）按用途分：基础培养基、特殊培养基；①基础培养基：不管哪种培养基，一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等最基本的物质，提供这些基本需求的培养基就是基础培养基；另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气、二氧化碳、渗透压等的要求。②特殊培养基A、选择培养基利用这种培养基可将所需要的微生物从混杂的微生物中分离出来。根据某一种或某一类环境微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学抗性而设计的培养基；a、概念：b、用途：一类是依据某些微生物的特殊营养需求设计出来的；如：利用以纤维素为唯一碳源的选择培养基，可以分离出能分解纤维素的微生物；利用缺乏氮源的培养基分离出固氮微生物；以尿素为唯一氮源的培养基，分离尿素分解菌；c、选择培养基的类型另一类是在培养基中加入某种化学物质，这些化学物质没有营养作用，但可以抑制或杀死其他微生物。如：加入10%的酚溶液：抑制细菌和霉菌的生长，分离放线菌；加入亚硫酸铋：分离出伤寒沙门氏菌；加入青霉素、四环素的培养基:分离酵母菌、霉菌等真菌；加入高浓度食盐的培养基:分离金黄色葡萄球菌；B、鉴别培养基用于快速分类鉴定不同类型微生物的特殊培养基，也可用于分离和筛选产生某种代谢产物的微生物菌种a、概念：在培养基中加入某种试剂或化学药品，使培养后会发生某种变化（如显色反应），从而区别不同类型的微生物的培养基。b、用途：可溶性淀粉培养基：一些微生物可以产生胞外淀粉酶，将样品微生物培养在添加可溶性淀粉的培养基中，如果其菌落周围形成淀粉水解圈，可用来鉴定产淀粉酶的菌株。c、几种常见的鉴别培养基溴甲基紫培养基：一些微生物可以产生乳酸、醋酸或丙酸等代谢产物，与溴甲基紫发生颜色反应由紫色转为黄色。常用溴甲基紫培养基鉴别产酸微生物。尿素为唯一氮源的培养基在以尿素为唯一氮源的培养基加入酚红指示剂，培养某种细菌后，细菌合成的脲酶可以将尿素分解成氨，氨会使培养基的碱性增强，使PH升高，从而使酚红指示剂变红。以鉴定这种细菌能否分解尿素。刚果红是一种染料，能与培养基中的纤维素形成红色复合物。当纤维素被纤维素分解菌分解后，刚果红-纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。刚果红纤维素培养基概念：在培养基中加入有利于某些微生物生长和繁殖所需的特殊物质（如血液、血清、酵母浸膏、动植物组织液），使这类微生物的增殖速度比其他微生物快，从而使这类微生物能够在混有多种微生物的情况下占优势地位的培养基。例如：培养百日咳博德氏菌需要含有血液成分的加富培养基；用途：用于培养对营养比较苛刻的异养微生物，分离微生物；C、加富培养基百日咳博德氏菌注：从某种意义上来说，加富培养基类似于选择培养基：加富培养基是增加所需分离的微生物的数量，使其形成生长优势，以分离出该种微生物；选择培养基是抑制不需要的微生物生长和繁殖，而使所需要的微生物增殖，再分离出所需微生物。附：培养基的配制原则①目的要明确：不同微生物需求不同，根据微生物的种类、培养目的进行配制。②营养要协调：营养物质的浓度和比例要适宜。③pH要适宜：不同微生物适宜生长的pH范围不同，可在培养基中添加缓冲剂维持pH稳定。二、配制马铃薯葡糖糖琼脂培养基酵母菌生长繁殖需要的营养物质有水、碳源、氮源和无机盐等。马铃薯葡萄糖琼脂培养基具有酵母菌生长所需的碳元素、氮元素和其他营养物质。学会配制培养基，如培养酵母菌的培养基。烧杯、玻璃棒、试管、培养皿、铁架台、高压蒸汽灭菌锅、酒精灯、PH试纸、蒸馏水、马铃薯块茎、葡萄糖、琼脂等；1、实验目的：2、实验原理：3、实验器材和试剂：（1）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4层纱布过滤，取滤液。向滤液中加入20g葡萄糖、15-20g琼脂，热溶化后用蒸馏水定容至1000ml.4、实验步骤计算→称量→溶化(若使用牛肉膏则连同称量纸一同放入不断搅拌)（2）调节pH：将培养基pH调至5.5；（3）分装：待培养基冷却到50℃左右时，将培养基分装到洁净的试管。分装时注意不要污染试管口，随后立即用棉花塞或试管盖盖紧试管口。若制作斜面培养基，倒入试管中的培养基高度约为试管高度的1/5。灭菌后，使管内培养基自然倾斜，凝固后即成斜面培养基。（4）包扎：在试管壁或培养皿底部上注明培养基的名称、组别、配制日期等信息。以3～5支培养基斜面试管或3～5个培养基平板为一个单位，用牛皮纸包扎起来。（5）灭菌：采用高压蒸汽灭菌锅灭菌，压力设定为100kPa，温度为121℃，灭菌20min；高压蒸汽灭菌锅（6）倒平板或搁置斜面（斜面的长度不超过试管的1/2)待培养基冷却到50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板或搁置斜面。（7）无菌检查：将灭菌的培养基放入37℃的温室中培养24—48小时，以检查灭菌是否彻底。视频1：马铃薯葡糖糖琼脂培养基制作视频2：牛肉膏蛋白胨培养基的制作(1)天然培养基取材便利，配制成本低，适于实验室研究和育种

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)(2)按照培养基的成分，可将培养基分为基础培养基和特殊培养基

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)(3)有些培养基可以不添加氮源(

)(4)选择培养基可以分离微生物，鉴别培养基则不能(

)(5)配制培养基后要先调节pH，然后再进行分装、灭菌(

)(6)配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pH

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(7)产纤维素酶菌分离所用筛选培养基中应含有大量的葡萄糖或蔗糖提供生长营养

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)习题巩固：××√√×√×(9)漆酶属于木质降解酶类，在环境修复、农业生产等领域有着广泛应用。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(

)(10)某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理，培养基分装到培养皿后进行灭菌(

)（11）培养基中加入琼脂的目的是提供碳源(

)(12)所有微生物在培养时，培养基中都需加入氮源(

)(13)培养不同微生物的培养基成分完全一样(

)(14)以尿素为唯一氮源的培养基是选择培养基(

)(15)淀粉是一种能被所有微生物利用的碳源(

)(16)在选择培养基中滴加一定浓度的酚溶液可以抑制细菌的生长(

)×××√×√×√2.关于微生物的营养，下列说法正确的是A.同一种物质不可能既作碳源又作氮源B.凡是碳源都能提供能量C.除水以外的无机物仅提供无机盐D.无机氮源也可能提供能量3.下列关于配制马铃薯葡萄糖琼脂培养基的叙述，错误的是A.分装时注意不要污染试管口B.配制培养基时，待其中琼脂溶化后需补足水至1000mLC.制作斜面培养基时，倒入试管中的培养基高度约为试管高度的1/2D.应采用高压蒸汽灭菌锅对培养基进行灭菌DC4．下列有关培养基的叙述，错误的是A．纯化微生物和植物组织培养时常用的是固体培养基B．在固体培养基中加入无菌水稀释，可直接用于扩大化培养细菌C．根据培养基上菌落的特征可初步判断和鉴别细菌的类型D．用高压蒸汽灭菌法对培养基灭菌时，初期需排气1～2次，否则压力达到温度达不到B5．下列关于培养基的配制说法错误的是A．配制培养基时要注意各种养分的浓度和比例B．合适的培养基可实现分离、鉴定微生物等不同目的C．在培养尿素分解菌的培养基中，尿素既是氮源也是唯一碳源D．不同培养基的配方不同，但一般含有碳源、氮源、水和无机盐C6．据报道，在某