苏教版高中生物选择性必修3全册教学课件

苏教版高中生物选择性必修3全册教学课件第一节发酵工程的培养基第一章发酵工程生长的菌落我们如何用微生物来制作出这样美丽的艺术作品呢？菌落单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度后形成的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。观察各种微生物形成的菌落几种菌落及其形态123培养基都包括哪些成分？培养基都有哪些类型？它们的主要区别在哪里？说一说

培养基（培养液）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。1.培养基内所含的基本物质最基本的物质(1)水(2)碳源(3)氮源(4)无机盐以及生长因子、氧气、二氧化碳、渗透压、PH等的特殊要求

★碳源★

凡能提供碳元素的物质可作为碳源的物质有:无机碳源:、、有机碳源：蛋白质脂肪酸碳酸盐碳酸氢盐糖类（主要）葡萄糖乳糖二氧化碳不同微生物所利用的碳源不同异养型微生物的碳源为自养型微生物的碳源为含碳有机物（有机碳）含碳无机物（无机碳）作用：构成微生物体的重要成分，也是微生物生命活动的能源物质。★氮源★

凡能提供氮元素的物质可作为氮源的物质有:无机氮源：、、、有机氮源：蛋白胨牛肉膏尿素固氮微生物所利用的氮源是氮气氨气硝酸盐氨盐氮气作用：构成微生物细胞中蛋白质、核酸的主要元素。★生长因子★细菌生长必需，而自身不能合成的微量有机物如：维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等作用：合成酶和核酸★水★

在生物体内含量很高的无机物作用：不仅是优良的溶剂，而且可维持生物大分子结构的稳定★无机盐★为微生物提供除碳、氮外的各种重要元素作用：细胞的组成成分、生理调节物质、某些化学自养菌的能源、酶的激活剂指出下列培养基配方中的碳源、氮源分别什么？2.培养基的类型和用途（1）按化学成分来分，可分为天然培养基和合成培养基。（2）按物理性质来分：培养基可分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基。其中固体培养基用于菌种分离、鉴定菌落等，而液体培养基一般用于工业生产。（3）按用途来分，可分为基础培养基和特殊培养基（4）按功能（特殊用途）来分，可分为选择培养基、鉴别培养基、加富培养基。按化学成分来分天然培养基有血清、血浆、和组织提取液（如鸡胚和牛胚浸液）。优点：取材便利、营养丰富、配制简便、培养效果好缺点：来源受限、营养成分复杂难以控制、实验结果的重复性差，影响对某些实验产物的提取和实验结果的分析天然培养基：适用于工业化生产按化学成分来分根据细胞生存所需物质的种类和数量，用人工方法模拟合成的。合成培养基主要成分是氨基酸、维生素、碳水化合物、无机盐和其它一些辅助物质。优点：化学成分和含量明确、实验的可重复性好缺点：

成本较高、配制过程繁琐、缺少某些成分，不能完全满足体外细胞生长需要。合成培养基:用于研究和育种液体培养基：表面生长均匀混浊生长沉淀生长按物理状态来分增菌、工业生产固体培养基：菌落，菌苔按物理状态来分纯化（分离）鉴定活菌计数保藏菌种半固体培养基：无动力有动力(弥散)观察细菌的运动、厌氧菌的分离和菌种鉴定、保存按物理状态来分琼脂选择培养基加入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不加氮源的无氮培养基:分离固氮菌不加含碳有机物的无碳培养基:分离自养型微生物按功能来分鉴别培养基1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。按功能来分鉴别培养基2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。鉴别培养基3伊红美蓝培养基当大肠杆菌分解乳糖产酸时细菌带正电荷被染成红色，再与美蓝结合形成紫黑色菌落，并带有金属光泽。常用的伊红美蓝乳糖培养基，可用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌。鉴别培养基4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。鉴别培养基5刚果红纤维素培养基加富培养基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。一般适用于培养要求比较苛刻的异养微生物。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；选择培养基是抑制不需要的微生物生长和繁殖。血清中含有：①多种蛋白质（白蛋白、球蛋白、铁蛋白等）②多种金属离子；③激素；④促贴附物质，如纤粘蛋白、冷析球蛋白、胶原等。⑤各种生长因子⑥转移蛋白⑦不明成分人工合成培养基只能维持细胞生存，要想使细胞生长和繁殖，还需补充一定量的天然培养基（如血清）。3.不同的微生物往往需要采用不同的培养基配方细菌喜荤，真菌喜素大肠杆菌配方酵母提取物：0.25g蛋白胨：0.5gNacl：0.5g琼脂：1g水：50ml酵母菌、霉菌常用培养基麦芽汁培养基、马铃薯葡萄糖培养基、豆芽汁葡萄糖培养基☆依据微生物的生长需要确定培养基的成分和含量1.关于配制培养基的有关叙述中，正确的是(

)A．制作固体培养基必须加入琼脂B．一般常用的是固体培养基C．氮源主要是为微生物提供能量D．牛肉膏只为微生物提供氮元素B随堂练习2.下表为某培养基的配方，下列叙述正确的是(

)成分蛋白胨葡萄糖K2HPO4伊红美蓝蒸馏水含量10g10g2g0.4g0.065g1000mLA.从物理性质看该培养基属于液体培养基，从用途看该培养基属于选择培养基B.该培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖，属于氮源的物质是蛋白胨C.该培养基缺少提供生长因子的物质D.该培养基调节合适的pH后就可以接种使用B1.培养基配制原则①目的要明确：根据培养的微生物种类、培养的目的等确定培养基的类型和配制量。②营养要协调：培养基中各种营养物质的浓度和比例要适宜。例如：碳氮比4∶1时，谷氨酸棒状杆菌大量繁殖而产生谷氨酸少；碳氮比为3∶1时，菌体繁殖受抑制而谷氨酸合成量大增。③pH要适宜：细菌培养基pH中性或偏碱性，霉菌培养基呈酸性。配制马铃薯葡糖糖琼脂培养基2.配置培养基的步骤：1.配制培养基2.调节pH3.分装4.包扎5.灭菌6.搁置斜面7.无菌检查培养基成分？培养基组分含量马铃薯块200g葡萄糖20g琼脂20gH2O1000mL1.配制培养基为什么将培养基PH调至5.5呢?因为酵母菌生长的最适pH为5.52.调节pH3.分装4.包扎灭菌条件？100kpa121℃20~30min5.灭菌同学们，通过这节课的学习，你有什么收获呢？谢谢大家爱心.诚心.细心.耐心，让家长放心.孩子安心。第二节发酵工程的无菌技术第一章发酵工程

19世纪中期以前，人们普遍相信生命现象是自然发生的。19世纪60年代，法国科学家巴斯德通过实验证明了微生物不是自然发生的。煮沸肉汤，杀灭其中的细菌肉汤仍澄清，没有细菌繁殖打断瓶颈肉汤变混浊，细菌在肉汤中繁殖巴斯德的成功取决于他重视实验的无菌操作。分析上述事实，他的无菌操作体现在哪些方面？通过高温加热曲颈瓶中的肉汤，又通过开口的曲颈和外界相通。这样既能杀死瓶内的各种微生物，又能阻隔外界微生物进入烧瓶。

日常生活中，我们会用碘伏消毒液擦拭受伤破损的皮肤，从而杀灭伤口部位的部分微生物。那么，在发酵工程实践中无菌操作是如何开展的呢？一、发酵工程的灭菌方法阅读课本第14~15页发酵工程的灭菌方法的内容，思考：什么是无菌技术？无菌技术的核心是什么？常用的灭菌方法有什么？学生活动在操作过程中，保持的________________无菌状态并不被微生物污染的技术，其核心是______。1．无菌技术获得纯净的微生物培养物是发酵工程的基础，因此，无菌技术是发酵工程的重要技术之一。物品与操作区域灭菌（1）对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。（2）用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。（3）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。（4）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接触。拓展1无菌技术的主要内容（1）化学试剂灭菌法2．常用方法方法效果范围利用化学试剂如甲醛、氯、高锰酸钾等灭菌剂。破坏微生物的蛋白质或细胞结构。一般不用于培养基的灭菌。（2）射线灭菌法方法效果范围利用紫外线、X射线、γ

射线等产生的高能粒子进行灭菌。破坏微生物的蛋白质或细胞结构。一般用于表面和空气的灭菌。（3）干热灭菌法干热空气灭菌法火焰灼烧法方法对象物品放入干热灭菌箱，140～160℃，2～3h。直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧。耐高温、需要保持干燥的物品（如培养皿、接种针和移液管）的灭菌接种工具、金属器具、试管口或瓶口等。（4）湿热灭菌法培养基等。温度为121℃、气压约100kPa的条件下维持15~20min。蒸汽穿透力大，在相同温度下湿热灭菌比干热灭菌更有效。方法对象优点（5）过滤除菌法大量地制备无菌空气，用于好氧微生物的发酵。利用过滤除菌法处理料液，以获得无菌产品。通过过滤阻留微生物从而达到除菌目的。方法对象项目消毒灭菌条件使用较为温和的物理、化学或生物等方法使用强烈的理化因素原理杀死物体表面或内部一部分的微生物(不包括芽孢和孢子)杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子适用范围实验操作的空间、操作者的衣物和手微生物的培养皿、接种用具和培养基等常用方法煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法和使用体积分数为70%的酒精消毒等干热灭菌法、高压蒸汽灭菌法和灼烧灭菌法等消毒和灭菌的区别常用的消毒方法煮沸消毒法：在100℃煮沸5～6min，可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。这是日常生活经常用到的消毒方法。巴氏消毒法：在62～65℃消毒30min或80～90℃处理30s～1min，适用于不耐高温的液体，例如牛奶，可杀死牛奶中的绝大多数微生物，且不破坏牛奶的营养成分。化学药物消毒：如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等。紫外线消毒：接种室、接种箱或超净工作台在使用前，可以用紫外线照射30min，以杀死物体表面或空气中的微生物。在照射前,适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。什么是芽孢和孢子呢？芽孢：有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的休眠体，叫做芽孢。芽孢的壁很厚，对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。例如，有的细菌的芽孢，煮沸3h以上才死亡。芽孢又小又轻，可以随风飘散，当环境适宜时可以萌发形成一个细菌。

孢子：细菌、原生动物、真菌和植物等产生的一种有繁殖作用的无性生殖细胞。能直接发育成新个体。拓展2在具体的研究或生产实践中，上述几种方法有时可以结合使用，灭菌效果会更为显著。灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提。在科学研究或生产实践中，灭菌需要采用相应的灭菌设备。发酵工程中常用的灭菌设备有哪些呢？二、发酵工程的灭菌设备阅读课本第15~17页发酵工程的灭菌设备的内容，思考：常用的发酵设备有哪些？这些常用发酵设备的原理和作用是什么？说出高压蒸汽灭菌锅的使用步骤。学生活动空的玻璃器皿（如培养皿、离心管、移液管）、金属用具（如镊子、手术刀）和其他耐高温的物品（如菌种保藏采用的沙土管、石蜡油、碳酸钙）使灭菌器皿保持干燥。带有胶皮或塑料的物品、液体及固体培养基一般不能采用电热鼓风干燥箱干热灭菌。对象优点缺点1．电热鼓风干燥箱菌体蛋白的凝固温度与含水量密切相关，细菌芽孢含水量低，蛋白质凝固温度较高。采用电热鼓风干燥箱干热灭菌时，一般以能否杀死细菌的芽孢作为彻底灭菌的标准。灭菌原理注意事项：不得将易腐、易燃、易爆物品放入箱内干燥灭菌；干燥箱在工作时，必须将风机开关打开，否则会导致电机或传感器烧坏；箱内应经常保持清洁，长期不用应套好防尘罩，放置在干燥的室内等。1．电热鼓风干燥箱一种高压蒸汽灭菌锅的结构示意图在一个密闭的锅内，水的沸点随蒸汽压力的增高而上升，加压的同时提高蒸汽的温度，使锅内的待灭菌物品在一定压力和温度等条件下，杀死其中所有微生物的营养体及其芽孢。灭菌原理手动式高压蒸汽灭菌锅；全自动高压蒸汽灭菌锅。培养基等。种类对象2．高压蒸汽灭菌锅操作人员必须在现场规范操作，严格控制热源维持灭菌时的压力。锅内压力过高，不仅培养基的营养成分会被破坏，而且高压锅超过耐压范围后可能会发生爆炸，造成伤人事故等。使用高压蒸汽灭菌锅有什么注意事项？加水装锅加热排空冷空气保温保压出锅在外层锅内加入适量的水，水量达到水位标记线即可将待灭菌物品放在灭菌桶中接通电源，打开开关，开始加热打开排气阀，排出锅内残留的冷空气。当压力表指针回降到“0”时，关闭气阀，继续加热。锅内压力升至约103kPa、温度达到121℃时控制热源，保持压力，维持15～20min后，再关闭电源。当压力表指针降至“0”点，待温度下降后，打开排气阀，旋开固定螺栓，开盖，取出灭菌物品高压蒸汽灭菌锅的使用步骤：加水装锅加热排空冷空气保温保压出锅灭菌完毕取出物品后，将锅内余水倒出，保持灭菌锅内壁及内胆干燥，并盖好锅盖。高压蒸汽灭菌开始之前，为什么要将锅内的冷空气排尽？灭菌完毕后，为什么要待压力降到“0”时才能打开排气阀？在同一温度下，湿热的灭菌能力比热大，在使用高压蒸汽灭菌灭菌时，灭菌锅内冷空气的排出是否完全极为重要，因为空气的膨胀压大于水蒸气的膨胀压，所以，当水蒸气中含有空气时，在同一压力下，含空气蒸汽的温度低于饱和蒸汽的温度。

如果在压力未降到“0”时打开排气阀，会导致锅内压力突然下降，使器内的培养基由于内外压力不平衡而冲出烧瓶口或试管口，造成棉塞沾培养基而发生污染。思考讨论3．空气除菌设备3．空气除菌设备（1）进行空气除菌的原因是什么？许多微生物产品是通过培养好氧微生物获得的。通常在空气中含有灰尘颗粒和各种杂菌，在阴雨天气或环境污染比较严重的情况下，空气中会悬浮大量的微生物。这些微生物一旦进入营养丰富的培养基中，会很快繁殖，影响发酵过程。3．空气除菌设备（2）作用机理让含菌空气通过____________________，以阻截空气中所含微生物。空气除菌设备不是灭菌，而是滤除了空气中的各种杂菌。无菌干燥的过滤介质（3）作用通过过滤除菌处理的空气可达到___________的程度，并有足够的压力和适宜的温度，以满足___________________的需要。几乎无菌好氧微生物纯培养

小结1．下列哪项不属于无菌技术？（）A．将培养皿、接种工具和培养基进行灭菌B．实验操作应在酒精灯火焰附近进行C．避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触D．操作者的衣着和手用纯净水洗干净D2．采用干热灭菌、灼烧灭菌、高压蒸汽灭菌等几种方法，可分别杀死哪些部位的杂菌（

）A．接种环、移液管、培养基B．移液管、接种环、培养基C．培养基、移液管、接种环D．培养皿、移液管、培养基B3．下列关于高压蒸汽灭菌锅的使用方法中，错误的是（

）A．使用高压蒸汽灭菌锅时，需等锅内的冷空气排尽后再关闭排气阀B．培养基常用高压蒸汽灭菌法处理C．灭菌结束后，需迅速将排气阀打开，等压力表降为“0”时再取出培养基D．灭菌前一般需要将锥形瓶的棉塞用牛皮纸或报纸包扎好C发酵工程的灭菌方法有哪些？会用到哪些灭菌设备呢？借助发酵设备，使用一定的灭菌方法可以对发酵过程中使用到的培养皿等实验器具进行进行灭菌。发酵工程有哪些常用的无菌操作器具呢？化学试剂灭菌法；射线灭菌法；干热灭菌法（电热鼓风干燥箱）；湿热灭菌法（高压蒸汽灭菌锅）；过滤除菌法（空气除菌设备）。一、发酵工程的无菌操作器具阅读课本第18~19页发酵工程的无菌操作器具的内容，思考：常用的无菌操作器具有哪些？如何使用移液管量取一定体积的溶液？学生活动1．接种器具在无菌条件下将微生物接入培养基的操作过程称为_____。在这一操作过程中，常用的接种器具包括__________________________等。接种玻璃涂布器、接种针、接种环2．转移器具（1）作用用来准确移取一定体积的溶液或分装化学试剂的量器，一般用于转移部分液体培养物、________________或分装化学试剂。系列稀释微生物（2）常用规格常用的移液管有1mL、5mL、10mL和25mL等规格。2．转移器具移液管的使用（3）使用步骤取管吸液放出溶液以拇指及中指捏住管颈标线以上的地方移液管插入待取溶液液面下约1cm出口尖端接触接收溶液的器壁；将容器微倾斜，使移液管直立；放松食指，使溶液自由地顺壁流下；待溶液停止流出后将移液管移出。（4）微量移液器当取液量很少时（如0.1mL），常采用微量取液器。微量取液器可分为固定容量的和可调容量的两种。3．超净工作台原理注意事项优点利用工作台内紫外线灯的杀菌作用，并通过空气过滤器过滤确保工作台内空气的无菌、无污染。超净工作台开机杀菌30min后，需先关掉紫外线灯，约10min后方可使用超净工作台。操作方便。在各种无菌操作和发酵工程产品的工厂化生产中，超净工作台是理想的无菌操作设备一种经过空气净化而形成高洁净操作环境的设备。二、微生物接种和传代的无菌技术阅读课本第19页微生物接种和传代的无菌技术的内容，思考：（1）菌种是什么？（2）菌种保存的生理状态是怎样的？（3）菌种保存的条件和方法是什么？学生活动1．菌种保存和传代的原理（1）菌种菌种是食用菌、工业菌、农用菌菌丝体及其生长基质组成的繁殖材料，是从事发酵工程实践及微生物学等学科研究的基本材料和重要资源。（2）微生物保存的生理状态在人工创造的条件下，降低细胞的代谢水平，使细胞基本处于休眠状态，即微生物的生长繁殖受到抑制但又不至于死亡。（4）菌种保存的方法厌氧微生物接触氧气会受到抑制、损伤甚至死亡，常采用__________。

_________是常用的菌种传代和低温下保存菌种的方法。穿刺接种斜面接种（3）菌种保存的条件：____________________。低温、干燥、真空将培养好的装有新鲜菌种的试管用牛皮纸包扎好，置于4℃左右的冰箱中保藏，以减缓培养基的水分蒸发，延长保存时间（4）菌种保存的方法挑选典型菌落接种到斜面培养基，培养冰箱保藏2~3个月重新接种

（1）传代培养保藏法：包括斜面培养、穿刺培养等，培养后于4～6℃冰箱内保存。

（2）液体石蜡覆盖保藏法：在斜面培养物和穿刺培养物上面覆盖灭菌的液体石蜡，是传代培养的变相方法，能够适当延长保藏时间。

（3）载体保藏法：将微生物吸附在适当的载体，如土壤、沙子、硅胶、滤纸上，而后进行干燥的保藏法。

（4）甘油管藏法：利用微生物在甘油中生长和代谢受到抑制的原理达到保藏目的。

（5）冷冻干燥保藏法：先使微生物在极低温度（－70℃左右）下快速冷冻，然后在减压下利用升华现象除去水分。拓展1菌种保存的常见方法阅读课本第20页的内容，初步认识斜面接种和培养酵母菌的操作过程。学生活动准备接种接种环灭菌试管口灭菌挑取少量菌体划线接种培养酵母菌2．斜面接种和培养酵母菌①点燃酒精灯，取两支盛有培养基的试管，其中一支内有菌种，另一支为无菌的斜面培养基。（1）准备接种②用一只手的拇指和其他四指夹住试管，使管口齐平，管内培养基斜面向上。将接种环的环端和接种时可能进入试管的部分放在酒精灯火焰上，来回灼烧多次，彻底灭菌。（2）接种环灭菌在火焰附近用握有接种环的手的小拇指、无名指、中指和掌心拔去两支试管上的试管塞，迅速将试管口通过火焰2~3次，以杀灭试管口上的微生物。（3）试管口灭菌将灭过菌的接种环伸入菌种管，先将环部接触培养基斜面顶端或其他无菌体的培养基部位使其冷却，再轻轻挑取少许菌体。（4）挑取少许菌体在抽出接种环时，注意其带菌部位不要触及管壁或通过火焰。注意：迅速将上述带菌的接种环伸入待接种的试管中，在培养基斜面上由底部向上轻轻划“Z”型折线，将菌种接种到培养基上。（5）划线接种划线时注意不要将培养基的表面划破。注意：（6）培养将试管口与试管塞分别通过火焰2~3次，迅速塞紧试管。多次灼烧接种环确保无菌，冷却后，放回原处。将接种过菌种的试管放在恒温箱中（温度调至28℃）培养24h。根据实验操作流程进行酵母菌的斜面接种和培养。在此过程中注意不到烫伤、划伤。学生活动1．培养24h后，能观察到的实验结果是什么？如何将酵母菌培养在平板培养基上？能观察到“Z”型折线分布的酵母菌菌落。

将无菌种的斜面培养基改为平板培养基，通过平板划线法或稀释涂布平板法可将酵母菌培养在平板培养基上。结果分析与评价2．在上述接种和培养过程中，我们注意到了哪些灭菌操作注意事项？

在酒精灯附近操作；灼烧接种环，在火焰旁冷却；将试管口通过火焰；接种完成后，再次灼烧接种环。

小结1．（多选）下列关于发酵工程中使用的无菌操作器具，叙述错误的是（）A．接种针常用于斜面接种或在平板培养基上划线接种B．超净工作台是一种经过空气净化而形成高洁净操作环境的设备C．将移液管插入待取溶液液面下时，伸越多取液越方便D．玻璃涂布器一般用于平板稀释涂布接种AC2．为了保持菌种的纯净需要进行菌种的保存，下列有关叙述错误的是（）A．对于频繁使用的菌种，可以采用临时保存的方法B．甘油管藏法保存菌种时使用的甘油需灭菌C．临时保藏菌种容易被污染或产生变异D．对于需要长期保存的菌种，可以采用低温－4℃保藏的方法D3．将酵母菌菌种从菌种试管接种到另一支试管的操作，下列说法有误的一项是（）A．整个接种过程都要在酒精灯的火焰附近进行B．接种环放在酒精灯火焰上灼烧之后即可伸入菌种试管挑取少许菌种C．菌种试管口和待接种的试管口接种前后都要通过酒精灯火焰2～3次D．带菌的接种环应在培养基斜面上由底部向上轻轻划“Z”型折线B酵母菌是单细胞真菌，可以进行出芽生殖，也可以进行孢子生殖。其培养的最适pH为4.5～5.0，最适生长温度一般为28℃～30℃，可以用液体培养基培养，也可以用固体培养基培养，但要获得纯化的酵母菌菌落，则需通过固体培养基培养。思考：如何获得纯化的酵母菌菌落？平板划线法一、平板划线法阅读课本第21页的内容，理解平板划线法的概念和原理，并初步认识平板划线法的操作方法。学生活动把含有多种微生物的杂菌样品，通过在特定的琼脂平板表面划线稀释，从而获得_________的方法。

将微生物样品在琼脂平板表面多次做___________的稀释划线，经过这样的操作可得到________________________。经过平板培养后，会形成部分__________________________的纯种菌落。1．概念单个菌落“由点到线”较多独立分布的单个微生物由单个微生物生长、繁殖而成2．原理平板划线法分离和培养酵母菌在一个倒有培养基的培养皿的皿底外侧面中央用记号笔画一直线，再在此线中间处画一垂直线，将培养皿分成三个区域：第1区域、第2区域、第3区域，分别标上“1”“2”“3”字样。123接种划线时，将带有酵母菌样品的接种环，在培养皿内培养基的第1区域划线，然后再从第1区域划到第2区域，从第2区域划到第3区域（在第2次、第3次划线前，接种环需过火灭菌）。在固体培养基表面完成多次“由点到线”的逐步稀释。划完线后盖上皿盖，倒置培养。接种和划线操作需要在酒精灯火焰附近进行。通过培养可以得到由单个酵母菌增殖而形成的菌落。灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线。注意不要将最后一次的划线和第一次的划线相连。（1）五区划线法（2）几种划线方法示意图拓展平板划线的其他方法二、通过平板划线法获得纯化的酵母菌菌落尝试通过平板划线法获得纯化的酵母菌菌落。（一）目的要求（二）实验原理

马铃薯葡萄糖琼脂培养基能满足酵母菌生长、繁殖的营养需要，利用前面实验中配制的马铃薯葡萄糖琼脂培养基制作平板。

平板划线法是实验室中进行微生物分离和纯化的常用方法之一。在制作好的酵母菌培养基平板上，采用无菌操作技术及平板划线法能够获得纯化的酵母菌菌落。酵母菌样本（菌种）；接种环、酒精灯、恒温培养箱、高压蒸汽灭菌锅；马铃薯葡萄糖琼脂培养基。（三）实验器材和试剂（四）实验步骤1．培养基和培养皿灭菌使用哪种灭菌方法和设备进行灭菌？用牛皮纸包扎已配制的培养基已包装的培养皿高压蒸汽灭菌锅高压蒸汽灭菌法将灭好菌的培养基和培养皿取出，置于操作台上，待培养基冷却到50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。2．倒平板①拔出锥形瓶的棉塞。②将瓶口迅速通过火焰。③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等培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。操作将灭好菌的培养基和培养皿取出，置于操作台上，待培养基冷却到50℃左右时进行倒平板操作。图1打开瓶塞图2灼烧瓶口灭菌图3倒培养基等平板冷却凝固后，将平板倒置（皿盖在下，皿底在上）备用。在酒精灯火焰旁一只手拿着装有培养基的锥形瓶，另一只手拔出瓶塞（图1），使瓶口迅速通过火焰2～3次（图2），并转动瓶口，确保瓶口被灭菌。再取无菌培养皿，在火焰旁用拇指和食指将培养皿打开（稍大于锥形瓶瓶口），将锥形瓶中的培养基倒入培养皿中（图3）。

注意事项倒平板的注意事项待培养基冷却到50℃左右时进行倒平板操作。要使锥形瓶的瓶口通过酒精灯火焰，通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。倒平板时，要用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，不要完全打开，以免杂菌污染培养基。整个操作过程要在酒精灯火焰旁进行，避免杂菌污染。1．倒平板时，为什么在酒精灯火焰旁操作？酒精灯火焰旁是无菌区域，可以避免周围环境中的微生物的污染。2．倒平板时为什么要使锥形瓶的瓶口通过火焰？通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。3．平板冷凝后为何要倒置？防止皿盖上的冷凝水珠落入培养基，避免培养基中的水分过快蒸发。易错辨析平板划线法操作的注意事项划线用力要大小适当，防止用力过大将培养基划破。第一次划线及每次划线之前都需灼烧接种环灭菌，划线操作结束后仍需灼烧接种环。灼烧接种环之后，要等其冷却后才能挑取菌体，以免温度太高杀死菌种。三区划线示意图培养获得的酵母菌菌落在做第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线，使微生物的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终得到由单个细胞繁殖而来的菌落。多次划线时最后一区域不要与第一区域相连。接种和划线操作需要在酒精灯火焰附近进行。在平板上划线，然后置于28℃恒温箱内培养。3．划线和培养根据实验操作流程进行倒平板和划线。在此过程中注意不到烫伤、划伤，操作要规范。学生活动每次划线前后灼烧接种环的目的是什么？灼烧时间目的第一次划线前每次划线前划线结束后杀死接种环上可能存在的微生物，防止外来微生物干扰杀死上一次划线结束后接种环残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端杀死接种环上残存的菌种，避免菌种污染环境和感染操作者1．在接种酵母菌的培养基上，你是否观察到了单菌落？如果你观察到了不同形态的菌落，可能是哪些原因引起的？如果观察到单菌落，培养基上生长的菌落颜色、形状、大小等基本一致，说明接种成功。若培养基出现了其他菌落，说明接种过程中，无菌操作还未达到要求，可能是菌种不纯、培养基灭菌不彻底或实验过程中被杂菌污染。（五）结果分析与评价2．若培养基出现了其他菌落，如何检验培养基是否被杂菌污染？将未接种的培养基放在恒温箱中培养，若出现了菌落，说明培养基被杂菌污染。倒平板时都有哪些操作是为了避免杂菌污染？1．锥形瓶的瓶口通过火焰；2．在酒精灯附近操作；3．培养皿只露出一个小缝；4．平板冷凝后倒置。学生活动平板划线的过程中有哪些操作是为了避免杂菌污染？1．灼烧接种环，在火焰旁冷却；2．将试管口通过火焰；3．在火焰附近将培养皿开一条缝；4．每次接种完灼烧接种环。接种环灭菌第1区划线接种环灭菌第2区划线接种环灭菌第3区划线接种环灭菌思考平板划线的基本操作和注意事项。学生活动1．下列关于微生物的实验操作的叙述，正确的是（

）A．配制细菌培养基过程中，需要在倒平板时调节培养基的pHB．配制固体培养基时加入琼脂，其作用是为微生物生长提供碳源C．平板划线法接种时，每次划线之前都需要对接种环进行灭菌D．实验结束后，使用完的培养基可以直接丢弃C2．（多选）微生物接种的方法很多，平板划线法是常用的一种。如图是平板划线示意图，划线的顺序为①②③④。下列相关叙述错误的是（

）

A．划线操作时，将蘸有菌种的接种环插入培养基B．平板划线后培养微生物时要倒置培养C．可以将第④区域的划线与第①区域的划线相连D．在第②~④区域中划线前都要对接种环进行灭菌AC3．有关微生物的分离与培养的叙述，错误的是（

）A．获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染B．倒置平板可防止培养皿盖上的冷凝水滴落造成污染C．倒平板时将培养皿的盖拿开，以便于将锥形瓶中的培养基倒入培养皿D．检验培养基是否被杂菌污染的最有效方法是将未接种的培养基放在恒温箱中培养C同学们，通过这节课的学习，你有什么收获呢？谢谢大家爱心.诚心.细心.耐心，让家长放心.孩子安心。第三节传统发酵技术和产品第一章发酵工程使用一定浓度的食盐溶液腌渍各种鲜嫩的蔬菜，再经自然发酵而成的腌制品就是我们熟知的泡菜。泡菜的制作真这么简单吗？大家想通过自己制作泡菜来认识传统发酵技术和产品吗？泡菜的制作流程选择原料修整、洗涤、晾晒、切分成条状或片状称取食盐配制盐水泡菜盐水加入调味料，装坛发酵成品一、传统发酵技术的本质是微生物的天然发酵绝大多数情况下，微生物是各种个体微小、肉眼不易看见、结构相对简单的生物的总称。1．微生物是微小生物的总称思考：许多人认为，所有的微生物都是肉眼看不见的生物。你能通过实例质疑这样的观点吗？新型冠状病毒（SARS-CoV-2）3D示意图幽门螺杆菌酵母菌霉菌蘑菇1．微生物是微小生物的总称微生物细胞型微生物非细胞型微生物：原核微生物（细菌、放线菌、蓝细菌、衣原体、支原体等）真核微生物（酵母菌、霉菌、大型真菌等）病毒（DNA病毒、RNA病毒等）2．我国传统发酵技术源远流长几千年前，古人就已经发明了制曲酿酒的技术。我们的祖先很早就已经掌握了制醋和制酱的方法。在农业上，我们的祖先也掌握了制作堆肥和厩肥的技术。由于古人没有认识到微生物与发酵的确切关系，所以传统发酵技术基本都是发酵经验的总结。二、传统发酵技术生产的食品传统发酵是利用天然微生物的代谢活动制造或生产某些产品的过程。1．果酒的制作

酿葡萄酒果酒是以各种果汁为原料，通过微生物发酵而制成的含有酒精的饮料，包括葡萄酒、苹果酒和梨酒等。葡萄酒是以葡萄为原料酿造而成的，其酒精含量约为10%~12%。由于酿造工艺的不同，葡萄酒又可分为红葡萄酒（葡萄汁和葡萄皮渣混合酿造）和白葡萄酒（仅用葡萄汁酿造）。果酒的制作

酶酶果酒的制作

有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6O2＋6H2O→

6CO2＋6H2O+能量酶无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2+能量

酶

果酒的制作

在葡萄酒等果酒的生产中，还广泛使用果胶酶（用以破坏细胞壁）等酶制剂。果胶酶的应用有利于葡萄汁的榨取，还能使酒变得清澈透明。思考：根据植物细胞壁的结构和组成成分的知识，你能分析使用果胶酶可以使酒变清澈的原因吗？果酒的制作过程清洗清洗葡萄时，连果柄一起在清水中轻轻漂洗，避免损伤葡萄果皮榨汁把冲洗后沥干的葡萄切成小块或连皮榨成葡萄汁装瓶将葡萄汁移入有盖的、洁净的大广口瓶中，发酵液总量不要超过广口瓶体积的2/3，盖上瓶盖发酵温度控制在18~25℃，每隔一段时间轻轻旋松瓶盖放气葡萄皮的色素进入葡萄汁时，溶液呈现深红，大约10~12d完成制作2．果醋的制作

果醋的酿制是利用醋酸菌的发酵进行的。醋酸菌是好氧细菌，因此可以取适量葡萄酒并加入新鲜葡萄汁在氧气充足的条件下制作果醋。醋酸菌是生产果醋的主要发酵菌。在果酒基础上的果醋发酵，是一个有氧发酵的过程，在充分供氧的条件下，醋酸菌能将酒精氧化为醋酸。

C2H5OH＋O2→

CH3COOH+H2O+能量

酶水果的发酵加工———制作果酒和果醋（一）制作葡萄酒阅读教材30页果酒制作内容，思考：（1）在酵母菌的自然发酵过程中，起发酵作用的酵母菌的来源？（2）为什么发酵液总量不要超过广口瓶体积的2/3？葡萄皮表面的野生型酵母菌。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，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出。水果的发酵加工———制作果酒和果醋（一）制作葡萄酒阅读教材30页果酒制作内容，思考：（3）在酿制葡萄酒的过程中，为什么每隔一段时间就要旋松瓶盖放气呢？（4）如何鉴定是否有酒精产生？放出酵母菌细胞呼吸产生的二氧化碳。使用酸性重铬酸钾检测，观察是否变为灰绿色。阅读教材30页果醋制作内容，思考：（1）制作葡萄醋时加入适量新鲜葡萄汁的原因是什么？（2）如何鉴定是否有醋酸产生？（3）葡萄酒和葡萄醋的制作原理有哪些异同点？水果的发酵加工———制作果酒和果醋（一）制作葡萄醋新鲜葡萄汁含有醋酸菌。闻味、显微镜下观察醋酸菌等。果酒和果醋制作过程比较比较项目制作果酒制作果醋菌种酵母菌醋酸菌发酵原理操作选择新鲜材料清洗，制成果汁，装瓶发酵，发酵液总量不超过广口瓶体积的2/3。先制作果酒，再用果酒制作果醋。条件温度一般是18℃~25℃；前期有氧，后期无氧；时间约10~12d。温度为30℃～35℃；始终有充足的氧气；时间约7~8d。

图中①为

：用来充入氧气(无菌空气)。②为排气口：在酒精发酵时排出的是酒精发酵产生的

，在醋酸发酵时排出的是_________________________________；长而弯曲的胶管的作用是_______________________。③为出料口：便于取样检测，及时监测发酵进行的情况。充气口CO2剩余的空气和醋酸菌代谢产生的CO2防止空气中微生物的进入思考：某同学设计了一种简易的发酵装置，如下图所示。果酒和果醋制作成功的关键点项目说明材料的选择与处理选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。防止发酵液被污染①榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒；②清洗葡萄时要先清洗后除枝梗；③发酵瓶排气管用曲颈管而不能用直管。归纳总结项目说明发酵条件的控制①葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3的空间，目的是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，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出；②严格控制温度：18～25℃利于酒精发酵；30～35℃利于醋酸发酵；③充气：酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需经充气口充气。3．酸奶的制作

发酵过程中产生乳酸的细菌称为乳酸菌。酸奶一般是以牛奶为原料、乳酸菌参与发酵制作而成的奶制品。思考：你知道酸奶和乳酸菌饮料的区别吗？酸奶既保留了牛奶的主要营养成分，又因为含有大量的乳酸菌而有新的生理作用。每天摄入适量的酸奶，可以抑制有害菌在肠道中的生长繁殖，从而改善肠道环境，维持肠道微生物的相对平衡。（三）制作酸奶阅读教材31页酸奶制作内容，思考：（1）酸奶的制作原理？

以牛奶为主要原料，接入一定量的菌种或市售酸奶（其中含有乳酸菌）。随着乳酸菌在牛奶中生长繁殖，牛奶中的乳糖变为乳酸，乳液的pH随之下降，乳酪蛋白发生凝集，牛奶成为酸奶。（三）制作酸奶阅读教材31页酸奶制作内容，思考：（2）酸奶制作时，涉及哪些无菌技术？（3）为什么分装后，牛奶要基本装满容器，使容器上部留出的空隙尽可能小？奶瓶等容器的灭菌，牛奶的消毒。乳酸菌是厌氧菌。酸奶的制作过程灭菌将奶瓶等器皿放在不锈钢锅中，用沸水煮15min。消毒将牛奶倒入灭菌后的奶瓶中，倒入量不要超过奶瓶容积的2/3，再将牛奶加热至90℃，保温5min，或将牛奶置于80℃恒温水浴箱中15min。接种加热灭菌后，待原料奶的温度下降到43℃~45℃时，向原料奶中加入市售酸奶，接种量为原料奶量的5%~10%，用玻璃棒搅拌均匀。分装如需制备更小容量的酸奶，可先将牛奶分装至容积适当的容器中，再进行发酵。这样制成的酸奶可以呈凝乳状态。发酵将分装好的牛奶置于恒温箱中进行发酵；温度：40℃~43℃，培养3~4h，或30℃培养18~20h。冷却发酵结束时，将酸奶取出，迅速将其冷却到10℃以下，使酸奶中的乳酸菌停止代谢，以防止酸度过高而影响口感。传统发酵技术中三种常用菌种的比较项目酵母菌醋酸菌乳酸菌生物学分类真核生物原核生物原核生物代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型异养厌氧型发酵条件前期需氧，后期不需氧一直需氧无氧温度18～25℃30～35℃室温生产应用酿酒、发面酿醋制作酸奶、泡菜1．某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告，他的做法错误的是（） A．选择新鲜的葡萄略加冲洗，除去枝梗后榨汁 B．将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁 C．酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气 D．酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行醋酸发酵课堂检测B2．（多选）如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是（

）A．改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响B．果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸C．果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关D．气体入口与气体出口可以交换使用ABCBD3．（多选）下列关于传统发酵技术应用的叙述，正确的是（

）A．利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养，后密封发酵B．家庭制作果酒、果醋通常都不是纯种发酵C．果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中情况相反D．醋酸菌在缺乏糖源时，可以将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸4．下列关于果酒和果醋制作过程的叙述，错误的是（

）A．在变酸果酒表面所观察到的菌膜可能是醋酸菌B．制作果酒和果醋时都应用体积分数为70%的酒精对发酵瓶消毒C．果酒和果醋的发酵菌种不同，但代谢类型相同D．果酒和果醋的制作可用同一装置，但需控制不同发酵条件C5．许多食品的生产需要借助微生物发酵过程，下列叙述正确的是（

）A．利用乳酸菌可将含较多抗生素的牛奶制作成含有抗生素的酸奶B．在糖源充足时，醋酸菌可以利用乙醇在厌氧条件下生产醋酸C．酸奶制作时要保证有氧条件D．控制好温度、pH既有利于目的菌繁殖也可抑制杂菌生长D6．下面是古代家庭酿酒的具体操作过程：先将米煮熟，待冷却至30℃时，加少许水和一定量的酒酿（做实验时用酵母菌菌种），与米饭混匀后置于一瓷坛内，并在米饭中间挖一个洞，加盖后置于适当的地方保温（28℃），一段时间后即成。现请你从以下几个方面对其发酵过程做一个简单的分析。

（1）先将米煮熟的目的是_____________，在米饭中间挖一个洞的目的是增加______的含量，保证酵母菌在一开始时就进行__________，从而有利于酵母菌数量的增加。杀灭其他杂菌氧气有氧呼吸（2）在家庭酿酒过程中有酒精产生，可用_________来检验，在酸性条件下，其与酒精反应呈现_____色。（3）写出酵母菌无氧呼吸的反应式：___________________________________。（4）在具体操作过程中，要根据米的多少加适量的酒酿，如把握不住，宁多而不能少，如果加少了将产生什么后果？为什么？重铬酸钾灰绿不能得到酒精。菌种太少，难以造成无氧环境，其他微生物会大量繁殖，造成米饭腐败

C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2+能量

酶________________________________________________________________________________。豆制品的发酵加工——制作腐乳（一）参与腐乳制作的微生物主要毛霉青霉酵母曲霉课外拓展分类：代谢类型：生殖（主要方式）：分布:丝状真菌（具发达的白色菌丝）关于毛霉孢子生殖异养需氧型常见于土壤、水果、蔬菜、谷物上接种孢子制作好腐乳坯后，喷洒毛霉孢子悬液，使每块腐乳坯沾上毛霉孢子悬液。培养与晾花（1）培养温度：15-18℃（2）晾花：培养44h~48h后，取出笼格，使热量和水分散失，腐乳坯迅速冷却（3）晾花目的：增强酶和霉味的作用压坛与装坛（1）操作过程：分开菌丝→涂抹成皮衣→装坛→撒盐→压坯（2）食盐的作用：析出水分（3）食盐的加入方法：摆满一层后稍稍压平撒一层盐，使含盐量平均约为16%（二）工业生产腐乳的过程注意点：防止杂菌污染1.长毛时的温度2.加盐腌制、卤汤中的酒精、辛香料3.装瓶过程中操作要迅速小心4.对用具的消毒灭菌5.装瓶后用胶带密封6.密封时用酒精灯消灭瓶口杂菌同学们，通过这节课的学习，你有什么收获呢？谢谢大家爱心.诚心.细心.耐心，让家长放心.孩子安心。第四节发酵工程及其应用第一章发酵工程事实：1．大肠杆菌是原核生物，细胞拟核内有一个环状的双链DNA分子。细胞分裂前，DNA分子会进行复制。分裂时一般是以简单的二分裂方式进行无性繁殖的。2．在适宜条件下，大肠杆菌分裂一次仅需要20～30min。3．实际上，大肠杆菌在生长和繁殖过程中，会消耗大量的营养物质，环境pH也会发生改变。思考：1．计算：人的肠道环境非常适合大肠杆菌的生长和繁殖。利用计算器计算一个大肠杆菌在人的肠道中24h后，理论上能达到的数量。2．推理：大肠杆菌是一类细菌。基于日常生活中多种细菌影响我们生活的实例（如肉汤腐败），推理细菌除了繁殖快之外，可能还会具有的特征。微生物还有哪些特定功能呢？这些特定功能又是如何被发酵工程所利用的呢？4722×1021一、发酵工程利用了微生物的特定功能阅读教材35页，归纳微生物的特定功能和特点，并举例说明这些特定功能和特点在发酵工程中的用处。微生物具有生长旺盛、繁殖快的特定功能。在发酵工程液体培养中，接种后细菌细胞数量会呈几何级数增长。微生物吸收多、转化快的特定功能为发酵工程产生大量代谢产物提供了保障。微生物具有适应性强、易变异的特定功能。这为通过育种大幅度地提高菌种的生产性能提供了保障。微生物还具有种类多、分布广的特点。微生物种类繁多不仅体现在物种的种类上，还体现在微生物的生理代谢类型上。可根据需要在发酵工程中将这些特定功能加以利用。二、发酵工程的一般过程采用现代工程技术手段，利用微生物或动植物细胞的特定功能，在人工控制的环境下生产满足人类需求的特定产品等的工程技术。发酵工程不再是一种仅仅利用微生物代谢活动进行生产的简单工艺，而是一个综合了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的多学科综合工程。发酵工程

发酵工程一般包括发酵原料的预处理、发酵培养基的配制、菌种选育和扩大培养、发酵生产和产物的分离与提纯等主要步骤。1．发酵原料的预处理

对原料进行粉碎、蒸煮，水解成葡萄糖等供微生物利用。

2．发酵培养基的配制添加水、无机盐等营养物质，调节碳氮比和pH等。

3．菌种选育和扩大培养

选育优良的菌种是发酵工程的首要条件。自然选育诱变育种基因工程育种在菌种的筛选过程中，一般都要研究其最适发酵条件。这样，发酵工程可根据目标菌种的新陈代谢特性，选择不同的方式进行发酵，确定大规模发酵生产过程中的控制条件。3．菌种选育和扩大培养

将菌种扩大培养才能满足大规模生产的需要。在大规模的发酵生产中，需要将选育出的优良菌种经过多次扩大培养，让它们达到一定数量再进行接种，这样可以缩短菌种在发酵罐中发酵的时间。种子罐扩大培养4．发酵生产

发酵罐工业上用来进行微生物发酵的装置，通过控制发酵罐中的相关条件，为微生物提供一个最有利于产物合成及积累的培养环境。4．发酵生产

（1）要对设备和培养基严格灭菌；（2）发酵过程中需要随时取样，检测培养液中的细菌数目、产物浓度等，以了解发酵进程；（3）要及时添加必需的培养基组分，以满足菌种的营养需求；（4）要严格控制温度、pH、溶氧等环境因素。发酵条件5．产物的分离和提纯

发酵产品包括微生物的代谢产物或菌体。通过过滤发酵液，离心去除固体杂质，采用蒸馏法等进一步纯化目标产品。发酵工程的基本过程总结原料预培养培养基配制灭菌无菌空气的制备菌种的选育和扩大培养发酵生产产品的分离和提纯

现在，发酵工程已经发展到可以利用计算机对发酵过程进行自动调节控制的阶段。氧含量的调节：通过通气量和搅拌的速度来实现。温度的调节：通过发酵罐夹层或蛇形管中的冷却水的热交换作用来实现。pH的调节：通过在培养基中添加酸或碱等来实现。根据发酵过程的操作方式不同，可将工业发酵分为分批发酵和连续发酵等。（1）分批发酵：一次投料、一次接种、一次收获的间歇发酵方式。6．发酵工程的种类

分析：尝试推测单细胞微生物生长曲线形成的原因。

设计：尝试设计一个利用青霉生产青霉素的分批发酵生产流程（用简图表示）。学生活动延滞期：细菌等微生物在刚接种到一个新的环境之后，需要经历一个短暂的适应时期。延滞期内微生物一般不增殖。对数期：此时细胞分裂增殖旺盛，活微生物数量增长速率最高。随着生长速率和数量的增加，微生物浓度呈几何级数增长。由于此时微生物的代谢活性高、生命力强，在生产上常作为“种子”，是科学研究中理想的实验材料。稳定期：微生物的生长速率维持相对稳定，此时如能及时补充营养物质或分离代谢产物，改善培养条件，可延长稳定期。衰亡期：随着培养基中营养物质的消耗，代谢产物的积累和pH等环境条件的变化，微生物生长受到影响，生长速率降低，死亡速率逐步增加，活的微生物量逐步减少，此时微生物代谢活性降低，呈现衰老和自溶现象。分析：尝试推测单细胞微生物生长曲线形成的原因。设计：尝试设计一个利用青霉生产青霉素的分批发酵生产流程。从自然界分离青霉菌种基因工程诱变育种生产用菌种扩大培养发酵罐培养基配制青霉素原料接种灭菌

（2）连续发酵：

在一个培养基可流动的装置（如发酵罐）中，以一定的速率不断地放出老的培养基和代谢产物，同时不断添加新的培养基和调节相关发酵条件（如pH），使发酵过程保持相对稳定。简化了发酵罐的多次灭菌、清洗、出料等步骤，缩短了发酵周期，提高了设备的利用率和单位时间产量等。方式单罐连续发酵和多罐连续发酵等方式。优点三、发酵工程应用广泛产品类型主要产物微生物菌体细胞酵母菌、食用菌、微生物农药微生物酶类各种酶、酶制剂和各种曲类微生物代谢产物初级代谢产物，如氨基酸、有机酸、有机溶剂、核苷酸、蛋白质、核酸和维生素；次级代谢产物，如抗生素、生物碱和植物激素类似物发酵工程产品的主要类型产品类型主要产物微生物转化产物利用微生物代谢过程中的某种酶或酶系，将一种化合物转化成含有特殊功能基团的产物。例如，将甘油转化为二羟基丙酮，将葡萄糖转化为葡萄糖酸，将甾体转化成甾体激素工程菌发酵产物通过基因工程和细胞工程创造出许多具有特殊功能的“工程菌”，用发酵技术生产更多更好的产品，发挥更大的经济效益动植物细胞的产物通过大规模培养木瓜细胞，生产木瓜蛋白酶；利用植物细胞培养技术生产天然食用色素等自主阅读教材40~41页发酵工程的应用领域。小组讨论以小组为单位，讨论发酵工程在某一应用领域（医药、食品、农业、其他领域）有哪些具体的应用实例。小组汇报每一小组派代表汇报讨论成果，其他小组认真聆听并点评。课后拓展通过互联网或图书馆，搜集有关计算机在生物发酵工程方面应用的资料。有兴趣的话，可以整理归纳相关研究现状和预期进展的资料，与班上其他有兴趣的同学交流。调查发酵工程在生活中的应用实例在食品工业上的应用抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等。在农牧业上的应用其他方面的应用生产传统的发酵产品。例如：酱油、各种酒类等。生产各种各样的食品添加剂。例如：柠檬酸、谷氨酸等。生产微生物肥。例如：根瘤菌肥、固氮菌肥等。生产微生物农药。例如：苏云金杆菌、白僵菌、井冈霉素。生产微生物饲料。例如：单细胞蛋白。利用纤维肥料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。对极端微生物的利用。例如：利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂。例如：生长激素、乙型肝炎疫苗等。生产酶制剂。例如：α-淀粉酶、β-淀粉酶等。在医药工业上的应用发酵工程的应用总结核心问题：什么是发酵工程？发酵工程的一般过程？发酵工程有哪些应用？1．某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是（

）A．夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理B．乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大C．正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压D．可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵课堂检测B2．下列生活用品的生产，与发酵工程无直接关系的是（

）

A．沼气

B．天然气

C．味精

D．啤酒3．发酵工程是重要的生物工程技术，可以为人类提供多样的生物产品。发酵主要利用的是哪类生物的细胞（

）A．动物 B．植物

C．细菌 D．微生物BD4．菌种的选育是发酵工程的重要环节。菌种是指（

）A．一种细菌或真菌的种子

B．微生物的一个分类单位C．发酵过程中产生的微生物

D．用于获得微生物培养物的微生物D5.黑曲霉发酵可以产生木聚糖酶，该酶可以将木聚糖（植物细胞壁的主要成分之一）降解为木糖。木聚糖酶是一种很有应用价值的发酵产品，如图表示生产该酶的连续发酵装置。

（1）根据物理性质，该发酵过程使用的培养基属于

。根据工艺流程可知，黑曲霉的新陈代谢类型属于

型。在大规模的发酵生产中，需要将选育出的优良菌种经过多级的

，当达到一定数量后再接种。液体培养基

异养需氧

扩大培养

___________________________________________________________。

（2）从发酵装置加料口输入的培养基必须经过严格的

处理。根据图示可知，发酵过程需要严格控制

与搅拌速度等条件。（3）图示连续培养装置以一定的速度不断添加新的培养基，同时又以同样的速度放出旧的培养基，可大大提高生产速率，原因是：灭菌

温度、pH、溶氧量

简化了发酵罐的多次灭菌、清洗、出料等步骤，缩短了发酵周期同学们，通过这节课的学习，你有什么收获呢？谢谢大家爱心.诚心.细心.耐心，让家长放心.孩子安心。第一节植物细胞工程第二章细胞工程

除了传统的栽培方式，草莓和香蕉是否可以通过其他方式培养？

它们可以通过植物组织培养生产。植物组织或细胞培养的理论基础是细胞全能性。科学家如何证实植物细胞具有全能性呢？一、细胞的全能性（一）全能性的发现过程1．1902年，哈伯兰特的预言：离体的植物细胞具有全能性，在合适的条件下，能够发育成为完整的植物体。2．1937年，用胡萝卜根的小块组织，在人工培养条件下成功地诱导出分化程度低、具有分裂能力的愈伤组织，但未诱导出芽和根。3．1958年，斯蒂瓦特等人用胡萝卜韧皮部的组织块培养出完整植株，该植株可以开花结果。证实了哈伯兰特的预言。（二）全能性的概念和原因1．概念

细胞分裂和分化后，仍然具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。2．原因

生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必须的全部遗传物质。（二）全能性的概念和原因

生物体内细胞为什么不能表现全能性呢？在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达，从而形成生物体的不同组织和器官。易错辨析（1）细胞具有全能性≠细胞体现全能性

细胞的全能性指的是细胞的一种潜在能力，理论上，几乎所有的细胞都具有全能性，但是只有在某些条件下发育为完整个体或分化成其他各种细胞，才能体现其全能性。易错辨析（2）植物细胞的全能性较容易表现出来，高度分化的动物细胞的细胞核也具有全能性，但是动物体细胞的全能性目前仍难以得到验证。

从遗传物质的角度思考植物的花粉具有全能性吗？（3）因为一个染色体组携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全套遗传信息，配子中至少含有一个染色体组，所以从理论上讲配子也具有全能性。易错辨析

植物的种子发育成完整植株，是否体现了细胞的全能性？（4）种子的发育不能体现细胞全能性。因为种子中的胚已经完成了早期发育，相当于新植物体的幼体，没有体现出细胞具有发育成完整植株的潜能。（果皮）种皮子叶胚芽胚轴胚根胚胚乳（贮存营养）拓展细胞全能性大小（1）植物细胞＞动物细胞（2）受精卵＞生殖细胞（精子、卵细胞）＞体细胞（3）体细胞分化程度低的＞体细胞分化程度高的（4）幼嫩的组织细胞＞衰老的组织细胞（5）细胞分裂能力强的＞细胞分裂能力弱的二、植物组织培养技术（一）植物组织培养技术的概念

植物组织培养技术是利用细胞全能性，在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞或原生质体等，在培养基上培养，使其发育成部分或完整植株（目的）的技术。原理保证外植体营养目的（二）植物组织培养技术的过程1．选材

植物体的所有部位都可以作为植物组织培养的材料吗？植物的茎尖、根尖、幼嫩的叶片、花药是植物组织培养中常用的外植体，因为它们分裂能力强，分化程度低。因此，在利用不同的外植体进行培养时，需要对材料进行选择。（二）植物组织培养技术的过程1．选材

例如，在利用胡萝卜的根进行组织培养时，一般选取含有形成层的部分作为外植体。

形成层是位于木质部和韧皮部之间的一种分生组织。可不断产生新的木质部和韧皮部，使根茎不断加粗。（二）植物组织培养技术的过程

胡萝卜根部不含叶绿体，植物组织培养长出的植物叶片含有叶绿体吗？含有。因为根部的细胞含有全套遗传物质，可以指导叶绿体的形成。2．消毒

为了避免微生物污染，经常需要对外植体消毒，消毒时要注意什么？消毒过程中应避免消毒剂对外植体的生长、分化过程产生不良影响。因此消毒后要用无菌水充分冲洗。（二）植物组织培养技术的过程2．消毒

消毒过程经常使用哪些试剂？酒精、过氧化氢溶液、次氯酸钠溶液。

消毒是除去外植体表面还是内部的微生物？除去外植体表面的微生物。3．接种

将外植体置于适宜的培养基上的操作称为接种。（二）植物组织培养技术的过程3．接种

接种用的培养基需要含有哪些物质来保证细胞生长所需的营养条件？含有适量的水分、无机盐、碳源、氮源、维生素以及植物激素等。

培养基中一般提供的碳源是什么？蔗糖或葡萄糖。4．诱导脱分化和再分化

阅读教材47~48页中“诱导脱分化”和“诱导再分化”中的内容，思考下列问题：（1）什么是植物细胞脱分化？（2）脱分化后形成的愈伤组织具有什么特点？哪些细胞更易被诱导成愈伤组织？（3）什么是愈伤组织再分化？再分化的产物有