资源简介

(共36张PPT)
新人教版·选择性必修三
第1章 发酵工程
第2节 微生物的培养技术及应用
——微生物的基本培养技术
向经过杀菌处理的牛奶中添加某些对人体有益的细菌，再经过发酵酒可以制成酸奶。由于制作工艺并不复杂，一些人会再家里自治酸奶。自制酸奶虽然方便，但是食用自制酸奶导致窗胃不适的事例略见不鲜，主要原因使在制作过程中有杂菌混入。那么，怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？
① 制作工具和原料灭菌
从社会中来
② 接种纯的菌种
③ 控制发酵条件
④ 避免杂菌进入
本节聚焦
什么是培养基？如何配制？
什么是无菌技术？
怎样进行酵母菌的纯培养？
微生物的基本培养技术的概述
1. 微生物
微生物使难以用肉眼观察的微小生物的统称，包括细菌、真菌、病毒及一些原生生物等。
个体微小
构造简单
进化地位低
酵母菌
青霉菌
新冠病毒
草履虫
大肠杆菌
衣藻
本章中提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌。
微生物的基本培养技术的概述
2. 发酵工程重要基础
防止杂菌污染，获得纯净的微生物培养物。
3.在实验室培养微生物的基本思路：
为微生物提供合适的营养
为微生物提供合适的环境条件
确保其它微生物无法混入
将需要的微生物分离出来
培养环境
培养基
无菌技术
分离技术
二、培养基的配制
1. 培养基的定义
人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出其生长繁殖的营养基质叫做培养基。
① 培养、分离、鉴定、保存微生物
2. 培养基的用途
② 积累其代谢物
二、培养基的配制
3. 培养基的种类
液体培养基
不含凝固剂，呈液体状态
液体培养基+
琼脂
固体培养基
① 分类依据：物理性质
二、培养基的配制
3. 培养基的种类
琼脂是一种从红藻中提取的多糖。
琼脂
琼脂在98℃以上熔化，在44℃以下凝固，在常规培养条件下呈现固态。
固体培养基中的琼脂仅作为凝固剂，不能为微生物生长提供能量和碳源。
二、培养基的配制
固体培养基
实验室中最常用的培养基之一。
微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落。
菌落：是指由单个微生物细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形成以母细胞为中心的一团肉眼可见的、有一定形态、构造等特征的子细胞集团。
二、培养基的配制
固体培养基
菌落：是鉴定菌种的重要依据
细菌
放线菌
霉菌
酵母菌
二、培养基的配制
3. 培养基的种类
② 分类依据：功能
混合样品
选择培养基上部分菌种才能生长
普通培养基上所有菌种都能生长
选择培养基
鉴别培养基
二、培养基的配制
3. 培养基的种类
② 分类依据：功能
目的菌
鉴别培养基上目的菌周围出现透明圈
选择培养基
鉴别培养基
非目的菌
鉴别培养基上非目的菌周围无明显现象
二、培养基的配制
选择培养基
培养基中加氨苄青霉素
怎样选择出抗氨苄青霉素能力的细菌？
没有氨苄青霉素抗性的细菌
具有抗氨苄青霉素能力的细菌
没有抗氨苄青霉素能力的菌落被淘汰
二、培养基的配制
3. 培养基的种类
③ 分类依据：化学成分
天然培养基
合成培养基
含化学成分不明确的天然物质
培养基成分明确
二、培养基的配制
4. 培养基的基本成分
水
碳源
氮源
无机盐
二、培养基的配制
碳源
提供微生物生长繁殖所需碳元素的营养物质叫做碳源。
元素水平 化合物水平 培养基原料水平
有机碳源（异养） C、H、O、N、X 复杂蛋白质等 牛肉膏、蛋白胨等
C、H、O、N 氨基酸、蛋白质等 氨基酸、明胶等
C、H、O 糖类、有机酸、醇、脂质 糖类、乳清等
C、H 烃类 石油、石蜡油等
无机碳源（自养） C、O CO2 空气
C、O、X NaHCO3、CaCO3 NaHCO3、CaCO3、白垩等
注：X表示除C、H、O、N之外的其他元素
绝大多数异养微生物利用的碳源为：“C、H、O”型
二、培养基的配制
氮源
提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养物质叫做氮源。
氮源是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的。
元素水平 化合物水平 培养基原料水平
有机氮源 N、C、H、O、X 复杂蛋白质等 牛肉膏、蛋白胨等
N、C、H、O 尿素、氨基酸、蛋白质等 氨基酸、蛋白胨、明胶等
无机氮源 N、H NH3、铵盐等 (NH4)2SO4、NH4Cl等
N、O 硝酸盐等 KNO3等
N 氮气 空气
注：X表示除C、H、O、N之外的其他元素
绝大多数异养微生物利用的碳源为：有机氮源
二、培养基的配制
无机盐
提供除碳、氮以外的各种的重要元素。
大量元素
P、S、K、Ca、Mg、Fe、Na等
Cu、Zn、Mn、Co、Mo、Ni、B等
微量元素
培养基经常使用有：
K2HPO4、MgSO4、NaCl、CaCl2、Ca(NO3)2、FeSO4等
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
NaCl 5g 无机盐
H2O 定容至1000mL 水
二、培养基的配制
表1-1 1000mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成
注：牛肉膏和蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。
除上述营养物质外，培养基是否还需要其他物质呢？
二、培养基的配制
其他条件
pH、O2和特殊营养物质
培养乳酸杆菌 培养基中添加维生素
培养霉菌 培养基pH调至酸性
培养细菌 培养基pH调至中性或弱碱性
培养厌氧微生物 控制培养环境为无氧
二、培养基的配制
其他条件
特殊营养物质主要指生长因子
① 概念：
微生物生长所必需的、微量的、自身不能合成或合成很少的有机物。
② 种类：
维生素、碱基、卟啉、胺类等
③ 来源：
酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液等
课程小练
1．微生物的培养离不开培养基，下列关于培养基的叙述，错误的是（ ）
A．传统发酵技术中的原材料可认为是微生物的天然培养基
B．培养基中一定要含有微生物生长所需要的氮源和碳源
C．培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素
D．固体培养基需在液体培养基中加入琼脂
B
课程小练
2．某制药厂利用地衣芽孢杆菌(一种好氧细菌)发酵生产抗生素杆菌肽，用于治疗耐青霉
素的葡萄球菌感染等。近期，在杆菌肽生产过程中，出现了酵母菌污染，严重影响了
杆菌肽的产量。技术人员进行了污染原因的分析，并通过系列的分离纯化，解决了酵
母菌污染的问题，稳定了生产。下列有关说法错误的是（ ）
A．地衣芽孢杆菌的培养液污染可能与通入的空气灭菌不彻底有关
B．分离纯化地衣芽孢杆菌必须使用固体培养基
C．向培养基中加入青霉素(抑制细菌细胞壁形成)的方法可防止酵母菌再次污染
D．杆菌肽是在地衣芽孢杆菌核糖体上合成的
C
三、无菌技术
获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术应围绕着如何避免杂菌污染展开。
消毒
灭菌
无菌技术除用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么作用？
无菌技术还能有效避免操作者被微生物感染。
三、无菌技术
1. 消毒
使用较温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。
煮沸消毒法
巴氏消毒法
化学药物消毒法
紫外线消毒
三、无菌技术
1. 消毒
煮沸消毒法
100℃煮沸5~6min。
可杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。
巴氏消毒法
62~65℃煮30min或80~90℃下处理0.5~1min。
可杀死绝大部分微生物，不破坏食物的营养成分。
三、无菌技术
1. 消毒
化学药物消毒法
用75%酒精擦拭双手、
用氯气消毒水源等。
紫外线消毒
对接种室、接种箱或超净工作台用紫外线照射30min，以杀死物体表面或空气中的微生物。
三、无菌技术
2. 灭菌
用强烈的理化方法杀死物体内外的所有的微生物，包括芽孢和孢子。
某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠构造。
芽孢萌发可形成细菌体。
芽孢
胞外壁
芽孢衣
皮层
芽孢质
芽孢核区
芽孢膜
芽孢壁
孢子
脱离亲本后能直接或间接发育成新个体的生殖细胞。它是有丝分裂或减数分裂的产物。
三、无菌技术
2. 灭菌
湿热灭菌法
干热灭菌法
灼烧灭菌法
高压蒸汽灭菌锅
干热灭菌箱
接种环灼烧灭菌
三、无菌技术
2. 灭菌
湿热灭菌法
高压蒸汽灭菌锅
利用
沸水
流通蒸汽
高压蒸汽
进行灭菌的方法
高压蒸汽灭菌
100 kPa
121℃
15~30 min
效果最好
三、无菌技术
2. 灭菌
干热灭菌法
干热灭菌箱
灭菌物品
放入
密闭容器
160~170℃
2~3h
耐高温和需要保持干燥的物品
玻璃器皿
金属用具
三、无菌技术
2. 灭菌
接种工具
灼烧灭菌法
涂布器
接种环
接种针
其他金属工具
直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧
接种过程
试管口
瓶口
通过酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧
迅速彻底灭菌
充分燃烧层
三、无菌技术
无菌技术 对象
消毒
湿热灭菌
干热灭菌
灼烧灭菌
操作空间、操作者的衣着和手、食品等
培养皿
玻璃器皿（培养皿）
金属用具（接种工具：涂布器、接种环、接种针）
三、无菌技术
3. 无菌技术的内容
消毒和灭菌的主要方面
对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒
将培养器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌
消毒和灭菌工作之后
为避免周围微生物污染，实验操作应在酒精灯火焰附近旁进行
避免已灭菌处理的材料用具与周围物品相接触
课堂小练
1．微生物培养都需要无菌操作，下列不适宜高压蒸汽灭菌的是（ ）
A．移液管
B．锥形瓶和广口瓶
C．培养基
D．用于培养的微生物
D
课堂小练
2．消毒和灭菌是微生物培养中常用的操作方法。下列说法正确的是（ ）
A．微生物接种技术的方法不同，但核心都是要防止杂菌污染，保证培养物
的纯度
B．在100℃条件下煮沸5~6分钟属于灭菌方法，可杀死微生物的营养细胞
和一部分芽孢
C．无菌技术中，若处理对象为液体，则只能消毒，不能灭菌
D．高压蒸汽灭菌锅只有当压力表的压力降到一个标准大气压时，才能打开
盖子
A

展开更多......

收起↑