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(共26张PPT)
微生物 代谢类型 生物分类 发酵产品 分布 温度 对氧的需求
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
异养厌氧型
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+能量
酶
乳制品的发酵、
泡菜的制作
异养兼性厌氧型
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量
酶
酿酒、制作馒头和面包等
异养需氧型
C6H12O6＋2O2 2CH3COOH＋2CO2＋2H2O
酶
酶
C2H5OH ＋ O2
CH3COOH ＋ H2O
可用于制作各种风味的醋
细菌
原核生物
真菌
真核生物
细菌
原核生物
空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内
30-35℃
28℃
18-20℃
前期需氧，
后期不需氧
一直需氧
密闭不需氧
发酵微生物及特点
含糖量较高的水果、蔬菜表面
空气中
微生物的发酵反应式
泡菜制作：
果酒制作：
果醋制作：
复习巩固
第1章 发酵工程
第2节 微生物的培养技术及应用
学习目标
1.概述培养基的营养构成。
2.概述无菌技术的原理、常用设备和方法。
3.通过进行酵母菌的纯培养，说明微生物纯培养的基本操作要求，初步掌握无菌操作、倒平板和平板划线的基本技能。
向经过杀菌处理的牛奶中添加某些对人体有益的细菌，再经过发酵就可以形成酸奶。由于制作工艺并不复杂，一些人会在家里自制酸奶。自制酸奶虽然方便，但是由于自制酸奶造成肠胃不适的事屡见不鲜，主要原因是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呢？
从社会中来
应该先对制作用具和原料进行灭菌处理，再接种纯的菌种，并控制发酵条件，避免杂菌进入。
这需要应用无菌技术和微生物的培养技术 。
酸奶
课本P9
相关信息＝ ＝＝＝＝＝＝＝＝
微生物
1.概念：
难以用肉眼观察的微小生物的统称。
光学显微镜可见细胞(μm)；
电子显微镜可见细胞器、病毒(nm)
SARS病毒、新冠病毒等RAN病毒；噬菌体等DNA病毒
个体微小、结构简单
◆微生物的共同特点：
本章提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌。
课本P9
1. 是研究和应用微生物的前提，也是发酵工程的重要基础。
2.实验室培养微生物的条件：
①为微生物提供合适的 条件；
②要确保 ，并将需要的微生物分离出来。
防止杂菌污染，获得纯净的微生物培养物
微生物结构简单、形体微小，眼睛看不到，若想得到纯净的微生物，就必须对其进行培养和分离。
营养和环境
其他微生物无法混入
①培养基
②无菌技术
课本P9
一、培养基的配置
1.培养基的概念:
3.培养基的类型：
②固体培养基
①液体培养基
加入凝固剂(如琼脂)
2.培养基的作用:
人们按照微生物对 的不同需求，配制出供其_________的营养基质。
营养物质
生长繁殖
用以 微生物或 。
积累其代谢物
不含凝固剂(如琼脂)，呈液态状态
注：琼脂仅作为凝固剂不为微生物生长提供能量和碳源
琼脂固体培养基，是实验室中最常用的培养基之一
培养、分离、鉴定、保存
分离、计数、
鉴定等
扩大培养、
工业生产
①按照物理性质分：
课本P9
划分标准 培养基种类 特点 用途
①物理性质
②化学成分
③用途（功能）
不加凝固剂
加凝固剂，如琼脂
工业生产
微生物分离、鉴定、活菌计数、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
①选择培养基
①液体培养基
②固体培养基
①天然培养基
②合成培养基
②鉴别培养基
补充资料：培养基的类型及用途
组分 含量 提供的主要营养
牛肉膏 5g 等
蛋白胨 10g 等
琼脂 20g 凝固剂
NaCl 5g 无机盐
H2O 定容至1000ml 水
某种常见的细菌培养基——牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成
表1-1 1000ml牛肉膏蛋白胨培养基的营养组成
(1)根据培养基的物理性质，该培养基属于哪类培养基，理由是什么？
固体培养基；该培养基的配方中含有凝固剂琼脂。
(2)该培养基中主要提供碳源和氮源的物质是什么？属于有机物还是无机物？
主要提供碳源和氮源的是牛肉膏、蛋白胨。二者均属于有机物。
(3)该培养基培养的微生物同化作用类型是什么？理由是什么？
异养型微生物。该微生物的碳源和氮源是有机物。
碳源、氮源、 磷酸盐和维生素
碳源、氮源和维生素
课本P10
10
5. 培养基的营养成分:
（1）基本成分：
①碳源、②氮源、③无机盐、④水
①碳源
①无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-
②有机碳源：糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油等
自养微生物
异养微生物
功能：①构成细胞物质和一些代谢产物②有机碳既是碳源又是能源。
②氮源
①无机氮源：NH4＋、NO3-、NH3等
②有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等
功能：主要用于合成蛋白质、核酸及含氮代谢产物等。
含C、H、O、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能源。
③无机盐
功能：提供无机营养
调节PH
维持渗透压
④水
功能：良好的溶剂
维持生物大分子结构的稳定
课本P10
几种微生物的营养和能量来源分析
微生物 碳源 氮源 能源
蓝细菌 CO2 NH4＋、NO3-等 光能
硝化细菌 CO2 NH3 NH3的氧化
根瘤菌 糖类等有机物 N2 有机物
大肠杆菌 糖类、蛋白质等有机物 蛋白质等 有机物
1.自养型微生物与异养型微生物培养基的主要差别在于 ；
自养型微生物所需的碳源来自 碳源，
异养型微生物所需的碳源来自 碳源
2.无机氮源不但能给自养型微生物提供 ，也能作为 ，
3.含有C、H、O、N的有机物可作为 微生物的碳源、氮源、能源；
碳源
无机
有机
氮源
能源物质
异养型
(2)其他需求：还需要满足微生物生长对 的需求。
pH、特殊营养物质、O2
例如：
特殊营养物质：主要指生长因子(微生物生长所必须的、微量的、自身不能合成或合成很少的有机物)
种类：维生素、氨基酸、碱基、嘌呤、嘧啶、胺类等
来源：酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液等
④培养厌氧微生物时，需要提供 的条件。
①培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加 ；
②培养霉菌时，需要将培养基调至 ；
③培养细菌时，需要将培养基调至 ；
维生素
酸性
中性或弱碱性
无氧
5.培养基的成分：
课本P10
答案:C
练习册P12
3.几种微生物的营养和能量来源
微生物 碳源 氮源 能源
蓝细菌 CO2 光能
硝化细菌 CO2 NH3 NH3的氧化
根瘤菌 糖类等有机物 N2 有机物
大肠杆菌 糖类、蛋白质等有机物 蛋白质等 有机物
自养
微生物
异养
微生物
例：下表是某微生物培养基的成分，请分析该培养基可用来培养哪种微生物？若除去①，此培养基可用来培养圆褐固氮菌吗？
编号 ① ② ③ ④ ⑤
成分 (NH4)2SO4 KH2PO4 FeSO4 CaCl2 H2O
含量 0.4 g 4.0 g 0.5 g 0.5 g 100 mL
圆褐固氮菌虽可以固氮，但其同化作用类型为异养型，培养基中必须提供有机碳源，所以该培养基不能用来培养圆褐固氮菌。
此培养基可用来培养自养型微生物。
(1)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(　　)
(2)所有微生物在培养时，培养基中都需加入氮源(　　)
×
√
培养自生固氮菌的培养基中可以不添加氮源。
(3)培养不同微生物的培养基成分完全一样(　　)
培养不同微生物的培养基成分不完全一样，如培养自养微生物的培养基不需要碳源，培养自生固氮菌的培养基中可以不添加氮源。
×
判断正误
1.为什么培养基需要氮源？
是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的。
2.培养微生物时，培养基中是否必须有碳源和氮源？
不一定。例如，培养自养型微生物时，一般不需要添加碳源，微生物可以利用空气中的二氧化碳；培养固氮微生物时，一般不需要添加氮源，微生物可以利用空气中的氮气。
根据碳/氮源的种类判断微生物同化作用是自养还是异养
a.异养型微生物的碳源为
b.自养型微生物的碳源为
含碳有机物
含碳无机物
旁栏思考：
课本P10
C
练习册P12
02 无菌技术
消毒
灭菌
①.消毒：是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。
②.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。
操作的空间、操作者的衣着和手
用于培养微生物的器皿、接种用具和培养基
芽孢是某些细菌在营养条件缺乏时，在菌体内形成的含水量低、抗逆性强的休眠体；
孢子是脱离亲本后能直接或间接发育成新个体的生殖细胞。
-----与消毒最本质区别
1.概念：
____________ _的培养微生物的操作技术。
防止杂菌污染
2.内容：
课本P10
类型 适用范围 操作方法
消 毒
较为温和理化生方法，杀死部分微生物（不包括芽孢、孢子）。
①煮沸消毒法
日常生活（如家庭餐具）
100 ℃煮沸5～6min
②巴氏消毒法
不耐高温的液体（如：牛奶、啤酒、果酒、酱油等）
63～65℃消毒30min或80～90℃消毒30s～1min
③化学药物
生物活体、手术器械、塑料或者玻璃器皿、
水源等
用体积分数为70%-75%酒精擦拭双手、
用氯气消毒水源
④紫外线照射
紫外线照射30min
接种室、接种箱，
超净工作台。
二、无菌技术
1.消毒：
（2）消毒的主要方法及应用范围
课本P11
类型 适用范围 操作方法
灭 菌
强烈的理化方法，杀死所有微生物（包括芽孢、孢子）。
③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
②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,
160～170℃加热1～2h
①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,
100kPa，温度121℃,
15～30min。
二、无菌技术
（2）灭菌的主要方法及应用范围
课本P11
灭菌
湿热灭菌
干热灭菌
灼烧灭菌
高压蒸汽灭菌锅
干热灭菌箱
接种环灼烧灭菌
无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么目的？P10旁栏思考题
无菌技术还能有效避免操作者被微生物感染。
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5～6 min
巴氏消毒法
不耐高温的液体
62～65 ℃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,160～170 ℃加热2～3h
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 ℃,15～30 min
接种室、接种箱，超净工作台
小结：消毒与灭菌
课后练习：
金版学案课时作业：1-7，11和 大本P11合作探究一
练习册P13
1.牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是什么？
在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。
2.为什么体积分数为70%～75%的酒精杀菌效果最好？
若酒精浓度过高，菌体表面蛋白质变性过快而凝固成一层保护膜，酒精不能渗入其中；若酒精浓度过低，杀菌能力减弱。
以下物品所采用的灭菌或消毒方法依次是
培养基 实验室
培养皿 牛奶
接种环
实验操作者的双手
高压蒸汽灭菌
干热灭菌
灼烧灭菌
化学消毒（酒精）
紫外线消毒
巴氏消毒法
练习：
3.下列有关实验的操作中,错误的是( )
①加热消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢；
②接种操作要在酒精灯火焰附近进行；
③对于不耐高温的液体,如牛奶,用巴氏消毒法消毒；
④家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄都进行灭菌；
⑤培养基可采用高压蒸汽灭菌；
⑥加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌；
⑦接种环应采用火焰灼烧的方式灭菌
A.①③ B.②④ C.⑤⑦ D.④⑥
答案：D解析：煮沸5~6min可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢,①正确;酒精灯火焰附近存在一个无菌区,为了实现无菌操作,接种操作要在酒精灯火焰附近进行,②正确;对于牛奶这种不耐高温的液体可用巴氏消毒法消毒,③正确;家庭制作葡萄酒利用的是附着于葡萄皮表面的野生型酵母菌,所以葡萄不进行灭菌,以免杀死酵母菌,④错误;培养基通常用高压蒸汽灭菌的方法进行灭菌,⑤正确;指示剂和染料混有微生物,故需灭菌,⑥错误;接种环应采用火焰灼烧的方式灭菌,即用灼烧灭菌法进行灭菌,⑦正确。故选D。
D
D
教材P10〔相关信息〕
生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法。例如，有的微生物能够寄生于多种细菌体内，使细菌裂解，因此可以用它们来净化污水、污泥。
4.(2023·山西阳泉高二期中)无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列说法正确的是
A.在100 ℃条件下煮沸5～6 min属于灭菌方法
B.对接种室、涂布器、操作者的衣着和双手只需要进行消毒处理
C.培养基可借助高压蒸汽灭菌锅或干热灭菌箱进行灭菌
D.利用某些寄生于细菌体内的微生物裂解细菌来净化污水属于生物消毒法

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