1.1 获得纯种微生物是发酵工程的基础（教学课件）生物沪科版选择性必修3

第一节 获得纯种微生物是发酵工程的基础 第1章 发酵工程 选择性必修3 学 习 目 标 1、归纳和概括微生物所需营养物质和生长条件，进一步形成结构与功能等生命观念，并能基于这些观念设计合适的培养基，选择合适的培养和计数方法，有目的地培养纯种微生物。 2、归纳和概括无菌技术对微生物研究和发酵的影响，阐释无菌技术的方法和应用。 3、关注微生物特定功能在生产和生活中的应用。 了解发酵工程： 带有酸味的醋、含苦味的啤酒、气味芳香的白酒，都是由谷物发酵而来，却能形成口味截然不同的产品，这都源于微生物的奇妙作用。 人们利用微生物发酵制作食品的历史悠久，在此基础上发展而来的发酵工程技术则利用微生物大规模生长和代谢活动生产出更多有价值的产品。微生物是发酵工程的灵魂，不同产品的发酵生产需要使用不同来源、不同种类的微生物。 青霉素是人类最早发现的抗生素，现在抗生素的种类已达数千种，临床上常用的也有上百种。这些抗生素都是由不同种类的微生物产生的。 材料阅读：抗生素的生产菌种 思考与讨论： 1. 欲大量生产抗生素，就要大规模培养对应菌种的微生物，微生物的培养需要满足哪些条件？ 2. 自然界中的微生物种类繁多，而且常常生活在一起，如何才能分离得到生产所需的纯种微生物？ 1．培养基为微生物提供所需营养物质 微生物需要的营养物质 　 分离、纯化和培养微生物是研究和利用微生物的前提。微生物的生存和生长依赖于适宜的营养物质和生长环境。 培养基是一种由人工配制的适合微生物生长、繁殖并产生代谢产物的营养基质。 微生物生长所需的营养物质 碳源 碳源物质在细胞内经过一系列复杂的化学变化后，成为微生物自身的结构物质和代谢产物。 自养微生物：能够利用 CO2 为唯一或主要碳源。 异养微生物：则利用葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉和纤维素等有机碳源。葡萄糖、大豆油和甘油是该培养基中的碳源。 微生物生长所需的营养物质 氮源 氮源物质主要用于合成细胞中的蛋白质、核酸等，一般包括蛋白质及其不同程度的降解产物，如蛋白胨（多肽混合物）、氨基酸，以及尿素、铵盐、硝酸盐等。该培养基中的氮源由酪蛋白和玉米浆提供。 微生物生长所需的营养物质 生长因子 定义：通常是指微生物自身不能合成或合成量不足，但又是微生物生长和代谢所必需的小分子。 种类：某些维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等。 来源：酵母浸粉、牛肉浸膏或植物组织提取液等天然物质中含有不同的生长因子。不需要生长因子的微生物，培养基中的生长因子由玉米浆提供。 微生物生长所需的营养物质 无机盐 无机盐一般有磷酸盐、硫酸盐、氯化物以及含钠、钾、钙、镁等元素的化合物。 微量元素：锌、锰、钼、铁、铜等 微量元素往往存在于天然有机物、自来水等物质中，一般不需要特别添加。该培养基中的 KH2PO4 是微生物生长和代 谢所需要的无机盐。 微生物生长所需的营养物质 水 水是微生物生长和代谢必不可少 的营养物质。 微生物生长所需的营养物质 选用或设计培养基首先要考虑选择适宜的营养物质。由于微生物具有不同的营养类型，对营养物质的要求也各不相同，且不同微生物生长、繁殖和代谢产物积累所需的 pH 也不相同。因此，必须根据各种微生物的特点及实验目的选用合适的培养基。 培养基的类型：　 根据成分来源、物理状态和基本用途，可对培养基进行不同的分类。 培养基的类型 枯草杆菌 根据培养基的成分来源分类： 天然培养基含有蛋白族、牛肉有和酵母浸粉等化学组成不确定的成分,如培养常见维菌的牛肉音蛋白膜培养基。 合成培养基是由化学版分完全确定的物质配制面成的培养基。 根据培养基的物理状态分类： 根据琼脂加人量的不同,培养基呈现不同物理状态：半固体培养基加人量为0.3%-0.7%，固体培养基加人量为1.5%-2.0%。 液体培养基常用于微生物的大量培养， 半固休培养基可用于观察微生物的运动和分类鉴定等， 固体培养基常用于微生物分离、鉴定、计数和菌种保存等。 根据培养基的基本途径分类： 通用培养基营养物质齐全，可以满足多种微生物的营养需求。 选择培养基有利于目的微生物生长，使其成为优势菌，从而抑制杂菌生长，如仅以纤维素为碳源的培养基可用来筛选土壤中产纤维素分解酶的微生物。 鉴别培养基用于区分和鉴定不同微生物，如大肠杆菌在伊红美蓝培养基上的菌落呈现金属光泽的紫黑色。 根据培养基的不同分类： 用于工业生产的发酵培养基的原料还应具备来源丰富、价格低廉、质量稳定等特点。例如，常用的碳源有葡萄糖、蔗糖和淀粉水解物等，常用的氮