1.1 获得纯种微生物是发酵工程的基础-2023-2024学年上海地区高二生物同步备课高效课件（沪科2020选择性必修3）

第1节 获得纯种微生物是发酵工程的基础 选修3 生物技术与工程 第1章 发酵工程 本节重点 1、说出微生物所需的碳源、氮源、生长因子等营养物质的主要来源和功能 3、说出微生物培养基的类型 2、说出微生物培养基的配置原则 4、学会配制培养基 5、学会无菌操作的方法 6、微生物的分离纯化和接种方法 在我们生活的周围，处处都有微生物在繁衍生息。 观看《微生物的数量》视频 微生物个体微小， 因此，分离、纯化和培养微生物是研究和利用微生物的前提。 在自然界中常常是多种微生物生活在一起。 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。 微生物的生存和生长依赖于适宜的营养物质和生长环境。 只有了解微生物所需的营养物质和生长条件，才能设计出满足微生物培养需求的培养基。 微生物所需的营养物质一般包括： 以微生物发酵生产维生素B2的一种培养基配方为例， 碳源、氮源、生长因子、无机盐和水等。 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， 选用或设计培养基首先要考虑选择适宜的营养物质。 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。 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。 全过程不能有杂菌污染，而且所用的微生物也不允许污染环境。 在微生物发酵培养中，一般使用的是经过分离筛选获得的纯种微生物， 这种防止纯种微生物被其他微生物污染，且自身也不污染操作环境的技术称为无菌技术。 无菌技术贯穿于微生物分离、纯化、接种、培养及菌种保藏的整个过程。 相比之下，消毒则采用较温和的理化条件， 借助于不同的灭菌和消毒手段，可不同程度地减少或完全杀灭环境中的微生物， 确保微生物研究和生产顺利进行。 灭菌是采用强烈的理化条件使物体内外的一切微生物（包括芽孢）丧失其生长繁殖能力的措施。 仅杀死物体内外一部分对人体或动植物有害的病原菌，但对被消毒的对象基本无害。 某些细菌的休眠体 而含有热敏感物质（如尿素）的培养基以及好氧发酵所需的无菌空气则常用过滤除菌。 常用的灭菌方法有高温灭菌、过滤除菌和辐射灭菌等。 高温灭菌适用于耐热物品，常用的方法有高压蒸汽灭菌、干热灭菌等 高压蒸汽灭菌锅 干热灭菌包括火焰灼烧和烘箱干燥灭菌。 以达到除菌的目的。 过滤除菌是将含菌的液体或气体通过高温灭菌的过滤介质，阻截其中的微生物， 辐射灭菌是利用电离辐射或紫外辐射等杀灭微生物的方法， 紫外辐射一般用于对物体表面和空气的灭菌，如超净工作台内部和无菌室等 进行微生物实验操作时，操作者的衣着和手需进行清洁和消毒， 为了确保微生物实验操作过程中不污染杂菌，还需要人为提供一个无菌区域。 实验结束时，也一定要洗手，以防止被微生物感染, 使用后的培养基丢弃前，一定要进行灭菌处理，以免污染环境。 因此要对其中某种微生物进行研究，就必须获得纯种培养物，以排除其他微生物的干扰。 自然环境中的微生物常常是混杂在一起的， 从混杂的微生物群体中，获得只含有某一种或某一株微生物的过程，称为微生物的分离和纯化， 常用平板划线法和稀释涂布平板法。 尿素是农业上一种常用的氮肥，但是农作物不能直接利用尿素， 只有脲酶将尿素分解成氨之后，才能被农作物利用。 某地土壤含有可以分解尿素的细菌，如何将其分离并进行计数？ 第一步：弄清微生物生长繁殖所需的营养物质有哪些，配置比例是什么 碳源 氮源 水 无机盐 生长因子 酸碱指示剂 根据培养基的物理状态分类，属于何种培养基？ 凝固剂 固体培养基 根据培养基的基本用途分类，属于何种培养基？ 选择培养基 并不是所有微生物都需要生长因子 根据培养基的成分来源分类，属于何种培养基？ 合成培养基 只有固体培养基能用于微生物的分离、纯化和计数 配制过程（1000mL）： 计算 称量 熔化 定容 调pH 灭菌 倒平板 第二步：配制培养基 以牛肉膏蛋白胨培养基为例，观看培养基的配置过程 培养基配置好后如何倒平板？ 观看视频《倒平板》 第三步：在固体培养基上使用稀释涂布平板法分离特定细菌 观看视频《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》 将土壤中密密麻麻聚集在一起的细菌进行一系列的梯度稀释 将稀释梯度为104 -107的菌液取0.1mL涂布到固体培养基上（进一步稀释，目的是将一个个细菌完全分开），每个梯度重复3次（具体过程如右图） 选取长有30-300个菌落的组别进行计数 因此，通过统计菌落数并根据其稀释倍数和取样量，可换算出单位样品中的活菌数, 并且可以通过计算平均值减小误差。 由于一个单菌落是由原样品中一个活的菌体细胞生长繁殖而成， 使用稀释涂布平板法分离细菌的过程较为繁琐，有没有更简易的方法？ 观看视频《平板划线法》 平板划线后， 放入37℃恒温培养箱 倒置培养12-48h