1.1《获得纯种微生物是发酵工程的基础》讲义-2023-2024学年高二下学期生物沪科版（2019）选择性必修3

《获得纯种微生物是发酵工程的基础》讲义 同学们好，咱们今天要学习的内容来自高中沪科版（2020）选择性必修3生物技术与工程的第1章发酵工程的第1节，获得纯种微生物是发酵工程的基础。这听起来有点复杂，不过别担心，老师会给大家讲得明明白白的。 一、发酵工程简介 发酵工程啊，就像是一个魔法工厂，它能把一些很普通的东西变成特别有用的产品呢。比如说我们喝的酸奶，吃的面包，还有一些药物，都是通过发酵工程做出来的。那发酵工程是怎么做到这些的呢？这就和微生物有很大的关系啦。 老师给大家讲个事儿啊。有一次老师去参观一个小的酸奶厂。一进去就闻到一股酸酸甜甜的味道。看到那些大罐子，里面装着白白的东西，就是在发酵的牛奶。当时就好奇，这么简单的牛奶怎么就能变成美味的酸奶呢？后来才知道，这里面全是微生物的功劳。 二、微生物在发酵工程中的重要性 微生物就像小小的工人，它们特别厉害。有的微生物可以把糖变成酒精，有的能把牛奶变成酸奶。但是呢，这里面有个问题。如果微生物不纯，就像一群工人里混进了捣乱的家伙，那这个发酵工程就可能失败。比如说，如果在做酸奶的微生物里混进了一些会让牛奶坏掉的微生物，那做出来的就不是美味的酸奶，而是臭臭的坏东西了。 三、纯种微生物的概念 什么是纯种微生物呢？简单来说，就是一群一模一样的微生物。就像一群一模一样的小机器人，它们的功能都一样，做事情的方式也一样。比如说在做面包的酵母，如果都是纯种的酵母，那这个面包发酵就会很正常，做出来的面包又香又软。 我们再回到那个酸奶厂。工作人员告诉老师，他们特别小心地挑选和培养做酸奶的微生物，就是要保证是纯种的微生物。他们有专门的实验室，里面的科学家就像微生物的警察一样，检查每一个微生物是不是纯种的。 四、获得纯种微生物的方法 1、 稀释涂布平板法 这个方法就像是给微生物分房子。首先把含有微生物的溶液稀释好多倍，然后把这些稀释后的溶液涂在一个有营养的平板上。这样每个微生物就有自己的小空间了，慢慢地就会长成一个个单独的菌落。这就像是每个微生物都有自己的小院子，它们在里面自己繁殖。然后再从这些菌落里挑选出我们想要的纯种微生物。 比如说我们把一杯混有很多种微生物的水，稀释了100倍、1000倍甚至更多。然后涂在平板上，过几天就会看到平板上有很多小点点，每个小点点就是一个微生物的菌落。 2、 平板划线法 这个方法有点像在地上画画。用一个接种环，沾上含有微生物的溶液，然后在平板上划来划去。这样做的目的呢，是把微生物一个一个地分开，让它们在平板上长成单独的菌落。就像我们画画的时候，一笔一笔地画，最后画出不同的图案一样。 老师在学校的实验室里看到过同学们做这个实验。有的同学第一次做的时候，划的线歪歪扭扭的，结果微生物没有分开，长出来的菌落都混在一起了。但是经过练习，就可以划得很整齐，得到纯种的微生物菌落了。 3、 选择培养基法 选择培养基就像是一个特殊的学校，只有符合条件的微生物才能在里面生长。比如说，我们想要得到能在高盐环境下生长的微生物，我们就可以制作一个高盐的培养基。这样，其他不能在高盐环境下生长的微生物就会死掉，剩下的就是我们想要的纯种微生物了。 举个例子啊，在海边有一种微生物，它能在很咸的海水里生存。如果我们想得到这种微生物，就可以用高盐的选择培养基。把含有各种微生物的海水样本放到这个培养基里，过一段时间，只有那种能适应高盐环境的微生物才能生长。 五、纯种微生物对发酵工程的意义 1、 保证产品质量 如果微生物不纯，发酵出来的产品质量就没办法保证。就像我们前面说的酸奶，如果有其他杂菌，酸奶的味道、口感甚至安全性都会受到影响。但是如果是纯种微生物，就能稳定地生产出高质量的酸奶。 2、 提高生产效率 纯种微生物就像训练有素的士兵，它们做事情效率很高。在发酵工程里，它们能够快速地把原料转化成我们想要的产品。比如说在生产酒精的时候，如果是纯种的酵母，发酵的速度就会很快，能够在短时间内生产出大量的酒精。 六、获得纯种微生物过程中的注意事项 1、 无菌操作 这是非常非常重要的一点。就像我们做手术的时候，医生要保证手术室是无菌的一样。在获得纯种微生物的过程中，我们要防止其他杂菌的污染。比如说在稀释涂布平板的时候，我们要用酒精灯把接种环烧红杀菌，所有的仪器也要消毒。 在那个酸奶厂，工作人员进入生产车间之前，要经过严格的消毒程序。要穿上专门的工作服，戴上帽子和口罩，还要洗手消毒。而且车间里也是经常消毒的，就是为了防止杂菌污染做酸奶的纯种微生物。 2、 合适的培养条件 不同的微生物喜欢不同的环境。有的微生物喜欢温暖的环境，有的喜欢寒冷的环境。我们要根据微生物的喜好来提供合适的培养条件。比如说做酸奶的微生物，就需要在一定的温度下才能很好地生长。如果温度太高或者太低，微生物就长不好，那酸奶也就做不好了。 七、纯种微生物在实际发酵工程中的应用案例 1、 啤酒酿造 在啤酒酿造中，纯种的酵母是关键。酵母把麦芽汁里的糖转化成酒精和二氧化碳。如果酵母不纯，啤酒的味道就会很奇怪。而且不同种类的纯种酵母还能酿造出不同风味的啤酒呢。比如说德国的小麦啤酒，就需要特殊的纯种酵母来酿造，这种酵母能产生独特的香味和口感。 2、 抗生素生产 生产抗生素的时候也需要纯种的微生物。比如说生产青霉素的青霉菌，必须是纯种的。如果有杂菌，不仅会影响青霉素的产量，还可能产生有害物质。所以在生产过程中，要严格保证青霉菌的纯种性，这样才能生产出高质量的青霉素。 八、总结 同学们，今天我们学习了获得纯种微生物是发酵工程的基础。我们知道了微生物在发酵工程里就像小工人一样重要，纯种微生物更是保证发酵工程成功的关键。我们学习了好几种获得纯种微生物的方法，像稀释涂布平板法、平板划线法和选择培养基法。还知道了纯种微生物对发酵工程的意义，以及在获得纯种微生物过程中的注意事项。最后我们还看了纯种微生物在啤酒酿造和抗生素生产中的实际应用案例。希望同学们能记住这些内容，以后要是有机会做发酵相关的实验或者了解发酵产品的时候，就能更好地理解背后的原理啦。 这就是今天这节课的全部内容，希望对大家有所帮助。 学科网（北京）股份有限公司 $$