第一章 发酵工程（期中知识清单）高二生物下学期浙科版

第一章 发酵工程 一、培养基及相关知识 1、培养基是人们为了满足微生物生长繁殖或积累代谢产物的需求而配制的混合养料。作用是培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。 2、培养基成分:水、无机盐、碳源、氮源、生长因子(维生素、氨基酸等)。 3、细菌培养基成分:常用蛋白胨和酵母提取物来配置(细菌喜荤，中性偏碱) 实验室常用:LB 培养基(水、氯化钠、蛋白、酵母浸膏等) 4、 霉菌培养基成分(霉菌喜素，中性偏酸):一般用可溶性淀粉加无机物配制。 5、培养酵母菌:马铃薯蔗糖培养基。 6、培养基分类：按功能:选择培养基、鉴定培养基。 按物理状态:固体培养基(含有琼脂，获得单菌落)、液体培养基(扩大培养) 按培养基种类成分:合成培养基(化学成分清楚)、天然培养基(便宜) 菌种保存:斜面培养基，4℃冰箱(零上低温)。 7、培养基配置过程: 计算--称量--溶解--定容--调节 pH--高压蒸汽灭菌--倒平板---接种--倒置放置--培养基处理 8、拓展： （1）非所有培养基中都必须（必须或不必须）添加碳源、氮源。如分离固氮菌时的培养基不需要添加氮源,因为固氢菌可以直接利用空气中的氨气。 (2)在提供主要营养物质的基础上，培养基还需要满足徽生物生长时 pH，氧气以及特殊营养物质的需求,还要考离微生物生活所需要的能量来源， (3)由于自身的缺陷,有些微生物对培养基成分有特殊的需求,需要在培养基中有针对性地添加生长因子,如某丝特定的维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶等有机化合物。 二、灭菌和无菌操作技术 　拓展：(1)尿素受热会分解，葡萄糖在115 ℃以上会焦化，故可采用灭菌过的G6玻璃砂漏斗对其进行过滤除菌。 (2)含葡萄糖的培养基可在112 ℃、500 g/cm2的温度及压力下灭菌30 min。 （3）灭菌的时间:开始:达到设定的的温度和压力时开始计时，结束:打开排气阀，压力降到指针为大气压强0时。全部工作结束后，所有使用过得器皿、废弃物都必需通过高压蒸汽灭菌后再洗涤倾倒。 三、微生物分离的两种常用方法的比较 项目 平板划线法 稀释涂布平板法 操作原理 连续划线。由于划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落 将菌液进行梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液各取0.1ml分别涂布到固体培养基的表面，进行培养。在稀释度适合的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养皿表面形成单个菌落 操作工具 接种环 涂布器 结果(图示) 只纯化，不计数 能纯化，可计数 相同点 使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单菌落。 拓展：（1）为了确定培养基的灭菌是否合格，一般会设置空白对照：随机取若干灭菌后的空白平板培养基在适宜条件下培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生成。 （2）观察菌落需要用固体培养基， 一般要添加凝固剂，如琼脂。 （3）每次划线之前及最后一次划线之后都需要灼烧接种环。 （4）平板倒置既可以防止皿盖上的水珠落入培养基，又可以避免培养基中的水分过快的挥发。 四、稀释涂布平板法和显微镜计数法可测定微生物数量 比较项目 稀释涂布平板法 显微镜计数法 原理 减小样品的稀释度，保证在培养基表面生长单菌落，相同稀释度下多组实验。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌 利用血细胞计数板，显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量 公式 每克样品中的菌落数＝C/V×M。C：某稀释度下至少三个平板的平均菌落数，V：涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M：稀释倍数 每毫升原液所含细菌数：每小格内平均细菌数×400×104×稀释倍数 缺点 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 不区分细胞死活 结果 比实际值偏小 比实际值偏大 五、发酵工程的基本环节 1.发酵工程 1)概念:采用现代工程技术手段,利用　微生物    的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接利用微生物的工作过程。 2)发酵工程属于多学科的综合工程。综合了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程。 2.发酵工程的基本环节 1)选育　高产、优质    的菌种是发酵工业的前提条件。性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。 2)将菌种扩大培养才能满足大规模生产的需要。扩大培养的目的是促使菌体快速增长,缩短菌种在发酵罐中发酵的时间。 3)发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,控制发酵过程(如温度、pH和溶解氧)是保证发酵生产高效顺利进行的重要措施。 4)分离或 提纯    发酵产品是工业发酵制取产品必经的步骤。发酵产品有微生物细胞本身和微生物代谢物,后者可采用真空发酵、吸附发酵、萃取发酵等方法进行提取。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 发酵工程 一、培养基及相关知识 1、培养基是人们为了满足微生物生长繁殖或积累代谢产物的需求而配制的混合养料。作用是培养、 、 、保存微生物或积累其代谢物。 2、培养基成分:水、 、 、 、生长因子(维生素、氨基酸等)。 3、细菌培养基成分:常用蛋白胨和酵母提取物来配置(细菌喜 ，中性偏 ) 实验室常用:LB 培养基(水、氯化钠、蛋白、酵母浸膏等) 4、 霉菌培养基成分(霉菌喜 ，中性偏 ):一般用可溶性淀粉加 配制。 5、培养酵母菌:马铃薯蔗糖培养基。 6、培养基分类：按功能: 培养基、鉴定培养基。 按物理状态:固体培养基(含有琼脂，获得单菌落)、 培养基(作用 ) 按培养基种类成分:合成培养基(化学成分清楚)、天然培养基(便宜) 菌种保存: 培养基，4℃冰箱(零上低温)。 7、培养基配置过程: 计算--称量--溶解--定容-- --高压蒸汽灭菌--倒平板-- -- 放置--培养基处理 8、拓展： （1）非所有培养基中都 （必须或不必须）添加碳源、氮源。如分离固氮菌时的培养基不需要添加氮源,因为固氢菌可以直接利用空气中的氨气。 (2)在提供主要营养物质的基础上，培养基还需要满足徽生物生长时 pH，氧气以及特殊营养物质的需求,还要考离微生物生活所需要的能量来源， (3)由于自身的缺陷,有些微生物对培养基成分有特殊的需求,需要在培养基中有针对性地添加生长因子,如某丝特定的维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶等有机化合物。 二、灭菌和无菌操作技术 　拓展：(1)尿素受热会分解，葡萄糖在115 ℃以上会焦化，故可采用灭菌过 的 对其进行 菌。 (2)含葡萄糖的培养基可在112 ℃、500 g/cm2的温度及压力下灭菌30 min。 （3）灭菌的时间:开始:达到设定的的温度和压力时开始计时，结束:打开排气阀，压力降到指针为 时。全部工作结束后，所有使用过得器皿、废弃物都必需通过高压蒸汽灭菌后再洗涤倾倒。 三、微生物分离的两种常用方法的比较 项目 平板划线法 稀释涂布平板法 操作原理 连续划线。由于划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落 将菌液进行梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液各取0.1ml分别涂布到固体培养基的表面，进行培养。在稀释度适合的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养皿表面形成单个菌落 操作工具 接种环 涂布器 结果(图示) 只纯化，不计数 能纯化，可计数 相同点 使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单菌落。 拓展：（1）为了确定培养基的灭菌是否合格，一般会设置空白对照：随机取若干灭菌后的空白平板培养基在适宜条件下培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生成。 （2）观察菌落需要用固体培养基， 一般要添加凝固剂，如琼脂。 （3）每次划线之前及最后一次划线之后都需要灼烧接种环。 （4）平板倒置既可以防止皿盖上的水珠落入培养基，又可以避免培养基中的水分过快的挥发。 四、稀释涂布平板法和显微镜计数法可测定微生物数量 比较项目 稀释涂布平板法 显微镜计数法 原理 减小样品的稀释度，保证在培养基表面生长单菌落，相同稀释度下多组实验。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌 利用血细胞计数板，显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量 公式 每克样品中的菌落数＝C/V×M。C：某稀释度下至少三个平板的平均菌落数，V：涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M：稀释倍数 每毫升原液所含细菌数：每小格内平均细菌数×400×104×稀释倍数 缺点 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 不区分细胞死活 结果 比实际值偏小 比实际值偏大 五、发酵工程的基本环节 1.发酵工程 1)概念:采用现代工程技术手段,利用　微生物    的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接利用微生物的工作过程。 2)发酵工程属于多学科的综合工程。综合了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程。 2.发酵工程的基本环节 1)选育　     的菌种是发酵工业的前提条件。性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。 2)将菌种 才能满足大规模生产的需要。扩大培养的目的是 。 3)发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,控制发酵过程(如温度、 和 )是保证发酵生产高效顺利进行的重要措施。 4)    发酵产品是工业发酵制取产品必经的步骤。发酵产品有微生物细胞本身和微生物代谢物,后者可采用 、吸附发酵、萃取发酵等方法进行提取。 2 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$