1.1 传统发酵技术的应用（第3课时）+1.2微生物的基本培养技术（第1课时) 课件-2025-2026学年高二下学期人教版生物选择性必修3

将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用; 用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖; 将温度控制在18-30℃进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测。 取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干; 除灰去污 不能先去枝梗，避免葡萄破损，减少杂菌污染 ①先有氧条件，利于酵母菌快速繁殖； ②防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。 无需多次。防止菌种减少，影响发酵 排出CO2 ，防止爆裂 防止杂菌污染 器具消毒 冲洗葡萄 榨汁装瓶 果酒发酵 三、果酒和果醋的制作 将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用; 用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖; 将温度控制在18-30℃进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测。 取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干; 器具消毒 冲洗葡萄 榨汁装瓶 果酒发酵 果醋发酵 当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30-35℃，时间为7-8d。 空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖 三、果酒和果醋的制作 二 尝试制作传统发酵食品 如何检测果酒和果醋的制作是否成功？ 果酒：a.闻 b.品尝 c.用酸性重铬酸钾溶液检测 果醋：a.闻 b.品尝 c.使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值 d.观察醋酸菌膜是否形成。 三、果酒和果醋的制作 橙色→灰绿色 结构 作用 酒精发酵时状态 醋酸发酵时状态 充气口 排气口 出料口 通入空气 关闭（先打开后关闭) 打开，并接入气泵 排出CO2 打开 打开 便于取样监测 关闭 关闭 1.为什么排气口胶管长而弯曲？ 防止空气中微生物的污染 三、果酒和果醋的制作 P8 2.该装置还能继续改进吗？ 可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等 4 ①在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？其中最明显的变化发生在发酵后多少天？引起变化的原因是什么？ 在葡萄酒的制作过程中 果醋发酵过程中 ①发酵液中会产生气泡，酵母菌发酵产生CO2 ②用紫色葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，由果皮进入发酵液的花青素会越来越多,发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色 ①一般不会出现气泡 ②发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜、 醋酸菌在发酵液表面大量繁殖形成的醋酸菌膜 结果分析与评价 三、果酒和果醋的制作 细胞膜的 ②在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？ 结果分析与评价 三、果酒和果醋的制作 尽量减少O2含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖 通过调节发酵的温度、果酒的pH等同样可以控制醋酸菌的含量 乳酸菌 乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等，从而使果酒变质 可以通过调节发酵的温度、果酒的pH等来控制乳酸菌的含量 醋酸菌 在糖源充足的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸 在缺少糖源的情况下，它将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸 果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸；在缺少糖源的情况下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 6 ③在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快果醋的制作？ 结果分析与评价 三、果酒和果醋的制作 人工接种醋酸菌：先买一瓶醋，将其打开暴露于空气中,一段时间后在醋的表面会有一层薄膜(实际上是醋酸菌)，用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间 随着醋酸发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低 当打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件而不能繁殖 7 项目 泡菜制作 果酒制作 果醋制作 发酵菌种 菌种来源 代谢类型 细胞类型 发酵原理 发酵 条件 温度 时间 氧气 酵母菌 主要是附着在葡萄皮上的 野生型酵母菌 异养兼性厌氧型 真核细胞 在有氧条件下：C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 酶 在无氧条件下： C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量 酶 18-30℃ 10-12d 初期需氧，后期不需氧 醋酸菌 异养需氧型 原核细胞 空气中的野生型醋酸菌 氧气、糖源都充足时：C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量 酶 氧气充足、缺少糖源时：C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量 酶 30-35℃ 7-8d 需要氧气 乳酸菌 植物体表面 天然的乳酸菌 异养厌氧型 原核细胞 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量 酶 在无氧的情况下： 适宜温度如18-20℃ 不需要氧气 8-10d 制作泡菜、果酒和果醋的比较 8 葡萄酒、酸菜发霉变质 食用自制酸奶导致肠胃不适屡见不鲜 那么怎么才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？ 第1章 第2节 人教版 选择性必修3 个体无法用肉眼观察的微小生物是微生物。 本章提及的微生物主要指用于发酵所用的细菌和真菌。 10 研究和应用微生物的前提： 在实验室培养微生物： ①为微生物提供合适的营养和环境条件 ②确保其他微生物无法混入，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 培养基 当时，法国的啤酒、葡萄酒业在欧洲是很有名的，但啤酒、葡萄酒常常会变酸，整桶的芳香可口啤酒，变成了酸得让人不敢闻的黏液，只得倒掉，这使酒商叫苦不已，有的甚至因此而破产。1856年，里尔一家酿酒厂厂主请求巴斯德帮助寻找原因，看看能否防止葡萄酒变酸。 巴斯德答应研究这个问题，他在显微镜下观察，发现未变质的陈年葡萄酒，其液体中有一种圆球状的酵母细胞，当葡萄酒和啤酒变酸后，酒液里有一根根细棍似的乳酸杆菌，就是这种“坏蛋”在营养丰富的葡萄酒里繁殖，使葡萄酒“变酸”。他把封闭的酒瓶放在铁丝篮子里，泡在水里加热到不同的温度，试图即杀死这乳酸杆菌，而又不把葡萄酒煮坏，经过反复多次的试验，他终于找到了一个简便有效的方法：只要把酒放在五六十摄氏度的环境里，保持半小时，就可杀死酒里的乳酸杆菌，这就是著名的“巴斯德杀菌法”（又称低温灭菌法），这个方法至今仍在使用，市场上出售的消毒牛奶就是用这种办法消毒的。 巴斯德研究了发酵现象，发现了酵母菌、乳酸菌。这是以前的人不知道的，但这些小东西是从哪里来的？古老的传说：破布可闷出小老鼠、腐草为萤的传说，说明许多生命是自然产生的。1859年自然发生论终于被巴斯德推翻了，原来在有些“生物是否自然发生”争辩的时候，达尔文的《物种起源》发表了，这给巴斯德一个重要的启示，生命是逐渐进化的，现代的生物是以前的生物演变来的。那么古代的这些传说可能有问题？他一方面想着，一方面着手实验。他取出二种瓶子（曲颈瓶、直颈瓶），里面放着肉汁，在分别用火加热，将肉汁及瓶子杀菌，结果放在曲颈瓶里煮过的肉汁，由于不再和空气中的细菌接触，结果肉汁经过4年，还没有腐败（图4），另一放在直颈瓶的肉汁，很快就变坏了，这些都可以解释万物都不是自然会发生的，即使细菌亦如此。巴斯德的实验与见解，很快得到大众的信服。也因为巴斯德的这个发现，人们才知道伤口的腐烂和疾病的传染，都是细菌在作怪。消毒与预防的方法就在医界盛行起来。 这1873年，他50岁，被选为医学科学院的院士（the Academie de Medicine）。当时的医学很落后，施行的外科手术，患者常因败血症而死亡。医生格兰怀疑伤口化脓与空气中的微生物有关。他邀请巴斯德一同研究。巴斯德用实验证明传染病和化脓症的真正原因是微生物。他建议将外科手术器具放在火焰上烧灼，以杀灭微生物。但当时大多数医生仍不承认巴斯德的学说。 11 一、培养基的配置 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 用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。 1.概念： 2.作用： 3.类型： 液体培养基 固体培养基 半固体培养基 扩大培养、工业生产 观察微生物的运动、 分类鉴定（有无鞭毛） 微生物分离、鉴定、 活菌计数、保存菌种 琼脂仅作为凝固剂， 不能为微生物生长提供能量和碳源。 接触面积大，所以成本低，所以用于工业生产 12 菌落 分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。 菌落是鉴定菌种的重要依据 一个菌落是一个种群还是一个群落？ √ 一、培养基的配置 A：支原体的菌落 B：酵母菌的菌落 C：细菌的菌落 D：细菌和霉菌混杂的菌落 E：放线菌的菌落 F：霉菌的菌落 微生物结构简单、形体微小，眼睛看不到，若想看某种纯净的微生物,我们该怎么做？若想通过肉眼能看到细菌，我们又该如何？ 13 4.培养基的营养构成 无机碳源： （1）碳源 （提供碳元素） 有机碳源： 糖类、脂质、蛋白质、有机酸、牛肉膏 和蛋白胨、石油等 CO2、NaHCO3等 异养微生物 基本成分： 自养微生物 什么物质含C？ 空气中的氮气 14 4.培养基的营养构成 无机碳源： （1）碳源 （提供碳元素） （2）氮源 （提供氮元素） 氮是微生物合成蛋白质、核酸等物质的元素。 有机碳源： 糖类、脂质、蛋白质、有机酸、牛肉膏 和蛋白胨、石油等 CO2、NaHCO3等 异养微生物 有机氮源： 牛肉膏、蛋白胨、尿素CO(NH2)2、氨基酸等 无机氮源： NH4＋、NO3-、N2、NH3等 功能：①调节PH 功能：①良好的溶剂 （自由水） ①构成细胞结构物质和一些代谢产物 ②有机碳既是碳源又是能源物质 基本成分： 自养微生物 （4）水 （3）无机盐 功能： ②维持渗透压 ②维持生物大分子结构的稳定 （结合水） 功能： 如固氮菌利用N2 什么物质含C？ 空气中的氮气 15 特殊需求：培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。 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 主要指生长因子：维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等 4.培养基的营养构成： 除上述营养物质外，培养基是否还需要其他物质呢？ 维生素可以提高这些酶的活性，至少提高50%以上，从而增强乳酸杆菌的代谢能力。如某些维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等。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。 16 培养基组分 提供的主要营养 牛肉膏 5g 碳源、氮源、磷酸盐、维生素 蛋白胨 10g 碳源、氮源、维生素 NaCl 5g 无机盐 H2O 定容至1000mL H2O 以1000mL牛肉膏蛋白胨培养基为例： 一、培养基的配置 是采用新鲜牛肉经过剔除脂肪、消化、过滤、浓缩而得到的一种棕黄色至棕褐色的膏状物。有牛肉自然香味，易溶于水，水溶液呈淡黄色。牛肉膏当中含有肌酸、肌酸酐、多肽类、氨基酸类、核苷酸类、有机酸类、矿物质类及维生素类的水溶性物质。该产品广泛应用于生物制药发酵及各种培养基的制备。 蛋白胨是将肉、酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的外观呈淡黄色的粉剂，具有肉香的特殊气息。蛋白质经酸、碱或蛋白酶分解后也可形成蛋白胨。在胃内蛋白质的初步消化产物之一就是蛋白胨。蛋白胨富含有机氮化合物，也含有一些维生素和糖类。它可以作为微生物培养基的主要原料，在抗生素、医药工业、发酵工业、生化制品及微生物学科研等领域中的用量均很大，可以用来治疗消化道疾病；不同的生物体需要特定的氨基酸和多肽，因此存在着各种蛋白胨，一般来说，用于蛋白胨生产的蛋白包括动物蛋白（酪蛋白、肉类）、植物蛋白（豆类）、微生物蛋白（酵母）等三种。能为微生物提供C源、N源、生长因子等营养物质。 17 思考： 1.所有微生物是否都可以用培养基进行培养? 否。病毒是没有细胞结构的微生物,必须在活细胞内寄生并以复制的方式增殖,因此不能用培养基进行培养。 2．培养微生物时，培养基中是否必须有碳源和氮源？ 不一定。 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CO2； 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N2。 3.下表是某微生物培养基的成分，圆褐固氮菌是一种异养微生物，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/g 0.4 4.0 0.5 0.5 100 mL 圆褐固氮菌可以固氮，可以利用空气中的N2 但其为异养型，而此培养基不含有机碳源， 所以该培养基不能用来培养圆褐固氮菌。 思考： 19 二 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。 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。 对操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒 将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。 二、无菌技术 作业 1.大蓝第5页的2道选择题 第6页的3道判断题 第7页的2道选择题 2.小蓝第88页的14题 小蓝第89页的1-3题 $