解密17-發(fā)酵工程(講義)(學生版)

解密17發(fā)酵工程考點熱度★★★★★內容索引第1部分傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用核心考點1傳統(tǒng)發(fā)酵技術的原理 發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術 制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品核心考點2制作泡菜核心考點3制作果酒和果醋 制作果酒和果醋的原理 制作果酒和果醋的過程 制作果酒與果醋過程中的幾個問題第2部分微生物的培養(yǎng)技術及應用核心考點1微生物的基本培養(yǎng)技術 相關概念 （一）培養(yǎng)基的配制 （二）無菌技術 （三）微生物的純培養(yǎng) 探究·實踐：酵母菌的純培養(yǎng) 固體培養(yǎng)基上接種微生物的方法核心考點2微生物的選擇培養(yǎng)和計數(shù) （一）選擇培養(yǎng)基 （二）微生物的選擇培養(yǎng) （三）微生物的數(shù)量測定 探究·實踐土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)HYPERLINK第3部分發(fā)酵工程及其應用核心考點1發(fā)酵工程的環(huán)節(jié)核心考點2發(fā)酵工程的應用2022年高考題考點由高考知核心知識點預測傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用、微生物的培養(yǎng)技術及應用（2022浙江卷）29.微生物的培養(yǎng)與篩選（2022全國甲卷）11.微生物的培養(yǎng)與鑒定（2022全國乙卷）11.微生物的培養(yǎng)與篩選（2022山東卷）14.微生物的培養(yǎng)技術（2022山東卷）20.發(fā)酵工程的應用（啤酒）（2022廣東卷）21.微生物的培養(yǎng)技術（2022海南卷）12.微生物的培養(yǎng)技術（2022河北卷）23.微生物的培養(yǎng)技術（2022湖南卷）21.發(fā)酵工程（2022湖北卷）10.傳統(tǒng)發(fā)酵技術的原理（2022湖北卷）13.發(fā)酵工程（2022湖北卷）4.微生物的培養(yǎng)技術（消毒、滅菌）（2022江蘇卷）3.微生物的培養(yǎng)技術（2022江蘇卷）16.釀造啤酒（2022遼寧卷）15.微生物的培養(yǎng)技術（2022遼寧卷）18.微生物的培養(yǎng)技術微生物的培養(yǎng)技術是高考的重點，多數(shù)省份的高考考查的都是這部分內容。第1部分傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用發(fā)酵工程是指利用微生物的發(fā)酵工程是指利用微生物的特定功能，通過現(xiàn)代工程技術，規(guī)?；a(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品。它涉及菌種的選育和培養(yǎng)、產(chǎn)物的分離和提純等方面核心考點1傳統(tǒng)發(fā)酵技術的原理發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術11、發(fā)酵的概念:1857年，法國微生物學家巴斯德通過實驗證明，酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的發(fā)酵(fermentation)，是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝物的能力，因此利用它們就可以生產(chǎn)出人們所需要的多種產(chǎn)物。①①實例:腐乳是我國古代勞動人民創(chuàng)造出的一種經(jīng)過微生物發(fā)酵制作的大豆食品。腐乳味道鮮美的原因：經(jīng)過微生物的發(fā)酵，豆腐中的蛋白質被分解成小分子的肽和氨基酸參與發(fā)酵的微生物：多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。2、傳統(tǒng)發(fā)酵技術:②定義:直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保存下來的面團、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進行發(fā)酵、制作食品的技術一般稱為傳統(tǒng)發(fā)酵技術。傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主，通常是家庭式或作坊式的。利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術制作的食品還有醬、醬油、醋、泡菜和豆豉等，它們是我國傳統(tǒng)飲食文化的重要組成部分。制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品乳酸菌乳酸菌:乳酸菌是厭氧細菌，在無氧的情況下能將葡萄糖分解成乳酸。C6H12O6酶2C3H4O3（乳酸）+能量代謝:用途:可用于乳制品的發(fā)酵、泡菜的腌制等分布:在自然界中分布廣泛，空氣、土壤、植物體表、人或動物的腸道內都有乳酸菌分布種類:乳酸菌種類很多，常見的有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌酵母菌酵母菌:酵母菌是一類單細胞真菌，能以多種糖類作為營養(yǎng)物質和能量的來源，

一些含糖量較高的水果、蔬菜表面經(jīng)常可以發(fā)現(xiàn)酵母菌的存在。酵母菌是兼性厭氧微生物，在無氧條件下能進行酒精發(fā)酵，可用于釀酒、制作饅頭和面包等。溫度是影響酵母菌生長的重要因素，釀酒酵母的最適生長溫度約為28℃。C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量醋酸菌醋酸菌:醋酸菌是好氧細菌。

當O2、糖源都充足時能將糖分解成醋酸；

當缺少糖源時（O2充足）則將乙醇轉化為乙醛，再將乙醛變?yōu)榇姿?。醋酸菌可用于制作各種風味的醋。多數(shù)醋酸菌的最適生長溫度為30~35℃。①C6H12O6+2O2酶2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量②C6H12O6+O2酶CH3COOH（醋酸）+H2O+能量核心考點2制作泡菜制作泡菜的原理：制作傳統(tǒng)泡菜是利用制作傳統(tǒng)泡菜是利用植物體表面天然的乳酸菌來進行發(fā)酵的。發(fā)酵期間，乳酸會不斷積累，當它的質量百分比為0.4%~0.8%時，泡菜的口味、品質最佳。方法步驟：配制鹽水配制鹽水用清水和食鹽配制質量百分比為5%~20%的鹽水并將鹽水煮沸（①去除水中的氧氣；②殺滅鹽水中的微生物），冷卻待用裝壇將新鮮蔬菜(如蘿卜、黃瓜和豇豆等)洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內；裝至半壇時，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿。泡菜發(fā)酵初期，蔬菜表面的大腸桿菌、酵母菌等較活躍，它們可進行發(fā)酵并產(chǎn)生CO2，若泡菜壇裝太滿，發(fā)酵液可能會溢出壇外。倒入冷卻的鹽水，使鹽水沒過全部菜料，蓋好壇蓋。密封蓋好壇蓋。向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過程中注意經(jīng)常向水槽中補充水創(chuàng)造無氧環(huán)境腌制腌制后五六天之內，亞硝酸鹽含量最高，這時候不能吃泡菜。腌制十幾天以后，亞硝酸鹽含量降低，這時候可以吃泡菜。但是，因為發(fā)酵尚未完成，泡菜口味不佳，所以這時候也不能吃泡菜。腌制二十天至一個月左右，發(fā)酵作用徹底完成，泡菜腌制好了，這時候就可以吃美味泡菜了。

亞硝酸鹽亞硝酸鹽的危害：膳食中的亞硝酸鹽一般不會危害人體健康，但是當人體亞硝酸鹽的總量達到0.3-0.5g時，會導致人體中毒，達到3g時，會導致死亡。亞硝酸鹽在一定條件下，可以在一定的微生物作用下，形成一種強烈的致癌物質——亞硝胺測定亞硝酸鹽含量的原理

在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應后，與N-1-奈基乙二胺鹽酸鹽結合形成玫瑰紅色染料，與已知濃度的標準顯色液目測比較，估算泡菜中亞硝酸鹽含量。注：刪除部分在人教2019版中沒有要求

核心考點3制作果酒和果醋制作果酒和果醋的原理：許多新鮮水果(如葡萄）的果皮表面附著有大量的不同種類的許多新鮮水果(如葡萄）的果皮表面附著有大量的不同種類的野生酵母菌。在這些酵母菌的作用下，水果可以發(fā)酵成果酒。在有氧的條件下，果酒經(jīng)醋酸菌的作用還可以進一步發(fā)酵成果醋。制作果酒和果醋的過程：清洗、清洗、消毒榨汁機等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分數(shù)為70%的酒精消毒，晾干備用。新鮮葡萄，用清水沖洗1~2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干。（先清洗，后去梗）榨汁用榨汁機榨取葡萄汁裝瓶酒精發(fā)酵將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶中(注意；要留有大約1/3的空間)，蓋好瓶蓋。

（保留約1/3空間的目的：在發(fā)酵開始時，讓酵母菌利用上部空間中的氧氣更快地增殖，快速形成大量菌體細胞，以利于后期厭氧發(fā)酵實驗的進行。）18~30°C在發(fā)酵過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一次(注意：不是打開瓶蓋)，此后再擰緊瓶蓋發(fā)酵時間為10~12d。可通過從發(fā)酵瓶口（或出料口）取樣來對發(fā)酵的情況進行監(jiān)測醋酸發(fā)酵當葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，進行葡萄醋的發(fā)酵。發(fā)酵溫度為30~35℃，時間為7~8d。

制作果酒與果醋過程中的幾個問題：1.在制作果酒和果醋的過程中，發(fā)酵液分別有哪些變化?其中最明顯的變化發(fā)生在發(fā)酵后多少天?引起變化的原因是什么?在在葡萄酒的制作過程中，發(fā)酵液中會產(chǎn)生氣泡，這是因為酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生CO2；如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，隨著發(fā)酵時間的延長，由果皮進入發(fā)酵液的花青素會越來越多，因而發(fā)酵液的顏色會逐漸加深變成深紅色。果醋發(fā)酵過程中一般不會出現(xiàn)氣泡，發(fā)酵完成時，在發(fā)酵液的液面上會出現(xiàn)一層菌膜，這是醋酸菌膜。（制作泡菜時產(chǎn)生的白膜是酵母菌）2.在制作果酒的過程中，除了酵母菌，是否還有其他微生物生長?它們會對果酒發(fā)酵產(chǎn)生影響嗎?如果有，如何避免這種影響?控制乳酸菌控制乳酸菌：乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等，從而使果酒變質。可以通過調節(jié)發(fā)酵的溫度、果酒的pH等來控制乳酸菌的含量?？刂拼姿峋汗械奶且彩谴姿峋匾奶荚春湍茉?。在有氧的情況下，醋酸菌能把糖分解成醋酸；在缺少糖源的情況下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它將乙醇轉化為乙醛，再將乙醛變?yōu)榇姿?。由于醋酸菌在有氧的條件下才能進行旺盛的代謝活動，因此在制作果酒的過程中盡量減少O2含量，可以抑制醋酸菌的生長繁殖。此外，通過調節(jié)發(fā)酵的溫度、果酒的pH等同樣可以控制醋酸果酒中除了酵母菌，還有乳酸菌、醋酸菌等微生物。3.在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會繼續(xù)發(fā)酵?醋酸菌從何而來?采用什么措施可以加快果醋的制作?隨著醋酸發(fā)酵的進行，發(fā)酵液的隨著醋酸發(fā)酵的進行，發(fā)酵液的pH、發(fā)酵溫度等均不利于酵母菌的生長繁殖，因此酵母菌活性很低。在我們的實驗條件下，當打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會進入發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應環(huán)境條件而不能繁殖。在工業(yè)上，后期醋的發(fā)酵需要人工接種醋酸菌。我們制作果醋時，可以先買一瓶醋，將其打開暴露于空氣中，一段時間后在醋的表面會有一層薄膜(實際上是醋酸菌)，用這層薄膜進行接種可以明顯縮短制作果醋的時間。注意：注意：制作泡菜時產(chǎn)生的白膜是酵母菌醋的表面會有一層薄膜(實際上是醋酸菌)

第2部分微生物的培養(yǎng)技術及應用核心考點1微生物的基本培養(yǎng)技術相關概念微生物：微生物：微生物是難以用肉眼觀察的微小生物的統(tǒng)稱，包括細菌、真菌、病毒及一些原生生物等。本章中提及的微生物主要指用于發(fā)酵的細菌和真菌。微生物培養(yǎng)和研究的前提：防止雜菌污染（關鍵）獲得純凈的微生物培養(yǎng)物實驗室培養(yǎng)微生物的前提：為人們需要的微生物提供合適的營養(yǎng)和環(huán)境條件確保其他微生物無法混入將需要的微生物分離出來依賴于培養(yǎng)基和無菌技術食用自制酸奶導致腸胃不適的主要原因是：在制作過程中有雜菌混入。（一）培養(yǎng)基的配制11、培養(yǎng)基的作用：基礎作用：為微生物提供營養(yǎng)物質2、培養(yǎng)基的種類：作用：用以培養(yǎng)、分離、鑒定、保存微生物或積累其代謝物液體培養(yǎng)基：不含凝固劑(如瓊脂)、呈液體狀態(tài)的培養(yǎng)基可用于微生物的擴大培養(yǎng)、選擇培養(yǎng)，但不能用于鑒別、計數(shù)固體培養(yǎng)基：呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基。在液體培養(yǎng)基中加入瓊脂后制成的瓊脂固體培養(yǎng)基，是實驗室中最常用的培養(yǎng)基之一?？捎糜诜蛛x、鑒別、計數(shù)菌落：微生物在瓊脂固體培養(yǎng)基表面或內部生長，可以形成肉眼可見的菌落。(由一個或少數(shù)幾個細菌繁殖而成的肉眼可見的子細胞群體叫菌落)。（分散的微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內部可以繁殖形成肉眼可見的、有一定形態(tài)結構的子細胞群體，這就是菌落。）

33、培養(yǎng)基的成分：1000mL牛肉膏和蛋白胨培養(yǎng)基的營養(yǎng)構成組分含量提供的主要營養(yǎng)牛肉膏5g碳源、磷酸鹽和維生素蛋白胨10g氮源和維生素等NaCl5g無機鹽H2O定容至1000mL水①營養(yǎng)成分：水碳源（提供碳元素的物質）氮源（提供氮元素的物質）無機鹽②其它條件：pH、特殊營養(yǎng)物質以及O2實例：乳酸桿菌：添加維生素；霉菌：酸性；細菌：中性或弱堿性；厭氧微生物：無氧的條件。注：牛肉膏和蛋白胨來源于動物，含有糖、維生素和有機氮等營養(yǎng)物質

（二）無菌技術①①防止雜菌污染（是獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的關鍵關鍵）1、無菌技術的作用：②避免操作者自身被微生物感染，從而防止實驗室內細菌傳染物體被帶出實驗室2、防止雜菌污染的方法：消毒和滅菌（1）消毒：消毒是指使用較為溫和的物理、化學或生物等方法殺死物體表面或內部一部分微生物。煮沸消毒法：在100℃煮沸5~6min，可以殺死微生物的營養(yǎng)細胞和一部分芽孢巴氏消毒法：即在62～65℃消毒30min或80～90℃處理30s~1min，可以殺死牛奶中的絕大多數(shù)微生物，并且不破壞牛奶的營養(yǎng)成分化學藥物消毒：紫外線照射消毒：紫外線照射30min，以殺死物體表面或空氣中的微生物。在照射前，適量噴灑石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加強消毒效果生物消毒法生物消毒法是指利用生物或其代謝物除去環(huán)境中的部分微生物的方法。例如，有的微生物能夠寄生于多種細菌體內，使細菌裂解，因此可以用它們來凈化污水、污泥。用于對接種室、接種箱或超凈工作臺消毒用酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源（（2）滅菌是指使用強烈的理化方法殺死物體內外所有的微生物，包括芽孢和孢子。濕熱滅菌：適用對象：對培養(yǎng)基滅菌用具：高壓蒸汽滅菌鍋條件：100kPa、溫度為121℃的條件下，維持15~30min干熱滅菌：適用對象：耐高溫的和需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(如吸管、培養(yǎng)皿等）、金屬用具等用具：干熱滅菌箱條件：在160~170℃的熱空氣中維持2~3h可以達到滅菌的目的。灼燒滅菌：適用對象：方法：直接在酒精燈火焰的充分燃燒層灼燒接種工具，如涂布器、接種環(huán)、接種針或其他金屬用具，以及試管口、瓶口等容易被污染的部位（三）微生物的純培養(yǎng)培養(yǎng)物：培養(yǎng)物：在微生物學中，將接種于培養(yǎng)基內，在合適條件下形成的含特定種類微生物的群體稱為培養(yǎng)物。純培養(yǎng)物：由單一個體繁殖所獲得的微生物群體稱為純培養(yǎng)物。（例如，單菌落）純培養(yǎng)：獲得純培養(yǎng)物的過程就是純培養(yǎng)1、什么是微生物的純培養(yǎng)？2、微生物的純培養(yǎng)的步驟：包括配制培養(yǎng)基、滅菌、接種、分離和培養(yǎng)等步驟探究·實踐：酵母菌的純培養(yǎng)1.1.制備培養(yǎng)基（1）配制培養(yǎng)基:（馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基）①稱取去皮的馬鈴薯200g，切成小塊，加水1000mL，加熱煮沸至馬鈴薯軟爛，用紗布過濾。②向濾液中加入20g葡萄糖(也可用蔗糖代替）、③15~20g瓊脂④用蒸餾水定容至1000mL。（2）滅菌:（培養(yǎng)基：高壓蒸汽滅菌；培養(yǎng)皿：干熱滅菌）①稱將配制好的培養(yǎng)基轉移到錐形瓶中，加棉塞，包上牛皮紙，并用皮筋勒緊②放入高壓蒸汽滅菌鍋中，在壓力為100kPa、溫度為121℃的條件下，滅菌15~30min③將5~8套培養(yǎng)皿包成一包，用幾層牛皮紙包緊，放入干熱滅菌箱內，在160～170℃滅菌2h。（3）倒平板待培養(yǎng)基冷卻至50℃左右（不燙手）時，在酒精燈火焰附近倒平板。具體操作步驟（教材P12）

①拔出錐形瓶的棉塞。①拔出錐形瓶的棉塞。②將瓶口迅速通過火焰。③用拇指和食指將培養(yǎng)皿打開一條稍大于瓶口的縫隙，將培養(yǎng)基（10～20mL）倒入培養(yǎng)皿，立即蓋上皿蓋。④等待培養(yǎng)基冷卻凝固后，將培養(yǎng)皿倒過來放置。2.接種和分離酵母菌（操作步驟：P13）接種方法：平板劃線法：通過接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。3.培養(yǎng)酵母菌：完成平板劃線后，待菌液被培養(yǎng)基吸收，將接種后的平板和一個未接種的平板倒置，放入28℃左右(培養(yǎng)溫度因酵母菌種類的不同而稍有差異）的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24～48h。固體培養(yǎng)基上接種微生物的方法：操作：操作：稀釋涂布平板法適用于微生物的分離、鑒別、純化、計數(shù)取0.1mL菌液，滴加到培養(yǎng)基表面。將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中。將涂布器放在火焰上灼燒待酒精燃盡、涂布器冷卻后，再進行涂布。其它方法通過接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。平板劃線法操作第一次劃線時，先燒灼接種環(huán)，冷卻后蘸取菌液、劃線以后每次劃線前都需要燒灼，但不能蘸取菌液每次都在上一次劃線的末端劃線適用于微生物的分離、鑒別、純化（注意不能用于計數(shù)）

核心考點2微生物的選擇培養(yǎng)和計數(shù)（一）選擇培養(yǎng)基在微生物學中，將在微生物學中，將允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基，稱為選擇培養(yǎng)基。1、選擇培養(yǎng)基：原理：即人為提供有利于目的菌生長的條件(包括營養(yǎng)、溫度和pH等)，同時抑制或阻止其他微生物的生長。（生物與環(huán)境相適應）2、實例：組分含量КН2РО41.4gNa2HPO42.1gMgSO4·7H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素[CO(NH2)2]1.0g瓊脂15.0gH2O定容至1000mL此培養(yǎng)基的營養(yǎng)組成特點：尿素是唯一的氮源用此培養(yǎng)基可以篩選分解尿素的微生物。細菌分解尿素的原理是：它們能產(chǎn)生脲酶脲酶能夠催化尿素生成氨，NH3可作為細菌的氮源____以纖維素為唯一碳源__的培養(yǎng)基可用于篩選纖維素降解菌；__無氮__培養(yǎng)基只能供有固氮能力的菌生長，是固氮菌的選擇性培養(yǎng)基；__pH5.0~5.5__的培養(yǎng)基有利于真菌的生長，而____中性或微堿性__的培養(yǎng)基對細菌和放線菌生長更有利；在培養(yǎng)基中加入特定的__染料__或__抗生素__抑制某些菌的生長，也可提高培養(yǎng)基的選擇性拓展了解：

（二）微生物的選擇培養(yǎng)選擇能分解尿素的細菌的方法：選擇培養(yǎng)基選擇能分解尿素的細菌的方法：選擇培養(yǎng)基+稀釋涂布平板法→（能分解尿素的細菌的）單菌落稀釋涂布平板法具體操作：①鏟土取樣，將樣品裝入紙袋中②將10g土樣加入盛有90mL無菌水的錐形瓶中，充分搖勻。取1mL上清液加入盛有9mL無菌水的試管中，依次等比稀釋。③取0.1mL菌液，滴加到培養(yǎng)基表面。④將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中。⑤將涂布器放在火焰上灼燒，待酒精燃盡、涂布器冷卻后，再進行涂布。⑥用涂布器將菌液均勻地涂布在培養(yǎng)基表面。涂布時可轉動培養(yǎng)皿，使涂布均勻。⑦待涂布的菌液被培養(yǎng)基吸收后，將平板倒置，放入30~37℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)1~2d。⑧在涂布有合適濃度菌液的平板上就可以觀察到分離的單菌落（三）微生物的數(shù)量測定具體操作：具體操作：原理：樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個單菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌。通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)，就能推測出樣品中大約含有多少活菌。②一般選擇菌落數(shù)為30~300的平板進行計數(shù)③在同一稀釋度下，應至少對3個平板進行重復計數(shù)，然后求出平均值。1、用稀釋涂布平板法來統(tǒng)計樣品中的活菌數(shù)統(tǒng)計誤差及原因：統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比活菌的實際數(shù)目少（偏少），這是因為當兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落。因此，統(tǒng)計結果一般用菌落數(shù)而不是用活菌數(shù)來表示。①稀釋、涂布平板、培養(yǎng)

22、利用顯微鏡進行直接計數(shù)血細胞計數(shù)板：血細胞計數(shù)板比細菌計數(shù)板厚，常用于相對較大的酵母菌細胞、霉菌孢子等的計數(shù)。細菌計數(shù)板：可對細菌等較小的細胞進行觀察和計數(shù)。計數(shù)原理相同誤差來源:計的結果一般是活菌數(shù)和死菌數(shù)的總和（比實際數(shù)目多）探究·實踐土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)基礎知識絕大多數(shù)微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基，可以從土壤中分離出分解尿素的細菌，該選擇培養(yǎng)基的配方見右欄。組分組分含量КН2РО41.4gNa2HPO42.1gMgSO4·7H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素[CO(NH2)2]1.0g瓊脂15.0gH2O定容至1000mL實驗設計操作提示取土樣時用的取土樣時用的鐵鏟和取樣紙袋在使用前都需要滅菌。操作完成后，一定要洗手。絕大多數(shù)分布在距地表3~8cm的土壤層。因此，取樣時一般要鏟去表層土測定土壤中細菌的數(shù)量，一般選用1×104、1×105和1×106倍稀釋的稀釋液進行平板培養(yǎng),，以保證能從中選擇出菌落數(shù)為30~300的平板進行計數(shù).本實驗使用的平板和試管較多，為了避免混淆，最好在使用前做好標記（做編號、組別）。鑒定自己分離的菌種。

結果分析與評價（P19）1.結合對照組，分析培養(yǎng)物中是否有雜菌污染以及選擇培養(yǎng)基是否篩選出一些菌落。如果沒有接種的培養(yǎng)基上沒有菌落生長，說明培養(yǎng)基沒有被雜菌污染。如果接種后的完全培養(yǎng)其上的菌落教明顯多于選擇培養(yǎng)基上的菌落數(shù)，說明選擇培養(yǎng)基篩選出了一些尿素分解菌。2.你是否獲得了某一稀釋度下菌落數(shù)為30~300的平板?在這一稀釋度下，是否至少有2個平板的菌落數(shù)接近?如果得到了兩個或多個菌落數(shù)為30-300的平板，說明稀釋度合適，操作比較成功，能夠進行菌落的計數(shù)。3.你統(tǒng)計的每克土樣中能分解尿素的細菌的菌落數(shù)是多少?與其他同學統(tǒng)計的結果接近嗎?如果差異很大，可能是什么原因引起的?如果是用同一土樣進行的操作，數(shù)據(jù)應該比較接近。如果差異很大，就需要從操作是否規(guī)范、培養(yǎng)基配制是否合理等方面查找原因。進一步探究本活動只是初步篩選了能分解尿素的細菌，對分離的菌種進行鑒定還需要借助生物化學的方法。你可以查閱相關資料，進一步設計實驗來鑒定自己分離的菌種。提示：以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，細菌合成的脲酶將尿素分解成氨，氨會使培養(yǎng)基的堿性增強，能使酚紅指示劑變紅第3部分發(fā)酵工程及其應用發(fā)酵工程：發(fā)酵工程：發(fā)酵工程是指利用微生物的特定功能，通過現(xiàn)代工程技術，規(guī)模化生產(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品。核心考點1發(fā)酵工程的環(huán)節(jié)它涉及它涉及菌種的選育和培養(yǎng)、產(chǎn)物的分離和提純等方面。具體包括：菌種的選育，擴大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品的分離、提純等環(huán)節(jié)

選育菌種選育菌種性狀優(yōu)良的菌種可以從自然界中篩選出來，也可以通過誘變育種或基因工程育種獲得。生產(chǎn)檸檬酸就需要篩選產(chǎn)酸量高的黑曲霉。在啤酒生產(chǎn)中，使用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速發(fā)酵過程，縮短生產(chǎn)周期。擴大培養(yǎng)接種發(fā)酵罐內發(fā)酵現(xiàn)代發(fā)酵工程使用的大型發(fā)酵罐均有計算機控制系統(tǒng)，能對發(fā)酵過程中的溫度、pH、溶解氧、罐壓、通氣量、攪拌、泡沫和營養(yǎng)等進行監(jiān)測和控制：還可以進行反饋控制，使發(fā)酵全過程處于最佳狀態(tài)。這是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)。在發(fā)酵過程中，要隨時檢測培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等，以了解發(fā)酵進程。還要及時添加必需的營養(yǎng)組分，要嚴格控制溫度、pH和溶解氧等發(fā)酵條件。環(huán)境條件不僅會影響微生物的生長繁殖，而且會影響微生物代謝物的形成。例如，谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)：在中性和弱堿性條件下會積累谷氨酸；在酸性條件下則容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。分離、提純產(chǎn)物如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細胞本身，可在發(fā)酵結束之后，采用過濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥，即可得到產(chǎn)品。如果產(chǎn)品是代謝物，可根據(jù)產(chǎn)物的性質采取適當?shù)奶崛?、分離和純化措施來獲得產(chǎn)品。獲得產(chǎn)品滅菌配制培養(yǎng)基發(fā)酵工程中所用的菌種大多是單一菌種。一旦有雜菌污染，可能導致產(chǎn)量大大下降。例如，在青霉素生產(chǎn)過程中如果污染了雜菌，某些雜菌會分泌青霉素酶將青霉素分解掉。因此，培養(yǎng)基和發(fā)酵設備都必須經(jīng)過嚴格的滅菌在生產(chǎn)實踐中，培養(yǎng)基的配方要經(jīng)過反復試驗才能確定。（注意：擴大培養(yǎng)一定要用液體培養(yǎng)基）

相關問題：1.微生物菌種資源豐富，選擇發(fā)酵工程用的菌種時需要考慮哪些因素?需要考慮的因素包括：在低成本的培養(yǎng)基上能迅速生長繁殖；生產(chǎn)所需代謝物的產(chǎn)量高；發(fā)酵條件容易控制；菌種不易變異、退化等。2.怎樣對發(fā)酵條件進行調控以滿足微生物的生長需要?要對溫度、pH、溶解氧等發(fā)酵條件進行嚴格控制，使其最適合微生物的生長繁殖，同時及時添加必要的營養(yǎng)組分。3.在產(chǎn)物分離和提純方面，發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術相比有哪些改進之處?傳統(tǒng)發(fā)酵技術獲得的產(chǎn)物一般不是單一的組分，而是成分復雜的混合物，很多時候不會再對產(chǎn)物進行分離和提純處理，或者僅采用簡單的沉淀、過濾等方法來分離和提純產(chǎn)物。在發(fā)酵工程中使用的分離相提純產(chǎn)物的方法較多。在產(chǎn)物的初分離階段，常采用沉淀、萃取、膜分離、吸附和離子交換等方法；在進一步純化階段，會采用液相層析法、結晶法等方法。發(fā)酵工程產(chǎn)物無論是代謝物還是菌體本身，都需要進行質量檢查，合格后才能成為正式產(chǎn)品。4.在進行發(fā)酵生產(chǎn)時，排出的氣體和廢棄培養(yǎng)液等能直接排放到外界環(huán)境中嗎?為什么?不能。因為在進行發(fā)酵生產(chǎn)時，微生物及其代謝物中都可能含有危害環(huán)境的物質。為了減少或避免污染物的產(chǎn)生和排放，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，應該對排出的氣體和廢棄培養(yǎng)液進行二次清潔或滅菌處理。核心考點2發(fā)酵工程的應用在食品工業(yè)上的應用第一，生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品。第一，生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品。用黑曲霉生產(chǎn)醬油：由黑曲霉的發(fā)酵制備檸檬酸由谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵可以得到谷氨酸，谷氨酸經(jīng)過一系列處理就能制成味精。以大豆為主要原料黑曲霉產(chǎn)生的蛋白酶，將原料中的蛋白質水解成小分子的肽和氨基酸，然后經(jīng)淋洗、調制成的醬油產(chǎn)品用釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn)的各種酒類第二，生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑發(fā)酵工程使這些產(chǎn)品的產(chǎn)量和質量明顯提高第三，生產(chǎn)酶制劑發(fā)芽發(fā)芽大麥種子發(fā)芽，釋放淀粉酶。焙烤加熱殺死種子胚但不使淀粉酶失活。碾磨將干燥的麥芽碾磨成麥芽粉。糖化淀粉分解，形成糖漿。蒸煮產(chǎn)生風味組分，終止酶的進一步作用，并對糖漿滅菌。發(fā)酵酵母菌將糖轉化為酒精和CO2。消毒殺死啤酒中的大多數(shù)微生物，延長它的保存期。終止過濾、調節(jié)、分裝啤酒進行出售。啤酒:啤酒是以大麥為主要原料經(jīng)酵母菌發(fā)酵制成的發(fā)酵過程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個階段酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代謝物的生成主發(fā)酵:主發(fā)酵結束后，發(fā)酵液還不適合飲用，要在低溫、密閉的環(huán)境下儲存一段時間進行后發(fā)酵，這樣才能形成澄清、成熟的啤酒。后發(fā)酵:啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程：在醫(yī)藥工業(yè)上的應用利用發(fā)酵利用發(fā)酵工程生產(chǎn)抗生素、多種氨基酸、激素和免疫調節(jié)劑等結合基因工程、蛋白質工程等生產(chǎn)基因工程藥物在農牧業(yè)上的應用第一，生產(chǎn)微生物肥料第一，生產(chǎn)微生物肥料第二，生產(chǎn)微生物農藥第三，生產(chǎn)微生物飼料在其他方面的應用2022年高考題（2022浙江卷）29.回答下列（一）、（二）小題：（一）回答與產(chǎn)淀粉酶的枯草桿菌育種有關的問題：（1）為快速分離產(chǎn)淀粉酶的枯草桿菌，可將土樣用___________制成懸液，再將含有懸液的三角瓶置于80℃的___________中保溫一段時間，其目的是___________。（2）為提高篩選效率，可將菌種的___________過程與菌種的產(chǎn)酶性能測定一起進行：將上述懸液稀釋后涂布于淀粉為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)，采用___________顯色方法，根據(jù)透明圈與菌落直徑比值的大小，可粗略估計出菌株是否產(chǎn)酶及產(chǎn)酶性能。（3）為了獲得高產(chǎn)淀粉酶的枯草桿菌，可利用現(xiàn)有菌種，通過___________后再篩選獲得，或利用轉基因、___________等技術獲得。（2022全國甲卷）11.某同學從被石油污染的土壤中分離得到A和B兩株可以降解石油的細菌，在此基礎上采用平板培養(yǎng)法比較二者降解石油的能力，并分析兩個菌株的其他生理功能。實驗所用的培養(yǎng)基成分如下。培養(yǎng)基Ⅰ：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。培養(yǎng)基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。操作步驟：①將A、B菌株分別接種在兩瓶液體培養(yǎng)基Ⅰ中培養(yǎng)，得到A、B菌液；②液體培養(yǎng)基Ⅰ、Ⅱ中添加瓊脂，分別制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按圖中所示在平板上打甲、乙兩孔?；卮鹣铝袉栴}。菌株透明圈大小平板Ⅰ平板ⅡA+++++B++-（1）實驗所用培養(yǎng)基中作為碳源的成分是____________。培養(yǎng)基中NH4NO3的作用是為菌株的生長提供氮源，氮源在菌體內可以參與合成____________（答出2種即可）等生物大分子。（2）步驟①中，在資源和空間不受限制的階段，若最初接種N0個A細菌，繁殖n代后細菌的數(shù)量是____________。（3）為了比較A、B降解石油的能力，某同學利用步驟②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ進行實驗，結果如表所示（“+”表示有透明圈，“+”越多表示透明圈越大，“-”表示無透明圈），推測該同學的實驗思路是__________。（4）現(xiàn)有一貧氮且被石油污染的土壤，根據(jù)上表所示實驗結果，治理石油污染應選用的菌株是____________，理由是___________。（2022全國乙卷）11.化合物S被廣泛應用于醫(yī)藥、食品和化工工業(yè)、用菌株C可生產(chǎn)S，S的產(chǎn)量與菌株C培養(yǎng)所利用的碳源關系密切。為此，某小組通過實驗比較不同碳源對菌體生長和S產(chǎn)量的影響，結果見表。碳源細胞干重（g/L）S產(chǎn)量（g/L）葡萄糖3.120.15淀粉0.010.00制糖廢液2.300.18回答下列問題。（1）通常在實驗室培養(yǎng)微生物時，需要對所需的玻璃器皿進行滅菌，滅菌的方法有______（答出2點即可）。（2）由實驗結果可知，菌株C生長的最適碳源是______；用菌株C生產(chǎn)S的最適碳源是______。菌株C的生長除需要碳源外，還需要______（答出2點即可）等營養(yǎng)物質。（3）由實驗結果可知，碳源為淀粉時菌株C不能生長，其原因是______。（4）若以制糖廢液作為碳源，為進一步確定生產(chǎn)S的最適碳源濃度，某同學進行了相關實驗。請簡要寫出實驗思路：______。（5）利用制糖廢液生產(chǎn)S可以實現(xiàn)廢物利用，其意義是______（答出1點即可）。（2022山東卷）14.青霉菌處在葡萄糖濃度不足的環(huán)境中時，會通過分泌青霉素殺死細菌，以保證自身生存所需的能量供應。目前已實現(xiàn)青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)，關于該生產(chǎn)過程，下列說法錯誤的是（）A.發(fā)酵液中的碳源不宜使用葡萄糖B.可用深層通氣液體發(fā)酵技術提高產(chǎn)量C.選育出的高產(chǎn)菌株經(jīng)擴大培養(yǎng)后才可接種到發(fā)酵罐中D.青霉素具有殺菌作用，因此發(fā)酵罐不需嚴格滅菌（2022山東卷）20.啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)中，大麥經(jīng)發(fā)芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、發(fā)酵、消毒等工序后，最終過濾、調節(jié)、分裝。下列說法正確的是（）A.用赤霉素處理大麥，可使大麥種子無須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶B.焙烤是為了利用高溫殺死大麥種子胚并進行滅菌C.糖漿經(jīng)蒸煮、冷卻后需接種酵母菌進行發(fā)酵D.通過轉基因技術可減少啤酒酵母雙乙酰的生成，縮短啤酒的發(fā)酵周期（2022廣東卷）21.研究深海獨特的生態(tài)環(huán)境對于開發(fā)海洋資源具有重要意義。近期在“科學號”考察船對中國南?？瓶贾校袊茖W家采集了某海域1146米深海冷泉附近沉積物樣品，分離、鑒定得到新的微生物菌株并進一步研究了其生物學特性。回答下列問題：（1）研究者先制備富集培養(yǎng)基，然后采用________________法滅菌，冷卻后再接入沉積物樣品，28℃厭氧培養(yǎng)一段時間后，獲得了含擬桿菌的混合培養(yǎng)物，為了獲得純種培養(yǎng)物，除了稀釋涂布平板法，還可采用________________法。據(jù)圖分析，擬桿菌新菌株在以________________為碳源時生長狀況最好。（2）研究發(fā)現(xiàn)，將采集的樣品置于各種培養(yǎng)基中培養(yǎng)，仍有很多微生物不能被分離篩選出來，推測其原因可能是________________。（答一點即可）（3）藻類細胞解體后的難降解多糖物質，通常會聚集形成碎屑沉降到深海底部。從生態(tài)系統(tǒng)組成成分的角度考慮，擬桿菌對深海生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的作用可能是________________。（4）深海冷泉環(huán)境特殊，推測此環(huán)境下生存的擬桿菌所分泌的各種多糖降解酶，除具有酶的一般共性外，其特性可能還有________________。（2022海南卷）12.為探究校內植物園土壤中的細菌種類，某興趣小組采集園內土壤樣本并開展相關實驗。下列有關敘述錯誤的是（）A.采樣時應隨機采集植物園中多個不同地點的土壤樣本B.培養(yǎng)細菌時，可選用牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基C.土壤溶液稀釋倍數(shù)越低，越容易得到單菌落D.鑒定細菌種類時，除形態(tài)學鑒定外，還可借助生物化學的方法（2022河北卷）23.番茄灰霉病菌嚴重影響番茄生產(chǎn)，枯草芽孢桿菌可以產(chǎn)生對多種病原菌具有抑制作用的蛋白質。為探究枯草芽孢桿菌能否用于番茄灰霉病的生物防治，研究者設計了相關實驗?；卮鹣铝袉栴}：（1）檢測枯草芽孢桿菌對番茄灰霉病菌的抑制作用時，取適量________菌液涂布于固體培養(yǎng)基上，將無菌濾紙片（直徑5mm）在________菌液中浸泡后覆蓋于固體培養(yǎng)基中心，數(shù)秒后取出濾紙片，培養(yǎng)皿倒置培養(yǎng)后測量________大小以判定抑菌效果。（2）枯草芽孢桿菌為好氧微生物，液體培養(yǎng)時應采用________（填“靜置”或“搖床震蕩”）培養(yǎng)。培養(yǎng)過程中抽樣檢測活菌數(shù)量時，應采用________（填“稀釋涂布平板法”或“顯微鏡直接計數(shù)法”），其原因是________。（3）電泳分離蛋白質混合樣品的原理是________。利用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測定枯草芽孢桿菌的抗菌蛋白分子量時，SDS的作用是________。（4）枯草芽孢桿菌長期保藏時，常以其________作為保藏對象。（2022湖南卷）21.黃酒源于中國，與啤酒、葡萄酒并稱世界三大發(fā)酵酒。發(fā)酵酒的釀造過程中除了產(chǎn)生乙醇外，也產(chǎn)生不利于人體健康的氨基甲酸乙酯（EC）。EC主要由尿素與乙醇反應形成，各國對酒中的EC含量有嚴格的限量標準?；卮鹣铝袉栴}:（1）某黃酒釀制工藝流程如圖所示，圖中加入的菌種a是_______，工藝b是_______（填“消毒”或“滅菌”），采用工藝b的目的是_________________