1、第二节 发酵工程的无菌技术（第1课时）u 教学目标1熟悉各种常见的灭菌方法以及应用范围。2熟练应用各种灭菌设备。u 教学重难点【教学重点】常见的灭菌方法。【教学难点】常见的灭菌方法。u 教学过程【新课引入】展示资料：19世纪中期以前，人们普遍相信生命现象是自然发生的。19世纪60年代，法国科学家巴斯德通过实验证明了微生物不是自然发生的。巴斯德的成功取决于他重视实验的无菌操作。分析上述事实，他的无菌操作体现在哪些方面？通过高温加热曲颈瓶中的肉汤，又通过开口的曲颈和外界相通。这样既能杀死瓶内的各种微生物，又能阻隔外界微生物进入烧瓶。【过渡】日常生活中，我们会用碘伏消毒液擦拭受伤破损的皮肤，从而杀灭
2、伤口部位的部分微生物。那么，在发酵工程实践中无菌操作是如何开展的呢？【新知讲解】一、发酵工程的灭菌方法【学生活动】阅读课本第1415页发酵工程的灭菌方法的内容，思考：什么是无菌技术？无菌技术的核心是什么？常用的灭菌方法有什么？【教师活动】针对学生对上述问题的回答情况，为学生一一解答。获得纯净的微生物培养物是发酵工程的基础，因此，无菌技术是发酵工程的重要技术之一。1无菌技术在操作过程中，保持物品与操作区域的无菌状态并不被微生物污染的技术，其核心是灭菌。拓展1 无菌技术的主要内容（1）对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。（2）用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。（3）为
3、避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在超净工作台并在酒精灯火焰附近进行。（4）实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。2常用方法（1）化学试剂灭菌法方法：利用化学试剂如甲醛、氯、高锰酸钾等灭菌剂。效果：破坏微生物的蛋白质或细胞结构。范围：一般不用于培养基的灭菌。（2）射线灭菌法方法：利用紫外线等产生的高能粒子进行灭菌。效果：破坏微生物的蛋白质或细胞结构。范围：一般用于表面和空气的灭菌。（3）干热灭菌法（4）湿热灭菌法方法：温度为121 、气压约100 kPa的条件下维持1520 min。对象：培养基等。优点：蒸汽穿透力大，在相同温度下湿热灭菌比干热灭菌更有效。（5）过滤除菌法
4、方法：通过过滤阻留微生物从而达到除菌目的。对象：大量地制备无菌空气，用于好氧微生物的发酵。利用过滤除菌法处理料液，以获得无菌产品。（根据学生情况进行拓展，使用知识卡片【知识解析】消毒和灭菌的区别，【知识解析】常见的消毒方法。）拓展2 什么是芽孢和孢子呢？芽孢：有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的休眠体，叫做芽孢。芽孢的壁很厚，对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。例如，有的细菌的芽孢，煮沸3 h以上才死亡。芽孢又小又轻，可以随风飘散，当环境适宜时可以萌发形成一个细菌。孢子：细菌、原生动物、真菌和植物等产生的一种有繁殖作用的无性生殖细胞。能直接发育成新个体。【小结】在具体的研
5、究或生产实践中，上述几种方法有时可以结合使用，灭菌效果会更为显著。灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提。【过渡】在科学研究或生产实践中，灭菌需要采用相应的灭菌设备。发酵工程中常用的灭菌设备有哪些呢？二、发酵工程的灭菌设备【学生活动】阅读课本第1517页发酵工程的灭菌设备的内容，思考：常用的发酵设备有哪些？这些常用发酵设备的原理和作用是什么？说出高压蒸汽灭菌锅的使用步骤。【教师活动】针对学生对上述问题的回答情况，为学生一一解答。1电热鼓风干燥箱（1）对象：空的玻璃器皿（如培养皿、离心管、移液管）、金属用具（如镊子、手术刀）和其他耐高温的物品（如菌种保藏采用的沙土管、石蜡油、碳酸钙）（2）优点：使灭
6、菌器皿保持干燥。（3）缺点：带有胶皮或塑料的物品、液体及固体培养基一般不能采用电热鼓风干燥箱干热灭菌。（4）灭菌原理：菌体蛋白的凝固温度与含水量密切相关，细菌芽孢含水量低，蛋白质凝固温度较高。采用电热鼓风干燥箱干热灭菌时，一般以能否杀死细菌的芽孢作为彻底灭菌的标准。（5）注意事项：不得将易腐、易燃、易爆物品放入箱内干燥灭菌；干燥箱在工作时，必须将风机开关打开，否则会导致电机或传感器烧坏；箱内应经常保持清洁，长期不用应套好防尘罩，放置在干燥的室内等。2高压蒸汽灭菌锅（1）灭菌原理：在一个密闭的锅内，水的沸点随蒸汽压力的增高而上升，加压的同时提高蒸汽的温度，使锅内的待灭菌物品在一定压力和温度等条件
7、下，杀死其中所有微生物的营养体及其芽孢。（2）种类：手动式高压蒸汽灭菌锅和全自动高压蒸汽灭菌锅。（3）对象：培养基等。（4）使用高压蒸汽灭菌锅有什么注意事项？操作人员必须在现场规范操作，严格控制热源维持灭菌时的压力。锅内压力过高，不仅培养基的营养成分会被破坏，而且高压锅超过耐压范围后可能会发生爆炸，造成伤人事故等。（5）高压蒸汽灭菌锅的使用步骤：灭菌完毕取出物品后，将锅内余水倒出，保持灭菌锅内壁及内胆干燥，并盖好锅盖。【思考讨论】高压蒸汽灭菌开始之前，为什么要将锅内的冷空气排尽？灭菌完毕后，为什么要待压力降到“0”时才能打开排气阀？在同一温度下，湿热的灭菌能力比热大，在使用高压蒸汽灭菌灭菌时，
8、灭菌锅内冷空气的排出是否完全极为重要，因为空气的膨胀压大于水蒸气的膨胀压，所以，当水蒸气中含有空气时，在同一压力下，含空气蒸汽的温度低于饱和蒸汽的温度。如果在压力未降到“0”时打开排气阀，会导致锅内压力突然下降，使器内的培养基由于内外压力不平衡而冲出烧瓶口或试管口，造成棉塞沾培养基而发生污染。3空气除菌设备展示空气过滤除菌流程示意图。（1）进行空气除菌的原因是什么？许多微生物产品是通过培养好氧微生物获得的。通常在空气中含有灰尘颗粒和各种杂菌， 在阴雨天气或环境污染比较严重的情况下，空气中会悬浮大量的微生物。这些微生物一旦进入营养丰富的培养基中，会很快繁殖，影响发酵过程。（2）作用机理让含菌空气
9、通过无菌干燥的过滤介质，以阻截空气中所含微生物。空气除菌设备不是灭菌，而是滤除了空气中的各种杂菌。（3）作用通过过滤除菌处理的空气可达到几乎无菌的程度，并有足够的压力和适宜的温度，以满足好氧微生物纯培养的需要。【课堂小结】引导学生以思维导图的形式总结本节课内容。【课堂检测】1下列哪项不属于无菌技术？（ D ）A将培养皿、接种工具和培养基进行灭菌B实验操作应在酒精灯火焰附近进行C避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触D操作者的衣着和手用纯净水洗干净2采用干热灭菌、灼烧灭菌、高压蒸汽灭菌、紫外线照射等几种方法，可分别杀死哪些部位的杂菌（ B ）A接种环、吸管、培养基B吸管、接种环、培养基C培养基、吸管、接种环D培养皿、吸管、培养基3下列关于高压蒸汽灭菌锅的使用方法中，错误的是（ C ）A使用高压蒸汽灭菌锅时，需等锅内的冷空气排尽后再关闭排气阀B培养基常用高压蒸汽灭菌法处理C灭菌结束后，需迅速将排气阀打开，等压力表降为“0”时再取出培养基D灭菌前一般需要将锥形瓶的棉塞用牛皮纸或报纸包扎好 9 / 9
