微生物發酵工程的運用

【摘要】：微生物發酵工程是高中生物選修課程中的一項重要內容，且十分貼近我們的生活，其中涉及的發酵技術也能在我們的生活實踐中有具體的體現。所以，在進行這一部分的學習時，并不會有太大的難度，只是需要在完成學習后，進行知識整理和總結，以免與其它相似的知識點有所混淆。

【關鍵詞】：微生物；發酵工程；培養基

在這一部分的課程中大體上可以分為兩個部分，即微生物的類群和微生物的營養、代謝和生長。在學習過程中我們發現，這一部分內容繁雜、瑣碎，且記憶點繁多。然而，只要我們認真研究本章內容，就不難學習這一部分的內容。這一章的內容并非只是紙上談兵，而是非常具有實驗操作性和生產實踐可行性的。

一、微生物的定義

微生物是對以肉眼難以看到的生物的統稱，但也有部分特殊的微生物是通過肉眼可以觀察到的，例如，蘑菇和靈芝等。微生物包含了細菌和真菌，同時還包含了病毒和部分藻類。其中，病毒是屬于無細胞生物，它是由核酸和蛋白質組成的，然而它卻只有寄生在活細胞中才能生存。根據所處環境的不同，微生物還可以分為空間微生物和海洋微生物等，另外，根據細胞結構的不同也可以分為原核微生物以及真核微生物。

二、發酵工程的概念

發酵是指利用各種生物細胞，在一定條件下，經過一系列的代謝轉化為所需產物或菌體的過程。而發酵工程則是指通過現代工程技術，以及微生物的某種特定功能，生產出人類所需的用品，或是將微生物直接應用到工業生產當中的一種技術。發酵工程的內容主要包括菌種的選育和培養基的配制，另外，還包括了滅菌和擴大培養，以及發酵和接種等過程。

三、影響微生物生長的環境因素

1、溫度

微生物生長最繁盛的時期的溫度稱為最適宜生長溫度。大部分微生物的最適宜生長溫度通常都在25攝氏度至37攝氏度之間，且在此溫度區間內，微生物會隨著溫度的升高而加速生長，而在超出范圍后，微生物的生長速率就會迅速降低，這是因為溫度的變化使微生物細胞內的蛋白質以及核酸等物質產生了不可逆的破壞。

2、pH值

不同的微生物都有著不同的最適合的pH值，且超出了這個范圍，就會影響微生物的酸活性，同時還會影響細胞膜的穩定性，并對營養物質的吸收能力產生影響。

3、氧

根據對氧的需要，可將微生物分為：首先，好氧型微生物，如，大部分細菌和真菌；其次，厭氧型微生物，如，部分鏈球菌和產甲烷桿菌；最后，兼性厭氧型微生物，如，酵母菌。

四、微生物發酵工程的應用

首先，在醫藥方面的應用：發酵工程能夠產出人們需要的藥品。比如，通過青霉發酵能夠制出青霉素。此外，利用發酵工程還能制出基因藥物。比如，通過將合成的人的胰島素基因移植到大腸桿菌細胞中可以制出“工程菌”，然后通過“工程菌”就能制出人的胰島素。其次，在食品工業方面的應用：通過發酵工程的應用能夠制出一些傳統的發酵產品，例如，果酒、果醋和面包等。另外，發酵工程還有助于解決人口糧食緊缺的問題。除此之外，發酵工程還能制出各類食品添加劑，例如，酸味劑和乳酸等。

五、微生物的發酵過程―以放射菌的發酵為例

放線菌又稱放射菌是一種與土壤中其它微生物混雜生活在一起的生物，想要從土壤中獲得放射菌的單一菌種，首先，要考慮菌種的分離和鑒別問題。在此過程中，應選用的是固體培養基，因為在液體或是半固體培養基中，細菌很容易運動，導致各類細菌的混雜，不利于進行菌種的分離和鑒別。下一步，就是要對菌種進行培養。在培養放射菌前，要充分考慮放射菌所需的營養，其中包括了碳源和氮源，以及生長因子，另外，還有無機鹽以及水等因素。如果這類放射菌屬于異養需氧型生物，則需在培養基中加入有機碳源和氮源，如果屬于自養需氧型，則不需要加入碳源和氮源，但是需要通入無菌的二氧化碳氣體和氮氣。此外，在配制過程中，還要注意各類營養成分的配比和濃度，以及酸堿度。最后，將培養基和所需的設備進行滅菌處理，然后進行接種。在經過分離和提純后就能得到單一的菌種，之后通過多次的擴大培養就能大規模地發酵。

結束語：

綜上所述，在高中微生物發酵工程這一章節的學習過程中，主要包含了微生物的類群和微生物的營養、代謝和生長這兩大部分。這一章節雖然內容繁瑣，知識點也比較多，然而卻與我們的生活息息相關，因此，只要我們掌握了好的學習方法，并在課后進行知識點的總結和整理，就能很好地將其吸收。在這一章節的學習過程中，我們還要注重將知識點和實際生活相結合，通過生活實踐理解知識，并運用知識，從而找到微生物學習的好辦法。

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