高考生物沖刺復習 專題26 傳統(tǒng)發(fā)酵技術與微生物的應用課件

專題26傳統(tǒng)發(fā)酵技術與微生物的應用考點考點1傳統(tǒng)發(fā)酵技術傳統(tǒng)發(fā)酵技術一、果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作比較一、果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作比較知識清單知能拓展知能拓展 1.發(fā)酵利用的是微生物的呼吸作用,不只是細菌的呼吸作用。發(fā)酵微生物細菌,如酵母菌、毛霉等也都是發(fā)酵常用菌種。2.對于發(fā)酵中的數(shù)字的記憶:發(fā)酵溫度(果酒1825,果醋3035)、裝瓶體積不超過2/3、消毒用體積分數(shù)為70%的酒精、沖洗次數(shù)12次。3.充氣:酒精發(fā)酵為無氧發(fā)酵,需封閉充氣口;醋酸發(fā)酵為有氧發(fā)酵,需不斷通過充氣口充氣。4.亞硝酸鹽在制作泡菜的整個發(fā)酵過程中含量的變化趨勢二、果酒、果醋發(fā)酵裝置的設計思路二、果酒、果醋發(fā)酵裝置的設計思路1.因酵母菌的繁殖需要空氣,醋酸菌是好氧菌,所以在果酒制作的前期和果醋制作的整個過程中都需氧。因酵母菌在無氧條件下產生酒精,應控制充入氧的量,故應在充氣口設置開關。2.由于在發(fā)酵過程中都產生CO2,因此又需設置排氣口;為了防止空氣中微生物的污染,排氣口應連接一個長而彎曲的膠管。3.因要對發(fā)酵的情況進行及時監(jiān)測,應設置出料口便于取料。4.果酒和果醋的發(fā)酵裝置及各個部件的作用裝置圖結構目的充氣口醋酸發(fā)酵時連接充氣泵,輸入無菌空氣;制酒時關閉充氣口排氣口用來排出CO2長而彎曲的膠管防止空氣中微生物的污染出料口便于取料,及時監(jiān)測發(fā)酵進行的情況例例1 (2013課標,39,15分)回答下列有關泡菜制作的問題:(1)制作泡菜時,所用鹽水需煮沸,其目的是。為了縮短制作時間,有人還會在冷卻后的鹽水中加入少量陳泡菜液,加入陳泡菜液的作用是。(2)泡菜制作過程中,乳酸發(fā)酵的過程即為乳酸菌進行的過程。該過程發(fā)生在乳酸菌細胞的中。(3)泡菜制作過程中影響亞硝酸鹽含量的因素有、和等。(4)從開始制作到泡菜品質最佳這段時間內,泡菜液逐漸變酸。這段時間內泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長規(guī)律是,原因是。解析本題主要考查泡菜制作的原理和方法。(1)泡菜制作時,所用鹽水煮沸可殺滅雜菌;由于陳泡菜液中含有較多的乳酸菌,所以制作泡菜時加入少量陳泡菜液可增加發(fā)酵過程中乳酸菌的數(shù)量,從而縮短制作時間。(2)乳酸菌發(fā)酵屬于無氧呼吸,乳酸菌進行無氧呼吸的場所是細胞質。(3)泡菜制作過程中,溫度過高、食鹽用量過低、腌制時間過短容易造成細菌大量繁殖,亞硝酸鹽含量增加,故制作時要注意控制溫度、腌制時間、食鹽用量等條件。(4)泡菜制作過程中,由于乳酸菌發(fā)酵產生乳酸,泡菜液逐漸變酸,從而抑制了雜菌的繁殖,雜菌數(shù)量減少。答案答案(1)殺滅雜菌增加乳酸菌數(shù)量(2)無氧呼吸細胞質(3)溫度腌制時間食鹽用量(4)乳酸菌數(shù)量增多,雜菌數(shù)量減少乳酸菌比雜菌更為耐酸考點考點2微生物的培養(yǎng)與應用微生物的培養(yǎng)與應用一、微生物的分離與培養(yǎng)一、微生物的分離與培養(yǎng)1.培養(yǎng)基的制備:計算稱量溶化滅菌倒平板2.培養(yǎng)基類型及作用劃分標準 培養(yǎng)基種類特點用途物理性質液體培養(yǎng)基不加凝固劑工業(yè)生產半固體培養(yǎng)基加凝固劑,如瓊脂觀察微生物的運動、分類鑒定固體培養(yǎng)基微生物分離、鑒定、活菌計數(shù)、保藏菌種化學成分天然培養(yǎng)基含化學成分不明確的天然物質工業(yè)生產合成培養(yǎng)基培養(yǎng)基成分明確(用化學成分已知的化學物質配成)分類、鑒別用途選擇培養(yǎng)基允許特定種類的微生物生長,同時抑制或阻止其他微生物生長培養(yǎng)、分離出特定微生物,如培養(yǎng)酵母菌和霉菌,可在培養(yǎng)基中加入青霉素;培養(yǎng)金黃色葡萄球菌,可在培養(yǎng)基中加入高濃度食鹽鑒別培養(yǎng)基根據(jù)微生物的代謝特點,在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學藥品鑒別不同種類的微生物,如用伊紅美藍培養(yǎng)基鑒別飲用水或乳制品中是否有大腸桿菌(若有,菌落呈深紫色,并帶有金屬光澤)3.無菌技術,主要指消毒與滅菌條件結果常用方法應用范圍消毒較為溫和的物理或化學方法僅殺死物體表面或內部的部分微生物煮沸消毒法日常用品巴氏消毒法不耐高溫的液體化學藥劑消毒法用酒精擦拭雙手,用氯氣消毒水源滅菌強烈的理化因素殺死物體內外所有的微生物,包括芽孢和孢子灼燒滅菌法接種工具干熱滅菌法玻璃器皿、金屬用具高壓蒸汽滅菌法培養(yǎng)基及容器4.倒平板操作:待培養(yǎng)基冷卻至50左右時,在酒精燈火焰附近倒平板,嚴格遵循教材上的操作步驟。5.平板劃線操作:平板劃線法是通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(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。6.稀釋涂布平板法:先將菌液進行系列梯度稀釋,然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面,進行培養(yǎng)。在稀釋度足夠高的菌液里,聚集在一起的微生物將被分散成單個細胞,從而能在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落。知能拓展知能拓展 1.選擇培養(yǎng)基中的選擇因素(1)培養(yǎng)基中加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌。(2)培養(yǎng)基中加入高濃度的食鹽可得到金黃色葡萄球菌。(3)當培養(yǎng)基中缺乏氮源時,可以分離出固氮微生物,因為非固氮微生物不能在此類培養(yǎng)基上生存。(4)當培養(yǎng)基的某種營養(yǎng)成分為特定化學成分時,也具有分離效果。如石油是唯一碳源時,可以抑制不能利用石油的微生物的生長,使能夠利用石油的微生物生存,達到分離能消除石油污染的微生物的目的。(5)改變微生物的培養(yǎng)條件,也可以達到分離微生物的目的,如將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)只能得到耐高溫的微生物。項目優(yōu)點缺點適用范圍平板劃線法可以觀察菌落特征,對混合菌進行分離 不能計數(shù)適用于好氧菌稀釋涂布平板法可以計數(shù),可以觀察菌落特征吸收量較少,較麻煩,平板不干燥效果不好,容易蔓延適用于厭氧菌和兼性厭氧菌2.兩種純化細菌的方法的比較3.減少失誤(1)分離微生物所用的選擇培養(yǎng)基一定是固體培養(yǎng)基,因為菌落只能在固體培養(yǎng)基上形成。(2)平板劃線法只適用于微生物的提純,不適合進行計數(shù),并且在最后一次劃線的末端處的菌種最純,進行平板劃線時應注意如下操作:每次劃線之前都需要灼燒接種環(huán)滅菌。灼燒接種環(huán)之后,要冷卻后才能伸入菌液,以免溫度太高殺死菌種。劃線時最后一區(qū)域不要與第一區(qū)域相連。(3)倒平板的溫度一般在50左右適宜,溫度過高會燙手,過低培養(yǎng)基又會凝固。(4)平板需倒置,這樣既可使培養(yǎng)基表面的水分更好地揮發(fā),又防止培養(yǎng)皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基,造成培養(yǎng)基污染。二、微生物的鑒定二、微生物的鑒定1.鑒定分解尿素的細菌的方法:在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑,指示劑若變紅說明該種菌能分解尿素。2.鑒定纖維素分解菌的方法:利用剛果紅染色法,如果培養(yǎng)基中出現(xiàn)透明圈,則說明很可能含有纖維素分解菌。纖維素分解菌的篩選原理:剛果紅可以與像纖維素這樣的多糖物質形成紅色復合物,但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應。三、微生物的篩選及計數(shù)三、微生物的篩選及計數(shù)1.土壤中纖維素分解菌的分離的實驗方案(1)土壤取樣:采集土樣時,應選擇富含纖維素的環(huán)境。 (2)選擇培養(yǎng):稱取土樣20g,在無菌條件下加入裝有30mL培養(yǎng)基的錐形瓶中,將錐形瓶固定在搖床上,在一定溫度下振蕩培養(yǎng)12d,直至培養(yǎng)液變渾濁。選擇培養(yǎng)的目的是增加纖維素分解菌的濃度,以確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物。(3)梯度稀釋:依次將培養(yǎng)液稀釋102107倍。(4)將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上,30倒置培養(yǎng)。(5)挑選產生透明圈的菌落,即為分解纖維素的菌落。2.統(tǒng)計微生物數(shù)目的方法(1)顯微鏡直接計數(shù)法原理:利用特定細菌計數(shù)板或血細胞計數(shù)板,在顯微鏡下計算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量。方法:用計數(shù)板計數(shù)。缺點:不能區(qū)分死菌與活菌。(2)間接計數(shù)法(活菌計數(shù)法)原理:當樣品的稀釋度足夠高時,培養(yǎng)基表面生長的一個菌落,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。計算公式:每克樣品中的菌株數(shù)=(CV)M,其中,C代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù),V代表涂布平板時所用的稀釋液的體積(mL),M代表稀釋倍數(shù)。操作:設置重復組,增強實驗的說服力與準確性。同時為了保證結果準確,一般選擇菌落數(shù)在30300的平板進行計數(shù)。例例2 (2016青海油田一中沖刺卷,39)有些微生物能合成纖維素酶,通過對這些微生物的研究,使人們能夠利用秸稈等廢棄物生產酒精,用纖維素酶處理服裝面料等。研究人員用化合物A、硝酸鹽、磷酸鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基,成功地篩選到能產生纖維素酶的微生物。分析回答問題:(1)培養(yǎng)基中加入的化合物A是,為微生物的生長提供,這種培養(yǎng)基屬于培養(yǎng)基。(2)為了篩選出能產生纖維素酶的微生物,向培養(yǎng)基中加入。(3)在篩選出能產生纖維素的微生物之前,可用液體培養(yǎng)基培養(yǎng),增加微生物的濃度。為獲得純凈的菌株,常采用平板劃線法進行接種,此過程所用的接種工具是,操作時采用滅菌的方法;還可用(方法)操作。(4)實驗結束后,使用過的培養(yǎng)基應該進行滅菌處理才能倒掉,這樣做的目的是。解析解析(1)要篩選出產生纖維素酶的微生物,應使用選擇培養(yǎng)基,在培養(yǎng)基中加入纖維素,纖維素作為微生物生長的唯一碳源。(2)剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復合物,而不與其水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應,當纖維素被纖維素分解酶分解后,培養(yǎng)基中會形成以纖維素分解菌為中心的透明圈。(3)常用平板劃線法和稀釋涂布平板法進行接種,用平板劃線法接種時要用接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線,以便使菌種分散在培養(yǎng)基的表面。操作時,接種環(huán)采用灼燒滅菌法滅菌。(4)實驗結束后,使用過的培養(yǎng)基應該進行滅菌處理才能倒掉,以防止因實驗菌進入外界環(huán)境而造成污染。答案答案(1)纖維素碳源選擇(2)剛果紅(3)接種環(huán)灼燒稀釋涂布平板法(4)防止造成環(huán)境污染