高考生物二轮课件：7.15 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用

这是一份高考生物二轮课件：7.15 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用，共35页。PPT课件主要包含了-2-，-3-，-4-，-6-，网络梳理，高考必背，易混易错，酒精消毒，巴氏消毒，紫外线消毒等内容，欢迎下载使用。
第十五讲　微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用
1.果酒制作需要的微生物是酵母菌,它是一种兼性厌氧型微生物,通过有氧呼吸可以大量增殖,通过无氧呼吸可以产生酒精。2.果醋制作需要的微生物是醋酸菌,它是一种好氧菌,所以果醋制作需要一直通入氧气。3.腐乳的制作需要多种微生物参与,但主要是毛霉的作用。通过脂肪酶,将脂肪水解为甘油和脂肪酸;蛋白酶的作用是将蛋白质水解成小分子肽和氨基酸。4.泡菜制作需要的微生物是乳酸菌,在泡菜的发酵过程中,亚硝酸盐的含量先增加后减少。5.无菌操作技术包括消毒和灭菌,消毒包括煮沸消毒、巴氏消毒、化学药剂消毒和紫外线消毒等;灭菌包括灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。
6.大肠杆菌的纯化包括平板划线法和稀释涂布平板法。平板划线法要求多次划线,稀释涂布平板法要求菌液要充分地稀释。7.微生物的计数要求制作多个平板,且每个平板上能长出30~300个菌落。8.尿素分解菌和纤维素分解菌的分离都运用了选择培养基,前者所用的培养基中尿素是唯一的氮源,后者所用的培养基中纤维素是唯一的碳源。
(　　)1.培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种成分。(　　)2.筛选微生物时要根据微生物对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找,如筛选分解尿素的细菌要用尿素作为唯一氮源。(　　)3.透明圈是刚果红与纤维素形成的复合物,可根据是否出现透明圈来判断有无纤维素分解菌。(　　)4.统计菌落数目对细菌进行计数时可用稀释涂布平板法进行接种,也可用平板划线法接种。(　　)5.酸的酒的表面的菌膜是酵母菌大量繁殖形成的。
(　　)6.醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产酸。(2014广东,3A)(　　)7.腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶。(2014广东,3D)(　　)8.酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,能进行有氧呼吸,大量繁殖;在无氧条件下,能进行酒精发酵。(　　)9.“腐乳的制作”实验中,加盐主要是为了调节水分,利于毛霉生长。(2016江苏,7A)(　　)10.常用比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量。
考向1微生物的培养与利用(2016全国乙卷,39)空气中的微生物在重力等作用下,可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物,以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下:①配制培养基(成分:牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O);②制作无菌平板;③设置空白对照组和若干实验组,进行相关操作;④将各组平板置于37 ℃恒温箱中培养一段时间,统计各组平板上菌落的平均数。
回答下列问题:(1)该培养基中微生物所需的氮来源于　　　　　　　　　　　。若要完成步骤②,该培养基中的成分X通常是　　　　。 (2)步骤③中,实验组的操作是　　　　。 (3)若在某次调查中,某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板,而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落,这种结果说明在此次调查中出现了　　　　现象。若将30(即36-6)个/平板作为本组菌落数的平均值,该做法　　　　　　(填“正确”或“不正确”)。 
答案: (1)牛肉膏、蛋白胨　琼脂(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上,开盖暴露一段时间(3)污染　不正确
解析: 本题考查微生物的培养。解题的切入点是微生物的培养基的成分和制作及菌落的计数。(1)培养基中的牛肉膏、蛋白胨为微生物的生长既提供了碳源也提供了氮源。微生物培养所采用的培养基是固体培养基,故题中X应是琼脂,在培养基中起凝固剂的作用。(2)本实验是为了了解教室不同高度空气中微生物的分布情况,所以应选择不同的高度放置平板,并使之暴露在空气中一段时间,以利于空气中微生物沉附在平板上。(3)空白对照实验的设计是不暴露在空气中,不应出现菌落。产生了菌落说明在此次实验中平板被污染。用实验组获取的菌落的平均值减去污染产生的菌落数,作为实验的结果,这种做法不正确,应在防止污
1.有关选择培养基选择方法的3个错混点(1)在培养基中加入某种化学物质。例如,加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌;加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在主要营养成分完整的基础上加入。(2)改变培养基中的营养成分。例如缺乏氮源时可以分离出固氮微生物;石油作为唯一碳源时,可以分离出能消除石油污染的微生物。(3)改变微生物的培养条件。例如,将培养基放在高温环境下培养,可以得到耐高温的微生物。
2.有关分解尿素及分解纤维素细菌分离的2个错混点(1)分解尿素的细菌的分离与计数分析①统计的菌落往往比活菌的实际数目少。这是因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。因此,统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。②在同一稀释度下,至少对3个平板进行重复计数,然后求出平均值,并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。如果某个平板的菌落数与其他差别甚远,说明该平板操作过程中出现失误,应舍弃。
(2)分离纤维素分解菌实验的分析①分离纤维素分解菌的实验中先用选择培养基,再用鉴别培养基。选择培养基为液体培养基,以纤维素作为碳源和能源的微生物可以正常生长,而其他绝大多数微生物不能正常生长;因培养基中无凝固剂,为液体培养基,液体培养基能使营养成分充分利用,以增加纤维素分解菌的浓度。②鉴别培养基含琼脂,为固体培养基,因为要在培养基上形成我们肉眼可见的菌落。刚果红染色法应用的就是此培养基。
3.细菌培养和计数方法的4个错混点(1)制备固体培养基最后要将平板倒置,其主要目的是防止培养皿盖上的水珠滴入培养基造成污染。(2)平板划线法中的“连续划线”及稀释涂布平板法中的“系列稀释”目的是一样的,都是为了保证菌种在培养基中单个分布(平板划线法中最后一次划线的末端)。(3)稀释涂布平板法能分离细菌,也能计数(结果偏小)。平板划线法只能纯化细菌,不能计数。(4)显微计数法:不能区分细菌死活(结果偏大)。
考查角度1　考查微生物的培养1.(2016江西上饶六校二联,39)下表是一种细菌培养基配方,请回答下列问题: (1)该培养基的葡萄糖为微生物的生长繁殖主要提供　　　。 (2)该培养基属于　　　　　　　培养基(多选)。 A.液体　 B.固体　 C.鉴定　　D.选择　 E.天然(3)如果要对培养基的菌落进行纯化,在培养基上划线操作中,操作的第一步及每次划线之前都要灼烧接种环,目的是对接种环进行　　　　　。 
(4)制备培养基的操作步骤是　　　。(用下列字母排序) a.倒平板 　b.计算 　c.溶化 　d.称量 　e.灭菌　A.a→b→c→d→e　　B.e→b→d→c→aC.b→d→c→a→eD.b→d→c→e→a(5)某同学用稀释涂布平板法测定一个土壤样品中的细菌数(取10克该土壤加90 mL无菌水制成稀释液)。在对应稀释倍数为106的培养基中统计3个平板上的菌落数分别为:121、212、256,则每克该土壤样品中的菌落数为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (6)分离土壤中分解尿素的微生物的实验流程包括:土壤取样、　　　　　　　、样品涂布到　　　　　培养基上、挑选　　　　　。 
答案: (1)碳源和能源　(2)B、D　(3)灭菌　(4)D　(5)1.96×109(6)梯度稀释　选择　菌落解析: (1)葡萄糖为主要的能源物质,是一种含碳的有机物,因此该培养基的葡萄糖为微生物的生长繁殖主要提供碳源和能源。(2)该培养基以尿素为唯一氮源,只有尿素分解菌才能在该培养基上生长繁殖,因此属于选择培养基;该培养基配方中加入了凝固剂琼脂,又属于固体培养基,即B、D两项正确。(3)在培养基上划线操作中,操作的第一步及每次划线之前都要灼烧接种环,其目的是对接种环进行灭菌,以防止杂菌污染。(4)制备培养基的操作步骤是:b计算→d称量→c溶化→e灭菌→a倒平板,A、B、C三项错误,D项正确。(5)依题意可知:每克该土壤样品中的菌落数为[(121+212+256)÷3]×106/(10/100)≈1.96×109。(6)分离土壤中分解尿素的微生物的实验流程包括:土壤取样、梯度稀释、样品涂布到选择培养基上、挑选菌落。
考查角度2　考查微生物的筛选计数等综合知识2.(2016江西赣州3月摸底,39)某实验小组欲从被豆油污染的土壤中筛选出高效降解脂肪的菌株。请依据题意回答:(1)在筛选过程中,应将土壤样品稀释液接种于以　　为唯一碳源的固体培养基上,从功能上讲,该培养基属于　　　　　培养基。 (2)为避免培养基污染,需将培养皿呈　　　　　状态放置。为避免培养液中菌体浓度过高,需将培养液进行　　　处理。为了排除培养基被污染,需设置接种等量　　　的培养基作为空白对照。 (3)为了筛选出菌株,可将适量的　　　　　　试剂滴加在平板中的菌落周围,洗去浮色后,如果菌落周围出现　　　　　,则说明此种菌能够分泌脂肪酶。 (4)纯化菌种时,为了对活菌计数,常采用　　　　　法接种于新的培养基平板上。 
答案: (1)豆油(或脂肪)　选择(2)倒置　梯度稀释(或系列稀释)　无菌水(3)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)　透明圈(4)稀释涂布平板
解析: (1)依题意,欲从豆油污染的土壤中筛选出高效降解脂肪的菌株,应将土壤样品稀释液接种于以豆油(或脂肪)为唯一碳源的固体培养基上,从功能上讲,该培养基属于选择培养基。(2)为避免培养基污染,需将培养皿呈倒置状态放置。为避免培养液中菌体浓度过高,需将培养液进行梯度稀释(或系列稀释)处理。为了排除培养基被污染,需设置接种等量无菌水的培养基作为空白对照。(3)脂肪被苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液染成橘黄色(红色),而能高效降解脂肪的菌株所分泌的脂肪酶能够催化脂肪水解,导致培养基中的该菌落周围出现透明圈;所以,为了筛选出能降解脂肪的菌株,可将适量的苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)试剂滴加在平板中的菌落周围,洗去浮色后,如果菌落周围出现透明圈,则说明此种菌能够分泌脂肪酶。(4)纯化菌种时,为了对活菌计数,常采用稀释涂布平板法接种于新的培养基平板上。
考向2传统发酵技术的应用(2016全国甲卷,39)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题:
(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段,在酵母菌细胞的　　　　　　　中进行,其产物乙醇与　　　　　　　　试剂反应呈现灰绿色,这一反应可用于乙醇的检验;过程③在酵母菌细胞的　　　　　　中进行。与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度　　　　。 
(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,根据醋酸杆菌的呼吸作用类型,该过程需要在　　　　　条件下才能完成。 (3)在生产过程中,第一阶段和第二阶段的发酵温度不同,第一阶段的温度　　　　　　(填“低于”或“高于”)第二阶段的。 (4)醋酸杆菌属于　　　核生物,其细胞结构中　　　　 (填“含有”或“不含有”)线粒体。 
答案: (1)细胞质基质　重铬酸钾　线粒体　快(2)有氧(3)低于(4)原　不含有解析: 本题考查果酒和果醋的制作。(1)图中过程①是有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,②是无氧呼吸的第二阶段,过程③是有氧呼吸的第二、三阶段。酵母菌是兼性厌氧型微生物,有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸均在细胞质基质内进行。利用乙醇在酸性条件下与重铬酸钾试剂反应呈现灰绿色来检验乙醇。有氧呼吸的第二、三阶段在酵母菌细胞的线粒体中进行。与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度快。
(2)醋酸杆菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时才能进行旺盛的生命活动,因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,需要在有氧条件下才能完成。(3)酵母菌发酵温度一般控制在18~25 ℃,而制作葡萄醋时要将温度控制在30~35 ℃。(4)醋酸杆菌属于原核生物,其细胞中只有核糖体一种细胞器,不含有线粒体等其他细胞器。
1.有关果酒和果醋的制作步骤的3个错混点(1)材料的选择与处理选择新鲜的葡萄,榨汁前先冲洗后除去枝梗,以避免去除枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会。(2)防止发酵液被污染需要从发酵制作的过程进行全面的考虑,因为操作的每一步都可能混入杂菌。为避免杂菌污染:榨汁机要洗净并晾干;发酵装置要洗净并用70%的酒精消毒;果酒制作时封闭充气口;若用简易的发酵装置,每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖,不要完全揭开瓶盖等。果醋制作时,要通过充气口不断通入无菌空气。(3)控制好发酵时间与温度,果酒制作时适时放气。
2.有关制作泡菜并检测亚硝酸盐含量的4个错混点(1)材料的选择及用量:①蔬菜应新鲜,若放置时间过长,蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。②清水和盐的质量比为4∶1,盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用,一是除去水中氧气,二是杀灭盐水中的其他细菌。(2)防止杂菌污染:每次取样用具要洗净,要迅速封口。(3)氧气需求:①泡菜坛要选择透气性差的容器,以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。②泡菜坛口的边缘的水槽中要注满水,以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境,并注意在发酵过程中经常补水。(4)温度:发酵过程温度控制在室温即可,最好在26~36 ℃。温度过高,则易滋生杂菌;温度过低,则发酵时间延长。
考查角度1　果醋和果酒的制作过程1.(2016辽宁沈阳二中一模,39)下图是以鲜苹果汁为原料,利用发酵瓶制作果酒和果醋的过程简图,分析并回答:
(1)在果汁加工过程中可添加　　　　　　　　　　　酶提高出汁率和澄清度。 (2)在鲜苹果汁装入发酵瓶时,要留有大约　　　　　　　的空间。经过10~12天后,在酸性条件下用重铬酸钾检测样液,如果颜色由　　　　　色变为　　　　　色,说明产生了酒精。 
(3)过程乙中使用的微生物是　　　　　　,可以从食醋中分离纯化获得。纯化菌种时需要对培养基进行灭菌,其方法是　　　　　　　　　　　;培养温度控制在　　　　　　　摄氏度范围内。 (4)在　　　　　　　的条件下,如果缺少糖源,乙中的微生物将甲过程的产物变为乙醛,再将其变为醋酸。 
答案: (1)纤维素酶和果胶(单答果胶酶可,单答纤维素酶不可)(2)1/3　橙　灰绿(3)醋酸(杆)菌　高压蒸汽灭菌　30~35(4)氧气充足(有氧)解析: (1)果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一,在果汁加工中,果胶不仅会影响出汁率,还会使果汁浑浊,因此为了提高出汁率和澄清度,可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)过程甲是果酒的制作,选用的菌种为酵母菌;鲜苹果汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间,以使发酵瓶中留有一定量的空气,让酵母菌早期进行有氧呼吸,快速繁殖,以增加酵母菌的数量,当氧气消耗完后进行无氧呼吸产生酒精。在酸性条件下,橙色的重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。
(3)过程乙是果醋的制作,使用的微生物是醋酸(杆)菌;在纯化菌种时,常用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌;醋酸菌的最适生长温度为30~35 ℃,因此在果醋的制作过程中,需将培养温度控制在30~35 ℃ 范围内。(4)当氧气充足、缺少糖源时,醋酸菌可以先将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
考查角度2　传统发酵技术的综合应用2.(2016陕西安康二调,39)利用不同微生物的发酵作用制作食品,历史悠久,惠及民生,请分析回答下列问题:(1)在果酒制作中,温度是重要的控制条件,　　　　　左右的温度最适合酵母菌繁殖,发酵过程中会产生　　　　　　(气体),要及时排出。酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用　　　　　　　溶液进行检验。 (2)腐乳制作的流程是:让豆腐长出　　　　 →加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。若腌制时,应注意控制　　　　　　。 (3)正常制作泡菜过程中,乳酸发酵的过程中发生在乳酸菌细胞的　　　　　　　中,若腌制过程中温度高,用盐量少,腌制时间短,则泡菜中亚硝酸盐的含量　　　　　。