高考生物必背核心知识NO.5——选必3 第1章 发酵工程

高考生物核心知识复习背诵 NO.5

选必3 第1章 发酵工程  核心必备知识

第1节   传统发酵技术

1.发酵和传统发酵技术的概念是什么？

1.①发酵：指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。

②传统发酵技术：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。

2.制作腐乳的菌种有哪些？它们是真核还是原核生物？其中起主要作用的是哪种？制作的原理是什么？

2.酵母、曲霉和毛霉    真核     毛霉   豆腐中的蛋白质经毛霉等微生物发酵分解成小分子的肽和氨基酸

3.制作泡菜：

①制作泡菜时，用的菌种是什么？常见的有哪些？传统制作泡菜时乳酸菌的来源是？制作的原理是什么？

①乳酸菌    乳酸链球菌和乳酸杆菌   利用植物体表面天然的乳酸菌

②配制盐水时，用清水和食盐配制质量百分比为多少的盐水？盐水煮沸的目的？盐水冷却的原因？盐的作用是什么？盐的浓度要适宜的原因？

②5%-20%      a.杀灭盐水中的微生物；b.去除水中的溶解氧      防止高温杀死菜料表面的乳酸菌

调味；抑制其他微生物生长      过高：乳酸发酵将受抑制；过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质

③蔬菜装八成满的原因？

③a.防止由于产生CO2而导致发酵液溢出坛外；

b.防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂

④加盐水时，没过菜料的原因是？加陈泡菜水的原因？

④抑菌、无氧环境     

增加乳酸菌的含量， 使其在短时间内形成菌种优势

⑤向坛盖边缘的水槽中注满水的目的是什么？

⑤给泡菜坛内创造无氧环境，严格控制厌氧条件

⑥泡菜腌制过程中会有亚硝酸盐产生，发酵中期达到最多后开始下降的原因是什么？

⑥硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解（解析：硝酸盐还原菌受抑制--乳酸菌大量繁殖，抑制硝酸盐还原菌繁殖；部分亚硝酸盐被分解--乳酸菌本身具有亚硝酸盐还原酶，但在一般环境中处于较低的水平，随着亚硝酸盐的含量增加，可以诱导亚硝酸盐还原酶的合成，使亚硝酸盐得以分解。）

⑦哪些因素可以影响亚硝酸盐的含量？

⑦腌制方法、时间长短、温度高低等

⑧泡菜制作中，哪些操作制造的“无氧环境”

⑧a.选择的泡菜坛要有很好的气密性；b.盐水煮沸后冷却待用；

c.加入蔬菜后要注入盐水并没过全部菜料；d.盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。

⑨发酵初期泡菜坛的水槽内会有间歇性的气泡冒出，分析产生气泡的原因。

⑨酵母菌等微生物进行细胞呼吸产生CO2

4.制作果酒：

①制果酒时，用的菌种是什么？菌种的来源是什么？该菌种的最适生长温度是多少？发酵时将温度控制在哪个范围内？

①酵母菌     果皮表面附着的野生酵母菌        28℃     18～30℃

②为什么先用清水冲洗再去除枝梗？为什么不能反复冲洗？

②避免除去枝梗引起葡萄破损而被杂菌污染      避免洗去果皮表面附着的野生酵母菌

③榨汁装瓶时要留有大约1/3的空间，原因是什么？

③a.为酵母菌提供氧气，使其进行有氧呼吸大量繁殖；b.防止发酵液溢出

④每隔12小时拧松一次的原因是什么？拧松而不是拧开的原因是？

④排出发酵过程中产生的CO2，防止瓶内气压过高引起爆裂     防止杂菌污染

⑤酒精发酵后，从发酵瓶口取样从哪几个方面对发酵的情况进行检测？

⑤a.嗅味、品尝   b.重铬酸钾   c.镜检酵母菌数量

5.制作果醋：

①制作果醋时用的菌种是什么？该菌种的最适生长温度是多少？发酵时将温度控制在哪个范围内？

①醋酸菌     30～35℃      30～35℃

②制作果醋的原理是什么？

a.当O2、糖源都充足时，醋酸菌能将糖分解成醋酸。

b.当缺少糖源时，醋酸菌则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。

③醋酸发酵后，从哪几个方面对发酵的情况进行检测？

③a.观察液面白色菌膜;嗅味、品尝     b.检测醋酸发酵前后PH     c.镜检醋酸菌数量

6.酒精发酵、醋酸发酵的区别？

6.酒精发酵：酵母菌；无氧；18～30℃；10—12天     醋酸发酵：醋酸菌；有氧；30～35℃；7—8天

7.果酒和果醋的发酵装置中，通过长而弯曲的胶管与排气管连接的目的？

7.防止空气中杂菌的污染

8.果酒果醋制作过程中，应该从哪些方面防止发酵液被污染？（了解）

8.①先冲洗葡萄，再除去枝梗   ②榨汁机、发酵装置要清洗干净，并酒精消毒

③装入葡萄汁后，要封闭充气口   ④排气管要用长而弯曲的胶管（曲颈管）；排气只拧松瓶盖，不打开瓶盖。

9.为什么有抗生素的牛奶不能发酵为酸奶？

9.牛奶发酵为酸奶主要依靠乳酸菌的作用，抗生素能够杀死或抑制乳酸菌。

10.泡菜发酵表面、醋酸发酵表面的白色菌膜分别指什么？

10.泡菜发酵表面有白色菌膜--产膜酵母；醋酸发酵表面的白色菌膜--醋酸菌。

11.生活中即使没有经过严格的灭菌过程，也可以获得果酒、果醋，原因是什么？

11.酵母菌、醋酸菌的发酵产物会抑制其他微生物的生长

第2节   微生物的培养技术及应用

1.培养基的基本成分是？有些微生物对培养基有特殊要求，在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加什么？在培养霉菌时，需要将pH调至？在培养细菌时，需要将培养基pH调至？在培养厌氧微生物时，需要提供什么条件？

1.碳源、氮源、水、无机盐     维生素   酸性    中性或弱碱性    无氧条件

2.牛肉膏、蛋白胨提供的主要营养分别是什么？Na2HPO4·7H2O、KH2PO4的作用是什么？培养基中葡萄糖的作用？在有氧条件下，中间产物丙酮酸为微生物提供什么？

2.牛肉膏提供：碳源、磷酸盐和维生素等（也可提供氮源）；

蛋白胨提供：氮源和维生素等（也可提供碳源）

 作用：作为缓冲剂，维持pH相对稳定；为微生物生长提供无机盐；调节渗透压  

葡萄糖的作用：①为细胞生命活动提供能量②为其他有机物的合成提供原料     

合成其他物质的原料和能量

3.认识选择培养基和鉴别培养基。

3.①选择培养基：

a.以尿素为唯一氮源的培养基P18：分离尿素分解菌；

b.添加某种抗生素的培养基：分离筛选某抗生素抗性菌株；

c.以纤维素为唯一碳源的培养基P20：分离纤维素分解菌；

d:不含有机碳源的培养基：分离自养微生物；

e不加氮源的无氮培养基：分离固氮菌；

f.加入青霉素的培养基：分离酵母菌、霉菌等真菌

②鉴别培养基：

a鉴别纤维素分解菌：纤维素为唯一碳源的选择培养基+刚果红染色-出现透明圈;

b鉴别大肠杆菌P30：伊红-亚甲蓝琼脂培养基-菌落深紫色，有金属光泽;

c鉴别醋酸菌：配制培养基时加碳酸钙粉末，醋酸菌菌落周围出现透明圈；

d:鉴别尿素分解菌：培养基中加入酚红试剂--菌落周围出现透明圈。

注意：选择培养基上生长的微生物≠目的菌。原则上选择培养基只能允许特定种类的微生物生长，但实际上，微生物的培养是一个非常复杂的问题，有些微生物可以利用其他微生物的代谢物生长繁殖，因此能在选择培养基上生长的微生物不一定都是所需的微生物，还需进一步鉴定。

4.获得纯净的微生物培养物的关键是什么？无菌技术包括？

4.防止杂菌污染   消毒和灭菌

5.消毒主要针对哪方面？方法有哪些？灭菌主要针对什么？方法有哪些？

5.消毒主要针对操作的空间、操作者的衣着和手，消毒方法：煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药物消毒（如酒精擦拭双手、氯气消毒水源）、紫外线消毒（照射前适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，加强消毒效果）

灭菌主要用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等，灭菌方法：湿热灭菌（如高压蒸汽灭菌：压力100kpa，温度为121℃，维持15~30分钟）、干热灭菌、灼烧灭菌

6.纯培养物的概念？

6.由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物

7.制备培养基包括配制培养基、灭菌、倒平板，若要调节培养基的pH，应在哪一步操作之前进行？

7.灭菌之前   

8. 倒平板的要求？倒平板时为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？平板冷凝后，为什么要将平板倒置？在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？怎么确定所倒平板未被杂菌污染？

8. 待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板   

灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基

既可以防止培养基表面的水分过快挥发；又可以防止冷凝形成的水滴污染培养基

最好不用    防止空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生  

将所倒平板放入（培养温度因微生物种类的不同而有差异）恒温箱中培养12h～24h，观察是否有菌落存在以确定是否被污染或灭菌是否彻底。

9.平板划线法：

①为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗？为什么？

①取菌种前：杀死接种环上原有微生物     

每次划线前：杀死上次划线时残留菌种，使下一次划线的菌种直接来源上次划线的末端，从而使每次划线时菌种数目逐渐减少，直至得到单个细胞  

接种结束后：杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者

②在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？在第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？

②以免接种环温度太高，杀死菌种       

划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。

③平板划线法操作注意事项：

a.接种环只蘸一次菌液,但要在培养基不同位置连续划线多次。

b.划线首尾不能相接。

c.每次划线前接种环进行灭菌。

d.划线后,培养皿倒置培养

10.微生物培养时，不同的微生物往往需要不同的培养温度和时间，酵母菌和细菌分别是多少？

10.酵母菌：一般28℃左右(培养温度因酵母菌种类的不同而稍有差异)的恒温培养箱中培养24-48 h。

 细菌：一般30~37℃的温度下培养1~2d

11.选择培养基的概念？

11.允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基

12.测定微生物数量的方法有？缺点分别是什么？

12.显微镜直接计数法（缺点：不能区分死菌与活菌；不适于对运动细菌的计数）；

稀释涂布平板法（缺点：统计的菌落往往比活菌的实际数目低）

13.稀释涂布平板法是给活菌计数还是菌落计数？统计的菌落往往比活菌的实际数目低的原因是什么？

13.菌落计数    

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

14.显微镜直接计数时，通常利用什么分别对较大的细胞和较小的细胞计数？

14.血细胞计数板用于相对较大的酵母细胞、霉菌孢子等的技术；

细菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数。

15.稀释涂布平板法计数的原理是什么？计数问题？

15.当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。     

计数问题：

a.选择30-300个菌落的平板进行计数；

b.每个稀释度至少取3个平板取其平均值；（分析实验结果时，要考虑重复组结果是否接近，如果相差太大，意味着操作有误，需重新实验。）

c.统计的菌落往往比活菌的实际数目低；

d.统计的结果一般用菌落数而不是活菌数；

e.恰当的稀释度、涂布是否均匀是成功统计菌落数目的关键。（稀释操作成功：得到2个或者以上菌落数为30-300的平板。（课本P19)）

16.从土壤中分离纤维素分解菌，需要从土壤中取样，要求是什么？取样后一般要选择培养后再进行梯度稀释，选择培养的目的是什么？

16.要求：富含纤维素的环境，如树林中多年落叶形成的腐殖土上；埋在土壤中腐烂的滤纸。

目的：增加纤维素分解菌的浓度，以确保能从样品中分离到所需要的微生物（或筛选出纤维素分解菌并富集培养）

17.土壤中分解尿素的细菌的分离实验中，①如何验证选择培养基有选择作用？说明实验设计思路②如何判断培养基是否被污染？③选择哪一个稀释度下的菌液进行涂布？为什么？④培养温度？菌落计数时选取什么记录作为结果？为什么？

①将菌种涂布到选择培养基和牛肉膏蛋白胨培养基上形成对照，若选择培养基菌落数明显少于牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数，说明有选择作用  

②接种的培养基和不接种的培养基倒置放入恒温培养箱中，以验证培养基中是否有杂菌

③测细菌时，一般选用104、105、106倍稀释的稀释液进行平板培养    保证获得菌落数为30∼300、适于计数的平板  

④30-37℃   选取菌落数目稳定时的记录作为结果，防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。

第3节   发酵工程及其应用

1.发酵工程的基本环节？

1.菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等

2.选育菌种的方法？

2.自然界筛选、诱变育种和基因工程育种获得（如生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉；啤酒生产中可以使用基因工程改造的啤酒酵母等）

3.发酵工程的中心环节是？需要随时检测什么内容？严格控制哪些发酵条件？

3.发酵罐内的发酵       

在发酵过程中药随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。（注意：环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成，例如，谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸，在酸性条件下会……，看课本）

4.啤酒的工业化生产流程包括哪两个阶段？第二个阶段的条件是？

4.主发酵和后发酵    低温、密闭

5什么是单细胞蛋白？

5.通过发酵获得的大量的微生物菌体，即单细胞蛋白（含有丰富的蛋白质、糖类、脂质、维生素等）

6.如何判断选择培养基是否有选择作用？如何判断培养基是否被污染？

6.将菌种涂布到选择培养基和牛肉膏蛋白胨培养基上形成对照，若选择培养基菌落数明显少于牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数，说明有选择作用

接种的培养基和不接种的培养基倒置放入恒温培养箱中，以验证培养基中是否有杂菌

7.菌落计数时选取什么记录作为结果？为什么？

7.选取菌落数目稳定时的记录作为结果，防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。

选必3 第1章 发酵工程    核心必备知识 达标验收

第1节   传统发酵技术

1.发酵和传统发酵技术的概念是什么？

2.制作腐乳的菌种有哪些？它们是真核还是原核生物？其中起主要作用的是哪种？制作的原理是什么？

3.制作泡菜：

①制作泡菜时，用的菌种是什么？常见的有哪些？传统制作泡菜时乳酸菌的来源是？制作的原理是什么？

②配制盐水时，用清水和食盐配制质量百分比为多少的盐水？盐水煮沸的目的？盐水冷却的原因？盐的作用是什么？盐的浓度要适宜的原因？

③蔬菜装八成满的原因？

④加盐水时，没过菜料的原因是？加陈泡菜水的原因？

⑤向坛盖边缘的水槽中注满水的目的是什么？

⑥泡菜腌制过程中会有亚硝酸盐产生，发酵中期达到最多后开始下降的原因是什么？

⑦哪些因素可以影响亚硝酸盐的含量？

⑧泡菜制作中，哪些操作制造的“无氧环境”

⑨发酵初期泡菜坛的水槽内会有间歇性的气泡冒出，分析产生气泡的原因。

4.制作果酒：

①制果酒时，用的菌种是什么？菌种的来源是什么？该菌种的最适生长温度是多少？发酵时将温度控制在哪个范围内？

②为什么先用清水冲洗再去除枝梗？为什么不能反复冲洗？

③榨汁装瓶时要留有大约1/3的空间，原因是什么？

④每隔12小时拧松一次的原因是什么？拧松而不是拧开的原因是？

⑤酒精发酵后，从发酵瓶口取样从哪几个方面对发酵的情况进行检测？

5.制作果醋：

①制作果醋时用的菌种是什么？该菌种的最适生长温度是多少？发酵时将温度控制在哪个范围内？

②制作果醋的原理是什么？

③醋酸发酵后，从哪几个方面对发酵的情况进行检测？

6.酒精发酵、醋酸发酵的区别？

7.果酒和果醋的发酵装置中，通过长而弯曲的胶管与排气管连接的目的？

8.果酒果醋制作过程中，应该从哪些方面防止发酵液被污染？（了解）

9.为什么有抗生素的牛奶不能发酵为酸奶？

10.泡菜发酵表面、醋酸发酵表面的白色菌膜分别指什么？

11.生活中即使没有经过严格的灭菌过程，也可以获得果酒、果醋，原因是什么？

第2节   微生物的培养技术及应用

1.培养基的基本成分是？有些微生物对培养基有特殊要求，在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加什么？在培养霉菌时，需要将pH调至？在培养细菌时，需要将培养基pH调至？在培养厌氧微生物时，需要提供什么条件？

2.牛肉膏、蛋白胨提供的主要营养分别是什么？Na2HPO4·7H2O、KH2PO4的作用是什么？培养基中葡萄糖的作用？在有氧条件下，中间产物丙酮酸为微生物提供什么？

3.认识选择培养基和鉴别培养基。

4.获得纯净的微生物培养物的关键是什么？无菌技术包括？

5.消毒主要针对哪方面？方法有哪些？灭菌主要针对什么？方法有哪些？

6.纯培养物的概念？

7.制备培养基包括配制培养基、灭菌、倒平板，若要调节培养基的pH，应在哪一步操作之前进行？

8. 倒平板的要求？倒平板时为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？平板冷凝后，为什么要将平板倒置？在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？怎么确定所倒平板未被杂菌污染？

9.平板划线法：

①为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗？为什么？

②在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？在第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？

③平板划线法操作注意事项：

10.微生物培养时，不同的微生物往往需要不同的培养温度和时间，酵母菌和细菌分别是多少？

11.选择培养基的概念？

12.测定微生物数量的方法有？缺点分别是什么？

13.稀释涂布平板法是给活菌计数还是菌落计数？统计的菌落往往比活菌的实际数目低的原因是什么？

14.显微镜直接计数时，通常利用什么分别对较大的细胞和较小的细胞计数？

15.稀释涂布平板法计数的原理是什么？计数问题？

16.从土壤中分离纤维素分解菌，需要从土壤中取样，要求是什么？取样后一般要选择培养后再进行梯度稀释，选择培养的目的是什么？

17.土壤中分解尿素的细菌的分离实验中，①如何验证选择培养基有选择作用？说明实验设计思路②如何判断培养基是否被污染？③选择哪一个稀释度下的菌液进行涂布？为什么？④培养温度？菌落计数时选取什么记录作为结果？为什么？

第3节   发酵工程及其应用

1.发酵工程的基本环节？

2.选育菌种的方法？

3.发酵工程的中心环节是？需要随时检测什么内容？严格控制哪些发酵条件？

4.啤酒的工业化生产流程包括哪两个阶段？第二个阶段的条件是？

5什么是单细胞蛋白？

6.如何判断选择培养基是否有选择作用？如何判断培养基是否被污染？

7.菌落计数时选取什么记录作为结果？为什么？