第1章 发酵工程章末复习 学案-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

这是一份第1章 发酵工程章末复习 学案-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3，共10页。
发酵工程章末复习课学习目标1.分析发酵产品（如泡菜、果酒、啤酒）的生产过程，能够辨析使用的微生物种类及其发酵原理，综合比较传统发酵技术与现代发酵工程的优缺点。（生命观念、科学思维）2.在实验情境中设计微生物的纯培养、分离和计数实验方案，规范操作纯培养技术，并能够解释培养过程中的常见问题及解决方法。（科学思维、科学探究）3.基于啤酒工业化生产流程的案例，提出一种缩短发酵时间的方法，分析其对实际生产的意义，体现社会责任感和生产实践能力。（社会责任）自主预习一、传统发酵技术1.常见的发酵产品及其发酵利用的微生物2.写出制作泡菜、果酒和果酒制果醋的原理（反应式）。【自主设计】尝试设计一个家庭式发酵装置，实现果酒和果醋的连续发酵。二、微生物的培养技术及应用1.基本培养基主要有哪些营养物质？还需要哪些条件？2.连一连：无菌技术的主要方法及适用对象。3.酵母菌纯培养的方法有哪些？计数方法有哪些？4.写出微生物选择培养基的原理。三、发酵工程及其应用写出发酵工程的基本环节（文字+箭头）。 课堂探究任务一、传统发酵技术与发酵工程请结合教材知识，阅读材料，思考以下问题。材料1：唐代《新修本草》中有关葡萄酒的记录“葡萄作酒法，总收取子汁，煮之，自成酒” “凡作酒醴须曲，而蒲萄、蜜等酒独不用曲”。材料2：1.分析材料1，葡萄酒制作所需的菌种及其来源是什么？该菌种在什么条件下进行发酵？2.在发酵时，每隔12 h左右拧松瓶盖的目的是什么？葡萄酒制作完成后发酸的原因是什么？3.根据材料2，思考：在实际生产中，可采用哪些方法缩短啤酒的发酵时间，增加经济效益？【归纳总结】比较传统发酵技术与发酵工程任务二、微生物的培养技术及应用醋酸菌可将酒精转化成乙酸酿得果醋。思考以下问题。1.酿造果醋时，得到了乙酸产率较高的醋酸菌群，培养醋酸菌菌种的培养基主要有哪些物质？培养条件是怎样的？2.为进一步纯化获得优良醋酸菌菌种，可采用哪些接种方法？【归纳】尝试列表对上述纯化方法进行比较。 3.在纯化醋酸菌时，发现培养基上的菌落连成了一片，最可能的原因是什么？应当怎样操作才可避免此种现象？4.在接种醋酸菌的培养基上，若观察到了不同形态的菌落，分析可能是由哪些原因引起的，如何避免此种情况的出现？5.若要对所获得的优良菌种进行计数，可用哪些方法？不同方法统计的结果与实际值相同吗？为什么？【探究性实验设计】请设计实验探究不同温度、pH条件对果醋发酵效率的影响，找出最适发酵条件。1.民间各种美食的制作离不开传统发酵技术，下列说法正确的是（  ）A．酸菜腌制时间越长，口感越好，营养价值越高B．苹果醋的制作过程中要严格控制通气，并保持无氧和低温C．苗族红酸汤以番茄和辣椒为原料密封发酵，该过程利用的微生物是醋酸菌D．长沙的“臭豆腐”闻着臭吃着香，其在发酵时少不了霉菌的参与2．燃料乙醇是一种绿色燃料。研究人员利用酵母菌，以霉变的木薯和小麦为原料，混合发酵生产燃料乙醇，流程图如下。下列叙述错误的是（　　）A．I阶段是该发酵生产的中心环节B．I阶段的淀粉酶无须进行灭菌处理C．II阶段步骤①是接种酵母菌D．Ⅲ阶段步骤②是产品的分离、提纯3．下列关于酵母菌纯培养的叙述，正确的是（  ）A．微生物的纯培养步骤包括制备培养基、接种和分离酵母菌、培养酵母菌B．将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加上棉塞后直接放入高压蒸汽灭菌锅进行灭菌C．接种环在火焰上灼烧灭菌后，立即蘸取菌液在培养基表面连续划线以分离纯化菌种D．用稀释涂布平板法可以估算酵母菌数量，且估算值偏大4．(不定项)为了获得所需要的微生物，可以通过选择培养及鉴别培养来进行筛选。下列叙述正确的是（　　）A．从样品中筛选所需要的微生物时只能使用固体培养基B．培养基中加入抗生素能筛选出具有相应抗性的微生物C．尿素分解菌能够将尿素分解为氨，氨使酚红指示剂变红D．纤维素分解菌能分解纤维素，使菌落周围出现透明圈5.研究人员以猕猴桃鲜果为原料，在酒精发酵阶段通过带皮和去皮两种方法酿制果醋，并对其品质进行分析对比，以探究果醋酿造的新思路，实验流程如图所示。(1)为提高果汁的出汁率和澄清度，在步骤②后应加入____________________处理材料。(2)果醋酿制一般是在酒精发酵的基础上再进行乙酸发酵，其中的原理是______________。(3)进行酒精发酵的微生物主要是___________，代谢类型为______________。发酵罐液面平静无气泡产生时，酒精发酵停止。再向发酵液中接种醋酸菌并在________条件下继续发酵，此阶段发酵液pH的变化趋势为_____________。【课堂小结】请自主构建本章知识的思维导图。【课后拓展】果酒发酵时如果pH突然升高，可能是哪些操作出现了问题？如何通过实验验证？参考答案自主预习一、传统发酵技术1.2.泡菜：C6H12O6eq \o(――→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋能量。果酒： C6H12O6eq \o(――→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)+2CO2＋能量。果酒制果醋：C2H5OH+O2 eq \o(――→,\s\up7(酶))CH3COOH+H2O＋能量。【自主设计】略二、微生物的培养技术及应用1.水、碳源、氮源和无机盐；pH、特殊营养物质和氧气。2.3.平板划线法、稀释涂布平板法；稀释涂布平板法、显微镜直接计数法。4.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。三、发酵工程及其应用课堂探究任务一1.酵母菌；附着在果皮上的酵母菌；18~30℃、无氧条件下进行发酵。2.拧松瓶盖的目的是放出CO2，防止发酵瓶因气压过大而爆裂。葡萄酒发酸原因：密封不严或瓶盖打开，空气中的醋酸菌进入进行有氧发酵产生乙酸。3.用赤霉素处理大麦种子，使其不用发芽即可产生大量淀粉酶；适当增加溶解氧量，酵母菌大量繁殖；通过基因工程育种或诱变育种获得高产酵母等。【归纳总结】任务二1.水、碳源、氮源和无机盐等营养物质；条件：温度30~35℃、pH调至酸性、有氧条件。2.平板划线法、稀释涂布平板法。【归纳】3.最可能的原因是菌液浓度过高或划线时在划下一区域前未将接种环灼烧灭菌；采取的措施是增大稀释倍数或每次划新区域前先将接种环灼烧灭菌。4.若观察到了不同形态的菌落，可能是接种的菌种不纯或无菌操作不规范等原因引起的。对菌液进一步纯化；培养菌种前，对培养基、培养皿、接种器具等进行灭菌处理；操作过程在酒精灯旁进行等。5.稀释涂布平板法、显微镜直接观察。稀释涂布平板法：统计结果往往比实际值少；原因：两个或多个菌体连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。显微镜直接观察：统计结果往往比实际值大；原因：统计结果为活菌数和死菌数的总和，不能区分死菌和活菌。【探究性实验设计】略当堂训练1.D 2.A 3.A 4.BCD 5.(1)果胶酶（果胶酶和纤维素酶）(2)酒精发酵是用酵母菌将葡萄糖转化为乙醇，酿醋用的醋酸菌可以将乙醇变为乙醛，再由乙醛变为乙酸(3)酵母菌  异养兼性厌氧型  有氧  持续下降【课后拓展】略发酵产品微生物代谢类型生物类型腐乳泡菜果酒果醋项目传统发酵技术发酵工程概念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 菌种来源  过程无菌种的选育、扩大培养、接种，无严格的灭菌等 发酵条件控制通过微生物自身的代谢调节pH,通过充气口、排气口及其他人工措施调节溶解氧通过计算机控制系统，对发酵过程中的温度、pH和溶解氧等进行监测和控制应用 应用于食品工业、医药工业、农牧业等评价项目评价标准分值得分实验设计合理性实验目的明确，实验变量设置合理，温度和pH梯度设置科学，涵盖范围能有效探究最适条件，且各梯度间距适宜，保证结果可靠性30分实验操作规范性严格遵循无菌操作原则，接种、移液等操作规范，防止杂菌污染。正确使用各类仪器设备25分实验数据准确性数据记录及时、完整、准确，无遗漏和错误。每次取样的时间、体积严格一致，保证数据的可比性。数据测量精确，有效数字保留合理20分实验结果分析能力通过曲线和数据准确分析温度和pH对果醋发酵效率的影响规律，逻辑清晰，能合理判断最适发酵条件，并对异常数据作出合理推测和解释25分发酵产品微生物代谢类型生物类型腐乳毛霉异养需氧型真核生物泡菜乳酸菌异养厌氧型原核生物果酒酵母菌异养兼性厌氧型真核生物果醋醋酸菌异养需氧型原核生物项目传统发酵技术发酵工程概念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、制作食品的技术利用微生物的特定功能，规模化生产人类所需产品的综合性生物工程菌种来源来源于空气、蔬菜、面团发酵物等，菌种不纯性状优良的菌种，可从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得过程无菌种的选育、扩大培养、接种，无严格的灭菌等菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离和提纯发酵条件控制通过微生物自身的代谢调节pH,通过充气口、排气口及其他人工措施调节溶解氧通过计算机控制系统，对发酵过程中的温度、pH和溶解氧等进行监测和控制应用果酒、果醋的制作，腐乳、泡菜的制作等应用于食品工业、医药工业、农牧业等比较平板划线法稀释涂布平板法工具接种环涂布器原理通过接种环在琼脂固体培养基的表面连续划线操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面将菌液进行一系列的梯度稀释，稀释度足够高时，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞主要步骤平板划线操作系列稀释操作和涂布平板操作特点方法简单，但不适宜计数单菌落更易分开，可以计数，但操作复杂示意图