25-26学年高中生物(人教版)选择性必修第三册课件：第1章 主干知识排查

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第 1章　发酵工程主干知识排查一、传统发酵技术的应用1.直接利用 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，称为传统发酵技术。传统发酵以混合菌种的 发酵及 发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。2.腐乳制作的原理：豆腐中的蛋白质被分解成 ，味道鲜美，易于消化吸收。多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是 。知识梳理固体半固体小分子的肽和氨基酸毛霉原材料3.果酒制作的三个方面(以葡萄酒为例)(1)菌种的来源：酒精发酵的菌种来自 。(2)发酵的原理：酵母菌在有氧条件下进行 并进行大量繁殖，在无氧条件下进行 产生 。(3)酒精的检测：在酸性条件下，重铬酸钾可与酒精反应呈现 。4.醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将___分解成乙酸；当缺少糖源时则直接将 转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。附着在葡萄皮上的野生型酵母菌有氧呼吸无氧呼吸酒精灰绿色糖乙醇5.若将果酒制作成果醋，需要改变的环境条件是 和______ 。6.制作传统泡菜利用了 来进行发酵，也可加入“陈泡菜水”，其目的是_______________________________________ 。7.制作泡菜时，向泡菜坛的坛盖边沿的水槽中注满水，目的是_________ 。8.影响泡菜中亚硝酸盐含量的因素包括 、腌制时间、食盐用量等。泡菜制作过程中， 、 、腌制时间过短等容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。通入无菌空气将温度提高到30～35℃植物体表面天然的乳酸菌接种乳酸菌(增加发酵菌种数量)，加快发酵进程创造无氧环境温度温度过高食盐用量过低二、微生物的培养技术及应用1.培养基的化学成分包括 等。在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对 、特殊营养物质以及 的需求。例如，在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加 ；在培养霉菌时，一般需要将培养基调至 ；在培养细菌时，一般需要将培养基调至 ；在培养厌氧微生物时，需要提供 的条件。2.培养基的种类：按照物理性质可分为 培养基、 培养基、 培养基。按照功能用途可分为选择培养基、鉴别培养基等。3.获得纯净的微生物培养物的关键是 。水、无机盐、碳源、氮源pHO2维生素酸性中性或弱碱性无氧液体固体半固体防止杂菌污染4.消毒指使用较为 的物理、化学或 等方法杀死物体表面或内部 微生物。灭菌指使用强烈的理化方法杀死物体内外 的微生物，包括 。5.对于一些不耐高温的液体，如牛奶，可使用 消毒法。人们常使用化学药物进行消毒，如用 擦拭双手、用氯气消毒水源等。此外，接种室、接种箱或超净工作台在使用前，可以用 消毒。在照射前，适量喷洒苯酚或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。6.培养基灭菌常采用 灭菌法，培养皿灭菌常采用 灭菌法，接种环和涂布器灭菌常采用 灭菌法。温和一部分所有生物芽孢和孢子巴氏酒精紫外线湿热干热灼烧7.菌落是指分散的微生物在适宜的固体培养基 可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。采用__________法和 法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是 的纯培养物。8.平板划线操作的第一步是灼烧接种环，目的是_____________________ ；每次划线前灼烧接种环是为了_____________________________________________________________________________ ，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到单菌落。划线结束后灼烧接种环，目的是 。表面或内部平板划线稀释涂布平板由单个微生物繁殖形成避免接种环上可能存在的微生物污染培养物杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端及时杀死接种环上残留的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者9.在微生物学中，将允许 生长，同时抑制或阻止____ 生长的培养基，称为选择培养基。10.稀释涂布平板法不仅是分离和纯化微生物的重要方法，也是测定微生物数量的重要方法。该方法通过统计平板上的菌落数来推测样品中的活菌数，其原理是当 时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于 。11.稀释涂布平板法的计数原则：一般选择菌落数为 的平板进行计数。样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养。在同一稀释度下，应至少对 个平板进行重复计数，然后求出平均值。特定种类的微生物其他种类微生物样品的稀释度足够高样品稀释液中的一个活菌30～300312.平板划线法可用于 ，但不能进行 。13.一般来说，在一定的培养条件下(相同的培养基、温度及培养时间)，同种微生物表现出稳定的菌落特征。这些特征包括菌落的 、 和 等方面。14.土壤中分解尿素的细菌的分离与鉴定(1)尿素分解菌的筛选：以 的选择培养基可以筛选能分解尿素的细菌。(2)尿素分解菌的鉴别：在 的培养基中加入 指示剂，接种并培养初步筛选的菌种，若菌落周围出现 ，则可说明该菌种能够分解尿素。分离纯化菌种，获得单菌落微生物计数形状大小颜色尿素为唯一氮源以尿素为唯一氮源酚红红色环带三、发酵工程及其应用1.发酵工程一般包括菌种的选育、 、培养基的配制、灭菌、接种、发酵、产品的分离和提纯等方面，其中 是发酵工程的中心环节。2.性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过 或 获得。3.发酵过程监控和发酵条件控制直接影响产品的质量和产量。一方面要随时检测培养液中的 、产物浓度等，以了解 ；另一方面要及时添加必需的营养成分；同时要严格控制 、 和 等发酵条件。扩大培养发酵罐内发酵诱变育种基因工程育种微生物数量发酵进程温度pH溶解氧4.环境条件不仅会影响微生物的 ，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_____ ；在酸性条件下则容易形成 和N-乙酰谷氨酰胺。5.发酵产品的分离、提纯要根据产品类型选择不同方法，若发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用 、 等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的 、 和 措施来获得产品。6.微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的 、____________等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长，常见的有根瘤菌肥、 肥等。生长繁殖谷氨酸谷氨酰胺过滤沉淀提取分离纯化有机酸生物活性物质固氮菌7.与传统的化学农药不同，微生物农药是利用 来防治病虫害的。8.在青贮饲料中添加 ，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力。9.极端微生物的利用，如 、 可以用来生产洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。微生物或其代谢物乳酸菌嗜热菌嗜盐菌1.制作葡萄酒时，要将温度控制在18～30 ℃的原因：_________________ 。制作葡萄醋时，要将温度控制在30～35 ℃的原因：________________________________ 。2.制作葡萄酒的过程中，每隔12 h左右拧松瓶盖，目的是______________ 。不能打开瓶盖的原因是_____________ 。长句表达温度是影响酵母菌生长的重要因素；酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30～35 ℃，因此要将温度控制在30～35 ℃放出CO2，防止发酵瓶因内部气压过大而爆裂要避免杂菌污染发酵液3.制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3，原因是_______________ (答出2条)。让酵母菌进行有4.家庭中利用酵母菌制作果酒不需要严格灭菌的原因：___________________________________________________________________________________________________。5.醋酸发酵时，无论是利用糖源还是乙醇，都需要打开通气阀，其原因是_________________________________________________________________________________。氧呼吸，快速繁殖；防止发酵过程中产生的二氧化碳造成发酵液溢出在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制 醋酸菌是一种好氧细菌，在发酵过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡6.如图为制作果酒和果醋的发酵装置图，排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，这样做的目的是 。进行醋酸发酵和酒精发酵时，对图中哪一处操作有差异？请具体指明：____________________________________________________________________________________________。避免空气中其他微生物进入发酵装置7.培养基中加入氮源的原因是________________________________________________________。 使用该装置制果酒时，应该关闭充气口(a)；制果醋时，应将充气口(a)连接气泵，输入氧气(无菌空气) 培养基中的氮元素是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的8.牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是 。9.平板冷凝后，将平板倒置的原因：________________________________________________________________________________。10.平板划线法中，在第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线，原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少 既可以避免培养基中的水分过快地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染 划线后，线条末端微生物的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使微生物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胞繁殖而来的菌落11.筛选、鉴别醋酸菌常用米曲汁乙醇培养基，该培养基的配方为95%乙醇40 mL、碳酸钙15 g、琼脂10 g、加米曲汁定容至1 000 mL。(1)米曲汁乙醇培养基中能为醋酸菌提供氮源的物质是 ，该培养基能从种类繁多的土壤微生物中筛选出醋酸菌，原因是__________________________________________________________。(2)根据米曲汁乙醇培养基平板上菌落周围的透明圈可初步判断该菌落为醋酸菌，原因是_____________________________________________________，为进一步鉴别醋酸菌，可挑选菌落丰厚、边缘整齐、透明圈大的菌落，接种到液体米曲汁乙醇培养基中培养并进行产 实验。米曲汁 醋酸菌能利用乙醇，而其他微生物不能在含有乙醇的培养基中生活 醋酸菌可以产生醋酸，进而将周围的碳酸钙分解形成透明圈醋酸12.在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌的原因：____________________________________________________________________________________________________________________________。13.为了筛选能分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择 (填“尿素”“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”)作为氮源，不选择其他两组的原因是______________________________________________________________________________________________。14.用来筛选尿素分解菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有____ (答出2条)。 由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对较高，从这种土样中获得目的微生物的概率高于普通环境尿素 其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用为细菌生长提供无机盐，作为缓冲剂维持培养基的pH15.尿素分解菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，原因是___________ 。16.细菌计数时往往会产生实验误差，稀释涂布平板法计数的值比实际值 ，原因是__________________________________________________ ；显微镜直接计数法计数的结果比实际值 ，原因是_________ 。17.检测培养物中是否有杂菌污染的方法：__________________________ 。判断选择培养基是否起到筛选作用的方法：____________________________________________________________________________________________________。尿素分解菌是异养型微生物，不能利用CO2来合成有机物偏小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偏大显微镜下无法区分细胞的死活，统计结果一般是活菌数和死菌数的总和同时培养灭菌后的未接种的培养基，观察是否有菌落产生 配制牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，观察选择培养基上的菌落数目是否远少于牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目18.发酵工程具有______________________________________________________________________________的特点。19.单细胞蛋白是________________________________________________________________________________。 生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理 以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得的大量的微生物菌体20.啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，其工业化生产流程如图所示。(1)其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。____________________ 都在主发酵阶段完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在 的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。(2)焙烤阶段的目的是 ；糖化阶段的目的是 ；蒸煮的目的是_______________________ 。　　　　　　酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成低温、密闭加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活使淀粉分解，形成糖浆产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌