1、专题九 生物技术实践,第18讲 微生物的应用和生物技 术在食品加工中的应用,-3-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,命题点一微生物的培养与应用 1.基本技术 (1)制备培养基:计算称量溶化灭菌倒平板。 (2)无菌技术:主要指消毒和灭菌。 消毒方法:常用煮沸消毒法、巴氏消毒法。 常用灭菌方法: 灼烧灭菌接种环、接种针等金属器具; 干热灭菌主要针对玻璃器皿等; 高压蒸汽灭菌主要针对培养基等。 (3)倒平板操作:待培养基冷却至50 左右时,在酒精灯火焰附近倒平板。,-4-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(4)平板划线操作:通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的
2、操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。 (5)稀释涂布平板法:先将菌液进行一系列梯度稀释后涂布平板,在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散到培养基的表面,从而在培养基表面形成单个菌落。如下图所示:,-5-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,2.微生物的分离与计数,-6-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,-7-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,-8-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,思维拓展 (1)平板划线法适用于微生物的纯化,但不能用于微生物的计数。 (2)土壤中纤维素分解菌的筛选流程中的“选择培养”是否
3、需要,应根据样品中目的菌株数量的多少来确定。,-9-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,运用不同培养基的原理解答有关微生物分离和鉴定的题 (2017全国理综)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。回答下列问题。 (1)有些细菌能分解尿素,有些细菌则不能,原因是前者能产生 。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源,原因是 。但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是 (答出两点即可)。,(2)为了筛选可分解尿素的细菌,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 。 (
4、3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用有 (答出两点即可)。,-10-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,答案 (1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物 为细胞生命活动提供能量,为其他有机物的合成提供原料 (2)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 (3)为细菌生长提供无机营养,作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定,-11-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,解析 (1)有些细菌能分解尿素是因为其能产生分解尿素的酶,即脲酶。能分解尿素
5、的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物。葡萄糖既能作为能源,为细胞的代谢提供能量,也能作为碳源,为其他有机物的合成提供原料。(2)利用尿素作为唯一氮源的选择培养基可筛选分解尿素的细菌。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。(3)培养基中的KH2PO4和Na2HPO4既可为细菌生长提供无机营养,又可作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定。,-12-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,方法规律 选择培养基及鉴别培养基的运用技巧 (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。该实验中使用的选择培养基
6、为液体培养基,以纤维素作为唯一碳源,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;利用液体培养基能使营养成分被充分利用,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肉眼可见的菌落。刚果红染色法就是应用的此培养基。,-13-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(2018全国理综)将马铃薯去皮切块,加水煮沸一定时间,过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂,用水定容后灭菌,得到M培养基。 回答下列问题。 (1)M培养基若用于真菌的筛选,则培养基中应加入链霉素以抑制 的生长,加入了链霉素的培养
7、基属于 培养基。 (2)M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质,营养物质类型除氮源外还有 (答出两点即可)。氮源进入细胞后,可参与合成的生物大分子有 (答出两点即可)。 (3)若在M培养基中用淀粉取代蔗糖,接种土壤滤液并培养,平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是 ,该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是 。,-14-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(4)甲、乙两名同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量,在同一稀释倍数下得到以下结果: 甲同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是110、140和149,取平均值133。
8、 乙同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是27、169和176,取平均值124。 有人认为这两名同学的结果中,乙同学的结果可信度低,其原因是 。,-15-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,答案 (1)细菌 选择 (2)碳源、无机盐 蛋白质、核酸 (3)碘液 淀粉遇碘液显蓝色,产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解,形成透明圈 (4)乙同学的结果中,1个平板的计数结果与另 2个相差悬殊,结果的重复性差,-16-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,解析 (1)链霉素可抑制细菌的生存,但真菌可以在含链霉素的培养基中生存,所以加入链霉素的培养基可用于筛选出真菌,属于选择培养基。
9、(2)培养基中的营养物质主要有碳源、氮源、水和无机盐等。蛋白质和核酸都含氮元素,所以氮源进入细胞后可用于合成蛋白质和核酸等大分子物质。(3)检测淀粉所用的试剂是碘液,淀粉遇碘变蓝。如果某种微生物产生了淀粉酶,则在其菌落周围就没有淀粉存在,不再呈现蓝色,而是出现透明圈。(4)计数时一般选择菌落数在30300的平板进行计数。乙同学1个平板的计数结果与另2个相差悬殊,可信度低。,-17-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,命题点二传统发酵技术的应用 1.制作果酒、果醋、腐乳、泡菜所需菌种的比较,-18-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,2.果酒、果醋、腐乳及泡菜的制
10、作原理及过程,-19-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,-20-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,掌握微生物发酵原理,解答有关果醋、果酒、腐乳、泡菜制作的题 微生物在人们的生活生产中无处不在,为人们生活增添了诸多乐趣。 (1)很多家庭都会酿酒,请完成下列相关问题。 酿酒时先将米煮熟的目的是 。 冷却到30 后才能加酒药的原因是 。 如果时常开坛盖舀酒,不久酒就会变酸,其原因是 。,-21-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(2)中国的臭豆腐驰名中外,历史悠久。臭豆腐外观青色,“闻着臭,吃着香”。在臭豆腐的制备过程中,常用的微生物主要是 ,在
11、此过程中,豆腐相当于微生物生长的 。 (3)在腌制泡菜的过程中,起主要作用的微生物是 ,用水封坛的作用是 ;欲检测泡菜在腌制过程中产生的亚硝酸盐含量,使用检测试剂后颜色的变化是 。,答案: (1)杀灭其他杂菌,使淀粉发生一定程度的水解 太高的温度会抑制甚至杀死酵母菌 醋酸菌在有氧条件下,将酒精氧化为醋酸 (2)毛霉 培养基 (3)乳酸菌 制造缺氧环境 出现玫瑰红色,-22-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,方法规律 微生物发酵过程中的灭菌措施 应该从原料、装置和实验过程三个层次进行无菌操作。 (1)果酒与果醋制作中原料的消毒 榨汁前葡萄应先冲洗再去枝梗,因为若先去梗,则会使一
12、些微生物侵入果实内部,影响果酒的制作;体积分数为70%的酒精杀菌效果最强,若酒精浓度过低,则杀菌效果差,而浓度过高,又会使菌体表面蛋白质凝固形成一层保护膜,乙醇分子不能渗入其中,从而使杀菌效果受到影响。 (2)腐乳制作过程中的杀菌消毒 制作腐乳的玻璃瓶洗刷干净后用沸水消毒;酒、盐、香辛料都有杀菌作用;接种、封瓶时都要进行无菌操作。,-23-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,1.(2016全国理综)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明,乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题: (1)分离纯化乳酸菌时,首先需要
13、用 对泡菜滤液进行梯度稀释,进行梯度稀释的理由是 。 (2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有 和。分离纯化时应挑选出 的菌落作为候选菌。 (3)乳酸菌在-20 长期保存时,菌液中常需要加入一定量的 (填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。,-24-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,答案: (1)无菌水 泡菜滤液中菌的浓度高,直接培养很难分离得到单菌落 (2)鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸(或酸) 具有透明圈 (3)甘油 解析: (1)分离纯化乳酸菌时,首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释,原因是在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的乳酸菌被分散,培养后能在培养基表面形
14、成单个的菌落。 (2)在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有鉴别乳酸菌和中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸;乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙,故分离纯化时应挑选出具有透明圈的菌落作为候选菌。 (3)乳酸菌在-20 长期保存时,菌液中常需要加入一定量的甘油。,-25-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,2.苹果除鲜食外,还可深加工为果酒、果醋、果汁、果酱等,使产品附加值成倍提高。下图是某厂进行苹果酒和苹果醋生产的基本工艺流程。请回答下列问题。,-26-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(1)苹果的出汁率是果酒、果醋产量的保证。在制备苹果酒的过程中,为了提高
15、苹果的出汁率,在压榨前可加入一定浓度的 酶和果胶酶,理由是这两种酶能 ,从而提高苹果的出汁率。 (2)发酵一定时间后,观察到甲罐内液面不再有 ,说明发酵基本完毕。 (3)在制备苹果醋的过程中,乙罐内先填充经灭菌处理后的木材刨花,然后加入含 菌的培养液,使该菌附着在刨花上,再让甲罐中发酵完毕的苹果酒流入乙罐,并在A处通入 。苹果醋发酵时控制的适宜温度一般比制苹果酒时的适宜温度(填“高”“相等”或“低”)。,-27-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,答案: (1)纤维素 能破除果肉细胞壁(促进细胞壁中纤维素和果胶的水解) (2)气泡冒出 (3)醋酸 无菌空气 高,-28-,失分误
16、区,对选择培养基的选择方法辨析不清 防范策略 (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。,-29-,失分误区,防范演练 某实验小组欲从土壤中筛选出能分泌淀粉酶的芽孢杆菌,设计实验步骤如下,请给予合理的补充。 (1)采样与培养:将采集的土样混匀后称取1 g,置于经过 法灭菌
17、处理的 (填“固体”或“液体”)培养基中,28 振荡培养。 (2)接种与选择:为避免培养液中菌体浓度过高,需将培养液进 行 处理。之后,将菌液涂布接种于以 为唯一碳源的固体培养基上,30 条件下培养。为避免污染,需将培养皿呈 状态放置。此外,为排除其他因素的影响,提高实验可信度,本步骤需设计 作为空白对照。,-30-,失分误区,(3)筛选与纯化:将适量的碘液滴加在平板中的菌落周围,如果菌落周围的现象是 ,则说明此种菌能够 。从平板中挑取实验效果明显的目的菌株,采用 法接种于新的培养基平板,可对菌株进行进一步的纯化。,答案: (1)高压蒸汽灭菌 液体 (2)系列稀释(或“梯度稀释”) 淀粉 倒置 未接种的空白培养基(或“接种等量无菌水的培养基”) (3)出现透明圈 分泌淀粉酶 (平板)划线,
