生物技术实践Word下载.docx

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②排气口：

排出酒精发酵时产生的CO2；

与排气管相连的长而弯曲的胶管：

加水后防止空气中微生物的污染。

③出料口：

是用来取样的。

（2）该装置的使用方法使用该装置制酒时，应该关闭充气口；

制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。

4.果酒和果醋的制作步骤的比较

制果酒

制果醋

相同过程

①选材和材料处理：

选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物后，再去枝梗②制作发酵液，防止杂菌污染③发酵：

将葡萄汁注入发酵瓶，注意液体量不要超过发酵瓶总体积的

不同过程

①一般将温度控制在18～25℃，时间控制在10～12d左右。

发酵旺盛期的CO2产量非常大，要及时排气，防止发酵瓶爆裂②检测指标：

7～10d以后，可以开始进行取样检验工作。

例如，可以嗅味和品尝、用重铬酸钾检验酒精含量，进行酵母菌的镜检、测定pH等工作

①将温度严格控制在30～35℃，并注意适时通过充气口充气②检测指标：

果醋的制作是否成功可以通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH进一步鉴定。

还可以在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定

思维诊断

（1）醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸（2014·

广东，4A）（　　）

（2）酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度（2013·

江苏，14A）（　　）

（3）在制作果酒、果醋时，适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖（　　）

（4）在果酒发酵后期，拧开瓶盖的间隔时间可延长（　　）

典例分析

题型一果酒、果醋制作过程的比较

1．（2013·

江苏）某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高

B．先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵

C．与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好

D．适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖

2．果酒是以新鲜水果或果汁为原料，经全部或部分发酵配制而成的，酒精度为7%～18%。

在果酒的基础上继续发酵可得到果醋。

下列有关果酒和果醋制作的叙述中，正确的是（　　）

A．果酒和果醋的制作都是由酵母菌完成的

B．制作果醋的温度要比制作果酒的温度高些

C．传统的葡萄酒制作一定需要人工接种菌种

D．葡萄汁装入发酵瓶时，要将瓶装满

易错警示：

果酒、果醋制作的注意事项

（1）材料的选择与处理：

选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，并除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。

冲洗以洗去灰尘为目的，且不要太干净，以防洗去野生型酵母菌。

（2）防止发酵液被污染的方法

①榨汁机要清洗干净并晾干。

②发酵瓶要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。

③装入葡萄汁后要封闭充气口。

题型二果酒发酵装置及条件的考查

3．下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。

下列相关叙述中，错误的是（　　）

A．根据图1可知，利用葡萄制作果醋时，必须先进行酒精发酵然后再进行果醋发酵

B．冲洗葡萄时不能次数过多，否则果酒的制作会失败

C．图2中的装置中排气口弯曲可防止被空气中的杂菌污染

D．制作果酒要关闭充气口、打开排气口，制作果醋时充气口和排气口都要打开

4．（2013·

广东理综）某新能源研究兴趣小组尝试用木薯块根的淀粉制备燃料酒精。

他们用酶将木薯淀粉降解成单糖。

查阅资料后，安装的酒精发酵装置、采用的发酵条件如图。

（1）向发酵瓶中加入5g酵母菌开始实验。

发酵初期，通气阀①需要偶尔短时间打开，并在A通气口处打气，以利于

实验过程中，通气阀②需要偶尔短时间打开，目的是。

（2）第3天，取出少量发酵液，滴加含有________的浓硫酸溶液来检测酒精。

（3）检测后发现，尽管酵母菌菌种合适、淀粉酶解物充足、操作正确、发酵温度和pH适宜，但酒精含量（＋）比预期低，他们展开了讨论，认为还有其他影响因素，如________，请设计实验对此因素进行探究并预测实验结果（用表格形式呈现；

用“＋”表示酒精量，最高含量为“＋＋＋＋＋”）。

（4）请对预测的结果进行分析，并得出结论。

________________________________________________________________________。

归纳提升：

果酒、果醋发酵条件的控制

（1）葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3空间，目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。

（2）严格控制温度：

18～25℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵，30～35℃利于醋酸菌的繁殖和醋酸发酵。

（3）充气：

酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；

醋酸发酵为有氧发酵，需适时通过充气口充气。

考点二　腐乳的制作

1．制作原理

毛霉等微生物产生蛋白酶、脂肪酶，分解有机物。

（1）蛋白质→＋小分子的肽。

（2）脂肪→。

2．制作流程

让豆腐上长出→→

→密封腌制。

3．影响条件

（1）温度：

控制在。

（2）材料的用量：

控制盐的用量，酒精含量控制在。

（3）卤汤的成分及作用。

易错警示

（1）传统腐乳制作与现代腐乳生产的区别

①条件：

传统腐乳制作不需要灭菌，现代腐乳生产必须在严格无菌条件下进行；

②菌种来源：

传统腐乳制作，菌种来自空气中的毛霉孢子；

现代腐乳生产，菌种是经过筛选的优良毛霉菌种，并且直接接种在豆腐上。

（2）豆腐及腐乳的营养成分不同

豆腐由大豆直接磨制而成，其成分与大豆成分相同。

大豆富含蛋白质，其含量高达36%～40%，常食用大豆或大豆制品，可有效补充食物中的蛋白质。

大豆中含脂肪约8%，同时还含有硫胺素、尼克酸、维生素A以及钙、磷、铁等矿物质，对人体具有良好的保健作用。

腐乳是豆腐在毛霉的发酵下形成的。

由于毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶，可将豆腐中的蛋白质和脂肪分别分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等小分子物质，所以其味道鲜美，易于消化吸收。

[思维诊断]

（1）腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶（2014·

广东，4D）（　　）

（2）将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量（　　）

（3）在果酒、果醋和腐乳制作中，最适温度最高的是腐乳（　　）

（4）制作腐乳的菌种只有毛霉（　　）

（5）在腐乳制作过程中加入香辛料既能调节风味，还具有防腐杀菌作用（　　）

（6）在腐乳制作过程中，盐的用量要适宜，酒的含量一般控制在12%左右（　　）

腐乳制作过程的综合考查

1．腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的大豆食品。

下面是腐乳制作的实验流程示意图：

⇒

A．图中的毛霉来自空气中的毛霉孢子

B．加入盐和卤汤的顺序不能颠倒

C．如果密封不严，则在腌制过程中会感染杂菌而导致腐败变质

D．在高温环境中腐乳制作的时间可大大缩短

2．下列是有关腐乳制作的几个问题，其中正确的是（　　）

①腐乳的制作主要是利用了微生物发酵的原理，起主要作用的微生物是青霉、曲霉和毛霉　②含水量为70%左右的豆腐适于做腐乳。

用含水量过高的豆腐制作腐乳，不易成形，且不利于毛霉的生长　③豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝，严格地说是直立菌丝，豆腐中还有匍匐菌丝　④决定腐乳特殊风味的是卤汤　⑤腐乳的营养丰富是因为大分子物质经过发酵作用分解成小分子物质，而且易于消化　⑥卤汤中含酒量应该控制在21%左右，酒精含量过高，腐乳成熟的时间会延长；

含量过低，不足以抑制微生物的生长

A．①②③④B．②③④⑤

C．③④⑤⑥D．①④⑤⑥

3.（2012·

海南单科，30）回答下列关于腐乳制作的问题。

（1）腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。

多种微生物参与了该发酵过程，其中起主要作用的微生物是________，其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为________和________；

其产生的________能将豆腐中的脂肪水解为________和________。

（2）发酵完成后需加盐腌制，加盐还可以抑制________生长。

（3）腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配制而成的卤汤。

卤汤除具有一定的防腐作用外，还能使腐乳具有独特的________。

腐乳制作条件的控制

1．盐：

长满毛霉的豆腐块（毛坯）与盐的质量比为5∶1。

2．酒的用量：

卤汤中酒的含量应控制在12%左右为宜。

酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。

酒精含量过高，对蛋白酶的抑制作用越大，则腐乳成熟期越长；

若酒精含量过低，则蛋白酶的活性高，蛋白质水解得快，杂菌繁殖也快，豆腐易腐败，难以成块。

3．发酵的温度：

前期发酵温度应保持在15～18℃，并保持一定的时间，以利于毛霉的生长。

4.香辛料：

具有调味和杀菌的作用，也会影响腐乳的风味或质量。

5．防止杂菌污染的措施

（1）用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。

（2）装瓶时操作要迅速小心，装瓶后要用胶条密封，且最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染，进而影响腐乳风味。

考点三泡菜的制作

1．完善泡菜的制作

（1）制作原理：

在无氧条件下，将葡萄糖分解成。

（2）制作流程

（3）操作关键

①泡菜坛的选择：

火候好、、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。

②腌制的条件：

控制腌制的时间、和食盐的用量。

防止，严格密封。

2．检测亚硝酸盐含量

（1）原理

①亚硝酸盐＋对氨基苯磺酸→反应物；

反应物＋N－1－萘基乙二胺盐酸盐→

色染料。

②亚硝酸盐溶液的浓度越高，颜色；

浓度越低，颜色。

（2）流程

→

→

（3）用显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行对比，并估算泡菜中亚硝酸盐的含量。

（1）乳酸菌只能进行无氧呼吸，且呼吸类型与人体细胞的无氧呼吸类型相同（　　）

（2）当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时，就可以转化为致癌物质——亚硝胺（　　）

（3）制备泡菜时，盐水煮沸后可以立即使用（　　）

（4）测定亚硝酸盐的含量时，样品中亚硝酸盐含量不同则会形成不同深度的玫瑰红（　　）

（5）影响泡菜腌制的条件包括时间、温度和食盐的用量等（　　）

（6）泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵（　　）

（7）泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件（　　）

题组一　泡菜的制作原理和过程分析

1．如图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图。

下列说法错误的是（　　）

A．制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是它们所含亚硝酸盐的含量低

B．发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化

C．发酵过程中应及时测定亚硝酸盐的含量，及时检测以把握取食泡菜的最佳时机

D．测定亚硝酸盐含量的方法是纸层析法

2．泡菜发酵的微生物主要是乳酸菌，而在发酵初期，水槽内经常有气泡产生，这些气泡产生的原因及成分分别是（　　）

A．乳酸菌是兼性厌氧型微生物，初期进行有氧呼吸产生CO2；

气体为CO2

B．因腌制过程中的盐进入蔬菜使蔬菜体积缩小，气体被排出；

气体为空气

C．发酵初期活动强烈的是酵母菌，其利用氧产生CO2；

D．乳酸菌在发酵过程中产生了热量，使坛内温度升高，空气受热膨胀排出；

题后归纳：

泡菜制作的注意事项

（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，一是除去水中的氧气，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泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境，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，温度过高则易滋生杂菌，温度过低则发酵时间延长。

特别提醒

（1）由于醋酸菌和乳酸菌属于原核生物，因此在利用这两类微生物时，其环境中一定不要加入青霉素等抗生素。

（2）亚硝酸盐与人体健康的关系

①膳食中绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿排出，但当摄入总量较多时，可引起中毒或死亡。

②亚硝酸盐在一定条件下可转化为致癌、致畸和致突变的物质——亚硝胺。

（3）亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的。

（4）应该从原料、装置和实验过程三个层次进行无菌操作。

题组二　亚硝酸盐含量的测定

3．下列关于测定亚硝酸盐含量的叙述，不正确的是（　　）

A．亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，需要在盐酸酸化条件下

B．重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料

C．对显色反应样品进行目测，可精确计算出泡菜中亚硝酸盐的含量

D．配制溶液所用的提取剂为氯化镉和氯化钡

4．下图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，请据图回答问题。

（1）测定亚硝酸盐含量的方法是__________。

在样品处理过程中，用__________将pH调至__________，在出现白色沉淀后，水浴加热至__________；

在绘制标准曲线时，应以__________为横坐标，__________为纵坐标。

（2）泡菜腌制过程中起主要作用的是________________。

用水密封坛口的主要作用是______________________。

在腌制时，适量加入少许白酒的作用是______________________________。

亚硝酸盐含量测定中各种试剂及药品的作用

名称

作用

对氨基苯磺酸

与亚硝酸盐发生重氮化反应

盐酸

营造酸性环境

N－1－萘基乙二胺盐酸盐

与重氮化反应的产物结合形成玫瑰红色染料，作为测定亚硝酸盐含量的指示剂

硅胶

干燥剂，用于干燥亚硝酸盐

干燥后的亚硝酸钠

制备相应浓度的标准比色液

氯化镉、氯化钡

溶于蒸馏水后作为亚硝酸盐的提取剂

氢氧化钠

中和过多的盐酸，营造碱性环境

氢氧化铝

作为吸附剂，使泡菜滤液脱色，变澄清

真题演练

1．（2014·

江苏，24）

某同学设计了右图所示的发酵装置，下列有关叙述正确的是（多选）（　　）

A．该装置可阻止空气进入，用于果酒发酵

B．该装置便于果酒发酵中产生的气体排出

C．去除弯管中的水，该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸

D．去除弯管中的水后，该装置与巴斯德的鹅颈瓶作用相似

2．（2010·

广东，25）小李尝试制作果酒，他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行实验（如图），恰当的做法是（多选）（　　）

A．加入适量的酵母菌

B．一直打开阀b通气

C．一直关紧阀a，偶尔打开阀b几秒钟

D．把发酵装置放到4℃冰箱中进行实验

3．（2012·

江苏，21）下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述，合理的是（多选）（　　）

A．在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长

B．条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸

C．果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小

D．将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量

新课标Ⅰ，39）回答下列有关泡菜制作的问题：

（1）制作泡菜时，所用盐水煮沸，其目的是__________________________。

为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是____________________。

（2）泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行__________的过程。

该过程发生在乳酸菌的__________中。

（3）泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有______________、__________和__________等。

（4）从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是

___________________________________，原因是

。

第42讲微生物的培养及应用

[考纲要求]1.微生物的分离和培养。

2.培养基对微生物的选择作用。

3.某种微生物数量的测定。

4.利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用

考点一　微生物的分离与培养

知识梳理

一、培养基

1．概念：

人们按照微生物对的不同需求，配制出的供其的营养基质。

2．营养构成

（1）一般都含有、、

、、

（2）还需满足不同微生物对PH、

以及的要求。

3．培养基的种类及用途

划分

标准

培养基

的种类

特点

用途

物理性质

培养基

不加凝固剂

工业生产

加凝固剂，如琼脂

观察

、鉴定

微生物的、活菌计数、菌种保藏

化学成分

含化学成分不明确的天然物质

培养基成分明确（用化学成分已知的化学物质配成）

分类、鉴定

培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长

培养、分离出特定微生物（如在培养酵母菌和霉菌时，可在培养基中加入青霉素；

在培养金黄色葡萄球菌时，可在培养基中加入

等）

根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品

鉴别不同种类的微生物，如可用

培养基检测饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌（若有，菌落呈，并带有）

特别提醒：

自养微生物与异养微生物所需的营养物质不同

①自养微生物所需的碳源、氮源来自含碳、含氮的无机物，而异养微生物需要的碳源、氮源来自含碳、含氮的有机物，因此可根据培养基中营养物质判断微生物的代谢类型。

②含氮无机物不但能给自养微生物提供氮源，也能作为能源物质，提供能量，如NH3既作为硝化细菌的氮源也作为能源。

二、无菌技术

1．消毒

2．灭菌

3．消毒和灭菌比较

比较

项目

理化因素的作用强度

消灭微生物的数量

芽孢和孢子能否被消灭

消毒

较为

部分生活状态的微生物

灭菌

全部微生物

三、微生物的纯化培养及菌种的保藏

1．原理

在培养基上将细菌稀释或分散成个细胞，使其长成单个的菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。

2．制备固体培养基的流程

3．纯化大肠杆菌的方法

常用的微生物接种方法有和

（1）平板划线法：

是通过接种环在琼脂固体培养基表面的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。

（如下图示）

（2）稀释涂布平板法：

是将菌液进行一系列的，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。

（如下图所示）

①系列稀释操作（如下图所示）

②涂布平板操作（如下图所示）

（3）两种纯化细菌的方法的比较

优点

缺点

适用范围

平板划线法

可以观察菌落特征，对混合菌进行

计数

适用于好氧菌

稀释涂布平板法

计数，可以观察菌落特征

吸收量较少，较麻烦，平板不干燥效果不好，容易蔓延

适用于厌氧菌和兼性厌氧菌

4.培养

接种后的培养皿放入恒温箱内培养

5．菌种保藏

（1）临时保藏

（2）长期保存法：

法，放在下保存。

（1）配制牛肉膏蛋白胨固体培养基的注意事项

①倒平板的适宜温度是50℃左右，温度过高会烫手，过低培养基又会凝固。

②平板需倒置，这样既可使培养基表面的水分更好地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。

（2）平板划线操作的注意事项

①第一次划线及每次划线之前都需要灼烧接种环。

②灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。

③划线时最后一区不要与第一区相连。

④划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。

（1）培养基分装到培养皿后进行灭菌（2013·

江苏，18A）（　　）

（2）从有机废水中分离分解有机物的微生物时，接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养（2013·

江苏，18C）（　　）

（3）消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害（2013·

重庆，5A）（　　）

（4）培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，有时还需要加入一些特殊的物质（　　）

（5）无菌操作的对象只要是没有生物活性的材料（如培养基、接种环等）都可采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌（　　）

（6）下图中甲为平板划线法中最重要的环节，乙为操作的结果：

①每一次划线后要将接种环灼烧（　　）

②除第一次划线外，每一次划线的起点都是第一次划线的末端（　　）

（7）用稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时，只要稀释度足够高，就能在培养基表面形成单个菌落（　　）

题组一　培养基及其制备方法分析

1．不同的微生物对营养物质的需要各不相同。

下列有关一种以CO2为唯一碳源的自养微生物营养的描述，不正确的是（　　）

A．氮源物质为该微生物提供必要的氮素

B．碳源物质也是该微生物的能源物质

C．无机盐是该微生物不可缺少的营养物质

D．水是该微生物的营养要素之一

2．下列关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的叙述中，错误的是（　　）

A．操作顺序为计算→称量→溶化→倒平板→灭菌

B．将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯

C．待培养基冷却至50℃左右时倒平板

D．待平板冷却凝固后将平板倒过来放置

1．培养基的配制原则

（1）目的要明确：

配制时应根据微生物的种类、培养目的等确定配制的培养基种类。

（2）营养要协调：

注意各种营养物质的浓度和比例。

（3）pH要适宜：

细菌为6.5～7.5，放线菌为7.5～8.5，真菌为5.0～6.0，培养不同微生物所需pH不同。

2．微生物对主要营养物质的需求特点

不同种类的微生物代谢特点不同，因此对培养基中营养物质的需求也不同。

（1）自养型微生物所需的主要营养物质是无机盐，碳源可来自大气中的CO2，氮源可由含氮无机盐提供。

（2）异养型微生物所需的营养物质主要是有机物，即碳源必须由含碳有机物提供，氮源也主要是由有机物提供，部分异养型微生物也可以利用无机氮源。

题组二　无菌技术的操作

3．微生物培养过程中，要十分重视无菌操作，现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌操作，防止杂菌污染，请分析下列操作中错误的是