2021-2022学年人教版高中生物选择性必修3第一章-发酵工程教学课件.pptx

1、1 传统发酵技术的应用2.1 微生物的基本培养技术 P422.2 微生物的选择培养和计数 P953 发酵工程及其应用 P147微专题 发酵工程及相关技术 P190第一章 发酵工程素养目标一、发酵与传统发酵技术1.发酵的概念和原理(1)概念: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)原理:不同的微生物具有产生不同代谢物的能力,因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。(3)实例:腐乳的发酵发酵原理:经过微生物的发酵,豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸。发酵微生物:多种微生物,如酵母、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是毛霉。2.传统发酵技术(

2、1)历史时间事件约9 000年前我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵为含酒精的饮料夏禹时期传说少康(即杜康)造秫酒1857年巴斯德通过实验证明,酒精发酵是由活的酵母菌引起的北魏时期有关于腐乳生产的记载(2)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。(3)特点:以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主。(4)产品:腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉。自我检测1.利用传统发酵技术制作的食品是我国传统饮食文化的重要组成部分,判断下列有关传统发酵的表述是否正确。(1)约9 000年前,我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等

3、发酵为含酒精的饮料。( )(2)发酵是指人们利用微生物,在缺氧的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物。( )(3)在腐乳的制作过程中,发挥主要作用的生物属于真核生物。( )(4)传统发酵技术是指利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。( )2.下列关于腐乳发酵原理的叙述,错误的是()A.多种微生物参与了腐乳发酵B.起主要作用的酶是蛋白酶、脂肪酶C.发酵过程中蛋白质分解为多肽和氨基酸D.发酵过程中毛霉和根霉为互利共生关系答案 D解析 多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉,A项正确;腐乳制作时起作用的主要是毛霉中的蛋白酶

4、和脂肪酶等,B项正确;毛霉、酵母菌等多种微生物分泌的蛋白酶能将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸,C项正确;参与腐乳发酵过程的多种微生物之间是竞争关系,D项错误。二、尝试制作传统发酵食品泡菜1.与泡菜制作相关的菌类乳酸菌生物类型 原核生物常见分类 乳酸链球菌、乳酸杆菌分布广泛分布于空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内代谢类型 异养厌氧型生产应用 乳制品的发酵、泡菜的腌制等发酵原理C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+能量 无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸2.泡菜的制作过程 制作过程具体操作配制盐水用清水和食盐配制质量分数为5%20%的盐水,并将盐水煮沸,冷却待用

5、杀死盐水中的杂菌,去除水中的溶解氧原料处理将新鲜蔬菜(如萝卜、黄瓜和豇豆等)洗净,切成块状或条状,晾干装坛将晾干后的原料混合均匀后装入泡菜坛内,装至半坛时,放入蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至八成满。将冷却好的盐水缓缓倒入坛中,使盐水没过全部菜料,盖好坛盖封坛发酵创造无氧环境向坛盖边沿的水槽中注满水,并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水,根据室内温度控制发酵时间自我检测制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的,判断下列有关制作泡菜的表述是否正确。(1)乳酸菌是厌氧细菌,无氧呼吸产物是乳酸与CO2。( )(2)乳酸菌与酵母菌在结构上的主要差异是前者没有由核膜包被的细胞核。( )(3)

6、腌制泡菜时的温度、食盐用量和发酵时间均会影响泡菜的品质。( )(4)乳酸菌是一类细菌的统称,主要包括乳酸链球菌和乳酸杆菌,在无氧条件下,可以将葡萄糖分解成乳酸,常用于乳制品的发酵、泡菜的制作等。( )三、尝试制作传统发酵食品果酒和果醋1.制作果酒的菌种酵母菌代谢类型异养兼性厌氧型发酵原理在无氧条件下能进行酒精发酵,反应简式为C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量菌种来源新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌温度影响酿酒酵母的最适生长温度约为28 氧气浓度影响 氧气充足时,酵母菌大量繁殖;无氧条件下,进行酒精发酵2.制作果醋的菌种醋酸菌 代谢类型 异养需氧型发酵原理当

7、O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸,反应简式为C6H12O6+2O2 2CH3COOH(乙酸)+2H2O+2CO2+能量;当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸,反应简式为C2H5OH+O2 CH3COOH(乙酸)+H2O+能量菌种来源 空气中的醋酸菌温度影响 最适生长温度为3035 氧气浓度影响好氧细菌,氧气需充足供应3.果酒、果醋的制作过程 自我检测1.在酵母菌的作用下,水果可以发酵成果酒,在有氧条件下,果酒还可以发酵成果醋,判断下列有关制作果酒和果醋的表述是否正确。(1)葡萄酒的深红色来自红葡萄皮中的色素。( )(2)在葡萄酒的制作过程中,采摘的葡萄应反复

8、冲洗,且要先除枝梗再冲洗。( )(3)醋酸菌在有氧时能将葡萄糖分解成乙酸,在无氧时能将酒精直接转变成乙酸。( )(4)酵母菌生长的最适温度是3035 ,多数醋酸菌的最适生长温度约为28 左右。( )2.(2021辽宁锦州一中高二期末)下列有关果酒和果醋制作的叙述,正确的是()A.葡萄汁要装满发酵瓶,以形成无氧环境,利于发酵B.在葡萄酒发酵过程中,每隔12 h左右打开瓶盖一次,放出CO2C.果酒发酵过程中温度控制在30 ,果醋发酵过程中温度控制在20 D.在果醋发酵过程中,适时通过充气口充入氧气,有利于醋酸菌的代谢答案 D解析 果酒发酵主要是利用酵母菌的无氧呼吸,但发酵的初期酵母菌要进行有氧呼吸

9、大量繁殖,故发酵瓶要留出1/3的空间,A项错误;在制作果酒的过程中,注意排气的方法是拧松瓶盖而不是打开瓶盖,B项错误;果酒发酵过程中温度要控制在1830 ,果醋发酵过程中温度要控制在3035 ,C项错误;果醋制作是利用醋酸菌的有氧呼吸,因此在整个过程中要通入氧气,D项正确。探究点一探究点一泡菜的制作过程泡菜的制作过程流程分析下图为制作泡菜的过程,请据图思考回答问题。 1.制作泡菜时,盐水为什么要煮沸后冷却?提示 煮沸有两大作用,一是除去盐水中的氧气,二是杀灭盐水中的杂菌。冷却是为了防止盐水温度过高杀死坛内的乳酸菌。2.为什么泡菜坛内有时会长一层白膜?你认为这层白膜是怎么形成的?提示 白膜是产膜

10、酵母繁殖而形成的。酵母菌是兼性厌氧微生物,泡菜发酵液营养丰富,在发酵初期,发酵液表面氧气含量较高,适合酵母菌繁殖。3.(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜,主要原因是什么?(2)泡菜香辣风味形成的关键在于的加入。 (3)泡菜坛为什么要密封?制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是什么?提示 (1)新鲜蔬菜中亚硝酸盐的含量低,营养物质丰富。(2)调味料(香辛料)(3)因为泡菜的制作离不开乳酸菌,乳酸菌为厌氧微生物。食盐过多,抑制了乳酸菌的发酵。归纳提升归纳提升1.泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化发酵时期 乳酸菌乳酸亚硝酸盐初期少(有O2,乳酸菌活动受抑制) 少增加(硝酸盐还原菌的作用)中期

11、最多(乳酸抑制其他菌活动) 增多下降(部分亚硝酸盐被分解)后期减少(乳酸持续积累,pH继续下降,抑制自身活动)继续增多直至稳定,pH继续下降直至稳定下降至相对稳定发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐变化曲线2.制作泡菜的注意事项(1)用清水和食盐配制质量分数为5%20%的盐水。食盐的用量过高,乳酸菌的发酵会受抑制,泡菜风味变差;食盐的用量过低,杂菌易繁殖,导致泡菜变质。(2)控制严格的无氧条件选择合适的发酵容器,如泡菜坛,这是一种既科学又简单的无氧容器。盐水煮沸后冷却待用。装坛时压实,盐水没过全部菜料。泡菜坛用水封口,并注意在发酵过程中经常补水,不让空气进入,创造一个封闭无氧的环境,故发酵期间不宜开盖。

12、特别提醒 (1)乳酸菌是能将葡萄糖分解成乳酸的一类细菌的总称。(2)乳酸菌是厌氧微生物,在有氧气存在时,无氧呼吸受抑制。探究应用探究应用1.泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危险。某兴趣小组进行了泡菜制作,并对发酵过程中乳酸菌数量、泡菜中亚硝酸盐含量以及溶液pH等进行了测量记录,绘制出如下所示曲线图。下列相关叙述错误的是()A.与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用B.腌制过程中亚硝酸盐含量上升都是因为乳酸菌繁殖所导致C.溶液pH呈下降趋势的主要原因是乳酸菌产生了乳酸D.制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,主要目的是创造无氧环境答案 B解析 由题图可知,与第3天相

13、比,第8天亚硝酸盐含量明显降低,因此第8天后的泡菜更适于食用,A项正确;在泡菜腌制过程中,由于微生物在发酵过程中产生亚硝酸盐,且产生速率大于被分解速率,所以亚硝酸盐含量上升,并非只是乳酸菌繁殖所致,B项错误;泡菜制作过程中pH呈下降趋势,主要原因是乳酸菌产生了乳酸,乳酸积累所致,C项正确;制作泡菜的主要菌种是乳酸菌,其是厌氧型微生物,用水密封,可以创造无氧环境,利于乳酸菌发酵,D项正确。2.在泡菜腌制过程中泡菜坛、蔬菜等均未进行严格灭菌,而在发酵过程中一般也不会出现其他杂菌大量繁殖,其原因是()A.发酵的原料中缺乏杂菌生长需要的各种营养物质B.发酵过程的温度不适合杂菌的生长C.乳酸菌产生较多乳

14、酸,许多杂菌被杀死D.在自然界中乳酸菌占优势答案 C解析 泡菜的制作离不开乳酸菌,乳酸菌在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸,酸性及无氧环境不利于其他杂菌的生长,所以发酵过程中一般不用严格灭菌,C项符合题意。易错提醒 泡菜制作的注意事项(1)材料的选择及用量蔬菜应新鲜,若放置时间过长,蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。用清水和食盐配制质量分数为5%20%的盐水,盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用,一是除去水中的氧气,二是杀灭盐水中的杂菌。(2)防止杂菌污染:每次取样用具要洗净,取样完成后迅速封口。(3)氧气需求泡菜坛要选择密封性好的容器,以创造无氧环境,这样有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。泡菜坛坛盖边

15、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)控制适宜的温度:以1820 为宜,温度偏高有害菌活动能力强,温度偏低不利于乳酸发酵。探究探究点二点二果酒和果醋的制作过程及装置果酒和果醋的制作过程及装置1.完善果酒和果醋制作的实验流程。 提示 乙酸发酵 2.在果酒和果醋制作过程中,哪些方法可防止发酵液被污染?提示 (1)冲洗葡萄时应先冲洗再去除枝梗;(2)榨汁机要冲洗干净并晾干;(3)发酵瓶要清洗干净,用体积分数为70%的酒精消毒;(4)排气时只需拧松瓶盖,不要完全打开瓶盖,防止杂菌污染。3.果酒制作过程中,在不灭菌的情况下,酵母菌是如何成为优势菌种的?提

16、示 发酵后期在缺氧和酸性发酵液中,绝大多数微生物的生命活动受到抑制,而酵母菌可以适应这一环境,从而成为优势菌种。归纳提升归纳提升1.果酒和果醋的制作流程(1)实验用具消毒:发酵瓶、榨汁机等器具清洗干净,用体积分数为70% 的酒精消毒,晾干备用。2.果酒和果醋的发酵装置 (1)在进行果酒发酵时,要关闭充气口;在进行果醋发酵时,充气口要适时充入无菌空(氧)气。(2)酒精发酵为无氧发酵,但并非开始就是严格的无氧环境。发酵前期酵母菌主要进行有氧呼吸,并通过出芽生殖的方式大量繁殖。酵母菌的有氧呼吸消耗发酵液中的氧气,形成无氧环境后开始进行酒精发酵。(3)在制作果醋时,若糖源不足,可以用果酒制作果醋。这种

17、情况下,需要在果酒中加入醋酸菌或醋曲。特别提醒 (1)在制作果酒时,为提高果酒的品质,更好地抑制其他微生物的生长,可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌进行发酵。(2)果酒发酵时产生的部分CO2会溶于发酵液而使发酵液pH下降。探究应用探究应用1.醋是中国传统的调味品。谷物发酵醋起源于我国,据现有文献记载,我国利用谷物酿醋历史至少在三千年以上,民间传统的酿醋技术流程如下图所示。淀粉加水分解成甜味产物的过程称为淀粉糖化,在食品发酵过程中,常会对淀粉进行糖化处理,糖化的方法基本上分为三类:酸法、酶法、酸酶结合法。原料配比粉碎蒸熟酒精发酵乙酸发酵压滤调兑根据以上信息,结合所学知识对下列选项进行判断,错误

18、的是()A.进行酒精发酵和乙酸发酵的主要微生物分别是酵母菌和醋酸菌B.粉碎能使原料与微生物充分接触,加速淀粉分解,有效缩短酿醋时间C.当粉碎蒸熟的原料温度降低至一定温度时,可以迅速均匀拌入-淀粉酶,使谷物中的淀粉糖化D.与乙酸发酵相比,酒精发酵需要在较高温度条件下进行答案 D解析 酒精发酵利用的主要微生物是酵母菌,乙酸发酵利用的主要微生物是醋酸菌,A项正确;粉碎使原料颗粒变小,表面积增大,能使原料与微生物充分接触,加速淀粉分解,从而有效缩短酿醋时间,B项正确;-淀粉酶可催化淀粉水解,降温可以防止高温使酶发生变性,C项正确;酿酒酵母生长繁殖的最适温度为28 左右,醋酸菌生长繁殖的最适温度是303

19、5 ,因此与乙酸发酵相比,酒精发酵需要在较低温度条件下进行,D项错误。2.(多选)人们利用微生物发酵制作果酒、果醋的历史悠久。下列关于果酒、果醋制作的描述,正确的是()A.果酒制作中,先将葡萄去掉枝梗,再对葡萄进行冲洗以防止杂菌污染B.果酒制成后,加入醋曲适当提高温度,并不断通入无菌空气即可生产果醋C.发酵条件不当果酒可能变酸,变酸的酒的表面形成菌膜是醋酸菌大量繁殖而形成的D.果汁中加入人工培养的酵母菌可以提高果酒的品质并更好地抑制其他微生物的生长答案 BCD解析 果酒制作中,葡萄应该先冲洗再去掉枝梗,目的是避免去除枝梗时葡萄破损而增加被杂菌污染的机会,A项错误;果酒发酵的适宜温度是1830

20、,果醋发酵的适宜温度是3035 ,且醋酸菌为好氧菌,故果酒制成后,加入醋曲适当提高温度,并不断通入无菌空气即可生产果醋,B项正确;发酵条件不当果酒可能变酸,变酸的酒表面常有一层由醋酸菌大量繁殖而形成的菌膜,C项正确;为提高果酒的品质,更好地抑制其他微生物的生长,可以在用于制作果酒的果汁中加入人工培养的优良酵母菌,D项正确。3.(2021江苏徐州中学高二期中)右图为果酒与果醋发酵装置示意图,请据图回答下列问题。(1)用对上述装置进行消毒,晾干后,再装入葡萄汁,将发酵装置放在1830 的环境中,每天拧开气阀b 12次,排出发酵过程中产生的大量。装置中d处设计成弯曲形状的目的是。 (2)10天之后,

21、利用酸性条件下的溶液对出料口c取样的物质进行检验,若出现现象,说明产生了酒精。 (3)产生酒精后,若在发酵液中加入醋酸菌,然后将装置放在环境中,适时打开向发酵液中充气。两次发酵过程中先不充气,一段时间后再充气的原因是。 答案 (1)体积分数为70%的酒精CO2防止排气时空气中微生物的污染(防止杂菌污染)(2)重铬酸钾灰绿色(3)3035 气阀a酵母菌在酒精发酵过程中不需要氧气,醋酸菌是好氧细菌,乙醇转变为乙酸需要氧气才能进行解析 (1)榨汁机要清洗干净,并晾干,发酵装置要在清洗干净后,用体积分数为70%的酒精消毒,晾干后再装入葡萄汁,将发酵装置放在1830 环境中,发酵过程中由于酵母菌无氧呼吸

22、会产生CO2,因此每天拧开气阀b 12次,排出发酵过程产生的大量CO2。装置中d处设计成弯曲形状利用了巴斯德鹅颈瓶的原理,即为了防止排气时空气中微生物的污染(防止杂菌污染)。(2)酵母菌发酵的产物中会产生酒精,利用酸性条件下的重铬酸钾溶液可以检测酒精的存在,酒精遇到橙色的重铬酸钾会变为灰绿色,说明产生了酒精。(3)温度是酵母菌生长和发酵的重要条件,28 左右最适合酵母菌繁殖,而醋酸菌是嗜温菌,最适生长温度为3035 。酵母菌在酒精发酵过程中不需要氧气,而醋酸菌是好氧菌,在将乙醇变为乙酸时,有充足的氧气才能进行,因此要适时向发酵装置中充气,需要打开气阀a通入空气。2.12.1微生物的基本培养技术

23、微生物的基本培养技术素养目标一、培养基的配制 自我检测1.人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的培养基,判断下列有关培养基的表述是否正确。(1)所有的微生物在培养时都必须添加氮源。( )(2)CO2可作为异养微生物的碳源。( )(3)不同培养基的具体配方不同,但一般都含水、碳源、氮源和无机盐。( )(4)液体培养基含有水,而固体培养基不含水。( )2.(2021辽宁葫芦岛高二月考)下列关于培养基的叙述,正确的是()A.培养基可以用来培养、分离、鉴定、保存微生物或者积累其代谢物B.培养基都必须含有水、碳源、氮源、无机盐和维生素等C.牛肉膏蛋白胨培养基中的牛肉膏和蛋白胨来源于植物

24、,含有糖、维生素和有机氮等营养物质D.微生物在琼脂固体培养基表面或者内部生长时,可以形成肉眼可见的单个细菌答案 A解析 培养基可以用来培养、分离、鉴定、保存微生物或者积累其代谢物,A项正确;培养不同微生物时培养基所含的必需物质不同,培养细菌一般不需要维生素,培养动物细胞还需要加入生长因子,B项错误;牛肉膏蛋白胨培养基中的牛肉膏和蛋白胨来源于动物,C项错误;微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长时,可以形成肉眼可见的菌落,D项错误。二、无菌技术1.获得纯净的微生物培养物的关键:防止杂菌污染。2.具体操作(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和

25、培养基等进行灭菌。3.消毒和灭菌 项目概念常用方法应用范围消毒使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物 对玻璃和陶瓷器皿消毒煮沸消毒法:在100 煮沸56 min微生物的营养细胞和部分芽孢巴氏消毒法:在6265 消毒30 min或8090 处理30 s1 min一些不耐高温的液体,如牛奶化学药物消毒用酒精擦拭双手;用氯气消毒水源等紫外线消毒:紫外线照射30 min,在照射前,适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液可加强消毒效果如接种室、接种箱或超净工作台项目 概念常用方法应用范围灭菌使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子 对干旱、低温和高温等恶劣环境有

26、很强的抵抗力湿热灭菌:用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌的方法。其中高压蒸汽灭菌(压力为100 kPa、温度为121 的条件下,维持1530 min)的效果最好培养基及容器干热灭菌:在干热灭菌箱(160170 的热空气)中维持23 h耐高温的和需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(如吸管、培养皿等)、金属用具等灼烧灭菌:直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧 快速彻底地灭菌涂布器、接种环、接种针或其他金属用具;试管口、瓶口等容易被污染的部位4.注意事项(1)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。(2)为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行。自我检测1

27、.灭菌是将处理物内外的一切微生物全部杀灭,消毒是将物体表面或内部的微生物减少到不再影响实验对象的程度,判断下列有关消毒和灭菌的表述是否正确。(1)灭菌相比消毒对微生物的杀灭更彻底。( )(2)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。( )(3)培养基最常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。( )(4)选择消毒或灭菌要根据无菌操作的对象及目的而定。( )2.连线。 三、微生物的纯培养1.纯培养:在微生物学中,将接种于培养基内,在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物,获得纯培养物的过程就是纯培养。

28、2.微生物纯培养的步骤:微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。3.菌落及获得方法(1)菌落:分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。(2)获得单菌落的方法:平板划线法和稀释涂布平板法。4.酵母菌的纯培养 5.倒平板的具体操作待培养基冷却至50 左右时,在酒精灯火焰附近倒平板。倒平板的具体操作步骤如下。 无菌区域6.平板划线的具体操作 自我检测1.酵母菌的纯培养可分为制备培养基、接种和分离酵母菌、培养酵母菌三个阶段,判断下列有关酵母菌的纯化培养的表述是否正确。(1)由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。( )(2)

29、配制好的培养基可用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。( )(3)培养基冷却凝固后应将培养皿倒置。( )(4)接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌。( )2.如图是微生物平板划线示意图,下列叙述正确的是()A.对接种环用酒精进行消毒即可B.每次划线前后都要对接种环灭菌C.只有在5区才可能得到单菌落D.划线力度要大,保证划线清晰答案 B解析 对接种环要进行灼烧灭菌,A项错误;每次划线前后都要对接种环灭菌,防止杂菌污染,B项正确;在5个区域中,只要有单个活细菌,通过培养即可获得所需菌落,C项错误;划线力度应适宜,避免划破培养基,D项错误。探究点一探究点一培养基的营养成分培养基的营养成分特定培养基的

30、设计原理与应用举例 设计原理应用实例具体处理分离菌种依据营养需求不添加碳源(硝化细菌等) 固氮微生物(圆褐固氮菌等)以尿素为 能分解尿素的微生物以石油为唯一碳源能分解的微生物 自养微生物不添加氮源唯一氮源石油设计原理应用实例具体处理分离菌种加入某种化学物质,其不作为营养物质,对目标微生物无害,但会抑制或杀死其他微生物加入青霉素、四环素或链霉素抑制细菌和放线菌生长分离、霉菌等 加入10%的酚抑制细菌和霉菌生长分离 利用特殊环境置于无氧条件下微生物分离乳酸菌、酵母菌等 置于高盐环境中其他菌在高盐环境中而不能生存分离金黄色葡萄球菌 置于高温环境中其他微生物因酶失活而无法生存分离微生物 酵母菌放线菌厌

31、氧型和兼性厌氧型易失水耐高温归纳提升归纳提升1.培养基的营养成分营养物质 含义作用主要来源碳源凡能提供碳元素的物质参与构成生物体和一些代谢产物,有些是异养生物的能源物质无机碳源,如CO2、NaHCO3等;有机碳源,如糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等氮源凡能提供氮元素的物质合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物无机氮源,如N2、NH3、铵盐、硝酸盐等;有机氮源,如尿素、牛肉膏、蛋白胨等营养物质含义作用主要来源水在生物体内含量很高,在低等生物体内含量更高不仅是优良的溶剂,而且是细胞结构的重要组成成分培养基、空气、代谢产物无机盐为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素,包括某些大量元素是细胞的组成成分、生理

32、调节物质;某些化能自养菌的能源,酶的激活剂等无机化合物2.几种微生物的营养和能量来源 微生物碳源氮源能源蓝细菌CO2 、 等光能硝化细菌CO2NH3NH3的氧化根瘤菌糖类等有机物N2有机物大肠杆菌糖类、蛋白质等有机物蛋白质等有机物探究应用探究应用1.下表为培养某种微生物的培养基配方,下列相关叙述错误的是()成分NaNO3K2HPO4KClMgSO47H2OFeSO4(CH2O) H2O青霉素含量3 g1 g0.5 g0.5 g0.01 g30 g定容至1 L0.1万单位A.该培养基没有凝固剂,属于液体培养基B.该培养基含有青霉素,属于选择培养基C.培养基中的碳源是(CH2O),氮源是NaNO3

33、D.该培养基可用于筛选培养纤维素分解菌答案 D解析 该培养基没有凝固剂琼脂,根据物理性质划分,属于液体培养基,A项正确;该培养基配方中含有青霉素,根据用途划分,该培养基属于选择培养基,可抑制细菌生长繁殖,筛选出真菌,B项正确;能为微生物的生长繁殖提供所需碳元素的物质叫碳源,能为微生物的生长繁殖提供所需氮元素的物质叫氮源。该培养基配方中唯一碳源是(CH2O),唯一氮源是NaNO3,C项正确;用该培养基筛选纤维素分解菌(属于细菌),则应除去(CH2O)和青霉素,再添加纤维素,D项错误。2.下列关于培养基的叙述,正确的是()A.培养基是为微生物的生长繁殖提供营养的基质B.培养基都含有水、碳源、氮源、

34、无机盐和生长因子等C.牛肉膏蛋白胨培养基属于合成培养基,营养全面D.微生物在固体培养基上生长时,可以形成肉眼可见的单个细菌答案 A解析 培养基是为微生物的生长繁殖提供碳源、氮源、水和无机盐等营养的基质,A项正确;微生物培养基的主要营养物质有碳源、氮源、水和无机盐等,有的还需要生长因子等特殊的营养,B项错误;牛肉膏蛋白胨培养基属于天然培养基,营养全面,C项错误;微生物在固体培养基上生长时,可以形成肉眼可见的菌落,但不一定是单个细菌繁殖而来的,D项错误。3.(2021山东泰安一中高二月考)下列关于培养基的叙述,正确的是()A.在配制培养基时,除满足营养需求外,还应考虑pH、O2及特殊营养物质的需求

35、B.获得假单胞杆菌菌落后,在进行扩大培养时,应选用固体培养基C.从土壤中获取乙草胺降解菌,为了防止杂菌的污染,可在培养基中加入青霉素D.倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上答案 A解析 培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质(如维生素)以及氧气的要求,A项正确;获得假单胞杆菌菌落后,在进行扩大培养时,应选用液体培养基,B项错误;青霉素抑制细菌的繁殖,在培养基中加入青霉素,青霉素能抑制杂菌繁殖的同时,也会抑制乙草胺降解菌的繁殖,C项错误;倒平板时,用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基(约1020 mL)倒入

36、培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖,避免空气中的杂菌进入培养皿中,D项错误。探究探究点二点二无菌技术的种类和使用方法无菌技术的种类和使用方法1.请判断以下材料或用具需要消毒还是灭菌?请从中选择合适的方法。化学消毒灼烧灭菌干热灭菌紫外线消毒高压蒸汽灭菌(1)培养细菌用的培养基()、培养皿()(2)接种工具接种环()(3)实验操作者的双手()(4)稀释用的移液管和试管()(5)培养有害微生物的实验室空气() 或2.消毒和灭菌的原理有哪些?试举例说明。提示 使菌体蛋白凝固变性,如高压蒸汽灭菌法;抑制细菌代谢和生长,或破坏细菌细胞膜的结构,改变其通透性,使细胞破裂、溶解,如某些化学消毒法;损伤细菌DNA

37、等,如紫外线消毒法。3.消毒和灭菌都能杀死所有的微生物吗?提示 灭菌可杀死物体内外的全部微生物,包括芽孢和孢子,而消毒仅杀死部分微生物。归纳提升归纳提升1.无菌技术的重要性无菌技术是获得纯净培养物的关键。防止外来杂菌污染培养物,离不开无菌技术;要防止培养物污染人体和环境,也离不开无菌技术。2.消毒和灭菌的比较 探究应用探究应用1.下表中有关消毒与灭菌的描述错误的是()A.若要彻底除去物体内外的芽孢和孢子,只靠方法是不行的B.牛奶、啤酒等通常用方法消毒,可以为接种针、涂布器等灭菌C.灭菌时,灭菌物品均不能与箱壁或桶壁接触,其原因不同D.培养皿、培养基灭菌均可采用方法方法常用方法应用举例消毒日常用

38、品不耐高温的液体皮肤灭菌灼烧灭菌法干热灭菌法高压蒸汽灭菌法答案 D解析 常用的消毒方法并不能除去孢子和芽孢,若要除去芽孢和孢子,需要灭菌处理,A项正确;牛奶、啤酒等这些不耐高温的液体,常用的方法是巴氏消毒法,对于金属操作工具常用灼烧灭菌法,如涂布器、接种环等,B项正确;运用干热灭菌法时,灭菌的物品不与灭菌箱内壁接触,防止包装纸烤焦起火;运用高压蒸汽灭菌法时,锥形瓶与试管口不与桶壁接触是为了避免冷凝水淋湿包裹瓶口的纸而透入棉塞,C项正确;培养基不能用干热灭菌法,只能使用高压蒸汽灭菌,D项错误。2.下列关于消毒和灭菌的叙述,错误的是()A.灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子B.培养皿

39、、胶头吸管可用干热灭菌法灭菌C.高压蒸汽灭菌时间达到后待压力降至零时,再打开排气阀排气D.接种疫苗前要对注射区域进行消毒答案 B解析 灭菌是指使用强烈的理化方法杀灭环境中的一切微生物,包括芽孢和孢子,A项正确;玻璃器皿和金属用具的灭菌常采用干热灭菌法,培养皿可用干热灭菌法灭菌,胶头吸管可用高压蒸汽法灭菌,B项错误;高压蒸汽灭菌时间达到后,先切断热源让温度自然下降,当压力表的压力降到零时,再打开排气阀排气,C项正确;接种疫苗前要对注射区域进行消毒,可通过酒精等化学药物消毒,D项正确。3.下列关于灭菌或消毒的相关叙述,正确的是()A.巴氏消毒法常用于消毒牛奶,可以杀死牛奶中的全部微生物B.在接种过

40、程中,试管口、瓶口等都可以通过火焰灼烧进行灭菌C.培养基、接种环、涂布器、外植体可采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌D.可用紫外线照射接种室,以杀死空气中的所有微生物及芽孢和孢子答案 B解析 巴氏消毒法常用于消毒牛奶,可以杀死牛奶中的大部分微生物,但不是所有微生物,A项错误;在接种过程中,试管口、瓶口等都可以通过火焰灼烧进行灭菌,B项正确;培养基采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,接种环、涂布器采用灼烧灭菌法进行灭菌,外植体只能进行消毒,不能灭菌,C项错误;可用紫外线照射接种室进行消毒,以杀死空气中的微生物,但不包括芽孢和孢子,D项错误。探究探究点三点三微生物的纯培养过程微生物的纯培养过程1.为什么需要使锥形

41、瓶的瓶口通过火焰?提示 对瓶口进行灼烧灭菌,防止瓶口的微生物污染培养基。2.从防止杂菌污染的角度思考,培养基冷却凝固后将培养皿倒置的原因是什么?提示 培养基冷却凝固后,培养皿的皿盖上会凝结水珠,将培养皿倒置,可以防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染。3.采用平板划线法接种菌种时,哪些操作可防止杂菌污染?提示 (1)接种前将接种环放在酒精灯火焰上灼烧灭菌。(2)接种环蘸取菌液前后,要将试管口通过火焰。(3)划线时将培养皿的皿盖打开一条缝隙,将蘸有菌种的接种环迅速伸入平板内,划线后及时盖上皿盖。(4)每次划线结束后,灼烧接种环,冷却后再进行下一次划线。(5)整个接种过程要在酒精灯火焰旁进行。4.在做

42、第二次划线以及其后的操作时,为什么总是从上一次划线的末端开始划线?提示 划线末端含有的菌体数目较少,每次从上一次划线的末端开始划线能够使菌体的数目随划线次数的增加而逐渐减少,最终分散成单个的菌体。归纳提升归纳提升1.倒平板操作的注意事项(1)培养基灭菌后需要冷却至50 左右时才能倒平板。温度过高,培养基凝固后皿盖上冷凝水过多,落入培养基,造成污染;温度过低,培养基又会凝固。(2)将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,不要完全打开,以免杂菌污染培养基。(3)培养基冷却凝固后,要将培养皿倒置的原因:防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。(4)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

43、,这个平板应弃用,因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。(5)整个操作过程要在酒精灯火焰旁进行,避免杂菌污染。2.平板划线操作的注意事项(1)蘸取菌液前及每次划线之后都需灼烧接种环,划线操作结束仍需灼烧接种环,每次灼烧的目的不同。项目蘸取菌液前灼烧 每次划线前灼烧划线结束灼烧目的避免接种环上可能存在的微生物污染培养物灼烧杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种,使每次划线的菌种均来自上次划线的末端杀死接种环上残留的菌种,避免污染环境和感染操作者(2)灼烧接种环之后,要等其冷却后才能伸入菌液或进行划线,以免温度太高,杀死菌种。(3)在做第二次以及其后的划线操作时,要从上一次划线的末端

44、开始划线,这样才能使菌体的数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终得到由单个菌体繁殖而来的菌落。(4)最后一次的划线不要与第一次的划线相连。(5)划线时用力要大小适当,防止用力过大将培养基划破。探究应用探究应用1.(多选)微生物接种的方法有很多,平板划线法是常用的一种。如图是平板划线示意图,划线的顺序为。下列相关叙述错误的是()A.划线操作时,将蘸有菌种的接种环插入培养基B.平板划线后培养微生物时要倒置培养C.可以将第区域的划线与第区域的划线相连D.在第区域中划线前都要对接种环进行灭菌答案 AC解析 划线时不能将接种环插入培养基,而是在培养基表面划线,A项错误;用平板培养基培养微生物时,为防止水

45、蒸气凝集滴入培养基造成干扰或污染,应将平板倒置培养,B项正确;划线时要避免最后一区域的划线与第一区域的划线相连,如果连在一起则有可能影响单个菌落的分离效果,C项错误;在第区域中划线前都要对接种环进行灼烧灭菌,保证每次划线的菌种都来自上一区域的末端,D项正确。2.下列有关平板划线操作的叙述,正确的是()A.用接种环蘸取菌种后需要立即塞上棉塞B.待灼烧灭菌的接种环冷却后再进行划线C.划线结束后要形成首尾相连的环形圈D.每次划线都要在菌液中蘸取一环菌液答案 B解析 用接种环蘸取菌种后,要将试管口再次通过酒精灯火焰,灼烧灭菌后再塞上棉塞,A项错误;待灼烧灭菌的接种环冷却后再进行划线,避免温度过高杀死菌

46、种,B项正确;划线结束后第一次划线区不能和最后一次划线区相连,C项错误;只要在第一区第一次划线时蘸取一环菌液,后续的划线不需要再蘸取菌液,D项错误。3.下列有关大肠杆菌的分离与培养的叙述,正确的是()A.在大肠杆菌培养基中,由牛肉膏提供维生素,由蛋白胨提供磷酸盐,而琼脂起凝固作用B.稀释涂布平板法是通过连续划线的方法将聚集的菌种分散C.平板划线法接种时,在接种之前及每次划线操作之后都要对接种环进行灭菌D.纯化培养时,培养皿应倒置放在恒温培养箱内的摇床上培养答案 C解析 大肠杆菌的培养基中牛肉膏提供碳源、氮源、磷酸盐和维生素,蛋白胨提供碳源、氮源和维生素,A项错误;稀释涂布平板法是通过连续稀释将

47、聚集的菌种分散,B项错误;接种之前灼烧是为了杀死接种环上所有的微生物,每次划线后灼烧是为了杀死该次划线后接种环上残留的菌种,使下次划线菌种直接来源于上次划线的末端,C项正确;培养基培养时倒置于培养箱中即可,不需要放摇床上,D项错误。2.22.2微生物微生物的选择培养和计数的选择培养和计数素养目标一、选择培养基1.自然界中目的菌的筛选(1)实例:聚合酶链式反应(PCR)中用到的耐高温的DNA聚合酶,就是从热泉中筛选出来的水生栖热菌中提取出来的。(2)依据:水生栖热菌能在7080 的高温条件下生存,而绝大多数微生物在此条件下不能生存。 2.实验室中目的菌的筛选(1)原理:人为提供有利于目的菌生长的

48、条件(包括营养、温度和pH等),同时抑制或阻止其他微生物的生长。(2)方法:利用选择培养基分离。选择培养基:在微生物学中,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。实例:选择分解尿素的细菌的培养基,以尿素作为唯一氮源,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,在培养基上生长。自我检测1.人为提供有利于目的微生物生长的条件(如营养、温度和pH等),同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基为选择培养基,判断下列有关选择培养基的表述是否正确。(1)筛选分解尿素的细菌的培养基以尿素为唯一氮源,且为液体培养基。( )(2)能分解尿素的细菌之所以能分解尿素,是因为其能产生脲酶。( )(

49、3)能分解尿素的细菌分解尿素生成了氨气,会导致培养基pH升高,可以通过在培养基中添加酚红指示剂来分离出该细菌。( )(4)从自然界中筛选目的菌株的原理是根据目的菌株对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找。( )2.选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物,通过不含有机物的培养基、缺氮培养基、含尿素(不含其他氮源)的培养基,可从土壤中分离出的微生物依次是()A.硝化细菌、放线菌、根瘤菌B.根瘤菌、青霉菌、固氮菌C.异养型细菌、放线菌、硝化细菌D.自养型细菌、固氮菌、分解尿素的细菌答案 D解析 不含有机物的培养基中能筛选出自养微生物,如硝化细菌;缺氮培养基可以筛选固氮微生物,如固氮菌;

50、含尿素(不含其他氮源)的培养基能筛选含脲酶的微生物,如分解尿素的细菌。二、微生物的选择培养 自我检测1.稀释涂布平板法通过观察菌落特征,对混合菌进行分离,也可以用于微生物的数量测定,判断下列有关稀释涂布平板法的表述是否正确。(1)选择培养基筛选出的微生物只有一种。( )(2)土壤样品稀释时不同的微生物应该选择不同的稀释度。( )(3)选择培养基上的菌落数目明显少于牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目,说明选择培养基已筛选出一些细菌菌落。( )(4)用涂布器将菌液均匀涂布在培养基表面后,应立即将平板倒置,并放入恒温培养箱中进行培养。( )2.(2021吉林长春实验中学高二月考)苯酚是工业生产排放的有毒