2024新人教版《高中生物》选择性必修第三册 PPT课件（全册打包）.rar

讲课人：涂梦婷第二章 细胞工程第1节 植物细胞工程（植物细胞工程的应用）框架植物细胞工程的应用植物繁殖的新途径作物新品种的培育细胞产物的工厂化生产快速繁殖作物脱毒单倍体育种突变体的利用快速繁殖自然繁殖能力低1960年，荷兰科学家通过对兰花茎尖进行培养，获得了快速繁殖的脱毒兰花，随后在国内外进行了“兰花试管苗产业化”。快速繁殖用于用于快速繁殖优良品种快速繁殖优良品种的的植物组织培养技术植物组织培养技术，也叫也叫微型繁殖技术。微型繁殖技术。1、概念：2、优点：可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；可以保持优良品种的遗传特性；*扦插、压条、嫁接等不属于微型繁殖技术；思考：为什么植物组织培育可以进行快速繁殖？植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。并且，植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。快速繁殖用于用于快速繁殖优良品种快速繁殖优良品种的的植物组织培养技术植物组织培养技术，也叫也叫微型繁殖技术。微型繁殖技术。1、概念：2、优点：可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；愈伤组织细胞的分裂能力强、分裂速度快，可获得大量的组织细胞不受自然生长季节的限制培养周期短可以保持优良品种的遗传特性；*扦插、压条、嫁接等不属于微型繁殖技术；3、实例：一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等。快速繁殖铁皮石斛的产业化育苗快速繁殖铁皮石斛的产业化育苗（视频）作物脱毒实际问题：实际问题：生姜是药食两用的经济作物，在生产上长期采用生姜是药食两用的经济作物，在生产上长期采用无性繁殖无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产产30%-50%30%-50%。病毒引起的植物病害有病毒引起的植物病害有500500多种。多种。受害植物包括粮食作物、受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等。而且没有有效的防治办法，只能拔除，造成经济蔬菜、果树和花卉等。而且没有有效的防治办法，只能拔除，造成经济损失。损失。病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。织中较少，在分生区几乎不含病毒。作物脱毒马铃薯感染的病毒很容易传给后代无性繁殖病毒在作物体内积累作物产量降低品质变差1、原因：2、外植体选材部位：植物顶端分生区附近部位，如茎尖（病毒极少，甚至无病毒病毒极少，甚至无病毒）脱毒苗 抗毒苗茎尖脱分化脱分化愈伤愈伤组织组织再分化再分化芽、芽、根根试管苗试管苗脱毒苗移栽移栽病毒极少，甚至无病毒作物脱毒3、优点：脱毒作物的产量产量和品质品质明显优于没有脱毒的作物4、实例：在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。（往往是无性繁殖无性繁殖的作物的作物）作物新品种的培育单倍体育种花药离体培养P PF F1 1配子配子DDTTDDTTDDttDDttddTTddTTddttddtt正常植株正常植株（纯合）（纯合）秋水仙素诱导单倍体育种P P高杆抗病高杆抗病 DDTTDDTT矮杆感病矮杆感病 ddttddttF F1 1高杆抗病高杆抗病 DdTtDdTtF F2 2D_T_D_T_D_ttD_ttddT_ddT_ddttddttddTTddTT杂交育种矮抗矮抗 需要的纯合需要的纯合矮抗矮抗品种品种连续自交多代连续自交多代第第1 1年年第第2 2年年第第3-63-6年年高杆抗病高杆抗病 DDTTDDTT矮杆感病矮杆感病 ddttddtt高杆抗病高杆抗病 DdTtDdTtDTDTDtDtdTdTdtdt单倍体植株单倍体植株第第1 1年年第第2 2年年DTDTDtDtdTdTdtdt需要的纯合需要的纯合矮抗矮抗品种品种缺点：缺点：耗时长耗时长优点：操作简单优点：操作简单作物新品种的培育单倍体育种花药离体培养P PF F1 1配子配子DDTTDDTTDDttDDttddTTddTTddttddtt正常植株正常植株（纯合）（纯合）秋水仙素诱导单倍体育种高杆抗病高杆抗病 DDTTDDTT矮杆感病矮杆感病 ddttddtt高杆抗病高杆抗病 DdTtDdTtDTDTDtDtdTdTdtdt单倍体植株单倍体植株第第1 1年年第第2 2年年DTDTDtDtdTdTdtdt需要的纯合需要的纯合矮抗矮抗品种品种注意：单倍体育种的目的不是获得单倍体本身，因为单倍体是高度不育的，在生产上没有实际价值，需诱导单倍体的染色体数目加倍。单倍体育种和多倍体育种均需要用秋水仙素诱导染色体数目加倍；单倍体育种需要先利用植物组织培养技术形成单倍体幼苗，但多倍体育种一般不使用植物组织培养技术。作物新品种的培育单倍体育种1、过程：花药离体培养诱导染色体加倍二倍体植株单倍体植株二倍体植株（纯合子）（秋水仙素处理）2、方法：花药离体培养和人工诱导染色体加倍思考：经秋水仙素加倍后，获得的植株一定是纯合子吗？不一定，如果花药来自多倍体就可能是杂合子。AAaaAa，AA，aa AAaa，AAAA，aaaa作物新品种的培育单倍体育种3、原理：植物细胞的全能性和染色体数目变异4、优点：极大地缩短了育种的年限。可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。杂交育种培育一个可以稳定遗传的作物优良品种，一般不断自交选优，常需56年。而单倍体育种当年就能培育出所需纯合体。后代大多是纯合子，能稳定遗传。大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现，进而能明显缩短育种年限。作物新品种的培育单倍体育种5、实例：单育单育1号烟草号烟草水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物。水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物。我国培育的单育1号烟草是世界上第一个单倍体作物新品种作物新品种的培育突变体的利用1、过程：外植体外植体脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织再分化再分化突变体突变体筛选筛选培育培育新品种新品种诱变处理2、诱变处理对象：愈伤组织愈伤组织3、产生突变体的原因：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此容易受到培养条件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。4、原理：基因突变和植物细胞的全能性基因突变和植物细胞的全能性作物新品种的培育突变体的利用5、实例：6、优点：抗花叶病毒的甘蔗抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草。、抗盐碱的烟草。提高变异的频率，加速育种进程。大提高变异的频率，加速育种进程。大幅度地改良某些性状。幅度地改良某些性状。7、缺点：突变具有不定向性和低频性，有利性状比较少，需要大量处理实验材料。抗除草剂白三叶草细胞产物的工厂化生产植物的代谢产物初生代谢物：初生代谢是是生物生长和生存所生物生长和生存所必需必需的代谢活动，的代谢活动，初生代谢物:糖类、脂质、蛋白质、核酸糖类、脂质、蛋白质、核酸等。等。次生代谢物：次生代谢不是生物生长所必需的不是生物生长所必需的，在特定条件下进行；在特定条件下进行；次生代谢物:一类小分子有机化合物一类小分子有机化合物（如（如酚类、萜类酚类、萜类和含氮化合物和含氮化合物等）等）。含量很低含量很低，从植物组织中提取会大量破坏植物资源，从植物组织中提取会大量破坏植物资源，有些产物又有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到不能或难以通过化学合成途径得到。2.细胞产物的工厂化生产的目标产物：次生代谢物细胞产物的工厂化生产3.技术：植物细胞培养指在离体条件下对指在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养单个细胞或细胞团进行培养使其使其增殖增殖的技术。的技术。（原理：细胞增殖细胞增殖）4.过程：外植体外植体脱分化脱分化愈伤组织细胞产物细胞产物培养、提取培养、提取思考：经细胞产物工厂化生长主要利用的是植物组织培养中的那种结构？该过程是否需要培养得到完整植株？愈伤组织；一般不需要细胞产物的工厂化生产5.优点：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。对于社会、经济、环境保护具有重要意义。6.实例：紫草宁紫草宁具有具有抗菌、消炎抗菌、消炎和和抗肿瘤抗肿瘤等活性等活性 紫杉醇紫杉醇具有高具有高抗癌抗癌活性活性已用于乳腺癌等癌症的治疗已用于乳腺癌等癌症的治疗（世上（世上首例首例药用药用植物细胞工程产品）植物细胞工程产品）1kg紫杉醇，需要10kg树皮，约4000棵红豆杉树植物细胞培养vs植物组织培养目的不同培养基不同植物组织培养植物组织培养植物体植物体植物细胞培养植物细胞培养大量生产植物细胞的次生代谢物大量生产植物细胞的次生代谢物植物组织培养植物组织培养固体培养基固体培养基植物细胞培养植物细胞培养液体培养基液体培养基框架植物细胞工程的应用植物繁殖的新途径作物新品种的培育细胞产物的工厂化生产快速繁殖作物脱毒单倍体育种突变体的利用自我检测1.用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,称为植物的快速繁殖技术,也叫作微型繁殖技术,判断下列有关微型繁殖的表述是否正确。(1)脱毒苗培育所选用的组织培养材料可以来自植株的任何部位。()(2)植物组织培养技术不仅可以快速、高效地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传性状。()(3)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物体细胞杂交。()(4)作物脱毒时选材部位应为植物木质部附近的部位，因为此处细胞内病毒极少。()练习练习自我检测2.(1)在植物组织培养过程中,容易获得突变体的主要原因是培养的细胞一直处于不断增殖的状态。()(2)由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的显性性状容易显现，因此它也是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。()(3)单倍体育种的原理是染色体数目变异,体细胞诱变育种的原理一般是突变。()(4)选育岀一个可以稳定遗传的作物优良品种,常规育种一般要经过56年的连续筛选,而单倍体育种当年就可培育出。()练习自我检测3.细胞产物工厂化生产,不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制,对于社会、经济、环境保护具有重要意义。判断下列有关细胞产物工厂化生产的表述是否正确。(1)工厂化生产的细胞产物,其化学成分都是蛋白质。()(2)细胞产物的工厂化生产提高了获取植物某些成分的效率。()(3)次生代谢物是植物生命活动所必需的。()(4)突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理,而工厂化生产的细胞产物也来自愈伤组织细胞。()练习1 1.科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响,结果如图。下列相关叙述错误的是()A.A.培育脱毒苗所依据的原理有基因突培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性变和细胞全能性B.B.培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段再分化两个阶段C.C.实验结果表明茎尖越小，脱毒率越实验结果表明茎尖越小，脱毒率越高高,成苗率越低成苗率越低D.D.根据本实验根据本实验,培育脱毒苗时茎尖外植培育脱毒苗时茎尖外植体的适宜大小为体的适宜大小为0.27mm0.27mmA练习2.下图表示番茄植株(HhRr)作为实验材料培育新品种的途径,据图分析下列叙述正确的是()A.品种A植株与途径3中番茄幼苗基因型相同的概率为1/4A练习2.下图表示番茄植株(HhRr)作为实验材料培育新品种的途径,据图分析下列叙述正确的是()A.品种A植株与途径3中番茄幼苗基因型相同的概率为1/4A练习3.下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径,下列叙述错误的是()A.该途径依据的原理是植物细胞具有全能性B.需在无菌和人工控制的条件下进行C.经过程细胞的形态和结构发生了变化D.外植体是离体的器官、组织或细胞A目录/CONTENTS01发酵工程02细胞工程03基因工程04生物技术的安全性与伦理问题从传统发酵技术到发酵工程科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用，之后微生物的分离和纯化技术得到了应用。1897年用微生物生产谷氨酸获得成功，酶制剂、多糖、维生素发酵工业兴起。1957年科学家开始运用数学、动力学、化学工程原理以及计算机技术对发酵过程进行综合研究。20世纪80年代以后法国微生物学家巴斯德通过实验证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的，从而将酵母菌与发酵联系起来。1857年利用发酵工程大规模生产青霉素，随着链霉素、金霉素和土霉素等抗生素的发现及生产，抗生素发酵工业兴起。20世纪40年代基因工程、细胞工程等发展，人胰岛素和干扰素大量生产。20世纪70年代以后190019401960185019801970约9000年前我们祖先就会利用微生物将谷物、水果发酵为含酒精的饮料。但是他们并不明白其中的原理究竟什么是发酵呢？第1节 传统发酵技术的应用讲课人：涂梦婷第一章 发酵工程指人们利用微生物，在适宜条件下，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。发酵概念：不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力 的需氧发酵（）厌氧发酵（）醋酸发酵、谷氨酸发酵酒精发酵、乳酸（泡菜、酸奶）发酵 传统发酵技术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留下来的面团、卤汁等发酵物中微生物进行发酵、制作食品的技术。概念：的 的 传统发酵技术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留下来的面团、卤汁等发酵物中微生物进行发酵、制作食品的技术。概念：固体固体发酵酵（粮食白酒、腐乳等粮食白酒、腐乳等）半固体半固体发酵酵（泡菜、豆豉、泡菜、豆豉、酱、酱油等油等）霉菌毛霉传统发酵技术主要食品：优点：操作简单，便于家庭式或作坊式生产，是文化的传承等缺点：生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率较低，产物不单一等腐乳的制作参与的微生物：_、_和_等，其中起主要作用的是_。酵母菌曲霉毛霉毛霉原料：豆腐发酵原理：毛霉真菌（真核生物）生物类型：代谢类型：异养需氧型繁殖方式：最适生长温度：15-18孢子繁殖蛋白质小分子肽+氨基酸蛋白酶脂 肪甘油+脂肪酸脂肪酶为主腐乳的制作让豆腐长出毛霉直接利用空气中的毛霉孢子或者直接接种毛霉（15-18，湿度70%）目的：让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶加盐腌制目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长加卤汤瓶卤汤包括酒和香辛料抑制微生物生长；调味；密封腌制方法：随豆腐层数加高增加盐用量，接近瓶口表面，铺厚一点卤汤中酒的含量应控制在12%12%左右，过高会延长腐乳成熟的时间，过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败判断发酵是指人们利用微生物，在缺氧条件下，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。（）毛霉主要通过蛋白酶分解蛋白质参与腐乳发酵。（）加卤汤、密封腌制中，毛霉不断增值，并产生大量的酶，分解蛋白质（）制作传统发酵食品泡菜原料：新鲜蔬菜（若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐）参与的微生物：植物体表面天然的乳酸菌乳酸菌细菌（原核生物）生物类型：代谢类型：异养厌氧型繁殖方式：最适生长温度：-二分裂乳酸链球菌乳酸杆菌发酵原理：C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量 （无氧条件下）酶乳酸质量分数为0.4%-0.8%时，泡菜的口味、品质最佳制作传统发酵食品泡菜配制盐水配制盐水 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。原料处理、原料处理、蔬菜装坛蔬菜装坛加盐水加盐水封坛发酵封坛发酵步骤：制作传统发酵食品泡菜配制盐水配制盐水 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。原料处理、原料处理、蔬菜装坛蔬菜装坛加盐水加盐水封坛发酵封坛发酵步骤：质量分数5%20%的盐水：过高：抑制乳酸发酵，泡菜风味差过低：不能有效抑制杂菌煮沸：杀灭盐水的杂菌 除去水中的氧气制作传统发酵食品泡菜配制盐水配制盐水 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。将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豌豆等）洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。原料处理、原料处理、蔬菜装坛蔬菜装坛加盐水加盐水封坛发酵封坛发酵步骤：制作传统发酵食品泡菜配制盐水配制盐水 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。将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豌豆等）洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。原料处理、原料处理、蔬菜装坛蔬菜装坛加盐水加盐水封坛发酵封坛发酵步骤：新鲜蔬菜：减少亚硝酸盐的产生晾干：减少杂菌产生的可能装至八成满：蔬菜表面还带有其他菌种，它们在发酵初期会产生CO2，使发酵液外漏；如果泡菜坛装的太满，盐水不易完全淹没蔬菜，导致蔬菜腐坏变质；留有一定空间，方便拿取泡菜。制作传统发酵食品泡菜配制盐水配制盐水 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。将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豌豆等）洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、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，使盐水没过菜料，盖好坛盖。原料处理、原料处理、蔬菜装坛蔬菜装坛加盐水加盐水封坛发酵封坛发酵步骤：制作传统发酵食品泡菜配制盐水配制盐水 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。将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豌豆等）洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、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，使盐水没过菜料，盖好坛盖。原料处理、原料处理、蔬菜装坛蔬菜装坛加盐水加盐水封坛发酵封坛发酵步骤：盐水没过菜料：保证乳酸菌发酵的无氧环境，防止蔬菜 腐坏变质制作传统发酵食品泡菜配制盐水配制盐水 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。将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豌豆等）洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。向坛盖边缘的水槽中注满水，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；将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖。原料处理、原料处理、蔬菜装坛蔬菜装坛加盐水加盐水封坛发酵封坛发酵步骤：制作传统发酵食品泡菜配制盐水配制盐水 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。将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豌豆等）洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。向坛盖边缘的水槽中注满水，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；将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖。原料处理、原料处理、蔬菜装坛蔬菜装坛加盐水加盐水封坛发酵封坛发酵步骤：保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境制作传统发酵食品泡菜配制盐水配制盐水 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。将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豌豆等）洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。向坛盖边缘的水槽中注满水，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；将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖。原料处理、原料处理、蔬菜装坛蔬菜装坛加盐水加盐水封坛发酵封坛发酵步骤：18-20过高：易导致杂菌滋生过低：不利于乳酸发酵，会使发酵时间延长制作传统发酵食品泡菜配制盐水配制盐水 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。将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豌豆等）洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。向坛盖边缘的水槽中注满水，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；将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖。原料处理、原料处理、蔬菜装坛蔬菜装坛加盐水加盐水封坛发酵封坛发酵步骤：一般腌制10天，这时泡菜中的亚硝酸盐含量较低，利于食用。（发酵时间不是越长越好）泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量的变化前期前期中期中期后期后期硝酸盐还原菌硝酸盐亚硝酸盐泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量的变化前期前期中期中期后期后期增加：硝酸盐还原菌将硝酸盐还原为亚硝酸盐硝酸盐还原菌硝酸盐亚硝酸盐开始下降：硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解继续下降，最后相对稳定：硝酸盐还原菌被完全抑制泡菜发酵过程中乳酸菌与乳酸含量的变化前期前期中期中期后期后期少：O2抑制乳酸菌活性最多：乳酸抑制其他微生物的活动减少：乳酸积累，PH下降，抑制乳酸菌活动泡菜发酵过程中乳酸菌与乳酸含量的变化前期前期中期中期后期后期少增多继续增多，最后保持稳定发酵酵时期期乳酸菌乳酸菌乳酸乳酸亚硝酸硝酸盐发酵前期酵前期发酵中期酵中期发酵后期酵后期变化曲化曲线少少（O O2 2抑制乳酸抑制乳酸菌活动）菌活动）少少增加增加（硝酸盐还原菌（硝酸盐还原菌的作用）的作用）最多最多（无氧条件无氧条件乳酸积累，抑制乳酸积累，抑制其他菌活动）其他菌活动）增多增多达到最多后开始下降达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制，（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）部分亚硝酸盐被分解）减少减少（乳酸积累，（乳酸积累，pHpH下降，抑制乳下降，抑制乳酸菌活动）酸菌活动）继续增多，最继续增多，最后保持稳定后保持稳定下降至保持相对稳定下降至保持相对稳定（硝酸盐还原菌被完（硝酸盐还原菌被完全抑制）全抑制）泡菜发酵过程中亚硝酸盐、乳酸菌与乳酸含量的变化练习1.(2021.山东青岛市高三二模)早在几千年前，我国劳动人民就已开始制作各种发酵产品。下列有关传统发酵技术应用的叙述，错误的是()A.传统发酵技术的操作过程中要保证严格无菌的条件，以获得合格产品B.蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量较高C.腐乳制作的原理主要是利用微生物产生的蛋白酶和脂肪酶分解蛋白质和脂肪D.腐乳和泡菜制作过程中，盐含量过低将不足以抑制杂菌的生长A练习2.某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不当导致泡菜腐烂，其原因可能是()密闭缺氧的环境抑制了乳酸菌的生长繁殖密封不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖密封不严，氧气抑制了其他厌氧微生物的生长繁殖密封不严,氧气促进了好氧微生物的生长繁殖A.B.C.D.B练习3.泡菜制作过程中，下列对不同时期泡菜坛中乳酸菌含量的叙述，正确的是()A.制作泡菜初期并无乳酸菌的存在B.腌制过程中乳酸菌含量会逐渐增多并达到最高峰，然后下降.C.腌制后期乳酸菌含量会急剧下降D.腌制的全过程乳酸菌的含量不变，活性不同B练习4、传统发酵食品的制作在我国具有悠久的历史，下列关于制作传统泡菜的说法正确的是()A.制作泡菜利用了乳酸菌发酵产生的乳酸和CO2B.制作泡菜时加入“陈泡菜水”可以缩短发酵时间C.为保证泡菜坛内的无氧环境，腌制时应尽量将泡菜坛装满D.为防止杂菌污染，腌制时要多放盐并将盐水与食材一同煮沸.B练习5（多选）有些地区用土坑腌制酸菜:将未经清洗的芥菜倒入土坑，加水、盐等，用薄膜包上，盖上土腌制。下面关于酸菜的制作叙述正确的是(）A.如果制作前进行清洗灭菌，制作的酸菜质量将更好B.酸菜制作过程中要严格密封，否则容易腐败C.真空包装的酸菜不会因为乳酸菌的大量繁殖而发生胀袋D.酸菜腌制时间越长，酸菜品质越好BC制作传统发酵食品果酒原料：新鲜的水果参与的微生物：果皮表面天然的酵母菌酵母菌真菌（真核生物）生物类型：代谢类型：异养兼性厌氧型（有氧为主）繁殖方式：最适生长温度：28出芽生殖（主要）和孢子生殖发酵原理：C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量（无氧条件下）酶C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+6H2O+能量（有氧时大量繁殖）酶制作传统发酵食品果醋原料：新鲜的水果参与的微生物：醋酸菌醋酸菌细菌（原核生物）生物类型：代谢类型：异养需氧型繁殖方式：最适生长温度：30-35二分裂发酵原理：C6H12O6+2O2 2CH3COOH（乙酸）+2CO2+2H2O+能量（糖源充足）酶C2H5OH+O2 CH3COOH（乙酸）+H2O+能量（缺少糖源）酶制作传统发酵食品果酒步骤：器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶果酒检测酒精发酵打开瓶盖，盖上纱布果醋检测将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用70%的酒精的作用：消毒制作传统发酵食品果酒步骤：器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶果酒检测酒精发酵打开瓶盖，盖上纱布果醋检测取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干冲洗的目的：去除表面灰尘、污物去除表面灰尘、污物冲洗1-2次即可，能否反复冲洗：不能，防止野生酵母菌菌种数量减少，影响发酵不能，防止野生酵母菌菌种数量减少，影响发酵去梗和冲洗顺序可以换吗？以防葡萄破损导致的杂菌污染以防葡萄破损导致的杂菌污染制作传统发酵食品果酒步骤：器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶酒精发酵用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖果酒检测打开瓶盖，盖上纱布果醋检测留有约1/3的空间：a.a.先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O O2 2后，再进行后，再进行酒精发酵；酒精发酵；b.b.防止发酵过程中产生的防止发酵过程中产生的CO2CO2造成发酵液溢出造成发酵液溢出制作传统发酵食品果酒步骤：器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶果酒检测酒精发酵打开瓶盖，盖上纱布果醋检测将温度控制在18-30进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d.每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的：排出气体拧松但不打开的目的：防止O2进入和杂菌污染制作传统发酵食品果酒步骤：器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶酒精发酵果酒检测打开瓶盖，盖上纱布果醋检测可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测如何检测果酒的发酵情况？闻品尝用酸性的重铬酸钾溶液检测（橙色灰绿色）制作传统发酵食品果醋步骤：器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶果酒检测酒精发酵打开瓶盖，盖上纱布果醋检测当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30-35，时间为7-8d。醋酸菌从何而来？打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件（不能利用乙醇）而不能繁殖打开瓶盖：提供O2盖上一层纱布：透气，防灰尘，减少其它杂菌的产生制作传统发酵食品果醋步骤：器具消毒冲洗葡萄榨汁装瓶果酒检测酒精发酵打开瓶盖，盖上纱布果醋检测如何检测果醋的发酵情况？闻品尝使用pH试纸检测检测和比较发酵前后的pH值观察醋酸菌膜是否形成制作传统发酵食品果醋泡菜表面的“白膜”酵母菌制作传统发酵食品果醋结构结构作用作用酒精发酵时状态酒精发酵时状态醋酸发酵醋酸发酵时状态时状态充气口充气口排气口排气口出料口出料口通入空气通入空气关闭关闭打开，并接入气泵打开，并接入气泵排出排出COCO2 2打开打开打开打开便于取样监测便于取样监测关闭关闭关闭关闭p长而弯曲的胶管：防止空气中微生物的污染。p可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等练习乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2（）酿酒酵母的最适生长温度是28。（）当氧气不充足、缺少糖源时，醋酸菌将乙醇转变为乙醛，再将乙醛转变为乙酸 （）制作果醋的温度比制作果酒的温度高 （）齐民要术记载了一种称为动酒酢(“酢”同“醋)法的酿醋工艺:“大率酒一斗，用水三斗，合瓮盛，置日中曝之。七汨后当臭，衣(指菌膜)生，勿得怪也，但停置，勿移动，挠搅之。数十日，醋成”。下列有关叙述错误的是()A.该访法的原理是醋酸菌在缺少糖源时可将乙醇最终转化为乙酸B.加水的目的是对酒进行稀释，避免酒精浓度过高杀死醋酸菌C.“衣位于变酸的酒表面，是由原酒中的酵母菌大星繁殖形成的D.挠搅有利于酒精与醋酸菌充分接触，还可以增加溶液中的溶解氧C练习5.在制作发酵食品的学生实践中，控制发酵条件至关重要。下列相关叙述错误的有()A.泡菜发酵后期，尽管乳酸菌占优势，但仍有产气菌繁殖，需开盖放气B.制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3，制作泡菜的盐水要淹没全部菜料C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可以直接通入无菌空气，同时适当提高发酵温度即可制作葡萄醋D.制作果醋的过程中，发酵液的pH会降低，而制作果酒时，发酵液的pH也会降低A练习第2节 微生物的培养技术及应用（生物的基本培养技术）讲课人：涂梦婷第一章发酵工程导入理想vs现实导入造成该现象的主要原因是 在制作过程中有杂菌混入。那么，怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？导入造成该现象的主要原因是 在制作过程中有杂菌混入。那么，怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？器具和原料的杀菌处理接种纯的微生物菌种微生物的培养技术微生物难以用肉眼观察的微小生物的统称。概念：无细胞结构原核生物真核生物微生物的类群病毒：SARS病毒等RAN病毒；噬菌体等DNA病毒蓝细菌：鱼腥蓝细菌、颤蓝细菌等 细菌：xx球菌、xx杆菌、xx弧菌、xx螺旋菌等放线菌：链霉菌等支原体：无细胞壁（最小最简单的原核生物）立克次氏体衣原体真菌：酵母菌、霉菌和蕈菌等；原生生物：草履虫、变形虫、眼虫等动植物细胞结构“蓝色细线织次衣”有无以核膜为界限的细胞核微生物的基本培养技术1）提供微生物生长繁殖所需营养和环境条件培养基2）确保其它微生物无法混入无菌技术在实验室培养微生物的要求：培养基人们按照微生物对营养物质的不同需求，配置供其生长繁殖的营养基质，用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物概念：培养基人们按照微生物对营养物质的不同需求，配置供其生长繁殖的营养基质，用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物概念：固体固体培养基培养基（最常用）液体液体培养基培养基有无琼脂有无琼脂分离、分离、计数、计数、鉴定鉴定等等扩大培养扩大培养、用于工业用于工业生产生产凝固剂凝固剂培养基人们按照微生物对营养物质的不同需求，配置供其生长繁殖的营养基质，用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物概念：固体固体培养基培养基（最常用）液体液体培养基培养基有无琼脂有无琼脂分离、分离、计数、计数、鉴定鉴定等等扩大培养扩大培养、用于工业用于工业生产生产凝固剂凝固剂微生物在微生物在琼脂固体培养琼脂固体培养基基的表面或内部生长，的表面或内部生长，形成肉眼可见的形成肉眼可见的菌落。培养基的分类选择培养基鉴别培养基：根据某种微生物的特殊营养要求配置。：根据某种微生物的特殊营养要求配置。：加入能与目的菌的代谢产物发生显色反应的指示剂。：加入能与目的菌的代谢产物发生显色反应的指示剂。功能选择鉴定液体培养基固体培养基：不含凝固剂、呈液体状态的培养基。：不含凝固剂、呈液体状态的培养基。：含有凝固剂、呈液体状态的培养基。：含有凝固剂、呈液体状态的培养基。物理性质物理性质培养基的分类选择培养基鉴别培养基：根据某种微生物的特殊营养要求配置。：根据某种微生物的特殊营养要求配置。：加入能与目的菌的代谢产物发生显色反应的指示剂。：加入能与目的菌的代谢产物发生显色反应的指示剂。功能液体培养基固体培养基：不含凝固剂、呈液体状态的培养基。：不含凝固剂、呈液体状态的培养基。：含有凝固剂、呈液体状态的培养基。：含有凝固剂、呈液体状态的培养基。物理性质天然培养基合成培养基：含化学成分不明确的天然物质：用已知的化学物质配制成分来源培养基的成分基本成分碳源、氮源、水、无机盐碳源无机碳源：有机碳源：CO2、CO32-、HCO3-牛肉膏、蛋白胨、葡萄糖、石油等提供能源培养基的成分基本成分碳源、氮源、水、无机盐碳源无机碳源：有机碳源：CO2、CO32-、HCO3-牛肉膏、蛋白胨、葡萄糖、石油等牛肉膏是用新鲜牛肉经过剔除脂肪、消化、过滤、浓缩而得到的一种棕黄色至棕褐色的膏状物。牛肉膏当中含有机酸、肌酸酐、多肽类、氨基酸类、核苷酸类、有机酸类、矿物质类及维生素类的水溶性物质。碳源、氮源、磷酸盐和维生素蛋白胨用新鲜牛骨及牛肉混合提取，经过消化、过滤、浓缩、喷雾干燥而得到的一种浅黄色至类白色的干燥粉末。蛋白胨当中不仅含有丰富的氨基酸且含有更多的细菌生长需要的维生素和其它生长因子。碳源、氮源和维生素提供能源培养基的成分基本成分碳源、氮源、水、无机盐碳源无机碳源：有机碳源：CO2、CO32-、HCO3-牛肉膏、蛋白胨、葡萄糖、石油等氮源无机氮源：有机氮源：NH4、NO3-、硝酸盐、铵盐牛肉膏、蛋白胨、尿素【COCO（NHNH2 2）2 2】等水无机盐提供能源能给某些化能合成作用的微生物提供氮源和能源PH、O2、特殊物质其他要求乳酸杆菌：添加维生素霉菌：一般调至酸性细菌：一般调至中性或弱碱性培养基的成分分析（1）按物理性质划分，该培养基属于固体培养基还是液体培养基？（2）该培养基可以为微生物提供的营养物质种类有哪些？其中尿素提供的是什么？固体培养基（有琼脂）碳源、氮源、水、无机盐；尿素提供的是氮源几种微生物的营养和能量来源分析微生物碳源氮源能源蓝细菌CO2NH4、NO3-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用无碳培养基可以筛选培养什么微生物？用无氮培养基可以筛选培养什么微生物？自养微生物固氮微生物培养基的成分分析培养基的成分分析练习下列有关细菌培养的叙述，正确的是()A.琼脂固体培养基不含水分B.培养乳酸杆菌，还需要添加维生素C.向液体培养基中通入氧气能促进破伤风杆菌的生长D.有的物质既可作碳源也可作氮源，碳源都能提供能量B练习2下列有关微生物培养基的配制表述错误的是（）A培养硝化细菌的培养基中的铵盐可作为氮源和能源B在培养霉菌时，一般需要将培养基调至酸性C培养光能自养型蓝细菌的培养基中不需提供有机碳源D马铃薯蔗糖固体培养基中的琼脂能作为酵母菌的碳源D练习成分NaNO3K2HPO4KClMgSO47H2OFeSO4（CH2O）H2O青霉素含量3g1g05g05g001g30g1000mL01万单位（1）依物理性质，该培养基属于_培养基；依用途划分，则属于_培养基；（2）依培养基原料，所培养微生物的同化作用类型是_。（3）该培养基中的碳源是_，是否有特殊营养物质_（有或没有）。液体选择异养型（CH2O）没有消毒 用温和的理化因素仅杀死物体内外“部分”微生物（不包括芽孢和孢子）无菌技术消毒对实验操作的空间、操作者的衣着和手消毒 用温和的理化因素仅杀死物体内外“部分”微生物（不包括芽孢和孢子）煮沸消毒法：100煮沸5-6min。巴氏消毒法：62-65下煮30min或80-90下煮30s-1min。化学药剂消毒法：用70%酒精擦拭双手；氯气消毒水源。紫外线消毒法：用紫外灯照射接种室、接种箱、超净工作台无菌技术消毒对实验操作的空间、操作者的衣着和手无菌技术灭菌灭菌 用强烈的理化因素杀死物体内外“所有”微生物（包括芽孢和孢子）用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基无菌技术灭菌灭菌 用强烈的理化因素杀死物体内外“所有”微生物（包括芽孢和孢子）湿热灭菌:实验室常用高压蒸汽灭菌锅，在压力100kPa、温度121条件下，维持15-30min利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌对象：培养基等（使用后的培养基必须灭菌后才能丢弃，以免污染环境。）用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基原理：高温蒸汽破坏蛋白质、核酸等结构使其变性无菌技术灭菌高压蒸汽灭菌锅只有当压力表的压力降到0时，才能打开无菌技术灭菌注意：高压蒸汽灭菌锅只有当压力表的压力降到 0时，才能打开湿热灭菌:实验室常用高压蒸汽灭菌锅，在压力100kPa、温度121条件下，维持15-30min利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌对象：培养基等（使用后的培养基必须灭菌后才能丢弃，以免污染环境。）原理：高温蒸汽破坏蛋白质、核酸等结构使其变性无菌技术灭菌灭菌 用强烈的理化因素杀死物体内外“所有”微生物（包括芽孢和孢子）干热灭菌箱内，在160-170 的热空气中维持下2-3h达到灭菌目的干热灭菌:对象：耐高温，需保持干燥的物品玻璃器皿（如试管、培养皿、吸管、注射器）金属器具（如针头、镊子、剪刀等）原理：