高中生物选修一生物技术实践知识点总结-.pdf
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1、高中生物选修一生物技术实践知识点总结专题一传统发酵技术的应用课题一果;固和果醋的制作1、发酵通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。2、有氧发酵酷自费发酵谷氨酸发酵无氧发酵酒精发酵乳白费发酵3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌4、在有氧条件下,醉母菌进行有氧呼吸,大量5、在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。酵母菌的生殖方式:出芽生殖(主要分裂生殖抱子生殖繁殖。C6H120+60+6HCA 6CO+12H20能量C6M20T2CAQ由2CO能景6、20C左右最远直酵母菌繁殖酒精发酵时一般将温度控制在18C-25。c7、在葡萄酒自然发酵的过程中,也主要作用的是附霜在葡萄皮表面的野生型酵母菌在发
2、酵过程中,随着酒精浓度的提高,江葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色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制约。8、醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂9、当氧气、ll藩源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的ll灌分解成醋酸,当缺少糖源时,醋酸菌将乙醉变为乙酶,再将乙醒变为醋酸。GH12Cs+20-2CHCOOI+2CO+2H20 C2HsO由Q一CHsCOOIHH20 10、控制发酵条件的作用醋酸菌对氧气的含景特别敏邸,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。醋酸菌最适生长;且度为
3、32C,控制好发酵温度,使发酵时闽缩短,叉减少杂菌污染的机会。有两条注怪生成醋酸:直接氧化和以酒精为底物的氧化。1 1、实验流程:挑选葡萄一冲洗一榨汁一酒精发酵一果酒(一醋酸发酵一果醋12、酒精检验:果汁发酵后是否有酒精产生,可以用重格酸仰来检验。在酸性条件下,重铭酸仰与酒精反应呈现灰绿色。先在试管中加入发酵液2,nl,再j商人物质的最浓度为3mol/L的H2S03滴,振荡混匀,最后滴加常温下饱和的重格酸仰溶液3滴,振葫试管,观察颜色13、充气,口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;饼气,口是在酒精发酵时用来拼出二氧化眠的;出料口是用采取样的。排气,口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接,其
4、目的是防止空气中微生物的污染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的拼出。使用该装置制酒时,应该关闭充气口,制醋时,应该充气口连接气泵,输入氧气。疑难解答(1)你认为应该先冲洗葡萄还是先除去校梗?为什么?应该先冲洗,然后再除去校梗,以避免除去校梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会。(2)你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染?如要先冲洗葡萄,再除去校梗,榨汁机、发酵装置要清洗干净,并进行酒精消莓,每次协气时只需拧松瓶盖,不要完全揭开瓶盖等。(3)制葡萄酒时,为什么要将温度控制在1825C?制葡萄醋时,为什么要将混度控制在3035C?温度是酵母菌生长和发醉的重要条件。而醋酸菌是嗜;g菌,最远生长温度为
5、20 C左右最适合酵母菌的繁殖。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。32 C,因此要:降温度控制在3035C。课题二腐乳的制作1、多种微生物参与了豆腐的发酵,如霄磊、酵母、曲霉、毛每等,其中起主要作用的是毛霉。毛每是一种丝状真菌。代谢类型是异养需氧型。生殖方式是于包子生殖。营腐生生活2、原理毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肤和氨基酸,脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。3、实验流程:让豆腐上长出毛霉T加敖盹制T加卤汤装瓶T密封盹制4、酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。前期发酵的主要作用:1.创造条件让毛霉生长。2使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。后期
6、发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程。通过各种辅料与酶的缓解作用,垒成腐乳的香气。5、:博豆腐切成3cmx3cmxicm的若干块。所用豆腐的含水最为70%左右,水分过多则腐乳不易成形。*1.K分测定方法如下:精确称lf.lZ经研钵研磨成糊状的样品510g(精确到0.02mg),置于已知重量的蒸发皿中,均匀摊平后,在100105C电热干燥箱内干燥4h,lf.lZ出后置于干燥器内冷却至室温后称重,然后再烘为止。样品水分含量(%)计算公式如下(烘干前容器和样品质最烘干后容器和样品质量)烘干前样品质量30mi门,直至所称噩噩不变毛霉的生长:条件:将豆腐块平放在笼屉内,将笼屉中的控制在1518,并
7、保持定的温度。来源1.来自空气,中的毛霉J包子,2.直接接种优良毛霉菌种时间:5天加挫脆制:将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中,同时连层加盐随着层数的加高而增加盐景,接近瓶口表面的盐要铺厚一些。加盐盹制的时间约为8天左右。用就脆制时,注意控制盐的用量:盐的浓度过低,不足以仰制微生物的生长,可能导致豆腐腐败变质;盐的浓度过高会影响腐乳的口味食裁的作用:1.仰制微生物的生长,避免腐败变质2.析出水分,使豆腐变硬,在后期制作过程中不易酥烂3.调味作用,给腐乳以必要的威味4.浸提毛酶菌丝上的蛋白酶。配制卤汤:卤汤直接共系到腐乳的色、香、味。卤汤是由;国及各种香辛料配制而成的。卤汤中酒的含量一般控制
8、在12/o左右。洒的作用:1.防止杂菌污染以防腐2.与有机酸结合形成酶,赋予腐乳风味3酒精含景的高低与腐乳后期发酵时闽的长短有很大共系,酒精含量越高,对蛋白酶的抑制作用也越大,使腐乳成熟期延长酒精含量过低,蛋白酶的洁性高,加快蛋臼质的水解,杂菌繁殖快,豆腐易腐败,难以成块。香辛料的作用:1.调味作用2杀菌防腐作用3.参与并促进发酵过程防止杂菌污染:用来舱制腐乳的玻璃瓶,洗刷子净后要用沸水消番。装瓶时,操作要沮速小心。整齐地摆放好豆腐、加入卤汤后,要用胶条将瓶口密封。封瓶时,最好将瓶口通过酒精灯的火焰,防止瓶口被污染。疑难解答(1)利用所学的生物学知识,解释豆腐长白毛是怎么一回事?豆腐生长的白毛
9、是毛霉的白色菌丝。严格地说是直立菌丝,在豆腐中还有匍匈菌丝。(2)为什么要撒许多盐将长毛的豆腐盹起来?就能防止杂菌污染,遮免豆腐腐败。(3)我们平常吃的豆腐,哪种适合用来做腐乳?含水量为70/o左右的豆腐适于作腐乳。用含水最高的豆腐制作腐乳,不易成形。(4)吃腐乳时,你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是怎样形成的呢?它对人体有害吗?它的作用是什么?“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝(匍旬菌丝),对人体无害。芭能形成腐乳的“体”使腐乳成形。课题三制作泡菜制作泡菜所用微生物是乳酸菌,其代谢类型是异养厌氧型。在无氧条件下,将糖分解为乳酸。分裂方式是二分含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因
10、是抗生素杀死乳酸菌。常见2C3H30能量酶裂。反应式为:CsH12Cs 的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳酸杆菌常用于生产酸奶。亚硝酸站为白色粉末,易溶于水,在食品生产中用作食品添加剂。30mg句,酱盹菜中不超过20mg/kg,婴儿奶膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,国家规定肉制品中不超过pH、温度和一定微生物作用下形成致癌物质亚粉中不超过2mg阅。亚硝酸盐被吸收后随尿液捞出体外,但在适宜硝肢。10天之后食用最好10天后亚硝酸盐含量开始降低,故在一般在脆fli1J比色法测定1亚硝酸盐含量的方法是对基苯磺酸发生重氮化反应后,与,亚硝酸盐与J原理是在盐酸酸化条件下与已知放度的:标准显包了夜自视
11、lj比结合形成玫瑰红色染料1蔡基乙二肢盐酸盐估算泡菜中亚硝酸盐含景。较,I 硝酸盐含量d)发酵时间(专题二微生物的培养与应用课题微生物的实验室培养培养基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营养基质,是进行微生物培养的物质基础。培养基按照物理性质可分为液体培养基半固体培养基和固体培养基。在液体培养基中加入凝固剂琼脂(是从红藻中提取的一种多糖,在配制培养基中用作凝固剂后,制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长,可以形成肉眼可见的菌落。根据菌落的特征可以判固体培养基应。液体培养基应用于工业或生活生产,断是哪一种菌用于微生物的分离和鉴定,半固体培养基则常用于观察微生物的运动
12、及菌种保藏等。按照成分培养基可分为人工合成培养基和天然培养基。合成培养基是用成分已知的化学物质配制而戚,其中成分天然培养基是用化学成分不明的天然物质配制而成,常用于实际工业的种类比例明确,常用于微生物的分离鉴定。生产。以拥制不需要的微生物按照培养基的用法,可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质,鉴别培养基是根据微生物的特点,在培养基中加入某种生长,促进所需要的微生物的生长。指示剂或化学药品配制而成的,用以鉴别不同类别的微生物。培养基的化学成分包括水、无机劫、服源、氮j原(生长因子等。co、NaHCC等无机服源,糖类、石油、花生粉饼等有机破源。6皮源能为微
13、生物的代谢提供服元素的物质。如单l贡眠不能作为眼源。异养微生物只能利用有机ij丧源。N2、NH、NO、NH.(无机氮源蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉氮j原能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如膏、蛋白陈(有机氮源)等。只有固氮微生物才能利用险。培养基还要满足微生物生长时PH特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时须将培养基的pH调至酸险,培养细菌是需要将pH调至中性或微碱性,培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件无菌技术获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,要注意以下几个方面对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒。将用于微生物培养的器皿、接
14、种用具和培养基等器具进行灭菌。为遮免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。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相接触。无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还有什么目的?答无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物!即染。消毒与灭菌的区别消毒指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有窑的微生物(不包括芽抱和抱子)。消毒方法常用煮沸:,消毒法,巴氏消毒法(对于一些不耐高溃的液体)还有化学药剂(如酒精、氯气、石段自费等)消毒、紫外线消毒。灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽抱和抱子。灭菌方法有菌、高压蒸汽
15、灭菌。灭菌方法接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌j去,玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法,所用器械是干热灭菌箱培养基、无菌水等使用高压蒸汽灭菌法,所用器械是高压蒸汽灭菌锅表面灭菌和空气灭菌等使用紫外线灭菌法,所用器械是紫外灯比较项理化因素的作用强度消毒较为温和灭菌强烈制作牛肉膏蛋白陈固体培养基(1)方法步骤计算、称蒙、溶化、灭菌、&JJ平板。(2)倒平板操作的步骤:消灭微生物的数最部分生活状态的微生物全部微生物.,。将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上,右手拿装有培养基的饰形瓶左手拔出析,嚣。右手拿锥形瓶,将瓶口迅速通过火焰。用左手的拇指和食指将培养皿打开一条梢大于瓶口的缝隙,右手将饰形瓶中的
16、培养基(约培养皿左手立即盖上培养皿的皿盖。向烧灭菌、干热灭芽抱和抱子能否被消灭不能能1020ml)倒入等待平板冷却凝固,大约需51Omin 然后,将平板倒过来放置,使培养Jlll在下、Jlll在上。倒平板操作的讨论1培养基灭菌后,需要冷却到50C左右H才,才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度?提示可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶,!哥觉锥形瓶的温度下降到刚刚2为什么需要使雏形瓶的瓶口通过火焰?答通过灼烧灭菌,防止瓶口的微生物污染培养基。3.平板;令凝后,为什么要将平板倒置?不烫手时,就可以进行倒平板了。答平板;令凝后,皿盖章上会凝结水珠,:陪平板倒置,既可以防止培养基表面的水分过度地挥
17、发,又可以防止血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应之间的部位,这个平板还能用来培养微生物吗?为什么?答空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生,因此最好不要用这个平板培养微生物。纯化大肠杆菌(1)微生物接种的方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板j去。(2)平板戈JJ线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作。将絮簇的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后培养,可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,这就是菌落。(3)稀释j余布平板法是将菌;夜进行一系列的梯度稀释,然后将不同棉释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基
18、的表面,进行培养。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。(4)用平板划线法和精释:余布平板法接种的面形成单个的菌落,以便于纯化菌种。目的是使聚集在一起的微生物分散成单个细胞,从而能在培养基表(5)平板划线法操作步骤:寺接种环放在火焰上向烧,直到接种环烧组。在火焰旁冷却接种坏,并打开棉塞。:寺试管口通过火焰。:博已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。将试管通过火焰,并塞上棉嚣。左手将皿盖打开一条缝隙,右手将j占有菌种的接种环迅速伸入平板内,划三至五条平行线,盖上皿盖。注意不要划破培养皿。内烧接种环,待其冷却后从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作,在三、四、五区域内划线。注意不要将
19、最后一区的划线与第一区榈连。将平板倒置放入培养箱中培养。平板划线操作的讨论1.为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环?在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗?为什么?答操作的第一步向烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物,每次划线前向烧接种环是为了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,从而通过划线次数的增加,使每次划线时菌种的数目连渐减少,以使得到菌落。如j结结束后内烧接种环,能及时杀死接种环上残留的菌种,避免细菌污染环境和服染操作者。2在灼烧接种环之后,为什么要等其冷却后再进行划线?答以免接种环温度太高,杀死
20、菌种。3.在作第二次以及其后的划线操作时,为什么总是从上一次划线的末踹开始划线?答:tu线后,线条末端绷菌的数目比线条起始处要少,每次从上一次划线的末端开始,能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终能得到由单个绷菌繁殖而来的菌落。(6)涂布平板操作的步骤:将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。取少量菌;夜,j商加到培养基表面。将j占有少壶酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。j余布平板操作的讨论810s。j余布平板的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板:t!J钱与系列稀释的无菌操作要求,想一想,第进行无菌操作?2步应如何提示应从操作的各个细节保证“无
21、菌”。例如,酒精灯与培养皿的距离要合远、吸管头不要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围,等等。菌种的保存(1)对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法。临时保藏方法:陪菌种接种到试管的固体斜面培养基上,在台远的温度下培养。当菌落长成后,将试管放入藏。以后每36个月,都要重斩将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培养基上。缺点:这种方法保存的时间不长,菌种容易被污染或产生变异。(2)对于需要长期保存的菌种,可以采用甘油管藏的方法。在3ml的甘油瓶中,装入1ml甘油后灭菌。将1ml培养的菌液转移到甘油瓶中,与甘油充分混匀后,放在20C的冷冻箱中保存。疑难解答4C的冰箱中保(1)生物的营养营养是指生
22、物摄取、利用营养物质的过程。营养物质是指维捋机体生命活动,保证发育、生殖所需的外源物质。人及动物的营养物质水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、维生素六类。植物的营养物质:矿质元素、水、二氧化碳等三类。微生物的营养物质:水、无机盐、破源、氮源及特殊营养物质五类。(2)确定培养基制作是否合格的方法:陪未接种的培养基在恒温箱中保温12天,无菌落生长,说明培养基的制备是成功的,否则需要重新制备。课题二土楼中分解尿素的细菌的分离与计数筛选菌株(1)实验室中微生物的筛选应用的原理人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、(2)选择性培养基pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。在微生物学中,:守允许将
23、定种类的微生物生长,同时仰制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称作基。(3)配制选择培养基的依据选择培养根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以这到选择的目的。例如,培养基中不加入有机物可以选择培养自养微生物;培养基中不加入氮元素,可以选择培养能固氮的微生物,加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等。统计菌落数目(1)测定微生物数量的常用方法有棉释:余布平板法和显微镜直接计数。(2)稀释涂布平板法统计样品中j舌菌的数目的原理当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个j舌菌。通过统计平板上的菌落数,就能被1mu出样品中大约含有多少活绷菌。为了保证结果准确,
24、一般设置35个平板,选择菌落数在30300的平极进行计数,并取平均值。统计的菌落数往往比活菌的实际数目低,因此统计结果般用菌落数而不是活菌数来表示。采用此方法的注意事项:1.一般选取菌落数在30-300之间的平板进行计数2为了防止菌落蔓延,影响计数,可在培养基中加入TTC(在计数琼脂中加入运量的TIC(0.5/o TTC 1 ML加到100ML琼脂中,细菌菌落长成纽颜色,对去除食品本底颗粒物干扰1非常有意义3.本法仅限于形成菌落的微生物设置对照设置对照的主要目的是协除实验组中亦测试因素对实验结果的影响,提高实验结果的可信度。对照实验是指除了被 测试的条件以外,其他条件都榈同的实验,其作用是比照
25、试验组,协除任何其他可能原因的干扰,证明确实是所测试的条件,引起相应的结果。实验设计实验设计包括实验方案,所需仪器、材料、用具和药品,具体的实施步骤以及时间安饼等的综合考虑和安饼。(1)土壤取样:同其他生物环境相比,土壤中的微生物,数量最大,种类最多。在富含有机质的土壤表层,有更多的微生物生长。从富含有机物、潮湿、pH#7的土壤中I)Z样。铲去表层土,在距地表约38cm的土壤层取样。(2)样品的稀释样品的稀释程度:寺直接影响平板上生长的菌落数目。在实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得菌落数在30-300之间、适于计数的平板。测定土楼中细菌的数量,一般选用104105 1
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