生物选修一知识点.pdf
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1、高中生物选修一高中生物选修一专题一专题一 传统发酵技术的应用传统发酵技术的应用课题一课题一 果酒和果醋的制作果酒和果醋的制作1 1、发酵、发酵:通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。2 2、有氧发酵、有氧发酵:醋酸发酵醋酸发酵 谷氨酸发酵谷氨酸发酵;无氧发酵无氧发酵:酒精发酵酒精发酵 乳酸发酵乳酸发酵3 3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌,酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌,酵母菌的生殖方式酵母菌的生殖方式:出芽生殖出芽生殖(主要主要)分裂生殖分裂生殖 孢孢子生殖子生殖4 4、在有氧条件下、在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸酵母菌进行有氧呼吸,大
2、量繁殖。大量繁殖。C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量。5 5、在无氧条件下、在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。酵母菌能进行酒精发酵。C6H12O62 酒精2CO2能量6 6、2020左右最适宜酵母菌繁殖左右最适宜酵母菌繁殖 酒精发酵时一般将温度控制在酒精发酵时一般将温度控制在 1818-25-257 7、在葡萄酒自然发酵的过程中、在葡萄酒自然发酵的过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌.在发酵在发酵过程中过程中,随着酒精浓度的提高随着酒精浓度的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红
3、色使葡萄酒呈现深红色.在缺氧在缺氧 呈酸呈酸性的发酵液中性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖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。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 8、醋酸菌是单细胞细菌醋酸菌是单细胞细菌(原核生物原核生物),),代谢类型是异养需氧型代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂生殖方式为二分裂9 9、当氧气、糖源都充足时当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时当缺少糖源时,醋酸菌将乙醋酸菌将乙醇变醇变 为为 乙乙 醛醛,再再 将将 乙乙 醛醛 变变 为为 醋醋 酸酸。2C2H5
4、OH+O22CH3CHO(乙醛)+2H2O2CH3CHO+O22CH3COOH(醋酸)C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O1010、控制发酵条、控制发酵条件的作用醋酸菌对氧气的含量特别敏感件的作用醋酸菌对氧气的含量特别敏感,当进行深层发酵时当进行深层发酵时,即使只是短时间中即使只是短时间中 断通入氧气断通入氧气,也也会引起醋酸菌死亡。会引起醋酸菌死亡。醋酸菌最适生长温度为醋酸菌最适生长温度为 30353035,控制好发酵温度控制好发酵温度,使使 发酵时间缩短发酵时间缩短,又又减少杂菌污染的机会。有两条途径生成醋酸减少杂菌污染的机会。有两条途径生成醋酸:直接氧化和以酒精为底
5、物的直接氧化和以酒精为底物的 氧化。氧化。1111、实验流程、实验流程:挑选葡萄挑选葡萄冲洗冲洗榨汁榨汁酒精发酵酒精发酵果酒果酒(醋酸发酵醋酸发酵果醋果醋)1212、酒精检验、酒精检验:果汁发酵后是果汁发酵后是 否有酒精产生否有酒精产生,可以用重铬酸钾来检验可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下。在酸性条件下,重铬重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色酸钾与酒精反应呈现灰绿色。先在试管中加入发酵液先在试管中加入发酵液 2m L,2m L,再滴入物质的量浓度为再滴入物质的量浓度为 3mol/L3mol/L 的的 H H2SO 432SO 43 滴滴,振荡混匀振荡混匀,最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液最后滴加常
6、温下饱和的重铬酸钾溶液 3 3 滴滴,振荡试管振荡试管,观察颜色观察颜色1313、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出二氧排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的化碳的;出料口是用来取样的。出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接,其目的是防止空其目的是防止空气中微生物的污染。气中微生物的污染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时使用该装置制酒时,应该关闭充应该关闭充气口气口;制醋时制醋时,应该充气
7、口连接气泵应该充气口连接气泵,输入氧气。输入氧气。疑难解答疑难解答(1)(1)你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗?为什么为什么?应该先冲洗应该先冲洗,然后再除去枝梗然后再除去枝梗,以避免除去枝梗时引起葡萄破损以避免除去枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会。增加被杂菌污染的机会。(2)(2)你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染?如如:要先冲洗葡萄要先冲洗葡萄,再除去枝梗再除去枝梗;榨汁机,发酵装置要清洗干净榨汁机,发酵装置要清洗干净,并进行酒精消毒并进行酒精消毒;每次排气每次排气 时时只需拧松瓶盖只需拧松瓶盖,不要完全揭开
8、瓶盖等。不要完全揭开瓶盖等。(3)(3)制葡萄酒时制葡萄酒时,为什么要将温度控制为什么要将温度控制 18251825,时间为时间为 1012d?1012d?制葡萄醋时制葡萄醋时,为什么要将温度控制为什么要将温度控制在在 30353035?时间时间 78d78d温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。2020左右最适合酵母菌的繁殖。因此需要将温度控左右最适合酵母菌的繁殖。因此需要将温度控制在其最制在其最适温度范围内。适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌而醋酸菌是嗜温菌,最适生长温度为最适生长温度为 30353035,因此要将温度控制在因此要将温度控制在30353035。发酵
9、瓶用发酵瓶用 70%70%酒精消毒。酒精消毒。课题二课题二 腐乳的制作腐乳的制作1 1、多种微生物参与了豆腐的发酵、多种微生物参与了豆腐的发酵,如青霉、酵母、曲霉、毛霉等如青霉、酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉其中起主要作用的是毛霉。毛毛 霉是一种丝状真菌。代谢类型是霉是一种丝状真菌。代谢类型是 异养需氧型。生殖方式是孢子生殖。营腐生生活。异养需氧型。生殖方式是孢子生殖。营腐生生活。2 2、原理原理: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肽和氨基酸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肽和氨基酸;脂肪酶可脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。将脂肪水解
10、为甘油和脂肪酸。3 3、实验流程、实验流程:让豆腐上长出毛霉让豆腐上长出毛霉加盐腌制加盐腌制加卤汤装瓶加卤汤装瓶密封腌制密封腌制4 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。、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前期发酵的主要作用:1.:1.创造条件让毛霉生长。创造条件让毛霉生长。2.2.使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。后期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后期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,生成腐乳生成腐乳的香气。的香气。5 5、
11、毛霉的生长毛霉的生长:条件条件:将豆腐块平放在笼屉内将豆腐块平放在笼屉内,将笼屉中的控制在将笼屉中的控制在 15181518,并保持一定的温并保持一定的温 度度,豆腐的水分在豆腐的水分在 70%70%左右。左右。来源来源:1.:1.来自空气中的毛霉孢子来自空气中的毛霉孢子,2.,2.直接接种优良毛霉菌种直接接种优良毛霉菌种时间时间:5:5 天天 加盐腌制加盐腌制:将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中,同时逐层加盐同时逐层加盐,随着层数的加高而增加随着层数的加高而增加盐量盐量,接近瓶口表面的盐要铺厚一些。加盐腌制的时间约为接近瓶口表面的盐要铺厚一些。加盐腌
12、制的时间约为 8 8 天左右天左右。用盐腌制时用盐腌制时,注意控制盐的用量注意控制盐的用量:盐的浓度过低盐的浓度过低,不足以抑制微生物的生长不足以抑制微生物的生长,可能导致豆腐腐败可能导致豆腐腐败 变变质质;盐的浓度过高会影响腐乳的口味盐的浓度过高会影响腐乳的口味 食盐的作用食盐的作用:1.:1.抑制微生物的生长抑制微生物的生长,避免腐败变质避免腐败变质 2.2.析出水分析出水分,是豆腐变硬是豆腐变硬,在后期制作过程在后期制作过程 中中不易酥烂不易酥烂 3.3.调味作用调味作用,给腐乳以必要的咸味给腐乳以必要的咸味 4.4.浸提毛酶菌丝上的蛋白酶浸提毛酶菌丝上的蛋白酶。配制卤汤配制卤汤:卤汤直
13、接关系到腐乳的色、香、味。卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。卤汤中卤汤中酒酒 的含量一般控制在的含量一般控制在 12%12%左右。左右。酒的作用酒的作用:1.:1.防止杂菌污染以防腐防止杂菌污染以防腐 2.2.与有机酸结合形成酯与有机酸结合形成酯,赋予腐乳风味赋予腐乳风味 3.3.酒精含量的高低酒精含量的高低与与 腐乳后期发酵时间的长短有很大关系腐乳后期发酵时间的长短有很大关系,酒精含量越高酒精含量越高,对蛋白酶的抑制作用也越大对蛋白酶的抑制作用也越大,使腐乳成熟期使腐乳成熟期延长延长;酒精含量过低酒精含量过低,蛋白酶的活性高蛋
14、白酶的活性高,加快蛋白质的水解加快蛋白质的水解,杂菌繁殖快杂菌繁殖快,豆腐易腐败豆腐易腐败,难以成块。难以成块。香辛料的作用香辛料的作用:1.:1.调味作用调味作用 2.2.杀菌防腐作用杀菌防腐作用 3.3.参与并促进发酵过程参与并促进发酵过程 防止杂菌污染防止杂菌污染:用来腌制腐乳的玻璃瓶用来腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干净后要用沸水消毒。装瓶时洗刷干净后要用沸水消毒。装瓶时,操作要迅速小操作要迅速小心。整齐地摆放好豆腐、加入卤汤后心。整齐地摆放好豆腐、加入卤汤后,要用胶条将瓶口密封。封瓶时要用胶条将瓶口密封。封瓶时,最好将瓶口通过酒精灯的火最好将瓶口通过酒精灯的火 焰焰,防止瓶口被污染。防止瓶口
15、被污染。疑难解答疑难解答(1)(1)利用所学的生物学知识利用所学的生物学知识,解释豆腐长白毛是怎么一回事解释豆腐长白毛是怎么一回事?豆腐生长的白毛是毛霉的白色菌丝。豆腐生长的白毛是毛霉的白色菌丝。严格地说是直立菌丝严格地说是直立菌丝,在豆腐中还有匍匐菌丝。在豆腐中还有匍匐菌丝。(2)(2)为什么要撒许多盐为什么要撒许多盐,将长毛的豆腐腌起来将长毛的豆腐腌起来?盐能防止杂菌污染盐能防止杂菌污染,避免豆腐腐败。避免豆腐腐败。(3)(3)我们平常吃的豆腐我们平常吃的豆腐,哪种适合用来做腐乳哪种适合用来做腐乳?预览:预览:含水量为含水量为 70%70%左右的豆腐适于作腐乳。用含水量高的豆腐制作腐乳左右
16、的豆腐适于作腐乳。用含水量高的豆腐制作腐乳,不易成形。不易成形。(4)(4)吃腐乳时吃腐乳时,你会发现腐乳外部有一层致密的你会发现腐乳外部有一层致密的“皮皮”。这层。这层“皮皮”是怎样形成的呢是怎样形成的呢?它对它对 人体有害吗人体有害吗?它的作用是什么它的作用是什么?“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝(匍匐菌丝),对人体无害。它能形成腐乳的“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。在无氧条件下其代谢类型是异养厌氧型。在无氧条件下,降糖分解为乳降糖分解为乳酸。分裂方式是二分裂酸。分裂方式是二分裂。C6H12O6C6H
17、12O6酶酶2C3H6O3+2C3H6O3+能量能量 含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是抗生素杀死乳酸菌。常见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盐为白色粉末亚硝酸盐为白色粉末,易溶于水易溶于水,在食品生产中用作食品添加剂。在食品生产中用作食品添加剂。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康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国家规定肉制品中不超过 30mg/kg,30mg/kg,酱腌菜中不超过酱腌菜中不超过20mg/kg,20mg/kg,婴儿奶粉中不超过婴儿奶粉中不超过 2mg/kg2mg/kg。亚硝酸盐被吸收后随尿液排出体外亚硝酸盐被吸收后随尿液排
18、出体外,但在适宜但在适宜 pHpH、温度和一温度和一定微生物作用下形成致癌物质亚硝胺。定微生物作用下形成致癌物质亚硝胺。一般在腌制一般在腌制 1010 天后亚硝酸盐含量开始降低天后亚硝酸盐含量开始降低,故在故在 1010 天之后食用最好。天之后食用最好。配置盐与水的比例为 4:1*测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与与N-1-N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料,与已知浓度的标准显色液目测比较与已知浓度的标准显色液目测比较,估算泡菜中估算泡菜中 亚亚硝酸盐含量。硝酸
19、盐含量。专题二专题二 微生物的培养与应用微生物的培养与应用课题一课题一 微生物的实验室培养微生物的实验室培养培养基培养基:人们按照微生物对营养物质的不同需求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配制出供其生长繁殖的营养基质,是进行微生物是进行微生物培养的物质基础。培养的物质基础。培养基按照物理性质可分为培养基按照物理性质可分为;液体培养基液体培养基 半固体培养基半固体培养基 和和 固体培养基固体培养基。在液体培养基中加。在液体培养基中加入凝固剂入凝固剂琼脂琼脂(是从红藻中提取的一种多糖是从红藻中提取的一种多糖,在配制培养基中用作在配制培养基中用作凝固剂凝固剂)后后,制
20、成琼脂固体培养基。制成琼脂固体培养基。微微 生物在固体培养基表面生长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断是哪一种菌。可以形成肉眼可见的菌落。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。液液 体培养基应用于工业或生活生产体培养基应用于工业或生活生产,固体培养基应用于微生物的分离和鉴定固体培养基应用于微生物的分离和鉴定,半固体培养基半固体培养基 则常则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等用于观察微生物的运动及菌种保藏等。按照成分培养基可分为按照成分培养基可分为;人工合成培养基和天然培养基人工合成培养基和天然培养基。合成培养基;合成培养基;是用成分已知的化学物是用成分已知的化
21、学物质配制质配制 而成而成,其中成分的种类比例明确其中成分的种类比例明确,常用于微生物的分离鉴定。常用于微生物的分离鉴定。天然培养基;是用化学成分不明天然培养基;是用化学成分不明的天然的天然 物质配制而成物质配制而成,常用于实际工业生产。常用于实际工业生产。培养基的化学成分包括培养基的化学成分包括 水水、无机盐无机盐、碳源碳源、氮源氮源、生长因子生长因子 等。等。碳源碳源:能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如 CO2CO2、NaHCO 3NaHCO 3 等无机碳源等无机碳源;糖类、石油、糖类、石油、花生粉花生粉 饼等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质
22、碳不能作为碳源饼等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质碳不能作为碳源。氮源氮源:能为微生物的代谢提供氮元素的物质。能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如如 N2N2、NH3NH3、NO3-NO3-、NH 4+(NH 4+(无机氮源无机氮源)蛋白质、蛋白质、氨基氨基 酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨(有机氮源有机氮源)等。只有固氮微生物才能利用等。只有固氮微生物才能利用 N 2N 2。培养基还要满足微生物生长对培养基还要满足微生物生长对 pHpH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养培养 乳酸杆菌乳酸杆菌 时时需要在培养基中添加维生素需要在
23、培养基中添加维生素,培养培养 霉菌时须将培养基的霉菌时须将培养基的 pHpH 调至酸性调至酸性,培养细菌是需要将培养细菌是需要将 pHpH 调至调至中性或微碱性中性或微碱性,培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件 无菌技术无菌技术 获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵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、操作者的衣着和手对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒。进行清洁和消毒。将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭
24、菌。为避免周围环境中微生物的污染为避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。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,还有什么目的还有什么目的?答答:无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。消毒与灭菌的区别消毒与灭菌的区别消毒消毒 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害的微生物指使用较
25、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害的微生物(不不包括芽孢和孢子包括芽孢和孢子)。消毒方法常用煮沸消毒法消毒方法常用煮沸消毒法,巴氏消毒法巴氏消毒法(对于一些不耐高温的液体对于一些不耐高温的液体)还有还有 化学化学 药剂药剂(如酒精、氯气、石炭酸等如酒精、氯气、石炭酸等)消毒、紫外线消毒消毒、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,包括芽孢和孢子。包括芽孢和孢子。灭菌方法有灼灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。灭菌方法灭菌方法:接种环、接种针、接种环、接
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