(北京专用)高考生物总复习 第32讲 微生物的应用与传统发酵技术课件-人教版高三全册生物课件.pptx
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1、 第第3232讲微生物的应用与传统发酵技术讲微生物的应用与传统发酵技术一、微生物的实验室培养二、土壤中分解尿素的细菌的分离和计数三、分解纤维素的微生物的分离四、果酒和果醋的制作五、腐乳制作六、制作泡菜并检测亚硝酸盐含量必必备备知知识识突破1 微生物的培养和应用突破2 传统发酵技术深深化化突突破破一、微生物的实验室培养一、微生物的实验室培养1.培养基培养基(1)概念: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。(2)营养构成:一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。此外还要必备知识满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。(3)种类:按照物理性质可分为液体培养基、固体培养
2、基和半固体培养基。2.无菌技术无菌技术(连一连连一连)A、B、Fb、C、D、Ea、3.大肠杆菌的纯化培养大肠杆菌的纯化培养(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基配制步骤:计算称量溶化灭菌倒平板。(2)纯化大肠杆菌纯化大肠杆菌,其关键的步骤是接种。纯化培养方法:平板划线法和稀释涂布平板法。纯化培养原理:在培养基上得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的 菌落,即可获得较纯的菌种。二、土壤中分解尿素的细菌的分离和计数二、土壤中分解尿素的细菌的分离和计数1.分离原理分离原理土壤中细菌之所以能分解尿素,是由于它们能合成脲酶,这种物质在尿素分解成无机物的过程中起催化作用。以尿素为唯一氮源的培养基能促进分解尿素的细菌
3、的生长和繁殖,并抑制或阻止其他微生物的生长,从而将目的菌分离出来。2.统计菌落数目统计菌落数目统计样品中的活菌数目一般用 稀释涂布平板法。3.实验流程实验流程土壤取样制备培养基样品的稀释微生物的培养与观察细菌的计数。三、分解纤维素的微生物的分离三、分解纤维素的微生物的分离1.纤维素酶纤维素酶(1)组成:纤维素酶是一种复合酶,它包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。(2)作用2.菌种筛选菌种筛选(1)方法:刚果红染色法。(2)原理纤维素分解菌红色复合物红色消失、出现透明圈即使用以纤维素为唯一碳源的选择培养基,根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。3.筛选流程筛选流程土壤取样:富含纤维素的环境选择培养:
4、用选择培养基培养,以增加纤维素分解菌的数量梯度稀释涂布平板:将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上挑选产生透明圈的菌落:产生 纤维素酶的菌落周围出现透明圈四、果酒和果醋的制作四、果酒和果醋的制作1.制作原理与条件制作原理与条件果酒制作果醋制作菌种酵母菌醋酸菌制作原理反应有氧条件下(反应式如下),大量繁殖:C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O。无氧条件下,酒精发酵:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2氧气充足、糖源 缺少时:C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O。糖源、氧气充足时:C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2CO2+2H2O发酵条件温度一般酒精发酵温度控制在1825
5、,繁殖最适温度为20左右最适温度为3035空气前期:需氧;后期:不需氧需充足的氧气时间1012d78d2.果酒、果醋的制作流程果酒、果醋的制作流程挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵醋酸发酵果酒果醋五、腐乳制作五、腐乳制作1.原理原理(1)菌种:需多种微生物协同作用,其中起主要作用的是毛霉。(2)菌种的作用特点蛋白质氨基酸+小分子肽脂肪甘油+脂肪酸2.实验流程让豆腐上长出 毛霉加 盐腌制加 卤汤装瓶密封腌制。六、制作泡菜并检测亚硝酸盐含量六、制作泡菜并检测亚硝酸盐含量1.泡菜的制作原理泡菜的制作原理(1)菌种:泡菜的制作离不开乳酸菌,在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。(2)腌制条件:控制腌制的时间、
6、温度和食盐的用量,防止杂菌污染,严格密封。2.泡菜的制作流程泡菜的制作流程3.测定亚硝酸盐含量的原理和操作流程测定亚硝酸盐含量的原理和操作流程(1)亚硝酸盐与人体健康的关系a.当人摄入总量较多时,可引起中毒或死亡。b.在一定条件下亚硝酸盐可转化为致癌物亚硝胺。(2)亚硝酸盐含量的测定原理:N+对氨基苯磺酸反应物;反应物+N-1-萘基乙二胺盐酸盐玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较,可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。操作流程:配制溶液制备标准显色液制备样品处理液比色。1.培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种成分。()2.在配制培养基时,除满足营养需求外,还
7、应考虑pH、氧气及对特殊营养物质的需求。()3.培养基分装到培养皿后进行灭菌。()4.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。()7.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。()8.用稀释涂布平板法培养计数,应选择有30300菌落数的平板。()5.研究和应用微生物的前提是防止杂菌入侵,获得纯净的培养物。()6.对用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等要进行灭菌,而对实验操作空间、操作者的衣着等要进行消毒。()11.变酸的酒的表面的菌膜是酵母菌大量繁殖形成的。()12.在果酒发酵后期,拧开瓶盖的间隔时间可延长。()13.探究酵母菌的呼吸方式,可用溴麝香草酚
8、蓝检测产生的酒精。()14.醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸。()9.筛选微生物时要根据微生物对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找,如筛选分解尿素的细菌要用尿素作为唯一氮源。()10.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。()突破突破1 1微生物的培养和应用微生物的培养和应用深化突破1.微生物的分离与培养微生物的分离与培养(1)微生物的营养氮源无机氮源NH3、铵盐、硝酸盐、N2等合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物有机氮源牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸特殊营养物质维生素、氨基酸、碱基酶和核酸的组成成分;参与代谢过程中的酶促反应(2)培养基的类型及其应用标准培养
9、基类型配制特点主要应用物理性质固体培养基加入琼脂较多菌种分离、鉴定、计数半固体培养基加入琼脂较少观察微生物的运动,鉴定菌种液体培养基不加入琼脂工业生产,连续培养化学组成合成培养基由已知成分配制而成,培养基成分明确菌种分类、鉴定天然培养基由天然成分配制而成,培养基成分不明确工业生产,降低成本目的用途鉴别培养基添加某种指示剂或化学药剂菌种的鉴别选择培养基添加(或缺少)某种化学成分菌种的分离项目概念常用方法应用对象消毒使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)煮沸消毒法:100煮沸56min一般物品巴氏消毒法:7075煮30min或80煮15min一些不耐高温的
10、液体,如牛奶化学药剂消毒法如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等紫外线消毒法:30W紫外灯照射30min接种室等灭菌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)灼烧灭菌:酒精灯火焰接种工具的灭菌干热灭菌:160170下加热12h玻璃器皿、金属工具的灭菌高压蒸汽灭菌:100kPa121条件下,维持1530 min培养基及容器的灭菌(3)消毒与灭菌的区别(4)纯化微生物的接种方法项目平板划线法稀释涂布平板法原理通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基上。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,即菌落将菌液进行一系列的梯度稀
11、释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基的表面,进行培养。在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落优点可以观察菌落特征,对混合菌进行分离可以计数,可以观察菌落特征缺点不能计数较麻烦,平板不干燥效果不好,容易蔓延第一次划线前之后每次划线之前划线结束后目的杀死接种环上原有的微生物杀死上次划线后接种环上残留的菌种,使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端,使每次划线菌种数目减少杀死接种环上残的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者(5)平板划线操作的注意事项操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要进行火焰灼烧灭菌,划线操作结束时,仍需灼烧接种
12、环,每次灼烧目的如下表: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。第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始,从而使细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少,最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。划线时最后一区不要与第一区相连。划线用力大小要适当,防止用力过大将培养基划破。2.微生物的分离和计数微生物的分离和计数(1)选择培养基的选择方法在培养基中加入某种化学物质:例如,加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌;加入高浓度的食盐可以分离出金黄色葡萄球菌。注意:这里的加入是在主要营养成分完整的基础上加入。改变培养基中的营养成分:例如,缺乏氮源时可分离出固氮微生物;石油作为唯一碳源时可分离
13、出能消除石油污染的微生物。改变微生物的培养条件:例如,将培养基置于高温环境中培养,可得到、耐高温的微生物。(2)筛选分解尿素的细菌与分解纤维素的微生物的比较项目土壤中分解尿素的细菌的分离 分解纤维素的微生物的分离选择培养基以尿素为唯一氮源的选择培养基以纤维素作为唯一碳源的选择培养基鉴定方法在培养基中加入酚红指示剂,若指示剂变红,pH升高,说明细菌能分解尿素刚果红染色法,即刚果红与纤维素形成红色复合物,当纤维素被分解后,培养基出现以纤维素分解菌为中心的透明圈特有代谢过程CO(NH2)2+H2O CO2+2NH3纤维素纤维二糖葡萄糖(3)统计菌落数目的方法显微镜直接计数法a.原理:利用特定细菌计数
14、板或血球计数板,在显微镜下计算一定容积样品中的微生物数量。b.方法:用计数板计数。c.缺点:不能区分死菌与活菌。间接计数法(活菌计数法)a.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活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。b.操作:设置重复组,增强实验的说服力与准确性。为了保证结果准确,一般选择菌落数在30300的平板进行计数。c.计算公式:每克样品中的菌株数=(CV)M,其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。考向考向1以基础判断或实例分析的形式以基础判断或实例分析的
15、形式,考查培养基的制备与无菌操作考查培养基的制备与无菌操作1.(2018北京石景山期末)下列有关细菌纯化培养的说法,不正确的是(C)A.实验操作者接种前要用70%的酒精棉球擦手消毒B.每次划线后接种环要在酒精灯火焰上灼烧灭菌C.培养基上的单个菌落都是一个细菌细胞的克隆D.菌液梯度稀释后用涂布法接种,得到单菌落便于计数解析解析在细菌的纯化培养过程中,可以使用稀释涂布平板法,也可以使用平板划线法,都可以得到单菌落,得到的单菌落通常是一个或者少数几个菌的克隆,故C选项错误。2.空气中的微生物在重力等作用下,可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物,以了解教室内不同高度空气中微生物
16、的分布情况。实验步骤如下:配制培养基(成分:牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O);制作无菌平板;设置空白对照组和若干实验组,进行相关操作;将各组平板置于37恒温箱中培养一段时间,统计各组平板上菌落的平均数。回答下列问题:(1)该培养基中微生物所需的氮来源于。若要完成步骤,该培养基中的成分X通常是。(2)步骤中,实验组的操作是。(3)若在某次调查中,某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板,而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落,这种结果说明在此次调查中出现了现象。若将30(即36-6)个/平板作为本组菌落数的平均值,该做法(填“正确”或“不正确”)。答案答案(1)牛肉膏、蛋白胨琼脂(2)将各
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