高三生物第二輪復習 專題八 第1講 微生物的利用和生物技術在食品加工中的應用課件 新人教版.ppt

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專題八 生物技術實踐,1.微生物的實驗室培養(yǎng)。 2.土壤中分解尿素的細菌的分離與計數。 3.果酒及果醋的制作。 4.胡蘿卜素的提取。,考綱要求,,,,技術在食品加工中的應用,構建網絡,,,欄目索引,,,考點一 微生物的利用,考點二 果酒和果醋的制作,考點三 胡蘿卜素的提取,,考點一 微生物的利用,重點提煉,命題視角,題組一 從微生物的實驗室培養(yǎng)進行命題,題組二 從微生物培養(yǎng)基的組成成分及純化 方法進行命題,重點提煉,,,1．有關微生物實驗的基本方法 (1)制備培養(yǎng)基：計算→稱量→溶化→滅菌→倒平板。 (2)無菌技術：主要指消毒和滅菌。 (3)倒平板操作：待培養(yǎng)基冷卻至50 ℃左右時，在酒精燈火焰附近倒平板。 (4)平板劃線法：是通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。,(5)稀釋涂布平板法：先將菌液進行一系列的梯度稀釋后涂布平板，在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物將被分散成單個細胞，從而在培養(yǎng)基表面形成單個菌落。如圖：,,2．土壤中分解尿素的細菌的分離與計數 (1)分離——選擇培養(yǎng)基。 (2)計數 ①篩選菌株：利用選擇培養(yǎng)基篩選菌株。 ②計數方法：稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計數法。 ③過程：土壤取樣→樣品的稀釋→微生物的培養(yǎng)與觀察。 (3)鑒定方法：含酚紅指示劑的尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基→細菌→指示劑變紅，則該菌能分解尿素。,1．在涂布接種前，隨機取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)一段時間，這樣做的目的是檢測培養(yǎng)基上的細菌含量(2014新課標Ⅱ，39(1)改編)( ) 2．某研究小組從有機廢水中分離微生物用于廢水處理。接種后的培養(yǎng)皿須放在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)(2013江蘇，18C)( ) 3．純化菌種時，為了得到單菌落，常采用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法(2011新課標，39(2)改編)( ) 4．在瓊脂固體培養(yǎng)基上長出的單個菌落含有多種細菌(2011重慶，2A)( ),,,√,,5．檢測土壤中細菌總數實驗操作中，確定對照組無菌后，選擇菌落數在300以上的實驗組平板進行計數(2009安徽，6D)( ) 6．培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基分裝到培養(yǎng)皿后進行滅菌(2013江蘇，18A改編)( ),,,命題視角,,,題組一 從微生物的實驗室培養(yǎng)進行命題,1．(2014新課標Ⅱ，39)為了調查某河流的水質狀況，某研究小組測定了該河流水樣中的細菌含量，并進行了細菌分離等工作。回答下列問題： (1)該小組采用稀釋涂布平板法檢測水樣中的細菌含量。在涂布接種前，隨機取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)了一段時間，這樣做的目的是____________________________；然后，將1 mL水樣稀釋100倍，在3個平板上用涂布法分別接入0.1 mL稀釋液；經適當培養(yǎng)后，3個平板上的菌落數分別為39、38和37。據此可得出每升水樣中的活菌數為______________。,(2)該小組采用平板劃線法分離水樣中的細菌。操作時，接種環(huán)通過________滅菌，在第二次及以后劃線時，總是從上一次劃線的末端開始劃線。這樣做的目的是______________________。 (3)示意圖A和B中，________表示的是用稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)后得到的結果。,(4)該小組將得到的菌株接種到液體培養(yǎng)基中并混勻，一部分進行靜置培養(yǎng)，另一部分進行振蕩培養(yǎng)。結果發(fā)現：振蕩培養(yǎng)的細菌比靜置培養(yǎng)的細菌生長速度快。分析其原因是：振蕩培養(yǎng)能提高培養(yǎng)液中________的含量，同時可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高__________的利用率。,解析 (1)為了檢測培養(yǎng)基平板滅菌是否合格，可在涂布接種前，隨機取滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)一段時間。0.1 mL稀釋液中平均有(39＋38＋37)/3＝38個活菌，則每毫升稀釋液中活菌的數目為38/0.1＝380，則稀釋前每毫升水樣中活菌數目為380100＝3.8104，則每升水樣中活菌數目為3.81041 000＝3.8107。 (2)接種環(huán)、接種針等金屬用具可直接在酒精燈火焰的充分燃燒層灼燒，以達到迅速徹底滅菌的目的。在第二次及以后的劃線時，總是從上一次劃線的末端開始劃線，其目的是將聚集的菌體逐步稀釋以便獲得單個菌落。,(3)比較圖A和圖B可以看出：A培養(yǎng)基中細菌的分布呈線性，是用平板劃線法接種培養(yǎng)后得到的結果；B培養(yǎng)基中細菌均勻分布，是用稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)后得到的結果。 (4)振蕩培養(yǎng)可以提高培養(yǎng)液中溶解氧的含量，還可以使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高了營養(yǎng)物質的利用率，因此振蕩培養(yǎng)的細菌比靜置培養(yǎng)的細菌生長速度快。 答案 (1)檢測培養(yǎng)基平板滅菌是否合格 3.8107 (2)灼燒 將聚集的菌體逐步稀釋以便獲得單個菌落 (3)B (4)溶解氧 營養(yǎng)物質,題組二 從微生物培養(yǎng)基的組成成分及純化方法進行命題 2．(2014四川，10)有機農藥苯磺隆是一種除草劑，長期使用會污染環(huán)境。研究發(fā)現，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分離降解苯磺隆的菌株和探索其降解機制的實驗過程如圖甲、乙所示。,,,(1)微生物生長繁殖所需的主要營養(yǎng)物質有碳源、水、__________四類，該實驗所用的選擇培養(yǎng)基只能以苯磺隆作為唯一碳源，其原因是________________________。 (2)與微生物培養(yǎng)基相比，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基常需添加生長素和________________，這些植物激素一般需要事先單獨配制成________保存?zhèn)溆谩?(3)純化菌株時，通常使用的劃線工具是________。劃線的某個平板培養(yǎng)后，第一劃線區(qū)域的劃線上都不間斷地長滿了菌，第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無菌落，其他劃線上有菌落。造成劃線無菌落可能的操作失誤有__________________________________。,(4)為探究苯磺隆的降解機制，將該菌種的培養(yǎng)液過濾離心，取上清液做圖乙所示實驗。該實驗的假設是______________________，該實驗設計是否合理？為什么？________________________。 解析 (1)微生物生長繁殖需要的主要營養(yǎng)物質包括碳源、氮源、水和無機鹽四類。根據題意可知，土壤中某些微生物有降解苯磺隆的能力，該實驗的目的是探索其降解機制，因此，需要分離出有降解苯磺隆能力的土壤中的某些微生物，故選擇培養(yǎng)時為了排除其他碳源的干擾，培養(yǎng)基中唯一碳源只能是苯磺隆。,(2)與微生物培養(yǎng)基相比，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基需要添加生長素和細胞分裂素，用于調節(jié)植物細胞脫分化和再分化；這些植物激素一般需要事先單獨配制成母液保存?zhèn)溆谩?(3)純化菌株時，通常使用的劃線工具是無菌接種環(huán)。劃線的平板培養(yǎng)后，發(fā)現第一劃線區(qū)域的劃線上不間斷地長滿了菌，第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無菌落，而其他劃線上有菌落。造成此現象的原因可能有兩個：一是接種環(huán)灼燒后未冷卻，菌種接觸到高溫的接種環(huán)而死亡；二是劃第二劃線區(qū)域第一條線時未從第一區(qū)域末端開始。,(4)根據圖乙所示實驗中的上清液加入蛋白酶溶液推測，實驗目的是探究目的菌株是否能分泌降解苯磺隆的蛋白質，實驗設計不合理之處是缺少不加蛋白酶溶液、其他條件同圖乙的空白對照。 答案 (1)氮源和無機鹽 只有能利用苯磺隆的微生物能正常生長繁殖 (2)細胞分裂素 母液 (3)接種環(huán) ①接種環(huán)灼燒后未冷卻；②劃線未從第一區(qū)域末端開始 (4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白質 不合理，缺少空白對照,用選擇培養(yǎng)基分離微生物的方法 (1)在基礎培養(yǎng)基中加入抗性物質。舉例：①加高濃度食鹽分離金黃色葡萄球菌；②加青霉素分離酵母菌和細菌。 (2)通過改變培養(yǎng)基的成分。舉例：①培養(yǎng)基中缺乏氮源時，可分離自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而無法生存。②培養(yǎng)基中若缺乏有機碳源則異養(yǎng)微生物無法生存，而自養(yǎng)微生物可利用空氣中的CO2制造有機物生存。,總結提升,,,(3)利用培養(yǎng)基的特定成分。舉例：①當石油是唯一碳源時，可抑制不能利用石油的微生物的生長，使能夠利用石油的微生物生存，從而分離出能消除石油污染的微生物。②當纖維素為唯一碳源時，分離纖維素分解菌。,,考點二 果酒和果醋的 制作,重點提煉,命題視角,題組 從果酒、果醋的制作原理和方法進行命題,重點提煉,,,果酒、果醋的制作,1．醋酸菌在無氧條件下利用乙醇產生醋酸(2014廣東，4A)( ) 2．酵母菌在無氧條件下利用葡萄汁產生酒精(2014廣東，4B)( ) 3．某研究性學習小組以櫻桃番茄為材料進行果酒、果醋發(fā)酵實驗。先供氧進行果醋發(fā)酵，然后隔絕空氣進行果酒發(fā)酵(2012江蘇，14B改編)( ),錯混診斷,,,,√,,4．在制作果醋時，如果條件適宜，醋酸菌可將葡萄汁中的糖分解成醋酸(2012江蘇，21B改編)( ) 5．在家庭中用鮮葡萄制作果酒時，讓發(fā)酵裝置接受光照并放在45 ℃處(2010北京，1AD改編)( ),√,,命題視角,,,題組 從果酒、果醋的制作原理和方法進行命題,1.(2014江蘇，24改編)某同學設計了如圖所示的發(fā) 酵裝置，下列有關敘述不正確的是( ) A．該裝置可阻止空氣進入，用于果酒發(fā)酵 B．該裝置便于果酒發(fā)酵中產生的氣體排出 C．去除彎管中的水，該裝置可滿足果醋發(fā)酵時底層發(fā)酵液中大 量醋酸菌的呼吸 D．去除彎管中的水后，該裝置與巴斯德的鵝頸瓶作用相似,解析 A項，該裝置中注水的彎曲部分可阻止空氣進入，能用于果酒發(fā)酵。 B項，果酒發(fā)酵產生的CO2可溶解在彎管的水中，CO2量多時可進一步通過水排出。 C項，醋酸菌是好氧菌，因沒有將無菌空氣通入發(fā)酵液中，故去除彎管中的水后也不能滿足底層發(fā)酵液中醋酸菌有氧呼吸的需求。 D項，去除彎管中的水后，該裝置的彎管部分既能排出CO2，也能防止空氣中的微生物進入，與巴斯德的鵝頸瓶作用類似。 答案 C,2.下圖是果醋和果酒的發(fā)酵裝置，相關描述錯誤的是( ) A．出料口可以用來取樣 B．排氣口能排出酒精發(fā)酵時產生的二氧化碳 C．充氣口在醋酸發(fā)酵時要連接充氣泵進行充氣 D．充氣口的開關始終要處于打開狀態(tài),解析 醋酸菌是需氧型微生物，釀制果醋時需一直充氣維持有氧環(huán)境。而酵母菌是兼性厭氧菌，釀造果酒時，先通過充氣口充氣使酵母菌大量繁殖，然后關閉充氣口，造成無氧環(huán)境，使酵母菌發(fā)酵產生酒精。所以D選項充氣口的開關始終要處于打開狀態(tài)是錯誤的。 答案 D,總結提升,,,1.果酒和果醋發(fā)酵裝置的設計思路 (1)酵母菌繁殖需要氧氣，醋酸菌是好氧細菌，則果酒制作前期和果醋制作整個過程都需要氧氣；酵母菌產生酒精時是厭氧的，則在充氣口處應該設置開關。 (2)發(fā)酵過程中產生CO2，需要設置排氣口；為了防止空氣中微生物污染，排氣口應該連接一個長而彎曲的膠管。 (3)為便于取樣及監(jiān)測發(fā)酵情況，需要設置出料口。,2．制作果酒、果醋菌種的比較,,考點三 胡蘿卜素的 提取,重點提煉,命題視角,題組 從提取胡蘿卜的原理、方法進行命題,重點提煉,,,1．胡蘿卜素的提取 (1)胡蘿卜素的性質：不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機溶劑。 (2)實驗設計 ①方法：萃取法，石油醚最適宜作萃取劑。 ②實驗流程,(3)鑒定方法：紙層析法。 2．萃取過程的注意事項 (1)避免明火加熱，采用水浴加熱——防止引起燃燒、爆炸。 (2)在加熱瓶口安裝冷凝回流裝置——防止有機溶劑揮發(fā)。 (3)萃取液的濃縮可直接使用蒸餾裝置，濃縮前要進行過濾。,1．用萃取法提取薄荷油時，采用的溶劑是酒精，原理是薄荷油易溶于有機溶劑酒精中(2011海南，30(2)改編)( ) 2．用萃取法提取胡蘿卜素的主要步驟是：干燥、粉碎、萃取、濃縮、過濾( ) 3．在胡蘿卜顆粒的加熱干燥過程中，溫度過高和時間過長會導致胡蘿卜素分解(2008寧夏，37(3)改編)( ) 4．提取的胡蘿卜素可通過紙層析法進行鑒定，在鑒定過程中不需要對照(2008寧夏，37(4)改編)( ),錯混診斷,,,√,,√,,題組 從提取胡蘿卜素的原理、方法進行命題 (2014山東，34)胡蘿卜素是一種常用的食用色素，可分別從胡蘿卜或產胡蘿卜素的微生物菌體中提取獲得，流程如下：,命題視角,,,(1)篩選產胡蘿卜素的酵母菌R時，可選用____________或平板劃線法接種。采用平板劃線法接種時需先灼燒接種環(huán)，其目的是____________________________________________。,(2)培養(yǎng)酵母菌R時，培養(yǎng)基中的蔗糖和硝酸鹽可分別為酵母菌R的生長提供____________和____________。 (3)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時，干燥過程應控制好溫度和________________以防止胡蘿卜素的分解；萃取過程中宜采用________________方式加熱以防止溫度過高；萃取液濃縮前需進行過濾，其目的是________________。 (4)紙層析法可用于鑒定所提取的胡蘿卜素。鑒定過程中需用胡蘿卜素標準品作為______________________________。,解析 (1)接種微生物的方法主要是稀釋涂布平板法和平板劃線法，接種過程為了避免其他雜菌的污染，要做無菌操作，所以接種前需對接種環(huán)滅菌操作。 (2)蔗糖主要提供碳源，當然也可以作為能源物質，硝酸鹽含氮元素，可提供氮源。 (3)溫度過高、干燥時間過長會導致胡蘿卜素分解；由于萃取劑往往有揮發(fā)性，直接加熱時揮發(fā)出來的有機溶劑遇明火易爆炸；萃取后需將原料中的固體物濾去。,(4)提取出來的胡蘿卜素往往不是純的，用標準樣品主要起一個對照的作用。 答案 (1)稀釋涂布平板法 殺滅接種環(huán)上的微生物 (2)碳源 氮源 (3)干燥時間 水浴加熱 濾去萃取后的固體物 (4)對照,胡蘿卜素粗品鑒定過程中的5個易錯點 (1)層析時沒有選擇干凈的濾紙，導致實驗現象不明顯：為了防止操作時對濾紙的污染，應盡量避免用手直接接觸濾紙，可以戴手套進行操作。 (2)點樣時點樣圓點太大(直徑大于2 mm)，導致最終在濾紙上形成一條線，無法辨認被提取的色素：點樣圓點的直徑應為2 mm。,技法訓練,,,(3)將點好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時不能將濾紙兩邊相互接觸：以避免由于毛細管現象導致溶劑沿濾紙兩邊的移動加快，溶劑前沿不齊，影響結果。 (4)層析液沒及樣品原點，色素溶解于層析液中，造成實驗失?。簩游鲆翰豢蓻]及樣品原點，以免色素溶解于層析液中，使鑒定失敗。 (5)沒設置標準樣品作對照：層析液中是否提取到胡蘿卜素，可通過與標準樣品中的β－胡蘿卜素作對比予以確認。,