一輪復習選修1生物技術實踐模塊ppt課件

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考綱解讀,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(shù) 3. 分解纖維素的微生物的分離 4. 細菌的結構和繁殖 5. 病毒的結構和增殖 6. 微生物需要的營養(yǎng)物質(zhì)及功能 7. 培養(yǎng)基的配制原則 8. 培養(yǎng)基的種類,考點1 微生物的利用,1,一、微生物的實驗室培養(yǎng),（一）培養(yǎng)基,人們按照微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配置出供其生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)稱,培養(yǎng)基,一般的培養(yǎng)基均需要碳源、氮源、無機鹽和水等,培養(yǎng)基的基本成分,液體培養(yǎng)基（一般用錐形瓶盛裝） 固體培養(yǎng)基（一般用試管或培養(yǎng)皿盛裝），在液體培養(yǎng)基的基礎上再添加瓊脂。,培養(yǎng)基的種類,2,2、理解培養(yǎng)基的種類及應用（適當補充）,按物理狀態(tài)不同劃分,按化學組成不同劃分：合成培養(yǎng)基/天然培養(yǎng)基,按用途不同劃分,鑒別培養(yǎng)基,,,選擇培養(yǎng)基,3,加入青霉素的培養(yǎng)基 分離酵母菌、霉菌等真菌 加入高濃度食鹽的培養(yǎng)基 分離金黃色葡萄球菌 只有尿素作為惟一氮源的培養(yǎng)基 分離出分解尿素的細菌 不加氮源的無氮培養(yǎng)基 分離固氮菌 只有纖維素作為惟一碳源的培養(yǎng)基 分離分解纖維素的細菌 加入青霉素等抗生素的培養(yǎng)基 分離導入了目的基因的受體細胞,選擇培養(yǎng)基做一些適當?shù)难a充,4,（二）無菌技術,無菌操作泛指在培養(yǎng)微生物的操作中，所有防止雜菌污染的方法技術。,獲得純凈培養(yǎng)物的關鍵是防止外來雜菌的入侵，無菌技術就是防止雜菌污染的操作技術。,5,消毒,無菌技術的種類,滅菌,使用較為溫和的方法（酒精、紫外線）來殺死部分對人體有害的微生物。,對實驗操作的空間、操作者的衣著和手進行清潔消毒； 將培養(yǎng)皿、接種用具進行滅菌； 接種的過程要在酒精燈附近進行。,使用較為強烈的理化因素殺死物體內(nèi)外的所有微生物（包括芽孢和孢子）。,6,二、實 驗 操 作,（一）制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基,1.牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基配方,2.基本過程：稱量→溶化→滅菌→倒平板,高壓鍋滅菌,冷卻到50OC左右時倒,,,7,基本過程：稱量→溶化→滅菌→倒平板,分離分解尿素的細菌：培養(yǎng)基中加入尿素為唯一氮源,分離分解纖維素的微生物：培養(yǎng)基中加入纖維素為唯一碳源,,8,,9,,,,10,倒平板操作的討論,1.培養(yǎng)基滅菌后要冷卻到50OC時倒平板。用什么辦法來估計培養(yǎng)基的溫度？ 用手觸摸錐形瓶，溫度下降到剛剛不燙手時即可開始倒平板。,2.為什么需要使錐形瓶的瓶口通過火焰？ 通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。,11,3.平板冷凝后，為什么要將平板倒置？ 平板冷凝后，皿蓋上會凝結水珠，凝固后的培養(yǎng)基表面的濕度也比較高，將平板倒置，既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地揮發(fā)，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。,4.在倒平板的過程中，如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用來培養(yǎng)微生物嗎？為什么？ 空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生，因此最好不要用這個平板培養(yǎng)微生物。,12,（二）純化大腸桿菌,微生物接種方法常見的有平板劃線法和稀釋涂布平板法。,1.平板劃線法 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（操作如教材18頁圖示）。 在數(shù)次劃線后可以分離到由一個細胞繁殖而來的肉眼可見的子細胞群體稱菌落。,優(yōu)點：可以觀察菌落特征，對混合菌進行分離 缺點：不能計數(shù) 一般用于分離微生物的純種,13,1、為什么在操作的第一步以及劃線之前都要灼燒接種環(huán)？在劃線操作結束時，仍然需要灼燒接種環(huán)？,操作的第一步灼燒接種環(huán)是為了避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物；每次劃線前灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線結束后，接種環(huán)上殘留的菌種，使下一次劃線時，接種環(huán)上的菌種直接來源于上次劃線的末端，從而通過劃線次數(shù)的增加，使每次劃線時菌種的數(shù)目逐漸減少，以便得到菌落。劃線結束后仍然要灼燒接種環(huán)，能及時殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細菌污染環(huán)境和感染操作者。,平板劃線法的討論,14,2.在灼燒接種環(huán)之后，為什么要等其冷卻后再進行劃線？ 以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。 3.在作第二次以及其后的劃線操作時，為什么總是從上一次劃線的末端開始劃線？ 劃線后，線條末端細菌的數(shù)目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端開始，能使細菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少，最終能得到由單個細菌繁殖而來的菌落。,15,2.稀釋涂布平板法 將菌液進行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面進行培養(yǎng)。 在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物將分散成單個細胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落。 稀釋涂布平板法操作過程分兩個步驟，即系列稀釋操作和涂布平板操作。,優(yōu)點：可以計數(shù)，可以觀察菌落特征。 缺點：吸收量較少，較麻煩，平板不干燥效果不好，容易蔓延。 一般用于平板培養(yǎng)基的回收率計數(shù),16,系列稀釋操作,101,102,103,104,105,106,(1)將分別盛有9mL水的試管滅菌并編號。,(2)用移液管吸取1mL培養(yǎng)的菌液，注入第二支試管中，輕壓橡皮頭，吹吸三次使之充分混勻。,(3)從101倍稀釋的試管中吸取1mL稀釋液，注入第三支試管中，重復步驟2，直至到第六支試管。,17,涂布平板操作,(1)將涂布器浸在盛有70％的酒精的燒杯中。,(2)取少量菌液（不超0.1mL），滴加到培養(yǎng)基表面。,(3)將沾有酒精的涂布器在火焰上引燃，火熄后冷卻8～10s。,(4)用涂布器將菌液均勻地涂布在培養(yǎng)基表面。,18,涂布平板操作討論,涂布平板的所有操作都應在火焰附近進行。結合平板劃線與系列稀釋的無菌操作要求，想一想，第2步應如何進行無菌操作？ 應從操作的各個細節(jié)保證“無菌”。例如，酒精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適、吸管頭不要接觸任何其他物體、吸管要在酒精燈火焰周圍；等等。,將接種后和未接種（作為對照組）的培養(yǎng)基均放到370C的恒溫箱中，培養(yǎng)12～24h后進行觀察并記錄結果。,19,三、結果分析與評價,1.未接種的培養(yǎng)基表面是否有菌落生長？如果有菌落生長，說明了什么？ 未接種的培養(yǎng)基在恒溫箱中保溫1～2 d后無菌落生長，說明培養(yǎng)基的制備是成功的，否則需要重新制備。,2.在接種大腸桿菌的培養(yǎng)基上，能否觀察到獨立的菌落？它們的大小、形狀、顏色相似？ 如果接種成功的話，在培養(yǎng)基的表面可觀察到大小、形狀、顏色相似的菌落。,20,3.培養(yǎng)12h和24h后，觀察到的實驗結果相同嗎？如果不同，請分析產(chǎn)生差異的原因？ 培養(yǎng)12 h與24 h后的大腸桿菌菌落的大小會有明顯不同。隨著時間的延長、菌落的不斷生長，使菌落不斷增大。,4.如果在培養(yǎng)基上觀察到不同形態(tài)的菌落，請分析其可能的原因。 無菌操作未達到要求：可能是培養(yǎng)基滅菌不徹底；可能是接種時發(fā)生了污染；也可能是在培養(yǎng)的過程中受到了污染。,21,四、課題延伸—菌種的保存,1.試管低溫臨時保存 將菌種接種到試管的固體斜面培養(yǎng)基上，培養(yǎng)成菌落后，置于4OC的冰箱中保存（每隔3～6個月要重新接種培養(yǎng)后再保存）。,2.甘油管長期保存 在3mL的甘油瓶中加入1mL的甘油，高壓滅菌。將1mL培養(yǎng)的菌液轉移到甘油瓶中，充分混合后，置于－20OC的冷凍箱中保存。,22,土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù),（一） 篩 選 菌 株,原理 人為提供有利于目的菌株的條件（包括營養(yǎng)、溫度、pH等），同時抑制或阻止其他微生物生長。 在微生物學中，將允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基，稱做選擇培養(yǎng)基。,23,1.在培養(yǎng)基的配方中，為微生物的生長提供碳源和氮源的分別是是什么物質(zhì)？,碳源是葡萄糖，氮源是尿素。,2.分析該配方的培養(yǎng)基對微生物是否具有篩選作用？如果有，又是如何進行篩選的？,能分解尿素的細菌的篩選 閱讀教材22頁第一大段相關內(nèi)容，并思考回答下列問題：,有篩選作用，它的氮源只含有尿素，只有能合成分解尿素的脲酶的細菌才能生長。,24,（二） 統(tǒng)計菌落數(shù)目,原理 運用稀釋涂布平板法來統(tǒng)計樣品中的活菌數(shù)。 統(tǒng)計菌落數(shù)目的理論依據(jù)是：當樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌。因此，恰當?shù)南♂尪仁浅晒Φ亟y(tǒng)計菌落數(shù)目的關鍵。為了保證結果準確，通常將幾個稀釋度下的菌液都涂布在平板上，培養(yǎng)后再選擇菌落數(shù)在30 ～300的平板進行計數(shù)。,25,第一位同學只涂布了一個平板，沒有設置重復組，因此結果不具有說服力。第二位同學設置了重復組，涂布了3個平板，但是，其中1個平板的計數(shù)結果與另 2個相差太遠，說明在操作過程中可能出現(xiàn)了錯誤，因此，不能簡單地將3個平板的計數(shù)值用來求平均值。 在設計實驗時，一定要涂布至少3個平板，作為重 復組，才能增強實驗的說服力與準確性。在分析實驗結果時，一定要考慮所設置的重復組的結果是否基本一致，結果不一致，意味著操作有誤，需要重新實驗。,閱讀教材22頁“（二）統(tǒng)計菌落數(shù)目”一段，并討論教材中提出的問題。,26,（三） 設 置 對 照,A同學的結果與其他同學不同，可能的解釋有兩種。一是由于土樣不同，二是由于培養(yǎng)基污染或培養(yǎng)基混有其它氮源。究竟是哪個原因，可以通過實驗來證明。實驗方案有兩種。一種方案是可以接種其它菌種，看是否有菌落的出現(xiàn)，驗證培養(yǎng)基是否混有其它氮源。另一種方案是將A同學配制的培養(yǎng)基在不加土樣的情況下進行培養(yǎng)，作為空白對照，以證明培養(yǎng)基是否受到污染。 所以，在實驗中一般都應設置對照組，使實驗更有說服力。,閱讀教材22～23頁“（三）設置對照”一段，并討論教材中提出的問題。,27,一、實 驗 設 計,閱讀教材23～25頁“實驗設計”和“操作提示”等兩個內(nèi)容，請根據(jù)教材提供的三個資料、樣品的稀釋和稀釋液的取樣培養(yǎng)流程示意圖及“操作提示”的有關問題，自行設計一個《土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)》這樣的一個實驗。,28,實驗設計,1.實驗名稱,土壤中某樣品細菌的分離與計數(shù),2.實驗目的（略）,3.材料用具（略）,4.操作步驟,從肥沃、濕潤的土壤中取樣。先鏟去（鏟已經(jīng)過消毒處理）表層土3cm左右，再取樣，將樣品裝入事先消毒過的信封中。,（1）土壤取樣,29,準備牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（作為對照組）和選擇培養(yǎng)基。將菌液稀釋相同的倍數(shù)（見教材23頁“樣品稀釋流程示意圖”）。稀釋倍數(shù)為 103 ～107。每個稀釋度均用3個選擇培養(yǎng)基，1個牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，共需要15個選擇培養(yǎng)基，5個牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（都作好標記）。,（2）制備培養(yǎng)基,（3）高溫消毒,將準備好的培養(yǎng)基和8支試管、一支移液管（用紙包好）放到高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)進行滅菌處理。,30,將10 g土樣加入盛有90 mL無菌生理鹽水的錐形瓶中（錐形瓶體積為250 mL），充分搖勻，吸取上清液1mL，轉移至盛有9 mL的生理鹽水的無菌大試管中，依次等比稀釋至107稀釋度，并按照由107～103稀釋度的順序分別吸取0.1mL進行平板涂布操作。按照濃度從低到高的順序涂布平板。,（4）微生物的培養(yǎng)與觀察,將涂布好的培養(yǎng)皿放在30℃溫度下培養(yǎng)。隨著培養(yǎng)時間的延長，會有不同的菌落產(chǎn)生。比較牛肉膏培養(yǎng)基和選擇培養(yǎng)基中菌落的數(shù)量、形態(tài)等，并做好記錄。,31,挑選選擇培養(yǎng)基中不同形態(tài)的菌落接入含酚紅培養(yǎng)基的斜面中，觀察能否產(chǎn)生如課本中圖2-10的顏色反應。,（5）細菌的計數(shù),選取菌落數(shù)在30～300的平板進行計數(shù)。在同一稀釋度下，至少對3個平板進行重復計數(shù)，然后求出平均值，并根據(jù)平板所對應的稀釋度計算出樣品中細菌的數(shù)目。,32,二、結果分析與評價,1.培養(yǎng)物中是否有雜菌污染以及選擇培養(yǎng)基是否篩選出菌落,對照的培養(yǎng)皿在培養(yǎng)過程中沒有菌落生長，說明培養(yǎng)基沒有被雜菌污染。牛肉膏培養(yǎng)基的菌落數(shù)目明顯大于選擇培養(yǎng)基的數(shù)目，說明選擇培養(yǎng)基已篩選出一些菌落。,33,2.樣品的稀釋操作是否成功,如果得到了2個或2個以上菌落數(shù)目在30～300的平板，則說明稀釋操作比較成功，并能夠進行菌落的計數(shù)。,3.重復組的結果是否一致,如果各位同學選取的是同一種土樣，統(tǒng)計的結果應該接近。如果結果相差太遠，則需要從各項操作過程中去分析、尋找可能的原因。,34,三、課 題 延 伸,能分解尿素的細菌的鑒定,鑒定的原理： 細菌合成的脲酶將尿素分解成氨，會使培養(yǎng)基的pH升高。 鑒定方法： 在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，利用此培養(yǎng)基進行細菌培養(yǎng)，觀察培養(yǎng)基的顏色變化。,35,分解纖維素的微生物的分離,（一）纖維素與纖維素酶,纖維素：一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物，廣泛地存在于植物的根、莖、葉等器官中。,纖維素酶：由微生物分泌的一種復合酶，包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，由于它們的協(xié)同作用，最終將纖維素分解成葡萄糖。,纖維素,纖維二糖,葡萄糖,36,①取二支20mL的試管,實驗：纖維素酶分解纖維素的實驗,②各加入一張濾紙條,③各加入10mL0.1mol/L的醋酸－ 醋酸鈉緩沖液,甲 乙,④在甲試管中加入1mL蒸餾水，,乙試管加入1mL纖維素酶,⑤將試管放在140r/min的搖床上振蕩1h,⑥結果：乙試管的濾紙條消失,討論：乙試管的濾紙條為什么會消失？甲試管的作用是什么？,37,剛果紅染色法,剛果紅能與纖維素形成紅色復合物，而不與水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應。,（二）纖維素分解菌的篩選,用加入剛果紅的纖維素培養(yǎng)基去培養(yǎng)微生物時，如果培養(yǎng)基中出現(xiàn)以菌落為中心的透明圈時，可說明該菌落是纖維素分解菌，因為它已將被剛 果紅 染成紅色的纖維素分解了。,38,一、實 驗 設 計,請你根據(jù)實驗流程圖和提供的三個資料以及“操作提示”，在思考有關問題的基礎上，設計出一個詳細的實驗方案。,,,,,39,閱讀與思考,閱讀教材28～29頁“資料一”～“資料三”，并思考相關問題。,問題一：是液體培養(yǎng)基，因為沒有添加瓊脂。,問題二：具有篩選作用，因為培養(yǎng)基中的碳源是纖維素，該培養(yǎng)基只有能分泌纖維素酶的纖維素分解菌才能生長。,問題三：“資料三”中的兩種方法各有哪些優(yōu)點和不足，你打算選哪一種？,40,土壤中纖維素分解菌的分離,1.土樣采集 ：土樣采集的方法與本專題課題 2類似。土樣的采集要選擇富含纖維素的環(huán)境，這是因為在纖維素含量豐富的環(huán)境，通常會聚集較多的分解纖維素的微生物。如果找不到合適的環(huán)境，可以將濾紙埋在土壤中，過一個月左右也會有能分解纖維素的微生物生長。,二、實 驗 案 例,41,2.選擇培養(yǎng) ：選擇培養(yǎng)需要的儀器有：250 mL錐形瓶、無菌稱量瓶、藥匙、1 mL和10 mL的移液管、天平、搖床、溫度計等。 在250 mL錐形瓶中裝入30 mL選擇培養(yǎng)基，用8層紗布做成瓶塞，將瓶口塞緊，再在瓶塞外包裹兩層包裝紙，用線繩扎緊，在121 ℃下高壓蒸汽滅菌20 min。 選擇培養(yǎng)的操作：稱取土樣20 g，在無菌條件下加入裝有30 mL培養(yǎng)基的搖瓶中。將搖瓶置于搖床上，在30 ℃下振蕩培養(yǎng)1～2 d，至培養(yǎng)基變混濁，重復上述方法再培養(yǎng)一次，然后再進行梯度稀釋和涂布平板。,高考總復習·生物,42,3.剛果紅染色法分離：纖維素分解菌這一步所需要的儀器有：無菌培養(yǎng)皿、涂布器、1 mL移液管，裝有9mL無菌水的20 mL大試管，溫箱等。 培養(yǎng)基的制備參照課本旁欄中的比例配制。在500 mL三角瓶中裝入200 mL培養(yǎng)基，在121 ℃下高壓蒸汽滅菌20 min。 倒平板操作：將滅菌后的固體培養(yǎng)基熔化，按無菌操作的要求，在無菌的培養(yǎng)皿中倒入15～20 mL培養(yǎng)基，凝固后待用。,43,涂布平板：將稀釋度為104～106的菌懸液各取0.1 mL，滴加在平板培養(yǎng)基上，用涂布器將菌液涂布均勻，在30℃倒置培養(yǎng)，至菌落長出。每個稀釋度下需涂布3個平板，并注意設置對照。剛果紅染色的具體操作步驟參照課本［資料三］。,制備菌懸液：按照本專題課題1的稀釋操作方法，將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進行等比稀釋，稀釋最大倍數(shù)至106。,44,三、結果分析與評價,1.培養(yǎng)基的制作是否合格以及選擇培養(yǎng)基是否篩選出菌落 對照的培養(yǎng)基在培養(yǎng)過程中沒有菌落生長則說明培養(yǎng)基制作合格。如果觀察到產(chǎn)生透明圈的菌落，則說明可能獲得了分解纖維素的微生物。 2.分離的結果是否一致 由于在土壤中細菌的數(shù)量遠遠高于真菌和放線菌的數(shù)量，因此最容易分離得到的是細菌。但由于所取土樣的環(huán)境不同，不同同學也可能得到真菌和放線菌等不同的分離結果。,45,1、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(shù) 3、分解纖維素的微生物的分離,46,47,DNA重組技術,下列不屬于微生物的是 ( ) A．藍藻和蘑菇 B．葫蘆蘚和鐵線蕨 C．噬菌體和黃曲霉 D．放線菌和變形蟲 【解析】病毒、原核生物(例如細菌、放線菌、支原體、藍藻)、真核類的藻類和真菌及原生動物都是微生物。而一般多細胞的植物與動物不屬于微生物，如葫蘆蘚是苔蘚植物，鐵線蕨是蕨類植物，都屬于多細胞高等植物。 【答案】B,48,微生物營養(yǎng)物質(zhì),有關微生物營養(yǎng)物質(zhì)的敘述中，正確的是（ ） A．是碳源的物質(zhì)不可能同時是氮源 B．凡碳源都提供能量 C．除水以外的無機物只提供無機鹽 D．無機氮源也能提供能量 【解析】不同的微生物，所需營養(yǎng)物質(zhì)有較大差別，要針對微生物的具體情況具體分析。對于A、B選項，它的表述是不完整的。有的碳源只能是碳源，如CO2；有的碳源可同時是氮源，如NH4HCO3；有的碳源同時是能源，如葡萄糖；有的碳源同時是氮源，還是能源，如蛋白胨。對于C選項，除水以外的無機物種類繁多，功能也多樣。如CO2可作自養(yǎng)型微生物的碳源；NaHCO3可作自養(yǎng)型微生物的碳源和無機鹽；而NaCl則只能提供無機鹽。對于D選項，無機氮源提供能量的情況還是存在的，如NH3可為硝化細菌提供能量和氮源。 【答案】D,49,微生物與病毒的關系,關于病毒增殖的敘述中，正確的是（ ） A．病毒侵入宿主細胞后，合成一種蛋白質(zhì) B．病毒的繁殖只在宿主的活細胞中進行 C．病毒的繁殖以核衣殼為單位 D．在普通的培養(yǎng)基上能培養(yǎng)病毒 【解析】解答此題需從以下幾方面入手分析：首先，病毒是營寄生方式生活，必須生活在活的細胞內(nèi)，不能獨立生活，所以在普通的培養(yǎng)基上不能生活。第二，繁殖時，病毒的核酸進入宿主細胞，利用宿生的成分合成子代個體，除了核衣殼，還應包括該病毒的其他結構。合成的蛋白質(zhì)不只是一種，應該是多種，包括多種結構蛋白質(zhì)及物質(zhì)合成時所需的多種酶。 【答案】B,50,培養(yǎng)基的種類,要從多種細菌中分離某種細菌，培養(yǎng)基要用（ ） A．加入青霉素的培養(yǎng)基 B．加入高濃度食鹽的培養(yǎng)基 C．固體培養(yǎng)基 D．液體培養(yǎng)基 【解析】微生物的分離需使用固體培養(yǎng)基，由于某種細菌的種類不明，所以難以使用選擇培養(yǎng)基，如加入青霉素的培養(yǎng)基可以分離到酵母菌和霉菌，加入高濃度食鹽的培養(yǎng)基可以分離到金黃色葡萄球菌。 【答案】C,51,微生物的計數(shù),產(chǎn)生標準菌落的細菌的最初數(shù)目和培養(yǎng)基分別是（ ） A．一個細菌，液體培養(yǎng)基 B．許多細菌，液體培養(yǎng)基 C．一個細菌，固體培養(yǎng)基 D．許多細菌，固體培養(yǎng)基 【解析】菌落是一個或幾個細菌的子細胞群體，在固體培養(yǎng)基上，有一定的形態(tài)結構，肉眼可見，菌落可作為菌種鑒別的重要依據(jù)，而多種細菌形成的菌落，就不可能有比較標準的形態(tài)。 【答案】C,52,考點2 植物組織培養(yǎng)與酶的研究,53,54,考綱解讀,1.植物組織培養(yǎng)技術 2.菊花的組織培養(yǎng) 3.月季的花藥培養(yǎng) 4.酶活力測定的一般原理和方法 5.酶在食品制造和洗滌等方面的應用 6.制備和應用固定化酶，理解固定化酶和固定化 細胞的原理和方法 7.測定酶活力的簡單方法 8.能夠研究酶活性的因素 9.酶在生產(chǎn)生活中的應用,55,考向指南,本講內(nèi)容主要考查植物組織培養(yǎng)技術和生產(chǎn)過程中應用果膠酶的原理，注重事項及最適用量的探究；固定化酶、固定化細胞的制備及在生產(chǎn)中的應用。（1）植物組織培養(yǎng)的原理是細胞的全能性；（2）酶已廣泛應用于食品、環(huán)保和化工等各個行業(yè)，取得了良好的經(jīng)濟效益。在必修課的基礎上，通過實驗研究影響酶活性的因素以及酶在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)上的應用。考查有關酶的特性、酶的作用的條件等。如2008年廣東卷、天津卷、江蘇卷、海南卷都有相關的考題出現(xiàn)。,56,57,基礎知識,（一）植物組織培養(yǎng)的基本過程,植物的組織培養(yǎng)技術,58,不同的植物組織 同一植物的不同材料 營養(yǎng)、環(huán)境條件 植物激素,（二）影響植物組織培養(yǎng)的因素,59,制備MS固體培養(yǎng)基 1、配制母液 2、配制培養(yǎng)基 3、滅菌 外植體消毒 接種 培養(yǎng) 移栽 栽培,實驗操作,60,結果分析與評價,（一）對接種操作中污染情況的分析 （二）是否完成了對植物組織的脫分化和再 分化 （三）是否進行了統(tǒng)計、對照與記錄 （四）生根苗的移栽是否合格,61,基礎知識,（一）被子植物的花粉發(fā)育 1、被子植物的花的結構是怎樣的？ 2、觀察下圖，和減數(shù)分裂比較，你能指出對應的時期嗎？又有何特點？,月季的花藥培養(yǎng),62,（二）產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑 有哪兩種途徑？原因是什么？,花藥中的花粉,花藥中的花粉,胚狀體,愈傷組織,叢芽,叢芽,生根,移栽,花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑,63,（三）影響花藥培養(yǎng)的因素 1、材料的選擇 不同植物 同一植物的不同生理狀況（花期早期－初花期） 合適的花粉發(fā)育期（單核居中期與靠邊期之間） 此外，植株生長條件、材料低溫預處理、接種密度等 2、培養(yǎng)基的組成,64,為什么花瓣松動會給材料的消毒帶來困難？ 答：花瓣松動后，微生物就可能侵入到花藥，給材料的消毒帶來困難。,65,實驗操作,（一）材料的選取 染色鏡檢 （二）材料的消毒 酒精、氯化汞、次氯酸鈣 （三）接種和培養(yǎng) 結果分析與評價,66,細胞壁的結構及作用：,1、作用是什么？ 2、特點？ 3、結構組成？,保護植物細胞；支撐植物細胞。,彈性??；全透性。,纖維素、果膠。,果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用,67,植物細胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。,1、果膠,68,,在果汁加工中，果膠不僅會影響出汁率，還會使果汁渾濁。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物細胞的細胞壁及胞間層，使榨取果汁更容易，而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得渾濁的果汁變得澄清。,果膠酶,果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠脂酶等。,69,指酶催化一定化學反應的能力。酶反應速度用單位時間內(nèi)單位體積中反應物的減少量或生成物的增加量來表示。,(1)酶的活性,2、酶的活性與影響酶活性的因素,３.果膠酶的用量,(2)影響酶活性的因素,a.溫度,b.pH,c.酶的抑制劑,70,1、探究溫度和pH對酶活性的影響,（1）設計實驗方案 A、確定溫度/PH梯度（5C0/ 10C0）/PH5、6、7、8 → 探究控制溫度/PH的方法和措施。 你的實驗變量是什么？如何設定？ B、確定水果的種類→確定制備果汁的方法 →確定實驗用的水果用量→ 確定果膠酶的用量→控制測定果膠酶活性的方法。,4、實驗設計,71,（2）實驗操作步驟： ①制備水果泥；②配制果膠酶；③水果泥與果膠酶分別水浴保溫；④將水果泥和果膠酶混合保溫；⑤過濾出果汁；⑥記錄果汁量；⑦改變不同的溫度/PH后重復以上實驗,（3）設計記錄數(shù)據(jù)的表格 （4）得出結論與分析： 畫曲線圖；最適溫度/PH是……,72,在實際的操作過程中，還需要注意下列事項：,1．與其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的適宜溫度范圍也比較寬泛，因此，可以選用10 ℃作為溫度梯度，設置的具體溫度為10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃等，也可以嘗試以5 ℃作為溫度梯度。 2．蘋果、橙子和葡萄等水果都可以作為反應物，水果不用去皮。如用蘋果為原材料，一般可按每個中等大小的蘋果加水100～200 mL的比例進行攪拌，獲得稀的蘋果泥。,73,3．果泥的用量可以采用5 mL左右，果膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為2%的果膠酶溶液2 mL。 4．水浴時間可以為20～30 min。 5．過濾果汁時，漏斗中應放置濾紙。 6．探究pH對果膠酶活性的影響，只須將溫度梯度改成pH梯度，并選定一個適宜的溫度進行水浴加熱。反應液中的pH可以通過體積分數(shù)為0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶液進行調(diào)節(jié)。,74,２、探究果膠酶的用量,探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對果膠酶活性影響的基礎之上的。此時，研究的變量是 ，其他因素都應 。,果膠酶的用量,保持不變,方案：可以配制不同濃度的果膠酶溶液，也可以只配制一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積即可。需要注意的是，反應液的pH必須相同，否則將影響實驗結果的準確性。,75,１．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出的溫度和pH對果膠酶活性影響的曲線圖； ２．不同果膠酶用量對出汁量影響的曲線圖（在濃度和體積相同的條件下）； ３．果膠酶最適溫度、pH以及果膠酶的最適用量。,5、結果分析與評價,76,（一）普通洗衣粉,一、基礎知識,表面活性劑，水軟化劑，堿劑，漂白劑等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑，香精和色素，以及填充劑等。,1、洗衣粉主要成分：,探討加酶洗衣粉的洗滌效果,77,作用：洗衣粉的主要成分，優(yōu)先吸附在各種界面上，降低水的表面張力，改變體系界面的狀態(tài)，去除衣物的污漬。,①表面活性劑,種類：陰離子、陽離子、非離子和兩性離子等四大類，但用于洗滌的表面活性劑則以陰離子和非離子為主。,一般表面活性劑中含有疏水基團和親水基團，在洗滌過程中其乳化作用和通透作用，是衣服中的脂肪類物質(zhì)進入水中。,78,應用：表面活性劑有最普通、最傳統(tǒng)的陰離子表面活性劑就是人類使用了幾百年的肥皂（高級脂肪酸鈉）。合成洗滌工業(yè)問世之后，使用最普遍的是十二烷基苯磺酸鈉，非離子表面活性劑應用最廣泛的是聚氧乙烯醚類。,②水軟化劑,作用：防止水中的鈣、鎂離子造成的陰離子表面活性劑失活，提高表面活性劑利用率。,種類：三聚磷酸鈉是最為常用的一種水軟化劑，它具有軟化水質(zhì)、分散污垢、緩沖堿劑及抗結塊性能等特點。,應用：三聚磷酸鈉廣泛應用于各種洗衣粉中，無磷洗衣粉中不含有三聚磷酸鈉。,79,可延緩衣物的泛黃程度，但對衣物有一定的損傷。,③堿劑,作用：在適當?shù)膲A度下，纖維和污垢可被最大限度地離子化，更易于污垢的水解和分散。,應用：一般洗衣粉配方中都含有純堿和硅酸鈉，其中硅酸鈉還具有使污垢顆粒懸浮、防止再沉積的作用。,④漂白劑,80,⑤增白劑,⑥香精和色素,絲、棉、毛類等天然纖維的淺色衣物容易變黃，加入增白劑后，它能夠留存在衣物上，吸收陽光中的紫外線，反射出與黃光互補的藍色光線，從而掩蓋了衣物上的黃色。,改善洗衣粉的氣味和外觀，給人清新愉悅的感受，并掩蓋某些化學成分的異味。,81,2、種類,①洗衣粉含磷量,無磷洗衣粉、含磷洗衣粉,含磷洗衣粉：以磷酸鹽為主要助洗劑的一類產(chǎn)品。,助洗劑：結合鈣鎂離子，阻止污垢再沉積，有助于提高表面活性劑的去污能力。,磷：一種營養(yǎng)元素，易造成水體富營養(yǎng)化，從而破壞水質(zhì)，污染環(huán)境。,無磷洗衣粉：不用磷酸鹽作助洗劑的一類產(chǎn)品，無水質(zhì)富營養(yǎng)化這一特點，有利于水體環(huán)境保護。,82,②洗滌效果,普通洗衣粉、濃縮洗衣粉,③普通、濃縮洗衣粉的特點,普通洗衣粉：顆粒大而疏松，溶解性好，泡沫較為豐富，但去污力相對較弱，不易漂洗，一般適用于手洗。,濃縮洗衣粉：顆粒小，密度大，泡沫較少，但去污力至少是普通洗衣粉的兩倍，易于清洗，節(jié)約水，一般適用于機洗。,83,1、定義：,（二）加酶洗衣粉,含有酶制劑的洗衣粉。,2、成分：,除含有普通洗衣粉的成分外，還含有多種酶制劑：蛋白酶，脂肪酶，淀粉酶，纖維素酶，復合酶。,84,①蛋白酶,應用：有助于取出例如汗?jié)n，血漬，青草，粘液，糞便以及各種食品類的蛋白質(zhì)污垢。,作用：堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解成可溶于水的多肽和氨基酸。,種類：我國在洗衣粉中添加的酶最主要的是堿性蛋白酶。,產(chǎn)生：主要產(chǎn)生菌是某些芽孢桿菌。,85,②脂肪酶,應用：可以催化水解各類動植物油脂和人體皮脂腺分泌物及化妝品污垢。,種類：堿性脂肪酶。,作用：堿性脂肪酶能使甘油三脂水解成容易用水沖洗掉的甘油二脂、甘油單脂和游離脂肪酸。從而達到清除衣物上脂質(zhì)污垢的作用。,產(chǎn)生：產(chǎn)生菌是某些青霉。,方程式：,86,③淀粉酶,應用：可以去除例如來自面條、巧克力、肉汁和嬰兒食品中含有淀粉的污垢。,作用：水解直鏈淀粉中的1，4－a－糖苷鍵，使糊化淀粉迅速分解為可溶解的糊精和低聚糖。,方程式：,87,④纖維素酶,應用：去除棉紡織品表面的浮毛，使洗滌后的棉紡織品柔軟蓬松，織紋清晰，色澤更加鮮艷，穿著更加舒適。,作用：堿性纖維素酶本身不能去除衣物上的污垢，它的作用是使纖維的結構變得蓬松，從而使?jié)B入到纖維深層的塵土和污垢能夠與洗衣粉充分接觸，從而達到更好的去污效果。,種類：堿性纖維素酶。,方程式：,88,⑤復合酶,實際污垢組成復雜，往往蛋白污垢被脂肪污垢或淀粉污垢覆蓋，單一酶的作用一般達不到徹底清除污垢的作用。而復合酶可以發(fā)揮其獨特的“協(xié)同效應”。,試驗測定，單獨使用蛋白酶或淀粉酶，得到的洗滌效果遠不如把每種酶用量減半后放在一起使用的效果。即給定酶的用量，復合酶的效果遠遠超過單一酶的效果。原因是淀粉酶分解了污漬表面的淀粉污垢，使蛋白酶能以更有效的方式向蛋白質(zhì)污垢進攻。,高考總復習·生物,89,（三）普通洗衣粉和加酶洗衣粉異同,相同點：,不同點：,表面活性劑可以產(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子分散開；水軟化劑可以分散污垢；等等。,酶可以將大分子有機物分解為小分子有機物，小分子有機物易于溶于水，從而與纖維分開。,（四）影響酶活性的因素 溫度、pH等,90,成分：略 用法：洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內(nèi)數(shù)小時，用溫水浸泡效果更佳,切勿用60℃以上的水。 注意：切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料，用后須徹底清洗雙手。,(五）資料分析,一般洗衣粉不易清除衣物的血漬和奶漬，但加酶洗衣粉則可以。 一生物活性洗衣粉包裝盒上印有以下材料：,91,二、實驗設計,（一）子課題一：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果,1、實驗原理,生活中的各種污漬主要是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、淀粉等多種不溶于水的有機物，這些有機物能在相應的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的作用下水解成易溶于水的小分子有機物。,2、遵循原則,實驗變量為洗滌劑，設計時應遵循單一變量原則、對照性原則有效的控制其他變量，如水的用量、污染物的量，所用實驗用布的質(zhì)地大小、兩種洗衣粉的用量，攪拌及洗滌時間。,92,3、實驗操作流程,（1）實驗準備,帶有污染物的實驗用布的制取：取一定量的污染物制成溶液，取等量的污染物滴加在相同大小、質(zhì)地的新布上。,稱取等量的洗衣粉：用天平準確稱取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉。,（2）實驗過程,①取兩只大燒杯并編號，用量筒分別量500ml蒸餾水放入其中。放入400C的水浴鍋保溫。,93,②將制好的污染布和洗衣粉（一組為污染布和普通洗衣粉，另一組為污染布和加酶洗衣粉）分別放入兩只燒杯中。,③用玻璃棒同時充分攪拌一段時間。一段時間后攪拌可重復進行。,④過相同的時間后觀察洗滌效果。,（3）實驗結論 加酶洗衣粉的效果好,94,1、分析資料二,溫度梯度設置并不恰當和完善，主要是梯度差值偏大。在達到最適溫度之前提高溫度，可以增加酶促反應的速度，每提高反應溫度10度，所增加的反應速度稱為反應的溫度系數(shù)，對于許多酶來說，這個系數(shù)為1－2，也就是每增高10度，酶反應速度增加1－2倍，假定用上述梯度測得40度時洗滌效果最好，但并不能說最適溫度就是40度。,①結論,（二）子課題二：探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度,95,②改進,制取同樣的污染布，稱取等量的同一種洗衣粉，分幾個溫度不同的試驗組，溫度梯度可設為20、25、30、35、40、45、50、55度，若測出在40度時洗滌效果最好，可設置更細的試驗組如35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45度，直至測出具體的最適溫度,96,①實驗原理,酶的活性受溫度的影響，最適溫度時酶的活性最大，去污力最強，高于或低于此溫度酶的活性降低，去污力下降。,②洗滌效果的判斷,可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等，最好能進行定量的比較。,2、實驗設計,97,③材料器具 加酶洗衣粉、雞血、新白棉布、蒸餾水、燒杯、滴管、溫度計、恒溫水浴鍋、玻璃棒、量筒、直尺、天平等,⑤實驗步驟,④實驗準備 （1）制取帶有污物的實驗用布將等量的雞血滴到7塊大小相同的、質(zhì)地相同的新布上。,（2）稱取1g加酶洗衣粉：用天平準確的稱取等量的同種加酶洗衣粉。,98,a.配制系列溫度梯度水溶液 取大燒杯7只，用量筒量取500ml的蒸餾水放入其中。然后將7只燒杯分別放入250C、300C、350C、400C、450C、500C、550C的恒溫水箱加熱。,b.將制好的污染布和稱好的洗衣粉分別放入7只燒杯中。,c.用玻璃棒同時充分攪拌一段時間。一段時間后攪拌可重復進行，持續(xù)保持各自的溫度。 d.過相同的時間后觀察洗滌效果.,99,實驗中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥后再進行實驗；布料應放在洗衣粉溶液中浸泡相同的時間；采用玻璃棒或筷子攪拌的方式模擬洗衣過程；模擬攪拌的時間、次數(shù)和力量應基本相同,實驗遵循的原則： 單因子變量的原則和對照原則,100,（三）子課題三：不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果,1、實驗原理,不同種類的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有專一性，所以對不同污漬洗滌效果不同。,2、實驗步驟,①取30塊大小相同的白棉布，分成6組，每組5塊，依次編號1a、1b、1c、1d、1e、2a、2b…6a、6b、6c、6d、6e。,（a為蛋白酶處理組，b為脂肪酶處理組，c為淀粉處理組，d為復合酶處理組，e為普通洗衣粉組),101,②制取帶有污染物的實驗用布,給第一組白布滴加雞血，待血漬擴散停止后，記錄血漬面積。,按同樣的方法給第2－6組分別滴加牛奶、菜油、番茄汁、墨水、顏料，并記錄污漬面積、,③將上述白棉布分別放入30個已編號的燒杯中，各注入500ml蒸餾水，用玻璃棒攪拌使白棉布濕透,102,④溫度控制,燒杯均放入溫度為45度的水浴鍋,⑤洗衣粉洗滌,給1a－6a號燒杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉，給1b－6b號燒杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉， 給1c－6c號燒杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉， 給1d－6d號燒杯中加入等量的復合酶洗衣粉， 給1e－6e號燒杯中加入等量的普通酶洗衣粉， 各燒杯均攪拌洗滌10分鐘后，用清水漂洗3次，晾干,103,（6）記錄結果：將實驗結果記入下表。,3、實驗結論,104,三、課題延伸 1.“衣領凈”含高效表面活性劑、還原增白劑、液體蛋白酶制劑等成分，可洗去領口、袖口的頑漬及其它頑漬，而一般洗衣粉效果較差。 2.廚房的洗滌劑有兩大類 （1）用于清洗食具的洗滌劑（如洗潔凈），其重要的化學成分是化學合成的烷基類活性劑，對皮膚有刺激性，殘留的烷基苯磺酸鹽對人體有一定的危害。 （2）用于清洗灶具、排氣扇油垢的清洗劑。它滲透能力、脫脂能力強，堿性也強，對皮膚有損傷。要求高的專業(yè)洗滌加入少量的脂肪酶。,105,（3）馬桶污垢分三類 酸性產(chǎn)品、中性產(chǎn)品和堿性產(chǎn)品。 目前市場上以酸性為主，清洗效果最佳。潔廁靈是人們常用的一種潔廁劑，其主要成分是：各種有機酸、緩蝕劑、增稠劑、表面活性劑、香精等。,106,,酵母細胞的固定化,107,3、固定化酶和固定化細胞技術有哪些？各有什么優(yōu)缺點？固定化細胞常用的載體有哪些？,有包埋法、化學結合法和物理吸附法。 固定化酶分子小更適合采用化學結合法和物理吸附法，用包埋法卻容易從包埋材料中漏出。固定化細胞因細胞大不易被吸附或結合適宜采用包埋法。 常用載體：明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。,4、固定化酶和固定化細胞的原理是什么？,就是將酶固定在不溶于水的載體上，或者將微生物細胞均勻地包埋于不溶于水的多孔性載體上，使酶既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時，固定在載體上的酶還可以被反復利用的技術。,108,5、制備固定化酵母細胞的步驟及注意事項有哪些？,詳見P50-51,6、教材相關問題及練習的解決。,109,1、菊花的組織培養(yǎng) 2、月季的花藥培養(yǎng) 3、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應用 4、探討加酶洗衣粉的洗劑效果 5、酵母細胞的固定化,110,111,菊花的組織培養(yǎng),閱讀材料，回答下列問題。植物組織培養(yǎng)技術應用范圍很廣?？茖W家通過植物組織培養(yǎng)方法，誘導離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結構（胚狀體），然后將胚狀體包埋在一個能提供營養(yǎng)的膠質(zhì)中，便成了所謂的“人工種子”。我國科學家利用組織培養(yǎng)技術已成功地在煙草、水稻、小麥和玉米等植物上誘導出胚狀體，世界各國正著手于將人工種子推向商品化。 （1）通過試管培養(yǎng)植物組織獲得胚狀體要經(jīng)過哪些過程？ （2）用于植物組織組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中除植物激素、蔗糖、維生素等有機物外，還應有 ，且操作過程應在 條件下進行。 【答案】（1）脫分化，再分化 （2）無機鹽 無菌,112,月季的花藥培養(yǎng),下列不屬于花藥培養(yǎng)在育種上的意義的是 ( ) A．可以獲得純合子后代 B．可以明顯縮短育種年限 C．可以獲得提高產(chǎn)量的單倍體新品種 D．證明生殖細胞和體細胞一樣具有全能性 【解析】花藥培養(yǎng)成單倍體植株是借助了生殖細胞和體細胞一樣具有全能性的原理。通過花藥培養(yǎng)成的單倍體植株一般是不可育的，而且植株個體弱小，高度不育。然而借助其他手段如用秋水仙素誘導染色體數(shù)目加倍，便可獲得不再發(fā)生性狀分離的純合子。這種育種方法不僅可縮短育種周期，而且為新品種的培育開辟了新途徑。 【答案】C,113,果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用,下圖縱軸為酶反應速度，橫軸為底物濃度，其中能正確表示酶量增加1倍時，底物濃度和反應速度關系的是（ ） 【解析】在酶促反應中，如果底物濃度足夠大，足以使酶飽和，則反應速度與酶濃度成正比?？捎擅资戏匠掏瞥觯篤=(K3[S]/Km+[S])×[E]，當[S]維持不變時，V與[E]成正比。由以上敘述可知B選項正確 【答案】B,114,加酶洗衣粉的洗滌效果,下列不屬于酶制劑的是（ ） A．蛋白酶 B．脂肪酶 C．淀粉酶 D．麥芽糖酶 【解析】目前常用的酶制劑有四大類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。其中，應用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污跡從衣物上脫落。脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質(zhì)，使洗衣粉具有更強的去污能力。 【答案】D,115,考點3 傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用,116,117,考綱解讀,1.應用發(fā)酵工程的生產(chǎn)實例 2.發(fā)酵工程的概念和內(nèi)容 3.發(fā)酵食品加工的基本方法 4.發(fā)酵工程的應用 5.測定食品加工中可能產(chǎn)生的有害物質(zhì),118,考向指南,本講內(nèi)容圍繞傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作展開，利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)特定產(chǎn)物的過程分析及對食品質(zhì)量進行安全評估。主要是通過學習果酒、果醋、腐乳及泡菜的制作技術，培養(yǎng)學生設計實驗、動手操作等科學探究的能力。本講與微生物聯(lián)系密切，要求有豐富的微生物知識和較強的動手能力，在近幾年的高考中有逐年增加的趨勢，發(fā)酵原理、相關的反應式、發(fā)酵條件的控制及相應微生物的代謝特點都是考查的重點，如2008年天津卷、江蘇卷、廣東卷都有相關的考題。,119,120,果酒和果醋的制作,（一）果酒制作的原理,知識要點,1.酵母菌的兼性厭氧生活方式,2.發(fā)酵需要的適宜條件,3.傳統(tǒng)發(fā)酵技術所使用的酵母菌的來源,酵母菌的代謝類型,酵母菌是種兼性厭氧型微生物，在有氧時進行有氧呼吸，快速繁殖。,121,C6H12O6 + 6O2,,6CO2 + 6H2O,無氧條件下，酵母菌進行酒精發(fā)酵。,C6H12O6,,2C2H5OH + 2CO2,酵母菌在20OC、缺氧、呈酸性的條件下能大量繁殖（絕大多數(shù)其他微生物在該環(huán)境條件下則會受到抑制）,酵母菌發(fā)酵的條件,傳統(tǒng)的發(fā)酵方法,酵母菌的來源,閱讀教材第3頁,122,（二）果醋制作的原理,,知識要點,1.酒變醋的原理,2.控制發(fā)酵條件的作用,問題思考（為什么米酒有時會變酸）,酒變醋的原理,在醋酸菌的作用下，酒首先被氧化成乙醛，進而被氧化成乙酸。,CH3COOH ＋ H2O,C2H5OH + O2,,醋酸菌是種好氧細菌，對氧氣的含量特別的敏感。醋酸菌的最適生長溫度為30～35OC。,醋酸菌的代謝類型及生活條件,123,一、實驗設計,請你根據(jù)下圖（實驗流程示意圖）和提供的資料（閱讀教材3～4中的“發(fā)酵裝置的設計”），思考有關問題，然后進行實驗設計，并寫出詳細的實驗方案。,挑選葡萄,,沖洗,,榨汁,,酒精發(fā)酵,,果酒,,醋酸發(fā)酵,,果醋,124,充氣口是在醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進行充氣用的；排氣口是在酒精發(fā)酵時用來排出CO2的；出料口是用來取樣的。排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中微生物的污染，其作用類似巴斯德的鵝頸瓶。使用該裝置制酒時，應該關閉充氣口；制醋時，應將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。,對實驗裝置的評價,A裝置較簡單，取材方便，但操作不方便；B裝置設計合理，操作方便可靠。,實驗裝置B的分析,125,在進行實驗設計時，請認真閱讀教材第4頁中的“操作提示”。在設計方案中一定體現(xiàn)出“操作提示”中的有關事項及“旁欄思考”中的有關問題。,應該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會。,你認為應該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？,你認為應該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？,需要從發(fā)酵制作的過程進行全面的考慮。例如，榨汁機、發(fā)酵裝置要清洗干凈；每次排氣時只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。,126,制葡萄酒和葡萄醋時，為什么要將溫度分別控制在18~25 ℃和30～35 ℃？,20℃左右最適合酵母菌繁殖，因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內(nèi)。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長溫度為30～35℃，因此要將溫度控制在30～35 ℃。,制葡萄醋時，為什么要適時通過充氣口充氣？,醋酸菌是好氧菌，在將酒精變?yōu)榇姿釙r需要氧的參與，因此要適時向發(fā)酵液中充氣。,127,實 驗 案 例,制作葡萄酒和葡萄醋,1.對發(fā)酵瓶、紗布、榨汁機、盛葡萄汁的器皿等實驗用具進行清洗并消毒。先用溫水反復沖洗幾次,再用體積分數(shù)為75%的酒精擦拭消毒，晾干待用。,2.取葡萄500g，用清水沖洗葡萄1～2遍，除去污物并去除枝梗和腐爛的子粒。,128,3.用榨汁機榨取葡萄汁后，將其裝入發(fā)酵瓶中（裝置參見教材圖1-4b），或?qū)⑵咸汛虺蓾{后，用潔凈的紗布過濾至發(fā)酵瓶中，蓋好瓶蓋。如果沒有合適的發(fā)酵裝置，可以用500 mL的塑料瓶替代，但注入的果汁量不要超過塑料瓶總體積的2/3。,4. 將發(fā)酵瓶置于適宜的溫度下發(fā)酵。,5.由于發(fā)酵旺盛期CO2的產(chǎn)量非常大，因此需要及時排氣，防止發(fā)酵瓶爆裂。如果使用簡易的發(fā)酵裝置，如瓶子（最好選用塑料瓶），每天要擰松瓶蓋2～4次，進行排氣。,129,,6-8d以后，可以開始進行取樣檢驗工作。例如，可以檢驗酒味、酒精的含量、進行酵母菌的鏡檢等工作。,7.當果酒制成以后，可以在發(fā)酵液中加入醋酸菌或醋曲，然后將裝置轉移至30～35 ℃的條件下發(fā)酵，適時向發(fā)酵液中充氣。如果找不到醋酸菌菌種或醋曲，可嘗試自然接種，但效果不是很好。如果沒有充氣裝置，可以將瓶蓋打開，在瓶口蓋上紗布，以減少空氣中塵土等的污染。,130,二、結果分析與評價,發(fā)酵后取樣，通過嗅味和品嘗進行初步鑒定。此外，還可用顯微鏡觀察酵母菌，并用重鉻酸鉀檢驗酒精的存在。如果實驗結果不理想，請學生分析失敗原因，然后重新制作。,首先通過觀察菌膜的形成、嗅味和品嘗進行初步鑒定，再通過檢測和比較醋酸發(fā)酵前后的pH作進一步的鑒定。此外，還可以通過在顯微鏡下觀察發(fā)酵液中是否有醋酸菌，并統(tǒng)計其數(shù)量作進一步鑒定。,（一）果酒的制作是否成功,（二）果醋的制作是否成功,131,三、課題延伸,用重鉻酸鉀檢測酒精的產(chǎn)生,原理：在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應呈現(xiàn)灰綠色。,操作：,試管,,發(fā)酵液（2mL）,,3滴H2SO4（3mol/L）,,3滴重鉻酸鉀（飽和溶液）,振蕩,,振蕩,觀察,為了更有說服力，檢測時可進行對照實驗,（用未經(jīng)發(fā)酵的葡萄汁取代發(fā)酵液作為對照組）,132,四、相關連接,1.為了獲得搞品質(zhì)的果酒，更好地抑制其他微生物的生長，可用人工培養(yǎng)的酵母菌。,2.制作果醋時，可直接在果酒中加入醋酸菌。,（具體內(nèi)容請閱讀教材第5頁“相關連接”）,133,腐乳的制作,腐乳制作的原理,閱讀教材第6頁，回答下列問題：,1.豆腐長白毛是怎么一回事？,豆腐上生長的白毛是毛霉的白色菌絲。嚴格地說是直立菌絲，此外在豆腐中還有匍匐菌絲。,2.材料中的王致和為什么要用鹽將長毛的豆腐腌起來？,鹽能防止雜菌污染，避免豆腐腐敗。,134,3.我們平常吃的豆腐，哪種適合用來做腐乳？,含水量為70%左右的豆腐適于作腐乳。用含水量過高的豆腐制腐乳，不易成形。,4.吃腐乳時，你會發(fā)現(xiàn)腐乳外部有一層致密的“皮”。這層“皮”是怎樣形成的呢？它對人體有害嗎？它的作用是什么？,“皮”是前期發(fā)酵時在豆腐表面上生長的菌絲（匍匐菌絲），它能形成腐乳的“體”，使腐乳成形。“皮”對人體無害。,135,腐乳的制作過程中有多種微生物參與了發(fā)酵（如青霉、曲霉、毛霉、酵母等），其中起主要作用的是毛霉。 他們能將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成多肽和氨基酸，將脂肪分解成甘油和脂肪酸。,136,一、實驗設計,請你根據(jù)下圖（實驗流程示意圖）和提供的三個資料，結合教材第8頁中的“操作提示”進行實驗設計，并寫出詳細的實驗方案。,讓豆腐上長出毛霉,,加鹽腌制,,加鹵湯裝瓶,,密封腌制,137,實 驗 案 例,制作腐乳,1.將豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干塊。所用豆腐的含水量為70％左右，水分過多則腐乳不易成形。水分測定方法如下。 精確稱取經(jīng)研缽研磨成糊狀的樣品5～10 g (精確到0.02mg )，置于已知重量的蒸發(fā)皿中，均勻攤平后，在100～105 ℃電熱干燥箱內(nèi)干燥4 h，取出后置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫后稱重，然后再烘30 min，直至所稱重量不變?yōu)橹埂?138,樣品水分含量（%）計算公式如下。 (烘干前容器和樣品質(zhì)量-烘干后容器和樣品質(zhì)量)/烘干前樣品質(zhì)量。 2.將豆腐塊平放在鋪有干粽葉的盤內(nèi)，粽葉可以提供菌種，并能起到保溫的作用。每塊豆腐等距離排放，周圍留有一定的空隙。豆腐上面再鋪上干凈的粽葉。氣候干燥時，將平盤用保鮮膜包裹，但不要封嚴，以免濕度太高，不利于毛霉的生長。,139,4.當毛霉生長旺盛，并呈淡黃色時，去除包裹平盤的保鮮膜以及鋪在上面的粽葉，使豆腐塊的熱量和水分能夠迅速散失，同時散去霉味。這一過程一般持續(xù)36 h以上。 5.當豆腐涼透后，將豆腐間連接在一起的菌絲拉斷，并整齊排列在容器內(nèi)，準備腌制。,3.將平盤放入溫度保持在15～18 ℃的地方。毛霉逐漸生長，大約5d后豆腐表面叢生著直立菌絲。,140,7.將黃酒、米酒和糖，按口味不同而配以各種香辛料（如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等）混合制成鹵湯。鹵湯酒精含量控制在12％左右為宜。,6.長滿毛霉的豆腐塊（以下稱毛坯）與鹽的質(zhì)量分數(shù)比為5∶1。將培養(yǎng)毛坯時靠近平盤沒長直立菌絲的一面統(tǒng)一朝向玻璃瓶邊，將毛坯分層盤立擺放在容器中。分層加鹽，并隨層加高而增加鹽量，在瓶口表面鋪鹽厚些，以防止雜菌從瓶口進入。約腌制8 d。,141,8.將廣口玻璃瓶刷干凈后，用高壓鍋在100 ℃蒸汽滅菌30 min。將腐乳咸坯擺入瓶中，加入鹵湯和輔料后，將瓶口用酒精燈加熱滅菌，用膠條密封。在常溫情況下，一般六個月可以成熟。,［注］酒精含量的高低與腐乳后期發(fā)酵時間的長短有很大關系。酒精含量越高，對蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延長；酒精含量過低，蛋白酶的活性高，加快蛋白質(zhì)的水解，雜菌繁殖快，豆腐易腐敗，難以成塊。,142,是否完成腐乳的制作依據(jù)是：能夠合理地選擇實驗材料與用具；前期發(fā)酵后豆腐的表面長有菌絲，后期發(fā)酵制作基本沒有雜菌的污染。,二、結果分析與評價,（一）是否完成腐乳的制作,（二）腐乳質(zhì)量的評價,制作成功的腐乳應該具有以下特點：色澤基本一致、味道鮮美、咸淡適口、無異味、塊形整齊、厚薄均勻、質(zhì)地細膩、無雜質(zhì)。,143,1.鹽的用量：,（三） 不同條件對腐乳風味和質(zhì)量的影響,鹽可抑制其他雜菌的生長，但鹽過多，太咸，也會影響腐乳的品質(zhì)。,2.酒的用