高考生物二輪復習 專題16 微生物的利用和生物技術在食品加工中的應用課件.ppt

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專題16微生物的利用和生物技術在食品加工中的應用,【高考這樣考】 (2015全國卷ⅠT3915分)已知微生物A可以產生油脂，微生物B 可以產生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生產?；卮鹩嘘P 問題： (1)顯微觀察時，微生物A菌體中的油脂通?？捎胈__________________ 染色。微生物A產生的油脂不易揮發(fā)，可選用___________(填“萃取 法”或“水蒸氣蒸餾法”)從菌體中提取。,蘇丹Ⅲ(或蘇丹Ⅳ),萃取法,(2)為了從自然界中獲得能產生脂肪酶的微生物B的單菌落，可從含有 油料作物種子腐爛物的土壤中取樣，并應選用以_________為碳源的 固體培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。 (3)若要測定培養(yǎng)液中微生物B的菌體數(shù)，可在顯微鏡下用_________ _________直接計數(shù)；若要測定其活菌數(shù)量，可選用_______________ 法進行計數(shù)。,油脂,血細胞,計數(shù)板,稀釋涂布平板,(4)為了確定微生物B產生的脂肪酶的最適溫度，某同學測得相同時間 內，在35℃、40℃、45℃溫度下降解10 g油脂所需酶量依次為4mg、 1mg、6mg，則上述三個溫度中，_______℃條件下該酶活力最小。為 了進一步確定該酶的最適溫度，應圍繞_______℃設計后續(xù)實驗。,45,40,【考綱考頻】 1.微生物的分離和培養(yǎng) (5年17考) 2.培養(yǎng)基對微生物的選擇作用 (5年10考) 3.利用微生物進行發(fā)酵來生產特定的產物以及運用發(fā)酵加工食品的基本方法 (5年18考),【考查特點】 1.微生物的培養(yǎng)與應用：主要考查微生物的分離、培養(yǎng)、計數(shù)，試題通常結合培養(yǎng)基的成分考查培養(yǎng)基對微生物的選擇作用，同時考查尿素分解菌的作用及鑒定、纖維素酶和纖維素分解菌的有關知識、無菌技術的應用。試題以非選擇題形式考查。 2.傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用：主要考查果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作原理、過程和注意事項，并與微生物的培養(yǎng)與應用相聯(lián)系進行綜合考查。試題以非選擇題形式考查。,一、微生物的分離和培養(yǎng) 1.培養(yǎng)基： (1)培養(yǎng)基中4種主要營養(yǎng)物質：___________________________。 (2)制備固體培養(yǎng)基應加入的物質：_________________。 2.無菌技術： (1)獲得純凈培養(yǎng)物的關鍵：_______________________。 (2)無菌技術的主要手段：_________和_________。 (3)培養(yǎng)基滅菌常采用的方法：___________________。,碳源、氮源、水、無機鹽,凝固劑(瓊脂),防止外來雜菌的入侵,消毒,滅菌,高壓蒸汽滅菌法,3.配制牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的步驟： 計算→稱量→_________→_________→倒平板。 4.純化大腸桿菌的理解： (1)純化細菌的方法有_____________法和稀釋涂布平板法。 (2)在固體平板培養(yǎng)基上長出的單個菌落只含有一種細菌。 (3)用_____________法接種時每次劃線前后都要灼燒接種環(huán)。 (4)稀釋涂布平板法純化大腸桿菌：要制備_______________ 的稀釋液。,溶化,滅菌,平板劃線,平板劃線,一系列梯度,二、某種微生物數(shù)量的測定 1.常用的方法：_____________________和稀釋涂布平板法。 2.稀釋涂布平板法計數(shù)時的依據(jù)：培養(yǎng)基表面生長的一個_________， 來源于樣品稀釋液中的一個_________。 3.計算公式：每克樣品中的菌株數(shù)=______________。 4.合格平板的要求：菌落數(shù)在____________之間。,顯微鏡直接計數(shù)法,菌落,活菌,(CV)M,30～300,三、培養(yǎng)基對微生物的選擇作用 1.分解尿素的細菌的分離： (1)培養(yǎng)基：以___________________的選擇培養(yǎng)基。 (2)指示劑：_________。 (3)實驗結果：培養(yǎng)基_________。 2.纖維素分解菌的分離： (1)培養(yǎng)基：富含___________的選擇培養(yǎng)基。 (2)指示劑：___________。 (3)實驗結果：菌落周圍出現(xiàn)___________________。,尿素為唯一氮源,酚紅,變紅,纖維素,剛果紅,不變紅的透明圈,四、傳統(tǒng)發(fā)酵食品利用的菌種和制作原理 A.醋酸菌 B.乳酸菌 C.酵母菌 D.毛霉等 E.需氧發(fā)酵 F.無氧發(fā)酵 G.葡萄糖→乙醇 H.葡萄糖(乙醇)→乙酸 I.葡萄糖→乳酸 J.蛋白質→小分子肽+氨基酸 K.脂肪→甘油+脂肪酸 將上述各項填寫在下列對應的空白處。 (1)果酒的制作：____________。 (2)果醋的制作：____________。 (3)腐乳的制作：_______________。 (4)泡菜的制作：____________。,C、F、G,A、E、H,D、E、J、K,B、F、I,考點一 微生物的分離和培養(yǎng) 【典例1】(2014新課標全國卷ⅠT39)植物秸稈中的纖維素可被 某些微生物分解?；卮鹣铝袉栴}： (1)分解秸稈中纖維素的微生物能分泌纖維素酶，該酶是由3種組分 組成的復合酶，其中的葡萄糖苷酶可將_____________分解成 ___________。 (2)在含纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅(CR)時，CR可與纖維素形成 _______色復合物。用含有CR的該種培養(yǎng)基培養(yǎng)纖維素分解菌時， 培養(yǎng)基上會出現(xiàn)以該菌的菌落為中心的___________。,纖維二糖,葡萄糖,紅,透明圈,(3)為從富含纖維素的土壤中分離獲得纖維素分解菌的單菌落，某同學設計了甲、乙兩種培養(yǎng)基(成分見下表)： 注：“+”表示有，“-”表示無。,據(jù)表判斷，培養(yǎng)基甲_________(填“能”或“不能”)用于分離和鑒 別纖維素分解菌，原因是_____________________________；培養(yǎng)基 乙_________(填“能”或“不能”)用于分離和鑒別纖維素分解菌， 原因是______________________________________________________ ___________________________________________。,不能,液體培養(yǎng)基不能分離單菌落,不能,培養(yǎng)基乙中沒有纖維素，不會形成CR-纖維素紅色復合物，,即使出現(xiàn)單菌落也不能確定其為纖維素分解菌,【解題技法】 第(3)小題對比培養(yǎng)基甲、乙的成分可知： (1)培養(yǎng)基甲無_________________→為_________(物理性質)培養(yǎng) 基。 (2)培養(yǎng)基乙無_____________→不能形成____________________ _____________。,瓊脂(凝固劑),液體,纖維素粉,剛果紅(CR)-纖維素,紅色復合物,【知識方法誤區(qū)】 1.纖維素酶的成分及其作用： 纖維素 纖維二糖 葡萄糖 2.微生物計數(shù)的2種方法： (1)直接計數(shù)法：需用血細胞計數(shù)板借助顯微鏡觀察，實驗結果偏大。 (2)稀釋涂布平板法：計數(shù)的結果偏小。,3.選擇微生物接種方法的原則： (1)純化微生物：平板劃線法和稀釋涂布平板法均可。 (2)計數(shù)微生物：只能選擇稀釋涂布平板法。 4.篩選微生物的2種選擇培養(yǎng)基： (1)以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基：選擇培養(yǎng)分解尿素的細菌。 (2)富含纖維素的培養(yǎng)基：選擇培養(yǎng)纖維素分解菌。,5.鑒別微生物的2種鑒別培養(yǎng)基： (1)添加酚紅指示劑的培養(yǎng)基：分解尿素的細菌可使該培養(yǎng)基變紅。 (2)含有纖維素、剛果紅的培養(yǎng)基：纖維素分解菌的菌落周圍存在不變紅色的透明圈。,【題組過關】 1.(2014新課標全國卷Ⅱ)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?；卮鹣铝袉栴}： (1)該小組采用稀釋涂布平板法檢測水樣中細菌含量。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(jīng)適當培養(yǎng)后，3個平板上的菌落數(shù)分別為39、38和37，據(jù)此可得出每升水樣中的活菌數(shù)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，在第二次及以后的劃線時，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(xiàn)：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。,【解題指導】(1)題干關鍵詞：“先行培養(yǎng)”“振蕩培養(yǎng)”。 (2)隱含信息：A圖中菌落是采用平板劃線法培養(yǎng)的結果，B圖中菌落分布相對均勻，為稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)的結果。 (3)關鍵知識：稀釋涂布平板法檢測細菌含量、平板劃線法分離細菌。,【解析】本題考查微生物培養(yǎng)、細菌分離的相關知識。 (1)為了確定培養(yǎng)基的滅菌是否合格，微生物學實驗一般會設置空白對照：隨機取若干滅菌后的空白平板培養(yǎng)一段時間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落生成；利用平板菌落計數(shù)法的計算公式估算水樣中的活菌數(shù)：,(2)接種時接種環(huán)需要灼燒滅菌；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，這樣做的目的是通過劃線次數(shù)的增加，使每次劃線時菌體的數(shù)目逐漸減少，以便得到單個菌落。 (3)根據(jù)示意圖A和B中生長出的菌落形態(tài)，判定B圖中為稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)的結果(菌落分布相對均勻)。 (4)振蕩培養(yǎng)可以增加液體培養(yǎng)基溶解氧的含量，促進好氧型微生物的生長；另外振蕩培養(yǎng)還可以使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高營養(yǎng)物質的利用率。,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,2.(2015佳木斯一模)同學們?yōu)榱颂骄客寥乐械奈⑸飳δ蛩厥欠裼蟹纸庾饔茫O計了以下實驗，并成功篩選到能高效降解尿素的細菌(目的菌)。培養(yǎng)基成分如下表所示，實驗步驟如下圖所示。請分析回答問題：,(1)簡述土壤中可分解尿素的細菌的鑒定方法及原理：在以尿素為唯 一氮源的培養(yǎng)基中加入 指示劑，細菌合成的 將 尿素分解為 ，pH升高，使指示劑變?yōu)榧t色。 (2)培養(yǎng)基中加入尿素的目的是篩選目的菌，這種培養(yǎng)基屬于_____ 培養(yǎng)基。,(3)“目的菌”生長所需的氮源和碳源分別來自培養(yǎng)基中的 和 ，實驗中需要振蕩培養(yǎng)，原因是 。 (4)下圖是利用 法進行微生物接種，把聚集的菌種逐步稀 釋分散到培養(yǎng)基的表面。,(5)關于下圖的操作方法和結果，敘述正確的是 。 A.操作前要將接種環(huán)放在火焰邊灼燒滅菌 B.劃線操作應在火焰上進行 C.在5區(qū)域中才可以得到所需菌落 D.在1、2、3、4、5區(qū)域中劃線前后都要對接種環(huán)滅菌,【解析】(1)尿素分解菌合成的脲酶能夠把尿素分解為氨，使培養(yǎng)基pH升高，與酚紅指示劑反應后呈紅色。 (2)培養(yǎng)基中加入尿素形成以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基，只有尿素分解菌能夠以尿素為氮源進行生活，而其他微生物不能生活，該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基。 (3)尿素分解菌所需要的氮源是尿素，碳源是培養(yǎng)基中的葡萄糖，尿素分解菌的代謝類型是異養(yǎng)需氧型，所以實驗中需要振蕩培養(yǎng)為其提供氧氣。 (4)圖示接種方法為平板劃線法。,(5)操作前要將接種環(huán)放在火焰上灼燒滅菌，A項錯誤。劃線操作應在火焰附近進行，B項錯誤。經(jīng)劃線操作后，出現(xiàn)單細胞菌落的區(qū)域不一定只是5區(qū)域，如果第一次挑取菌種時接種環(huán)上菌體較少，可能在3、4區(qū)域就出現(xiàn)單細胞菌落。 答案：(1)酚紅 脲酶 氨 (2)選擇 (3)尿素 葡萄糖 為目的菌提供氧氣 (4)平板劃線 (5)D,【規(guī)律技法】選擇培養(yǎng)基的設計方法 (1)營養(yǎng)缺陷型選擇培養(yǎng)基：通過控制培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分，使營養(yǎng)缺陷型微生物不能正常生長。 (2)添加抑菌物質的選擇培養(yǎng)基：在完全培養(yǎng)基中加入某些化學物質，利用加入的化學物質對非目的微生物產生的抑制作用選擇目的微生物。 (3)特殊培養(yǎng)條件的選擇培養(yǎng)基：改變微生物的培養(yǎng)條件(如高溫、特殊pH等條件的選擇)。,3.(2015葫蘆島二模)水質的細菌檢查是應用微生物學的任務之一。其實驗步驟如下： (一)采樣 ①自來水：打開水龍頭，放水3～5 min，關閉水龍頭用酒精棉球灼燒水龍頭口周圍。再開水龍頭1～2 min后，用無菌瓶取水樣。 ②湖水(取樣操作略),(二)水中細菌總數(shù)測定 ①自來水：吸取1 mL水樣→注入無菌培養(yǎng)皿→加入(45～50℃)的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基→旋轉混勻→靜置凝固→放置培養(yǎng)→觀察計數(shù)。 ②湖水：稀釋水樣(其他操作同①)。,請回答下列問題： (1)進行上述實驗，要用 滅菌法和 滅菌法依次對 使用的玻璃儀器和培養(yǎng)基進行滅菌，使用 (填物質)對操作 者手進行消毒。 (2)本實驗使用的培養(yǎng)基含有水、碳源、 、 和 等成分。 (3)取樣時用酒精棉球灼燒水龍頭口周圍的作用是防止 進 入樣品，影響實驗結果。,(4)將培養(yǎng)基加入培養(yǎng)皿時應在 附近進行操作；在向培養(yǎng)皿加入培養(yǎng)基前，要使裝有培養(yǎng)基的容器瓶口迅速通過 。 (5)在放置培養(yǎng)操作時，應將平板(培養(yǎng)皿) 放置；對湖水樣品的稀釋范圍以達到培養(yǎng)后每個平板中菌落數(shù)在 之間最為適合。,【解析】(1)玻璃儀器的滅菌可以用高壓蒸汽滅菌法或干熱滅菌法，培養(yǎng)基的滅菌要采用高壓蒸汽滅菌法，要用酒精對操作者手進行消毒。 (2)微生物的培養(yǎng)基中必需含有水、無機鹽、氮源和碳源四類營養(yǎng)物質，本實驗所用培養(yǎng)基為固體平板培養(yǎng)基，因此培養(yǎng)基中還應加入瓊脂作為凝固劑。 (3)水龍頭口有大量的雜菌，因此取樣時用酒精棉球灼燒水龍頭口周圍的作用是防止水龍頭口細菌(雜菌)進入樣品，影響實驗結果。,(4)培養(yǎng)基的制作、接種均應嚴格無菌操作，即在酒精燈的火焰附近進行。在向培養(yǎng)皿加入培養(yǎng)基前，要使裝有培養(yǎng)基的容器瓶口迅速通過酒精燈的火焰。 (5)微生物培養(yǎng)時應將平板倒置，目的是防止培養(yǎng)皿蓋上的水珠污染培養(yǎng)皿，對湖水樣品的稀釋范圍以達到培養(yǎng)后每個平板中菌落數(shù)在30～300之間最為適合。,答案：(1)干熱(高壓蒸汽) 高壓蒸汽 酒精 (2)氮源 無機鹽 瓊脂(凝固劑) (3)水龍頭口細菌(雜菌) (4)酒精燈火焰 酒精燈火焰 (5)倒置 30～300,【加固訓練】 1.(2015銀川一模)隨著環(huán)境污染的加劇和石油危機出現(xiàn)，越來越多的國家使用乙醇作為代替燃料。生產中主要用玉米和麥草的秸稈來生產燃料乙醇，已知秸稈的主要成分是纖維素，回答下列問題： (1)人們首先利用纖維素分解菌將纖維素分解，纖維素分解菌多分布在 的土壤中，該微生物產生的纖維素酶是一種復合酶，一般包括三種成分： 、 和 。前兩種酶能使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。,(2)從土壤中篩選纖維素分解菌需要配制 培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基中需要加入纖維素粉作為唯一的 。 (3)經(jīng)過梯度稀釋后，要將樣品均勻涂布在用于鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上，在該培養(yǎng)基中需要加入的特殊染料是 ，當形成菌落以后可以根據(jù)菌落周圍是否產生 來篩選纖維素分解菌。 (4)當利用涂布器涂布平板之后需要對涂布器進行 (填“消毒”或者“滅菌”)處理。,【解析】(1)纖維素分解菌多分布在富含纖維素的土壤中，纖維素酶包含三種成分：C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。 (2)篩選纖維素分解菌的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基，其中添加的纖維素粉是由C、H、O三種元素組成的多糖，只能為微生物提供碳源。 (3)鑒別纖維素分解菌時要在培養(yǎng)基中添加剛果紅作為指示劑，剛果紅能與纖維素形成紅色復合物，當纖維素被纖維素分解菌分解后，紅色復合物就不能形成，其菌落周圍就會產生不變紅的透明圈。 (4)微生物接種工具在接種前和接種后均要進行滅菌處理。接種前滅菌的目的是防止雜菌污染，接種后滅菌的目的是為了防止微生物污染環(huán)境或感染操作者。,答案：(1)富含纖維素 C1酶 Cx酶 葡萄糖苷酶 (2)選擇 碳源 (3)剛果紅 透明圈 (4)滅菌,2.(2015黃岡一模)在農業(yè)用地中發(fā)現(xiàn)一種廣泛使用的除草劑(含氮有機化合物)在土壤中不易降解，長期使用可污染土壤。為修復被該除草劑污染的土壤，可按下面程序選育能降解該除草劑的細菌(已知該除草劑在水中溶解度一定，含該除草劑的培養(yǎng)基不透明)。,(1)制備土壤浸出液時，為避免菌體濃度過高，需將浸出液進行____ 處理。 (2)要從長期使用該除草劑的土壤中分離目的菌，上述培養(yǎng)皿中培養(yǎng) 基的特點是：固體培養(yǎng)基且 。若需要調節(jié)培養(yǎng)基pH，應該 在各種成分都溶化后且分裝 (填“前”或“后”)進行。 (3)在劃線前，接種環(huán)應該在酒精燈火焰上 。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)， 只有很少菌落出現(xiàn)，大部分細菌在此培養(yǎng)基上不能生長的主要原因 是 或有氧條件抑制了這些細菌的生長。,(4)在固體培養(yǎng)基上形成的菌落中，無透明圈菌落利用的氮源主要是 ，有透明圈菌落利用的氮源主要是 ，據(jù)此可篩選 出目的菌。 (5)A細菌和B細菌都能降解該除草劑，研究發(fā)現(xiàn)以每克菌體計算， A細菌降解該除草劑的能力比B細菌要強，對此現(xiàn)象合理的假設是 。,【解題指導】解答本題需關注兩大信息： (1)關鍵信息：①“該除草劑為一種含氮有機化合物”“含該除草劑的培養(yǎng)基不透明”。 ②A細菌降解該除草劑的能力比B細菌要強。 (2)隱含信息：無透明圈菌落中的微生物不能分解該除草劑。,【解析】(1)為避免菌體濃度過高，可以將浸出液進行稀釋處理。 (2)由于該除草劑為含氮有機化合物，因此可以設置以該除草劑為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基，從長期使用該除草劑的土壤中分離目的菌。制作培養(yǎng)基時，調節(jié)pH應在溶化后分裝前進行。 (3)為了防止雜菌污染，在劃線前，接種環(huán)應該在酒精燈火焰上進行灼燒滅菌。培養(yǎng)后出現(xiàn)的菌落是能夠利用該除草劑或空氣中氮氣為氮源的微生物。,(4)由于含該除草劑的培養(yǎng)基不透明，因此能降解該除草劑的微生物的菌落會形成透明圈，則無透明圈的菌落中的微生物不能以該除草劑為氮源，而培養(yǎng)基中又無其他氮源，則該微生物只能利用空氣中的氮氣為氮源。 (5)細菌降解除草劑是通過酶促反應實現(xiàn)的，A細菌和B細菌每克菌體降解該除草劑的能力不同，可能是酶量不同或酶的活性不同。,答案：(1)稀釋 (2)以除草劑作唯一氮源 前 (3)灼燒滅菌 培養(yǎng)基中缺少這些細菌可利用的氮源 (4)氮氣 該除草劑 (5)A細菌酶活性更強(或A細菌酶量更多),4.(2015黃山一模)移動床生物膜反應器(簡稱MBBR)是一種新型廢(污)水生化處理技術，其核心處理裝置如下圖所示。它的主要原理是污水連續(xù)經(jīng)過裝有填料的反應器時，附著在填料表面的微生物形成“生物膜”，通過控制條件使微生物大量繁殖，進而起到凈化水質的作用。請分析并回答：,(1)填料表面附著的細菌、真菌等微生物從生態(tài)系統(tǒng)成分來看，這兩 種微生物屬于 。細菌、真菌等微生物的能量主要來源于 。 (2)為了更好地判斷MBBR的處理效果，需要很好地控制其中的微生物 數(shù)量，因此需要時刻了解微生物中各種群的數(shù)量變化，對某種群數(shù)量 的調查最簡單直接的是采用 法，利用的儀器主要是 、 。,(3)為了提高此裝置的污水處理能力，需要獲得去污能力更強的細 菌，若在自然界發(fā)現(xiàn)某細菌具有很強的去污能力，則應采用_____ 培養(yǎng)基進行篩選，同時在純化過程中常采用 法或 法進行接種。,【解析】(1)填料表面附著的細菌、真菌可以分解污水中的污染物，起到凈化水質的作用，表明這兩種微生物屬于分解者。細菌、真菌等微生物的能量主要來源于污水中有機物的化學能。 (2)微生物種群數(shù)量的調查最簡單直接的方法是顯微計數(shù)法，需要利用血細胞計數(shù)板和顯微鏡來計數(shù)。 (3)對微生物采用選擇培養(yǎng)基進行篩選，微生物純化時采用平板劃線法或稀釋涂布平板法均可。,答案：(1)分解者 污水中有機物的化學能 (2)顯微計數(shù) 血細胞計數(shù)板 顯微鏡 (3)選擇 平板劃線 稀釋涂布平板,考點二 傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用 【典例2】(2015廣東高考T29)泡菜是我國的傳統(tǒng)食品之一，但制作過程中產生的亞硝酸鹽對人體健康有潛在危害，某興趣小組準備參加“科技創(chuàng)新大賽”，查閱資料得到下圖。,(1)制作泡菜時，泡菜壇一般用水密封，目的是_________________ _____________________________。乳酸菌發(fā)酵第一階段的產物有 _____________________。 (2)據(jù)題圖，與第3天相比，第8天后的泡菜更適于食用，因為后者 ___________________；pH值呈下降趨勢，原因是_______________ _______________。,隔絕空氣，創(chuàng)造,無氧環(huán)境，有利于乳酸菌發(fā)酵,丙酮酸、[H]、ATP,亞硝酸鹽含量較低,乳酸菌發(fā)酵產,生的乳酸增多,(3)該小組得到一株“優(yōu)選”乳酸菌(亞硝酸鹽還原酶活力比普通乳酸菌高5倍)，擬參照資料的實驗方案和食鹽濃度(4%～10%)，探究與普通乳酸菌相比用“優(yōu)選”乳酸菌制作泡菜過程中亞硝酸鹽含量的高低，并確定其最適條件，請你設計一個實驗結果記錄表，并推測實驗結論。,實驗結果記錄表：,推測實驗結論：與普通乳酸菌相比，“優(yōu)選”乳酸菌制作泡菜時，相同條件下產生的亞硝酸鹽含量低。,【解題技法】 (1)實驗目的是：探究用“優(yōu)選”乳酸菌與普通乳酸菌制作泡菜過程 中亞硝酸鹽含量的高低→自變量為___________________和_______ _________。 (2)擬參考資料的實驗方案和食鹽濃度(4%～10%)→食鹽濃度為 ___________，因變量為___________________________。,“優(yōu)選”乳酸菌,普通,乳酸菌,自變量,不同時間的亞硝酸鹽含量,【知識方法誤區(qū)】 1.發(fā)酵類型及發(fā)酵條件的控制： (1)果酒制作和泡菜制作：無氧發(fā)酵，應控制無氧條件。 (2)果醋制作和腐乳制作：需氧發(fā)酵，應給以充足的氧氣。 2.發(fā)酵菌種類型： (1)果酒制作和腐乳制作發(fā)酵菌種：真菌。 (2)果醋制作和泡菜制作發(fā)酵菌種：細菌。,3.控制雜菌的4大措施： (1)通過發(fā)酵條件控制雜菌。 ①無氧發(fā)酵時的無氧環(huán)境可以抑制好氧菌。 ②乳酸發(fā)酵形成的酸性環(huán)境抑制雜菌繁殖。 (2)利用鹽控制雜菌：如腐乳的制作。 (3)利用酒精控制雜菌：如果酒、腐乳的制作。 (4)利用香辛料(調味料)控制雜菌：如腐乳、泡菜的制作。,【題組過關】 1.(2015石家莊一模)下圖是以鮮蘋果汁為原料，利用發(fā)酵瓶制作果酒和果醋的過程簡圖，分析并回答：,(1)在果汁加工過程中可添加 和 酶提高出汁率和澄清 度。 (2)在鮮蘋果汁裝入發(fā)酵瓶時，要留有大約 的空間。經(jīng)過 10～12天后，在酸性條件下用重鉻酸鉀檢測樣液，如果顏色由 色變?yōu)? 色，說明產生了酒精。 (3)過程乙中使用的微生物需在 ℃范圍內培養(yǎng)。 (4)在 的條件下，如果缺少糖源，乙中的微生物將甲過程的 產物變?yōu)橐胰?，再將其變?yōu)榇姿帷?【解析】(1)蘋果細胞壁和胞間層中的纖維素和果膠影響果汁的出汁率和澄清度，因此在果汁加工過程中可添加纖維素酶和果膠酶以提高出汁率和澄清度。 (2)由于酒精發(fā)酵初期酵母菌需要進行有氧呼吸以大量繁殖，因此鮮蘋果汁裝入發(fā)酵瓶時要留有大約1/3的空間為酵母菌提供氧氣。酒精可以與橙色的重鉻酸鉀溶液發(fā)生反應呈現(xiàn)灰綠色。 (3)過程乙為醋酸發(fā)酵，菌種為醋酸菌，其最適生長溫度為30～35℃，因此醋酸發(fā)酵的適宜溫度也為30～35℃。 (4)醋酸菌為好氧細菌，因此醋酸發(fā)酵需要氧氣充足的條件。,答案：(1)纖維素酶 果膠 (2)1/3 橙 灰綠 (3)30～35 (4)氧氣充足(有氧),【知識總結】酒精發(fā)酵中形成無氧環(huán)境的原理 (1)發(fā)酵裝置密封。 (2)發(fā)酵初期，酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖，消耗發(fā)酵裝置中的氧氣。,2.(2015大慶三模)豆腐乳是我國獨特的傳統(tǒng)發(fā)酵食品，是用豆腐發(fā) 酵制成，民間老法生產豆腐乳均為自然發(fā)酵，現(xiàn)代釀造廠多采用優(yōu)良 的毛霉菌種進行發(fā)酵。 現(xiàn)代化生產流程如下： 毛霉斜面接種→擴大培養(yǎng)→孢子懸浮液 ↓ 豆腐→豆腐坯→接種→培養(yǎng)→裝瓶→后熟→成品,(1)毛霉的生長需要豆腐提供水、無機鹽、 和 等四大類基本營養(yǎng)物質。此外，還需要一定的溫度、濕度等環(huán)境條件。 (2)民間制作腐乳時 (填“需要”或“不需要”)滅菌，發(fā)酵好的豆腐上布滿了菌落，這些菌落 (填“屬于”或“不屬于”)同一物種。,(3)現(xiàn)代的腐乳生產使用的是優(yōu)良的毛霉菌種，毛霉菌種分離的方法是從長滿毛霉菌絲的豆腐坯上取小塊溶于5 mL無菌水中，振蕩，制成孢子懸浮液，用 取該孢子懸浮液在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基表面做劃線分離，于20℃培養(yǎng)1～2 d，以獲取 ，根據(jù)其特征挑選出所需菌種，將其保存在試管斜面固體培養(yǎng)基上。 (4)流程中擴大培養(yǎng)時使用的培養(yǎng)基與毛霉菌種分離時使用的培養(yǎng)基最大的區(qū)別是后者培養(yǎng)基中加入了 。,(5)當豆腐上長出毛霉后，對豆腐要進行 。腐乳制作的后期要加入酒精和多種香辛料配制的鹵湯，酒精的濃度要控制在12%左右，原因是 。,【解析】(1)毛霉在豆腐塊上生長，豆腐塊相當于毛霉的培養(yǎng)基，可以為毛霉的生長提供水、無機鹽、碳源和氮源。 (2)民間制作腐乳利用了空氣中的毛霉孢子，不需要滅菌。發(fā)酵菌種除毛霉外，還包括多種微生物，如青霉、酵母和曲霉等，因此豆腐塊上的菌落不屬于同一物種。 (3)用平板劃線法分離毛霉時，用接種環(huán)在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基表面做劃線分離，以獲取毛霉的單細胞菌落。,(4)擴大培養(yǎng)使用的培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基，用平板劃線法分離毛霉需要使用固體平板培養(yǎng)基，需要在液體培養(yǎng)基中加入瓊脂(凝固劑)。 (5)豆腐上長出毛霉后，要對豆腐進行加鹽腌制。腐乳制作的后期要加鹵湯裝瓶，鹵湯中的酒既能抑制雜菌生長，又能使腐乳具有獨特的香味，一般酒精濃度要控制在12%左右。若酒精濃度過高，則酶的活性受抑制，腐乳的成熟時間將會延長；酒精濃度過低，不足以抑制微生物生長，可能導致豆腐腐敗變質。,答案：(1)碳源 氮源 (2)不需要 不屬于 (3)接種環(huán) 菌落 (4)瓊脂 (5)加鹽腌制 酒精濃度過高，則腐乳的成熟時間將會延長；酒精濃度過低，不足以抑制微生物生長，可能導致豆腐腐敗,3.(2015柳州一模)腐乳的制作流程如下圖所示，請據(jù)圖回答下列問題。 (1)現(xiàn)代科學研究表明，許多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵，其中起主要作用的是 。 (2)腐乳制作的原理是上述微生物產生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質分解成 和氨基酸，脂肪酶可將脂肪水解為甘油和脂肪酸。 (3)現(xiàn)代的腐乳生產是在嚴格的無菌條件下，將優(yōu)良的菌種接種在豆腐上，這樣可以 ，保證產品質量。,(4)加鹽的作用：一是能析出豆腐中的水分，使豆腐變硬；二是能 ，避免豆腐變質。 (5)鹵湯是由酒及各種香辛料配制而成的，鹵湯中的酒可以選用料酒、黃酒、米酒、高粱酒等，含量一般控制在12%左右。加酒的作用能使腐乳具有獨特的香味和 。,【解析】(1)腐乳制作利用的主要菌種為毛霉。 (2)腐乳制作的原理是利用毛霉等微生物產生的蛋白酶將豆腐中的蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶將脂肪水解為甘油和脂肪酸。 (3)現(xiàn)代的腐乳生產將優(yōu)良的菌種接種在豆腐上可以避免其他菌種的污染，從而保證產品質量。 (4)豆腐變質是雜菌污染的結果，加鹽可以抑制雜菌生長。 (5)鹵湯中酒的作用是既能調節(jié)腐乳風味，也能抑制微生物的生長。,答案：(1)毛霉 (2)小分子的肽 (3)避免其他菌種的污染 (4)抑制微生物(雜菌)的生長 (5)抑制微生物的生長,【知識總結】腐乳腐敗變質的原因分析 (1)鹽的用量是否合適。 (2)酒的用量是否合適。 (3)香辛料的種類和用量是否合理。,4.(2015柳州一模)下圖是泡菜的制作及測定亞硝酸鹽含量的實驗流程示意圖，請據(jù)圖分析回答下列問題。,(1)制作泡菜宜選用新鮮的蔬菜或其他原料，原因是 。 (2)制備泡菜的鹽水中，清水與鹽的質量比為 ，鹽水 煮沸的目的是為了殺滅雜菌，冷卻后再使用的目的是為了保證 等微生物的生命活動不受影響。 (3)泡菜的制作方法不當，很容易造成泡菜變質，甚至發(fā)霉變味， 發(fā)霉主要與 有關。 (4)測定亞硝酸鹽含量的方法是 。,【解析】(1)新鮮的蔬菜中亞硝酸鹽含量低，宜作為泡菜制作的原料。 (2)泡菜制作時清水與鹽的質量比為4∶1，發(fā)酵菌種主要是乳酸菌，因此鹽水煮沸冷卻后再使用的目的是為了保證乳酸菌等微生物的生命活動不受影響。 (3)泡菜發(fā)霉主要與霉菌有關。 (4)測定亞硝酸鹽含量的方法是比色法。 答案：(1)亞硝酸鹽含量低 (2)4∶1 乳酸菌 (3)霉菌 (4)比色法,5.(2015天門二模)根據(jù)下面的實驗裝置圖(圖甲)和果酒的生產工藝流程簡圖(圖乙)回答問題： 甲 選料→沖洗→壓榨過濾→滅菌→接種→發(fā)酵→過濾→果酒 乙,(1)制作果酒時可選用圖甲的裝置。為適當提高果酒的生產速率，進 氣口應 ，排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身相連， 這樣做的原因是 。 (2)圖乙為櫻桃果酒生產工藝流程簡圖。櫻桃榨汁前需要除去果柄， 此操作是在沖洗之 (填“前”或“后”)進行的；為了提高 櫻桃的出汁率，在壓榨前可加入一定量的 酶。 (3)櫻桃果酒制作是否成功，發(fā)酵后可在酸性條件下用____________ 溶液來鑒定。在酒精發(fā)酵旺盛時，醋酸菌 (填“能”或“不 能”)將果汁中的糖發(fā)酵成醋酸。,【解析】(1)酒精發(fā)酵時，酵母菌開始進行有氧呼吸，然后進行無氧發(fā)酵，因此為適當提高果酒的生產速率，進氣口應先打開后關閉。酒精發(fā)酵會產生CO2，因此發(fā)酵過程中要不斷排出CO2，排氣口用一個長而彎曲的膠管與瓶身相連，既可以排氣，又可防止雜菌污染。 (2)櫻桃果柄的去除應在沖洗之后進行，如果沖洗前去除果柄，則會導致雜菌等進入櫻桃中，難以沖洗。由于細胞壁和胞間層中的果膠影響出汁率，因此在壓榨前加入一定量的果膠酶可以提高出汁率。 (3)檢測酒精可以用重鉻酸鉀溶液。酒精發(fā)酵旺盛時，發(fā)酵裝置中是無氧環(huán)境，而醋酸菌為好氧細菌，因此在酒精發(fā)酵旺盛時，醋酸菌不能將果汁中的糖發(fā)酵成醋酸。,答案：(1)先打開后關閉 既可以排氣，又可防止雜菌污染 (2)后 果膠(多答“纖維素酶”亦可) (3)重鉻酸鉀 不能,