考點(diǎn)31微生物的利用及在傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中的應(yīng)用,第一篇專(zhuān)題十一生物技術(shù)實(shí)踐,直擊考綱 1.微生物的分離和培養(yǎng)(B)。 2.某種微生物數(shù)量的測(cè)定(C)。 3.微生物的應(yīng)用(B)。 4.酶在洗滌等方面的應(yīng)用(B)。 5.制備和應(yīng)用固相化酶(A)。 6.發(fā)酵食品加工的基本方法(A)。 7.實(shí)驗(yàn)：(1)探究酶在洗滌方面的作用(c)；(2)酵母細(xì)胞的固定化技術(shù)(b)；(3)腐乳的制作(a)；(4)果酒和果醋的制作(b)；(5)微生物的分離與培養(yǎng)(b)；(6)DNA的粗提取與鑒定(b)。,靜悟提綱,1.微生物的培養(yǎng),核心點(diǎn)撥,(1)無(wú)菌技術(shù)：主要包括消毒和滅菌。 消毒方法：常用煮沸消毒法、巴氏消毒法。 常用滅菌方法：灼燒滅菌接種環(huán)、接種針等金屬器具；干熱滅菌主要針對(duì)玻璃器皿等；高壓蒸汽滅菌主要針對(duì)培養(yǎng)基等。,(2)倒平板操作 操作過(guò)程如圖所示，操作時(shí)要待培養(yǎng)基冷卻至50 左右時(shí)，在酒精燈火焰附近進(jìn)行。 制備固體培養(yǎng)基最后要將平板倒置，其主要目的是防止培養(yǎng)皿皿蓋上的水珠滴入培養(yǎng)基造成污染。,(3)平板劃線(xiàn)操作,(4)稀釋涂布平板法：先將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋?zhuān)缓髮⒉煌♂尪鹊木悍謩e涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面，進(jìn)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被分散成單個(gè)細(xì)胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)菌落。如圖所示：,2.某種微生物的分離與計(jì)數(shù) (1)分離選擇培養(yǎng)基 培養(yǎng)基中加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌。 培養(yǎng)基中加入高濃度的食鹽可得到金黃色葡萄球菌。 培養(yǎng)基中缺乏氮源時(shí)，可以分離得到固氮微生物。 當(dāng)培養(yǎng)基的某種營(yíng)養(yǎng)成分為特定化學(xué)成分時(shí)，也具有分離效果。 改變微生物的培養(yǎng)條件，也可以達(dá)到分離微生物的目的，如將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)能得到耐高溫的微生物。,(2)計(jì)數(shù) 土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù) a.篩選菌株：利用以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基篩選菌株。 b.計(jì)數(shù)方法：活菌計(jì)數(shù)法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)法。前者為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力和準(zhǔn)確性，需設(shè)置重復(fù)組，一般選擇菌落數(shù)在30300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。 c.過(guò)程：土壤取樣樣品的稀釋微生物的培養(yǎng)與觀察。,分解纖維素的微生物的分離 a.實(shí)驗(yàn)原理,即：可根據(jù)是否產(chǎn)生透明圈來(lái)篩選纖維素分解菌。 b.流程：土壤取樣選擇培養(yǎng)梯度稀釋涂布平板挑選菌落。,(3)鑒定方法,3.微生物在傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中的應(yīng)用,題組特訓(xùn),題組一微生物的培養(yǎng)和利用,1,2,3,4,5,1.苯酚及其衍生物廣泛存在于工業(yè)廢水中，對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重危害。某學(xué)校科研小組準(zhǔn)備依據(jù)如圖操作步驟，從處理廢水的活性污泥中分離篩選出苯酚高效降解菌株。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：,(1)甲圖中苯酚降解菌的富集培養(yǎng)基應(yīng)含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水，其中可作為碳源的有_。,蛋白胨、苯酚,答案,解析,1,2,3,4,5,解析微生物培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽，此外還要滿(mǎn)足微生物生長(zhǎng)對(duì)pH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求。對(duì)異養(yǎng)微生物來(lái)說(shuō)，含C、N的化合物既是碳源，也是氮源，即有些化合物作為營(yíng)養(yǎng)要素成分時(shí)并不是起單一方面的作用。微生物常見(jiàn)的接種方法有：平板劃線(xiàn)法：將已經(jīng)熔化的培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿制成平板，接種、劃線(xiàn)，在恒溫箱里培養(yǎng)。在線(xiàn)的開(kāi)始部分，微生物往往連在一起生長(zhǎng)，隨著線(xiàn)的延伸，菌數(shù)逐漸減少，最后可能形成單個(gè)菌落；稀釋涂布平板法：將待分離的菌液經(jīng)過(guò)一系列梯度稀釋后，均勻涂布在培養(yǎng)皿表面，經(jīng)培養(yǎng)后可形成單個(gè)菌落。 培養(yǎng)基成分中的有機(jī)物均可以提供碳源，即蛋白胨、苯酚均可以作為碳源。,1,2,3,4,5,(2)將采集到的樣品接種培養(yǎng)，苯酚用量應(yīng)隨轉(zhuǎn)接次數(shù)增加而逐漸_，以達(dá)到獲得苯酚高效降解菌的目的。應(yīng)采用_ _法來(lái)進(jìn)行該菌種的計(jì)數(shù)與分離，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目要_。,增加(升高),稀釋涂布,平板,小,答案,解析,解析本實(shí)驗(yàn)的目的是篩選苯酚降解菌株，因此將采集到的樣品接種培養(yǎng)，苯酚用量應(yīng)隨轉(zhuǎn)接次數(shù)增加而逐漸增加，以達(dá)到富集苯酚降解菌的目的。甲圖中采用的是稀釋涂布平板法，以便于菌落計(jì)數(shù)與分離，用這種方法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目要小，因?yàn)槌３Ｓ袃蓚€(gè)或多個(gè)菌體連在一起生長(zhǎng)繁殖而形成一個(gè)菌落的情況。,1,2,3,4,5,(3)制備平板培養(yǎng)基時(shí)除了需要水、碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽和特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還必須添加_。培養(yǎng)基的滅菌方法為_(kāi)。,瓊脂(凝固劑),高壓蒸汽滅菌,答案,解析,解析制備的平板培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基，除了需要水、碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽和特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還必須添加瓊脂作為凝固劑。培養(yǎng)基的滅菌方法為高壓蒸汽滅菌法。,1,2,3,4,5,(4)乙圖為連續(xù)劃線(xiàn)法示意圖，在該圖中_(填序號(hào))區(qū)域最易獲得單菌落。如需要長(zhǎng)期保存該菌種，應(yīng)采用甘油管藏的方法，保存溫度為_(kāi)。,20 ,答案,解析,解析圖乙為平板劃線(xiàn)法，隨著劃線(xiàn)次數(shù)的增加，菌種進(jìn)一步被稀釋?zhuān)虼藞D中區(qū)域更易獲得單菌落。長(zhǎng)期保存該菌種，應(yīng)采用甘油管藏的方法，保存溫度為20 。,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,2.外賣(mài)在方便了大家的同時(shí)也存在著食品安全隱患，今年濟(jì)南將啟動(dòng)外賣(mài)“食安封簽”，同時(shí)在餐飲企業(yè)的衛(wèi)生測(cè)評(píng)指標(biāo)中增加“微生物控制指數(shù)”。回答下列問(wèn)題： (1)微生物接種最常用的兩種方法是_和稀釋涂布平板法。這兩種方法的所有操作都應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行，目的是_ _。用前種方法若要在五個(gè)區(qū)域劃線(xiàn)，共需灼燒接種環(huán)_次。,平板劃線(xiàn)法,避免周?chē)h(huán)境,中微生物的污染,6,答案,解析,解析微生物接種最常用的兩種方法是平板劃線(xiàn)法和稀釋涂布平板法。兩種方法均可用于菌種的分離純化，但若要對(duì)菌液中含有的活菌數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，則只能用稀釋涂布平板法，但這種方法得到的結(jié)果往往比實(shí)際結(jié)果偏低，原因是涂布時(shí)可能存在兩個(gè)或多個(gè)細(xì)菌連在一起而形成一個(gè)菌落。其計(jì)算方法是：?jiǎn)挝痪褐泻械募?xì)菌數(shù)菌落數(shù)的平均值涂布菌液的體積稀釋倍數(shù)。 微生物接種最常用的兩種方法是平板劃線(xiàn)法和稀釋涂布平板法。兩種方法的所有操作都應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行，目的是避免周?chē)h(huán)境中微生物的污染。每次接種前后接種環(huán)都需要灼燒滅菌，因此若要在五個(gè)區(qū)域劃線(xiàn)，共需灼燒接種環(huán)6次。,1,2,3,4,5,(2)用稀釋涂布平板法對(duì)細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，所統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往會(huì)比實(shí)際數(shù)目偏小，原因是_ _。在5個(gè)平板上各接種稀釋倍數(shù)為103的菌液樣品0.1 mL，培養(yǎng)一段時(shí)間后，平板上的菌落數(shù)分別為48、50、52、54、330，則每升原菌液樣品中細(xì)菌數(shù)為_(kāi)個(gè)。,當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上只能觀察到,一個(gè)菌落,5.1108,答案,解析,解析用稀釋涂布平板法對(duì)細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上只能觀察到一個(gè)菌落，所以統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目小。觀察數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)330與其他數(shù)值相比明顯偏高，證明此平板已被污染，此數(shù)值應(yīng)該舍棄，其他四個(gè)培養(yǎng)基上平均數(shù)(48505254)/451，所以每升水樣中活菌數(shù)為511030.11035.1108(個(gè))。,1,2,3,4,5,(3)為防止人員感染和污染環(huán)境，實(shí)驗(yàn)人員離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，一定要做的事情有_、_ _。,洗手(或用酒精對(duì)手消毒等),對(duì)使用過(guò)的培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌處理后,再丟棄,答案,解析,解析實(shí)驗(yàn)人員離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，一定要洗手(用酒精對(duì)手消毒等)，以防止被微生物感染，對(duì)使用過(guò)的培養(yǎng)基丟棄前一定要進(jìn)行滅菌處理，以免污染環(huán)境。,1,2,3,4,5,解析腐乳制作有多種微生物參與，其中起主要作用的是毛霉。毛霉屬于真核生物，而乳酸菌屬于原核生物，因此毛霉與乳酸菌在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是：毛霉有由核膜包被的細(xì)胞核，而乳酸菌沒(méi)有。,題組二傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用 3.(2018啟東中學(xué)一模)腐乳是我國(guó)古代勞動(dòng)人民創(chuàng)造出的一種經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵的大豆食品。它“聞著臭，吃著香”且易于消化吸收，深受大眾喜愛(ài)，其制作方法廣為流傳。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題： (1)現(xiàn)代科學(xué)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_，它與乳酸菌在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是_ _。,1,2,3,4,5,毛霉,毛霉有由核膜包被的,細(xì)胞核而乳酸菌沒(méi)有,答案,解析,(2)腐乳易被人體吸收是因?yàn)槎垢械某煞职l(fā)生了如下變化：_ _ _。,豆腐中的蛋,白質(zhì)在蛋白酶的催化下分解成小分子的肽和氨基酸，豆腐中的脂肪在脂,肪酶的催化下分解成甘油和脂肪酸,解析腐乳易被人體吸收是因?yàn)槎垢械某煞职l(fā)生了如下變化：豆腐中的蛋白質(zhì)在蛋白酶的催化下分解成小分子的肽和氨基酸；豆腐中的脂肪在脂肪酶的催化下分解成甘油和脂肪酸。,答案,解析,1,2,3,4,5,(3)在腐乳制作過(guò)程中會(huì)加鹽腌制，加鹽的作用是_ _。 越接近瓶口加鹽量越多的原因是_。,析出豆腐中的水分使,豆腐變硬，抑制微生物的生長(zhǎng)避免豆腐變質(zhì),越接近瓶口，雜菌污染的可能性越大,解析制作腐乳的過(guò)程中，加鹽可以析出豆腐中的水分使豆腐塊變硬，在后期的制作過(guò)程中不會(huì)過(guò)早酥爛；同時(shí)，鹽能抑制微生物的生長(zhǎng)，避免豆腐塊腐敗變質(zhì)。越接近瓶口，雜菌污染的可能性越大，因此要隨著豆腐層的加高增加鹽的用量。,答案,解析,1,2,3,4,5,(4)防止雜菌污染是制作腐乳過(guò)程中的一項(xiàng)重要的操作，請(qǐng)?jiān)倭信e一項(xiàng)防止雜菌污染的操作：_。,裝瓶時(shí)操作要迅速、小心,解析在腐乳制作過(guò)程中為防止雜菌污染，用來(lái)腌制腐乳的玻璃瓶洗刷干凈后要用沸水消毒，除此之外，裝瓶時(shí)操作要迅速、小心；整齊地?cái)[放好豆腐、加入鹵湯后，要用膠條將瓶口密封；封瓶時(shí)，最好將瓶口通過(guò)酒精燈的火焰，防止瓶口被污染。,答案,解析,1,2,3,4,5,(5)在腐乳制作過(guò)程中會(huì)遇到許多問(wèn)題，請(qǐng)你提出一個(gè)科學(xué)合理且可供研究的課題。 _。,探究制作腐乳的最佳濕度,解析在腐乳制作過(guò)程中，鹽的濃度、溫度、濕度等都會(huì)影響腐乳的品質(zhì)，因此可供研究的課題有：探究制作腐乳的最佳濕度、探究制作腐乳的最佳溫度等。,答案,解析,1,2,3,4,5,4.用百香果作材料制成的果醋具有緩解壓力、消除疲勞、延緩衰老、預(yù)防動(dòng)脈硬化、養(yǎng)顏美容的功效。如圖為百香果醋的制作流程圖，請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：,1,2,3,4,5,(1)過(guò)程的釀造原理是先使酵母菌進(jìn)行_，以增加酵母菌的數(shù)量，然后通過(guò)_獲得果酒。,有氧呼吸,無(wú)氧呼吸,解析在果酒發(fā)酵過(guò)程中首先讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖，再進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精。,答案,解析,(2)釀制百香果酒時(shí)，并不需要對(duì)百香果進(jìn)行嚴(yán)格的消毒處理，這是因?yàn)樵赺的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物因無(wú)法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。過(guò)程往往不能長(zhǎng)時(shí)間密封，原因是_。,缺氧、呈酸性,酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2，會(huì)使得裝置氣壓增大,答案,解析,1,2,3,4,5,解析釀制百香果酒時(shí)，在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物因無(wú)法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制，所以不需要對(duì)百香果進(jìn)行嚴(yán)格的消毒處理。酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2，CO2會(huì)使裝置氣壓增大，應(yīng)及時(shí)放氣。,1,2,3,4,5,(3)過(guò)程適宜的溫度為_(kāi)。溫度過(guò)高時(shí)，醋酸菌代謝減慢甚至死亡，根本原因是_。,3035 ,溫度過(guò)高，影響酶的活性,解析醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為3035 ，溫度主要影響酶的活性。,答案,解析,1,2,3,4,5,(4)過(guò)程轉(zhuǎn)入過(guò)程前，除改變溫度外，還需調(diào)整的發(fā)酵條件是_。要鑒定百香果醋是否釀制成功，除可以通過(guò)觀察菌膜、嘗、嗅之外，還可以通過(guò)檢測(cè)和比較_做進(jìn)一步的鑒定。,通入無(wú)菌空氣,醋酸發(fā)酵前后的pH,解析醋酸菌是需氧型細(xì)菌，發(fā)酵時(shí)需要通入無(wú)菌空氣?？梢酝ㄟ^(guò)檢測(cè)和比較醋酸發(fā)酵前后的pH來(lái)進(jìn)一步鑒定果醋是否釀制成功。,答案,解析,1,2,3,4,5,5.在白酒發(fā)酵的窖池中，當(dāng)培養(yǎng)液的pH4.5時(shí)，酵母菌的代謝活動(dòng)逐漸受到抑制，甚至停止。耐酸性酵母菌能在pH3.5的環(huán)境下繼續(xù)表現(xiàn)出較強(qiáng)發(fā)酵能力，適宜作白酒發(fā)酵生產(chǎn)用菌種。為選育適合白酒生產(chǎn)的耐酸性強(qiáng)的酵母菌，研究者進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題： (1)在發(fā)酵過(guò)程中，窖池中培養(yǎng)液的pH會(huì)逐漸下降，原因是_ _。,1,2,3,4,5,酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2，可形成碳酸，代謝過(guò)程還產(chǎn)生了其他酸性物質(zhì),解析在發(fā)酵過(guò)程中，導(dǎo)致窖池中培養(yǎng)液的pH逐漸下降的原因有：酵母菌進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2，在培養(yǎng)液中形成碳酸；代謝過(guò)程還產(chǎn)生了其他酸性物質(zhì)。,答案,解析,(2)取窖底泥，溶于10 mL無(wú)菌水中，再取1 mL上清液接入一定量的麥芽汁培養(yǎng)基中培養(yǎng)，其目的是_，2天后分別接種到不同酸堿度的麥芽汁培養(yǎng)基上，培養(yǎng)結(jié)果見(jiàn)下表。為選擇合適的菌種，根據(jù)培養(yǎng)結(jié)果，可從表格中pH范圍為_(kāi)的培養(yǎng)基中獲得菌種。,注：“”越多表示菌體長(zhǎng)得越好。,使酵母菌大量繁殖,23,答案,解析,1,2,3,4,5,解析將上清液接入一定量的麥芽汁培養(yǎng)基中培養(yǎng)的目的是讓酵母菌大量繁殖。由于篩選的酵母菌必須能在pH3.5 的環(huán)境下繼續(xù)表現(xiàn)出較強(qiáng)發(fā)酵能力，因此可從表格中pH范圍為23的培養(yǎng)基中獲得菌種。,1,2,3,4,5,(3)通過(guò)如圖所示_法進(jìn)行純化培養(yǎng)，取最終的酵母菌稀釋液0.1 mL滴在培養(yǎng)基上進(jìn)行涂布，要將涂布器_后才能進(jìn)行操作。在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時(shí)間后，其中某組的3個(gè)平板上菌落數(shù)分別為99個(gè)、92個(gè)、94個(gè)，則可以推測(cè)每毫升酵母菌液中含菌數(shù)為_(kāi)個(gè)。運(yùn)用這種方法統(tǒng)計(jì)的結(jié)果往往較實(shí)際值偏小，原因是_。,稀釋涂布平板,灼燒冷卻,9.5108,有的菌落可能是由2個(gè)或多個(gè)菌體形成的,答案,解析,1,2,3,4,5,解析將酵母菌稀釋液0.1 mL滴在培養(yǎng)基上進(jìn)行涂布的接種方法是稀釋涂布平板法。為防止雜菌污染，進(jìn)行操作前應(yīng)將涂布器灼燒滅菌，待冷卻后再進(jìn)行涂布；根據(jù)題意，每個(gè)平板上的平均菌落數(shù),培養(yǎng)液的稀釋倍數(shù)為106，因此，每毫升酵母菌液中含菌數(shù)950.11069.5108(個(gè))。由于平板上有的菌落可能是由2個(gè)或多個(gè)菌體形成的，所以，運(yùn)用這種方法統(tǒng)計(jì)的結(jié)果往往較實(shí)際值偏小。,1,2,3,4,5,(4)實(shí)驗(yàn)獲得了三個(gè)耐酸性較強(qiáng)的酵母菌菌株，特點(diǎn)如下表。,依據(jù)菌株特點(diǎn)，研究者認(rèn)為_(kāi)菌株更適合作為白酒發(fā)酵菌株，作出這一判斷的理由是_ _。,C,該菌對(duì)pH的耐受范圍更大，發(fā)酵初期pH近中性，C菌種適合此環(huán)境，更易于形成優(yōu)勢(shì)菌群；發(fā)酵后期pH逐漸降低，C菌種依然能正常生長(zhǎng)(答案合理即可),答案,解析,1,2,3,4,5,解析依據(jù)菌株特點(diǎn)，C菌株更適合作為白酒發(fā)酵菌株。因?yàn)樵摼鷮?duì)pH的耐受范圍更大，發(fā)酵初期pH近中性，C菌種適合此環(huán)境，更易于形成優(yōu)勢(shì)菌群；發(fā)酵后期pH逐漸降低，C菌種依然能正常生長(zhǎng)。,1,2,3,4,5,