專題八 生物技術(shù)實(shí)踐,1.微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)。 2.土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)。 3.果酒及果醋的制作。 4.胡蘿卜素的提取。,考綱要求,技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò),欄目索引,考點(diǎn)一 微生物的利用,考點(diǎn)二 果酒和果醋的制作,考點(diǎn)三 胡蘿卜素的提取,考點(diǎn)一 微生物的利用,重點(diǎn)提煉,命題視角,題組一 從微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)進(jìn)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(jìn)行命題,重點(diǎn)提煉,1有關(guān)微生物實(shí)驗(yàn)的基本方法 (1)制備培養(yǎng)基：計(jì)算稱量溶化滅菌倒平板。 (2)無菌技術(shù)：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(shí)，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(jìn)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(gè)細(xì)胞，從而在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)菌落。如圖：,2土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù) (1)分離選擇培養(yǎng)基。 (2)計(jì)數(shù) 篩選菌株：利用選擇培養(yǎng)基篩選菌株。 計(jì)數(shù)方法：稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)法。 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(xì)菌指示劑變紅，則該菌能分解尿素。,1在涂布接種前，隨機(jī)取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)一段時(shí)間，這樣做的目的是檢測(cè)培養(yǎng)基上的細(xì)菌含量(2014新課標(biāo)，39(1)改編)( ) 2某研究小組從有機(jī)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(shí)，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(biāo)，39(2)改編)( ) 4在瓊脂固體培養(yǎng)基上長出的單個(gè)菌落含有多種細(xì)菌(2011重慶，2A)( ),5檢測(cè)土壤中細(xì)菌總數(shù)實(shí)驗(yàn)操作中，確定對(duì)照組無菌后，選擇菌落數(shù)在300以上的實(shí)驗(yàn)組平板進(jìn)行計(jì)數(shù)(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(jìn)行滅菌(2013江蘇，18A改編)( ),命題視角,題組一 從微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)進(jìn)行命題,1(2014新課標(biāo)，39)為了調(diào)查某河流的水質(zhì)狀況，某研究小組測(cè)定了該河流水樣中的細(xì)菌含量，并進(jìn)行了細(xì)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(cè)水樣中的細(xì)菌含量。在涂布接種前，隨機(jī)取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)了一段時(shí)間，這樣做的目的是_；然后，將1 mL水樣稀釋100倍，在3個(gè)平板上用涂布法分別接入0.1 mL稀釋液；經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后，3個(gè)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(xì)菌。操作時(shí)，接種環(huán)通過_滅菌，在第二次及以后劃線時(shí)，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(jié)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(jìn)行靜置培養(yǎng)，另一部分進(jìn)行振蕩培養(yǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：振蕩培養(yǎng)的細(xì)菌比靜置培養(yǎng)的細(xì)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(shí)可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高_(dá)的利用率。,解析 (1)為了檢測(cè)培養(yǎng)基平板滅菌是否合格，可在涂布接種前，隨機(jī)取滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)一段時(shí)間。0.1 mL稀釋液中平均有(393837)/338個(gè)活菌，則每毫升稀釋液中活菌的數(shù)目為38/0.1380，則稀釋前每毫升水樣中活菌數(shù)目為3801003.8104，則每升水樣中活菌數(shù)目為3.81041 0003.8107。 (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(dá)到迅速徹底滅菌的目的。在第二次及以后的劃線時(shí)，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(gè)菌落。,(3)比較圖A和圖B可以看出：A培養(yǎng)基中細(xì)菌的分布呈線性，是用平板劃線法接種培養(yǎng)后得到的結(jié)果；B培養(yǎng)基中細(xì)菌均勻分布，是用稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)后得到的結(jié)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(zhì)的利用率，因此振蕩培養(yǎng)的細(xì)菌比靜置培養(yǎng)的細(xì)菌生長速度快。 答案 (1)檢測(cè)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(gè)菌落 (3)B (4)溶解氧 營養(yǎng)物質(zhì),題組二 從微生物培養(yǎng)基的組成成分及純化方法進(jìn)行命題 2(2014四川，10)有機(jī)農(nóng)藥苯磺隆是一種除草劑，長期使用會(huì)污染環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)，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(jī)制的實(shí)驗(yàn)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(zhì)有碳源、水、_四類，該實(shí)驗(yàn)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(dú)配制成_保存?zhèn)溆谩?(3)純化菌株時(shí)，通常使用的劃線工具是_。劃線的某個(gè)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(jī)制，將該菌種的培養(yǎng)液過濾離心，取上清液做圖乙所示實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是_，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(zhì)包括碳源、氮源、水和無機(jī)鹽四類。根據(jù)題意可知，土壤中某些微生物有降解苯磺隆的能力，該實(shí)驗(yàn)的目的是探索其降解機(jī)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(shí)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(xì)胞分裂素，用于調(diào)節(jié)植物細(xì)胞脫分化和再分化；這些植物激素一般需要事先單獨(dú)配制成母液保存?zhèn)溆谩?(3)純化菌株時(shí)，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(xiàn)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(xiàn)象的原因可能有兩個(gè)：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(shí)未從第一區(qū)域末端開始。,(4)根據(jù)圖乙所示實(shí)驗(yàn)中的上清液加入蛋白酶溶液推測(cè)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄磕康木晔欠衲芊置诮到獗交锹〉牡鞍踪|(zhì)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(duì)照。 答案 (1)氮源和無機(jī)鹽 只有能利用苯磺隆的微生物能正常生長繁殖 (2)細(xì)胞分裂素 母液 (3)接種環(huán) 接種環(huán)灼燒后未冷卻；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(zhì) 不合理，缺少空白對(duì)照,用選擇培養(yǎng)基分離微生物的方法 (1)在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入抗性物質(zhì)。舉例：加高濃度食鹽分離金黃色葡萄球菌；加青霉素分離酵母菌和細(xì)菌。 (2)通過改變培養(yǎng)基的成分。舉例：培養(yǎng)基中缺乏氮源時(shí)，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。培養(yǎng)基中若缺乏有機(jī)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(jī)物生存。,總結(jié)提升,(3)利用培養(yǎng)基的特定成分。舉例：當(dāng)石油是唯一碳源時(shí)，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。當(dāng)纖維素為唯一碳源時(shí)，分離纖維素分解菌。,考點(diǎn)二 果酒和果醋的 制作,重點(diǎn)提煉,命題視角,題組 從果酒、果醋的制作原理和方法進(jìn)行命題,重點(diǎn)提煉,果酒、果醋的制作,1醋酸菌在無氧條件下利用乙醇產(chǎn)生醋酸(2014廣東，4A)( ) 2酵母菌在無氧條件下利用葡萄汁產(chǎn)生酒精(2014廣東，4B)( ) 3某研究性學(xué)習(xí)小組以櫻桃番茄為材料進(jìn)行果酒、果醋發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。先供氧進(jìn)行果醋發(fā)酵，然后隔絕空氣進(jìn)行果酒發(fā)酵(2012江蘇，14B改編)( ),錯(cuò)混診斷,4在制作果醋時(shí)，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(shí)，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(jìn)行命題,1.(2014江蘇，24改編)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的發(fā) 酵裝置，下列有關(guān)敘述不正確的是( ) A該裝置可阻止空氣進(jìn)入，用于果酒發(fā)酵 B該裝置便于果酒發(fā)酵中產(chǎn)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(shí)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(xiàng)，該裝置中注水的彎曲部分可阻止空氣進(jìn)入，能用于果酒發(fā)酵。 B項(xiàng)，果酒發(fā)酵產(chǎn)生的CO2可溶解在彎管的水中，CO2量多時(shí)可進(jìn)一步通過水排出。 C項(xiàng)，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(xiàng)，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(jìn)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(guān)描述錯(cuò)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(shí)產(chǎn)生的二氧化碳 C充氣口在醋酸發(fā)酵時(shí)要連接充氣泵進(jìn)行充氣 D充氣口的開關(guān)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(shí)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(shí)，先通過充氣口充氣使酵母菌大量繁殖，然后關(guān)閉充氣口，造成無氧環(huán)境，使酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精。所以D選項(xiàng)充氣口的開關(guān)始終要處于打開狀態(tài)是錯(cuò)誤的。 答案 D,總結(jié)提升,1.果酒和果醋發(fā)酵裝置的設(shè)計(jì)思路 (1)酵母菌繁殖需要氧氣，醋酸菌是好氧細(xì)菌，則果酒制作前期和果醋制作整個(gè)過程都需要氧氣；酵母菌產(chǎn)生酒精時(shí)是厭氧的，則在充氣口處應(yīng)該設(shè)置開關(guān)。 (2)發(fā)酵過程中產(chǎn)生CO2，需要設(shè)置排氣口；為了防止空氣中微生物污染，排氣口應(yīng)該連接一個(gè)長而彎曲的膠管。 (3)為便于取樣及監(jiān)測(cè)發(fā)酵情況，需要設(shè)置出料口。,2制作果酒、果醋菌種的比較,考點(diǎn)三 胡蘿卜素的 提取,重點(diǎn)提煉,命題視角,題組 從提取胡蘿卜的原理、方法進(jìn)行命題,重點(diǎn)提煉,1胡蘿卜素的提取 (1)胡蘿卜素的性質(zhì)：不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機(jī)溶劑。 (2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 方法：萃取法，石油醚最適宜作萃取劑。 實(shí)驗(yàn)流程,(3)鑒定方法：紙層析法。 2萃取過程的注意事項(xiàng) (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(jī)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(jìn)行過濾。,1用萃取法提取薄荷油時(shí)，采用的溶劑是酒精，原理是薄荷油易溶于有機(jī)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(shí)間過長會(huì)導(dǎo)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(jìn)行鑒定，在鑒定過程中不需要對(duì)照(2008寧夏，37(4)改編)( ),錯(cuò)混診斷,題組 從提取胡蘿卜素的原理、方法進(jìn)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(chǎn)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(chǎn)胡蘿卜素的酵母菌R時(shí)，可選用_或平板劃線法接種。采用平板劃線法接種時(shí)需先灼燒接種環(huán)，其目的是_。,(2)培養(yǎng)酵母菌R時(shí)，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(shí)，干燥過程應(yīng)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(duì)接種環(huán)滅菌操作。 (2)蔗糖主要提供碳源，當(dāng)然也可以作為能源物質(zhì)，硝酸鹽含氮元素，可提供氮源。 (3)溫度過高、干燥時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解；由于萃取劑往往有揮發(fā)性，直接加熱時(shí)揮發(fā)出來的有機(jī)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(biāo)準(zhǔn)樣品主要起一個(gè)對(duì)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(shí)間 水浴加熱 濾去萃取后的固體物 (4)對(duì)照,胡蘿卜素粗品鑒定過程中的5個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) (1)層析時(shí)沒有選擇干凈的濾紙，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯：為了防止操作時(shí)對(duì)濾紙的污染，應(yīng)盡量避免用手直接接觸濾紙，可以戴手套進(jìn)行操作。 (2)點(diǎn)樣時(shí)點(diǎn)樣圓點(diǎn)太大(直徑大于2 mm)，導(dǎo)致最終在濾紙上形成一條線，無法辨認(rèn)被提取的色素：點(diǎn)樣圓點(diǎn)的直徑應(yīng)為2 mm。,技法訓(xùn)練,(3)將點(diǎn)好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時(shí)不能將濾紙兩邊相互接觸：以避免由于毛細(xì)管現(xiàn)象導(dǎo)致溶劑沿濾紙兩邊的移動(dòng)加快，溶劑前沿不齊，影響結(jié)果。 (4)層析液沒及樣品原點(diǎn)，色素溶解于層析液中，造成實(shí)驗(yàn)失?。簩游鲆翰豢蓻]及樣品原點(diǎn)，以免色素溶解于層析液中，使鑒定失敗。 (5)沒設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)樣品作對(duì)照：層析液中是否提取到胡蘿卜素，可通過與標(biāo)準(zhǔn)樣品中的胡蘿卜素作對(duì)比予以確認(rèn)。,