高考生物二轮专题突破 第15讲 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用课件.ppt

专题七生物技术实践 第十五讲微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用 考纲点击1 微生物的利用 1 微生物的分离和培养 2 某种微生物数量的测定 3 培养基对微生物的选择作用 4 利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用 2 生物技术在食品加工及其他方面的应用 1 从生物材料中提取某些特定的成分 2 运用发酵加工食品的基本方法 3 测定食品加工中可能产生的有害物质 思维激活1 平板划线法能用于微生物计数吗 为什么 提示不能 平板划线法适用于微生物的纯化 不能用于微生物的计数 2 土壤中纤维素分解菌的筛选流程中的 选择培养 一定需要吗 提示土壤中纤维素分解菌的筛选流程中的 选择培养 是否需要 应根据样品中目的菌株数量的多少来确定 1 消毒和灭菌 1 消毒仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物 不包括 2 灭菌杀死物体内外所有的微生物 包括 3 接种环 接种针或其他金属工具 灭菌 玻璃器皿 吸管 培养皿 和金属用具等 灭菌 培养基等 灭菌 自查 芽孢和孢子 芽孢和孢子 灼烧 干热 高压蒸汽 2 倒平板时应注意 1 平板冷却后将平板 防止皿盖上的水珠落入培养基 造成污染 2 在倒平板过程中 不能 防止空气中的微生物在皿盖与皿底之间的培养基上滋生 3 测定微生物数量的常用方法有法 统计 数目 和显微镜直接计数 不能区分 前者要使估计值更接近实际值 除严格操作 多次重复外 还应保证 倒置 将培养基溅在皿盖和皿底之间的部位 稀释涂布平板 活菌 死菌与活菌 待测样品稀释的比例合适 4 生长因子是微生物生长过程中自身合成 必须需要补充的一部分小分子有机物 主要包括 氨基酸和碱基等 5 腐乳制作的主要菌种有 制作时的含水量以为宜 配制卤汤时酒量一般控制在 左右 腌制时 随豆腐层的加高增加 6 泡菜制作的主要菌种为 制作时则需要发酵 常用密封坛口 发酵产物主要是和少量 不能 维生素 毛霉 酵母菌 青霉 曲霉 70 12 盐的用量 乳酸菌 封坛 水 乳酸 亚硝酸盐 1 在家庭中用鲜葡萄制作果酒时 让发酵装置接受光照并放在45 处 并给发酵装置适时排气 2010 北京 1abd 2 2013 江苏单科 18 某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理 下列叙述正确的是 a 培养基分装到培养皿后进行灭菌b 转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线c 接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养d 培养过程中每隔一周观察一次 自纠 解析倒平板操作时 培养基的灭菌应在分装之前进行 a错误 为使下一次划线的菌种只是从上一次划线的末端开始 故每次划线前都要灼烧接种环 b正确 接种后放置在恒温培养箱中进行培养 c错误 培养微生物时 观察的时间应据具体情况而定 d错误 答案b 3 纯化菌种时 为了得到单菌落 常采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法 2011 全国课标 39 4 2011 海南 30改编 下列有关植物有效成分的提取的叙述 正确的是 薄荷油是挥发性物质 提取薄荷油时应选用干薄荷叶作原料 可采用水蒸气蒸馏法提取 用萃取法提取薄荷油时 采用的溶剂是酒精 原理是薄荷油易溶于有机溶剂酒精中 用萃取法提取胡萝卜素的主要步骤是 干燥 粉碎 萃取 浓缩 过滤 在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中 温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解 提取的胡萝卜素可通过纸层析法进行鉴定 在鉴定过程中不需要对照答案1 3 4 1 汇总微生物的基本技术 1 制备培养基 计算 溶化 倒平板 2 无菌技术 主要指和 3 倒平板操作 待培养基冷却至时 在酒精灯火焰旁倒平板 4 平板划线操作 通过在琼脂固体培养基表面 的操作 将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面 必考点一微生物的培养与应用 称量 灭菌 消毒 灭菌 50 左右 接种环 连续 划线 5 稀释涂布平板法 先将菌液进行后涂布平板 在的菌液里 聚集在一起的微生物将被分散到培养基的表面 从而在培养基表面形成单个菌落 如图 一系列梯度稀释 稀释度足够高 2 完善下面某种微生物的分离与计数 1 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 筛选菌株 利用筛选菌株 测定微生物数量的常用方法 和直接计数 过程 土壤取样 微生物的培养与观察 选择培养基 活菌计数法 显微镜 样品的稀释 2 分解纤维素的微生物的分离 实验原理即 可通过是否产生来筛选纤维素分解菌 流程 土壤取样 挑选菌落 透明圈 选择培养 梯度稀释 涂布 平板 3 鉴定方法 变红 典例1 2013 湖北八校联考 尿素是一种重要的农业肥料 但若不经细菌的分解 就不能更好地被植物利用 生活在土壤中的微生物种类和数量繁多 某同学试图从土壤中筛选出能高效降解尿素的细菌 目的菌 表中所示是该同学配制的培养基成分 1 该培养基中的主要营养物质包括 从状态上看 该培养基属于 培养基 2 在生物的培养中 一般要对配制的培养基采用高压灭菌 其中 高压 是为了 3 若培养从土壤中分离出来的目的菌 该培养基成分如何调整 依据是 该目的菌同化作用类型是 4 该同学在纯化土壤中的目的菌时 最常用的接种方法是 在纯化土壤中该目的细菌时 发现培养基上的菌落连成一片 最可能的原因是 答案 1 氮源 碳源 无机盐和水固体 2 杀死培养基中的细菌芽孢 3 将 nh4 2so4换成尿素要筛选出降解尿素的细菌 只能是尿素作为唯一的氮源异养型 4 稀释涂布平板法和平板划线法菌液浓度过高 或培养过程中被杂菌污染 或用接种针划下一区域前接种针没有灭菌导致菌液没有稀释开 言之有理即可 误区归纳 1 自养微生物与异养微生物所需的营养物质不同 自养微生物所需的碳源 氮源来自含碳 含氮的无机物 而异养微生物需要的碳源 氮源来自含碳 含氮的有机物 因此可根据培养基中营养物质判断微生物的代谢类型 含氮无机物不但能给自养微生物提供氮源 也能作为能源物质 提供能量 如nh3既作为硝化细菌的氮源也作为能源 2 平板划线法纯化大肠杆菌时不同阶段灼烧接种环的目的不同 第一次操作 杀死接种环上原有的微生物 每次划线之前 杀死上次划线后接种环上残留的菌种 使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端 划线结束后 杀死接种环上残存的菌种 避免细菌污染环境和感染操作者 3 选择培养基的选择方法 在培养基中加入某种化学物质 例如 加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌 加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌 这里的加入是在主要营养成分完整的基础上加入 改变培养基中的营养成分 例如缺乏氮源时可以分离出固氮微生物 石油作为唯一碳源时 可以分离出消除石油污染的微生物 改变微生物的培养条件 例如 将培养基放在高温环境下培养 可以得到耐高温的微生物 典例2 全国新课标 有些细菌可分解原油 从而消除由原油泄漏造成的土壤污染 某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株 回答下列问题 1 在筛选过程中 应将土壤样品稀释液接种于以 为唯一碳源的固体培养基上 从功能上讲 该培养基属于 培养基 2 纯化菌种时 为了得到单菌落 常采用的接种方法有两种 即 和 3 为了筛选出高效菌株 可比较单菌落周围分解圈的大小 分解圈大说明该菌株的降解能力 4 通常情况下 在微生物培养过程中 实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌 和 无菌技术要求实验操作应在酒精灯 附近进行 以避免周围环境中微生物的污染 解析 1 可以将所需要的微生物从混杂的微生物群中分离出来的培养基为选择培养基 欲筛选出能降解原油的菌株 则培养基中应只含有原油而无其他碳源 这样不能降解原油的细菌在此培养基上不能生存 能降解原油的细菌才能在只含原油这一碳源的培养基上生存 2 分离纯化菌种时 接种的方法有平板划线法和稀释涂布平板法 其目的都是使聚集在一起的微生物分散成单个细胞 从而能在培养基表面形成单菌落 以便于纯化菌种 3 降解原油能力越强的菌株 在菌落周围形成的分解圈越大 4 实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌 如接种环 干热灭菌 如培养皿 和高压蒸汽灭菌 如培养基 等 无菌技术要求整个实验操作都要在酒精灯火焰附近进行 以避免周围微生物的污染 答案 1 原油选择 2 平板划线法稀释涂布平板法 3 强 4 干热灭菌高压蒸汽灭菌火焰 题后反思 1 微生物培养技术中的消毒和灭菌 2 平板划线操作的注意事项 每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌 灼烧接种环之后 要冷却后才能伸入菌液 以免温度太高杀死菌种 划线时最后一区域不要与第一区域相连 划线用力大小要适当 防止用力过大将培养基划破 填充下表中果酒 果醋 腐乳 泡菜的制作 必考点二应用生物技术进行食品加工 酵母菌 醋酸菌 毛霉 乳酸菌 2c3h6o3 重氮 化合物 玫瑰红色 无氧 有氧 无氧 无氧 18 25 30 35 15 18 常温 榨汁 加盐 加卤汤 典例3 利用不同微生物的发酵作用制作食品 历史悠久 惠及民生 请分析回答下列问题 1 腐乳制作的流程是 让豆腐上长出 加盐腌制 加卤汤装瓶 密封腌制 用盐腌制时 应注意控制 配制卤汤时 要使卤汤中酒的含量控制在 左右 2 制作泡菜的原理是 3 蔬菜在腌制过程中 会产生亚硝酸盐 在 条件下 亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生 反应后 与n1萘基乙二胺盐酸盐结合形成 色染料 将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较 估算出的亚硝酸盐含量如图曲线所示 据图可以得出的结论是 解析 1 腐乳制作的流程是 让豆腐上长出毛霉 加盐腌制 加卤汤装瓶 密封腌制 腐乳制作过程中有多种微生物参与了豆腐的发酵 如青霉 酵母菌 曲霉 毛霉等 其中起主要作用的是毛霉 用盐腌制时 应注意控制盐的用量 盐的浓度过低 不足以抑制微生物生长 盐的浓度过高 会影响腐乳的口味 配制卤汤时 要使卤汤中酒的含量控制在12 左右 酒精含量过高 腐乳成熟的时间将会延长 酒精含量过低 不足以抑制微生物生长 可能导致豆腐腐败 2 泡菜的制作离不开乳酸菌 乳酸菌是厌氧细菌 在无氧的环境下大量繁殖 将葡萄糖分解成乳酸 3 蔬菜在腌制过程中 会产生亚硝酸盐 测定亚硝酸盐含量的原理是 在盐酸酸化条件下 亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后 与n1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料 将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较 可大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量 由绘制出的亚硝酸盐含量曲线图分析可知 泡菜封坛后亚硝酸盐含量不断增加 至第4d含量最高 以后逐渐减少 答案 1 毛霉盐的用量12 2 乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖 将葡萄糖分解成乳酸 3 盐酸酸化重氮化玫瑰红泡菜封坛后亚硝酸盐含量不断增加 至第4d含量最高 以后逐渐减少 意思对即可 链接提升 1 腐乳制作注意事项 1 影响腐乳品质的条件 水 盐 酒 温度 发酵时间等 水的控制 含水量约70 用含水量过高的豆腐制腐乳 不易成形 盐的控制 盐浓度过高 会影响腐乳的口味 浓度过低 豆腐易腐败变质 酒的控制 酒精含量应控制在12 左右 酒精含量过高 使腐乳成熟期延长 酒精含量过低 杂菌繁殖快 豆腐易腐败 温度的控制 温度15 18 适合毛霉生长 发酵时间宜控制在6个月左右 2 防止杂菌污染 用来腌制腐乳的玻璃瓶 洗刷干净后要用沸水消毒 装瓶时 操作要迅速小心 加入卤汤后 要用胶条将瓶口密封 封瓶时 最好将瓶口通过酒精灯的火焰 防止瓶口被污染 2 果酒和果醋制作的注意事项 1 材料的选择与处理 选择新鲜的葡萄 榨汁前先冲洗后去枝梗 以防葡萄汁流失及污染 2 防止发酵液被污染 榨汁机要清洗干净并晾干 发酵瓶要洗净并用70 酒精消毒 装入葡萄汁后要封闭充气口 3 判断发酵与无氧呼吸的方法 1 从概念上判断 发酵是利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程 无氧呼吸是生物在无氧条件下的一种呼吸方式 2 从分类上判断 发酵据产物不同可分为 酒精发酵 无氧呼吸 乳酸发酵 无氧呼吸 和抗生素发酵等 据对氧的需求不同可分为 厌氧发酵 无氧呼吸 和需氧发酵 据培养基的物理状态不同可分为 固体发酵和液体发酵 应用 2013 南京调研 如图1是果酒和果醋制作的实验流程 图2为果酒和果醋的发酵装置 据图分析下列说法正确的是 a 在果酒发酵时 葡萄汁要装满发酵瓶 造成无氧环境 有利于酒精发酵b 在果酒和果醋发酵时 排气口的作用只是排出发酵过程中产生的co2c 酒精发酵时温度控制在30 35 果醋发酵时温度控制在18 25 d 酒精发酵和果醋发酵所用的菌种 都具有细胞壁 细胞膜 核糖体 dna rna 答案d 1 比较并填充下表中植物芳香油的三种提取方法 必考点三植物有效成分的提取 挥发性较强 水蒸气 油层 除水过滤 玫瑰油 薄荷油 机械加 压 石灰水 压榨 过滤 静置 再次过滤 蒸发溶剂 粉碎 干燥 萃取 过滤 浓缩 柑橘 柠檬 细小 特别提醒 1 三种提取方法的选用是由植物原料的特点决定的 三种方法的原理和操作过程不同 但都需过滤 2 植物精油的提取实验为粗提取 可进一步提纯 1 玫瑰精油的提取实验流程 2 橘皮精油的提取实验流程石灰水浸泡橘皮 漂洗 压榨 过滤 静置 再次过滤 橘皮精油 3 胡萝卜素的提取实验流程胡萝卜 粉碎 干燥 萃取 过滤 浓缩 胡萝卜素 2 写出下列实验流程 典例4 2013 试题调研押题 早在古代 人类就已经发现具有芳香气味的植株或花卉能使人神清气爽 将这些植物制成干品后 可当成药物和香料使用 但是 植物香料易挥发 不易储存 欧洲中世纪香料贸易的发展 促成了植物芳香油提取技术的诞生 16世纪 制备芳香油的技术已经相当成熟 请回答下列与提取芳香油有关的问题 1 植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法 和 等 2 玫瑰精油能使人产生愉悦感 化学性质稳定 难溶于水 挥发性强 所以提取时常用的方法是 向用这种方法得到的乳浊液中加入 并放置一段时间后 将出现明显的分层现象 原因是 分离的油层还会含有一定的水分 一般可以加入一些 来吸收残留水分 3 橘皮含有橘皮精油 具有诱人的橘香味 由于用上题所用方法提取橘皮精油的有效成分时会发生 而使用 法又会产生原料焦糊的问题 所以一般用压榨法提取 压榨后压榨液中含有橘皮精油和大量水分以及一些糊状残渣等杂质 可用 法除去固体物和残渣 然后需要进一步除去质量较小的残留固体物时可以用 法 解析 1 植物芳香油的提取方法有蒸馏 压榨和萃取等 具体采用哪种方法要根据植物原料的特点而定 2 玫瑰精油不溶于水 易溶于有机溶剂 用水蒸气蒸馏法提取 加入nacl的水层密度增大 而玫瑰精油的密度相对较小 位于水层上方 然后用分液漏斗可将两层分开 分离出的油层还含有一定的水分 可加入无水硫酸钠吸收残留水分 3 压榨橘皮所得压榨液中含有橘皮精油和大量水分以及一些糊状残渣等杂质 可用普通布袋过滤除去固体物和残渣 通过离心除去质量较小的残留固体物 答案 1 蒸馏法萃取法 2 水蒸气蒸馏法氯化钠油层的密度比水层小无水硫酸钠 3 部分水解水中蒸馏过滤离心 拓展提升提取植物有效成分时的注意事项 1 水蒸气蒸馏过程中可用明火加热 萃取过程应该避免明火加热 采取水浴加热 这是因为有机溶剂都是易燃物 直接用明火加热容易引起燃烧 爆炸 2 用于萃取的有机溶剂必须事先精制 除去杂质 否则会影响芳香油的质量 3 在用水蒸气蒸馏法制取玫瑰精油的过程中油水混合物中要加入氯化钠的目的是增大盐水的密度 有利于玫瑰精油与水的分层 加入无水na2so4的目的是吸收精油中残留的水分 4 橘皮精油的提取过程中 橘皮洗净晾干后 要浸泡在石灰水中10h以上 其目的是防止橘皮压榨时滑脱 提高出油率 典例5 下面图一为胡萝卜素粗