高考生物二轮复习 微生物的利用教案(1).doc

2014届高考生物二轮复习 微生物的利用教案教学课题：微生物的利用高考考点：考点1：微生物的培养和分离 考点2：培养基对微生物的选择作用 考点3：利用微生物发酵来生产特定的产物 考点4：运用发酵加工食品的基本方法教学重点：1、微生物的培养和分离 2、传统发酵技术的应用教学难点：微生物的培养和分离教学性质：二轮复习教案教学课时：6课时教学过程：一、知识目录：1、微生物的实验室培养：（1）基础知识（2）实验操作2、微生物的分离：（1）土壤中分解尿素的细菌的分离（2）分解纤维素的微生物的分离3、传统发酵技术的应用：（1）果酒、果醋的制作（2）腐乳的制作（3）泡菜的制作二、知识点讲解：知识点1：微生物的实验室培养1、基础知识：（1）培养基：（选修1p14）培养基的分类及应用：a、根据物理性质不同：液体培养基：不加凝固剂；用于工业生产。固体培养基：加凝固剂，如琼脂；用于微生物分离、鉴定，活菌计数，保藏菌种。：实验室常用的培养基：琼脂固体培养基；在固体培养基表面可形成肉眼可见的菌落。b、根据化学成分的不同：天然培养基：含化学成分不明确的天然物质；用于工业生产。合成培养基：培养基成分明确；用于分类、鉴定。c、根据用途不同：选择培养基：允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。用途：可用于培养、分离出特定微生物（如培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素；培养金黄色葡萄球菌，可在培养基中加入高浓度食盐；在只提供尿素为氮源的培养基中分离培养分解尿素的细菌）鉴别培养基：根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品。用途：鉴别不同种类的微生物，如可用伊红-美兰培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌（若有，菌落呈深紫色，并带有金属光泽）培养基的营养配方：培养基的营养是根据微生物对营养物质的不同需求而配制，一般可分为五大类：碳源、氮源、生长因子、水和无机盐。注意：a、异养微生物最常用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖；最常用的氮源是铵盐、硝酸盐。对于异养微生物来说，含碳、氢、氧、氮的化合物既是碳源，又是氮源和能源。b、在提供主要营养物质（四种）的基础上，培养基还需满足微生物对ph、特殊营养物质（生长因子等）及氧气的需求。（选修1p15）例如：乳酸杆菌（添加维生素），霉菌（ph调至酸性），细菌（ph调至中性或微碱性），厌氧微生物（提供无氧条件）。例1、下列关于细菌的叙述，错误的是（d ）a硝化细菌能以nh3作为氮源和能源物质b某些细菌可以利用光能固定co2合成有机物c生长因子是某些细菌生长过程中需要额外补充的营养物质d含伊红和美蓝试剂的培养基不能用来鉴别牛奶中的大肠杆菌c、牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成：（选修1p15）例2、根据下表某培养基的配方回答问题：蛋白胨乳糖蔗糖k2hpo4伊红美蓝蒸馏水ph10 g5 g5 g2 g0.4 g0.065 g1 000 ml7.2（1）该培养基中的营养物质有类；碳源是，氮源是，生长因子是。（2）按物理性质分，该培养基属于培养基，按用途则属于培养基。（3）若此培养基用于培养大肠杆菌，则会呈现 色反应。（4）该培养基可培养的微生物同化作用类型属于。答案：（1）五 蛋白胨、乳糖、蔗糖 蛋白胨 蛋白胨（2）液体 鉴别 （3）深紫 （4）异养型（2）无菌技术：（选修1p15）获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。无菌技术围绕如何避免杂菌的的污染展开，主要包括以下几个方面：a、对实验操作的空间，操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。b、将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。c、为了避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近。d、实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。消毒与灭菌：a、消毒：指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子）。消毒方法：日常生后煮沸消毒法（选修1p15）不耐高温液体（如牛奶）巴氏消毒法（选修1p15）双手化学药剂消毒（酒精）水源化学药剂消毒（氯气）实验室紫外线或化学药物消毒（如碳酸或煤酚皂溶液）b、灭菌：是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。灭菌方法：灼烧灭菌接种工具（选修1p15）干热灭菌玻璃器皿、金属用具等（选修1p16）高压蒸汽灭菌培养基（选修1p16）例3、细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理方法，这些方法可分别用于杀灭哪些部位的杂菌(c)a高压锅、手、培养基 b高压锅、手、接种环c培养基、手、接种环 d接种环、高压锅、培养基例4、关于灭菌和消毒的不正确的理解是（b ）a灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子b消毒和灭菌实质上是相同的c接种环用烧的法灭菌d常用灭菌方法有加热法、过滤法、紫外线法、化学药品法2、实验操作：（选修1p16）实验室用牛肉膏蛋白胨固体培养基进行大肠杆菌的纯化培养。（1）制备牛乳膏蛋白胨固体培养基：（选修1p16）计算称量溶化灭菌倒平板注意：牛乳膏蛋白胨固体培养基配方：（选修1p17）琼脂：（选修1p14）是一种从红藻中提取的多糖。琼脂在98以上熔化，在44以下凝固，常规条件下呈固态。对培养基采用高压蒸汽灭菌法，对培养皿采用干热灭菌法。倒平板操作：（选修1p17）待培养基冷却到50左右时，在酒精灯附近倒平板。例5、有关倒平板的操作错误的是（c ）a.将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上 b.使打开的锥形瓶瓶口迅速通过火焰c.将培养皿打开，培养皿盖倒放在桌子上 d.等待平板冷却凝固后需要倒过来放置（2）纯化大肠杆菌：（选修1p18）原理：在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使其长成单个菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。接种方法：最常用方法：平板划线法和稀释涂布平板法（选修1p18、19）其他方法：斜面接种法，穿刺接种法等（3）菌种保藏：（选修1p20）短期（临时）保藏：固体斜面培养基上4冰箱保存，菌种易被污染或产生变异。长期保藏：-20甘油管在冷冻箱中保藏。例6、请回答下列与微生物培养的有关问题。（1）在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑温度、 和 等条件。（2）在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行 ；操作者的双手需要进行清洗和；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能。（3）若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的。（4）通常，对获得的纯菌种还可以依据菌落的等菌落特征对细菌进行初步的鉴定(或分类)。（5）培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法 。（6）若用大肠杆菌进行实验，使用过的培养基及其培养物必须经过 处理后才能丢弃，以防止培养物的扩散。答案：（1）_酸碱度_渗透压（2）_灭菌；_消毒_；_损伤dna的结构_（3）_比例合适（4）形状、大小、颜色（答对其中2个即可）（5）_将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生（6）_灭菌_。知识点2：分解纤维素的微生物的分离：（选修1p27）1、实验原理： c1酶、cx酶 葡萄糖苷酶（1）纤维素纤维二糖葡萄糖：c1酶、cx酶和葡萄糖苷酶统称为纤维素酶（复合酶） 纤维素分解菌（2）刚果红+纤维素红色复合物红色消失，出现透明圈 （纤维素酶）即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。2、实验流程：（选修1p28）土壤取样：富含纤维素的环境选择培养：用（只含纤维素为唯一碳源的）选择培养基培养，以增加纤维素分解菌的数量梯度稀释涂布平板：将样品涂布于鉴别纤维素分解菌的固体培养基上（鉴别培养基）。 ：刚果红染色法：（选修1p29）方法1：先培养微生物，再加刚果红进行颜色反应 方法2：在倒平板时就加入刚果红挑选产生透明圈的菌落：产生纤维素酶的菌落周围出现透明圈：选择培养的操作方法：（选修1p29）3、课题延伸：（选修1p30）（1）为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵（液体发酵或固体发酵）产生纤维素酶的实验。（2）纤维素酶的测定方法：一般采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。知识点3：传统发酵技术的应用1、果酒和果醋的制作：（选修1p2）（1）制作原理：（选修1p2）果酒的制作原理：菌种：酵母菌：a、兼性厌氧型微生物（真核生物）；b、适宜温度：20左右；c、适宜条件下出芽生殖，不利条件下孢子生殖；d、缺氧、呈酸性环境下，酵母菌可生长繁殖，而绝大多数微生物都受抑制；e、酵母菌来源：葡萄皮上的野生酵母、干酵母、人工培养的酵母菌。果酒的制作原理：菌种：醋酸菌：a、异养需氧型原核生物；b、适宜温度3035；c、二分裂生殖；d、糖源充足时，糖醋酸，缺少糖原时，乙醇乙醛醋酸；e、反应式：c2h5ohch3cooh+h2o（2）实验流程及注意事项：（选修1p3）挑选葡萄：选择新鲜葡萄冲洗：冲洗葡萄，除去枝梗；冲洗榨汁机，晾干；清洗发酵瓶，用体积分数为70的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。榨汁：葡萄汁装入发酵瓶时，要留大约1/3的空间，后封闭充气口，目的是：先有氧大量繁殖，后无氧呼吸产生酒精。酒精发酵：果酒制作时，前期需氧，后期不需氧；温度控制在1825，时间：1012天。醋酸发酵：果酒制作时，一直需氧；温度控制在3035；时间：78天（3）课题延伸：检验酒精：在酸性条件下加重铬酸钾变灰绿色。例7、低浓度的果酒、果醋具有一定的保健养生功能。下图是两位同学制果酒和果醋时使用的装置。同学甲用a(带盖的瓶子)装置制葡萄酒，在瓶中加入适量葡萄汁，发酵温度控制在1825 ，每隔12 h左右将瓶盖拧松一次(注意不是打开瓶盖)，之后再将瓶盖拧紧。当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，温度控制在3035，进行制果醋的发酵。同学乙用b装置，温度控制与甲相同，不同的是制果酒阶段充气口用夹子夹紧外，排气的橡胶管也用夹子夹住，并且每隔12h左右松一松夹子放出多余的气体。制果醋阶段适时向充气口充气。经过20天左右，两位同学先后完成了自己的发酵制作。据此回答有关问题：(1)酵母菌与醋酸杆菌在结构上的最大区别是后者 。从制酒和制醋两阶段对装置的处理方式上判断，酵母菌和醋酸杆菌的异化作用类型依次是。(2)同学甲在制酒阶段，每隔12 h左右就要将瓶盖拧松一次，但又不打开，这样做的目的是 。用反应式表示出制酒过程刚开始时发生的主要化学变化： 。(3)b装置中排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，这样做的原因是 。(4)制葡萄酒时要将温度控制在18-25，而制葡萄醋时要将温度控制在30-35，原因是 。葡萄汁为酵母菌、醋酸杆菌等微生物的生长提供的营养成分是 。(5)制作过程一般不需要额外添加酵母菌和醋酸杆菌即可完成。为了提高果酒品质也可以在果汁中加入人工培养的酵母菌。利用 培养基可分离获得较为纯净的酵母菌菌种。制作果醋时也可直接在果酒中添加优质醋酸杆菌菌种，处于 期的细菌最适宜作为生产菌种。答案：(1)无核膜 兼性厌氧型、需氧型 (2)制酒阶段的后期，酵母菌无氧呼吸会产生大量气体，如不及时放出会把瓶子或瓶盖胀破，不打开瓶盖是防止氧气和有害杂菌进入c6h12o6+6h2o+6o2co2+12h2o+能量 (3)防止污染 (4)1825是酵母菌生长和发酵的合适温度，3035是醋酸杆菌生长和发酵的合适温度 碳源、氮源、水、无机盐和生长因子 (5)选择 对数2、腐乳的制作：（选修1p6）（1）制作原理：豆腐中的 毛霉、青霉、曲霉、酵母菌等中的蛋白酶和脂肪酶 肽、氨基酸、甘油、蛋白质、脂肪 脂肪酸等菌种：毛霉等：异养需氧真核生物；孢子生殖；适宜温度：1518（2）实验流程及注意事项：（选修1p7）让豆腐上 毛霉来源：（传统）空气中的毛霉孢子（现代）直接接种长出毛霉 温度：1518加盐腌制：加盐作用：析出豆腐中的水分抑制微生物生长 加盐的方法：逐层加盐，随层数增加盐量增加，注意控制盐量加卤汤装瓶：卤汤成分：由酒及各种香辛料配制而成 卤汤作用：调制腐乳风味；防腐杀菌（注意：酒的含量控制在12左右）密封腌制：装瓶时，最好将瓶口通过酒精灯火焰，防止瓶口被污染例8、下列关于腐乳制作过程中的操作，不正确的是（d ）a先将豆腐切成块放在消毒的笼屉中，控制温度在1518，并保持一定的湿度b将长满毛霉的豆腐块放在瓶中，并逐层加盐，接近瓶口表面的盐多辅一些c卤汤中酒精的含量一般控制在12%左右d卤汤中香辛料越多，口味越好3、泡菜的制作：（选修1p9）（1）基础知识：菌种：乳酸菌（种类：乳酸链球菌和乳酸杆菌）：异养厌氧细菌亚硝酸盐：（选修1p9）（2）实验设计和操作提示：（选修1p10）注意：泡菜制作应把握三个关键：容器、盐和调料。容器：应选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。盐水：清水和盐的质量比为4:1的比例配制盐水，将盐水煮沸冷却。调料：蒜瓣、生姜及其他香辛料。在泡菜发酵的过程中，亚硝酸盐的含量先增加后减小。（一般在腌制10天后，亚硝酸盐的含量开始下降。）测定亚硝酸盐含量的方法叫比色法。（选修1p11（三）测定亚硝酸盐含量的原理：（选修1p10资料二）例9、下面是有关食醋和泡菜制作的实验。请回答：(1)食醋可用大米为原料经三步发酵来制作：第一步：大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成_(填中间产物)，然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用_(填淀粉指示剂)来检测，因为该试剂遇淀粉呈蓝色，遇上述中间产物呈红色。第二步：用_菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主要原因是_。第三步：用_菌将乙醇转化成乙酸，这一过程_氧气。(2)泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是_，还有少量的亚硝酸。对亚硝酸盐的定量测定可以用_法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与n-1-萘基乙二胺偶联成_色化合物。进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是_。答案：(1)糊精 碘液(或ki-i2溶液) 酵母 发酵过程中会产生大量co2，使瓶内压力升高而可能引起爆裂 醋化醋杆(醋酸杆) 需要消耗(2)乳酸(或有机酸) (光电)比色 紫红 作为对照例10、蔬菜腌制是我国传统的蔬菜加工方法，腌制的泡菜、酸菜等是人们喜爱的菜肴。但近来科学研究发现，蔬菜在腌制过程中，会产生亚硝酸盐，引发了“腌制食品与人体健康”的讨论。回答以下问题：（1）某人作泡菜时因操作不当泡菜腐烂，下列原因中正确的是 。a罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖b罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖c罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长繁殖d罐口封闭不严，促进了需氧腐生菌的生长繁殖（2）测定亚硝酸盐含量的方法：亚硝酸盐与某些化学物质发生反应后形成 色染料，再与已知浓度的标准液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。（3）某兴趣小组就“不同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量变化的影响”开展了研究。请回答相关问题：补充实验设计的空缺内容：分别设计了3%、5%、7%的食盐浓度梯度来制作泡菜。将实验材料分成3组制作泡菜，除了实验材料的重量相同外，还要保证每组泡菜的_相同。下图是该生物活动小组记录的三种食盐浓度的泡菜中的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图。根据此图示的实验结果，你认为用 的食盐浓度制作的泡菜比较适合食用，但要在发酵时间达天以后食用才比较适宜。（3分）从第三天开始，定期测定泡菜中的亚硝酸盐含量，请帮助该小组设计一个用于实验记录的表格。【答案】（1）bd（2）玫瑰红 白萝卜（3）制作（或培养、发酵）条件 5% 11（或9天）表如下（2分）食盐浓度亚硝酸盐含量发酵天数3%（1号坛）5%（2号坛）7%（3号坛）第3天第5天第7天例11、（2013江苏高考卷第14题）某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是（d ）a. 酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高b. 先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵c. 与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好d. 适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖例12、（2013年新课标卷第39题）回答下列有关泡菜制作的习题：（1）制作泡菜是，所用盐水煮沸，其目的是 。为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是 。（2）泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行 的过程。该过程发生在乳酸菌的 中。（3）泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有 、 和 等。（4）从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是 ，原因是： 。【答案】（1）消灭杂菌