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选修1生物技术实践 一 发酵及发酵技术的应用1 果酒 果醋 腐乳及泡菜的制作原理及过程 果酒 酵母菌 果醋 醋酸菌 毛霉等 乳酸菌 1 果酒 酵母菌无氧呼吸C6H12O62C2H5OH 2CO2 2 果醋 醋酸菌有氧呼吸 当氧气 糖源都充足时 糖 醋酸 当缺少糖源时 乙醇 乙醛 醋酸 毛霉等微生物能产生蛋白酶和脂肪酶 作用如下 乳酸菌发酵产生乳酸 挑选葡萄 冲洗 榨汁 酒精发酵 果酒 醋酸发酵 果醋 让豆腐上长出毛霉 加盐腌制 加卤汤装瓶 密封腌制 1 材料的选择与处理 2 防止发酵液被污染 3 控制好发酵的条件 1 控制好材料的用量 2 防止杂菌污染 1 泡菜坛的选择 2 腌制的条件 发酵技术中常用菌种的比较 真核生物 异养兼性厌氧 酿酒 前期需氧 后期不需氧 原核生物 异养需氧 酿醋 一直需氧 真核生物 异养需氧 制作腐乳 一直需氧 原核生物 异养厌氧 制作泡菜 无氧 果酒 果醋制作过程中防止杂菌污染的措施 1 榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净 且发酵瓶要进行消毒 2 清洗葡萄时要先清洗后除枝梗 3 发酵瓶排气管用曲颈管不用直管 2 亚硝酸盐及其含量测定 1 与人体健康的关系 亚硝酸盐在膳食中普遍存在 在人体内以 过客 的形式随尿排出 但当摄入总量较多时 可引起中毒或死亡 亚硝酸盐在一定条件下可转化为能致癌 致畸和致突变的物质 亚硝胺 2 含量的测定 原理 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N 1 萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料 通过目测比较 大致估算其含量 测定操作 配制溶液 制备标准显色液 制备样品处理液 比色 1 生物技术在食品加工中的应用十分广泛 如果酒 果醋 腐乳 泡菜就是生活中常见的例子 右图是果酒制果醋的发酵装置 分析回答下列问题 1 果酒制作的原材料通常是葡萄 但对葡萄不能进行反复冲洗 其原因是 葡萄上存在酵母菌 反复冲洗 会洗去大量的酵母菌 不利于酒精发酵 2 在图乙中遗漏了一个装置 请以文字加以补充 3 如果将该装置改为酒精的发酵装置 则温度应该控制在 此时装置需要修改的地方是 果酒制果醋的反应式为 4 在果醋发酵过程中 用 检测是否有醋酸生成 缺少一个排气口 应补上一个排气口装置 并连上一根长而弯曲的管子 18 25 不需要通入空气 C2H5OH O2 CH3COOH H2O pH试纸 2 腊肉 腌白菜 腐乳等是家庭中常见的一些腌制品 其味道鲜美 便于保存 请联系生活实际 回答下列问题 1 腊肉和腌白菜能保存较长时间而不腐败 原因是 2 腐乳制作的原理是 腌制液盐浓度过高 微生物因失水而不能生存 毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸 脂肪酶将脂肪水解为甘油和脂肪酸 3 制作腐乳的卤汤中通常要加入料酒 黄酒等 含量一般控制在12 左右 其目的是 4 腌白菜味道鲜美 但最好是等腌制好后再食用 若过早食用会影响人体健康 请分析原因 抑制微生物的生长 同时使腐乳具有独特的香味 未腌制成熟的白菜中 亚硝酸盐等致癌物质的含量过高 食用后可能会影响人体健康 二 微生物的培养与应用1 微生物的实验室培养 1 培养基 概念 人们按照微生物对营养物质的不同需求 配制出供其生长繁殖的营养基质 分类和应用 液体培养基 半固体培养基 固体培养基 不加凝固剂 加凝固剂 如琼脂 工业生产 观察微生物的运动 分类 鉴定 微生物分离 鉴定 活菌计数 制备 计算 称量 溶化 灭菌 倒平板 选择培养基 鉴别培养基 培养基中加入了抑制或促进微生物生长的化学物质 培养基中加入某种指示剂或化学药品 培养 分离出特定微生物 鉴别不同种类的微生物 2 无菌技术具体操作 对实验操作的空间 操作者的衣着和手进行清洁和消毒 将用于微生物培养的器皿 接种用具和培养基等进行灭菌 为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进行 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 2 纯化大肠杆菌 原理 在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞 使其长成单个的菌落 这个菌落就是一个纯化的细菌菌落 方法 平板划线法 稀释涂布平板法 平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作 将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面 稀释涂布平板法则是将菌液进行一系列的梯度稀释 然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面 进行培养 3 菌种的保藏 短期保存 固体斜面培养基上4 保存 菌种易被污染或产生变异 长期保存 20 甘油管在冷冻箱中保藏 平板冷凝后 皿盖上会凝结水珠 凝固后的培养基表面的湿度也比较高 将平板 既可以使 又可以防止 造成污染 倒置 培养基表面的水分更好地挥发 皿盖上的水珠落入培养基 3 分析下面培养基的配方 KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4 7H2O 葡萄糖 尿素 琼脂 请回答 1 在该培养基的配方中 为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是 和 2 想一想这种培养基对微生物是否具有选择作用 如果具有 又是如何进行选择的 葡萄糖 尿素 有选择作用 因为此配方中尿素是唯一氮源 因此 只有能够利用尿素的微生物才能够生长 3 培养基 培养皿 接种环 实验操作者的双手 空气 牛奶所采用的灭菌 消毒方法依次是 化学消毒 灼烧灭菌 干热灭菌 紫外线灭菌 高压蒸汽灭菌 巴氏消毒法A B C D A 三 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分离分解尿素的细菌的培养基应为培养基 培养基中的氮源只有 理论上只有能合成的微生物才能在上面生长 选择 尿素 脲酶 2 统计菌落数目的方法 1 显微镜直接计数法 2 稀释涂布平板法 2 分解纤维素的微生物的分离 1 分解纤维素的微生物的分离 实验原理即 可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌 实验流程土壤取样 富含纤维素的环境 选择培养 用选择培养基培养 以增加纤维素分解菌的数量梯度稀释 涂布平板 将样品涂布于鉴别含CR的纤维素分解菌的培养基 固体 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 消毒与灭菌的不同 使用较为温和的理化方法 使用强烈的理化因素 杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物 不包括芽孢和孢子 杀死物体内外所有的微生物 包括芽孢和孢子 实验操作的空间 操作者的衣着和手 微生物的培养器皿 接种用具和培养基等 煮沸消毒法 如100 5min 6min 巴氏消毒法 80 15min 酒精 氯气 石炭酸等化学药剂消毒法 灼烧灭菌 干热灭菌 高压蒸汽灭菌 4 2009年烟台模拟 可以鉴定出分解尿素的细菌的方法是 A 以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂B 以尿素为唯一氮源的培养基中加入二苯胺试剂C 以尿素为唯一氮源的培养基中加入苏丹 试剂D 以尿素为唯一氮源的培养基中加入双缩脲试剂 A 5 下图为分离并统计分解纤维素的微生物的实验流程 据此回答有关问题 1 要从富含纤维素的环境中分离纤维素分解菌 从高温热泉中寻找耐热菌 这说明 根据目的菌株对生存环境的要求 到相应的环境中去寻找 2 某同学根据需要 配制了纤维素分解菌的培养基如下 整个实验过程严格执行无菌操作 如果将其中的纤维素粉换成 菌落数 即可说明选择培养基的作用 葡萄糖 明显多于选择培养基上的菌落数 3 接种微生物最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法 本实验宜采用 法 原因是 稀释涂布平板 平板划线法难以根据稀释体积计算每克样品中的细菌数 2009年高考浙江卷 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 糊精 碘液 KI I2溶液 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 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 醋酸杆 需要消耗 乳酸 比色 玫瑰红 作为对照 2009年高考安徽理综卷 下列是关于 检测土壤中细菌总数 实验操作的叙述 其中错误的是 A 用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基 经高温 高压灭菌后倒平板B 取104 105 106倍的土壤稀释液和无菌水各0 1mL 分别涂布于各组平板上C 将实验组和对照组平板倒置 37 恒温培养24 48小时D 确定对照组无菌后 选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数 D 3 2009年高考全国 卷 下列关于通过发酵工程生产谷氨酸的叙述 错误的是 A 发酵时需不断通入无菌空气 否则会积累乳酸