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1、选择性必修3复习学案第1课传统发酵技术的应用-1-第2课微生物的培养技术及应用-13-第3课植物细胞工程-29-第4课动物细胞工程-39-第5课胚胎工程-52-第6课基因工程-62-第7课生物技术的安全性与伦理问题-86-教材基础类实验-94-第1课传统发酵技术的应用!概念梳理、发酵与传统发酵技术1 .发酵:人们利用微生物,在适宜的条件下,将團!通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。2 .传统发酵技术与发酵工程比较传统发酵技术发酵工程概念直接利用原材料中天然存在的微生物,或利 用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵 物中的微生物进行发酵、制作食品的技术利用微生物的特定功能, 通过现代工
2、程技术,规模 化生产对人类有用的产 品。涉及菌种的选直和培 养、产物的分离和提纯等 方面实例以渔食菌种的固体发酵及半固体发酵为主, 通常是家庭式和作坊式的,如利用酵母、曲 霉和毛霉（起主要作用）发酵制作腐乳啤酒、味精乃至胰岛素等 药物的工业化生产二、尝试制作传统发酵食品1.泡菜、果酒和果醋制作菌种的比较菌种乳酸菌酵母菌醋酸菌代谢类型异养厌氧异养兼性厌氧异养好氧最适生长温度一约为四335 c菌种 分布分布广泛,空气、上 壤、植物体表、人或 动物的肠道内分布广泛,大量附着 在新鲜水果的果皮 砌分布广泛应用泡菜制作、生产酸奶酿酒(果酒制作)、制作馒头和面包等果醋制作2.微生物发酵制作泡菜、果酒和果醋
3、的原理(1)乳酸菌发酵制作泡菜的原理:C6Hl2O6-2C3H603(乳酸)+能量。(2)酵母菌发酵制作果酒的原理有氧条件:C6H12。6+6H2。+6026c2 + 12氏0+能量。酶无氧条件:C6Hl206-=-2C2H50H(酒精)+2CCh+能量。(3)醋酸菌发酵制作果醋的原理酶02、糖源都充足时:C6Hl206+202 一二”2cH3coOH(醋酸)+ 2H2O + 2cCh+能量。酶缺少糖源时:C2H5OH+O2H3coOH(醋酸)+十+能量。3 .制作传统发酵食品(1)制作泡菜的方法步骤盐水配制:用清水和食盐配制质量百分比为绛迫%的 盐水,煮沸冷却菜3加工:将新鲜蔬菜洗净,切成块
4、状或条状,混合均匀并晾干装坛:将菜料装入泡菜坛内半坛时,放入蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至成满密封:将冷却好的盐水缓缓倒人坛中,使盐水没过金!部菜料,盖好坛盖发酔:向坛盖边沿的水槽中注满水,并在发酵过程中 注意经常向水槽中补充水,根据室内温度控制 发酵时间(2)制作果酒和果醋的方法步骤发醉瓶、榨汁机等器具消毒:用洗洁精清洗干净,并用!体积分数为的酒精消毒.晾干挑选、冲洗前菊:用清水冲洗I2次,再去除枝梗和腐!烂的籽粒.沥干榨汁、装瓶:用榨汁机榨取前萄汁.装入发醉瓶中（注| 意:要留有大约里的空间）.盖好瓶盖果酒发辞的控制:温度控制在1830 .毎隔12 h左右拧松瓶盖一次（注意:不是打开瓶）
5、.再拧紧瓶I 盖。发酹时间为10-12 d监测发酔情况：从发酔瓶口取样监测发醉情况I果醋发醉:果酒制作完成后.打开瓶盖.盖上一层纱也.温度控制在30-35 t,时间为78 d4 .传统发酵食品品种不一的原因（1）制作过程中,没有接种菌种,而是利用天然存在的菌种,菌种差异,杂菌情况不明。（2）发酵过程的控制缺乏标准。概念辨析1 .制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的（。制作泡菜时,盐水煮沸后可以立即使用。（X）（2）泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵。（丿）（3）与人工接种的发酵相比,自然发酵获得的产品品质更好。（X）（4）影响泡菜腌制的因素包括时间、温度
6、和食盐的用量等。（J）2 .果酒经醋酸菌的作用还可以进步发酵成果醋（1）在果酒自然发酵中,需人工添加酵母菌种。（X）（2）在果酒发酵后期拧松瓶盖的间隔时间可延长。（J）（3）利用葡萄发酵产生果酒的后期,加入醋酸菌即可产生醋酸。（X）（4）醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸。（X）（5）在制作果酒、果醋时，适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长(V)繁殖。概念构建发酵匸程考点1泡菜的制作核心归纳1 .泡菜制作的注意事项（1）材料的选择及用量蔬菜应新鲜,若放置时间过长,蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。用清水和食盐配制质量百分比为5%20%的盐水,盐水要煮沸后冷却。煮 沸有两大作用,是除去水
7、中的氧气,二是杀灭盐水中的其他杂菌。（2）防止杂菌污染:每次取样用具要洗净,要迅速封口。（3）氧气需求泡菜坛要选择透气性差的容器，以创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防 止蔬菜腐烂。泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水,以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境, 并注意在发酵过程中经常向水槽中补水。（4）控制适宜的温度:控制在室温即可,温度偏高有害菌活动能力强,温度偏低不利于乳酸发酵。2 .泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少（有02,乳酸菌活 动受抑制）少增加（硝酸盐还 原菌的作用）发酵中期最多（乳酸抑制其他 菌活动）积累、增多、 pH下降下降（硝酸盐还原菌受抑 制,部
8、分亚硝酸盐被分 解）发酵后期减少（乳酸继续积继续增多,pH下降至相对稳定（硝酸盐累,pH继续下降, 抑制其活动）继续下降还原菌被完全抑制）变化曲线乳酸菌数量乳段含量 /1亚硝酸盐含量ZX发醉时间发醉时向C发酔时间注意亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化 细菌氧化氨形成的案例导引考向!I泡菜制作的过程1 . （2020江苏海安模拟）关于泡菜发酵的叙述,不正确的是（）A.泡菜发酵过程中产生亚硝酸盐,某些条件下转化为致癌物质亚硝胺B.煮沸泡菜盐水的目的是除去水中的氧气和杀灭盐水中的其他杂菌C,制作泡菜利用的菌种是乳酸菌,其代谢类型为异养厌氧型D.泡菜腌制时间过长,容易造成细菌大量滋
9、生,亚硝酸盐含量增加D 解析:泡菜发酵过程中产生的亚硝酸盐有可能转化为亚硝胺，亚硝胺具有 致癌作用,A正确:煮沸泡菜盐水的目的是除去水中的氧气和杀灭盐水中的其他 杂菌，B正确;制作泡菜利用的菌种是乳酸菌，其代谢类型为异养厌氧型，C正确； 泡菜腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加，D错误。考向2|泡菜制作过程中亚硝酸盐含量的变化2 .乳酸菌能产生亚硝酸盐还原酶将亚硝酸盐分解，某兴趣小组从泡菜滤液中 筛选出亚硝酸盐还原酶活力较高的乳酸菌,进行了相关实验。请回答下列问题:（1）为保证泡菜发酵过程中的无氧环境,在装坛后对泡菜坛进行 处理,在腌制过程中,坛中会出现溶液量增多现象,主要原因
10、是（2）将筛选出的乳酸菌,用于泡菜制作过程,进行食盐用量与亚硝酸盐含量的探索实验，结果如图腌制时间/d(堂後E:田如報經盲境泡菜制作过程中,pH呈下降趋势,原因是乳酸菌发酵在第 阶段产生。据图可知,腌菜时食盐的浓度越低,亚硝酸盐含量的峰值出现得越早,且 峰值较高,原因是。实验结果说明，食盐用量和 影响亚硝酸盐含量，亚硝酸盐含量达到峰值后下降,一方面是因为 环境抑制杂菌生长,使亚硝酸盐的产生量降低;另一方面是因为 解析:（1）为保证泡菜发酵过程中的无氧环境，在装坛发酵后对泡菜坛进行用 水密封坛处理,在腌制过程中,坛中会出现溶液量增多现象，主要原因是外界 溶液浓度高，使蔬菜细胞渗透失水。（2）泡菜
11、制作的原理是乳酸菌的无氧呼吸， 无氧呼吸第二阶段产生乳酸,导致pH呈下降趋势。食盐用量过低,会造成细菌 大量繁殖，因此图中腌菜时食盐的浓度越低，亚硝酸盐含量的峰值出现得越早， 且峰值较高。据题图分析可知，食盐用量和腌制时间都会影响亚硝酸盐含量， 亚硝酸盐含量达到峰值后下降,是因为缺氧和酸性环境抑制杂菌生长，使亚硝酸 盐的产生量降低，同时乳酸菌产生亚硝酸盐还原酶会将亚硝酸盐分解。答案:（1）用水密封坛口外界溶液浓度高,使蔬菜细胞渗透失水（2）二乳 酸食盐用量过低,造成细菌大量繁殖腌制时间缺氧和酸性乳酸菌产 生亚硝酸盐还原酶将亚硝酸盐分解考点2果酒和果醋的制作I情境探究山东省某校学生在科技节时模拟
12、了啤酒酿制过程:在只盛有糖溶液的瓶中 加入酵母菌,在适宜条件下培养30天。图甲表示制造啤酒的过程（蛇麻子是种植 物，主要起调味作用,啤酒的苦味儿由它产生），30天内混合物的变化情况如图乙 所示。糖蛇麻子麦芽旨:-:沸腾的水:闫搅拌过滤装瓶(1)为什么要把原料放入沸水中混合?答案:为了除去原料中的杂菌(杀灭细菌)。(2)在混合物中加入糖的理由是什么?答案:糖是啤酒发酵的原料,是酵母菌的碳源。(3)为什么要在混合物冷却后把酵母菌加进去?假如冷却时不慎使温度 骤降到0C,当温度逐渐回升到25 c时,酵母菌是否还具有活性?答案：防止高温杀死酵母菌并达到酶适宜的温度。有。低温使酶的活性 降低,但并没有变
13、性失活,当逐渐回升到最适温度时,酵母菌生长繁殖恢复正常。(4)为什么要在发酵罐上加盖子?答案：酵母菌酒精发酵属于厌氧发酵,发酵罐加盖子以创造无氧环境。(5)请根据酵母菌在酿酒过程中的异化代谢变化过程,简述图中糖曲线的变 化原因:开始时氧气充足,酵母菌以有氧呼吸为主,大量分解糖,利用其中的能 量快速增殖,因此糖曲线下降很快;后来氧气慢慢不足,酵母菌开始以无氧呼吸 为主,分解糖产生酒精,虽产能效率较有氧呼吸低,但也分解较多的糖,因此开 始时糖曲线下降也较快。后因生存斗争剧烈,酵母菌代谢慢，甚至大量死亡,耗 糖减少。相关反应式如下:有氧呼吸:C6Hl2O6+6O2+6H2O-6CO2+12H2O+能
14、量;酶酒精发酵:C6Hl206 =-2C2H5OH+2c02 +能量。(含必要的方程式)为什么酵母菌量停止增加下去?请说明两种理由。理由1：糖被逐渐消耗，缺少生命活动的原料;理由2：酒精和CO2积累,对细胞有毒害(或生存斗争加剧,死亡率上升等)。(6)啤酒的风味主要取决于所采用的酵母菌株。某酒厂的菌株产了 30多年,繁 殖三千余代,风味不减当年。其主要原因是什么?答案：酵母菌是无性生殖,能保留亲本的优良性状。核心归纳1 .制作果酒和果醋的发酵装置分析(1)各部位的作用充气口:在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。排气口:排出酒精发酵时产生的CO2。与瓶身相连的长而弯曲的胶管:防 止空气中微生物的污染
15、。出料口：用来取样。(2)该装置的使用方法使用该装置制果酒时，应该关闭充气口;制果醋时，应将充气口连接充气泵 进行充气。(3)葡萄汁装入发酵瓶时,要留有约1/3空间的目的先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽02后再进行酒精发酵；防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。2 .果酒和果醋制作成功的关键项目说明材料的选择与处理选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄冲洗,再除去枝梗,以 防葡萄汁流失及污染防止发酵液被 污染榨汁机需清洗干净并晾干;发酵瓶洗净,并用20%酒精消毒;发酵瓶排气管用曲颈管而不用直管3.结果分析与评价比较果酒的制作果醋的制作相同嗅味、品尝等不同通过酸性重铝酸钾检验酒 精通过pH试纸检
16、测发酵前后 发酵液的pH变化案例导引考向!|果酒、果醋的发酵原理1. （2020广东梅州模拟）下列关于果酒、果醋制作的叙述,错误的是（）A.酵母菌细胞中既有有氧呼吸酶也有无氧呼吸酶B.果酒发酵装置中,排气口要和一个长而弯曲的胶管连接来防止杂菌污染C,醋酸菌能在有氧条件下将果酒变成果醋,也可以在无氧条件下将葡萄糖变 成果醋D.果酒发酵时温度应控制在1830 C,果醋发酵时温度应控制在3035 cC 解析:参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧 型,酵母菌细胞中既有有氧呼吸酶也有无氧呼吸酶,A正确;果酒发酵装置的排 气口要通过个长而弯曲的胶管与瓶身连接,并且胶管口向下放置,这样
17、既可以 排出二氧化碳，还可以防止杂菌污染,B正确;参与果醋制作的醋酸菌是好氧细菌， 醋酸菌只能在有氧条件下将果酒变成果醋，或者将糖变成果醋,因此制作果醋时 中断通氧可能会引起醋酸菌死亡，C错误;果酒发酵时温度应控制在1830 C, 果醋发酵时温度稍高，应控制在3035 , D正确。考向2|果酒、果醋的发酵装置2. （2020山东济宁模拟）下图甲是果酒和果醋发酵的装置图,图乙是果酒和果醋制作过程中发生的物质变化。下列有关叙述中,正确的是（）阀a阀b充,厂T、 T、排气一气口 為 口葡萄汁甲A.甲装置可先用于果醋的制作,后用于果酒的制作B.用甲装置制作果酒时,要加入适量的酵母菌,且一直关紧阀bC.
18、酵母菌是嗜温菌,所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵D.过程和都需要氧气的参与,但反应场所不同D解析:因为醋酸菌可利用酒精产生醋酸,但酵母菌不能利用醋酸产生酒精, 故甲装置可先用于果酒的制作,后用于果醋的制作,A错误。甲装置中,阀b控 制排气,阀a控制进气，制作果酒时应关闭阀a以创造无氧环境,适时打开阀b 以排出酵母菌进行无氧呼吸产生的CO2, B错误。醋酸菌是嗜温菌,果醋发酵所需 的最适温度高于果酒发酵，C错误。过程表示有氧呼吸的第二和第三阶段，故过 程需要氧气的参与，反应场所是线粒体;过程表示果醋发酵，由于醋酸菌是 好氧细菌,因此该过程需要氧气的参与,但醋酸菌是原核生物,没有线粒体，该
19、过程发生在细胞质基质中，故和过程的反应场所不同，D正确。考向3|制作果酒、 果醋的流程3 .天津独流老醋历史悠久、独具风味,其生产艺流程如图所示。(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度,这是因为(2)在酒精发酵阶段，需添加酵母菌。在操作过程中，发酵罐先通气,后密闭。通气能提高 的数量,有利于密闭时获得更多的酒精产物。(3)在醋酸发酵阶段,独流老醋采用独特的分层固体发酵法,发酵30天。艺如下:成熟酒酷輪酷酷酷毎天只翻动B后发解15天发酵过程中,定期取样测定醋酸菌密度变化,趋势如下图。据图分析,与 颠倒前相比,B层醋酸菌在颠倒后密度变化的特点是，由此推测, 影响醋酸菌密度变化的主要环境因素是&
20、 A层鹽0 5 10 15 20 25 30 时间/天乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中,发酵缸中 层的醋醋有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。成熟醋醋中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗等 环境因素的改变,加剧了不同种类乳酸菌的,淘汰了部分乳酸菌种类。解析:（1）因为酶在最适温度下的催化能力最强,所以发酵过程中需控制好反 应温度。（2）酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下分解有机物释放能量多,繁 殖快。（3）曲线图显示,与翻动前相比,B层在翻动后醋酸菌密度先快速增加后 趋于稳定,对比翻动前后B层醋酸菌所处环境条件可知，影响醋酸菌密度变化的 主要环境因素有氧气浓度、p
21、H及营养物质含量等。乳酸菌是厌氧微生物,处于 发酵缸下层的醋酷有利于乳酸菌发酵产生乳酸。随着发酵时间的推移,环境中 营养物质减少,代谢废物增多,微生物生存条件恶劣，不同种乳酸菌间的种间竞 争加剧,部分菌种因不适应环境而被淘汰。答案:（1）酶在最适温度条件下催化能力最强（2）酵母菌（3）先快速增长后 趋于稳定 氧气、营养物质、pH颠倒前的B层和颠倒后的A（或下）种间 竞争生活实践情境现在许多家庭仍然自己酿酒、制作酸奶和泡菜。酸奶是种对人体 健康有益的发酵食品,内含丰富的蛋白质,还有钙以及多种维生素等; 碟酸甜香脆的泡菜也会令人胃口大开。家庭酿酒的具体操作过程也很 简单:先将米煮熟,待冷却至30
22、时,加一定量的“酒药”（实际是酵母 菌菌种）与米饭混匀后置于瓷坛内（其他容器也可以），在中间挖个洞,加盖后置于适当的地方保温(28 ), 12 h即成。命题生长点1制作泡菜(1)制作泡菜宜选用新鲜蔬菜的原因是什么?答案:制作泡菜应选用新鲜蔬菜是因为新鲜蔬菜中亚硝酸盐含量低。(2)制作泡菜时配制的盐水需煮沸,其作用是什么?答案:盐水需煮沸是为了杀死盐水中的微生物,并且去除盐水中的氧气,营 造无氧环境,因为乳酸菌是厌氧微生物。(3)为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜?不吃存放时间过长、变质的蔬菜?答案：有些蔬菜如小白菜和萝卜等含有丰富的硝酸盐,当这些蔬菜放置过久 发生变质(发黄、腐烂)或者煮熟后存放太
23、久时,蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成 亚硝酸盐，危害人体健康。命题生长点2酒精发酵的过程(1)为什么要冷却到30 C后,可以加入“酒药”？答案：加“酒药”就是接种。接种时培养基的温度不能太高,要使酵母菌保 持活性,防止高温将其杀死,因此要等米饭冷却后才加入“酒药”。(2)酿酒过程中为什么总是先来水,后来酒?答案：酵母菌先进行有氧呼吸产生CO2和水，后进行无氧发酵产生酒精。命题生长点3制作酸奶自己制作酸奶时，可以不加入专门的菌种(发酵菌粉)，只需加入超市买来的适 量的老酸奶即可提供发酵菌种。(。自己制作酸奶时,为什么可以加入超市买来的老酸奶代替菌种?答案：由于超市买来的老酸奶中含有乳酸菌等发酵菌
24、种，所以自己制作酸奶 时,可以通过加入超市买来的老酸奶代替菌种。(2)制作酸奶时常用的鲜奶原料不能含有抗生素,为什么?答案：因为抗生素会抑制接种细菌的生长,使发酵受到抑制,所以制作酸奶 时常用的鲜奶原料不能含有抗生素。泡菜制作过程中杂菌的控制方法(1)泡菜坛的密闭性及灭菌。(2)蔬菜的清洗可以防止杂菌繁殖。(3)食盐的用量合适可以控制杂菌的繁殖。(4)调味料也具有抑菌的作用。(5)盐水的浸泡营造的无氧环境,为乳酸菌的繁殖提供条件,同时又能抑制好 氧菌繁殖。关于传统发酵技术认识的两个误区(1)误认为泡菜制作过程中乳酸和亚硝酸盐的含量都是先增加后减小,泡菜制 作过程中乳酸的含量是先增加后保持稳定。
25、(2)误认为果酒、果醋制作过程中都需要无氧条件。果醋制作过程中,利用的 是醋酸菌的有氧呼吸，因此需要有氧条件;果酒制作过程中,应先通氧，使酵母 菌数量增加,然后再密封创造无氧条件。第2课微生物的培养技术及应用概念梳理、微生物的基本培养技术4 .培养基的配制(1)培养基: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。(2)培养基的种类j液体培养基按物理性质划分| I添加凝固剂(如琼脂)固体培养基(3)培养基的组成成分主要营养物质:水、碳遮、氮源和无机盐。其他条件:pH、特殊营养物质(如维生素)和?。5 .无菌技术(1)目的:获得纯净的微生物培养物。(2)关键：防止杂菌污染。
26、(3)两种无菌技术的比较比较项目条件结果常用方法应用范围消毒较为温 和的物 理、化 学方法仅杀死物体 表面或内部 一部分微生 物煮沸消毒法日常用品巴氏消毒法不耐高温的液体化学药物消毒法操作空间、操作者 的衣物和手等紫外线消毒法接种室、接种箱或超净工作台灭菌强烈的 理化方 法杀死物体内 外所有的微 生物,包括 芽狗和狗子湿热灭菌法培养基、容器等干热灭菌法玻璃器皿、金属用具等灼烧灭菌法接种工具等(4)消毒和灭菌后的注意事项避免已经灭菌处理的材堡I用具与周围的物品接触;实验操作都应在超净工作台并在酒精灯火焰附近进行二、微生物的纯培养1 .相关概念(1)培养物:在微生物学中,接种于培养基内,在合适条件
27、下形成的含特定种 类微生物的群体。(2)纯培养物:由单个体繁殖所获得的微生物群体。(3)纯培养：获得纯培养物的过程。(4)菌落:分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部繁殖形成的肉眼可见 的、有一定形态结构的子细胞群体。2 .酵母菌纯培养的实验步骤(1)制备培养基配制培养基:称取去皮的马铃薯200g、切块加水1 000 mL、 加热煮沸纱布过滤1加20 g葡萄糖一加152O g琼 脂一用蒸禰水定容至1 000 mLra.培养基灭菌:将培养基移至锥形瓶加棉塞、包上牛皮纸,并用皮筋勒紧一放入髙压蒸汽灭菌锅 压lOOkPa、温度121、时间1530 min 灭菌 h.培养皿灭菌:将58套培条皿包成一
28、包用几层牛皮纸包紧放入干热灭菌箱-温度16170、 时间2 h (a.条件:待培养基冷却至50左右时,在酒精灯火焰附近倒平板1，操作步骤:I .将灭过菌.的培养皿放在火焰旁的桌面上,右手拿 装有培养基的锥形瓶,左手拔出棉塞。n.右手拿锥形瓶,将瓶口迅速通过火焰,in.用左手拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口 的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基(120 ml)倒入 培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖。M等培养基冷却凝固后,将培养皿倒过来放置。(2)接种和分离酵母菌操作步骤操作内容接种环灭菌将接种环放在酒精灯火焰上灼烧直至烧红取菌 种a在酒精灯火焰旁冷却接种环,并打开盛有菌液的试管的棉塞b将试管口通过
29、火焰,以防止试管口杂菌污染c将已也却的接种环伸入菌液中，蘸取环菌液d将试管口通过火焰，并塞上棉塞平板 划线a左手将皿盖打开一条缝隙,右手把接种环迅速伸入平板内, 划三至五条平行线,盖上皿盖。注意不要划破培养基b灼烧接种环,冷却后从第一次划线的走端开始作第二次划 线。重复上述操作,作第三、四、五次划线。注意不要将最 后一次的划线与第一次的划线相连(3)培养酵母菌:待菌液被培养基吸收,将接种后的平板和一个未接种的平板倒置,放入28 左右的恒温培养箱中培养2448 h。三、微生物的选择培养和计数1 .选择培养基(1)实验室中微生物的筛选原理:人为提供有利于目的菌生长的条件(包括直 养、温度和pH等)
30、,同时抑制或阻止其他微生物的生长。(2)选择培养基的概念:在微生物学中,将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。2 .微生物的选择培养(1)稀释涂布平板法的操作过程系列稀释操作(如图)无菌水无菌水无菌水无菌水 无菌水无菌水无菌水操作步骤操作内容a.取试管、编号取盛有9 mL无菌水的试管7支,并编号为!X1O 1 X 102. 1 X 103.IXIO 1X105、1X106、!X 107b.系列稀释取mL菌液,注入IX同倍稀释的试管中,使菌液与无菌水充分 混匀从IX 10U咅稀释的试管中吸取1mL稀释液,注入1X102倍稀释的试管中使之混匀。依次类推,直到完成最
31、后一支试管的稀释a.取。.1mL菌液,滴b.将涂布器浸在盛有加到培养基表面酒W的烧杯中d.用涂布器将菌液均匀地 涂布在培养基表面。涂 布时可转动培养皿,使涂 布均匀。.将沾有少量酒精的涂布 器在火焰上灼烧.待酒精 燃尽后,冷却涂布器注意：操作要在酒精灯火焰旁进行 涂布平板操作(如图)(2)培养、观察:待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置;放入3037 C的恒温培养箱中培养12d。在涂布有合适浓度菌液的平板上观察分离的单菌落。3 .微生物的数量测定(1)计数方法:稀释涂布平板法(活菌计数法)。(2)计数要求：在同一稀释度下涂布3个(或3个以上)平板,并选择菌落数在3300的平板进行计数。4 .
32、 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)实验原理分解尿素的原理：土壤中的细菌之所以能分解尿素,是由于它们体内能合 成脈酶,这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到催化作用。筛选菌株的原理：在选择培养基的配方中，把尿素作为培养基中的唯一氮 源,原则上只有能够利用尿素的微生物才能够生长。(2)实验流程土壤取样:从酸碱度接近中性的潮湿土壤中,铲去表层土,取距地表土選cm的土壤层样品的稀释:通常选用一定稀释范围的样品液进行培 养,以保证获得菌落数在3O3OO的平板 适于计数Vr a.接种:用稀释涂布平板法接种微生物的 b.培养条件:3037培养J2天培养与观察c.观察:根据菌落的特征区分微生物1d.计
33、数：统计壓的数目计算:计算单位体积中的菌体数四、发酵工程及其应用1 .发酵工程:利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人 类有用的产品。2.发酵工程的基本环节操作流程注意事项(1)选育菌种从自然界中筛选;通过诱变育种或基因工程育种获得(2)配制培养基在菌种确定后选择原料,反复试验确定培养基配方(3)灭菌培养基和发酵设备都必须严格灭菌(5)接种无菌操作(6)发酵罐内发酵 (发酵工程的中心 环节)了解发酵进程：随时检测培养液中的微生物数量、产物 浓度等;及时添加必需的营养组分;严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件(7)分离、提纯产物发酵产品是微生物细胞:在发酵结束之后,采用过滤、 沉
34、淀等方法将菌体分离和干燥:发酵产品是代谢物:根据产物的性质采取适当的提取、 分离和纯化措施来获得产品3.发酵工程 的特点,生产条件温和原料来源丰富且价格低廉产物专废弃物对环境的污染小、容易处理等(4)扩大培养在发酵之前进行4.发酵工程的应用(1)在食品工业上的应用生产传统的发酵产品:酱油、各种酒类等。生产各种各样的食品添加剂:柠檬酸、味精等。生产酶制剂:a淀粉酶、隹淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶和脂肪酶等。(2)在医药业上的应用应用基因工程、蛋白质工程生产生长激素释放抑制激素、乙型肝炎疫苗。(3)在农牧业上的应用生产微生物肥料:根瘤菌肥、固氮菌肥;生产微生物农药：利用微生物或其代谢产物来防治病虫害属
35、于生物防治;生产微生物饲料:单细胞蛋白。(4)其他方面的应用：利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。!概念辨析1.防止杂菌污染,获得纯净的微生物培养物是研究和应用微生物的前提(1)培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐,有时还需要加入一些特殊的物质。（）（2）消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对细胞的伤害。（丿）（3）为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落。（X）2 .借助选择培养基可有目的地分离某种微生物（1）选择培养基可以鉴定某种微生物的种类。（X）（2）对细菌进行计数只能采用稀释涂布平板法,而不能用平板划线法。（X）（3）筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中
36、,尿素是唯一的氮源。（丿）（4）能分解尿素的细菌在分解尿素时,可以将尿素转化为氨,使得培养基的酸 碱度降低。（X）3 .发酵工程实现了发酵食品、药物等的工业化生产（1）应用于工业化生产的发酵罐内的培养基是固体培养基。（义）（2）青霉素的发现和产业化生产推动发酵工程在医药领域的应用和发展。（丿）（3）发酵工程具有生产条件温和、原料丰富且价格低廉、产物专、废弃物对 环境的污染小、容易处理等特点。（丿）（4）发酵工程在食品业、医药业、农牧业上应用广泛。（J）概念构建无菌技术消毒灭菌接种平板划线法稀释涂布平板法应用选择培养基鉴别培养基一分离实例土壤中分解尿素的细菌的分（微）离与计数（-i_ 稀释涂布平
37、板法（活菌计数法）Z望J显微镜宜接计数法（基本环节f工程!口应用微生物的基本培养技术情境探究资料:下表为牛肉膏蛋白豚固体培养基配方:成分含量牛肉膏5g蛋白陈10gNaCl5g琼脂1520 g蒸储水定容至1 000 mL(1)该培养基中主要提供碳源和氮源的物质各是什么?答案:主要提供碳源的是牛肉膏;主要提供氮源的是蛋白陈。(2)培养基中的碳源和氮源均可分为有机物类和无机物类。(3)试从碳源和氮源的角度分析不同类型的微生物所需的培养基成分的特点。类型自养型微生物异养型微生物碳源CO2、NaHCCh等无机物糖类等有机物氮源NH3、硝酸盐等无机物尿素、蛋白质等有机物核心归纳1.微生物和动植物营养要素的
38、比较项目碳源氮源能源无机盐、水动物糖类、脂肪 等蛋白质或其降解物糖类、脂肪等都需要,种类及功能基本相同微生物异 养 型糖类、脂肪、 醇、有机酸 等蛋白质或其降解物、 镂盐、硝酸盐、N2 等糖类、脂肪、 醇、有机酸等自 养 型CO2、碳酸土卜笺 un *vrNH3、镂盐、硝酸盐 等氧化无机物 或利用光能绿色植物铉盐、硝酸盐光能2.平板划线法和稀释涂布平板法的区别项目平板划线法稀释涂布平板法关键接种环在固体培养基表面连续一系列的梯度稀释;操作划线涂布平板操作注意 事项每次划线前后均需灼烧接种环稀释度要足够高,为确保实验成功 可以增加稀释度的范围菌体获取在具有显著菌落特征的区域挑取菌体从适宜稀释度的
39、平板上的菌落中挑取菌体优点可以根据菌落的特点获得某种 微生物的单细胞菌落既可以获得单细胞菌落，又能对微 生物计数缺点不能对微生物计数操作复杂,需要涂布多个平板3.平板划线操作的注意事项(1)灼烧接种环,待其冷却后才能伸入菌液,以免温度太高杀死菌种。(2)第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始,能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落(3)划线时最后一区不要与第一区相连。(4)划线用大小要适当,防止用过大将培养基划破。(5)接种环三次灼烧的目的目的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
40、来源于上次划线的末端,使每次划线菌种数目减少划线结束杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者案例导引考向1|培养基的配制1.下列关于微生物培养基的叙述,错误的是()A.制备固体培养基,一般需在液体培养基中加入琼脂B.微生物在固体培养基表面生长形成的菌落，可以用肉眼观察到C.根据微生物对碳源需要的差别,使用不同碳源的培养基D.培养基中的营养物质浓度越高，对微生物的增殖越有利D 解析:制备固体培养基，一般需在液体培养基中加入适量的凝固剂琼 脂,A正确;菌落是由微生物在固体培养基表面生长形成的肉眼可见的具有一定 形态结构的细胞群体,B正确:大多数微生物培养基都含有水、碳源、氮源和无机
41、盐等营养物质,自养型微生物的培养基可以没有碳源，固氮微生物的培养基可以 没有氮源,C正确;培养基中的营养物质浓度过高,微生物会通过渗透作用失水， 对微生物的增殖不利,D错误。考向2|无菌技术2 . （2020河南开封模拟）关于灭菌和消毒的理解，正确的是（）A.灭菌是指杀灭物体内外的一切微生物,但不包括芽砲和抱子B.消毒和灭菌实质上是相同的C,常用的灭菌法有灼烧灭菌、干热灭菌、酒精灭菌D.常用的消毒方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法、化学药物法D 解析:灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有微生物,包括芽抱 和抱子;消毒是指用较为温和的物理、化学等方法杀死物体表面或内部的部分微 生物
42、，它们的本质不同,A、B项错误。常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和 湿热灭菌,C项错误。常用的消毒方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法 或化学药物消毒法等，D项正确。考向3|微生物的纯培养3 .有关平板划线操作的说法,正确的是（）A.使用已灭菌的接种环、培养皿，操作过程中不再灭菌B.打开含菌种的试管需通过火焰灭菌,取出菌种后需马上塞上棉塞C,要将最后一区的划线与第一区的划线相连D.最后将平板倒置,放入培养箱中培养D 解析:接种环在使用过程中需要多次灭菌,第一次灭菌是为了杀死接种环 上原有的微生物，每次划线结束后需要灭菌是为了杀死上次残留的菌种，A错误。 打开含菌种的试管需要通过火焰灭菌
43、,取出菌种后还需要通过火焰灭菌再塞上棉 塞,B错误。划线时最后一区的划线与第一区的划线不能相连,因为最后一区是细 菌最稀少的,而第一区是细菌最致密的，如果连在起则有可能影响单个菌落的 分离效果,C错误。最后将平板倒置,防止皿盖上的水滴落引起污染,D正确。微生物的选择培养和计数核心归纳1.微生物的筛选与鉴别方法(1)微生物的筛选方法单菌落 挑取法利用平板划线法或稀释涂布平板法接种到固体平板培养 基表面,直接根据微生物菌落的特征利用单菌落挑取的 方法获得目的微生物选择 培养法利用选择培养基对微生物进行选择培养,直接获得目的 微生物鉴别培养法利用鉴别培养基使目的微生物菌落呈现特有的特征，然 后筛选目
44、的微生物(2)微生物的鉴别方法菌落特征 鉴别法根据微生物在固体培养基表面形成的菌落的形状、大小和颜色 等特征进行鉴别指示剂 鉴别法如以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种微 生物后,培养基变红说明该种微生物能够分解尿素染色 鉴别法如利用刚果红染色法,根据培养基中出现以纤维素分解菌为中 心的透明圈来筛选分解纤维素的微生物2.选择培养基与鉴别培养基实例归纳(1)选择培养基培养基中加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌;培养基中加入高浓度的食盐用于分离得到金黄色葡萄球菌;以尿素作为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌;不添加氮源的培养基用于分离固氮微生物;石油是唯一碳源时,可以抑制不能利用石油的微生物的生长,使能够利用 石油的微生物生存,达到分离能消除石油污染的微生物的目的；培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。(2)鉴别培养基:伊红一亚甲蓝琼脂培养基可以鉴别大肠杆菌(菌落呈深紫色, 并有金属光泽)3