第1講

發酵工程

指導教師：孫振穩第1講發酵工程1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡第1講發酵工程考點一微生物的基本培養技術1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡學習活動1．培養基的配制考點一微生物的基本培養技術類型實例選擇培養基培養基中加入青霉素分離得到酵母菌和霉菌培養基中加入高濃度的食鹽用于分離金黃色葡萄球菌以尿素作為唯一氮源的培養基用于分離分解尿素的細菌以纖維素作為唯一碳源的培養基用于分離纖維素分解菌不添加氮源的培養基用于分離固氮微生物石油是唯一碳源時，可以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，達到分離能消除石油污染的微生物的目的培養基放在高溫環境中培養能得到耐高溫的微生物鑒別培養基加入伊紅-亞甲藍可以鑒別大腸桿菌(菌落呈黑色)加入酚紅指示劑可以鑒別尿素分解菌加入剛果紅可以鑒別纖維素分解菌---選擇培養基與鑒別培養基1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡2．無菌技術考點一微生物的基本培養技術1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡以下物品所采用的滅菌或消毒方法依次是

培養基VS培養皿

接種環、涂布器VS超凈臺

實驗操作者的雙手VS實驗室

3．微生物的純培養考點一微生物的基本培養技術(1)概念：(2)過程：(3)常用方法：(4)實例1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡[教材拾遺](選擇性必修3P12正文)為什么需要使錐形瓶的瓶口通過火焰？平板冷凝后，為什么要將平板倒置？提示：通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養基。平板冷凝后，皿蓋上會凝結水珠，凝固后的培養基表面濕度也比較高，將平板倒置，既可以防止培養基表面的水分過快地揮發，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養基，造成污染。1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡考點一微生物的基本培養技術2．平板劃線操作的注意事項1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡考點一微生物的基本培養技術(1)灼燒接種環，待其冷卻后才能伸入菌液

？(2)第二次及其以后的劃線操作總是從上一次劃線末端開始

？(3)劃線時最后一區不要與第一區相連

？

第一次操作每次劃線之前劃線結束目的殺死接種環上原有的微生物殺死上次劃線后接種環上殘留的菌種，使下次劃線的菌種直接來源于上次劃線的末端，使每次劃線菌種數目減少殺死接種環上殘存的菌種，避免微生物污染環境和感染操作者1．(2021·沈陽模擬)大腸桿菌是寄生于人和動物腸道中的細菌，利用其代謝產物能與染料伊紅美藍反應，使菌落呈深紫色，從而將其鑒別出來。表格是其培養基配方，相關敘述錯誤的是()B．該培養基中蛋白胨提供的主要營養有氮源、碳源和維生素C．配制培養基時，需將pH調至酸性D．可利用培養基上菌落的特征來判斷和鑒別大腸桿菌的存在解析：C要鑒別微生物應該用固體培養基，因此培養基配方中X可以是瓊脂，A正確；該培養基中蛋白胨提供的主要營養有氮源、磷酸鹽和維生素，B正確；大腸桿菌屬于細菌，培養時需將pH調至中性或弱堿性，C錯誤；可利用培養基上菌落的特征來判斷和鑒別大腸桿菌的存在，D正確。解題分析C1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡考點一微生物的基本培養技術成分蛋白胨乳糖磷酸二氫鉀X蒸餾水2%伊紅水溶液0.5%美藍水溶液含量10g10g2g20～30g1000mL20mL13mL聯想問題：培養基的“個性定制”成分及作用、分離？擴大培養？2．如圖為實驗室培養和純化大腸桿菌過程中的部分操作步驟，下列說法不正確的是()A．步驟①使用的培養基已經滅菌并調節過pHB．步驟②接種環經灼燒滅菌后應趁熱快速蘸取菌液C．③到④過程中，每次接種前后都需要對接種環進行火焰灼燒處理D．步驟①②③操作時都需要在酒精燈火焰旁進行解析：B步驟①表示倒平板，為防止雜菌污染，在倒平板之前培養基已經滅菌并調節過pH，A正確；步驟②為用接種環蘸取菌液，需在酒精燈火焰旁等接種環冷卻后蘸取，防止溫度過高，將待測菌種殺死，B錯誤；③到④過程中，每次接種前后都需要對接種環進行火焰灼燒處理，最后一次劃線后灼燒，防止污染環境，C正確；步驟①②③操作時都需要在酒精燈火焰旁進行，以防被雜菌污染，D正確。解題分析B1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡考點一微生物的基本培養技術變式注意：c選項灼燒目的？第1講發酵工程考點二微生物的選擇培養和計數1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡1．微生物的選擇培養考點二微生物的選擇培養和計數(1)選擇培養基(2)稀釋涂布平板法①系列稀釋操作系列稀釋1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡1．微生物的選擇培養考點二微生物的選擇培養和計數②涂布平板操作③培養：待涂布的菌液被培養基吸收后，將平板______，放入30～37℃的___________中培養1～2d。序號圖示操作1取0.1mL菌液，滴加到培養基表面2將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中3將涂布器放在火焰上灼燒，待酒精燃盡，涂布器冷卻后，再進行涂布4用涂布器將菌液均勻地涂布在培養基表面。涂布時可轉動培養皿，使涂布均勻倒置恒溫培養箱1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡主要方法稀釋涂布平板法平板劃線法主要步驟接種工具菌體獲取能否用于計數共同點稀釋涂布平板法和平板劃線法的比較系列梯度稀釋操作和涂布平板操作接種環在固體培養基表面連續劃線涂布器接種環從適宜稀釋度的平板上的菌落中挑取菌體在具有顯著的菌落特征的區域挑取菌體可以計數，但是操作復雜，需涂布多個平板不能計數使培養基上形成由單個細菌細胞繁殖而來的子細胞群體——菌落二微生物的選擇培養3．土壤中分解尿素的細菌的分離與計數考點二微生物的選擇培養和計數脲酶尿素中性菌落數目穩定時菌落特征1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡[教材拾遺]1．(教材P18正文)為什么測定活菌的數量不能用平板劃線法？提示：由于在所劃的線中，一般只有最后一次劃線的末端才會形成只由一個細菌形成的菌落，而其他一些菌落往往由兩個細菌或多個細菌繁殖而成，而在計數時一個菌落對應著一個細菌，這樣在劃線所得的平板中，菌落數目遠低于活菌的實際數值，所以不能用平板劃線法測定活菌數量。2．(教材P19“探究·實踐”)利用稀釋涂布平板法純化分解尿素的細菌時，經培養后發現培養基上出現多種菌落，可能的原因有哪些？提示：出現雜菌污染的可能原因有：培養基制備過程中被雜菌污染；接種過程中，無菌操作不符合要求；系列稀釋時，無菌操作不符合要求等。1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡考點二微生物的選擇培養和計數2．兩種微生物計數方法的比較1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡考點二微生物的選擇培養和計數間接計數法(稀釋涂布平板法)直接計數法(顯微計數法)原理當樣品的稀釋度足夠高時，培養基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌，通過統計平板上的菌落數，就能推測出樣品中大約含有多少活菌利用特定細菌計數板或血細胞計數板，在顯微鏡下計算一定容積的樣品中微生物的數量公式每克樣品中的菌落數＝C/V×MC：某稀釋度下平板上生長的平均菌落數；V：涂布平板時所用的稀釋液的體積(mL)；M：稀釋倍數每毫升原液所含細菌數：每小格內平均細菌數×400×104×稀釋倍數缺點當兩個或多個菌體連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落不能區分細胞死活結果比實際值偏小比實際值偏大1．地球上的植物每年產生的纖維素超過70億噸，其中40%~60%能被土壤中產生纖維素酶的某些微生物分解利用。剛果紅染液可以與像纖維素這樣的多糖物質形成紅色復合物，但并不與水解后的纖維二糖、葡萄糖等發生這種反應。在含有纖維素的培養基中加入剛果紅，剛果紅與纖維素形成紅色復合物；而當纖維素被纖維素分解菌分解后，復合物就無法形成，培養基中會出現以這些菌為中心的透明圈（如圖所示）。下列關于纖維素分解菌的分離與計數實驗，敘述錯誤的是()B.對纖維素分解菌計數時應選擇菌落數在30-300之間C.采用平板劃線法統計平板上菌落數，統計值比活菌實際數低D.通過比較得知，菌落①中的菌株分解纖維素能力最強習題演練考點二微生物的選擇培養和計數C科學素養情景拓展題：認真讀題干，提取關鍵，理清關系，聯系已有經驗知識，化陌生為熟悉變式一．(2021·德州二模)溫泉中含有能夠分解淀粉的耐熱古細菌，在固體培養基中，該類細菌分解淀粉會形成透明圈。如圖表示篩選能高效產生淀粉酶的耐熱古細菌的過程，下列分析正確的是()A．②過程是利用稀釋

涂布平板法分離并篩選耐熱古細菌B．配制Ⅰ號培養基時需要加入瓊脂，先滅菌再調節pHC．為防止污染需要對Ⅰ、Ⅱ號培養基及培養皿進行干熱滅菌D．從Ⅰ號培養基中選擇透明圈最小的菌落接種到Ⅱ號培養基解析：AⅠ號培養基中的菌落在平板上均勻分布，由此推測可知②過程是利用稀釋涂布平板法分離并篩選耐熱古細菌，A正確；配制Ⅰ號培養基時需要加入瓊脂，先調節pH再滅菌，B錯誤；培養基通常采用濕熱滅菌法滅菌，培養皿為保持干燥可采用干熱滅菌法滅菌，C錯誤；透明圈直徑越大，說明產生淀粉酶的能力越強，故從Ⅰ號培養基中選擇透明圈最大的菌落接種到Ⅱ號培養基，D錯誤。解題分析A1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡考點二微生物的選擇培養和計數技巧：先讀題干抓目的，重點析圖，解讀標注理解過程檢測：5、8、10變式二．如圖為“土壤中分解尿素的細菌的分離與計數”實驗中樣品稀釋示意圖。據圖分析正確的是()A．3號試管中的菌落稀釋倍數為103倍B．4號試管中稀釋液進行平板培養得到的菌落平均數可能是5號試管的10倍C．5號試管的結果表明每克土壤中的菌株數為1.7×107個D．該實驗方法統計得到的結果往往會比實際活菌數目要高解析：B2號試管中的菌落稀釋倍數為103倍，A錯誤；4號試管的稀釋倍數為105倍，5號試管的稀釋倍數為106倍，因此4號試管中稀釋液進行平板培養得到的菌落平均數可能是5號試管的10倍，B正確；5號試管的稀釋倍數為106倍，每克土壤中的菌株數為(168＋175＋167)÷3÷0.1×106＝1.7×109個，C錯誤；稀釋涂布平板法得到的菌落可能存在兩個或多個細菌細胞長成一個菌落，使該實驗方法統計得到的結果往往會比實際活菌數目要低，D錯誤。解題分析B1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡考點二微生物的選擇培養和計數注意：稀釋倍數計算？直接計數？高低？鑒定？紅圈直徑/菌落直徑檢測：11（4）高考強化5（2）倍數問題第1講發酵工程考點三傳統發酵技術和發酵工程的應用1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡1．發酵與傳統發酵技術考點三傳統發酵技術和發酵工程的應用1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡重點：①制作原理？②各發酵菌種的代謝類型、來源、溫度？③制作流程？④畫出一套可以不用開蓋放氣的果酒、果醋制作裝置，并分析。⑤注意事項：最常考事項如下：泡菜制作中鹽水煮沸的原因？用水密封泡菜壇的目的？P6泡菜壇裝八成滿的原因？—P6果酒發酵罐發酵液不可裝滿，要留出1/3的原因？—P7考點三傳統發酵技術和發酵工程的應用[教材拾遺]1．(教材P7“探究·實踐”)在果酒制作中應該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什么？提示：應該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會。2．(教材P7“探究·實踐”)果酒制作時，發酵瓶裝入葡萄汁后留有1/3空間的目的是什么？提示：先讓酵母菌進行有氧呼吸快速繁殖，耗盡氧氣后再進行酒精發酵；其次，防止發酵過程中產生的CO2造成發酵液的溢出。3．(教材P22～23圖1-9)為了縮短發酵時間，確保品質穩定，工業上大規模生產時，應該怎么做？提示：先通過微生物培養技術獲得單一菌種，再將它們接種到物料中進行發酵。1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡考點三傳統發酵技術和發酵工程的應用充氣口：排氣口：出料口：取樣檢測、放出發酵液2.考察重點——果酒、果醋的發酵裝置改良作用：酒精發酵時，排出CO2。排氣口要通過曲頸管與瓶身連接目的？

防止空氣中雜菌的污染。整理在課本P8-課后題3改進：充氣口塞入棉花或安裝其他過濾裝置，防止雜菌污染1．(2021·大連二模)我國制作泡菜的歷史悠久。清末曾懿《中饋錄》中記載：“泡鹽菜法，定要覆水壇。……。壇口上覆一蓋，浸於水中，……。泡菜之水，用花椒和鹽煮沸，加燒酒少許。……。如有霉花，……。”下列相關敘述錯誤的是()A．發酵初期出現的氣泡可能來自菜上附著的酵母菌的細胞呼吸B．“壇口上覆一蓋，浸於水中”是為了創設壇內的無氧環境C．“泡菜之水，用花椒和鹽煮沸”，其目的只是調味D．“如有霉花”說明泡菜遭到污染，可加適量燒酒抑制雜菌生長解析：C在制作泡菜初期，泡菜壇水槽總是有氣泡冒出的主要原因是混入的其他微生物細胞呼吸釋放了CO2，A正確；“壇口上覆一蓋，浸於水中”是為了創設壇內的無氧環境，在無氧條件下，乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸，B正確；泡菜的制作過程中，食鹽不僅有調味的作用，還能抑制雜菌的生長，C錯誤；“如有霉花”說明泡菜遭到污染，可加適量燒酒抑制雜菌生長，D正確。解題分析C1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡考點三傳統發酵技術和發酵工程的應用PS：關注學科交叉，古詩古諺語中生物學知識檢測：題變式：八成滿

？泡菜白膜？變酸酒的菌膜？舉一反三．(2020·山東高考)我國的釀酒技術歷史悠久，古人在實際生產中積累了很多經驗。《齊民要術》記載：將蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲發，如魚眼湯，凈淘米八斗，炊作飯，舒令極冷”。意思是將酒曲浸到活化，冒出魚眼大小的氣泡，把八斗米淘凈，蒸熟，攤開冷透。下列說法錯誤的是()A．“浸曲發”過程中酒曲中的微生物代謝加快B．“魚眼湯”現象是微生物呼吸作用產生的CO2釋放形成的C．“凈淘米”是為消除雜菌對釀酒過程的影響而采取的主要措施D．“舒令極冷”的目的是防止蒸熟的米溫度過高導致酒曲中的微生物死亡解析：C由題意可知，“浸曲發”是將酒曲浸泡活化，在活化的過程中微生物代謝加快，A正確；“魚眼湯”是指冒出魚眼大小的氣泡，氣泡是微生物進行呼吸作用產生的CO2釋放形成的，B正確；釀酒過程中酵母菌進行無氧呼吸產生的酒精會抑制其他微生物的生長，而“凈淘米”是防止一些雜質影響酒的品質，C錯誤；由題意可知，“舒令極冷”是將蒸熟的米攤開冷透，其目的是防止蒸熟的米溫度過高使酒曲中的微生物死亡，D正確。解題分析1.課標要求2.考點梳理3.解題演練4.備戰高考5.構建網絡C第1講發酵工程4.（2023南通通州區3月考）與傳統發酵技術相比，發酵工程的產品種類更加豐富，產量和質量明顯提高。下列相關表述正確的是A．