3年高考2年模拟高三生物一轮课件第讲《传统发酵技术与微生物的应用》.ppt
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知识一传统发酵技术一、果酒和果醋的制作1.制作原理与条件知识梳理知识梳理果酒制作果醋制作菌种酵母菌醋酸菌原理无氧呼吸产生酒精
(1)O2、糖源充足:
糖醋酸
(2)有O2、无糖:
乙醇乙醛醋酸温度酒精发酵1825最适为3035空气前期:
需氧后期:
不需氧需充足的氧气时间1012d78d2.制作流程3.葡萄酒呈现深红色的原因是红葡萄皮的色素进入发酵液。
4.现在工厂生产果酒,为提高果酒的品质,更好地抑制其他微生物的生长,采取的措施是直接在果汁中加入人工培养的酵母菌。
二、腐乳的制作1.菌种:
主要是毛霉。
2.原理
(1)蛋白质肽、氨基酸;
(2)脂肪甘油+脂肪酸3.腐乳的制作流程三、泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定1.作用菌类:
假丝酵母和乳酸菌。
2.原料:
白菜、洋白菜等。
3.原理:
假丝酵母和乳酸菌将糖转化成乳酸和醇类。
4.制作步骤5.亚硝酸盐含量的测定
(1)亚硝酸盐的产生:
由假丝酵母产生。
(2)亚硝酸盐的危害:
可转变成致癌物亚硝胺。
(3)亚硝酸盐含量测定:
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产物,将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较,大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
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、泡菜的制作就是生活中常见的例子。
下图是果酒制果醋的发酵装置,分析回答下列问题:
(1)果酒制作中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。
(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。
答案
(1)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)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(3)1825不需要通入空气C2H5OH+O2CH3COOH+H2O(4)pH试纸解析
(1)果酒通常是以葡萄为原料,通过酵母菌发酵获得的,而酵母菌主要存在于果实的表面,所以不能对葡萄进行反复冲洗。
(2)乙装置没有排气管道,所以应添加排气口,并连上一根长而弯曲的管子。
(3)酵母菌产生酒精需进行无氧呼吸,所以生产酒精不需通入空气。
20左右最适合酵母菌繁殖,所以酒精发酵时一般将温度控制在1825。
(4)用pH试纸检测装置中培养液的pH,以检测是否有醋酸生成。
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。
(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。
答案
(1)腌制液盐浓度过高,微生物因失水而不能生存
(2)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)抑制微生物的生长,同时使腐乳具有独特的香味(4)未腌制成熟的白菜中,亚硝酸盐等物质的含量过高,食用后可能会影响人体健康。
解析
(1)由于腌制液盐浓度过高,微生物失水死亡,所以腊肉和腌白菜能保存比较长的时间。
(2)腐乳的制作原理是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,脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
(3)制作腐乳的卤汤中加入料酒、黄酒的目的是抑制微生物的生长,同时能使腐乳具有独特的香味。
(4)白菜腌制的过程中,由于微生物的作用,会产生硝酸盐和亚硝酸盐等物质,未腌制成熟的白菜中,亚硝酸盐等物质含量高,食用后可能会影响人体健康。
知识二微生物的培养与应用知识二微生物的培养与应用一、微生物的实验室培养1.培养基
(1)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。
(2)营养构成:
水、无机盐、碳源、氮源和生长因子。
(3)类型:
根据物理性质可分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基;根据功能可分为选择培养基和鉴别培养基。
(4)制备步骤:
计算称量溶化灭菌倒平板。
2.无菌技术(连线)注意:
(1)消毒仅杀死物体表面或内部的部分微生物。
(2)灭菌可以杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
二、大肠杆菌的纯化培养1.纯化大肠杆菌,其关键的步骤是接种。
2.纯化培养原理:
在培养基上得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的菌落,即可获得较纯的菌种。
3.纯化培养方法:
平板划线法和稀释涂布平板法。
(1)平板划线法:
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。
(2)稀释涂布平板法:
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。
三、纤维素分解菌的分离1.纤维素酶
(1)组成:
纤维素分解菌可产生纤维素酶,纤维素酶是一种复合酶,它包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。
(2)作用:
纤维素纤维二糖葡萄糖2.纤维素分解菌的分离
(1)方法:
刚果红染色法。
(2)原理红色复合物红色消失、出现透明圈。
(3)标志:
使用以纤维素为唯一碳源的选择培养基,根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
(4)操作流程土壤取样:
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:
将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上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项目详细内容实验原理
(1)能合成脲酶的细菌才能分解尿素
(2)配制以尿素为唯一氮源的培养基,能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌数量统计
(1)直接计数法(显微镜下用特定细菌计数板或血细胞计数板)
(2)间接计数法:
稀释涂布平板法实验流程土壤取样配制土壤溶液和制备培养基系列稀释涂布平板与培养菌落计数四、土壤中分解尿素的细菌的分离1.如图甲、乙是微生物接种常用的两种方法,请回答相关问题:
(1)图甲是利用法进行微生物接种,图乙是利用法进行微生物接种。
这两种方法所用的接种工具分别是和;对这两种接种工具进行灭菌和消毒的方法依次是和酒精消毒。
(2)接种操作为什么一定要在酒精灯火焰附近进行?
。
(3)接种后,在固体培养基上培养细菌时为什么进行倒置培养?
。
(4)如图是采用上述接种方法接种后培养的效果图解,其接种方法是(填图甲或图乙)。
答案
(1)平板划线稀释涂布平板接种环涂布器灼烧灭菌
(2)火焰附近存在着无菌区域(3)避免培养过程产生的水分影响微生物的生长(4)图乙解析图甲和图乙分别表示平板划线法和稀释涂布平板法,这两种方法所用的接种工具分别是接种环和涂布器。
由于在酒精灯火焰附近存在着无菌区域,因此接种常在酒精灯火焰附近进行。
在微生物培养过程中会产生水,对微生物的生长造成影响,故在固体培养基上培养细菌时需要倒置培养。
2.有些微生物能合成纤维素酶。
研究人员用化合物A、硝酸盐、磷酸盐以及微量元素配制的培养基,成功地筛选出能产生纤维素酶的微生物。
分析回答下列问题。
(1)培养基中加入的化合物A是,为微生物的生长提供,这种培养基属于培养基。
(2)为了筛选出能产生纤维素酶的微生物,向培养基中加入。
(3)在筛选出能产生纤维素酶的微生物之前,可用液体培养基进行培养,增加微生物的浓度。
若要获得纯净的菌株,常采用平板划线的方法进行接种,此过程所用的接种工具是,操作时采用灭菌的方法,还可用法操作。
(4)实验结束后,使用过的培养基经过灭菌处理才能倒掉,这样做的目的是。
答案
(1)纤维素碳源选择
(2)刚果红(3)接种环灼烧稀释涂布平板(4)防止造成环境污染解析
(1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,前两种酶使纤维素分解成纤维二糖,第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。
在这三种酶的协同作用下,纤维素最终被水解成葡萄糖,为微生物的生长提供营养,同样,也可以为人类所利用。
要筛选出能产生纤维素酶的微生物,应用选择培养基,在培养基中加入纤维素作为唯一的碳源,能在此培养基中存活的微生物就是能产生纤维素酶的微生物。
(2)刚果红可以和像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,而不与水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。
纤维素分解菌能产生纤维素酶分解纤维素,从而使菌落周围形成透明圈。
(3)获得纯净的菌株的两种方法为平板划线法和稀释涂布平板法。
(4)实验结束后,使用过的培养基经过灭菌处理才能倒掉,这样可避免微生物对环境造成污染。
3.纤维素分解菌能够产生纤维素酶分解纤维素。
回答下列问题:
(1)在筛选纤维素分解菌的过程中,通常用染色法,这种方法能够通过颜色反应直接对纤维素分解菌进行筛选。
(2)乙同学打算从牛胃中分离纤维素分解菌并计数,与分离醋酸菌相比,进行培养时除了营养不同外,最主要的实验条件差别是,该同学采用活菌计数法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目。
(3)丙同学在提取和分离纤维素酶的过程中,为了防止外界酸和碱对酶活性的影响,采取的措施是向提取液和分离液中添加;若探究纤维素酶活性的最适温度,如何设置对照?
。
答案
(1)刚果红
(2)保证无氧环境小(低)(3)缓冲溶液设置不同的温度梯度进行相互对照解析
(1)利用刚果红染色法来筛选纤维素分解菌,刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。
当培养基中的纤维素被纤维素酶分解后,刚果红纤维素的复合物就无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
(2)牛胃内是无氧环境,故应在无氧环境下分离牛胃中的纤维素分解菌。
相距很近的细菌可以形成一个菌落,故菌落数比活菌数少。
(3)在提取液和分离液中添加缓冲溶液可保证提取液和分离液的pH不受干扰。
探究某种酶活性的最适温度应设置不同的温度梯度进行相互对照。
突破一传统发酵技术突破一传统发酵技术1.果酒和果醋发酵装置的设计思路
(1)因酵母菌的繁殖需要空气,醋酸菌是好氧菌,所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需氧。
因酵母菌产生酒精是在无氧条件下,应控制充入氧的量,故应在充气口设置开关。
(2)由于在发酵过程中都产生CO2,因此又需设排气口;为防止空气中微生物的污染,排气口应连接一个长而弯曲的胶管。
重难突破重难突破(3)因要对发酵的情况进行及时监测,应设置出料口便于取料。
(4)果酒和果醋的发酵装置及各个部件的作用装置图结构或操作目的充气口醋酸发酵时连接充气泵,输入无菌空气;制酒时关闭充气口排气口用来排出CO2长而弯曲的胶管防止空气中微生物的污染出料口便于取料,及时监测发酵进行的情况2.影响腐乳品质的因素
(1)盐a.浓度过低,不足以抑制微生物生长,豆腐易腐败变质。
b.浓度过高,会影响腐乳口味。
(2)酒的含量:
一般控制在12%左右。
(3)香辛料:
具调味、杀菌作用。
(4)温度:
1518。
3.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。
清水和盐的质量比为41,盐水要煮沸后冷却待用。
盐水煮沸有两大作用,一是除去水中的氧气,二是杀灭盐水中的其他细菌。
(2)防止杂菌污染:
每次取样用具要洗净,取样后要迅速封口。
(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。
坛盖边沿的水槽中要注满水,以保证乳酸菌发酵所需的无氧环境,并注意在发酵过程中要经常补充坛盖边沿水槽中的水。
(4)温度:
发酵过程控制在室温即可,最好在2636。
温度过高,则易滋生杂菌;温度过低,则发酵时间延长。
典例1如图简单表示葡萄酒的酿制过程,请据图分析:
(1)葡萄酒的酿制原理是:
先通气使酵母菌进行,以增加酵母菌的数量,然后使酵母菌获得葡萄酒。
(2)随着发酵过程的加深,液体密度会逐渐变低(可用密度计测量)。
其原因是。
(3)在甲中进行搅拌的目的是,丙中一段时间后,揭开盖子是否能够产生果醋?
。
(填“能”或“不能”)(4)苹果醋是最受欢迎的饮料之一,其生产过程中利用了的发酵作用。
在传统发酵技术中,果醋制作往往在果酒制作的基础上进行,其相关的反应式为:
。
解析
(1)酵母菌为一种兼性厌氧真菌,在有氧情况下可进行有氧呼吸,无氧时则进行酒精发酵。
(2)由于发酵时糖被消耗,产生酒精和CO2,而酒精的密度比糖和水低,这是液体密度降
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