高考生物二轮专题突破 专题八 第1讲 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用名师制作优质教学案.docx
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高考生物二轮专题突破专题八第1讲微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用名师制作优质教学案
第1讲 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用
考纲要求 1.微生物的实验室培养。
2.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。
3.果酒及果醋的制作。
4.胡萝卜素的提取。
构建网络 内化体系
填充关键点
思考连接处
(1)制备固体培养基最后要将平板倒置,主要目的是什么?
提示 防止培养皿盖上的水珠滴入培养基造成污染。
(2)平板划线法中的“连续划线”和稀释涂布平板法中的“系列稀释”目的一样吗?
提示 一样,都是为了保证菌种单个分布。
(3)果酒和果醋制作中所用的发酵菌种在结构上的本质区别是什么?
提示 前者是真核生物,后者是原核生物,其本质区别是酵母菌有核膜包被的细
胞核。
考点1 微生物的利用
1.微生物培养的基本技术
(1)制备培养基:
计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。
(2)无菌技术:
主要指消毒和灭菌。
(3)倒平板操作:
待培养基冷却至50_℃左右时,在酒精灯火焰旁倒平板。
(4)平板划线操作:
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。
(5)稀释涂布平板法:
先将菌液进行一系列梯度稀释后涂布平板,在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散到培养基的表面,从而在培养基表面形成单个菌落。
如图:
2.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
(1)分离原理:
土壤中细菌之所以能分解尿素,是由于它们体内能合成脲酶,这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到催化作用。
(2)统计菌落数目:
统计样品中的活菌一般用稀释涂布平板法。
(3)实验流程:
土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察→细菌的计数。
【思维辨析】
(1)微生物的培养基分装到培养皿后进行灭菌(2013·江苏,18A改编)(×)
提示 先灭菌,后倒平板。
(2)微生物接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养(2013·江苏,18C改编)(×)
提示 接种后放置在恒温培养箱中进行培养。
(3)微生物培养过程中每隔一周观察一次(2013·江苏,18D改编)(×)
提示 培养过程中一般要隔天观察一次。
(4)常用液体培养基分离获得细菌单菌落(2012·大纲全国,5B)(×)
提示 常用固体培养基分离。
【归纳提炼】
1.消毒与灭菌的区别
项目
消毒
灭菌
条件
使用较为温和的理化方法
使用强烈的理化方法
结果
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
适用
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
常用方法
煮沸消毒法(如在100℃煮沸5~6min)、巴氏消毒法(如在80℃煮15min);使用酒精、氯气等化学药剂进行消毒
灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
2.选择培养基中的选择因素
(1)培养基中加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。
(2)培养基中加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。
(3)培养基中缺乏氮源时,可以分离固氮微生物,因为非固氮微生物不能在此培养基上
生存。
(4)当培养基的某种营养成分为特定化学成分时,也具有分离效果。
如石油是唯一碳源时,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。
(5)改变微生物的培养条件,也可以达到分离微生物的目的,如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。
3.计数方法
(1)显微镜直接计数法:
利用特定细菌计数板或血球计数板,在显微镜下计数一定容积样品中的细菌数量。
该方法不能区分细菌的死活。
(2)间接计数法(活菌计数法):
常用稀释涂布平板法。
稀释涂布平板法的理论依据是:
当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落即代表一个活菌。
为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数,每个稀释倍数涂布3个平板进行计数,取平均值。
例1 (2013·新课标全国卷Ⅱ,39)临床使用抗生素前,有时需要做细菌耐药实验。
实验时,首先要从病人身上获取少量样本,然后按照一定的实验步骤操作,以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。
回答下列问题:
(1)为了从样本中获取致病菌单菌落,可用____________法或____________法将样本接种于固体培养基表面,经过选择培养、鉴别等步骤获得。
(2)取该单菌落适当稀释,用__________法接种于固体培养基表面,在37℃培养箱中培养24h,使其均匀生长,布满平板。
(3)为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性,将分别含有A、B、C、D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置,培养一段时间后,含A的滤纸片周围出现透明圈,说明该致病菌对抗生素A____________;含B的滤纸片周围没有出现透明圈,说明该致病菌对抗生素B____________;含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小,说明__________________________________;含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小,且透明圈中出现了一个菌落,在排除杂菌污染的情况下,此菌落很可能是抗生素D的____________。
(4)根据上述实验结果,为达到抗菌目的,最好应选用抗生素__________。
破题思路 回顾纯化微生物的方法作答
(1)、
(2);明确透明圈形成的原因作答(3)、(4)。
个性分析 微生物纯化的方法主要有平板划线法和稀释涂布平板法。
根据微生物的特点对其进行一系列浓度梯度稀释,然后用涂布法接种于固体培养基表面,然后在适宜条件下培养;抗生素是由真菌产生的,可以抑制生长、繁殖或杀死细菌等致病菌的一类物质,含A的滤纸片周围出现透明圈,说明有抗生素A的地方该致病菌受到抑制;B的周围没有透明圈,说明致病菌对抗生素B不敏感,通过C的透明圈要比A的透明圈小,说明该致病菌对C的敏感性比A的弱;D出现了透明圈,说明该致病菌对D敏感,但是在透明圈上出现一个菌落,又排除杂菌污染,判断此菌落的微生物对抗生素D产生了耐药性。
根据以上分析,为达到抗菌的目的,最好选择抗生素A。
答案
(1)划线 稀释涂布(或涂布)
(2)涂布 (3)敏感
不敏感 该致病菌对C的敏感性比A的弱 耐药菌
(4)A
考点2 果酒和果醋的制作
1.完善制作原理和发酵条件
果酒制作
果醋制作
制作原理
菌种
酵母菌
醋酸菌
反应
有氧条件下,大量繁殖:
C6H12O6+6O2+6H2O―→6CO2+12H2O
无氧条件下,酒精发酵:
C6H12O6―→2C2H5OH+2CO2
氧气、糖源充足时:
C6H12O6+2O2―→2CH3COOH+2CO2+2H2O
缺少糖源、氧气充足时:
C2H5OH+O2―→CH3COOH+H2O
发酵条件
最适发酵温度
18~25_℃
30~35_℃
空气
前期:
需氧;后期:
不需氧
需要充足的氧气
时间
10~12d
7~8d
2.完善制作流程
【思维辨析】
(1)先供氧进行果醋发酵,然后隔绝空气进行果酒发酵(2013·江苏,14B)(×)
提示 应先隔绝空气进行果酒发酵,因为醋酸杆菌可以将酒精转变为醋酸。
(2)在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长(2012·江苏,21A)(√)
提示 果酒发酵后期,因营养物质的消耗、反应物减少等,酵母菌无氧呼吸产生CO2的量减少,所以可延长拧松瓶盖的间隔时间。
(3)在果酒和果醋制作过程中,果酒的制作过程是在缺氧条件下,而果醋整个制作过程一直处于有氧条件下(2010·江苏,7AC改编)(×)
提示 果酒制作过程中先通氧,后缺氧。
【归纳提炼】
装置图解读
(1)各部位的作用
①充气口:
在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。
②排气口:
排出酒精发酵时产生的CO2;与排气管相连的长而弯曲的胶管:
加水后防止空气中微生物的污染。
③出料口:
是用来取样的。
(2)该装置的使用方法
使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时,应将充气口连接气泵,输入氧气。
例2 (2013·江苏卷,14)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( )
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
破题思路
(1)联想果酒、果醋制作的条件判断A、B选项;
(2)比较人工接种和自然发酵的区别判断C选项;(3)明确发酵与接种量的关系确定D选项。
个性分析 醋酸菌是嗜热菌,果醋发酵所需的最适温度较高,A错误;进行果酒、果醋发酵实验,要先进行隔绝空气果酒发酵,再供氧进行果醋发酵,B错误;人工接种的菌种品质更好,且不容易存在杂菌污染,故C错误;适当加大接种量,让菌体快速形成优势菌群,可以抑制杂菌生长,提高发酵速率,D正确。
答案 D
考点3 植物有效成分的提取
1.植物芳香油的提取
(1)提取玫瑰精油实验
①方法:
水蒸气蒸馏法。
②实验流程
(2)提取橘皮精油的实验
①方法:
一般用压榨法。
②实验流程
2.胡萝卜素的提取
(1)胡萝卜素性质:
不溶于水,微溶于乙醇,易溶于石油醚等有机溶剂。
(2)实验设计
①方法:
萃取法,石油醚最适宜作萃取剂。
②实验流程
(3)鉴定方法:
纸层析法。
【归纳提炼】
胡萝卜素粗品鉴定过程中的5个易错点
(1)层析时没有选择干净的滤纸,导致实验现象不明显:
为了防止操作时对滤纸的污染,应尽量避免用手直接接触滤纸,可以戴手套进行操作。
(2)点样时点样圆点太大(直径大于2mm),导致最终在滤纸上形成一条线,无法辨认被提取的色素:
点样圆点的直径应为2mm。
(3)将点好样的滤纸卷成筒状,卷纸时不能将滤纸两边相互接触:
以避免由于毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快,溶剂前沿不齐,影响结果。
(4)层析液没及样品原点,色素溶解于层析液中,造成实验失败:
层析液不可没及样品原点,以免色素溶解于层析液中,使鉴定失败。
(5)没设置标准样品作对照:
层析液中是否提取到胡萝卜素,可通过与标准样品中的β-胡萝卜素作对比予以确认。
例3 许多植物含有天然香料,如薄荷叶中含有薄荷油。
现用薄荷叶提取薄荷油。
回答问题:
(1)薄荷油是挥发性物质,提取薄荷油时应选用____(鲜、干)薄荷叶作原料,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)用萃取法提取薄荷油时,采用的溶剂是______________________,原理是
________________________________________________________________________。
(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时,在油水混合物中加入氯化钠的作用是____________,常用于分离油层和水层的器皿是____________,分离出的油层中加入无水Na2SO4的作用是____________________________________________________________________,
除去固体硫酸钠的常用方法是________
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