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1、選修一 生物技術(shù)實踐專題一 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應用課題1 果酒和果醋的制作1果酒制作的原理（1）人類利用微生物發(fā)酵制作果酒，該過程用到的微生物是 ，它的代謝類型是 ，與異化作用有關(guān)的方程式有 。生活狀態(tài)：進行發(fā)酵，產(chǎn)生大量 。（2）果酒制作條件傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)所使用的酵母菌的來源是 。酵母菌生長的最適溫度是 ； PH呈 ；（3）紅色葡萄酒呈現(xiàn)顏色的原因是：酒精發(fā)酵過程中，隨著 的提高，紅色葡萄皮的 進入發(fā)酵液，使葡萄酒呈 色。（4）在 、 的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數(shù)其它微生物都因無法適應這一環(huán)境而受到抑制。2果醋的制作原理（1）果醋發(fā)酵菌種是 ，新陳代謝類型 。 （2）當氧氣和糖源充足

2、時醋酸菌將糖分解成 ，當糖源不足時醋酸菌將 變?yōu)?再變成醋酸，其反應式 。3操作過程應注意的問題（1）為防止發(fā)酵液被污染，發(fā)酵瓶要用 消毒。（2）葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，要留出大約 的空間。（3）制作葡萄酒時將溫度嚴格控制在 ，時間控制在 d左右，可通過 對發(fā)酵的情況進行及時的監(jiān)測。（4）制葡萄醋的過程中，將溫度嚴格控制在 ，時間控制在 d，并注意適時在 充氣。4酒精的檢驗（1）檢驗試劑： 。（2）反應條件及現(xiàn)象：在 條件下，反應呈現(xiàn) 。5.制作果酒、果醋的實驗流程挑選葡萄 果酒 果醋P4旁欄思考題1你認為應該先洗葡萄還是先除去枝梗，為什么？應該先沖洗葡萄，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄

3、破損，增加被雜菌污染的機會。2你認為應該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？需要從發(fā)酵制作的過程進行全面的考慮，因為操作的每一步都可能混入雜菌。例如：榨汁機、發(fā)酵裝置要清洗干凈；每次排氣時只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。3制作葡萄酒時，為什么要將溫度控制在18250C？制作葡萄醋時，為什么要將溫度控制在30350C？溫度是酵母菌生長和發(fā)酵的重要條件。200C左右最適合酵母菌繁殖，因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內(nèi)。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長溫度為30350C，因此要將溫度控制在30350C。4制葡萄醋時，為什么要適時通過充氣口充氣？ 醋酸菌是好氧菌，再將酒精變成醋酸時需要養(yǎng)的參與，因此要適時向發(fā)酵

4、液中充氣。P4:A同學：每次排氣時只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋；制醋時，再將瓶蓋打開，蓋上一層紗布，進行葡萄醋的發(fā)酵。來防止發(fā)酵液被污染，因為操作的每一步都可能混入雜菌B同學：分析果酒和果醋的發(fā)酵裝置中充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用。為什么排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接？充氣口：是在醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進行充氣用的；排氣口：是在酒精發(fā)酵時用來排出二氧化碳的；出料口：是用來取樣的。排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中微生物的污染。使用該裝置制酒時，應該關(guān)閉充氣口；制醋時，應將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。課題2 腐乳的制作1.制作原理（1）經(jīng)過微生物的發(fā)酵，

5、豆腐中的蛋白質(zhì)被分解成小分子的 和 ，脂肪被分解成 和 ，因而更利于消化吸收。（2）腐乳的發(fā)酵有多種微生物參與，如 、 、 、 等，其中起主要作用的是 。它是一種絲狀 ，常見 、 、 、 上。（3）現(xiàn)代的腐乳生產(chǎn)是在嚴格的 條件下，將優(yōu)良 菌種直接接種在豆腐上，這樣可以避免其他菌種的 ，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。2. 腐乳制作的實驗流程：讓豆腐長出 密封腌制。3.實驗注意事項（1）在豆腐上長出毛霉時，溫度控制在 ，自然條件下毛霉的菌種來自空氣中的 。（2）將長滿毛霉的豆腐塊分層加鹽，加鹽量要隨著擺放層數(shù)的加高而 ，近瓶口的表層要 。加鹽的目的是使豆腐塊失水，利于 ，同時也能 的生長。鹽的濃度過低， ；鹽

6、的濃度過高， 。（3）鹵湯中酒精的含量應控制在 左右，它能 微生物的生長，同時也與豆腐乳獨特的 形成有關(guān)。酒精含量過高， ；酒精含量過低， 。香辛料可以調(diào)制腐乳的風味，同時也有 作用。（4）瓶口密封時，最好將瓶口 ，防止瓶口污染。P6旁欄思考題1.你能利用所學的生物學知識，解釋豆腐長白毛是怎么一回事？ 豆腐上生長的白毛是毛霉的白色菌絲。嚴格地說是直立菌絲，在豆腐中還有匍匐菌絲。2.王致和為什么要撒許多鹽，將長毛的豆腐腌起來？鹽能防止雜菌污染，避免豆腐腐敗。3你能總結(jié)出王致和做腐乳的方法嗎？ 讓豆腐長出毛霉加鹽腌制密封腌制。P7旁欄思考題1.我們平常吃的豆腐，哪種適合用來做腐乳？含水量為70%左

7、右的豆腐適于作腐乳。用含水量過高的豆腐制腐乳，不易成形。2.吃腐乳時，你會發(fā)現(xiàn)腐乳外部有一層致密的“皮”。這層“皮”是怎樣形成的呢？它對人體有害嗎？它的作用是什么？ “皮”是前期發(fā)酵時在豆腐表面上生長的菌絲（匍匐菌絲），它能形成腐乳的“體”，使腐乳成形?！捌ぁ睂θ梭w無害。P8練習1. 腌制腐乳時,為什么要隨豆腐層的加高而增加鹽的含量？為什么在接近瓶口的表面要將鹽厚鋪一些？越接近瓶口，雜菌污染的可能性越大，因此要隨著豆腐層的加高增加鹽的用量，在接近瓶口的表面，鹽要鋪厚一些，以有效防止雜菌污染。2怎樣用同樣的原料制作出不同風味的腐乳？（可以不看）在酒和料上作變動紅腐乳：又稱紅方，指在后期發(fā)酵的湯料

8、中，配以著色劑紅曲，釀制而成的腐乳。白腐乳：又稱白方，指在后期發(fā)酵過程中，不添加任何著色劑，湯料以黃酒、白酒、香料為主釀制而成的腐乳，在釀制過程中因添加不同的調(diào)味輔料，使其呈現(xiàn)不同的風味特色，目前大致包括糟方、油方、霉香、醉方、辣方等品種。青腐乳：又稱青方，俗稱“臭豆腐”，指在后期發(fā)酵過程中，以低度鹽水為湯料釀制而成的腐乳，具有特有的氣味，表面呈青色。醬腐乳：又稱醬方，指在后期發(fā)酵過程中，以醬曲（大豆醬曲、蠶豆醬曲、面醬曲等）為主要輔料釀制而成的腐乳。課題3 制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量1乳酸菌代謝類型為 ，在 情況狂下，將葡萄糖分解為乳酸。在自然界中分布廣泛，在 、 、 、 內(nèi)都有分布。常見的

9、乳酸菌有 和 兩種，其中 常用于生產(chǎn)酸奶。2亞硝酸鹽為 ，易溶于 ，在食品生產(chǎn)中用作 。一般不會危害人體健康，但當人體攝入硝酸鹽總量達 g時，會引起中毒；當攝入總量達到 g時，會引起死亡。在特定的條件下，如 、 和 的作用下，會轉(zhuǎn)變成致癌物質(zhì)亞硝胺，亞硝胺對動物有致畸和致突變作用。3泡菜制作大致流程：原料處理 裝壇 成品（1）配制鹽水：清水和鹽的比例為 ，鹽水 后備用。（2）裝壇：蔬菜裝至 時加入香辛料，裝至 時加鹽水，鹽水要 ，蓋好壇蓋。壇蓋邊沿水槽中 ，保證壇內(nèi) 環(huán)境。（3）腌制過程種要注意控制腌制的 、 和 。溫度過高、食鹽用量不足10%、 過短，容易造成 ， 。4測亞硝酸鹽含量的原理是

10、 。將顯色反應后的樣品與已知濃度的 進行比較，可以大致 出泡菜中亞硝酸鹽的含量。測定步驟：配定溶液 制備樣品處理液 P9旁欄思考題：為什么含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶？酸奶的制作依靠的是乳酸菌的發(fā)酵作用。抗生素能夠殺死或抑制乳酸菌的生長，因此含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶。P10旁欄思考題：1為什么日常生活中要多吃新鮮蔬菜，不宜多吃腌制蔬菜？有些蔬菜，入小白菜和蘿卜等，含有豐富的硝酸鹽。當這些蔬菜放置過久發(fā)生變質(zhì)（發(fā)黃、腐爛）或者煮熟后存放太久時，蔬菜中的硝酸鹽會被微生物還原成亞硝酸鹽，危害人體健康。2為什么泡菜壇內(nèi)有時會長一層白膜？你認為這層白膜是怎么形成的？形成白膜是由于產(chǎn)膜酵母的繁殖。

11、酵母菌是兼性厭氧微生物，泡菜發(fā)酵液營養(yǎng)豐富，其表面氧氣含量也很豐富，適合酵母菌繁殖。P12練習：2你能總結(jié)果酒、果醋、腐乳、泡菜這幾種發(fā)酵食品在利用微生物的種類和制作原理方面的不同嗎？你能總結(jié)出傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的共同特點嗎？果酒的制作主要利用的是酵母菌的酒精發(fā)酵，果醋的制作利用的是醋酸菌將酒精轉(zhuǎn)變成醋酸的代謝，腐乳的制作利用的主要是毛霉分泌的蛋白酶等酶類，泡菜的制作利用的是乳酸菌的乳酸發(fā)酵。傳統(tǒng)的發(fā)酵技術(shù)都巧妙的利用了天然菌種，都為特定的菌種提供了良好的生存條件，最終的發(fā)酵產(chǎn)物不是單一的組分，而是成分復雜的混合物。專題知識歸納果酒和果醋的制作果酒和果醋的制作原理果酒和果醋的設(shè)計制作裝置果酒和果醋的

12、制作過程傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應用腐乳的制作 腐乳的制作原理腐乳制作過程的控制條件制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量 泡菜制作原理 泡菜發(fā)酵條件亞硝酸鹽含量的測定專題二 微生物的培養(yǎng)與應用課題1 微生物的實驗室培養(yǎng)1根據(jù)培養(yǎng)基的物理性質(zhì)可將培養(yǎng)基可以分為 和 。2培養(yǎng)基一般都含有 、 、 、 四類營養(yǎng)物質(zhì)，另外還需要滿足微生物生長對 、 以及 的要求。3獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是 。4消毒是指 滅菌是指 5日常生活中常用的消毒方法是 ，此外，人們也常使用化學藥劑進行消毒，如用 、 等。常用的滅菌方法有 、 、 ，此外，實驗室里還用 或 進行消毒。6制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的方法步驟是 ， ， ， ， 。7微生物

13、接種的方法中最常用的是 和 。平板劃線是指 。稀釋涂布平板法指 。8菌種的保藏：（1）臨時保藏：將菌種接種到試管的 ，在合適的溫度下培養(yǎng)， 長成后，放入 冰箱中保藏，以后每36個月，轉(zhuǎn)移一次新的培養(yǎng)基。缺點是：保存時間 ，菌種容易被 或產(chǎn)生變異。（2）長期保存方法： 法，放在 冷凍箱中保存。P15旁欄思考題：無菌技術(shù)除了用來防止實驗室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，還有什么目的？無菌技術(shù)還能有效避免操作者自身被微生物感染。P16旁欄思考題：請你判斷以下材料或用具是否需要消毒或滅菌。如果需要，請選擇合適的方法。（1） 培養(yǎng)細菌用的培養(yǎng)基與培養(yǎng)皿（2） 玻棒、試管、燒瓶和吸管（3） 實驗操作者的雙

14、手（1）、（2）需要滅菌；（3）需要消毒。P17倒平板操作的討論1.培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到50 左右時，才能用來倒平板。你用什么辦法來估計培養(yǎng)基的溫度？可以用手觸摸盛有培養(yǎng)基的錐形瓶，感覺錐形瓶的溫度下降到剛剛不燙手時，就可以進行倒平板了。2.為什么需要使錐形瓶的瓶口通過火焰？通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。3.平板冷凝后，為什么要將平板倒置？平板冷凝后，皿蓋上會凝結(jié)水珠，凝固后的培養(yǎng)基表面的濕度也比較高，將平板倒置，既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地揮發(fā)，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。4.在倒平板的過程中，如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用來培養(yǎng)

15、微生物嗎？為什么？空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生，因此最好不要用這個平板培養(yǎng)微生物。P18平板劃線操作的討論1.為什么在操作的第一步以及每次劃線之前都要灼燒接種環(huán)？在劃線操作結(jié)束時，仍然需要灼燒接種環(huán)嗎？為什么？操作的第一步灼燒接種環(huán)是為了避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物；每次劃線前灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線結(jié)束后，接種環(huán)上殘留的菌種，使下一次劃線時，接種環(huán)上的菌種直接來源于上次劃線的末端，從而通過劃線次數(shù)的增加，使每次劃線時菌種的數(shù)目逐漸減少，以便得到菌落。劃線結(jié)束后灼燒接種環(huán)，能及時殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細菌污染環(huán)境和感染操作者。2.在灼燒接種環(huán)之后，為什么

16、要等其冷卻后再進行劃線？以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。3.在作第二次以及其后的劃線操作時，為什么總是從上一次劃線的末端開始劃線？劃線后，線條末端細菌的數(shù)目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端開始，能使細菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少，最終能得到由單個細菌繁殖而來的菌落。P19涂布平板操作的討論涂布平板的所有操作都應在火焰附近進行。結(jié)合平板劃線與系列稀釋的無菌操作要求，想一想，第2步應如何進行無菌操作？應從操作的各個細節(jié)保證“無菌”。例如，酒精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適、吸管頭不要接觸任何其他物體、吸管要在酒精燈火焰周圍；等等。P20六、課題成果評價1.培養(yǎng)基的制作是否合格如果未接種的培養(yǎng)

17、基在恒溫箱中保溫12 d后無菌落生長，說明培養(yǎng)基的制備是成功的，否則需要重新制備。2.接種操作是否符合無菌要求如果培養(yǎng)基上生長的菌落的顏色、形狀、大小基本一致，并符合大腸桿菌菌落的特點，則說明接種操作是符合要求的；如果培養(yǎng)基上出現(xiàn)了其他菌落，則說明接種過程中，無菌操作還未達到要求，需要分析原因，再次練習。3.是否進行了及時細致的觀察與記錄培養(yǎng)12 h與24 h后的大腸桿菌菌落的大小會有明顯不同，及時觀察記錄的同學會發(fā)現(xiàn)這一點，并能觀察到其他一些細微的變化。這一步的要求主要是培養(yǎng)學生良好的科學態(tài)度與習慣。P20練習1.提示：可以從微生物生長需要哪些條件的角度來思考。例如，微生物的生長需要水、空氣

18、、適宜的溫度，食品保存可以通過保持干燥、真空的條件，以及冷藏等方法來阻止微生物的生長。2.提示：可以從這三種培養(yǎng)技術(shù)的原理、操作步驟等方面分別進行總結(jié)歸納。例如，這三種培養(yǎng)技術(shù)都需要為培養(yǎng)物提供充足的營養(yǎng)，但無土栽培技術(shù)的操作并不需要保證無菌的條件，而其他兩種技術(shù)都要求嚴格的無菌條件。3.提示：這是一道開放性的問題，答案并不惟一，重點在于鼓勵學生積極參與，從不同的角度思考問題。例如，正是由于證明了微生物不是自發(fā)產(chǎn)生的，微生物學才可能發(fā)展成為一門獨立的學科；巴斯德實驗中用到的加熱滅菌的方法導致了有效的滅菌方法的出現(xiàn)，而這一滅菌原理也適用于食品的保存等。課題2 土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)1尿

19、素只有被 分解成 之后，才能被植物吸收利用。選擇分解尿素細菌的培養(yǎng)基特點： 惟一氮源，按物理性質(zhì)歸類為 培養(yǎng)基。2PCR（ ）是一種在體外將 。此項技術(shù)的自動化，要求使用耐高溫的DNA聚合酶。3實驗室中微生物的篩選應用的原理是：人為提供有利于 生長的條件（包括 等），同時抑制或阻止其他微生物生長。4選擇培養(yǎng)基是指 。5常用來統(tǒng)計樣品中活菌數(shù)目的方法是 。即當樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的 。通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)，就能推測出樣品中大約含有多少活菌。為了保證結(jié)果準確，一般選擇菌落數(shù)在 的平板進行計數(shù)，計數(shù)公式是 。利用稀釋涂布平板法成功統(tǒng)計菌落數(shù)目的關(guān)鍵是

20、。另外， 也是測定微生物數(shù)量的常用方法。6一般來說，統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比活菌的實際數(shù)目 。這是因為 。因此，統(tǒng)計結(jié)果一般用 而不是活菌數(shù)來表示。7設(shè)置對照實驗的主要目的是 ，提高實驗結(jié)果的可信度。對照實驗是 。滿足該條件的稱為 ，未滿足該條件的稱為 。8實驗設(shè)計包括的內(nèi)容有： 、 、 和 ，具體的實驗步驟以及時間安排等的綜合考慮和安排。9不同種類的微生物，往往需要不同的培養(yǎng) 和培養(yǎng) 。在實驗過程中，一般每隔24小時統(tǒng)計一次菌落數(shù)目，選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時的記錄作為結(jié)果，這樣可以 。10土壤有“ ”之稱，同其他生物環(huán)境相比，土壤中微生物 、 。11土壤中的微生物約 是細菌，細菌適宜在酸堿度接近 潮濕土

21、壤中生長。土壤中微生物的數(shù)量不同，分離不同微生物采用的 的稀釋度不同。12一般來說，在一定的培養(yǎng)條件下，同種微生物表現(xiàn)出穩(wěn)定的菌落特征。這些特征包括菌落的 、 、 和 等方面。13在進行多組實驗過程中，應注意做好標記，其目的是 。14對所需的微生物進行初步篩選，只是分離純化菌種的第一步，要對分離的菌種進行一步的鑒定，還需要借助 的方法。15在細菌分解尿素的化學反應中，細菌合成的 將尿素分解成了 。氨會使培養(yǎng)基的堿性 ，PH 。因此，我們可以通過檢測培養(yǎng)基 變化來判斷該化學反應是否發(fā)生。在以 為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入 指示劑。培養(yǎng)某種細菌后，如果PH升高，指示劑將變 ，說明該細菌能夠 。P22旁

22、欄思考題1.想一想，如何從平板上的菌落數(shù)推測出每克樣品中的菌落數(shù)？答：統(tǒng)計某一稀釋度下平板上的菌落數(shù)，最好能統(tǒng)計3個平板，計算出平板菌落數(shù)的平均值，然后按課本旁欄的公式進行計算。P22兩位同學用稀釋涂布平板法測定同一土壤樣品中的細菌數(shù)，在對應稀釋倍數(shù)106的培養(yǎng)集中，得到以下兩種統(tǒng)計結(jié)果：1.第一位同學在該濃度下涂布了一個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)為230；2.第二位同學在該濃度下涂布了三個平板第一位同學只涂布了一個平板，沒有設(shè)置重復組，因此結(jié)果不具有說服力。第二位同學考慮到設(shè)置重復組的問題，涂布了3個平板，但是，其中1個平板的計數(shù)結(jié)果與另2個相差太遠，說明在操作過程中可能出現(xiàn)了錯誤，因此，不能簡單地將3個平板的計數(shù)值用來求平均值。P22設(shè)置對照A同學的結(jié)果與其他同學不同，可能的解釋有兩種。一是由于土樣不同，二是由于培養(yǎng)基污染或操作失誤。究竟是哪個原因，可以通過實驗來證明。實驗方案有兩種。一種方案是可以由其他同學用與A同學一樣的土樣進行實驗，如果結(jié)果與A同學一致，