資源簡(jiǎn)介

人教選擇性必修3單元核心知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
第1章　發(fā)酵工程
第1節(jié)　傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用
1.千百年來(lái)，腐乳一直受到人們的喜愛(ài)。這是因?yàn)榻?jīng)過(guò)微生物的發(fā)酵，豆腐中的蛋白質(zhì)被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鮮美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存。多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。（P5）
2.像這種直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保存下來(lái)的面團(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進(jìn)化發(fā)酵、制作食品的技術(shù)一般稱為傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主，通常是家庭式或作坊式的。（P5）
3.乳酸菌是厭氧細(xì)菌，在無(wú)氧的情況下能將葡萄糖分解成乳酸（反應(yīng)簡(jiǎn)式①），可用于乳制品的發(fā)酵、泡菜的腌制等。常見(jiàn)的乳酸菌有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。
①C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋能量（P5）
4．酵母菌是兼性厭氧微生物，在無(wú)氧條件下能進(jìn)行酒精發(fā)酵（反應(yīng)簡(jiǎn)式②），可用于釀酒、制作饅頭和面包等。溫度是影響酵母菌生長(zhǎng)的重要因素，釀酒酵母的最適生長(zhǎng)溫度約為28 ℃。
②C6H12O62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量（P6）
5．泡菜在腌制過(guò)程中會(huì)有亞硝酸鹽產(chǎn)生。膳食中的亞硝酸鹽一般不會(huì)危害人體健康，但如果人體攝入過(guò)量，會(huì)發(fā)生中毒，甚至死亡。（P6“探究·實(shí)踐”）
6．醋酸菌是好氧細(xì)菌，當(dāng)O2、糖源都充足時(shí)能通過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)將糖分解成乙酸（反應(yīng)簡(jiǎn)式③）；當(dāng)缺少糖源時(shí)則直接將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛變?yōu)橐宜幔ǚ磻?yīng)簡(jiǎn)式④）。醋酸菌可用于制作各種風(fēng)味的醋。多數(shù)醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為30～35 ℃。
③C6H12O6＋2O22CH3COOH（乙酸）＋2H2O＋2CO2＋能量
④C2H5OH＋O2CH3COOH（乙酸）＋H2O＋能量（P7）
7．果酒自然發(fā)酵時(shí)，利用葡萄皮上的野生酵母菌；工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，人工接種純化的酵母菌，以提高發(fā)酵效率。（P7“探究·實(shí)踐”）
8．果酒變果醋發(fā)酵改變兩個(gè)條件：一、通氧，因?yàn)榇姿峋呛醚跫?xì)菌；二、升高溫度，因?yàn)楣频陌l(fā)酵溫度在18～30 ℃，而果醋的發(fā)酵溫度在30～35 ℃。（P7“探究·實(shí)踐”）
9．果酒與果醋發(fā)酵流程：挑選葡萄→沖洗（再去梗）→榨汁→酒精發(fā)酵乙酸發(fā)酵。（P7）
默寫(xiě)知識(shí)點(diǎn)：
1．發(fā)酵：是指人們利用　　　　，在適宜的條件下，將原料通過(guò)微生物的　　　　轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過(guò)程。
2．腐乳制作過(guò)程中，經(jīng)過(guò)微生物的發(fā)酵，豆腐中的蛋白質(zhì)被分解成　　　　　　　　　　。參與的微生物有酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是　　　　。
3．果酒制作與果醋制作的比較
項(xiàng)目 果酒制作 果醋制作
發(fā)酵菌種 　　　　 　　　　
菌種來(lái)源 傳統(tǒng)的葡萄酒釀造采用自然發(fā)酵，菌種主要是　　　　　　　　　　　　 空氣中的野生醋酸菌或購(gòu)買(mǎi)醋酸菌的菌種或從食醋中分離醋酸菌
發(fā)酵原理 ①在有氧條件下： 　　　　　　 ②在無(wú)氧條件下： 　　　　　　 ①氧氣、糖源都充足時(shí)： 　　　　　 ②缺少糖源時(shí)：　　　　
發(fā)酵條件 溫度 一般控制在　　　　℃ 　　　　℃
時(shí)間 10～12 d 7～8 d
氧氣 初期　　　　氧， 后期　　　　 始終　　　　氧
4.泡菜制作所需菌種及原理
常見(jiàn)類型 乳酸鏈球菌、乳酸桿菌
生物學(xué)分類 　　　　　　
分布 廣泛分布于空氣、土壤、植物體表、人或動(dòng)物的腸道內(nèi)
代謝類型 　　　　型
生產(chǎn)應(yīng)用 制作泡菜、酸奶等
發(fā)酵原理 　　　　　　　　
5.用于制作泡菜的蔬菜應(yīng)新鮮，若放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，蔬菜中的亞硝酸鹽含量相對(duì)較高。
用清水和食鹽配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　　　　　的鹽水。鹽的用量過(guò)高，乳酸發(fā)酵受抑制，泡菜風(fēng)味差；用量過(guò)低，雜菌易繁殖，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)。鹽水要煮沸后冷卻。煮沸的作用：一是除去　　　　　　　　，二是殺滅　　　　　　　　。
第2節(jié)　微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用
一、微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)
（一）培養(yǎng)基的配制
1．培養(yǎng)基的化學(xué)成分包括 水、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源 等。
另外，培養(yǎng)基還要滿足微生物生長(zhǎng)對(duì)pH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求。例如，培養(yǎng)乳酸桿菌時(shí)需要在培養(yǎng)基中添加維生素，培養(yǎng)霉菌時(shí)，一般需將培養(yǎng)基的pH調(diào)至酸性；培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)，一般需要將pH調(diào)至中性或弱堿性；培養(yǎng)厭氧微生物時(shí)，則需要提供無(wú)氧的條件。（P10）
2．培養(yǎng)基的種類及用途：
（1）按物理性質(zhì)可分為液體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基。液體培養(yǎng)基應(yīng)用于工業(yè)或生活生產(chǎn)，固體培養(yǎng)基應(yīng)用于微生物的分離和鑒定，半固體培養(yǎng)基則常用于觀察微生物的運(yùn)動(dòng)及菌種保藏等。
（2）按照培養(yǎng)基的用途，可將培養(yǎng)基分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基。
（二）無(wú)菌技術(shù)
1.獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來(lái)雜菌的入侵。
2.消毒
（1）消毒指使用較為溫和的物理、化學(xué)或生物等方法殺死物體表面或內(nèi)部一部分微生物（不包括芽孢和孢子）。
（2）消毒方法常用到煮沸消毒法，巴氏消毒法（對(duì)于一些不耐高溫的液體），還有化學(xué)藥劑消毒（如酒精、氯氣、石炭酸等）、紫外線消毒。（P10）
3.滅菌
（1）滅菌是指使用強(qiáng)烈的理化方法殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
（2）滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌、濕熱滅菌。
①接種環(huán)、接種針、試管口等使用灼燒滅菌法；
②玻璃器皿、金屬用具等使用干熱滅菌法，所用器械是干熱滅菌箱 ；
③培養(yǎng)基、無(wú)菌水等使用高壓蒸汽滅菌法，所用器械是高壓蒸汽滅菌鍋 。（P10～P11）
4.比較消毒和滅菌
比較項(xiàng) 理化因素的作用強(qiáng)度 消滅微生物的數(shù)量 芽孢和孢子能否被消滅
消毒 較為溫和 部分生活狀態(tài)的微生物 不能
滅菌 強(qiáng)烈 全部微生物 能
（三）微生物的純培養(yǎng)
1.微生物的純培養(yǎng)包括配制培養(yǎng)基、滅菌、接種、分離和培養(yǎng)等步驟。（P11）
2.分散的微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部可以繁殖形成肉眼可見(jiàn)的、有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群體，這就是菌落。采用平板劃線法和稀釋涂布平板法能將單個(gè)微生物分散在固體培養(yǎng)基上，之后經(jīng)培養(yǎng)得到的單菌落一般是由單個(gè)微生物繁殖形成的純培養(yǎng)物。（P12“探究·實(shí)踐”）
3.通過(guò)接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。經(jīng)數(shù)次劃線后培養(yǎng)，可以分離得到單菌落。平板劃線的具體操作見(jiàn)下面的流程圖。（P13“探究·實(shí)踐”）
4.培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到50℃左右時(shí)，才能用來(lái)倒平板。你用什么辦法來(lái)估計(jì)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(jué)錐形瓶的溫度下降到剛剛不燙手時(shí)，就可以進(jìn)行倒平板了。
5.為什么需要使錐形瓶的瓶口通過(guò)火焰？
通過(guò)灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。
6.平板冷凝后，為什么要將平板倒置？
平板冷凝后，皿蓋上會(huì)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，既可以減少使培養(yǎng)基中的水分過(guò)快地?fù)]發(fā)，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。
7.在倒平板的過(guò)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(gè)平板還能用來(lái)培養(yǎng)微生物嗎？為什么？
不能。因?yàn)榭諝庵械奈⑸锟赡茉诿笊w與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生，因此不能用這個(gè)平板培養(yǎng)微生物。
8.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(shí)，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(shí)，接種環(huán)上的菌種直接來(lái)源于上次劃線的末端，從而通過(guò)劃線次數(shù)的增加，使每次劃線時(shí)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(shí)殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者。
9.在灼燒接種環(huán)之后，為什么要等其冷卻后再進(jìn)行劃線？
以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。
10.在第二次以及其后的劃線操作時(shí)，為什么總是從上一次劃線的末端開(kāi)始劃線？
劃線后，線條末端細(xì)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(kāi)始，能使細(xì)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(gè)細(xì)菌繁殖而來(lái)的菌落。
二、微生物的選擇培養(yǎng)和計(jì)數(shù)
1.在微生物學(xué)中，將允許特定種類的微生物生長(zhǎng)，同時(shí)抑制或阻止其他種類微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基，稱為選擇培養(yǎng)基。（P16）
2.如果想知道1 g土壤中有多少能分解尿素的細(xì)菌，僅有選擇培養(yǎng)基是不夠的，還需要對(duì)土樣進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪约翱茖W(xué)的測(cè)定微生物數(shù)量的方法。可采用稀釋涂布平板法，其操作如圖（P17）
稀釋涂布平板法操作示意圖
3.稀釋涂布平板法除可以用于分離微生物外，也常用來(lái)統(tǒng)計(jì)樣品中活菌的數(shù)目。當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)單菌落，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活菌。為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般選擇菌落數(shù)為30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。（P18）
4.值得注意的是，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目少，這是因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上觀察到的只是一個(gè)菌落。因此，統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是用活菌數(shù)來(lái)表示。（P18）
5.除上述的活菌計(jì)數(shù)外，利用顯微鏡進(jìn)行直接計(jì)數(shù)，也是一種常用的、快速直觀的測(cè)定微生物數(shù)量的方法。該方法利用特定的細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下觀察、計(jì)數(shù)，然后再計(jì)算一定體積的樣品中微生物的數(shù)得，統(tǒng)計(jì)的結(jié)果一般是活菌數(shù)和死菌數(shù)的總和。（P18）
6.細(xì)菌計(jì)數(shù)板和血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的計(jì)數(shù)原理相同。血細(xì)胞計(jì)數(shù)板比細(xì)菌計(jì)數(shù)板厚，常用于相對(duì)較大的酵母菌細(xì)胞、霉菌孢子等的計(jì)數(shù)。用細(xì)菌計(jì)數(shù)板可對(duì)細(xì)菌等較小的細(xì)胞進(jìn)行觀察和計(jì)數(shù)。（P18“相關(guān)信息”）
7.絕大多數(shù)微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基，可以從土壤中分離出分解尿素的細(xì)菌。（P18“探究·實(shí)踐”）
第3節(jié)　發(fā)酵工程及其應(yīng)用
1.發(fā)酵工程一般包括菌種的選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品的分離、提純等方面。（P22）
2.性狀優(yōu)良的菌種可以從自然界中篩選出來(lái)，也可以通過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得。（P22）
3.現(xiàn)代發(fā)酵工程使用的大型發(fā)酵罐均有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，能對(duì)發(fā)酵過(guò)程中的溫度、pH、溶解氧、罐壓、通氣量、攪拌、泡沫和營(yíng)養(yǎng)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制；還可以進(jìn)行反饋控制，使發(fā)酵全過(guò)程處于最佳狀態(tài)。（P23）
4.環(huán)境條件不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，而且會(huì)影響微生物代謝物的形成。如谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)：在中性和弱堿性條件下會(huì)積累谷氨酸；在酸性條件下則容易形成谷氨酰胺和N－乙酰谷氨酰胺。（P23）
5.如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身，可在發(fā)酵結(jié)束之后，采用過(guò)濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥，即可得到產(chǎn)品。如果產(chǎn)品是代謝物，可根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)采取適當(dāng)?shù)奶崛　⒎蛛x和純化措施來(lái)獲得產(chǎn)品。（P23）
6.發(fā)酵罐
發(fā)酵罐示意圖
默寫(xiě)知識(shí)點(diǎn)：
1.培養(yǎng)基是指人們按照微生物對(duì)　　　　　的不同需求，配制出供其　　　　　的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。
培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)組成：一般都含有　　　　　　　　和無(wú)機(jī)鹽。此外，還需要滿足微生物生長(zhǎng)對(duì)　　　　、　　　　　　　　以及O2的需求。
2.消毒：是指使用較為溫和的物理、化學(xué)或生物等方法殺死　　　　　　　　一部分微生物。
3.滅菌：是指使用強(qiáng)烈的　　　　殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
4.無(wú)菌技術(shù)的主要方法及適用對(duì)象（連線）
5.菌落：分散的微生物在適宜的　　　　培養(yǎng)基表面或內(nèi)部可以繁殖形成肉眼可見(jiàn)的、有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群體。
6.選擇培養(yǎng)基：在微生物學(xué)中，將允許特定種類的微生物生長(zhǎng)，同時(shí)　　　　　　　　其他種類微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基。
7.當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上觀察到的只是一個(gè)菌落，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)　　　　。
8.土壤中的細(xì)菌之所以能分解尿素，是因?yàn)樗鼈兡芎铣伞　　　　＠媚蛩刈鳛槲ㄒ弧　　　〉倪x擇培養(yǎng)基，可以從土壤中分離出分解尿素的細(xì)菌。
9.統(tǒng)計(jì)某一稀釋度下平板上的菌落數(shù)的要求是______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
10.在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌的原因
是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
第1章　發(fā)酵工程（參考答案）
1.微生物　代謝　2.小分子的肽和氨基酸　毛霉　3.酵母菌　醋酸菌　附著在葡萄皮上的野生酵母菌　C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O＋能量　C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量　C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量　C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量　18～30　30～35　需　不需　需要　4.原核生物　異養(yǎng)厭氧　C6H12O62C3H6O3＋能量　5.5%～20%　水中的氧氣　鹽水中的其他微生物
1.營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)　生長(zhǎng)繁殖　水、碳源、氮源　pH　特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)　2.物體表面或內(nèi)部　3.理化方法
4.
5.固體　6.抑制或阻止　7.少　8.脲酶　氮源　9.至少統(tǒng)計(jì)3個(gè)菌落數(shù)在30～300之間的平板，計(jì)算菌落數(shù)的平均值　10.由于生物與環(huán)境的相互依存關(guān)系，在富含纖維素的環(huán)境中，纖維素分解菌的含量相對(duì)較高，從這種土樣中獲得目的微生物的概率要高于普通環(huán)境

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