資源簡介

(共42張PPT)
專題七　發酵工程
每日一練(發酵工程)
(限時15分鐘)
一、單選題
1.以下關于傳統發酵技術的描述,正確的是 (　　)
A.釀酒過程中密封的時間越長,酵母菌產生的酒精量就越多
B.釀制果酒所需的酵母菌和釀制果醋所需的醋酸菌的發酵底物、發酵條件相同
C.制作泡菜時,乳酸菌可以將葡萄糖分解成乳酸和CO2
D.制作腐乳需要利用毛霉等產生的酶分解豆腐中的蛋白質等物質
【答案】 D
【解析】 A.在發酵過程中,隨著營養物質的減少和發酵產物的增多,酵母菌數量逐漸減少,因而釀酒過程中密封的時間越長,酵母菌產生的酒精量不一定越多,A錯誤;B.釀制果酒和果醋所需酵母菌和醋酸菌均可利用葡萄糖作為發酵底物,但醋酸菌發酵的條件是通入氧氣,溫度控制在30~35 ℃,而酵母菌發酵的條件是無氧,溫度控制在18~30 ℃,B錯誤;C.乳酸菌是厭氧型細菌,在無氧條件下進行無氧呼吸,產物是乳酸,沒有二氧化碳生成,C錯誤;D.制作腐乳需利用毛霉產生的酶分解豆腐中的蛋白質等物質,D正確。故選D。
2.下列關于發酵工程的敘述,正確的是 (　　)
A.酸奶和泡菜制作中均需要及時通氧,保證乳酸菌的有氧呼吸
B.將乙型肝炎病毒的抗原基因轉入酵母菌,可生產乙型肝炎疫苗
C.單細胞蛋白是從微生物細胞中提取的蛋白質,可作為食品添加劑
D.為避免雜菌污染,發酵前需要對器具、原料等進行滅菌
【答案】 B
【解析】 A.酸奶和泡菜制作中起作用的是乳酸菌,乳酸菌是無氧呼吸的生物,故酸奶和泡菜制作中不需要通氧,以保證乳酸菌的無氧呼吸,A錯誤;B.用轉基因的方法將乙肝病毒表面抗原的基因進行構建重組質粒,轉入酵母菌中,通過培養這種重組酵母菌來獲得乙肝表面抗原,進而可以生產乙型肝炎疫苗,B正確;C.單細胞蛋白本身就是一種菌體,并不是一種微生物細胞的提取物,C錯誤;D.為降低雜菌污染,發酵前需要對器具進行滅菌,傳統發酵技術通常利用原料中的野生菌種進行發酵,故不能對原料進行滅菌,D錯誤。故選B。
二、非選擇題
3.測定水樣是否符合飲用水衛生標準,常用濾膜法測定大腸桿菌的數目。流程如圖所示,濾膜法的大致流程:用濾膜過濾待測水樣→水樣中的細菌留在濾膜上→將濾膜轉移到伊紅美藍的培養基(EMB培養基)上培養→統計菌落數目。據圖回答問題:
(1)過濾待測水樣用到的濾杯、濾膜和濾瓶首先需要進行消毒滅菌處理,保證實驗不受其他微生物干擾。與過濾有關的操作都要在　 　　　　旁進行。
(2)將完成過濾之后的濾膜緊貼在EMB培養基上,這屬于微生物培養中的　　　操作。從物理狀態角度分析,EMB培養基屬于
　　　培養基,制備培養基時需要采用　 　　　　法滅菌。
(3)某生物興趣小組的某同學嘗試按照上述方法進行測定,無菌操作下將10 ml待測水樣加入到90 ml無菌水中,稀釋后的100 ml菌液通過濾膜法測得EMB培養基上的菌落數平均為124,黑色菌落數平均為31,則推測1升待測水樣中的大腸桿菌數目為　 個。
酒精燈火焰
接種
固體
高壓蒸汽滅菌
3100
(4)該同學進一步思考,利用濾膜法也可能用于測定待測水樣中其他微生物的數目。他取了兩份水樣,一份待測水樣來自變酸的果酒,從中檢測到兩種微生物,它們在結構上的主要區別是　　 　　　　　　　　　。另一份來自某公園的觀賞湖,若要通過測量藍細菌的數目來研究水華,培養基配方中則必需添加　　　　 　　(水、無機鹽、碳源、氮源)。
有無核膜為界限的(成形的)細胞核
水、無機鹽、氮源
【詳解】　
(1)與過濾有關的操作都要在酒精燈火焰旁進行,這是因為酒精燈火焰旁存在無菌區域,能夠減少雜菌污染。
(2)將完成過濾之后的濾膜緊貼在EMB培養基上,這屬于微生物培養中的接種操作。從物理性質角度分析,EMB培養基能夠讓微生物在培養基上形成菌落,屬于固體培養基。培養基通常采用高壓蒸汽滅菌法滅菌。
(3)某同學嘗試按照上述方法進行測定,無菌操作下將10 mL待測水樣加入到90 mL無菌水中,即稀釋了10倍,稀釋后的100 ml菌液通過濾膜法測得EMB培養基上的菌落數平均為124,黑色菌落數平均為31,黑色菌落為大腸桿菌,則推測1升待測水樣中的大腸桿菌數目為31÷100×10×1000=3100個。
(4)變酸的果酒里含有酵母菌和醋酸桿菌,酵母菌屬于真核生物中的真菌,醋酸桿菌屬于原核生物,它們在結構上的主要區別是有無核膜為界限的(成形的)細胞核。若要通過測量藍細菌的數目來研究水華,結合藍細菌是自養型微生物,能夠利用光合作用合成自身所需的有機物,碳源來自空氣中的二氧化碳,故培養基配方中則必需添加水、無機鹽、氮源。
4.回答與生物技術在食品加工中應用有關的問題:
(1)制作藍莓果酒過程中,在不滅菌的情況下,酵母菌成為優勢菌種的原因是 。　　 　　　　　　
隨著酒精度數的提高,藍莓果酒的顏色越來越深的原因是　　 　　　　　　　　。
(2)酸奶是牛奶、羊奶或馬奶經過發酵制成的一種食品,其發酵原理與泡菜制作非常相似,兩者的相同點是 。在制作酸奶時,人們還會在鮮奶中加一定量的蔗糖,其原因是 。
在缺氧、呈酸性的發酵液中,酵母菌可以生長繁殖,而絕大多數其他微生物都因無法適應這一環境而受到抑制
藍莓細胞中的色素進入發酵液
都是利用微生物在無氧條件下進行無氧呼吸
為乳酸菌提供乳酸發酵所需的原料
(改善口感)
(3)腐乳制作中,起主要作用的微生物是毛霉,它與乳酸菌在結構上的主要區別是　 。
(4)制作泡菜時,對鹽水進行的煮沸的目的是 。
日常生活中人們制作泡菜時,經常加入少量陳泡菜液的目的是　 。
毛霉有以核膜為界限的細胞核
殺死雜菌、除去鹽水中的氧氣(空氣)
增加乳酸菌的數量
【詳解】　(1)在缺氧、呈酸性的發酵液中,酵母菌可以生長繁殖,而絕大多數其他微生物都因無法適應這一環境而受到抑制,故制作藍莓果酒過程中,在不滅菌的情況下,酵母菌成為優勢菌種;隨著酒精度數的提高,藍莓細胞中的色素進入發酵液,藍莓果酒的顏色越來越深。
(2)酸奶和泡菜制作的相同點是:都是利用微生物在無氧條件下進行無氧呼吸;在制作酸奶時,人們還會在鮮奶中加一定量的蔗糖,其原因是為乳酸菌提供乳酸發酵所需的原料,改善口感。
(3)毛霉屬于真菌,乳酸菌屬于細菌,毛霉與乳酸菌在結構上的主要區別是毛霉有以核膜為界限的細胞核。
(4)制作泡菜時,對鹽水進行的煮沸的目的是殺死雜菌、除去鹽水中的氧氣(空氣);為增加乳酸菌的數量,經常加入少量陳泡菜液。
5.很多食品都是利用微生物的發酵制作而成的。請回答下列相關問題:
(1)制作葡萄酒時,酵母菌的培養狀態可以分為兩個階段:第一階段是酵母菌利用發酵裝置中少量的氧氣進行有氧呼吸,其目的是　 ; 第二階段是在無氧環境中酵母菌進行無氧呼吸產生酒精。在　　 　　　的發酵液中,酵母菌可以生長繁殖,而絕大多數其他微生物會被抑制生長,所以葡萄僅需要經過沖洗即可以用于酒精發酵。
讓酵母菌(通過有氧呼吸)快速增殖
缺氧、呈酸性
(2)泡椒屬于泡菜的一種,制作泡椒主要利用的微生物是　　　　。制作泡椒時要先將鹽水煮沸,目的是　　　　　。為了縮短泡椒的制作時間,可加入少量的陳泡椒液,目的是
　 。
(3)豆豉是把黃豆或黑豆泡透、蒸熟或煮熟,經過毛霉、曲霉等發酵而成的食品,可以調味,也可以入藥。大豆經過蒸煮不僅可以滅菌,還能使發酵變得更容易,原因是 。煮熟的大豆可為毛霉的生長提供　 　 　　　　　　　　等營養物質,而毛霉分泌的蛋白酶又能將大豆中的蛋白質分解成
　　　　　　　　　　等,以被人體消化吸收。
乳酸菌
殺滅雜菌
增加乳酸菌數量
蒸煮可以使黃豆或黑豆結構更加疏松,有利于營養物質的溶出和菌種的生長
碳源、氮源、無機鹽、生長因子和水
小分子肽和氨基酸
【詳解】　
(1)果酒發酵分為兩個階段:第一個階段是利用酵母菌的有氧呼吸,讓其大量繁殖;第二階段是利用酵母菌的無氧呼吸,讓其產生酒精。酵母菌在缺氧、呈酸性的發酵液中可以生長繁殖而其他大多數微生物則不能,因此葡萄糖僅需要沖洗而不需要經過滅菌處理就可以用于酒精發酵。
(2)泡椒屬于泡菜的一種,制作泡椒主要利用的微生物是乳酸菌,在制作泡椒時所配制的鹽水要煮沸,目的是殺滅鹽水中的微生物,防止雜菌污染。由于陳泡泡椒中含有乳酸菌,在鹽水中加入陳泡泡椒的目的是增加乳酸菌的數量。
(3)大豆經過蒸煮,蛋白質空間結構變得伸展,使黃豆或黑豆結構更加疏松,有利于營養物質的溶出和菌種的生長。毛霉能在煮熟的大豆上生長,說明煮熟的大豆可以為毛霉的生長提供碳源、氮源、無機鹽、生長因子和水等營養物質,毛霉分泌的蛋白酶將大豆中的蛋白質分解成小分子肽和氨基酸等易被人體消化吸收的物質。
6.柿子果醬是利用柿子果漿研發而成的產品,發酵工藝流程如下圖所示。回答下列問題:
(1)在酒精發酵前進行步驟①的目的是　 。
家庭釀制果酒則不需要進行嚴格的步驟①,其原因是 。
防止雜菌污染
除酵母菌外,大多數雜菌都不能耐受酸性、缺氧的環境
(2)酒精發酵時,發酵罐上部留有一定空氣,其作用是 。酒精發酵過程中需要定期排氣,而泡菜制作過程則不需要排氣,其原因是 。但偶爾也能看到泡菜壇中有氣泡冒出,原因是 。
(3)酒精發酵結束后加入醋酸菌,進行醋酸發酵時需要定時攪拌,不能中斷通入氧氣,原因是 。
醋酸菌對氧氣特別敏感,中斷氧氣會引起醋酸菌死亡
有氧呼吸有助于酵母菌的大量增殖
泡菜制作時,乳酸菌無氧呼吸不產生氣體,泡菜液中的酵母菌或其他雜菌無氧呼吸產生二氧化碳
酒精發酵時,酵母菌無氧呼吸會產生大量二氧化碳
【詳解】　
(1)在酒精發酵前常需要對果漿進行滅菌處理,以防止雜菌污染;在家庭釀制果酒時不需要滅菌這一過程,是因為在缺氧呈酸性的發酵液中,酵母菌可以生長繁殖,而絕大多數其他微生物都因無法適應這一環境而受到制約。
(2)酵母菌是兼性厭氧微生物,在缺氧條件下進行無氧呼吸,在氧氣充足的條件下進行有氧呼吸,酒精發酵時,發酵罐上部留有一定空氣,其作用是讓酵母菌進行有氧呼吸,從而使酵母菌大量增殖;泡菜制作過程則不需要排氣,是因為制作泡菜利用的微生物是乳酸菌,乳酸菌的無氧呼吸不產生二氧化碳,只產生乳酸;偶爾也能看到泡菜壇中有氣泡冒出,因為泡菜制作時,乳酸菌無氧呼吸不產生氣體﹐但是泡菜液中也會有少量的酵母菌或其他雜菌存在,這些微生物無氧呼吸會產生二氧化碳,從而使泡菜壇中出現有氣泡冒出的現象。
(3)醋酸菌在糖源充足的情況下,可直接將葡萄糖變成醋酸;缺乏糖源時,在氧氣充足的情況下,能將乙醇轉化為乙醛,再轉化為成醋酸,從而制成醋,醋酸菌是好氧型細菌,對氧氣特別敏感,一旦缺氧就會死亡,所以進行醋酸發酵時需要定時攪拌,不能中斷通入氧氣,防止醋酸菌因缺氧而死亡。
7.山西老陳醋富含多種營養成分及功能性物質,如有機酸、礦物質、酮類、醇類以及酯類等,新配方中加入苦蕎、普洱,能使老陳醋具有降脂、降糖等功效,其制作流程如圖所示。回答下列問題。
注:膨化處理是指將糧食加入密閉容器中,加熱加壓后突然減壓,糧食中的水分汽化膨脹,使其出現許多小孔,變得松脆。紅曲菌屬于真菌。
(1)利用紫色紅曲培育成優質的紅曲菌,利用的育種原理是　　　　　;紅曲菌進行發酵產生酒精的場所是　　　　　。
(2)確定主糧是否徹底發酵的方法是檢測發酵液中的_______　　　　　　　　　　含量。釀制糧食酒時,并不需要對主糧進行嚴格的消毒處理,原因是 。
(3)由酒精發酵轉變成乙酸發酵時,需要改變的環境條件是　　　　　　　　　　。此時乙酸發酵的總反應式是　　　 　　 　　　　　。若在外界環境條件適宜情況下,并未產生乙酸,最可能的原因是　 。
基因突變
細胞質基質
酒精(乙醇)
在缺氧、呈酸性的發酵液中,絕大多數微生物無法適應這一環境而受抑制
通入氧氣,提高溫度
缺少醋酸菌
8.下表是土壤中分解尿素的細菌所用的培養基配方,據此回答下列問題:
組分 含量
KH2PO4 1.4 g
Na2HPO4 2.1 g
MgSO4·7H2O 0.2 g
葡萄糖 10.0 g
尿素 1.0 g
瓊脂 15.0 g
水 定容至1000 mL
(1)從物理形態上看,該培養基屬于　　　　　培養基;從用途上看,該培養基屬于　　　　　培養基。
(2)該培養基含有微生物所需要的　　類營養物質。其中最主要的碳源是　　　　,氮源是　　　。細菌能利用該氮源是由于其體內能合成　 　酶。
(3)若用該培養基來鑒定某種細菌是否能夠分解尿素,可在培養基中加入　　　指示劑,若指示劑變　 ,說明有目的菌株存在。
固體
選擇
4
葡萄糖
尿素
脲
酚紅
紅
(4)培養過程中,常選擇菌落數在　　　　的平板統計計數,統計的菌落數往往比實際活菌數目　　,原因是 。可通過觀察菌落的　　　、大小、　　　、隆起程度等特征對微生物進行鑒定。
(5)為了測定微生物的數量,接種時應采用　 　　　　法,某同學在4個培養基上分別接種稀釋倍數為106的土壤樣液0.1 mL,培養后菌落數分別為180、155、176、129個,則每毫升原土壤樣液中上述微生物的數量為　　　　　個。

30~300
少
當兩個或多個細胞連在一起時,平板上觀察的只是一個菌落
形狀
顏色
稀釋涂布平板
1.6×109
(6)為了保持菌種的純凈,需要進行菌種的保藏。對于頻繁使用的菌種,可以采用　　　　　的方法;對于需要長期保存的菌種,可以采用　　　　　的方法。獲得純凈培養物的關鍵是
　　　　 。
臨時保藏
甘油管藏
防止外來雜菌的入侵
【詳解】　
(1)由培養基配方表分析可知,該培養基中含有瓊脂,從物理形態上看,該培養基屬于固體培養基;該培養基中的氮源是尿素,且是唯一氮源,從用途上看,該培養基屬于選擇培養基。
(2)培養基中一般含有水、碳源、氮源和無機鹽,則該培養基含有微生物所需要的4類營養物質。其中最主要的碳源是葡萄糖,氮源是尿素。細菌能利用該氮源是由于其體內能合成脲酶,從而將尿素分解獲得氮源。
(3)若用該培養基來鑒定某種細菌是否能夠分解尿素,可在培養基中加入酚紅指示劑,在以尿素為唯一氮源的培養基中加入酚紅指示劑培養細菌,若指示劑變紅,則說明有目的菌株存在。
(4)培養過程中,為了保證結果準確,一般選擇菌落數在30~300的平板進行計數,統計的菌落數往往比實際活菌數目低,這是因為當兩個或多個細胞連在一起時,觀察計數只能計為一個菌落。可通過觀察菌落的顏色、大小、形狀、隆起程度等特征對微生物進行鑒定。
(5)為了測定微生物的數量,接種時應采用稀釋涂布平板法,某同學在4個培養基上分別接種稀釋倍數為106的土壤樣液0.1 mL,培養后菌落數分別為180、155、176、129個,則每毫升原土壤樣液中上述微生物的數量為(180+155+176+129)÷4÷0.1×106=1.6×109個。
(6)為了保持菌種的純凈,需要進行菌種的保藏。對于頻繁使用的菌種,可以采用臨時保藏的方法;對于需要長期保存的菌種,可以采用甘油管藏的方法。獲得純凈培養物的關鍵是防止外來雜菌的污染。
9.有機農藥苯磺隆是一種除草劑,長期使用會污染環境。研究發現,苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分離降解苯磺隆的菌株和探索其降解機制的實驗過程如圖甲、乙所示。
(1)微生物生長繁殖所需的主要營養物質有碳源、水、 四類,該實驗所用的選擇培養基只能以苯磺隆作為唯一碳源,其原因是　 。
(2)用平板培養細菌時一般需要將平板　　　(填“倒置”或“正置”)。
(3)單個細菌在平板上會形成菌落,研究人員通常可根據菌落的形狀、大小、顏色等特征來初步區分不同種的微生物,原因是　 。
氮源和無機鹽
只有能利用苯磺隆的微生物能正常生長繁殖
倒置
不同種微生物會表現出各自穩定的菌落特征
(4)為探究苯磺隆的降解機制,將該菌種的培養液過濾離心,取上清液做圖乙所示實驗。該實驗的假設是 ，該實驗設計是否合理 為什么
目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白質
缺少空白對照
【詳解】　
(1)培養基中的主要能源物質是水、碳源、氮源和無機鹽。該實驗是為了分離出能以苯磺隆作為氮源的細菌,作為選擇培養基,因此僅能夠以苯磺隆作為唯一氮源,這樣只有能利用苯磺隆的微生物能正常生長繁殖。
(2)用平板培養細菌時一般需要將平板倒置,防止冷凝水滴落污染培養基。
(3)由于不同種微生物會表現出各自穩定的菌落特征,因此通常可根據菌落的形狀、大小顏色等特征來初步區分不同種的微生物。
(4)假設該菌株產生了某種化學本質是蛋白質的物質,能夠分解苯磺隆。設計實驗如圖所示,若加入蛋白酶溶液,使得該細菌產生的物質被分解,則其不能夠分解苯磺隆。該實驗的設計不合理,因為沒有對照試驗,所以應該設置對照試驗排除其影響。
10.某個高溫日,某校三位高中學生相約去吃冰激凌,之后兩人都出現腹瀉現象,于是他們懷疑冰激凌中的大腸桿菌含量超標。老師建議他們利用學過的有關微生物培養的知識對此冰激凌進行檢測。經過一番資料查閱,他們提出了如下實驗設計思路。
立即去賣冰激凌的小店再買一個同樣品牌的同種冰激凌;配制伊紅—亞甲藍瓊脂培養基(該培養基可用來鑒別大腸桿菌,生長在此培養基上的大腸桿菌菌落呈深紫色,并有金屬光澤)、滅菌、倒平板;取10 mL剛融化的冰激凌作為原液,然后進行梯度稀釋,稀釋倍數為1×10~1×105;取每個濃度的冰激凌液各0.1 mL,用涂布平板法進行接種,每個濃度涂3個平板,一共培養18個平板;在適宜溫度下培養48 h,統計菌落數目。
(1)請你從下面幾個角度對這三位同學的思路進行評議。
①他們只打算對一個冰激凌進行檢測,理由是:兩個人吃過冰激凌后,都拉肚子了,所以再檢測一個就足以說明問題。你同意這樣的觀點嗎 為什么
②有沒有必要對冰激凌原液進行梯度稀釋 為什么
【提示:我國衛生部門規定了飲用水標準,1 mL自來水中細菌總數不可以超過100個(37 ℃培養24 h),1000 mL自來水中大腸桿菌菌落數不能超過3個(37 ℃培養48 h)】
①不同意。對一個冰激凌進行檢測,沒有遵循實驗的平行重復原則,實驗誤差可能會很大;
②有必要。若不進行梯度稀釋,可能會由于菌體數量過多,兩個或多個細菌連在一起當作一個菌落計數,從而使計數結果偏低;
③他們認為,在用該方法統計菌落數目時不需要設計對照組,所以只準備培養18個平板。你認為在這項檢測中是否需要對照組 為什么
③需要設計對照組,需要設計未接種的培養基作為空白對照,來檢測培養基滅菌是否徹底。
(2)下圖所示為4種菌落分布圖,一般不能由涂布平板法得到的是　 。
(3)在完善實驗設計思路后,三位同學進行了實驗。培養結果顯示,除了深紫色菌落,還有其他菌落存在,這說明了什么 如果以菌落數代表樣品中的大腸桿菌數量,則統計結果比實際值是偏多還是偏少 為什么
B
(3)說明冰激凌中除了大腸桿菌外,還有其他細菌等微生物的污染。若以菌落數代表樣品中的大腸桿菌數量,則統計結果比實際值偏小,因為當兩個或多個細菌連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落。
【詳解】　
(1)①不同意,檢測一個不能說明問題,具有偶然性,檢測樣品少,不能確定是某個冰激凌的質量問題還是這個品牌冰激凌的質量問題;②為了好計數,使培養基的菌落數在30~300之間易于平板計數,有必要稀釋,如果不稀釋,可能會因菌落數過密而無法計數,或者兩個或多個細菌連在一起當作一個菌落計數,從而使計數結果偏低;③需要設置對照組,要檢測培養基滅菌是否合格,以及排除空白平板等無關變量對結果無干擾,需要設計未接種的培養基作為空白對照,來檢測培養基滅菌是否徹底。
(2)B圖中菌落沒有均勻生長,還有明顯的劃線痕跡,是平板劃線法接種得到的,因此B圖不能由涂布平板法得到。
(3)培養結果顯示,除了深紫色菌落,還有其他菌落存在,說明冰激凌中除了大腸桿菌外,還有其他細菌等微生物的污染;如果是在嚴格無菌操作時,統計結果比實際值是偏小,因為當兩個或多個細菌連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落;沒有嚴格無菌操作時,也有可能會偏大,當操作過程中被大腸桿菌污染,可能數目會增加。
11.使用日益廣泛的手機,在方便人們通訊聯絡的同時也成為細菌等病原體傳播的途徑。為了解手機上細菌的情況,某興趣小組進行了如下實驗,請回答相關問題:
(1)取附著在手機上細菌進行取樣培養后,對菌液進行系列梯度稀釋的目的是　 。
將微生物分散成單個細胞,進而獲得單個的菌落
(2)A平板上生長的菌落有多種形態,說明附著在手機細菌有
　　種。若要使菌落能在A平板上生長,下列培養基組分中最合理的是　　　(選填 “甲、乙、丙”),原因是 。可采取 來檢測培養基A制備是否合格。
多
乙
培養基乙含有碳源、氮源、水、無機鹽這幾類營養物質,且加入了瓊脂作為凝固劑,可以達到實驗效果
培養基編號 培養基組分
甲 蔗糖、NaCl、瓊脂、水
乙 牛肉膏、蛋白胨、NaCl、瓊脂、水
丙 蛋白胨、NaCl、蔗糖、水
將培養基置于適宜條件下培養一段時間,檢測其是否雜菌生成
　(3)初篩后將平板B的菌落通過“影印”方法接種到C培養基上培養,使C培養基對應位置上出現相同菌落。然后用伊紅-美藍染液對C進行染色,根據染色后D中出現的結果,可判斷平板B中 (選填圖中數字)是大腸桿菌的菌落。
(4)某同學采用平板劃線法進一步純化大腸桿菌,接種培養一段時間后,發現第一劃線區不間斷長滿菌落,第二劃線區上幾乎無菌落,產生此情況的可能原因 。
3
第一次劃線后接種環灼燒后沒有冷卻;未從第一次劃線區開始劃線
【詳解】　
(1)取附著在手機上細菌進行取樣培養后,對菌液進行系列梯度稀釋的目的是將微生物分散成單個細胞,進而獲得單個的菌落。
(2)A平板上生長的菌落有多種形態,說明附著在手機細菌種類較多。牛肉膏、蛋白胨提供的主要營養是氮源、維生素和生長因子。培養基乙含有碳源、氮源、水、無機鹽這幾類營養物質,且加入了瓊脂作為凝固劑,可以達到實驗效果;培養基甲不含蛋白胨(氮源),菌落無法在該培養基上生長;培養基丙不含凝固劑(瓊脂),無法形成固體培養基,無法在培養基表面形成菌落。檢測培養基A制備是否合格,可將培養基置于適宜條件下培養一段時間,檢測其是否雜菌生成。
(3)伊紅為酸性染料,美藍為堿性染料。當大腸桿菌分解乳糖產酸時細菌帶正電荷被染成紅色,再與美藍結合形成紫黑色菌落,并帶有綠色金屬光澤。由圖可知3號菌落為大腸桿菌菌落。
(4)采用平板劃線法接種培養一段時間后,發現第一劃線區域上都不間斷長滿菌落,第二劃線區域幾乎無菌落,原因可能是接種環灼燒后未冷卻就劃線或未從第一區域末端開始劃線。
12.某化工廠為了處理排出污水中的一種有害的、難以降解的有機化合物A,其研究團隊用化合物A、磷酸鹽鎂鹽和微量元素等配制了培養基,成功地篩選出能高效降解化合物A的細菌(目的菌)。實驗的主要步驟如下圖所示,請分析回答問題。
(1)在培養基中加入化合物A的目的是 ，這種培養基屬于　　　　培養基。
(2)培養若干天后,應選擇培養瓶中化合物A含量　　　的培養液,接入新的培養液中連續培養,使目的菌的數量　　　　　。
(3)若要研究目的菌的生長規律,可挑取單個菌落進行液體培養,再采用　　　　　 方法進行計數。請你預測目的菌的種群數量會發生怎樣的變化。
篩選出能降解化合物
A的細菌 選擇
低
增多
稀釋涂布平板
培養液中目的菌的種群數量在開始一段時間范圍內,由于營養充分、空間充裕,種群數量類似于“J”形增長,隨著營養物質的消耗,種群增長速率逐漸下降,最終會達到K值,繼續培養,由于營養物質缺乏、有害代謝物積累、pH改變等,種群數量將會下降
【詳解】　
(1)由題意可知,本實驗是分離出降解的有機化合物A的菌種,所以培養基中加入化合物A的目的是篩選降解的有機化合物A的菌種,這種培養基屬于選擇培養基。
(2)由于“目的菌”有降解的有機化合物A的作用,所以培養若干天后,應選擇培養瓶中化合物A含量低的培養基,接入新的培養液中連續培養,使“目的菌”的數量進一步增加。
(3)若研究“目的菌”的群體生長規律,將單個菌落進行液體培養,再采用稀釋涂布平板方法進行計數。培養液中目的菌的種群數量在開始一段時間范圍內,由于營養充分、空間充裕,種群數量類似于“J”形增長,隨著營養物質的消耗,種群增長速率逐漸下降,最終會達到K值,繼續培養,由于營養物質缺乏、有害代謝物積累、pH改變等,種群數量將會下降。(共12張PPT)
一、微生物的培養基
1.培養基中的主要營養成分:________________________
2.培養基的種類及應用
專題七　發酵工程
每日一默（發酵工程）
(限時15分鐘)
培養基種類 特點 應用
物理性質
　　　 　培養基 不加凝固劑(瓊脂) 工業生產
　　　 　培養基 加凝固劑(瓊脂) 微生物的分離、鑒定、活菌計數、菌種保藏
碳源、氮源、水、無機鹽
液體
固體
培養基種類 特點 應用
用途
　　 　培養基 有利于特定微生物的生長,同時抑制或阻止其他微生物的生長 以　　　　為唯一氮源的培養基用于分離分解尿素的細菌;以　　　 　為主要碳源的培養基用于分離分解纖維素的細菌;以加入
　　　　　的培養基用于分離酵母菌和霉菌等
　　 　培養基 加入某種指示劑來鑒別特定的微生物 加入　　 指示劑鑒別分解尿素的細菌;加入_____________鑒別分解纖維素的細菌
選擇
尿素
纖維素
青霉素
鑒別
酚紅
剛果紅(CR)
3.培養基的制備
配制培養基→　　　　　　→_____________　　　　　　　　　　　　
平板冷凝后要將平板倒置,目的是_______________________　
________________________________ 。
滅菌
倒平板
避免水分蒸發,防止皿蓋上
的水滴滴入培養基污染培養基等
二、無菌技術
1.關鍵:防止　　　 　　的入侵。
外來雜菌
項目 概念 特點 常用方法 應用的范圍
消毒 使用較為溫和的物理或化學方法僅殺死物體表面或內部一部分對人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子) 較溫和,消滅部分微生物,不能消滅芽孢和孢子 煮沸消毒法 一般物品
　　　 　　法 一些不耐高溫的液體,如牛奶
　　　 　　法 用酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源等
　　　 　　法 接種室
滅菌 使用強烈的理化方法殺死 .
.
. 強烈,消滅所有的微生物,包括芽孢和孢子 　　　　　　 接種工具的滅菌
　　　　　　 玻璃器皿、金屬工具的滅菌
　　　　　　 培養基及容器的滅菌
2.消毒和滅菌
巴氏消毒
化學藥劑消毒
紫外線消毒
灼燒滅菌
物體內外所有的微生物(包括芽孢和孢子)
干熱滅菌
高壓蒸汽滅菌
三、微生物的純培養(酵母菌的純培養)
1.純培養物:由　　　　　繁殖所獲得的微生物群體稱為純培養物。
純培養:獲得　　　　　的過程就是純培養。
菌落:分散的微生物繁殖形成的肉眼可見的有一定形態結構的子細胞群體。
單菌落:由　　 　　　繁殖形成的純培養物。
2.目的:　 。
單一個體
純培養物
單個微生物
獲得由單個微生物繁殖形成的純培養物(單菌落)
3.接種方法:　　　　　 和　　 　　　 　　　;用活菌計數法統計菌落數,采用的接種方法是:　　　　　　　　　。
4.平板劃線法:①進行第二次以及其后的劃線時,要從上一次劃線的　　 　開始劃線,首尾區不能相連。②用接種環取菌種之前、每次劃線之前和劃線結束都要進行　　　　 　,冷卻后再操作。③操作必須始終在　　　 　 　旁進行。
平板劃線法
稀釋涂布平板法
稀釋涂布平板法
末端
灼燒滅菌
酒精燈火焰
稀釋涂布平板法:梯度稀釋→涂布平板
①系列稀釋(梯度為　　 　倍)
②涂布平板(不同稀釋度的菌液分別涂布到平板進行培養,同一稀釋度涂布至少　　 　個平板)
5.培養過程
制備培養→基接種和分離→恒溫培養
進行恒溫培養時,要將培養皿　　　　,防止皿蓋上凝結的水滴滴入培養基造成污染等。
未接種的培養基也要在相同條件下培養,目的是 .
　 。
10
3
倒置
檢測培養基是否污染,滅菌是否合格
四、微生物的選擇培養
1.選擇培養基:允許特定種類的微生物生長,同時___________　　　 　其他種類微生物生長的培養基。
抑制或阻止
尿素分解菌的分離 纖維素分解菌的分離
選擇培養基 以　　　　　為唯一氮源 以　　　　　為唯一碳源
原理 　　尿素分解菌
　　↓
CO(NH2)2+H2O CO2+2NH3
分解尿素的細菌能夠合成　 　,才能在以尿素為唯一氮源的培養基上生長
分解纖維素的細菌能合成
　　　　　,能在以纖維素為唯一碳源的培養基上生長
鑒別 　 尿素分解菌
　　↓
CO(NH2)2+H2O CO2+2NH3
氨氣溶在水中使pH升高,加入
　　 　指示劑,指示劑變紅說明該菌能分解尿素 　　纖維素分解菌
　 ↓
　　　 　染色法:若菌落周圍出現　　　 　,則說明該菌能分解纖維素
2.尿素分解菌和纖維素分解菌的分離比較
尿素
纖維素
脲酶
纖維素酶
脲酶
脲酶
酚紅
剛果紅
透明圈
比較項目 活菌計數法 顯微鏡直接計數法
接種方法 　　　　　　　　　　 不需接種(抽樣檢測)
公式 每毫升樣品中的菌落數:　　　 　　　
C: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:　　 　 　
.
.
注意事項 為了保證結果準確,同一稀釋度涂布至少
　　 個平板,選擇菌落數在　　 　　的平板進行計數 需顯微鏡和
　　 　　
缺點 當兩個或多個細胞連在一起時,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　　 　,一般用菌落數來表示 比實際值　　 　
五、微生物的計數
稀釋涂布平板法
(C÷V)×M
每小格平均細菌數×400×10000×
稀釋倍數
3
30~300
血細胞計數板
偏小
偏大
發酵 釀酒 釀醋 制作腐乳 制作泡菜
菌種 　　　　 醋酸菌 　　　　 乳酸菌
生物
分類 真核生物
(真菌) 　　　　生物(細菌) 真核生物
(真菌) 原核生物
(細菌)
代謝
類型 異養兼性厭氧 異養需氧 異養需氧 　　　　
發酵
條件 前期需氧,
后期不需氧 一直需氧 前期需氧,
后期密封 不需氧
最適
溫度 18 ℃~30 ℃ 30 ℃~35 ℃ 15 ℃~18 ℃ 常溫
六、果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的比較
酵母菌
毛霉
原核
異養厭氧

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