生物选修一知识点424.pdf

高中生物选修一高中生物选修一 专题专题一一 传统发传统发酵技酵技术术的的应应用用 课题课题一一 果酒和果醋的制作果酒和果醋的制作 1、发发酵酵:通通过过微生物技微生物技术术的培养来生的培养来生产产大量代大量代谢产谢产物的物的过过程。程。2、有氧、有氧发发酵酵:醋酸醋酸发发酵酵 谷氨酸谷氨酸发发酵酵;无氧无氧发发酵酵:酒精酒精发发酵酵 乳酸乳酸发发酵酵 3、酵母菌是兼性酵母菌是兼性厌厌氧菌型微生物真菌氧菌型微生物真菌，酵母菌的生殖方式酵母菌的生殖方式:出芽生殖出芽生殖(主要主要)分裂生殖分裂生殖 孢孢子生殖子生殖 4、在有氧条件下、在有氧条件下,酵母菌酵母菌进进行有氧呼吸行有氧呼吸,大量繁殖。大量繁殖。C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量。5、在无氧条件下、在无氧条件下,酵母菌能酵母菌能进进行酒精行酒精发发酵。酵。C6H12O62 酒精2CO2能量 6、20左右最适宜酵母菌繁殖左右最适宜酵母菌繁殖 酒精酒精发发酵酵时时一般将温度控制在一般将温度控制在 18-25 7、在葡萄酒自然、在葡萄酒自然发发酵的酵的过过程中程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌.在在发发酵酵过过程中程中,随着酒精随着酒精浓浓度的提高度的提高,红红葡萄皮的色素也葡萄皮的色素也进进入入发发酵液酵液,使葡萄酒呈使葡萄酒呈现现深深红红色色.在缺氧在缺氧 呈酸呈酸性的性的发发酵液中酵液中,酵母菌可以生酵母菌可以生长长繁殖繁殖,而而绝绝大多数其他微生物都因无法适大多数其他微生物都因无法适应这应这一一环环境而受到制境而受到制约约。8、醋酸菌是醋酸菌是单细单细胞胞细细菌菌(原核生物原核生物),代代谢类谢类型是异养需氧型型是异养需氧型,生殖方式生殖方式为为二分裂二分裂 9、当氧气、糖源都充足当氧气、糖源都充足时时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源当缺少糖源时时,醋酸菌将乙醋酸菌将乙醇醇变变 为为 乙乙 醛醛,再再 将将 乙乙 醛醛 变变 为为 醋醋 酸酸。2C2H5OH+O22CH3CHO(乙醛)+2H2O 2CH3CHO+O22CH3COOH(醋酸)C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O10、控制、控制发发酵条酵条件的作用件的作用醋酸菌醋酸菌对对氧气的含量特氧气的含量特别别敏感敏感,当当进进行深行深层发层发酵酵时时,即使只是短即使只是短时间时间中中 断通入氧气断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。也会引起醋酸菌死亡。醋酸菌最适生醋酸菌最适生长长温度温度为为 3035,控制好控制好发发酵温度酵温度,使使 发发酵酵时间缩时间缩短短,又减少又减少杂杂菌菌污污染的机会。染的机会。有两条途径生成醋酸有两条途径生成醋酸:直接氧化和以酒精直接氧化和以酒精为为底物的底物的 氧化。氧化。11、实验实验流程流程:挑挑选选葡萄葡萄冲洗冲洗榨汁榨汁酒精酒精发发酵酵果酒果酒(醋酸醋酸发发酵酵果醋果醋)12、酒精、酒精检验检验:果汁果汁发发酵后是酵后是 否有酒精否有酒精产产生生,可以用重可以用重铬铬酸酸钾钾来来检验检验。在酸性条件下。在酸性条件下,重重铬铬酸酸钾钾与酒精反与酒精反应应呈呈现现灰灰绿绿色色。先在。先在试试管中加入管中加入发发酵液酵液 2m L,再滴入物再滴入物质质的量的量浓浓度度为为 3mol/L 的的H 2SO 43 滴滴,振振荡荡混匀混匀,最后滴加常温下最后滴加常温下饱饱和的重和的重铬铬酸酸钾钾溶液溶液 3 滴滴,振振荡试荡试管管,观观察察颜颜色色 13、充气口是在醋酸、充气口是在醋酸发发酵酵时连时连接充气接充气泵进泵进行充气用的行充气用的;排气口是在酒精排气口是在酒精发发酵酵时时用来排出二氧用来排出二氧化碳的化碳的;出料口是用来取出料口是用来取样样的。的。排气口要通排气口要通过过一个一个长长而弯曲的胶管与瓶身相而弯曲的胶管与瓶身相连连接接,其目的是防止其目的是防止空气中微生物的空气中微生物的污污染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用使用该该装置制酒装置制酒时时,应该应该关关闭闭充气口充气口;制醋制醋时时,应该应该充气口充气口连连接气接气泵泵,输输入氧气。入氧气。疑疑难难解答解答(1)你你认为应该认为应该先冲洗葡萄先冲洗葡萄还还是先除去枝梗是先除去枝梗?为为什么什么?应该应该先冲洗先冲洗,然后再除去枝梗然后再除去枝梗,以避免除去枝梗以避免除去枝梗时时引起葡萄破引起葡萄破损损,增加被增加被杂杂菌菌污污染的机会。染的机会。(2)你你认为应该认为应该从哪些方面防止从哪些方面防止发发酵液被酵液被污污染染?如如:要先冲洗葡萄要先冲洗葡萄,再除去枝梗再除去枝梗;榨汁机榨汁机，发发酵装置要清洗干酵装置要清洗干净净,并并进进行酒精消毒行酒精消毒;每次排气每次排气 时时只需只需拧拧松瓶盖松瓶盖,不要完全揭开瓶盖等。不要完全揭开瓶盖等。(3)制葡萄酒制葡萄酒时时,为为什么要将温度控制什么要将温度控制 1825,时间为时间为 1012d?制葡萄醋制葡萄醋时时,为为什么要将温度控制什么要将温度控制在在 3035?时间时间 78d 温度是酵母菌生温度是酵母菌生长长和和发发酵的重要条件。酵的重要条件。20左右最适合酵母菌的繁殖。因此需要将温度左右最适合酵母菌的繁殖。因此需要将温度控制在其最控制在其最适温度范适温度范围围内。内。而醋酸菌是嗜温菌而醋酸菌是嗜温菌,最适生最适生长长温度温度为为 3035,因此要将温度控制在因此要将温度控制在 3035。发发酵瓶用酵瓶用 70%酒精消毒。酒精消毒。课题课题二二 腐乳的制作腐乳的制作 1、多种微生物参与了豆腐的、多种微生物参与了豆腐的发发酵酵,如青霉、酵母、曲霉、毛霉等如青霉、酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉其中起主要作用的是毛霉。毛毛 霉是一种霉是一种丝丝状真菌。代状真菌。代谢类谢类型是型是 异养需氧型异养需氧型。生殖方式是生殖方式是孢孢子生殖子生殖。营营腐生生活。腐生生活。2、原理原理:毛霉等微生物毛霉等微生物产产生的蛋白生的蛋白酶酶能将豆腐中的蛋白能将豆腐中的蛋白质质分解成小分子的分解成小分子的肽肽和氨基酸和氨基酸;脂肪脂肪酶酶可可 将脂肪水解将脂肪水解为为甘油和脂肪酸。甘油和脂肪酸。3、实验实验流程流程:让让豆腐上豆腐上长长出毛霉出毛霉加加盐盐腌制腌制加加卤汤卤汤装瓶装瓶密封腌制密封腌制 4、酿酿造腐乳的主要生造腐乳的主要生产产工序是将豆腐工序是将豆腐进进行前期行前期发发酵和后期酵和后期发发酵。酵。前期前期发发酵的主要作用酵的主要作用:1.创创造条件造条件让让毛霉生毛霉生长长。2.使毛使毛酶酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。后期后期发发酵主要是酵主要是酶酶与微生物与微生物协协同参与生化反同参与生化反应应的的过过程。通程。通过过各种各种辅辅料与料与酶酶的的缓缓解作用解作用,生成腐乳生成腐乳 的香气。的香气。5、毛霉的生毛霉的生长长:条件条件:将豆腐将豆腐块块平放在平放在笼屉笼屉内内,将将笼屉笼屉中的控制在中的控制在 1518,并保持一定的温并保持一定的温 度度,豆腐的水分在豆腐的水分在 70%左右。左右。来源来源:1.来自空气中的毛霉来自空气中的毛霉孢孢子子,2.直接接种直接接种优优良毛霉菌种良毛霉菌种 时间时间:5 天天 加加盐盐腌制腌制:将将长满长满毛霉的豆腐毛霉的豆腐块块分分层层整整齐齐地地摆摆放在瓶中放在瓶中,同同时时逐逐层层加加盐盐,随着随着层层数的加高而增加数的加高而增加 盐盐量量,接近瓶口表面的接近瓶口表面的盐盐要要铺铺厚一些。加厚一些。加盐盐腌制的腌制的时间约为时间约为 8 天左右天左右。用用盐盐腌制腌制时时,注意控制注意控制盐盐的用量的用量:盐盐的的浓浓度度过过低低,不足以抑制微生物的生不足以抑制微生物的生长长,可能可能导导致豆腐腐致豆腐腐败败 变变质质;盐盐的的浓浓度度过过高会影响腐乳的口味高会影响腐乳的口味 食食盐盐的作用的作用:1.抑制微生物的生抑制微生物的生长长,避免腐避免腐败变质败变质 2.析出水分析出水分,是豆腐是豆腐变变硬硬,在后期制作在后期制作过过程程 中中不易酥不易酥烂烂 3.调调味作用味作用,给给腐乳以必要的咸味腐乳以必要的咸味 4.浸提毛浸提毛酶酶菌菌丝丝上的蛋白上的蛋白酶酶。配制配制卤汤卤汤:卤汤卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。直接关系到腐乳的色、香、味。卤汤卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。是由酒及各种香辛料配制而成的。卤汤卤汤中中酒酒 的含量一般控制在的含量一般控制在 12%左右。左右。酒的作用酒的作用:1.防止防止杂杂菌菌污污染以防腐染以防腐 2.与有机酸与有机酸结结合形成合形成酯酯,赋赋予腐乳予腐乳风风味味 3.酒精含量的高低酒精含量的高低与与 腐乳后期腐乳后期发发酵酵时间时间的的长长短有很大关系短有很大关系,酒精含量越高酒精含量越高,对对蛋白蛋白酶酶的抑制作用也越大的抑制作用也越大,使腐乳成熟期使腐乳成熟期 延延长长;酒精含量酒精含量过过低低,蛋白蛋白酶酶的活性高的活性高,加快蛋白加快蛋白质质的水解的水解,杂杂菌繁殖快菌繁殖快,豆腐易腐豆腐易腐败败,难难以成以成块块。香辛料的作用香辛料的作用:1.调调味作用味作用 2.杀杀菌防腐作用菌防腐作用 3.参与并促参与并促进发进发酵酵过过程程 防止防止杂杂菌菌污污染染:用来腌制腐乳的玻璃瓶用来腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干洗刷干净净后要用沸水消毒。后要用沸水消毒。装瓶装瓶时时,操作要迅速小操作要迅速小 心。整心。整齐齐地地摆摆放好豆腐、加入放好豆腐、加入卤汤卤汤后后,要用胶条将瓶口密封。封瓶要用胶条将瓶口密封。封瓶时时,最好将瓶口通最好将瓶口通过过酒精灯的火酒精灯的火 焰焰,防止瓶口被防止瓶口被污污染。染。疑疑难难解答解答(1)利用所学的生物学知利用所学的生物学知识识,解解释释豆腐豆腐长长白毛是怎么一回事白毛是怎么一回事?豆腐生豆腐生长长的白毛是毛霉的白色菌的白毛是毛霉的白色菌丝丝。严严格地格地说说是直立菌是直立菌丝丝,在豆腐中在豆腐中还还有匍匐菌有匍匐菌丝丝。(2)为为什么要撒什么要撒许许多多盐盐,将将长长毛的豆腐腌起来毛的豆腐腌起来?盐盐能防止能防止杂杂菌菌污污染染,避免豆腐腐避免豆腐腐败败。(3)我我们们平常吃的豆腐平常吃的豆腐,哪种适合用来做腐乳哪种适合用来做腐乳?预览预览：含水量含水量为为 70%左右的豆腐适于作腐乳。用含水量高的豆腐制作腐乳左右的豆腐适于作腐乳。用含水量高的豆腐制作腐乳,不易成形。不易成形。(4)吃腐乳吃腐乳时时,你会你会发现发现腐乳外部有一腐乳外部有一层层致密的致密的“皮皮”。这层这层“皮皮”是怎是怎样样形成的呢形成的呢?它它对对 人体有害人体有害吗吗?它的作用是什么它的作用是什么?“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝(匍匐菌丝),对人体无害。它能形成腐乳的“体”,使腐乳成形。课题三 制作泡菜 制作泡菜所用微生物是乳酸菌制作泡菜所用微生物是乳酸菌,其代其代谢类谢类型是异养型是异养厌厌氧型氧型。在无氧条件下在无氧条件下,降糖分解降糖分解为为乳乳 酸酸。分裂方式是二分裂分裂方式是二分裂。C6H12O6酶酶2C3H6O3+能量能量 含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是抗生素杀死乳酸菌。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳酸杆菌常用于生产酸奶 亚亚硝酸硝酸盐为盐为白色粉末白色粉末,易溶于水易溶于水,在食品生在食品生产产中用作食品添加中用作食品添加剂剂。膳食中的膳食中的亚亚硝酸硝酸盐盐一般不会危害人体健康一般不会危害人体健康,国家国家规规定肉制品中不超定肉制品中不超过过 30mg/kg,酱酱腌菜中不超腌菜中不超过过 20mg/kg,婴婴儿奶粉中不超儿奶粉中不超过过 2mg/kg。亚亚硝酸硝酸盐盐被吸收后随尿液排出体外被吸收后随尿液排出体外,但在适宜但在适宜 pH、温度和、温度和一定微生物作用下形成致癌物一定微生物作用下形成致癌物质亚质亚硝胺。硝胺。一般在腌制一般在腌制 10 天后天后亚亚硝酸硝酸盐盐含量开始降低含量开始降低,故故在在 10 天之后食用最好。天之后食用最好。配置盐与水的比例为 4:1*测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下,亚亚硝酸硝酸盐盐与与对对氨基苯磺酸氨基苯磺酸发发生重氮化反生重氮化反应应后后,与与 N-1-萘萘基乙二胺基乙二胺盐盐酸酸盐结盐结合形成玫瑰合形成玫瑰红红色染料色染料,与已知与已知浓浓度的度的标标准准显显色液目色液目测测比比较较,估算泡菜中估算泡菜中 亚亚硝酸硝酸盐盐含量。含量。专题专题二二 微生物的培养与微生物的培养与应应用用 课题课题一一 微生物的微生物的实验实验室培养室培养 培养基培养基:人人们们按照微生物按照微生物对营对营养物养物质质的不同需求的不同需求,配制出供其生配制出供其生长长繁殖的繁殖的营营养基养基质质,是是进进行微生物行微生物培养的物培养的物质质基基础础。培养基按照物理性培养基按照物理性质质可分可分为为；液体培养基液体培养基 半固体培养基半固体培养基 和和 固体培养基固体培养基。在液体培养基中加。在液体培养基中加入凝固入凝固剂剂琼琼脂脂(是从是从红红藻中提取的一种多糖藻中提取的一种多糖,在配制培养基中用作在配制培养基中用作凝固凝固剂剂)后后,制成制成琼琼脂固体培养基。脂固体培养基。微微 生物在固体培养基表面生生物在固体培养基表面生长长,可以形成肉眼可可以形成肉眼可见见的菌落。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。的菌落。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。液液 体培养基体培养基应应用于工用于工业业或生活生或生活生产产,固体培养基固体培养基应应用于微生物的分离和用于微生物的分离和鉴鉴定定,半固体培养基半固体培养基 则则常常用于用于观观察微生物的运察微生物的运动动及菌种保藏等及菌种保藏等。按照成分培养基可分按照成分培养基可分为为；人工合成培养基和天然培养基人工合成培养基和天然培养基。合成培养基合成培养基；是用成分已知的化学是用成分已知的化学物物质质配制配制 而成而成,其中成分的种其中成分的种类类比例明确比例明确,常用于微生物的分离常用于微生物的分离鉴鉴定。定。天然培养基天然培养基；是用化学成分不是用化学成分不明的天然明的天然 物物质质配制而成配制而成,常用于常用于实际实际工工业业生生产产。培养基的化学成分包括培养基的化学成分包括 水水、无机无机盐盐、碳源碳源、氮源氮源、生生长长因子因子 等。等。碳源碳源:能能为为微生物的代微生物的代谢谢提供碳元素的物提供碳元素的物质质。如。如 CO2、NaHCO 3 等无机碳源等无机碳源;糖糖类类、石油、石油、花生粉花生粉 饼饼等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质单质碳不能作碳不能作为为碳源碳源。氮源氮源:能能为为微生物的代微生物的代谢谢提供氮元素的物提供氮元素的物质质。如。如 N2、NH3、NO3-、NH 4+(无机氮源无机氮源)蛋白蛋白质质、氨基、氨基 酸、尿素、牛肉膏、蛋白酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨胨(有机氮源有机氮源)等。只有固氮微生物才能利用等。只有固氮微生物才能利用 N 2。培养基培养基还还要要满满足微生物生足微生物生长对长对 pH、特殊、特殊营营养物养物质质以及氧气的要求。例如以及氧气的要求。例如,培养培养 乳酸杆菌乳酸杆菌 时时需要在培养基中添加需要在培养基中添加维维生素生素,培养培养 霉菌霉菌时须时须将培养基的将培养基的 pH 调调至酸性至酸性,培养培养细细菌是需要将菌是需要将 pH 调调至至 中性或微碱性中性或微碱性,培养培养厌厌氧型微生物是氧型微生物是则则需要提供无氧的条件需要提供无氧的条件 无菌技无菌技术术获获得得纯净纯净培养物的关培养物的关键键是防止外来是防止外来杂杂菌的入侵菌的入侵,要注意以下几个方面要注意以下几个方面:对实验对实验操作的空操作的空间间、操作者的衣着和手、操作者的衣着和手,进进行清行清洁洁和消毒。和消毒。将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进进行行灭灭菌。菌。为为避免周避免周围环围环境中微生物的境中微生物的污污染染,实验实验操作操作应应在酒精灯火焰附近在酒精灯火焰附近进进行。行。实验实验操作操作时应时应避免已避免已经灭经灭菌菌处处理的材料用具与周理的材料用具与周围围的物品相接触。的物品相接触。无菌技无菌技术术除了用来防止除了用来防止实验实验室的培养物被其他外来微生物室的培养物被其他外来微生物污污染外染外,还还有什么目的有什么目的?答答:无菌技无菌技术还术还能有效避免操作者自身被微生物感染。能有效避免操作者自身被微生物感染。消毒与消毒与灭灭菌的区菌的区别别 消毒消毒 指使用指使用较为较为温和的物理或化学方法温和的物理或化学方法仅杀仅杀死物体表面或内部一部分死物体表面或内部一部分对对人体有害的微生物人体有害的微生物(不不 包括芽包括芽孢孢和和孢孢子子)。消毒方法常用煮沸消毒法。消毒方法常用煮沸消毒法,巴氏消毒法巴氏消毒法(对对于一些不耐高温的液体于一些不耐高温的液体)还还有有 化学化学 药药剂剂(如酒精、如酒精、氯氯气气、石炭酸等石炭酸等)消毒、紫外消毒、紫外线线消毒消毒。灭灭菌菌；则则是指使用是指使用强强烈的理化因素烈的理化因素杀杀死物体内外所有的微生物死物体内外所有的微生物,包括芽包括芽孢孢和和孢孢子。子。灭灭菌方法有灼菌方法有灼 烧灭烧灭菌、干菌、干热灭热灭菌、高菌、高压压蒸汽蒸汽灭灭菌菌。灭灭菌方法菌方法:接种接种环环、接种、接种针针、试试管口等使用灼管口等使用灼烧灭烧灭菌法菌法;培养皿、金属用具等使用培养皿、金属用具等使用干干热灭热灭菌法菌法,在在 160170 度加度加热热 12h;培养基培养基、无菌水等使用、无菌水等使用高高压压蒸汽蒸汽灭灭菌法菌法,压压力力为为 100kPa,121 度度维维持持 1530min。表面表面灭灭菌和空气菌和空气灭灭菌等使用紫外菌等使用紫外线灭线灭菌法菌法,所用器械是紫外灯所用器械是紫外灯。制作牛肉膏蛋白制作牛肉膏蛋白胨胨固体培养基固体培养基(1)方法步方法步骤骤:计计算、称量、溶化、算、称量、溶化、灭灭菌、倒平板。菌、倒平板。(2)倒平板操作的步倒平板操作的步骤骤:将将灭过灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上菌的培养皿放在火焰旁的桌面上,右手拿装有培养基的右手拿装有培养基的锥锥形瓶形瓶,左手拔出棉塞。左手拔出棉塞。右手拿右手拿锥锥形瓶形瓶,将瓶口迅速通将瓶口迅速通过过火焰。火焰。用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝缝隙隙,右手将右手将锥锥形瓶中的培养基形瓶中的培养基(约约 1020mL)倒入培养皿倒入培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖。左手立即盖上培养皿的皿盖。等待平板冷却凝固等待平板冷却凝固,大大约约需需 510min。然后。然后,将平板倒将平板倒过过来放置来放置,使培养皿盖在下、皿底在上使培养皿盖在下、皿底在上 按照培养基的用途按照培养基的用途,可将培养基分可将培养基分为选择为选择培养基和培养基和鉴鉴定培养基定培养基。选择选择培养基是指在培养基中加入培养基是指在培养基中加入 某种化学物某种化学物质质,以抑制不需要的微生物生以抑制不需要的微生物生长长,促促进进所需要的微生物的生所需要的微生物的生长长。鉴别鉴别培养基是根据微生培养基是根据微生 物的特点物的特点,在培养基中加入某种指示在培养基中加入某种指示剂剂或化学或化学药药品配制而成的品配制而成的,用以用以鉴别鉴别不同不同类别类别的微生物。的微生物。倒平板操作的倒平板操作的讨论讨论 1.培养基培养基灭灭菌后菌后,需要冷却到需要冷却到 50左右左右时时,才能用来倒平板。你用什么才能用来倒平板。你用什么办办法来估法来估计计培养基的温培养基的温 度度?提示提示:可以用手触摸盛有培养基的可以用手触摸盛有培养基的锥锥形瓶形瓶,感感觉锥觉锥形瓶的温度下降到形瓶的温度下降到刚刚刚刚不不烫烫手手时时,就可以就可以进进 行倒行倒平板了。平板了。2.为为什么需要使什么需要使锥锥形瓶的瓶口通形瓶的瓶口通过过火焰火焰?答答:通通过过灼灼烧灭烧灭菌菌,防止瓶口的微生物防止瓶口的微生物污污染培养基。染培养基。3.平板冷凝后,为什么要将平板倒置?答:平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置,既 可以使培养基表面的水分更好地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。4.在倒平板的在倒平板的过过程中程中,如果不小心将培养基如果不小心将培养基溅溅在皿盖与皿底之在皿盖与皿底之间间的部位的部位,这这个平板个平板还还能用来培养能用来培养微微 生物生物吗吗?为为什么什么?答答:空气中的微生物可能在皿盖与皿底之空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间间的培养基上滋生的培养基上滋生,因此最好不要用因此最好不要用这这个平板培养微个平板培养微 生生物。物。纯纯化大化大肠肠杆菌杆菌(1)微生物接种的方法最常用的是 平板划线法和稀释涂布平板法。(2)平板划平板划线线法是通法是通过过接种接种环环在在琼琼脂固体培养基表面脂固体培养基表面连续连续划划线线的操作。将聚集的菌种逐步稀的操作。将聚集的菌种逐步稀释释分分 散到培养基的表面。在数次划散到培养基的表面。在数次划线线后培养后培养,可以分离到由一个可以分离到由一个细细胞繁殖而来的肉眼可胞繁殖而来的肉眼可见见的子的子细细胞群胞群 体体,这这就是菌落。就是菌落。(3)稀稀释释涂布平板法是将菌液涂布平板法是将菌液进进行一系列的梯度稀行一系列的梯度稀释释,然后将不同稀然后将不同稀释释度的菌液分度的菌液分别别涂布到涂布到琼琼脂脂 固体培养基的表面固体培养基的表面进进行培养。分行培养。分为为系列稀系列稀释释操作和涂布平板操作两步。操作和涂布平板操作两步。(4)用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是:使聚集在一起的微生物分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落,以便于纯化菌种。(5)平板划平板划线线法操作步法操作步骤骤:将接种将接种环环放在火焰上灼放在火焰上灼烧烧,直到接种直到接种环烧红环烧红。在火焰旁冷却接种在火焰旁冷却接种环环,并打开棉塞。并打开棉塞。将将试试管口通管口通过过火焰。火焰。将已冷却的接种将已冷却的接种环环伸入菌液中蘸取一伸入菌液中蘸取一环环菌液。菌液。将将试试管通管通过过火焰火焰,并塞上棉塞。并塞上棉塞。左手将皿盖打开一条左手将皿盖打开一条缝缝隙隙,右手将沾有菌种的接种右手将沾有菌种的接种环环迅速伸迅速伸入平板内入平板内,划三至五条平行划三至五条平行线线,盖上皿盖。注意不要划破培养皿。盖上皿盖。注意不要划破培养皿。灼灼烧烧接种接种环环,待其冷却后待其冷却后,从第一从第一区域划区域划线线的末端开始往第二区域内划的末端开始往第二区域内划线线。重复以上操作。重复以上操作,在三、四、五区域内划在三、四、五区域内划线线。注。注 意不要将最意不要将最后一区的划后一区的划线线与第一区相与第一区相连连。将平板倒置放入培养箱中培养。将平板倒置放入培养箱中培养。平板划平板划线线操作的操作的讨论讨论 1.为为什么在操作的第一步以及每次划什么在操作的第一步以及每次划线线之前都要灼之前都要灼烧烧接种接种环环?在划在划线线操作操作结结束束时时,仍然需要灼仍然需要灼 烧烧接种接种环吗环吗?为为什么什么?答答:操作的第一步灼操作的第一步灼烧烧接种接种环环是是为为了避免接种了避免接种环环上可能存在的微生物上可能存在的微生物污污染培养物染培养物;每次划每次划线线前灼前灼烧烧接种接种环环是是为为了了杀杀死上次划死上次划线结线结束后束后,接种接种环环上残留的菌种上残留的菌种,使下一次划使下一次划线时线时,接种接种环环上的菌种直接来上的菌种直接来源于上次划源于上次划线线的末端的末端,从而通从而通过过划划线线次数的增加次数的增加,使每次划使每次划线时线时菌种的数目逐菌种的数目逐渐渐减少减少,以便得到菌落。以便得到菌落。划划线结线结束后灼束后灼烧烧接种接种环环,能及能及时杀时杀死接种死接种环环上残留的菌种上残留的菌种,避免避免细细菌菌污污染染环环境和感染操作者。境和感染操作者。2.在灼在灼烧烧接种接种环环之后之后,为为什么要等其冷却后再什么要等其冷却后再进进行划行划线线?答答:以免接种以免接种环环温度太高温度太高,杀杀死菌种。死菌种。3.在作第二次以及其后的划在作第二次以及其后的划线线操作操作时时,为为什么什么总总是从上一次划是从上一次划线线的末端开始划的末端开始划线线?答答:划划线线后后,线线条末端条末端细细菌的数目比菌的数目比线线条起始条起始处处要少要少,每次从上一次划每次从上一次划线线的末端开始的末端开始,能使能使细细菌的数菌的数目随着划目随着划线线次数的增加而逐步减少次数的增加而逐步减少,最最终终能得到由能得到由单单个个细细菌繁殖而来的菌落。菌繁殖而来的菌落。(6)涂布平板操作的步涂布平板操作的步骤骤:将涂布器浸在盛有酒精的将涂布器浸在盛有酒精的烧烧杯中。杯中。取少量菌液取少量菌液,滴加到培养基表面。滴加到培养基表面。将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后待酒精燃尽后,冷却冷却 810s。用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布平板操作的涂布平板操作的讨论讨论 涂布平板的所有操作都涂布平板的所有操作都应应在火焰附近在火焰附近进进行。行。结结合平板划合平板划线线与系列稀与系列稀释释的无菌操作要求的无菌操作要求,想一想一 想想,第第 2 步步应应如何如何进进行无菌操作行无菌操作?提示提示:应应从操作的各个从操作的各个细节细节保保证证“无菌无菌”。例如。例如,酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头头不要不要 接触接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围围;等等。等等。菌种的保存菌种的保存(1)对对于于频频繁使用的菌种繁使用的菌种,可以采用可以采用临时临时保藏的方法。保藏的方法。临时临时保藏方法保藏方法 将菌种接种到将菌种接种到试试管的固体斜面培养基上管的固体斜面培养基上,在合适的温度下培养。当菌落在合适的温度下培养。当菌落长长成后成后,将将试试管放入管放入 4 的冰箱中保藏的冰箱中保藏。以后每。以后每 36 个月个月,都要重新将菌种从旧的培养基上都要重新将菌种从旧的培养基上转转移到新移到新鲜鲜的培养基上。的培养基上。缺点缺点:这这种方法保存的种方法保存的时间时间不不长长,菌种容易被菌种容易被污污染或染或产产生生变变异。异。(2)对对于需要于需要长长期保存期保存的菌种的菌种,可以采用可以采用甘油管藏甘油管藏的方法。的方法。在在 3mL 的甘油瓶中的甘油瓶中,装入装入 1mL 甘油后甘油后灭灭菌。将菌。将 1mL 培养的菌液培养的菌液转转移到甘油瓶中移到甘油瓶中,与甘油充分与甘油充分混匀后混匀后,放在放在-20 的冷的冷冻冻箱中保存。箱中保存。疑疑难难解答解答(1)生物的生物的营营养养 营营养是指生物养是指生物摄摄取、利用取、利用营营养物养物质质的的过过程。程。营营养物养物质质是指是指维维持机体生命活持机体生命活动动,保保证发证发育、生殖育、生殖 所需的外源物所需的外源物质质。人及人及动动物的物的营营养物养物质质:水、无机水、无机盐盐、糖、糖类类、脂、脂质质、蛋白、蛋白质质、维维生素六生素六类类。植物的植物的营营养物养物质质:矿质矿质元素、水、二氧化碳等三元素、水、二氧化碳等三类类。微生物的微生物的营营养物养物质质:水、无机水、无机盐盐、碳源、氮源及特殊、碳源、氮源及特殊营营养物养物质质五五类类。(2)确定培养基制作是否合格的方法确定培养基制作是否合格的方法 将未接种的培养基在恒温箱中保温将未接种的培养基在恒温箱中保温 12 天天,无菌落生无菌落生长长,说说明培养基的制明培养基的制备备是成功的是成功的,否否则则 需要需要重新制重新制备备。课题课题二二 土壤中分解尿素的土壤中分解尿素的细细菌的分离与菌的分离与计计数数 尿素是一种重要的尿素是一种重要的农业农业氮肥氮肥,尿素并不能直接被尿素并不能直接被农农作物吸收。只有当土壤中的作物吸收。只有当土壤中的细细菌将尿素分解成菌将尿素分解成氨之后氨之后,才能被植物利用。土壤中的才能被植物利用。土壤中的细细菌之所以能分解尿素菌之所以能分解尿素,是因是因为为他他们们能合成能合成脲酶脲酶 CO(NH2)2+H2O=CO2+2NH3 尿素最初是从人的尿液中尿素最初是从人的尿液中发现发现的的 筛选筛选菌株菌株(1)实验实验室中微生物的室中微生物的筛选应筛选应用的原理用的原理 人人为为提供有利于目的菌株生提供有利于目的菌株生长长的条件的条件(包括包括营营养、温度、养、温度、pH 等等),同同时时抑制或阻止其他微生抑制或阻止其他微生 物物生生长长。(2)选择选择性培养基性培养基 在微生物学中在微生物学中,将允将允许许特定种特定种类类的微生物生的微生物生长长,同同时时抑制或阻止其他种抑制或阻止其他种类类微生物生微生物生长长的培养的培养 基基,称称作作 选择选择培养基培养基。(3)配制配制选择选择培养基的依据培养基的依据 根据根据选择选择培养的菌种的生理代培养的菌种的生理代谢谢特点加入某种物特点加入某种物质质以达到以达到选择选择的目的。例如的目的。例如,培养基中不加入培养基中不加入 有机物可以有机物可以选择选择培养自养微生物培养自养微生物;培养基中不加入氮元素培养基中不加入氮元素,可以可以选择选择培养能固氮的微生物培养能固氮的微生物;加入高加入高浓浓度度的食的食盐盐可可选择选择培养金黄色葡萄球菌等。培养金黄色葡萄球菌等。统计统计菌落数目菌落数目(1)测测定微生物数量的常用方法有稀定微生物数量的常用方法有稀释释涂布平板法和涂布平板法和显显微微镜镜直接直接计计数数。(2)稀稀释释涂布平板法涂布平板法统计样统计样品中活菌的数目的原理品中活菌的数目的原理 当当样样品的稀品的稀释释度足度足够够高高时时,培养基表面生培养基表面生长长的一个菌落的一个菌落,来源于来源于样样品稀品稀释释液中的一个活菌。通液中的一个活菌。通 过过统计统计平板上的菌落数平板上的菌落数,就能推就能推测测出出样样品中大品中大约约含有多少活含有多少活细细菌。菌。为为了保了保证结证结果准确果准确,一般一般设设置置 35 个个平板平板,选择选择菌落数在菌落数在 30300 的平板的平板进进行行计计数数,并并 取平均取平均值值。统计统计的菌落数往往比活菌的的菌落数往往比活菌的 实际实际数目数目低低,因此因此,统计结统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。果一般用菌落数而不是活菌数来表示。采用此方法的注意事采用此方法的注意事项项:1.一般一般选选取菌落数在取菌落数在 30300 之之间间的平板的平板进进行行计计数数 2.为为了防止菌落蔓了防止菌落蔓延延,影响影响计计数数,可在培养基中加入可在培养基中加入 TTC 3.本法本法仅仅限于形成菌落的微生物限于形成菌落的微生物 设设置置对对照照 设设置置对对照的主要目的是排除照的主要目的是排除实验组实验组中非中非测试测试因素因素对实验结对实验结果的影响果的影响,提高提高实验结实验结果的可信度。果的可信度。对对照照 实验实验是指除了被是指除了被测试测试的条件以外的条件以外,其他条件都相同的其他条件都相同的实验实验,其作用是比照其作用是比照试验组试验组,排除任何其他可排除任何其他可 能原因的干能原因的干扰扰,证证明确明确实实是所是所测试测试的条件引起相的条件引起相应应的的结结果。果。实验设计实验设计 实验设计实验设计包括包括实验实验方案方案,所需所需仪仪器、材料、用具和器、材料、用具和药药品品,具体的具体的实实施步施步骤骤以及以及时间时间安排等的安排等的综综 合合考考虑虑和安排。和安排。(1)土壤取土壤取样样:同其他生物同其他生物环环境相比境相比,土壤中的微生物土壤中的微生物,数量最大数量最大,种种类类最多。在富含有机最多。在富含有机质质的的 土壤土壤表表层层,有更多的微生物生有更多的微生物生长长。从富含有机物、潮湿、。从富含有机物、潮湿、pH 7 的土壤中取的土壤中取样样。铲铲去表去表层层土土,在距在距 地表地表约约 38cm 的土壤的土壤层层取取样样。土壤有土壤有“微生物的天然培养基微生物的天然培养基”之称之称(2)样样品的稀品的稀释释:样样品的稀品的稀释释程度将直接影响平板上生程度将直接影响平板上生长长的菌落数目。在的菌落数目。在实际实际操作中操作中,通常通常选选用用 一一定稀定稀释释范范围围的的样样品液品液进进行培养行培养,以保以保证获证获得菌落数在得菌落数在 30300 之之间间、适于、适于计计数的平板。数的平板。测测定土壤中定土壤中细细菌的数量菌的数量,一般一般选选用用 104 105 106 测测定放定放线线菌的数量菌的数量,一般一般选选用用 103 104 105 测测定真菌的数量定真菌的数量,一般一般选选用用 102 103 104(3)微生物的培养与微生物的培养与观观察察 不同种不同种类类的微生物的微生物,往往需要不同的培养温度和培养往往需要不同的培养温度和培养时间时间。细细菌菌 3037 12 小时，小时，放放线线菌菌2528 57 天霉菌天霉菌 2528 34 天天 细细菌的数目可以通菌的数目可以通过滤过滤膜法膜法测测定定,将将滤滤膜放在尹膜放在尹红红美美蓝蓝培养基上培养培养基上培养,在培养基上大在培养基上大肠肠杆菌菌落呈杆菌菌落呈 现现黑色。在以尿素黑色。在以尿素为为唯一氮源的培养基中加入粉唯一氮源的培养基中加入粉红红指示指示剂剂,培养某种培养某种细细菌后菌后,PH 升高升高,指示指示剂剂 变红变红。(1)如何从平板上的菌落数推如何从平板上的菌落数推测测出每克出每克样样品中的菌落数品中的菌落数?统计统计某一稀某一稀释释度下平板上的菌落数度下平板上的菌落数,最好能最好能统计统计 3 个平板个平板,计计算出平板菌落数的平均算出平板菌落数的平均值值 每克每克样样品中的菌落数品中的菌落数=(C/V)*M 其中其中,C 代表某一稀代表某一稀释释度下平板上生度下平板上生长长的平均菌落数的平均菌落数,V 代表涂布代表涂布平板平板时时所用的稀所用的稀释释液的体液的体积积(ml),M 代表稀代表稀释释倍数倍数 课题课题三三 分解分解纤维纤维素的微生物的分离素的微生物的分离 纤维纤维素素,一种由葡萄糖首尾相一种由葡萄糖首尾相连连而成的高分子化合物而成的高分子化合物,是地球上含量最丰富的多糖是地球上含量最丰富的多糖类类物物质质。纤维纤维素与素与纤维纤维素素酶酶(1)棉花是自然界中棉花是自然界中纤维纤维素含量最高的天然素含量最高的天然产产物物,木材、作物秸木材、作物秸秆秆等也富含等也富含纤维纤维素。素。(2)纤维纤维素素酶酶是一种复合是一种复合酶酶,一般一般认为认为它至少包括三种它至少包括三种组组分分,即即 C 1 酶酶、C X 酶酶和葡萄糖苷和葡萄糖苷酶酶,前两前两 种种酶酶使使纤维纤维素分解成素分解成纤维纤维二糖二糖,第三种第三种酶酶将将纤维纤维二糖分解成葡萄糖。二糖分解成葡萄糖。纤维纤维素最素最终终被水解成葡萄糖被水解成葡萄糖,为为微生物的生微生物的生长长提供提供营营养养。纤维纤维素分解菌的素分解菌的筛选筛选(1)筛选筛选方法方法:刚刚果果红红染色法染色法。能。能够够通通过颜过颜色反色反应应直接直接对对微生物微生物进进行行筛选筛选。(2)刚刚果果红红染色法染色法筛选纤维筛选纤维素分解菌的原理素分解菌的原理 刚刚果果红红是一种染料是一种染料,它可以与像它可以与像纤维纤维素素这样这样的多糖物的多糖物质质形成形成红红色复合物色复合物,但并不和水解后的但并不和水解后的纤纤 维维二二糖和葡萄糖糖和葡萄糖发发生生这这种反种反应应。当我。当我们们在含有在含有纤维纤维素的培养基中加入素的培养基中加入刚刚果果红时红时,刚刚果果红红能与培养基能与培养基 中的中的纤维纤维素形成素形成红红色复合物。色复合物。当当纤维纤维素被素被纤维纤维素素酶酶分解后分解后,刚刚果果红红-纤维纤维素的复合物就无法形成素的复合物就无法形成,培养基培养基中会出中会出现现以以