(整理版)人教版高中生物选修1全套课件(正版)1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,人教版高中生物选修1生物技术实践,果酒和果醋的制作,一、制作果酒果醋的微生物：,酵母菌,真菌,醋酸菌,细菌,二、两种微生物的分类地位,1.,制作果酒,酵母菌,2.,制作果醋,醋酸菌,菌种,名称,生物学分类,代谢,类型,适宜,温度,繁殖方式,对氧的需求,酵母菌,真核生物,异养,兼性厌氧,最适,20,出芽生殖,前期需氧，,后期不需氧,醋酸菌,原核生物,异养,需氧,30,35,二分裂,一直需氧,控制空气的一些措施,三、繁殖方式和代谢类型,出芽生殖,二分裂生殖,比较,果酒制作,果醋制作,制作原理,酵母菌先在有氧条件下大量繁殖，再在无氧条件下进行酒精发酵,醋酸菌在氧气、糖源充足时,将糖分解成醋酸；,当缺少糖源时，将乙醇变为乙醛，再,将乙醛变为醋酸,四、,制作原理和发酵条件的比较,制作果酒,制作果醋,最适发,酵温度,18,25,30,35,对氧,的需求,前期：需氧,后期：不需氧,需充足氧,pH,酸性环境,（,3.33.5,）,酸性环境,（,5.46.3,）,发酵时间,10,12 d,7,8 d,C,6,H,12,O,6,+6O,2,+6H,2,O 6CO,2,+12H,2,O+,能量,酶,1,、有氧呼吸：,C,6,H,12,O,6,2C,2,H,5,OH+2 CO,2,+,能量,酶,2,、无氧呼吸：,酵母菌制酒,制作果酒（前期需氧，后期厌氧）,出芽生殖，,增加酵母菌数量,产生酒精,1,、,若氧气、糖源充足时,，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，其反应式：,酶,C,6,H,12,O,6,3CH,3,COOH,（醋酸）,2,、,若缺少糖源，氧气不足时，,醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式：,酶,2C,2,H,5,OH+O,2,2CH,3,CHO,（乙醛）,+2H,2,O,酶,2CH,3,CHO+O,2,2CH,3,COOH,（醋酸）,醋酸菌,制醋,制作果醋（一直需要氧）,五、实验流程示意图,1,、,材料的选择与处理,选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。,、取葡萄,500g去除枝梗和腐烂的叶子。,、用清水冲洗葡萄,1,2,次除去污物。,讨论：,你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？,应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会,六、实验操作,2,、清洗（,WHY,？）,3,、,榨汁,将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。,4,、发酵：发酵装置如下,5,、注意事项,将葡萄汁装人发酵瓶，,要留大约,1,3,的空间,(,如图右图所示,),，并封,闭充气口。,（为什么？）,塑料瓶中不能装满葡萄液汁，应留一定空间，有利于酵母菌有氧呼吸大量繁殖形成种群优势。,防止榨汁机、发酵瓶带菌引起发酵液污染,70%,酒精消毒,制葡萄醋,的过程中，要适时,通过充气口充气,。,将温度严格控制在,30,35,，,时间控制在前,7,8d,左右。,制葡萄酒,的过程中，要,严格密闭,，,将温度严格控制在,18,25,，,时间控制在,10,12d,左右,，可通过出料口对发酵的情况进行。及时的监测。,课题,2,腐乳的制作,专题,1,传统发酵技术的应用,以制作腐乳为例了解传统发酵技术的应用，说明腐乳制作过程的科学原理，设计并完成腐乳的制作，分析影响腐乳品质的条件。,教学目标,课题重点：说明腐乳制作过程的科学原理，设计并完成腐乳的制作。,课题难点：在实践中摸索影响腐乳品质的条件。,重点与难点,一、基础知识,据史料记载，早在公元,5,世纪魏代古籍中，就有腐乳生产工艺的记载，到了明代我国就大量加工腐乳，而今腐乳已成长为具现代化工艺的发酵食品。,小资料,1.,你能利用所学的知识，解释豆腐长白毛是怎么一回事吗？,想一想,2.,王致和为什么要撒许多盐，将长毛的豆腐腌起来？,答：豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。严格地说是直立菌丝，在豆腐中还有匍匐菌丝。,答：盐能防止杂菌污染，避免豆腐腐败。,腐乳制作的原理,1,、参与腐乳制作的主要微生物,主要作用,青霉,曲霉,酵母,毛霉,1,、,关于毛霉：,（,1,）毛霉是一种,丝状真菌,。,繁殖方式为,孢子生殖,，,新陈代谢类型为,异养需氧,型。,（,2,）毛霉在腐乳制作中的作用：,在豆腐的发酵过程中，毛霉等微生物产生的,蛋白酶,能将豆腐的蛋白质分解成,小分子的肽和氨基酸,，,脂肪酶,可将脂肪水解为,甘油和脂肪酸,在多种微生物的协同作用下，普通的豆腐转变成我们爱吃的腐乳,发酵的温度为,15,18,。,毛霉菌落形态,总状毛霉菌落形态,思考题,1.,我们平常吃的豆腐，哪种适合用来做腐乳？,答：含水量为,70%,左右的豆腐适于作腐乳。用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。,2.,吃腐乳时，你会发现腐乳外部有一层致密的,“,皮,”,。这层,“,皮,”,是怎样形成的呢？它对人体有害吗？它的作用是什么？,答：“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝（匍匐菌丝），它能形成腐乳的“体”，使腐乳成形。“皮”对人体无害。2,、微生物的作用机理,酿造腐乳的主要工序是将豆腐进行,前期发酵,和,后期发酵,。,前期发酵过程中，毛霉在豆腐（毛坯）上生长。毛霉生长大约,5,天后使白坯变成毛坯。豆腐表面被一层菌膜包住，形成腐乳的“体”。同时毛霉分解以蛋白质为主的蛋白酶，将豆腐所含有的蛋白质分解为各种氨基酸。,在后期发酵过程中，酶与微生物协同作用，通过研制并配入各种辅料（红曲、面曲、酒酿），是蛋白酶作用缓慢，促进其他生化作用，生成腐乳的香气。,二、实验设计,让,豆腐上长出毛霉,加盐,腌制,加,卤汤装瓶,密封腌制,温度保持在,15-18,；豆腐水分控制在,70%,左右。,逐层加盐，随层数的加高而增加盐量，腌制大约,8,天左右卤汤由酒及各种香辛料配制而成。,封瓶时瓶口通过酒精灯火焰防止瓶口污染。,腐乳制作的具体操作步骤：,将豆腐切成,3cm3cm1cm,的若干块；,将豆腐块平放在铺有干粽叶的盘内，粽叶可以提供菌种，并能起到保温的作用，每块豆腐等距离排放，周围留有一定距离，豆腐上面再铺上干净的粽叶；,将平盘放入温度保持在,15-18,的地方；,4.,当毛霉生长旺盛，并呈淡黄色时，去除包裹平盘的保鲜膜以及扑在上面的粽叶，使豆腐块的热量和水分能够迅速散失，同时散去霉味；,5.,当豆腐凉透后，将豆腐块间连接在一起的菌丝拉断，并整齐排列在容器内，准备腌制；,6.,长满毛霉的毛坯与盐的质量分数比为,5,：,1,，分层加盐，在瓶口表面盐要铺厚些，大约腌制,8,天；,7.,将黄酒、米酒和糖，按口味不同而配以各种香辛料（如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等）混合制成卤汤；,8.,将广口玻璃瓶洗净，用高压锅在,100,蒸气灭菌，将腐乳咸坯摆入瓶中，加入卤汤和辅料，密封放置，常温六个月可以成熟。,三、操作提示,1,、控制好材料的用量,腌制时注意控制盐的用量,盐的浓度过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；浓度过高会影响腐乳的口味。,卤汤中酒的含量应控制在,12%,左右,酒精含量过高将会延长腐乳成熟的时间；含量过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。,2,、防止杂菌污染,用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。,装瓶时，操作要迅速小心。,封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。,四、结果分析与评价,A,是否完成腐乳的制作,能够合理的选择实验材料与用具；,前期发酵后豆腐的表面长有菌丝，后期发酵制,作基本没有杂菌的污染。,B,腐乳质量的评价,成功的腐乳应具有以下特点：,色泽基本一致、味道鲜美、咸淡适口、无异味、块形整齐、厚薄均匀、质地细腻、无杂质。,C,能否总结不同条件对腐乳风味和质量的影响,从盐、酒的用量、发酵的温度、发酵时间的长短、以及香辛料等因素中的某一因素说明其对腐乳风味或质量的影响。,制作原理,实验设计,主要微生物,根霉,酵母,结果分析与评价,毛霉,蛋白酶,蛋白质,小分子肽和氨基酸,腐乳的制作,曲霉,机理,脂肪酶,脂肪,甘油和脂肪酸,让豆腐上长出毛霉,加盐腌制,加卤汤装瓶,密封腌制,操作提示,控制盐酒的用量,防止杂菌污染,课堂小结,课题3:制作泡菜并检测亚硝酸盐含量,专题,1:,传统发酵技术的应用,一、乳酸菌,乳酸菌,是,发酵糖类,主要产物为,乳酸,的一类细菌的总称。,属于,原核生物,乳酸菌,种类多，分布广,，常见乳酸菌有乳酸链球菌和,乳酸杆菌,（用于制酸奶）。,乳酸链球菌（球状）,乳酸杆菌（杆状）,分布：,在自然界分布,广泛,，空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内部都有,繁殖：,以二分裂方式进行繁殖（无性生殖）,代谢类型：,异养,厌氧型,C,6,H,12,O6,2C,3,H,6,O,3,+,能量,酶,乳酸菌耐盐，最适,pH=5,，为发酵中的先锋队,为什么含有抗生素的牛奶不能发酵为酸奶？,牛奶发酵为酸奶主要依靠乳酸菌的发酵作用，而,抗生素能够杀死或抑制乳酸菌,。,二、亚硝酸盐,自然界中，亚硝酸盐,分布广泛,，蔬菜、咸菜、豆粉中均含有。,亚硝酸盐为,白色粉末,，外观与食盐相似，有咸味，易溶于水，可作,食品添加剂,。,亚硝酸盐为,强氧化剂,，能够把血液中携带氧的低铁血红蛋白转变为高铁血红蛋白，从而导致缺氧性中毒症状。,膳食中的亚硝酸盐,一般不会危害人体健康,，但是，当人体摄入的亚硝酸盐总量达到,0.3,0.5g,时，会,引起中毒,，当摄入总量达到,3g,时，会,引起死亡,。,膳食中的,绝大部分,亚硝酸盐,随尿排出,，只有在特定的条件下才会转变成致癌物,亚硝胺,，亚硝胺对动物还具有致畸和致突变作用（亚硝酸盐本身不是致癌物质）。,亚硝酸盐在,pH=3,，温度适宜和一定微生物的作用下转变成致癌物质亚硝胺，因此，霉变的食品亚硝胺可增至数十倍至数百倍。,我国卫生标准规定：亚硝酸盐的残留量,在,肉制品,中不得超过,30mg/kg,，,酱菜,中不超过,20mg/kg,，,而,婴儿奶粉,中不得超过,2mg/kg,。,三、泡菜的制作,选泡菜坛,预处理新鲜蔬菜,配置盐水,装坛发酵,成品泡菜,测定亚硝酸盐含量,检查方法：坛口向上，压入水中，看坛内壁有无渗水现象无裂纹、无砂眼,坛沿深、盖子,吻合好,火,候,好,蔬菜处理,将鲜菜,修整、洗涤、阳光下晾晒,，到菜表皮萎焉时收下，切分成条状或片状。,配制盐水,清水与盐按,4:1,的比例配制好后,煮沸冷却,。,盐的作用：调味，抑制微生物生长，所以盐含量过低会造成细菌污染。,煮沸的目的：杀菌,冷却是为了不影响乳酸菌的生命活动,。,装坛发酵,将,泡菜坛洗净,，并用热水洗坛内壁两次。,将经过处理的蔬菜,混合,均匀，装入泡菜坛内，装至,半坛时,放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至,八成满,，再徐徐注入配好的盐水，使盐水没过,全部菜料,，盖好坛盖。向坛盖边缘的水槽中,注满水,。并注意发酵过程中补充水。,坛沿注满水是为了保证坛内乳酸菌的发酵所需的无氧环境。,腌制条件,温度不能过高,食盐含量不能过低,腌制时间不能过短,细菌污染大量繁殖后，,亚硝酸盐含量增加,腌制过程中，亚硝酸盐含量先增多，后减少。,泡菜发酵的阶段,泡菜在发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，发酵产物乳酸不断累积，因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量，将泡菜发酵过程分为三个阶段。,蔬菜,刚入坛,时，,蔬菜表面带入的微生物,，主要是以不抗酸的,大肠杆菌,和,酵母菌,等较为活跃，它们产生较多的乳酸、酒精、醋酸和二氧化碳等，二氧化碳以气泡从水槽内放出，逐渐使坛内形成嫌气状态。,发酵产物,中除,乳酸,外，还有其他，如,乙醇,、,CO,2,等称异型乳酸发酵,发酵前期：,特点：还有一点点氧气，微生物（大肠杆菌，酵母菌）发酵，产生代谢产物，,二氧化碳排出，形成无氧环境，为后面乳酸菌发酵提供条件，乳酸含量逐渐增加，抑制微生物生长繁殖。,由于,前期,乳酸的积累,，,pH,下降,，,嫌气状态,的形成，,乳酸杆菌,进行活跃的,同型乳酸发酵,，,乳酸的积累量可达到,0.6%,0.8%,；,乳酸积累,pH,达,3.5,3.8.,大肠杆菌、酵母菌、霉菌等的活动受到抑制。这一期为,完全成熟阶段,，泡菜有酸味且清香,品质最好,。,发酵产物,中,只有乳酸,，称为同型乳酸发酵,发酵中期：,特点,:,乳酸菌逐渐占据优势，其他发酵微生物受到抑制，乳酸积累增多,在此期间继续进行的是同型乳酸发酵，乳酸含量继续增加，可达,1.0%,以上。当,乳酸积累,达,1.2,以上,时，,乳酸杆菌的活性受到抑制,，发酵速度逐渐变缓甚至停止。,发酵后期：,此阶段泡菜酸度过高、风味不协调。,特点：乳酸含量过高，抑制乳酸菌活动，乳酸菌减少。,1,、为什么泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜是怎么形成的？,形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌的繁殖。,2,、为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不吃存放时间过长、变质的蔬菜？,有些蔬菜，如小白菜和萝卜等含有丰富的硝酸盐。当这些蔬菜放置过久时发生变质（发黄、腐烂）或者煮熟后存放太久时，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。,四、亚硝酸盐含量的测定,1,、测定亚硝酸盐含量的原理 比色法,在,盐酸酸化条件下,，亚硝酸盐与,对氨基苯磺酸,发生,重氮化,反应后，再与,N-1,萘基乙二胺盐酸盐,结合生成,玫瑰红,溶液。,将经过反应显色后的,泡菜待测样品,与,标准液,比色,，即可,估算,出样品中的亚硝酸盐含量。,3,、步骤,（,1,）配置溶液,（,2,）配制标准液,（,3,）制备泡菜样品处理液,（,4,）比色,2,、材料与器具,泡菜、,对氨基苯磺酸、,N-1-,萘基乙二胺盐酸盐、盐酸,亚硝酸钠、,氯化镉、氯化钡、,氢氧化钠、氢氧化铝、,蒸馏水、,榨汁机、移液管、容量瓶、比色管等,（,1,）配置溶液,对氨基苯磺酸溶液,(4mg/mL),溶于,盐酸，避光保存,N-1,萘基乙二胺盐酸盐溶液,(2mg/mL),避光保存,亚硝酸钠溶液,(5ug/mL),提取剂：,氯化镉、氯化钡,氢氧化铝乳液,氢氧化钠溶液,（,2,）,配制标准显色液,用移液管吸取,0.20mL,、,0.40mL,、,0.60mL,、,0.80mL,、,1.00mL,、,1.50mL,亚硝酸钠,溶液,(,相当于,1,ug,，,2ug,，,3ug,，,4ug,，,5ug,和,7.5ug,亚硝酸钠,),，分别置于,50mL,比色管,中，再取,1,支比色管作为,空白对照,。,并分别加入,2.0mL,对氨基苯磺酸溶液,，混匀，静置,3,5,分钟后；,再分别加入,1.0mL,N-1,萘基乙二胺盐酸盐溶液,，加蒸馏水至,50mL,，混匀；,观察亚硝酸钠溶液颜色的梯度变化（,玫瑰红色,逐渐加深）。,制备样品,样品处理液的制备,增加亚硝酸盐的溶解度,中和乳酸,吸附杂质，脱色，净化作用,比色,样品即滤液加入比色管,显色反应,：先加,对氨基苯磺酸,，后加,N-1,萘基乙二胺盐酸盐,比色,：显色后与标准显色液对比，找出颜色最相近的记录对应亚硝酸盐含量,测定反应原理总结,酸化,：,对氨基苯磺酸溶于,盐酸中,重氮化,：,亚硝酸盐,+,对氨基苯磺酸,重氮盐,酸,显色,：重氮盐,+,N-1,萘基乙二胺盐酸盐,比色样品和标准比色液对比，,估算,亚硝酸盐含量,玫瑰红色,基本知识,实验设计,乳酸菌发酵,定义,分类,分布,亚硝酸盐,操作提示,泡菜坛选择,腌制条件,泡菜的制作及亚硝盐检测,发酵原理,乳酸杆菌 乳酸链球菌,葡萄糖,乳酸,国家标准,危害,泡菜制作,亚硝酸盐含量测定,时间、温度、食盐用量、微生物,测定亚硝酸盐含量的操作,结果分析与评价,课堂小结,果酒,果醋,腐乳,泡菜,微生物类型,原理,反应条件,检测方法,酵母菌，真菌，兼性厌氧,醋酸菌，细菌，好氧菌,毛霉，真菌，好氧,乳酸菌，细菌，厌氧菌,酵母菌的无氧呼吸产生酒精,1825,，无氧,重铬酸钾与其反应呈灰绿色,醋酸菌的有氧呼吸产生醋酸,3035,，通入氧气,品尝、,pH,试纸检测,毛霉产生蛋白酶和脂肪酶,15,18,接种，酒精含量控制在,12,左右,乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,常温，无氧条件,pH,检测，亚硝酸盐的检测方法,某学生把甘蓝切丝后制作泡菜，为了探究甘蓝在不同的温度下经过,3,天发酵后所生成的乳酸量，在第,4,天检测的实验结果如表：,(1),分析资料，你可以得出什么结论,?,(2),在泡菜制作时，乳酸含量大致在,0,.,8,左右时风味最好，此时维生素,C,的保存率也较高，结合以上材料，你在制作泡菜时应该注意什么,?,练习题,(1),分析资料，你可以得出什么结论,?,从表中数据分析可得知，甘蓝在,31,时所生成的乳酸含量最多，低于或者高于这个温度所生成的乳酸量都比较少一些。,(2),在泡菜制作时，乳酸含量大致在,0.8,左右时风味最好，此时维生素,C,的保存率也较高，结合以上材料，你在制作泡菜时应该注意什么,?,注意把温度控制在,16,左右为宜,2001,年,1,月,4,日,（封坛前）,2001,年,1,月,8,日,2001,年,1,月,12,日,2001,年,1,月,15,日,2001,年,1,月,19,日,0.15,0.60,0.20,0.10,0.10,1,号坛,2,号坛,0.15,0.20,0.10,0.05,0.05,3,号坛,0.15,0.80,0.60,0.20,0.20,泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的变化,4实验结果分析和讨论选录,三只泡菜坛中的亚硝酸盐含量变化的绝对数量虽然不同，但整体的变化趋势却基本相同。在腌制后的第五天，三只泡菜坛中亚硝酸盐的含量都达到最高峰（,1,、,2,、,3,号坛中的亚硝酸盐分别达到,0.6mg/kg,、,0.2mg/kg,、,0.8mg/kg,）,在腌制后的前,6,天内，泡菜中的亚硝酸盐含量就可以达到最高峰。而第,9,天后泡菜中的亚硝酸盐含量开始有明显下降。,这可能是由于泡菜在开始腌制时，坛内环境有利于某些细菌的繁殖（包括一些硝酸盐还原菌），这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐。,但随着腌制时间的延长，乳酸菌也大量繁殖，对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用，使其生长繁殖受到影响，造成泡菜中亚硝酸盐的含量又有所下降。,专题,2,微生物的培养与应用,课题,1,微生物的实验室培养,.,微生物的类群,微生物,原核类,:,真核类,非细胞类：,细菌、支原体、放线菌、蓝藻,个体微小、结构简单,酵母菌、霉菌、食用菌,真菌：,原生生物：,显微藻类、原生生物（如：草履虫、变形虫等）,病毒、类病毒、朊病毒,微生物的共同特点：,一,.,微生物基础知识,1.,细菌的形态,细菌主要是以二分裂的方式进行增殖（如右图）,2.,细菌的繁殖,3.,细菌的菌落,.,定义：,单个或者少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，会形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落。,.,特征：,大小形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等。,.,功能：,每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以,作为菌种鉴定的重要依据,。,几种菌落及其形态,几种菌落及其形态,4.,病毒的结构,:,由核酸和蛋白质构成。,病毒的结构,吸附,注入,合成,释放,组装,5.,病毒的繁殖,病毒的增殖一般可分五个阶段，即：,吸附,注入核酸,合成核酸和蛋白质,组装,释放,6.,病毒的营养方式,：寄生,微生物需要的五大类营养要素物质是：,.,微生物需要的营养物质及功能,1.,碳源,2.,氮源,3.,生长因子,4.,无机盐,5.,水,：凡是能为微生物提供所需碳元素的营养物质。,无机碳源：,CO,2,；,NaHCO,3,等,有机碳源糖类,、脂肪酸、花生粉饼、石油等,构成细胞物质和一些代谢产物,异养微生物的能源,.,概念,.,来源：,.,作用：,1.,微生物的碳源,无机氮源：,N,2,、,NH,4,+,、,NO,3,-,、,NH,3,等。,有机氮源：,尿素、牛肉膏、蛋白胨、氨基酸等,凡是能够为微生物提供,N,元素的营养物质。,主要用于合成蛋白质、核酸及含,N,的代谢产物。,2.,微生物的氮源,.,概念：,.,来源：,.,作用：,3.,生长因子,.,常见的生长因子：,.,概念：,.,作用：,微生物生长不可缺少的微量有机物。,酶和核酸的组成成分。,维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等。,.,培养基,培养基（培养液）是,由人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的营养,基质。,1.,培养基的类型和用途,2.,不同的微生物往往需要采用不同的培养基配方,(,参考教材附录内容,),3.,不管哪种培养基，一般都含有,水,、,碳源,、,氮源,、,无机盐,、,等,营养物质，另外还需要满足微生物生长对,pH,、,特殊营养物质,例如,:,生长因子,(,即细菌生长必需，而自身不能合成的化合物,如维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶,),以及,氧气,、,二氧化碳,、,渗透压,等,的要求。,划分标准,培养基种类,特点,用途,物理性质,化学成分,天然培养基,合成培养基,用途,鉴别培养基,培养基的种类,不加凝固剂,加凝固剂，如琼脂,工业生产,观察微生物的运动、分类鉴定,微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种,含化学成分不明确的天然物质,工业生产,培养基成分明确,分类、鉴定,在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长,培养、分离出特定微生物,在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物,鉴别不同种类微生物,选择培养基,液体培养基,半固体培养基,固体培养基,液体培养基：,表面生长,均匀混浊生长,沉淀生长,back,半固体培养基：,(,是否运动,),无动力,有动力,(,弥散,),固体培养基：菌落,分离导入了目的基因的受体细胞,几种选择培养基,加入青霉素的培养基,分离酵母菌、霉菌等真菌,不加氮源的无氮培养基,分离固氮菌,不加含碳有机物的无碳培养基,分离自养型微生物,加入青霉素等抗生素的培养基,back,血清中含有：,多种蛋白质（白蛋白、球蛋白、铁蛋白等）,多种金属离子；,激素；,促贴附物质，如纤粘蛋白、冷析球蛋白、胶原等。,各种生长因子,转移蛋白,不明成分,人工合成培养基只能维持细胞生存，要想使细胞生长和繁殖，还需补充一定量的天然培养基（如血清）。,.,无菌技术,1.,无菌技术的概念,无菌操作泛指,在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。,消毒定义：,利用化学或物理方法，杀死,部份,微生物的过程。,2.,消毒与灭菌的概念及两者的区别,灭菌的定义：,以化学试剂或物理方法消灭,所有微生物，包括所有细菌的繁殖体、芽孢、霉菌及病毒，而达到,完全无菌,之过程。,灭菌与消毒技术是微生物有关工作中最普通也是最重要的技术。,煮沸消毒法：,100,煮沸,5-6min,。,巴氏消毒法：,70-75,下煮,30min,或,80,下煮,15min,。,化学药剂消毒法：用,75%,酒精、新洁尔灭等进行皮肤消毒；氯气消毒水源。,紫外线消毒。,.,消毒的方法：,3.,常用的消毒与灭菌的方法,灼烧灭菌,干热灭菌：,160-170,下加热,1-2h,。,高压蒸气灭菌：,100kPa,、,121,下维持,15-30min.,.,灭菌的方法：,最常用的灭菌方法是,高压蒸汽灭菌,，它可以杀灭所有的生物，包括最耐热的某些微生物的休眠体，同时可以基本保持培养基的营养成分不被破坏。,有些玻璃器皿也可采用,高温干热灭菌,。为了防止杂菌，特别是空气中的杂菌污染，试管及玻璃烧瓶都需采用适宜的塞子塞口，通常采用棉花塞，也可采用各种金属、塑料及硅胶帽，它们只可让空气通过，而空气中的其他微生物不能通过。,而平皿是由正反两平面板互扣而成，这种器具是专为防止空气中微生物的污染而设计的。,二,.,实验操作,(,以培养大肠杆菌为例,),.,制备牛肉膏蛋白胨培养基,1.,计算,2.,称量,3.,溶化,4.,灭菌,:,将锥形瓶放入高压蒸气灭菌锅，在压力为,100kPa,、温度为,121,，灭菌,15,30min,。,5,倒平板,:,待培养基冷却到,50,左右时，在酒精灯附近倒平板。,2d,后观察平板，无杂菌污染才可用来接种,。,倒平板操作,.,纯化大肠杆菌,平板划线法,和,稀释涂布平板法,。,微生物的接种的,常用接种方法有,：,1.,平板划线的操作方法,平板划线的操作,一旦划破，会造成划线不均匀，难以达到分离单菌落的目的；,二是存留在划破处的单个细胞无法形成规则的菌落，菌落会沿着划破处生长，会形成一个条状的菌落。,2.,稀释涂布平板,的操作方法,4.,菌种的保存,接种到固体斜面培养基，菌落长成后置于,4,冰箱保存。,3.,微生物的恒温培养,.,长期保存：,甘油冷冻管藏法,.,临时保藏：,三,.,结果分析与评价,.,培养基的制作是否合格,如果未接种的培养基在恒温箱中保温,1,2d,后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新制备。,.,接种操作是否符合无菌要求,如果培养基上生长的菌落的颜色、形状、大小基本一致，并符合大肠杆菌菌落的特点，则说明接种操作是符合要求的；如果培养基上出现了其他菌落，则说明接种过程中，无菌操作还未达到要求，需要分析原因，再次练习。,.,是否进行了及时细致的观察与记录,培养,12h,与,24h,后的大肠杆菌菌落的大小会有明显不同，及时观察记录的同学会发现这一点，并能观察到其他一些细微的变化。,营养类型,能源,氢的供体,基本碳源,微生物举例,代谢类型,光能无机营养,(光能自养型,),光能有机营养,(,光能异养型,),化能无机营养,(,化能自养型,),化能有机营养,(,化能异养型,),光,光,无机物,有机物,无机物,有机物,无机物,有机物,二氧化碳,二氧化碳及简单有机物,二氧化碳,有机物,大多数已知细菌和全部真核微生物,硝化细菌,氢细菌,紫色非硫细菌,蓝细菌,绿色硫细菌,藻类,本课题知识小结,:,课题,2,土壤中分解尿素的细菌的分离与计数,一、课题背景,1,、尿素的利用,尿素,是一种重要的,农业氮肥。,尿素,不能直接,被农作物,吸收。,土壤中的细菌将尿素,分解成氨,之后才能被植物利用。,2,、细菌能利用尿素的原因,土壤中的细菌分解尿素是因为它们,能合成脲酶CO(NH,2,),2,脲酶,+H,2,O,+CO,2,2NH,3,3,、常见的分解尿素的微生物,芽孢杆菌、小球菌、假单胞杆菌、克氏杆菌、棒状杆菌、梭状芽孢杆菌，某些真菌和放线菌也能分解尿素。,4,、课题目的,从土壤中分离出,能够分解尿素的细菌,统计,每克土壤,样品中究竟含有,多少这样的细菌,一,.,研究思路,.,筛选菌株,.,统计菌落数目,.,设置对照,1,、实例：,PCR,技术,启示：寻找,目的菌种,时要根据它对生存环境的要求，到,相应的环境,中去寻找。,原因：,因为热泉温度,70,80,0,C,，淘汰了绝大多数微生物只有,Taq,细菌被筛选出来。,DNA,多聚酶,链式反应,是一种在,体外将少量,DNA,大量复制,(PCR),的技术，此项技术要求使用,耐高温（,93,0,C,）的,DNA,聚合酶。,.,筛选菌株,要分离一种微生物，必须根据该微生物的特点，,包括营养、生理、生长条件等；,方法：,抑制大多数微生物的生长,促进,目的菌株,的,生长,结果：,培养一定时间后，该菌数量上升，再通过平板稀释等方法对它进行纯化培养分离。,2,、实验室中微生物的筛选原理：,人为提供有利于,目的菌株,生长的条件,(,包括营养、温度、,pH,等,),，同时抑制或阻止其他微生物生长。,15.0g,琼脂,1.0g,尿素,10.0g,葡萄糖,0.2g,MgSO,4,7H,2,O,2.1g,NaH,2,PO,4,1.4g,KH,2,PO,4,3,、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数所需培养基：,从物理性质看此培养基属于哪类？,固体培养基,在此培养基中哪些作为碳源、氮源？,碳源：,葡萄糖,氮源：,尿素,培养基的,氮源为尿素,，只有能合成,脲酶,的微生物才能分解尿素，以尿素作为氮源。,缺乏,脲酶的微生物由于不能分解尿素，缺乏氮源而不能生长发育繁殖，而受到抑制，所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。,5,、培养基选择分解尿素的微生物的原理,允许,特定种类,的微生物生长，同时,抑制或阻止其他种类,微生物生长的培养基，叫做,选择培养基,尿素,尿素,6,、怎样证明此培养基具有选择性呢？,以尿素为,唯一氮源,的培养基,牛肉膏,蛋白胨,培养基,是,分离,尿素,细菌,判断该,培养基,有无选,择性,实验组,对照组,培养基类型,是否,接种,目的,结果,只生长尿素细菌,生长多种微生物,是,1,、显微镜直接计数：,利用,血球计数板,(,血细胞计数板,）,，在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。,.,统计菌落数目：,不能区分死菌与活菌；,不适于对运动细菌的计数；,需要相对高的细菌浓度；,个体小的细菌在显微镜下难以观察；,缺点：,2.,间接计数法（,活菌计数法）,原理：,在稀释度足够高时，微生物在固体培养基上所形成的,一个菌落,是由,一个单细胞,繁殖而成的，即,一个菌落代表原先的一个单细胞。,常用方法稀释涂布平板法。,每克样品中的菌落数,(C,V),M,其中，,C,代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，,V,代表涂布平板时所用的稀释液的体积,(ml),，,M,代表稀释倍数。,？,说明设置重复组的重要性。,在设计实验时，一定要涂布至少,3,个平板，作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性,。在分析实验结果时，,一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致，结果不一致，意味着操作有误，需要重新实验,。,注意事项,为了保证结果准确，一般选择菌落数在,30,300,的平板上进行计数。,为使结果接近真实值可将,同一稀释度加到三个或三个以上的平板中,，经涂布，培养计算出菌落平均数。,统计的菌落往往比活菌的实际数目低。,计算公式：,每克样品中的菌株数,=,（,CV,）,M,某同学在稀释倍数为,10,6,的培养基中测得,平板上菌落数的平均数为,234,，那么每克样,品中的菌落数是（涂布平板时所用稀释液,的体积为,0.1ml,）,(),A.2.3410,8,B.2.3410,9,C.234,D.23.4,B,（三）设置对照,判断培养基中是否有杂菌污染：,将未接种的培养基同时进行培养。,判断选择培养基是否具有筛选作用：,完全培养基（营养成分齐全）接种后培养,观察菌落数目。,主要目的是排除实验组中非测试因素对实验,结果的影响，提高实验结果的可信度。,实例：在做分解尿素的细菌的筛选与统计菌落数目的实验时A,同学从对应的,10,6,倍稀释的培养基中筛选出大约,150,个菌落，但是其他同学在同样的稀释度下只选择出大约,50,个菌落。分析其原因。,原因：,土样不同,培养基污染或操作失误,(,或者是混入了其他的含氮物质,),小结：通过这个事例可以看出，实验结果要有说服力，对照的设置是必不可少的。,方案一：,由其他同学,用与,A,同学相同土样,进行实验,方案二：,将,A,同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否受到污染。,结果预测：,如果结果与,A,同学一致，则证明,A,无误；如果结果不同，则证明,A,同学存在操作失误或培养基的配制有问题。,实验设计,从肥沃、酸碱度接近中性的湿润土壤中取样。先铲去表层土,3 cm,左右，再取样，将样品装入事先准备好的信封中。,“,微生物的天然培养基,”,一,土壤取样,数量最大、种类最多,大约,70%,90%,是细菌,取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌。,二,制备培养基,由于初次实验，对于稀释的范围没有把握，因此选择了一个较为宽泛的范围：,稀释倍数为,10,3,10,7,。,准备,牛肉膏蛋白胨培养基,和,选择培养基。,每个稀释度下需要,3,个选择培养基，,1,个牛肉膏蛋白胨培养基。还需要,8,个灭菌试管和,1,个灭菌移液管。,将稀释相同倍数的菌液，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显,多于,选择培养基上的数目，因此，,牛肉膏蛋白胨培养基可以作为对照，用来判断选择培养基是否起到了,选择,作用。,应在火焰旁称取土壤,10g,。,在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁进行,分离不同的微生物采用不同的稀释度,原因：不同微生物在土壤中含量不同,目的：保证获得菌落数在,30,300,之间、适于计数的平板,（三）样品的稀释,问题：,为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度？测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？,原因：,土壤中各类微生物的数量（单位：株,/kg,）是不同的。例如在干旱土壤中的上层样本中：好氧及兼性厌氧细菌数约为,2 185,万，放线菌数约为,477,万，霉菌数约为,23.1,万。,结论：,为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离，同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。,.,取样涂布,实验时要对培养皿作好标记。注明培养基类型、培养时间、稀释度、培养物等。,如果得到了,2,个或,2,个以上菌落数目在,30,300,的平板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数，如果,同一稀释倍数的三个重复的菌落数相差较大，表明试验不精确,，需要重新实验。,.,微生物的培养与观察,在菌落计数时，每隔,24h,统计一次菌落数目。,选取菌落数目稳定时的记录作为结果，,以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。,培养不同微生物往往需要不同培养温度。,细菌：,30,37,培养,1,2d,放线菌：,25,28,培养,5,7d,霉菌：,25,28,的温度下培养,3,4d,。,微生物的培养与观察,操作提示,一,无菌操作,1,、取土用的小铁铲的盛土样的信封在使用前都需要灭菌。,2,、应在火焰旁称取土壤。在火焰附近将称好的土样倒入锥形瓶中，塞好棉塞。,3,、在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁操作。,二,做好标记,注明培养基种类、培养日期、平板培养样品,的稀释度等。,三,规划时间,三、,四,.,结果分析与评价,1.,通过对照实验，若培养物有杂菌污染，菌落数偏高；若培养物混入其他氮源，则菌落形态多样，菌落数偏高，难以选择出分解尿素的微生物。,2.,提示：选择每个平板上长有,30,300,个菌落的稀释倍计算每克样品的菌数最合适。,同一稀释倍数的三个重复的菌落数,不能相差悬殊，如相差较大，表示实验不精确。,1.,在以,尿素,为唯一氮源的培养基中加入,酚红,指示剂。培养某种细菌后，如果,PH,升高，指示剂将,变红,，说明该细菌能够分解尿素。,2.,测定饮水中大肠杆菌数量的方法是将一定体积的水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到,伊红,-,美蓝,培养基上培养，大肠杆菌,菌落呈现黑色,，通过记算得出水样中大肠杆菌的数量。,五,.,课外延伸,CO,（,NH,2,）,2,+H,2,O,CO,2,+2NH,3,脲酶,pH,升高,指示剂（酚红）将变红,大肠杆菌呈深紫色,中心有或无金属光泽,大肠杆菌在伊,红美蓝琼脂,(EMB),上典型特征,本课题知识小结,:,纤维素：,棉花,是自然界中纤维素含量最高的天然产物；,纤维素是地球上含量最丰富的,多糖类,物质，植物每年产生的纤维素超过,70,亿吨；分布植物的根、茎、叶中；,1,、在草食性动物等的消化道内，也,共生有分解纤维素的微生物,，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素，而人没有分解纤维素的能力。,2,、,农作物秸秆,：,米秸、麦秸、稻草、草、木屑,等富含大量的纤维素，被利用的机会很少、效率低；,纤维素生物燃料：,最有希望替代石油能源,科学家正致力于研究，怎样将农业废弃物、木材及生长更为迅速的草本植物，,转化为种类繁多的生物燃料,（甚至是航空燃油）。,课题3 分解纤维素的微生物的分离,一、基础知识,1.,纤维素,纤维素是一种由,葡萄糖,首尾相连而成的,高分子,化合物，是含量最丰富的,多糖,类物质。,土壤中某些微生物能够产生,纤维素酶,把纤维素分解为葡萄糖，后再利用,。,2.,纤维素酶,纤维素酶是一种,复合酶,，一般认为它,至少包括三种组分,，即,C,1,酶,(,外切酶,),、,C,X,酶,(,内切酶,),和葡萄糖苷酶,，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。,纤维二糖,C,1,酶、,Cx,酶,葡萄糖苷酶,葡萄糖,纤维素,一、基础知识,在2支20mL的试管中，