高中生物选修一集体教案_甜梦文库
高中生物选修一集体教案
高中生物选修一 教 案高二生物组专题一 传统发酵技术的应用课题 1 果酒和果醋的制作【教学目标】 （一）知识与技能 1．了解传统发酵技术在日常生活中的应用。 2．掌握发酵作用的基本原理和方法。 3．学习制作果酒、果醋的实际操作技能。 4．设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置 （二）过程与方法 1．引导学生主动参与探究过程，培养学生搜集和处理科学信息的能力，获取新知识的能力 以及用简约科学术语表达问题的能力。 2．培养学生综合分析能力。 3．培养学生利用已建立的知识解决实际问题的能力。 （三）情感、态度与价值观 1．对学生进行科学方法和科学态度的教育。 2．体验和感受生物技术给人类生活带来的变化。 3．培养学生合作精神。。 【教学重点】说明果酒和果醋的制作原理，设计制作装置，制作出果酒和果醋 【教学难点】制作过程中发酵条件的控制 【教学方法】启发式教学 【教学工具】多媒体课件 【教学过程】 （一）引入新课 俗语“无酒不成席”、“开门五件事、油盐酱醋茶”。酒和醋是人们日常生活离不开的传统 发酵产品。从这节课开始，我们以果酒、果醋等为例学习一些传统发酵技术。 （二）进行新课 （阅读“果酒制作的原理”，引导考学生自学基础知识。） 1．基础知识 ． 1．1 果酒制作原理 （1）利用的微生物是酵母菌，其异化作用类型是兼性厌氧型，明确酵母菌发酵的反应式：① 有氧条件： ②无氧条件： （2）影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和 pH。 ①酒精发酵是一般将温度控制在 18～25℃范围内，在 20℃时最适宜。 ②酒精发酵过程中，要保持缺氧、酸性环境。 （阅读教材资料，师生讨论并完成思考 1～4。） 〖思考 1〗为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？ “通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖 。 “密封”的目的是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精 。 〖思考 2〗酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？ 酵母菌首先进行有氧呼吸产生了水，然后进行无氧呼吸才产生酒精。 〖思考 3〗葡萄酒呈现深红色的原因？ 在发酵过程中葡萄皮的色素进入到发酵液中。 〖思考 4〗酵母菌是如何进行生殖的？ 酵母菌在环境适宜时进行出芽生殖，环境不适宜时产生孢子进入休眠状态。 （阅读果醋制作的原理，引导考学生自学基础知识）-1-1．2 果醋制作原理 （1）利用的微生物是醋酸菌 ，其异化作用类型是需氧型。在氧气和糖源都充足时，降糖分 解形成醋酸；当缺少糖源时可将乙醇转变成乙醛，并进一步转变成醋酸。明确醋酸发酵的反应式。 （2）醋酸发酵的最适宜温度为 30～35 ℃。 （师生讨论并完成思考 5～6） 〖思考 5〗影响醋酸发酵的环境因素还有哪些？氧气和 pH。 〖思考 6〗醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒表面形成一层“白膜”。它是怎 样形成的？醋酸菌大量繁殖形成的。 2．实验设计 ． 2．1 实验流程 课件展示流程图 （讨论并完成思考 7，提问） 〖思考 7〗酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系：区别 微生物 温度 氧气 联系 酒精发酵为醋酸发酵提供____________。 酒精发酵 醋酸发酵（阅读［资料］，学生讨论完成发酵过程的设计。） 2．2 设计发酵装置：根据图 1－4a、4b 回答 （1）在酒精发酵过程中，每隔一段时间（12h）拧松瓶盖或打开排气口，其原因是什么？ 在发酵过程中产生 CO2 ，防止瓶内气压过高引起爆裂。 （2）在醋酸发酵过程中，需要注意什么？ 要持续向发酵液中补充氧气。 （3）在图 1－4b 装置中： ①充气口的作用是在 醋酸 发酵中补充氧气； ②排气口的作用是在发酵中排出 CO2 或残余气体 ； ③出料口的作用是便于 取样检查和放出发酵液 ； ④排气口胶管长而弯曲的作用是防止 防止空气中杂菌感染 。 3．发酵操作 ． 3．1 材料选择和处理 选择新鲜优质的葡萄，然后依次冲洗、除去枝梗和榨汁。 〖思考 9〗先冲洗后去枝梗的目的是什么？ 防止杂菌感染 。 3．2 防止发酵液被污染 为防止发酵液被杂菌污染，实验中所用的 榨汁机 、 发酵装置 等器械进行消毒，并使发酵 装置处于 封闭 状态。 〖思考 10〗在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目的是什么？ 消灭发酵液中的杂菌 。 3．3 控制发酵条件 （1）发酵液装瓶后保持 1/3 的剩余空间。 （2）酒精发酵的温度要控制在 18～25℃ 范围内，发酵时间控制在 10～12 天左右。 （3）醋酸发酵的温度要控制在 30～35℃范围内，发酵时间控制在 7～8 天左右，并保持不 断充气 。 （学生分组讨论并完成思考 11～12） 〖思考 11〗在发酵液装瓶后问什么要保持 1/3 的剩余空间？ 暂时存储发酵产生的 CO2，起到缓冲作用。-2-〖思考 12〗在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，你认为最经济实用的方法是向发酵 液中通入 无菌空气 。 4．结果分析与评价 ． 4．1 实验现象：发酵 气味和味道 气泡和泡沫 发酵液颜色 混浊 混浊，液面形成白色菌膜 酒精发酵 醋酸发酵4．2 检验： 酒精发酵后是否有究竟产生，可用 重铬酸钾 来检验。 （1）原理：在酸性条件下 重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色。 【补充】为了控制和了解发酵进程，不断进行取样检查，其中检查的项目有原料浓度、产物 浓度、发酵菌含量、溶氧量和 pH 等。 （2）方法：（填表，注意对照原则）操作 发酵液 蒸馏水 3mol/LH2SO4 饱和重铬酸钾溶液 现象 试管甲 2mL 试管乙 －5、相关链接 、 为了提高果酒和果醋的产量和品质，抑制其他微生物的生长，还应直接向发酵液中加入人工 培养的优良菌种 。 课堂总结、 （三）课堂总结、点评 本节课主要学习了以下几个问题： 1．果酒和果醋制作的原理 2．制作果酒和果醋的实验流程 3．实验操作中的注意事项 4．实验结果分析与评价 学生应当重点掌握果酒和果醋制作的原理，并且学会分析操作过程中注意的问题。通过小组 讨论、联系生活来提高合作探究的能力，并且增强学习生物学的兴趣。 （四）实例探究 例 1．生产果醋用的醋酸菌等细菌都具有的特征是 （ ） A．都是异养生物 B．仅在有水条件下繁殖 C．仅在有氧条件下生长 D．生存温度都超过 80℃ 解析：细菌的生长所必需的营养元素：碳源、氮源、无机盐、水生长因子，其中碳源、氮源、无 机盐、生长因子因细菌种类的不同，所需的种类也不一样，而水是所有微生物生长共同所需要的 物质。细菌按同化作用可分为自养型和异养型两种；按异化作用可分为需氧型和厌氧型。答案：B 例 2．发酵过程中，不会直接引起 pH 变化的是 A．营养物质的消耗 B．微生物呼出的 CO2 C．微生物细胞数目的增加 D．次级代谢产物的积累 解析：微生物发酵过程中，微生物的代谢会消耗大量的营养物质，可能造成酸碱物质消耗不 均，从而引起 pH 的变化；微生物的呼吸作用还会产生大量的 CO2 引起 pH 的变化；同时产物的 种类也能引起 pH 的变化。答案：C-3-☆综合应用 例 3．在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧， 接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡 沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过 程，回答以下问题： （1）该过程表明啤酒酵母异化作用的特点是 。 （2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是 。 （3）酒精主要是啤酒酵母菌进行 作用产生的代谢产物。 （4）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其它发酵产物。其余 1.5%则用 。 于 （5）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。 解析：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，有氧时酵母菌能通 过出芽生殖的方式大量繁殖，种群数量增加很快，无氧时能分解糖类产生酒精，释放出的能量， 大部分储存在发酵产物中，极少数用于自身生长发育。 答案：（1）既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸 （2）出芽生殖 （3）无氧呼吸 （4）自身的生长繁殖 （5）C12H22O11+H2O→2C6H12O6 C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量酶 酶【板书设计】【巩固练习】 1． 利用酵母菌发酵生产酒精时， 投放的适宜原料和在生产酒精阶段要控制的必要条件分别是( ) A．玉米粉和有氧 Ｂ．大豆粉和有氧 Ｄ．大豆粉和无氧 答案：C C．玉米粉和无氧 2．严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质量高，产量多的理想 ) 产物，通常所指的发酵条件不包括( A．温度控制 B．溶氧控制 C．pH 控制 D．酶的控制 答案：D 3．生产用菌种的来源主要是( ) ①自然环境 ②收集菌株筛选 ③购置生产用菌种 ④培养基 Ａ．①②④ Ｂ．①③④ C．②③④ Ｄ．①②③ 答案：D 4．酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒状杆菌异化作用的类型依次是( ) ①需氧型②厌氧型 ③兼性厌氧型 A．①②①③ Ｂ．③②①① C．③②①② Ｄ．②②③① 答案：B 5．下列叙述能够防止发酵液被污染的是( ) Ａ．榨汁机要清洗干净，并晾干 Ｂ．发酵瓶要清洗干净，用体积分数为 70％的酒精消毒 C．装入葡萄汁后，封闭充气口 Ｄ．发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接 答案：ABCD 6．关于酵母菌的叙述，错误的是( ) A．酵母菌代谢类型为异养、兼性厌氧-4-B．酵母菌主要繁殖方式为孢子生殖 C．酵母菌只在酒精发酵中发挥作用 Ｄ．酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存 答案：BCD 7．在微生物的细胞中，占细胞干重 90%以上的化学元素为（ ） B.C、H、O、N、P、S A.C、H、O、N C.N、P、S、K、Ca、Mg D.C、H、O 答案：B 8．下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是( ) A．含糖量高的培养基 B．温度 20℃左右 ． C．Ph＝2．5 Ｄ．pH―6 答案：C ) 9．葡萄的糖分是( ①乳糖 ②麦芽糖 ③葡萄糖 ④蔗糖 ⑤果糖 A．①②③④⑤ Ｂ．③④ C．①③④⑤ Ｄ．③⑤ 答案：D 10．关于发酵的叙述，正确的是( ) Ａ．发酵就是无氧呼吸 Ｂ．发酵就是发酵工程 C．发酵就是只获得微生物的代谢产物 Ｄ．发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程 答案：D 【课后练习】 2.提示：大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑，如原料的来源与选择、菌种的培育与选 择、发酵的设备、发酵条件的自动化控制，以及如何严格控制杂菌污染；等等。此外，无论是葡 萄酒或葡萄醋，实验时所检测的发酵液，并非商品意义上的产品。在实际生产中还需沉淀过滤、 灭菌装瓶等获得成品酒或醋。葡萄酒还需在一定设施和条件下（如橡木桶和地窖）进行后续发酵， 以获得特定的风味和色泽。 3.提示：需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工人人数及工资、产品种类、生产周期、销售 渠道、利润等问题。 【教学反思】[资料 资料]------葡萄酒的类别 资料 葡萄酒的类别 葡萄酒若以颜色区分，可分为白酒、红酒和玫瑰红酒，但无论是红葡萄或白葡萄所压榨出来的 果汁都是没有颜色的，所以白酒可以用红葡萄酿造，红酒是由于在酿造时连葡萄的皮一起发酵， 吸收红葡萄皮所释放出来的色素而成为有颜色的红葡萄酒，如将红葡萄皮提早分开，让酒的颜色 变淡，即成为玫瑰红酒。每家酒厂的玫瑰红酒由于葡萄皮与酒接触的时间长短不一，故颜色的深 浅也不一致。白葡萄皮因没有色素效果，故酿造时并没有连皮一起发酵。 葡萄在成熟后便含有果糖、果酸，所谓酿造葡萄酒，简单来说，只是把葡萄压榨后的果汁，在 发酵过程中将果糖转换成酒精，如果果糖全部转成酒精，则我们称这些为不甜或乾(dry)的酒，如 在转换个程中，提前终止发酵，保留多一点糖份，便变成甜酒。 葡萄在发酵过程时，并同时产生热能和二氧化碳（汽泡），通常一般葡萄酒会让汽泡跑掉，但 如把汽泡保存于葡萄酒中，便成为汽泡葡萄酒(Sparkling wine)，香槟便是名闻世界之代表作（只有 在法国香槟产区依规定酿制之汽泡酒，才能命名香槟，法国其它地区或世界各地之酿制，只能称 作汽泡酒）。-5-课题 2 腐乳的制作【教学目标】 （一）知识与技能：说明腐乳制作的原理 （二）过程与方法：注意实验流程的操作环节；动手实践，体验其中的变化 （三）情感、态度与价值观 以制作腐乳为例，了解古代劳动人民对发酵技术的应用；养成细心严谨的科学态度 【教学重点】 说明腐乳制作过程的科学原理，设计并完成腐乳的制作 【教学难点】 在实践中摸索影响腐乳品质的条件 【教学方法】 启发式教学 【教学工具】 多媒体课件 【教学过程】 】 （一）引入新课 在人们的餐桌上的饭菜不但与“香”相联系，而且与“臭”也有牵连：臭豆腐、臭鸡蛋、臭 虾酱等等。这些嗅起来“臭”而吃起来“香”的食品也与发酵有着密切关系。 进行新课（阅读“腐乳制作原理”，完成基础知识） （二）进行新课 1．基础知识 ． 1．1 腐乳的制作原理 腐乳制作过程中发挥作用的微生物主要是 毛霉 ，其属于 真菌，其同化作用类型是 异养型。 毛霉等微生物产生的 蛋白质 酶等能将豆腐中蛋白质分解成小分子的 多肽 和 氨基酸 ；产 生的 脂肪 酶能将豆腐中脂肪水解为 甘油 和 脂肪酸 。 〖思考 1〗写出蛋白质和脂肪的水解的反应式:〖思考 2〗在日常生活中，人们通常将鱼和肉腌制起来长时间保存，其原因是 在高浓度盐水 溶液中细菌脱水死亡 。 2．实验设计 ． 阅读“实验设计”及有关资料，完成以下问题： 〖思考 3〗什么样的豆腐适合于做腐乳？为什么？ 含水量适中（70％左右）。含水量过高腐乳不易成型。 2．1 毛霉的生长：毛霉生长的适宜条件：温度 15～18℃ ，保持一定的 湿度 。 〖思考 4〗 自然条件下毛霉来自空气中的 毛霉孢子 ； 在工厂化生产中毛霉来自 严格无菌 条 件下的 直接接种优良菌种 。 〖思考 5〗腐乳表面的“皮”主要是由 毛霉的菌丝 构成的。 2．2 加盐腌制：在长满毛霉的豆腐块上加盐的目的是 析出豆腐中的水分使之变硬和抑制微 生物的生长避免腐败变质 。 〖思考 6〗瓶口处多加盐的原因是 瓶口处容易被杂菌污染 。 〖思考 7〗加盐为什么能防止食品腐败？ 高浓度盐溶液能有效抑制微生物的生长。 （3）配制卤汤：卤汤的作用是调节腐乳的 色、香、味 ，并可以抑制 微生物的生长 。 〖思考 8〗卤汤中的哪些成分具有防腐杀菌作用？ 酒精和香辛料。 3．发酵操作 ． 阅读“操作提示”，完成相关问题。 3．1 控制好材料的用量 一是控制好 盐 的用量：过多影响口味，过少容易 腐败变质 。-6-二是控制卤汤中 酒精 含量在 12％左右：过高会延长腐乳的 成熟 ，过低可能导致 豆腐变 质。 2．防止杂菌感染 防止杂菌感染的措施有：玻璃瓶用 沸水 消毒；装瓶过程中操作要 迅速小心 ；装瓶后用胶 带密封；密封后用 酒精灯 消灭瓶口杂菌。 〖思考 9〗在整个制作过程中，还有哪些防止杂菌感染的措施？ 加盐腌制、卤汤中的酒精和香辛料等。 〖思考 10〗制作腐乳的配方有 红 方、 槽 方和 青 方等。红色腐乳是由于制作中利用了 红 曲 而使腐乳呈现红色。 【补充】腐乳发酵： 前期发酵：一是毛霉生长，分泌以蛋白质酶为主的各种酶，使蛋白质水解成氨基酸；二是毛 霉形成菌膜包住豆腐使之成形。 后期发酵：酶与微生物协同参与生化反应。 腌制处理：各种辅料及酶的缓慢作用，使腐乳生成香气。 4．结果分析与评价 ． 4．1 用盐量对腐乳制作有哪些影响？ 调节口味、杀菌、脱水等。 4．2 发酵温度对腐乳制作有什么影响？ 温度过低或过高会影响毛霉的生长和酶的作用，从而影响发酵的进程和发酵质量。 4．3 发酵时间对腐乳制作有什么影响？ 时间过短，发酵不充分；时间过程，豆腐会软化不易成型，从而影响腐乳的口味。 课堂总结、 （三）课堂总结、点评腐乳的制作 蛋白酶 脂肪酶 加盐 腌制 蛋白质分解成多肽和氨基酸 脂肪分解成甘油和脂肪酸 加卤汤 装瓶 密封 腌制制作原理毛霉等分泌水解酶让豆腐上实验设计实验流程长出毛霉毛霉生长 控制材料的用量 防止杂菌的感染腌制方法配制与作用实验操作盐和酒精用量不能过高或过低 沸水、密封、加盐、酒精、香辛料结果分析评价影响腐乳风味和质量的因素（四）实例探究 以下四种微生物都参与的豆腐的发酵， 从代谢类型上考虑哪一项与其它三项有明显区别 例 1． ． （ ） A．青霉 B．酵母 C．曲霉 D．毛霉解析：四种生物全为真核生物，同化作用类型都为异养型，不同的是酵母菌的 异化作用类型是兼性厌氧型，而其它三项全为需氧型。答案：B） 例 2．葡萄糖在毛霉细胞质内分解至丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是（ ． A．在线粒体中进行的无氧呼吸 B．需在有氧条件下进行 D．反应速度不受温度影响 C．不产生 CO2 解析：葡萄糖在细胞质基质中分解成两分子丙酮酸和少量[H]及少量的能量，这一阶段也是无 氧呼吸的第一阶段，因此不需氧的参与。 答案：C-7-☆综合应用 例 3．腐乳味道鲜，易于消化、吸收，是因为其内主要含有的营养成分是 A．无机盐、水、维生素 B．氯化钠、氨基酸、甘油和脂肪酸 C．多肽、氨基酸、甘油和脂肪酸 D．蛋白质、脂肪、氯化钠、水 解析：豆腐的主要营养成分是蛋白质和脂肪。在毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶的 作用下分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等营养成分 答案：C 【板书设计】【巩固练习】 1．在豆腐的发酵过程中，其主要作用的是 A．青霉 B．酵母 C．毛霉 D．醋酸菌 答案：C 2．在制作腐乳时，如果没有加盐，结果会怎样 A．豆腐腐败 B、腐乳口味不好 D、发酵时间延长 答案：B C．不易酥烂 3．在培养基中加入适量的青霉素，可抑制哪些微生物的生长繁殖 A、酵母菌、霉菌 B、病毒、酵母菌 D、大肠杆菌、青霉菌 答案：C C、细菌、放线菌 4．蘑菇、硝化细菌、超级细菌、乳酸菌的代谢类型依次是 ①需氧自养型 ②需氧异养型 ③厌氧自氧型 ④厌氧异养型 ⑤兼性厌氧型 ⑥既可自养又可异养 A、①②③⑤ B、②①②④ C、②①④② D、①②④⑥ 答案：B 5．以下发酵产品不属于微生物代谢产物的是 A、味精 B、啤酒 C、“人造肉” D、人生长激素 答案：D 6．测定 3 类细菌对氧的需要，让它们在 3 个 不同的试管中生长，右图显示了细菌的生 长层。据此判断：只能在需氧培养基中 繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧 和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是 Ⅰ Ⅰ ⅠA、Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ B、Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ C、Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ D、Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ 答案：A 7．下列各项叙述中正确的是 B、微生物都属于原核生物 A、微生物的遗传物质都是 DNA C、微生物的遗传物质是核酸 D、微生物的生殖方式是孢子生殖 答案：C-8-8．豆腐发酵过程中，毛霉消耗的能量主要来自于哪种物质的分解 B．磷脂 C．葡萄糖 D．蛋白质 答案：D A．脂肪 9．霉菌的细胞渗透压与 X 浓度的食盐水相当，去掉细胞壁后浸在 Y 浓度食盐水中破裂，浸在 Z 浓度食盐水中收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次是 B．Y&X&Z C．Z&Y&X D．Z&X&Y 答案：D A．X&Y&Z 10．若用呼吸抑制剂处理毛霉，则会明显影响其细胞吸收的物质是 A．氧气、甘油 B．脂肪酸、水 C．葡萄糖、水 D．钾离子、氨基酸 答案：D 课余作业 1、豆腐长白毛是怎么回事？毛霉与醋酸菌在结构上的最明显区别是什么？ 2、查阅资料，了解更多的有关腐乳生产的的背景知识 【教学反思】资料――家庭风味腐乳的制作 资料――家庭风味腐乳的制作 ―― 大豆营养成分丰富，富含蛋白质，是人体蛋白质的主要来源。以大豆为主要原料，经自然发 酵制成的腐乳基本上保留了大豆所有的成分，而且风味独特，具有广泛的市场和发展前景。 一、工艺流程：黄豆浸泡→磨浆→离心去渣→煮浆→过滤→埋花→压榨去水→切分成型→排 乳→自然发酵→搓毛→腌制→装瓶→加酒水、辣椒→后发酵成熟→贴标→成品。 二、技术要点： 1、黄豆的清洗浸泡。去除病、虫以及霉变的黄豆，无碎石、铁块、木棍混入原料之中。浸泡 时间依黄豆品种、天气不同有所差别，冬季 10－14 小时，夏季 6－8 小时，一般浸泡至黄豆豆瓣 平面平整为佳。 2、磨浆。及时调整磨浆机的间隙达到规定要求，如磨浆细度不够影响豆浆得率，蛋白质的利 用率低。 3、离心去渣。利用二级离心机离心去渣，滤网的规格为 80 目。 4、煮浆。煮浆的原则是一次性将浆煮熟，压力在 0．2mpa 煮 20 分钟。5、过滤、埋花。将 煮熟的豆浆经振动筛过滤，除去经第一次离心而残留的豆渣。待豆浆温度降至 80℃左右加酸水， 酸水是用冰醋稀释配制而成的，酸度约 0．25－0．30 左右，以醋酸计。缓慢搅动豆浆，豆浆慢慢 变清，停止加酸水，并静止片刻。 6、压榨去水、切分成型。豆腐经压榨去水的含水量应恰当，勿过干过湿，影响切分成型。用 利刀将豆腐切成长、宽为 2．40 厘米，厚 1．25－1．40 厘米的小块。 7、排乳、自然发酵。切分成型的小块均匀排到发酵筛，然后放入发酵房自然发酵。也可人工 接种毛霉，控制好接种量及库房的温度 28－32℃，湿度 88－95％，34 小时左右菌丝浓厚。 8、搓毛、腌制。经发酵，将浓厚的菌丝搓掉，用食盐腌制，使其含盐量为 12 个盐度左右。 9、装瓶、加酒水。盐坯装瓶，加酒水，辣椒，麻辣油封住液面，打紧盖，放入库中。 10、后发酵成熟。库温 28－30℃放置一个月左右即可发酵成熟。 11、贴标、成品。经洗瓶身、换盖，贴标即为成品。-9-课题 3 制作泡菜并检验亚硝酸盐含量【教学目标】 （一）知识与技能 泡菜制作过程中乳酸菌发酵的原理；泡菜中亚硝酸盐含量变化及测定 （二）过程与方法 乳酸菌发酵与细胞呼吸的联系；测定亚硝酸盐时的化学操作 （三）情感、态度与价值观 认同劳动人民在时间中利用微生物进行泡菜制作的技能；对泡菜中亚硝酸盐含量的测定，引 导学生关注食品安全，维护身体健康 【教学重点】制作泡菜并测定泡菜中亚硝酸盐含量 【教学难点】泡菜中亚硝酸盐含量的测定 【教学方法】启发式教学 【教学工具】多媒体课件 【教学过程】 （一）引入新课 泡菜不但味美，而且还可以提高人的食欲。泡菜是怎样制作的？泡菜中含有亚硝酸盐，亚硝 酸盐有什么危害？怎样测定泡菜中亚硝酸盐含量？ （二）进行新课 阅读“乳酸菌发酵”，完成基础知识学习 1．基础知识 ． 1．1 制作泡菜所用微生物是 乳酸菌 ，其代谢类型是 异养厌氧 型。在 无氧 条件下，降糖 分解为 乳酸 。反应式为： 1．2 常见的乳酸菌有 乳酸链球菌 和 乳酸杆菌 ，生产酸奶的是 乳酸杆菌 。 〖思考 1〗含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是 抗生素杀死乳酸菌 。 活动 2：阅读“亚硝酸盐”，回答下列问题： 1．3 亚硝酸盐在食品生产中常用作 食品添加 剂。 4 酱腌菜中不超过 20mg/kg， 婴儿奶粉中不超过 2mg/kg。 1． 国家规定肉制品中不超过 30mg/kg， 1．5 亚硝酸盐被吸收后随 尿液 排出体外，但在 适宜 pH 、 温度 和 一定微生物 作用下形 成致癌物质 亚硝胺 。 〖思考 2〗日常生活中不宜食用放置时间过长和变质蔬菜的原因是什么？ 亚硝酸盐含量较高。 2．实验设计 ． 2．1 实验流程：填写流程图。原料加工 修整、洗涤 晾晒、切分 条状或片状 加入_______ 并装坛 泡菜盐水加盐〖思考 3〗在哪些操作过程中会感染乳酸菌？ 原料加工和装瓶。 2．2 泡菜的制作 ①将新鲜蔬菜预先处理成条状或片状。 ②泡菜盐水按清水和盐为 4∶1 质量比配制煮沸冷却备用。- 10 -③预处理的新鲜蔬菜装至半坛时放入 蒜瓣、生姜、香辛料 等佐料，并继续装至八成满。 ④倒入配制好的盐水，使盐水 浸没全部菜料 。 ⑤盖上泡菜坛盖子，并用 水 密封发酵。发酵时间受到 温度 影响。 〖思考 4〗泡菜坛内的“白膜”是怎样形成的？ 产膜酵母繁殖。 2．3 测定亚硝酸盐含量的原理 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，与 N-1-萘基乙二胺 盐酸 盐结合形成 玫瑰红 色染料，与已知浓度的 标准显色液 目测比较，估算泡菜中亚硝酸盐含 量。 3．发酵操作 ． 3．1 泡菜坛的选择标准是 火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好 ，否则容易引起 蔬菜腐烂 。 3．2 腌制时要控制腌制的 时间 、 温度 和 食盐 的用量。 〖思考 5〗导致细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加的因素有食 盐用量不足 10％ 和 腌制时间 过长 。一般在腌制 10 天后亚硝酸盐含量开始降低。 4．结果分析与评价 ． 4．1 测定亚硝酸盐的含量 （1）需要配制的溶液有： 对氨基苯磺酸溶液、N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液、亚硝酸钠溶液、提取剂、氢氧化铝乳液和 氢氧化钠溶液。 〖思考 6〗哪些溶液需要避光保存？提取剂的成分有哪些？ 对氨基苯磺酸溶液、N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液；氯化镉和氯化钡。 （2）配制标准显色液的基本步骤是： ①用 刻度移液管 吸取体积 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5mL 的 亚硝酸钠 溶液分别置于比色 管中，另取 1 支比色管为空白对照。 ②向各管加入 2.0mL 对氨基苯磺酸溶液 混匀静置 3～5 分钟。 ③向各管加入 1.0mL N-1-萘基乙二胺盐酸盐 溶液。 ④最后用 蒸馏水 定容到 50mL。 活动 9：阅读“制备样品处理液”，讨论并回答下列问题： （3）制备样品处理液的步骤是： ①称取 0.4 kg 泡菜，粉碎榨汁，过滤得约 200mL 汁液。 ②取 100mL 汁液倒入 500mL 容量瓶， 添加 200mL 蒸馏水 和 100mL 提取剂 ， 摇床振荡 1h， 再加 40mL 氢氧化钠溶液 ，最后用 蒸馏水 定容到 500mL 并立刻 过滤 获得滤液。 ③将滤液 60mL 移入 100mL 容量瓶， 氢氧化铝乳液 定容后过滤， 用 获得 无色透明 的滤液。 活动 10：阅读“比色”，讨论并回答下列问题： （4）比色的步骤是： ①将 40mL 滤液移入 50mL 比色管中，并编号。 ②分别依次加入 2.0mL 的 对氨基苯磺酸溶液 和 1.0mL 的 N-1-萘基乙二胺盐酸溶液 ，并定 容到 50mL，混匀静置 15min。 ③观察颜色变化，并与 标准显色液 比较，记录亚硝酸盐含量。 ④计算样品滤液（40mL）中亚硝酸盐含量。计算公式是：〖思考 7〗经测定某样品滤液中亚硝酸盐含量为 5.0?g，40mL 滤液的质量为 41.3g，则泡菜中 亚硝酸盐含量为 0.12mg/kg 。 4．2 制作的泡菜一般在 10 天之后食用最好，原因是 亚硝酸盐含量明显降低 。 〖思考 8〗在酸奶制作过程 会 （不会、会）产生亚硝酸盐。- 11 -（三）课堂总结、点评 课堂总结、泡菜的制作原理在无氧条件下，乳酸菌将糖分解为乳酸（反应式）。设计原料选择、预处理调味装坛发酵成品操作泡菜坛的选择腌制时间、温度和食盐量的控制亚硝酸盐含量测定 亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应后，在与 N-1-萘基乙二胺盐酸生成 玫瑰色染料，并与标准液比较确定亚硝酸盐含量。 配制溶液 配制标准液 配制样品液 比色计算原理步骤结果分析与评价亚硝酸盐的形成、含量变化及其危害（四）实例探究 例 1．以下不属于发酵的是 ． A、利用需氧型青霉菌生产青霉素 B、缺氧时人的组织细胞产生乳酸 D、利用乳酸菌制作泡菜 C、利用酵母菌的无氧呼吸获得酒精 解析：解答该题首先要理解发酵的概念，发酵是指在生产实际中，人们通过微生物的培养， 大量生产各种代谢产物的过程。这里有 3 个要点，一是用于生产，二是培养微生物，三是生产代 谢产物。根据概念可知，生产代谢产物青霉素有一个培养青霉菌的过程；生产酒精有一个培养酵 母菌的过程；制作泡菜实质是培养乳酸菌，使其利用菜中的营养物质生产代谢产物乳酸的过程。 因此，A、C、D 都符合发酵的概念。而 B 项中虽有代谢产物乳酸，但不是微生物所为，也不存在 培养微生物的过程，更不是用于生产，因此不属于发酵。 答案：B 例 2． ．将等量萌发的种子和煮沸自然冷却后的种子分别放入甲、乙两个试管中，如下图所示本 实验中石蜡油短期内不影响生物的生长）。两试管中均无空气存在。据图分析回答： （1）甲试管放置几个小时后，管内顶部出现气泡，其中的气体成分主要是________；将该气 体引入________溶液中，可使该溶液变混浊。 （2）甲试管中产生气泡的现象是种子进行________________造成的，写出表示这一过程的反 应式________________________________。（3）乙试管在与甲试管同样的时间内，试管内顶部未出现气泡，原因是 ________________________________。 （4）乙试管继续放置几天，一些微生物开始繁殖，导致试管内顶部也出现少量气体，这是这些 微生物从试管中的________获得了所需要的营养物质进行新陈代谢的结果。一般来说，微生物所 需要的营养要素可归纳成_______、_______、______、_________和_______五大类。- 12 -（5）这些微生物可能的来源是（答出两个来源即可。）________________________ 解析：根据题意，试管中无空气，所以甲试管顶部的气体是种子进行无氧呼吸产生的 CO2， CO2 能使 Ca（OH）2 溶液变混浊。被煮沸过的种子已死亡，新陈代谢已停止，不能进行呼吸作用。 微生物需要的营养物质包括碳源、氮源、生长因子、无机盐和水，死亡的种子可以为微生物的生 长提供所需要的营养物质。乙试管中微生物可能的来源有：未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程 中带入的菌类、石蜡油中的菌类、铁丝网上的菌类、种子表面耐高温的没有被杀死的菌类等。 酶 →2C H OH(酒精) + 2 CO + 能量（3） 答案：（1）CO 、Ca(OH) (2)无氧呼吸 C H O －－ （2 2 6 12 6 2 5 2被煮沸过的种子已经死亡，不能进行呼吸作用（4）死亡种子中、碳源、 氮源、生长因子、无机 盐、水（5）未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程中带入的菌类、石蜡油中菌类、铁丝网上的菌类、 种子表面耐高温的没有被杀死的菌类。 ☆综合应用 例 3．腐乳味道鲜，易于消化、吸收，是因为其内主要含有的营养成分是 A．无机盐、水、维生素 B．氯化钠、氨基酸、甘油和脂肪酸 C．多肽、氨基酸、甘油和脂肪酸 D．蛋白质、脂肪、氯化钠、水 解析：豆腐的主要营养成分是蛋白质和脂肪。在毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶的 作用下分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等营养成分 答案：C 【板书设计】【巩固练习】 巩固练习】 1．某人利用乳酸菌制作泡菜因操作不当泡菜腐烂。下列原因中正确的是 ①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖 ②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁 殖 ③罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖 ④罐口封闭不严促进了需氧腐生菌 的生长和繁殖 A、①③ B、②④ C、②③ D、①④ 答案:B 2．乳酸菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制微生物的生长， 原因是 A、碳源供应太充足 B、细胞会发生质壁分离 C、改变了乳酸菌的 pH 值 D、葡萄糖不是乳酸菌的原料 答案:B 3．夏天，煮沸过的肉汤很快就会腐烂变质，主要原因是 A、蛋白质被破坏 B、细菌大量繁殖 C、肉汤中水分过多 D、空气使肉氧化分解 答 案:B 4．细菌细胞壁与植物细胞壁的区别是 A、功能不同 B、细菌细胞壁具流动性 C、组成不同 D、细菌可形成芽孢 答案:C 5．下列有关细菌的叙述中正确的是 A、细菌只能进行分裂生殖 B、分裂生殖时大型环状 DNA 平均分配 C、分裂生殖时细胞质平均分配 D、分裂生殖时 DNA 平均分配 答案:C 6．关于微生物的叙述中，正确的是 A、所有的微生物都是形体微小、结构简单、对人类有害的 B、微生物包含了除动物界、植物界以外的一切生物- 13 -C、所有微生物均属于原核生物界、真菌界、原生生物界 答案:B D、细菌、放线菌、酵母菌都属于原核生物 7．耐热性最强的细菌结构是 A、质粒 B、芽孢 C、细胞质 D、核糖体 答案:B 8．下列有关细菌代谢的叙述中，正确的是 A、细菌没有细胞器，只能进行无氧呼吸 B、细菌的蛋白质合成在自身的核糖体上进行 C、 细菌的代谢终产物也是 CO2 和 H2O D、 细菌的储藏性颗粒是蛋白质， 淀粉， 脂肪 答案:B 9．下列细胞中不能合成蛋白质的是 A．乳酸菌 B．醋酸菌 C．成熟红细胞 D．酵母菌 答案:C 18 18 10．葡萄糖是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质，实验过程中提供 O2，则 O2 进入酵母菌细胞 后，最先出现的放射性化合物是 A．丙酮酸 B．乳酸 C．二氧化碳 D．水 答案:D 课余作业 1．从形态上来看，乳酸菌呈 短杆 状；从结构上来看，乳酸菌为 原 核细胞。 2．根据你的理解，汇出泡菜中亚硝酸盐含量随发酵时间的变化趋势曲线，并分析回答：亚 硝 酸 盐 含（1）亚硝酸盐含量在第 4 天达到最高峰。 （2）亚硝酸盐含量升高的原因是 蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性增强，将硝酸盐还 原为亚硝酸 。 （3）亚硝酸盐含量降低的原因是 蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性减弱，硝酸盐还原 减少 。 【教学反思】发酵时间（ ） 发酵时间（d）资料――泡菜的历史和功效 资料――泡菜的历史和功效 ―― 《三国史记》记载，神文王于 683 年娶王妃时下令准备的聘礼中包括酱油、大酱、酱汁类等 食品，说明发酵食品当时已非常普及。即，泡菜类早已从 3000 年前开始在中国以(菹)为名出现， 三国时代传至我国，经过统一新罗时代、高丽时代，其制作方法不断改变。在当时，泡菜可能是 以萝卜为主原料的泡萝卜、咸菜、酱菜为主。据估计，今天的以整稞白菜和辣椒面为主原料的泡 菜类是随着朝鲜时代中期以后白菜和辣椒传到我国时开始普及的。 1. 泡菜随着发酵， 产生抗菌作用。 有害菌的作用在发酵过程中产生的乳酸菌的作用下得到抑 制，且在随着发酵的成熟产生酸味的乳酸菌，不仅使泡菜更具美味，还能抑制肠内的其他菌，防 止不正常的发酵，抑制病菌。 2. 另外，泡菜还能预防过分摄取肉类或酸性食品时，因血液的酸性化导致的酸中毒。在泡菜 中使用的主材料均含有许多水分。因此，营养素的成分显得比较少，但乳酸菌具有抑制肠内有害 菌的繁殖，净化肠胃的作用。 3. 泡菜还有助于成人病的预防，对肥胖、高血压、糖尿病、消化系统癌症的预防也有效果。 4. 此外泡菜类因蔬菜类的液汁和食盐等的复合作而有净化胃肠的作用。泡菜促进胃肠内的蛋 白质分解酶-胃蛋白酶的分泌，并使肠内微生物的分布趋于正常化。- 14 -专题二 微生物的培养与应用课题 1 微生物的实验室培养【教学目标】 （一）知识与技能 了解有关培养基的基础知识；掌握培养基的制备、高压蒸汽灭菌和平板划线法等基本操作技术 （二）过程与方法 分析实验思路的确定和形成的原因，分析实验流程，对比前面的实验设计，归纳共性，分析 差异，增加印象 （三）情感、态度与价值观： 形成勇于实践、严谨求实的科学态度和科学精神 【教学重难点】无菌技术的操作 【教学方法】启发式教学 【教学工具】多媒体课件 【教学过程】 （一）引入新课 在传统发酵技术的应用中，都利用了微生物的发酵作用，其中的微生物来自于制作过程中的 自然感染。而在工业化生产中，为了提高发酵的质量，需要获得优良菌种，并保持发酵菌种的纯 度。这就要涉及到微生物的培养、分离、鉴别等基本技术。现在我们开始学习微生物的培养和应 用专题。 （二）进行新课 1．基础知识 ． 1．1 培养基的种类包括 固体 培养基和 液体 培养基等。 〖思考 1〗琼脂是从红藻中提取的 多糖 ，在配制培养基中用作为 凝固剂 。 【补充】培养基的类型及其应用：标准 培养基类型 固体培养基 物理性质 半固体培养基 液体培养基 合成培养基 化学组成 天然培养基 鉴别培养基 目的用途 选择培养基 添加（或缺少）某种化学成分 菌种的分离 由天然成分配制而成，培养基成分不明确 工业生，产降低成本 添加某种指示剂或化学药剂 菌种的鉴别 配制特点 加入琼脂较多 加入琼脂较少 不加入琼脂 由已知成分配制而成，培养基成分明确 主要应用 菌种分离,鉴定,计数 菌种保存 工业生产，连续培养 菌种分类、鉴定1．2 培养基的化学成分包括 水 、 无机盐 、 碳源 、 氮源 四类营养成分。 〖思考 2〗从细胞的化学元素组成来看，培养基中为什么都含有这些营养成分？ C、H、O、N、P、S 是构成细胞原生质的基本元素，约占原生质总量的 97％以上。 【补充】碳源：如 CO2、糖类、脂肪酸等有机物，构成微生物的结构物质和分泌物，并提供 能量。 氮源：如 N2、氨盐、硝酸盐、牛肉膏、蛋白胨等，主要用来合成蛋白质、核酸及含氮代谢物 等。含有 C、H、O、N 的化合物既可以作为碳源，又可以作为氮源，如氨基酸等。 1．3 培养基除满足微生物生长的 pH 、 特殊营养物质 和 氧气 等要求。 【补充】生长因子：某些微生物正常生长代谢过程中必须从培养基中吸收的微量有机小分子， 如某些氨基酸、碱基、维生素等。 〖思考 3〗牛肉膏和蛋白胨主要为微生物提供 糖 、 维生素 和 有机氮 等营养物质。 〖思考 4〗培养乳酸杆菌时需要添加 维生素 ，培养霉菌时需要将培养基 pH 调节为 酸性 ， 培养细菌时需要将 pH 调节为 中性或微碱性 。 活动 2：阅读“无菌技术”，讨论回答下列问题：- 15 -1．4 获得纯净培养物的关键是 防止外来杂菌的入侵 。 1．5 无菌技术包括： （1）对实验操作空间、操作者的衣着和手进行 清洁和消毒 ； （2）将培养器皿、接种用具和培养基等器具进行 灭菌 ； （3）为避免周围微生物污染，实验操作应在 酒精灯火焰附近 旁进行； （4）避免已灭菌处理的材料用具与 周围物品 相接触。 1．6 比较消毒和灭菌（填表）比较项 理化因素的作用强度 消毒 灭菌 较为温和 强烈 消灭微生物的数量 部分生活状态的微生物 全部微生物 芽孢和孢子能否被消灭 不能 能〖思考 5〗无菌技术除了防止培养物被污染外，还具有的目的是 防止感染实验操作者 。 1．7 消毒方法： （1）日常生活经常用到的是 煮沸 消毒法； （2）对一些不耐高温的液体，则使用 巴氏 消毒法（作简要介绍）； （3）对接种室、接种箱或超净工作台首先喷洒 石炭酸或煤酚皂 等溶液以增强消毒效果，然 后使用 紫外线 进行物理消毒。 （4）实验操作者的双手使用 酒精 进行消毒； （5）饮水水源用 氯气 进行消毒。 1．8 灭菌方法： （1）接种环、接种针、试管口等使用 灼烧 灭菌法； （2）玻璃器皿、金属用具等使用 干热 灭菌法，所用器械是 干热灭菌箱 ； （3）培养基、无菌水等使用 高压蒸汽 灭菌法，所用器械是 高压蒸汽灭菌锅 。 （4）表面灭菌和空气灭菌等使用 紫外线 灭菌法，所用器械是 紫外灯 。 〖思考 6〗对接种环灭菌时要用酒精灯的 充分燃烧 层火焰灼烧可能伸入试管或培养皿的部位。 〖思考 7〗 利用干热灭菌箱对玻璃器皿灭菌时物品不能摆得太挤， 目的是避免妨碍热空气流通。 〖思考 8〗物品装入高压蒸汽灭菌锅灭菌后，要首先打开排气阀，煮沸并排除锅内冷空气，其 目的是 有利于锅内温度升高 ；随后关闭排气阀继续加热，气压升至 100k Pa，温度为 121℃ ， 并维持 15～30 min；最后切断热源，使温度自然降温，气压务必降至 零 时打开锅盖，其目的是 防止 容器中的液体暴沸 。 【补充】培养基的配制原则： ①目的要明确：根据培养的微生物种类、培养的目的等确定培养基的类型和配制量。 ②营养要协调：培养基中各种营养物质的浓度和比例要适宜。例如：碳氮比 4∶1 时，谷氨酸 棒状杆菌大量繁殖而产生谷氨酸少；碳氮比为 3∶1 时，菌体繁殖受抑制而谷氨酸合成量大增。 ③pH 要适宜：细菌培养基 pH 中性或偏碱性，霉菌培养基呈酸性。 2．实验操作 ． 2．1 计算：根据配方比例，计算 100mL 培养基各成分用量。 2．2 称量：准确称取各成分。称取牛肉膏和蛋白胨时动作要迅速，目的是防止牛肉膏吸收空 气中水分。 2．3 溶化：①加水加热熔化牛肉膏；②加入蛋白胨和氯化钠继续加热；③加入琼脂；④用蒸 馏水定容到 100mL。整个过程不断用玻棒搅拌，目的是防止琼脂糊底而导致烧杯破裂。 2．4 调 pH：用 1mol/LNaOH 溶液调节 pH 至偏碱性。 2．5 灭菌：将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加塞包扎后用高压蒸汽灭菌锅灭菌；所用培 养皿用报纸包扎后用干热灭菌箱灭菌。 2．6 倒平板：待培养基冷却至 50℃左右时在酒精灯火焰附近操作进行。 其过程是： ①在火焰旁右手拿锥形瓶，左手拔出棉塞；- 16 -②右手拿锥形瓶，使锥形瓶的瓶口迅速通过火焰； ③左手将培养皿打开一条缝隙，右手将培养基倒入培养皿，立刻盖上皿盖。 ④待平板冷却凝固后，将平板倒过来放置。 〖思考 1〗锥形瓶的瓶口通过火焰的目的是消灭瓶口的杂菌，防止杂菌感染培养基。 〖思考 2〗倒平板的目的是防止培养基冷却过程中形成的水滴落到培养基表面。 〖思考 3〗若皿盖和皿底之间粘有培养基，则该平板能否培养微生物？为什么？ 不能。空气中杂菌会在这些粘附培养基上繁殖，并污染皿内培养基。 〖思考 4〗配制斜面培养基中，试管要加塞棉塞的目的是保持通气并防止杂菌感染。 〖思考 5〗试管培养基形成斜面的作用是增大接种面积。 2．7 接种 2．7．1 微生物接种的最常用方法是平板划线法和稀释涂布法，另外还有穿刺接种和斜面接种等。 2．7．2 平板划线法：通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释 分散到培养基表面。其操作步骤是： ①将接种环在酒精灯火焰上灼烧直至烧红。 ②在酒精灯火焰旁冷却接种环，并打开大肠杆菌的菌种试管的棉塞。 ③将菌种试管口通过火焰达到消灭试管口杂菌的目的。 ④将冷却的接种环伸入到菌液中取出一环菌种。 ⑤将菌种试管口再次通过火焰后塞上棉塞。 ⑥将皿盖打开一条缝隙， 把接种环伸入平板内划 3～5 条平行线， 盖上皿盖， 不要划破培养基。 ⑦灼烧接种环，冷却后从第一区划线末端开始向第二区域内划线。重复上述过程，完成三、 四、五区域内划线。注意不要将第五区的划线与第一区划线相连。 ⑧将平板倒置放在培养箱中培养。 〖思考 6〗取菌种前灼烧接种环的目的是消灭接种环上的微生物；除第一次划线外，其余划线 前都要灼烧接种环的目的是消灭接种环上残留菌种；取菌种和划线前都要求接种环冷却后进行， 其目的是防止高温杀死菌种；最后灼烧接种环的目的是防止细菌污染环境和操作者。 〖思考 7〗在第 1 次划线后都从上次划线末端开始的目的是获得由单个细菌形成的标准菌落。 2．7．3 稀释涂布平板法：将菌液进行一系列梯度稀释，并将不同稀释度菌液分别涂布到琼 脂固体培养基上进行培养。当稀释倍数足够高时，即可获得单个细菌形成的标准菌落。 2．7．4 系列稀释操作： ①取盛有 9mL 水的无菌试管 6 支，编号 101、102、103、104、105、106。 ②用灼烧冷却的移液管吸取 1mL 菌液注入编号为 101 试管中，并吹打 3 次，使之混匀。 ③从 101 倍液中吸取 1mL 菌液注入到编号为 102 试管内吹打均匀， 获得 102 倍液。 依此类推。 〖思考 8〗 操作中试管口和移液管应在离火焰 1～2cm 处。 整个操作过程中使用了 1 支移液管。 3．1 培养未接种培养基的作用是对照，若有菌落形成，说明培养基灭菌不彻底。 3．2 在肉汤培养基上，大肠杆菌菌落呈白色，为圆形，光滑有光泽，边缘整齐。 3．3 培养 12h 和 24h 后的菌落大小不同 （相同、 不同） 菌落分布位置相同 ； （相同、 不同） 。 原因是时间越长，菌落中细菌繁殖越多，菌落体积越大；菌落的位置不动，但菌落数增多。 〖思考 9〗 在某培养基上出现了 3 种特征不同的菌落， 原因有培养基灭菌不彻底或杂菌感染等。 〖思考 10〗频繁使用的菌种利用临时保藏法保存，长期保存菌种的方法是甘油管藏法。前者 利用固体斜面培养基培养后，保存在 4℃冰箱中，每 3～6 个月转种培养一次，缺点是保存时间较 短，容易发生污染和变异；后者将菌种与无菌体积等量混合后保存在－20℃冷冻箱中。 （三）实例探究 例 1．关微生物营养物质的叙述中，正确的是 A.是碳源的物质不可能同时是氮源 B.凡碳源都提供能量 D.无机氮源也能提供能量 C.除水以外的无机物只提供无机盐 解析：不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微生物的具体情况分析。对于 A、B 选项，它的表达是不完整的。有的碳源只能是碳源，如二氧化碳；有的碳源可同时是氮源，如- 17 -NH4HCO3；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是氮源，也是能源，如蛋白胨。对于 C 选项，除水以外的无机物种类繁多，功能也多样。如二氧化碳，可作为自养型微生物的碳源； NaHC O3，可作为自养型微生物的碳源和无机盐；而 NaCl 则只能提供无机盐。对于 D 选项，无机 氮源提供能量的情况还是存在的，如 NH3 可为硝化细菌提供能量和氮源。 答案：D 例 2．下面对发酵工程中灭菌的理解不正确的是 ． A.防止杂菌污染 B.消灭杂菌 C.培养基和发酵设备都必须灭菌 D.灭菌必须在接种前 解析：灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。A 说的是灭菌的目的，因为发酵所用的菌种 大多是单一的纯种，整个发酵过程不能混入其他微生物（杂菌），所以是正确的；B 是错误的， 因为灭菌的目的是防止杂菌污染，但实际操作中不可能只消灭杂菌，而是消灭全部微生物。C 是 正确的，因为与发酵有关的所有设备和物质都要灭菌；发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的， 灭菌必须在接种前，如果接种后再灭菌就会把所接菌种也杀死。 答案：B 课堂总结、 （四）课堂总结、点评微 生 物 的 实 验 室 培 养 培养基 无菌技术 配制培养基的原则 培养基的配制 配制培养基的方法 计算→称量→溶化→调 pH→分装→加棉塞→灭 菌→倒平板平板划线法 纯化大肠杆菌 稀释涂布法 系列稀释 平板涂布☆综合应用 例 3．右表是某微生物培养基成分，请据此回答： ． （1）右表培养基可培养的微生物类型 编 成分 含量 是 。 号 （2）若不慎将过量 NaCl 加入培养基中。如不想浪费此培 10g ① 粉状硫 养 基 ， 可 再 加 入 ， 用 于 培 （NH4） 0.4g ② 养 。 2SO4 （3）若除去成分②，加入（CH2O），该培养基可用于培 K2HPO4 4.0g ③ 养 。 MgSO4 9.25g ④ （4）表中营养成分共有 类。 FeSO4 0.5g ⑤ （5） 不论何种培养基， 在各种成分都溶化后分装前， 要进 CaCl2 0.5g ⑥ 行的是 。 H2O 100ml ⑦ （ 6 ） 右 表 中 各 成 分 重 量 确 定 的 原 则 是 。 （7）若右表培养基用于菌种鉴定，应该增加的成分是 。 解析：对于一个培养基，它能培养何种微生物，要看它的化学成分。当然这只适用于合成培 养基，如果是一个天然培养基就不能从培养基的成分上区分它是培养何种微生物的。分析化学成 分要从营养物质的类型出发。右表中的营养物质有水、无机盐、氮源三类，缺乏碳源和特殊营养 物质。对特殊营养物质，有的微生物是不需要的，但没有微生物是不需要碳源的。该培养基中没 有碳源，说明培养的微生物是从空气中获得碳源的，即可培养的微生物就是自养型微生物了。该 培养基中加入了过量食盐，就可以成为金黄色葡萄球菌鉴别培养基，但金黄色葡萄球菌是异养型 微生物，这个培养基就还需要加入有机碳源。该培养基若加入（CH2O），培养基中就有了碳源， 但除去成分②，却使培养基中没有了氮源，这时就只能用于培养固氮微生物了。对于菌种鉴定， 往往用的是固体培养基，而表中没有凝固剂，需要加入常见的凝固剂――琼脂。- 18 -答案：⑴自养型微生物 ⑷3 ⑸调整 pH 【板书设计】 板书设计】⑵含碳有机物 金黄色葡萄球菌 ⑶固氮微生物 ⑹依微生物的生长需要确定 ⑺琼脂（或凝固剂）【巩固练习】 巩固练习】 1．不可能作为异养微生物碳源的是 A．牛肉膏 B．含碳有机物 C．石油 D．含碳无机物 2．根瘤菌能利用的营养物质的组别是 A．NH3，（CH2O），NaCl B．N2，（CH2O），CaCl2 D．NO2，CO2，CaCl2 C．铵盐，CO2，NaCl 3．配制培养基的叙述中正确的是 A．制作固体培养基必须加入琼脂 B．加入青霉素可得到放线菌 D．发酵工程一般用半固体培养基 C．培养自生固氮菌不需氮源 4．自养型微生物与异养型微生物的培养基的主要差别是 B．氮源 C．无机盐 D．特殊营养物质 A．碳源 5．下表是有关 4 种生物的能源、碳源、氮源和代谢类型的概述。其中正确的是( ) 生 物 能 源 碳 源 氮 源 硝化细菌 氧化 NH3 C02 NH3 根瘤菌 N2 的固定 糖类 N2 酵母菌 分解糖类等有机物 糖类 NH4+、NO3异养兼性厌氧型 谷氨酸棒状杆菌 光 能 糖类 尿 素 自养需氧型代谢类型 自养需氧型 异养需氧型A．根瘤菌、谷氨酸棒状杆菌 B．硝化细菌、酵母菌 C．酵母菌、谷氨酸棒状杆菌 D．硝化细菌、根瘤菌 6．微生物（除病毒外）需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列 有关微生物营养的说法正确的是 A．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的 B．微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子 C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利 D．生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足。 7．要将从土壤中提取的自生固氮菌与其他的细菌分离出来，应将它们接种在 A．加入氮源和杀菌剂的培养基上 B．不加入氮源和不加杀菌剂的培养基上 D．不含氮源和杀菌剂的培养基上 C．加入氮源，不加杀菌剂的培养基上 8．甲、乙、丙是三种微生物，下表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙 都能在Ⅲ种正常生长繁殖；甲能在Ⅰ中正常生长繁殖，而乙和丙都不能；乙能在Ⅱ中正常生长繁- 19 -殖，甲、丙都不能。下列说法正确的是 K2HP 粉 状 O4 硫 4g 10g Ⅰ Ⅱ Ⅲ + + + + + + FeS O4 0.5g + + + 蔗糖 10g + +（ H2 MgS （ NH4 ） O O4 2SO4 100 9.25g 0.4g ml + + + + + + + +） CaCl20.5g + + +A、甲、乙、丙都是异养微生物 B、甲、乙、丙都是自养微生物、丙是异养微生物 C、甲是固氮微生物、乙是自养微生物、丙是异养微生物 D、甲是异养微生物、乙是固氮微生物、丙是自养微生物 9．某一种细菌株要从环境中提取现成的亮氨酸（20 种氨基酸中的一种）才能生长，此菌株对 链霉素敏感。实验者用诱变剂处理此菌株，想筛选出表中细菌菌株类型。根据实验年目的，选用 的培养基类型是（ ） 注：Ｌ―亮氨酸 Ｓ―链霉素 “＋”―加入 “―”―不加入 如：Ｌ―：不加亮氨酸 Ｓ＋：加入链霉素 选项 筛选出不需要 筛选出 筛选出不需要亮氨酸的 亮氨酸的菌株 抗链霉素的菌株 抗链霉素的菌株 Ａ Ｌ＋ Ｓ＋ Ｌ― Ｓ― Ｌ＋ Ｓ－ Ｂ Ｌ－ Ｓ― Ｌ＋ Ｓ＋ Ｌ― Ｓ＋ Ｃ Ｌ― Ｓ＋ Ｌ＋ Ｓ＋ Ｌ― Ｓ― Ｄ Ｌ＋ Ｓ― ｌ― Ｓ― Ｌ＋ Ｓ＋ 10．酵母菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制微生物的 生长，原因是 B．细胞会发生质壁分离 A．碳源供应太充足 C．改变了酵母菌的 pH 值 D．葡萄糖不是酵母菌的原料 答案：DACAC CDBBB 【教学反思】资料――微生物的特点 资料――微生物的特点 ―― 1.个体微小，结构简单 在形态上，个体微小，肉眼看不见，需用显微镜观察，细胞大小以微米和纳米计量。 2.繁殖快 生长繁殖快，在实验室培养条件下细菌几十分钟至几小时可以繁殖一代。 3.代谢类型多，活性强。 4.分布广泛 有高等生物的地方均有微生物生活，动植物不能生活的极端环境也有微生物存在。 在局部环境中数量众多，如每克土壤含微生物几千万至几亿个。 5.数量多 6.易变异 相对于高等生物而言，较容易发生变异。在所有生物类群中，已知微生物种类的 数量仅次于被子植物和昆虫。微生物种内的遗传多样性非常丰富。所以微生物是很好的研究对象，- 20 -具有广泛的用途。课题 2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数【教学目标】 （一）知识与技能 利用选择培养基分离细菌，运用相关技术解决生产生活中有关微生物的计数 （二）过程与方法 分析研究思路的形成过程，找出共性和差异性 （三）情感、态度与价值观 形成无菌不在的概念，养成讲究卫生的习惯 【教学重点】对土样的选取和选择培养基的配制 【教学难点】对分解尿素的细菌的计数 【教学方法】启发式教学 【教学工具】多媒体课件 【教学过程】 （一）引入新课 上节课我们学习了培养基的配置以及接种技术。下面我们来学习如何进行细菌的分离，获得 所需要的目的微生物。 （二）进行新课 1．基础知识 ． 1．1 尿素是一种重要的氮肥，农作物不能（能，不能）直接吸收利用，而是首先通过土壤中 的细菌将尿素分解为 氨和 CO2 ，这是因为细菌能合成 脲酶 。 1．2 科学家能从热泉中把耐热细菌筛选出来是因为 热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生 物 ，这样也适用于实验室中微生物的筛选，原理是 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 。 点评：生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用。所以通过配制选择培养基、控制培养 条件等选择目的微生物。 〖思考 1〗在该培养基配方中，为微生物的生长提供碳源的是 葡萄糖 ，提供氮源的的是 尿 素 ，琼脂的作用是 凝固剂 。 〖思考 2〗 该培养基对微生物 具有 （具有， 不具有） 选择作用。 如果具有， 其选择机制是 只 有能够以尿素作为氮源的微生物才能在该培养基上生长 。 1．3 在统计菌落数目时，常用来统计样品中活菌数目的方法是 稀释涂布平板法 。除此之外， 显微镜直接计数 也是测定微生物数量的常用方法。 【补充】显微镜直接计数是测定微生物的方法。 公式：观察到的红细胞平均数∶观察到的细菌平均数＝红细胞含量∶细菌含量 1．4 采用稀释涂布平板法统计菌落数目时，培养基表面生长的一个菌落，来源于 样品稀释 液中一个活菌 。通过统计 平板上的菌落数 ，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结 果准确，一般选择菌落数在 30～300 的平板进行计数。 〖思考 3〗从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数的计算方法是 （平均菌落数÷涂布 的稀释液体积）×稀释倍数 。 〖思考 4〗利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是 恰当的稀释度 。 〖思考 5〗 二 位同学的结果接近真实值。 第 你认为这两位同学的实验需要改进的操作是第一 位同学需设置重复实验组；第二位同学统计的三个菌落数相差太大，说明操作有误，需重新实验。 1．5 统计的菌落数比活菌的实际数目 低 。这是因为当两个或多个细胞在一起时，平板上观 察到的只是 一个 菌落。因此，统计结果一般用 菌落数 来表示。 1．6 设置对照的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。 1．7 对照实验是指除了 被测试 的条件外，其他条件都 相同 的实验。满足该条件的称为 对 照组，未满足该条件的称为 实验 组。 〖思考 6〗请设计本实验的对照实验组：- 21 -方案 1： 其他同学用 A 同学的土样进行实验。 方案 2： 同学以不接种的培养基作为空白对照。 A 2．实验设计 ． 2．1 实验设计的内容包括实验方案、材料用具、实施步骤和时间安排等。 2．2 根据图示 2－7 填写以下实验流程：配制土壤溶液 系列稀释 涂布平板与培养 菌落计数2．3 土壤微生物主要分布在距地表 3～8cm 的近中性土壤中，约 70％～80％为细菌。 2．4 分离不同的微生物采用不同的稀释度，其原因是不同微生物在土壤中含量不同，其目的 是保证获得菌落数在 30～300 之间、适于计数的平板。细菌稀释度为 104、105、106，放线菌稀释 度为 103、104、105，真菌稀释度为 102、103、104。 2．5 培养不同微生物往往需要不同培养温度。细菌一般在 30～37℃培养 1～2d，放线菌一般 在 25～28℃培养 5～7d，霉菌一般在 25～28℃的温度下培养 3～4d。 2．6 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。 点评：菌种中有些菌体增殖快，有些菌体增值慢，所以培养时间要充足，使得每个菌体都能 形成肉眼可观察到的菌落。 2．7 菌落的特征包括 形状、大小、隆起程度、颜色 等方面。 〖思考 8〗土壤微生物种类最多、数量最大的原因是什么？土壤中营养物质含量丰富，环境条 件适宜等。 2．8 实验过程 1）取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌。 2）应在火焰旁称取土壤 10 g。将称好的土样倒入盛有 90mL 无菌水的锥形瓶中，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进行。 4）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。 5）为了提高效率，在操作时更加有条不紊，应当事先规划时间。 〖思考 9〗在研究未知微生物时务必规范操作，以防被致病微生物感染，实验后一定要洗手。 3．结果分析与评价 ． 3．1 对分离的菌种作进一步的鉴定，还需要借助 生物化学 的方法。 3．2 在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的 脲酶 将尿素分解成了 氨 。氨会使培养基 的碱性 增强 ， 升高 。 PH 因此， 我们可以通过检测培养基 pH 变化来判断该化学反应是否发生。 3． 在以 尿素 为唯一氮源的培养基中加入 酚红 指示剂。 3 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 。 〖思考 10〗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，通过记述得出水样中大肠杆菌的数量。 你认为在该实验中至少应取 三 个水样。 课堂总结、 （三）课堂总结、点评土壤 中尿 素分 解菌 的分 离与 计数 分离筛选微生物的原理 人为 条件 有利于目的菌株生长 抑制或阻止其他微生物生长 稀释涂布平板法 显微镜直接计数微生物计数方法与原理 对照设置与重复设置 实验设计 实验方案实验操作结果与分析（四）实例探究 例 1．对细菌群体生长规律测定的正确的表述是 A．在液体培养基上进行 B．至少接种一种细菌 C．接种一个细菌 D．及时补充消耗的营养物质- 22 -解析：细菌群体生长规律的测定是人们在一定条件下进行的。这些条件是：一种细菌、恒定 容积的培养基，液体培养基、定时测定细菌总数。在这些条件下，才能测定出细菌的生长规律。 测定时只能用一种细菌的子细胞群体的变化规律表达微生物的生长；恒定容积是给微生物提供一 定的生存环境；液体培养基才能通过样品推测细菌总数。若接种多种细菌，则会发生种间斗争而 答案：A 不能测定一种微生物的生长规律。在接种时，要保证一定的接种量。 例 2．在微生物群体生长规律的测定中，种内斗争最显著最激烈的时期是 A．调整期 B．对数期 C．稳定期 D．衰亡期 解析：种内斗争是一种生态因素。种内斗争反应了种内生物对生存空间和生活资源的争夺。 在生活空间充裕，营养充足的时候，种内斗争的程度是比较低的。随着微生物个体数目的增加， 每个个体的生存空间越来越少，营养物质也越来越少，每个个体对生存空间和资源的争夺也越来 越激烈，种内斗争就越来越激烈。由此可知，在稳定期的种内斗争最激烈。在衰亡期，微生物的 数目已经开始减少，pH 已经极度不适于微生物的生存，次级代谢产物积累到很高的程度，这时的 微生物的生存斗争主要是与无机环境的斗争。 答案：C ☆综合应用 例 3．（2005 年江苏）抗生素作为治疗细菌感染的药物，其高效性和巨大的经济价值使抗生 素工业经久不衰。其中青霉素的发现和应用具有划时代的意义。 ⑴青霉素发酵产生青霉素。青霉菌的新陈代谢类型是 ，青霉素是青霉菌的 代谢 产物。 ⑵在生产和科研中，常选用处于 期的青霉菌作为菌种或研究材料，因为此时的青霉 菌代谢旺盛， 和 比较稳定。 ⑶对青霉菌菌体生长情况的测定： 取一定体积的发酵液， 经离心分离、 反复洗涤后， ， 再计算发酵罐中菌体的总重量。 解析：青霉菌属于真菌，其代谢类型应为异养需氧型，而青霉素作为它的代谢产物，并不是 它生长、繁殖所必需的，所以青霉素应属于次级代谢产物。在测定培养基上青霉菌菌体的生长情 况时，常用的方法有两种：一种是测量青霉菌的细胞数目，另一种是测重量，取一定体积的发酵 液，经离心分离、反复洗涤后，称菌体的湿重，或烘干后称干重，再由此计算出其中的细胞总重 量。在细菌生长的四个主要时期中，因为处于对数期的细菌代谢旺盛，个体的形态和生理特性比 较稳定，常作为生产用的菌种和科研的材料。 答案：⑴异养需氧型 次级 ⑵对数 个体的形态生理特性 ⑶称菌体的湿重（称烘 干后的重量） 【板书设计】【巩固练习】 1．在一个“淀粉―琼脂”培养基的 5 个圆点位置，分别用不同方法处理，将此实验装置放在 37℃恒温箱中，保温处理 24h 后，将碘液滴在培养基的 5 个圆点上，其实验结果记录于下表： （C） 淀粉圆点 实验处理方法 碘液处理后的颜色反应 ① 新鲜唾液与盐酸混合 蓝黑色 ② 经过煮沸的新鲜唾液 蓝黑色 ③ 接种面包霉 棕黄色 ④ 只有新鲜的唾液 ？ ⑤ 只有一定浓度的蔗糖溶液 ？ 请指出④和⑤所发生的颜色反应，以及③接种的面包霉的分泌物分别是 A．棕黄色、棕黄色、淀粉酶 B.蓝黑色、棕黄色、麦芽糖酶- 23 -C．棕黄色、蓝黑色、淀粉酶 D.棕黄色、蓝黑色、麦芽糖酶 2．实验测定链霉素对 3 种细菌的抗生素效应，用 3 种细菌在事先准备好的琼脂块平板上画 3 条等长的平行线（3 条线均与下图中的链霉素带接触），将平板置于 37℃条件下恒温培养 3 天， 结果如图所示。从实验结果分析以下叙述，不正确的是 A．链霉素能阻止结核菌的生长 B．链霉素对结核菌比对霍乱菌更有效 C．链霉素对结核菌比对伤寒菌更有效 D．链霉素可以用于治疗伤寒病人 3.利用生物工程生产啤酒、味精、胰岛素、酸奶的 常用菌种分别是 A．酵母菌、枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 B．酵母菌、大肠杆菌、青霉菌、乳酸菌 C．酵母菌、谷氨酸棒状杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 D．黄色短杆菌、酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌 4．下列操作不属于微生物的分离步骤的是 A． 稀释 B．划线或涂布 C．接斜面 D．培养 5．影响微生物生长的主要环境因素是 A．阳光、温度、水分 B．温度、水分、PH C．水分、PH、氧 D．温度、PH、氧 6.下列微生物的产物中没有菌种特异性的一组是 A．氨基酸、核苷酸、多糖、色素 C．核苷酸、多糖、维生素、毒素、抗生素 B. 多糖、脂类、维生素、抗生素、氨基酸 D．核苷酸、维生素、多糖、脂类、氨基酸 7．微生物代谢的人工控制是指 B.控制发酵时的温度 A.改变微生物的遗传特性 C.调节发酵过程中的 pH，氧气通入量 D.包括 A、B、C 三项 8．在微生物群体生长规律的测定中，不可能发生的是 A.繁殖 B.生存斗争 C.种间斗争 D.种内斗争 9．与调整期长短有关的因素中，可缩短调整期的一组是 ①用与菌种相同的培养基 ②营养丰富的培养基 ③稳定期获得的菌种 ④对数期获得的 菌种 ⑤接种时间提前 ⑥接种量加大 ⑦接种量减小 ⑧接种种类加大 A、①③⑤⑦ B、②③⑤⑦ C、①④⑥ D、②④⑤⑥⑧ 10．微生物群体生长善的测定方法可以是 ①测定样品的细胞数目 ②测定次级代谢产物的总产量 ③测定培养基中细菌的体积 ④测定样品的细胞重量 ⑤测定初级代谢产物的总产量 A.②④ B.①④ C.①③⑤ D.②③④ 答案：1―5 CDCCD 6―10 DDCCB 【教学反思】资料――选择培养基 资料――选择培养基 ―― 选择培养基的含义是：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 需要的微生物的生长。目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。 在培养基中加入某种化学物质可以做到这一点，如加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。加 入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在培养的培养成分的基础上加入的。 培养基中的营养成分的改变也可达到分离微生物的目的。如培养基中缺乏氮源时，可以分离 固氮微生物，因为非固氮微生物不能在此培养基上生存。当培养基的某种营养成分为特定化学成 分时，也具有分离效果。如石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够 利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的。改变微生物的培养条件， 也- 24 -可以达到分离微生物的目的，如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。课题 3 分解纤维素的微生物的分离【教学目标】 （一）知识与技能 简述纤维素酶的种类及作用，从土壤中分离出分解纤维素的微生物；掌握从土壤中分离某种 特定微生物的操作技术 （二）过程与方法 分析分离分解纤维素的微生物的实验流程，弄懂实验操作的原理 （三）情感、态度与价值观 领悟科学探究的方法，发展科学思维和创新能力 【教学重点】从土壤中分离分解纤维素的微生物 【教学难点】从土壤中分离分解纤维素的微生物 【教学方法】启发式教学 【教学工具】多媒体课件 【教学过程】 （一）引入新课 上节课我们探讨学习了土壤中尿素分解菌的分离与计数，这节课我们以纤维素分解菌的分离 与纯化为例，巩固加深对这方面技术的理解和掌握。 （二）进行新课 1．基础知识 ． 活动 1：阅读“纤维素与纤维素酶”，回答下列问题： 1．1 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。纤 维素能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。 延伸：草食性动物是怎样消化食物中纤维素的？肠胃中的共生物生物。 1．2 棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。纤维素的分解需要在纤维素酶的催化作用 下完成，请完成下列过程：C1 酶、Cx 酶 纤维素 纤维二糖 葡萄糖苷酶 葡萄糖苷酶 葡萄糖〖思考 1〗实验分析：P27 的小实验是如何构成对照的？ 在一支试管中添加纤维素酶， 另一支试管不添加纤维素酶； 尽管醋酸－醋酸钠缓冲液用量不同， 但都能维持相同的 pH。 〖思考 2〗1 个酶活力单位是指在温度为 25 ℃，其它反应条件最适宜情况下，在 1 min 内转 化 1mmol 的底物所需要的酶量。 活动 2：阅读“纤维素分解菌的筛选”，回答下列问题： 1．3 筛选纤维素分解菌的方法是刚果红染色法。该方法可以通过颜色反应直接筛选。 2．4 其原理是：刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复 合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维 素分解菌。 2．实验设计 ． 活动 3：完成实验方案流程图，讨论回答问题：土壤取样 选择培养 梯度稀释 涂布到鉴别纤维素分解菌培养基上纯化培养挑选产生透明圈的菌落微生物培养〖思考 3〗实验流程中“选择培养”的培养基类型是什么？该培养的目的是什么？ 液体选择培养基。其目的是使纤维素分解菌增殖，含量增多。 〖思考 4〗本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？- 25 -尿素分解菌的分离实验流程是将土样制成的菌悬液直接涂布在选择培养基上；本课题通过选 择培养使细菌增殖后，再涂布在鉴别培养基上。其它操作基本基本共同。 活动 4：阅读资料一“土壤取样”，回答下列问题： 2．1 纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中。 2．2 为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？ 生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解 菌的含量才会高于其它普通环境，从而提高获得目的微生物的几率。 2．3 将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？ 人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。将纸埋于深约 10cm 的腐殖土壤中。 活动 5：阅读资料二“选择培养基”，回答以下三个问题： 2．4 纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基，原因是没有添加琼脂成分。 2．5 培养基选择作用机制是以纤维素粉为唯一碳源，只有纤维素分解菌才能生存。 2．6 若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是将纤维素粉改为葡萄糖。 活动 5：阅读资料三“刚果红染色法”，填表比较两种染色法的各自的优缺点：染色法 方法一 优点 颜色反应基本上是 纤维素分解菌的作用 缺点 操作繁琐 刚果红会使菌落之间发生混杂方法二操作简便 产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈， 不存在菌落混杂问题 有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。〖思考 5〗为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？ 在选择培养条件下，可使能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这种 营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩”的作用。 3．结果分析与评价 ． 活动 6：阅读“课题延伸”，回答： 3．1 为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行 发酵产纤维素酶 实验，纤维素酶 的发酵方法有 液体 发酵和 固体 发酵。 3．2 纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的 葡萄糖 含量进行定量测定。 课堂总结、 （三）课堂总结、点评纤 维 素 分 解 微 生 物 的 分 离 纤维素酶 种类、作用、最适 pH、催化活力 前置染色法 后置染色法 富含纤维素土壤筛选原理刚果红染色实验设计土壤取样选择培养增大分解菌含量涂布培养染色鉴别纯化培养分离出分解菌（四）实例探究 例 1．有关谷氨酸发酵的叙述中正确的是 A．发酵中要不断通入空气 B．培养条件不当将不能得到产品 C．搅拌的唯一目的是使空气成为小泡 D．冷却水可使酶活性下降 解析：进行谷氨酸发酵的菌种是异养需氧型微生物，所以要在培养过程中不断通入空气，但是 必须通入的是无菌空气，普通空气是不行的，容易造成杂菌污染。搅拌不但使空气成为小气泡以- 26 -增加培养基中的溶氧量，还能使培养基与菌种充分接触，提高原料的利用率。在培养过程中，由 于微生物的代谢产热和机械磨擦生热，会使培养基的温度升高，高到一定程度，就会使酶的结构 和核酸的结构遭到破坏，培养会因此而受到影响。降低温度，是保证酶正常活性的条件之一而不 会使酶的活性下降。当培养条件不恰当时，不能得到谷氨酸。如 pH 降低时将得到乙酰谷氨酰胺， 答案：B 溶氧低时将得到乳酸或琥珀酸。 例 2．温度对发酵过程的影响，不正确的是 A．温度过高，发酵周期缩短，产量降低 B．温度不影响生物合成的途径 C．温度能影响菌种对营养物质的吸收 D．菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同 解析： 解答此题需要从以下几方面入手分析： 第一， 发酵过程需要适宜的温度， 如果温度过高， 酶很快失活，菌体衰老，发酵周期就会缩短，产量也会降低；第二，温度能影响生物合成的途径， 这是因为生物合成过程需要酶，酶的活性与温度高低有关；第三，菌种吸收营养物质一部分是通 过主动运输来完成的，需呼吸作用提供能量，这与温度有关；第四，菌体生长和产物合成需体内 旺盛的代谢作基础，而用于生长繁殖和代谢产物生成的酶不同，因此所需的最适宜的温度也不一 定相同。 答案：B ☆综合应用 例 3、淀粉酶可以通过微生物发酵生产，为了提高酶的产最，请你设计一个实验，利用诱变育 种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株。①写出主要实验步骤。②根据诱发突变率低和诱发突变不 定向性的特点预期实验结果。 提示：生产菌株在含有淀粉的固体培养基上，随其生长可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在 菌落周围形成透明圈。（2004 天津理科综合能力测试） 解析：这是一道以诱变育种、选择培养和鉴别培养等知识为载体的实验设计题，综合性强，难 ： 度较大。既要求学生掌握实验原理，也要求学生具备较强的实验设计的能力及对实验结果的预测 和分析能力。 答案： 答案： ①主要实验步骤： 第一步：将培养好的生产菌株分两组。一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理做对照。 第二步：制备含淀粉的固体培养基。 第三步：把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上，同时接种对照组，相同条 件下培养。 第四步：比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明圈变大的菌株。 ②预期实验结果： a．由于诱发突变率低，诱变组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同。 b．由于诱发突变不定向性，诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小。 板书设计】 【板书设计】【巩固练习】 巩固练习】 1．下面是弗来明对青霉素的早期研究过程： 发现问题：在培养细菌的器具中发现一种青霉菌，在这种青霉菌的周围有没有其它细菌生存? 为什么会产生这种现象? 提出假设： 设计实验：在液体中培养青霉菌后，考察这种液体对细菌增殖的影响。 实验结果：培养液使细菌的增殖停止。- 27 -结论：下面几项最适合作为该实验假设的是 B．青霉菌污染了细菌生存的环境 A．青霉菌与细菌之间是共生关系 C．青霉菌产生了对人体有益的物质 D．青霉菌能产生抑制细菌增殖的物质 2．培养流感病毒时，应选用 B．含有多种无机盐的培养液 A．固体培养基 C．活的鸡胚 D．无菌的牛肉汤 3．以下关于微生物对氧的需求的叙述中正确的是 A．产甲烷杆菌属厌氧呼吸，但氧的存在不影响其生存 B．链球菌进行厌氧呼吸，不能接触空气 C．黄色短杆菌在氧气充足时才能产生谷氨酸 D．谷氨酸棒培育杆菌是厌氧呼吸 4．可以使微生物细胞内蛋白质、核酸发生不可逆破坏的环境加素是 A．高温 B.营养成分的变化 C.氧含量 D.温度、pH、氧的共同作用 5．微生物（除病毒外）需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列 有关微生物营养的说法正确的是 A．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的 B．微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子 C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利 D．生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足 6．下列有关味精生产的一些措施的叙述，正确的是 A．常用的菌种是谷氨酸棒状杆菌和金黄色葡萄球菌 B．培养基是含有五种营养成分的合成培养基 C．在发酵中要控制的只是温度、pH、通气量 D．味精是谷氨酸经 Na2CO3 中和后，再经过过滤、浓缩、离心分离而成 7．菌落形成的根本原因是 A．细菌有鞭毛 B．细菌能运动 C．培养基有琼脂 D．子细胞成为群体 8．在接种操作的过程中，不正确的是 A．要将接种环灼烧灭菌 B．取下棉塞后要将试管口灼烧灭菌 C．将接种环伸入试管内，先接触长菌多的部位 D．接种后还要将管口灭菌加塞 9．高压蒸气灭菌的原理是 B．高压使细菌蛋白质凝固变性 A．高压使细菌 DNA 变性 C．高温烫死细菌 D．高温使细菌 DNA 变性 10．某种细菌每 30 分钟分裂一次，开始接种时为 3 个细胞，在对数生长期培养 5 个小时后， 问此时有多少细胞？A．15 B．48 C．1024 D．3072 答案：1―5 DCCAD 6―10 DDCBD 【教学反思】资料――两种刚果红染色法的比较 资料――两种刚果红染色法的比较 ―― 刚果红在筛选纤维素分解菌上的应用已经有超过 20 年的历史， 在本课题中我们给出了两种方 法。方法一是传统的方法，缺点是操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；其优点是 这样显示出的颜色反应基本上纤维素分解菌的作用。方法二的优点是操作简便，不存在菌落混杂 的问题，缺点是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生 物出现假阳性反应。但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊，因为培养基中纤维素 占主要地位，因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。方法二的另一缺点是：有些微生物具有 降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不- 28 -易区分。专题三植物的组织培养技术课题 1 菊花的组织培养【教学目标】 （一）知识与技能 1、熟悉植物组织培养的基本过程 2、理解细胞分化的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化 3、通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的能力 （二）过程与方法 归纳 MS 培养基的配制方法，并设计表格比较微生物培养基与 MS 培养基的配方的异同。 （三）情感、态度与价值观 通过阅读植物组织培养技术的发展史， 课下查阅植物组织培养技术在生产实践中应用的资料， 关注学生科学态度的教育，拓展学生视野，感受科学技术在生产实践中的重要价值。 【教学重点】植物组织培养过程中使用的无菌技术 【教学难点】植物组织培养过程中使用的无菌技术 【教学方法】启发式教学 【教学工具】多媒体课件 【教学过程】 （一）引入新课 上节课我们探讨学习了如何从土壤中分离出尿素分解菌和纤维素分解微生物及其计数方法。 这节课我们来学习研究植物的组织培养技术。 （二）进行新课 1．基础知识 ． 知识回顾：联系“植物细胞工程”，回答下列问题： 1．1 具有某种生物全套遗传信息的任何一个活细胞，都具有发育成完整个体的能力，即每个 生物细胞都具有全能性。但在生物体的生长发育过程中并不表现出来，这是因为在特定的时间和 空间条件下，通过基因的选择性表达，构成不同组织和器官。 1．2 植物组织培养技术的应用有：实现优良品种的快速繁殖；培育脱毒作物；制作人工种子； 培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等。 活动 1：阅读“植物组织培养的基本过程”，讨论并完成以下问题： 1．3 细胞分化：个体发育中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。 〖思考 1〗细胞分化是一种持久性的变化，它有什么生理意义？ 使多细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。 1．4 愈伤组织是通过细胞分裂形成的，其细胞排列疏松而无规则，高度液泡化呈无定形状态 的薄壁细胞。 〖思考 2〗填表比较根尖分生组织和愈伤组织的异同：组织类型 细胞来源 细胞形态 细胞结构 细胞排列 细胞去向 根尖 分化成多种 受精卵 正方形 无液泡 紧密 分生组织 细胞组织 愈伤组织 高度分化细胞 无定形 高度液泡化 疏松 再分化成新个体 相同点 都通过有丝分裂进行细胞增殖1．5 植物组织培养的过程可简单表示为：离体细胞、组织、器官 （又叫外植体） （脱分化） （再分化） 愈伤 胚状体 （生长） 新 个 丛芽等- 29 -活动 2：阅读“影响植物组织培养的条件”，讨论并完成以下问题： 1．6 材料：植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。菊花组织培养 一般选择未开化植物的茎上部新萌生的侧枝作材料。 〖思考 3〗一般来说，容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。 〖思考 4〗选取生长旺盛嫩枝进行组培的原因是嫩枝生理状态好，容易诱导脱分化和再分化。 1．7 营养：常用的培养基是 MS 培养基，其中含有的大量元素是 N、P、S、K、Ca、Mg，微 量元素是 Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni、I、Co，有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、 蔗糖等。 1．8 激素：在培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素，其浓度、使用的先后顺序、 用量的比例等都影响结果。 〖思考 5〗填表：激素使用的先后顺序及其用量比例对细胞分裂和分化的影响。使用顺序 实验结果 先生长素， 有利于分裂但不分化 后细胞分裂素 先细胞分裂素， 细胞既分裂也分化 后生长素 同时使用 分化频率提高 生长素／细胞分裂素比值与结果 促根分化， 比值高时 抑芽形成 促芽分化， 比值低时 抑根形成 比值适中 促进愈伤组织生长1.9 环境条件：PH、温度、光等环境条件。菊花组培所需 PH 为 5.8，温度为 18-22℃，光照条 件为每日用日光灯照射 12 小时。 2．实验设计 ． 活动 3：阅读“制备 MS 固体培养基”，回答下列问题：21 2．1 配制各种母液：将各种成分按配方比例配制成的浓缩液。使用时根据母液的浓缩倍数， 计算用量，并加蒸馏水稀释。 2．2 配制培养基：应加入的物质有琼脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有机物和植物激素的 母液，并用蒸馏水定容到 1000 毫升。在菊花组织培养中，可以不添加植物激素，原因是菊花茎段 组织培养比较容易。 2．3 灭菌：采取的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。 ［思考 6］MS 培养基中各种营养物质的作用是什么？肉汤培养基相比，MS 培养基有哪些特点？ 大量元素和微量元素提供植物细胞所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，维持细胞渗透压；甘氨 酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营 养需求。微生物培养基以有机营养为主，MS 培养基则需提供大量无机营养。 活动 4：阅读“外植体消毒”，填写下列流程图 ：阅读“外植体消毒” 填写下列流程图：旺盛 嫩枝 (流水) 冲洗 刷洗，冲洗 20 分钟左右 (氯化汞)溶液 浸泡 1～2 分钟 (无菌吸水纸) 吸干表面水分 (无菌吸水纸) 吸干表面水分 (70％的酒精) 摇动 2-3 次 6-7 秒(无菌水)清洗 3次(无菌水)清洗［思考 7］在此消毒过程中，是不是强度越大越好，为什么？ 不是。对外植体进行表面消毒时，既要考虑到药剂的消毒效果，又要考虑到植物的耐受力。 不是。对外植体进行表面消毒时，既要考虑到药剂的消毒效果，又要考虑到植物的耐受力。 3．发酵操作 ． 活动 5：阅读“接种、培养、移栽和栽培”，填写： 3．1 前期准备：用 70％的酒精消毒工作台，点燃酒精灯。注意所有接种工作都必须在酒精灯 旁进行，器械使用前后都要用火焰灼烧灭菌。 3．2 接种操作：接种过程中插入外植体时形态学上端朝上，每个锥形瓶接种 7～8 个外植体。 〖思考 8〗外植体接种与细菌接种相似之处是操作步骤相同，而且都要求无菌操作。 3．3 培养过程应该放在无菌箱中进行，并定期进行消毒，保持适宜的温度和光照。- 30 -3．4 移栽前应先打开培养瓶的封口膜，让其在培养间生长几日，然后用流水清洗根部培养基。 然后将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间，进行壮苗。最后进行露天栽培。 ［思考 9］外植体在培养过程中可能会被污染，你认为造成污染的原因有哪些？ 外植体消毒不彻底；培养基灭菌不彻底；接种中被杂菌污染；锥形瓶密封性差等。 课堂总结、 （三）课堂总结、点评基本原理 菊 花 的 组 织 培 养 基本过程 影响因素 操作流程 细胞的全能性 脱分化 愈伤组织 再分化材料性质、营养物质、调节物质、环境条件 配制 MS 固体培养基 栽培 移栽 外植体的消毒培养接种（四）实例探究 例 1 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的 方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种 苗的过程不涉及细胞的 A.有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性 解析：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后，脱分化，通过细胞分裂，形成愈伤 组织；脱分化的愈伤组织继续培养，又可重新分化成根或芽等器官；再分化形成的试管苗，移栽 到地里，可以发育成完整的植物体。由愈伤组织发育为完整的植物体体现了细胞的全能性。植物 组织培养的过程是无性繁殖的过程，不涉及减数分裂，减数分裂是生物在进行有性生殖的过程中 的一种分裂方式。本题解决的关键是要了解植物的组织培养过程。 答案：C 例 2 植物细胞表现出全能性的必要条件是 A.导入其他植物细胞的基因 B.将成熟的细胞核移植到去核的卵细胞中 C.用适当浓度的秋水仙素处理 D.脱离母体后，给予适宜的营养和适宜的温度等外界条件 解析：植物细胞只有脱离了植物体，在一定的外部因素作用下，经过细胞分裂形成愈伤组织， 才能表现出全能性，由愈伤组织细胞发育、分化出新的植物体。 答案：D ☆综合应用 例 3、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的 A.消毒灭菌 B.适宜的温度 C.充足的光照 D.适宜的养料和激素 解析：离体的植物器官、组织或细胞脱分化过程是在无菌条件下进行的，在愈伤组织形成过程 中，需要适宜的温度、一定的营养物质和植物激素的诱导，但不需要阳光。 答案：C 【板书设计】【巩固练习】 巩固练习】 1.植物组织培养技术的理论基础之一是： A.植物细胞的完整性 B.植物细胞的多样性C.植物细胞的全能性D.植物细胞杂交- 31 -2.要大量繁殖用植物体细胞杂交方法获得的植物，应该采用哪种繁殖方式？ B.分裂生殖 C.出芽生殖 D.营养生殖 A.种子繁殖 3.下列关于愈伤组织的说法中不正确的是 A.愈伤组织的细胞能够进行细胞分裂 B.用叶培养形成的愈伤组织细胞能够进行光合作用 C.培养愈伤组织的培养基中应含有有机养料 D.人们可以从愈伤组织中提取所需物质 4.在一个多细胞生物体内，存在形态、结构和生理功能上具有稳定性差异的细胞，是因为 A.细胞失去全能性 B