2017高考总复习·生物第12单元生物技术实践学案
第12单元单元过关检测.doc
第12单元第41讲传统发酵技术的应用.doc
第12单元第42讲微生物的培养与应用.doc
第12单元第43讲植物组织培养与植物有效成分的提取.doc
第12单元第44讲生物技术在其他方面的应用.doc
　　(建议用时：60分钟)
　　1．(原创题)发酵技术在我国有着悠久的历史，例如利用微生物发酵来制果酒、果醋、腐乳等。请根据传统发酵技术，回答以下问题：
　　(1)果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是________微生物，酒精发酵时一般温度要控制在________，接种时温度控制在________左右，且要通气。
　　(2)在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。在发酵过程中，随着__________的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。在______________________的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都会因无法适应这一环境而受到抑制。
　　(3)醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。在变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明，醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成________；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为________，再进一步将其转变为________。
　　(4)豆腐发酵时主要利用的是微生物产生的蛋白酶和脂肪酶等，通过发酵，豆腐中营养物质的种类 ________(填“减少”或“增多”)，且更易于消化和吸收。乳酸发酵时含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶，原因是
　　________________________________________________________________________。
　　[导学号29520669]　解析：(1)酵母菌是真核生物，其最适繁殖温度在20 ℃左右，酒精发酵时一般将温度控制在18～25 ℃。
　　(2)在发酵过程中，随着酒精度数的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都会因无法适应这一环境而受到抑制。
　　(3)醋酸菌在不同条件下呼吸产物不同。
　　(4)抗生素能够杀死乳酸菌或抑制乳酸菌的生长，所以含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。
　　答案：(1)真核　18～25 ℃　20 ℃
　　(2)酒精度数　缺氧、呈酸性
　　(3)醋酸　乙醛　 醋酸
　　(4)增多　 抗生素能够杀死乳酸菌或抑制乳酸菌的生长
　　2．(2016•四川成都模拟)某厂对苹果进行深加工中所用的菌种进行筛选及苹果加工的生产流程如图甲所示。
　　图甲
　　图乙
　　(1)苹果压榨过程中加入________酶可提高榨汁率；图甲中发酵罐Ⅰ进行的代谢反应式为__________________________；发酵罐Ⅱ需接种________菌，与发酵罐Ⅰ相比，需要不断通入________。
　　(2)图乙表示发酵罐Ⅰ、Ⅱ中主要物质的变化，曲线________代表酒精的变化，可用________________试剂检测酒精的有无。
　　(3)为获得用于生产的理想的酵母菌种，需向平板内的固体培养基中加入一定量的____________进行选择培养，培养时平板须倒置，可防止__________________________________________________；用稀释涂布平板计数法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为________________________________________________________________________。
　　[导学号29520670]　解析：(1)苹果压榨过程中加入果胶酶可提高榨汁率；图甲中发酵罐Ⅰ进行的代谢反应是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，所以应写出葡萄糖在酶催化下无氧呼吸产生酒精和CO2的反应式。发酵罐Ⅱ要产生醋酸，需接种醋酸菌，需要在有氧条件下进行。(2)发酵罐Ⅰ中开始有氧气，几乎不产生酒精，之后氧气消耗完，酒精产生越来越多，之后在发酵罐Ⅱ中接种醋酸菌，酒精逐渐变为醋酸，则酒精量逐渐减少为0，所以图乙中曲线②代表酒精的变化，检测酒精可用酸性重铬酸钾，看是否出现灰绿色现象。(3)理想的酵母菌应选择耐酸和乙醇的菌种，所以应在平板内的固体培养基中加入一定量的酒精和酸进行选择培养，培养时平板须倒置，可防止培养基表面冷凝水过多而造成其他微生物的渗透；用稀释涂布平板计数法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为培养过程中两个或多个细胞可能生长在一起形成一个菌落。
　　答案：(1)果胶　C6H12O6――→酶2C2H5OH＋2CO2　醋酸　氧气
　　(2)②　酸性重铬酸钾
　　第41讲　传统发酵技术的应用
　　[考纲点击]　运用发酵加工食品的基本方法　
　　一、果酒和果醋的制作
　　1．制作原理与发酵条件
　　果酒制作 果醋制作
　　菌种 酵母菌 醋酸菌
　　制作
　　原理 反应 有氧条件下，大量繁殖：C6H12O6＋6O2――→酶6CO2＋6H2O
　　无氧条件下，酒精发酵：C6H12O6
　　――→酶2C2H5OH＋2CO2
　　糖源、氧气充足时：
　　C6H12O6＋2O2――→酶2CH3COOH＋2CO2＋2H2O
　　缺乏糖源、氧气充足时：
　　C2H5OH＋O2――→酶CH3COOH＋H2O
　　发酵
　　条件 温度 一般酒精发酵，
　　18～25 ℃，繁殖最适为20 ℃左右 最适为30～35 ℃
　　空气 前期：需氧；后期：不需氧 需要充足的氧气
　　时间 10～12 d 7～8 d
　　2.果酒、果醋的制作流程
　　挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵
　　↓　　　↓
　　果酒　　果醋
　　二、腐乳制作
　　1．原理
　　(1)菌种：需多种微生物协同作用，其中起主要作用的是毛霉。
　　(2)菌种的作用特点
　　①蛋白质――→蛋白酶氨基酸＋小分子肽；
　　②脂肪――→脂肪酶甘油＋脂肪酸。
　　2．流程
　　让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制
　　三、泡菜的制作
　　1．泡菜的制作原理
　　(1)菌种：泡菜的制作离不开乳酸菌，在无氧条件下，将葡萄糖分解成乳酸。
　　(2)腌制条件：控制腌制的时间、温度和食盐的用量，防止杂菌污染，严格密封。
　　2．泡菜的制作流程
　　1．果酒制作的3个方面
　　(1)菌种来源：酒精发酵的菌种来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。
　　(2)发酵原理：酵母菌在有氧条件下通过有氧呼吸进行大量繁殖，在无氧条件下通过无氧呼吸产生酒精。
　　(3)酒精的检测：在酸性条件下，重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。
　　2．果醋的制作原理
　　醋酸发酵是需氧发酵，需要不断通入无菌空气。
　　3．腐乳制作的3个方面
　　(1)菌种来源：腐乳制作的主要菌种来自空气中的毛霉孢子。
　　(2)制作原理：豆腐中的蛋白质可被蛋白酶分解成氨基酸和小分子的肽，脂肪可被脂肪酶分解成甘油和脂肪酸。
　　(3)盐、酒和香辛料的作用：均有抑菌、调味的作用。
　　4．泡菜制作的2个方面
　　(1)菌种来源：制作泡菜的菌种主要来自蔬菜上的乳酸菌。
　　(2)发酵原理：泡菜制作过程的发酵主要是乳酸菌分解葡萄糖产生乳酸的过程。
　　考法一　果酒和果醋的制作
　　1．果酒和果醋制作步骤的比较
　　制果酒 制果醋
　　相同
　　过程 ①选材和材料处理：选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物后，再去枝梗
　　②制作发酵液，防止杂菌污染
　　③发酵：将葡萄汁注入发酵瓶，注意液体量不要超过发酵瓶总体积的2/3
　　不同
　　过程 ①将温度严格控制在18～25 ℃，时间控制在10～12 d左右。发酵旺盛期的CO2产量非常大，要及时排气，防止发酵瓶爆裂
　　②检测指标：7～10 d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以嗅味和品尝、用重铬酸钾检验酒精含量，进行酵母菌的镜检，测定pH等工作 ①将温度严格控制在30～35 ℃，并注意适时通过充气口充气
　　②检测指标：果醋的制作是否成功可以通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH进一步鉴定。还可以在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定
　　第42讲　微生物的培养与应用
　　[考纲点击]　1.微生物的分离和培养　2.培养基对微生物的选择作用　3.利用微生物发酵来生产特定的产物
　　一、微生物的实验室培养
　　1．培养基
　　(1)概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。
　　(2)营养构成：一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
　　(3)种类：按照物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。
　　2．无菌技术[连一连]
　　3．大肠杆菌的纯化培养
　　(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基
　　配制步骤：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。
　　(2)纯化大肠杆菌
　　①纯化大肠杆菌，其关键的步骤是接种。
　　②纯化培养方法：平板划线法和稀释涂布平板法。
　　③纯化培养原理：在培养基上得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的菌落，即可获得较纯的菌种。
　　二、土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
　　1．分离原理
　　土壤中细菌之所以能分解尿素，是由于它们能合成脲酶，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起催化作用。以尿素为唯一氮源的培养基能促进分解尿素的细菌的生长和繁殖，并抑制或阻止其他微生物的生长，从而将目的菌分离。
　　2．统计菌落数目
　　统计样品中的活菌一般用稀释涂布平板法。
　　3．实验流程
　　土壤取样→制备培养基→微生物的培养与观察→细菌的计数。
　　三、分解纤维素的微生物的分离
　　1．纤维素酶
　　(1)组成：纤维素酶是一种复合酶，它包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。
　　(2)作用
　　2．菌种筛选
　　(1)方法：刚果红染色法。
　　(2)原理
　　纤维素分解菌　　　　　　　　　↓刚果红纤维素→红色复合物――→纤维素酶红色消失、出现透明圈。
　　即：使用以纤维素为唯一碳源的选择培养基，根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
　　3．筛选流程
　　土壤取样：富含纤维素的环境
　　↓
　　选择培养：用选择培养基培养，以增加纤维素分解菌的数量
　　↓
　　梯度稀释
　　↓
　　涂布平板：将样品涂布于含CR的鉴别纤维素分解菌的培养基上
　　↓
　　挑选产生透明圈的菌落：产生纤维素酶的菌落周围出现透明圈
　　1．培养基
　　(1)培养基的概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。
　　(2)培养基的营养成分：培养基可为微生物提供碳源、氮源、无机盐和水等主要营养物质。
　　2．无菌技术
　　(1)措施：无菌技术的主要措施包括消毒和灭菌。
　　(2)常用方法：培养基灭菌常采用高压蒸汽灭菌法，接种环灭菌常采用灼烧灭菌法。
　　3．微生物的纯化与计数
　　(1)纯化微生物的方法：常用平板划线法和稀释涂布平板法。
　　(2)微生物的计数方法：常用显微计数法和稀释涂布