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(共32张PPT)
第1讲 发酵工程
第1讲发酵工程
1.课标要求
2.考点梳理
3.解题演练
4.备战高考
5.构建网络
第1讲发酵工程
考点一　微生物的基本培养技术
1.课标要求
2.考点梳理
3.解题演练
4.备战高考
5.构建网络
学习活动
1.结合教材和课件梳理发酵工程的基础知识，边梳理边进行构建，
2.重点内容提示：
（1）培养基的类型、成分、特殊要求
（2）消毒灭菌的具体方法、适用范围
（3）微生物纯培养的过程，尤其灭菌、倒平板操作，平板划线操作及注意事项
（4）选择培养的原理、稀释涂布平板法注意事项、微生物数量测定中为什么用菌落数可以推测活菌数、选平板的原则、计数的原则公式、菌落数少于活菌数的原因、显微镜直接计数工具和误差分析
（5）土壤中分解尿素的细菌分离与计数、课后题分解纤维素的微生物的分离
1．培养基的配制
考点一　微生物的基本培养技术
类型 实例
选择培养基 培养基中加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌
培养基中加入高浓度的食盐用于分离金黄色葡萄球菌
以尿素作为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌
以纤维素作为唯一碳源的培养基用于分离纤维素分解菌
不添加氮源的培养基用于分离固氮微生物
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
培养基放在高温环境中培养能得到耐高温的微生物
鉴别培养基 加入伊红-亚甲蓝可以鉴别大肠杆菌(菌落呈黑色)
加入酚红指示剂可以鉴别尿素分解菌
加入刚果红可以鉴别纤维素分解菌
---选择培养基与鉴别培养基
1.课标要求
2.考点梳理
3.解题演练
4.备战高考
5.构建网络
2．无菌技术
考点一　微生物的基本培养技术
1.课标要求
2.考点梳理
3.解题演练
4.备战高考
5.构建网络
以下物品所采用的灭菌或消毒方法依次是
培养基VS培养皿
接种环、涂布器VS超净台
实验操作者的双手VS实验室
3．微生物的纯培养
考点一　微生物的基本培养技术
(1)概念：
(2)过程：
(3)常用方法：
(4)实例
1.课标要求
2.考点梳理
3.解题演练
4.备战高考
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[教材拾遗]
(选择性必修3P12正文)为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？平板冷凝后，为什么要将平板倒置？
提示：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面湿度也比较高，将平板倒置，既可以防止培养基表面的水分过快地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
1.课标要求
2.考点梳理
3.解题演练
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考点一　微生物的基本培养技术
2．平板划线操作的注意事项
1.课标要求
2.考点梳理
3.解题演练
4.备战高考
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考点一　微生物的基本培养技术
(1)灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液 ？
(2)第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始 ？
(3)划线时最后一区不要与第一区相连 ？
第一次操作 每次划线之前 划线结束
目的 杀死接种环上原有的微生物 杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线菌种数目减少 杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者
1．(2021·沈阳模拟)大肠杆菌是寄生于人和动物肠道中的细菌，利用其代谢产物能与染料伊红美蓝反应，使菌落呈深紫色，从而将其鉴别出来。表格是其培养基配方，相关叙述错误的是(　　)
A.培养基配方中X可以是琼脂
B．该培养基中蛋白胨提供的主要营养有氮源、碳源和维生素
C．配制培养基时，需将pH调至酸性
D．可利用培养基上菌落的特征来判断和鉴别大肠杆菌的存在
解析：C　要鉴别微生物应该用固体培养基，因此培养基配方中X可以是琼脂，A正确；该培养基中蛋白胨提供的主要营养有氮源、磷酸盐和维生素，B正确；大肠杆菌属于细菌，培养时需将pH调至中性或弱碱性，C错误；可利用培养基上菌落的特征来判断和鉴别大肠杆菌的存在，D正确。
解题分析
C
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考点一　微生物的基本培养技术
成分 蛋白胨 乳糖 磷酸二氢钾 X 蒸馏水 2%伊红水溶液 0.5%美蓝水溶液
含量 10 g 10 g 2 g 20～30 g 1 000 mL 20 mL 13 mL
联想问题：培养基的“个性定制”成分及作用、分离？扩大培养？
2．如图为实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤，下列说法不正确的是(　　)
A．步骤①使用的培养基已经灭菌并调节过pH
B．步骤②接种环经灼烧灭菌后应趁热快速蘸取菌液
C．③到④过程中，每次接种前后都需要对接种环进行火焰灼烧处理
D．步骤①②③操作时都需要在酒精灯火焰旁进行
解析：B　步骤①表示倒平板，为防止杂菌污染，在倒平板之前培养基已经灭菌并调节过pH，A正确；步骤②为用接种环蘸取菌液，需在酒精灯火焰旁等接种环冷却后蘸取，防止温度过高，将待测菌种杀死，B错误；③到④过程中，每次接种前后都需要对接种环进行火焰灼烧处理，最后一次划线后灼烧，防止污染环境，C正确；步骤①②③操作时都需要在酒精灯火焰旁进行，以防被杂菌污染，D正确。
解题分析
B
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考点一　微生物的基本培养技术
变式注意：c选项灼烧目的？
第1讲发酵工程
考点二　微生物的选择培养和计数
1.课标要求
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1．微生物的选择培养
考点二　微生物的选择培养和计数
(1)选择培养基
(2)稀释涂布平板法
①系列稀释操作
系列稀释
1.课标要求
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1．微生物的选择培养
考点二　微生物的选择培养和计数
②涂布平板操作
③培养：待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板______，放入30～37 ℃的___________中培养1～2d。
序号 图示 操作
1 取0.1 mL菌液，滴加到培养基表面
2 将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中
3 将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽，涂布器冷却后，再进行涂布
4 用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿，使涂布均匀
倒置
恒温培养箱
1.课标要求
2.考点梳理
3.解题演练
4.备战高考
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主要方法 稀释涂布平板法 平板划线法
主要步骤
接种工具
菌体获取
能否用于计数
共同点 稀释涂布平板法和平板划线法的比较
系列梯度稀释操作和涂布平板操作
接种环在固体培养基表面连续划线
涂布器
接种环
从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体
在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体
可以计数，但是操作复杂，需涂布多个平板
不能计数
使培养基上形成由单个细菌细胞繁殖而来的子细胞群体——菌落
二
微生物的选择培养
3．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
考点二　微生物的选择培养和计数
脲酶
尿素
中性
菌落数目稳定时
菌落特征
1.课标要求
2.考点梳理
3.解题演练
4.备战高考
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[教材拾遗]
1．(教材P18正文)为什么测定活菌的数量不能用平板划线法？
提示：由于在所划的线中，一般只有最后一次划线的末端才会形成只由一个细菌形成的菌落，而其他一些菌落往往由两个细菌或多个细菌繁殖而成，而在计数时一个菌落对应着一个细菌，这样在划线所得的平板中，菌落数目远低于活菌的实际数值，所以不能用平板划线法测定活菌数量。
2．(教材P19“探究·实践”)利用稀释涂布平板法纯化分解尿素的细菌时，经培养后发现培养基上出现多种菌落，可能的原因有哪些？
提示：出现杂菌污染的可能原因有：培养基制备过程中被杂菌污染；接种过程中，无菌操作不符合要求；系列稀释时，无菌操作不符合要求等。
1.课标要求
2.考点梳理
3.解题演练
4.备战高考
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考点二　微生物的选择培养和计数
2．两种微生物计数方法的比较
1.课标要求
2.考点梳理
3.解题演练
4.备战高考
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考点二　微生物的选择培养和计数
间接计数法(稀释涂布平板法) 直接计数法(显微计数法)
原理 当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，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 利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量
公式 每克样品中的菌落数＝C/V×M C：某稀释度下平板上生长的平均菌落数；V：涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)；M：稀释倍数 每毫升原液所含细菌数：每小格内平均细菌数×400×104×稀释倍数
缺点 当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 不能区分细胞死活
结果 比实际值偏小 比实际值偏大
1．地球上的植物每年产生的纤维素超过 70 亿吨，其中 40%~60%能被土壤中产生纤维素酶的某些微生物分解 利用。刚果红染液可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖 等发生这种反应。在含有纤维素的培养基中加入刚果红，刚果红与纤维素形成红色复合物；而当纤维素被 纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈（如图所示）。下列 关于纤维素分解菌的分离与计数实验，叙述错误的是(　　)
A.分离纤维素分解菌的选择培养基应以纤维素为唯一碳源
B.对纤维素分解菌计数时应选择菌落数在 30-300 之间
C.采用平板划线法统计平板上菌落数，统计值比活菌实际数低
D.通过比较得知，菌落①中的菌株分解纤维素能力最强
习题演练
考点二　微生物的选择培养和计数
C
科学素养情景拓展题：认真读题干，提取关键，理清关系，联系已有经验知识，化陌生为熟悉
变式一．(2021·德州二模)温泉中含有能够分解淀粉的耐热古细菌，在固体培养基中，该类细菌分解淀粉会形成透明圈。如图表示筛选能高效产生淀粉酶的耐热古细菌的过程，下列分析正确的是(　　)
A．②过程是利用稀释
涂布平板法分离并筛选耐热古细菌
B．配制Ⅰ号培养基时需要加入琼脂，先灭菌再调节pH
C．为防止污染需要对Ⅰ、Ⅱ号培养基及培养皿进行干热灭菌
D．从Ⅰ号培养基中选择透明圈最小的菌落接种到Ⅱ号培养基
解析：A　Ⅰ号培养基中的菌落在平板上均匀分布，由此推测可知②过程是利用稀释涂布平板法分离并筛选耐热古细菌，A正确；配制Ⅰ号培养基时需要加入琼脂，先调节pH再灭菌，B错误；培养基通常采用湿热灭菌法灭菌，培养皿为保持干燥可采用干热灭菌法灭菌，C错误；透明圈直径越大，说明产生淀粉酶的能力越强，故从Ⅰ号培养基中选择透明圈最大的菌落接种到Ⅱ号培养基，D错误。
解题分析
A
1.课标要求
2.考点梳理
3.解题演练
4.备战高考
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考点二　微生物的选择培养和计数
技巧：先读题干抓目的，重点析图，解读标注理解过程
检测：5、8、10
变式二．如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验中样品稀释示意图。据图分析正确的是(　　)
A．3号试管中的菌落稀释倍数为103倍
B．4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能是5号试管的10倍
C．5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×107个
D．该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要高
解析：B　2号试管中的菌落稀释倍数为103倍，A错误；4号试管的稀释倍数为105倍，5号试管的稀释倍数为106倍，因此4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能是5号试管的10倍，B正确；5号试管的稀释倍数为106倍，每克土壤中的菌株数为(168＋175＋167)÷3÷0.1×106＝1.7×109个，C错误；稀释涂布平板法得到的菌落可能存在两个或多个细菌细胞长成一个菌落，使该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低，D错误。
解题分析
B
1.课标要求
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考点二　微生物的选择培养和计数
注意：稀释倍数计算？直接计数？高低？鉴定？红圈直径/菌落直径
检测：11（4）高考强化5（2）倍数问题
第1讲发酵工程
考点三　传统发酵技术和发酵工程的应用
1.课标要求
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1．发酵与传统发酵技术
考点三　传统发酵技术和发酵工程的应用
1.课标要求
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3.解题演练
4.备战高考
5.构建网络
重点：①制作原理？②各发酵菌种的代谢类型、来源、温度？
③制作流程？ ④画出一套可以不用开盖放气的果酒、果醋制作装置，并分析。
⑤注意事项：最常考事项如下：
泡菜制作中盐水煮沸的原因？用水密封泡菜坛的目的？P6
泡菜坛装八成满的原因？—P6
果酒发酵罐发酵液不可装满，要留出1/3的原因？—P7
考点三　传统发酵技术和发酵工程的应用
[教材拾遗]
1．(教材P7“探究·实践”)在果酒制作中应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？
提示：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。
2．(教材P7“探究·实践”)果酒制作时，发酵瓶装入葡萄汁后留有1/3空间的目的是什么？
提示：先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽氧气后再进行酒精发酵；其次，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出。
3．(教材 P22～23图1 9)为了缩短发酵时间，确保品质稳定，工业上大规模生产时，应该怎么做？
提示：先通过微生物培养技术获得单一菌种，再将它们接种到物料中进行发酵。
1.课标要求
2.考点梳理
3.解题演练
4.备战高考
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考点三　传统发酵技术和发酵工程的应用
充气口：
排气口：
出料口：
取样检测、放出发酵液
2.考察重点——果酒、果醋的发酵装置改良
作用：酒精发酵时，排出CO2。
排气口要通过曲颈管与瓶身连接目的？
防止空气中杂菌的污染。
整理在课本P8-课后题3
改进：充气口塞入棉花或安装其他过滤装置，防止杂菌污染
1．(2021·大连二模)我国制作泡菜的历史悠久。清末曾懿《中馈录》中记载：“泡盐菜法，定要覆水坛。……。坛口上覆一盖，浸於水中，……。泡菜之水，用花椒和盐煮沸，加烧酒少许。……。如有霉花，……。”下列相关叙述错误的是(　　)
A．发酵初期出现的气泡可能来自菜上附着的酵母菌的细胞呼吸
B．“坛口上覆一盖，浸於水中”是为了创设坛内的无氧环境
C．“泡菜之水，用花椒和盐煮沸”，其目的只是调味
D．“如有霉花”说明泡菜遭到污染，可加适量烧酒抑制杂菌生长
解析：C　在制作泡菜初期，泡菜坛水槽总是有气泡冒出的主要原因是混入的其他微生物细胞呼吸释放了CO2，A正确；“坛口上覆一盖，浸於水中”是为了创设坛内的无氧环境，在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸，B正确；泡菜的制作过程中，食盐不仅有调味的作用，还能抑制杂菌的生长，C错误；“如有霉花”说明泡菜遭到污染，可加适量烧酒抑制杂菌生长，D正确。
解题分析
C
1.课标要求
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考点三　传统发酵技术和发酵工程的应用
PS：关注学科交叉，古诗古谚语中生物学知识
检测：5.2.3
题变式：八成满 ？泡菜白膜？变酸酒的菌膜？
举一反三．(2020·山东高考)我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错误的是(　　)
A．“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快
B．“鱼眼汤”现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的
C．“净淘米”是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施
D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡
解析：C　由题意可知，“浸曲发”是将酒曲浸泡活化，在活化的过程中微生物代谢加快，A正确；“鱼眼汤”是指冒出鱼眼大小的气泡，气泡是微生物进行呼吸作用产生的CO2释放形成的，B正确；酿酒过程中酵母菌进行无氧呼吸产生的酒精会抑制其他微生物的生长，而“净淘米”是防止一些杂质影响酒的品质，C错误；由题意可知，“舒令极冷”是将蒸熟的米摊开冷透，其目的是防止蒸熟的米温度过高使酒曲中的微生物死亡，D正确。
解题分析
1.课标要求
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C
第1讲发酵工程
4.（2023南通通州区3月考）与传统发酵技术相比，发酵工程的产品种类更加丰富，产量和质量明显提高。下列相关表述正确的是
A．发酵工程的中心环节是菌种的选育和扩大培养
B．通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
C．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
D．发酵过程中，条件变化会影响微生物的生长繁殖，但不会影响微生物的代谢途径
解析：发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵，A错误；单细胞蛋白是利用发酵工程获得微生物菌体，不是代谢产物B错误；发酵条件变化会影响微生物的生长繁殖和代谢途径，D错误。
解题分析
c
1.课标要求
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考点三　传统发酵技术和发酵工程的应用
课本为主，不要忽视细节！细节！
2．(2021·辽宁高考)利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌，发酵6天后，再接入活化的醋酸杆菌，发酵5天。下列有关叙述错误的是(　　)
A．乙醇既是醋酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖
B．酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖
C．酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同
D．接入醋酸杆菌后，应适当升高发酵温度
解析：B　当缺少糖源时，醋酸杆菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸，同时乙醇还可以抑制杂菌繁殖，A正确；酵母菌一般以出芽的方式繁殖，醋酸杆菌以二分裂的方式进行增殖，B错误；酵母菌发酵过程中先通气使其大量繁殖，再密闭发酵产生乙醇；醋酸杆菌为好氧菌，需持续通入无菌氧气，C正确；酵母菌适宜温度是18～30 ℃，醋酸杆菌最适温度为30～35 ℃，D正确。
解题分析
B
1.课标要求
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考点三　传统发酵技术和发酵工程的应用
注意前后知识相联系，注重比较学习策略
第1讲发酵工程
1.课标要求
2.考点梳理
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4.备战高考
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越努力越幸运
感 谢 聆 听

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