第一讲微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用 专题八生物技术实践 选修部分 题组1微生物利用 1 2009 安徽理综 6 下列是关于 检测土壤中细菌总数 实验操作的叙述 其中错误的是 A 用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基 经高温 高压灭菌后倒平板B 取104 105 106倍的土壤稀释液和无菌水各0 1mL 分别涂布于各组平板上C 将实验组和对照组平板倒置 37 恒温培养24 48小时D 确定对照组无菌后 选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数 解析 检测土壤中细菌总数 用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基 经高温 高压灭菌后倒平板 取104 105 106倍的土壤稀释液和无菌水各0 1mL 分别涂布于各组平板上 将实验组和对照组平板倒置 37 恒温培养24 48小时 在确定对照组无菌后 选择菌落数在30 300的一组平板为代表进行计数 答案 D 2 2009 宁夏理综 40 1 在大肠杆菌培养过程中 除考虑营养条件外 还要考虑 和渗透压等条件 由于该细菌具有体积小 结构简单 变异类型容易选择 等优点 因此常作为遗传学研究的实验材料 2 在微生物培养操作过程中 为防止杂菌污染 需对培养基和培养器皿进行 消毒 灭菌 操作者的双手需进行清洗和 静止空气中的细菌可用紫外线杀灭 其原因是紫外线能使蛋白质变性 还能 3 若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数 要想使所得估计值更接近实际值 除应严格操作 多次重复外 还应保证待测样品稀释的 温度 酸碱度 易培养 生活周期短 灭菌 消毒 损伤DNA的结构 比例合适 4 通常 对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状 大小等菌落特征对细菌进行初步的 5 培养大肠杆菌时 在接种前需要检测培养基是否被污染 对于固体培养基应采用的检测方法是 6 若用大肠杆菌进行实验 使用过的培养基及培养物必须经过 处理后才能丢弃 以防止培养物的扩散 鉴定 或分类 将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间 观察培养基上是否有菌落产生 灭菌 解析 1 大肠杆菌具有体积小 结构简单 变异类型容易选择 易培养 生活周期短等优点 培养过程中 除考虑营养条件外 还要考虑温度 酸碱度和渗透压等条件 2 灭菌是用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物 所以对培养基和培养皿进行灭菌 消毒是用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物 操作者的双手需要进行清洗和消毒 紫外线能使蛋白质变性 还能损伤DNA的结构 3 稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释 然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面 进行培养 应保证样品稀释的比例适合 4 对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状 大小等菌落特征对细菌进行初步的鉴定 5 培养大肠杆菌时 在接种前需要检测培养基是否被污染 对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间 观察培养基上是否有菌落产生 6 因为有的大肠杆菌会释放一种强烈的毒素 并可能导致肠道出现严重症状 使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃 以防止培养物的扩散 3 2010 山东理综 34 生物柴油是一种可再生的清洁能源 其应用在一定程度上能够减缓人类对化石燃料的消耗 科学家发现 在微生物M产生的脂肪酶作用下 植物油与甲醇反应能够合成生物柴油 如下图 1 用于生产生物柴油的植物油不易挥发 宜选用 方法从油料作物中提取 2 筛选产脂肪酶的微生物M时 选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供 培养基灭菌采用的最适方法是 法 3 测定培养液中微生物数量 可选用 法直接计数 从微生物M分离提取的脂肪酶通常需要检测 以确定其应用价值 为降低生物柴油生产成本 可利用 技术使脂肪酶能够重复使用 4 若需克隆脂肪酶基因 可应用耐热DNA聚合酶催化的 技术 压榨 萃取 碳源 高压蒸汽灭菌 显微镜直接计数 酶活性 或 酶活力 固定化酶 或 固定化 细胞 PCR 或 多 聚酶链式反应 聚合酶链式反应 解析 1 因为植物油不易挥发 不能选用蒸馏法 可以用压榨法 萃取法从油料作物中提取 2 微生物的生长需要水 碳源 氮源和无机盐等 选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供碳源 分析灼烧灭菌 干热灭菌和高压蒸汽灭菌等实验室常用灭菌方法的特点可知 培养基灭菌采用的最适方法是高压蒸汽灭菌法 3 测定培养液中微生物的数量 可选用显微镜直接计数法直接计数 提取的脂肪酶在应用于实验生产之前 要先检测其活性 以确定其应用价值 固定化酶技术可以实现酶的反复利用 降低了生产成本 4 在应用PCR技术扩增DNA片段时 DNA合成 延伸 时温度要控制在72 需要具有较强的耐热性的DNA聚合酶催化 4 2010 重庆理综 31 炭疽病是由炭疽杆菌引起的一种人畜共患传染病 炭疽杆菌两端截平 呈竹节状排列 菌落呈卷发状 对炭疽病疑似患者 可根据噬菌体的宿主专一性 通过实验确诊 1 细菌培养 采集疑似患者的样本 分离培养 获得可疑菌落 2 细菌鉴定 实验流程如图所示 对配制的液体培养基等需采取 方法灭菌 实验所用液体培养基的碳源为 填 无机碳 或 有机碳 挑选可疑菌落制片后 用 观察 可看到呈竹节状排列的杆菌 接种可疑菌后 35 培养24小时 液体培养基变浑浊 原因是 对照组试管中应加入 与实验组同时培养6小时后 若实验组液体培养基的浑浊度比对照组 填 高 或 低 则可明确疑似患者被炭疽杆菌感染 反之则排除 对排除的疑似患者及易感人群 可接种炭疽杆菌疫苗 刺激机体产生相应抗体 与产生抗体相关的细胞除T细胞 B细胞外 还有 高压蒸汽 98kPa蒸汽 有机碳 显微镜 细菌大量繁殖 等量生理盐水 低 吞噬细胞 效应B细胞 解析 2 微生物的培养基配制后常用高压蒸汽法灭菌 由于炭疽杆菌是异养型微生物 培养基中应加有机碳作碳源 炭疽杆菌呈竹节状排列 需借助显微镜观察 接种培养后 液体培养基由澄清变浑浊 应是炭疽杆菌大量繁殖的结果 实验组与对照组的设置应遵循单一变量原则和等量原则 实验组加入生理盐水配制的澄清噬菌体液 对照组应加入等量的生理盐水 若疑似患者被炭疽杆菌感染 则培养6小时后 实验组中的炭疽杆菌由于噬菌体侵染而大量裂解死亡 浑浊度会明显低于对照组 接种疫苗后 机体通过体液免疫产生抗体 与此相关的细胞有吞噬细胞 T细胞和效应B细胞 题组2生物技术在食品加工及其他方面的应用 5 2010 北京理综 1 在家庭中用鲜葡萄制作果酒时 正确的操作是 A 让发酵装置接受光照B 给发酵装置适时排气C 向发酵装置通入空气D 将发酵装置放在45 处解析 本题主要考查果酒制作的相关知识 A项 制作果酒所使用的菌种是酵母菌 酵母菌的生长与光照无直接联系 B项 在发酵过程中会产生CO2 因而要给发酵装置适时排气 C项 酵母菌发酵是在无氧条件下进行的 因而不能向装置中通入空气 D项 酵母菌进行酒精发酵时一般将温度控制在18 25 答案 B 6 2010 广东理综 25 小李尝试制作果酒 他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行试验 见图 恰当的做法是 双选 A 加入适量的酵母菌B 一直打开阀b通气C 一直关紧阀a 偶尔打开阀b几秒钟D 把发酵装置放到4 冰箱中进行实验 解析 本题主要考查果酒制作的相关知识 A项 果酒制作所需的菌种是酵母菌 因而需要在发酵装置中加入适量的酵母菌 B项 果酒制作利用酵母菌的无氧呼吸 因而不能一直打开阀b通气 C项 阀a连的通气管深入葡萄汁内 不能打开 以免影响酵母菌的无氧呼吸及避免杂菌污染 阀b连的通气管偶尔打开的原因是排出酵母菌无氧呼吸产生的CO2 D项 酒精发酵的温度一般控制在18 25 不能放到4 的冰箱中 答案 AC 7 2010 江苏生物 7 下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程 下列叙述正确的是 A 过程 和 都只能发生在缺氧条件下B 过程 和 都发生在酵母细胞的线粒体中C 过程 和 都需要氧气的参与D 过程 所需的最适温度基本相同 解析 生产果酒的菌种是酵母菌 属于兼性厌氧型真核单细胞生物 生产果醋的菌种是醋酸菌 属于好氧型原核生物 图中过程 不在线粒体内进行 且与氧气存在与否无关 故A B不正确 酵母菌发酵的最适温度为20 左右 醋酸菌发酵的最适温度为30 35 故D不正确 而 过程都需要氧气参与 答案 C 8 2010 全国新课标 39 下列是与芳香油提取相关的问题 请回答 1 玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取 其理由是玫瑰精油具有 的性质 蒸馏时收集的蒸馏液 是 不是 纯的玫瑰精油 原因是 2 当蒸馏瓶中的水和原料量一定时 蒸馏过程中 影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和 当原料量等其他条件一定时 提取量随蒸馏时间的变化趋势是 易挥发 难溶于水 化学性质稳定 不是 玫瑰精油随水蒸气一起蒸 馏出来 所得到的是油水混合物 蒸馏温度 在一定的时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加 一定时间后提取量不再增加 3 如果蒸馏过程中不进行冷却 则精油提取量会 原因是 4 密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度 的地方 目的是 5 某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示 提取精油时采摘花的最合适时间为 天左右 6 从薄荷叶中提取薄荷油时 能 不能 采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法 理由是 下降 部分精油会随水蒸气挥发而流失 较低 减少挥发 或防止挥发 a 能 薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似 解析 1 由玫瑰精油的化学性质稳定 耐一定程度高温 易挥发 水蒸气可以将精油携带出来 难溶于水 冷却后油水会重新分层 所以玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取 2 当水和原料量一定时 影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和蒸馏温度 在一定的时间内随着蒸馏时间的延长提取量不断增加 一定时间后不再增加 如果蒸馏温度过高 提取量也会减少 3 如果蒸馏过程中不进行冷却 部分精油会随水蒸气挥发 则精油提取量会下降 4 玫瑰精油具有挥发性 瓶装精油时若密封不严 需要低温保存 以减少挥发 5 分析图示可知 在该植物花的蓓蕾期与开放期之间 即a时期 精油含量最高 6 由于薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似 易挥发 难溶于水 化学性质稳定 故可以用水蒸气蒸馏法提取 考点1微生物的培养与应用 1 微生物的实验室培养 1 培养基 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 分类和应用 营养基质 制备 计算 称量 溶化 倒平板 2 无菌技术主要是为了防止外来杂菌的入侵 重点是消毒和灭菌 消毒和灭菌的区别 灭菌 三种常用灭菌方法的比较 3 微生物的纯化培养包括培养基的制备和纯化微生物两个阶段 纯化微生物时常用的接种方法是平板划线法和 接种环 接种针 充分燃烧层 干热灭菌箱 100 稀释涂布平板法 2 微生物的分离和计数 1 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 筛选菌株 利用筛选菌株 测定微生物数量的常用方法统计菌落数目和 土壤取样 样品的稀释 微生物的培养与观察 选择培养基 显微镜直接计数 2 分解纤维素的微生物的分离 实验原理即 可根据是否产生来筛选纤维素分解菌 流程 土壤取样 选择培养 梯度稀释 涂布平板 挑选菌落 透明圈 例1 从自然菌样筛选较理想的生产菌种的一般步骤是 采集菌样 富集培养 纯种分离 性能测定 1 不同微生物的生存环境不同 获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样 然后再按一定的方法分离 纯化 培养嗜盐菌的菌样应从 环境采集 2 富集培养指创设仅适合待分离微生物旺盛生长的特定环境条件 使其在群落中的数量大大增加 从而分离出所需微生物的培养方法 对产耐高温淀粉酶微生物的富集培养应选择 的培养基 并在 条件下培养 海滩等高盐 以淀粉为唯一碳源 高温 3 下面两图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图解 请分析接种的具体方法 获得图A效果的接种方法是 获得图B效果的接种方法是 4 配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行 接种前要进行 在整个微生物的分离和培养中 一定要注意在 条件下进行 稀释涂布平板法 平板划线法 pH调整 高压蒸汽灭菌 无菌 考点2传统发酵