生物选修三

高中生物思维导图，介绍了传统发酵的应用、微生物的培养及应用、 发酵工程及其应用等。

发酵工程

• 传统发酵的应用
  • 发酵
    • 概念：人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物代谢转化为人类所需的产物过程
    • 原理：不同微生物具有产生不同的代谢产物的能力，因此利用他们可以生产出人们所需要的多种产物
    • 类型：好氧发酵→醋酸菌、谷氨酸发酵 厌氧发酵→酒精、乳酸发酵
  • 传统发酵技术
    • 概念：直接利用原料中天然纯在的微生物，或者是前一次发酵保留下来的面团，卤汁等发酵物中微生物发酵制作食品的技术
    • 特点：以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，
    • 类型：固体发酵→泡菜、粮食白酒、腐乳 半固体发酵→豆豉、酱、酱油
    • 腐乳直接利用天然的微生物：酵母、曲霉、毛霉（主要）
    • 原理：蛋白质在蛋白酶的作用下产生小分子的肽➕氨基酸
  • 菌种类型
    • 乳酸菌：原核生物；异养厌氧型；18℃~20℃；密闭不需O₂
    • 酵母菌：真核生物；兼性异养型；18℃~30℃；前期需O₂
    • 醋酸菌：原核生物；异养好氧型；30℃~35℃；一直需O₂
  • 制作泡菜
    • 菌种：醋酸菌
    • 过程：制备盐水→菜料装坛→加入盐水→液封发酵
    • 主要原因：
      • 盐水煮沸：防止杂菌污染和去除水中的溶解氧
      • 水槽中注满水：创造无氧条件，利于溶酸菌发酵
      • 坛中加陈泡菜水：增加乳酸含量
      • 泡菜咸而不酸：食盐过多，抑制乳酸生长
• 微生物的培养及应用
  • 培养基的配置
    • 作用：用以培养、分离、鉴定和保存微生物或积累其代谢物
    • 类型：液体、半固体、固体（加凝固剂：琼脂）培养基
    • 成分：碳源（葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等）、氮源（牛肉膏、蛋白胨、氨基酸、尿素等）、无机盐、水
    • 乳酸杆菌➕维生素 霉菌：酸性细菌：中性或弱碱性
  • 无菌技术
    • 概念：消毒：用物理化学或生物等方法杀死物体表面内部一部分微生物 杀菌：用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢、孢子
    • 常用方法
      • 消毒：煮沸、巴氏、紫外线、化学药物进分消毒法
      • 杀菌：湿热（高压蒸汽灭菌）、干热、灼烧灭菌
  • 微生物的选择培养和计数
    • 选择培养基：在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他微生物生长和培养，一般为固体培养基
    • 微生物的培养
      • ❶稀释涂布平板法
        • 系列梯度稀释
        • 涂布平板
        • 用于分离和计数
      • ❷过程：土豆取样→等比稀释→涂布平板→恒温培养
    • 微生物的数量测定
      • ❶稀释涂布平板法：一般选择菌落在30~300个平板 统计菌落数目比活菌实际数目少：当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
      • ❷显微镜计数
        • 血细胞计数板：用于较大的酵母菌细胞，霉菌孢子等
        • 细菌计数板：用于细菌等较小的细胞
        • 缺点：统计结果比实际数目大：统计结果一般是活菌数和死菌数的总和，不适用对运动细菌的计数
    • 子主题
  • 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
    • 制备培养基
      • 选择培养基：以尿素作为唯一氮源
      • 全培养基：牛肉膏蛋白胨培养基
      • 作为对照，检验培养基是否有选择作用
    • 检验：在培养基中加入酚红指示剂
      • 液体培养基：直接看液体颜色的变化情况
      • 固体培养基：观察菌落周围是否出现红色环带
      • 刚果红→鉴别千维素 ，看是否出现透明圈
      • 溶液变红色
• 发酵工程及其应用
  • 发酵工程的基本环节：菌种选育（❶自然界中筛选；❷诱变育种；❸基因工程育种）→扩大培养→培养基的配置、灭菌→接种→发酵（中心环节）→产品分离与提存
  • 应用特点：生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一