高中生物学科思维导图(人教版选修一)

传统发酵技术的应用果酒制作

菌种酵母菌异养兼性厌氧型单细胞真菌（葡萄皮上附着有野生型酵母菌）

原理

有氧条件：进行有氧呼吸，大量繁殖

无氧条件：进行酒精发酵

流程挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒（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）

条件控制

葡萄汁装瓶时，要留有

大约1/3的空间

温度：18～25℃

时间：10～12天左右

葡萄酒呈现深红色的原因发酵过程中，随着酒精度数的提高，红葡萄皮的色素进入发酵液

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因无法适应这种环境而受到抑制

果醋制作

菌种醋酸菌（异养需氧型细菌，变酸的酒的表面白色菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖形成的）

原理

氧气充足、糖原充足时：糖→醋酸

氧气充足，缺少糖源时：乙醇→乙醛→醋酸

流程挑选葡萄→冲洗→榨汁→（酒精发酵→）醋酸发酵→果醋

条件控制

全程通气

温度：30～35℃

时间：7～8天左右

发酵装置

①装置中a为充气口，用于向装置内通气；b为排气口，用于排出CO2；c为出料口，

用于取样检测

②b长而弯曲，目的是防止空气中微生物的污染

③此装置用于果酒制作时，应关闭充气口a，制作果醋时，应将充气口连接气泵，

输入氧气

腐乳制作

菌种主要是毛霉（异养需氧型真菌），来源于空气中的毛霉孢子

原理

蛋白酶：蛋白质→小分子的肽+氨基酸

脂肪酶：脂肪→甘油+脂肪酸

流程

让豆腐长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制

腐乳外部有一层致密的“皮”，这层“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的毛霉菌丝形成的条件控制

水含水量约70%（过高：豆腐块不易成形；过低：不利于毛霉的生长）

盐

作用①析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬；②抑制微生物生长

用量毛坯：盐=5:1（过高：会影响腐乳的口味；过低：不足以抑制微生物的生长）

用法逐层加盐，随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些

酒

作用①使腐乳具有独特的香味；②抑制微生物生长

用量约12%（过高：会使腐乳成熟时间延长；过低：不足以抑制微生物生长）

香辛料作用：①调制腐乳的风味；②防腐杀菌

温度：前期15～18℃，并保持一定的湿度

时间：6个月左右

泡菜制作

菌种乳酸菌（异养厌氧性细菌）

原理在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸

流程选择原料、预处理→调味、装坛→发酵→成品

条件控制

盐水

清水：盐=4:1

要煮沸后冷却再使用（煮沸作用：①杀灭盐水中其他细菌；②除去水中的氧气）

全程无氧；温度为室温（18～20℃为宜）

亚硝酸盐含量测定

原理在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应，再与N-1-萘基乙二胺盐酸

盐结合生成玫瑰红色染料，并与标准液比较确定亚硝酸盐含量

步骤配制溶液→制备标准液→制备样品液→比色计算

去向亚硝酸盐在人体中一般会随尿液排出，只有在特定条件下（适宜的pH、温度和

一定的微生物作用），才能转变成致癌物——亚硝胺

目的

①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

②防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出）

微

生物的培养与应用

微生物的实验室培养

培养基

成分碳源、氮源、水、无机盐、生长因子等

分类

按物理性质

固体培养基（加入了凝固剂——琼脂）

半固体培养基（加入了一定比例的琼脂）液体培养基（不加凝固剂）

按功能

选择培养基

目的

允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其它种类微生物生长的培养基举例加入青霉素，分离酵母菌和霉菌；加入高浓度食盐，分离金黄色葡萄球菌以尿素为唯一氮源，分离尿素分解菌；以纤维素为唯一碳源，分离纤维素分解菌不添加氮源，分离固氮微生物

鉴别培养基

目的

鉴定出是否有某种菌

举例

加入酚红指示剂，鉴别尿素分解菌（菌落周围变红）加入刚果红，鉴别纤维素分解菌（菌落周围出现透明圈）加入伊红美蓝，鉴别大肠杆菌（菌落呈现紫黑色或黑色）

富集培养基

使混合微生物中的特定菌种的数量比例不断增高，并引向纯培养也称营养培养基，是一种液体培养基

无菌技术

关键防止外来杂菌的入侵消毒概念使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物方法煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法等灭菌

概念用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子方法

灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌

实验流程

计算→称量→溶化→灭菌→倒平板注意

平板冷凝后，要将平板倒置，以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染

纯化大肠杆菌的方法

平板划线法

每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落

接种环在沾取菌液前、每次划线前（除沾取菌液后第1次划线）、划线结束后，都需要灼烧灭菌

稀释涂布平板法

用涂布器将一定稀释倍数的菌液均匀地涂布在培养基的表面

菌种的保存

临时保藏法将菌种接种到试管的固体斜面培养基上，长出菌落后，放入4℃的冰箱中保藏甘油管藏法

适用于需要长期保存的菌种，在菌液中加入甘油，放在–20℃的冷冻箱中保存

尿素分解菌的分离与计数

尿素

不能直接被农作物吸收，被土壤中的细菌分解成氨后，才能被植物利用（有些细菌能合成脲酶，将尿素分解成氨）

分离原理用以尿素为唯一氮源的选择培养基，使得土壤中能够合成脲酶分解尿素的细菌可以生长，其他细菌不能生长接种方法稀释涂布平板法

实验流程土壤取样→样品梯度稀释→取样接种→培养观察→菌种鉴定鉴定方法

在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂

原理：尿素被分解成氨后，培养基pH 升高，指示剂将变红

计数方法

稀释涂布平板法

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特点

适用于统计样品中活菌的数目

缺点

统计的菌落数往往比活菌的实际数目小（因为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）

平板选择选择菌落数在30～300的平板进行计数，以保证结果准确

注意某一稀释度的样品液需要涂布多个平板，计数后求平均值，以减少误差计算方法

每克（毫升）样品中的菌株数=（C/V）×M

设置对照

将不接种的空白培养基作为对照，检验培养基是否受到污染

显微镜直接计数法

原理使用血细胞计数板直接在显微镜下计数缺点

不能区分活菌和死菌

分解纤维素的微生物的分离

纤维素

是一种以葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是地球上含量最丰富的多糖类物质

棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物

纤维素分解菌能合成纤维素酶（一种复合酶，至少包括C1酶、Cx 酶和葡萄糖苷酶）分离原理

选择培养

以纤维素为主要碳源，使得纤维素分解菌能够生长，抑制或阻止其他微生物的生长

刚果红染色法

原理

刚果红与纤维素形成红色复合物，但不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应

当培养基中的纤维素被纤维素酶分解后，刚果红—纤维素的红色复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈

两种方法

先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应在倒平板时就加入刚果红

实验流程

土壤取样→选择培养（增加纤维素分解菌的浓度）→梯度稀释→将样品涂布接种到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落

发酵产纤维素酶的实验

发酵方法

纤维素酶的测定方法

液体发酵和固体发酵

是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定

配制牛肉膏蛋白胨固体培养基，和选择培养基都接种后在相同条件下培养，通过比较两者菌落数证明选择培养基是否有选择作用