浙江专版2019版高考生物一轮复习第九单元实验专题第32讲生物技术在食品加工中的应用植物的组织培养课件.pdf
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1、第32讲 生物技术在食品加工中的应用、植物的组织培养 第九单元 生物技术实践 考试标准必考加试考试标准必考加试 1.果酒及果醋的制作 3.植物的组织培养 2.泡菜的腌制和亚硝 酸的测定 考点一 果酒及果醋的制作 考点三 植物的组织培养 考点二 泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定 模拟演练 课时训练 内容索引 果酒及果醋的制作 考点一 1.用葡萄制作葡萄酒用葡萄制作葡萄酒 (1)实验原理:葡萄酒是酵母利用葡萄糖进行 的产物。 酵母菌只有在 条件下才能进行酒精发酵,即将葡萄糖氧化成乙醇。但 是当培养液中乙醇的浓度超过 时,酵母菌就会死亡。葡萄糖氧化成乙 醇的反应式: 。 (2)实验步骤:冲洗(用鲜红紫色的
2、 溶液浸泡葡萄,用清水冲洗) 榨汁制作酵母悬液(干酵母水少许 )装入发酵瓶(装量不要超 过 )酒精发酵(在2530 的条件下放置23天,当发酵瓶中停止 ,即表示发酵完毕)过滤、分装、保存(用两层纱布过滤发酵液)。 知识梳理 酒精发酵(乙醇发酵) 无氧 16% C6H12O6 2CO22C2H5OH 高锰酸钾 蔗糖 2/3 出现气泡 2.用果汁制作果酒用果汁制作果酒 (1)实验原理:用葡萄制作的葡萄酒 糖,酒精含量也低(平均的体 积分数为 ),而用果汁制作的果酒,其酒精含量较高(体积分数约 为 ),含糖量也较高。 (2)实验步骤:选择材料(最好选择 )制取果汁配料(200 g蔗糖 1 L果汁酵母
3、悬液)发酵静置用 取出。 不含 8% 15% 苹果 虹吸法 3.用果酒制作果醋用果酒制作果醋 (1)实验原理:醋化醋杆菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸,反应式 为 。 (2)实验步骤:连接发酵装置加入 发酵并检测 调 节 测定pH,监控发酵情况。 C2H5OHO2 CH3COOHH2O 醋化醋杆菌pH 活塞,控制流量 思考讨论思考讨论 1.观察A、B发酵菌种,掌握它们的区别,并归纳参与传统发酵的微生物。 (1)图中A可表示 发酵菌种的细胞模式图,该菌种主要来自附着在葡萄皮 上的野生型 ,A不同于B最显著的特征是A具有 。 (2)图中B可表示 发酵菌种的细胞模式图,该菌种可从 表面的 菌膜中获取,
4、B没有 (细胞器),故需氧呼吸的场所是细胞溶胶和细胞膜。 酒精 细胞核 醋酸 酵母菌 变酸的酒 线粒体 区别酒精发酵醋酸发酵 微生物酵母菌醋化醋杆菌 温度_3035 氧气前期 ,后期_ 发酵时间23 d/1012 d78 d 联系 发酵为 发酵提供营养物质(乙醇),制作流程如下: 2.酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系 2530 /1825 不需氧需氧一直需氧 酒精醋酸 1.(2017学军中学期末)右面是果酒和果 醋制作的实验流程和某同学设计的果酒 和果醋的发酵装置。 下列相关叙述中,错误的是 A.根据图1可知,利用葡萄制作果醋时,必 须先进行酒精发酵然后再进行果醋发酵 B.冲洗葡萄时不能次数过多
5、,否则果酒的制作会失败 C.图2的装置中排气口弯曲可防止被空气中的杂菌污染 D.制作果酒要关闭充气口、打开排气口,制作果醋时充气口和排气口都要打开 解题探究 答案解析 解析 解析 图1中的流程是酵母菌发酵产生果酒及醋化醋杆菌利用果酒发酵 产生果醋的过程,但醋化醋杆菌也可以在糖源和氧气充足的条件下直接 利用糖类进行果醋发酵,A项错误; 个人用简易装置制作果酒时,所利用的酵母菌来自葡萄皮的表面,所以 不能将葡萄冲洗次数过多,以免冲洗掉野生型酵母菌,B项正确; 图2中的排气口弯曲可避免被空气中的杂菌污染,C项正确; 由于酵母菌在需氧呼吸阶段利用的氧气来自装置中的空气,且厌氧呼吸 阶段需要保持无氧状态
6、,所以无需打开充气口,而发酵过程中会有二氧 化碳产生,所以要打开排气口;醋化醋杆菌属于需氧菌,所以要始终将 充气口打开,D项正确。 2.如图为果酒和果醋的制作流程,请回答下列问题: (1)清洗葡萄时应特别注意不能反复冲洗,以防止 。 答案 菌种流失 解析 解析解析 果酒制作中利用的酵母菌来自葡萄皮上的野生型酵母菌,清洗葡 萄时应特别注意不能反复冲洗,以防止菌种流失。 (2)从自然菌样中筛选较理想的醋化醋杆菌进行纯化培养,通常采用_ (方法)接种,接种之前要对接种工具进行_ ,避免接种工具上可能存在的微生物污染培养基。 答案 划线 解析 解析解析 从自然菌样中筛选较理想的醋化醋杆菌进行纯化培养,
7、通常采用 划线分离法或涂布分离法接种,接种之前要对接种工具进行灼烧灭菌处 理,避免接种工具上可能存在的微生物污染培养基。 灼烧分离法(或涂布分离法) (灭菌)处理 (3)果酒的制作离不开酵母菌,在酵母菌的酒精发酵过程中,通常将温度 控制在 。由果酒转变成果醋的制作时,需要改变的环境条件 是 和温度控制在3035 。写出由果酒 酿制成果醋过程的总反应式: 。 答案 2530 解析 解析解析 果酒的制作离不开酵母菌,在酵母菌的酒精发酵过程中,通常将 温度控制在2530 ,醋化醋杆菌是需氧菌,因此由果酒转变成果醋的 制作时,需要改变的环境条件是通入氧气。由果酒酿制成果醋过程的总 反应式为:C2H5O
8、HO2CH3COOHH2O。 有氧(通入无菌空气或通入氧气) C2H5OHO2 CH3COOHH2O (4)若果汁中含有醋化醋杆菌,在果酒发酵旺盛时,醋化醋杆菌 (填 “能”或“不能”)将果汁中的糖发酵为醋酸,理由:_ 。 答案 不能 解析 解析解析 若果汁中含有醋化醋杆菌,在果酒发酵旺盛时,醋化醋杆菌不能 将果汁中的糖发酵为醋酸,因为果酒发酵是在缺氧环境中进行的,而醋 化醋杆菌是好氧细菌,果酒发酵的缺氧环境能抑制醋化醋杆菌生长。 在果酒发酵旺盛时, 发酵环境中无氧 (5)在用果汁制作果酒的过程中,发酵瓶溶液中pH的变化是 。 A.增大 B.不变 C.减小 D.先减小后增大 答案 C 解析 解
9、析解析 在用果汁制作果酒的过程中,由于产生C2H5OH的同时产生CO2, 因此发酵瓶溶液中的pH减小。 方法规律方法规律 发酵条件的控制发酵条件的控制 (1)酵母菌的繁殖需大量氧气,而发酵过程进行厌氧呼吸,故果酒制作 的前期应通入氧气,而后期应保证严格的无氧环境。 (2)果醋制作过程中要求始终通氧,缺氧时醋化醋杆菌的生长、增殖都 会受到影响,醋酸的生成也会受到影响。 泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定 考点二 1.泡菜的制作泡菜的制作 (1)菌种:主要是 和 。 (2)原理:在 条件下,微生物将蔬菜中的糖和其他营养物质发酵成 和醇类物质等。 知识梳理 乳酸菌假丝酵母 无氧 有机酸 (3)制作流程 热水
10、 盐水白酒 水 1 2.亚硝酸盐的测定亚硝酸盐的测定 (1)测定原理 亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,这一产物再与N-1-萘基 乙二胺偶联,形成 产物,可用 法定量测定。 (2)亚硝酸盐的定量测定流程 样品处理:泡菜25 g制匀浆过滤后调pH到8.0加25 mL 溶液 加 溶液至产生白色沉淀水浴加热至60 C过滤取滤液和洗 涤液定容至500 mL。 测定:10 mL样品溶液4.5 mL氯化铵缓冲液2.5 mL 60%乙酸溶液 5 mL显色液定容至25 mL暗处静置25 min在550 nm处测定光密度 值(以10 mL水为空白对照)。 紫红色光电比色 硫酸锌 氢氧化钠 计算: 公式:X
11、1 X1:样品中亚硝酸盐含量,单位 mg/kg; m1:样品质量,单位 g; m2:通过标准曲线得到的 ,单位 g; V1: 总体积; V2: 体积。 样品处理液 亚硝酸盐质量 测定用样品液 标准曲线的绘制:以亚硝酸钠质量为横坐标,以光密度值(OD值)为纵 坐标,绘制标准曲线。 3.泡菜制作的关键点泡菜制作的关键点 (1)防止杂菌污染:每次取样用具要洗净,要迅速封口。 (2)氧气需求 泡菜坛要选择气密性好的容器,以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵, 防止蔬菜腐烂。 泡菜坛内要注满水,以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境,并注意在 发酵过程中经常补水。 (3)温度:发酵过程温度控制在室温即可,最好在2
12、636 。温度过高, 则易滋生杂菌;温度过低,则发酵时间延长。 思考讨论思考讨论 1.如何营造泡菜制作中的“无氧环境”? 提示提示 (1)选择的泡菜坛要密封性好;(2)加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水, 使盐水没过全部菜料;(3)盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。 2.在泡菜制作过程中亚硝酸盐的含量有怎样的变化规律?为什么要测定亚 硝酸盐的含量? 提示提示 在泡菜制作过程中,亚硝酸盐的含量先增加后减少。测定亚硝酸盐 含量的目的是掌握取食泡菜的时机。 提示 3.热图解读:下表中甲丙为泡菜、果醋、果酒等发酵食品的制作装置图, 请据图分析: 食品 主要 微生物 制作装 置或操 作步骤 (1)图中
13、分别是哪种发酵食品? 提示提示 果酒、果醋、泡菜。 (2)图中分别是哪种菌种?分别是真核生物还是原核生物? 提示提示 酵母菌、醋化醋杆菌、乳酸菌,其中酵母菌为真核生 物,醋化醋杆菌、乳酸菌为原核生物。 (3)甲丙装置或者步骤是否存在缺陷?试具体分析指出。 提示提示 甲装置中排气管不应插入到发酵液内。 (4)说明丙装置中“放水”的作用。 提示提示 装置中“放水”的作用在于为泡菜坛营造无氧环境。 提示 纵轴标识依次为 、 、 。 (5)下图为丙装置乳酸菌的数量、乳酸和亚硝酸盐的含量随时间变化 的曲线,请将三幅图分别填上“纵轴标识”。 乳酸菌数量 亚硝酸盐含量 乳酸含量 1.(2017嘉兴模拟)家庭
14、中制作泡菜的方法:新鲜的蔬菜经过整理、清洁后, 放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中,然后向坛中加入盐水、香辛 料及一些“陈泡菜水”,密封后置于温度适宜的地方。下列与此过程相 关的叙述,不正确的是 A.用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒 B.加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种 C.制作泡菜的过程中,有机物的干重和种类将减少 D.若制作的泡菜咸而不酸最可能的原因是大量的食盐抑制了乳酸菌的发 酵过程 解题探究 答案解析 解析 解析 用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒,A正确; “陈泡菜水”中含有大量的乳酸菌菌种,制作泡菜时加入“陈泡菜水” 可以实现接种乳酸菌菌种的目的,B正确; 制作泡菜的过程中,由于呼吸
15、作用的消耗,有机物的干重将减少,但 坛内有机物的种类将增加,C错误; 若放入的食盐过多,抑制了乳酸菌的发酵,就会使制作的泡菜“咸而 不酸”,D正确。 2.(2017宁波模拟)下图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示 意图,请据图回答下列问题: (1)制作泡菜时加入已腌制过的泡菜汁的目的是_ 。 答案 接种已经扩增的发酵菌, 加速发酵过程 (2)泡菜在腌制时,抑制有害菌繁殖是关键。下列与此无关的叙述是 A.白菜在开水中浸1 min,热水洗坛内壁两次 B.加入适量糖和调味品 C.坛口用水封好,防止空气进入 D.加入适量的盐水、白酒 答案 (3)亚硝酸盐与显色剂会生成 色产物。对亚硝酸盐的定量
16、测定可以 用 法测出光密度值,利用预先建立的 估算出样品中 的亚硝酸盐含量。在进行样品测定时,要取等量水进行同样的测定, 目的是 。 分析下图的曲线可知,食用泡菜的最佳时间是 点。 答案 紫红 光电比色标准曲线 作为空白对照 C (4)若要分离出变质泡菜中的细菌,下列叙述错误的是 A.取变质泡菜汁用无菌水配制成悬液 B.用划线分离法更易获得单菌落 C.需要配制合适的培养基 D.培养用具、培养基必须是无菌的 答案 归纳提升归纳提升 1.泡菜腌制的注意事项泡菜腌制的注意事项 (1)材料的选择及用量 蔬菜应新鲜,若放置时间过长,亚硝酸盐含量增多。 清水和盐的质量比为41,盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大
17、作用,一是除去 水中的O2,二是杀灭盐水中的其他微生物。 (2)防止杂菌污染:每次取样用具要洗净,要迅速封口。 (3)O2需求:泡菜坛要选择透气性差的容器,泡菜坛坛盖边缘的凹槽内注满水, 在发酵过程中经常补水,以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。 (4)温度:发酵过程温度控制在室温即可,温度过高易滋生杂菌,温度过低会使 发酵时间延长。 发酵 时期 乳酸菌数量乳酸含量亚硝酸盐含量 发酵 初期 少(有O2,乳酸菌活 动受抑制) 少增加(硝酸盐还原菌的作用) 发酵 中期 最多(乳酸抑制其他 菌的活动) 积累、增多、 pH下降 下降(硝酸盐还原菌受抑制, 部分亚硝酸盐被分解) 发酵 后期
18、减少(乳酸继续积累, pH继续下降,抑制 乳酸菌的活动) 继续增多, pH继续下降 下降至相对稳定(硝酸盐还原 菌被完全抑制) 2.泡菜腌制过程中,乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化泡菜腌制过程中,乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化 植物的组织培养 考点三 1.组织培养的概念组织培养的概念 取一部分植物组织,在 的条件下接种在三角瓶中的琼脂培养基上, 给予一定的 和 ,使之产生 ,或进而生根发芽。 2.组织培养的原理组织培养的原理 植物细胞的 。 无菌 温度 知识梳理 光照愈伤组织 全能性 比例结果 细胞分裂素和生长素的比例_诱导芽的生成 细胞分裂素和生长素的比例_愈伤组织继续生长而不分化 细胞分裂素和生
19、长素的比例低 _ 3.培养基中加入的激素培养基中加入的激素 (1)激素种类:生长素和细胞分裂素,两者的 比决定组织是生根, 还是生芽。 (2)激素的使用比例 摩尔浓度 高 大致相等 会趋于长根 4.实验中使用的激素实验中使用的激素 代替生长素, 代 替细胞分裂素。 5.菊花的组织培养的实验内容菊花的组织培养的实验内容 (1)发芽培养基和生根培养基的比较 发芽培养基:细胞分裂素摩尔浓度 生长素摩尔浓度的培养基。 生根培养基:生长素摩尔浓度 细胞分裂素摩尔浓度的培养基。 人工合成的萘乙酸(NAA)人工合成的苄基腺嘌呤(BA) 大于 大于 (2)实验内容 以菊花为材料进行组织培养,首先,用细胞分裂素
20、相对较多和生长素相 对较少的培养基( 培养基)进行培养,使其长出较多的丛状苗;然后 将丛状苗分株培养。分株后,再移入含有较多生长素的培养基( 培 养基)中,使其生根;将生根的苗从三角瓶中移至 中继续 生长,23天后打开玻璃罩逐渐降低湿度进行锻炼,直到将罩全部打开 处于自然湿度下为止;苗健壮后再移至土中。 发芽 生根 草炭土或蛭石 6.菊花的组织培养的实验步骤菊花的组织培养的实验步骤 (1)配制 培养基:由大量元素、微量元素和有机成分组成。 (2)取外植体:在超净台上将 切段,每段至少有1张叶片。 (3)生芽培养:在 中放入23段幼茎切段,日光灯下保持_ 的温度培养,每天的光照时间不少于 h。
21、(4)生根培养:23周后,将生长健壮的丛状苗在无菌条件下转入_ 中,在上述条件下继续培养。 MS 无菌培养的菊花幼苗 生芽培养基 18 14.5 25 生根培 养基 (5)适应锻炼:将苗移至 中,用玻璃罩或塑料布保持80%以 上的湿度,23天后打开玻璃罩逐渐降低湿度进行锻炼,直至将罩全部 打开处于 下为止。 (6)定植:将苗转移到 中培养。 (7)自然生长的茎进行组织培养的步骤:可取一段茎在 中浸泡 10 min,再放入 溶液中浸泡5 min,然后用另一 溶 液浸泡5 min,最后在超净台中用 清洗,将茎的切段培养在 培 养基中。 草炭土或蛭石 自然湿度 土 70%乙醇 5%次氯酸钠5%次氯酸
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