選修一微生物實(shí)驗(yàn)

1、選修一微生物實(shí)驗(yàn)（二）選修一微生物實(shí)驗(yàn)（二）果酒及果醋的制作果酒及果醋的制作【實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理】酵母菌能以葡萄汁中的葡萄糖為原料，在無(wú)氧的條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵。醋酸桿菌在有氧的情況下，可將酒精轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿帷！痉椒ú襟E方法步驟】【練習(xí)題練習(xí)題】1是果酒和果醋醋作的實(shí)驗(yàn)流程和某同學(xué)設(shè)計(jì)的果酒和果醋的發(fā)酵裝置。根據(jù)圖示回答下列問題：（1）完成圖1中的實(shí)驗(yàn)流程。（2）沖洗的主要目的是洗去浮塵_，沖洗應(yīng)特別注意不反復(fù)沖洗，以防止菌種的流失。（3）圖2

2、裝置中的充氣口在果酒發(fā)酵時(shí)關(guān)閉，在果醋發(fā)酵時(shí)連接充氣泵，并不斷向內(nèi)泵入無(wú)菌空氣（氧）。（4）排氣口在果酒發(fā)酵時(shí)排出的氣體是由酵母菌產(chǎn)生的二氧化碳，在果醋發(fā)酵時(shí)排出的是剩余的空氣，為什么排氣口要通過一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接？防止空氣中微生物的污染；出料口的作用是取樣的。（5）在用玻璃瓶發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)，必須對(duì)玻璃瓶用70%的酒精溶液_進(jìn)行消毒，然后在玻璃瓶中加入葡萄汁，加入的葡萄汁不應(yīng)超過玻璃體積的_23。（6）若在果汁中混含有醋酸菌，在果

3、酒發(fā)酵旺盛時(shí)，醋酸菌能否將果汁中的糖發(fā)酵為醋酸？說(shuō)明理由。并寫出醋酸菌的代謝類型及其酒精產(chǎn)生醋酸的反應(yīng)式。不能。因?yàn)楣瓢l(fā)酵時(shí)缺氧能抑制醋酸菌的生長(zhǎng)，且醋酸菌發(fā)酵條件是氧氣充足異養(yǎng)需氧型C2H5OHO2CH3COOHH20能量（7）如何檢驗(yàn)果酒制作是否成功？發(fā)酵后取樣，通過嗅味和品嘗進(jìn)行初步鑒定。此外，還可用顯微鏡觀察酵母菌，并用重鉻酸鉀檢驗(yàn)酒精的存在。2下面是家庭釀酒的具體操作過程：先將米煮熟，待冷卻至30℃左右時(shí)，加少許水和一定量的

4、酒藥與米飯混合后均勻置于一瓷壇內(nèi)，在中間要挖一個(gè)洞，加蓋并簡(jiǎn)單密封后置于適當(dāng)?shù)牡胤奖兀?8℃左右）12小時(shí)既成。請(qǐng)根據(jù)上述過程回答以下問題：⑴在米飯中央挖一個(gè)洞的目的是增加氧氣量，保證菌種的數(shù)量盡快升到相應(yīng)數(shù)值，此時(shí)酵母菌的繁殖方式主要是出芽生殖。⑵有經(jīng)驗(yàn)的主婦在家里釀米酒時(shí)總會(huì)發(fā)現(xiàn)壇內(nèi)先“來(lái)水”，后“來(lái)酒”。先來(lái)水的原因是酵母菌先進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生了水_；后“來(lái)酒”的原因是后來(lái)由于氧氣減少，酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵而產(chǎn)生酒精。⑶請(qǐng)寫出“來(lái)

5、酒”過程的生化反應(yīng)方程式⑶C6H12O62C2H5OH2CO2能量⑷酒藥中含有曲霉、毛霉和酵母等多種微生物，釀米酒的反應(yīng)分糖化和酒化兩個(gè)過程。糖化指的是曲霉和毛霉能把米飯中的淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖；酒化則是指酵母菌在沒有氧氣地條件下，把葡萄糖分解成酒精。如果酒釀制時(shí)間加長(zhǎng)？味道如何變化？為什么？⑷甜度降低，酒味變濃，更多的葡萄糖通過酵母菌的無(wú)氧呼吸轉(zhuǎn)化為酒精。⑸制作過程并未對(duì)用具專門進(jìn)行滅菌，壇口也未嚴(yán)格密封，但一般情況下，壇內(nèi)的米飯不會(huì)被雜

6、菌污染，試簡(jiǎn)要闡明原因：①初始階段由于接種了酵母菌，使酵母菌在與雜種的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。②發(fā)酵過程中在與雜菌的競(jìng)爭(zhēng)中，酵母菌產(chǎn)生的酒精可抑制雜菌的生長(zhǎng)繁殖下降，酵母菌等微生物的呼吸作用消耗有機(jī)物。⑹根據(jù)推測(cè)，在此釀制過程中，壇內(nèi)物質(zhì)的重量會(huì)下降，酵母的呼吸作用消耗有機(jī)物原因是酵母的呼吸作用消耗有機(jī)物。⑺請(qǐng)你畫出酵母菌種群數(shù)量變化的曲線。3低度的果酒、果醋不但好喝，還具有一定的保健養(yǎng)生功能。下圖是兩位同學(xué)制果酒和果醋時(shí)使用的裝置。同學(xué)甲用A

7、（帶蓋的瓶子）裝置制葡萄酒，在瓶中加入適量葡萄汁，發(fā)酵溫度控制在18~25℃，每隔12h左右將瓶蓋擰松一次（注意不是打開瓶蓋），之后再將瓶蓋擰緊。當(dāng)發(fā)酵產(chǎn)生酒精后，再將瓶蓋打開，蓋上一層紗布，溫度控制在30~35℃，進(jìn)行制果醋的發(fā)酵。同學(xué)乙用B裝置，溫度控制與甲相同，不同的是制果酒階段除充氣口用夾子夾緊外，排氣的橡膠管也用夾子夾住，并且每隔12h左右松一松夾子放出多余的氣體。制果醋階段適時(shí)向充氣口充氣。經(jīng)過20天左右，兩位同學(xué)先后完成了

8、自己的發(fā)酵制作。據(jù)此回答有關(guān)問題：⑴酵母菌與醋酸桿菌在結(jié)構(gòu)上的最大區(qū)別是后者無(wú)成形細(xì)胞核。從制酒和制醋兩階段對(duì)裝置的處理方式判斷，酵母菌和醋酸桿菌的異化作用類型依次是兼性厭氧型、需氧型。⑵同學(xué)甲在制酒階段，每隔12h左右就要將瓶蓋擰松一次，但又不打開，這樣做的目的是放出CO2(制酒階段的后期，酵母菌無(wú)氧呼吸會(huì)產(chǎn)生大量氣體，如不及時(shí)放出會(huì)把瓶子或瓶蓋脹破)；不打開瓶蓋，是防止氧氣和有害雜菌進(jìn)入。用反應(yīng)式表示出A和B裝置釀酒過程剛開始時(shí)發(fā)生

9、的主要化學(xué)變化：僅使泡菜酸脆可口，也抑制了雜菌的生長(zhǎng)。在腌制泡菜的發(fā)酵過程中，也會(huì)產(chǎn)生一定量的亞硝酸鹽。（亞硝酸鹽在食品生產(chǎn)中常用做食品添加劑，起到增色和防腐作用。膳食中的亞硝酸鹽一般不會(huì)危害人體健康，但人體攝入總量達(dá)0.3~0.5g時(shí)，會(huì)引起中毒，總量達(dá)3g時(shí)，會(huì)引起死亡。我國(guó)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，亞硝酸鹽的殘留量在肉制品中不超過30mgkg，醬腌菜中不超過20mgkg，而嬰兒奶粉中不得超過2mgkg。）所測(cè)試材料沉淀蛋白質(zhì)、除去脂肪后，在弱

10、酸條件下，其亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，這一產(chǎn)物再與N－1－萘基乙二胺偶聯(lián)，形成紫紅色產(chǎn)物，可用光電或分光光度計(jì)比色法定量測(cè)定或目測(cè)比色法?！驹噭┰噭刻崛≡噭郝然@緩沖溶液（pH9.7）；硫酸鋅溶液（0.4molL）；NaOH溶液（2molL）顯色劑：對(duì)氨基苯磺酸溶液和N－1－萘基乙二胺溶液等體積混合液亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定液：（濃度分別為0、0.1、0.2、0.3、0.5μgmL)【實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟】【詳細(xì)步驟詳細(xì)步驟】一

11、、泡菜的腌制一、泡菜的腌制1配制鹽水：按清水和鹽4：1比例配制鹽水，煮沸后冷卻備用。2蔬菜洗凈，切成適當(dāng)大小塊。3將蔬菜、糖及調(diào)味品放入洗凈的泡菜壇中至8成滿，注入鹽水，浸沒蔬菜、如果希望發(fā)酵快些，可將蔬菜在開水中浸一分鐘入壇，再加點(diǎn)白酒。4將壇口用水封好，防止外界空氣進(jìn)入。5一周后，可開壇食用，也可隨時(shí)加入蔬菜，不斷取用。如果腌制時(shí)加入一些已經(jīng)腌制過的泡菜汁，可減少腌制時(shí)間。二、亞硝酸鹽的測(cè)定二、亞硝酸鹽的測(cè)定本實(shí)驗(yàn)分組進(jìn)行，研究新鮮

12、蔬菜及腌制不同時(shí)間的泡菜亞硝酸鹽含量㈠樣品處理樣品處理1稱量25g泡菜及少量泡菜湯，用榨汁機(jī)榨汁，用四層紗布和漏斗過濾至500ml燒杯中，用100ml水洗滌研缽兩次，洗滌液均過濾至燒杯中。2用NaOH溶液將濾液調(diào)制pH8.0后，加入25mL硫酸鋅溶液，混勻，如不產(chǎn)生白色沉淀，再加入NaOH至產(chǎn)生白色沉淀為止。3在60℃熱水浴中，將樣品提取液加熱10分鐘后，令其冷卻至室溫，至于500ml容量瓶中，定容。濾紙過濾出50ml溶液作為待測(cè)樣品。

13、㈡配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，樣品亞硝酸鹽含量測(cè)定配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，樣品亞硝酸鹽含量測(cè)定1繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線1）分別取0、0.5、1.0、3.0、5.0mL（分別為0、0.1、0.2、0.3、0.5μgml)亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液4.5mL氯化銨緩沖液2.5mL60%乙酸5mL顯色液→25mL容量瓶，加水定容混勻，暗處?kù)o置25min。2樣品亞硝酸鹽含量測(cè)定樣品亞硝酸鹽含量測(cè)定1）分別取10mL待測(cè)樣品4.5mL氯化銨緩沖液2.5mL60%乙酸5mL顯色液

14、→25mL容量瓶，加水定容混勻，暗處?kù)o置25min。與上述標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行顏色的比對(duì)2）用光程為1cm的比色杯在550nm處測(cè)光密度值。以10mL水為空白對(duì)照。以亞硝酸鈉質(zhì)量為橫坐標(biāo)，以光密度（OD）值為縱坐標(biāo)，用已知濃度亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的同時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上，根據(jù)待測(cè)樣品的OD值得出其亞硝酸鹽含量m2?！揪毩?xí)題練習(xí)題】1根據(jù)教材中泡菜的制作及測(cè)定亞硝酸鹽含量的實(shí)驗(yàn)流程示意圖，請(qǐng)回答：（1）制作泡菜宜選用新鮮的蔬菜或其他原料，原因是

15、亞硝酸鹽的含量低（2）制備泡菜的鹽水中清水與鹽的質(zhì)量比約為4：1加熱煮沸是為了殺滅雜菌，冷卻是為了保證乳酸菌的生命活動(dòng)不受影響鹽有抑菌、滲出蔬菜中過多的水以及調(diào)味的作用（3）泡菜風(fēng)味形成的關(guān)鍵在于調(diào)味料的加入。（4）泡菜的制作方法不當(dāng)，很容易造成泡菜變質(zhì)，甚至發(fā)霉變味，試分析可能的原因：泡菜壇子密封不嚴(yán)或取食工具不衛(wèi)生，或鹽的比例太小都會(huì)引起雜菌滋生、泡菜變質(zhì)（5）發(fā)酵過程中應(yīng)定期測(cè)定亞硝酸鹽的含量，原因是亞硝酸鹽對(duì)人體有害，發(fā)酵不同時(shí)

16、期亞硝酸鹽的含量會(huì)發(fā)生變化，及時(shí)檢測(cè)是為了把握取食的最佳時(shí)機(jī)（6）測(cè)定亞硝酸鹽含量的方法是目測(cè)比色法或分光光度計(jì)測(cè)定法2關(guān)于測(cè)定亞硝酸鹽含量的原理的正確敘述是CA重氮化酸化顯色比色B重氮化酸化比色顯色C酸化重氮化顯色比色D酸化重氮化比色顯色3泡菜是人們?nèi)粘Ｉ钪斜容^喜歡的一種食品，但是泡菜中卻含有亞硝酸鹽。當(dāng)人體攝入的亞硝酸鹽總量達(dá)到0.3g0.5g時(shí)，會(huì)引起中毒，達(dá)到3g時(shí)，會(huì)引起死亡。我國(guó)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，亞硝酸的殘留在醬菜中不得超過2

17、0mgkg。膳食中的絕大部分亞硝酸鹽在人體內(nèi)以“過客”的形式隨尿液排出，只有在特定的條件下，才會(huì)轉(zhuǎn)變成致癌物質(zhì)亞硝胺。針對(duì)泡菜在發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生亞硝酸鹽的事實(shí)，某中學(xué)生物小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究不同食鹽濃度和發(fā)酵時(shí)間對(duì)亞硝酸鹽含量變化的影響。（1）請(qǐng)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的空缺內(nèi)容：①制作泡菜的原理：利用乳酸菌在無(wú)氧的環(huán)境下大量繁殖并發(fā)酵產(chǎn)生乳酸而制作泡菜②測(cè)量指標(biāo)及方法：亞硝酸鹽與某些化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后形成玫瑰紅色。先使泡菜樣品及一系列已知濃度的亞硝

18、酸鹽溶液分別與化學(xué)物質(zhì)發(fā)生顯色反應(yīng)，然后通過對(duì)比顏色，可以估測(cè)出泡菜液樣品亞硝酸鹽的含量。③確定濃度梯度：經(jīng)過查找資料和初步實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)食鹽濃度為3%以下時(shí)，制作的泡菜溶液發(fā)生腐敗，而當(dāng)食鹽濃度在8%以上時(shí)，制作的泡菜又容易成為咸腌菜。因此，分別設(shè)計(jì)了3%、5%、7%的食鹽濃度梯度來(lái)制作泡菜。④選擇實(shí)驗(yàn)材料：紅蘿卜和白蘿卜，哪種更適合于用做實(shí)驗(yàn)材料白蘿卜，理由是避免植物中色素對(duì)顯色反應(yīng)的干擾。⑤制作泡菜：將實(shí)驗(yàn)材料分成3組制作泡菜，除了