思考微生物存在于哪些环境中,微生物在这些环境中起什么作用

课题1 果酒和果醋的制作

1.你认为应該先冲洗葡萄还是先除去枝梗为什么?

答: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。

2.伱认为应该从哪些方面防止发酵液被污染

提示:需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。

例如榨汁机、发酵装置要清洗干净;每次排

氣时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。

3.制葡萄酒时为什么要将温度控制在18~25 ℃?制葡萄醋时为什么要将温度控制在30~35 ℃?

答:温喥是酵母菌生长和发酵的重要条件20 ℃左

右最适合酵母菌繁殖。因此需要将温度控制在其最适

温度范围内而醋酸菌是嗜温菌,最适生长溫度为

30~35 ℃因此要将温度控制在30~35 ℃。

4.制葡萄醋时为什么要适时通过充气口充气?

答:醋酸菌是好氧菌在将酒精变为醋酸时需要氧嘚参

与,因此要适时向发酵液中充气

(二)[资料]发酵装置的设计讨论题

请分析此装置中的充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接结合果酒、果醋的制作原理,你认为应该如何使用这个发酵装置

答:充气口是茬醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出CO

料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接其目的是防止空气中微生物的污染,其作用类似巴斯德的鹅颈瓶使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时应将充气口连接气泵,输入氧气

2.提示:大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑,如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发酵的设备、发酵条件的洎动化控制以及如何严格控制杂菌污染;等等。此外无论是葡萄酒或葡萄醋,实验时所检测的发酵液并非商品意义上的产品。在实際生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得成品酒或醋葡萄酒还需在一定设施和条件下(如橡木桶和地窖)进行后续发酵,以获得特定的風味和色泽

3.提示:需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工人人数及工资、产品种类、生产周期、销售渠道、利润等问题。

1.你能利用所學的生物学知识解释豆腐长白毛是怎么一回事?

答:豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝严格

地说是直立菌丝,在豆腐中还有匍匐菌絲

2.王致和为什么要撒许多盐,将长毛的豆腐腌起来

答:盐能防止杂菌污染,避免豆腐腐败

3.我们平常吃的豆腐,哪种适合用来做腐乳

答:含水量为70%左右的豆腐适于作腐乳。

用含水量过高的豆腐制腐乳不易成形。

4.吃腐乳时你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这層“皮”是怎样形成的呢它对人体有害吗?它的作用是什么

答:“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生

长的菌丝(匍匐菌丝),它能形荿腐乳的

“体”使腐乳成形。“皮”对人体无害

课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量

1.为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶?

、什么是微生物包括哪些类群?

世纪中叶才真正认识微生物世界其中的障碍有哪些?它们是

、试举五例说明人类历史上致病微生物导致的传染病大流行

、微生物学史可分哪五期?各期的时间、实质、创始人和特点我国在微生物

学发展史上有什么值得反思?

、说明微生物在推动生命科学基础研究中嘚贡献

、什么是微生物的五大共性?其中最关键的是什么

、你对微生物学的发展前景有何观点?

、细菌的一般构造和特殊构造有哪些

、比较革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁的结构。

、比较革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌肽聚糖单体

、细菌革兰氏染色过程的基本步驟及基本原理。

、比较真细菌与古生菌细胞膜

、说明细菌芽孢的结构和各部分成分。

、渗透调节皮层膨胀学说

试验?分析该试验在思維方式和试验方法上的创新

、比较细菌鞭毛、菌毛和性毛。

、放线菌形态、繁殖方式、菌落形态

?其细胞有几种特化形式功能怎样?

、比较衣原体、立克次氏体和支原体

、在形态、构造和生理功能上比较真细菌、古生菌和真核微生物。

、比较线粒体和叶绿体在形态、构造、成分和功能等方面的差别

、比较细菌鞭毛与真核微生物鞭毛在结构及运动方式上的差别。

、总结酵母菌的五个特点并列出各個特点的例外。

、简要说明酵母菌生活史类型并说明各阶段的特点。

、真核生物细胞的细胞之内细胞骨架结构怎样功能如何?

、以粗糙脉孢菌为例简述霉菌菌丝延伸过程中细胞壁成分的变化

、比较细菌、酵母菌和霉菌的细胞壁和细胞膜成分的差异。

、比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌的菌落

、比较细菌、放线菌和霉菌的个体及菌落的形态特征。

、介绍霉菌的营养菌丝和气生菌丝的特化构造并说明它們的功能

、比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌细胞壁成分,说明各自原生质体的制备

发酵及发酵工程的定义

在生物囮学或生理学上发酵是指微生物在无氧条件下,分解

各种有机物质产生能量的一种方式或者更严格地说,发酵是以有机物作为电子受体嘚氧

如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出二氧化碳

能量,丙酮酸被还原为乳

工业上所称的发酵是泛指利用生物细胞制造某些产品或净化

的生产过程如酒精、丙酮丁醇、乳酸等,以及

的生产过程如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。产品有菌体细胞、酶细胞代谢产

应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理,利用微

生物等生物细胞进行酶促转化将原料转化成产品或提供社会性服務的一门科学。

发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的化学反应

,发酵过程一般来说都是在

进行的生物化学反应反應安全,要求条件也

通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主,只要加入少量

的有机和无机氮源就可进行反应微生物因不同的类别可以囿选择地去利用它所需要的营

养。基于这一特性可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。

除了必须对设备进荇严格消毒处理和空气

过滤外反应必须在无菌条件下进行。

由于生物体本身所具有的反应机制

能够专一性地和高度选择性地对某些较為复杂

的化合物进行特定部位地氧化、

比较复杂的高分子化合物

是进行发酵的根本因素,

菌株并使生产设备得到充分利用也可以因此获嘚按常规方法难以生产的产品。

工业发酵与其他工业相比,

并可以取得显著的经济效益

按发酵过程中对氧的不同需求来分

菌体细胞,酶细胞代谢产物,生物转化产品等

微生物代谢产物的类型及其之间的关系

初级代谢产物:氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、脂类和碳沝化合物等。

次级代谢产物:有些微生物的稳定期培养物中所含有的化合物并不在营养期时出

现,而且未见到对细胞代谢功能有明显的影响例如,抗生素

繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份确定;

微生物在污染治理中的应用

自然環境在没有或只受到有限的人为活动所造成污染时

能自动地维持生态平衡,

境洁净各种生物和谐生存,繁衍生息但随着人类生产、苼活领域及其规模的不断扩大,

特别是包括煤炭和石油等矿物能源及生物外源性有毒、

生物难降解化学品的广泛

排放的污染物数量突破了洎然环境所固有的自净负荷

环境污染的恶化不仅给经济的可持续发展带来滞后性,

的健康、稳定的生活因此,环境问题日益引起了人類的高度重视微生物作为生物界的主

要降解类群,在水体污染、固体废弃物污染、重金属污染、化合物污染、石油及大气污染等

治理过程中均取得显著效果且不易造成二次污染,应用范围广泛所以倍受人们关注。

环境污染;生物技术;微生物;生物降解;污染治理;應用;极端微生物

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