高中生物學(xué)科思維導(dǎo)圖(人教版選修一)

菌種酵母菌異養(yǎng)兼性厭氧型單細(xì)胞真菌（葡萄皮上附著有野生型酵母菌）

原理

流程

果酒制作

條件控制

有氧條件：進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖

無氧條件：進(jìn)行酒精發(fā)酵

挑選葡萄→沖洗→榨汁→酒精發(fā)酵→果酒（應(yīng)該先沖洗，然后再除去枝梗，以避

免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機(jī)會）

葡萄汁裝瓶時，要留有

大約1/3的空間

溫度：18～25℃

時間：10～12天左右

目的

①先讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸快速繁殖，耗盡氧氣后再進(jìn)行酒精發(fā)酵

②防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO造成發(fā)酵液溢出）

2

葡萄酒呈現(xiàn)深紅色的原因發(fā)酵過程中，隨著酒精度數(shù)的提高，紅葡萄皮的色素進(jìn)入發(fā)酵液

在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無法適應(yīng)這種環(huán)境而受到抑制

菌種醋酸菌（異養(yǎng)需氧型細(xì)菌，變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

流程挑選葡萄→沖洗→榨汁→（酒精發(fā)酵→）醋酸發(fā)酵→果醋

果醋制作

氧氣充足、糖原充足時：糖→醋酸

氧氣充足，缺少糖源時：乙醇→乙醛→醋酸

全程通氣

條件控制溫度：30～35℃

時間：7～8天左右

①裝置中a為充氣口，用于向裝置內(nèi)通氣；b為排氣口，用于排出CO；c為出料口，

2

用于取樣檢測

②b長而彎曲，目的是防止空氣中微生物的污染

③此裝置用于果酒制作時，應(yīng)關(guān)閉充氣口a，制作果醋時，應(yīng)將充氣口連接氣泵，

輸入氧氣

發(fā)酵裝置

傳

統(tǒng)

發(fā)

酵

技

術(shù)

的

應(yīng)

用

菌種主要是毛霉（異養(yǎng)需氧型真菌），來源于空氣中的毛霉孢子

原理

蛋白酶：蛋白質(zhì)→小分子的肽+氨基酸

脂肪酶：脂肪→甘油+脂肪酸

讓豆腐長出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯裝瓶→密封腌制

腐乳外部有一層致密的“皮”，這層“皮”是前期發(fā)酵時在豆腐表面上生長的毛霉菌絲形成的

水含水量約70%（過高：豆腐塊不易成形；過低：不利于毛霉的生長）

作用①析出豆腐中的水分，使豆腐塊變硬；②抑制微生物生長

鹽用量毛坯：鹽=5:1（過高：會影響腐乳的口味；過低：不足以抑制微生物的生長）

用法逐層加鹽，隨著層數(shù)的加高而增加鹽量，接近瓶口表面的鹽要鋪厚一些

①使腐乳具有獨特的香味；②抑制微生物生長條件控制作用

約12%（過高：會使腐乳成熟時間延長；過低：不足以抑制微生物生長）用量

流程

腐乳制作

酒

香辛料作用：①調(diào)制腐乳的風(fēng)味；②防腐殺菌

溫度：前期15～18℃，并保持一定的濕度

時間：6個月左右

菌種乳酸菌（異養(yǎng)厭氧性細(xì)菌）

原理在無氧條件下，乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸

流程選擇原料、預(yù)處理→調(diào)味、裝壇→發(fā)酵→成品

鹽水

清水：鹽=4:1

要煮沸后冷卻再使用（煮沸作用：①殺滅鹽水中其他細(xì)菌；②除去水中的氧氣）條件控制

成分碳源、氮源、水、無機(jī)鹽、生長因子等

固體培養(yǎng)基（加入了凝固劑——瓊脂）

按物理性質(zhì)半固體培養(yǎng)基（加入了一定比例的瓊脂）

液體培養(yǎng)基（不加凝固劑）

目的允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其它種類微生物生長的培養(yǎng)基

選擇

培養(yǎng)基

舉例以尿素為唯一氮源，分離尿素分解菌；以纖維素為唯一碳源，分離纖維素分解菌

目的鑒定出是否有某種菌

鑒別

培養(yǎng)基

舉例加入剛果紅，鑒別纖維素分解菌（菌落周圍出現(xiàn)透明圈）

加入青霉素，分離酵母菌和霉菌；加入高濃度食鹽，分離金黃色葡萄球菌

不添加氮源，分離固氮微生物分類

按功能

加入酚紅指示劑，鑒別尿素分解菌（菌落周圍變紅）

加入伊紅美藍(lán)，鑒別大腸桿菌（菌落呈現(xiàn)紫黑色或黑色）

富集

培養(yǎng)基

使混合微生物中的特定菌種的數(shù)量比例不斷增高，并引向純培養(yǎng)

也稱營養(yǎng)培養(yǎng)基，是一種液體培養(yǎng)基

培養(yǎng)基

微

生

物

的

實

驗

室

培

養(yǎng)

無菌技術(shù)方法煮沸消毒法、巴氏消毒法、化學(xué)藥劑消毒法、紫外線消毒法等

關(guān)鍵防止外來雜菌的入侵

消毒

滅菌

實驗流程

概念使用較為溫和的物理或化學(xué)方法殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物

概念用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子

方法灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌

計算→稱量→溶化→滅菌→倒平板

注意平板冷凝后，要將平板倒置，以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染

平板劃線法

每次從上一次劃線的末端開始，能使細(xì)菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而

逐步減少，最終能得到由單個細(xì)菌繁殖而來的菌落

接種環(huán)在沾取菌液前、每次劃線前（除沾取菌液后第1次劃線）、劃線結(jié)束后，都需要灼燒滅菌

稀釋涂布平板法用涂布器將一定稀釋倍數(shù)的菌液均勻地涂布在培養(yǎng)基的表面

將菌種接種到試管的固體斜面培養(yǎng)基上，長出菌落后，放入4℃的冰箱中保藏臨時保藏法

適用于需要長期保存的菌種，在菌液中加入甘油，放在–20℃的冷凍箱中保存甘油管藏法

純化大腸桿菌的方法

菌種的保存

微

生

物

的

培

養(yǎng)

與

應(yīng)

用

尿素不能直接被農(nóng)作物吸收，被土壤中的細(xì)菌分解成氨后，才能被植物利用（有些細(xì)菌能合成脲酶，將尿素分解成氨）

用以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基，使得土壤中能夠合成脲酶分解尿素的細(xì)菌可以生長，其他細(xì)菌不能生長分離原理

稀釋涂布平板法接種方法

土壤取樣→樣品梯度稀釋→取樣接種→培養(yǎng)觀察→菌種鑒定實驗流程

在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑

原理：尿素被分解成氨后，培養(yǎng)基pH升高，指示劑將變紅

原理當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌

特點適用于統(tǒng)計樣品中活菌的數(shù)目

統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比活菌的實際數(shù)目小（因為當(dāng)兩個或多個細(xì)

胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落）

選擇菌落數(shù)在30～300的平板進(jìn)行計數(shù)，以保證結(jié)果準(zhǔn)確平板選擇

某一稀釋度的樣品液需要涂布多個平板，計數(shù)后求平均值，以減少誤差注意

每克（毫升）樣品中的菌株數(shù)=（C/V）×M計算方法

將不接種的空白培養(yǎng)基作為對照，檢驗培養(yǎng)基是否受到污染

設(shè)置對照

果膠

是植物細(xì)胞壁和胞間層的主要組成成分之一

是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水

作用能夠把果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸

多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶組成果膠酶

植物、霉菌、酵母菌、細(xì)菌來源

指催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力概念

在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度（反應(yīng)速度用單位時

間、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示）

酶的活性

表示方法

果膠酶在果汁

生產(chǎn)中的作用

溫度、pH、酶的抑制劑

探究溫度對

酶活性的影響

影響酶活性的因素無關(guān)變量pH、果泥量、酶用量、反應(yīng)時間、過濾時間等

探究pH對

酶活性的影響

自變量酶的用量

探究果膠酶的用量因變量果汁的出汁量

無關(guān)變量pH、溫度、果泥量、酶用量、反應(yīng)時間、過濾時間等

自變量溫度：設(shè)置溫度梯度來確定最適溫度

因變量果汁的出汁量或澄清度

自變量設(shè)置pH梯度來確定最適溫度

因變量果汁的出汁量或澄清度

無關(guān)變量溫度、果泥量、酶用量、反應(yīng)時間、過濾時間等

加酶洗衣粉

的洗滌效果

加酶洗衣粉

指含有酶制劑的洗衣粉（酶制劑主要有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶）

普通洗衣粉中含有磷，含磷污水的排放會導(dǎo)致微生物和藻類的大量繁殖，造成水體污染

概念是利用物理或化學(xué)方法將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)

酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，可以被反復(fù)利用優(yōu)點

只有一種酶，只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)缺點

多采用化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法（因為酶的體積較小）

方法

實例固定化葡萄糖異構(gòu)酶，用于生產(chǎn)高果糖漿

圖示

是利用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)概念

細(xì)胞內(nèi)有一系列的酶（酶的種類多），可以催化一系列化學(xué)反應(yīng)優(yōu)點

不適于催化大分子的反應(yīng)物缺點

多采用包埋法（因為細(xì)胞的體積較大）

方法

圖示

固定化酵母細(xì)胞

實例

操作步驟

酵母細(xì)胞的活化→配制物質(zhì)的量為0.05mol/L的CaCl溶液→配制海藻

2

酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→固定化酵母細(xì)胞

酶

的

應(yīng)

用

與

蛋

白

質(zhì)

的

提

取

和

分

離

固定化

酶技術(shù)

酵母細(xì)胞的固定化

固定化

特點具有很強(qiáng)的揮發(fā)性，其組成主要包括萜類化合物及其衍生物

原理

利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來，形成油水

混合物，冷卻后，重新分出油層和水層

水中蒸餾、水上蒸餾、水氣蒸餾分類

有些原料會焦糊、有效成分水解水中蒸餾缺點

通過機(jī)械加壓，壓榨出果皮中的芳香油壓榨法原理

使芳香油溶解在有機(jī)溶劑中，蒸發(fā)溶劑獲得芳香油萃取法原理

植物

芳香油

水蒸氣蒸餾法

提取

方法

特點化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、難溶于水、易溶于有機(jī)溶劑、能隨水蒸氣一同蒸餾

方法常用水蒸氣蒸餾法

鮮玫瑰花+水→水蒸氣蒸餾→油水混合物→加NaCl分離油層→加無

水Na2SO4除水→過濾→玫瑰油

如果要提高產(chǎn)品品質(zhì)，需要延長蒸餾的時間，且蒸餾溫度不能太高提示

實驗流程

植物芳香油

的提取

玫瑰精油

的提取

蒸餾裝置

特點無色透明、主要成分是檸檬烯

方法壓榨法

植

物

有

效

成

分為了使橘皮精油易于與水分離，可分別加入相當(dāng)于橘皮質(zhì)量0.25%的

的

提

取

橘皮精油

的提取

石灰水浸泡→漂洗→壓榨→過濾→靜置→再次過濾→橘皮油實驗流程

石灰水能夠破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，分解果膠，防止橘皮壓榨時滑脫，提高出油率；

浸泡時間為10h以上

NaHCO3和5%的Na2SO4,并調(diào)節(jié)pH至7～8

分為α、β、γ三類，β-胡蘿卜素是其中最主要的成分，一分子β-胡蘿卜素可在人體

內(nèi)氧化為兩分子的維生素A（用于治療夜盲癥）

是橘黃色結(jié)晶，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機(jī)溶劑特點

植物、巖藻、微生物發(fā)酵來源

提示

分類

胡蘿卜素

提取方法萃取法

實驗流程胡蘿卜→粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮→胡蘿卜素

提取裝置見選修一教材P圖6-7

78

干燥時溫度和時間的控制

萃取劑的選擇

影響萃取的因素

溫度太高、時間太長會導(dǎo)致胡蘿卜素分解

沸點較高、毒性低、不與水混溶的有機(jī)溶劑

萃取劑的性質(zhì)和使用量

原料顆粒的大小、緊密程度、含水量

萃取的溫度和時間等有關(guān)

萃取過程中要避免明火加熱，采用水浴加熱

因為有機(jī)溶劑都是易燃物，

直接用明火加熱容易引起燃燒、爆炸

胡蘿卜素

的提取

提示

濃縮可直接使用蒸餾裝置，濃縮之前要進(jìn)行過濾，除去萃取液中的不溶物

紙層析法

鑒定方法

胡蘿卜素的紙層析A、D點點標(biāo)準(zhǔn)樣品（對照）

結(jié)果示意圖B、C點點提取樣品

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