备课素材：《生物技术与工程》问题释疑2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

《生物技术与工程》问题释疑 1．醋酸菌利用葡萄糖生成醋酸是不是要经过酒精发酵这一步? 第一个问题是醋酸菌利用葡萄糖生成醋，醋酸是不是要经过酒精发酵这一步呢？老师们问题的提出是源于教师教学用书中有这么一句话，除了以酒精为原料来生产食醋，无需酒精发酵过程。酒精发酵过程是食醋酿造的必经过程。在我们的教材中，醋酸菌代谢葡萄糖的反应式是这么写的。老师就问在这个过程中没有酒精生成，那为什么酿造食醋一定要经过酒精发酵呢？其实，醋酸菌代谢葡萄糖的反应过程是十分复杂的，其中就涉及乙醛转化为乙醇。乙醇再生成醋酸的这么一个途径。教材给出的是一个最终的反应式。老师们特别关注这个问题，可能是受一些教辅资料的影响，一些教辅资料往往会过度的解读，认为在这个过程中没有酒精产生，这是不正确的。那为什么酿造食醋要经过酒精发酵的过程呢？这就需要我们从工程实践的角度来分析这个问题。因为我们的工程实践往往追求的是高效和高产值。首先就会利用酵母菌来进行酒精发酵，然后再利用醋酸菌来进行醋酸的发酵。这样这个过程是比较高效的。所以老师们在教学的时候，一定要帮助学生树立从工程实践的角度来思考问题的意识。 2．为什么新教材中制作泡菜的食盐浓度改成了一个范围? 在传统发酵技术的应用这一节，老师们特别关注的还有一个问题，就是在新教材中制作泡菜的食盐浓度怎么改成了一个范围呢？在新教材中，这个范围写的是质量分数为5%到20%的盐水。我们都知道我们中国的饮食文化是非常丰富多彩的。我们国家生产的泡菜的种类也是很多的，有低盐泡菜，也有高盐泡菜。在制作泡菜的过程中，加入食盐的目的，除了调味儿，最重要的就是要抑制杂菌的生长。像高盐泡菜，由于它加入的食盐的浓度比较高，所以它适合长时间的储存。而低盐泡菜如果没有加入防腐剂的情况下，一般是不适合长时间储存的。所以我们教材就给了这样一个浓度的范围，老师们也不要过度的去关注这个浓度问题，或者是把它转化为需要学生来记的一个知识点。而是在教学的过程中，要让学生认识到传统发酵技术的诞生，它本来就是源于我们生活经验的积累。它一般是家庭式或者是作坊式的生产。就像我们加入食盐水的浓度，有可能会根据我们制作泡菜时的环境条件。比如说温度如果高的时候，我们可能加入盐的浓度会高一些，以及根据我们自己的口感需求来进行一个调整。所以在制作泡菜的时候，也要引导学生来根据自己的口感需求，根据自己的实验环境的条件来进行一个摸索。 3．纯化与纯培养有什么区别? 在讲进行酵母菌的纯培养的这个探究实践活动的时候，有老师就提出了问题。他们问纯化与纯培养有什么区别呢？在新教材中用的是酵母菌的纯培养的说法。我们来看看两者的定义。纯化指的是从含有多种微生物的样品中获得单一微生物的操作过程，而纯培养它指的是获得由单一个体繁殖的微生物群体，也就是纯培养物的过程。我们从这个定义可以看到，纯化，它强调的是从多种到单一的纯种，所以它的操作要涉及一系列的不断的分离纯化的这么一个过程。例如要不断的调取单菌落来进行平板的接种，然后再进行后续菌种的特征鉴定，直到最终来获得纯培养物。我们在中学阶段，让学生来进行酵母菌的纯培养，一般提供给学生的是酵母菌的纯种，让他们体验通过平板划线操作来获得单据落的过程。而这个单据落一般也就是纯培养物。所以在教材中就用了纯培养的说法。 4．在进行酵母菌纯培养的灭菌操作时，培养皿等用牛皮纸包好后再用干热灭菌箱灭菌，可能引发火灾，是不是用湿热灭菌法更合适?  同样还是在进行这个酵母菌纯培养的探究实践活动的时候，有老师就问。在进行灭菌操作时，培养皿等用牛皮纸包装后，再用干热灭菌箱灭菌，这样可能会引发火灾。是不是用湿热灭菌法更合适呢？其实，湿热灭菌和干热灭菌这两种方法都是可以的。像干热灭菌，它的原理就是通过高温使微生物菌体内的蛋白质变性，从而来达到灭菌的目的。而微生物体内蛋白质的变性，它与细胞的含水量有关。细胞的含水量越高蛋白质凝固的也就越快，含水量越低，它凝固的也就越慢。这也就是为什么进行干热灭菌的时候，它灭菌的时间要比湿热灭菌要长，它的温度也比湿热灭菌的要高。但是干热灭菌它有一个优点，那就是后续不需要再进行烘干的这么一个操作。所以老师们在进行实验的时候，可以根据自己实验室的情况来灵活的进行选择。干热灭菌的时间是1到2个小时，温度是160度到170度。需要注意的是，在这个温度范围内它是安全的，但是一定不能超过180度。超过180度的时候，包装用的纸，还有棉塞等都有可能烧焦，甚至可能引燃。另外还有需要注意的是，带有橡胶的物品和培养基都不能进行干热灭菌。在进行灭菌的时候，箱内的物品也不要放的太过拥挤，以免影响空气的流通，造成灭菌效果不理想。灭菌的物体也一定不要与箱内壁的铁板接触，有可能会把那个包装纸或者是棉塞烤焦。 5．实验版选修1教材中菊花组织培养外植体消毒用的是氯化汞溶液，为什么新教材中用的