2027届高三生物人教版一轮复习课件 专题18 发酵工程

该高中生物学高考复习课件聚焦“发酵工程”专题，涵盖微生物培养技术及应用、传统发酵技术与发酵工程两大核心内容，依据课标要求梳理无菌技术、培养基制备、微生物分离计数、传统发酵操作、发酵工程流程等高考高频考点，结合近五年全国卷及地方卷真题分析考点权重，归纳实验设计、结果分析等常考题型，构建针对性复习体系。 课件亮点在于“真题情境+科学思维+探究实践”的备考策略，如以2024湖南卷平板划线无菌操作题为例，对比分析平板划线法与稀释涂布平板法的差异，运用科学思维解析误差原因；结合2023全国乙卷秸秆乙醇发酵题，通过探究实践梳理发酵工程流程，培养实验设计与结果分析能力。配套“易错点警示”和“答题模板”，助力学生掌握得分技巧，教师可据此精准教学，提升复习效率。

专题十八 发酵工程 第48讲　微生物的培养技术及应用 人教版高中生物学“三基”练评讲一体化一轮专题复习 高中生物学课标要求和考情分析 课标要求 1.阐明在发酵工程中防止杂菌污染是获得纯净的微生物培养物的前提。 2.阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术。 3.举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物。 4.概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室中进行微生物分离和纯化的常用方法。 5.概述稀释涂布平板法和显微镜直接计数法是测定微生物数量的常用方法。 考情分析 1.微生物的基本培养技术(2024湖南卷6；2024黑吉辽卷19；2024浙江6月选考10；2023全国乙卷37；2023河北卷12；2023重庆卷9；2022天津卷3) 2.微生物的选择培养和计数(2024贵州卷21；2024江西卷17；2024重庆卷13；2024广东卷21；2024浙江6月选考，11；2024浙江6月选考，14；2023山东卷15；2023广东卷10；2023北京卷16；2023河北卷3；2023辽宁卷9；2022全国甲卷37；2022全国乙卷37；2022广东卷21) 考点聚焦 分析考点：2024湖南卷6、2025贵州卷15、2025黑吉辽卷4、2025江苏卷1、2025湖南卷5、2025山东卷15、2023广东卷10。 2024湖南卷6：考查平板划线与培养的无菌操作。 2025贵州卷15：考查昆虫病原真菌的分离与应用。 2025黑吉辽卷4：考查降解金霉素菌株的筛选与培养基制备。 2025江苏卷1：考查土壤致病菌的分离与保存。 2025湖南卷5：考查尿素分解菌的分离与计数。 2025山东卷15：考查降解纤维素细菌的筛选与生长条件。 2023广东卷10：考查降解角蛋白嗜热菌的筛选条件。 聚焦培养基制备、无菌技术、微生物分离与计数、筛选与鉴定等考点。 1.什么是培养基？按照物理性质或用途划分，培养基包括哪些类型？培养基的基本营养成分包括哪些？微生物培养还需要提供哪些条件？（导学单第3题） 2.无菌技术的目的是什么？实验室或生产生活中常用的无菌操作方法有哪些？（导学单第5题） 3.什么是菌落？平板划线法进行酵母菌纯培养的操作步骤有哪些？（导学单第1题） 4.什么是选择培养基和鉴别培养基？从环境中筛选微生物的采样地选择有什么要求？土壤中分离分解尿素或分解纤维素的微生物的方法是什么？操作步骤有哪些？（导学单第2、4、8题） 教材知识基础问题 4 5.平板划线法和稀释涂布平板法在微生物分离和计数方面有哪些区别？ 6.稀释涂布平板法和显微镜直接计数法在微生物数量测定原理、计数原则和结果误差分析有什么不同？ （导学单第6、7题） 教材知识基础问题 5 问题1：什么是培养基？按照物理性质或用途划分，培养基包括哪些类型？培养基的基本营养成分包括哪些？微生物培养还需要提供哪些条件？ 培养基：人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。 培养基类型：①按物理性质分——液体培养基(扩大培养)、固体培养基(添加琼脂，分离、计数、观察菌落)、半固体培养基(观察运动性)。②按用途分——基础培养基(培养一般微生物)、选择培养基(筛选特定微生物)、鉴别培养基(区分不同微生物)。 基本营养成分：碳源、氮源、水和无机盐，部分微生物还需生长因子(乳酸杆菌需要添加维生素)。 培养条件：温度、pH(霉菌：酸性、细菌：中性或碱性)、氧气(需氧、厌氧、兼性厌氧)、渗透压等。 活动1 结合教材9-10页，梳理培养基的类型、营养成分与培养条件 导学单第3题 6 问题2：无菌技术的目的是什么？实验室或生产生活中常用的无菌操作方法有哪些？ 活动2 结合教材10-11页，梳理无菌技术的核心要求与操作方法 无菌技术核心要求：防止外来杂菌的入侵，保证培养物的纯度。 常用无菌操作方法：消毒：使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。灭菌：使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。 消毒方法：巴氏消毒法（牛奶、啤酒，优点：杀死绝大多数微生物，基本不破坏营养成分）、紫外线消毒（空气、表面）、化学药剂消毒（酒精、次氯酸钠）。 灭菌方法：高压蒸汽灭菌（针对培养基等含有水分材料）、干热灭菌（针对玻璃器皿、金属器械等耐高温器材）、灼烧灭菌（针对接种环、接种针等耐高温器材）。 操作规范：在酒精灯火焰旁操作、接种环灼烧冷却后使用、试管口通过火焰灭菌等。 导学单第5题 问题3：什么是菌落？平板划线法进行酵母菌纯培养的操作步骤有哪些？ 活动3 结合教材12-13页，梳理菌落与平板划线法纯培养 菌落：即纯培养物，由一个细胞繁殖而来的、肉眼可见的子细胞群体（种群）。 培养基配制和灭菌操作步骤：称量试剂→溶解→调pH（5.0～6.0）→分装→加塞包扎→高压蒸汽灭菌（加水→放培养基→排冷空气→升温至121℃、 压力0.1MPa，灭菌15～20min→自然降压后取出）→ 摆斜面或酒精 灯火焰旁倒平板→ 无菌检查（37℃培养24h，无杂菌即为合格）。 培养皿倒置 灼烧灭菌 活动3 结合教材12-13页，梳理菌落与平板划线法纯培养 平板划线法原理：将单个微生物分散在固体培养基上，经培养得到的单菌落）。 平板划线法操作步骤：灼烧接种环（灼烧灭菌），冷却后蘸取菌液。在酒精灯火焰旁，将菌液在固体培养基表面连续划线（分区划线）。划线结束后，灼烧接种环，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个未接种（作空白对照，用来检验整个接种、培养过程是否被杂菌污染）的平板倒置培养。 问题3：什么是菌落？平板划线法进行酵母菌纯培养的操作步骤有哪些？ 注意事项：每次划线前灼烧接种环并冷却；最后一区不与第一区相连； 使用后的培养基在丢弃前一定要进行灭菌处理，以免污染环境。 灼烧次数 =N+1 导学单第1题 活动4 结合教材16-19页，梳理选择培养基与微生物筛选 问题4：什么是选择培养基和鉴别培养基？从环境中筛选微生物的采样地选择有什么要求？土壤中分离分解尿素或分解纤维素的微生物的方法是什么？操作步骤有哪些？ 选择培养基：允许特定微生物生长，抑制或阻止其他微生物生长（如以尿素为唯一氮源筛选尿素分解菌）。鉴别培养基：培养基中加入指示剂，与微生物代谢产物发生反应（通常为菌落颜色）区分不同微生物（如伊红美蓝培养基鉴别大肠杆菌）。 采样地选择要求：采样地应富含目标微生物的生存环境。 常用土壤微生物分离方法：稀释涂布平板法（分离微生物+微生物计数）。 土壤微生物分离步骤：制备选择培养基（以尿素作为唯一氮源或以纤维素作为唯一碳源）→土壤取样（铲去表层土，取样袋和工具灭菌，土壤样本不能灭菌）→制备土壤悬液→梯度稀释→涂布接种（涂布器）→培养→观察菌落特征（形状、大小和颜色）及挑选微生物（透明圈直径/菌落直径较大的菌落）→纯化鉴定→ 发酵试验。 活动4 结合教材16-19页，梳理选择培养基与微生物筛选 问题4：什么是选择培养基和鉴别培养基？从环境中筛选微生物的采样地选择有什么要求？土壤中分离分解尿素或分解纤维素的微生物的方法是什么？操作步骤有哪些？ 涂布器涂布 灼烧灭菌 梯度稀释 土壤样本 取样，准备涂布 涂布器冷却 浸泡涂布器 导学单第2、4、8题 活动5 结合教材13、17页，梳理平板划线法与稀释涂布平板法的差异 问题5：平板划线法和稀释涂布平板法在微生物分离和计数方面有哪些区别？ 平板划线法 稀释涂布平板法 稀释涂布平板法原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生 长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。 计数原则：选择菌落数在30~300之间的平板进行计数。同一稀释 度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。 误差：统计的菌落数往往比活菌的实际数目少（当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落）。 显微镜直接计数法原理：利用血细胞计数板或细菌计数板，在显微镜下直接计数一定体积内的微生物数量。 计数原则：摇匀后取样，先盖盖玻片后加样，“计上不计下，计左不计右”。 误差：偏高（统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和）。 活动6 结合教材18页，梳理两种微生物计数方法 问题6：稀释涂布平板法和显微镜直接计数法在微生物数量测定原理、计数原则和结果误差分析有什么不同？ 导学单第6、7题 1.培养基按照物理性质分为______培养基、______培养基。按照用途分为______培养基、______培养基等。培养基的基本营养成分：__________________________。培养微生物还需要满足被培养微生物对___________________________________________等的要求。 2. 常用灭菌方法：培养基：__________灭菌。接种环、接种针：______灭菌。玻璃器皿、金属工具：______灭菌。常用消毒方法：______消毒、______消毒、_________消毒、 紫外线消毒等。 3.平板划线法操作注意事项：每次划线前______接种环并______；划线最后一区与第一区_____（能/不能）相连；划线从上一次划线的_____端开始，使用后的培养基在丢弃前一定要进行______处理，以免污染环境。 教材主干知识要点填空 液体 固体 选择 鉴别 碳源、氮源、水、无机盐 特殊营养物质、温度、pH、氧气、渗透压 高压蒸汽 灼烧 干热 巴氏 化学药剂 煮沸 灼烧 冷却 不能 末 灭菌 14 4.选择培养基：允许______微生物生长，_____或______其他微生物生长的培养基。鉴别培养基：在培养基中加入某种指示剂，与微生物的代谢产物反应，从而______不同种类的微生物。筛选微生物时，采样地应选择_________________较高的环境。 5.分离分解尿素的细菌：用以_____为唯一氮源的_______培养基。分离分解纤维素的微生物：用以_______为唯一碳源并添加_________染料的__________培养基。选择透明圈直径/菌落直径较_____的菌落。 7.平板划线法：____（能/不能）分离单菌落，____（能/不能）计数。稀释涂布平板法：_____（能/不能）分离单菌落，____（能/不能）计数。 8.稀释涂布平板法计数原则：菌落数在__________之间的平板。计数误差：结果比实际值偏____。显微镜直接计数法工具：_______________。误差：结果比实际值偏___。 教材主干知识要点填空 目的 抑制 目标微生物含量 阻止 区分 尿素 选择 纤维素 刚果红 选择鉴别 大 能 不能 能 能 30～300 小 血细胞计数板或细菌计数板 大 15 第49讲　传统发酵技术、发酵工程及其应用 专题十八 发酵工程 人教版高中生物学“三基”练评讲一体化一轮专题复习 高中生物学课标要求和考情分析 课标要求 1.举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。 2.阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品。 3.举例说明发酵工程在医药、食品及其他农牧业生产上有重要的应用价值。 考情分析 1.传统发酵技术的应用(2024河北卷18；2024贵州卷14；2024湖北卷1；2023山东卷12；2023浙江1月选考，19；2023湖南卷5；2023浙江6月选考，12；2022江苏卷16) 2.发酵工程的原理及应用(2024北京卷17；2024江西卷11；2024安徽卷15；2024全国甲卷37；2024山东卷14；2023江苏卷16；2023辽宁卷18；2023山东卷20；2022湖北卷13；2022山东卷20) 考点聚焦 分析考点：2023山东卷12、2025云南卷15、2025甘肃卷15、2025陕晋宁青卷3、2023全国乙卷37。 2023山东卷12：考查泡菜制作的操作要点、亚硝酸盐含量变化。 2025云南卷15：考查黄酒（白酒类）制作的微生物、制曲原理、发酵操作。 2025甘肃卷15：考查葡萄酒传统发酵与工业化发酵的区别、发酵工程的操作要点。 2025陕晋宁青卷3：考查柠檬酸深层通气发酵的流程、灭菌方法、发酵控制。 2023全国乙卷37：考查秸秆乙醇发酵的原理、培养基配制、灭菌、发酵控制、产品检测。 聚焦传统发酵技术（泡菜、黄酒、葡萄酒）、发酵工程（柠檬酸生产、秸秆乙醇）等考点。 1.传统发酵技术中，制作果酒、黄酒和白酒、果醋、腐乳、泡菜的主要微生物及其代谢类型、菌种来源、制作原理分别是什么？（导学单第1~3、6、8、9题） 2.制作果酒和果醋的发酵条件有哪些区别？（导学单第4、5、10、12题） 3.制作泡菜时控制亚硝酸盐含量的措施有哪些？亚硝酸盐含量怎么变化？（导学单第7题） 4.发酵工程包括哪些步骤？中心环节是什么？菌种选育的方法有哪些？培养基的选择有什么要求？发酵产品包括哪几类？如何获得发酵产品？（导学单第11题） 教材知识基础问题 19 问题1：传统发酵技术中，制作果酒、黄酒和白酒、果醋、腐乳、泡菜的主要微生物及其代谢类型、菌种来源、制作原理分别是什么？ 活动1 结合教材5-7页，梳理传统发酵技术的微生物基础 食品 微生物及代谢类型 菌种来源 制作原理 果酒 黄酒和白酒 果醋 腐乳 泡菜 20 问题1：传统发酵技术中，制作果酒、黄酒和白酒、果醋、腐乳、泡菜的主要微生物及其代谢类型、菌种来源、制作原理分别是什么？ 活动1 结合教材5-7页，梳理传统发酵技术的微生物基础 注意事项：采用酸性重铬酸钾检测酒精，颜色变化为橙色转变为灰绿色。 21 活动1 结合教材5-7页，梳理传统发酵技术的微生物基础 问题1：传统发酵技术中，制作果酒、黄酒和白酒、果醋、腐乳、泡菜的主要微生物及其代谢类型、菌种来源、制作原理分别是什么？ 导学单第1~3、6、8、9题 注意事项：酵母菌和霉菌为真核生物，醋酸菌和乳酸菌为原核生物。 22 问题2：制作果酒和果醋的发酵条件有哪些区别？ 活动2 结合教材7页，梳理果酒与果醋的发酵条件 注意事项：发酵器具清洗干净，使用70%的酒精消毒。发酵水果冲洗后除枝梗。 果酒发酵后进行果醋发酵，需持续通气且适当升温，果酒发酵形成的含酒精的酸性发酵液能抑制杂菌繁殖。 导学单第4、5、10、12题 问题3：制作泡菜时控制亚硝酸盐含量的措施有哪些？亚硝酸盐含量怎么变化？ 活动3 结合教材6页，梳理泡菜制作与亚硝酸盐控制 控制亚硝酸盐的措施（降低硝酸盐还原菌数量：具有硝酸还原酶，中性偏碱环境） 原料选择：选用新鲜蔬菜（减少硝酸盐含量）。 盐水处理：盐水煮沸后冷却使用（杀灭杂菌，防止硝酸盐还原菌污染）。 无氧环境：盐水浸没全部菜料、坛盖水槽注满水，严格密封（创造无氧环境，促进乳酸菌繁殖，形成抑制硝酸盐还原菌的酸性环境）。 发酵条件控制：控制适宜的发酵温度（20℃左右）、发酵时间（发 酵成熟后再食用，避开亚硝酸盐高峰期）。 香辛料抑菌：加入适量大蒜、生姜、白酒等，抑制杂菌生长。 问题3：制作泡菜时控制亚硝酸盐含量的措施有哪些？亚硝酸盐含量怎么变化？ 活动3 结合教材6页，梳理泡菜制作与亚硝酸盐控制 亚硝酸盐含量的变化规律 泡菜发酵初期，蔬菜中的硝酸盐被硝酸盐还原菌（杂菌）还 原为亚硝酸盐，亚硝酸盐含量先快速升高。 发酵中期，乳酸菌大量繁殖，pH持续降低，抑制硝酸盐还原 菌的活动，同时亚硝酸盐被乳酸菌分解，含量逐渐下降。 发酵后期，亚硝酸盐含量维持在较低的稳定水平。 亚硝酸盐含量的变化是先增加后减少，最终稳定在低水平。 导学单第7题 问题4：发酵工程包括哪些步骤？中心环节是什么？菌种选育的方法有哪些？培养基的选择有什么要求？发酵产品包括哪几类？如何获得发酵产品？ 活动4 结合教材22-27页，梳理发酵工程的流程及应用 发酵工程的基本步骤：菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌→接种→发酵罐内发酵→发酵产品的分离提纯。 发酵工程的中心环节：发酵罐内发酵（需严格控制温度、pH、溶氧、转速、罐压等参数，保障微生物的代谢与产物合成）。 菌种选育的方法：从自然界筛选优良菌种、诱变育种（如紫外线、化学诱变剂诱变）、基因工程育种（定向改造菌种，提高产量、改善性状）、细胞工程育种（原生质体融合）。 问题4：发酵工程包括哪些步骤？中心环节是什么？菌种选育的方法有哪些？培养基的选择有什么要求？发酵产品包括哪几类？如何获得发酵产品？ 活动4 结合教材22-27页，梳理发酵工程的流程及应用 培养基的选择要求 目的明确：根据微生物的营养需求，选择合适的碳源、氮源、水、无机盐、生长因子。 营养协调：各营养物质的浓度、比例适宜（如碳氮比），满足微生物生长和产物合成的需求。 pH适宜：根据微生物的生长需求调节pH（细菌偏中性 或碱性，真菌偏酸性）。 经济节约：选择廉价易得的原料（如秸秆、麸皮、淀粉水解糖），降低生产成本。 无菌要求：培养基必须经过严格灭菌，防止杂菌污染。 问题4：发酵工程包括哪些步骤？中心环节是什么？菌种选育的方法有哪些？培养基的选择有什么要求？发酵产品包括哪几类？如何获得发酵产品？ 活动4 结合教材22-27页，梳理发酵工程的流程及应用 产品类型 实例 获得方法 微生物代谢物（胞外） 柠檬酸、氨基酸等食品添加剂 酒精、抗生素 蒸馏、萃取、离子交换等方法分离提纯 微生物代谢物（胞内） 胞内酶、胰岛素（工程菌生产） 先破碎细胞，再分离提纯 微生物菌体 （单细胞蛋白） 酵母菌、乳酸菌 过滤、沉淀、干燥等方法收集 发酵案例：啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵。形成澄清、成熟的啤酒。 导学单第11题 1.菌种选育的方法有____________、诱变育种、基因工程育种、细胞工程育种。 2.发酵温度影响___________，酵母菌发酵温度为________ ，醋酸菌发酵温度为______ ，乳酸菌发酵温度为20~30℃左右。pH异常会抑制菌种生长。 3.果酒制作前期____（有/无）氧有利于酵母菌增殖，后期____ （有/无）氧产酒精；果醋制作全程_____（有/无）氧；泡菜制作全程____ （有/无）氧。 4.果酒发酵转变为果醋发酵，改变的发酵条件有________________________。果酒发酵后期酵母菌数量减少的原因是_____________________________________________________。 5.泡菜制作过程中亚硝酸盐含量的变化是________________________，添加老坛水能缩短到达发酵后期的原因是_________________________________________________________。 6.单细胞蛋白是_______菌体，通过过滤分离固体菌种与发酵液可获得单细胞蛋白。 教材主干知识要点填空 自然选育 酶的活性 18~25℃ 30~35℃ 有 无 有 无 通氧、升温至 30~35℃ 营养物质减少、酒精浓度过高、pH 降低等环境条件不适宜酵母菌生存 先增加后减少，最后趋于稳定 老坛水中含有大量乳酸菌，可快速增加发酵菌种数量，加快发酵进程 微生物 29 $