2.5.2 微生物和人类的关系（教学课件）生物新教材苏教版七年级上册

null微生物和人类的关系 第 2 单元 生物的多样性 第 5 章 无处不在的微生物 第 2 节 目 录 1 学习目标 探究新知 2 3 4 5 6 归纳总结 课堂练习 课堂导入 重点难点 一、微生物的广泛应用 知识点：微生物在食品生产、医药工业等方面的广泛应用。★★★ 目标：认识当地食用菌的种类和营养价值，举例说明有些微生物在食品生产、医药工业等方面得到广泛应用，培养学生的社会责任感。 二、微生物对人类的危害 知识点：微生物会使人患病及可能成为生物武器。★★★ 目标：举例说明有些微生物会使人患病和生物武器的危害。 三、跨学科实践 知识点：制作泡菜，探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素。★★★★ 目标：根据泡菜制作的原理，设计方案、制作泡菜并测定亚硝酸盐浓度，提升学生的探究实践能力。 学 习 目 标 1 通过现场调查和资料分析，认识当地食用菌的种类和营养价值，锻炼学生解决实际问题的能力。 2 举例说明有些微生物会使人患病，有些微生物在食品生产、医药工业等方面得到广泛应用，培养学生的社会责任感。 3 根据泡菜制作的原理，设计方案、制作泡菜并测定亚硝酸盐浓度，提升学生的探究实践能力。 重 点 难 点 重点： 能举例说出微生物与食品生产、微生物与疾病、微生物与医药工业等的关系。 难点： 认识日常生活中的微生物，举例说出微生物与疾病、微生物与医药工业等的关系。 2 1 课堂导入 我们还知道哪些药品和食品是利用微生物研制生产的？微生物还会给人类带来哪些影响呢？ 注射胰岛素是目前治疗糖尿病最有效的方法之一。最初，人们只能从动物体内提取胰岛素。20世纪80年代，科学家发明了利用微生物生产人胰岛素的技术，制成重组人胰岛素注射液，极大地提高了产量，降低了成本，给众多的糖尿病患者带来了福音。 探究新知 微生物的广泛应用 1 木耳 灵芝 银耳 食用方面 很多蕈菌可以食用，这些蕈菌也被称为食用菌，如木耳、灵芝、猴头菌、花菇、草菇、银耳。 花菇 草菇 猴头菌 花菇 探究新知 1 调 查 当地食用菌的种类和营养价值 调查： 1.分小组制订调查计划，确定调查场所（如农贸市场、食用菌栽培基地等）。 建议：调查内容可以包括食用菌的种类、营养价值等。 2. 各小组分别整理和记录调查到的资料。 建议：可以根据调查内容设计调查记录表（参考表5-1）。 微生物的广泛应用 调查场所 食用菌种类 营养价值 其他 表5-1 当地食用菌调查记录表 探究新知 微生物的广泛应用 1 食品生产 腐乳 馒头 酒 味素 酱油 在食品生产方面，人们利用霉菌制作腐乳和酱油，利用酵母菌酿酒、制作馒头和面包，利用细菌生产味精等。 探究新知 微生物的广泛应用 1 食品生产 观看视频，了解发酵技术的应用。 探究新知 微生物的广泛应用 1 医药工业 在医药工业方面，人们利用霉菌生产头孢菌素等抗生素，从酵母菌中提取维生素等，利用细菌和病毒生产各种疫苗，如预防结核分枝杆菌感染的卡介苗、预防乙型肝炎病毒感染的乙型肝炎疫苗。 探究新知 微生物的广泛应用 1 生命科学 在生命科学的基础研究中，酵母菌、大肠杆菌和噬菌体作为重要的研究对象，为生命科学的发展作出了突出的贡献。利用细菌生产细菌肥料和杀虫剂，利用昆虫病毒防治有害昆虫，减少了化学肥料和化学杀虫剂的使用量，有利于保护人类赖以生存的环境。 探究新知 微生物对人类的危害 2 疾病 足癣 肺结核 麻疹 鬼笔鹅膏 人类的很多疾病都是由微生物引起的。例如，人的足癣是由某些真菌引起的，肺结核是由结核分枝杆菌引起的，流行性感冒、麻疹、狂犬病、艾滋病等都是由病毒引起的。另外，有些蕈菌有毒，误食后会危害人体健康，如鬼笔鹅膏。 探究新知 微生物对人类的危害 2 生物武器 生物武器是指利用危害极大的 或 等制成的具有杀伤性、能破坏动植物生长的各种武器装备和系统的总称。 致病微生物 毒素 国家主张：一贯主张全面禁止和彻底销毁生物武器，反对生物武器的扩散。 探究新知 跨学科实践 3 制作泡菜，探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素 温度、氧气、发酵时间等很多因素都可以影响微生物的生命活动。例如，附着在蔬菜上的乳酸菌在无氧条件下，能分解蔬菜中的有机物，再辅以食盐溶液和配料等的作用，蔬菜就会成为别具风味的泡菜。 蔬菜上还有其他微生物，其中有些能产生亚硝酸盐，而亚硝酸盐对人体有害，因此，如果泡菜的亚硝酸盐含量过高，泡菜就不能安全食用。控制亚硝酸盐含量是制作泡菜的关键，这需要综合运用生物学、化学、数学、技术和工程学的知识和方法。 探究新知 跨学科实践 3 制作泡菜，探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素 跨学科知识和方法指导： ◎ 制作泡菜的原理是无氧发酵。泡菜的亚硝酸盐浓度与蔬菜原料、环境条件及发酵时间等因素有关。 ◎ 亚硝酸盐是一种潜在的致癌物，过量或长期食用会危害人体健康，甚至致癌。因此，食品安全国家标准虽然允许食物中存在一些亚硝酸盐，但要求严格限制其含量。 ◎ 试纸法是测定亚硝酸盐浓度的一种方法，其原理是亚硝酸盐能够与试纸上的化学物质发生反应，使试纸颜色产生变化。通常情况下，试 探究新知 跨学科实践 3 制作泡菜，探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素 跨学科知识和方法指导： 纸接触到亚硝酸盐溶液后，颜色会从无色或淡黄色变为不同深浅的红色，深浅程度与亚硝酸盐的浓度成正比。通过与标准色卡进行比较，可以判断亚硝酸盐的存在并测定其浓度。 ◎ 对容器的选择、蔬菜原料的选用、环境条件的控制、发酵的时间等方面进行优化，系统设计泡菜的制作方案，并通过控制单一变量，探究某种因素对泡菜亚硝酸盐浓度的影响。 探究新知 跨学科实践 3 制作泡菜，探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素 一、实践目标 1.发展核心素养：能通过控制单一变量（如发酵时间），探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素，并制作可安全食用的泡菜。 2.理解相关概念：发酵食品的制作可以运用传统的发酵技术来完成。 探究新知 跨学科实践 3 制作泡菜，探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素 二、实践操作 1.收集资料：分小组收集有关制作泡菜的方法和容器种类，以及制作过程中亚硝酸盐浓度如何变化的资料，讨论资料中制作方法和容器选择等的思路，分析、评价它们的优点和缺点。 2. 方案及分工：依据制作方法等资料，小组同学制订本小组的实践方案。方案应该包括：制作泡菜的原料和容器的选择、确定单一变量、控制单一变量的方法、具体的分工安排、制作步骤，以及进度计划等。 建议：在初步了解泡菜制作过程中亚硝酸盐浓度变化规律等知识的基础上，选择能影响亚硝酸盐浓度的某种因素作为小组实践的单一变量。 探究新知 跨学科实践 3 制作泡菜，探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素 二、实践操作 3.选材：先确定本小组的蔬菜原料，再选择恰当的泡菜容器。应该注意选择便于消毒、密封性良好的容器。 思考：选择什么样的容器有利于消毒和密封？ 4.制作泡菜：先将新鲜的蔬菜洗净，在阳光下晾晒至蔬菜表皮萎蔫时，切成条状或片状；再将泡菜容器洗净、消毒，把经过处理的蔬菜装入容器中，并加入适量的配料；然后将食盐溶液煮沸并冷却后，缓缓倒入容器，直至浸没蔬菜；最后密封容器。 思考：制作过程中，如何控制温度、酸碱度、食盐溶液浓度等因素不变？如何控制单一变量（如发酵时间）？ 探究新知 跨学科实践 3 制作泡菜，探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素 二、实践操作 5. 测定亚硝酸盐浓度：每隔相同的时间（如24 h），取一定量的泡菜置于匀浆机中，定量加入少量的水制成匀浆，再通过一定的方法，如试纸法，测定泡菜匀浆的亚硝酸盐浓度。每次都应该重复多次（一般不少于3次）进行测定，并计算平均值。 思考：为什么要重复测定并计算平均值？ 6. 记录及整理：拍照记录制作好的泡菜；记录并整理测定得到的数据，根据这些数据，选用适当的方式表示亚硝酸盐浓度的变化规律。 思考：亚硝酸盐浓度的变化规律除了可以用曲线图表示，还可以用什么数学模型表示？ 探究新知 跨学科实践 3 制作泡菜，探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素 二、实践操作 7. 反思：可以从方案设计、泡菜制作、实践过程、实践成果等方面进行反思，并讨论如何改进。 8. 撰写报告：小组同学共同撰写小组实践报告。报告应该包括：实践目标、选择泡菜容器的思路、制作泡菜的方法、泡菜亚硝酸盐浓度的测定数据及浓度变化的规律（数学模型）、制作好的泡菜照片及反思等。还可以在报告中描述实践过程中遇到的问题或困难，及其解决办法。 探究新知 跨学科实践 3 制作泡菜，探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素 三、展示与评价 1. 各小组将小组实践报告在班级内展示交流，也可以上传到校园网进行分享。 2. 各小组通过相互质疑和评价，填写实践评价量表（表5-2）。 四、迁移与运用 不同蔬菜含有的有机物种类和含量，携带的微生物种类和数量，都有一定的差异。尝试根据这一事实，选择一个感兴趣的方向，参照本实践活动获得的成果和经验，进一步开展实践探究。 探究新知 跨学科实践 3 制作泡菜，探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素 观看视频：学习制作泡菜 归纳总结 微生物的广泛应用 ①食用 ②食品生产 ③医药工业 ④生命科学 微生物对人类的危害 人类的很多疾病都是由微生物引起的。 人类还面临生物武器的威胁。 微生物和人类的关系 跨学科实践：制作泡菜，探究影响泡菜亚硝酸盐浓度 的因素 课堂练习 1.古代有人会把长有“绿毛”的糨糊涂在刚划破的手指上，可以起到杀菌作用。具有杀菌作用的物质是青霉素，它产自（　　） A．大肠杆菌 B．乳酸菌 C．酵母菌 D．青霉 青霉属于多细胞真菌，其直立菌丝的顶端呈扫帚状，生有成串的孢子。青霉可以产生青霉素，青霉素是一种著名的抗生素，能抑制或杀灭多种细菌，古代长有“绿毛”的糨糊中含有的具有杀菌作用的青霉素就是由青霉产生的。 D 2.下列有关微生物与人类生活关系的说法，不正确的是（　　） A．利用青霉菌可以生产抗生素 B．香菇、金针菇可供人食用 C．利用产甲烷细菌可以生产沼气 D．某些真菌可使人患艾滋病 艾滋病是由HIV病毒引起，并非真菌使人患病。 D 课堂练习 3.有些细菌和真菌能引起动植物和人患病，下列哪种疾病是由真菌引起的（　　） A．手癣、足癣 B．禽流感 C．扁桃体炎 D．烟草花叶病 有些真菌能从活的动植物体和人体内吸收营养物质，导致动植物和人患不同的疾病。如手癣、足癣等。 A 4.微生物对人类既有利也有害，下列属于有害的是（　　） A．链球菌引起扁桃体炎 B．白僵菌杀死松毛虫 C．大肠杆菌生产胰岛素 D．青霉生产青霉素 链球菌引起扁桃体炎属于病原菌导致疾病，对人类有害。 A 课堂练习 请点击： 第5章 第2节 微生物和人类的关系 THANKS 感谢观看 第 1 / 8 题 🏆 得分: 0 第一关 · 有益 / 有害 第二关 · 细菌 / 真菌 / 病毒 案例 1 / 8 乳酸菌制作泡菜 ⚡ 快速判断：有益还是有害？ 请点击上方按钮进行判断 🔄 重新开始 ▶ 下一题 $葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。这首唐朝诗人王翰写的凉州词，说明了在唐朝人们已经知道如何酿造葡萄酒了。那你知道吗？酿酒是和酵母菌有关的，至于是什么关系，咱一会儿再细说。除了酵母菌等真菌，还有很多细菌也应用于食品的制作。这个视频咱就来说一下细菌真菌与食品的制作。先从发酵食品说起，发酵食品是指人们利用有益微生物加工制作的一类食品。比如面包、馒头、酸奶、泡菜、酱油醋、各种酒类等等。这么多我们爱吃的、爱喝的，原来都是发酵食品。那发酵食品制作的原理是什么呢？咱先来看一下发酵现象。在一个瓶子里倒入一些温开水，然后加入一小包酵母摇晃一下，再加入一大勺糖，继续摇晃均匀。在瓶口套一个小气球，如果瓶子在一个温暖的地方，一会儿你就可以看到瓶中的液体会源源不断的冒出气泡，气球会变得越来越大。这是为什么呢？原来是酵母菌在搞怪。这种真菌没有叶绿体，当它在温暖又富含糖分的液体中生存时，就可以把葡萄糖分解成二氧化碳和水。二氧化碳不断的产生，就把气球给张大了。利用这个原理，咱在制作馒头和面包的时候就会放点酵母菌。它产生的二氧化碳气体会在面团中形成许多小孔，使馒头和面包膨大和松软，这是酵母菌在有氧条件下的发酵。其实在蒸馒头的过程中，随着氧气越来越少，叫母菌也会进行无氧呼吸，这时酵母菌就会把葡萄糖分解，转化成二氧化碳和酒精了。当然由于酒精的挥发，你在吃馒头的时候也是闻不到酒味的。由于酵母菌进行无氧呼吸能产生酒精，所以我们也常常利用它来酿酒。对了，还有曲霉等霉菌，它的体内含有大量的酶，可以把淀粉转化成葡萄糖。这些糖类不仅是食品风味的来源，还为后阶段其他微生物的生长创造条件，所以霉菌可以用来制作酱和酱油。除了酵母菌，霉菌这样的真菌可以运用在食物制作中，很多细菌也和咱的生活息息相关。比如乳酸菌，它是一种正常的人体菌群，就是咱所熟悉的益生菌，它能够将碳水化合物转化成乳酸，因此而得名。乳酸菌含有的酶能够在无氧条件下把葡萄糖转化为乳酸，所以乳酸菌能使蔬菜变成有酸味的泡菜。除了制作泡菜，乳酸菌还可以把牛奶发酵成酸奶。据说文成公主进藏时就有酸奶的记载，看来在一千多年前的唐朝，人们就开始利用乳酸菌发酵了。和乳酸菌很像的还有醋酸菌，它在氧气充足的条件下，可以把葡萄糖转化成醋酸，还可以把酒精也转化成醋酸。而醋酸是醋的主要成分，所以用它来制作醋是妥妥的没问题。好了，总结一下这个视频，咱说了细菌真菌与食品的制作，咱们的周围有很多发酵食品，它们的制作都与细菌和真菌有关。真菌中有酵母菌和霉菌。酵母菌在有氧条件下可以使葡萄糖转化成二氧化碳和水，这可以用来制作馒头、面包等。酵母菌在无氧条件下可以使葡萄糖转化成二氧化碳和酒精，这可以用来酿酒。还有曲霉等霉菌可以把淀粉转化成葡萄糖，用来制作酱和酱油。细菌中有乳酸菌和醋酸菌参与了食品的制作。乳酸菌在无氧条件下可以把葡萄糖转化成乳酸，用来制作酸奶、泡菜等。醋酸菌在有氧条件下可以把葡萄糖或酒精转化成醋酸，用来治促这么多细菌和真菌都参与了食品的制作。这些你都记住了吗？ 以前没有冰箱，吃不完的蔬菜要么晒成菜干，要么用盐腌渍，放在坛子里贮藏起来，坛子里的蔬菜悄悄的发酵变酸，就成了猪，也就是我们现在所说的泡菜，制作泡菜特别强调坛子的洁净，开水和盐的使用，却说不清具体是为什么。此次的实验，我们就尝试自制泡菜并解析其中的原理。在做泡菜前，要先挑一个亲密性好的坛子，检验的方法很简单，在坛沿上加一些水，然后将点燃的纸投入坛中。盖上坛盖，坛中的气压会因为氧气的消耗而降低，坛沿的水会被吸入盖子里，如果一段时间水不回流，说明这是个好坛子。接下来将两升水烧开，加入100克食盐，配制成5%的盐溶液，然后晾凉。在洗干净的坛子里喷洒医用酒精消毒，再根据个人的口味将辛香料投入坛中后，把处理好的蔬菜放进坛子里。加入盐水没过蔬菜，但不要放的太满，不然泡菜水会随着气体的产生而溢出。如果想发酵快一点，可以加一些泡菜水或乳酸菌菌种，在坛沿上加盐水或油封，坛可以减半封坛液的蒸发，盖上盖子，此时泡菜水的PH值在六左右。将泡菜坛放在25度下发酵，如果没办法保证恒温室温发酵也可以，只是天气冷会慢一些。泡菜的发酵利用的是蔬菜表面和空气中能在高浓度盐水中生存的微生物。最开始的几天，众多微生物以蔬菜为培养基大量繁殖，耗氧微生物消耗掉了潭中的氧气，产生二氧化碳，形成厌氧环境，在厌氧环境中，可以产生乳酸的一类细菌后唇发力，产生大量乳酸，抑制甚至杀死其他细菌，成为优势菌群。到了第九天，第十天的时候，头道泡菜就可以吃了，隔着屏幕都可以闻到酸味，此时泡在水的PH在34左右，其实到了第四天、第五天PH就可能达到了三老坛泡菜腌制两三天就可以吃了，为什么不建议在第四天、第五天的时候吃呢？这是因为蔬菜本身含有一些硝酸盐，在杂菌产生的硝酸还原酶作用下，硝酸盐被还原成亚硝酸盐，在第四天、第五天的时候会迎来亚硝酸盐的峰值，我们称之为亚霄峰。之后由于培养环境酸化，杂菌代谢被抑制，亚硝酸盐不再产生一部分，形成不稳定的亚硝酸，发生歧化反应，分解成硝酸盐和一氧化氮，一部分被微生物继续还原成氨态氮加以利用，从而逐渐减少。虽然泡菜中亚硝酸盐含量的峰值一般不会超过国家标准的20毫克每千克氮，亚硝酸盐有可能在体内形成有积累效应的强致癌物亚硝胺，因此为了养成健康的生活方式，我们要尽量减少亚硝酸盐的摄入。现在物流发达了，有冰箱了，咱们尽量多吃新鲜食物，少吃腌制食品，比如火腿肠、腊肉、泡菜等。虽然他们确实很好吃。讲究点的会觉得头道泡菜因为最开始杂菌较多，味道不正，将头道泡菜专门用来付给乳酸菌，然后丢弃，再把新鲜的蔬菜放入坛中再次发酵，制成味道纯正的老坛泡菜，腌制两三天后吃，可以避开亚硝峰。记得再次发酵的时候要补充一些盐，不然盐浓度降低可能会导致有害微生物的滋生。