高考生物二轮复习 第一部分 专题九 生物技术实践 命题源19 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用限时训练-人教版高三生物试题

微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用1．(2015·宁夏银川三模)牛奶是微生物生长的良好培养基。生鲜牛奶中的微生物情况反映了奶牛的健康状况，也影响奶制品的运输和贮藏。牛奶在饮用前都要经过巴氏消毒，以杀死有害微生物。为检测消毒前后牛奶中细菌含量变化情况，做如图所示操作。用无菌吸管从锥形瓶中吸取1mL生牛奶稀释液至盛有9mL无菌水的试管中，混合均匀，如此再重复2次。请回答下列有关问题：(1)微生物培养操作过程中，为了防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行________(消毒、灭菌)，操作者双手要进行清洗和________。除巴氏消毒外，还有____________和化学试剂消毒。(2)取最终的牛奶稀释液0.1mL滴在培养基上进行涂布，选择的涂布工具称为________，为防止杂菌污染，该工具应浸泡于酒精中，涂布前应________________________________________________________________________。(3)图中所示方法为稀释培养法，理想情况下，培养一段时间后可在培养基表面形成菌落。若用该方法培养设置了3个培养皿，菌落数分别为35个、33个、34个，则可以推测生牛奶中每毫升含细菌数为________个。运用这种方法统计的结果往往较实际值________(填“偏大”或“偏小”)，原因是________________________________________________________________________。解析：(1)消毒指使用较温和的物理或化学方法，仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。灭菌指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子。故防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行灭菌，操作者双手要进行清洗和消毒，常用消毒方法有：巴氏消毒法、煮沸消毒法和化学试剂消毒法。(2)用来进行稀释涂布平板法的涂布工具称为涂布器。防止杂菌污染，该工具应浸泡于酒精中，涂布前应将涂布器引燃(灼烧)，消灭杂菌后待冷却，避免高温杀死菌种。(3)依据题意，并结合图示可推测牛奶中每毫升含细菌数为[(35＋34＋33)÷3]×104÷0.1＝3.4×106。因为进行菌落计数时，两个或多个菌落重叠在一起时按一个菌落计算，故统计的结果往往较实际值偏小。答案：(1)灭菌消毒煮沸消毒法(2)涂布器将涂布器引燃(灼烧)后待冷却(3)3.4×106偏小当两个或多个菌落重叠在一起时按一个菌落计算2．(2015·宁夏银川三模)微生物培养与分离技术是生物学中重要的实验技术。根据有关微生物的知识，分析回答问题：(1)培养基的制备需经过计算、称量、溶化和A：______、B：________等过程，上述过程中需要在超净工作台上操作的是________。(2)纯化菌种时为得到单菌落，常采用的接种方法是平板划线法和D：____________法，其中需用接种环进行操作的是________________。(3)为达到筛选土壤中分解尿素细菌的目的，平板内的固体培养基应以尿素作为唯一的________，培养基中加入________指示剂培养后，若变红以鉴定其中含有所需细菌。若筛选纤维素分解菌，在选择培养后须进行E：____________和F：____________过程，一般通过观察____________的有无挑选出所需菌种。解析：(1)培养基的制备需经过计算、称量、溶化、A灭菌、B倒平板等过程，其中倒平板需要在超净工作台上操作。(2)常采用的微生物接种方法是平板划线法和D稀释涂布平板法。其中平板划线法需用接种环进行操作。(3)欲筛选土壤中分解尿素的细菌，培养基中应以尿素作为唯一的氮源，需要在培养基中加入酚红指示剂进行鉴定。若筛选纤维素分解菌，在选择培养后须进行E梯度稀释→F涂布平板→挑选产生透明圈的菌落。答案：(1)灭菌倒平板倒平板(2)稀释涂布平板平板划线法(3)氮源酚红梯度稀释涂布平板透明圈3．(原创题)如图为利用农作物废弃物——秸秆代替粮食作为原料生产燃料乙醇的主要技术及废弃物利用的流程图。请回答：(1)图中①所需微生物可从土壤中获取，获取该微生物的过程称为微生物的________，选择培养基应以________为唯一碳源。纯化菌种时，将筛选获得的菌液稀释后用____________接种到培养基上。在筛选纤维素分解菌的过程中，常采用____________法，____________能与培养基上的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物就无法形成，培养基上就会出现以纤维素分解菌为中心的____________，可以此来筛选纤维素分解菌。(2)图中①也可以采用酶解法。将酶应用于生产实践之前需对酶进行____________的检测。在20世纪50年代，酶已经大规模应用于各个生产领域，到了70年代又发明了固定化酶与固定化细胞技术，在实际生产中，固定化酶技术的优点是固定在载体上的酶能__________；固定化细胞多采用____________法固定化，而固定化酶一般不用此方法，因为________________________________________________________________________。(3)图中②酒精发酵阶段接种的微生物是________，酒精发酵时一般将温度控制在________℃。在培养微生物的过程中，对培养基和接种环采用的灭菌方法分别是____________、____________。乙醇纯化一般需要使用________法。(4)图中③产生的农作物废弃物，主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，但是酵母菌无法直接利用农作物废弃物，原因是其____________________________。(5)若要利用图示中的发酵产物生产醋酸，常用的菌种为________，则下一阶段的发酵过程中应通入________________，温度严格控制在________℃。解析：(1)过程①加入了微生物，其作用是使固体的秸秆颗粒分解，从土壤中获取①所需微生物的过程称为微生物的分离；由于分离的微生物能分解纤维素，故选择培养基应以纤维素为唯一碳源；纯化菌种时，将菌液稀释后用稀释涂布平板法接种到培养基上；在筛选纤维素分解菌时，常利用刚果红染色法，可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(2)将酶应用于生产实践之前，需要对使用的酶进行酶活力的检测。固定化酶和固定化细胞常用的方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法，一般酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化，这是因为细胞体积较大，而酶分子很小。(3)酒精发酵阶段接种的微生物是酵母菌，20℃左右最适合酵母菌繁殖，故酒精发酵时一般将温度控制在18～25℃。在培养微生物的过程中，对培养基和接种环采用的灭菌方法分别是高压蒸汽灭菌和灼烧灭菌。纯化乙醇时，一般需要使用蒸馏法。(4)由于酵母菌细胞缺乏能分解木质素、纤维素和半纤维素的酶系统，故农作物废弃物无法被酵母菌直接利用。(5)酵母菌发酵产物主要为乙醇，以乙醇为原料生产乙酸的过程为醋酸发酵，醋酸菌代谢类型为异养需氧型，故发酵过程中应通入无菌空气，并将温度控制在30～35℃之间。答案：(1)分离纤维素稀释涂布平板法刚果红染色刚果红透明圈(2)酶活力(或酶活性)被反复利用包埋酶分子小，容易从包埋材料中漏出(3)酵母菌18～25高压蒸汽灭菌灼烧灭菌蒸馏(4)缺乏相应分解酶系(或缺乏能分解木质素、纤维素和半纤维素的酶)(5)醋酸菌无菌空气30～354．(2015·湖北武汉模拟)有机农药苯磺隆是一种除草剂，长期使用会污染环境，研究发现，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示：图甲图乙(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、______________四类，该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源，其原因是____________________________________________________________。(2)与微生物培养基相比，植物组织培养的培养基常需添加生长素和____________，这些植物激素一般需要事先单独配制成________保存备用。(3)纯化菌株时，通常使用的划线工具是________。划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有________________________________________________________________________。(4)为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液做图乙所示实验。该实验的假设是________________________________________________，该实验设计是否合理？为什么？________________________________________________________________________。解析：(1)基本培养基必须具有水、碳源、氮源和无机盐，故应填写氮源和无机盐。在培养基中以苯磺隆为唯一碳源，所以培养基上只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖，因此起到选择作用。(2)植物组织培养基除了营养物质外通常还需要添加植物激素，如细胞分裂素和生长素。因为植物激素量很少，所以通常配制成母液。(3)纯化菌种通常用稀释涂布平板法和平板划线法，在平板划线法中用到的划线工具是接种环。如果划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，这说明有菌种，而第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落，可能的原因有接种环灼烧后未冷却或划线未从第一区域末端开始。(4)由图可知取了上清液后加入的是蛋白酶溶液，根据酶的专一性，蛋白酶能将蛋白质分解，故应假设的是目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质，如果不能降解苯磺隆说明是蛋白质。但该实验不严谨，要证明该假设还应该设置一组不加蛋白酶溶液的空白对照。答案：(1)氮源和无机盐只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖(2)细胞分裂素母液(3)接种环①接种环灼烧后未冷却；②划线未从第一区域末端开始(4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质不合理，缺少空白对照5．(2015·四川“联测促改”二测)某厂对苹果进行深加工中所用的菌种进行筛选及苹果加工的生产流程如图甲所示。(1)苹果压榨过程中加入________酶可提高榨汁率；图甲中发酵罐Ⅰ进行的代谢反应式为__________________________；发酵罐Ⅱ需接种________菌，与发酵罐Ⅰ相比，需要不断通入________。(2)图乙表示发酵罐Ⅰ、Ⅱ中主要物质的变化，曲线________代表酒精的变化，可用________________试剂检测酒精的有无。(3)为获得用于生产的理想的酵母菌种，需向平板内的固体培养基中加入一定量的____________进行选择培养，培养时平板须倒置，可防止__________________________________________________；用稀释涂布平板计数法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为____________________________________。解析：(1)苹果压榨过程中加入果胶酶可提高榨汁率；图甲中发酵罐Ⅰ进行的代谢反应是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，所以应写出葡萄糖在酶催化下无氧呼吸产生酒精和CO2的反应式。发酵罐Ⅱ要产生醋酸，需接种醋酸菌，需要在有氧条件下进行。(2)发酵罐Ⅰ中开始有氧气，几乎不产生酒精，之后氧气消耗完，酒精产生越来越多，之后在发酵罐Ⅱ中接种醋酸菌，酒精逐渐变为醋酸，则酒精量逐渐减少为0，所以图乙中曲线②代表酒精的变化，检测酒精可用酸性重铬酸钾，看是否出现灰绿色现象。(3)理想的酵母菌应选择耐酸和乙醇的菌种，所以应在平板内的固体培养基中加入一定量的酒精和酸进行选择培养，培养时平板须倒置，可防止培养基表面冷凝水过多而造成其他微生物的渗透；用稀释涂布平板计数法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为培养过程中两个或多个细胞可能生长在一起形成一个菌落。答案：(1)果胶C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2醋酸氧气(2)②酸性重铬酸钾(3)酒精和酸培养基表面冷凝水过多而造成其他微生物的渗透培养过程中两个或多个细胞可能生长在一起形成一个菌落6．(2015·吉林三模)下面是某同学制作果酒和果醋的实验流程图以及预分离土壤中能分解尿素的细菌的培养基配方，请回答有关问题：KH2PO4Na2HPO4MgSO4·7H2O1.4g2.1g0.2g蛋白胨葡萄糖尿素琼脂1.0g10.0g1.0g15.0g(1)图中方框内应该填写的实验步骤是____________，此步骤中起主要作用的微生物是________________，其发酵时______(需要/不需要)氧气，适宜的发酵温度范围是________。(2)根据培养基的成分判断，该同学能否分离出土壤中分解尿素的细菌？________(能/不能)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如果想进一步对初步筛选得到的菌株进行纯化并计数，可采用的接种方法是________________。通常鉴定分解尿素的细菌的方法是在培养基中加入________指示剂。解析：(1)制作果酒和果醋的实验流程如下：据此可知图中方框内应该填写的实验步骤是醋酸发酵(或果醋发酵)，此步骤中起主要作用的微生物是醋酸菌，醋酸菌是一种好氧细菌，其发酵时需要氧气。醋酸菌的最适生长温度为30～35℃，所以30～35℃是醋酸发酵的适宜的发酵温度范围。(2)培养基配方中的氮源除了尿素外，还有蛋白胨，由于尿素不是唯一的氮源，因此不能分离出只以尿素为唯一氮源的土壤中分解尿素的细菌。(3)欲对初步筛选得到的菌株进行纯化并计数，可采用的接种方法为稀释涂布平板法。在培养基中加入酚红指示剂可鉴定分解尿素的细菌。答案：(1)醋酸发酵(或果醋发酵)醋酸菌需要30～35℃(2)不能培养基还含蛋白胨做氮源(尿素不是唯一氮源)，不能选择出只以尿素为氮源的微生物(3)稀释涂布平板法酚红7.(2015·陕西西安开学摸底)农村中泡菜的制作方法是：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香料及一些“陈泡菜水”。密封后置于阴凉处，最适环境温度为28～30℃。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者是用盐过多，后者是用盐过少。在实验室或工厂化生产泡菜时，还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是________________。(2)若要获得大量乳酸菌菌种，应选用培养基培养，培养基中应有____________、________水和无机盐等营养，同时还必须满足________、________等具体培养条件的要求。(3)泡菜坛要密封的原因是________________________________________。若泡菜坛有裂缝，可能会出现的结果是______________________________________。加入“陈泡菜水”的作用是_________________________________________。(4)若制作的泡菜特别咸而不酸，最可能的原因是_