山东专用2024高考生物二轮复习第1部分专题7发酵工程学案

PAGE8-专题7发酵工程网络构建考点1传统发酵技术及应用1．传统发酵食品的技术食品菌种呼吸类型原理温度果酒酵母菌兼性厌氧无氧呼吸产生酒精18～25果醋醋酸菌有氧呼吸糖(酒精)→醋酸30～35℃腐乳毛霉等有氧呼吸蛋白酶、脂肪酶水解蛋白质、脂肪15～18℃2.比较果酒、果醋、腐乳及泡菜的制作项目果酒和果醋的制作腐乳制作泡菜制作原理①酵母菌在无氧条件下将葡萄糖氧化成乙醇；②醋酸菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸毛霉将蛋白质、脂肪分解成小分子有机物乳酸菌将糖转化为乳酸试验流程让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制留意事项①材料选择与处理；②防止发酵液污染，限制好发酵条件①材料用量；②防止杂菌污染；③限制温度及酒精含量①泡菜坛的选择；②腌制条件(无氧)3.驾驭限制杂菌的措施(1)通过发酵条件限制杂菌①无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌。②乳酸菌发酵、酒精发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖。(2)利用盐限制杂菌：如腐乳的制作。(3)利用酒精限制杂菌：假如酒、腐乳的制作。(4)利用香辛料限制杂菌：如腐乳、泡菜的制作。传统发酵技术及应用1．(2024·山东等级考)我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多阅历。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错误的是()A．“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快B．“鱼眼汤”现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的C．“净淘米”是为消退杂菌对酿酒过程的影响而实行的主要措施D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡C[由题意可知，“浸曲发”是将酒曲浸泡活化，在活化的过程中微生物代谢加快，A正确；“鱼眼汤”是指冒出鱼眼大小的气泡，气泡是微生物进行呼吸作用产生的CO2释放形成的，B正确；酿酒过程中酵母菌进行无氧呼吸产生的酒精会抑制其他微生物的生长，而“净淘米”是防止一些杂质影响酒的品质，C错误；由题意可知，“舒令极冷”是将蒸熟的米摊开冷透，其目的是防止蒸熟的米温度过高使酒曲中的微生物死亡，D正确。]2．(2024·北京海淀高三一模)在利用葡萄进行酿酒的过程中，统计发酵罐中细菌及酵母菌的数量，结果如图所示。据此分析，不正确的是()A．酿酒初期发酵罐里应保留适量氧气B．酒精是导致细菌数量降低的缘由之一C．整个发酵过程中发酵罐要始终密闭D．可用血球计数板测定酵母菌的数量C[A、酿酒初期发酵罐里应保留适量氧气，以便酵母菌获得足够的能量供应，进行大量繁殖成为优势种，A正确；B、无氧呼吸产物酒精具有消毒作用，因此酒精是导致细菌数量降低的缘由之一，B正确；C、酒精发酵过程中先通气，而后密封，不是整个发酵过程中发酵罐都密闭，C错误；D、测定酵母菌的数量可用血球计数板计数，D正确。故选C。]3．人们利用某些微生物制作食品时，须要分析微生物的特点，限制微生物的发酵条件。下列与此有关的各项内容都正确的是()选项ABCD食品果酒果醋腐乳泡菜主要微生物酵母菌醋酸菌毛霉醋酸菌制作装置或操作步骤B[A、该装置中液体太满，发酵液会从导管溢出，发酵瓶中不须要插入温度计，A错误；B、醋酸菌是好氧菌，通入氧气有利于醋酸菌发酵，B正确；C、腐乳制作过程先让毛霉生长，后加盐腌制，否则盐会抑制毛霉生长，C错误；D、制作泡菜的原理是乳酸菌发酵，而不是醋酸菌，D错误。](1)腐乳制作中盐、酒和各种香辛料的作用有共同之处：既具有调味作用，也具有杀菌防腐的作用。(2)酒精发酵的条件不适合醋酸发酵①发酵温度不同：酒精发酵18～25℃，醋酸发酵30～35℃。②氧气条件不同：酒精发酵须要无氧环境，醋酸发酵须要有氧环境。考点2微生物的培育、分别与计数1．微生物培育中的无菌操作技术2．培育基制备与微生物纯化技术3．驾驭微生物分别与计数的两个实例(1)土壤中分解尿素的细菌的分别与计数①筛选菌株：利用选择培育基筛选菌株。②过程：土壤取样→样品稀释→微生物的培育与视察→细菌的计数。③测定微生物数量的常用方法：活菌计数法和显微镜干脆计数法。④鉴定方法：用含酚红指示剂的以尿素为唯一氮源的培育基培育细菌→指示剂变红，则说明该菌能分解尿素。(2)分解纤维素的微生物的分别①原理②流程：土壤取样→选择培育基→梯度稀释→涂布平板→选择菌落。a．分别能分解纤维素的微生物时，有时须要进行选择培育，选择培育的目的是增大选择对象在样液中的浓度，以确保用刚果红染色法鉴别时的确能得到所需菌种。b．培育基：以纤维素为唯一碳源的选择培育基。c．筛选方法：刚果红染色法，即通过是否产生透亮圈来筛选纤维素分解菌。微生物的培育和纯化技术1．(2024·山东等级考)野生型大肠杆菌可以在基本培育基上生长，发生基因突变产生的氨基酸依靠型菌株须要在基本培育基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依靠型菌株M和苏氨酸依靠型菌株N单独接种在基本培育基上时，均不会产生菌落。某同学试验过程中发觉，将M、N菌株混合培育一段时间，充分稀释后再涂布到基本培育基上，培育后出现很多由单个细菌形成的菌落，将这些菌落分别接种到基本培育基上，培育后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现缘由的分析，不合理的是()A．操作过程中出现杂菌污染B．M、N菌株互为对方供应所缺失的氨基酸C．混合培育过程中，菌株获得了对方的遗传物质D．混合培育过程中，菌株中已突变的基因再次发生突变B[若操作过程中出现杂菌污染，则基本培育基上会有杂菌生长，从而出现菌落，A正确；若M、N菌株互为对方供应所缺失的氨基酸，则M、N菌株混合培育一段时间，充分稀释后再涂布到基本培育基上，培育后会出现很多由单个细菌形成的菌落，但由于M、N菌株的遗传物质没有变更，将这些菌落分别接种到基本培育基上时，培育后不会再有菌落出现，B错误；若混合培育过程中，菌株获得了对方的遗传物质或菌株中已突变的基因再次发生突变，都会造成遗传物质变更，则混合培育一段时间，充分稀释涂布到基本培育基上培育后会有菌落出现，将这些菌落再分别接种到基本培育基上培育后，也会有菌落出现，C、D正确。]2．(2024·山东聊城高三二模)下列关于无菌操作的叙述，错误的是()A．煮沸消毒可以杀死微生物的养分细胞和部分芽孢B．加入培育基中的指示剂和染料不须要灭菌C．利用组织培育技术繁殖脱毒苗时，须要对植物的外植体进行消毒D．接种时灼烧接种环要冷却后再对菌种划线B[A、100℃煮沸5～6min可以杀死微生物的养分细胞和一部分芽孢，A正确；B、指示剂和染料可能混有微生物，故加入培育基前需灭菌，B错误；C、利用组织培育技术繁殖脱毒苗时，为防止细菌污染，应对外植体进行消毒，C正确；D、接种时灼烧接种环要冷却后再对菌种划线，以免接种环温度太高，杀死菌种，D正确。故选B。]3．(2024·全国卷Ⅰ)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培育基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。Ⅰ号培育基：在牛肉膏蛋白胨培育基中加入X(5g/L)。Ⅱ号培育基：氯化钠(5g/L)，硝酸铵(3g/L)，其他无机盐(适量)，X(15g/L)。Ⅲ号培育基：氯化钠(5g/L)，硝酸铵(3g/L)，其他无机盐(适量)，X(45g/L)。回答下列问题。(1)在Ⅰ号培育基中，为微生物供应氮源的是________________。Ⅱ、Ⅲ号培育基中为微生物供应碳源的有机物是________。(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培育基中，培育一段时间后，不能降解X的细菌比例会____________，其缘由是_____________________。(3)Ⅱ号培育基加入琼脂后可以制成固体培育基，若要以该固体培育基培育目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采纳的方法是____________。(4)假设从Ⅲ号培育基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长供应________和_______________________________________________。[解析](1)牛肉膏蛋白胨培育基中，牛肉膏、蛋白胨为微生物供应了氮源。而Ⅱ号、Ⅲ号培育基中除X外的其他物质均不含碳，所以能为微生物供应碳源的有机物是X。(2)因为Ⅱ号培育基中碳源只有X，相当于是选择培育基，只有能降解X的细菌才能增殖，而不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖。(3)要对菌落进行计数，应采纳稀释涂布平板法进行接种。(4)在有氧条件下，丙酮酸参加细菌的有氧呼吸，可以为该菌的生长供应能量和合成其他物质的原料。[答案](1)牛肉膏、蛋白胨X(2)下降不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖(3)稀释涂布平板法(4)能量合成其他物质的原料考查微生物的分别、计数等1．(2024·山东烟台高三二模)有关微生物的培育与应用，下列说法正确的是()A．通常运用液体培育基分别获得细菌单菌落B．大肠杆菌的纯化培育过程包括培育基的配制和纯化大肠杆菌两个阶段C．接种前需对培育基、培育皿、接种环、试验操作者的双手等进行严格灭菌处理D．某一稀释度的3个平板的菌落数依次为M1、M2、M3，以M2作为该样品菌落估计值B[A、通常运用固体培育基分别获得细菌单菌落，A错误；B、大肠杆菌的纯化培育过程包括培育基的配制和纯化大肠杆菌两个阶段，B正确；C、培育基、培育皿、接种环都须要运用恰当方式进行灭菌处理，而试验操作者的双手只能进行消毒而不能进行灭菌处理，C错误；D、某一稀释度的3个平板的菌落数依次为M1、M2、M3，为了保证结果精确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，以它们的平均值作为该样品菌落数的估计值，D错误。故选B。]2．(不定项)大肠杆菌的体积通常在0.5～3μm，为分别获得某噬菌体，试验操作如下图。据图分析，下列有关说法正确的是()A．选择污水，因为其中含有大量的大肠杆菌，简单分别获得B．离心是为了促进噬菌体和大肠杆菌的分别C．孔径0.22μm，是为了过滤大肠杆菌和其他细菌D．过程①表示稀释涂布平板法，结果表明滤液中含有噬菌体CD[A、选择污水是因为其中含有大量的噬菌体，A错误；B、离心是为了得到含大肠杆菌和噬菌体的上清液，B错误；C、孔径0.22μm，大肠杆菌无法通过，C正确；D、过程①表示稀释涂布平板法，结果出现噬菌斑，表明滤液中含有噬菌体，D正确。故选CD。]3．(2024·全国卷Ⅱ)物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培育基中达到肯定量时培育基表现为不透亮。某探讨小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题。(1)要从土壤中分别目标菌，所用选择培育基中的氮源应当是________。(2)在从土壤中分别目标菌的过程中，发觉培育基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。假如要得到目标菌，应当选择________菌落进一步纯化，选择的依据是____________________。(3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计试验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出试验思路、预期结果和结论，即_____________________________________________________。(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为了比较酶E与自然酶降解W实力的差异。该小组拟进行如下试验，请完善相关内容。①在含有肯定浓度W的固体培育基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度自然酶的缓冲液，C处滴加________，三处滴加量相同。②一段时间后，测量透亮圈的直径。若C处没有出现透亮圈，说明____________________；若A、B处形成的透亮圈直径大小相近，说明_______________________________________________________________。[解析](1)要从土壤中分别出能降解含氮有机物W的目标菌，所用选择培育基应以该特定物质W为氮源。(2)图示信息显示，在乙菌落四周出现透亮圈，说明乙菌能降解W，若要得到目标菌，应当选择乙菌落进一步纯化。(3)若要通过设计试验确定甲、乙两种细菌能否利用空气中的氮气作为氮源，需将甲、乙菌分别接种在无氮源培育基上，若某细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。(4)①试验应遵循单一变量原则，故C处应滴加缓冲液。②一段时间后，测量透亮圈的直径。若C处没有出现透亮圈，说明缓冲液不能降解W；若A、B处形成的透亮圈大小相近，说明酶E与自然酶降解W的实力相近。[答案](1)W(2)乙乙菌落四周出现透亮圈，说明乙菌能降解W(3)