統(tǒng)考版2021高考生物二輪復(fù)習(xí)第1部分專題素能提升專題7第1講微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用學(xué)案

1、第1講微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用考點(diǎn)1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)及應(yīng)用1傳統(tǒng)發(fā)酵食品的技術(shù)食品菌種呼吸類型原理溫度果酒酵母菌兼性厭氧無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精1825 果醋醋酸菌有氧呼吸糖(酒精)醋酸3035 腐乳毛霉等有氧呼吸蛋白酶、脂肪酶水解蛋白質(zhì)、脂肪1518 2.比較果酒、果醋、腐乳及泡菜的制作項(xiàng)目果酒和果醋的制作腐乳制作泡菜制作原理酵母菌在無(wú)氧條件下將葡萄糖氧化成乙醇；醋酸菌在有氧條件下將乙醇氧化為醋酸毛霉將蛋白質(zhì)、脂肪分解成小分子有機(jī)物乳酸菌將糖轉(zhuǎn)化為乳酸實(shí)驗(yàn)流程讓豆腐上長(zhǎng)出毛霉加鹽腌制加鹵湯裝瓶密封腌制操作注意事項(xiàng)材料選擇與處理；防止發(fā)酵液污染，控制好發(fā)酵條件材料用量；防止雜菌污染；控制溫度及酒精含量泡菜壇的選

2、擇；腌制條件(無(wú)氧)3.掌握控制雜菌的措施(1)通過(guò)發(fā)酵條件控制雜菌無(wú)氧發(fā)酵時(shí)的無(wú)氧環(huán)境可以抑制好氧菌。乳酸菌發(fā)酵、酒精發(fā)酵形成的酸性環(huán)境抑制雜菌繁殖。(2)利用鹽控制雜菌：如腐乳的制作。(3)利用酒精控制雜菌：如果酒、腐乳的制作。(4)利用香辛料控制雜菌：如腐乳、泡菜的制作。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)及應(yīng)用1(2017全國(guó)卷)豆豉是大豆經(jīng)過(guò)發(fā)酵制成的一種食品。為了研究影響豆豉發(fā)酵效果的因素，某小組將等量的甲、乙兩菌種分別接入等量的a、b兩桶煮熟大豆中并混勻，再將兩者置于適宜條件下進(jìn)行發(fā)酵，并在32 h內(nèi)定期取樣觀測(cè)發(fā)酵效果。回答下列問(wèn)題：(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是_、_。(2)如果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵

3、效果比底層的好，說(shuō)明該發(fā)酵菌是_。(3)如果在實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)32 h內(nèi)的發(fā)酵效果越來(lái)越好，且隨發(fā)酵時(shí)間呈直線上升關(guān)系，則無(wú)法確定發(fā)酵的最佳時(shí)間；若要確定最佳發(fā)酵時(shí)間，還需要做的事情是_。(4)從大豆到豆豉，大豆中的成分會(huì)發(fā)生一定的變化，其中，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)。解析(1)由“甲、乙兩菌種”和“在32 h內(nèi)定期取樣觀測(cè)”可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是菌種和發(fā)酵時(shí)間。(2)由“發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好”可知，該發(fā)酵菌是好氧菌。(3)因“32 h內(nèi)的發(fā)酵效果越來(lái)越好，且隨發(fā)酵時(shí)間呈直線上升關(guān)系”，說(shuō)明發(fā)酵的最佳時(shí)間可能超過(guò)32 h，故可繼續(xù)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，定期取樣觀測(cè)發(fā)酵效果，以確定最好

4、的發(fā)酵效果所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，此時(shí)間即為最佳發(fā)酵時(shí)間。(4)發(fā)酵菌種能產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶，蛋白酶能催化蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能催化脂肪分解為甘油和脂肪酸。答案(1)菌種發(fā)酵時(shí)間(2)好氧菌(3)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，觀測(cè)發(fā)酵效果，最好的發(fā)酵效果所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為最佳發(fā)酵時(shí)間(4)氨基酸和肽脂肪酸和甘油2紅樹(shù)莓果實(shí)柔嫩多汁，含有多種維生素及人體必需的8種氨基酸，尤其富含黃酮類、鞣花酸等活性物質(zhì)，被稱為“生命之果”。(1)高品質(zhì)紅樹(shù)莓酒的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是色澤鮮艷，澄清透亮，酸甜可口。為此，發(fā)酵過(guò)程中要添加果膠酶，其主要目的是_，有時(shí)添加適量糯米糖化醪(淀粉水解成的甜味混合物)，其作用是為發(fā)酵所用酵母菌補(bǔ)

5、充_，同時(shí)也有_的作用。隨著發(fā)酵過(guò)程的進(jìn)行果酒顏色逐漸加深，主要原因是_。(2)研究人員為探究發(fā)酵溫度對(duì)紅樹(shù)莓果酒發(fā)酵的影響做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)后得到如圖所示結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：發(fā)酵的最適溫度是_，理由是_。(3)釀酒時(shí)，發(fā)酵進(jìn)行一段時(shí)間后殘?zhí)橇坎辉俳档停茰y(cè)原因是_；而酒精度數(shù)逐漸下降，原因是_。解析(1)果膠酶包括多聚半乳糖酶、果膠分解酶、果膠酯酶等，其作用是分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，使果酒變得澄清。淀粉是由葡萄糖聚合而成的多糖，酵母菌生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中需要碳源、氮源、水和無(wú)機(jī)鹽，在果酒制作過(guò)程中添加適量糯米糖化醪可以為酵母菌補(bǔ)充碳源，同時(shí)也能增加果酒的甜味。在發(fā)酵過(guò)程中，紅樹(shù)莓果實(shí)中的色素

6、進(jìn)入到發(fā)酵液中，使果酒顏色逐漸加深。(2)據(jù)曲線圖分析，在發(fā)酵溫度為24 時(shí)，殘?zhí)橇孔畹停凭葦?shù)最高，因此該溫度是發(fā)酵的最適溫度。(3)由于發(fā)酵過(guò)程中，酒精濃度過(guò)高會(huì)殺死酵母菌，使發(fā)酵不再進(jìn)行，因此殘?zhí)橇坎辉俳档汀＞凭葦?shù)逐漸下降，原因可能是發(fā)酵液中酒精被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)。答案(1)使果酒變得澄清碳源增加甜味紅樹(shù)莓果實(shí)中的色素進(jìn)入到發(fā)酵液中(2)24 殘?zhí)橇孔畹?，酒精度?shù)最高(3)酒精度數(shù)過(guò)高導(dǎo)致酵母菌死亡(酵母菌死亡，不再繼續(xù)產(chǎn)生酒精)發(fā)酵液中酒精被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)(或酒精被分解)(1)腐乳制作中鹽、酒和各種香辛料的作用有共同之處：既具有調(diào)味作用，也具有殺菌防腐的作用。(2)酒精發(fā)

7、酵的條件不適合醋酸發(fā)酵發(fā)酵溫度不同：酒精發(fā)酵1825 ，醋酸發(fā)酵3035 。氧氣條件不同：酒精發(fā)酵需要無(wú)氧環(huán)境，醋酸發(fā)酵需要有氧環(huán)境?？键c(diǎn)2微生物的培養(yǎng)、分離與計(jì)數(shù)1微生物培養(yǎng)中的無(wú)菌操作技術(shù)2培養(yǎng)基制備與微生物純化技術(shù)3掌握微生物分離與計(jì)數(shù)的兩個(gè)實(shí)例(1)土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)篩選菌株：利用選擇培養(yǎng)基篩選菌株。過(guò)程：土壤取樣樣品稀釋微生物的培養(yǎng)與觀察細(xì)菌的計(jì)數(shù)。測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法：活菌計(jì)數(shù)法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)法。鑒定方法：用含酚紅指示劑的以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌指示劑變紅，則說(shuō)明該菌能分解尿素。(2)分解纖維素的微生物的分離原理流程：土壤取樣選擇培養(yǎng)基梯度稀釋涂布平板挑

8、選菌落。a分離能分解纖維素的微生物時(shí)，有時(shí)需要進(jìn)行選擇培養(yǎng)，選擇培養(yǎng)的目的是增大選擇對(duì)象在樣液中的濃度，以確保用剛果紅染色法鑒別時(shí)確實(shí)能得到所需菌種。b培養(yǎng)基：以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基。c篩選方法：剛果紅染色法，即通過(guò)是否產(chǎn)生透明圈來(lái)篩選纖維素分解菌。微生物的培養(yǎng)和純化技術(shù)1(2019全國(guó)卷)已知一種有機(jī)物x(僅含有c、h兩種元素)不易降解，會(huì)造成環(huán)境污染。某小組用三種培養(yǎng)基篩選土壤中能高效降解x的細(xì)菌(目標(biāo)菌)。號(hào)培養(yǎng)基：在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中加入x(5 g/l)。號(hào)培養(yǎng)基：氯化鈉(5 g/l)，硝酸銨(3 g/l)，其他無(wú)機(jī)鹽(適量)，x(15 g/l)。號(hào)培養(yǎng)基：氯化鈉(5 g/l

9、)，硝酸銨(3 g/l)，其他無(wú)機(jī)鹽(適量)，x(45 g/l)。回答下列問(wèn)題。(1)在號(hào)培養(yǎng)基中，為微生物提供氮源的是_。、號(hào)培養(yǎng)基中為微生物提供碳源的有機(jī)物是_。(2)若將土壤懸浮液接種在號(hào)液體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時(shí)間后，不能降解x的細(xì)菌比例會(huì)_，其原因是_。(3)號(hào)培養(yǎng)基加入瓊脂后可以制成固體培養(yǎng)基，若要以該固體培養(yǎng)基培養(yǎng)目標(biāo)菌并對(duì)菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，接種時(shí)，應(yīng)采用的方法是_。(4)假設(shè)從號(hào)培養(yǎng)基中得到了能高效降解x的細(xì)菌，且該菌能將x代謝為丙酮酸，則在有氧條件下，丙酮酸可為該菌的生長(zhǎng)提供_和_。解析(1)牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中，牛肉膏、蛋白胨為微生物提供了氮源。號(hào)、號(hào)培養(yǎng)基中除x外的其他物質(zhì)均不

10、含碳，所以能為微生物提供碳源的有機(jī)物是x。(2)因?yàn)樘?hào)培養(yǎng)基中碳源只有x，相當(dāng)于是選擇培養(yǎng)基，只有能降解x的細(xì)菌才能增殖，而不能降解x的細(xì)菌因缺乏碳源不能增殖。(3)要對(duì)菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，應(yīng)采用稀釋涂布平板法進(jìn)行接種。(4)在有氧條件下，丙酮酸參與細(xì)菌的有氧呼吸，可以為該菌的生長(zhǎng)提供能量和合成其他物質(zhì)的原料。答案(1)牛肉膏、蛋白胨x(2)下降不能降解x的細(xì)菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解x的細(xì)菌能夠增殖(3)稀釋涂布平板法(4)能量合成其他物質(zhì)的原料2(2020江西高三期末)某研究小組欲研究手機(jī)外殼表面上的微生物種類和數(shù)量，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟：配制培養(yǎng)基(成分：牛肉膏5 g、蛋白胨10 g、nac

11、l15 g、x20 g、h2o1000 ml)并制作無(wú)菌平板培養(yǎng)基。用無(wú)菌棉簽蘸蒸餾水擦拭手機(jī)外殼表面后將無(wú)菌棉簽浸入100 ml的蒸餾水中并充分振蕩制成細(xì)菌懸液。吸取0.1 ml細(xì)菌懸液，用涂布器將其接種到無(wú)菌平板上。重復(fù)操作，制成多個(gè)接種平板。將平板置于37 恒溫箱中培養(yǎng)一段時(shí)間，統(tǒng)計(jì)各組平板上菌落的平均數(shù)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)該培養(yǎng)基中的成分x通常是_。牛肉膏可為微生物生長(zhǎng)提供_等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。(2)倒平板時(shí)需要等到滅菌的培養(yǎng)基冷卻到_時(shí)，再在_附近進(jìn)行。制成的無(wú)菌平板培養(yǎng)基需要待平板冷凝后，將平板倒置，其主要目的是_。(3)除用上述方法接種外，還可以采用_接種，但無(wú)論是哪種方法接種，核心都

12、是_。(4)上述實(shí)驗(yàn)步驟并不完整，請(qǐng)改進(jìn)：_。解析(1)由于配制的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，所以需要加瓊脂。牛肉膏可為微生物生長(zhǎng)提供碳源、氮源，磷酸鹽和維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。(2)倒平板時(shí)要等到滅菌的培養(yǎng)基冷卻到50 時(shí)，再在酒精燈火焰附近進(jìn)行并制成無(wú)菌平板培養(yǎng)基。為了防止培養(yǎng)皿蓋的冷凝水落入培養(yǎng)基造成污染，待平板冷凝后，要將平板倒置。(3)接種方法有稀釋涂布平板法和平板劃線法，但是無(wú)論是哪種方法接種，核心都是要防止雜菌的污染，保證培養(yǎng)物的純度。(4)由于沒(méi)有設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，所以上述實(shí)驗(yàn)步驟不完整，需要增加對(duì)照組，對(duì)照組為蒸餾水接種的平板。答案(1)瓊脂碳源、氮源、磷酸鹽和維生素(2)50酒精燈火焰防止培

13、養(yǎng)皿蓋的冷凝水落入培養(yǎng)基造成污染(3)平板劃線法要防止雜菌的污染，保證培養(yǎng)物的純度(4)設(shè)置用蒸餾水接種的平板作為對(duì)照組考查微生物的分離、計(jì)數(shù)等1(2019全國(guó)卷)物質(zhì)w是一種含氮有機(jī)物，會(huì)污染土壤。w在培養(yǎng)基中達(dá)到一定量時(shí)培養(yǎng)基表現(xiàn)為不透明。某研究小組欲從土壤中篩選出能降解w的細(xì)菌(目標(biāo)菌)。回答下列問(wèn)題。(1)要從土壤中分離目標(biāo)菌，所用選擇培養(yǎng)基中的氮源應(yīng)該是_。(2)在從土壤中分離目標(biāo)菌的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上甲、乙兩種細(xì)菌都能生長(zhǎng)并形成菌落(如圖所示)。如果要得到目標(biāo)菌，應(yīng)該選擇_菌落進(jìn)一步純化，選擇的依據(jù)是_。(3)土壤中的某些微生物可以利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈础Ｈ粢O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確定

14、甲、乙菌能否利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈?，?qǐng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論，即_。(4)該小組將人工合成的一段dna轉(zhuǎn)入大腸桿菌，使大腸桿菌產(chǎn)生能降解w的酶(酶e)。為了比較酶e與天然酶降解w能力的差異。該小組擬進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完善相關(guān)內(nèi)容。在含有一定濃度w的固體培養(yǎng)基上，a處滴加含有酶e的緩沖液，b處滴加含有相同濃度天然酶的緩沖液，c處滴加_，三處滴加量相同。一段時(shí)間后，測(cè)量透明圈的直徑。若c處沒(méi)有出現(xiàn)透明圈，說(shuō)明_；若a、b處形成的透明圈直徑大小相近，說(shuō)明_。解析(1)要從土壤中分離出能降解含氮有機(jī)物w的目標(biāo)菌，所用選擇培養(yǎng)基應(yīng)以該特定物質(zhì)w為氮源。(2)圖示信息顯示，在乙菌落周圍出現(xiàn)透明圈

15、，說(shuō)明乙菌能降解w，若要得到目標(biāo)菌，應(yīng)該選擇乙菌落進(jìn)一步純化。(3)若要通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定甲、乙兩種細(xì)菌能否利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈?，需將甲、乙菌分別接種在無(wú)氮源培養(yǎng)基上，若某細(xì)菌能生長(zhǎng)，則說(shuō)明該細(xì)菌能利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈础?4)實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循單一變量原則，故c處應(yīng)滴加緩沖液。一段時(shí)間后，測(cè)量透明圈的直徑。若c處沒(méi)有出現(xiàn)透明圈，說(shuō)明緩沖液不能降解w；若a、b處形成的透明圈大小相近，說(shuō)明酶e與天然酶降解w的能力相近。答案(1)w(2)乙乙菌落周圍出現(xiàn)透明圈，說(shuō)明乙菌能降解w(3)將甲、乙菌分別接種在無(wú)氮源培養(yǎng)基上，若細(xì)菌能生長(zhǎng)，則說(shuō)明該細(xì)菌能利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈?4)緩沖液緩沖液不能降解w酶e

16、與天然酶降解w的能力相近2(2020全國(guó)卷)某種物質(zhì)s(一種含有c、h、n的有機(jī)物)難以降解，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，只有某些細(xì)菌能降解s。研究人員按照下圖所示流程從淤泥中分離得到能高效降解s的細(xì)菌菌株。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要甲、乙兩種培養(yǎng)基，甲的組分為無(wú)機(jī)鹽、水和s，乙的組分為無(wú)機(jī)鹽、水、s和y。無(wú)菌水甲乙甲回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，盛有水或培養(yǎng)基的搖瓶通常采用_的方法進(jìn)行滅菌。乙培養(yǎng)基中的y物質(zhì)是_。甲、乙培養(yǎng)基均屬于_培養(yǎng)基。(2)實(shí)驗(yàn)中初步估測(cè)搖瓶m中細(xì)菌細(xì)胞數(shù)為2107個(gè)/ml，若要在每個(gè)平板上涂布100 l稀釋后的菌液，且保證每個(gè)平板上長(zhǎng)出的菌落數(shù)不超過(guò)200個(gè)，則至少應(yīng)將搖瓶m中的菌液稀釋_

17、倍。(3)在步驟的篩選過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)培養(yǎng)基中的s超過(guò)某一濃度時(shí)，某菌株對(duì)s的降解量反而下降，其原因可能是_(答出1點(diǎn)即可)。(4)若要測(cè)定淤泥中能降解s的細(xì)菌細(xì)胞數(shù)，請(qǐng)寫(xiě)出主要實(shí)驗(yàn)步驟：_。(5)上述實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩種培養(yǎng)基所含有的組分雖然不同，但都能為細(xì)菌的生長(zhǎng)提供4類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，即_。解析(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)盛有水或培養(yǎng)基的搖瓶進(jìn)行滅菌時(shí)，常采用高壓蒸汽滅菌法。據(jù)題圖分析可知，乙培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，與甲培養(yǎng)基相比，其特有的組分y物質(zhì)應(yīng)是凝固劑瓊脂。甲、乙培養(yǎng)基均只允許能利用物質(zhì)s作為氮源和碳源的微生物生長(zhǎng)，因此均為選擇培養(yǎng)基。(2)據(jù)題意，假設(shè)至少將搖瓶m中的菌液稀釋x倍，才能保證稀釋后的1

18、00 l菌液中細(xì)菌細(xì)胞數(shù)不超過(guò)200個(gè)，初步估測(cè)搖瓶m中細(xì)菌細(xì)胞數(shù)為2107個(gè)/ml，則稀釋之前100 l菌液中有2106個(gè)細(xì)菌，可得2106(1/x)200，則x104，因此至少應(yīng)將搖瓶m中的菌液稀釋104倍。(3)在篩選過(guò)程中，若培養(yǎng)基中s濃度過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞失水，進(jìn)而抑制菌株的生長(zhǎng)。(4)將含有能降解s的細(xì)菌的淤泥加入無(wú)菌水中，進(jìn)行適當(dāng)稀釋后，利用稀釋涂布平板法，取適量的菌液涂布到乙培養(yǎng)基上，在適宜條件下進(jìn)行培養(yǎng)，一段時(shí)間后，統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)，即可估算出淤泥中能降解s的細(xì)菌細(xì)胞數(shù)。(5)本實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩種培養(yǎng)基所含有的組分雖然不同，但都能為細(xì)菌的生長(zhǎng)提供的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽。答案(1)高壓蒸汽滅菌瓊