2024屆高考 二輪復(fù)習(xí) 發(fā)酵工程 課件（47張）

專題九發(fā)酵工程第一編2024內(nèi)容索引0102網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識串聯(lián)長句表達(dá)思維訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識串聯(lián)碳源氮源滅菌滅菌酵母菌醋酸菌乳酸菌尿素平板法計數(shù)法剛果紅染色法擴(kuò)大培養(yǎng)長句表達(dá)思維訓(xùn)練1.你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染?提示

需要從發(fā)酵制作的過程進(jìn)行全面考慮。例如,榨汁機(jī)、發(fā)酵裝置要清洗干凈;每次排氣時只需擰松瓶蓋,不要完全打開瓶蓋等。

2.為什么含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶?提示

酸奶的制作依靠的是乳酸菌的發(fā)酵作用?？股啬軌驓⑺阑蛞种迫樗峋纳L,因此含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶。3.為什么日常生活中要多吃新鮮蔬菜,不宜多吃腌制蔬菜?提示

在腌制過程中,蔬菜中的硝酸鹽會被微生物還原成亞硝酸鹽,危害人體健康。4.為什么泡菜壇內(nèi)有時會長一層白膜?你認(rèn)為這層白膜是怎么形成的?提示

形成白膜是由于產(chǎn)膜酵母菌的繁殖。酵母菌是兼性厭氧微生物,泡菜發(fā)酵液營養(yǎng)豐富,其表面氧氣含量也很豐富,適合酵母菌繁殖。5.平板冷凝后,為什么要將平板倒置?提示

平板冷凝后,皿蓋上會凝結(jié)水珠,凝固后的培養(yǎng)基表面的濕度也比較高,將平板倒置,既可以避免培養(yǎng)基中的水分過快蒸發(fā),又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基造成污染。6.得到3個或3個以上菌落數(shù)為30~300的平板一定正確嗎?為什么?提示

不一定正確,如得到3個平板,菌落數(shù)分別為230個、34個、240個,雖然菌落數(shù)均為“30~300”,但由于34與另外兩個平板上的菌落數(shù)差異較大,所以不正確,應(yīng)找出原因并重做實驗。7.為什么發(fā)酵工程需要對菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)?提示

因為工業(yè)發(fā)酵罐的體積一般為幾十立方米到幾百立方米,接入的菌種總體積需要幾立方米到幾十立方米。所以,在發(fā)酵之前需要對菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)以獲得足夠多的菌種。8.發(fā)酵過程中為什么要隨時檢測溫度、pH等環(huán)境條件?提示

因為培養(yǎng)液中的環(huán)境條件不僅會影響微生物的生長繁殖,還會影響微生物代謝物的生成。

考點1微生物的培養(yǎng)、分離與計數(shù)1.培養(yǎng)基的制備(1)培養(yǎng)基營養(yǎng)物質(zhì)生長繁殖水、碳源、氮源特殊營養(yǎng)物質(zhì)液體鑒別選擇(2)無菌技術(shù)常用方法

紫外線灼燒濕熱2.微生物的純化技術(shù)(1)制備馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基(2)兩種純化細(xì)菌方法的比較

接種環(huán)涂布器特別提醒為了確定培養(yǎng)基滅菌是否合格,微生物實驗一般會設(shè)置空白對照,隨機(jī)取若干滅菌后的空白平板培養(yǎng)基在適宜條件下培養(yǎng)一段時間,觀察培養(yǎng)基上是否有菌落生成。

3.微生物分離與計數(shù)的兩個實例

滅菌灼燒滅菌平板冷卻凝固接種環(huán)酚紅變紅對點訓(xùn)練題組一

精典對練——拿高分?題型一

微生物的培養(yǎng)與純化技術(shù)1.藝術(shù)不只存在于紙筆之間,我們可以用培養(yǎng)皿當(dāng)紙,接種環(huán)當(dāng)筆,各種形態(tài)顏色的細(xì)菌和真菌當(dāng)顏料,“畫”出別具風(fēng)格的作品。下列說法錯誤的是(

)A.制備培養(yǎng)基時要經(jīng)過配制培養(yǎng)基—滅菌—倒平板等步驟B.培養(yǎng)霉菌的培養(yǎng)基的pH需為酸性,培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基的pH則需為中性或弱堿性C.使用接種環(huán)接種時,取菌種前和接種后都需將接種環(huán)進(jìn)行干熱滅菌D.培養(yǎng)成型的作品應(yīng)低溫保存,以免菌株瘋長影響整體效果答案C

解析

每次使用接種環(huán)前后都要進(jìn)行灼燒滅菌。

2.廚余垃圾中具有高效降解能力的微生物可用于廚余垃圾高效無害化處理?？蒲腥藛T取一定量的廚余垃圾樣品,制備不同濃度的樣品稀釋液,并將樣液接種于利用蛋白胨、牛肉膏、氯化鈉、瓊脂配制的培養(yǎng)基表面進(jìn)行培養(yǎng)并分離。下列分析正確的是(

)A.牛肉膏主要為微生物提供氮源B.接種時需用力將菌種接種到培養(yǎng)基內(nèi)C.稀釋樣液獲得單個菌落以便判斷菌種類型D.經(jīng)過培養(yǎng)可篩選出具有高效降解能力的微生物答案C

解析

牛肉膏主要為微生物提供碳源、氮源、磷酸鹽和維生素等,A項錯誤。在接種菌種時,應(yīng)將菌種接種到培養(yǎng)基表面以利于其生長,如果用力接種會劃破培養(yǎng)基,從而影響菌株的生長,使其不能形成正常的形態(tài)特征,影響對菌落形態(tài)的觀察及對其特征的鑒別,B項錯誤。通過稀釋樣液得到適宜的菌液濃度,再將菌液接種到培養(yǎng)基上獲得單個菌落以便判斷菌種類型,C項正確。經(jīng)過培養(yǎng)、篩選后還需要進(jìn)行鑒定,才能篩選出具有高效降解能力的微生物,D項錯誤。?題型二

微生物的篩選、分離與計數(shù)3.(不定項選擇題)圓褐固氮菌可獨立固定空氣中的氮氣,且能夠分泌生長素;巨大芽孢桿菌可將有機(jī)磷降解為可溶性磷,二者組合可將有機(jī)廚余垃圾迅速分解為水和二氧化碳。為制備分解有機(jī)廚余垃圾的微生物菌劑,某科研小組對兩菌種進(jìn)行了最佳接種比例的探究實驗,得出如下圖所示實驗結(jié)果。下列說法錯誤的是(

)A.圓褐固氮菌和巨大芽孢桿菌在生長過程中都需要氮源B.統(tǒng)計活菌數(shù)目可采用平板劃線法和稀釋涂布平板法C.處理該廚余垃圾廢液,兩菌種的最佳接種比例為2∶1D.兩菌種的組合菌劑還可制成微生物肥料施用到土壤中,提高農(nóng)作物的產(chǎn)量答案BC

解析

微生物的生長離不開碳源、氮源、水和無機(jī)鹽等營養(yǎng)物質(zhì),圓褐固氮菌的氮源來自空氣中的氮氣,巨大芽孢桿菌的氮源來自培養(yǎng)基,A項正確。利用稀釋涂布平板法和平板劃線法都能獲得單細(xì)胞菌落,達(dá)到分離的目的,稀釋涂布平板法能對微生物進(jìn)行計數(shù),平板劃線法不能,B項錯誤。實驗的因變量是有機(jī)廚余垃圾的分解量(以二者的有效菌落數(shù)為指標(biāo)),接種比例為2∶1的有效菌落數(shù)小于接種比例為1∶1的有效菌落數(shù),故兩菌種接種比例為1∶1時分解有機(jī)廚余垃圾的能力較強(qiáng),C項錯誤。由題意可知,兩菌種的組合菌劑還可制成微生物肥料施用到土壤中,提高農(nóng)作物的產(chǎn)量,D項正確。4.(不定項選擇題)一次性口罩的主要成分為聚丙烯纖維。某科研團(tuán)隊準(zhǔn)備從土壤中篩選出高效降解一次性口罩的細(xì)菌,圖甲表示聚丙烯纖維分解菌分離與計數(shù)的過程,6號試管涂布的3個平板的菌落數(shù)為550、601、688,7號試管涂布的3個平板的菌落數(shù)為58、73、97,8號試管涂布的3個平板的菌落數(shù)為8、15、28;圖乙表示在培養(yǎng)基中加入能與聚丙烯纖維結(jié)合而顯色的染色劑,目的菌落周圍出現(xiàn)透明圈的情況。下列說法正確的是(

)甲

乙注D表示透明圈直徑,d表示菌落直徑。

A.圖甲、圖乙所用培養(yǎng)基分別為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基,都以聚丙烯纖維作為唯一碳源B.圖甲、圖乙所用接種方法分別為稀釋涂布平板法和平板劃線法,都需在酒精燈火焰旁進(jìn)行C.1g土壤樣品中含有聚丙烯纖維分解菌的估算數(shù)目是7.6×1010個,此數(shù)值一般偏小D.可選擇圖乙培養(yǎng)基中d/D值大的聚丙烯纖維分解菌作為目的菌種推廣使用答案AC

解析

圖甲表示聚丙烯纖維分解菌分離與計數(shù)的過程,培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基;圖乙表示在培養(yǎng)基中加入能與聚丙烯纖維結(jié)合而顯色的染色劑,從而鑒別聚丙烯纖維分解菌的過程,所以圖乙所用培養(yǎng)基為鑒別培養(yǎng)基,兩過程都以聚丙烯纖維作為唯一碳源,A項正確。圖甲、圖乙所用接種方法都為稀釋涂布平板法,都需在酒精燈火焰旁進(jìn)行,B項錯誤。在實際操作過程中,一般選擇菌落數(shù)為30~300的平板進(jìn)行計數(shù)。由題意可知7號試管符合條件。其稀釋倍數(shù)為1×108,則1

g

土壤樣品中含有聚丙烯纖維分解菌的估算數(shù)目是[(58+73+97)÷

3]÷0.1×108=7.6×1010(個),此數(shù)值一般偏小,因為當(dāng)兩個或多個細(xì)胞連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落,C項正確。可選擇圖乙培養(yǎng)基中D/d值較大的菌株作為目的菌種推廣使用,因為這一指標(biāo)越大說明單個菌株分解聚丙烯纖維的能力越強(qiáng),D項錯誤。題組二

易錯防范——不失分1.判斷下列有關(guān)微生物培養(yǎng)、分離與計數(shù)的敘述是否正確。(1)將接種環(huán)放在火焰上灼燒。(

)(2)將已冷卻的接種環(huán)伸入菌液中蘸取一環(huán)菌液。(

)(3)蘸取菌液和劃線要在火焰旁進(jìn)行。(

)(4)劃線時要將最后一區(qū)的劃線與第一區(qū)的劃線相連。(

)(5)培養(yǎng)基滅菌常用的方法是高壓蒸汽滅菌。(

)(6)各種微生物培養(yǎng)基的配方中必須包含碳源、氮源、水、無機(jī)鹽及瓊脂等成分。(

)√×√√√×(7)微生物純培養(yǎng)常用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法。(

)(8)以尿素作為唯一氮源的培養(yǎng)基可以選擇培養(yǎng)分解尿素的微生物。(

)(9)制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基時,需在倒平板后進(jìn)行滅菌操作。(

)(10)用稀釋涂布平板法能分離細(xì)菌,也能計數(shù),但結(jié)果偏大。(

)(11)用稀釋涂布平板法進(jìn)行計數(shù)時,為了保證結(jié)果準(zhǔn)確,一般選擇菌落數(shù)為30~300的平板進(jìn)行計數(shù)。(

)√×√×√2.(2023廣東卷)研究者擬從堆肥中取樣并篩選能高效降解羽毛、蹄角等廢棄物中角蛋白的嗜熱菌。根據(jù)堆肥溫度變化曲線(上圖)和選擇培養(yǎng)基篩選原理來判斷,下列最可能篩選到目標(biāo)菌的條件組合是(

)A.A點時取樣、尿素氮源培養(yǎng)基B.B點時取樣、角蛋白氮源培養(yǎng)基C.B點時取樣、蛋白胨氮源培養(yǎng)基D.C點時取樣、角蛋白氮源培養(yǎng)基答案D

解析

本實驗的目的是篩選能高效降解角蛋白的嗜熱菌,因此既要耐高溫,又要能夠高效降解角蛋白,所以在C點取樣,并且以角蛋白氮源培養(yǎng)基進(jìn)行選擇培養(yǎng)。易錯點撥選擇培養(yǎng)基的三個選擇方法

考點2傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)及發(fā)酵工程應(yīng)用1.果酒和果醋的制作(1)發(fā)酵菌種附著在新鮮水果的果皮(葡萄皮)異養(yǎng)需氧型(2)制作原理與條件

酵母醋酸有氧都充足6CO2+12H2O+能量2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量

缺少CH3COOH(乙酸)18~30℃

需氧

不需氧

氧氣

(3)制作流程

沖洗乙酸2.泡菜的制作(1)發(fā)酵原理

乳酸菌乳酸鏈球菌、乳酸桿菌無氧乳酸菌乳酸(2)制作流程

半壇密封發(fā)酵對點訓(xùn)練題組一

精典對練——拿高分?題型一

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)1.由于酸奶制作工藝并不復(fù)雜,一些人會在家里自制“原始狀態(tài)”的酸奶。常見的操作流程是向經(jīng)過殺菌處理的牛奶中添加某些對人體有益的細(xì)菌,再經(jīng)過發(fā)酵即可。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.常溫下保存的酸奶可用作接種的菌種B.應(yīng)該先對制作用具和原料進(jìn)行滅菌處理,再接種純的菌種,并控制發(fā)酵條件C.選用含有抗生素的牛奶進(jìn)行發(fā)酵效果會更好,因為可以有效避免雜菌的污染D.采用煮沸法對牛奶進(jìn)行消毒處理,可以最大程度地保證營養(yǎng)物質(zhì)不被破壞答案B

解析

由于常溫下保存的酸奶中乳酸菌已經(jīng)失活,所以不能用來作為接種的菌種,A項錯誤。為避免雜菌污染,酸奶制作過程中應(yīng)進(jìn)行滅菌處理,同時為避免目的菌種被殺死,應(yīng)先對制作用具和原料進(jìn)行滅菌處理,再接種純的菌種,并控制發(fā)酵條件(酵母菌發(fā)酵所需的適宜條件),B項正確?？股卦跉珉s菌的同時可能會殺死目的菌株(乳酸菌),導(dǎo)致發(fā)酵失敗,C項錯誤。采用煮沸法對牛奶進(jìn)行消毒處理會破壞牛奶中的營養(yǎng)成分,應(yīng)采用巴氏消毒法,不僅能有效消毒,而且能使牛奶中的營養(yǎng)成分不被破壞,D項錯誤。2.《齊民要術(shù)》中早有記載,可用酒釀醋,具體做法為“大率五石米酒醅,更著麹末一斗,麥<麥完>一斗,井花水一石;粟米飯兩石,撣令冷如人體,投之,杷攪,綿幕甕口。每日再度攪之”。大體意思是將煮好的粟米飯攤開降至人體溫度,與米酒醅混合,攪拌均勻,用棉紗布蓋住罐口,每天重復(fù)攪拌幾次。下列說法錯誤的是(

)A.“粟米飯”與“米酒”的混合物可以作為釀醋的原材料B.“撣令冷如人體”避免了高溫影響發(fā)酵微生物的活性C.“綿幕甕口”是為了更好地讓發(fā)酵微生物進(jìn)行無氧發(fā)酵D.“每日再度攪之”讓底層發(fā)酵更充分,以增加發(fā)酵產(chǎn)物量答案C

解析

粟米飯和米酒中的酒精在醋酸菌的作用下氧化可以轉(zhuǎn)化成乙酸和水,進(jìn)行釀醋,A項正確。溫度會影響酶的活性,影響微生物的發(fā)酵,“撣令冷如人體”避免了高溫影響發(fā)酵微生物的活性,B項正確。

醋酸菌是好氧細(xì)菌,“綿幕甕口”是為了更好地讓發(fā)酵微生物進(jìn)行有氧呼吸,C項錯誤?！懊咳赵俣葦囍笨梢蕴峁┭鯕?又可使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)與發(fā)酵微生物充分混合,讓底層發(fā)酵更充分以增加發(fā)酵產(chǎn)物量,D項正確。?題型二

發(fā)酵工程的應(yīng)用

3.維生素C是人和許多動物必需的營養(yǎng)物質(zhì)。我國微生物學(xué)家分別利用氧化葡萄糖酸桿菌和假單胞菌,采用兩次微生物發(fā)酵的方法,使維生素C的生產(chǎn)步驟更加簡單。下列有關(guān)利用兩次微生物發(fā)酵法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)維生素C的敘述,錯誤的是(

)A.可用稀釋涂布平板法分離純化生產(chǎn)所需的氧化葡萄糖酸桿菌和假單胞菌B.生產(chǎn)過程中可用顯微鏡直接計數(shù)法檢測單位體積培養(yǎng)液中的兩種活菌數(shù)目C.生產(chǎn)過程中需要對發(fā)酵設(shè)備和培養(yǎng)基進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處理,以防止雜菌污染D.可用誘變或基因工程方法培育更加高產(chǎn)的氧化葡萄糖酸桿菌和假單胞菌菌種答案B

解析

在稀釋度足夠高的菌液里,聚集在一起的微生物被分散成單個細(xì)胞,從而能在培養(yǎng)基表面形成單個菌落,故可用稀釋涂布平板法分離純化生產(chǎn)所需的氧化葡萄糖酸桿菌和假單胞菌,A項正確。利用顯微鏡直接計數(shù)法檢測細(xì)菌時無法區(qū)分死菌和活菌,B項錯誤。生產(chǎn)過程中為防止外來雜菌污染,以獲得純培養(yǎng)物,需要對發(fā)酵設(shè)備和培養(yǎng)基進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處理,C項正確。誘變育種是利用物理或化學(xué)因素處理生物,誘發(fā)生物產(chǎn)生基因突變,從中選擇優(yōu)良變異;基因工程是將外源目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,按照人的意愿改造生物的性狀,故可用誘變或基因工程方法培育更加高產(chǎn)的氧化葡萄糖酸桿菌和假單胞菌菌種,D項正確。題組