山東專用2024高考生物二輪復(fù)習(xí)第1部分專題7發(fā)酵工程學(xué)案

PAGE8-專題7發(fā)酵工程網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建考點(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氧呼吸產(chǎn)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、脂肪酶水解蛋白質(zhì)、脂肪15～18℃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①酵母菌在無氧條件下將葡萄糖氧化成乙醇；②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)化為乳酸試驗(yàn)流程讓豆腐上長出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯裝瓶→密封腌制留意事項(xiàng)①材料選擇與處理；②防止發(fā)酵液污染，限制好發(fā)酵條件①材料用量；②防止雜菌污染；③限制溫度及酒精含量①泡菜壇的選擇；②腌制條件(無氧)3.駕馭限制雜菌的措施(1)通過發(fā)酵條件限制雜菌①無氧發(fā)酵時(shí)的無氧環(huán)境可以抑制好氧菌。②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)利用鹽限制雜菌：如腐乳的制作。(3)利用酒精限制雜菌：假如酒、腐乳的制作。(4)利用香辛料限制雜菌：如腐乳、泡菜的制作。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)及應(yīng)用1．(2024·山東等級(jí)考)我國的釀酒技術(shù)歷史悠久，古人在實(shí)際生產(chǎn)中積累了很多閱歷。《齊民要術(shù)》記載：將蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲發(fā)，如魚眼湯，凈淘米八斗，炊作飯，舒令極冷”。意思是將酒曲浸到活化，冒出魚眼大小的氣泡，把八斗米淘凈，蒸熟，攤開冷透。下列說法錯(cuò)誤的是()A．“浸曲發(fā)”過程中酒曲中的微生物代謝加快B．“魚眼湯”現(xiàn)象是微生物呼吸作用產(chǎn)生的CO2釋放形成的C．“凈淘米”是為消退雜菌對(duì)釀酒過程的影響而實(shí)行的主要措施D．“舒令極冷”的目的是防止蒸熟的米溫度過高導(dǎo)致酒曲中的微生物死亡C[由題意可知，“浸曲發(fā)”是將酒曲浸泡活化，在活化的過程中微生物代謝加快，A正確；“魚眼湯”是指冒出魚眼大小的氣泡，氣泡是微生物進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生的CO2釋放形成的，B正確；釀酒過程中酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生的酒精會(huì)抑制其他微生物的生長，而“凈淘米”是防止一些雜質(zhì)影響酒的品質(zhì)，C錯(cuò)誤；由題意可知，“舒令極冷”是將蒸熟的米攤開冷透，其目的是防止蒸熟的米溫度過高使酒曲中的微生物死亡，D正確。]2．(2024·北京海淀高三一模)在利用葡萄進(jìn)行釀酒的過程中，統(tǒng)計(jì)發(fā)酵罐中細(xì)菌及酵母菌的數(shù)量，結(jié)果如圖所示。據(jù)此分析，不正確的是()A．釀酒初期發(fā)酵罐里應(yīng)保留適量氧氣B．酒精是導(dǎo)致細(xì)菌數(shù)量降低的緣由之一C．整個(gè)發(fā)酵過程中發(fā)酵罐要始終密閉D．可用血球計(jì)數(shù)板測定酵母菌的數(shù)量C[A、釀酒初期發(fā)酵罐里應(yīng)保留適量氧氣，以便酵母菌獲得足夠的能量供應(yīng)，進(jìn)行大量繁殖成為優(yōu)勢種，A正確；B、無氧呼吸產(chǎn)物酒精具有消毒作用，因此酒精是導(dǎo)致細(xì)菌數(shù)量降低的緣由之一，B正確；C、酒精發(fā)酵過程中先通氣，而后密封，不是整個(gè)發(fā)酵過程中發(fā)酵罐都密閉，C錯(cuò)誤；D、測定酵母菌的數(shù)量可用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)，D正確。故選C。]3．人們利用某些微生物制作食品時(shí)，須要分析微生物的特點(diǎn)，限制微生物的發(fā)酵條件。下列與此有關(guān)的各項(xiàng)內(nèi)容都正確的是()選項(xiàng)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裝置或操作步驟B[A、該裝置中液體太滿，發(fā)酵液會(huì)從導(dǎo)管溢出，發(fā)酵瓶中不須要插入溫度計(jì)，A錯(cuò)誤；B、醋酸菌是好氧菌，通入氧氣有利于醋酸菌發(fā)酵，B正確；C、腐乳制作過程先讓毛霉生長，后加鹽腌制，否則鹽會(huì)抑制毛霉生長，C錯(cuò)誤；D、制作泡菜的原理是乳酸菌發(fā)酵，而不是醋酸菌，D錯(cuò)誤。](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)酵的條件不適合醋酸發(fā)酵①發(fā)酵溫度不同：酒精發(fā)酵18～25℃，醋酸發(fā)酵30～35℃。②氧氣條件不同：酒精發(fā)酵須要無氧環(huán)境，醋酸發(fā)酵須要有氧環(huán)境?？键c(diǎn)2微生物的培育、分別與計(jì)數(shù)1．微生物培育中的無菌操作技術(shù)2．培育基制備與微生物純化技術(shù)3．駕馭微生物分別與計(jì)數(shù)的兩個(gè)實(shí)例(1)土壤中分解尿素的細(xì)菌的分別與計(jì)數(shù)①篩選菌株：利用選擇培育基篩選菌株。②過程：土壤取樣→樣品稀釋→微生物的培育與視察→細(xì)菌的計(jì)數(shù)。③測定微生物數(shù)量的常用方法：活菌計(jì)數(shù)法和顯微鏡干脆計(jì)數(shù)法。④鑒定方法：用含酚紅指示劑的以尿素為唯一氮源的培育基培育細(xì)菌→指示劑變紅，則說明該菌能分解尿素。(2)分解纖維素的微生物的分別①原理②流程：土壤取樣→選擇培育基→梯度稀釋→涂布平板→選擇菌落。a．分別能分解纖維素的微生物時(shí)，有時(shí)須要進(jìn)行選擇培育，選擇培育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)的確能得到所需菌種。b．培育基：以纖維素為唯一碳源的選擇培育基。c．篩選方法：剛果紅染色法，即通過是否產(chǎn)生透亮圈來篩選纖維素分解菌。微生物的培育和純化技術(shù)1．(2024·山東等級(jí)考)野生型大腸桿菌可以在基本培育基上生長，發(fā)生基因突變產(chǎn)生的氨基酸依靠型菌株須要在基本培育基上補(bǔ)充相應(yīng)氨基酸才能生長。將甲硫氨酸依靠型菌株M和蘇氨酸依靠型菌株N單獨(dú)接種在基本培育基上時(shí)，均不會(huì)產(chǎn)生菌落。某同學(xué)試驗(yàn)過程中發(fā)覺，將M、N菌株混合培育一段時(shí)間，充分稀釋后再涂布到基本培育基上，培育后出現(xiàn)很多由單個(gè)細(xì)菌形成的菌落，將這些菌落分別接種到基本培育基上，培育后均有菌落出現(xiàn)。該同學(xué)對(duì)這些菌落出現(xiàn)緣由的分析，不合理的是()A．操作過程中出現(xiàn)雜菌污染B．M、N菌株互為對(duì)方供應(yīng)所缺失的氨基酸C．混合培育過程中，菌株獲得了對(duì)方的遺傳物質(zhì)D．混合培育過程中，菌株中已突變的基因再次發(fā)生突變B[若操作過程中出現(xiàn)雜菌污染，則基本培育基上會(huì)有雜菌生長，從而出現(xiàn)菌落，A正確；若M、N菌株互為對(duì)方供應(yīng)所缺失的氨基酸，則M、N菌株混合培育一段時(shí)間，充分稀釋后再涂布到基本培育基上，培育后會(huì)出現(xiàn)很多由單個(gè)細(xì)菌形成的菌落，但由于M、N菌株的遺傳物質(zhì)沒有變更，將這些菌落分別接種到基本培育基上時(shí)，培育后不會(huì)再有菌落出現(xiàn)，B錯(cuò)誤；若混合培育過程中，菌株獲得了對(duì)方的遺傳物質(zhì)或菌株中已突變的基因再次發(fā)生突變，都會(huì)造成遺傳物質(zhì)變更，則混合培育一段時(shí)間，充分稀釋涂布到基本培育基上培育后會(huì)有菌落出現(xiàn)，將這些菌落再分別接種到基本培育基上培育后，也會(huì)有菌落出現(xiàn)，C、D正確。]2．(2024·山東聊城高三二模)下列關(guān)于無菌操作的敘述，錯(cuò)誤的是()A．煮沸消毒可以殺死微生物的養(yǎng)分細(xì)胞和部分芽孢B．加入培育基中的指示劑和染料不須要滅菌C．利用組織培育技術(shù)繁殖脫毒苗時(shí)，須要對(duì)植物的外植體進(jìn)行消毒D．接種時(shí)灼燒接種環(huán)要冷卻后再對(duì)菌種劃線B[A、100℃煮沸5～6min可以殺死微生物的養(yǎng)分細(xì)胞和一部分芽孢，A正確；B、指示劑和染料可能混有微生物，故加入培育基前需滅菌，B錯(cuò)誤；C、利用組織培育技術(shù)繁殖脫毒苗時(shí)，為防止細(xì)菌污染，應(yīng)對(duì)外植體進(jìn)行消毒，C正確；D、接種時(shí)灼燒接種環(huán)要冷卻后再對(duì)菌種劃線，以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種，D正確。故選B。]3．(2024·全國卷Ⅰ)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。某小組用三種培育基篩選土壤中能高效降解X的細(xì)菌(目標(biāo)菌)。Ⅰ號(hào)培育基：在牛肉膏蛋白胨培育基中加入X(5g/L)。Ⅱ號(hào)培育基：氯化鈉(5g/L)，硝酸銨(3g/L)，其他無機(jī)鹽(適量)，X(15g/L)。Ⅲ號(hào)培育基：氯化鈉(5g/L)，硝酸銨(3g/L)，其他無機(jī)鹽(適量)，X(45g/L)。回答下列問題。(1)在Ⅰ號(hào)培育基中，為微生物供應(yīng)氮源的是________________。Ⅱ、Ⅲ號(hào)培育基中為微生物供應(yīng)碳源的有機(jī)物是________。(2)若將土壤懸浮液接種在Ⅱ號(hào)液體培育基中，培育一段時(shí)間后，不能降解X的細(xì)菌比例會(huì)____________，其緣由是_____________________。(3)Ⅱ號(hào)培育基加入瓊脂后可以制成固體培育基，若要以該固體培育基培育目標(biāo)菌并對(duì)菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，接種時(shí)，應(yīng)采納的方法是____________。(4)假設(shè)從Ⅲ號(hào)培育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供應(yīng)________和_______________________________________________。[解析](1)牛肉膏蛋白胨培育基中，牛肉膏、蛋白胨為微生物供應(yīng)了氮源。而Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)培育基中除X外的其他物質(zhì)均不含碳，所以能為微生物供應(yīng)碳源的有機(jī)物是X。(2)因?yàn)棰蛱?hào)培育基中碳源只有X，相當(dāng)于是選擇培育基，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)采納稀釋涂布平板法進(jìn)行接種。(4)在有氧條件下，丙酮酸參加細(xì)菌的有氧呼吸，可以為該菌的生長供應(yīng)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)的原料考查微生物的分別、計(jì)數(shù)等1．(2024·山東煙臺(tái)高三二模)有關(guān)微生物的培育與應(yīng)用，下列說法正確的是()A．通常運(yùn)用液體培育基分別獲得細(xì)菌單菌落B．大腸桿菌的純化培育過程包括培育基的配制和純化大腸桿菌兩個(gè)階段C．接種前需對(duì)培育基、培育皿、接種環(huán)、試驗(yàn)操作者的雙手等進(jìn)行嚴(yán)格滅菌處理D．某一稀釋度的3個(gè)平板的菌落數(shù)依次為M1、M2、M3，以M2作為該樣品菌落估計(jì)值B[A、通常運(yùn)用固體培育基分別獲得細(xì)菌單菌落，A錯(cuò)誤；B、大腸桿菌的純化培育過程包括培育基的配制和純化大腸桿菌兩個(gè)階段，B正確；C、培育基、培育皿、接種環(huán)都須要運(yùn)用恰當(dāng)方式進(jìn)行滅菌處理，而試驗(yàn)操作者的雙手只能進(jìn)行消毒而不能進(jìn)行滅菌處理，C錯(cuò)誤；D、某一稀釋度的3個(gè)平板的菌落數(shù)依次為M1、M2、M3，為了保證結(jié)果精確，一般選擇菌落數(shù)在30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，以它們的平均值作為該樣品菌落數(shù)的估計(jì)值，D錯(cuò)誤。故選B。]2．(不定項(xiàng))大腸桿菌的體積通常在0.5～3μm，為分別獲得某噬菌體，試驗(yàn)操作如下圖。據(jù)圖分析，下列有關(guān)說法正確的是()A．選擇污水，因?yàn)槠渲泻写罅康拇竽c桿菌，簡單分別獲得B．離心是為了促進(jìn)噬菌體和大腸桿菌的分別C．孔徑0.22μm，是為了過濾大腸桿菌和其他細(xì)菌D．過程①表示稀釋涂布平板法，結(jié)果表明濾液中含有噬菌體CD[A、選擇污水是因?yàn)槠渲泻写罅康氖删w，A錯(cuò)誤；B、離心是為了得到含大腸桿菌和噬菌體的上清液，B錯(cuò)誤；C、孔徑0.22μm，大腸桿菌無法通過，C正確；D、過程①表示稀釋涂布平板法，結(jié)果出現(xiàn)噬菌斑，表明濾液中含有噬菌體，D正確。故選CD。]3．(2024·全國卷Ⅱ)物質(zhì)W是一種含氮有機(jī)物，會(huì)污染土壤。W在培育基中達(dá)到肯定量時(shí)培育基表現(xiàn)為不透亮。某探討小組欲從土壤中篩選出能降解W的細(xì)菌(目標(biāo)菌)?；卮鹣铝袉栴}。(1)要從土壤中分別目標(biāo)菌，所用選擇培育基中的氮源應(yīng)當(dāng)是________。(2)在從土壤中分別目標(biāo)菌的過程中，發(fā)覺培育基上甲、乙兩種細(xì)菌都能生長并形成菌落(如圖所示)。假如要得到目標(biāo)菌，應(yīng)當(dāng)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?。若要設(shè)計(jì)試驗(yàn)進(jìn)一步確定甲、乙菌能否利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈矗埡喴獙懗鲈囼?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與自然酶降解W實(shí)力的差異。該小組擬進(jìn)行如下試驗(yàn)，請完善相關(guān)內(nèi)容。①在含有肯定濃度W的固體培育基上，A處滴加含有酶E的緩沖液，B處滴加含有相同濃度自然酶的緩沖液，C處滴加________，三處滴加量相同。②一段時(shí)間后，測量透亮圈的直徑。若C處沒有出現(xiàn)透亮圈，說明____________________；若A、B處形成的透亮圈直徑大小相近，說明_______________________________________________________________。[解析](1)要從土壤中分別出能降解含氮有機(jī)物W的目標(biāo)菌，所用選擇培育基應(yīng)以該特定物質(zhì)W為氮源。(2)圖示信息顯示，在乙菌落四周出現(xiàn)透亮圈，說明乙菌能降解W，若要得到目標(biāo)菌，應(yīng)當(dāng)選擇乙菌落進(jìn)一步純化。(3)若要通過設(shè)計(jì)試驗(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、乙菌分別接種在無氮源培育基上，若某細(xì)菌能生長，則說明該細(xì)菌能利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈础?4)①試驗(yàn)應(yīng)遵循單一變量原則，故C處應(yīng)滴加緩沖液。②一段時(shí)間后，測量透亮圈的直徑。若C處沒有出現(xiàn)透亮圈，說明緩沖液不能降解W；若A、B處形成的透亮圈大小相近，說明酶E與自然酶降解W的實(shí)力相近。[答案](1)W(2)乙乙菌落四周出現(xiàn)透亮圈，說明乙菌能降解W(3)