高考生物真题分类汇编：专题20 传统发酵技术与微生物的应用（含解析）
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| 名称 | 高考生物真题分类汇编：专题20 传统发酵技术与微生物的应用（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-16 16:09:57 | ||
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文档简介
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高考生物真题分类汇编
专题20 传统发酵技术与微生物的应用
题组一 难度:★★★ 限时:25分钟 满分:83分 用时: 分钟 得分: 分 答案:题后
一、选择题
1.(2021天津,4分)下列操作能达到灭菌目的的是 ( )
A.用免洗酒精凝胶擦手
B.制作泡菜前用开水烫洗容器
C.在火焰上灼烧接种环
D.防疫期间用石炭酸喷洒教室
2.(2021北京,2分)人体皮肤表面存在着多种微生物,某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是 ( )
A.对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌
B.使用无菌棉拭子从皮肤表面取样
C.用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布
D.观察菌落的形态和颜色等进行初步判断
3.(2021辽宁,2分)利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为:先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌,发酵6天后,再接入活化的醋酸杆菌,发酵5天。下列有关叙述错误的是 ( )
A.乙醇既是醋酸发酵的底物,又可以抑制杂菌繁殖
B.酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖
C.酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同
D.接入醋酸杆菌后,应适当升高发酵温度
二、非选择题
4.(2021全国甲理综,15分)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果(“+”越多表示去渍效果越好),实验结果见表。
加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 无酶洗衣粉(对照)
血渍 +++ + +++ +
油渍 + +++ +++ +
根据实验结果回答下列问题:
(1)加酶洗衣粉A中添加的酶是 ;加酶洗衣粉B中添加的酶是 ;加酶洗衣粉C中添加的酶是 。
(2)表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有 ,原因是 。
(3)相对于无酶洗衣粉,加酶洗衣粉去渍效果好的原因是 。
(4)关于酶的应用,除上面提到的加酶洗衣粉外,固定化酶也在生产实践中得到应用,如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指 。固定化酶在生产实践中应用的优点是 (答出1点即可)。
5.(2020全国Ⅰ理综,15分)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解S。研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和S,乙的组分为无机盐、水、S和Y。
回答下列问题:
(1)实验时,盛有水或培养基的摇瓶通常采用 的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是 。甲、乙培养基均属于 培养基。
(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL,若要在每个平板上涂布100 μL稀释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个,则至少应将摇瓶M中的菌液稀释 倍。
(3)在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的S超过某一浓度时,某菌株对S的降解量反而下降,其原因可能是 (答出1点即可)。
(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数,请写出主要实验步骤: 。
(5)上述实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供4类营养物质,即 。
6.(2019海南,15分)回答下列问题。
(1)玫瑰精油可用玫瑰花瓣为原料,采用水蒸气蒸馏法提取。水蒸气蒸馏法的原理是 。
在进行蒸馏时,冷凝管的进水口比出水口 (填“高”或“低”)。蒸馏收集到的乳浊液是玫瑰精油和水的混合物,要得到玫瑰精油,需要向乳浊液中加入NaCl,其目的是 ;得到的油层还需要加入无水Na2SO4,其目的是 。
(2)某同学在通过发酵制作果酒时,发现在制作原料中添加一定量的糖,可以提高酒精度,原因是
。
在家庭以葡萄为原料制作葡萄酒时,可以不添加酵母菌,原因是 ;在制作葡萄酒的过程中,如果密封不严混入空气,发酵液会变酸,可能的原因是 。
7.(2018海南,15分)葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的,酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。
回答下列问题:
(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定,与乙装置相比,用甲装置酿制葡萄酒的优点是 (答出两点即可)。
(2)葡萄汁装入甲装置时,要留有约1/3的空间,这种做法的目的是
(答出两点即可)。
(3)某同学若用乙装置进行发酵,并设置两个不同处理组(乙A和乙B),乙A装置中保留一定量的氧气,乙B装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下,测得一段时间内乙A和乙B中酒精含量的变化趋势及乙A中氧气含量的变化趋势如曲线图所示。图中曲线①、②、③依次表示 、 、
含量的变化趋势。
(4)从细胞呼吸类型看,酵母菌属于 生物;从同化作用的类型看,酵母菌属于 (填“自养”或“异养”)生物。
8.(2018全国Ⅲ理综,15分)回答下列与酵母菌有关的问题:
(1)分离培养酵母菌通常使用 (填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基,该培养基应采用 灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上,培养一段时间后可观察到菌落,菌落的含义是 。
(2)酵母菌液体培养时,若通入氧气,可促进 (填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”);若进行厌氧培养,可促进 (填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)。
(3)制作面包时,为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌,酵母菌引起面包松软的原因是 。
题组二 难度:★★★★ 限时:25分钟 满分:78分 用时: 分钟 得分: 分 答案:题后
一、选择题
1.(2021海南,3分)关于果酒、果醋和泡菜这三种传统发酵产物的制作,下列叙述正确的是( )
A.发酵所利用的微生物都属于原核生物
B.发酵过程都在无氧条件下进行
C.发酵过程都在同一温度下进行
D.发酵后形成的溶液都呈酸性
二、非选择题
2.(2022全国乙理综,15分)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S,S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此,某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响,结果见表。
碳源 细胞干重(g/L) S产量(g/L)
葡萄糖 3.12 0.15
淀粉 0.01 0.00
制糖废液 2.30 0.18
回答下列问题。
(1)通常在实验室培养微生物时,需要对所用的玻璃器皿进行灭菌,灭菌的方法有
(答出2点即可)。
(2)由实验结果可知,菌株C生长的最适碳源是 ;用菌株C生产S的最适碳源是 。菌株C的生长除需要碳源外,还需要 (答出2点即可)等营养物质。
(3)由实验结果可知,碳源为淀粉时菌株C不能生长,其原因是 。
(4)若以制糖废液作为碳源,为进一步确定生产S的最适碳源浓度,某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路: 。
(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用,其意义是 (答出1点即可)。
3.(2021全国乙理综,15分)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如图。
回答下列问题:
(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的 可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供 。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖,大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的 、 能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分,如将蛋白质分解为小分子的肽和 。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉属于 (填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于 (填 “真核生物”或“原核生物”);添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是 。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是 (答出1点即可)。
4.(2021湖南,15分)大熊猫是我国特有的珍稀野生动物,每只成年大熊猫每日进食竹子量可达12~38 kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题:
(1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即 。为筛选纤维素分解菌,将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以 为唯一碳源的固体培养基上进行培养,该培养基从功能上分类属于 培养基。
(2)配制的培养基必须进行灭菌处理,目的是 。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是 。
(3)简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路
。
(4)为高效降解农业秸秆废弃物,研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌,在37 ℃条件下进行玉米秸秆降解实验,结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株 ,理由是
。
菌株 秸秆总重(g) 秸秆残重(g) 秸秆失重(%) 纤维素降解率(%)
A 2.00 1.51 24.50 16.14
B 2.00 1.53 23.50 14.92
C 2.00 1.42 29.00 23.32
5.(2020全国Ⅱ理综,15分)研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3,并对其进行了研究。回答下列问题:
(1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时,既可检测淀粉的减少,检测应采用的试剂是 ,也可采用斐林试剂检测 的增加。
(2)在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度, 通常会在凝胶中添加SDS,SDS的作用是 和 。
(3)本实验中,研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统,结果如图所示。某同学据图判断,缓冲系统的组分对酶活性有影响,其判断依据是 。
(4)在制备A3的固定化酶时,一般不宜采用包埋法,原因是 (答出1点即可)。
6.(2019全国Ⅰ理综,15分)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。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。
Ⅰ号培养基:在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5 g/L)。
Ⅱ号培养基:氯化钠(5 g/L),硝酸铵(3 g/L),其他无机盐(适量),X(15 g/L)。
Ⅲ号培养基:氯化钠(5 g/L),硝酸铵(3 g/L),其他无机盐(适量),X(45 g/L)。
回答下列问题。
(1)在Ⅰ号培养基中,为微生物提供氮源的是 。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是 。
(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中,培养一段时间后,不能降解X的细菌比例会 ,其原因是 。
(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基,若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数,接种时,应采用的方法是 。
(4)假设从Ⅲ号培养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提供 和 。
题组三 难度:★★★★ 限时:25分钟 满分:50分 用时: 分钟 得分: 分 答案:题后
一、选择题
1.(2021山东,3分)(不定项)含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭。硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力,用穿刺接种的方法分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养,如图所示。若两种菌繁殖速度相等,下列说法错误的是 ( )
A.乙菌的运动能力比甲菌强
B.为不影响菌的运动需选用液体培养基
C.该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量
D.穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染
二、非选择题
2.(2022全国甲理综,15分)某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌,在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力,并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ:K2HPO4,MgSO4,NH4NO3,石油。
培养基Ⅱ:K2HPO4,MgSO4,石油。
操作步骤:
①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养,得到A、B菌液;
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂,分别制成平板Ⅰ、Ⅱ,并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
回答下列问题。
(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是 。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源,氮源在菌体内可以参与合成 (答出2种即可)等生物大分子。
(2)步骤①中,在资源和空间不受限制的阶段,若最初接种N0个A细菌,繁殖n代后细菌的数量是 。
(3)为了比较A、B降解石油的能力,某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验,结果如表所示(“+”表示有透明圈,“+”越多表示透明圈越大,“-”表示无透明圈),推测该同学的实验思路是
。
菌株 透明圈大小
平板Ⅰ 平板Ⅱ
A +++ ++
B ++ -
(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤,根据上表所示实验结果,治理石油污染应选用的菌株是 ,理由是 。
3.(2021浙江6月选考节选,8分)(一)回答与甘蔗醋制作有关的问题:
(1)为了获得酿造甘蔗醋的高产菌株,以自然发酵的甘蔗渣为材料进行筛选。首先配制醋酸菌选择培养基:将适量的葡萄糖、KH2PO4、MgSO4溶解并定容,调节pH,再高压蒸汽灭菌,经 后加入3%体积的无水乙醇。然后将10 g自然发酵的甘蔗渣加入选择培养基,震荡培养24 h。用 将少量上述培养液涂布到含CaCO3的分离培养基上,在30 ℃培养48 h。再挑取分离培养基上具有 的单菌落若干,分别接种到与分离培养基成分相同的 培养基上培养24 h后,置于4 ℃冰箱中保存。
(2)优良产酸菌种筛选。将冰箱保存的菌种分别接入选择培养基,培养一段时间后,取合适接种量的菌液在30 ℃、150 r/min条件下震荡培养。持续培养至培养液中醋酸浓度不再上升,或者培养液中
含量达到最低时,发酵结束。筛选得到的优良菌种除了产酸量高外,还应有
(答出2点即可)等特点。
(3)制醋过程中,可将甘蔗渣制作成固定化介质,经 后用于发酵。 其固定化方法为
。
4.(2020江苏,9分)产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株,科研人员开展了相关研究。请回答下列问题:
(1)常规微生物实验中,下列物品及其灭菌方法错误的是 (填编号)。
编号 ① ② ③ ④
物品 培养基 接种环 培养皿 涂布器
灭菌方法 高压蒸汽 火焰灼烧 干热 臭氧
(2)称取1.0 g某土壤样品,转入99 mL无菌水中,制备成菌悬液,经 后,获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1 mL菌悬液涂布在固体培养基上,其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落,则该样本中每克土壤约含酵母菌 个。
(3)为了进一步提高酵母菌产酶能力,对分离所得的菌株,采用射线辐照进行 育种。将辐照处理后的酵母菌涂布在以 为唯一碳源的固体培养基上,培养一段时间后,按照菌落直径大小进行初筛,选择直径 的菌落,纯化后获得A、B两突变菌株。
(4)在处理含油废水的同时,可获得单细胞蛋白,实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相关性能,进行了培养研究,结果如图所示。据图分析,应选择菌株 进行后续相关研究,理由是
。
5.(2019全国Ⅱ理综,15分)物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究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)要从土壤中分离目标菌,所用选择培养基中的氮源应该是 。
(2)在从土壤中分离目标菌的过程中,发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌,应该选择 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。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源,请简要写出实验思路、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与天然酶降解W能力的差异,该小组拟进行如下实验,请完善相关内容。
①在含有一定浓度W的固体培养基上,A处滴加含有酶E的缓冲液,B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液,C处滴加 ,三处滴加量相同。
②一段时间后,测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈,说明 ;若A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明 。
题组四 难度:★★★★ 限时:30分钟 满分:54分 用时: 分钟 得分: 分 答案:题后
1.(2022广东,12分)研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学号”考察船对中国南海科考中,中国科学家采集了某海域1 146米深海冷泉附近沉积物样品,分离、鉴定得到新的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。
回答下列问题:
(1)研究者先制备富集培养基,然后采用 法灭菌,冷却后再接入沉积物样品,28 ℃厌氧培养一段时间后,获得了含拟杆菌的混合培养物,为了获得纯种培养物,除了稀释涂布平板法,还可采用
法。据图分析,拟杆菌新菌株在以 为碳源时生长状况最好。
(2)研究发现,将采集的样品置于各种培养基中培养,仍有很多微生物不能被分离筛选出来,推测其原因可能是 。(答一点即可)
(3)藻类细胞解体后的难降解多糖物质,通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组成成分的角度考虑,拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是 。
(4)深海冷泉环境特殊,推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶,除具有酶的一般共性外,其特性可能还有 。
2.(2021广东,12分)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料,在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料,期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。
回答下列问题:
(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液体培养基中将蔗糖作为 ,并不断提高其浓度,经多次传代培养(指培养一段时间后,将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用 的方法进行菌落计数,评估菌株增殖状况。此外,选育优良菌株的方法还有 等。(答出两种方法即可)
(2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统,其培养基盐浓度设为60 g/L,pH为10,菌株H可正常持续发酵60 d以上。该系统不需要灭菌的原因是 。 (答出两点即可)
(3)研究人员在工厂进行扩大培养,在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵,结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明发酵条件中 可能是高密度培养的限制因素。
(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA,说明其能分泌
。
3.(2021河北,15分)葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料,同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。
回答下列问题:
(1)皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷,可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是 ,萃取效率主要取决于萃取剂的 。萃取过程需要在适宜温度下进行,温度过高会导致花色苷 。研究发现,萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率,原因是 。
(2)为了解皮渣中微生物的数量,取10 g皮渣加入90 mL无菌水,混匀、静置后取上清液,用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95,则每克皮渣中微生物数量为 个。
(3)皮渣堆积会积累醋酸菌,可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的pH调至
性,灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入碳酸钙的目的是 。培养筛选得到的醋酸菌时,在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为 。
(4)皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时,乳酸菌有可能混入其中,且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验,区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。(简要写岀实验步骤和预期结果)
4.(2020全国Ⅲ理综,15分)水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题:
(1)制作果汁时,可以使用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、 (答出2种即可)。纤维素酶可以分解植物 (填“细胞膜”或“细胞壁”)中的纤维素。
(2)用果胶酶处理果泥时,为了提高出汁率,需要控制反应的温度,原因是 。
(3)现有甲乙丙三种不同来源的果胶酶,某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都相同的前提下比较这三种酶的活性。通常,酶活性的高低可用
来表示。
(4)获得的果汁(如苹果汁)可以用来制作果酒或者果醋,制作果酒需要 菌,这一过程中也需要O2,O2的作用是 。制作果醋需要醋酸菌,醋酸菌属于 (填“好氧”或“厌氧”)细菌。
专题20 传统发酵技术与微生物的应用
题组一
1.C 用免洗酒精凝胶擦手、制作泡菜前用开水烫洗容器、防疫期间用石炭酸喷洒教室,这三种操作都属于消毒,A、B、D项不符合题意;在火焰上灼烧接种环属于灭菌,C项符合题意。
2.C 通常采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌,A项正确;从皮肤表面分离出葡萄球菌,可用无菌棉拭子从皮肤表面取样,B项正确;不能直接用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布,C项错误;一般情况下,不同微生物形成的菌落的形态和颜色等特征不同,可根据菌落的特征对细菌的种类进行初步判断,D项正确。
3.B 据题意可知,利用菠萝蜜制作果醋时,首先利用酵母菌进行果酒发酵产生乙醇,再利用醋酸杆菌将乙醇转化为醋酸,乙醇可抑制杂菌繁殖,A正确;酵母菌的繁殖方式有有性生殖和无性生殖两种,醋酸杆菌属于原核生物,以二分裂的方式进行增殖,B错误;利用酵母菌进行发酵时,应先通入空气使其进行大量繁殖,再密封使其进行无氧呼吸产生酒精,而醋酸杆菌是好养细菌,用其进行醋酸发酵时应一直通入空气,C正确;酒精发酵时一般将温度控制在18~25 ℃,而醋酸杆菌的最适生长温度为30~35 ℃,D正确。
4.(除标明外,每空2分)(1)碱性蛋白酶(1分) 碱性脂肪酶(1分) 碱性蛋白酶和碱性脂肪酶 (2)A和C 其中所含有的碱性蛋白酶可将蚕丝蛋白水解为可溶性氨基酸和小分子肽,对蚕丝织物造成破坏 (3)加酶洗衣粉中的酶制剂可将污渍中的蛋白质、脂肪等大分子水解为可溶性小分子,使污物更容易从衣物上脱落(3分) (4)利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术 易于回收,可重复使用
【解析】 (1)日常生活中遇到的血渍中含有大量的蛋白质,油渍中含有大量的脂肪。结合表格实验结果可以看出加酶洗衣粉A去除血渍的效果较好,说明其中添加的酶是碱性蛋白酶;加酶洗衣粉B去除油渍的效果较好,说明其中添加的酶是碱性脂肪酶;加酶洗衣粉C去除血渍和油渍的效果都好,说明其中添加的酶是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。(2)蚕丝织物的主要成分是蛋白质,不宜用含蛋白酶的洗衣粉洗涤,加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C中都含有碱性蛋白酶。(3)加酶洗衣粉洗涤效果好,其主要原因是其中的酶制剂可将污渍中的蛋白质、脂肪等大分子水解为可溶性小分子,使污物更容易从衣物上脱落。(4)固定化酶技术是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术。由于将酶进行了固定,所以固定化酶在生产实践中具有稳定性高、回收方便、易于控制、可反复使用、成本低廉等优点。
5.(除标明外,每空2分)(1)高压蒸汽灭菌 琼脂 选择 (2)104 (3)S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长 (4)取淤泥加入无菌水中,涂布(或稀释涂布)到乙培养基上,培养后计数(3分) (5)水、碳源、氮源和无机盐
【解析】 (1)实验过程中,对盛有水或培养基的摇瓶进行灭菌时,常采用高压蒸汽灭菌法。据题图分析可知,乙培养基为固体培养基,与甲培养基相比,乙培养基特有的组分Y物质应是凝固剂琼脂。甲、乙培养基均只允许能利用物质S作为氮源和碳源的微生物生长,因此均为选择培养基。(2)据题意,假设至少将摇瓶M中的菌液稀释x倍,才能保证稀释后的100 μL菌液中细菌细胞数不超过200个,初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL,则200÷100×103×x=2×107,得x=104,因此至少应将摇瓶M中的菌液稀释104倍。(3)在筛选过程中,若培养基中S浓度过高,可能会导致细胞失水,进而抑制菌株的生长。(4)将含有能降解S的细菌的淤泥加入无菌水中,进行适当稀释后,利用稀释涂布平板法,取适量的菌液涂布到乙培养基上,在适宜条件下进行培养,一段时间后,统计菌落数,即可估算出淤泥中能降解S的细菌细胞数。(5)本实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供的营养物质是水、碳源、氮源和无机盐。
6.(除标明外,每空2分)(1)利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来,形成油水混合物,冷却后,混合物又会重新分离出油层和水层(3分) 低(1分) 促进油和水的分离 吸去芳香油中残留的水分 (2)糖类是主要的能源物质,可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质,还可以作为酒精发酵的原料(3分) 葡萄皮上附着有野生的酵母菌 醋酸菌大量增殖,进行醋酸发酵
【解析】 (1)水蒸气能将挥发性较强的芳香油携带出来,形成油水混合物;冷却后,油水混合物又会重新分成油层和水层,除去水层便得到芳香油。在进行蒸馏时,冷凝管的进水口要低于出水口;加入氯化钠的目的是增大盐水的密度,有利于玫瑰精油与水的分层;加入无水Na2SO4的目的是吸收精油中残留的水分。(2)制作果酒的过程中加入一定量的糖,其主要目的是为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质,另外还可以作为酒精发酵的原料。家庭制作葡萄酒时不需要另外添加酵母菌,利用的是葡萄皮上附有的野生型酵母菌。果酒发酵中,如果密封不严可能导致酒变酸,其原因是密封不严,氧气混入培养液促使醋酸菌繁殖,将乙醇氧化为乙酸。
7.(除标明外,每空2分)(1)不需要开盖放气;避免了因开盖引起的杂菌污染(3分) (2)为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气;防止发酵旺盛时汁液溢出 (3)乙A中的氧气 乙B中的酒精 乙A中的酒精 (4)兼性厌氧 异养
【解析】 (1)酿制葡萄酒的原理是利用酵母菌的无氧呼吸,而酵母菌无氧呼吸的产物除了酒精还有二氧化碳,所以酿酒时要及时排出装置中的二氧化碳;乙装置需要拧松瓶盖才能排出二氧化碳,在拧松瓶盖时可能会导致杂菌污染培养液,但甲装置不会出现这些问题。(2)葡萄汁装入甲装置时,要留有大约1/3的空间,这样既可以为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气,又可以防止发酵旺盛时汁液溢出。(3)因乙A装置中保留一定量的氧气,所以在此装置中的酵母菌先进行有氧呼吸消耗氧气,然后才进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,故曲线①为乙A中的氧气,曲线③为乙A中的酒精;乙B装置中没有氧气,所以在此装置中的酵母菌从开始就进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,故曲线②为乙B中的酒精。(4)酵母菌的新陈代谢类型是异养兼性厌氧型。
8.(1)麦芽汁琼脂(3分) 高压蒸汽(2分) 由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体(3分) (2)菌体快速增殖(2分) 乙醇产生(2分) (3)酵母菌分解葡萄糖会产生CO2,CO2使面包松软(3分)
【解析】 (1)酵母菌为异养型生物,通常使用麦芽汁琼脂培养基培养;培养基常用高压蒸汽灭菌法灭菌;由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体称为菌落。(2)酵母菌为兼性厌氧型生物,有氧条件利于其繁殖,无氧条件下其进行酒精发酵。(3)酵母菌分解葡萄糖可产生二氧化碳,使面包松软多孔。
题组二
1.D 参与果酒制作的微生物是酵母菌,属于真核生物,A项错误;参与果醋制作的醋酸菌是好氧菌,果醋发酵需要在有氧条件下进行,B项错误;酒精发酵时一般将温度控制在18~25 ℃,醋酸发酵时一般将温度控制在30~35 ℃,C项错误。
2.(除标明外,每空2分)(1)干热灭菌和高压蒸汽灭菌 (2)葡萄糖 制糖废液 氮源、无机盐 (3)菌株C缺乏能分解淀粉的酶,不能分解利用淀粉 (4)分别向一系列含有不同浓度制糖废液的培养基中接种等量且适量的菌株C,放在相同且适宜的条件下培养,一段时间后检测培养液中S的产量(3分) (5)减少环境污染(合理即可)
【解析】 (1)在实验室培养微生物时,对玻璃器皿进行灭菌的方法有干热灭菌和高压蒸汽灭菌等。(2)由实验结果可知,以葡萄糖作为碳源时,细胞干重最高,最有利于菌株C生长;而以制糖废液作为碳源时,S产量最高,此时更有利于生产S。微生物生长所需的营养物质除碳源外,一般还包括水、氮源和无机盐等。(3)碳源为淀粉时菌株C不能生长,可能是因为菌株C缺乏能分解淀粉的酶,不能分解利用淀粉。(4)若要进一步确定生产S的最适制糖废液浓度,可分别向一系列含有不同浓度制糖废液的培养基中接种等量且适量的菌株C,放在相同且适宜的条件下培养,一段时间后检测培养液中S的产量。(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用,减少环境污染等。
3.(除标明外,每空2分)(1)蛋白质 碳源 (2)蛋白酶(1分) 脂肪酶(1分) 氨基酸 异养好氧 (3)原核生物(1分) CO2和酒精 酒精(乳酸、食盐)
【解析】 (1)大豆的主要成分为蛋白质,可为米曲霉的生长提供氮源;淀粉属于多糖,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供碳源。(2)蛋白酶可以将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可以将脂肪水解为甘油和脂肪酸。由题干信息可知,米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,可推断出米曲霉属于异养好氧微生物。(3)乳酸菌为原核生物。酵母菌在无氧条件下通过无氧呼吸将葡萄糖分解成CO2和酒精。在发酵池发酵阶段添加的酵母菌和乳酸菌通过无氧呼吸产生的酒精、乳酸可以抑制杂菌的生长,加入的食盐也可抑制杂菌生长。
4.(除标明外,每空1分)(1)C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶(3分) 纤维素 选择 (2)杀死培养基中的所有微生物(包括芽孢和孢子),防止培养基中的微生物对实验结果造成影响(2分) 不接种培养(或空白培养) (3)将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后,取0.1 mL涂布到若干个平板(每个稀释度至少涂布三个平板),对菌落数在30~300个的平板上的菌落进行计数,则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数(4分) (4)C 接种菌株C后秸秆失重最多,纤维素降解率最大(2分)
【解析】 (1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。在以纤维素为唯一碳源的培养基中,纤维素分解菌能够很好地生长,其他微生物则不能生长。为筛选纤维素分解菌,将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以纤维素为唯一碳源的固体培养基上进行培养,该培养基从功能上分类属于选择培养基。(2)配制的培养基常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,目的是杀死培养基中的所有微生物(包括芽孢和孢子),防止培养基中的微生物对实验结果造成影响。为检测灭菌效果可对培养基进行空白培养,即将未接种的培养基在适宜条件下培养一段时间,若无菌落出现,说明培养基灭菌彻底,否则说明培养基灭菌不彻底。(3)为测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数,常采用稀释涂布平板法,在适宜的条件下对大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌进行纯化并计数时,对照组应该涂布等量的无菌水。将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后,取0.1 mL涂布到若干个平板(每个稀释度至少涂布三个平板),对菌落数在30~300个的平板上的菌落进行计数,则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数。(4)测定酶活力时可以用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。由表格可知,在37 ℃条件下,接种菌株C后秸秆残重最小,失重最多,纤维素降解率最大,说明该菌株产生的纤维素酶活力最大。
5.(除标明外,每空2分)(1)碘液 还原糖(或葡萄糖) (2)消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响 使蛋白质发生变性(两空答案顺序可调换) (3)在pH相同时,不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同(4分) (4)酶分子体积小,容易从包埋材料中漏出(3分)
【解析】 (1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时,既可依据淀粉遇碘液变蓝的原理来检测底物淀粉的减少,也可以采用斐林试剂检测其水解产物还原糖的增加。(2)在蛋白质分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度,通常在凝胶中添加SDS,SDS不仅能消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响,还能使蛋白质发生变性,使电泳迁移率完全取决于分子的大小。(3)据题图分析可知,在pH相同时,不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同,因此可判断,缓冲系统的组分对酶活性有影响。(4)在制备固定化酶时,一般采用物理吸附法或化学结合法,不宜采用包埋法,因为酶分子体积小,容易从包埋材料中漏出。
6.(除标明外,每空2分)(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分) (3)稀释涂布平板法 (4)能量 合成其他物质的原料
【解析】 (1)牛肉膏蛋白胨培养基中,牛肉膏、蛋白胨为微生物提供了氮源,而Ⅱ号、Ⅲ号培养基中除X外的其他物质均不含碳,所以能为微生物提供碳源的有机物是X。(2)因为Ⅱ号培养基中碳源只有X,相当于是选择培养基,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,应采用稀释涂布平板法进行接种。(4)在有氧条件下,丙酮酸参与细菌的有氧呼吸,可以为该菌的生长提供能量和合成其他物质的原料。
题组三
1.B 由题图可知,乙菌的运动能力比甲菌强,A正确;为不影响菌的运动,需选用半固体培养基,B错误;根据题意,黑色区域的面积大小及颜色深浅能代表产生硫化氢的多少,但并不能比较出两种菌产生硫化氢的量,C正确;穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌污染,D正确。
2.(除标明外,每空2分)(1)石油 核酸和蛋白质(合理即可) (2)N0·2n(3分) (3)平板Ⅰ以石油为唯一碳源,在平板Ⅰ的甲、乙两孔中分别滴加A、B菌液,通过比较透明圈的大小可比较菌株A、B分解石油的能力;平板Ⅱ缺少氮源,在平板Ⅱ的甲、乙两孔中分别滴加A、B菌液,可探究缺氮条件下菌株A、B对石油的分解能力(合理即可,3分) (4)A 菌株A在无NH4NO3的培养基上可以生长繁殖,而菌株B在无NH4NO3的培养基上不能生长繁殖,且菌株A分解石油的能力较强(合理即可,3分)
【解析】 (1)石油中含有含碳有机物,可以作为碳源。菌体内的含氮生物大分子有核酸和蛋白质。(2)在资源和空间不受限制的阶段,细菌数量呈“J”形增长。细菌一般以二分裂方式进行增殖,则λ=2。若最初接种N0个A细菌,繁殖n代后A细菌的数量是N0·2n。(3)由题表可知,A菌株形成的透明圈比B菌株的大,故A菌株降解石油的能力比B菌株强,且A菌株可以在培养基中不添加氮源的情况下生长繁殖,产生透明圈;B菌株不能在培养基中不添加氮源的情况下生长繁殖,不能产生透明圈,可据此推测实验思路。(4)据题表信息可知,菌株A在无NH4NO3的培养基上可以生长繁殖且产生透明圈,而菌株B在无NH4NO3的培养基上不能生长繁殖,因此对于贫氮且被石油污染的土壤来说,治理石油污染应该选用菌株A。
3.(每空1分)(一)(1)冷却 玻璃刮刀 较大透明圈 斜面 (2)乙醇 耐酒精度高、耐酸高 (3)灭菌 吸附法
【解析】 (一)(1)由于乙醇易挥发,经高压蒸汽灭菌的培养基应冷却后再添加乙醇;由题中信息将培养液涂布到含CaCO3的分离培养基上,可知采用的分离方法为涂布分离法,所用工具为玻璃刮刀;由于培养过程中有醋酸生成,醋酸会水解CaCO3,在单菌落周围会出现透明圈,故挑选菌种时,应选择透明圈较大的单菌落,因为透明圈较大的单菌落的产醋能力较强;把菌种接种到与分离培养基成分相同的斜面培养基上培养24 h后,置于4 ℃冰箱中保存。(2)醋酸发酵的原料为乙醇,判断发酵结束的标准是产物醋酸浓度不再上升(pH不变)或底物乙醇含量达到最低;优良菌种要具有产酸量高、耐酒精度高、耐酸度高等特点。(3)可将甘蔗渣制作成固定化介质,对菌种进行固定化,所采用的方法为吸附法。将甘蔗渣制作成的固定化介质,需经灭菌后才能用于发酵。
4.(除标明外,每空1分)(1)④ (2)梯度稀释 4.6×105(或460 000) (3)诱变 脂肪(或油脂) 较大 (4)B 该菌株增殖速度快,单细胞蛋白产量高;降解脂肪能力强,净化效果好(2分)
【解析】 (1)涂布器一般用干热灭菌法或灼烧灭菌法进行灭菌。(2)99 mL无菌水中加入1.0 g土壤制成的菌悬液为100 mL,取稀释10倍后的菌悬液0.1 mL涂布平板,平板上的平均菌落数为46,则每克土壤约含酵母菌46÷0.1×10×100=4.6×105(个)。(3)辐射可以提高基因突变的频率,利用射线辐照进行的育种为诱变育种。本实验的目的是筛选产脂肪酶能力高的菌株,所用的培养基应该以脂肪(或油脂)为唯一碳源;最终形成的菌落直径越大,形成该菌落的菌株分解脂肪(或油脂)的能力越强,生产脂肪酶的能力也越大。(4)由图可知,相对于菌株A,菌株B的增殖速度更快,降解脂肪的能力更强;根据题干信息“在处理含油废水的同时,可获得单细胞蛋白”可进一步推知菌株B处理含油废水时可得到更多的单细胞蛋白,故菌株B更适合作为后续研究的材料。
5.(除标明外,每空2分)(1)W (2)乙 乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W (3)将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源(3分) (4)①缓冲液 ②缓冲液不能降解W 酶E与天然酶降解W的能力相近
【解析】 (1)要从土壤中分离出能降解含氮有机物W的目标菌,所用选择培养基应以该特定物质W为氮源。(2)图示信息显示,在乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W,若要得到目标菌,应该选择乙菌落进一步纯化。(3)若要通过设计实验确定甲、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养基上,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实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,测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈,说明缓冲液不能降解W;若A、B处形成的透明圈大小相近,说明酶E与天然酶降解W的能力相近。
题组四
1.(1)高压蒸汽灭菌(1分) 平板划线(1分) 纤维素(2分) (2)某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存(或某些微生物只有在深海冷泉的特定环境中才能存活)(3分) (3)拟杆菌作为分解者,将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物,归还到无机环境中,有利于碳循环的顺利进行(3分) (4)耐低温(2分)
【解析】 (1)富集培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。可以采用稀释涂布平板法或平板划线法对微生物进行分离纯化。分析题图可知,在以纤维素为碳源的培养基中细胞数最多,故拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源时生长状况最好。(2)深海冷泉中某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存或某些微生物需要在深海冷泉的特定环境条件下才能存活,故将采集的样品置于各种培养基中培养,仍有很多微生物不能被分离筛选出来。(3)拟杆菌为异养生物,其作为深海生态系统中的分解者,能将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物,归还到无机环境中,有利于碳循环的顺利进行。(4)深海冷泉温度较低,故生活在其中的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶应具有耐低温的特性,这样才能高效降解多糖,以满足拟杆菌正常的生命活动。
2.(除标明外,每空2分)(1)唯一碳源(1分) 稀释涂布平板 诱变育种、基因工程育种 (2)不耐盐的菌株会因失水过多而死亡;在pH为10条件下,对碱耐受能力弱的菌株会因酶活性降低甚至失活而死亡(3分) (3)氧气 (4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等
【解析】 (1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液体培养基中将蔗糖作为唯一碳源,并不断提高其浓度,经多次传代培养以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用稀释涂布平板的方法进行菌落计数,评估菌株增殖状况。此外,选育优良菌株的方法还有诱变育种和基因工程育种等。(2)该系统不需要灭菌的原因是在高盐浓度条件下,不耐盐的菌株会因失水过多而死亡,且在pH为10条件下,对碱耐受能力弱的菌株会因酶活性降低甚至失活而死亡。(3)在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵,结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明该条件下细胞进行了无氧呼吸,该发酵条件中氧气可能是高密度培养的限制因素。(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来产生PHA,说明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。
3.(除标明外,每空2分)(1)去除原料中的水分、使原料与有机溶剂充分接触 性质和使用量(1分) 分解(1分) 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,使用纤维素酶、果胶酶可破坏细胞结构,使细胞液中的花色苷充分释放出来 (2)8.8×107 (3)中性或微碱(1分) 使培养基不透明,从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈(1分) 碳源(1分) (4)实验步骤:将平板置于无氧环境下继续培养,观察菌落形态和透明圈大小。预期结果:若菌落继续生长,且透明圈增大,则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落,若菌落不能继续生长,透明圈不再扩大,则为醋酸菌菌落。(4分)
【解析】 (1)萃取前将原料干燥、粉碎,可去除原料中的水分,并使原料与有机溶剂充分接触,提高萃取效率。萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。萃取温度过高会导致花色苷分解。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,萃取时使用纤维素酶、果胶酶处理可破坏细胞结构,使细胞液中的花色苷充分释放出来,从而提高花色苷的提取率。(2)三个平板上菌落数量的平均值=(78+91+95)/3=88(个),每克皮渣中的微生物数量=(88÷0.1)×104×10=8.8×107(个)。(3)皮渣堆积会积累醋酸菌,可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的pH调至中性或微碱性,灭菌后在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入碳酸钙的目的是使培养基不透明,从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈,这是因为醋酸菌产生的醋酸可与碳酸钙反应,产生透明圈。醋酸菌在缺少糖源时,可以将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,因此在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为碳源。(4)醋酸菌是需氧型微生物,而混入其中的乳酸菌是厌氧型微生物,据此可设计实验。实验步骤:将平板置于无氧环境下继续培养,观察菌落形态和透明圈大小。预期结果:若菌落继续生长,且透明圈增大,则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落,若菌落不能继续生长,透明圈不再扩大,则为醋酸菌菌落。
4.(除标明外,每空2分)(1)果胶分解酶、果胶酯酶 细胞壁 (2)温度对果胶酶活性有影响,在最适温度下酶活性最高,出汁率最高 (3)在一定条件下,单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量(3分) (4)酵母 促进有氧呼吸,使酵母菌大量繁殖 好氧
【解析】 (1)果胶酶并不特指某一种酶,而是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。纤维素是植物细胞壁的主要组成成分之一,纤维素酶可以将其分解。(2)用果胶酶处理果泥时,为了提高出汁率,需要控制反应的温度,这是因为温度对果胶酶活性有影响,在最适温度下酶活性最高,出汁率最高。(3)酶活性的高低可以用在一定条件下,单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量来表示。(4)利用获得的果汁制作果酒时需要用酵母菌,果酒发酵前期需要O2,O2可促进酵母菌的有氧呼吸,使酵母菌大量繁殖。制作果醋需要醋酸菌,醋酸菌是一种好氧细菌,其对氧气的含量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。
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高考生物真题分类汇编
专题20 传统发酵技术与微生物的应用
题组一 难度:★★★ 限时:25分钟 满分:83分 用时: 分钟 得分: 分 答案:题后
一、选择题
1.(2021天津,4分)下列操作能达到灭菌目的的是 ( )
A.用免洗酒精凝胶擦手
B.制作泡菜前用开水烫洗容器
C.在火焰上灼烧接种环
D.防疫期间用石炭酸喷洒教室
2.(2021北京,2分)人体皮肤表面存在着多种微生物,某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是 ( )
A.对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌
B.使用无菌棉拭子从皮肤表面取样
C.用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布
D.观察菌落的形态和颜色等进行初步判断
3.(2021辽宁,2分)利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为:先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌,发酵6天后,再接入活化的醋酸杆菌,发酵5天。下列有关叙述错误的是 ( )
A.乙醇既是醋酸发酵的底物,又可以抑制杂菌繁殖
B.酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖
C.酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同
D.接入醋酸杆菌后,应适当升高发酵温度
二、非选择题
4.(2021全国甲理综,15分)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果(“+”越多表示去渍效果越好),实验结果见表。
加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 无酶洗衣粉(对照)
血渍 +++ + +++ +
油渍 + +++ +++ +
根据实验结果回答下列问题:
(1)加酶洗衣粉A中添加的酶是 ;加酶洗衣粉B中添加的酶是 ;加酶洗衣粉C中添加的酶是 。
(2)表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有 ,原因是 。
(3)相对于无酶洗衣粉,加酶洗衣粉去渍效果好的原因是 。
(4)关于酶的应用,除上面提到的加酶洗衣粉外,固定化酶也在生产实践中得到应用,如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指 。固定化酶在生产实践中应用的优点是 (答出1点即可)。
5.(2020全国Ⅰ理综,15分)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解S。研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和S,乙的组分为无机盐、水、S和Y。
回答下列问题:
(1)实验时,盛有水或培养基的摇瓶通常采用 的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是 。甲、乙培养基均属于 培养基。
(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL,若要在每个平板上涂布100 μL稀释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个,则至少应将摇瓶M中的菌液稀释 倍。
(3)在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的S超过某一浓度时,某菌株对S的降解量反而下降,其原因可能是 (答出1点即可)。
(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数,请写出主要实验步骤: 。
(5)上述实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供4类营养物质,即 。
6.(2019海南,15分)回答下列问题。
(1)玫瑰精油可用玫瑰花瓣为原料,采用水蒸气蒸馏法提取。水蒸气蒸馏法的原理是 。
在进行蒸馏时,冷凝管的进水口比出水口 (填“高”或“低”)。蒸馏收集到的乳浊液是玫瑰精油和水的混合物,要得到玫瑰精油,需要向乳浊液中加入NaCl,其目的是 ;得到的油层还需要加入无水Na2SO4,其目的是 。
(2)某同学在通过发酵制作果酒时,发现在制作原料中添加一定量的糖,可以提高酒精度,原因是
。
在家庭以葡萄为原料制作葡萄酒时,可以不添加酵母菌,原因是 ;在制作葡萄酒的过程中,如果密封不严混入空气,发酵液会变酸,可能的原因是 。
7.(2018海南,15分)葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的,酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。
回答下列问题:
(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定,与乙装置相比,用甲装置酿制葡萄酒的优点是 (答出两点即可)。
(2)葡萄汁装入甲装置时,要留有约1/3的空间,这种做法的目的是
(答出两点即可)。
(3)某同学若用乙装置进行发酵,并设置两个不同处理组(乙A和乙B),乙A装置中保留一定量的氧气,乙B装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下,测得一段时间内乙A和乙B中酒精含量的变化趋势及乙A中氧气含量的变化趋势如曲线图所示。图中曲线①、②、③依次表示 、 、
含量的变化趋势。
(4)从细胞呼吸类型看,酵母菌属于 生物;从同化作用的类型看,酵母菌属于 (填“自养”或“异养”)生物。
8.(2018全国Ⅲ理综,15分)回答下列与酵母菌有关的问题:
(1)分离培养酵母菌通常使用 (填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基,该培养基应采用 灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上,培养一段时间后可观察到菌落,菌落的含义是 。
(2)酵母菌液体培养时,若通入氧气,可促进 (填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”);若进行厌氧培养,可促进 (填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)。
(3)制作面包时,为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌,酵母菌引起面包松软的原因是 。
题组二 难度:★★★★ 限时:25分钟 满分:78分 用时: 分钟 得分: 分 答案:题后
一、选择题
1.(2021海南,3分)关于果酒、果醋和泡菜这三种传统发酵产物的制作,下列叙述正确的是( )
A.发酵所利用的微生物都属于原核生物
B.发酵过程都在无氧条件下进行
C.发酵过程都在同一温度下进行
D.发酵后形成的溶液都呈酸性
二、非选择题
2.(2022全国乙理综,15分)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S,S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此,某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响,结果见表。
碳源 细胞干重(g/L) S产量(g/L)
葡萄糖 3.12 0.15
淀粉 0.01 0.00
制糖废液 2.30 0.18
回答下列问题。
(1)通常在实验室培养微生物时,需要对所用的玻璃器皿进行灭菌,灭菌的方法有
(答出2点即可)。
(2)由实验结果可知,菌株C生长的最适碳源是 ;用菌株C生产S的最适碳源是 。菌株C的生长除需要碳源外,还需要 (答出2点即可)等营养物质。
(3)由实验结果可知,碳源为淀粉时菌株C不能生长,其原因是 。
(4)若以制糖废液作为碳源,为进一步确定生产S的最适碳源浓度,某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路: 。
(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用,其意义是 (答出1点即可)。
3.(2021全国乙理综,15分)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如图。
回答下列问题:
(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的 可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供 。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖,大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的 、 能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分,如将蛋白质分解为小分子的肽和 。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉属于 (填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于 (填 “真核生物”或“原核生物”);添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是 。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是 (答出1点即可)。
4.(2021湖南,15分)大熊猫是我国特有的珍稀野生动物,每只成年大熊猫每日进食竹子量可达12~38 kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题:
(1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即 。为筛选纤维素分解菌,将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以 为唯一碳源的固体培养基上进行培养,该培养基从功能上分类属于 培养基。
(2)配制的培养基必须进行灭菌处理,目的是 。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是 。
(3)简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路
。
(4)为高效降解农业秸秆废弃物,研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌,在37 ℃条件下进行玉米秸秆降解实验,结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株 ,理由是
。
菌株 秸秆总重(g) 秸秆残重(g) 秸秆失重(%) 纤维素降解率(%)
A 2.00 1.51 24.50 16.14
B 2.00 1.53 23.50 14.92
C 2.00 1.42 29.00 23.32
5.(2020全国Ⅱ理综,15分)研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3,并对其进行了研究。回答下列问题:
(1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时,既可检测淀粉的减少,检测应采用的试剂是 ,也可采用斐林试剂检测 的增加。
(2)在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度, 通常会在凝胶中添加SDS,SDS的作用是 和 。
(3)本实验中,研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统,结果如图所示。某同学据图判断,缓冲系统的组分对酶活性有影响,其判断依据是 。
(4)在制备A3的固定化酶时,一般不宜采用包埋法,原因是 (答出1点即可)。
6.(2019全国Ⅰ理综,15分)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。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。
Ⅰ号培养基:在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5 g/L)。
Ⅱ号培养基:氯化钠(5 g/L),硝酸铵(3 g/L),其他无机盐(适量),X(15 g/L)。
Ⅲ号培养基:氯化钠(5 g/L),硝酸铵(3 g/L),其他无机盐(适量),X(45 g/L)。
回答下列问题。
(1)在Ⅰ号培养基中,为微生物提供氮源的是 。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是 。
(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中,培养一段时间后,不能降解X的细菌比例会 ,其原因是 。
(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基,若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数,接种时,应采用的方法是 。
(4)假设从Ⅲ号培养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提供 和 。
题组三 难度:★★★★ 限时:25分钟 满分:50分 用时: 分钟 得分: 分 答案:题后
一、选择题
1.(2021山东,3分)(不定项)含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭。硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力,用穿刺接种的方法分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养,如图所示。若两种菌繁殖速度相等,下列说法错误的是 ( )
A.乙菌的运动能力比甲菌强
B.为不影响菌的运动需选用液体培养基
C.该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量
D.穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染
二、非选择题
2.(2022全国甲理综,15分)某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌,在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力,并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ:K2HPO4,MgSO4,NH4NO3,石油。
培养基Ⅱ:K2HPO4,MgSO4,石油。
操作步骤:
①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养,得到A、B菌液;
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂,分别制成平板Ⅰ、Ⅱ,并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
回答下列问题。
(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是 。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源,氮源在菌体内可以参与合成 (答出2种即可)等生物大分子。
(2)步骤①中,在资源和空间不受限制的阶段,若最初接种N0个A细菌,繁殖n代后细菌的数量是 。
(3)为了比较A、B降解石油的能力,某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验,结果如表所示(“+”表示有透明圈,“+”越多表示透明圈越大,“-”表示无透明圈),推测该同学的实验思路是
。
菌株 透明圈大小
平板Ⅰ 平板Ⅱ
A +++ ++
B ++ -
(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤,根据上表所示实验结果,治理石油污染应选用的菌株是 ,理由是 。
3.(2021浙江6月选考节选,8分)(一)回答与甘蔗醋制作有关的问题:
(1)为了获得酿造甘蔗醋的高产菌株,以自然发酵的甘蔗渣为材料进行筛选。首先配制醋酸菌选择培养基:将适量的葡萄糖、KH2PO4、MgSO4溶解并定容,调节pH,再高压蒸汽灭菌,经 后加入3%体积的无水乙醇。然后将10 g自然发酵的甘蔗渣加入选择培养基,震荡培养24 h。用 将少量上述培养液涂布到含CaCO3的分离培养基上,在30 ℃培养48 h。再挑取分离培养基上具有 的单菌落若干,分别接种到与分离培养基成分相同的 培养基上培养24 h后,置于4 ℃冰箱中保存。
(2)优良产酸菌种筛选。将冰箱保存的菌种分别接入选择培养基,培养一段时间后,取合适接种量的菌液在30 ℃、150 r/min条件下震荡培养。持续培养至培养液中醋酸浓度不再上升,或者培养液中
含量达到最低时,发酵结束。筛选得到的优良菌种除了产酸量高外,还应有
(答出2点即可)等特点。
(3)制醋过程中,可将甘蔗渣制作成固定化介质,经 后用于发酵。 其固定化方法为
。
4.(2020江苏,9分)产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株,科研人员开展了相关研究。请回答下列问题:
(1)常规微生物实验中,下列物品及其灭菌方法错误的是 (填编号)。
编号 ① ② ③ ④
物品 培养基 接种环 培养皿 涂布器
灭菌方法 高压蒸汽 火焰灼烧 干热 臭氧
(2)称取1.0 g某土壤样品,转入99 mL无菌水中,制备成菌悬液,经 后,获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1 mL菌悬液涂布在固体培养基上,其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落,则该样本中每克土壤约含酵母菌 个。
(3)为了进一步提高酵母菌产酶能力,对分离所得的菌株,采用射线辐照进行 育种。将辐照处理后的酵母菌涂布在以 为唯一碳源的固体培养基上,培养一段时间后,按照菌落直径大小进行初筛,选择直径 的菌落,纯化后获得A、B两突变菌株。
(4)在处理含油废水的同时,可获得单细胞蛋白,实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相关性能,进行了培养研究,结果如图所示。据图分析,应选择菌株 进行后续相关研究,理由是
。
5.(2019全国Ⅱ理综,15分)物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究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)要从土壤中分离目标菌,所用选择培养基中的氮源应该是 。
(2)在从土壤中分离目标菌的过程中,发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌,应该选择 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。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源,请简要写出实验思路、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与天然酶降解W能力的差异,该小组拟进行如下实验,请完善相关内容。
①在含有一定浓度W的固体培养基上,A处滴加含有酶E的缓冲液,B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液,C处滴加 ,三处滴加量相同。
②一段时间后,测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈,说明 ;若A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明 。
题组四 难度:★★★★ 限时:30分钟 满分:54分 用时: 分钟 得分: 分 答案:题后
1.(2022广东,12分)研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学号”考察船对中国南海科考中,中国科学家采集了某海域1 146米深海冷泉附近沉积物样品,分离、鉴定得到新的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。
回答下列问题:
(1)研究者先制备富集培养基,然后采用 法灭菌,冷却后再接入沉积物样品,28 ℃厌氧培养一段时间后,获得了含拟杆菌的混合培养物,为了获得纯种培养物,除了稀释涂布平板法,还可采用
法。据图分析,拟杆菌新菌株在以 为碳源时生长状况最好。
(2)研究发现,将采集的样品置于各种培养基中培养,仍有很多微生物不能被分离筛选出来,推测其原因可能是 。(答一点即可)
(3)藻类细胞解体后的难降解多糖物质,通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组成成分的角度考虑,拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是 。
(4)深海冷泉环境特殊,推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶,除具有酶的一般共性外,其特性可能还有 。
2.(2021广东,12分)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料,在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料,期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。
回答下列问题:
(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液体培养基中将蔗糖作为 ,并不断提高其浓度,经多次传代培养(指培养一段时间后,将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用 的方法进行菌落计数,评估菌株增殖状况。此外,选育优良菌株的方法还有 等。(答出两种方法即可)
(2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统,其培养基盐浓度设为60 g/L,pH为10,菌株H可正常持续发酵60 d以上。该系统不需要灭菌的原因是 。 (答出两点即可)
(3)研究人员在工厂进行扩大培养,在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵,结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明发酵条件中 可能是高密度培养的限制因素。
(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA,说明其能分泌
。
3.(2021河北,15分)葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料,同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。
回答下列问题:
(1)皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷,可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是 ,萃取效率主要取决于萃取剂的 。萃取过程需要在适宜温度下进行,温度过高会导致花色苷 。研究发现,萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率,原因是 。
(2)为了解皮渣中微生物的数量,取10 g皮渣加入90 mL无菌水,混匀、静置后取上清液,用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95,则每克皮渣中微生物数量为 个。
(3)皮渣堆积会积累醋酸菌,可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的pH调至
性,灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入碳酸钙的目的是 。培养筛选得到的醋酸菌时,在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为 。
(4)皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时,乳酸菌有可能混入其中,且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验,区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。(简要写岀实验步骤和预期结果)
4.(2020全国Ⅲ理综,15分)水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题:
(1)制作果汁时,可以使用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、 (答出2种即可)。纤维素酶可以分解植物 (填“细胞膜”或“细胞壁”)中的纤维素。
(2)用果胶酶处理果泥时,为了提高出汁率,需要控制反应的温度,原因是 。
(3)现有甲乙丙三种不同来源的果胶酶,某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都相同的前提下比较这三种酶的活性。通常,酶活性的高低可用
来表示。
(4)获得的果汁(如苹果汁)可以用来制作果酒或者果醋,制作果酒需要 菌,这一过程中也需要O2,O2的作用是 。制作果醋需要醋酸菌,醋酸菌属于 (填“好氧”或“厌氧”)细菌。
专题20 传统发酵技术与微生物的应用
题组一
1.C 用免洗酒精凝胶擦手、制作泡菜前用开水烫洗容器、防疫期间用石炭酸喷洒教室,这三种操作都属于消毒,A、B、D项不符合题意;在火焰上灼烧接种环属于灭菌,C项符合题意。
2.C 通常采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌,A项正确;从皮肤表面分离出葡萄球菌,可用无菌棉拭子从皮肤表面取样,B项正确;不能直接用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布,C项错误;一般情况下,不同微生物形成的菌落的形态和颜色等特征不同,可根据菌落的特征对细菌的种类进行初步判断,D项正确。
3.B 据题意可知,利用菠萝蜜制作果醋时,首先利用酵母菌进行果酒发酵产生乙醇,再利用醋酸杆菌将乙醇转化为醋酸,乙醇可抑制杂菌繁殖,A正确;酵母菌的繁殖方式有有性生殖和无性生殖两种,醋酸杆菌属于原核生物,以二分裂的方式进行增殖,B错误;利用酵母菌进行发酵时,应先通入空气使其进行大量繁殖,再密封使其进行无氧呼吸产生酒精,而醋酸杆菌是好养细菌,用其进行醋酸发酵时应一直通入空气,C正确;酒精发酵时一般将温度控制在18~25 ℃,而醋酸杆菌的最适生长温度为30~35 ℃,D正确。
4.(除标明外,每空2分)(1)碱性蛋白酶(1分) 碱性脂肪酶(1分) 碱性蛋白酶和碱性脂肪酶 (2)A和C 其中所含有的碱性蛋白酶可将蚕丝蛋白水解为可溶性氨基酸和小分子肽,对蚕丝织物造成破坏 (3)加酶洗衣粉中的酶制剂可将污渍中的蛋白质、脂肪等大分子水解为可溶性小分子,使污物更容易从衣物上脱落(3分) (4)利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术 易于回收,可重复使用
【解析】 (1)日常生活中遇到的血渍中含有大量的蛋白质,油渍中含有大量的脂肪。结合表格实验结果可以看出加酶洗衣粉A去除血渍的效果较好,说明其中添加的酶是碱性蛋白酶;加酶洗衣粉B去除油渍的效果较好,说明其中添加的酶是碱性脂肪酶;加酶洗衣粉C去除血渍和油渍的效果都好,说明其中添加的酶是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。(2)蚕丝织物的主要成分是蛋白质,不宜用含蛋白酶的洗衣粉洗涤,加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C中都含有碱性蛋白酶。(3)加酶洗衣粉洗涤效果好,其主要原因是其中的酶制剂可将污渍中的蛋白质、脂肪等大分子水解为可溶性小分子,使污物更容易从衣物上脱落。(4)固定化酶技术是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术。由于将酶进行了固定,所以固定化酶在生产实践中具有稳定性高、回收方便、易于控制、可反复使用、成本低廉等优点。
5.(除标明外,每空2分)(1)高压蒸汽灭菌 琼脂 选择 (2)104 (3)S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长 (4)取淤泥加入无菌水中,涂布(或稀释涂布)到乙培养基上,培养后计数(3分) (5)水、碳源、氮源和无机盐
【解析】 (1)实验过程中,对盛有水或培养基的摇瓶进行灭菌时,常采用高压蒸汽灭菌法。据题图分析可知,乙培养基为固体培养基,与甲培养基相比,乙培养基特有的组分Y物质应是凝固剂琼脂。甲、乙培养基均只允许能利用物质S作为氮源和碳源的微生物生长,因此均为选择培养基。(2)据题意,假设至少将摇瓶M中的菌液稀释x倍,才能保证稀释后的100 μL菌液中细菌细胞数不超过200个,初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL,则200÷100×103×x=2×107,得x=104,因此至少应将摇瓶M中的菌液稀释104倍。(3)在筛选过程中,若培养基中S浓度过高,可能会导致细胞失水,进而抑制菌株的生长。(4)将含有能降解S的细菌的淤泥加入无菌水中,进行适当稀释后,利用稀释涂布平板法,取适量的菌液涂布到乙培养基上,在适宜条件下进行培养,一段时间后,统计菌落数,即可估算出淤泥中能降解S的细菌细胞数。(5)本实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供的营养物质是水、碳源、氮源和无机盐。
6.(除标明外,每空2分)(1)利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来,形成油水混合物,冷却后,混合物又会重新分离出油层和水层(3分) 低(1分) 促进油和水的分离 吸去芳香油中残留的水分 (2)糖类是主要的能源物质,可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质,还可以作为酒精发酵的原料(3分) 葡萄皮上附着有野生的酵母菌 醋酸菌大量增殖,进行醋酸发酵
【解析】 (1)水蒸气能将挥发性较强的芳香油携带出来,形成油水混合物;冷却后,油水混合物又会重新分成油层和水层,除去水层便得到芳香油。在进行蒸馏时,冷凝管的进水口要低于出水口;加入氯化钠的目的是增大盐水的密度,有利于玫瑰精油与水的分层;加入无水Na2SO4的目的是吸收精油中残留的水分。(2)制作果酒的过程中加入一定量的糖,其主要目的是为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质,另外还可以作为酒精发酵的原料。家庭制作葡萄酒时不需要另外添加酵母菌,利用的是葡萄皮上附有的野生型酵母菌。果酒发酵中,如果密封不严可能导致酒变酸,其原因是密封不严,氧气混入培养液促使醋酸菌繁殖,将乙醇氧化为乙酸。
7.(除标明外,每空2分)(1)不需要开盖放气;避免了因开盖引起的杂菌污染(3分) (2)为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气;防止发酵旺盛时汁液溢出 (3)乙A中的氧气 乙B中的酒精 乙A中的酒精 (4)兼性厌氧 异养
【解析】 (1)酿制葡萄酒的原理是利用酵母菌的无氧呼吸,而酵母菌无氧呼吸的产物除了酒精还有二氧化碳,所以酿酒时要及时排出装置中的二氧化碳;乙装置需要拧松瓶盖才能排出二氧化碳,在拧松瓶盖时可能会导致杂菌污染培养液,但甲装置不会出现这些问题。(2)葡萄汁装入甲装置时,要留有大约1/3的空间,这样既可以为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气,又可以防止发酵旺盛时汁液溢出。(3)因乙A装置中保留一定量的氧气,所以在此装置中的酵母菌先进行有氧呼吸消耗氧气,然后才进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,故曲线①为乙A中的氧气,曲线③为乙A中的酒精;乙B装置中没有氧气,所以在此装置中的酵母菌从开始就进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,故曲线②为乙B中的酒精。(4)酵母菌的新陈代谢类型是异养兼性厌氧型。
8.(1)麦芽汁琼脂(3分) 高压蒸汽(2分) 由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体(3分) (2)菌体快速增殖(2分) 乙醇产生(2分) (3)酵母菌分解葡萄糖会产生CO2,CO2使面包松软(3分)
【解析】 (1)酵母菌为异养型生物,通常使用麦芽汁琼脂培养基培养;培养基常用高压蒸汽灭菌法灭菌;由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体称为菌落。(2)酵母菌为兼性厌氧型生物,有氧条件利于其繁殖,无氧条件下其进行酒精发酵。(3)酵母菌分解葡萄糖可产生二氧化碳,使面包松软多孔。
题组二
1.D 参与果酒制作的微生物是酵母菌,属于真核生物,A项错误;参与果醋制作的醋酸菌是好氧菌,果醋发酵需要在有氧条件下进行,B项错误;酒精发酵时一般将温度控制在18~25 ℃,醋酸发酵时一般将温度控制在30~35 ℃,C项错误。
2.(除标明外,每空2分)(1)干热灭菌和高压蒸汽灭菌 (2)葡萄糖 制糖废液 氮源、无机盐 (3)菌株C缺乏能分解淀粉的酶,不能分解利用淀粉 (4)分别向一系列含有不同浓度制糖废液的培养基中接种等量且适量的菌株C,放在相同且适宜的条件下培养,一段时间后检测培养液中S的产量(3分) (5)减少环境污染(合理即可)
【解析】 (1)在实验室培养微生物时,对玻璃器皿进行灭菌的方法有干热灭菌和高压蒸汽灭菌等。(2)由实验结果可知,以葡萄糖作为碳源时,细胞干重最高,最有利于菌株C生长;而以制糖废液作为碳源时,S产量最高,此时更有利于生产S。微生物生长所需的营养物质除碳源外,一般还包括水、氮源和无机盐等。(3)碳源为淀粉时菌株C不能生长,可能是因为菌株C缺乏能分解淀粉的酶,不能分解利用淀粉。(4)若要进一步确定生产S的最适制糖废液浓度,可分别向一系列含有不同浓度制糖废液的培养基中接种等量且适量的菌株C,放在相同且适宜的条件下培养,一段时间后检测培养液中S的产量。(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用,减少环境污染等。
3.(除标明外,每空2分)(1)蛋白质 碳源 (2)蛋白酶(1分) 脂肪酶(1分) 氨基酸 异养好氧 (3)原核生物(1分) CO2和酒精 酒精(乳酸、食盐)
【解析】 (1)大豆的主要成分为蛋白质,可为米曲霉的生长提供氮源;淀粉属于多糖,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供碳源。(2)蛋白酶可以将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可以将脂肪水解为甘油和脂肪酸。由题干信息可知,米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,可推断出米曲霉属于异养好氧微生物。(3)乳酸菌为原核生物。酵母菌在无氧条件下通过无氧呼吸将葡萄糖分解成CO2和酒精。在发酵池发酵阶段添加的酵母菌和乳酸菌通过无氧呼吸产生的酒精、乳酸可以抑制杂菌的生长,加入的食盐也可抑制杂菌生长。
4.(除标明外,每空1分)(1)C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶(3分) 纤维素 选择 (2)杀死培养基中的所有微生物(包括芽孢和孢子),防止培养基中的微生物对实验结果造成影响(2分) 不接种培养(或空白培养) (3)将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后,取0.1 mL涂布到若干个平板(每个稀释度至少涂布三个平板),对菌落数在30~300个的平板上的菌落进行计数,则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数(4分) (4)C 接种菌株C后秸秆失重最多,纤维素降解率最大(2分)
【解析】 (1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。在以纤维素为唯一碳源的培养基中,纤维素分解菌能够很好地生长,其他微生物则不能生长。为筛选纤维素分解菌,将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以纤维素为唯一碳源的固体培养基上进行培养,该培养基从功能上分类属于选择培养基。(2)配制的培养基常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,目的是杀死培养基中的所有微生物(包括芽孢和孢子),防止培养基中的微生物对实验结果造成影响。为检测灭菌效果可对培养基进行空白培养,即将未接种的培养基在适宜条件下培养一段时间,若无菌落出现,说明培养基灭菌彻底,否则说明培养基灭菌不彻底。(3)为测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数,常采用稀释涂布平板法,在适宜的条件下对大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌进行纯化并计数时,对照组应该涂布等量的无菌水。将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后,取0.1 mL涂布到若干个平板(每个稀释度至少涂布三个平板),对菌落数在30~300个的平板上的菌落进行计数,则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数。(4)测定酶活力时可以用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。由表格可知,在37 ℃条件下,接种菌株C后秸秆残重最小,失重最多,纤维素降解率最大,说明该菌株产生的纤维素酶活力最大。
5.(除标明外,每空2分)(1)碘液 还原糖(或葡萄糖) (2)消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响 使蛋白质发生变性(两空答案顺序可调换) (3)在pH相同时,不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同(4分) (4)酶分子体积小,容易从包埋材料中漏出(3分)
【解析】 (1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时,既可依据淀粉遇碘液变蓝的原理来检测底物淀粉的减少,也可以采用斐林试剂检测其水解产物还原糖的增加。(2)在蛋白质分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度,通常在凝胶中添加SDS,SDS不仅能消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响,还能使蛋白质发生变性,使电泳迁移率完全取决于分子的大小。(3)据题图分析可知,在pH相同时,不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同,因此可判断,缓冲系统的组分对酶活性有影响。(4)在制备固定化酶时,一般采用物理吸附法或化学结合法,不宜采用包埋法,因为酶分子体积小,容易从包埋材料中漏出。
6.(除标明外,每空2分)(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分) (3)稀释涂布平板法 (4)能量 合成其他物质的原料
【解析】 (1)牛肉膏蛋白胨培养基中,牛肉膏、蛋白胨为微生物提供了氮源,而Ⅱ号、Ⅲ号培养基中除X外的其他物质均不含碳,所以能为微生物提供碳源的有机物是X。(2)因为Ⅱ号培养基中碳源只有X,相当于是选择培养基,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,应采用稀释涂布平板法进行接种。(4)在有氧条件下,丙酮酸参与细菌的有氧呼吸,可以为该菌的生长提供能量和合成其他物质的原料。
题组三
1.B 由题图可知,乙菌的运动能力比甲菌强,A正确;为不影响菌的运动,需选用半固体培养基,B错误;根据题意,黑色区域的面积大小及颜色深浅能代表产生硫化氢的多少,但并不能比较出两种菌产生硫化氢的量,C正确;穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌污染,D正确。
2.(除标明外,每空2分)(1)石油 核酸和蛋白质(合理即可) (2)N0·2n(3分) (3)平板Ⅰ以石油为唯一碳源,在平板Ⅰ的甲、乙两孔中分别滴加A、B菌液,通过比较透明圈的大小可比较菌株A、B分解石油的能力;平板Ⅱ缺少氮源,在平板Ⅱ的甲、乙两孔中分别滴加A、B菌液,可探究缺氮条件下菌株A、B对石油的分解能力(合理即可,3分) (4)A 菌株A在无NH4NO3的培养基上可以生长繁殖,而菌株B在无NH4NO3的培养基上不能生长繁殖,且菌株A分解石油的能力较强(合理即可,3分)
【解析】 (1)石油中含有含碳有机物,可以作为碳源。菌体内的含氮生物大分子有核酸和蛋白质。(2)在资源和空间不受限制的阶段,细菌数量呈“J”形增长。细菌一般以二分裂方式进行增殖,则λ=2。若最初接种N0个A细菌,繁殖n代后A细菌的数量是N0·2n。(3)由题表可知,A菌株形成的透明圈比B菌株的大,故A菌株降解石油的能力比B菌株强,且A菌株可以在培养基中不添加氮源的情况下生长繁殖,产生透明圈;B菌株不能在培养基中不添加氮源的情况下生长繁殖,不能产生透明圈,可据此推测实验思路。(4)据题表信息可知,菌株A在无NH4NO3的培养基上可以生长繁殖且产生透明圈,而菌株B在无NH4NO3的培养基上不能生长繁殖,因此对于贫氮且被石油污染的土壤来说,治理石油污染应该选用菌株A。
3.(每空1分)(一)(1)冷却 玻璃刮刀 较大透明圈 斜面 (2)乙醇 耐酒精度高、耐酸高 (3)灭菌 吸附法
【解析】 (一)(1)由于乙醇易挥发,经高压蒸汽灭菌的培养基应冷却后再添加乙醇;由题中信息将培养液涂布到含CaCO3的分离培养基上,可知采用的分离方法为涂布分离法,所用工具为玻璃刮刀;由于培养过程中有醋酸生成,醋酸会水解CaCO3,在单菌落周围会出现透明圈,故挑选菌种时,应选择透明圈较大的单菌落,因为透明圈较大的单菌落的产醋能力较强;把菌种接种到与分离培养基成分相同的斜面培养基上培养24 h后,置于4 ℃冰箱中保存。(2)醋酸发酵的原料为乙醇,判断发酵结束的标准是产物醋酸浓度不再上升(pH不变)或底物乙醇含量达到最低;优良菌种要具有产酸量高、耐酒精度高、耐酸度高等特点。(3)可将甘蔗渣制作成固定化介质,对菌种进行固定化,所采用的方法为吸附法。将甘蔗渣制作成的固定化介质,需经灭菌后才能用于发酵。
4.(除标明外,每空1分)(1)④ (2)梯度稀释 4.6×105(或460 000) (3)诱变 脂肪(或油脂) 较大 (4)B 该菌株增殖速度快,单细胞蛋白产量高;降解脂肪能力强,净化效果好(2分)
【解析】 (1)涂布器一般用干热灭菌法或灼烧灭菌法进行灭菌。(2)99 mL无菌水中加入1.0 g土壤制成的菌悬液为100 mL,取稀释10倍后的菌悬液0.1 mL涂布平板,平板上的平均菌落数为46,则每克土壤约含酵母菌46÷0.1×10×100=4.6×105(个)。(3)辐射可以提高基因突变的频率,利用射线辐照进行的育种为诱变育种。本实验的目的是筛选产脂肪酶能力高的菌株,所用的培养基应该以脂肪(或油脂)为唯一碳源;最终形成的菌落直径越大,形成该菌落的菌株分解脂肪(或油脂)的能力越强,生产脂肪酶的能力也越大。(4)由图可知,相对于菌株A,菌株B的增殖速度更快,降解脂肪的能力更强;根据题干信息“在处理含油废水的同时,可获得单细胞蛋白”可进一步推知菌株B处理含油废水时可得到更多的单细胞蛋白,故菌株B更适合作为后续研究的材料。
5.(除标明外,每空2分)(1)W (2)乙 乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W (3)将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源(3分) (4)①缓冲液 ②缓冲液不能降解W 酶E与天然酶降解W的能力相近
【解析】 (1)要从土壤中分离出能降解含氮有机物W的目标菌,所用选择培养基应以该特定物质W为氮源。(2)图示信息显示,在乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W,若要得到目标菌,应该选择乙菌落进一步纯化。(3)若要通过设计实验确定甲、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养基上,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实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,测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈,说明缓冲液不能降解W;若A、B处形成的透明圈大小相近,说明酶E与天然酶降解W的能力相近。
题组四
1.(1)高压蒸汽灭菌(1分) 平板划线(1分) 纤维素(2分) (2)某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存(或某些微生物只有在深海冷泉的特定环境中才能存活)(3分) (3)拟杆菌作为分解者,将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物,归还到无机环境中,有利于碳循环的顺利进行(3分) (4)耐低温(2分)
【解析】 (1)富集培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。可以采用稀释涂布平板法或平板划线法对微生物进行分离纯化。分析题图可知,在以纤维素为碳源的培养基中细胞数最多,故拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源时生长状况最好。(2)深海冷泉中某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存或某些微生物需要在深海冷泉的特定环境条件下才能存活,故将采集的样品置于各种培养基中培养,仍有很多微生物不能被分离筛选出来。(3)拟杆菌为异养生物,其作为深海生态系统中的分解者,能将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物,归还到无机环境中,有利于碳循环的顺利进行。(4)深海冷泉温度较低,故生活在其中的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶应具有耐低温的特性,这样才能高效降解多糖,以满足拟杆菌正常的生命活动。
2.(除标明外,每空2分)(1)唯一碳源(1分) 稀释涂布平板 诱变育种、基因工程育种 (2)不耐盐的菌株会因失水过多而死亡;在pH为10条件下,对碱耐受能力弱的菌株会因酶活性降低甚至失活而死亡(3分) (3)氧气 (4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等
【解析】 (1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液体培养基中将蔗糖作为唯一碳源,并不断提高其浓度,经多次传代培养以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用稀释涂布平板的方法进行菌落计数,评估菌株增殖状况。此外,选育优良菌株的方法还有诱变育种和基因工程育种等。(2)该系统不需要灭菌的原因是在高盐浓度条件下,不耐盐的菌株会因失水过多而死亡,且在pH为10条件下,对碱耐受能力弱的菌株会因酶活性降低甚至失活而死亡。(3)在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵,结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明该条件下细胞进行了无氧呼吸,该发酵条件中氧气可能是高密度培养的限制因素。(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来产生PHA,说明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。
3.(除标明外,每空2分)(1)去除原料中的水分、使原料与有机溶剂充分接触 性质和使用量(1分) 分解(1分) 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,使用纤维素酶、果胶酶可破坏细胞结构,使细胞液中的花色苷充分释放出来 (2)8.8×107 (3)中性或微碱(1分) 使培养基不透明,从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈(1分) 碳源(1分) (4)实验步骤:将平板置于无氧环境下继续培养,观察菌落形态和透明圈大小。预期结果:若菌落继续生长,且透明圈增大,则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落,若菌落不能继续生长,透明圈不再扩大,则为醋酸菌菌落。(4分)
【解析】 (1)萃取前将原料干燥、粉碎,可去除原料中的水分,并使原料与有机溶剂充分接触,提高萃取效率。萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。萃取温度过高会导致花色苷分解。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,萃取时使用纤维素酶、果胶酶处理可破坏细胞结构,使细胞液中的花色苷充分释放出来,从而提高花色苷的提取率。(2)三个平板上菌落数量的平均值=(78+91+95)/3=88(个),每克皮渣中的微生物数量=(88÷0.1)×104×10=8.8×107(个)。(3)皮渣堆积会积累醋酸菌,可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的pH调至中性或微碱性,灭菌后在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入碳酸钙的目的是使培养基不透明,从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈,这是因为醋酸菌产生的醋酸可与碳酸钙反应,产生透明圈。醋酸菌在缺少糖源时,可以将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,因此在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为碳源。(4)醋酸菌是需氧型微生物,而混入其中的乳酸菌是厌氧型微生物,据此可设计实验。实验步骤:将平板置于无氧环境下继续培养,观察菌落形态和透明圈大小。预期结果:若菌落继续生长,且透明圈增大,则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落,若菌落不能继续生长,透明圈不再扩大,则为醋酸菌菌落。
4.(除标明外,每空2分)(1)果胶分解酶、果胶酯酶 细胞壁 (2)温度对果胶酶活性有影响,在最适温度下酶活性最高,出汁率最高 (3)在一定条件下,单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量(3分) (4)酵母 促进有氧呼吸,使酵母菌大量繁殖 好氧
【解析】 (1)果胶酶并不特指某一种酶,而是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。纤维素是植物细胞壁的主要组成成分之一,纤维素酶可以将其分解。(2)用果胶酶处理果泥时,为了提高出汁率,需要控制反应的温度,这是因为温度对果胶酶活性有影响,在最适温度下酶活性最高,出汁率最高。(3)酶活性的高低可以用在一定条件下,单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量来表示。(4)利用获得的果汁制作果酒时需要用酵母菌,果酒发酵前期需要O2,O2可促进酵母菌的有氧呼吸,使酵母菌大量繁殖。制作果醋需要醋酸菌,醋酸菌是一种好氧细菌,其对氧气的含量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。
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