高考生物二轮复习专题学案：12 发酵工程（含解析）

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高考生物二轮复习专题学案
12　发酵工程
// 高频易错 考前清零 //
1.判断有关传统发酵和发酵工程说法的正误
(1)腐乳制作过程中,有机物的种类和含有的能量均增加。 (　)
(2)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是泡菜坛装得过满影响了乳酸菌的发酵。 (　)
(3)泡菜发酵过程中可加入抗生素抑制杂菌生长,防止变质。 (　)
(4)果酒发酵过程属于混合菌种发酵,不需要灭菌也不用消毒。 (　)
(5)果酒制作过程中,若发酵条件控制不当,果酒可能会变成果醋。 (　)
(6)利用酵母菌的无氧呼吸制作果酒,利用其有氧呼吸制作果醋。 (　)
(7)在啤酒生产中,使用基因工程改造的啤酒酵母,可以加速发酵过程,缩短生产周期。 (　)
(8)酵母菌发酵产生的蛋白质作为单细胞蛋白可用于食品添加剂。 (　)
(9)发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵,在发酵过程中可以通过改变通气量和搅拌速度来调节培养液的溶氧量。 (　)
(10)发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物及菌体本身。 (　)
2.判断有关微生物培养与应用说法的正误
(1)培养微生物时要确保培养基中均含有碳源、氮源等全部营养物质。 (　)
(2)进行细菌的分离与计数实验时,最好是在另一个平板上接种清水作为对照实验。 (　)
(3)配制培养基时,应在灭菌之后调节pH。 (　)
(4)耐高温的和需要保持干燥的物品,如玻璃器皿、金属用具等,常采用湿热灭菌法灭菌。 (　)
(5)检验自来水中大肠杆菌数量是否超标,可用稀释涂布平板法来分离并计数。 (　)
(6)稀释涂布平板法是实验室及生产中获得纯培养物的常用方法。 (　)
(7)分解尿素的细菌在分解尿素时,可以将尿素转化为氨,使得培养基的pH降低。 (　)
(8)刚果红可以与纤维素形成透明复合物,所以可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。 (　)
// 常考长句 考前规范 //
(1)制作泡菜时,所用盐水需煮沸,其目的是　　　　　　　　　　　　　(答出两点)。
(2)酿酒过程中,每隔12 h左右将瓶盖拧松一次(不是打开瓶盖),此后再拧紧,这样做的目的是　　　　　　　　　　　　　　。
(3)平板划线时,在进行第二次及其后的划线操作时,总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)单个细菌在平板上会形成菌落,研究人员通常可根据菌落的形状、大小和颜色等特征来初步区分不同种的微生物,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)统计菌落数目时,一般每隔24小时统计一次菌落数目,并选取菌落数目稳定时的记录作为结果,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)对细菌计数时往往会产生实验误差,稀释涂布平板法计数的值比实际值　　 　　,原因是　　　　　　　;显微镜直接计数法计数的结果比实际值　　　　,原因是　　　　　　　　　　。
考点一　传统发酵技术与发酵工程
1.厘清3种传统发酵食品的生产技术
2.发酵工程的基本环节
[2023·山东卷] 以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理:①沸盐水冷却后再倒入坛中;②盐水需要浸没全部菜料;③盖好坛盖后,向坛盖边沿的水槽中注满水;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是 (　)
A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死
B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌
C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入
D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
1.《齐民要术》记载了许多古人在生产中运用发酵技术加工食品所积累的宝贵经验,下列对记载的理解,错误的是 (　)
食品加工 历史记载
酿酒 浸曲发,如鱼眼汤,净淘米八斗,炊作饭,舒令极冷
制醋 大率酒一斗,用水三斗,合瓮盛,置日中曝之。七日后当臭,衣生,勿得怪也,但停置,勿移动、挠搅之。数十日,醋成,衣沈(沉),反更香美
泡菜制作 作盐水,令极咸,于盐水中洗菜,即内(纳)瓮中。其洗菜盐水,澄取清者,泻著瓮中,令没菜把即止,不复调和
A.“浸曲发”目的是活化酵母菌,此时酵母菌代谢加快
B.“舒令极冷”是为了防止蒸熟的米温度过高而杀死酒曲中的酵母菌等微生物
C.“用水三斗”是为了避免酒精浓度过高杀死醋酸菌而不易形成醋酸菌衣膜
D.“令没菜把即止”主要目的是让蔬菜充分吸收盐分,使风味品质更佳
2.近年来,微生物学和发酵工程技术的进步为我国发酵食品提供了更多可能的发展路径,技术应用可降低发酵周期并提升质量。下列关于传统发酵技术和发酵工程的叙述,正确的是 (　)
A.用酵母菌发酵酿制果酒时,可选择溴麝香草酚蓝溶液检测产生的酒精
B.啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生和积累主要在后发酵阶段完成
C.食盐、香辛料等不仅能调味,而且具有防腐功能
D.多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是曲霉
考点二　微生物的培养、分离与计数
1.记住常用的消毒方法和灭菌方法
2.比较两种接种方法
[提醒] (1)接种前培养基需进行灭菌操作。为了确定培养基灭菌是否合格,微生物实验一般会设置空白对照:随机选取若干灭菌后的空白培养基在适宜条件下培养一段时间,观察空白培养基上是否有菌落生成。
(2)倒平板的温度一般在50 ℃左右为宜。
3.掌握微生物的筛选原理与计数
1.[2023·山东卷] 平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是 (　)
A.不含氮源的平板不能用于微生物培养
B.平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C.接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D.利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
2.[2023·广东卷] 研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断,下列最可能筛选到目标菌的条件组合是 (　)
A.a点时取样、尿素氮源培养基
B.b点时取样、角蛋白氮源培养基
C.b点时取样、蛋白胨氮源培养基
D.c点时取样、角蛋白氮源培养基
3.[2023·北京卷] 自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性,能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。
(1)用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖、蛋白胨和琼脂等成分,其中蛋白胨主要为细菌提供　　　　 和维生素等。
(2)A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上,凝固形成薄层。培养一段时间后,薄层变浑浊(如图),表明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)为分离出具有溶菌作用的细菌,需要合适的菌落密度,因此应将含菌量较高的湖泊水样　　　　后,依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后,能溶解A菌的菌落周围会出现　　　　。采用这种方法,研究者分离、培养并鉴定出P菌。
(4)为探究P菌溶解破坏A菌的方式,请提出一个假设,该假设能用以下材料和设备加以验证。(主要实验材料和设备:P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱)　　　　　　　　　　　　。
1.[2023·山东聊城三模] 研究人员将结核杆菌分别接种在含有不同浓度抗生素A与B的培养基中(“+”代表含抗生素,“+”多少代表抗生素浓度,“-”代表不含抗生素),对两种抗生素药性进行分析。在37 ℃环境下培养24小时后,细菌生长情况如图。下列说法错误的是 (　)
A.在制备培养基时需先调节pH再进行灭菌操作
B.该实验使用稀释涂布平板法接种结核杆菌,待菌液被吸收后方可倒置培养
C.长期使用抗生素A可能会增加结核杆菌的抗药性基因频率
D.与单独使用抗生素A相比,联合使用抗生素B可显著增强对结核杆菌的抑制作用
2.酿酒酵母菌种的性能是决定果酒品质的重要因素。如图表示从土壤中筛选酿酒酵母的过程。下列叙述正确的是 (　)
A.图示接种方法为稀释涂布平板法,据结果推测1 g土壤中实际酵母菌数最多为1.6×106个
B.分离、纯化酵母菌时,还可采用平板划线法且该方法也需要进行③步骤操作
C.获得酿酒酵母纯培养物的关键是防止杂菌污染,故应对土壤、培养基及用具进行灭菌
D.进行步骤⑤时,应用液体培养基培养④中的酵母菌,并检测酵母菌的数量和酒精含量
3.[2023·广东广州二模] 土壤中重金属铬(Cr6+)污染对植物的影响较大,并可通过食物链富集进入人和动物体内,危害人畜健康。科研人员期望通过实验筛选出对重金属Cr6+污染具有耐受性和修复能力的细菌,实验流程如图所示。下列分析错误的是 (　)
A.处理A、培养基甲和培养基乙需要添加重铬酸钠等使Cr6+达到一定浓度
B.培养Ⅰ能筛选耐受Cr6+的菌株,培养Ⅱ能筛选修复Cr6+污染能力强的菌株
C.固体培养基和液体培养基在成分上的主要差异是前者添加了琼脂
D.采样土壤、接种工具、培养基和培养皿等工具与材料都需要进行湿热灭菌
高考生物二轮复习专题学案
12　发酵工程（参考答案）
【高频易错·考前清零】
1.(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)√ (8)×　(9)√　(10)√
[解析] (1)腐乳制作过程中,毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,此过程会消耗一部分能量,因此腐乳制作过程中有机物种类增多,但有机物的干重减少,含有的能量减少。
(2)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是盐的用量过高,抑制了乳酸菌的活动,因而乳酸含量下降。
(3)抗生素能够抑制乳酸菌的生长,不利于发酵,所以不能加入抗生素。
(4)果酒发酵过程属于混合菌种发酵,但对发酵使用的器具等需要进行消毒处理。
(5)在有氧条件下,果酒经醋酸菌的作用还可以进一步发酵成果醋。
(6)利用酵母菌的无氧呼吸制作果酒,利用醋酸菌的有氧呼吸制作果醋。
(8)单细胞蛋白是指微生物的菌体,用于食品添加剂的是微生物的代谢产物。
2.(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×
[解析] (1)培养固氮微生物时培养基中不需要加入氮源,培养自养型微生物时培养基中不需要加入有机碳源。
(2)进行细菌的分离与计数实验时,最好是在另一个平板上不接种或者接种等量无菌水作为对照实验,不能使用清水。
(3)配制培养基时,应在调节pH之后灭菌,可防止调节pH时培养基被杂菌污染。
(4)耐高温的和需要保持干燥的物品,如玻璃器皿、金属用具等,常采用干热灭菌法灭菌。
(7)分解尿素的细菌在分解尿素时,可以将尿素转化为氨,使得培养基的pH升高。
(8)刚果红和纤维素形成红色复合物。
【常考长句·考前规范】
(1)杀死杂菌、除去水中的溶解氧
(2)放出发酵产生的CO2,同时尽量不让氧气进入瓶中
(3)将聚集的菌体逐步稀释分散以便获得单菌落
(4)在一定的培养条件下,不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征
(5)防止因培养时间不足而遗漏菌落
(6)偏小　当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落　偏大　显微镜下无法区分细胞的死活,计数时包括了死细胞
考点一
【高考曾经这样考】
C　[解析] ①盐水煮沸是为了杀灭杂菌,冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响,A错误;②盐水需要浸没全部菜料,以创造无氧环境,有利于乳酸菌无氧呼吸,B错误;③盖好坛盖后,向坛盖边沿的水槽中注满水,可以隔绝外界空气、防止杂菌污染等,C正确;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量,腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少,D错误。
【重点热点题组练】
1.D　[解析] “浸曲发”的目的是活化酵母菌,使其由休眠状态变为活跃状态,此时酵母菌代谢加快,A正确;“舒令极冷”是降低米的温度,防止蒸熟的米温度过高而杀死酒曲中的酵母菌等微生物,B正确; “用水三斗”可以将酒精稀释,避免酒精浓度过高杀死醋酸菌而不易形成醋酸菌衣膜,C正确;“令没菜把即止”是用水将蔬菜淹没,主要是为了制造无氧环境,D错误。
2.C　[解析] 用酵母菌发酵酿制果酒时,可选择酸性重铬酸钾检测产生的酒精,A错误;啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生和积累主要在主发酵阶段完成,B错误;食盐、香辛料等不仅能调味,而且可以防止杂菌污染,所以具有防腐功能,C正确;多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是毛霉,D错误。
考点二
【高考曾经这样考】
1.D　[解析] 不含氮源的平板可用于固氮菌的培养,A错误;平板涂布时涂布器使用前必须浸在酒精中,然后在火焰上灼烧灭菌,这种操作属于灭菌,不属于消毒,B错误;使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌处理,不能直接丢弃,以免污染环境,C错误;脲酶可以催化尿素分解,在以尿素为唯一氮源的平板上,能合成脲酶的微生物可以分解尿素获得氮源而进行生长繁殖,但是不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而无法生长,因此以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物,D正确。
2.D　[解析] 研究目的是要筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,因此目的菌要既能耐热,又能分解角蛋白,故应在c点时取样,且使用角蛋白氮源培养基进行选择培养。
3.(1)氮源、碳源
(2)A菌能在培养平板中生长繁殖
(3)稀释　溶菌圈
(4)假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂
[解析] (1)蛋白胨主要为细菌提供氮源、碳源和维生素等。(2)将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上,凝固形成薄层。培养一段时间后,薄层变浑浊,表明A菌能在培养平板中生长繁殖。(3)将含菌量较高的湖泊水样稀释后,依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后,能溶解A菌的菌落周围会出现溶菌圈。 (4)根据实验材料和设备,圆形滤纸小片可用于吸收某种物质,离心机可用于分离菌体和细菌分泌物,为探究P菌溶解破坏A菌的方式,可假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂。
【重点热点题组练】
1.D　[解析] 为排除杂菌的影响,在制备培养基时需先调节pH再进行灭菌操作,A正确;如图,菌落分布均匀,是利用了稀释涂布平板法接种结核杆菌,待菌液被吸收后方可倒置培养,B正确;长期使用抗生素A,在抗生素A的选择作用下,结核杆菌的抗药性基因频率可能会增加,C正确;根据图中平板上菌落的分布可知,与单独使用抗生素A相比,联合使用抗生素B不能增强对结核杆菌的抑制作用,D错误。
2.D　[解析] 图示接种方法为稀释涂布平板法,据结果推测1 g土壤中酵母菌数为1.6×106,该方法估算值低于真实数值,故1 g土壤中实际酵母菌数最少为1.6×106,A错误;分离、纯化酵母菌时,还可采用平板划线法且该方法不需要进行③步骤操作,B错误;对土壤灭菌可将其中的酿酒酵母杀死,将不能获得酿酒酵母的纯培养物,C错误;用经过④纯化的菌种进行步骤⑤,应使用液体培养基并检测酵母菌的数量和酒精含量,D正确。
3.D　[解析] 进行处理A之前为无重金属污染的土壤,需要向土壤中添加重铬酸钠等使Cr6+达到一定浓度,来筛选对Cr6+有耐受性的菌株,培养基甲、乙要用于筛选对重金属铬具有耐受性和修复能力的细菌,也需要添加重铬酸钠等使Cr6+达到一定浓度,A正确;培养Ⅰ筛选耐铬菌株,培养Ⅱ筛选耐铬菌株中对土壤中Cr6+污染修复能力强的菌株,B正确;固体培养基和液体培养基在成分上的主要差异是前者添加了琼脂作为凝固剂,C正确;接种工具一般用灼烧灭菌,培养基和培养皿等工具和材料需要高压蒸汽灭菌,但是采样土壤不需要灭菌,D错误。
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