(江蘇專版)2019版高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題七 生物技術(shù)實(shí)踐 主攻點(diǎn)之(一)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和微生物的利用練習(xí)(含解析)

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1、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和微生物的利用 一、選擇題 1.(2019屆高三·蘇州調(diào)研)下列有關(guān)微生物發(fā)酵技術(shù)的敘述,錯(cuò)誤的是(  ) A.傳統(tǒng)的發(fā)酵過(guò)程受技術(shù)條件限制,通常不進(jìn)行無(wú)菌操作 B.成品腐乳表面的皮膜是由毛霉等真菌的菌絲形成的,對(duì)人體無(wú)害 C.制備果酒、果醋和腐乳時(shí),都是以建立種群優(yōu)勢(shì)作為發(fā)酵的基本條件 D.果醋的制備可以建立在果酒發(fā)酵的基礎(chǔ)上,也可以直接利用葡萄汁發(fā)酵 解析:選A 傳統(tǒng)的發(fā)酵過(guò)程受技術(shù)條件限制,通常滅菌不嚴(yán)格,但也進(jìn)行無(wú)菌操作。成品腐乳表面的皮膜是由毛霉等真菌的生長(zhǎng),產(chǎn)生的菌絲進(jìn)入豆腐塊的深層而形成,對(duì)人體無(wú)害。制備果酒、果醋和腐乳時(shí),建立的優(yōu)勢(shì)種群依次是酵母菌、醋

2、酸菌、毛霉,以此作為發(fā)酵的基本條件。當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí),醋酸菌將果汁中的糖分解成醋酸;當(dāng)氧氣充足、缺少糖源時(shí),醋酸菌可以先將酒精變?yōu)橐胰賹⒁胰┳優(yōu)榇姿?,因此果醋的制備可以建立在果酒發(fā)酵的基礎(chǔ)上,也可以直接利用葡萄汁發(fā)酵。 2.下列有關(guān)制作果酒、果醋和腐乳的敘述,錯(cuò)誤的是(   ) A.果酒的制作過(guò)程中既涉及有氧呼吸又涉及無(wú)氧呼吸 B.果醋發(fā)酵溫度較高,且發(fā)酵過(guò)程要特別注意氧氣的供應(yīng) C.變酸的酒表面的菌膜含醋酸菌,腐乳的“皮”為毛霉菌絲 D.發(fā)酵過(guò)程中所有的相關(guān)反應(yīng)都是在微生物的細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的 解析:選D 腐乳制作過(guò)程中,蛋白質(zhì)和脂肪的水解反應(yīng)發(fā)生在毛霉的細(xì)胞外。 3.(20

3、18·鹽城三模)下列有關(guān)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的敘述,正確的是(  ) A.果酒、果醋和腐乳制作中,利用的都是微生物胞內(nèi)酶 B.制作果醋的醋酸菌,屬于嚴(yán)格厭氧的微生物 C.青霉、毛霉、曲霉等均參與了腐乳的發(fā)酵 D.制作果酒、果醋和腐乳所需時(shí)間基本相同 解析:選C 果酒、果醋是微生物的代謝產(chǎn)物, 需要的酶為胞內(nèi)酶;腐乳制作是利用毛霉產(chǎn)生的蛋白酶、脂肪酶分解蛋白質(zhì)、脂肪,蛋白酶、脂肪酶是胞外酶。制作果醋需要醋酸菌,它是一種好氧的微生物。青霉、毛霉、曲霉等真核生物均參與了腐乳的發(fā)酵。制作果酒的時(shí)間一般為10~12 d,制作果醋的時(shí)間一般為7~8 d,制作腐乳的時(shí)間稍長(zhǎng)。 4.如圖裝置可用于生物技術(shù)

4、實(shí)踐的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)敘述正確的是(   ) A.制作果酒、果醋或腐乳時(shí),所需控制的溫度都是相同的 B.乙裝置可以先用于果酒的制作,后用于果醋的制作 C.用裝置甲制作腐乳時(shí),自下而上隨著豆腐塊加高逐漸減少用鹽量 D.裝置乙中b為排氣口,c為充氣口,可防止空氣中微生物的污染 解析:選B 制作果酒、果醋或腐乳時(shí),控制的溫度分別是18~25 ℃、30~35 ℃、15~18 ℃;用裝置甲制作腐乳時(shí),越接近瓶口微生物感染機(jī)會(huì)越多,所以加鹽量應(yīng)增大;裝置乙中b為充氣口,c為排氣口,排氣口長(zhǎng)而彎曲可防止空氣中微生物的污染。 5.下列有關(guān)微生物培養(yǎng)的敘述,錯(cuò)誤的是(  ) A.培養(yǎng)基滅菌常用的

5、方法是高壓蒸汽滅菌 B.各種微生物培養(yǎng)基的配方中必須包含碳源、氮源、水、無(wú)機(jī)鹽及瓊脂等成分 C.純化培養(yǎng)微生物常用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法 D.以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基可以選擇培養(yǎng)分解尿素的微生物 解析:選B 各種微生物培養(yǎng)基的配方中一般都包含碳源、氮源、水、無(wú)機(jī)鹽等,但由于各種微生物生長(zhǎng)特點(diǎn)不同,培養(yǎng)基中添加的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也不相同,如以CO2為碳源的自養(yǎng)型生物,培養(yǎng)基中不必添加碳源,而一些能以N2為氮源的微生物,培養(yǎng)基中也不必加氮源;另外只有固體培養(yǎng)基中才常添加瓊脂做凝固劑。 6.養(yǎng)殖池中存在的有毒物質(zhì)主要是氨及亞硝酸,這兩種物質(zhì)可被硝化細(xì)菌吸收利用。若要對(duì)養(yǎng)殖池底泥中硝

6、化細(xì)菌分離與計(jì)數(shù),則(   ) A.需要配制添加一定濃度氨鹽的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基,以篩選硝化細(xì)菌 B.應(yīng)對(duì)采集底泥使用的工具進(jìn)行滅菌,全部接種過(guò)程均需在酒精燈火焰旁進(jìn)行 C.可以采用平板劃線法進(jìn)行計(jì)數(shù),還需與未接種的空白培養(yǎng)基同時(shí)培養(yǎng) D.應(yīng)將培養(yǎng)基置于30 ℃恒溫下培養(yǎng)12 h后,統(tǒng)計(jì)培養(yǎng)基中全部菌落數(shù) 解析:選B 牛肉膏蛋白胨本身含有氮源,許多微生物都可以其作為氮源,因此加入牛肉膏蛋白胨無(wú)法篩選硝化細(xì)菌;平板劃線法可以分離菌種,但不能用于計(jì)數(shù);培養(yǎng)過(guò)程中應(yīng)每隔一段時(shí)間觀察,直到菌落穩(wěn)定開始計(jì)數(shù)。 7.(2019屆高三·南通調(diào)研)下列檢測(cè)某熟制食品中大腸桿菌是否超標(biāo)的實(shí)驗(yàn)操作,不

7、合理的是(  ) A.待檢測(cè)食品需要經(jīng)過(guò)滅菌操作后取樣檢測(cè) B.應(yīng)設(shè)置未接種的培養(yǎng)基,作為實(shí)驗(yàn)的對(duì)照 C.用稀釋涂布平板法接種、計(jì)數(shù)大腸桿菌的活菌數(shù) D.接種后將培養(yǎng)皿倒置并在適宜溫度下培養(yǎng) 解析:選A  待檢測(cè)食品滅菌后會(huì)將大腸桿菌殺死,無(wú)法檢測(cè)大腸桿菌是否超標(biāo);應(yīng)設(shè)置未接種的培養(yǎng)基作為實(shí)驗(yàn)的對(duì)照;應(yīng)用稀釋涂布平板法接種、計(jì)數(shù)大腸桿菌的活菌數(shù);接種后應(yīng)該將培養(yǎng)皿倒置,并在適宜溫度下培養(yǎng)。 8.在分離、純化大腸桿菌實(shí)驗(yàn)中,劃線接種(甲)、培養(yǎng)結(jié)果(乙)如右圖。有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(   ) A.接種前應(yīng)對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌 B.連續(xù)劃線的目的是獲得單個(gè)細(xì)菌形成的菌落 C.接種

8、過(guò)程中至少需要對(duì)接種環(huán)灼燒5次 D.甲中a區(qū)域?yàn)閯澗€的起始位置 解析:選D 在分離、純化大腸桿菌實(shí)驗(yàn)中,接種前應(yīng)對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌;連續(xù)劃線的目的是獲得單個(gè)細(xì)菌形成的菌落;接種過(guò)程中,對(duì)接種環(huán)在接種前要灼燒,每次劃線后均需灼燒,因此至少需要灼燒5次;據(jù)乙中菌落分布特點(diǎn)可推知甲中d區(qū)域?yàn)閯澗€的起始位置。 9.(多選)下列有關(guān)“微生物的分離與培養(yǎng)”實(shí)驗(yàn)的敘述,錯(cuò)誤的是(  ) A.高壓蒸汽滅菌鍋加蓋時(shí)應(yīng)按順時(shí)針?lè)较蛞来涡o螺栓 B.選擇培養(yǎng)基可以鑒定某種微生物的種類 C.待培養(yǎng)基冷卻至室溫時(shí)倒平板 D.統(tǒng)計(jì)樣品中活菌數(shù)量時(shí),接種方法可采用稀釋涂布平板法 解析:選ABC 高壓蒸

9、汽滅菌鍋加蓋時(shí),將蓋上的排氣軟管插入內(nèi)層滅菌桶的排氣槽內(nèi),再以兩兩對(duì)稱的方式同時(shí)旋緊相對(duì)的兩個(gè)螺栓,使螺栓松緊一致;鑒別培養(yǎng)基可以鑒定培養(yǎng)基中某種微生物的種類;待培養(yǎng)基冷卻至50 ℃左右時(shí)倒平板;稀釋涂布平板法可用于活菌數(shù)量的計(jì)數(shù)。 10.(2017·南通二模,多選)下列有關(guān)果酒、果醋和腐乳制作的比較,正確的是(   ) A.主要菌種不一定是真核生物 B.溫度控制必須保證微生物繁殖最快 C.發(fā)酵過(guò)程會(huì)釋放熱量 D.可通過(guò)色、香、味等對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià) 解析:選ACD 果醋制作利用的菌種是醋酸菌,是原核生物;發(fā)酵溫度和微生物繁殖最快的溫度不一定相同,如腐乳制作的發(fā)酵溫度為15~18 ℃,

10、此溫度并不是毛霉繁殖最快的溫度;三種發(fā)酵過(guò)程中,菌種都會(huì)進(jìn)行細(xì)胞呼吸釋放熱量。 二、非選擇題 11.(2018·江蘇六市二模)圖1表示研究人員為篩選纖維素酶高產(chǎn)菌株進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)流程,其中透明圈是微生物在固體培養(yǎng)基上消耗特定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)形成的。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)本實(shí)驗(yàn)中,選擇蘑菇培養(yǎng)基質(zhì)作為纖維素酶高產(chǎn)菌株的來(lái)源,這是因?yàn)開_______________________________________________________________________ ____________________________。 (2)篩選用的培養(yǎng)基應(yīng)以___________作為唯一

11、碳源,并在配制培養(yǎng)基時(shí)加入___________作為凝固劑。篩選時(shí)應(yīng)選擇D/d較大的菌株,因?yàn)檫@一指標(biāo)值越大說(shuō)明_______ ________________________________________________________________________。 (3)圖2、圖3是研究纖維素酶的最適溫度和熱穩(wěn)定性的結(jié)果。 ①研究纖維素酶的熱穩(wěn)定性時(shí),首先將纖維素酶液置于35~65 ℃的不同溫度條件下保溫2 h,再取上述不同溫度處理的纖維素酶液和 ______________________,并在________℃下測(cè)定纖維素酶的催化速率,計(jì)算酶活性殘留率。 ②生產(chǎn)中使用該纖

12、維素酶時(shí),最好將溫度控制在40 ℃左右,依據(jù)是________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)蘑菇培養(yǎng)基質(zhì)中富含纖維素,會(huì)聚集較多的纖維素分解菌,因此本實(shí)驗(yàn)中選擇蘑菇培養(yǎng)基質(zhì)作為纖維素酶高產(chǎn)菌株的來(lái)源。(2)篩選纖維素分解菌,用的培養(yǎng)基應(yīng)以纖維素作為唯一碳源,這樣纖維素分解菌能正常生長(zhǎng),其他微生物則不能生長(zhǎng)。篩選用的培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基,應(yīng)加入瓊脂作為凝固劑(絕大多數(shù)微生物不能利用瓊脂)。篩選時(shí)應(yīng)選擇D/d較大的菌株,因?yàn)檫@一指標(biāo)值越大說(shuō)明單個(gè)菌體

13、產(chǎn)生的纖維素酶的活性越強(qiáng)。(3)①根據(jù)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的基本原則,應(yīng)選擇上述不同溫度處理的纖維素酶液和經(jīng)相應(yīng)保溫處理的纖維素液,又據(jù)圖2可知,在50 ℃酶的活性最高,因此在50 ℃下測(cè)定纖維素酶的催化速率,計(jì)算酶活性殘留率。②據(jù)圖3可知,在40 ℃左右,纖維素酶的熱穩(wěn)定性高,作用時(shí)間持久,且酶活性相對(duì)較高,因此生產(chǎn)中使用該纖維素酶時(shí),最好將溫度控制在40 ℃左右。 答案:(1)蘑菇培養(yǎng)基質(zhì)中富含纖維素,會(huì)聚集較多的纖維素分解菌 (2)纖維素 瓊脂 單個(gè)菌體產(chǎn)生的纖維素酶的活性越強(qiáng) (3)①經(jīng)相應(yīng)保溫處理的纖維素液 50?、谠摐囟认拢w維素酶的熱穩(wěn)定性高,作用時(shí)間持久,且酶活性相對(duì)較高 12.(20

14、15·江蘇高考)人工瘤胃模仿了牛羊等反芻動(dòng)物的胃,可用來(lái)發(fā)酵處理秸稈,提高秸稈的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。為了增強(qiáng)發(fā)酵效果,研究人員從牛胃中篩選纖維素酶高產(chǎn)菌株,并對(duì)其降解纖維素能力進(jìn)行了研究。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)在樣品稀釋和涂布平板步驟中,下列選項(xiàng)不需要的是________(填序號(hào))。 ①酒精燈 ②培養(yǎng)皿?、埏@微鏡?、軣o(wú)菌水 (2)在涂布平板時(shí),滴加到培養(yǎng)基表面的菌懸液量不宜過(guò)多的原因是______________ _________________________________________________。 (3)向試管內(nèi)分裝含瓊脂的培養(yǎng)基時(shí),若試管口粘附有培養(yǎng)基,需要用酒精棉球擦凈的

15、原因是________________________________________________________________________ ________________________。 (4)剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物,但并不與纖維素降解產(chǎn)物纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。研究人員在剛果紅培養(yǎng)基平板上,篩選到了幾株有透明降解圈的菌落(見下圖)。圖中降解圈大小與纖維素酶的____________有關(guān)。圖中降解纖維素能力最強(qiáng)的菌株是______(填圖中序號(hào))。 (5)研究人員用篩選到的纖維素酶高產(chǎn)菌株J1和J4,在不同溫度和pH條件下進(jìn)行發(fā)酵,測(cè)得發(fā)酵液中酶活性的結(jié)

16、果見下圖,推測(cè)菌株________更適合用于人工瘤胃發(fā)酵,理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)在樣品稀釋和涂布平板過(guò)程中,需要在酒精燈火焰附近進(jìn)行操作,培養(yǎng)皿用于盛放培養(yǎng)基并培養(yǎng)細(xì)菌,無(wú)菌水做稀釋的溶劑,此處唯一用不到的是顯微鏡。(2)在涂布平板時(shí),要取少量菌懸液滴加到培養(yǎng)基表面,因?yàn)槿绻渭泳鷳乙毫窟^(guò)多,菌懸液就

17、會(huì)堆積在培養(yǎng)基表面影響分離效果。(3)在向試管內(nèi)分裝含瓊脂的培養(yǎng)基時(shí),如果試管口粘附有培養(yǎng)基,就很容易使棉塞受到污染,因此,需要用無(wú)菌的酒精棉球?qū)⒃嚬芸诓潦酶蓛簟?4)因?yàn)閯偣t可以與纖維素形成紅色復(fù)合物,但不與纖維素降解產(chǎn)物反應(yīng),所以在剛果紅培養(yǎng)基平板上菌落周圍有透明降解圈是纖維素被降解的結(jié)果。降解圈大小由纖維素酶的活性和量決定,圖中菌落①周圍的降解圈最大而菌落較小,因此其降解纖維素的能力最強(qiáng)。(5)考慮到人工瘤胃的發(fā)酵過(guò)程會(huì)使發(fā)酵液酸性增加,溫度升高,在這個(gè)前提下觀察在不同溫度和pH條件下測(cè)得的發(fā)酵液中酶活性的結(jié)果圖可以看出,在高溫和低pH條件下都是J4菌株中的纖維素酶的活性較高,因而該菌

18、株更適合用于人工瘤胃發(fā)酵。 答案:(1)③ (2)培養(yǎng)基表面的菌懸液會(huì)出現(xiàn)積液,導(dǎo)致菌體堆積,影響分離效果  (3)避免培養(yǎng)基污染棉塞 (4)量與活性?、佟?5)J4 發(fā)酵過(guò)程會(huì)產(chǎn)熱和產(chǎn)酸,J4菌株在較高溫度和酸性環(huán)境下酶的活性更高 13.下圖為果酒、果醋工廠化生產(chǎn)流程。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題: (1)家庭自制葡萄酒所用菌種常來(lái)自______________,圖中的候選菌A、B經(jīng)篩選和純化分別獲取________和________菌種。 (2)圖中所用的培養(yǎng)基都需要在接種前用____________法進(jìn)行滅菌。 (3)在純化菌種A時(shí)接種了5個(gè)平板,每個(gè)平板均接種0.1 mL樣品并培

19、養(yǎng)。其中乙平板的菌落分布如圖,純化菌種A的接種方法是______________,推測(cè)出現(xiàn)平板乙可能的操作失誤是________________。其余的甲、丙、丁、戊平板操作正常,其菌落數(shù)分別是210、230、470、190,則樣品中菌種A的數(shù)量為________個(gè)/mL。 (4)果酒發(fā)酵罐與果醋發(fā)酵罐需要控制的溫度條件差異是________________________。 解析:(1)家庭自制葡萄酒所用菌種常來(lái)自葡萄皮表面的酵母菌。候選菌A、B篩選和純化后可以分別用于制作果酒和果醋,所以分別獲取的是酵母菌和醋酸菌。(2)培養(yǎng)基常用高壓蒸汽滅菌法進(jìn)行滅菌。(3)分析乙平板的菌落分布結(jié)果

20、,可推知采用的純化菌種的接種方法是稀釋涂布平板法。出現(xiàn)乙平板結(jié)果可能的操作失誤是涂布不均勻。平板上菌落數(shù)量在30~300之間可以用于計(jì)算,所以有效的菌落數(shù)是210、230、190,平均值為210。因?yàn)榻臃N了0.1 mL,所以菌種A的數(shù)量為2 100個(gè)/mL。(4) 果酒發(fā)酵的適宜溫度是18~25 ℃,果醋發(fā)酵的適宜溫度是30~35 ℃。 答案:(1)葡萄皮表面的酵母菌 酵母菌 醋酸菌 (2)高壓蒸汽滅菌 (3)稀釋涂布平板法 涂布不均勻 2 100 (4)前者18~25 ℃,后者30~35 ℃ 14.(2018·徐州考前模擬)圖1為某同學(xué)設(shè)計(jì)的用于制作果酒和果醋的發(fā)酵裝置。圖2為某研究小

21、組的同學(xué)在對(duì)楊梅酒和楊梅醋的生產(chǎn)工藝進(jìn)行考察后,繪制出的基本工藝流程圖。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題: (1)圖示發(fā)酵過(guò)程中所需的酵母菌可以從自然界中分離出來(lái),要得到較純菌種,應(yīng)配制________培養(yǎng)基(按培養(yǎng)基的功能分),常采用________________法對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌。滅菌后用平板劃線法或稀釋涂布平板法進(jìn)行接種。 (2)用圖1裝置制作果酒過(guò)程中,要關(guān)閉________(填“充氣”或“排氣”)管上的夾子。 (3)用圖1裝置制作果酒過(guò)程中,因某一步驟操作失誤導(dǎo)致發(fā)酵瓶瓶塞被沖開,該操作失誤是____________。對(duì)該裝置進(jìn)行的改進(jìn)是________________________

22、____________。 (4)圖2中甲罐頂上的排氣管被設(shè)計(jì)成了彎曲狀的管,其目的是____________________。發(fā)酵一定時(shí)間后,觀察到發(fā)酵罐內(nèi)液面不再有________產(chǎn)生,說(shuō)明發(fā)酵基本完畢。 (5)在制備楊梅醋過(guò)程中,乙罐內(nèi)先填充經(jīng)滅菌處理的木材刨花,然后加入含________菌的培養(yǎng)液,使該菌附著在刨花上,再讓甲罐中發(fā)酵完畢的楊梅酒流入乙罐進(jìn)行楊梅醋發(fā)酵。 解析:(1)分離得到較純的菌種用的培養(yǎng)基是選擇培養(yǎng)基,對(duì)培養(yǎng)基滅菌采用的方法是高壓蒸汽滅菌法。滅菌后用平板劃線法或稀釋涂布平板法進(jìn)行接種。(2)果酒發(fā)酵是無(wú)氧發(fā)酵,充氣管上夾子在其發(fā)酵過(guò)程中要關(guān)閉。(3)用圖1裝置

23、制作果酒的過(guò)程中,因某一步驟操作失誤導(dǎo)致發(fā)酵瓶瓶塞被沖開,該操作失誤是未及時(shí)排氣??蓪⒃撗b置中排氣管改成長(zhǎng)而彎曲的管道,并適時(shí)打開排氣管上的夾子。(4)圖2中甲罐頂上的排氣管被設(shè)計(jì)成了彎曲狀的管,其目的是防止空氣中的微生物進(jìn)入后污染培養(yǎng)液,并放出發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2。發(fā)酵一定時(shí)間后,觀察到發(fā)酵罐內(nèi)液面不再有氣泡產(chǎn)生,說(shuō)明發(fā)酵基本完畢。(5)在制備楊梅醋過(guò)程中,乙罐內(nèi)先填充經(jīng)滅菌處理的木材刨花,然后加入含醋酸菌的培養(yǎng)液,使該菌附著在刨花上,再讓甲罐中發(fā)酵完畢的楊梅酒流入乙罐進(jìn)行楊梅醋發(fā)酵。 答案:(1)選擇 高壓蒸汽滅菌 (2)充氣 (3)未及時(shí)排氣 排氣管改用長(zhǎng)而彎曲的膠管 (4)防止空氣中的微生物污染,并放出發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2 氣泡 (5)醋酸 8

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