2018高考生物大二輪復習 第01部分 專題08 生物技術實踐 整合考點23 微生物的培養(yǎng)與應用及傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用學案

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1、 整合考點23　微生物的培養(yǎng)與應用 考綱 考頻(全國卷) 1.微生物的分離和培養(yǎng) 5年8考 2.培養(yǎng)基對微生物的選擇作用 5年4考 3.某種微生物數(shù)量的測定 5年0考 4.利用微生物進行發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物 5年7考 5.運用發(fā)酵加工食品的基本方法 5年2考 6.微生物在其他方面的應用 5年0考 7.從生物材料中提取某些特定的成分 5年3考 及傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用 1．理清微生物培養(yǎng)的“5”種基本技術 (1)培養(yǎng)基的制備：計算→稱量→溶化→滅菌→倒平板。 (2)無菌技術：主要包括消毒和滅菌。 (3)倒平板操作：待培養(yǎng)基冷卻至50_℃

2、左右時，在酒精燈火焰附近倒平板。 (4)平板劃線操作：平板劃線法是通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。注意劃線的方法(如圖)。 (5)稀釋涂布平板法：先將菌液進行一系列的梯度稀釋然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面，進行培養(yǎng)。在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物將被分散成單個細胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落。 2．把握“2”種微生物的分離與計數(shù)方法 (1)利用選擇培養(yǎng)基分離 ①篩選尿素分解菌：用以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基。 ②篩選纖維素分解菌：用富含纖維素、添加剛果紅的培養(yǎng)基培養(yǎng)。 (2)微生物計數(shù)的

3、“2”大方法 ①稀釋涂布平板法；②顯微計數(shù)法。 (3)微生物的“2”大鑒定方法 鑒定分解尿素的細菌 含酚紅指示劑的以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基→細菌→指示劑變紅，則該菌能分解尿素 鑒定纖維素分解菌 3．理清“4”種傳統(tǒng)發(fā)酵食品的技術 　　項目 內(nèi)容 果酒和果醋的制作 腐乳制作 制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量 菌種 果酒：酵母菌 果醋：醋酸菌 毛霉 乳酸菌 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、脂肪分解成小分子有機物 乳酸菌將糖轉化為乳酸 原料選擇 新鮮葡萄(或蘋果) 豆腐 大白

4、菜、花椰菜等新鮮干凈的蔬菜 實驗 流程 　聚焦微生物的利用 1．(2016·全國乙卷)空氣中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小組欲用平板收集教室空氣中的微生物，以了解教室內(nèi)不同高度空氣中微生物的分布情況。實驗步驟如下： ①配制培養(yǎng)基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O); ②制作無菌平板； ③設置空白對照組和若干實驗組，進行相關操作； ④將各組平板置于37℃恒溫箱中培養(yǎng)一段時間，統(tǒng)計各組平板上菌落的平均數(shù)。 回答下列問題： (1)該培養(yǎng)基中微生物所需的氮來源于__________。若要完成步驟②，該培養(yǎng)基中的成分X通常是___

5、___。 (2)步驟③中，實驗組的操作是____________________________________________。 (3)若在某次調(diào)查中，某一實驗組平板上菌落平均數(shù)為36個/平板，而空白對照組的一個平板上出現(xiàn)了6個菌落，這種結果說明在此次調(diào)查中出現(xiàn)了________現(xiàn)象。若將30(即36－6)個/平板作為本組菌落數(shù)的平均值，該做法________(填“正確”或“不正確”)。 解析：(1)依據(jù)配制培養(yǎng)基的成分可知：該培養(yǎng)基中微生物所需的氮來源于牛肉膏、蛋白胨。因為該實驗是“用平板收集教室空氣中的微生物”，所使用的培養(yǎng)基應為固體培養(yǎng)基，配制時，需加入凝固劑，據(jù)此推知：該培養(yǎng)基

6、中的成分X通常是瓊脂。(2)依題意可知，該實驗的目的是：用平板收集教室空氣中的微生物，以了解教室內(nèi)不同高度空氣中微生物的分布情況。所以步驟③中，實驗組的操作是：將各實驗組平板分別放置在教室不同高度的位置上，開蓋暴露一段時間，以收集教室不同高度空氣中的微生物。(3)設置的空白對照組，在整個實驗過程中沒有用來收集空氣中的微生物，若空白對照組的一個平板上出現(xiàn)了6個菌落，說明培養(yǎng)基的配制是不成功的，在此次調(diào)查中出現(xiàn)了污染現(xiàn)象，所以若將30(即36－6)個/平板作為本組菌落數(shù)的平均值，該做法不正確。 答案：(1)牛肉膏、蛋白胨　瓊脂　(2)將各實驗組平板分別放置在教室不同高度的位置上，開蓋暴露一段時間

7、　(3)污染　不正確 2．(2013·全國卷Ⅰ)植物秸稈中的纖維素可被某些微生物分解?；卮鹣铝袉栴}： (1)分解秸稈中纖維素的微生物能分泌纖維素酶，該酶是由三種組分組成的復合酶，其中的葡萄糖苷酶可將________分解成________。 (2)在含纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅(CR)時，CR可與纖維素形成________色復合物。用含有CR的該種培養(yǎng)基培養(yǎng)纖維素分解菌時，培養(yǎng)基上會出現(xiàn)以該菌的菌落為中心的________。 (3)為從富含纖維素的土壤中分離獲得纖維素分解菌的單菌落，某同學設計了甲、乙兩種培養(yǎng)基(成分見下表)： 酵母膏 無機鹽 淀粉 纖維素粉 瓊脂 CR溶

8、液 水 培養(yǎng)基甲 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ 培養(yǎng)基乙 ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ ＋ 注：“＋”表示有，“－”表示無。 據(jù)表判斷，培養(yǎng)基甲________(填“能”或“不能”)用于分離和鑒別纖維素分解菌，原因是________________；培養(yǎng)基乙________(填“能”或“不能”)用于分離和鑒別纖維素分解菌，原因是_____________________________________________________________。 解析：(1)纖維素能被土壤中某些微生物分解利用，其過程應為。(2)剛果紅與纖維素形成紅色復合物，用含有CR的含纖

9、維素培養(yǎng)基培養(yǎng)纖維素分解菌時，由于纖維素被分解，培養(yǎng)基上會出現(xiàn)以該菌的菌落為中心的透明圈。(3)分離和鑒別纖維素分解菌應用固體培養(yǎng)基，且要以纖維素作為唯一碳源。 答案：(1)纖維二糖　葡萄糖　(2)紅　透明圈　(3)不能　液體培養(yǎng)基不能用于分離單菌落　不能　培養(yǎng)基中沒有纖維素，不會形成CR纖維素紅色復合物，即使出現(xiàn)單菌落也不能確定其為纖維素分解菌 3．(2014·全國卷Ⅱ改編)為了調(diào)查某河流的水質狀況，某研究小組測定了該河流水樣中的細菌含量，并進行了細菌分離等工作。回答下列問題： (1)該小組采用稀釋涂布平板法檢測水樣中的細菌含量。在涂布接種前，隨機取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)了一段時

10、間，這樣做的目的是 ________________________________________________________________________； (2)該小組采用平板劃線法分離水樣中的細菌，操作時，接種環(huán)通過________滅菌，在第二次及以后的劃線時，總是從上一次劃線的末端開始劃線。這樣做的目的是 ________________________________________________________________________。 (3)示意圖A和B中，________表示的是用稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)后得到的結果。 (4)該小組將得到的菌株接種

11、到液體培養(yǎng)基中并混勻，一部分進行靜置培養(yǎng)，另一部分進行振蕩培養(yǎng)。結果發(fā)現(xiàn)：振蕩培養(yǎng)的細菌比靜置培養(yǎng)的細菌生長速度快。分析其原因是：振蕩培養(yǎng)能提高培養(yǎng)液中________的含量，同時可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高________的利用率。 解析：(1)在涂布接種前，隨機選取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)一段時間，目的是檢測培養(yǎng)基平板滅菌是否合格，不能留有雜菌。(2)用平板劃線法分離水樣中的細菌，操作時，接種環(huán)通過灼燒滅菌，在第二次及以后的劃線時，從上一次劃線末端開始劃線，目的是將聚集的菌體逐步稀釋以便獲得單個菌落。(3)稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)后得到的結果應為圖B。(4)振蕩可以使細菌分散，更有利

12、于細菌利用培養(yǎng)液中的營養(yǎng)物質，并且可以使培養(yǎng)液中的溶解氧增多。 答案：(1)檢測培養(yǎng)基平板滅菌是否合格 (2)灼燒　將聚集的菌體逐步稀釋以便獲得單個菌落 (3)B　(4)溶解氧　營養(yǎng)物質 　聚焦傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用 1．(2013·全國卷Ⅰ)回答下列有關泡菜制作的問題： (1)制作泡菜時，所用鹽水需煮沸，其目的是 ________________________________________________________________________。 為了縮短制作時間，有人還會在冷卻后的鹽水中加入少量陳泡菜液，加入陳泡菜液的作用是_____________________

13、___________________________________________________。 (2)泡菜制作過程中，乳酸發(fā)酵的過程即為乳酸菌進行________的過程。該過程發(fā)生在乳酸菌細胞的________________________________________中。 (3)泡菜制作過程中影響亞硝酸鹽含量的因素有________、________和________等。 (4)從開始制作到泡菜品質最佳這段時間內(nèi)，泡菜液逐漸變酸。這段時間內(nèi)泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長規(guī)律是 _______________________________________________

14、_________________________， 原因是 ________________________________________________________________________。 解析：(1)制作泡菜時，所用鹽水需煮沸，因為高溫能殺滅雜菌。陳泡菜液里含有乳酸菌，加陳泡菜液能增加乳酸菌數(shù)量，縮短制作泡菜的時間。(2)乳酸菌是厭氧型的原核生物，無氧呼吸發(fā)生在細胞質中。(3)影響亞硝酸鹽含量的因素有溫度、腌制時間和食鹽用量等。(4)乳酸菌比雜菌更為耐酸，所以泡菜液變酸這段時間內(nèi)，乳酸菌數(shù)量增加，雜菌數(shù)量減少。 答案：(1)殺滅雜菌　增加乳酸菌數(shù)量　(2)無氧呼吸

15、　細胞質　(3)溫度　腌制時間　食鹽用量　(4)乳酸菌數(shù)量增多，雜菌數(shù)量減少　乳酸菌比雜菌更為耐酸 2．“每天喝一點，健康多一點”，這是“寧夏紅”率先提出的消費理念，將積淀了千百年的枸杞藥食文化和中國紅文化完美結合起來，更增添了品牌的文化魅力和優(yōu)勢。下圖為“寧夏紅”枸杞果酒生產(chǎn)工藝流程簡圖，據(jù)圖回答下面的問題。 選料→？→粉碎→滅菌→接種→發(fā)酵→過濾→果酒 (1)流程中？處的內(nèi)容應為 ________________________________________________________________________。 (2)果酒釀造過程中如果果汁滅菌不合格，含有醋酸菌，在

16、酒精發(fā)酵旺盛時，醋酸菌能否將果汁中的糖發(fā)酵為醋酸并說明理由。 ________________________________________________________________________。 (3) 寫出果酒制作過程中酵母菌進行的有關反應式： ________________________________________________________________________。 (4)枸杞果酒制作過程中，接種完成后要先向發(fā)酵罐中通入一段時間的無菌空氣，目的是 _________________________________________________

17、_______________________。 (5)若要提高果酒的產(chǎn)量，發(fā)酵過程中關鍵要控制好哪些條件？ ________________________________________________________________________。 (6)果酒制作是否成功，需發(fā)酵后用________來鑒定，在______條件下，該物質與酒精反應呈現(xiàn)________色。 解析：(1)果酒生產(chǎn)的工藝流程為：選料→沖洗→粉碎→滅菌→接種→發(fā)酵→過濾→果酒。(2)醋酸菌為好氧型細菌，果酒釀制的環(huán)境(無氧、溫度較低等)不利于醋酸菌發(fā)酵。(3)酵母菌產(chǎn)生酒精的反應式：C6H12O6―→2C

18、O2＋2C2H5OH＋能量。(4)枸杞果酒制作過程中，接種完成后要先向發(fā)酵罐中通入一段時間的無菌空氣，在有氧條件下，使酵母菌迅速繁殖，增加數(shù)量，有利于后期發(fā)酵。(5)發(fā)酵過程中要控制好溫度、pH和通氣量。(6)酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應呈現(xiàn)灰綠色。 答案：(1)沖洗 (2)不能。因醋酸菌是好氧型細菌，而果酒發(fā)酵是無氧環(huán)境(或因醋酸菌需要在有氧且溫度是30～35 ℃條件下，才能將糖轉化成醋酸，而此時發(fā)酵罐中的條件是無氧且溫度是18～25 ℃) (3)C6H12O6―→2CO2＋2C2H5OH＋能量 (4)在有氧條件下，使酵母菌迅速繁殖，增加數(shù)量 (5)適宜的溫度、pH、通氣量

19、(6)重鉻酸鉀溶液　酸性　灰綠 3．根據(jù)下面的實驗裝置圖(圖甲、乙)和果酒的生產(chǎn)工藝流程圖(圖丙)回答問題： (1)圖甲所示裝置可用于提取________(填“橘皮精油”“玫瑰精油”或“胡蘿卜素”)。 (2)制作果酒時可選用圖乙的裝置。為適當提高果酒的生產(chǎn)速率，進氣口應________；排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身相連，這樣做的原因是________。 (3)圖丙為櫻桃果酒生產(chǎn)工藝流程圖，其中沖洗的目的是________。櫻桃榨汁前需要除去果柄，此操作是在沖洗之________進行的。 (4)若是從混雜的微生物中分離酵母菌應使用____________(填“選擇”或“鑒別

20、”)培養(yǎng)基。從微生物培養(yǎng)的角度分析，櫻桃果汁能夠為酵母菌的生長提供水、無機鹽和________。 (5)櫻桃果酒制作是否成功，發(fā)酵后可在酸性條件下用________溶液來鑒定。在酒精發(fā)酵旺盛時，醋酸菌________(填“能”或“不能”)將果汁中的糖發(fā)酵成醋酸，乳酸菌________(填“能”或“不能”)將乳酸分解成CO2和水。 解析：(1)圖甲是蒸餾裝置，應是提取玫瑰精油的裝置，橘皮精油用壓榨法，胡蘿卜素提取用萃取法。(2)為適當提高果酒的生產(chǎn)速率，進氣口應先打開讓酵母菌進行繁殖，然后關閉可以發(fā)酵產(chǎn)生酒精，排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身相連，這樣做的原因是既可以放氣，又可防止污染。

21、(3)果酒制作中沖洗的目的是洗去浮塵，除去果柄應在沖洗之后，以防止被微生物污染，為了提高出汁率應加入果膠酶和纖維素酶分解細胞壁，同時還可以提高澄清度。(4)若是從混雜的微生物中分離酵母菌應使用選擇培養(yǎng)基，即抑制一些微生物的生長，只允許一種或一類微生物生長，做為培養(yǎng)基要提供碳源、氮源、水和無機鹽。(5)酒精的檢測可以在酸性條件下用重鉻酸鉀進行檢測，如果出現(xiàn)灰綠色說明有酒精的產(chǎn)生，在酒精發(fā)酵旺盛時，因為是厭氧條件而醋酸菌是需氧型微生物，此時不能將果汁中的糖發(fā)酵成醋酸，乳酸菌只能將葡萄糖分解為乳酸，不會將乳酸分解為二氧化碳和水。 答案：(1)玫瑰精油 (2)先打開后關閉　既可以放氣，又可以防止污

22、染 (3)洗去浮塵　后 (4)選擇　碳源、氮源 (5)重鉻酸鉀　不能　不能 4．利用農(nóng)作物秸稈等纖維質原料生產(chǎn)的乙醇，經(jīng)加工可制成燃料乙醇。如圖為生產(chǎn)燃料乙醇的簡要流程圖，請據(jù)圖回答： (1)微生物A能分泌纖維素酶，其中的葡萄糖苷酶可將________分解成葡萄糖。 (2)微生物生長繁殖所需的主要營養(yǎng)物質有碳源、水、________四類，欲從土壤中分離獲取微生物A，應采用以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基，其原因是 ________________________________________________________________________ ___________

23、_____________________________________________________________。 (3)圖中②過程常用的微生物是________，此時其細胞呼吸類型是________。 (4)若要測定培養(yǎng)液中微生物B的菌體數(shù)，可在顯微鏡下用________計數(shù)板直接計數(shù)；若要測定其活菌數(shù)量，可選用________法進行計數(shù)。某同學用0.1 mL稀釋液在稀釋倍數(shù)為106的平板中測得菌落數(shù)的平均值為126，則每毫升樣品中的細菌數(shù)是________個。 解析：(1)葡萄糖苷酶可將纖維二糖分解成葡萄糖。(2)微生物生長繁殖所需的主要營養(yǎng)物質有碳源、水、氮源和無機鹽四類；采用以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基，其原因是以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基有利于纖維素分解菌的生長和繁殖，同時抑制和阻止其他微生物生長。(3)利用酵母菌的無氧呼吸產(chǎn)生酒精。(4)若要測定培養(yǎng)液中微生物B的菌體數(shù)，可在顯微鏡下用血細胞計數(shù)板直接計數(shù)；若要測定其活菌數(shù)量，可選用稀釋涂布平板法進行計數(shù)。每毫升樣品中的細菌數(shù)是126×106×10＝1.26×109。 答案：(1)纖維二糖 (2)氮源和無機鹽　以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基有利于纖維素分解菌的生長和繁殖，同時抑制和阻止其他微生物生長 (3)酵母菌　無氧呼吸 (4)血細胞　稀釋涂布平板　1.26×109 8