2021屆--高中生物二輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)：微生物的分離、培養(yǎng)與利用(含發(fā)酵工程)--課件

1、第17講微生物的分離、培養(yǎng)與利用(含發(fā)酵工程)高中生物二輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)知識(shí)盤(pán)點(diǎn) 思維串聯(lián)熱點(diǎn)突破 凝練素能熱點(diǎn)一微生物的分離、培養(yǎng)與利用突破熱點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng) 達(dá)到知識(shí)融通情境引領(lǐng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有一種廣泛使用的除草劑(含氮有機(jī)化合物)在土壤中不易降解,長(zhǎng)期使用可污染土壤。為修復(fù)被該除草劑污染的土壤,可按下面程序選育能降解該除草劑的細(xì)菌(已知該除草劑在水中溶解度低,含一定量該除草劑的培養(yǎng)基不透明)。判斷下列敘述的正誤:(1)分離該除草劑分解菌的流程是選擇培養(yǎng)涂布到鑒別培養(yǎng)基上培養(yǎng)挑選產(chǎn)生透明圈的菌落。( )提示:分離該除草劑分解菌的流程是土壤取樣選擇培養(yǎng)平板劃線涂布到鑒別培養(yǎng)基上培養(yǎng)挑選產(chǎn)生透明圈的菌落。(2)在

2、配制培養(yǎng)基時(shí),一般微生物除滿(mǎn)足營(yíng)養(yǎng)需求外,還應(yīng)該考慮pH、氧氣及特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的要求。( )(3)高壓滅菌加熱結(jié)束時(shí),打開(kāi)排氣閥使壓力表指針回到零后,開(kāi)啟鍋蓋。( )提示:高壓滅菌加熱結(jié)束后,讓其自然冷卻,當(dāng)壓力表的壓力降到零時(shí)打開(kāi)排氣閥。(4)倒平板時(shí),應(yīng)將打開(kāi)的皿蓋放到一邊,以免培養(yǎng)基濺到皿蓋上。( )提示:倒平板時(shí)左手拿培養(yǎng)皿,右手拿錐形瓶,左手將培養(yǎng)皿打開(kāi)一條稍大于瓶口的縫隙,倒入培養(yǎng)皿后立即蓋上培養(yǎng)皿的皿蓋。(5)為了防止污染,接種環(huán)經(jīng)火焰滅菌后應(yīng)趁熱快速挑取菌落。( )提示:灼燒接種環(huán)之后,要冷卻后才能挑取菌落,以免溫度太高殺死菌種。(6)在以除草劑為唯一氮源的培養(yǎng)基中,若出現(xiàn)透明圈

3、,則說(shuō)明篩選到分解除草劑的細(xì)菌。( )基礎(chǔ)回顧 (1)制備土壤浸出液時(shí),為避免菌體濃度過(guò)高,需將浸出液進(jìn)行 處理。統(tǒng)計(jì)菌落的數(shù)量,一般選用 法。(2)平板劃線的目的是 . . 。(3)用稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目低。這是因?yàn)?. 。(4)在尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入 指示劑,培養(yǎng)某種細(xì)菌,若指示劑變紅,則說(shuō)明該種細(xì)菌能分解尿素。纖維素分解菌的篩選原理是 . . 。稀釋稀釋涂布平板通過(guò)接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線,將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面,在數(shù)次劃線后培養(yǎng),可以分離到由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來(lái)的菌落或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí),平板上觀察到的只是一個(gè)菌落當(dāng)兩個(gè)酚紅剛果紅能與

4、培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后,剛果紅纖維素的復(fù)合物就無(wú)法形成,培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈思維拓展(1)要在長(zhǎng)期使用該除草劑的土壤中分離目的菌,從物理性質(zhì)、用途方面來(lái)看,上述培養(yǎng)基的特點(diǎn)是什么?提示:在無(wú)氮固體培養(yǎng)基中加入了該除草劑。(2)利用劃線培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)基中只出現(xiàn)很少菌落,大部分細(xì)菌在該培養(yǎng)基上不能生長(zhǎng),其主要原因是什么?提示:培養(yǎng)基中缺少這些細(xì)菌可利用的氮源。(3)根據(jù)菌落周?chē)欠癞a(chǎn)生透明圈篩選出目的菌的原理是什么?提示:有透明圈的菌落利用的氮源主要是除草劑中的氮,據(jù)此可篩選出目的菌?？枷蛱赜?xùn)考向一結(jié)合微生物的培養(yǎng)、應(yīng)用,考查理解與科學(xué)思維能力

5、典例引領(lǐng)1 (2020全國(guó)卷)某種物質(zhì)S(一種含有C、H、N的有機(jī)物)難以降解,會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,只有某些細(xì)菌能降解S。研究人員按照如圖所示流程,從淤泥中分離得到能高效降解S的細(xì)菌菌株。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要甲、乙兩種培養(yǎng)基,甲的組分為無(wú)機(jī)鹽、水和S,乙的組分為無(wú)機(jī)鹽、水、S和Y?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),盛有水或培養(yǎng)基的搖瓶通常采用的方法進(jìn)行滅菌。乙培養(yǎng)基中的Y物質(zhì)是。甲、乙培養(yǎng)基均屬于培養(yǎng)基。(2)實(shí)驗(yàn)中初步估測(cè)搖瓶M中細(xì)菌細(xì)胞數(shù)為2107 個(gè)/mL,若要在每個(gè)平板上涂布100 L稀釋后的菌液,且保證每個(gè)平板上長(zhǎng)出的菌落數(shù)不超過(guò)200個(gè),則至少應(yīng)將搖瓶M中的菌液稀釋倍。(3)在步驟的篩選過(guò)程中,

6、發(fā)現(xiàn)當(dāng)培養(yǎng)基中的S超過(guò)某一濃度時(shí),某菌株對(duì)S的降解量反而下降,其原因可能是 (答出1點(diǎn)即可)。(4)若要測(cè)定淤泥中能降解S的細(xì)菌細(xì)胞數(shù),請(qǐng)寫(xiě)出主要實(shí)驗(yàn)步驟: 。(5)上述實(shí)驗(yàn)中,甲、乙兩種培養(yǎng)基所含有的組分雖然不同,但都能為細(xì)菌的生長(zhǎng)提供4類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),即 。解題思路答案:(1)高壓蒸汽滅菌瓊脂選擇(2)104(3)S的濃度超過(guò)某一值時(shí)會(huì)抑制菌株的生長(zhǎng)(4)取淤泥加入無(wú)菌水中,涂布(或稀釋涂布)到乙培養(yǎng)基上,培養(yǎng)后計(jì)數(shù)(5)水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽模擬訓(xùn)練1 (2020安徽皖江名校聯(lián)盟模擬)由于多數(shù)植物的根系沒(méi)有固氮能力,所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中往往要施用氮肥來(lái)提高產(chǎn)量。研究表明土壤中的固氮菌具有固氮能力

7、,為篩選并統(tǒng)計(jì)其數(shù)量,某興趣小組利用下列培養(yǎng)基進(jìn)行了相關(guān)研究。培養(yǎng)基:葡萄糖(10 g)、KH2PO4(0.2 g)、MgSO4(0.2 g)、NaCl(0.2 g)、CaSO4(0.2 g)、CaCO3(5 g)、瓊脂(3.5 g)、蒸餾水(1 L)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)植物利用氮肥合成含氮有機(jī)物,以滿(mǎn)足自身生長(zhǎng)發(fā)育的需要,試列舉出存在于葉綠體內(nèi)的含氮有機(jī)物(答出三種即可)。解析:(1)蛋白質(zhì)的組成元素是C、H、O、N等,核酸、磷脂、ATP的組成元素是C、H、O、N、P,植物利用氮肥合成含氮有機(jī)物,以滿(mǎn)足自身生長(zhǎng)發(fā)育的需要,故存在于葉綠體內(nèi)的含氮有機(jī)物有ATP(ADP)、酶、NADPH(還原

8、性輔酶或NADP+)、葉綠素、磷脂等。答案:(1)ATP(ADP)、酶、NADPH(還原性輔酶或NADP+)、葉綠素、磷脂等(2)題述培養(yǎng)基從物理性質(zhì)來(lái)區(qū)分應(yīng)屬于培養(yǎng)基,在此培養(yǎng)基上酵母菌不能生長(zhǎng),其原因是。解析:(2)培養(yǎng)基的成分含瓊脂(3.5 g),從物理性質(zhì)上看,該培養(yǎng)基屬于固體培養(yǎng)基;由于此培養(yǎng)基上缺少酵母菌生長(zhǎng)所需的氮源因此酵母菌不能生長(zhǎng)。答案:(2)固體缺少酵母菌生長(zhǎng)所需的氮源(3)若利用該培養(yǎng)基對(duì)固氮菌進(jìn)行計(jì)數(shù),應(yīng)采用的方法是。培養(yǎng)一段時(shí)間后若繼續(xù)培養(yǎng),則固氮菌的數(shù)量將 ,其原因是。解析:(3)平板劃線法不能用來(lái)進(jìn)行菌落計(jì)數(shù),若利用該培養(yǎng)基對(duì)固氮菌進(jìn)行計(jì)數(shù),應(yīng)采用的方法是稀釋涂布

9、平板法。培養(yǎng)一段時(shí)間后若繼續(xù)培養(yǎng),由于培養(yǎng)基中的碳源等物質(zhì)是有限的,固氮菌因缺乏碳源而不能增殖,導(dǎo)致固氮菌的數(shù)量將下降。答案:(3)稀釋涂布平板法下降固氮菌因缺乏碳源而不能增殖(4)獲得的菌種要進(jìn)行臨時(shí)保存,每幾個(gè)月都要重新將菌種從舊培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到新鮮的培養(yǎng)基,這樣頻繁地操作容易使菌種。解析:(4)獲得的菌種要進(jìn)行臨時(shí)保存,每幾個(gè)月都要重新將菌種從舊培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到新鮮的培養(yǎng)基,這樣頻繁地操作容易使菌種被污染或產(chǎn)生變異。答案:(4)被污染或產(chǎn)生變異(1)快速確認(rèn)兩類(lèi)培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基:加入的物質(zhì)起“鑒別”作用(該物質(zhì)可能與被鑒別菌種發(fā)生特殊顏色反應(yīng)),該物質(zhì)加入后并未殺死其他微生物,其培養(yǎng)基中可生存多

10、種微生物。選擇培養(yǎng)基:加入的物質(zhì)起“篩選”作用,該物質(zhì)可抑制或殺死其他微生物,只有被選擇的“目的菌種”才能生存下來(lái)。(2)平板劃線法只適用于微生物的提純,不適合進(jìn)行計(jì)數(shù),在最后一次劃線的末端處的菌種最純。易錯(cuò)提醒考向二結(jié)合微生物的接種和篩選等知識(shí),考查科學(xué)思維與探究能力典例引領(lǐng)2 (2020江蘇卷)產(chǎn)脂肪酶酵母可用于含油廢水處理。為篩選產(chǎn)脂肪酶酵母菌株,科研人員開(kāi)展了相關(guān)研究。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)常規(guī)微生物實(shí)驗(yàn)中,下列物品及其滅菌方法錯(cuò)誤的是 (填編號(hào))。編號(hào)物品培養(yǎng)基接種環(huán)培養(yǎng)皿涂布器滅菌方法高壓蒸汽火焰灼燒干熱臭氧(2)稱(chēng)取1.0 g某土壤樣品,轉(zhuǎn)入99 mL無(wú)菌水中,制備成菌懸液,經(jīng)后

11、,獲得細(xì)胞密度不同的菌懸液。分別取0.1 mL菌懸液涂布在固體培養(yǎng)基上,其中10倍稀釋的菌懸液培養(yǎng)后平均長(zhǎng)出了46個(gè)酵母菌落,則該樣本中每克土壤約含酵母菌個(gè)。(3)為了進(jìn)一步提高酵母菌產(chǎn)酶能力,對(duì)分離所得的菌株,采用射線輻照進(jìn)行 育種。將輻照處理后的酵母菌涂布在以 為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上,培養(yǎng)一段時(shí)間后,按照菌落直徑大小進(jìn)行初篩,選擇直徑 的菌落,純化后獲得A、B兩突變菌株。(4)在處理含油廢水的同時(shí),可獲得單細(xì)胞蛋白,實(shí)現(xiàn)污染物資源化。為評(píng)價(jià)A、B兩菌株的相關(guān)性能,進(jìn)行了培養(yǎng)研究,結(jié)果如圖。據(jù)圖分析,應(yīng)選擇菌株進(jìn)行后續(xù)相關(guān)研究,理由是 。解題思路答案:(1)(2)梯度稀釋4.6105(或4

12、60 000)(3)誘變脂肪(或油脂)較大(4)B該菌株增殖速度快,單細(xì)胞蛋白產(chǎn)量高;降解脂肪能力強(qiáng),凈化效果好模擬訓(xùn)練2 (2020廣東茂名一模)硏究發(fā)現(xiàn),土壤中某種微生物能降解石油。分離降解石油的菌株和探索其降解機(jī)制的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題:解析:(1)生物的各種培養(yǎng)基配方一般都含有水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽四類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);選擇培養(yǎng)基只允許特定種類(lèi)的微生物生長(zhǎng),又要抑制或阻止其他種類(lèi)微生物生長(zhǎng),因而必須以石油為唯一碳源,只讓目的菌株生存繁殖。答案:(1)水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽只有能利用石油的微生物能正常生長(zhǎng)繁殖,以便達(dá)到篩選的目的(1)微生物生長(zhǎng)繁殖所需的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有四類(lèi),該實(shí)驗(yàn)所用的

13、振蕩培養(yǎng)的培養(yǎng)基只能以石油作為唯一碳源,其原因是 。(2)振蕩培養(yǎng)的細(xì)菌比靜置培養(yǎng)的細(xì)菌生長(zhǎng)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(shí)可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸,提高的利用率。解析:(2)振蕩培養(yǎng)可以增加液體培養(yǎng)基的氧氣含量,促進(jìn)好氧型微生物的生長(zhǎng);同時(shí)還能使菌體與培養(yǎng)液充分接觸,提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率。答案:(2)溶解氧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(3)若要測(cè)定其活菌數(shù)量,可選用法進(jìn)行計(jì)數(shù);若要測(cè)定培養(yǎng)液中微生物的菌體數(shù),可在顯微鏡下用直接計(jì)數(shù)。解析:(3)題圖中檢測(cè)土樣中細(xì)菌含量采用的接種方法是稀釋涂布平板法。若要測(cè)定培養(yǎng)液中微生物的菌體數(shù),可在顯微鏡下用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板直接計(jì)數(shù)。答案:(3)稀釋涂布平

14、板血細(xì)胞計(jì)數(shù)板(4)為探究石油的降解機(jī)制,將該菌種的培養(yǎng)液過(guò)濾離心,取上清液做圖乙所示實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是 ,該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理?為什么?。解析:(4)從圖乙上清液中加入蛋白酶溶液可知是用于水解上清液中的某蛋白質(zhì)的,由此可判定實(shí)驗(yàn)假設(shè)是目的菌株通過(guò)分泌某種蛋白質(zhì)來(lái)降解石油,但未設(shè)置不加入蛋白酶的對(duì)照組實(shí)驗(yàn),沒(méi)有說(shuō)服力,因而不合理。答案:(4)目的菌株能分泌降解石油的蛋白質(zhì)不合理,缺少空白對(duì)照區(qū)分一種對(duì)照組與兩種重復(fù)組技法點(diǎn)撥(1)將一接種的普通培養(yǎng)基與接種的選擇培養(yǎng)基一起培養(yǎng)用于確認(rèn)選擇培養(yǎng)基是否起到“篩選”作用。(2)將幾個(gè)未接種的培養(yǎng)基在適宜條件下培養(yǎng)用于確認(rèn)培養(yǎng)基滅菌是否徹底(制備是否合

15、格)。(3)進(jìn)行微生物計(jì)數(shù)時(shí),每一稀釋度下涂布三個(gè)平板,即設(shè)置重復(fù)組,是為了求平均值,提高計(jì)數(shù)準(zhǔn)確度。熱點(diǎn)二傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用情境引領(lǐng)楊梅果實(shí)風(fēng)味獨(dú)特、酸甜適中,具有很高的營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值。泡菜因其營(yíng)養(yǎng)豐富,口感酸爽,而廣受歡迎。如圖1是制作楊梅酒和楊梅醋的流程圖。圖2是泡菜腌制過(guò)程中,乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化規(guī)律,據(jù)圖判斷下列敘述的正誤:(1)在傳統(tǒng)果酒發(fā)酵后期,擰松瓶蓋的間隔時(shí)間可延長(zhǎng)。( )(2)楊梅酒的發(fā)酵過(guò)程中,若發(fā)酵液表面出現(xiàn)菌膜,最可能的原因是發(fā)酵瓶漏氣。( )(3)酵母菌是嗜溫菌,所以果酒發(fā)酵所需的最適溫度高于果醋發(fā)酵所需的最適溫度。( )提示:醋酸菌是嗜溫菌,果醋發(fā)酵的最適

16、溫度高于果酒發(fā)酵所需的最適溫度。(4)泡菜的制作前期需要通入氧氣,后期應(yīng)嚴(yán)格保持無(wú)氧條件。( )提示:制作泡菜利用的菌種是乳酸菌,乳酸菌是嚴(yán)格厭氧菌,因此從發(fā)酵的初期就應(yīng)嚴(yán)格控制無(wú)氧條件。(5)泡菜制作過(guò)程可以隨時(shí)取出食用不同酸味的泡菜。( )提示:泡菜發(fā)酵過(guò)程中亞硝酸鹽的含量變化是先增加后減少,需發(fā)酵到一定時(shí)間,亞硝酸鹽含量下降至較低后食用,以防中毒。(6)制作泡菜過(guò)程中,有機(jī)物的干重和種類(lèi)均會(huì)減少。( )提示:制作泡菜的過(guò)程中,乳酸菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸消耗有機(jī)物,有機(jī)物的干重減少,但有機(jī)物種類(lèi)增多?；A(chǔ)回顧 (1)傳統(tǒng)發(fā)酵中,發(fā)酵液雖然未經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌處理,但雜菌一般不能正常生長(zhǎng),這是由于果酒發(fā)

17、酵的 條件抑制了雜菌的生長(zhǎng)。用來(lái)檢驗(yàn)酒精的化學(xué)試劑是 。(2)果酒制作過(guò)程中,酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精的場(chǎng)所是 。溫度適宜時(shí)果酒發(fā)酵時(shí)間較短,原因是 . 。(3)楊梅醋的發(fā)酵過(guò)程中,除具備必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還需要往發(fā)酵液中持續(xù)地通入無(wú)菌 。(4)泡菜制作封壇時(shí)水槽中要注滿(mǎn)水,目的是 . 。在發(fā)酵過(guò)程中要注意經(jīng)常向水槽中補(bǔ)水。無(wú)氧、酸性酸性重鉻酸鉀細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)果酒發(fā)酵相關(guān)的酶活性最高,發(fā)酵速度快空氣保證壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵所需的無(wú)氧環(huán)境(5)檢測(cè)亞硝酸鹽的原理是在鹽酸酸化條件下,亞硝酸鹽與 .發(fā)生重氮化反應(yīng)后,與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成 染料。將顯色反應(yīng)后的樣品與已知濃度的 進(jìn)行目測(cè)比較,即可大致

18、估算出泡菜中亞硝酸鹽的含量。對(duì)氨基苯磺酸玫瑰紅色標(biāo)準(zhǔn)顯色液思維拓展 下圖表示果酒發(fā)酵過(guò)程中,發(fā)酵液的糖度(葡萄糖的濃度)和酒精度(酒精濃度)隨時(shí)間變化的關(guān)系。發(fā)酵前24 h,糖度變化很小,酒精度上升很慢,其原因是什么?96 h后酒精度和糖度的變化都趨于平緩,其原因是什么?提示:此階段酵母菌主要進(jìn)行有氧呼吸,大量增殖;高濃度的酒精和代謝廢物會(huì)抑制酵母菌的代謝而影響發(fā)酵。考向特訓(xùn)考向一結(jié)合果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作等知識(shí),考查理解和科學(xué)思維能力典例引領(lǐng)1 (經(jīng)典高考)回答下列有關(guān)泡菜制作的問(wèn)題:(1)制作泡菜時(shí),所用鹽水需煮沸,其目的是 。為了縮短制作時(shí)間,有人還會(huì)在冷卻后的鹽水中加入少量陳泡菜

19、液,加入陳泡菜液的作用是 。(2)泡菜制作過(guò)程中,乳酸發(fā)酵的過(guò)程即為乳酸菌進(jìn)行的過(guò)程。該過(guò)程發(fā)生在乳酸菌細(xì)胞的中。(3)泡菜制作過(guò)程中影響亞硝酸鹽含量的因素有 、 .和等。(4)從開(kāi)始制作到泡菜品質(zhì)最佳這段時(shí)間內(nèi),泡菜液逐漸變酸,這段時(shí)間內(nèi)泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長(zhǎng)規(guī)律是,原因是。解題思路答案:(1)消滅雜菌增加乳酸菌含量(2)無(wú)氧呼吸細(xì)胞質(zhì)(3)溫度食鹽用量腌制時(shí)間(4)乳酸菌數(shù)量增加,雜菌數(shù)量減少乳酸菌比雜菌更為耐酸(或乳酸菌產(chǎn)生的乳酸會(huì)抑制其他雜菌的生長(zhǎng)繁殖)模擬訓(xùn)練1 (經(jīng)典高考)天津獨(dú)流老醋歷史悠久、獨(dú)具風(fēng)味,其生產(chǎn)工藝流程如圖。(1)在糖化階段添加酶制劑需要控制反應(yīng)溫度,這是因

20、為酶 。(2)在酒精發(fā)酵階段,需添加酵母菌。在操作過(guò)程中,發(fā)酵罐先通氣,后密閉,通氣能提高的數(shù)量,有利于密閉時(shí)獲得更多的酒精產(chǎn)物。解析:(1)在糖化階段添加酶制劑,需要控制反應(yīng)溫度,因?yàn)闇囟葧?huì)影響酶的活性,只有在最適溫度條件下,酶的催化能力才最強(qiáng)。(2)發(fā)酵過(guò)程中酵母菌在有氧條件下,代謝旺盛,能快速增殖,產(chǎn)生大量酵母菌,有利于密閉時(shí)獲得更多的酒精產(chǎn)物。答案:(1)在最適溫度條件下催化能力最強(qiáng)(2)酵母菌(3)在醋酸發(fā)酵階段,獨(dú)流老醋采用獨(dú)特的分層固體發(fā)酵法,發(fā)酵30天。工藝如下:發(fā)酵過(guò)程中,定期取樣測(cè)定醋酸桿菌密度變化,趨勢(shì)如圖。據(jù)圖分析,與顛倒前相比,B層醋酸桿菌在顛倒后密度變化的特點(diǎn)是 ,

21、由此推測(cè),影響醋酸桿菌密度變化的主要環(huán)境因素是 。解析:(3)發(fā)酵過(guò)程中,定期取樣測(cè)定醋酸桿菌的密度變化,由圖中信息可知與顛倒前相比,B層醋酸桿菌在顛倒后(第15天后)先快速增長(zhǎng)后趨于穩(wěn)定;影響醋酸桿菌密度的主要環(huán)境因素是氧氣(醋酸桿菌為需氧生物)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、pH。答案:(3)先快速增長(zhǎng)后趨于穩(wěn)定氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、pH乳酸含量高是獨(dú)流老醋風(fēng)味獨(dú)特的重要成因。發(fā)酵過(guò)程中,發(fā)酵缸中層的醋醅有利于乳酸菌繁殖,積累乳酸。成熟醋醅中乳酸菌的種類(lèi)明顯減少,主要原因是發(fā)酵后期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗等環(huán)境因素的改變,加劇了不同種類(lèi)乳酸菌的 ,淘汰了部分乳酸菌種類(lèi)。解析:(3)乳酸菌為厭氧生物,無(wú)氧條件有利于乳酸菌繁殖。發(fā)

22、酵過(guò)程中不同乳酸菌之間相互爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。加劇了不同種類(lèi)乳酸菌的種間競(jìng)爭(zhēng)(或競(jìng)爭(zhēng))。答案:顛倒前的B層和顛倒后的A(或不翻動(dòng),或下)種間競(jìng)爭(zhēng)(或競(jìng)爭(zhēng))控制雜菌的“三大措施”易錯(cuò)提醒(1)通過(guò)發(fā)酵條件控制雜菌。無(wú)氧發(fā)酵時(shí)的無(wú)氧環(huán)境可以抑制好氧菌。酒精發(fā)酵形成的酸性環(huán)境抑制不耐酸的雜菌繁殖。(2)利用鹽控制雜菌:如腐乳的制作。(3)利用酒精控制雜菌:如果酒、腐乳的制作。考向二結(jié)合傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用等知識(shí),考查科學(xué)思維與探究能力典例引領(lǐng)2 (2017全國(guó)卷)豆豉是大豆經(jīng)過(guò)發(fā)酵制成的一種食品。為了研究影響豆豉發(fā)酵效果的因素,某小組將等量的甲、乙兩菌種分別接入等量的A、B兩桶煮熟大豆中并混勻,再將兩者置于

23、適宜條件下進(jìn)行發(fā)酵,并在32 h內(nèi)定期取樣觀測(cè)發(fā)酵效果?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是、。(2)如果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好,說(shuō)明該發(fā)酵菌是。(3)如果在實(shí)驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)32 h內(nèi)的發(fā)酵效果越來(lái)越好,且隨發(fā)酵時(shí)間呈直線上升關(guān)系,則無(wú)法確定發(fā)酵的最佳時(shí)間;若要確定最佳發(fā)酵時(shí)間,還需要做的事情是 。(4)從大豆到豆豉,大豆中的成分會(huì)發(fā)生一定的變化,其中,蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)?,脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)?。解題思路答案:(1)菌種發(fā)酵時(shí)間(2)好氧菌(3)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間,觀察發(fā)酵效果,最好的發(fā)酵效果所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為最佳發(fā)酵時(shí)間(4)肽和氨基酸甘油和脂肪酸模擬訓(xùn)練2 科研人員以獼猴桃為原料,選用優(yōu)良菌種,

24、制備獼猴桃酒和獼猴桃醋,其簡(jiǎn)化工藝流程圖如下,回答下列問(wèn)題:(1)在榨汁過(guò)程中清洗和破碎的順序是,原因是。(2)酒精發(fā)酵時(shí)一般將溫度控制在,發(fā)酵過(guò)程中絕大多數(shù)微生物不能生長(zhǎng)的原因是。解析:(1)為了防止雜菌污染,在榨汁過(guò)程中應(yīng)先清洗再破碎。(2)酒精發(fā)酵時(shí)一般將溫度控制在1825 ,發(fā)酵過(guò)程中絕大多數(shù)微生物不能生長(zhǎng)的原因是酒精發(fā)酵的條件為缺氧、酸性環(huán)境,可抑制絕大多數(shù)微生物生長(zhǎng)。答案:(1)先清洗再破碎防止雜菌污染(2)1825缺氧、呈酸性的發(fā)酵液,可抑制絕大多數(shù)微生物生長(zhǎng)(3)最初的獼猴桃酒中含有少量尿素,脲酶可以分解尿素。根據(jù)電荷性質(zhì)分離脲酶的方法是,脲酶不宜直接投入酒中,原因是。解析:(

25、3)最初的獼猴桃酒中含有少量尿素,脲酶可以分解尿素。根據(jù)電荷性質(zhì)分離脲酶的方法是電泳法,脲酶不宜直接投入酒中,原因是不能再次利用,產(chǎn)品難以純化。答案:(3)電泳法不能再次利用,產(chǎn)品難以純化(4)固定化菌種常用的方法是,固定化酶不宜用此方法的原因是。解析:(4)固定化菌種常用的方法是包埋法,固定化酶不宜用此方法的原因是體積小的酶容易從包埋材料中漏出。答案:(4)包埋法體積小的酶容易從包埋材料中漏出(1)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)必須控制的發(fā)酵條件發(fā)酵過(guò)程都需要器材消毒、滅菌和無(wú)菌操作。加入抑制雜菌繁殖的物質(zhì),如酒精、香辛料等。控制發(fā)酵溫度、pH、氧氣濃度和發(fā)酵時(shí)間。(2)腐乳制作中鹽、酒和各種香辛料的作用有共

26、同之處:既具有調(diào)味作用,也具有殺菌防腐的作用。(3)在泡菜制作過(guò)程中,亞硝酸鹽的含量也是變化的,一般是先增加后降低,測(cè)定亞硝酸鹽含量的目的是掌握取食泡菜的最佳時(shí)間。技法點(diǎn)撥素養(yǎng)引領(lǐng) 情境命題1.某同學(xué)利用牛奶加適量的葡萄糖以及少許菌種在家自制了酸奶,一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn),制備的酸奶中有酒精的味道。于是他將制備的酸奶帶到實(shí)驗(yàn)室,對(duì)酸奶中的微生物進(jìn)行了研究。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)制備酸奶的過(guò)程,不需要嚴(yán)格的消毒過(guò)程,也能完成酸奶的制作,原因是 。通過(guò)微生物的作用,牛奶變酸的實(shí)質(zhì)是 。提升學(xué)科素養(yǎng) 解決實(shí)際問(wèn)題解析:(1)制備酸奶的過(guò)程無(wú)需嚴(yán)格的消毒的原因在于乳酸菌在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物會(huì)抑制其他微生

27、物的生長(zhǎng)。牛奶之所以變酸,是因?yàn)榕Ｄ讨械奶窃谌樗峋淖饔孟卤环纸獬闪巳樗?。答?(1)乳酸菌在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物會(huì)抑制其他微生物的生長(zhǎng)牛奶中的糖在微生物的作用下轉(zhuǎn)化成了乳酸(2)該同學(xué)對(duì)自制酸奶中的微生物培養(yǎng)后根據(jù)的特征來(lái)判斷微生物種類(lèi)。(3)經(jīng)培養(yǎng)分離后的結(jié)果顯示,酸奶中含有乳酸菌和部分酵母菌,請(qǐng)分析這兩種微生物能在制備酸奶中共存的原因是 。解析:(2)分離酸奶中的微生物可根據(jù)菌落的形狀、大小、隆起程度和顏色等特征判斷微生物的種類(lèi)。(3)乳酸菌為厭氧菌,酵母菌為兼性厭氧菌,因此在無(wú)氧條件下,二者可共存。答案:(2)菌落(3)乳酸菌、酵母菌都能在無(wú)氧環(huán)境下利用葡萄糖(4)根據(jù)結(jié)果分析,該

28、同學(xué)酸奶制備過(guò)程中出現(xiàn)酵母菌的原因可能有; 。解析:(4)所選的菌種若混入了部分酵母菌或在酸奶制備過(guò)程中受到了酵母菌污染,這兩個(gè)原因都可能導(dǎo)致酸奶制備過(guò)程中出現(xiàn)酵母菌。答案:(4)所用的菌種中混雜了部分酵母菌在酸奶制備過(guò)程中受到了酵母菌污染2.-氨基丁酸(GABA)是具有降血壓、抗焦慮等功能的水溶性氨基酸?？蒲腥藛T通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了白方腐乳在前發(fā)酵、鹽腌和后發(fā)酵過(guò)程中GABA的含量變化,為尋找生產(chǎn)富含GABA腐乳的工藝奠定基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)步驟如下:豆腐白坯表面接種毛霉孢子后,在適宜的溫度和濕度下培養(yǎng)48 h,獲得毛坯。將毛坯分層整齊地?cái)[放在瓶中,鹽腌5 d。腌制后加入鹵湯,置于28 恒溫箱中后發(fā)酵90

29、d。分別采集各時(shí)段的腐乳坯樣品,測(cè)定GABA含量,結(jié)果如下:請(qǐng)分析回答:(1)通常含水量為 的豆腐適合做腐乳;毛霉生長(zhǎng)的適宜溫度為。解析:(1)做腐乳所用豆腐的含水量為70%左右,水分過(guò)多則腐乳不易成形,且容易腐敗變質(zhì);制作腐乳時(shí)起主要作用的微生物是毛霉,毛霉生長(zhǎng)的適宜溫度為1518 。答案:(1)70%1518 (2)前發(fā)酵過(guò)程中,毛坯的GABA含量發(fā)生明顯變化的原因: 。解析:(2)據(jù)圖中曲線可知,前發(fā)酵過(guò)程中,毛坯的GABA含量明顯升高,其發(fā)生明顯變化的原因是毛霉產(chǎn)生的蛋白酶促進(jìn)蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生GABA。答案:(2)毛霉產(chǎn)生的蛋白酶促進(jìn)蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生了GABA(3)步驟中,加鹽腌制的正確方法是 。此過(guò)程腐乳干重中的GABA含量下降,一方面與食鹽抑制毛霉生長(zhǎng),酶活性降低有關(guān);另一方面豆腐中的水分滲出,部分GABA會(huì),而導(dǎo)致測(cè)定值減小。解析:(3)將長(zhǎng)滿(mǎn)毛霉的豆腐塊分層整齊地?cái)[放在瓶中,同時(shí)逐層加鹽,隨著層數(shù)的加高而增加鹽量,接近瓶口表面的鹽要鋪厚一些,鹽能抑制微生物的生長(zhǎng),避免豆腐塊腐敗變質(zhì)。此過(guò)程腐乳干重中的GABA含量下降,一方面與食鹽抑制毛霉生長(zhǎng),酶活性降低有關(guān);另一方面部分GABA會(huì)溶解于水,隨水流失,而導(dǎo)致測(cè)定值減小。答案:(3)逐層加鹽,隨著層數(shù)的加高增加鹽量,接近瓶口表面鹽要鋪厚一些溶于水中,隨水流失答案:(4)香辛料和料酒毛霉產(chǎn)生的蛋白酶繼續(xù)發(fā)揮