高考生物 易错点点睛与高考突破 专题28 发酵工程简介.doc

2013年高考生物 易错点点睛与高考突破 专题28 发酵工程简介【2013高考预测】 1.发酵工程的概念和内容与应用发酵工程的生产实例2.发酵工程的应用 3.发酵工程与微生物营养、代谢、生长等知识的综合应用 4.发酵工程与生物新陈代谢、生态学等知识的综合应用【难点突破】难点一 传统发酵技术【例1】 (2012海南单科，30)回答下列关于腐乳制作的问题。(1)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物参与了该发酵过程，其中起主要作用的微生物是_，其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为_和_；其产生的_能将豆腐中的脂肪水解为_和_。(2)发酵完成后需加盐腌制，加盐还可以抑制_生长。(3)腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配制而成的卤汤。卤汤除具有一定的防腐作用外，还能使腐乳具有独特的_。【变式】下图为制作果酒、果醋的实验流程，请回答下列问题。 (1)制作果酒的发酵阶段，发酵瓶的瓶盖应()。a一直打开b打开并盖上一层纱布c定时拧松 d一直拧紧(2)写出由果酒酿制成果醋过程的反应式：_。(3)从自然菌样中筛选较理想的醋酸杆菌进行纯化培养，通常采用_接种方法。 【特别提醒】1.高考对本部分内容的考查多以具体的生产生活实际为背景，综合考查微生物的代谢、反应原理、反应条件、发酵现象等问题，但难度一般不大。因此复习本部分知识时要注重基础，狠抓教材内容，记住相关微生物的代谢类型和特点，在此基础上联系生产生活实际，如酸菜、腐乳、啤酒的制作工艺，深化对教材知识的理解。2.果酒 、果醋、腐乳、泡菜的制作果酒和果醋的制作腐乳的制作泡菜的制作需要菌种果酒：酵母菌果醋：醋酸菌毛霉等乳酸菌制作原理(1)果酒：酵母菌无氧呼吸c6h12o62c2h5oh2co2(2)果醋：醋酸菌有氧呼吸当氧气、糖源都充足时，糖醋酸；当缺少糖源时，乙醇乙醛醋酸毛霉等微生物能产生蛋白酶和脂肪酶，作用如下：(1)蛋白质肽、氨基酸；(2)脂肪甘油脂肪酸乳酸菌发酵产乳酸注意事项(1)材料的选择与处理；(2)防止发酵液被污染；(3)控制好发酵的条件(1)控制好材料的用量；(2)防止杂菌污染(1)泡菜坛的选择；(2)腌制的条件难点二 发酵工程与微生物营养、代谢、生长等知识的综合应用 例2目前微生物已经在许多领域得到广泛应用，形成了大规模的发酵工程，为人类创造出了巨大的财富。 (1)自然界细菌变异的主要来源有 。图甲表示利用某种好氧细菌生产人生长激素的发酵工程流程图，欲获得该菌种首先要通过 方法获得目的基因，通过 技术获得工程菌。 (2)选择好的菌种进行扩大培养后，应选用 期的菌种接种到发酵罐内的培养液中，原因是 。 (3)该发酵过程的产物属于 代谢产物，一般在 期大量合成，为了尽可能多地提取人的生长激素，采用图乙的方法。图中1、2所表示的物质分别是 、 ，图中3表示流出物，其中包括的物质有： 。(4)在发酵过程中发酵罐需要冷却系统冷却的原因是： 。难点三 发酵工程与生物新陈代谢、生态学等知识的综合应用例3人造蛋白食品的生产可利用现代微生物发酵工程技术，食用真菌蛋白是人造蛋白的一种。下面为真菌蛋白的制造过程的图解，请据下图回答问题： (1)下列关于“单细胞蛋白”的叙述正确的是 a是从微生物细胞中提取的蛋白质 b通过发酵生产的微生物菌体 c单细胞蛋白不能作为人类食品 d是微生物细胞分泌的抗生素(2)由图中向发酵罐里加入的物质看，真菌的代谢方式为 型。发酵过程中活菌数目达到最多的时期是在 期。(3)向发酵罐里添加少量氨水的目的是 。(4)添加的糖可被真菌利用、转化形成真菌蛋白必须 经过的生理过程是 。真菌蛋白常作为家畜(猪)的饲料添加剂，猪在食用这些添加剂后能被加速育肥的原因是 。(5)下列关于对“微生物连续培养优点”的叙述，不正确的是a及时补充微生物所需的营养物质，提高产量b有利于微生物尽快将代谢产物释放到培养基中c能消除不利于微生物生长的一些环境因素d提高了设备的利用率 (6)下面关于“温度对发酵过程的影响”不正确的叙述是 a温度过高，发酵周期缩短，产量下降 b温度不会影响生物合成的途径 c温度能影响菌种对营养物质的吸收 d菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同 (7)通常所说的“微生物”，包括病毒、放线菌和细菌还包括真菌，如 等。 【易错点点睛】易错点1 发酵工程的概念和内容与应用发酵工程的生产实例 1用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的过程中，下列叙述正确的是各个生长时期的长短是固定的，无法人为缩短生长周期 对数期是采样留种的最佳时期 在稳定期补充营养物质可以提高产量 调整期是收获代谢产物的最佳时期a b c d【正确解答】 b【特别提醒】结合课本中发酵罐的结构示意图，理解发酵工程的实例谷氨酸发酵，在此基础上总结出发酵工程的一般概念，掌握发酵工程的具体内容，包括培养基的选育、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程、产品的分离与提纯等步骤。【变式探究】1 有三个盛放葡萄糖液的密封玻璃瓶，已知一瓶混有酵母菌，一瓶混有乳酸菌。一瓶只有葡萄糖，下列叙述正确的足 a有气泡的瓶子肯定混有酵母菌 b发热的瓶子肯定混有乳酸菌 c只盛放葡萄糖液的瓶子能量会增加 d混有乳酸菌的瓶子物质种类会减少2 在用微生物发酵法生产味精的过程中，要对发酵罐 a严格密封 b不断通人二氧化碳 c先通风，后密封 d不断通入无菌空气答案： d 解析：谷氨酸棒状杆菌为好氧菌。易错点2发酵工程的应用 1下图表示制造啤酒的过程，据此回答下列问题： (1)为什么要把原料放进沸水中混合? (2)为什么要在混合物冷却后才把酵母菌加进去? (3)请写出酵母菌所进行的生理过程的化学反应方程式： (4)研究者发现温度的变化对气体产量有影响，并在不同温度下测定气体的产量(如下表)。请在方格纸上，用表中数据，设计完成曲线图。温度() 气体体积(10min)温度() 气体体积(10min) 20 10 30 25 40 35 50 20 60 8 70 2 80 1 100 0 (5)请解释这条曲线为什么是这样的形状? 。【错解分析】 对发酵工程中涉及的微生物营养、代谢、种群特点掌握不清楚，或者不能将所学知识应用于生产实际。酵母菌发酵形成酒精和二氧化碳，原料放入沸水中混合是杀灭细菌、消毒；等到混合物冷却后才加酵母菌是避免酵母菌失活；发酵罐加盖子是为了满足无氧呼吸的条件；曲线图的绘制以温度为横坐标，以气体体积为纵坐标。【变式探究】1 下图是发酵工程生产产品的流程简图，据图回答： (1)能生产人生长激素的工程菌是通过培养的，是 ；高产青毒素菌种是通过培育的，是 。是 。 (2)表示 ；表示 。 (3)整个过程的中心阶段是发酵，在此阶段需随时取样，检测 等。以了解发酵过程，还要及时添加 ，同时严格控制 。 (4)若是单细胞蛋白的话。是 。氨基酸、维生素属的 产物。【2013高考突破】1 发酵工程的第一个重要工作是选择优良的单一纯种消灭杂种。获得纯种的方法不包括 a根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基 b根据微生物遗传组成的差异，在培养基中加入不同比例的核酸 c根据微生物缺乏生长因子的种类，在培养基中增减不同的生长因子 d根据微生物对抗菌素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗菌素2 谷氨酸发酵生产过程中，控制好发酵条件是十分重要的，下列关于谷氨酸发酵过程中的处理正确的是 a从控制磷脂合成或使细胞膜受损人手，提高谷氨酸棒状杆菌细胞膜的通透性，有利于捉高谷氨酸的合成速度 b谷氨酸发酵属于无氧发酵，发酵过程中不需要通气和搅拌 c控制碳、氮比例为3：1，既有利于谷氨酸棒状杆菌的大量繁殖，又有利于谷氨酸的大量合成 d在发酵过程中应保持ph在5060的恒定范围，以利于谷氨酸高效持久的大量合成3 家庭制作泡菜并无刻意的灭菌环节，在发酵过程中，乳酸菌产生的乳酸可以抑制其他微生物的生长。当环境中的乳酸积累到一定浓度时，又会抑制乳酸菌自身的增殖。下面对这些现象的描述不正确的是 a在乳酸菌的调整期和对数期，种内关系主要表现为互助 b进入乳酸菌增长的稳定期，由于次级代谢产物的积累，种内斗争趋于激烈 c密闭的发酵环境使乳酸菌在调整期和对数期的种间斗争中占据优势 d进入稳定期，泡菜坛内各种生物的抵抗力稳定性维持在较高的水平答案：d 4 在一普通的锥形瓶中，加入含有酵母菌和葡萄糖的溶液，然后将瓶口封闭，在下图有关坐标图中，正确的是 a b c d答案： b 解析：在有限的培养基环境小，酵母菌不会呈“j”形增长。5 谷氨酸棒状杆菌扩大培养时，培养基应该 ac：n为4：1 bc：n为3：1 c隔绝空气 d加大氮源，碳源的比例6 发酵罐发酵的过程中，使温度升高的热量来源于冷却水供应不足 微生物代谢旺盛 培养基不新鲜 搅拌 放料口排出产物a bc d7 谷氨酸发酵生产中，必须不断地调整ph，原因是谷氨酸发酵的最适ph为7080 在发酵过程中，溶液的ph会发生变化 当ph呈酸性时，谷氨酸的产量会下降 不调整ph，培养液中生成的谷氨酸会转变成其他物质a bc d8 若不进行扩大培养，直接接种将导致 a对数期提前出现 b调整期延长 c代谢产物减少 d稳定期缩短答案：b 解析：扩大培养的目的是让菌体在短时间内快速繁殖，若直接接种则菌种数目不足，会延长调整期以便合成细胞分裂有关的物质。9 发酵工程中选育优良品种的方法有多种，其中能定向培育新品种的方法是人工诱变 基因移植 细胞杂交 杂交育种 a b c d 10下列关于果酒和果醋制作的叙述，不正确的是()。a制作果酒时瓶口要密闭，而制作果醋时中断通氧可能会引起醋酸菌死亡b在变酸的果酒表面观察到的菌膜可能是醋酸菌在液面大量繁殖形成的c温度对酵母菌酒精发酵的影响很大，而对醋酸菌的发酵影响不大d制作果酒和果醋时都应用70%的酒精对发酵瓶消毒并注意无菌操作解析制作果酒利用的是酵母菌在无氧呼吸时发酵产生酒精，制作果醋利用的是醋酸菌无氧呼吸产生醋酸。温度对酵母菌酒精发酵、醋酸菌的发酵等都有影响。答案c11. 发酵工程是指采用现代工程技术，利用微生物给人类生产有用的产品；回答下列有关发酵工程的问题： (1)要高产、高质，首先是菌种的选育；目前最常用的育种方法是 a杂交育种 b人工诱变育种 c单倍体育种 d多倍体育种 (2)发酵罐一般都有搅拌器，但在利用乳酸菌生产乳酸时不用，这是因为 。 (3)单细胞蛋白是市场上较受欢迎的发酵产品，它利用的是微生物的 。 (4)不同的微生物有各自的代谢特点，人们常据此来分离、鉴别微生物种类，某实验室有二个菌种，分别可能是胱氨酸依赖型细菌(无胱氨酸不能生长)，甲基营养细菌(只能利用甲醇、甲烷作碳源)，但试管上标签脱落，请根据它们的代谢特点设计实验方案加以鉴定。 实验步骤： 第一步：在二个菌种的试管上分别标上a、b。 以下步骤是： 结果分析： 则a菌种为胱氨酸依赖型，若只有3上生长，则a为甲基营养型 2、4、6试管中，若只有2上生长，则b菌种为胱氨酸依赖型，若只有4上生长，则b为甲基营养型。解析：结合题意，一类细菌无胱氨酸不能生长，另一类只能利用甲醇、甲烷作碳源，则分离这两种细菌，需制备两种培养基。12.某酒厂以大米为主要原料用酵母菌生产酒精度数不低于12度的米酒，其主要工艺流程为：糖化发酵后加工(勾兑、贮运)。发酵过程主要是在5的发酵罐中进行，其主要工艺为：原料接种菌种通气培养密封发酵。请分析并回答下列问题： (1)糖化阶段主要包括蒸煮大米和加入“糖化酶”等。“糖化酶”使(大米中)淀粉发生的主要变化是 。 (2)在发酵工艺中，接种菌种时常加尿素或其他肥料，其目的是 。 (3)图的横坐标代表氧分压，纵坐标代表相对值。图中能够表示酵母菌无氧呼吸产生变化的曲线和能够表示酵母菌有氧呼吸消耗糖的速度变化的曲线依次是 。 (4)在图中，用曲线表示在发酵阶段酵母菌种群个体数量变化的情况。 (5)在培养过程中，酵母菌所进行的呼吸作用的反应式为 。13请回答下列有关微生物的一些问题。(1)微生物的分布：微生物主要分布在富含_的土壤表层；不同微生物对ph的要求不同，细菌常生活在酸碱度_的潮湿土壤中。(2)微生物的消毒和灭菌：在菊花组织培养中，对外植体常用酒精和_进行消毒。在微生物培养中，对培养基常用_方法进行灭菌。静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能_。如果要检测灭菌是否彻底，可以采用的方法是：_。(3)微生物的应用：在葡萄酒的自然发酵过程中，运用吸附在葡萄皮上的野生酵母菌发酵产生酒精，请写出该过程的化学反应式：_。在果醋制作时，运用醋酸菌在_和糖源充足时，将糖分解成醋酸。(4)微生物的接种：微生物接种的方法很多，最常用的是_和_。(5)微生物的计数：根据培养基上出现的菌落数目和稀释倍数计算得出细菌数目往往比实际的数目低，原因是_。(6)微生物的鉴定：为检测尿素分解菌的存在与否，在以尿素为唯一氮源的_(选择、鉴别)培养基中加入_指示剂，如果存在尿素分解菌，则指示剂将变_色。解析(1)微生物主要分布在有机质丰富的土壤表层，细菌常生活在酸碱度接近中性的潮湿土壤中。(2)植物组织培养时，对外植体常用酒精和氯化汞消毒，对培养