新教材高中生物第1章发酵工程单元素能提升学案新人教版选择性

单元素能提升一【单元知识构建】【单元提升交汇点】提升点一发酵工程与其他相关知识的综合交汇点1酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的细胞结构，联系必修课程模块1中原核细胞与真核细胞的主要区别(1)相同点：都有细胞膜、细胞质、DNA分子、核糖体。(2)不同点：醋酸菌和乳酸菌属于原核生物，其细胞无核膜、染色体，无线粒体等众多的细胞器，只有核糖体一种细胞器，而酵母菌属于真核生物。交汇点2发酵条件的控制，联系必修课程模块1中有氧呼吸和无氧呼吸的影响因素(1)果酒的制作前期需要氧气，有利于酵母菌的大量繁殖，然后控制为无氧条件，进行酒精发酵。控制发酵温度约为18～30℃。(2)果醋的制作一直需要充足的氧气，控制发酵温度为30～35℃。但泡菜的制作一直需要密封。【对点训练】1．下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是()A．过程①和②都只能发生在缺氧条件下B．过程①和③都发生在酵母菌的线粒体中C．过程③和④都需要氧气的参与D．过程①～④所需的最适温度基本相同2．请回答下列有关传统发酵技术在食品工业上应用的问题：(1)果酒的制作过程中，常用的菌种是________，该菌种产生酒精的场所是________。果醋的制作常在果酒制作的基础上进行，当进行果醋制作时，要持续通入氧气，并且要适当________(填“升高”或“降低”)发酵温度。(2)果酒发酵时间一般为10～12d，但也可能因为________等外界条件而发生改变，可定期取发酵液与______________(填试剂)反应检测发酵情况，如发酵液中含有酒精则溶液呈现________。(3)果酒进一步发酵能获得果醋，酒变醋的原理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在变酸的酒的表面可以观察到菌膜，其形成原因是________________________。提升点二微生物的培养技术与其他相关知识的交汇点交汇点1酶的分解作用，联系必修课程模块1中酶的特性(1)酶具有专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应，如脲酶只能催化分解尿素。(2)需要温和条件：酶起催化作用需要适宜的温度和pH，因此培养微生物需要控制温度，调节培养基的pH。交汇点2培养基中葡萄糖的作用，联系选择性必修模块1中血糖的来源和去路(1)葡萄糖的氧化分解：葡萄糖通过氧化分解释放能量，一部分以热能形式散失，另一部分储存在ATP中，为生命活动提供能量。(2)三大类物质的相互转化：糖类、脂质和蛋白质三大类物质之间可以相互转化。交汇点3培养基中无机盐的作用，联系必修课程模块1、选择性必修模块1有关细胞和内环境中无机盐的作用(1)无机盐的作用：①无机盐是某些化合物的组成成分；②调节生物体的生命活动；③维持渗透压和酸碱平衡。(2)调节pH的缓冲对：H2CO3/NaHCO3，NaH2PO4/Na2HPO4等。【对点训练】1．回答下列与酵母菌有关的问题：(1)分离培养酵母菌通常使用________(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基，该培养基应采用________灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后可观察到菌落，菌落的含义是__________________。(2)酵母菌液体培养时，若通入氧气，可促进________(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)；若进行厌氧培养，可促进________(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)。(3)制作面包时，为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软的原因是__________________________________________。2．某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。回答下列问题：(1)有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生________。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，原因是________________________________________________________。但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是______________________________________(答出两点即可)。(2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择________(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”)作为氮源，不选择其他两组的原因是__________________________________________________________。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有____________________________________________________(答出两点即可)。3．物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题：(1)要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是________。(2)在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌，应该选择________菌落进一步纯化，选择的依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。复习与提高1．(1)筛选出能降解化合物A的细菌选择(2)低增多(3)稀释涂布平板培养液中目的菌的种群数量在开始一段时间范围内，由于营养充分、空间充裕，种群数量类似于“J”形增长，随着营养物质的消耗，种群增长速率逐渐下降，最终会达到K值，继续培养，由于营养物质缺乏、有害代谢物积累、pH改变等，种群数量将会下降。(4)提示：将目的菌用于环境保护实践之前，还要对目的菌进行研究，检测其是否会产生对环境有害的代谢物；当使用大量目的菌时会不会使目的菌成为优势菌群，对其他微生物的生存构成威胁，从而打破微生物菌群的平衡等。(5)提示：可以利用基因工程的方法，将能降解化合物A的基因导入受体菌中来实现。但在使用之前要检验其安全性。2．(1)①不同意。对一个冰激凌进行检测，没有遵循实验的平行重复原则，实验误差可能会很大。②有必要。若不进行梯度稀释，可能会由于菌体数量过多，两个或多个细菌连在一起当作一个菌落计数，从而使计数结果偏低。③需要设计对照组，需要设计未接种的培养基作为空白对照，来检测培养基灭菌是否彻底。(2)B(3)说明冰激凌中除了大肠杆菌外，还有其他细菌等微生物的污染。若以菌落数代表样品中的大肠杆菌数量，则统计结果比实际值偏小，因为当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。(4)如果大肠杆菌含量超标，应该向卫生检疫部门反映，停止售卖该种冰激凌，同时检测是冰激凌生产过程中大肠杆菌污染超标，还是水源中大肠杆菌污染超标。若是前者，冰激凌生产厂家应停止生产，进行设备灭菌等，直到达标；若是后者，应找到水源所在处，进行水源污染治理。单元素能提升一提升点一1．解析：据图分析可知，过程①表示细胞呼吸的第一阶段，其在有氧或无氧的条件下都可以进行，且是在细胞质基质中进行的，而非线粒体中，A、B错误；过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段，过程④表示乙醇氧化为醋酸的阶段，过程③和④都必须在有氧的条件下才可以进行，C正确；过程①②③是果酒制作阶段的化学反应，其适宜温度约为18～30℃，过程④是果醋制作阶段的化学反应，其适宜温度为30～35℃，D错误。答案：C2．解析：(1)参与果酒制作的菌种是酵母菌；酵母菌通过无氧呼吸产生酒精，而无氧呼吸的场所是细胞质基质；果醋的制作常在果酒制作的基础上进行，当进行果醋制作时，要持续通入氧气，并且要适当升高发酵温度，因为果酒制作的适宜温度是18～30℃，而果醋制作的适宜温度是30～35℃。(2)发酵温度适宜可以尽快完成发酵过程，但如果温度不适宜会延长发酵时间。可以根据发酵液中酒精的产生量来确定发酵情况(用酸性重铬酸钾进行检测)，因为酒精是酵母菌无氧呼吸的产物，也是果酒制作中所要获得的物质。(3)在缺乏糖源而氧气充足的前提下，醋酸菌可以利用乙醇产生醋酸。(4)醋酸菌利用乙醇产生果醋后，自身也增殖，在液面形成菌膜。答案：(1)酵母菌细胞质基质升高(2)温度酸性重铬酸钾灰绿色(3)在氧气充足时，醋酸菌将乙醇转变为乙醛，再将乙醛转变为醋酸(4)醋酸菌在液面大量繁殖提升点二1．解析：(1)麦芽汁琼脂培养基的碳氮比较高，而且含糖量高，更适合酵母菌，该培养基应采用高压蒸汽灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后可观察到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，这就是菌落。(2)对酵母菌进行液体培养时，若通入氧气，则酵母菌进行有氧呼吸产生H2O和CO2，释放能量多，细胞增殖快；若进行厌氧培养，酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，释放能量少，增殖慢。(3)制作面包时，在面粉中添加一定量的酵母菌，因酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖，产生二氧化碳，二氧化碳是气体，遇热膨胀而形成小孔，使得面包松软多孔。答案：(1)麦芽汁琼脂高压蒸汽由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体(2)菌体快速增殖乙醇产生(3)酵母菌分解葡萄糖会产生CO2，CO2使面包松软2．解析：(1)土壤中的某些细菌之所以能够分解尿素，是因为它们能产生脲酶。尿素分解菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物，必须利用现成的有机物(如葡萄糖)作为碳源；葡萄糖通过呼吸作用被分解时，能为细胞生命活动提供能量，同时，葡萄糖还可以转化成脂肪、某些氨基酸等物质，所以进入细菌体内的葡萄糖能为其他有机物的合成提供原料。(2)选择培养基只是允许特定种类的微生物(目的微生物)生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。本实验的目的菌是可分解尿素的细菌，因此配制的培养基应只允许尿素分解菌生长，NH4NO3可以作为所有细菌的氮源，培养基中如含有NH4NO3，将不能起到筛选作用。(3)KH2PO4和Na2HPO4能为细菌生长提供钾盐、钠盐和磷酸盐，而H2POeq\o\al(－,4)/HPOeq\o\al(2－,4)可作为缓冲剂，使培养基中pH保持相对稳定。答案：(1)脲酶分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料(2)尿素其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用(3)为细菌生长提供无机营养，作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH的稳定3．解析：(1