艺考生高考生物复习专题七发酵工程每日一练课件

艺考生生物专题七

发酵工程每日一练(发酵工程)(限时15分钟)一、单选题1.以下关于传统发酵技术的描述,正确的是 (

) A.酿酒过程中密封的时间越长,酵母菌产生的酒精量就越多 B.酿制果酒所需的酵母菌和酿制果醋所需的醋酸菌的发酵底物、发酵条件相同 C.制作泡菜时,乳酸菌可以将葡萄糖分解成乳酸和CO2 D.制作腐乳需要利用毛霉等产生的酶分解豆腐中的蛋白质等物质【答案】D【解析】A.在发酵过程中,随着营养物质的减少和发酵产物的增多,酵母菌数量逐渐减少,因而酿酒过程中密封的时间越长,酵母菌产生的酒精量不一定越多,A错误;B.酿制果酒和果醋所需酵母菌和醋酸菌均可利用葡萄糖作为发酵底物,但醋酸菌发酵的条件是通入氧气,温度控制在30~35℃,而酵母菌发酵的条件是无氧,温度控制在18~30℃,B错误;C.乳酸菌是厌氧型细菌,在无氧条件下进行无氧呼吸,产物是乳酸,没有二氧化碳生成,C错误;D.制作腐乳需利用毛霉产生的酶分解豆腐中的蛋白质等物质,D正确。故选D。2.下列关于发酵工程的叙述,正确的是 (

) A.酸奶和泡菜制作中均需要及时通氧,保证乳酸菌的有氧呼吸 B.将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,可生产乙型肝炎疫苗 C.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取的蛋白质,可作为食品添加剂 D.为避免杂菌污染,发酵前需要对器具、原料等进行灭菌【答案】B【解析】A.酸奶和泡菜制作中起作用的是乳酸菌,乳酸菌是无氧呼吸的生物,故酸奶和泡菜制作中不需要通氧,以保证乳酸菌的无氧呼吸,A错误;B.用转基因的方法将乙肝病毒表面抗原的基因进行构建重组质粒,转入酵母菌中,通过培养这种重组酵母菌来获得乙肝表面抗原,进而可以生产乙型肝炎疫苗,B正确;C.单细胞蛋白本身就是一种菌体,并不是一种微生物细胞的提取物,C错误;D.为降低杂菌污染,发酵前需要对器具进行灭菌,传统发酵技术通常利用原料中的野生菌种进行发酵,故不能对原料进行灭菌,D错误。故选B。二、非选择题3.测定水样是否符合饮用水卫生标准,常用滤膜法测定大肠杆菌的数目。流程如图所示,滤膜法的大致流程:用滤膜过滤待测水样→水样中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到伊红美蓝的培养基(EMB培养基)上培养→统计菌落数目。据图回答问题:(1)过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶首先需要进行消毒灭菌处理,保证实验不受其他微生物干扰。与过滤有关的操作都要在

旁进行。

(2)将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上,这属于微生物培养中的

操作。从物理状态角度分析,EMB培养基属于

培养基,制备培养基时需要采用

法灭菌。

(3)某生物兴趣小组的某同学尝试按照上述方法进行测定,无菌操作下将10ml待测水样加入到90ml无菌水中,稀释后的100ml菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数平均为124,黑色菌落数平均为31,则推测1升待测水样中的大肠杆菌数目为

个。

酒精灯火焰接种固体高压蒸汽灭菌3100(4)该同学进一步思考,利用滤膜法也可能用于测定待测水样中其他微生物的数目。他取了两份水样,一份待测水样来自变酸的果酒,从中检测到两种微生物,它们在结构上的主要区别是

。另一份来自某公园的观赏湖,若要通过测量蓝细菌的数目来研究水华,培养基配方中则必需添加

(水、无机盐、碳源、氮源)。

有无核膜为界限的(成形的)细胞核水、无机盐、氮源【详解】(1)与过滤有关的操作都要在酒精灯火焰旁进行,这是因为酒精灯火焰旁存在无菌区域,能够减少杂菌污染。(2)将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上,这属于微生物培养中的接种操作。从物理性质角度分析,EMB培养基能够让微生物在培养基上形成菌落,属于固体培养基。培养基通常采用高压蒸汽灭菌法灭菌。(3)某同学尝试按照上述方法进行测定,无菌操作下将10mL待测水样加入到90mL无菌水中,即稀释了10倍,稀释后的100ml菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数平均为124,黑色菌落数平均为31,黑色菌落为大肠杆菌,则推测1升待测水样中的大肠杆菌数目为31÷100×10×1000=3100个。(4)变酸的果酒里含有酵母菌和醋酸杆菌,酵母菌属于真核生物中的真菌,醋酸杆菌属于原核生物,它们在结构上的主要区别是有无核膜为界限的(成形的)细胞核。若要通过测量蓝细菌的数目来研究水华,结合蓝细菌是自养型微生物,能够利用光合作用合成自身所需的有机物,碳源来自空气中的二氧化碳,故培养基配方中则必需添加水、无机盐、氮源。4.回答与生物技术在食品加工中应用有关的问题:(1)制作蓝莓果酒过程中,在不灭菌的情况下,酵母菌成为优势菌种的原因是

。

随着酒精度数的提高,蓝莓果酒的颜色越来越深的原因是

。

(2)酸奶是牛奶、羊奶或马奶经过发酵制成的一种食品,其发酵原理与泡菜制作非常相似,两者的相同点是

。在制作酸奶时,人们还会在鲜奶中加一定量的蔗糖,其原因是

。

在缺氧、呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制蓝莓细胞中的色素进入发酵液

都是利用微生物在无氧条件下进行无氧呼吸

为乳酸菌提供乳酸发酵所需的原料(改善口感)(3)腐乳制作中,起主要作用的微生物是毛霉,它与乳酸菌在结构上的主要区别是

。

(4)制作泡菜时,对盐水进行的煮沸的目的是

。

日常生活中人们制作泡菜时,经常加入少量陈泡菜液的目的是

。

毛霉有以核膜为界限的细胞核

杀死杂菌、除去盐水中的氧气(空气)增加乳酸菌的数量【详解】

(1)在缺氧、呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制,故制作蓝莓果酒过程中,在不灭菌的情况下,酵母菌成为优势菌种;随着酒精度数的提高,蓝莓细胞中的色素进入发酵液,蓝莓果酒的颜色越来越深。(2)酸奶和泡菜制作的相同点是:都是利用微生物在无氧条件下进行无氧呼吸;在制作酸奶时,人们还会在鲜奶中加一定量的蔗糖,其原因是为乳酸菌提供乳酸发酵所需的原料,改善口感。(3)毛霉属于真菌,乳酸菌属于细菌,毛霉与乳酸菌在结构上的主要区别是毛霉有以核膜为界限的细胞核。(4)制作泡菜时,对盐水进行的煮沸的目的是杀死杂菌、除去盐水中的氧气(空气);为增加乳酸菌的数量,经常加入少量陈泡菜液。5.很多食品都是利用微生物的发酵制作而成的。请回答下列相关问题:(1)制作葡萄酒时,酵母菌的培养状态可以分为两个阶段:第一阶段是酵母菌利用发酵装置中少量的氧气进行有氧呼吸,其目的是

;

第二阶段是在无氧环境中酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。在

的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物会被抑制生长,所以葡萄仅需要经过冲洗即可以用于酒精发酵。

让酵母菌(通过有氧呼吸)快速增殖缺氧、呈酸性

(2)泡椒属于泡菜的一种,制作泡椒主要利用的微生物是

。制作泡椒时要先将盐水煮沸,目的是

。为了缩短泡椒的制作时间,可加入少量的陈泡椒液,目的是

。

(3)豆豉是把黄豆或黑豆泡透、蒸熟或煮熟,经过毛霉、曲霉等发酵而成的食品,可以调味,也可以入药。大豆经过蒸煮不仅可以灭菌,还能使发酵变得更容易,原因是

。煮熟的大豆可为毛霉的生长提供

等营养物质,而毛霉分泌的蛋白酶又能将大豆中的蛋白质分解成

等,以被人体消化吸收。

乳酸菌杀灭杂菌增加乳酸菌数量

蒸煮可以使黄豆或黑豆结构更加疏松,有利于营养物质的溶出和菌种的生长碳源、氮源、无机盐、生长因子和水小分子肽和氨基酸【详解】(1)果酒发酵分为两个阶段:第一个阶段是利用酵母菌的有氧呼吸,让其大量繁殖;第二阶段是利用酵母菌的无氧呼吸,让其产生酒精。酵母菌在缺氧、呈酸性的发酵液中可以生长繁殖而其他大多数微生物则不能,因此葡萄糖仅需要冲洗而不需要经过灭菌处理就可以用于酒精发酵。(2)泡椒属于泡菜的一种,制作泡椒主要利用的微生物是乳酸菌,在制作泡椒时所配制的盐水要煮沸,目的是杀灭盐水中的微生物,防止杂菌污染。由于陈泡泡椒中含有乳酸菌,在盐水中加入陈泡泡椒的目的是增加乳酸菌的数量。(3)大豆经过蒸煮,蛋白质空间结构变得伸展,使黄豆或黑豆结构更加疏松,有利于营养物质的溶出和菌种的生长。毛霉能在煮熟的大豆上生长,说明煮熟的大豆可以为毛霉的生长提供碳源、氮源、无机盐、生长因子和水等营养物质,毛霉分泌的蛋白酶将大豆中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸等易被人体消化吸收的物质。6.柿子果酱是利用柿子果浆研发而成的产品,发酵工艺流程如下图所示。回答下列问题:(1)在酒精发酵前进行步骤①的目的是

。

家庭酿制果酒则不需要进行严格的步骤①,其原因是

。防止杂菌污染

除酵母菌外,大多数杂菌都不能耐受酸性、缺氧的环境(2)酒精发酵时,发酵罐上部留有一定空气,其作用是

。酒精发酵过程中需要定期排气,而泡菜制作过程则不需要排气,其原因是

。但偶尔也能看到泡菜坛中有气泡冒出,原因是

。(3)酒精发酵结束后加入醋酸菌,进行醋酸发酵时需要定时搅拌,不能中断通入氧气,原因是

。

醋酸菌对氧气特别敏感,中断氧气会引起醋酸菌死亡

有氧呼吸有助于酵母菌的大量增殖

泡菜制作时,乳酸菌无氧呼吸不产生气体,泡菜液中的酵母菌或其他杂菌无氧呼吸产生二氧化碳

酒精发酵时,酵母菌无氧呼吸会产生大量二氧化碳【详解】(1)在酒精发酵前常需要对果浆进行灭菌处理,以防止杂菌污染;在家庭酿制果酒时不需要灭菌这一过程,是因为在缺氧呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。(2)酵母菌是兼性厌氧微生物,在缺氧条件下进行无氧呼吸,在氧气充足的条件下进行有氧呼吸,酒精发酵时,发酵罐上部留有一定空气,其作用是让酵母菌进行有氧呼吸,从而使酵母菌大量增殖;泡菜制作过程则不需要排气,是因为制作泡菜利用的微生物是乳酸菌,乳酸菌的无氧呼吸不产生二氧化碳,只产生乳酸;偶尔也能看到泡菜坛中有气泡冒出,因为泡菜制作时,乳酸菌无氧呼吸不产生气体﹐但是泡菜液中也会有少量的酵母菌或其他杂菌存在,这些微生物无氧呼吸会产生二氧化碳,从而使泡菜坛中出现有气泡冒出的现象。(3)醋酸菌在糖源充足的情况下,可直接将葡萄糖变成醋酸;缺乏糖源时,在氧气充足的情况下,能将乙醇转化为乙醛,再转化为成醋酸,从而制成醋,醋酸菌是好氧型细菌,对氧气特别敏感,一旦缺氧就会死亡,所以进行醋酸发酵时需要定时搅拌,不能中断通入氧气,防止醋酸菌因缺氧而死亡。7.山西老陈醋富含多种营养成分及功能性物质,如有机酸、矿物质、酮类、醇类以及酯类等,新配方中加入苦荞、普洱,能使老陈醋具有降脂、降糖等功效,其制作流程如图所示。回答下列问题。注:膨化处理是指将粮食加入密闭容器中,加热加压后突然减压,粮食中的水分汽化膨胀,使其出现许多小孔,变得松脆。红曲菌属于真菌。(1)利用紫色红曲培育成优质的红曲菌,利用的育种原理是

;红曲菌进行发酵产生酒精的场所是

。

(2)确定主粮是否彻底发酵的方法是检测发酵液中的_______

含量。酿制粮食酒时,并不需要对主粮进行严格的消毒处理,原因是

。(3)由酒精发酵转变成乙酸发酵时,需要改变的环境条件是

。此时乙酸发酵的总反应式是

。若在外界环境条件适宜情况下,并未产生乙酸,最可能的原因是

。基因突变细胞质基质酒精(乙醇)

在缺氧、呈酸性的发酵液中,绝大多数微生物无法适应这一环境而受抑制通入氧气,提高温度

缺少醋酸菌

8.下表是土壤中分解尿素的细菌所用的培养基配方,据此回答下列问题:组分含量KH2PO41.4gNa2HPO42.1gMgSO4·7H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素1.0g琼脂15.0g水定容至1000mL(1)从物理形态上看,该培养基属于

培养基;从用途上看,该培养基属于

培养基。

(2)该培养基含有微生物所需要的

类营养物质。其中最主要的碳源是

,氮源是

。细菌能利用该氮源是由于其体内能合成

酶。

(3)若用该培养基来鉴定某种细菌是否能够分解尿素,可在培养基中加入

指示剂,若指示剂变

,说明有目的菌株存在。

固体选择4葡萄糖尿素脲酚红红(4)培养过程中,常选择菌落数在

的平板统计计数,统计的菌落数往往比实际活菌数目

,原因是

。可通过观察菌落的

、大小、

、隆起程度等特征对微生物进行鉴定。

(5)为了测定微生物的数量,接种时应采用

法,某同学在4个培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1mL,培养后菌落数分别为180、155、176、129个,则每毫升原土壤样液中上述微生物的数量为

个。

30~300少

当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察的只是一个菌落形状颜色稀释涂布平板1.6×109(6)为了保持菌种的纯净,需要进行菌种的保藏。对于频繁使用的菌种,可以采用

的方法;对于需要长期保存的菌种,可以采用

的方法。获得纯净培养物的关键是

。

临时保藏甘油管藏防止外来杂菌的入侵【详解】(1)由培养基配方表分析可知,该培养基中含有琼脂,从物理形态上看,该培养基属于固体培养基;该培养基中的氮源是尿素,且是唯一氮源,从用途上看,该培养基属于选择培养基。(2)培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐,则该培养基含有微生物所需要的4类营养物质。其中最主要的碳源是葡萄糖,氮源是尿素。细菌能利用该氮源是由于其体内能合成脲酶,从而将尿素分解获得氮源。(3)若用该培养基来鉴定某种细菌是否能够分解尿素,可在培养基中加入酚红指示剂,在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养细菌,若指示剂变红,则说明有目的菌株存在。(4)培养过程中,为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数,统计的菌落数往往比实际活菌数目低,这是因为当两个或多个细胞连在一起时,观察计数只能计为一个菌落。可通过观察菌落的颜色、大小、形状、隆起程度等特征对微生物进行鉴定。(5)为了测定微生物的数量,接种时应采用稀释涂布平板法,某同学在4个培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1mL,培养后菌落数分别为180、155、176、129个,则每毫升原土壤样液中上述微生物的数量为(180+155+176+129)÷4÷0.1×106=1.6×109个。(6)为了保持菌种的纯净,需要进行菌种的保藏。对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法;对于需要长期保存的菌种,可以采用甘油管藏的方法。获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的污染。9.有机农药苯磺隆是一种除草剂,长期使用会污染环境。研究发现,苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示。(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、

四类,该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源,其原因是

。

(2)用平板培养细菌时一般需要将平板

(填“倒置”或“正置”)。

(3)单个细菌在平板上会形成菌落,研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物,原因是

。

氮源和无机盐只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖倒置不同种微生物会表现出各自稳定的菌落特征(4)为探究苯磺隆的降解机制,将该菌种的培养液过滤离心,取上清液做图乙所示实验。该实验的假设是

，该实验设计是否合理?为什么?

目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质缺少空白对照【详解】(1)培养基中的主要能源物质是水、碳源、氮源和无机盐。该实验是为了分离出能以苯磺隆作为氮源的细菌,作为选择培养基,因此仅能够以苯磺隆作为唯一氮源,这样只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖。(2)用平板培养细菌时一般需要将平板倒置,防止冷凝水滴落污染培养基。(3)由于不同种微生物会表现出各自稳定的菌落特征,因此通常可根据菌落的形状、大小颜色等特征来初步区分不同种的微生物。(4)假设该菌株产生了某种化学本质是蛋白质的物质,能够分解苯磺隆。设计实验如图所示,若加入蛋白酶溶液,使得该细菌产生的物质被分解,则其不能够分解苯磺隆。该实验的设计不合理,因为没有对照试验,所以应该设置对照试验排除其影响。10.某个高温日,某校三位高中学生相约去吃冰激凌,之后两人都出现腹泻现象,于是他们怀疑冰激凌中的大肠杆菌含量超标。老师建议他们利用学过的有关微生物培养的知识对此冰激凌进行检测。经过一番资料查阅,他们提出了如下实验设计思路。立即去卖冰激凌的小店再买一个同样品牌的同种冰激凌;配制伊红—亚甲蓝琼脂培养基(该培养基可用来鉴别大肠杆菌,生长在此培养基上的大肠杆菌菌落呈深紫色,并有金属光泽)、灭菌、倒平板;取10mL刚融化的冰激凌作为原液,然后进行梯度稀释,稀释倍数为1×10~1×105;取每个浓度的冰激凌液各0.1mL,用涂布平板法进行接种,每个浓度涂3个平板,一共培养18个平板;在适宜温度下培养48h,统计菌落数目。(1)请你从下面几个角度对这三位同学的思路进行评议。①他们只打算对一个冰激凌进行检测,理由是:两个人吃过冰激凌后,都拉肚子了,所以再检测一个就足以说明问题。你同意这样的观点吗?为什么?②有没有必要对冰激凌原液进行梯度稀释?为什么?【提示:我国卫生部门规定了饮用水标准,1mL自来水中细菌总数不可以超过100个(37℃培养24h),1000mL自来水中大肠杆菌菌落数不能超过3个(37℃培养48h)】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他们认为,在用该方法统计菌落数目时不需要设计对照组,所以只准备培养18个平板。你认为在这项检测中是否需要对照组?为什么?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)下图所示为4种菌落分布图,一般不能由涂布平板法得到的是

。(3)在完善实验设计思路后,三位同学进行了实验。培养结果显示,除了深紫色菌落,还有其他菌落存在,这说明了什么?如果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是偏多还是偏少?为什么?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。【详解】(1)①不同意,检测一个不能说明问题,具有偶然性,检测样品少,不能确定是某个冰激凌的质量问题还是这个品牌冰激凌的质量问题;②为了好计数,使培养基的菌落数在30~300之间易于平板计数,有必要稀释,如果不稀释,可能会因菌落数过密而无法计数,或者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需要设置对照组,要检测培养基灭菌是否合格,以及排除空白平板等无关变量对结果无干扰,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图中菌落没有均匀生长,还有明显的划线痕迹,是平板划线法接种得到的,因此B图不能由涂布平板法得到。(3)培养结果显示,除了深紫色菌落,还有其他菌落存在,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;如果是在严格无菌操作时,统计结果比实际值是偏小,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;没有严格无菌操作时,也有可能会偏大,当操作过程中被大肠杆菌污染,可能数目会增加。11.使用日益广泛的手机,在方便人们通讯联络的同时也成为细菌等病原体传播的途径。为了解手机上细菌的情况,某兴趣小组进行了如下实验,请回答相关问题:(1)取附着在手机上细菌进行取样培养后,对菌液进行系列梯度稀释的目的是

。

将微生物分散成单个细胞,进而获得单个的菌落

(2)A平板上生长的菌落有多种形态,说明附着在手机细菌有

种。若要使菌落能在A平板上生长,下列培养基组分中最合理的是

(选填“甲、乙、丙”),原因是

。可采取

来检测培养基A制备是否合格。多乙

培养基乙含有碳源、氮源、水、无机盐这几类营养物质,且加入了琼脂作为凝固剂,可以达到实验效果培养基编号培养基组分甲蔗糖、NaCl、琼脂、水乙牛肉膏、蛋白胨、NaCl、琼脂、水丙蛋白胨、NaCl、蔗糖、水

将培养基置于适宜条件下培养一段时间,检测其是否杂菌生成

(3)初筛后将平板B的菌落通过“影印”方法接种到C培养基上培养,使C培养基对应位置上出现相同菌落。然后用伊红-美蓝染液对C进行染色,根据染色后D中出现的结果,可判断平板B中

(选填图中数字)是大肠杆菌的菌落。

(4)某同学采用平板划线法进一步纯化大肠杆菌,接种培养一段时间后,发现第一划线区不间断长满菌落,第二划线区上几乎无菌落,产生此情况的可能原因

。3

第一次划线后接种环灼烧后没有冷却;未从第一次划线区开始划线【详解】(1)取附着在手机上细菌进行取样培养后,对菌液进行系列梯度稀释的目的是将微生物分散成单个细胞,进而获得单个的菌落。(2)A平板上生长的菌落有多种形态,说明附着在手机细菌种类较多。牛肉膏、蛋白胨提供的主要营养是氮源、维生素和生长因子。培养基乙含有碳源、氮源、水、无机盐