统考版2024高考生物二轮复习第1部分专题素能提升专题7第1讲微生物的培养与应用学案

PAGE8-第1讲微生物的培育与应用eq\a\vs4\al(网络构建)考点1传统发酵技术及应用1．传统发酵食品的技术食品菌种呼吸类型原理温度果酒酵母菌兼性厌氧无氧呼吸产生酒精18～25果醋醋酸菌有氧呼吸糖(酒精)→醋酸30～35℃腐乳毛霉等有氧呼吸蛋白酶、脂肪酶水解蛋白质、脂肪15～18℃2.比较果酒、果醋、腐乳及泡菜的制作项目果酒和果醋的制作腐乳制作泡菜制作原理①酵母菌在无氧条件下将葡萄糖氧化成乙醇；②醋酸菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸毛霉将蛋白质、脂肪分解成小分子有机物乳酸菌将糖转化为乳酸试验流程让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制操作留意事项①材料选择与处理；②防止发酵液污染，限制好发酵条件①材料用量；②防止杂菌污染；③限制温度及酒精含量①泡菜坛的选择；②腌制条件(无氧)3.驾驭限制杂菌的措施(1)通过发酵条件限制杂菌①无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌。②乳酸菌发酵、酒精发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖。(2)利用盐限制杂菌：如腐乳的制作。(3)利用酒精限制杂菌：假如酒、腐乳的制作。(4)利用香辛料限制杂菌：如腐乳、泡菜的制作。传统发酵技术及应用1．(2024·全国卷Ⅱ)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了探讨影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于相宜条件下进行发酵，并在32h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：(1)该试验的自变量是________、________。(2)假如发觉发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是________。(3)假如在试验后，发觉32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还须要做的事情是___________________________________________。(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生肯定的变更，其中，蛋白质转变为__________，脂肪转变为__________。[解析](1)由“甲、乙两菌种”和“在32h内定期取样观测”可知，该试验的自变量是菌种和发酵时间。(2)由“发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好”可知，该发酵菌是好氧菌。(3)因“32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系”，说明发酵的最佳时间可能超过32h，故可接着延长发酵时间，定期取样观测发酵效果，以确定最好的发酵效果所对应的时间，此时间即为最佳发酵时间。(4)发酵菌种能产生蛋白酶和脂肪酶，蛋白酶能催化蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能催化脂肪分解为甘油和脂肪酸。[答案](1)菌种发酵时间(2)好氧菌(3)延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间(4)氨基酸和肽脂肪酸和甘油2．红树莓果实柔嫩多汁，含有多种维生素及人体必需的8种氨基酸，尤其富含黄酮类、鞣花酸等活性物质，被称为“生命之果”。(1)高品质红树莓酒的评价标准是色泽艳丽，澄清透亮，酸甜可口。为此，发酵过程中要添加果胶酶，其主要目的是___________，有时添加适量糯米糖化醪(淀粉水解成的甜味混合物)，其作用是为发酵所用酵母菌补充__________________，同时也有________的作用。随着发酵过程的进行果酒颜色渐渐加深，主要缘由是__________________________________。(2)探讨人员为探究发酵温度对红树莓果酒发酵的影响做了相关试验后得到如图所示结果：试验结果表明：发酵的最适温度是________，理由是__________________________________。(3)酿酒时，发酵进行一段时间后残糖量不再降低，推想缘由是_______________________________________；而酒精度数渐渐下降，缘由是____________________________。[解析](1)果胶酶包括多聚半乳糖酶、果胶分解酶、果胶酯酶等，其作用是分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使果酒变得澄清。淀粉是由葡萄糖聚合而成的多糖，酵母菌生长繁殖过程中须要碳源、氮源、水和无机盐，在果酒制作过程中添加适量糯米糖化醪可以为酵母菌补充碳源，同时也能增加果酒的甜味。在发酵过程中，红树莓果实中的色素进入到发酵液中，使果酒颜色渐渐加深。(2)据曲线图分析，在发酵温度为24℃时，残糖量最低，酒精度数最高，因此该温度是发酵的最适温度。(3)由于发酵过程中，酒精浓度过高会杀死酵母菌，使发酵不再进行，因此残糖量不再降低。酒精度数渐渐下降，缘由可能是发酵液中酒精被进一步转化为其他物质。[答案](1)使果酒变得澄清碳源增加甜味红树莓果实中的色素进入到发酵液中(2)24℃残糖量最低，酒精度数最高(3)酒精度数过高导致酵母菌死亡(酵母菌死亡，不再接着产生酒精)发酵液中酒精被进一步转化为其他物质(或酒精被分解)(1)腐乳制作中盐、酒和各种香辛料的作用有共同之处：既具有调味作用，也具有杀菌防腐的作用。(2)酒精发酵的条件不适合醋酸发酵①发酵温度不同：酒精发酵18～25℃，醋酸发酵30～35℃。②氧气条件不同：酒精发酵须要无氧环境，醋酸发酵须要有氧环境。考点2微生物的培育、分别与计数1．微生物培育中的无菌操作技术2．培育基制备与微生物纯化技术3．驾驭微生物分别与计数的两个实例(1)土壤中分解尿素的细菌的分别与计数①筛选菌株：利用选择培育基筛选菌株。②过程：土壤取样→样品稀释→微生物的培育与视察→细菌的计数。③测定微生物数量的常用方法：活菌计数法和显微镜干脆计数法。④鉴定方法：用含酚红指示剂的以尿素为唯一氮源的培育基培育细菌→指示剂变红，则说明该菌能分解尿素。(2)分解纤维素的微生物的分别①原理②流程：土壤取样→选择培育基→梯度稀释→涂布平板→选择菌落。a．分别能分解纤维素的微生物时，有时须要进行选择培育，选择培育的目的是增大选择对象在样液中的浓度，以确保用刚果红染色法鉴别时的确能得到所需菌种。b．培育基：以纤维素为唯一碳源的选择培育基。c．筛选方法：刚果红染色法，即通过是否产生透亮圈来筛选纤维素分解菌。微生物的培育和纯化技术1．(2024·全国卷Ⅰ)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培育基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。Ⅰ号培育基：在牛肉膏蛋白胨培育基中加入X(5g/L)。Ⅱ号培育基：氯化钠(5g/L)，硝酸铵(3g/L)，其他无机盐(适量)，X(15g/L)。Ⅲ号培育基：氯化钠(5g/L)，硝酸铵(3g/L)，其他无机盐(适量)，X(45g/L)。回答下列问题。(1)在Ⅰ号培育基中，为微生物供应氮源的是______________。Ⅱ、Ⅲ号培育基中为微生物供应碳源的有机物是________。(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培育基中，培育一段时间后，不能降解X的细菌比例会____________，其缘由是___________________________。(3)Ⅱ号培育基加入琼脂后可以制成固体培育基，若要以该固体培育基培育目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采纳的方法是____________。(4)假设从Ⅲ号培育基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长供应________和_____________________________________。[解析](1)牛肉膏蛋白胨培育基中，牛肉膏、蛋白胨为微生物供应了氮源。Ⅱ号、Ⅲ号培育基中除X外的其他物质均不含碳，所以能为微生物供应碳源的有机物是X。(2)因为Ⅱ号培育基中碳源只有X，相当于是选择培育基，只有能降解X的细菌才能增殖，而不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖。(3)要对菌落进行计数，应采纳稀释涂布平板法进行接种。(4)在有氧条件下，丙酮酸参加细菌的有氧呼吸，可以为该菌的生长供应能量和合成其他物质的原料。[答案](1)牛肉膏、蛋白胨X(2)下降不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖(3)稀释涂布平板法(4)能量合成其他物质的原料2．(2024·江西高三期末)某探讨小组欲探讨手机外壳表面上的微生物种类和数量，设计了如下试验步骤：①配制培育基(成分：牛肉膏5g、蛋白胨10g、NaCl15g、X20g、H2O1000mL)并制作无菌平板培育基。②用无菌棉签蘸蒸馏水擦拭手机外壳表面后将无菌棉签浸入100mL的蒸馏水中并充分振荡制成细菌悬液。③吸取0.1mL细菌悬液，用涂布器将其接种到无菌平板上。重复操作，制成多个接种平板。④将平板置于37℃恒温箱中培育一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。回答下列问题：(1)该培育基中的成分X通常是________。牛肉膏可为微生物生长供应______________________等养分物质。(2)倒平板时须要等到灭菌的培育基冷却到________℃时，再在____________旁边进行。制成的无菌平板培育基须要待平板冷凝后，将平板倒置，其主要目的是_____________________。(3)除用上述方法接种外，还可以采纳________接种，但无论是哪种方法接种，核心都是___________________________。(4)上述试验步骤并不完整，请改进：__________________。[解析](1)由于配制的培育基为固体培育基，所以须要加琼脂。牛肉膏可为微生物生长供应碳源、氮源，磷酸盐和维生素等养分物质。(2)倒平板时要等到灭菌的培育基冷却到50℃时，再在酒精灯火焰旁边进行并制成无菌平板培育基。为了防止培育皿盖的冷凝水落入培育基造成污染，待平板冷凝后，要将平板倒置。(3)接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法，但是无论是哪种方法接种，核心都是要防止杂菌的污染，保证培育物的纯度。(4)由于没有设置比照试验，所以上述试验步骤不完整，须要增加比照组，比照组为蒸馏水接种的平板。[答案](1)琼脂碳源、氮源、磷酸盐和维生素(2)50酒精灯火焰防止培育皿盖的冷凝水落入培育基造成污染(3)平板划线法要防止杂菌的污染，保证培育物的纯度(4)设置用蒸馏水接种的平板作为比照组考查微生物的分别、计数等1．(2024·全国卷Ⅱ)物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培育基中达到肯定量时培育基表现为不透亮。某探讨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)要从土壤中分别目标菌，所用选择培育基中的氮源应当是________。(2)在从土壤中分别目标菌的过程中，发觉培育基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。假如要得到目标菌，应当选择________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。若要设计试验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出试验思路、预期结果和结论，即__________________。(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为了比较酶E与自然酶降解W实力的差异。该小组拟进行如下试验，请完善相关内容。①在含有肯定浓度W的固体培育基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度自然酶的缓冲液，C处滴加________，三处滴加量相同。②一段时间后，测量透亮圈的直径。若C处没有出现透亮圈，说明_______________；若A、B处形成的透亮圈直径大小相近，说明_____________。[解析](1)要从土壤中分别出能降解含氮有机物W的目标菌，所用选择培育基应以该特定物质W为氮源。(2)图示信息显示，在乙菌落四周出现透亮圈，说明乙菌能降解W，若要得到目标菌，应当选择乙菌落进一步纯化。(3)若要通过设计试验确定甲、乙两种细菌能否利用空气中的氮气作为氮源，需将甲、乙菌分别接种在无氮源培育基上，若某细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。(4)①试验应遵循单一变量原则，故C处应滴加缓冲液。②一段时间后，测量透亮圈的直径。若C处没有出现透亮圈，说明缓冲液不能降解W；若A、B处形成的透亮圈大小相近，说明酶E与自然酶降解W的实力相近。[答案](1)W(2)乙乙菌落四周出现透亮圈，说明乙菌能降解W(3)将甲、乙菌分别接种在无氮源培育基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源(4)①缓冲液②缓冲液不能降解W酶E与自然酶降解W的实力相近2．(2024·全国卷Ⅰ)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解S。探讨人员根据下图所示流程从淤泥中分别得到能高效降解S的细菌菌株。试验过程中须要甲、乙两种培育基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和Y。无菌水甲乙甲回答下列问题：(1)试验时，盛有水或培育基的摇瓶通常采纳______________的方法进行灭菌。乙培育基中的Y物质是____________。甲、乙培育基均属于________培育基。(2)试验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL，若要在每个平板上涂布100μL稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至少应将摇瓶M中的菌液稀释________倍。(3)在步骤⑤的筛选过程中，发觉当培育基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反而下降，其缘由可能是___________(答出1点即可)。(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要试验步骤：_______________________。(5)上述试验中，甲、乙两种培育基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长供应4类养分物质，即________________。[解析](1)试验过程中，对盛有水或培育基的摇瓶进行灭菌时，常采纳高压蒸汽灭菌法。据题图分析可知，乙培育基为固体培育基，与甲培育基相比，其特有的组分Y物质应是凝固剂琼脂。甲、乙培育基均只允许能利用物质S作为氮源和碳源的微生物生