2025届高考生物二轮复习【第1部分】大概念整合6专题13发酵工程教案(新教材)

基于大概念下的专题突破微专题1微生物的培养技术及应用1．(2023·山东卷)平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是()A．不含氮源的平板不能用于微生物培养B．平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒C．接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃D．利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物解析：D不含氮源的平板可用于固氮菌的培养，A错误；平板涂布时涂布器使用前必须浸在酒精中，然后在火焰上灼烧灭菌，这种操作属于灭菌，不属于消毒，B错误；使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌处理，不能直接丢弃，以免污染环境，C错误；脲酶可以催化尿素分解，在以尿素为唯一氮源的平板上，能合成脲酶的微生物可以分解尿素获得氮源而进行生长繁殖，不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而无法生长，因此以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物，D正确。2．(2023·广东卷)研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断，下列最可能筛选到目标菌的条件组合是()A．a点时取样、尿素氮源培养基B．b点时取样、角蛋白氮源培养基C．b点时取样、蛋白胨氮源培养基D．c点时取样、角蛋白氮源培养基解析：D研究目的是筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌，因此既要耐高温，又要能够高效降解角蛋白，所以在c点取样，并且用角蛋白氮源培养基进行选择培养。(1)(2021·江苏卷)将培养基分装于培养皿中后灭菌，可降低培养基污染的概率。(×)(2)(2021·天津卷)用免洗酒精凝胶擦手能达到灭菌目的。(×)(3)(2023·新课标卷，节选)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养，可以获得纯培养物，此实验中的纯培养物是_______________________________。提示：由根瘤菌繁殖形成的单菌落1．微生物培养中的无菌操作技术2．培养物、纯培养物、纯培养的辨析3．培养基制备与微生物纯化技术提醒：①各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求；②为了确定培养基的灭菌是否合格，微生物实验一般会设置空白对照：随机取若干个灭菌后的空白平板培养基在适宜条件下培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生成。4．微生物分离与计数的实例命题点围绕微生物的培养与计数考查生命观念及科学探究1．(2023·山东聊城三模)研究人员将结核杆菌分别接种在含有不同浓度抗生素A与B的培养基中(＋代表含抗生素，＋多少代表抗生素浓度，－代表不含抗生素)，对两种抗生素药性分析。在37℃环境下培养24小时后，细菌生长情况如图。下列说法错误的是()A．为排除杂菌的影响，倒平板前需对培养基采用湿热灭菌B．该实验使用稀释涂布平板法接种结核杆菌，待菌液被吸收后方可倒置培养C．长期使用抗生素A可能会增加结核杆菌的抗药性基因频率D．与单独使用抗生素A相比，联合使用抗生素B可显著增强对结核杆菌的抑制作用解析：D为排除杂菌的影响，应该用湿热灭菌法对培养基进行灭菌，然后冷却到50℃左右倒平板，A正确；如图，菌落分布均匀，是利用了稀释涂布平板法接种结核杆菌，待菌液被吸收后方可倒置培养，B正确；长期使用抗生素A，在抗生素A的选择作用下，结核杆菌的抗药性基因频率可能会增加，C正确；根据图中平板上菌落的分布可知，与单独使用抗生素A相比，联合使用抗生素B不能增强对结核杆菌的抑制作用，D错误。2．(2023·山东潍坊二模)某研究团队从食塑料蜡虫肠道中分离能降解聚乙烯(PE)的细菌，以解决塑料污染问题。将分离得到的两种细菌(YT1和YP1)在PE薄膜培养液中培养，培养液中细菌数量变化以及PE失重率(降解PE能力的高低)变化如图所示。下列叙述正确的是()图1图2A．用经湿热灭菌后的含PE、葡萄糖和无机盐等成分的液体培养基分离目的细菌B．分离得到目的细菌的纯培养可用平板划线法在酸性的选择培养基上进行C．在得到图1曲线过程中的计数常用显微镜直接计数法和稀释涂布平板法D．在第20天后两种细菌群体降解PE的能力差异增大，且细菌YT1强于细菌YP1解析：C分离目的细菌要用PE为唯一碳源的固体培养基，不加葡萄糖，A错误；培养细菌应在中性或碱性环境中培养，B错误；对微生物进行计数，得到图1曲线过程中的计数常用显微镜直接计数法和稀释涂布平板法，C正确；由20天后PE失重率变化曲线可知，YP1明显高于YT1，即细菌YP1降解PE的能力强于细菌YT1，D错误。1．(原因分析类)利用稀释涂布平板法统计的菌落数与实际值相比一般会偏小，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。提示：当两个或多个细胞连在一起时，在平板上只观察到一个菌落2．(实验探究类)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，即___________________________________。提示：在无氮源培养基上，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3．(完善实验方案类)金黄色葡萄球菌是一种具有高度耐盐性的微生物，可引起人类肺炎、肠炎等疾病。金黄色葡萄球菌在血平板(培养基中添加适量血液)上生长时，可破坏菌落周围的红细胞，使其褪色，从而形成透明圈。在无菌室内，经多次规范操作、重复实验，血平板上的菌落周围均出现透明圈，初步证明鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌，但鲜牛奶供应商仍认为此菌并非鲜牛奶所携带，因此，要对本操作进行完善，完善的方案是______________________________。提示：设置不加鲜牛奶其他操作均相同的对照组微专题2传统发酵技术的应用与发酵工程及其应用1．(2023·山东卷，改编)果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产相比，共同点有()A．都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理B．都需要人为添加菌种酵母菌C．发酵前都需要对原料进行灭菌D．发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期解析：A二者均利用了酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的原理，A符合题意；果酒的家庭制作利用了水果自带的酵母菌，B不符合题意；果酒的家庭制作不需对原料进行灭菌，C不符合题意；果酒的家庭制作不需要进行消毒延长保存期，D不符合题意。2．(2023·浙江1月选考)某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌，进行了如下实验：取泡菜汁样品，划线接种于一定NaCl浓度梯度的培养基，经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是()A．培养基pH需偏碱性B．泡菜汁需多次稀释后才能划线接种C．需在无氧条件下培养D．分离得到的微生物均为乳酸菌解析：C因为乳酸菌经过无氧呼吸产生乳酸，故其生活的环境是酸性，培养基pH需偏酸性，A错误；平板划线接种时不需要稀释，B错误；乳酸菌是厌氧微生物，所以需在无氧条件下培养，C正确；泡菜汁中还有酵母菌等，因此分离得到的微生物不只有乳酸菌，D错误。(1)(2021·湖北卷)酸奶制作过程中，后期低温处理可产生大量乳酸杆菌。(×)(2)(2022·山东卷)选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中。(√)(3)(2021·江苏卷)果醋发酵时，用重铬酸钾测定醋酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深。(×)(4)(2021·辽宁卷)酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖。(×)(5)(2023·新课标卷)根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系，根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成，根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌，可通过发酵工程获得大量根瘤菌，用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料，在农业生产中使用微生物肥料的作用是_____________________________________(答出2点即可)。提示：①促进植物生长，增加作物产量；②能够减少化肥使用，改良土壤，减少污染，保护生态环境1．理清“3”种传统发酵食品的制作技术提醒：①醋酸菌是异养需氧菌，对氧气的含量非常敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌的死亡；②发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程，包括有氧发酵(如醋酸发酵)和无氧发酵(如酒精发酵)，发酵≠无氧呼吸。2．泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化提醒：亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的。命题点围绕传统发酵技术的应用考查生命观念及科学探究1．(2023·江苏苏州二模)传说杜康的儿子杜杼在一次酿酒时发酵过头，等到第21天开缸时发现酒液变酸却香气扑鼻，酸甜可口。于是杜杼把“廿一日”加“酉”凑成“醋”字，这就是杜杼造醋的故事。下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是()A．葡萄果皮上有野生酵母菌和醋酸菌，葡萄酒制好后直接通入无菌空气即可制醋B．酿酒时糖未耗尽，酵母菌发酵也会停止，原因可能是pH降低和酒精含量增多C．杜杼酿酒反成醋可能是因发酵装置密封不严导致酵母菌有氧呼吸大量增殖引起D．醋酸菌在O2和糖源匮乏时，可直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸解析：B酵母菌的最适温度为18～30℃，是兼性厌氧型生物，醋酸菌的最适温度为30～35℃，是好氧细菌，葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可以直接通入无菌空气，同时还需适当提高发酵温度才能制醋，A错误；酿酒时糖类未耗尽，酵母菌的发酵过程也会停止，原因可能是pH降低和酒精含量增多，对发酵起抑制作用，从而导致酵母菌发酵停止，B正确；醋酸菌是好氧细菌，杜杼酿酒反成醋是因为醋酸菌的有氧呼吸导致的，这可能是由于发酵装置密封不严造成的，不是酵母菌的有氧呼吸，C错误；醋酸菌在O2充足，但糖源匮乏时，可直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸，D错误。2．(2023·湖南邵阳三模)乳酸菌是一类利用碳水化合物产生大量乳酸的细菌的统称，是人体肠道中必不可少且具有重要生理功能的菌群，常用于酸奶、泡菜的制作。下列有关酸奶发酵的叙述正确的是()A．在牛奶中加入抗生素进行发酵可减少发酵过程中杂菌的滋生B．取环境中的天然乳酸菌菌种接种不利于产品质量的提高C．发酵过程可先通入无菌空气让乳酸菌大量繁殖再进行无氧发酵D．制作好的酸奶在表面形成一层由乳酸菌聚集形成的“奶盖儿”解析：B加入抗生素会杀死乳酸菌，导致酸奶发酵失败，A错误；环境中的天然乳酸菌菌种数量较少，不利于产品质量的提高，B正确；乳酸菌是厌氧细菌，不需要通入空气，C错误；酸奶表面不会有乳酸菌聚集成白膜，D错误。命题点围绕发酵工程考查社会责任3．中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，其以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室通过发酵生产出PHA等新型高附加值可降解材料，从而提高了甘蔗的整体利用价值。具体的工艺流程如图所示。下列说法错误的是()A．为了筛选出耐高浓度蔗糖的菌株H，可在液体培养基中将蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度B．为统计培养液中H菌的数目，可在培养过程中定期取样，借助血细胞计数板进行计数C．发酵工程的中心环节是分离、提纯产物D．若在适宜营养物浓度、温度和pH条件下发酵，菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期且产生了少量的乙醇，可以通过增加搅拌器的转速等方式改善解析：C由题干信息分析可知，为提高甘蔗的整体利用价值，需提高嗜盐单胞菌H对蔗糖的耐受能力和利用效率，故在液体培养基中将蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度，A正确；为统计培养液中H菌的数目，可在培养过程中定期取样，借助血细胞计数板进行计数，B正确；发酵工程的中心环节是在发酵罐内发酵，C错误；若在适宜营养物浓度、温度和pH条件下发酵，菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期且产生了少量的乙醇，这说明发酵过程中氧气不足，使菌种进行无氧呼吸产生了乙醇，可以通过增加搅拌器的转速(增加氧气)等方式改善，D正确。1．(原因分析类)在传统发酵食品的制作过程中，为什么发酵食品的品质往往不稳定？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：没有接种菌种，而是利用了天然存在的菌种，菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，往往会造成发酵食品的品质不一2．(批判性思维类)市场上购买的真空包装酸菜，在没有漏气的状态下发生了“胀袋”现象，同学A怀疑是杂菌污染导致的，同学B怀疑是乳酸菌大量繁殖导致的，你支持谁的观点并说明理由：___