【状元之路】（新课标通用）2022高考生物一轮复习 专题一 传统发酵技术与微生物的培养应用

【状元之路】（新课标通用）2022高考生物一轮复习选1-1专题一传统发酵技术与微生物的培养应用考题反馈抓落实自主演练我成功1.下面是一则关于腐乳制作方法的传说故事，请你阅读后，讨论下面所提问题。相传，清康熙八年(公元1669年)，安徽省一进京举子王致和，京考未中，为了生存和准备下一次的考试，便做起了卖豆腐的生意。一天，他发现没卖出的豆腐长了白毛，深感苦恼，但又舍不得丢弃，便将豆腐装入坛内，撒上许多盐腌了，然后密封起来。他继续苦读，到了秋末他才想起此事。打开坛子，一股臭味散发出来，豆腐也变成了青色。他试着尝了一块，没想到“闻着臭，吃着香”。街坊邻居们品尝后也很爱吃。于是，王致和开始专营臭豆腐和酱豆腐的生意。(1)你能利用所学的生物学知识，解释豆腐长白毛是怎么一回事吗？(2)王致和为什么要撒许多盐，将长毛的豆腐腌起来？(3)你能总结王致和做腐乳的方法吗？与传统方法相比，他缺少了什么环节？(4)解释“闻着臭，吃着香”的原因。(5)怎样从空气中获得毛霉等真菌？答案：(1)空气中的毛霉孢子落到豆腐上迅速生长，形成发达的白色菌丝。(2)析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，不会过早酥烂；同时抑制微生物的生长，防止腐败变质，增加风味。(3)让豆腐上长出毛霉，将有黏膜的乳块分开后放入坛中，放一层豆腐撒一层盐，最后密封腌制进行发酵；经2～3个月开坛，即成为色味俱全的“臭豆腐”。与传统方法相比，他没有配制卤汤。(4)经多种微生物的协同作用，将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸，将脂肪分解成甘油和脂肪酸，酵母菌进行酒精发酵产生酒精，酒精和脂肪酸生成具芳香气味的酯。而细菌进行发酵产生的含硫化合物具浓烈臭味。(5)选用加有抗生素的培养基进行筛选。解析：腐乳制作原理主要是空气中毛霉孢子落到豆腐上后迅速生长、形成发达的白色菌丝。撒许多盐是为了析出豆腐中的水分，使豆腐变硬，不会过早酥烂，同时抑制微生物的生长，防止腐败变质，增加风味。许多微生物协同作用，将蛋白质分解为肽、氨基酸，将脂肪分解为甘油和脂肪酸；酵母菌进行酒精发酵，酒精与脂肪酸反应生成具有香味的酯类。而细菌发酵产生的硫化物有浓烈臭味。要获得毛霉真菌应用选择培养基进行筛选。在选择培养基中加入抗生素，可抑制细菌等生长繁殖，而对真菌无效，起到筛选的目的。2．现代人吃什么都讲究天然，所以目前市场上果汁饮料越来越受到青睐。请回答：(1)果汁饮料的包装瓶上写着105℃高温瞬时灭菌的意思是____________________，7\n这样做的目的是____________________。(2)自己在家中榨的果汁很容易腐败，而果汁包装瓶上写着“不含任何防腐剂，最长保质期为一年”，其中的奥秘是__________。(3)在果汁加工过程中可添加__________酶来提高出汁率和清澈度。(4)苹果醋是最受欢迎的饮料之一，其生产过程中利用了__________的发酵作用，该过程需控制的温度条件是__________。(5)在传统发酵技术中，果醋的制作往往在果酒制作基础上进行，请用相关反应式表示：________________。答案：(1)在105℃下灭菌30秒　既保证杀死会引起果汁变坏的病原微生物，又不会破坏果汁品质(2)高温杀死了病原微生物(3)纤维素酶和果胶(4)醋酸菌　30～35℃(5)C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O解析：植物细胞有细胞壁，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，要使果汁澄清，提高出汁率，必须用酶解法去除细胞壁，因酶具有专一性，故用纤维素酶和果胶酶；果酒制作需无氧环境，当有氧时，醋酸菌大量生长繁殖，产生醋酸。3．某学校打算开辟一块食用菌栽培基地，以丰富学生的劳动技术课内容。首先对食用菌实验室进行清扫和消毒处理，准备食用菌栽培所需的各种原料和用具，然后从菌种站购来各种食用菌菌种。请回答下列问题：(1)对买回来的菌种进行扩大培养，首先制备试管培养基，写出制备固体牛肉膏蛋白胨培养基所需的原料：__________、__________、__________、__________、__________。其中提供氮源的是__________；提供碳源的主要物质是__________________。(2)微生物在生长过程中对各种成分所需量不同，配制培养基时各成分要有合适的__________。在烧杯中加入琼脂后要不停地__________，防止__________。(3)将配制好的培养基分装到试管中，加棉塞后若干个试管一捆，包上牛皮纸并用皮筋勒紧放入__________中灭菌，压力__________kPa，温度__________，时间__________。灭菌完毕拔掉电源，待锅内压力自然降到0时，将试管取出。如果棉塞上沾有培养基，此试管应______________________。(4)使用高压蒸汽灭菌锅时注意，先向锅内倒入__________。把锅内水加热煮沸并将其中原有冷空气彻底排出后将锅密闭。(5)从一支试管向另一支试管接种时注意，接种环要在酒精灯__________(填“内”或“外”)焰灭菌，并且待接种环__________后蘸取菌种，试管口不能离开酒精灯火焰附近，7\n将接种的试管在适温下培养，长成菌落后放入__________℃冰箱中保存。答案：(1)牛肉膏　蛋白胨　水　无机盐　琼脂　蛋白胨、牛肉膏　牛肉膏(2)比例　搅拌　琼脂糊底引起烧杯破裂(3)高压蒸汽灭菌锅　100　121℃　15～30min　废弃(4)适量水　(5)外　冷却　4解析：本题主要考查对食用菌菌种扩大培养并保存的过程中涉及的培养基配制、灭菌及菌种转移和保藏的一些基础知识。(1)牛肉膏蛋白胨固体培养基配方牛肉膏蛋白胨NaCl琼脂蒸馏水5.0g10.0g5.0g20.0g定容至1000mL由配方可知所需的原料；凡能提供所需氮元素的物质为氮源，牛肉膏、蛋白胨均含氮元素。(2)在配制培养基时营养要协调，按所培养微生物对各种成分的需求确定；在加入琼脂后，要不断搅拌，防止琼脂糊底而导致烧杯破裂。(3)玻璃器皿的灭菌应用高压蒸汽灭菌，在压力为100kPa、温度为121℃条件下，灭菌15～30min。若棉塞上沾有培养基，易被杂菌污染，应作废。(4)不加水，无从谈起高压蒸汽，还有可能损坏设备。(5)酒精灯外焰温度高，灭菌效果好。灼烧后待冷却再蘸取菌种，否则会烫死菌种造成实验失败。4．在现代农业中，常在饲料中加入一定量的尿素来饲养牛等牲畜。因其有特殊的器官——瘤胃，在瘤胃中生活着多种微生物，其中许多微生物以尿素作为唯一氮源。某同学设计了如下实验，对能分解尿素的细菌进行分离和计数。Ⅰ.取样：到屠宰场，在刚宰杀的牛的瘤胃中取样，将样品装入事先准备好的信封中密封。Ⅱ.制备培养基：制备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基。将菌液稀释相同的倍数，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数应明显多于选择培养基上的数目。由于初次实验，选择了一个较宽的稀释范围。并且每个稀释度下需要3个选择培养基，1个牛肉膏蛋白胨培养基。Ⅲ.微生物的培养与观察：按稀释度的顺序分别吸取0.1mL进行平板涂布操作。将涂布好的培养皿放在30℃下培养，并且需要无氧条件。比较两种培养基中菌落的数量、形态等，并做好记录。挑选选择培养基上不同形态的菌落接入含酚红指示剂的培养基中，观察是否产生颜色反应。Ⅳ.细菌的计数：当菌落数目稳定时，选取平板计数。请回答下列问题：(1)制备牛肉膏蛋白胨培养基的目的是什么？(2)为什么每个稀释度下需要3个选择培养基？(3)上述培养时，为什么需要无氧条件？(4)含酚红的培养基应用的目的是什么？结果会呈现什么样的颜色反应？原理是什么？(5)计数时应选什么样的平板进行计数？怎样计算出样品中的细菌数目？7\n答案：(1)作为对照，用来判断选择培养基是否起到了选择作用。(2)每个稀释度下涂布3个平板，是作为重复组，以增强实验结果的说服力与准确性。(3)由于瘤胃中的微生物多为厌氧菌，接触空气会受抑制甚至死亡。(4)鉴别，看是否有分解尿素的细菌存在。如有该细菌存在结果会变红。原理是分解尿素的细菌产生脲酶，催化尿素分解产生NH3，使培养基pH升高，酚红指示剂呈红色。(5)选择菌落数在30～300的平板进行计数。根据平板所对应的稀释度，对3个平板进行重复计数。然后求出平均值，以此估算样品中细菌的数目。解析：本题是从反刍动物瘤胃中分离分解尿素的细菌的过程，是对利用选择培养基分离目的菌株基础知识的巩固，解题时注意以下问题：(1)要设立基础培养基——牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，观察选择培养基是否具选择作用。(2)要设立重复组，取平均值，如每一稀释度下涂布至少3个平板，以增强实验结果的说服力与准确性。(3)瘤胃是一个缺氧环境，生活的微生物多为厌氧菌，分离时要注意创造无氧环境。(4)进一步鉴别分解尿素的细菌需在培养基中加酚红指示剂，若此种菌存在，则会变红，原理是分解尿素的细菌能产生脲酶，催化反应：CO(NH2)2＋H2OCO2＋NH3。因产生NH3，使培养基碱性增强，pH升高，因此酚红指示剂呈现红色反应。(5)为保证结果准确，计数应选择菌落数在30～300的平板。5．苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株。筛选的主要步骤如图所示，①为土壤样品。请回答下列问题：(1)②中培养目的菌株的选择培养基中应加入__________作为碳源。②中不同浓度碳源的培养基__________(A.影响；B.不影响)细菌的数量。如果要测定②中活细菌数量，常采用__________法。(2)④为对照，微生物在④中不生长，在⑤中生长。④与⑤培养基的主要区别在于____________________；使用__________法可以在⑥上获得单菌落。采用固体平板培养细菌时为什么进行倒置培养？________________________________________________________________________。(3)如何比较不同菌株降解苯酚能力的大小？(4)实验过程中如何防止其他微生物的污染？答案：(1)苯酚　A　平板菌落计数(活菌计数或菌落计数)(2)④含除苯酚外的其他碳源，⑤7\n以苯酚为唯一碳源　平板分离(稀释涂布平板或平板画线分离)　避免培养过程中产生的水分影响微生物的生长(3)用同样苯酚浓度的培养液培养不同菌株，一定时间后，测定培养液中苯酚含量。(4)培养基灭菌，接种环境灭菌，接种过程无菌操作。解析：题目中所筛选的细菌“只能”降解苯酚，故可采用以苯酚为唯一碳源的选择培养基筛选，用含除苯酚外其他碳源的培养基作为对照。培养液中苯酚浓度下降的速度可反映该菌对苯酚的降解能力，严格灭菌、无菌操作可有效防止实验过程中的杂菌污染。6．(1)在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑____________、____________和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、____________、____________等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。(2)在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养器皿进行____________(消毒、灭菌)；操作者的双手需进行清洗和____________；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____________。(3)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的____________。(4)通常，对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的____________。(5)培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是________________________________________________________________________。(6)若用大肠杆菌进行实验，使用过的培养基及培养物必须经过____________处理后才能丢弃，以防止培养物的扩散。答案：(1)温度　酸碱度　易培养　生活周期短(2)灭菌　消毒　损伤DNA的结构(3)比例合适(4)鉴定(或分类)(5)将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生(6)灭菌解析：本题主要考查微生物培养的综合知识。消毒一般只是消灭体表的微生物，而灭菌是杀灭所有的微生物及孢子等。观察细菌等微生物的有无通常是通过培养来观察菌落的形状、颜色等。7．(2022·四川卷—30.Ⅰ)有人通过实验探究某海藻的最佳培养条件，以获得最大生物量(注：生物量指单位体积的藻体干重)。(1)在有光条件下培养海藻时，培养液中必须含有________，还需定时向培养液通入空气，目的是提供________________________。海藻光合速率随不同光照强度的变化曲线如图，图中B点表示最佳的________培养条件。7\n(2)该海藻在无光条件下仍能生长，但需在培养液中添加葡萄糖等有机物，目的是提供______________________________。(3)向培养液中添加葡萄糖配成不同浓度的培养液，在一定光照条件下培养该海藻，测定海藻的生物量如下表：葡萄糖浓度(g/L)00.10.20.40.61.0海藻生物量(g/L)0.840.931.001.030.790.67要确定培养海藻的最佳葡萄糖浓度，还需设计________的实验。(4)综合上述实验，获得该海藻最大生物量的培养条件是________________________________________________________________________。答案：(1)各种必需矿质元素　CO2　光照(2)碳源和能源(3)在0.2～0.6g/L之间更细分的浓度梯度(4)适宜光照，添加适宜浓度的葡萄糖解析：本题考查植物代谢的相关知识，意在考查考生对植物的矿质代谢及光合作用的理解分析能力。(1)植物的培养除了需要适宜的光照条件外，还需要适宜的温度和矿质元素，因此培养液中必须含有矿质元素；为了增加海藻的光合作用强度，因此要向培养液中定时充入空气，增加CO2含量；根据题中曲线分析，在B点，海藻的放氧速率最高，因此该点是最佳的光照培养条件。(2)在无光条件下，海藻不能进行光合作用，若要其生长，需在培养液中添加葡萄糖，为其提供营养物质，并为呼吸作用提供底物。(3)根据题中表格信息可知，在葡萄糖浓度为0.4g/L的培养液中的海藻的生物量最大，故需在0.2～0.6g/L之间设定一定浓度梯度的实验，进一步确定最佳的葡萄糖浓度。(4)根据上述分析，欲获得该海藻的最大生物量，其培养条件需要适宜的光照强度及适宜浓度的葡萄糖。1.(2022·山东基本能力)除了高温加热以外，其他灭菌方法还有(　　)A．紫外线照射　　　　　　B．真空包装C．用保鲜膜密闭D．添加防腐剂答案：A7\n解析：此题考查灭菌的方法。灭菌是使用强烈的理化因素杀死物体内处所有的微生物(包括芽孢和孢子)。本题中真空包装、添加防腐剂、用保鲜膜密闭都起到了抑菌作用，紫外线照射使细菌的蛋白质变性，核酸受破坏，是灭菌方法。2．(2022·浙江自选)幽门螺杆菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消化道溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下：―→―→―→―→请回答：(1)在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有________，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落周围会出现________色环带。(2)下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是________灭菌。A．高压蒸汽B．紫外灯照射C．70%酒精浸泡D．过滤(3)步骤X表示________。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液________到培养基平面上。菌液稀释的目的是为了获得________菌落。(4)在培养时，需将培养皿倒置并放在________中。若不倒置培养，将导致________。(5)临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将14C标记的________分解为NH3和14CO2。答案：(1)脲酶　红(2)D(3)接种　涂布　单一(4)恒温培养箱　无法形成单一菌落(5)尿素解析：本题考查分离以尿素为氮源的微生物的过程，以操作步骤为主线，考查考生对基础知识的识记与应用能力，题目难度较小。(1)幽门螺杆菌含有脲酶，能分解尿素为菌体提供氮源，因此在配制培养基时要加入尿素；加入酚红指示剂的目的是检验是否有Hp存在，若有Hp存在会分解尿素，培养基pH会升高，酚红指示剂将变红。(2)由于尿素在高温下会分解，所以对尿素溶液的灭菌要采用G6玻璃漏斗过滤的方法。(3)在实验操作过程中要先灭菌、倒平板，再进行接种。接种时先将菌液稀释，以获得单一菌落，再涂布到培养基平面上。(4)培养时需将培养皿倒置并放在恒温箱中培养，倒置培养的目的也是为了获得单一菌落。(5)如果人体感染了Hp，能将尿素分解为NH3和CO2，因而标记尿素中的C，可通过呼吸产物来判断是否感染Hp。7