（全国通用版）2019版高考生物一轮复习 选考部分 生物技术实践学案

选考部分 生物技术实践第1讲 传统发酵技术的应用突破点(一)果酒和果醋的制作(对应学生用书P194) 1制作原理类型菌种反应果酒酵母菌阶段1：有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖，其反应式为：C6H12O66O26CO26H2O阶段2：无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精，其反应式为：C6H12O62C2H5OH2CO2果醋醋酸菌氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，其反应式为：C6H12O62O22CH3COOH2CO22H2O缺少糖源、氧气充足时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式为：C2H5OHO2 CH3COOHH2O2实验设计与操作(2016全国卷)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程和是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的_中进行，其产物乙醇与_试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程在酵母菌细胞的_中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度_。(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在_条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度_(填“低于”或“高于”)第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于_核生物，其细胞结构中_(填“含有”或“不含有”)线粒体。解析：(1)图中过程和是酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。乙醇可用酸性重铬酸钾试剂检测，颜色由橙色变为灰绿色。过程为有氧呼吸的第二和第三阶段，场所为线粒体。在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，产生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧条件下酵母菌的繁殖速度更快。(2)醋酸杆菌是好氧型细菌，因此，在醋酸杆菌作用下，将乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段酵母菌产生乙醇的适宜温度为1825 ，第二阶段醋酸杆菌产生醋酸的适宜温度为3035 ，第一阶段的温度低于第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于原核生物，原核细胞中的细胞器只有核糖体一种，不含线粒体。答案：(1)细胞质基质酸性重铬酸钾线粒体快(2)有氧(3)低于(4)原不含有1果酒和果醋发酵装置的设计思路(1)因酵母菌的繁殖需要空气，醋酸菌是好氧菌，所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需氧。因酵母菌产生酒精是在无氧条件下，应控制进入氧气，故应在充气口设置开关。(2)由于在发酵过程中都产生CO2，因此需设排气口；为防止空气中微生物的污染，排气口应连接一个长而弯曲的胶管。(3)因要对发酵的情况进行及时监测，应设置出料口便于取料。2果酒和果醋制作成功的关键点项目说明材料的选择与处理选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。冲洗以洗去灰尘为目的，以防洗去野生型酵母菌防止发酵液被污染榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒；清洗葡萄时要先清洗后除枝梗；发酵瓶排气管用曲颈管而不用直管控制发酵条件葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3的空间，目的是先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出；严格控制温度：1825 利于酵母菌的繁殖和酒精发酵；3035 利于醋酸菌的繁殖和果醋的发酵；充气：酒精发酵为无氧发酵，需关闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需经充气口充气1下列关于果酒和果醋制作的叙述，正确的是()A在制作果酒和果醋的实验中，应该一直保持厌氧环境B当氧气、糖源充足时，醋酸菌能将果汁中的糖发酵为醋酸C由于酵母菌的繁殖能力很强，不需对所用装置进行消毒处理D温度对酵母菌酒精发酵的影响很大，而对醋酸菌的发酵影响不大解析：选B果酒制备用的菌种是酵母菌，为兼性厌氧型，进行无氧呼吸产生酒精，温度一般控制在1825 ；果醋制备用的菌种是醋酸菌，属于好氧型细菌，发酵时需要持续通入空气，温度应控制在3035 ；果酒和果醋制作时都要对制作工具进行消毒，消除杂菌影响。2如图表示各种因素对醋酸菌发酵产生醋酸的影响，其中错误的是()解析：选C温度(pH)通过影响酶的活性来改变醋酸的产生速率，在最适温度(pH)时产生速率最大，高于或低于该温度(pH)都会使活性降低(甚至丧失)，A、D正确。醋酸菌是好氧菌，在一定范围内，随着溶氧量的增加，醋酸会随着该菌生长繁殖速率的加快而增加，但当溶氧量增大到一定值时，由于受其他条件的限制，不可能继续增加而达到最大产生速率，B正确。醋酸产生速率随时间的变化在最初阶段可能不断加快，当活菌数目达到最多时其产生总量会继续增加，而产生速率则不再有明显加快的现象，C错误。突破点(二)腐乳的制作 1制作原理2制作流程及影响因素1(2017江苏高考)下列关于“腐乳的制作”实验，叙述正确的是()A控制发酵温度的主要目的是腐乳调味B腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用C毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉D成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生解析：选B控制发酵温度的主要目的是利于菌种繁殖和代谢；腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用；毛霉的作用主要是分解蛋白质和脂肪；成品腐乳表面的粘性物质主要是毛霉产生的菌丝。2某品牌的腐乳独具特色，它采用优质黄豆作为原料，经严格筛选后用传统工艺制成。回答相关问题：(1)在腐乳腌制过程中起主要作用的是毛霉，毛霉和细菌共有的细胞器是_。现代科学研究表明，除毛霉外，还有多种微生物参与了豆腐的发酵，如_(写出两种即可)等。(2)毛霉等多种微生物产生的_酶和_酶，使制作的腐乳更加鲜美且易于消化吸收。要制作出色、香、味俱全的腐乳，关键在于_的配制。(3)腐乳制作过程中需要加盐腌制8 d左右，加盐可以_，使豆腐块变硬，并且在接近瓶口表面的盐要铺厚一些，避免_，装瓶时加入卤汤中的_和_也有相同的作用。(4)在制作过程中，若将腐乳坯堆积起来会导致_，影响毛霉生长。解析：(1)多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母菌、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉属于真核生物，与细菌(原核生物)共有的细胞器是核糖体。(2)毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。卤汤直接关系到腐乳的色、香、味，是由酒及各种香辛料配制而成的。(3)加盐可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，同时还能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。卤汤中的酒和香辛料也具有防腐杀菌的作用。(4)在制作过程中，若将腐乳坯堆积起来会因毛霉等呼吸作用释放的能量不能挥发而使堆内温度升高，影响毛霉的生长。答案：(1)核糖体青霉、酵母菌(合理即可)(2)蛋白脂肪卤汤(3)析出豆腐中的水分豆腐块腐败变质香辛料酒(4)堆内温度升高(合理即可)影响腐乳品质的因素项目说明水的控制含水量约70%，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形盐的控制盐浓度过高会影响腐乳的口味；盐浓度过低，腐乳易腐败变质酒的控制酒的含量一般控制在12%左右。酒精含量过高，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，杂菌繁殖快，豆腐易腐败温度控制温度为1518 ，适合毛霉生长发酵时间控制在6个月左右香辛料具有调味和杀菌的作用，也会影响腐乳的风味或质量1下列有关腐乳的叙述正确的是()腐乳的制作主要是利用了微生物发酵的原理，主要参与的微生物是青霉用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝，严格地说是直立菌丝，豆腐中还有匍匐菌丝决定腐乳特殊口味的是卤汤腐乳的营养丰富，是因为大分子物质经过发酵作用分解成小分子且易于消化吸收的物质卤汤中含酒量应该控制在21%左右，酒精含量过高，腐乳成熟的时间会延长；含量过低，不足以抑制微生物的生长ABC D解析：选B参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，豆腐上生长的白毛是毛霉的直立菌丝；毛霉产生的蛋白酶、脂肪酶能将蛋白质和脂肪分别水解为小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸；用来制作腐乳的豆腐一般含水量为70%左右；卤汤直接关系着腐乳的色、香、味，卤汤中酒的含量应该控制在12%左右。2(2018济宁模拟)红方是腐乳的一种。请回答与其制作有关的问题：(1)补充制作红方的实验流程：_加盐腌制_密封腌制。(2)在实验流程中，首先将豆腐块平放在笼屉内，笼屉中的温度应控制在_，并保持一定的_。5天后豆腐块表面布满毛霉菌丝，这些毛霉来自空气中的_。(3)在实验流程操作中，向长满毛霉的豆腐块加盐，其作用是析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬。同时，盐还能_，避免豆腐块腐败变质。解析：(1)制作红方的实验流程：豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制。(2)在实验流程中，首先将豆腐块平放在笼屉内，笼屉中的温度应控制在1518 ，并保持一定的湿度。5天后豆腐块表面布满毛霉菌丝，这些毛霉来自空气中的毛霉孢子。(3)在实验流程操作中，向长满毛霉的豆腐块加盐，其作用是析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬。同时，盐还能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。答案：(1)豆腐上长出毛霉加卤汤装瓶(2)1518湿度毛霉孢子(3)抑制微生物的生长突破点(三)泡菜的制作 1泡菜的制作(1)菌种来源：附着在蔬菜上的乳酸菌。(2)制作原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。反应式：C6H12O62C3H6O3。(3)完善制作流程：2测定亚硝酸盐的含量(1)检测原理有关反应：NO反应物玫瑰红色染料。判断方法：观察样品颜色变化，并与标准显色液比较，然后计算亚硝酸盐含量。亚硝酸盐溶液的浓度高，颜色深些；溶液浓度低，颜色浅些。(2)检测步骤配制溶液制备标准显色液制备样品处理液比色。(2013全国卷)回答下列有关泡菜制作的问题：(1)制作泡菜时，所用盐水需煮沸，其目的是_。为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的作用是_。(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行_的过程。该过程发生在乳酸菌细胞的_中。(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有_、_和_等。(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸。这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是_，原因是_。解析：(1)细菌分布广泛，制作泡菜时，需要乳酸菌进行发酵，为防止杂菌污染，所需盐水需要煮沸；加入陈泡菜液，可以增加乳酸菌数量，加速乳酸产生。(2)乳酸菌为原核生物，可通过无氧呼吸将葡萄糖分解为乳酸，其无氧呼吸的过程发生在乳酸菌的细胞质中。(3)在泡菜制作过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量等。(4)由于乳酸菌比杂菌更为耐酸，在酸性环境中，乳酸菌能够正常地增殖，而其他杂菌繁殖将受到抑制，所以在此过程中，乳酸菌数量增多，杂菌数量减少。答案：(1)杀灭杂菌增加乳酸菌数量(2)无氧呼吸细胞质(3)温度腌制时间食盐用量(4)乳酸菌数量增多，杂菌数量减少乳酸菌比杂菌更为耐酸1泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少(有O2，乳酸菌活动受抑制)少增加(硝酸盐还原菌的作用)发酵中期最多(乳酸抑制其他菌活动)积累、增多、pH下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)发酵后期减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动)继续增多，pH继续下降下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)变化曲线注意：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2四种传统发酵产品的比较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1825 果醋醋酸菌需氧糖(酒精)醋酸3035 腐乳毛霉等需氧蛋白酶、脂肪酶分别水解蛋白质、脂肪1518 泡菜乳酸菌无氧无氧呼吸产生乳酸室温1下列关于泡菜制作的叙述，错误的是()A泡菜制作过程中，乳酸发酵的过程即乳酸菌进行无氧呼吸的过程B制备样品处理液时，加入氢氧化铝乳液的目的是除去色素等杂质，得到澄清溶液C腌制时，温度过高、食盐量过低、腌制的时间过短易引起细菌大量繁殖D制作泡菜的过程中，亚硝酸盐的含量变化规律是先减少后增加解析：选D制作泡菜过程中，亚硝酸盐的含量变化为先增加后减少。2(2014海南高考)已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。为了测定不同泡制天数泡菜中亚硝酸盐的含量，某同学设计了一个实验，实验材料、试剂及用具包括：刻度移液管、比色管、不同浓度的亚硝酸钠标准溶液、亚硝酸盐的显色剂、不同泡制天数的泡菜滤液等。回答相关问题：(1)请完善下列实验步骤。标准管的制备：用_和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。样品管的制备：用刻度移液管分别吸取一定量的_，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管。将每个_分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅_的标准管，该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中的亚硝酸盐含量，记录各样品管亚硝酸盐的含量。(2)如图表示的是泡菜中_趋势。(3)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是_(填“醋酸菌”或“乳酸菌”)。解析：(1)在亚硝酸盐的含量测定中，用不同浓度亚硝酸钠标准溶液和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管；用刻度移液管分别吸取一定量的不同泡制天数的泡菜滤液，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管；将每个样品管分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅相近的标准管，该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中的亚硝酸盐含量，记录各样品管中的亚硝酸盐含量。(2)据图可知，该图表示亚硝酸盐含量随发酵时间的变化曲线。(3)制作泡菜时利用的微生物是乳酸菌。答案：(1)不同浓度亚硝酸钠标准溶液不同泡制天数的泡菜滤液样品管相同(相近)(2)亚硝酸盐含量的变化(3)乳酸菌课堂小结握主干(对应学生用书P197)建知识体系(填一填)记核心要点(背一背)填空毛霉乳酸菌C6H12O62C3H6O3(乳酸)酵母菌C6H12O62C2H5OH2CO2醋酸菌1.传统发酵技术的三个要点(1)泡菜制作过程中乳酸含量先增加后保持稳定。(2)制作果醋利用醋酸菌的有氧呼吸。(3)腐乳制作中酒精及香辛料的作用不仅仅在于调味。酒精还可以抑制微生物生长，香辛料可防腐杀菌。2泡菜制作中盐水煮沸的两大作用清水和盐的质量比为41，盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用，一是除去水中氧气，二是杀灭盐水中的其他细菌。3几种发酵技术中的微生物种类(1)在葡萄酒的自然发酵中，菌种来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。(2)腐乳制作的主要菌种是毛霉，其在1518 生长迅速。豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子。(3)制作泡菜的主要菌种是乳酸菌(厌氧菌)，在无氧条件下可将葡萄糖分解为乳酸。课后跟踪检测 一、选择题1如图是草莓酒制作的步骤，下列分析错误的是()A步骤是对草莓进行灭菌处理B步骤为加入酵母菌液C发酵过程中放气量先增加后减少D利用酸性重铬酸钾溶液检测酒精解析：选A步骤是对草莓进行冲洗，不能进行灭菌，否则会杀死草莓上的野生型酵母菌，A错误；步骤为加入酵母菌液或含酵母菌的凝胶珠，B正确；酒精发酵过程中除了产生酒精，还会产生大量的二氧化碳，但随着发酵的进行，由于营养物质逐渐减少等原因，酵母菌酒精发酵的速率减慢，产生的二氧化碳也随之减少，因此发酵过程中放气量先增加后减少，C正确；酒精可用酸性重铬酸钾溶液检测，D正确。2如图所示的装置可用于生物技术实践的相关实验，下列有关叙述错误的是( )A乙装置可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作B利用装置甲制作腐乳时，应随着豆腐块层数的加高而增加盐量C用装置乙制作果酒时温度应控制在30 左右，制作果醋时应适当降温D装置乙的排气口通过一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染解析：选C用装置乙制作果酒时温度应控制在1825 ，制作果醋时温度应控制在3035 。3下面为腐乳制作过程的流程图，下列说法错误的是()A毛霉为好氧型真菌，为避免缺氧，放豆腐时要留出一定缝隙B加盐腌制的目的是析出豆腐中的水分使之变硬，同时能抑制微生物的生长C加卤汤、密封腌制中，毛霉不断增殖，并产生大量的酶，分解蛋白质D密封瓶口时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，以防止瓶口污染解析：选C从流程图可以看出，毛霉在加盐腌制前就已长成，加卤汤、密封腌制中，毛霉不再增殖。4某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不当导致泡菜腐烂。下列原因中正确的是()罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖罐口封闭不严，促进了需氧腐生菌的生长和繁殖A BC D解析：选B制作泡菜要注意坛口的密封，封闭不严，氧气进入会抑制乳酸菌的生长繁殖，也会导致需氧腐生菌的生长，使泡菜腐烂。5下列有关测定亚硝酸盐含量的叙述，错误的是()A亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应需在盐酸酸化条件下进行B重氮化反应后，与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料C对显色反应样品进行目测，可精确算出泡菜中亚硝酸盐含量D配制溶液所用的提取剂为氯化镉与氯化钡解析：选C通过比色法来测定亚硝酸盐含量，只能大致估算出其含量，并不能精确计算出其多少。二、非选择题6(2018惠州调研)近年，蓝莓成为集营养与保健于一身的新兴水果品种，果实可鲜食，也可加工成果醋、果酒等饮品。(1)酿造蓝莓果酒所需的主要微生物是_，水果中的糖类主要为该微生物提供_。(2)家庭式酿造果酒大多数采用自然发酵的方法，一般不对果实进行严格的消毒处理，原因是_；但这样也能成功的原因是_。(3)鉴定发酵成品是否含有酒精可用_来检验，如含有酒精则会呈现_色。(4)若用果酒制作果醋，需往果酒中通入_，并保持比果酒制作时的温度_(填“高”或“低”)。解析：(1)酿造果酒所需的微生物主要是酵母菌，水果中的糖类主要为微生物生长提供碳源和能源。(2)家庭式酿造果酒大多数利用的是果皮上的野生型酵母菌，若对果实进行严格消毒，会导致果实表面的酵母菌被杀死，影响发酵。发酵过程中，在缺氧、酸性的环境中酵母菌能生长，而绝大多数其他微生物的生长受抑制，因此不进行严格的消毒处理，发酵也能够成功。(3)鉴定酒精应选择酸性重铬酸钾，若颜色变为灰绿色，则说明有酒精产生。(4)制作果醋利用的微生物主要是醋酸菌，醋酸菌为好氧菌，因此发酵时需通入空气，且其生长的适宜温度高于酵母菌。答案：(1)酵母菌碳源和能源(2)避免果实表面的酵母菌被杀死，影响酒精发酵在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长而绝大多数其他微生物的生长繁殖受到抑制(3)酸性重铬酸钾灰绿(4)空气(氧气)高7(2016天津高考)天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如下图。(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度，这是因为酶_。(2)在酒精发酵阶段，需添加酵母菌。在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。通气能提高_的数量，有利于密闭时获得更多的酒精产物。(3)在醋酸发酵阶段，独流老醋采用独特的分层固体发酵法，发酵30天。工艺如下：发酵过程中，定期取样测定醋酸杆菌密度变化，趋势如图。据图分析，与颠倒前相比，B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是_，由此推测，影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是_。乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中，发酵缸中_层的醋醅有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变，加剧了不同种类乳酸菌的_，淘汰了部分乳酸菌种类。解析：(1)酶的活性受温度的影响，在最适温度下酶的催化能力最强。(2)发酵过程中先通气的目的是让酵母菌大量繁殖，使发酵液中的酵母菌总数达到一定程度，有利于发酵的进行。(3)醋酸杆菌是好氧菌，据图分析，第15天将A、B层颠倒，颠倒后使原来处于下层缺氧状态的醋酸杆菌分布在上层有氧的环境，醋酸杆菌大量繁殖，其数量上升，后来因为培养液中营养物质被逐渐消耗以及呼吸产物对pH的影响，导致其数量不再增长而趋于稳定。由此推测影响醋酸杆菌密度变化的主要因素是氧气、营养物质、pH。因为乳酸菌是厌氧菌，故下层(未颠倒前B层处于下层，颠倒后A层处于下层)有利于乳酸菌繁殖。由题目信息可知，由于营养物质消耗、发酵环境发生改变等，生物个体之间的斗争、不同种类之间的竞争会加剧。答案：(1)在最适温度条件下催化能力最强(2)酵母菌(3)先快速增长后趋于稳定氧气、营养物质、pH颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动，或下)种间竞争(或竞争)8(2017全国卷)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究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，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：(1)该实验的自变量是_、_。(2)如果发现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)如果在实验后，发现32 h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，还需要做的事情是_。(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为_，脂肪转变为_。解析：(1)实验使用甲、乙两种菌种，并在32 h内定期取样观测发酵效果，所以该实验的自变量是菌种和发酵时间。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是好氧型微生物。(3)因“32 h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32 h，故可继续延长发酵时间，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)从大豆到豆豉，在相关微生物的作用下，大豆中的蛋白质转变为肽和氨基酸，脂肪转变为甘油和脂肪酸。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9腐乳是我国特有的发酵食品，是备受消费者喜爱的营养食品。某科研机构研究了腐乳生产过程中不同浓度的食盐对腐乳中氨基酸含量和pH的影响，部分数据如下所示。请回答下列问题。盐度(%)时间(d)581156.666.726.70106.636.626.68204.646.586.62304.616.566.58454.506.476.52604.116.446.50后期发酵阶段腐乳的pH变化(注：后期发酵阶段是指从腐乳装瓶后直到成熟的过程)(1)腐乳生产过程有多种微生物的参与，其中起主要作用的是_。(2)腐乳制备过程中，加盐可以_，使豆腐块变硬。(3)由图可知，后期发酵过程中，随着时间的延长，腐乳中游离氨基酸的含量将_，蛋白质含量呈_趋势。这是由于前期发酵阶段产生了大量的_，在后期发酵阶段将豆腐中的蛋白质分解为小分子的物质。(4)由表可知，后期发酵到60天时，盐度为_的腐乳已经腐败，说明原因：_。(5)综上研究结果，为了满足口味清淡消费者的需求，同时保证营养丰富、口感鲜美，在生产过程中应该将腐乳的盐度控制在_左右。解析：参与腐乳生产的微生物主要是毛霉。在腐乳制备过程中，加盐可以使豆腐中的水析出，使豆腐块变硬，同时也可以抑制其他微生物的生长。毛霉产生的蛋白酶可以将蛋白质分解成小分子的游离氨基酸和多肽。因此，在后期的发酵过程中，腐乳中蛋白质的含量下降，游离氨基酸的含量上升。由表可知，盐度为5%的腐乳随时间延长，pH逐渐降低，表明已经腐败变质，这是腐乳中盐浓度过低，不能抑制其他微生物的生长导致的。答案：(1)毛霉(2)析出豆腐中的水分(3)上升下降蛋白酶(4)5%盐浓度过低，不足以抑制微生物的生长，导致腐败变质(5)8%10无论是北方还是南方，泡菜的制作方法大致相同，一般的制作方法是：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香料及一些“陈泡菜水”，密封后置于阴凉处，最适环境温度为2830 。在实验室或工厂生产泡菜时，还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。回答有关问题：(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是_。加入“陈泡菜水”的作用是_。(2)从细胞结构来看，制作泡菜用的乳酸菌属于_(填“原核生物”“真核生物”或“病毒”)。若要获得大量乳酸菌菌种，应选用培养基培养，培养基中应有_、_、水、无机盐等，同时还必须满足_、_等具体培养条件的要求。(3)泡菜坛一般用水封的目的是_。若泡菜坛有裂缝，可能会出现的结果是_。(4)若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是_，如何进行调整？_，其中盐与清水的质量比为_。解析：(1)制作泡菜时，所用的泡菜坛应用白酒擦拭消毒以防杂菌污染。“陈泡菜水”中含有乳酸菌，制作泡菜时加入的“陈泡菜水”可提供乳酸菌菌种。(2)乳酸菌是原核生物。培养乳酸菌的培养基中应有碳源、氮源、水、无机盐等，同时还需满足pH、无氧等具体培养条件的要求。(3)乳酸菌为厌氧菌，泡菜坛一般用水封的目的是隔绝空气，创造无氧环境。若泡菜坛有裂缝，则会有部分空气进入，导致乳酸菌不能正常生长，而一些杂菌大量繁殖，泡菜会变质。(4)加盐太多，抑制了乳酸菌的繁殖，可导致制作的泡菜“咸而不酸”。制作泡菜时，按照盐与清水的质量比为14的比例配制盐水。答案：(1)消毒(或防止杂菌污染)提供乳酸菌菌种(2)原核生物碳源氮源(合理即可)pH无氧(3)创造无氧环境乳酸菌不能正常生长，而一些杂菌大量繁殖，泡菜会变质(4)加盐过多，抑制了乳酸菌发酵减少盐的投放量1411近年来，纪录片舌尖上的中国引发全民关注美食的热潮，其中多次讲述了利用不同微生物的发酵作用制作的美味食品。请分析回答下列问题：(1)在果醋制作时，运用醋酸菌在供应_和糖源充足时，将果糖分解成醋酸；在糖源不充足时，也可以利用酒精生成醋酸，请写出该过程的反应式：_。(2)腐乳制作的流程是：让豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制。用盐腌制时，应注意控制_；配制卤汤时，要使卤汤中酒的含量控制在_%左右。(3)制作泡菜的原理是_。蔬菜在腌制过程中，会产生亚硝酸盐，在_条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生_反应后，再与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成_色染料。解析：(1)在果醋制作时，当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式为：C2H5OHO2酶,CH3COOHH2O。(2)腐乳制作过程中，加盐腌制时，应注意控制盐的用量；配制卤汤时，要使卤汤中酒的含量控制在12%左右，若酒精含量过高会延长腐乳成熟的时间，若酒精含量过低则不足以杀菌。(3)制作泡菜的原理是乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖，将葡萄糖分解成乳酸。在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，再与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。答案：(1)氧气C2H5OHO2酶,CH3COOHH2O(2)盐的用量12(3)乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖，将葡萄糖分解成乳酸盐酸酸化重氮化玫瑰红第2讲 微生物的培养和利用突破点(一)培养基及微生物的纯化培养技术 1培养基2无菌技术3大肠杆菌的纯化培养(2014全国卷)为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌分离等工作。回答下列问题：(1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间，这样做的目的是_；然后，将1 mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37。据此可得出每升水样中的活菌数为_。(2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌。操作时，接种环通过_灭菌，在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是_。(3)示意图A和B中，_表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是：振荡培养能提高培养液中_的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高_的利用率。解析：(1)为了检测培养基平板灭菌是否合格，可在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间。0.1 mL稀释液中平均有38个活菌，可推测每升水样中的活菌数38101001 0003.8107(个)。(2)接种环、接种针或其他金属用具直接在酒精灯外焰灼烧，可以迅速彻底地灭菌。在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线，其目的是将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落。(3)比较两图可以看出，A是用平板划线法接种培养后得到的结果，B是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。(4)由于振荡培养可以提高培养液中溶解氧的含量，还可以使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率，因此振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。答案：(1)检测培养基平板灭菌是否合格3.8107(2)灼烧将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落(3)B(4)溶解氧营养物质1培养基中营养物质的确定方法(1)自养型微生物所需的主要营养物质是无机物，碳源可来自大气中的CO2，氮源可由含氮无机盐提供。(2)异养型微生物所需的营养物质主要是有机物，即碳源必须由含碳有机物提供，氮源主要由有机物提供，部分异养型微生物可以利用无机氮源。2选择无菌技术的原则(1)考虑无菌技术的效果：灭菌的效果比消毒要好。(2)考虑操作对象的承受能力：活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒，而不能用灭菌。3两种纯化细菌方法的比较项目优点缺点适用范围平板划线法可以观察菌落特征，对混合菌进行分离不能计数适用于好氧菌稀释涂布平板法可以计数，可以观察菌落特征操作复杂、需要涂布多个平板适用于厌氧菌和兼性厌氧菌1在微生物实验室培养过程中，无菌技术是实验成功的关键环节。下列常用的无菌操作错误的是()A无菌操作不要求杀死培养基内的一切微生物B用酒精擦拭双手的方法对操作者进行消毒C实验操作过程中应在酒精灯火焰附近进行D玻璃器皿可用酒精擦拭来进行灭菌解析：选D无菌技术是用来防止培养物被其他外来微生物污染，而不是杀死培养基中的一切微生物；对操作者应用较温和的方法进行消毒；实验操作过程中应在酒精灯火焰旁进行，防止微生物污染培养基；无菌操作用到的玻璃器皿要用干热灭菌法彻底消灭其中的微生物，用酒精擦拭只能消毒不能灭菌。2为了获得纯度高的大肠杆菌，需要对大肠杆菌进行培养和分离。培养大肠杆菌一般用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基。(1)培养大肠杆菌，配制固体培养基的基本步骤为：计算称量_倒平板。(2)称量时，由于牛肉膏比较黏稠，可以用_挑取，放在_上称量。由于牛肉膏和蛋白胨_，称量时动作要迅速，称量后要及时盖上瓶盖。(3)在牛肉膏蛋白胨琼脂培养基上的大肠杆菌能生长，说明培养基含有_等大肠杆菌生长所需的营养要素。(4)微生物纯化培养可以通过多种接种方法如_和_等，使大肠杆菌在固体培养基上形成单个_，从而获得纯菌株。解析：配制牛肉膏蛋白胨培养基的基本步骤为：计算称量溶化灭菌倒平板。称量时，由于牛肉膏比较黏稠，可用玻璃棒挑取，放在称量纸上称量，而牛肉膏和蛋白胨容易吸潮，称量时动作要迅速。牛肉膏蛋白胨培养基中含有大肠杆菌所需要的碳源、氮源、无机盐、水等营养要素，所以常用来培养大肠杆菌。微生物纯化培养的接种方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法，可使大肠杆菌在固体培养基上形成单个菌落，从而获得纯菌株。答案：(1)溶化灭菌(2)玻璃棒称量纸容易吸潮(3)碳源、氮源、无机盐、水(4)平板划线法稀释涂布平板法菌落突破点(二)微生物的筛选与计数 1土壤中分解尿素细菌的分离2纤维素分解菌的筛选3纤维素酶来源纤维素分解菌组成复合酶，至少包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶作用纤维素C1酶、CX酶纤维二糖葡萄糖苷酶葡萄糖(2017全国卷)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)。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，葡萄糖还可以为其他有机物的合成提供原料。(2)选择培养基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，培养基中若含有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H2PO/HPO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稳定1微生物的筛选与鉴别方法(1)微生物的筛选方法单菌落挑取法利用平板划线法或稀释涂布平板法接种到固体平板培养基表面，直接根据微生物菌落的特征利用单菌落挑取的方法获得目的微生物选择培养法利用选择培养基对微生物进行选择培养，直接获得目的微生物鉴定培养法利用鉴别培养基使目的微生物菌落呈现特有的特征，然后筛选目的微生物(2)微生物的鉴别方法菌落特征鉴别法根据微生物在固体平板培养基表面形成的菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征进行鉴别指示剂鉴别法如培养基中加入酚红指示剂，培养某种微生物后，培养基变红，说明该种微生物能够分解尿素染色鉴别法如利用刚果红染色法，根据培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈来筛选分解纤维素的微生物2两种计数方法的比较间接计数法(稀释涂布平板法)直接计数法(显微计数法)原理当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量公式每克样品中的菌落数(CV)MC：某稀释度下平板上生长的平均菌落数；V：涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)；M：稀释倍数每毫升原液所含细菌数：每小格平均细菌数400104稀释倍数缺点当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落不能区分细胞死活结果比实际值偏小比实际值偏大1(2014全国卷)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题：(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将_分解成_。(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成_色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的_。(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表)：酵母膏无机盐淀粉纤维素粉琼脂CR溶液水培养基甲培养基乙注：“”表示有，“”表示无。据表判断，培养基甲_(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是_；培养基乙_(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是_。解析：(1)纤维素酶包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，C1酶、CX酶催化纤维素分解成纤维二糖，葡萄糖苷酶将纤维二糖分解成葡萄糖。(2)CR能与培养基中的纤维素形成红色复