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2019-2020年高考生物一轮复习 选考部分 生物技术实践学案(一) 果酒和果醋的制作1.回答下列有关问题(1)完善果酒、果醋的制作流程：(2)据制作果酒和果醋的发酵装置填空：装置中a为充气口，用于向装置内通气；b为排气口，用于排出CO2；c为出料口，用于取样检测。b长而弯曲，目的是防止空气中微生物的污染。葡萄汁装入发酵瓶时，要留出约1/3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造成发酵液溢出。使用该装置制作果酒时，应关闭充气口a，制果醋时，应将充气口a连接气泵，输入氧气。(3)判断正误：在果酒自然发酵中，需人工添加酵母菌种()变酸的酒表面的菌膜是酵母菌繁殖形成的()果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵()醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸()1.“表格法”比较果酒和果醋的制作原理菌种反应果酒酵母菌有氧条件，大量繁殖：C6H12O66O26CO26H2O无氧条件，产生酒精：C6H12O62C2H5OH2CO2果醋醋酸菌氧气、糖源都充足时：糖醋酸缺少糖源时：乙醇乙醛醋酸C2H5OHO2CH3COOHH2O2.掌握实验设计与操作过程(二)腐乳的制作2.回答与腐乳制作有关的问题(1)填写制作过程：(2)判断正误：制作腐乳的菌种只有毛霉()腐乳制作主要利用了毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶()在腐乳制作过程中加入香辛料既能调节风味，还具有防腐杀菌作用()在腐乳制作过程中，盐的用量要适宜，酒的含量一般控制在12%左右()3.图解腐乳制作的原理、操作流程(1)制作原理：(2)实验流程及影响因素：果酒和果醋的制作D制作果酒、果醋的过程需保持菌种活性，制作腐乳的过程不需要解析：选C制作果酒的酵母菌属于真核生物，制作果醋的醋酸菌属于原核生物，制作腐乳的毛霉属于真核生物，A错误；制作果酒在无氧条件下进行，制作果醋、腐乳需在有氧条件下进行，B错误；制作果酒、果醋主要利用的是胞内酶，制作腐乳主要利用的是胞外酶，C正确；制作果酒、果醋和腐乳的过程中均需保持菌种活性，D错误。拓展归纳制作果酒和果醋的发酵装置分析该装置的使用方法：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口，制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气命题点2果酒、果醋制作的原理和过程2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)细胞质基质重铬酸钾线粒体快(2)有氧(3)低于(4)原不含有拓展归纳果酒和果醋制作的注意事项(1)选用新鲜葡萄，榨汁前先冲洗后除去枝梗，但冲洗的次数不能太多。原因是避免除去枝梗时引起葡萄被破坏，增加被杂菌污染的机会；若冲洗次数太多，则酵母菌数量减少，发酵周期加长，酒精含量下降。(2)葡萄汁装入发酵瓶时，留有大约1/3的空间，目的是既有利于酵母菌进行有氧呼吸，通过出芽生殖大量繁殖后代，又防止发酵旺盛时汁液溢出。(3)防止发酵液污染的三项操作：清洗榨汁机并晾干；发酵瓶用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤；封闭充气口。(4)带盖的瓶子进行果酒制作中，每次排气时只需拧松瓶盖(发酵旺盛期，CO2产生量大，防止发酵瓶爆裂)，不要完全揭开瓶盖等。制醋时，需将瓶盖打开，盖上一层纱布以减少空气中尘土等污染。(5)严格控制发酵条件：控制时间、温度(果酒：1825 ；果醋：3035 )与气体条件(果酒：先通气后密封；果醋：持续通入无菌空气)。腐乳的制作1.(xx南京9月调研)下列关于传统发酵技术的叙述，错误的是()A家庭制作果酒、果醋、腐乳可以不用专门接种B制作果酒、果醋、腐乳的主要菌种，都能进行有氧呼吸C制作果酒、果醋、腐乳的主要菌种，只有毛霉是真核生物D制作果酒、果醋、腐乳过程中所需温度最高的是果醋的制作解析：选C家庭制作果酒、果醋、泡菜、腐乳可以不用专门接种，用自然菌种，A正确；制作果酒的酵母菌、制作果醋的醋酸菌、制作腐乳的毛霉，都能进行有氧呼吸，B正确；制作果酒、果醋、腐乳的菌种中，酵母菌和毛霉是真核生物，C错误；制作果酒的适宜温度是1825 、制作果醋的适宜温度是3035 、制作腐乳的适宜温度是1518 ，由此可见，所需温度最高的是果醋的制作，D正确。2(xx海南高考)回答下列关于腐乳制作的问题：(1)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物参与了该发酵过程，其中起主要作用的微生物是_，其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为_和_；其产生的_能将豆腐中的脂肪水解为_和_。(2)发酵完成后需加盐腌制，加盐还可以抑制_生长。(3)腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配置而成的卤汤。卤汤除具有一定的防腐作用外，还能使腐乳具有独特的_。解析：(1)腐乳制作发酵过程中起作用的微生物有多种，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，毛霉产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解成(多)肽和氨基酸，产生的脂肪酶能够将豆腐中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。(2)发酵过程中加盐腌制，不仅可以调制风味，而且能够抑制杂菌等其他微生物的生长。(3)腐乳制作后期加入卤汤，卤汤不仅可以防腐，还可以使腐乳具有独特的风味(或香味)。答案：(1)毛霉(多)肽氨基酸脂肪酶甘油脂肪酸(2)微生物(3)风味拓展归纳腐乳制作的要点(1)腐乳的主要成分不是蛋白质和脂肪，而是多肽、氨基酸、甘油和脂肪酸。(2)豆腐上生长的白毛是毛霉白色的直立菌丝，在豆腐中还有匍匐菌丝。腐乳外部有一层致密的“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝，它能形成腐乳的“体”，使腐乳成形。“皮”对人体无害。(3)腐乳制作过程中，影响腐乳风味和质量的因素有豆腐含水量、盐的用量、发酵温度、发酵时间、酒的种类和用量、香辛料的用量等。具体见下表：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(4)腐乳制作中的三个“主要作用”：加盐能抑制微生物的生长、析出豆腐中的水分、调味等，但主要作用是抑制微生物的生长。加酒能调味、抑制微生物的生长，但主要作用是调味。参与腐乳发酵的微生物有曲霉、青霉、毛霉等，但起主要作用的是毛霉。高考真题集中研究找规律1(xx江苏高考，多选)如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是()A改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响B果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸C果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关D气体入口与气体出口可以交换使用解析：选ABC改变通入气体的种类，如分别通入氮气和氧气，可研究无氧呼吸和有氧呼吸对发酵的影响；果酒发酵中期通入氮气，更利于创造无氧条件，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸；果醋发酵的菌种是醋酸菌，其生长的适宜温度是3035 ，温度能影响醋酸菌的代谢，从而影响果醋的发酵周期；气体的入口必须伸入培养液中，气体出口不能伸入培养液中，如果气体的入口和出口交换，会导致发酵液喷出。2(xx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成品腐乳表面的黏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；毛霉的主要作用是分解蛋白质和脂肪；成品腐乳表面的黏性物质主要是毛霉产生的菌丝。3(xx江苏高考)下列关于中学“腐乳的制作”实验，叙述正确的是()A加盐主要是为了调节水分，利于毛霉生长B加料酒主要是为了灭菌，避免腐败变质C发酵过程中起主要作用的是乳酸杆菌D实验室制作的腐乳不宜直接食用解析：选D加盐主要是为了抑制杂菌的生长，同时也可析出水分，有利于腐乳成形，而不是调节水分，利于毛霉生长；加料酒可以抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的风味，但不能灭菌；在腐乳制作的发酵过程中起主要作用的是毛霉；实验室制作的腐乳因未经质量鉴定，不宜直接食用。4(xx江苏高考)关于“腐乳的制作”实验，下列叙述错误的是()A将腐乳坯堆积起来会导致堆内温度升高，影响毛霉生长B腐乳坯若被细菌污染，则腐乳坯表面会出现黏性物C勤向腐乳坯表面喷水，有利于毛霉菌丝的生长D装坛阶段加入料酒，可有效防止杂菌污染解析：选C腐乳坯应分层整齐排放并留有一定空隙，以保证氧气供应，利于毛霉生长。毛霉有氧呼吸能释放大量能量，大部分以热能形式散失，堆内温度过高会影响毛霉生长。毛霉是丝状真菌，若腐乳坯表面出现黏性物，可能是被其他杂菌污染。毛霉是好氧真菌，经常向腐乳坯表面喷水，不利于毛霉菌丝的生长。料酒能抑制微生物的生长，故能有效防止杂菌污染。5(xx江苏高考，多选)下图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述错误的是()A发酵过程中酒精的产生速率越来越快B集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2C发酵过程中酵母种群呈“J”型增长D若发酵液表面出现菌膜，最可能原因是发酵瓶漏气解析：选ABC酵母菌发酵过程中因营养物质的消耗、pH的变化等，酒精的产生速率会越来越慢。集气管收集的气体除酵母菌无氧呼吸产生的CO2外，还有有氧呼吸产生的CO2。发酵过程中，随着营养物质消耗、pH降低等，酵母菌的繁殖速度会变慢，其种群不会呈“J”型增长。发酵液表面出现的菌膜可能是醋酸菌在有氧条件下繁殖产生的，说明发酵瓶可能漏气。6.(xx江苏高考，多选)某同学设计了如图所示的发酵装置，下列有关叙述正确的是()A该装置可阻止空气进入，用于果酒发酵B该装置便于果酒发酵中产生的气体排出C去除弯管中的水，该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸D去除弯管中的水后，该装置与巴斯德的鹅颈瓶作用相似解析：选ABD该装置中注水的弯曲部分可阻止空气进入，能用于果酒发酵；果酒发酵产生的CO2可溶解在弯管的水中，进一步通过水排出；醋酸菌是好氧菌，因没有通入无菌空气，去除弯管中的水也不能满足底层发酵液中醋酸菌的呼吸需求；去除弯管中的水后，该装置的弯管部分也能防止空气中的微生物进入，与巴斯德的鹅颈瓶作用类似。7(xx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调研试题重点研究明趋势一、选择题1(xx南通一模)下列有关果酒、果醋和腐乳制作实验的叙述，错误的是()A通过控制发酵温度，可抑制其他微生物的生长繁殖B都是利用微生物胞内酶催化获得最终产品C果酒、果醋发酵的培养基呈液态而腐乳发酵培养基呈固态D都可以通过人工接种菌种提高产品质量解析：选B果酒、果醋和腐乳制作的温度是不一样的，通过控制发酵温度可以抑制其他微生物的生长繁殖；果酒和果醋利用的是胞内酶，而腐乳主要利用的是毛霉分泌的胞外酶。2(xx苏州一模)利用葡萄汁发酵生产葡萄酒，当酒精含量达到12%16%时，发酵就停止了。下列有关解释中，错误的是()A酒精对酵母菌有毒害作用B葡萄汁中的营养物质不足C发酵液中pH逐渐降低影响酶的活性D氧气过少导致酵母菌无法进行细胞呼吸解析：选D酒精是发酵的产物，但酒精对细胞有一定的毒害作用；随着发酵进行，发酵液中的营养物质减少，pH逐渐降低，酵母菌会大量死亡，发酵停止；酵母菌是兼性厌氧菌，不会因氧气过少而无法进行细胞呼吸。3(xx苏锡常调研)下图表示利用苹果制备果酒、果醋的流程图。下列有关叙述错误的是()A过程接种人工培育的酵母菌可以提高苹果酒的品质B苹果原醋可以为过程提供所需菌种C过程所需的最适温度低于过程D整个发酵过程都必须在严格无菌条件下才能正常进行解析：选D果酒发酵的适宜温度为1825 ，果醋发酵的适宜温度为3035 ；果酒发酵可以利用附着在苹果皮上的野生型酵母菌，发酵过程不需要严格无菌条件。4下列有关利用苹果制作果酒和果醋的连续发酵的叙述，错误的是()A发酵装置内的液体高度一般不超过2/3B发酵装置必须具有充气口和排气口C连续发酵的过程中要保持温度的恒定D醋酸菌可以将糖和乙醇转变为醋酸解析：选C果酒发酵时的温度为1825 ，果醋发酵时的最适温度为3035 ，所以连续发酵的过程中温度需要改变。5(xx无锡一模)下图中甲是果醋发酵装置，乙是发酵过程中培养液pH变化曲线图，下列叙述正确的是()A发酵初期不通气，溶液中没有气泡产生B中期可以闻到酒香，说明进行了酒精发酵C后期接种醋酸菌，适当通气并保持原有温度D图乙中能正确表示pH变化的曲线是解析：选B发酵初期不通气，酵母菌仍能进行无氧呼吸产生二氧化碳，所以溶液中有气泡产生；酒精是酵母菌无氧呼吸产生的，若中期可以闻到酒香，说明进行了酒精发酵；果酒制作需要缺氧环境，且温度为1825 ，而果醋制作需要氧气，且温度为3035 ，所以接种醋酸菌，应适当通气并提高培养温度；果酒制作中，产生的二氧化碳溶于水形成碳酸，使pH下降，进入果醋发酵后，产生的醋酸也使pH下降，所以图乙中能正确表示pH变化的曲线是。6下列关于“腐乳的制作”叙述错误的是()A制作腐乳时毛霉等多种微生物共同发挥作用B毛霉生长的最适温度为3035 C后期发酵时间长短与盐用量、卤汤成分等有关D封瓶时最好将瓶口通过酒精灯的火焰解析：选B腐乳的制作是毛霉等多种微生物共同作用的结果；毛霉生长的最适温度为1518 。7下图装置可用于生物技术实践的相关实验。下列有关叙述正确的()A制作果酒、果醋或腐乳时，所需控制的温度都是相同的B两种装置都可以先用于果酒的制作，后用于果醋的制作C用装置甲制作腐乳时，自下而上随着豆腐块加高逐渐减少用盐量D装置乙中b为排气口，c为充气口，可防止空气中微生物的污染解析：选B制作果酒、果醋或腐乳时，控制的温度分别是1825 、3035 、1518 ；用装置甲制作腐乳时，越接近瓶口微生物感染机会增加，所以加盐量也增大；装置乙中b为充气口，c为排气口，排气管弯曲可防止空气中微生物的污染。8下列叙述错误的是()A醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸B酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精C泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵D腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶解析：选A醋酸菌是好氧细菌，只有当氧气充足时，才能利用乙醇产生醋酸；酵母菌是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行无氧呼吸产生酒精；泡菜制作利用的原理是乳酸菌在无氧条件下可将葡萄糖分解成乳酸；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。9下面是利用微生物制作果酒、果醋的流程示意图，请据图判断下列说法正确的是()A制作果酒时，先去除烂籽粒和枝梗，再用清水冲洗掉污物B榨汁前，榨汁机和发酵瓶都需要用体积分数为70%的盐酸消毒CA过程是酒精发酵，A过程结束后，只需要提高一定的环境温度就能产生果醋D导致发酵产物不同的重要因素是温度、时间、菌种等解析：选D为防止杂菌污染，应该在冲洗之后再去除枝梗和烂籽粒等；榨汁机不需要消毒，消毒时需用70%的酒精；A过程是酒精发酵，A过程结束后，需要采取增加醋酸菌，打开充气口、提高环境温度等措施后才能进行果醋发酵。10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，码放豆腐时要留出一定缝隙，以利于其有氧呼吸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从图示可以看出，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。11(xx南京六校联考，多选)下列关于传统发酵技术的叙述，错误的是()A与自然发酵相比，人工接种菌种不易被杂菌污染B较高温度和密闭环境有利于果醋的发酵C盐的用量、酒的种类和用量、温度等均会影响腐乳风味D果酒、果醋和腐乳制作的微生物细胞呼吸产生CO2的场所都是细胞质基质解析：选BD果醋的发酵需要较高温度，但应该在有氧环境中，不是密闭环境；参与腐乳制作的微生物是毛霉，属于需氧型真核生物，产生CO2的场所不是细胞质基质，而毛霉和酵母菌有氧呼吸产生的CO2场所是线粒体。12(xx盐城南洋中学诊断，多选)下列关于腐乳制作的描述中，正确的是()A在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与B含水量大于85%的豆腐利于保持湿度，适宜制作腐乳C加盐和加酒都能抑制微生物的生长D密封瓶口前瓶口不需要通过火焰灭菌解析：选AC腐乳制作中毛霉等微生物产生的蛋白酶能催化豆腐中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸。制作腐乳用的是含水量为70%的豆腐，含水量太高腐乳不易成形。加盐能析出豆腐中的水分，并抑制微生物的生长，卤汤中加酒也能抑制微生物的生长，并能调味。腐乳密封腌制时，封瓶时需将瓶口通过火焰以防杂菌污染。二、非选择题13(xx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)14氨基丁酸(GABA)是具有降血压、抗焦虑等功能的水溶性氨基酸。科研人员通过实验研究了白方腐乳在前发酵、盐腌和后发酵过程中GABA的含量变化，为寻找生产富含GABA腐乳的工艺奠定基础。实验步骤如下： 豆腐白坯表面接种毛霉孢子后，在适宜的温度和湿度下培养48 h，获得毛坯。 将毛坯分层整齐地摆放在瓶中，盐腌5天。 腌制后加入卤汤，置于28 恒温箱中后发酵90天。 分别采集各时段的腐乳坯样品，测定GABA含量，结果如下。请分析回答：(1)通常含水量为_左右的豆腐适合做腐乳；毛霉生长的适宜温度为_。(2)前发酵过程中，毛坯的GABA含量发生明显变化的原因是_。(3)步骤中，加盐腌制的正确方法是_。此过程腐乳干重中的GABA含量下降，一方面与食盐抑制毛霉生长，酶活性降低有关；另一方面部分GABA会_而导致测定值减小。(4)后发酵过程中，GABA含量再次增加的主要原因是_，后发酵_天后的白方腐乳出厂销售比较适宜。解析：(1)含水量为70%的豆腐适合做腐乳，水分过多则腐乳不易成形。毛霉生长的适宜温度为1518 。(2)在前期发酵过程中，毛霉生长旺盛，产生的蛋白酶量多、活性高，蛋白质被大量水解为小分子肽和氨基酸。(3)腌制时要逐层加盐，随着层数的加高增加用盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些。氨基丁酸(GABA)是水溶性氨基酸，腌制过程中会溶解于水，随水流失，因而测定值会减小。(4)在后期发酵过程中，毛霉已经死亡，但从其中浸提出来的蛋白酶仍能发挥作用，相对于前期发酵来说，需要更长的时间，腐乳发酵过程的后熟作用时间长。由图可以看出，后发酵60天后的白方腐乳GABA含量较高，出厂销售比较适宜。答案：(1)70%1518 (2)毛霉产生的蛋白酶促进蛋白质水解产生GABA(3)逐层加盐，随着层数的加高增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些溶解于水，随水流失(4)毛霉产生的蛋白酶继续发挥作用6015鸭梨醋饮属于绿色健康饮品，既保存了鸭梨中的多种氨基酸、维生素、矿物质、有机酸等营养成分，又兼具果醋醒酒护肝、助消化、降低血脂、软化血管等的养生保健功能，深受广大消费者的青睐。下面为鸭梨醋饮的制作流程图，请据图回答问题：(1)果酒的酿造原理是先使酵母菌进行_，以增加酵母菌的数量，然后再通过_获得果酒。(2)在果酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在_上的野生型酵母菌。(3)酒精发酵时一般将温度控制在1825 ，温度过高时，酵母菌代谢减慢甚至死亡，原因是_。(4)果醋发酵过程中，适宜的温度为_，较高的酒精度通常不适宜进行醋酸发酵，原因是_。(5)酒精发酵后转入醋酸发酵前，除改变温度外，还需调整的发酵条件是_。解析：(1)果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌在氧气充足时进行有氧呼吸，大量繁殖，在无氧条件下，进行无氧呼吸产生酒精。(2)在果酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在鸭梨皮上的野生型酵母菌。(3)温度主要影响酶的活性。(4)醋酸菌的最适生长温度为3035 。酒精浓度过高会抑制醋酸菌的生长和代谢，影响产酸量。(5)醋酸菌是需氧型细菌，发酵时需要通入无菌空气。答案：(1)有氧呼吸无氧呼吸(2)鸭梨皮(3)温度过高，酶的活性降低或失活(4)3035 较高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢，使产酸量下降(5)通入无菌空气第二讲微生物的利用(一)培养基和无菌技术1.据某微生物培养基的配方表回答下列问题编号成分(NH4)2SO4KH2PO4FeSO4CaCl2H2O含量0.4 g4.0 g0.5 g0.5 g100 mL(1)此培养基按物理性质划分属于液体培养基，因为没有凝固剂(如琼脂)；按功能划分属于选择培养基，因为没有碳源，只有自养型微生物才能生长(利用空气中的CO2)。(2)此培养基含有的微生物的营养成分包括水、无机盐和氮源三类，若加入氨基酸，则它可充当的营养成分包括碳源、氮源和生长因子。(3)若要观察微生物的菌落特征，培养基中应添加的成分是凝固剂(琼脂)。(4)若用该培养基来分离尿素分解菌，应除去表中成分(填表中序号)，应加入尿素和不含氮元素的有机物。2.连线消毒和灭菌的方法1.图解培养基和无菌技术(1)培养基：(2)无菌技术：2.谨记易错的两个方面(1)培养基中营养物质的确定方法：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。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，氮源也主要由有机物提供，部分异养型微生物也可以利用无机氮源。(2)选择无菌技术的原则：考虑无菌技术的效果：灭菌的效果比消毒要好。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。(二)微生物的分离与培养3.下图是倒平板的操作，请据图填空(1)请用文字和箭头写出正确的倒平板操作流程：丙乙甲丁。(2)甲、乙、丙中的灭菌方法是灼烧灭菌。(3)丁中的操作需要等待平板冷却凝固才能进行。4.下面是采用纯化微生物培养的两种接种方法，接种后培养的效果图，请完成下列问题(1)获得图A效果和图B效果的接种方法分别是稀释涂布平板法、平板划线法。 (2)某同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成一片，最可能的原因是什么？应当怎样操作才可避免此种现象。答案：最可能的原因是菌液浓度过高或划线时在划下一区域前未将接种环灭菌。采取的措施是增大稀释倍数或每次划新区域前先将接种环灭菌。3.图示大肠杆菌的纯化培养过程4.记住倒平板的四个注意事项(1)培养基需冷却至50 时开始倒平板，倒平板时高于50 则会烫手，低于50 时若不能及时操作，培养基会凝固。(2)需要使锥形瓶的瓶口通过火焰灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。(3)平板冷凝后，要将平板倒置。平板倒置后，既可使培养基表面的水分更好地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。(4)在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板不能用来培养微生物。培养基及无菌技术命题点1培养基的种类及成分1下列关于微生物培养所需营养物质的叙述，正确的是()A凡是碳源都能提供能量B碳源物质不可能同时是氮源C无机氮源也能提供能量D除水以外的无机物只提供无机盐解析：选C无机碳源不提供能量；有些物质可以既作碳源又作氮源，如牛肉膏；自然界中一些微生物可进行化能合成作用，如硝化细菌，可以无机氮源合成自身物质，同时通过氧化外界无机物获得生长所需能量；无机物也可提供碳源和氮源，如碳酸盐和硝酸盐等。2(xx如皋市开学考试)微生物的实验室培养要用到基础培养基，但培养不同的微生物还需满足其生长、繁殖的特殊需求。下列有关说法正确的是()A培养霉菌时需将培养基的pH值调至碱性B培养乳酸菌时需在培养基中添加维生素C在基础培养基中添加纤维素用于筛选能分解纤维素的菌种D培养酵母菌时需要提供无氧的条件解析：选B霉菌生长所需要的pH是酸性，培养霉菌时应将pH调至酸性，在碱性情况下不易繁殖，甚至会导致霉菌死亡，A错误；维生素是乳酸菌生长繁殖所必需的，在体内又不能合成，因此要在培养乳酸菌的培养基中添加维生素，B正确；基础培养基含有其他碳源，应该用纤维素为唯一碳源的培养基筛选分解纤维素的菌种，C错误；酵母菌是兼性厌氧型微生物，在有氧条件下大量繁殖，无氧条件下产生酒精，所以培养酵母菌时需要提供有氧的条件，D错误。拓展归纳方法一加入某些特定物质原理 依据某些微生物对某些物质的抗性，在培养基中加入某些物质，以“抑制”不需要的微生物，“促进”所需要的微生物生长举例培养基中加入高浓度食盐时可抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长，从而可将该菌分离出来在培养基中加入青霉素时可抑制细菌、放线菌的生长，从而分离得到酵母菌和霉菌方法二改变培养基营养成分培养基中缺乏氮源时可分离自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存培养基中若缺乏有机碳源则异养微生物无法生存，而自养微生物可利用空气中的CO2制造有机物生存方法三利用“特定成分”分离当石油是唯一碳源时可抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，从而分离出能消除石油污染的微生物方法四通过某些“特殊环境”分离在高盐环境中可分离耐盐菌，其他菌在盐浓度高时易失水而不能生存在高温环境中可分离得到耐高温的微生物，其他微生物在高温环境中因酶失活而无法生存命题点2无菌技术的操作3下列操作必需在严格无菌条件下进行的是()A称量牛肉膏蛋白胨培养基的各种成分B利用平板划线法接种大肠杆菌C用酒精擦拭双手D溶化牛肉膏蛋白胨培养基的各种成分解析：选B称量牛肉膏蛋白胨培养基的各种成分要求清洁和消毒；利用平板划线法接种大肠杆菌必须在严格无菌条件下进行，否则混入杂菌，不能提取到目的菌；用酒精擦拭双手为清洁和消毒；配制好的培养基还要进行灭菌，故溶化牛肉膏蛋白胨培养基的各种成分无需灭菌。4(xx南通模拟)如图是灭菌锅及其局部剖面示意图，下列相关叙述错误的是()A甲、乙、丙分别是安全阀、放气阀和压力表B使用时应在锅内水煮沸并排除全部冷空气后才关闭乙C灭菌结束后应立即打开乙，放出锅内热蒸汽D为达到良好灭菌效果，丙上数据应在100 kPa下维持1530 min解析：选C灭菌结束后，应切断热源，等灭菌锅内温度自然下降，到压力表的压力降到零时，再打开排(放)气阀，以防止提前打开排(放)气阀，锅内压力突然下降，导致灭菌容器内的液体冲出容器，造成污染。拓展归纳高压蒸汽灭菌锅及其使用手提式高压灭菌锅结构示意图操作步骤操作要领加水将内层灭菌桶取出，向外层锅内加水，水面与三角形搁架平齐装锅待灭菌物品放在灭菌桶中(不要装得太满)，加盖，对称固定螺栓加热排气加热灭菌锅，打开排气阀，等冷空气完全排尽后，关闭排气阀保温保压一般压力为100 kPa、温度为121 下，保温保压1530 min出锅压力表降至“0”点，温度下降后，打开排气阀，旋开固定螺栓，取出灭菌物品微生物的分离与培养关键点拨1制备牛肉膏蛋白胨培养基项目要求操作计算根据配方比例计算配制100 mL的培养基所需各种成分的用量称量准确地称取放在称量纸上称量动作迅速，及时盖瓶盖溶化防止琼脂糊底连同称量纸一起加水、加热待牛肉膏溶化取出称量纸添加蛋白胨、氯化钠、琼脂玻璃棒不停地搅拌补加蒸馏水至100 mL灭菌杀死芽孢和孢子培养基高压蒸汽灭菌培养皿干热灭菌倒平板待培养基冷却至50 在酒精灯火焰旁操作锥形瓶的瓶口要迅速通过火焰左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中培养基倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖待培养基凝固，将平板倒置，使皿盖在下，皿底在上注意：溶化后需先调节pH，再分装后灭菌。2平板划线法和稀释涂布平板法的比较项目平板划线法稀释涂布平板法分离结果计数不能可以接种用具接种环涂布器注意事项(1)几次灼烧接种环的目的：取菌种之前灼烧的目的：杀死接种环上原有的微生物每次划线之前灼烧的目的：杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线菌种数目减少划线结束灼烧的目的：杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者(2)第二次以后的划线操作：总是从上一次划线末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落(1)稀释操作时：每支试管及其中 9 mL 的水、移液管均需灭菌；操作时，试管口和移液管应在离火焰12 cm处(2)涂布平板时：涂布器用 70%酒精消毒，取出时，多余酒精在烧杯中滴尽，沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精酒精灯与培养皿距离要合适，移液管头不要接触任何物品共同点都要用到固体培养基；都需进行无菌操作；都会在培养基表面形成单个的菌落；都可用于观察菌落特征题点突破命题点1制备大肠杆菌培养基1下列关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的叙述，错误的是()A操作顺序为计算称量溶化倒平板灭菌B将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯C待培养基冷却至50 左右时倒平板D待平板冷却凝固后将平板倒过来放置解析：选A制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤是计算称量溶化灭菌倒平板，其顺序不能颠倒。牛肉膏容易吸潮，所以称好后需将称量纸一同放入烧杯，当牛肉膏溶化并与称量纸分离后，用玻璃棒取出称量纸。待培养基冷却到50 左右，并且处于溶化状态时开始倒平板，平板冷却凝固后才能倒置。命题点2纯化大肠杆菌2(xx苏州期初)关于实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作，下列说法正确的是()A配培养基、倒平板、接种需要在酒精灯火焰旁进行B倒平板时，倒入的培养基冷却后盖上培养皿的皿盖C划线接种时，灼烧接种环后立即进行再次划线D划线接种结束后，需将平板倒置后放入培养箱中培养解析：选D倒平板、接种需要在酒精灯火焰旁进行，配培养基不需要在酒精灯的火焰旁进行，A错误；倒入培养基后立即盖上培养皿的皿盖，冷却后将平板倒过来放置，B错误；划线接种时，灼烧接种环后要等待其冷却后才能进行再次划线，C错误；划线接种结束后，需将平板倒置后放入培养箱中培养，D正确。3(xx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火焰的充分燃烧层灼烧，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)溶解氧营养物质拓展归纳统计菌落数目的两种方法(1)显微镜直接计数法：原理：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。方法：用计数板计数。缺点：不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)：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。计算公式：每克样品中的菌株数(CV)M，其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。操作：设置重复组，增强实验的说服力与准确性。同时为了保证结果准确，一般选择菌落数在30300的平板进行计数。高考真题集中研究找规律1(xx江苏高考，多选)漆酶属于木质素降解酶类，在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途。下图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程，相关叙述正确的是()A生活污水中含有大量微生物，是分离产漆酶菌株的首选样品B筛选培养基中需要加入漆酶的底物，通过菌落特征挑出产漆酶的菌落C在涂布平板上长出的菌落，再通过划线进一步纯化D斜面培养基中含有大量营养物，可在常温下长期保存菌株解析：选BC生活污水中含木质素的物质相对较少，产漆酶菌株也较少，不宜作为分离产漆酶菌株的样品；产漆酶菌株可降解木质素，在筛选培养基中加入木质素可筛选产漆酶的菌株，筛选时可通过菌落特征挑出产漆酶的菌落；在涂布平板上生长的菌落可能还有其他杂菌，可再通过平板划线法进一步纯化；对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法，即在20 的冷冻箱中保存。2(xx江苏高考)做“微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是()A高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖B倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上C为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落D用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上解析：选D在高压灭菌的操作过程中，加热结束后应让灭菌锅内温度自然下降，待压力表的压力降到零时，打开放气阀，旋松螺栓，打开盖子。倒平板时，用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，而不是完全取下放到一边。接种环经火焰灼烧灭菌后应在火焰旁冷却后，再用其挑取菌落。在微生物的培养中，一般将培养皿倒置，在皿底上用记号笔做标记。3(xx江苏高考)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃，可用来发酵处理秸秆，提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果，研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题：(1)在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是_(填序号)。酒精灯培养皿显微镜无菌水(2)在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是_。(3)向试管内分装含琼脂的培养基时，若试管口粘附有培养基，需要用酒精棉球擦净的原因是_。(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上，筛到了几株有透明降解圈的菌落(见下图)。图中降解圈大小与纤维素酶的_有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是_(填图中序号)。(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4，在不同温度和pH条件下进行发酵，测得发酵液中酶活性的结果见下图，推测菌株_更适合用于人工瘤胃发酵，理由是_。解析：(1)在样品稀释和涂布平板过程中，需要在酒精灯火焰附近进行操作，培养皿用于盛放培养基并培养细菌，无菌水做稀释的溶剂，此处唯一用不到的是显微镜。(2)在涂布平板时，要取少量菌悬液滴加到培养基表面，因为如果滴加菌悬液量过多，菌悬液就会堆积在培养基表面，影响分离效果。(3)在向试管内分装含琼脂的培养基时，如果试管口粘附有培养基，就很容易使棉塞受到污染，因此，需要用无菌的酒精棉球将试管口擦拭干净。(4)因为刚果红可以与纤维素形成红色复合物，且不与纤维素降解产物反应。所以在刚果红培养基平板上，菌落周围有透明降解圈是纤维素被降解的结果，降解圈大小由纤维素酶的活性和量决定。图中菌落周围的降解圈最大，因此其降解纤维素的能力最强。(5)考虑到人工瘤胃的发酵过程会使发酵液酸性增加，温度升高，在这个前提下观察在不同温度和pH条件下测得的发酵液中酶活性的结果图，从图中可以看出，在高温和低pH条件下都是J4菌株中的纤维素酶的活性较高，因而该菌株更适合用于人工瘤胃发酵。答案：(1)(2)培养基表面的菌悬液会出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果(3)避免培养基污染棉塞(4)量与活性(5)J4发酵过程会产热和产酸，J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高4(xx江苏高考节选)为了获得胡萝卜素产品，某小组开展了产胡萝卜素酵母的筛选与色素提取实验。请回答下列问题：