2023屆復習 二輪復習　發(fā)酵工程 課件 （32張）

專題九生物技術與工程專題九生物技術與工程思維導圖體系構建第15講發(fā)酵工程教材剖析擴展提升1．制作傳統(tǒng)泡菜的鹽水需煮沸并冷卻后才可使用，原因是什么？(選擇性必修3P6“探究·實踐”)__________________________________________________________________________________________________________________________________2．在制作果酒的第4步，每隔12h左右就要將瓶蓋擰松一次，但又不打開，這樣做的目的是什么？(選擇性必修3P7“探究·實踐”)__________________________________________________________________________________________________________________________________專題九生物技術與工程提示：加熱煮沸是為了殺滅雜菌，冷卻之后使用是為了保證乳酸菌等微生物的生命活動不受影響。提示：使二氧化碳排出，不打開瓶蓋是防止氧氣和有害雜菌進入。教材剖析擴展提升3．操作時，接種環(huán)通過滅菌，在第二次及以后劃線時，總是從上一次的末端開始劃線。這樣做的目的是什么？(選擇性必修3P13“探究·實踐”)__________________________________________________________________________________________________________________________________4．該實驗中的選擇培養(yǎng)基對分解尿素的細菌具有選擇作用。若要判斷選擇培養(yǎng)基是否起到了篩選的作用，對照組應如何設置？(選擇性必修3P19“探究·實踐”)__________________________________________________________________________________________________________________________________專題九生物技術與工程提示：將聚集的菌體逐步稀釋以便獲得不連續(xù)的單個菌落。提示：用完全培養(yǎng)基接種后在相同條件下同時培養(yǎng)。教材剖析擴展提升5．發(fā)酵罐中設計攪拌葉輪進行攪拌的意義是什么？(選擇性必修3P23“文字信息”)__________________________________________________________________________________________________________________________________6.流程⑥在加入酵母菌前需將麥汁進行冷卻，其目的是什么？(選擇性必修3P25“思考·討論”)__________________________________________________________________________________________________________________________________專題九生物技術與工程提示：使菌種與發(fā)酵底物更能充分接觸，提高發(fā)酵效率。提示：防止高溫殺死酵母菌(或保持酵母菌細胞的活性)。教材剖析擴展提升1．在果酒發(fā)酵過程中，絕大多數微生物不能在發(fā)酵液中生存的原因是什么？__________________________________________________________________________________________________________________________________2．實驗中接種方法一般采用的是平板劃線法，不必采用稀釋涂布平板法，其依據是什么？__________________________________________________________________________________________________________________________________專題九生物技術與工程答案：酸性的發(fā)酵液和產物酒精均會抑制其他微生物生長。答案：稀釋涂布平板法可以用來計數活菌，平板劃線法不能用于計數活菌，只能用于分離菌種；若沒有計數菌落數量的目的，不必采用稀釋涂布平板法。教材剖析擴展提升3．無論是米曲霉發(fā)酵過程，還是發(fā)酵池發(fā)酵過程中，都要隨時檢測培養(yǎng)液中微生物數量、產物濃度等了解發(fā)酵過程。為什么還要及時添加必需的營養(yǎng)組分，要嚴格控制溫度、pH和溶解氧等發(fā)酵條件呢？__________________________________________________________________________________________________________________________________專題九生物技術與工程答案：目的是保證發(fā)酵的正常進行。因為發(fā)酵條件不僅會影響微生物的生長繁殖，而且會影響微生物的代謝產物的形成。教材剖析擴展提升考點一微生物的培養(yǎng)與利用(2022·廣東卷)研究深海獨特的生態(tài)環(huán)境對于開發(fā)海洋資源具有重要意義。近期在“科學號”考察船對中國南?？瓶贾校袊茖W家采集了某海域1146米深海冷泉附近沉積物樣品，分離、鑒定得到新的微生物菌株并進一步研究了其生物學特性。專題九生物技術與工程教材剖析擴展提升回答下列問題：(1)研究者先制備富集培養(yǎng)基，然后采用________________法滅菌，冷卻后再接入沉積物樣品，28℃厭氧培養(yǎng)一段時間后，獲得了含擬桿菌的混合培養(yǎng)物，為了獲得純種培養(yǎng)物，除了稀釋涂布平板法，還可采用________________法。據圖分析，擬桿菌新菌株在以________________為碳源時生長狀況最好。(2)研究發(fā)現，將采集的樣品置于各種培養(yǎng)基中培養(yǎng)，仍有很多微生物不能被分離篩選出來，推測其原因可能是_______________________________________________________________________________________。(答1點即可)(3)藻類細胞解體后的難降解多糖物質，通常會聚集形成碎屑沉降到深海底部。從生態(tài)系統(tǒng)組成成分的角度考慮，擬桿菌對深海生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的作用可能是_______________________________________________________________________________________________________________________________。專題九生物技術與工程教材剖析擴展提升(4)深海冷泉環(huán)境特殊，推測此環(huán)境下生存的擬桿菌所分泌的各種多糖降解酶，除具有酶的一般共性外，其特性可能還有__________________________。專題九生物技術與工程解析：(1)培養(yǎng)基通常采用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌。可以采用稀釋涂布平板法或平板劃線法，將單個微生物分散在固體培養(yǎng)基上，經過培養(yǎng)得到單菌落，從而獲得純凈培養(yǎng)物。分析圖可知，在以纖維素為碳源的培養(yǎng)基中，細胞數量最多，可推知擬桿菌新菌株在以纖維素為碳源時生長狀況最好。(2)深海冷泉中可能存在某些微生物，只有利用冷泉中的特有物質才能生存(或需要在深海冷泉的特定環(huán)境中才能存活)，故將采集的樣品置于各種培養(yǎng)基中培養(yǎng)，仍可能有很多微生物不能被分離篩選出來。(3)擬桿菌為異養(yǎng)生物，作為該生態(tài)系統(tǒng)的分解者，能將沉降到深海底部的難降解多糖物質分解為無機物，歸還教材剖析擴展提升到無機環(huán)境中，有利于碳循環(huán)的順利進行。(4)深海冷泉溫度較低，故生活在其中的擬桿菌所分泌的各種多糖降解酶，應具有耐低溫的特性，才能高效降解多糖，保證擬桿菌的正常生命活動所需。專題九生物技術與工程答案：(1)高壓蒸汽滅菌平板劃線纖維素(2)某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物質才能生存(或需要在深海冷泉的特定環(huán)境中才能存活)(3)擬桿菌作為分解者，將沉降到深海底部的難降解多糖物質分解為無機物，歸還到無機環(huán)境中，有利于碳循環(huán)的順利進行(4)耐低溫教材剖析擴展提升1．微生物培養(yǎng)中的無菌操作技術專題九生物技術與工程教材剖析擴展提升2．選擇培養(yǎng)基與鑒別培養(yǎng)基的比較專題九生物技術與工程種類原理用途舉例選擇培養(yǎng)基依據某些微生物對某些物質或環(huán)境條件的嗜好、抗性而設計從眾多微生物中分離出所需的微生物加入青霉素分離得到酵母菌和霉菌鑒別培養(yǎng)基依據微生物產生的某種代謝產物與培養(yǎng)基中的特定試劑或化學藥品反應，產生明顯的特征變化而設計鑒別不同種類的微生物伊紅美藍培養(yǎng)基可以鑒別大腸桿菌教材剖析擴展提升3.篩選目的微生物的原理與實例(1)原理：人為提供有利于目的菌株生長的條件(包括營養(yǎng)、溫度、pH等)，同時抑制或阻止其他微生物生長。因此，可以通過配制選擇培養(yǎng)基、控制培養(yǎng)條件等選擇目的微生物。(2)實例專題九生物技術與工程教材剖析擴展提升4．辨析統(tǒng)計菌落數的兩種方法專題九生物技術與工程比較項目間接計數法(稀釋涂布平板法)直接計數法(顯微計數法)原理當樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌，通過統(tǒng)計平板上的菌落數，就能推測出樣品中大約含有多少活菌利用特定細菌計數板或血細胞計數板，在顯微鏡下計算一定容積的樣品中微生物的數量公式每克樣品中的菌落數＝C/V×M。C：某稀釋度下平板上生長的平均菌落數，V：涂布平板時所用的稀釋液的體積(mL)，M：稀釋倍數每毫升原液所含細菌數：每小格內平均細菌數×400×104×稀釋倍數教材剖析擴展提升專題九生物技術與工程續(xù)上表比較項目間接計數法(稀釋涂布平板法)直接計數法(顯微計數法)缺點當兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落不能區(qū)分細胞死活結果比實際值偏小比實際值偏大教材剖析擴展提升題點一：圍繞微生物的培養(yǎng)和無菌技術，考查理解能力1．(2022·山東濟南二模)腸道菌群與人體健康存在密切關系，實驗室常用硫乙醇酸鹽流體培養(yǎng)基培養(yǎng)腸道菌群。硫乙醇酸鹽流體培養(yǎng)基的主要成分包括胰酪蛋白胨、酵母浸出粉、葡萄糖、氯化鈉、L胱氨酸、硫乙醇酸鈉、瓊脂、刃天青等，其中L胱氨酸、硫乙醇酸鈉和葡萄糖均可防止因過氧化物的積累而對厭氧菌產生毒害。培養(yǎng)基的上層、中層、下層部位可以分別提供有氧、弱氧至無氧的梯度環(huán)境。下列說法錯誤的是(

)A．厭氧細菌、兼性厭氧細菌和好氧菌均可在硫乙醇酸鹽流體培養(yǎng)基中生長B．瓊脂可以防止液體流動，減少二氧化碳和氧氣擴散，有利于厭氧環(huán)境的形成專題九生物技術與工程教材剖析擴展提升C．胰酪蛋白胨可為厭氧菌提供氮源以及供合成蛋白質必需的各種氨基酸D．硫乙醇酸鹽流體培養(yǎng)基需經高壓蒸汽滅菌后使用，接種工作應在超凈工作臺內完成專題九生物技術與工程答案：C教材剖析擴展提升題點二：圍繞微生物的分離和計數，提升綜合實踐能力2．(2022·山東濰坊模擬預測)“生命營養(yǎng)液”是以新疆特產干果、豆類、谷類及多種干、鮮果類和蔬菜類等多種天然食材為原料發(fā)酵而成。為采用稀釋涂布平板法從“生命營養(yǎng)液”中分離到紅曲菌，現用無菌水將“生命營養(yǎng)液”稀釋成濃度為10－1g/mL、10－2g/mL、10－3g/mL的懸液，分別取100μL稀釋液涂布于PDA(馬鈴薯葡萄糖瓊脂)平板上(含有氯霉素和四環(huán)素)，每個處理3個平行組。將PDA平板置于25℃培養(yǎng)箱，從第2天開始對平板上的單菌落進行計數，共7d，根據菌落形態(tài)對真菌進行初篩和純化。下列說法正確的是(

)專題九生物技術與工程教材剖析擴展提升A．PDA制備過程中，需用濕熱滅菌法在溫度為121℃的條件下維持2～3hB．若3個平行組中僅有一組菌落數量在30～300之間，此處理可直接用于計數C．將PDA平板置于25℃培養(yǎng)箱前，要在培養(yǎng)皿底部標明組別、培養(yǎng)日期和稀釋度D．培養(yǎng)板上的氯霉素和四環(huán)素能夠殺滅紅曲菌，使“生命培養(yǎng)液”更有益健康專題九生物技術與工程答案：C教材剖析擴展提升考點二傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用與發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)

(2022·全國乙卷)化合物S被廣泛應用于醫(yī)藥、食品和化工工業(yè)、用菌株C可生產S，S的產量與菌株C培養(yǎng)所利用的碳源關系密切。為此，某小組通過實驗比較不同碳源對菌體生長和S產量的影響，結果見表。專題九生物技術與工程碳源細胞干重(g/L)S產量(g/L)葡萄糖3.120.15淀粉0.010.00制糖廢液2.300.18教材剖析擴展提升回答下列問題。(1)通常在實驗室培養(yǎng)微生物時，需要對所需的玻璃器皿進行滅菌，滅菌的方法有______________________________(答出2點即可)。(2)由實驗結果可知，菌株C生長的最適碳源是________；用菌株C生產S的最適碳源是________。菌株C的生長除需要碳源外，還需要______________(答出2點即可)等營養(yǎng)物質。(3)由實驗結果可知，碳源為淀粉時菌株C不能生長，其原因是____________。(4)若以制糖廢液作為碳源，為進一步確定生產S的最適碳源濃度，某同學進行了相關實驗。請簡要寫出實驗思路：_________________________________________________________________________________________________。(5)利用制糖廢液生產S可以實現廢物利用，其意義是___________________________________________________。(答出1點即可)專題九生物技術與工程教材剖析擴展提升解析：(1)通常在實驗室培養(yǎng)微生物時，為防止實驗用的玻璃器皿等物品中原有的微生物污染培養(yǎng)物，需要使用強烈的理化因素殺死物體內外一切微生物的細胞、芽孢和孢子，即對所需的玻璃器皿進行滅菌，玻璃器皿常用的滅菌的方法有干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌等。(2)由實驗結果可知，與以制糖廢液為碳源相比，以葡萄糖為碳源時菌株C的細胞干重最大，說明最適于菌株C生長的碳源是葡萄糖；而以制糖廢液為碳源時，用菌株C生產S的產量高于以葡萄糖為碳源時的產量，說明最適于生產S的碳源是制糖廢液。微生物的生長一般都需要水、碳源、氮源和無機鹽，還需要滿足微生物生長對pH、氧氣以及特殊營養(yǎng)物質的要求，故菌株C的生長除需要碳源外，還需要氮源、無機鹽、水等營養(yǎng)物質。(3)分析題圖表格可以看出在以淀粉為碳源的培養(yǎng)基中，菌株C不專題九生物技術與工程教材剖析擴展提升能生長，原因可能是菌株C不能合成淀粉酶或菌株C不能分泌淀粉酶，因而不能利用淀粉。(4)要測定生產S的最適制糖廢液為碳源的濃度，實驗自變量為制糖廢液的濃度，可分別配制一系列不同濃度梯度的以制糖廢液為唯一碳源的培養(yǎng)基，培養(yǎng)菌株C，其他條件相同且適宜，一段時間后，測定并比較不同濃度制糖廢液中的S的產量，S產量最高時對應的制糖廢液濃度，即為生產S的最適碳源濃度。(5)利用制糖廢液生產S可以實驗廢物利用，既有利于減少污染、節(jié)省原料，又能降低生產成本。專題九生物技術與工程教材剖析擴展提升答案：(1)高壓蒸汽滅菌、干熱滅菌(2)葡萄糖制糖廢液氮源、無機鹽、水(3)缺少淀粉酶(4)分別配制一系列不同濃度梯度的以制糖廢液為唯一碳源的培養(yǎng)基，培養(yǎng)菌株C，其他條件相同且適宜，一段時間后，測定并比較不同濃度制糖廢液中的S的產量，S產量最高時對應的制糖廢液濃度即為生產S的最適碳源濃度(5)減少污染、節(jié)省原料、降低生產成本專題九生物技術與工程教材剖析擴展提升1．傳統(tǒng)發(fā)酵技術中四種常用菌種的比較專題九生物技術與工程項目酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物學分類真核生物原核生物真核生物原核生物代謝類型異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)厭氧型發(fā)酵條件前期需氧，后期不需氧

一直需氧一直需氧無氧生長適宜溫度18～25℃30～35℃15～18℃室溫生產應用釀酒、發(fā)面釀醋制作腐乳制作酸奶、泡菜教材剖析擴展提升2.理解乳酸菌、乳酸、亞硝酸鹽的數量(含量)隨時間變化的曲線專題九生物技術與工程教材剖析擴展提升3．明確發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)專題九生物技術與工程教材剖析擴展提升題點一：圍繞傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用，考查理解能力1．(2022·山東師范大學附中模擬預測)啤酒是以麥芽汁為原料，經釀酒酵母發(fā)酵制得。傳統(tǒng)啤酒釀造過程中，發(fā)酵在敞開式發(fā)酵池中進行，麥芽汁中接入酵母后通入大量無菌空氣，之后會產生大量氣體翻騰逸出，在麥芽汁表面形成25～30cm厚的氣泡層(泡蓋)，然后停止通氣，進入靜止發(fā)酵階段。一段時間后可得啤酒。下列說法正確的是(

)A．釀酒的原理是酵母菌可以將淀粉轉化為酒精和CO2B．用脫落酸溶液浸泡大麥種子可以有效促進α淀粉酶合