2025屆高考生物二輪復(fù)習(xí)【第1部分】大概念整合6專題13發(fā)酵工程教案(新教材)

基于大概念下的專題突破微專題1微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用1．(2023·山東卷)平板接種常用在微生物培養(yǎng)中。下列說法正確的是()A．不含氮源的平板不能用于微生物培養(yǎng)B．平板涂布時(shí)涂布器使用前必須進(jìn)行消毒C．接種后未長出菌落的培養(yǎng)基可以直接丟棄D．利用以尿素為唯一氮源的平板能分離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養(yǎng)，A錯(cuò)誤；平板涂布時(shí)涂布器使用前必須浸在酒精中，然后在火焰上灼燒滅菌，這種操作屬于滅菌，不屬于消毒，B錯(cuò)誤；使用后的培養(yǎng)基即使未長出菌落也要在丟棄前進(jìn)行滅菌處理，不能直接丟棄，以免污染環(huán)境，C錯(cuò)誤；脲酶可以催化尿素分解，在以尿素為唯一氮源的平板上，能合成脲酶的微生物可以分解尿素獲得氮源而進(jìn)行生長繁殖，不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而無法生長，因此以尿素為唯一氮源的平板能分離出合成脲酶的微生物，D正確。2．(2023·廣東卷)研究者擬從堆肥中取樣并篩選能高效降解羽毛、蹄角等廢棄物中角蛋白的嗜熱菌。根據(jù)堆肥溫度變化曲線(如圖)和選擇培養(yǎng)基篩選原理來判斷，下列最可能篩選到目標(biāo)菌的條件組合是()A．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)取樣、尿素氮源培養(yǎng)基B．b點(diǎn)時(shí)取樣、角蛋白氮源培養(yǎng)基C．b點(diǎn)時(shí)取樣、蛋白胨氮源培養(yǎng)基D．c點(diǎn)時(shí)取樣、角蛋白氮源培養(yǎng)基解析：D研究目的是篩選能高效降解羽毛、蹄角等廢棄物中角蛋白的嗜熱菌，因此既要耐高溫，又要能夠高效降解角蛋白，所以在c點(diǎn)取樣，并且用角蛋白氮源培養(yǎng)基進(jìn)行選擇培養(yǎng)。(1)(2021·江蘇卷)將培養(yǎng)基分裝于培養(yǎng)皿中后滅菌，可降低培養(yǎng)基污染的概率。(×)(2)(2021·天津卷)用免洗酒精凝膠擦手能達(dá)到滅菌目的。(×)(3)(2023·新課標(biāo)卷，節(jié)選)從豆科植物的根瘤中分離根瘤菌進(jìn)行培養(yǎng)，可以獲得純培養(yǎng)物，此實(shí)驗(yàn)中的純培養(yǎng)物是_______________________________。提示：由根瘤菌繁殖形成的單菌落1．微生物培養(yǎng)中的無菌操作技術(shù)2．培養(yǎng)物、純培養(yǎng)物、純培養(yǎng)的辨析3．培養(yǎng)基制備與微生物純化技術(shù)提醒：①各種培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無機(jī)鹽，此外還要滿足微生物生長對(duì)pH、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的需求；②為了確定培養(yǎng)基的滅菌是否合格，微生物實(shí)驗(yàn)一般會(huì)設(shè)置空白對(duì)照：隨機(jī)取若干個(gè)滅菌后的空白平板培養(yǎng)基在適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落生成。4．微生物分離與計(jì)數(shù)的實(shí)例命題點(diǎn)圍繞微生物的培養(yǎng)與計(jì)數(shù)考查生命觀念及科學(xué)探究1．(2023·山東聊城三模)研究人員將結(jié)核桿菌分別接種在含有不同濃度抗生素A與B的培養(yǎng)基中(＋代表含抗生素，＋多少代表抗生素濃度，－代表不含抗生素)，對(duì)兩種抗生素藥性分析。在37℃環(huán)境下培養(yǎng)24小時(shí)后，細(xì)菌生長情況如圖。下列說法錯(cuò)誤的是()A．為排除雜菌的影響，倒平板前需對(duì)培養(yǎng)基采用濕熱滅菌B．該實(shí)驗(yàn)使用稀釋涂布平板法接種結(jié)核桿菌，待菌液被吸收后方可倒置培養(yǎng)C．長期使用抗生素A可能會(huì)增加結(jié)核桿菌的抗藥性基因頻率D．與單獨(dú)使用抗生素A相比，聯(lián)合使用抗生素B可顯著增強(qiáng)對(duì)結(jié)核桿菌的抑制作用解析：D為排除雜菌的影響，應(yīng)該用濕熱滅菌法對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌，然后冷卻到50℃左右倒平板，A正確；如圖，菌落分布均勻，是利用了稀釋涂布平板法接種結(jié)核桿菌，待菌液被吸收后方可倒置培養(yǎng)，B正確；長期使用抗生素A，在抗生素A的選擇作用下，結(jié)核桿菌的抗藥性基因頻率可能會(huì)增加，C正確；根據(jù)圖中平板上菌落的分布可知，與單獨(dú)使用抗生素A相比，聯(lián)合使用抗生素B不能增強(qiáng)對(duì)結(jié)核桿菌的抑制作用，D錯(cuò)誤。2．(2023·山東濰坊二模)某研究團(tuán)隊(duì)從食塑料蠟蟲腸道中分離能降解聚乙烯(PE)的細(xì)菌，以解決塑料污染問題。將分離得到的兩種細(xì)菌(YT1和YP1)在PE薄膜培養(yǎng)液中培養(yǎng)，培養(yǎng)液中細(xì)菌數(shù)量變化以及PE失重率(降解PE能力的高低)變化如圖所示。下列敘述正確的是()圖1圖2A．用經(jīng)濕熱滅菌后的含PE、葡萄糖和無機(jī)鹽等成分的液體培養(yǎng)基分離目的細(xì)菌B．分離得到目的細(xì)菌的純培養(yǎng)可用平板劃線法在酸性的選擇培養(yǎng)基上進(jìn)行C．在得到圖1曲線過程中的計(jì)數(shù)常用顯微鏡直接計(jì)數(shù)法和稀釋涂布平板法D．在第20天后兩種細(xì)菌群體降解PE的能力差異增大，且細(xì)菌YT1強(qiáng)于細(xì)菌YP1解析：C分離目的細(xì)菌要用PE為唯一碳源的固體培養(yǎng)基，不加葡萄糖，A錯(cuò)誤；培養(yǎng)細(xì)菌應(yīng)在中性或堿性環(huán)境中培養(yǎng)，B錯(cuò)誤；對(duì)微生物進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到圖1曲線過程中的計(jì)數(shù)常用顯微鏡直接計(jì)數(shù)法和稀釋涂布平板法，C正確；由20天后PE失重率變化曲線可知，YP1明顯高于YT1，即細(xì)菌YP1降解PE的能力強(qiáng)于細(xì)菌YT1，D錯(cuò)誤。1．(原因分析類)利用稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)與實(shí)際值相比一般會(huì)偏小，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。提示：當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，在平板上只觀察到一個(gè)菌落2．(實(shí)驗(yàn)探究類)土壤中的某些微生物可以利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈础Ｈ粢O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確定甲、乙菌能否利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈?，?qǐng)簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論，即___________________________________。提示：在無氮源培養(yǎng)基上，若細(xì)菌能生長，則說明該細(xì)菌能利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈?．(完善實(shí)驗(yàn)方案類)金黃色葡萄球菌是一種具有高度耐鹽性的微生物，可引起人類肺炎、腸炎等疾病。金黃色葡萄球菌在血平板(培養(yǎng)基中添加適量血液)上生長時(shí)，可破壞菌落周圍的紅細(xì)胞，使其褪色，從而形成透明圈。在無菌室內(nèi)，經(jīng)多次規(guī)范操作、重復(fù)實(shí)驗(yàn)，血平板上的菌落周圍均出現(xiàn)透明圈，初步證明鮮牛奶中存在金黃色葡萄球菌，但鮮牛奶供應(yīng)商仍認(rèn)為此菌并非鮮牛奶所攜帶，因此，要對(duì)本操作進(jìn)行完善，完善的方案是______________________________。提示：設(shè)置不加鮮牛奶其他操作均相同的對(duì)照組微專題2傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)酵工程及其應(yīng)用1．(2023·山東卷，改編)果酒的家庭制作與啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)相比，共同點(diǎn)有()A．都利用了酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精的原理B．都需要人為添加菌種酵母菌C．發(fā)酵前都需要對(duì)原料進(jìn)行滅菌D．發(fā)酵結(jié)束后都必須進(jìn)行消毒以延長保存期解析：A二者均利用了酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精的原理，A符合題意；果酒的家庭制作利用了水果自帶的酵母菌，B不符合題意；果酒的家庭制作不需對(duì)原料進(jìn)行滅菌，C不符合題意；果酒的家庭制作不需要進(jìn)行消毒延長保存期，D不符合題意。2．(2023·浙江1月選考)某同學(xué)想從泡菜汁中篩選耐高鹽乳酸菌，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：取泡菜汁樣品，劃線接種于一定NaCl濃度梯度的培養(yǎng)基，經(jīng)培養(yǎng)得到了單菌落。下列敘述正確的是()A．培養(yǎng)基pH需偏堿性B．泡菜汁需多次稀釋后才能劃線接種C．需在無氧條件下培養(yǎng)D．分離得到的微生物均為乳酸菌解析：C因?yàn)槿樗峋?jīng)過無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，故其生活的環(huán)境是酸性，培養(yǎng)基pH需偏酸性，A錯(cuò)誤；平板劃線接種時(shí)不需要稀釋，B錯(cuò)誤；乳酸菌是厭氧微生物，所以需在無氧條件下培養(yǎng)，C正確；泡菜汁中還有酵母菌等，因此分離得到的微生物不只有乳酸菌，D錯(cuò)誤。(1)(2021·湖北卷)酸奶制作過程中，后期低溫處理可產(chǎn)生大量乳酸桿菌。(×)(2)(2022·山東卷)選育出的高產(chǎn)菌株經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后才可接種到發(fā)酵罐中。(√)(3)(2021·江蘇卷)果醋發(fā)酵時(shí)，用重鉻酸鉀測(cè)定醋酸含量變化時(shí)，溶液灰綠色逐日加深。(×)(4)(2021·遼寧卷)酵母菌和醋酸桿菌均以有絲分裂的方式進(jìn)行增殖。(×)(5)(2023·新課標(biāo)卷)根瘤菌與豆科植物之間是互利共生關(guān)系，根瘤菌侵入豆科植物根內(nèi)可引起根瘤的形成，根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。若實(shí)驗(yàn)獲得一種具有良好固氮能力的根瘤菌，可通過發(fā)酵工程獲得大量根瘤菌，用于生產(chǎn)根瘤菌肥。根瘤菌肥是一種微生物肥料，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用微生物肥料的作用是_____________________________________(答出2點(diǎn)即可)。提示：①促進(jìn)植物生長，增加作物產(chǎn)量；②能夠減少化肥使用，改良土壤，減少污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境1．理清“3”種傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作技術(shù)提醒：①醋酸菌是異養(yǎng)需氧菌，對(duì)氧氣的含量非常敏感，當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時(shí)，即使只是短時(shí)間中斷通入氧氣，也會(huì)引起醋酸菌的死亡；②發(fā)酵是通過微生物的培養(yǎng)來大量生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物的過程，包括有氧發(fā)酵(如醋酸發(fā)酵)和無氧發(fā)酵(如酒精發(fā)酵)，發(fā)酵≠無氧呼吸。2．泡菜腌制過程中，乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化提醒：亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進(jìn)硝酸鹽還原形成的，而不是硝化細(xì)菌氧化氨形成的。命題點(diǎn)圍繞傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用考查生命觀念及科學(xué)探究1．(2023·江蘇蘇州二模)傳說杜康的兒子杜杼在一次釀酒時(shí)發(fā)酵過頭，等到第21天開缸時(shí)發(fā)現(xiàn)酒液變酸卻香氣撲鼻，酸甜可口。于是杜杼把“廿一日”加“酉”湊成“醋”字，這就是杜杼造醋的故事。下列有關(guān)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的敘述，正確的是()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無菌空氣即可制醋B．釀酒時(shí)糖未耗盡，酵母菌發(fā)酵也會(huì)停止，原因可能是pH降低和酒精含量增多C．杜杼釀酒反成醋可能是因發(fā)酵裝置密封不嚴(yán)導(dǎo)致酵母菌有氧呼吸大量增殖引起D．醋酸菌在O2和糖源匱乏時(shí)，可直接將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛轉(zhuǎn)化為乙酸解析：B酵母菌的最適溫度為18～30℃，是兼性厭氧型生物，醋酸菌的最適溫度為30～35℃，是好氧細(xì)菌，葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可以直接通入無菌空氣，同時(shí)還需適當(dāng)提高發(fā)酵溫度才能制醋，A錯(cuò)誤；釀酒時(shí)糖類未耗盡，酵母菌的發(fā)酵過程也會(huì)停止，原因可能是pH降低和酒精含量增多，對(duì)發(fā)酵起抑制作用，從而導(dǎo)致酵母菌發(fā)酵停止，B正確；醋酸菌是好氧細(xì)菌，杜杼釀酒反成醋是因?yàn)榇姿峋挠醒鹾粑鼘?dǎo)致的，這可能是由于發(fā)酵裝置密封不嚴(yán)造成的，不是酵母菌的有氧呼吸，C錯(cuò)誤；醋酸菌在O2充足，但糖源匱乏時(shí)，可直接將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛轉(zhuǎn)化為乙酸，D錯(cuò)誤。2．(2023·湖南邵陽三模)乳酸菌是一類利用碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌的統(tǒng)稱，是人體腸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。下列有關(guān)酸奶發(fā)酵的敘述正確的是()A．在牛奶中加入抗生素進(jìn)行發(fā)酵可減少發(fā)酵過程中雜菌的滋生B．取環(huán)境中的天然乳酸菌菌種接種不利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高C．發(fā)酵過程可先通入無菌空氣讓乳酸菌大量繁殖再進(jìn)行無氧發(fā)酵D．制作好的酸奶在表面形成一層由乳酸菌聚集形成的“奶蓋兒”解析：B加入抗生素會(huì)殺死乳酸菌，導(dǎo)致酸奶發(fā)酵失敗，A錯(cuò)誤；環(huán)境中的天然乳酸菌菌種數(shù)量較少，不利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高，B正確；乳酸菌是厭氧細(xì)菌，不需要通入空氣，C錯(cuò)誤；酸奶表面不會(huì)有乳酸菌聚集成白膜，D錯(cuò)誤。命題點(diǎn)圍繞發(fā)酵工程考查社會(huì)責(zé)任3．中國科學(xué)家運(yùn)用合成生物學(xué)方法構(gòu)建了一株嗜鹽單胞菌H，其以糖蜜(甘蔗榨糖后的廢棄液，含較多蔗糖)為原料，在實(shí)驗(yàn)室通過發(fā)酵生產(chǎn)出PHA等新型高附加值可降解材料，從而提高了甘蔗的整體利用價(jià)值。具體的工藝流程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．為了篩選出耐高濃度蔗糖的菌株H，可在液體培養(yǎng)基中將蔗糖作為唯一碳源，并不斷提高其濃度B．為統(tǒng)計(jì)培養(yǎng)液中H菌的數(shù)目，可在培養(yǎng)過程中定期取樣，借助血細(xì)胞計(jì)數(shù)板進(jìn)行計(jì)數(shù)C．發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是分離、提純產(chǎn)物D．若在適宜營養(yǎng)物濃度、溫度和pH條件下發(fā)酵，菌株H細(xì)胞增殖和PHA產(chǎn)量均未達(dá)到預(yù)期且產(chǎn)生了少量的乙醇，可以通過增加攪拌器的轉(zhuǎn)速等方式改善解析：C由題干信息分析可知，為提高甘蔗的整體利用價(jià)值，需提高嗜鹽單胞菌H對(duì)蔗糖的耐受能力和利用效率，故在液體培養(yǎng)基中將蔗糖作為唯一碳源，并不斷提高其濃度，A正確；為統(tǒng)計(jì)培養(yǎng)液中H菌的數(shù)目，可在培養(yǎng)過程中定期取樣，借助血細(xì)胞計(jì)數(shù)板進(jìn)行計(jì)數(shù)，B正確；發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵，C錯(cuò)誤；若在適宜營養(yǎng)物濃度、溫度和pH條件下發(fā)酵，菌株H細(xì)胞增殖和PHA產(chǎn)量均未達(dá)到預(yù)期且產(chǎn)生了少量的乙醇，這說明發(fā)酵過程中氧氣不足，使菌種進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生了乙醇，可以通過增加攪拌器的轉(zhuǎn)速(增加氧氣)等方式改善，D正確。1．(原因分析類)在傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作過程中，為什么發(fā)酵食品的品質(zhì)往往不穩(wěn)定？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：沒有接種菌種，而是利用了天然存在的菌種，菌種差異、雜菌情況不明和發(fā)酵過程的控制缺乏標(biāo)準(zhǔn)等，往往會(huì)造成發(fā)酵食品的品質(zhì)不一2．(批判性思維類)市場上購買的真空包裝酸菜，在沒有漏氣的狀態(tài)下發(fā)生了“脹袋”現(xiàn)象，同學(xué)A懷疑是雜菌污染導(dǎo)致的，同學(xué)B懷疑是乳酸菌大量繁殖導(dǎo)致的，你支持誰的觀點(diǎn)并說明理由：___