2023版高三一輪總復習生物（人教版）選擇性必修三生物技術與工程教學設計

142/1427發(fā)酵工程利用微生物的特定功能規(guī)模化生產(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品結合生活或生產(chǎn)實例，舉例說出發(fā)酵工程的基本原理，嘗試運用傳統(tǒng)發(fā)酵技術制作發(fā)酵食品，認同它促進了飲食文化的形成。理清發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術內(nèi)在聯(lián)系，并掌握發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)。1．(2021·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市高三調(diào)研)生活中我們經(jīng)常會接觸到發(fā)酵食品，如果酒、果醋、泡菜等。下列關于傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作的敘述，正確的是()A．家庭制作果酒和泡菜時，主要是利用植物體表面天然的菌種B．制作果酒和泡菜時，為利于無氧發(fā)酵，發(fā)酵裝置需裝滿溶液C．泡菜壇內(nèi)的白色菌膜、變酸的果酒表面的菌膜所含菌種完全相同D．制成的果醋和泡菜都需要經(jīng)高壓蒸汽滅菌，目的是延長產(chǎn)品保質期A[果酒發(fā)酵時前期需氧后期不需氧，所以發(fā)酵裝置需要留有大約1/3的空間，有利于前期酵母菌有氧呼吸大量繁殖，另外，發(fā)酵裝置需要留有大約1/3的空間可以防止發(fā)酵旺盛時汁液溢出，B錯誤；泡菜壇內(nèi)出現(xiàn)白色菌膜的主體為酵母菌，而變酸的果酒表面菌膜的主體為醋酸菌，故所含菌種不同，C錯誤；制成的果醋和泡菜不能使用高壓蒸汽滅菌，會影響產(chǎn)品的口感和品質，D錯誤。]2．(2021·廣州高三模擬)20世紀40年代，利用發(fā)酵工程大規(guī)模生產(chǎn)青霉素成為研究的主攻方向。由于青霉素產(chǎn)生菌是需氧型的，科學家在厭氧發(fā)酵技術的基礎上，建立了深層通氣液體發(fā)酵技術使青霉素的生產(chǎn)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，下列關于青霉素生產(chǎn)的敘述，正確的是()A．青霉素是青霉菌生長代謝中產(chǎn)生的生命活動所必需的重要的代謝產(chǎn)物B．用紫外線、激光、化學誘變劑處理青霉菌再經(jīng)篩選的方法可以選育高產(chǎn)菌種C．發(fā)酵罐接種后必須進行滅菌處理D．在青霉菌生長的穩(wěn)定期，活菌數(shù)不再增加，青霉素產(chǎn)量也不再增加B[青霉素是青霉菌生長代謝中產(chǎn)生的但不是生命活動必需的代謝產(chǎn)物，屬于青霉菌的次級代謝產(chǎn)物，A錯誤；用紫外線、激光、化學誘變劑處理青霉菌再經(jīng)篩選的方法可以選育高產(chǎn)菌種，這是誘變育種的方法，B正確；發(fā)酵罐接種前必須進行滅菌處理，接種后滅菌會殺死菌種，C錯誤；在青霉菌生長的穩(wěn)定期，活菌數(shù)不再增加，由于青霉菌的代謝活動，青霉素產(chǎn)量還在增加，D錯誤。]3．(2021·石景山區(qū)高三模擬)土壤中的磷大部分以難被植物吸收利用的無效態(tài)(如磷酸鈣等難溶態(tài)，在水中呈白色沉淀)存在，溶磷菌能夠把無效態(tài)的磷轉化為可被直接利用的可溶性磷。(1)磷是植物生長發(fā)育的必需元素，可組成________(填出2種即可)等化合物。(2)從土壤中篩選溶磷菌的一般步驟如下：溶磷菌的分離：依次配備濃度為10－3、10－4、10－5的土壤稀釋液，分別取0.1mL均勻涂布于含難溶磷的固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)2d。待菌落長出后挑取________的菌落，于基礎培養(yǎng)基上采用________法進行多次純化。溶磷菌的篩選：將分離獲得的溶磷菌分別配制成菌懸液，接入已滅菌的含難溶磷液體培養(yǎng)基中，對照組的培養(yǎng)基接入________菌懸液，5d后測定培養(yǎng)液中可溶性磷含量。若接菌培養(yǎng)液可溶性磷含量為a，對照組可溶性磷含量為b，則菌株溶磷量為________。選擇溶磷量最大的菌種為目的菌。(3)將適量目的菌接入已滅菌的含難溶磷的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，每天取樣測定溶磷量和pH變化情況，結果如下圖所示。①結果表明目的菌分解難溶磷的能力呈現(xiàn)__________________的趨勢。②根據(jù)培養(yǎng)液的pH變化情況，可對目的菌的解磷原理作出的推測是___________________________________________________________________。(4)請預期該溶磷菌在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面可能的應用：___________________________________________________________________________________。[解析](1)土壤中的磷元素被植物直接吸收后，可用于組成核酸、磷脂、ATP、NADPH等化合物。(2)溶磷菌的分離：土壤中的磷大部分以磷酸鈣等難溶態(tài)存在，在水中呈白色沉淀，故加入含難溶磷的固體培養(yǎng)基渾濁不透明，而溶磷菌能夠把無效態(tài)的磷轉化為可被直接利用的可溶性磷，故一段時間后，可挑選平板上形成透明溶磷圈的菌落，即為篩選出的溶磷菌。純化常用平板劃線法和稀釋涂布平板法，如平板劃線法將挑選出的菌落于基礎培養(yǎng)基上采用連續(xù)劃線法進行多次純化。溶磷菌的篩選：對照組的培養(yǎng)基接入等量滅活的菌懸液，以作比較。若5d后接菌培養(yǎng)液可溶性磷含量為a，對照組可溶性磷含量為b，則菌株溶磷量為a－b。差值越大，說明菌體溶磷量越大，選擇溶磷量最大的菌種為目的菌。(3)①在1～4天內(nèi)溶磷量隨時間增加而增多，即分解能力升高，第4天后，溶磷量開始減少，即分解能力降低，但比最開始仍更強。②在加入溶磷菌后溶液pH迅速降低，溶磷量開始增加，隨著pH回升，溶磷量就開始降低，據(jù)此推測溶磷菌可能通過產(chǎn)生酸性代謝產(chǎn)物分解難溶性磷。(4)土壤中的磷大部分以難被植物吸收利用的無效態(tài)如磷酸鈣等難溶態(tài)存在，而溶磷菌可將難溶態(tài)磷分解為可被植物直接利用的可溶性磷，故可將其制成微生物菌肥促進植物對磷元素的吸收。[答案](1)核酸(DNA、RNA)、ATP、磷脂、NADPH(2)具有透明解磷圈平板劃線等量滅活a－b(3)①先升高后降低②溶磷菌通過產(chǎn)生酸性代謝產(chǎn)物分解難溶性磷(4)制成微生物菌肥促進植物對磷元素的吸收

8細胞工程通過細胞水平上的操作，獲得有用的生物體或其產(chǎn)品嘗試運用植物組織培養(yǎng)技術培養(yǎng)菊花或其他植物幼苗，能夠運用生物學基本概念和原理，科學分析和研判與干細胞、克隆動物和胚胎分割等相關的議題。認同細胞工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生等方面的作用。1．早期胚胎細胞異常凋亡是目前克隆豬成功率低的主要原因。用實時熒光逆轉錄PCR技術(RT-qPCR)檢測細胞凋亡抑制基因Bcl-2的表達水平，有助于了解胚胎發(fā)育不同時期Bcl-2表達水平與細胞凋亡的關系。下列說法錯誤的是()A．對重組細胞進行培養(yǎng)時需加入血清、血漿等天然成分B．卵母細胞采集后，要在體外培養(yǎng)成熟再去核作為受體細胞C．根據(jù)RT-qPCR熒光強度可計算出基因Bcl-2在相應細胞中的翻譯水平D．胚胎在受體子宮發(fā)育過程中，其遺傳特性不受影響C[動物細胞培養(yǎng)液的成分是葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清等，A正確；卵母細胞采集后，要在體外培養(yǎng)到減數(shù)分裂Ⅱ中期，進行核移植有助于細胞核全能性的表達，B正確；根據(jù)RT-qPCR最終的熒光強度不可能計算出基因Bcl-2在相應細胞中的翻譯水平，只有在熒光信號指數(shù)擴增階段，PCR產(chǎn)物量的對數(shù)值與起始模板量之間存在線性關系，可以選擇在這個階段進行定量分析，C錯誤；產(chǎn)生新個體的性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一致，D正確。]2．(不定項)與血清抗體相比，單克隆抗體具有更多優(yōu)勢。下圖是制備埃博拉病毒(抗原)單克隆抗體的流程圖，下列相關敘述正確的是()A．單克隆抗體的特異性、靈敏度和產(chǎn)量都超過了血清抗體的B．細胞①、細胞②、細胞③都既能增殖又能分泌抗體C．細胞融合率低，融合細胞不都是雜交瘤細胞，故需要進行篩選(Ⅰ)D．利用單克隆抗體與抗原特異性結合的特點可診斷出病毒感染者ACD[單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高、可大量制備的特點，其特異性、靈敏度和產(chǎn)量都超過了血清抗體的，A正確；細胞①是可產(chǎn)生抗體的B細胞，即漿細胞，漿細胞不具有增殖能力，B錯誤；融合細胞可能還包括B細胞與B細胞融合、骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞融合而成的細胞，所以需要進行篩選，C正確；利用該單克隆抗體與病毒抗原特異性結合的特點，可診斷出病毒感染者，D正確。]3．甜櫻桃品種A是三倍體，果實營養(yǎng)豐富，可通過植物組織培養(yǎng)技術進行繁殖。根據(jù)以下甜櫻桃品種A的組織培養(yǎng)過程回答下列問題。外植體→初代培養(yǎng)→增殖培養(yǎng)→生根培養(yǎng)→移栽(1)甜櫻桃品種A通過植物組織培養(yǎng)繁殖與扦插繁殖相比，優(yōu)點是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)培養(yǎng)外植體的培養(yǎng)基中需加入一定量的蔗糖，作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)為使外植體在培養(yǎng)基中經(jīng)初代培養(yǎng)、增殖培養(yǎng)后得到一定量無根苗，培養(yǎng)過程中需使用一定濃度的激素進行誘導，其中6-BA用量與IBA用量的比值應保持________(填“較高”“適中”或“較低”)的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)下表是不同生根培養(yǎng)基對組培苗生根率的影響(生根率＝生根株數(shù)/誘導株數(shù)×100%)。培養(yǎng)基序號IAA(mg·L－1)NAA(mg·L－1)IBA(mg·L－1)生根率(%)10.5000.6061.5420.5000.9092.3030.5001.2088.8840.5001.5069.23500.500.2018.75600.500.4025.00700.500.8043.75800.501.6081.25當IAA濃度為0.50mg·L－1時，如果將IBA的濃度從1.50mg·L－1提高到1.80mg·L－1，對組培苗生根率的影響是______________________________，原因是________________________________________。當NAA濃度為0.50mg·L－1時，________(填“能”或“不能”)確定1.60mg·L－1的IBA是促進組培苗生根的最適濃度。[解析](1)傳統(tǒng)的無性繁殖容易積累病毒，導致產(chǎn)量和品質下降，植物組織培養(yǎng)技術可利用植物的芽尖等新生組織(無病毒)大量培養(yǎng)獲得無病毒植株，故甜櫻桃品種A通過植物組織培養(yǎng)繁殖與扦插繁殖相比，優(yōu)點是可獲得甜櫻桃品種A的脫毒苗，并大量繁殖(脫毒苗)。(2)培養(yǎng)外植體的培養(yǎng)基中需加入大量元素、微量元素、有機物(如氨基酸、維生素、蔗糖等)及植物激素。蔗糖的作用是提供碳源，維持細胞的滲透壓。(3)植物激素的用量比例會影響植物細胞的發(fā)育方向，當細胞分裂素用量與生長素用量比值低時，有利于根的分化，抑制芽的形成；比值高時，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值適中時，促進愈傷組織的形成。故為使外植體在培養(yǎng)基中經(jīng)初代培養(yǎng)、增殖培養(yǎng)后得到一定量無根苗，6-BA(細胞分裂素類調(diào)節(jié)劑)用量與IBA(生長素類調(diào)節(jié)劑)用量的比值應保持較高，以有利于芽的分化，抑制根的形成，獲得無根苗。(4)分析表格中數(shù)據(jù)可知，當IAA濃度為0.50mg·L－1時，促進生根的IBA的最適濃度在0.90mg·L－1左右，超過此濃度，隨IBA濃度的升高，生根率逐漸降低。故當IAA濃度為0.50mg·L－1時，如果將IBA的濃度從1.50mg·L－1提高到1.80mg·L－1，對組培苗生根率的影響是降低生根率。原因是當IAA濃度為0.50mg·L－1，所用IBA濃度大于促進組培苗生根的最適濃度，隨IBA濃度升高，組培苗生根率逐漸下降。表格中數(shù)據(jù)表明，當NAA濃度為0.50mg·L－1時，隨IBA濃度的增大，生根率逐漸上升，沒有出現(xiàn)峰值，故不能確定1.60mg·L－1的IBA是促進組培苗生根的最適濃度。[答案](1)可獲得甜櫻桃品種A的脫毒苗，并大量繁殖(脫毒苗)(2)提供碳源，維持細胞的滲透壓(3)較高有利于芽的分化，抑制根的形成(4)降低生根率IAA濃度為0.50mg·L－1，當IBA濃度大于促進組培苗生根的最適濃度時，隨IBA濃度升高，組培苗生根率逐漸下降不能

9基因工程賦予生物新的遺傳特性結合生活或生產(chǎn)實例，熟練說出基因工程的基本原理，并運用其基本原理，參與有關推廣和應用基因工程產(chǎn)品等社會行為的討論，理性做出個人決策。認同基因工程給現(xiàn)代農(nóng)牧業(yè)、食品及醫(yī)藥等產(chǎn)生的巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。1．(2021·南通高三模擬)受傷的雙子葉植物產(chǎn)生的酚類化合物可誘導毒力效應蛋白(Vir)基因表達產(chǎn)生Vir蛋白，其中VirD1/D2蛋白復合體可將Ti質粒上的一段T-DNA單鏈(T鏈)切下并形成VirD2-T鏈復合物。轉移至植物細胞中的VirD2-T鏈復合物結合VirE2等蛋白形成T復合體進入細胞核，將T鏈隨機整合到植物染色體上。相關敘述錯誤的是()A．農(nóng)桿菌轉化法將目的基因導入水稻細胞，可用酚類化合物處理提高轉化效率B．VirD2-T鏈復合物結合VirE2等蛋白形成T復合體可避免T-DNA的胞內(nèi)降解C．T-DNA的整合具有隨機性，需經(jīng)過篩選(抗性、熒光等)獲得符合要求的轉化苗D．T-DNA整合至植物細胞染色體上的過程不需要DNA聚合酶和DNA連接酶D[農(nóng)桿菌易感染雙子葉植物，對單子葉植物沒有感染力，因為多數(shù)單子葉植物不能合成酚類化合物，可以通過在傷口施加相關酚類化合物而使單子葉植物成為農(nóng)桿菌易感染的植物，從而提高轉化效率，A正確；VirD2-T鏈復合物結合VirE2等蛋白形成T復合體進入細胞核，將T鏈隨機整合到植物染色體上，可避免T-DNA在細胞內(nèi)被降解，B正確；經(jīng)過轉化的植物不一定都得到目的表型，因為T-DNA的整合是隨機的，還需經(jīng)過篩選(抗性、熒光等)才能獲得符合要求的轉化苗，C正確；Ti質粒上的Vir基因區(qū)段在宿主細胞內(nèi)表達產(chǎn)物能誘導Ti質粒產(chǎn)生一條新的T-DNA單鏈分子，而合成新的T-DNA單鏈不需要限制酶，需要的是DNA聚合酶和DNA連接酶，D錯誤。]2．(2021·武漢高三質檢)乙型肝炎病毒和戊型肝炎病毒分別是乙型肝炎、戊型肝炎的病原體，病毒結構見下圖。研究人員用基因工程技術獲得了兩種含肝炎病毒抗原基因(DNA序列)的細胞，用轉基因細胞來生產(chǎn)病毒表面蛋白抗原，然后制備成疫苗，用于肝炎的預防。下列說法正確的是()乙型肝炎病毒結構模式圖戊型肝炎病毒結構模式圖A．獲得的兩種肝炎疫苗在人體內(nèi)都不能復制，需多次接種B．獲取兩種肝炎病毒的抗原基因都必須要用到逆轉錄酶C．獲取的兩種肝炎病毒抗原基因都可以直接轉入受體細胞中進行表達D．用抗原—抗體雜交法可確定肝炎病毒抗原基因是否插入到受體細胞DNA上A[據(jù)題意可知，獲得的兩種肝炎疫苗的化學本質均為病毒表面蛋白抗原，在人體內(nèi)都不能復制，需多次接種，A正確；圖中顯示乙型肝炎病毒的遺傳物質是DNA，而戊型肝炎病毒的遺傳物質是RNA，因此，只有后者的抗原基因的獲取需要用到逆轉錄酶，B錯誤；獲取的兩種肝炎病毒抗原基因都需要與相應的載體結合才可以轉入受體細胞中進行表達，而不能直接導入受體細胞，C錯誤；用抗原—抗體雜交法可確定肝炎病毒抗原基因是否成功表達，D錯誤。]3．為滿足對SARS-CoV-2(新冠病毒)和COVID-19(新冠肺炎)研究等方面的需要，我國科學家制備了多種新冠肺炎模型小鼠。(1)新冠病毒與人體細胞表面的血管緊張素轉化酶2(hACE2)結合后，進入細胞引起新冠肺炎。由于鼠源ACE2(mACE2)與hACE2空間結構不同，使新冠病毒不易感染小鼠。構成mACE2與hACE2的氨基酸的_________________不同，都可能導致其空間結構不同。(2)利用CRISPR/Cas9技術將hACE2基因插入小鼠受精卵mACE2基因中(圖1)，獲得表達hACE2的模型小鼠。圖1①IRES序列可在mRNA內(nèi)部介導核糖體與mRNA結合。為使hACE2基因和熒光蛋白基因(報告基因)在小鼠mACE2基因啟動子驅動下共轉錄，且合成兩種獨立的蛋白，請選擇外源序列應包含的組件并從上游到下游進行排序______。A．啟動子B．終止子C．hACE2的逆轉錄DNAD．熒光蛋白基因的逆轉錄DNAE．IRES序列②獲得F0小鼠后，還需要通過________檢測目的基因是否導入。③模型小鼠機體中熒光的分布和強度可反映hACE2基因___________________________________________________________。(3)為尋找有效的抗原來研發(fā)新冠疫苗，用新冠病毒蛋白(S、N、M、E)分別免疫小鼠，一段時間后提取免疫血清并注射給模型小鼠，而后用等量的新冠病毒感染模型小鼠，檢測肺部組織中病毒含量，結果如圖2所示。圖2①應選擇________蛋白來制備疫苗，依據(jù)是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②從感染后1天到3天，注射S免疫血清組小鼠病毒含量下降的原因可能有_______________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)新冠病毒與人體細胞表面的血管緊張素轉化酶2(hACE2)結合后，進入細胞引起新冠肺炎。而新冠病毒不易感染小鼠，原因是構成mACE2與hACE2的氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序不同，都會導致其空間結構不同，因此對新冠病毒的識別有差異。(2)利用CRISPR/Cas9技術將hACE2基因插入小鼠受精卵mACE2基因中，獲得表達hACE2基因的模型小鼠。①IRES序列可在mRNA內(nèi)部介導核糖體與mRNA結合。為使hACE2基因和熒光蛋白基因(報告基因)在小鼠mACE2基因啟動子驅動下共轉錄，且合成兩種獨立的蛋白，則外源序列應包含的組件并從上游到下游的序列依次為啟動子、hACE2的cDNA、IRES序列、熒光蛋白基因的cDNA、終止子，即CEDB依次排列構建成目的基因表達載體的序列，其中IRES序列可在mRNA內(nèi)部介導核糖體與mRNA結合，因此需要插入到重組DNA中間。②檢測目的基因的方法通常采用DNA分子雜交技術，據(jù)此，獲得F0代小鼠后，還需要通過DNA分子雜交技術檢測目的基因是否導入。③根據(jù)目的基因表達載體中各個組件的排列順序可知，熒光蛋白的表達意味著hACE2基因成功表達，因此模型小鼠機體中熒光的分布和強度可反映hACE2基因表達情況。(3)①為尋找有效的抗原來研發(fā)新冠疫苗，用新冠病毒蛋白(S、N、M、E)分別免疫小鼠，一段時間后提取免疫血清并注射給模型小鼠，而后用等量的新冠病毒感染模型小鼠，圖中結果顯示，只有用S蛋白免疫小鼠之后獲得的血清能使模型小鼠體內(nèi)的病毒含量明顯下降，即S蛋白免疫血清中抗體對病毒的防衛(wèi)功能最強，因此，應選擇S蛋白來制備疫苗。②實驗結果中，從感染后1天到3天，注射S免疫血清組小鼠病毒含量繼續(xù)下降，其原因可能是第三天小鼠自身體內(nèi)通過免疫反應產(chǎn)生了病毒抗體等物質，從而使病毒含量下降。[答案](1)種類、數(shù)目、排列順序(2)CED(B)核酸分子雜交/PCR在機體中表達的部位和強度(3)S感染后1天和3天，只有注射S免疫血清組病毒含量明顯低于對照組模型小鼠的免疫系統(tǒng)清除一部分病毒，S免疫血清中抗體與病毒S抗原結合抑制病毒侵染與增殖

10生物技術在造福人類社會的同時也可能會帶來安全與倫理問題理解并掌握轉基因的基礎知識，關注轉基因產(chǎn)品的安全性。比較生殖性克隆與治療性克隆的異同，以及試管嬰兒與設計試管嬰兒的異同。掌握生物武器的危害及我國政府的立場和觀點。1．(2021·順義區(qū)高三統(tǒng)考)現(xiàn)代生物技術造福人類的同時，也可能引起一系列的安全和倫理問題，下列說法不恰當?shù)氖?)A．我國政府不支持任何生殖性克隆人實驗B．我國主張全面禁止和徹底銷毀生物武器C．只要有證據(jù)表明轉基因產(chǎn)品有害，就應禁止該技術的應用D．我國已經(jīng)對轉基因食品和轉基因農(nóng)產(chǎn)品實施產(chǎn)品標識制度C[我國政府禁止生殖性克隆人，堅持四不原則(不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗)，但不反對治療性克隆，A正確；我國主張全面禁止和徹底銷毀生物武器，B正確；對于轉基因產(chǎn)品，我們應該客觀公正地看待它，有益的推廣，有害的禁止，但不能禁止該技術的應用，C錯誤；我國已經(jīng)對轉基因食品和轉基因農(nóng)產(chǎn)品實施產(chǎn)品標識制度，以尊重人們的知情權，D正確。]2．基因工程產(chǎn)物可能存在著一些安全性問題，但不必擔心的是()A．三倍體轉基因鯉魚與正常鯉魚雜交，進而導致自然種群被淘汰B．載體的標記基因(如抗生素抗性基因)可能指導合成有利于抗性進化的產(chǎn)物C．目的基因(如殺蟲基因)本身編碼的產(chǎn)物可能會對人體產(chǎn)生毒性D．目的基因被應用于生物武器A[三倍體轉基因鯉魚不能產(chǎn)生可育配子，不能與正常鯉魚雜交，A符合題意；載體標記基因(如抗生素基因)多為抗生素抗性基因，可能指導合成有利于抗性進化的產(chǎn)物，B不符合題意；目的基因如殺蟲基因，本身編碼的產(chǎn)物可能會對人體產(chǎn)生毒性，C不符合題意；生物武器的類型包括致病菌、病毒、生物毒劑及基因重組的致病菌等，轉基因生物有可能被用于制造生物武器，D不符合題意。]

第1講傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用和發(fā)酵工程及應用[課標要求]1.舉例說明日常生活中的某些食品是運用傳統(tǒng)發(fā)酵技術生產(chǎn)的2.闡明發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術及微生物的特定功能，工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品3.舉例說明發(fā)酵工程在醫(yī)藥、食品及其他農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有重要的應用價值[核心素養(yǎng)](教師用書獨具)1.發(fā)酵菌種的結構與功能的關系。(生命觀念)2.比較制作果酒、果醋、腐乳、泡菜的原理、流程、發(fā)酵條件等的異同。(科學思維)3.設計實驗探究理想的發(fā)酵條件。(科學探究)4.關注食品安全，倡導健康的生活方式。(社會責任)考點1發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術的概念及泡菜的制作1．發(fā)酵是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。2．傳統(tǒng)發(fā)酵技術3．泡菜的制作(1)菌種來源：植物體表面天然的乳酸菌。(2)原理：在無氧條件下，乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸。(3)反應式：C6H12O6eq\o(→,\s\up10(酶))2C3H6O3(乳酸)＋能量。(4)制作流程1．腐乳的制作僅是毛霉參與了豆腐的發(fā)酵。 (×)提示：多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵，如酵母、曲霉和毛霉。2．傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主。 (√)3．制作傳統(tǒng)泡菜是利用植物體表面天然的乳酸菌來進行發(fā)酵的。 (√)4．制作泡菜時泡菜壇一般只裝九成滿。 (×)提示：泡菜發(fā)酵時易膨脹，制作泡菜時泡菜壇一般只裝八成滿。5．泡菜制作過程中，有機物的干重和種類將減少。 (×)提示：泡菜制作過程中，有機物的干重將減少，而有機物的種類將增加。6．泡菜發(fā)酵過程中泡菜壇沿要注滿水，有利于泡菜的無氧發(fā)酵。 (√)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”)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。2．制作傳統(tǒng)泡菜時無須嚴格滅菌，但隨著發(fā)酵的進行，乳酸菌逐漸成為優(yōu)勢菌種，試分析其原因。(選擇性必修3P6“探究實踐”)提示：泡菜壇內(nèi)形成了缺氧、酸性的環(huán)境，不利于大多數(shù)微生物生長。1．從開始制作到泡菜質量最佳這段時間內(nèi)，泡菜液逐漸變酸，這段時間內(nèi)泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長規(guī)律是_____________________________，原因是________________________________________________________。提示：乳酸菌數(shù)量增加，雜菌數(shù)量減少乳酸菌比雜菌更為耐酸2．泡菜的制作方法不當，很容易造成泡菜變質，甚至發(fā)霉變味，試分析可能的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________。提示：泡菜壇密封不嚴(或鹽和水的比例不適當)引起雜菌滋生、泡菜變質1．泡菜制作中的注意事項(1)材料的選擇及用量①蔬菜應新鮮，若放置時間過長，蔬菜中的硝酸鹽易被還原成亞硝酸鹽。②用清水和食鹽配制質量百分比為5%～20%的鹽水。鹽的濃度過高，乳酸發(fā)酵受抑制，泡菜風味差；用量過低，雜菌易繁殖，導致泡菜變質。(2)防止雜菌污染①每次取樣用具要洗凈，要迅速封口。②鹽水要煮沸后冷卻，煮沸的作用一是除去水中的氧，二是殺滅鹽水中的雜菌。(3)氧氣需求①泡菜壇要選擇火候好、無裂紋、無砂眼、壇沿深、蓋子吻合好的，目的是創(chuàng)造無氧環(huán)境，有利于乳酸菌發(fā)酵，防止蔬菜腐爛。②泡菜壇壇蓋邊沿的水槽內(nèi)注滿水，以保證壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵所需的無氧環(huán)境，注意在發(fā)酵過程中經(jīng)常補水。(4)控制適宜的溫度若溫度偏高則有害菌活動能力強；若溫度偏低則不利于乳酸發(fā)酵，導致發(fā)酵時間延長。2．泡菜發(fā)酵過程中乳酸菌、乳酸的變化項目乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵初期少(有O2、乳酸菌活動受抑制)少增加(硝酸鹽還原菌的作用)發(fā)酵中期最多(乳酸抑制其他菌活動)積累、增多、pH降低降低(硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解)發(fā)酵后期減少(乳酸繼續(xù)積累，pH繼續(xù)降低，抑制其活動)繼續(xù)增多，pH繼續(xù)降低，直至穩(wěn)定降低至相對穩(wěn)定(硝酸鹽還原菌被完全抑制)1．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A懷疑是雜菌污染導致的，同學B懷疑是乳酸菌大量繁殖導致的，你支持誰的觀點并說明理由。提示：支持A的觀點，乳酸菌代謝過程中不產(chǎn)生氣體。2．請嘗試繪制出泡菜制作過程中乳酸菌、亞硝酸鹽及乳酸隨發(fā)酵時間的變化曲線。提示：如圖3．制作泡菜時，同樣的材料和腌制條件，不同壇中各時期測得的亞硝酸鹽含量不同，分析最可能的原因。提示：泡菜制作過程中使用的菌種為天然菌種，由于各壇中微生物的種類和數(shù)量不同，盡管不同壇中使用了同樣的材料和腌制條件，但在各時期測得的亞硝酸鹽含量仍會不同?？疾榘l(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術的概念1．關于發(fā)酵的敘述，不正確的是()A．發(fā)酵就是無氧呼吸B．發(fā)酵是將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產(chǎn)物的過程C．酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的D．利用微生物能夠生產(chǎn)出人們所需多種產(chǎn)物的原因是不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝物的能力A[發(fā)酵包括有氧發(fā)酵和無氧發(fā)酵，A錯誤；發(fā)酵是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產(chǎn)物的過程，B正確；酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的，C正確；不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝物的能力，因此利用微生物能夠生產(chǎn)出人們所需的多種產(chǎn)物，D正確。]2．下列有關傳統(tǒng)發(fā)酵技術的敘述，不正確的是()A．傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵和半固體發(fā)酵為主B．在制作腐乳的過程中，多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵，其中起主要作用的是毛霉C．腐乳味道鮮美的原因在于大分子蛋白質被分解成了小分子的肽和氨基酸D．傳統(tǒng)發(fā)酵技術都是直接利用天然原料中的微生物D[傳統(tǒng)發(fā)酵技術是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保存下來的發(fā)酵物中的微生物進行發(fā)酵、制作食品的技術，D錯誤。]考查泡菜的制作原理、流程等3．(2021·連云港高三模擬)我國制作泡菜歷史悠久?！吨叙佷洝分杏涊d：“泡鹽菜法，定要覆水壇。此壇有一外沿如暖帽式，四周內(nèi)可盛水；壇口覆一蓋，浸于水中……則所泡之菜不得壞矣。泡菜之水，用花椒和鹽煮沸，加燒酒少許……如有霉花，加燒酒少許。壇沿外水須隔日一換，勿令其干?！毕铝姓f法正確的是()A．“泡菜之水，用花椒和鹽煮沸”的目的是徹底滅菌B．“霉花”主要由酵母菌繁殖形成，酵母菌往往來自蔬菜C．“壇沿外水須隔日一換，勿令其干”以保證壇內(nèi)適宜濕度D．分離泡菜汁中的乳酸菌，可用稀釋涂布平板法和MS培養(yǎng)基B[“泡菜之水，用花椒和鹽煮沸”的目的包括提升泡菜味道、減少水中的溶氧量和消毒殺菌防止雜菌污染，A錯誤；“霉花”指的是泡菜壇內(nèi)表面的白膜，主要由酵母菌繁殖形成，而酵母菌往往來自蔬菜，B正確；“壇沿外水須隔日一換，勿令其干”以保證壇內(nèi)的無氧環(huán)境，C錯誤；分離泡菜汁中的乳酸菌，可用稀釋涂布平板法，在分離純化所用的培養(yǎng)基中還需要加入碳酸鈣，其作用是中和乳酸菌代謝過程中產(chǎn)生的乳酸和利于乳酸菌的分離，D錯誤。]4．(不定項)泡菜是一種傳統(tǒng)美食，世界各地都有泡菜的影子，涪陵榨菜、法國酸黃瓜、德國甜酸甘藍，并稱為世界三大泡菜。下圖表示制作泡菜及測定泡菜中亞硝酸鹽含量的實驗流程示意圖，下列分析正確的是()A．選擇新鮮的原料可以降低亞硝酸鹽的含量B．配制鹽水的濃度不宜過高，防止乳酸發(fā)酵受到抑制C．為降低亞硝酸鹽含量，需要泡菜發(fā)酵的時間越長越好D．泡菜發(fā)酵溫度過高過低都會造成雜菌滋生，口感下降AB[新鮮原料中亞硝酸鹽含量更低，放置一段時間的原料由于微生物的作用，使亞硝酸鹽的含量增加，故選擇新鮮的原料可以降低亞硝酸鹽的含量，A正確；用清水與鹽配制質量百分比為5%～20%的鹽水，鹽水的濃度不宜過高，防止乳酸菌乳酸發(fā)酵受到抑制，B正確；發(fā)酵時間過長，泡菜的品質降低，C錯誤；泡菜發(fā)酵溫度過高、食鹽用量過低、腌制時間過短，容易造成雜菌大量滋生，口感下降，D錯誤。]考點2果酒和果醋的制作1．制作原理與發(fā)酵條件項目制作果酒制作果醋發(fā)酵菌種酵母菌醋酸菌代謝類型異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型發(fā)酵過程有氧條件下，酵母菌通過有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(→,\s\up10(酶))6CO2＋12H2O＋能量；無氧條件下，酵母菌通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精：C6H12O6eq\o(→,\s\up10(酶))2C2H5OH＋2CO2＋能量O2、糖源充足時：C6H12O6＋2O2eq\o(→,\s\up10(酶))2CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量；O2充足、缺少糖源時：C2H5OH＋O2eq\o(→,\s\up10(酶))CH3COOH＋H2O＋能量發(fā)酵溫度18～30℃30～35℃發(fā)酵時間10～12天7～8天對氧的需求前期需氧，后期不需氧一直需氧產(chǎn)物檢測聞氣味、品嘗、酸性條件下的重鉻酸鉀(橙色→灰綠色)酸堿指示劑(pH試紙)、聞氣味、品嘗2.發(fā)酵過程及注意事項(1)實驗用具消毒eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(將發(fā)酵瓶、榨汁機等器具用洗潔精,清洗干凈，并用體積分數(shù)為70%,的酒精消毒，晾干備用))↓(2)挑選沖洗葡萄eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(先沖洗1～2次，再去除枝梗和腐爛的,籽粒，瀝干,不能反復沖洗，防止洗去野生酵母菌))↓(3)榨汁eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(用榨汁機榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶,中（要留有大約1/3的空間）))↓(4)果酒發(fā)酵eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(將溫度控制在18～30℃進行發(fā)酵,發(fā)酵過程要注意適時排氣))↓(5)取樣檢測eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(10～12d取樣檢測酒精含量：在酸性,條件下，重鉻酸鉀與酒精反應呈現(xiàn),灰綠色，酵母菌數(shù)量鏡檢))↓(6)果醋發(fā)酵eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(打開瓶蓋，蓋上一層紗布，在溫度為30～,35℃條件下發(fā)酵，時間為7～8d))1．醋酸菌在無氧條件下利用乙醇產(chǎn)生醋酸。 (×)提示：醋酸菌在有氧條件下利用乙醇產(chǎn)生醋酸。2．酵母菌為嗜溫菌，果酒發(fā)酵所需的最適溫度高于果醋發(fā)酵溫度。 (×)提示：酵母菌為嗜溫菌，果酒發(fā)酵所需的最適溫度較低。3．在果酒發(fā)酵后期擰松瓶蓋的間隔時間可延長。 (√)4．在家庭中用新鮮葡萄制作果酒時，需給發(fā)酵裝置適時排氣。 (√)5．制作果酒、果醋時，對發(fā)酵瓶、榨汁機等需用體積分數(shù)為70%的酒精消毒。 (√)6．葡萄酒呈深紅色的原因是發(fā)酵過程中葡萄皮的色素進入到發(fā)酵液中。 (√)1．在制果酒的第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”)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。2．為縮短果醋的制作周期，應采取哪些有效措施？(寫出三點)(選擇性必修3P7“探究·實踐”)提示：以果酒為原料；增加醋酸菌的數(shù)量；控制適宜的發(fā)酵溫度。1．果酒發(fā)酵時，裝入發(fā)酵瓶要留有大約1/3的空間，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣，防止發(fā)酵時汁液溢出2．制作果酒時，若酵母菌的數(shù)量充足且溫度適宜，但獲得的發(fā)酵液中酒精濃度較低，則出現(xiàn)該結果的原因最可能是___________________________________________________________________________________________________。提示：培養(yǎng)過程中發(fā)酵瓶密封性不好，混入了氧氣1．發(fā)酵裝置及各部件的作用2．制作果酒和果醋過程中產(chǎn)量低的原因(1)果酒制作中產(chǎn)生的酒精少：①發(fā)酵前期酵母菌有氧呼吸不足，酵母菌數(shù)量少。②發(fā)酵后期密封不嚴，酵母菌發(fā)酵受抑制。(2)果醋制作中產(chǎn)生醋酸少：發(fā)酵過程中供氧不足所致。3．自然發(fā)酵狀態(tài)下不容易引起雜菌污染的原因(1)沖洗步驟可去除部分雜菌。(2)酸性、無氧的發(fā)酵環(huán)境可以抑制其他雜菌的生長。(3)酵母菌對酒精的耐受性高于其他雜菌。研究發(fā)現(xiàn)：經(jīng)葡萄里面的糖分自然發(fā)酵而成的酒精，一般在10%～13%為最佳，發(fā)酵時的溫度和時間會影響果酒發(fā)酵產(chǎn)生酒精的含量。為了找到適合生產(chǎn)的最佳發(fā)酵溫度和時間。請你設計出探究的思路。提示：設置不同的溫度，分別在不同發(fā)酵時間測定發(fā)酵液中酒精的含量，酒精含量最快達到10%～13%的溫度和相應時間為最佳?？疾楣啤⒐椎闹谱髟?、流程等1．(2021·山東等級考)葡萄酒的制作離不開酵母菌。下列說法錯誤的是()A．無氧條件下酵母菌能存活但不能大量繁殖B．自然發(fā)酵制作葡萄酒時起主要作用的菌是野生型酵母菌C．葡萄酒的顏色是葡萄皮中的色素進入發(fā)酵液形成的D．制作過程中隨著發(fā)酵的進行發(fā)酵液中糖含量增加D[酵母菌進行有氧呼吸獲得能量大量繁殖，無氧條件下，發(fā)酵產(chǎn)生酒精，故無氧條件下酵母菌能進行無氧呼吸存活但不能大量繁殖，A正確；自然發(fā)酵制作葡萄酒時起主要作用的菌是葡萄皮上的野生型酵母菌，B正確；葡萄皮中的色素進入發(fā)酵液使葡萄酒呈現(xiàn)顏色，C正確；制作過程中隨著發(fā)酵的進行發(fā)酵液中糖含量減少，D錯誤。故選D。]2．(不定項)(2021·淄博高三模擬)以蘋果汁為原料，經(jīng)酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵可制得果醋。下列說法錯誤的是()A．酒精發(fā)酵階段和醋酸發(fā)酵階段的適宜溫度相同B．酒精發(fā)酵階段和醋酸發(fā)酵階段均有大量氣體產(chǎn)生C．在醋酸發(fā)酵階段醋酸桿菌將酒精轉化為醋酸D．在醋酸發(fā)酵階段接種乳酸菌可提高醋酸的酸度ABD[酒精發(fā)酵階段適宜溫度為18～30℃，醋酸發(fā)酵階段的適宜溫度為30～35℃，A錯誤；醋酸發(fā)酵階段產(chǎn)生醋酸，無氣體產(chǎn)生，B錯誤；當氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸，當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿幔珻正確；在醋酸發(fā)酵階段接種醋酸菌可提高醋酸的酸度，乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)物是乳酸，不是醋酸，D錯誤。]考查發(fā)酵條件的控制等3．(2021·大連高三聯(lián)考)某小組利用塑料飲水杯、充氧泵、空氣過濾器、回旋式單向閥硅膠管等材料制作的一種新型的果酒、果醋兩用發(fā)酵裝置，如下圖。請分析回答：(1)制作果酒和果醋利用的微生物分別是______、______。(2)圖中________和不銹鋼氣泡石能為發(fā)酵罐中的培養(yǎng)液進行充氧操作，________能為通入的空氣進行無菌過濾，從而對發(fā)酵罐中的培養(yǎng)液實現(xiàn)無菌換氣。(3)釀制果酒時一般將溫度控制在________℃，圖示裝置一般要先通氣后緊閉軟管夾，通氣的目的是_________________________________________________________________________________________________________________。若要檢測果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可從出料口取2mL發(fā)酵液加入試管，再滴加0.5mL________溶液，觀察是否呈現(xiàn)________色。(4)圖中排氣構件由回旋式單向閥通過硅膠塞連接于排氣口而成，使用前先在單向閥內(nèi)裝入約1/3體積冷卻的開水，這樣處理的主要好處有__________________________________________________________________(至少答兩點)。[解析](1)參與果酒制作的微生物是酵母菌，參與果醋制作的微生物是醋酸菌。(2)由圖示裝置可知，通電后的充氧泵和不銹鋼氣泡石能為發(fā)酵罐中的培養(yǎng)液進行充氧操作，空氣過濾器能為通入的空氣進行無菌過濾，從而對發(fā)酵罐中的培養(yǎng)液實現(xiàn)無菌換氣。(3)酵母菌發(fā)酵的最適溫度為18～30℃。通氣的目的是為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣。用酸性重鉻酸鉀可以檢測酒精，即在試管中加入(2mL)發(fā)酵液，再滴加(0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀)的硫酸溶液，觀察溶液是否呈現(xiàn)灰綠色。(4)排氣構件使用前先在單向閥內(nèi)裝入約1/3體積冷卻的開水，利用水封的原理，不僅能將發(fā)酵過程產(chǎn)生的氣體及時排出發(fā)酵罐，并通過單向閥中氣泡的生成了解發(fā)酵狀況，還能有效隔絕外界空氣對發(fā)酵介質的氧化及外界雜菌的污染，同時排氣不需要人工控制，使用方便。[答案](1)酵母菌醋酸菌(2)充氧泵空氣過濾器(3)18～30有利于酵母菌的繁殖酸性重鉻酸鉀灰綠(4)能將發(fā)酵過程產(chǎn)生的氣體及時排出發(fā)酵罐、可通過單向閥中氣泡的生成了解發(fā)酵狀況、能有效隔絕外界空氣對發(fā)酵介質的氧化及外界雜菌的污染、排氣不需要人工控制，使用方便考點3發(fā)酵工程及應用1．發(fā)酵工程利用微生物的特定功能，通過現(xiàn)代工程技術，規(guī)?；a(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品。2．發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)3．發(fā)酵工程的應用(1)在食品工業(yè)上的應用：①生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品；②生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑；③生產(chǎn)酶制劑。(2)在醫(yī)藥工業(yè)上的應用：①生產(chǎn)抗生素、多種氨基酸；②生產(chǎn)激素和免疫調(diào)節(jié)劑等。(3)在農(nóng)牧業(yè)上的應用：①生產(chǎn)微生物肥料；②生產(chǎn)微生物農(nóng)藥；③生產(chǎn)微生物飼料。(4)其他方面的應用：如利用嗜熱菌、嗜鹽菌生產(chǎn)洗滌劑等。1．在發(fā)酵工程中，可通過誘變育種、基因工程育種獲得菌種。 (√)2．分離、提純酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)的單細胞蛋白，可采用過濾、沉淀等方法。 (√)3．發(fā)酵工程中所用的菌種大多是單一菌種。 (√)4．利用發(fā)酵工程技術生產(chǎn)的微生物農(nóng)業(yè)藥物僅是利用其代謝產(chǎn)物來防治病蟲害的。 (×)提示：利用發(fā)酵工程技術生產(chǎn)的微生物農(nóng)業(yè)藥物是利用微生物或其代謝產(chǎn)物來防治病蟲害的。5．發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝產(chǎn)物、酶及菌體本身。 (√)6．谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)時，在酸性條件下積累較多的谷氨酰胺。 (×)提示：谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)時，在酸性條件下則易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。1．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“發(fā)酵罐示意圖”)提示：使菌種與發(fā)酵底物更能充分接觸，提高發(fā)酵效率。2．單細胞蛋白可以作為食品添加劑。單細胞蛋白是微生物產(chǎn)生的單一純凈的蛋白質嗎？(選擇性必修3P27“異想天開”改編)提示：不是，單細胞蛋白是微生物菌體。1．生產(chǎn)啤酒時，需進行后發(fā)酵的原因是___________________________________________________________________________________________。提示：主發(fā)酵結束后，發(fā)酵液不能適合飲用，要在低溫、密閉的環(huán)境下儲存一段時間后進行后發(fā)酵，這樣才能形成澄清、成熟的啤酒2．嗜熱菌、嗜鹽菌可以用來生產(chǎn)洗滌劑，嗜低溫菌有助于提高_____________________________________________________________________。提示：熱敏性產(chǎn)品的質量1．攪拌葉輪在發(fā)酵過程中的作用(1)通過葉輪的攪拌作用，使培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內(nèi)得到充分的混合，盡可能使微生物在發(fā)酵罐里的每一處均能得到充足的氧氣和培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質。(2)良好的攪拌有利于微生物發(fā)酵過程中產(chǎn)生的熱量傳遞給冷卻介質。(3)攪拌能使發(fā)酵液充分混合，發(fā)酵罐的發(fā)酵液中的固型物質保持懸浮狀態(tài)。2．發(fā)酵罐中發(fā)酵條件的控制(1)溫度的控制：發(fā)酵過程中可以通過溫度傳感器和控制裝置進行檢測和由冷卻水進、出口水流來調(diào)整。(2)溶解氧的控制：通過通氣量和攪拌速度加以調(diào)節(jié)。(3)pH的控制：可以通過pH計檢測，并由加料裝置添加酸和堿進行調(diào)節(jié)，也可以在培養(yǎng)基中添加pH緩沖液等。計算機應用的發(fā)酵工程中實現(xiàn)了對溫度、酸堿度、通氣量、轉速的自動記錄和自動控制。3．與傳統(tǒng)的容器相比，發(fā)酵罐最明顯的優(yōu)勢發(fā)酵罐能實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，最大限度地利用原料和設備，獲得高產(chǎn)量和高效率。(1)進行嚴格滅菌，能使空氣按需要流通，從而提供良好的發(fā)酵環(huán)境。(2)實施攪拌、振蕩以促進微生物生長。(3)對溫度、壓力、空氣流量實行自動控制。(4)通過各種生物傳感器測定發(fā)酵罐內(nèi)菌體濃度、營養(yǎng)成分、產(chǎn)品濃度等，并用電腦隨時調(diào)節(jié)發(fā)酵進程。1．微生物菌劑通常有液態(tài)和固態(tài)兩種。下圖是通過發(fā)酵工程制備菌劑的流程。你認為工業(yè)生產(chǎn)中應首選制備液態(tài)還是固態(tài)的微生物菌劑？并闡述理由。提示：液態(tài)的微生物菌劑。原因是制備方法簡單(無需選擇合適載體、干燥、粉碎等操作)、成本低、使用方便、啟動時間短。2．目前在經(jīng)濟作物栽培中使用的赤霉素(GA3)大多是來自赤霉菌(屬于真菌)進行發(fā)酵工程的產(chǎn)品。為提高發(fā)酵過程中赤霉素的產(chǎn)量，研究人員采用分階段變溫調(diào)控的發(fā)酵工藝后，與恒溫發(fā)酵相比，GA3的產(chǎn)量明顯提高。發(fā)酵過程中菌絲干重、殘?zhí)菨舛燃癎A3濃度的變化如圖所示。嘗試分析發(fā)酵過程中殘?zhí)菨舛认陆档脑颉Ｌ崾荆壕z生長、各種代謝物(或赤霉素合成)所需的碳源及能量都主要由糖類提供。微生物工業(yè)發(fā)酵的基本過程1．發(fā)酵工程在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和農(nóng)牧業(yè)等許多領域得到了廣泛的應用，在發(fā)酵過程中，發(fā)酵條件的控制至關重要。下列關于發(fā)酵條件的控制的敘述不正確的是()A．環(huán)境條件不僅會影響微生物的生長繁殖，而且會影響微生物代謝物的形成，因此發(fā)酵過程要嚴格控制發(fā)酵條件B．發(fā)酵過程中微生物代謝產(chǎn)熱和機械攪拌產(chǎn)熱，會使發(fā)酵溫度升高，因此要及時調(diào)節(jié)發(fā)酵罐溫度C．培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質的利用和代謝物的積累，可能會導致發(fā)酵液pH發(fā)生改變，如工業(yè)釀酒會導致pH上升D．現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵對發(fā)酵條件的監(jiān)測和控制是通過計算機系統(tǒng)實現(xiàn)的，可以使發(fā)酵過程處于最佳狀態(tài)C[果酒制作過程中不僅會產(chǎn)生酒精，還會產(chǎn)生大量的二氧化碳，因此利用酵母菌制作果酒的過程中，發(fā)酵液的pH會下降，C錯誤。]2．(2021·濟南高三二模)發(fā)酵工程是指采用現(xiàn)代工程技術手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品。常用好氧菌谷氨酸棒狀桿菌利用圖1的發(fā)酵罐來大量生產(chǎn)味精，發(fā)酵流程如圖2所示。下列敘述正確的是()圖1圖2A．發(fā)酵中所使用的谷氨酸棒狀桿菌菌種可從自然界篩選，也可通過誘變育種、雜交育種或者基因工程育種獲得B．為了保證發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質，圖中發(fā)酵配料及發(fā)酵罐需經(jīng)過嚴格的滅菌C．在發(fā)酵過程中，通過加料口取樣，隨時監(jiān)測產(chǎn)物濃度和微生物數(shù)量D．圖中發(fā)酵過程需通入無菌空氣，并通過攪拌使培養(yǎng)液與菌種充分接觸后關閉通氣口B[谷氨酸棒狀桿菌屬于原核生物，不能進行有性生殖，無法通過雜交育種獲得，A錯誤；嚴格滅菌可以殺死發(fā)酵配料及發(fā)酵罐中的所有微生物，防止雜菌污染，從而保證發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質，B正確；在發(fā)酵過程中，應通過放料口取樣，隨時監(jiān)測產(chǎn)物濃度和微生物數(shù)量，C錯誤；谷氨酸棒狀桿菌屬于好氧菌，在發(fā)酵過程中要不斷地通入無菌空氣，不能關閉通氣口，D錯誤。]發(fā)酵工程在生產(chǎn)上的應用3．(2021·日照高三二模)維生素C(Vc)是人和許多動物必需的營養(yǎng)物質。我國微生物學家分別利用氧化葡萄糖酸桿菌和假單孢桿菌，采用兩次微生物發(fā)酵的方法，使Vc的生產(chǎn)步驟更加簡單。下列有關利用兩次微生物發(fā)酵法進行工業(yè)化生產(chǎn)Vc的敘述，錯誤的是()A．可用稀釋涂布平板法分離純化生產(chǎn)所需的氧化葡萄糖酸桿菌和假單孢桿菌B．生產(chǎn)過程中可用顯微鏡直接計數(shù)法檢測單位體積的培養(yǎng)液中的兩種活菌數(shù)目C．生產(chǎn)過程中需要對發(fā)酵設備和培養(yǎng)基進行嚴格的滅菌處理，以防止雜菌污染D．可用誘變或基因工程方法培育更加高產(chǎn)的氧化葡萄糖酸桿菌和假單孢桿菌菌種B[在當稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物被分散成單個細胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個菌落，故可用稀釋涂布平板法分離純化生產(chǎn)所需的氧化葡萄糖酸桿菌和假單孢桿菌，A正確；顯微鏡直接計數(shù)法檢測細菌時無法區(qū)分死菌和活菌，B錯誤；生產(chǎn)過程中為防止外來雜菌污染，以獲得純凈培養(yǎng)物，需要對發(fā)酵設備和培養(yǎng)基進行嚴格的滅菌處理，C正確；誘變育種利用物理或化學因素處理生物，誘發(fā)生物產(chǎn)生基因突變，從中選擇優(yōu)良變異，基因工程將外源目的基因導入受體細胞，按照人意愿改造生物的性狀，D正確。]4．(2021·長春高三質檢)啤酒是以大麥為主要原料經(jīng)酵母菌發(fā)酵制成的，其工業(yè)化生產(chǎn)流程如下：①大麥種子發(fā)芽，釋放淀粉酶；②加熱殺死種子胚但不使淀粉酶失活；③將干燥的麥芽碾磨成麥芽粉；④淀粉分解，形成糖漿；⑤糖漿加入啤酒花，蒸煮；⑥加入酵母菌，發(fā)酵；⑦過濾，77℃保溫30min；⑧過濾、分裝啤酒進行出售?；卮鹣铝袉栴}：(1)大麥種子細胞中合成淀粉酶的場所是________。(2)流程⑤蒸煮的目的是終止酶的進一步作用，并________________。流程⑥在加入酵母菌前，需進行的操作為________，該操作的目的是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)77℃保溫30min的操作類似于巴氏消毒法，該操作的目的既能殺死啤酒中的微生物，又能保證___________________________________________________________________________________________________________________。(4)若要進一步研究淀粉酶的特性，需從發(fā)芽大麥種子中提取和分離淀粉酶，主要步驟是原料處理→________→純化→純度鑒定。[解析](1)淀粉酶的化學本質為蛋白質，在細胞中的核糖體內(nèi)合成。(2)流程⑤蒸煮的目的是終止酶的進一步作用，并對糖漿進行消毒(或滅菌)。流程⑥在加入酵母菌前，還應進行的操作為冷卻，以防止高溫殺死酵母菌(或保持酵母細胞的活性)。(3)77℃保溫30min的操作類似于巴氏消毒法，溫度不是很高，該操作的目的既能殺死啤酒中的微生物，又能保證啤酒中的營養(yǎng)成分不被破壞(流失)。(4)從生物組織樣品中提取并分離淀粉酶(蛋白質)，主要步驟是原料處理→粗分離→純化→純度鑒定。[答案](1)核糖體(2)對糖漿進行消毒(或對糖漿進行滅菌)冷卻避免殺死菌種(或保持酵母細胞的活性)(3)啤酒中的營養(yǎng)成分不被破壞(或啤酒中的營養(yǎng)成分不流失)(4)粗分離1．核心概念(1)(選擇性必修3P5)發(fā)酵：是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。(2)(選擇性必修3P27)單細胞蛋白：是以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過發(fā)酵獲得了大量的微生物菌體。2．結論語句(1)(選擇性必修3P6)酵母菌是兼性厭氧微生物，在無氧條件下進行酒精發(fā)酵。(2)(選擇性必修3P7)醋酸菌是好氧細菌，當O2、糖源都充足時能將糖分解成醋酸；當缺少糖源時則將乙醇轉化為乙醛，再將乙醛變?yōu)榇姿帷?3)(選擇性必修3P22~23)發(fā)酵工程一般包括菌種的選育，擴大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制、滅菌、接種、發(fā)酵，產(chǎn)品的分離、提純等方面。1．(2020·山東等級考)我國的釀酒技術歷史悠久，古人在實際生產(chǎn)中積累了很多經(jīng)驗?！洱R民要術》記載：將蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲發(fā)，如魚眼湯，凈淘米八斗，炊作飯，舒令極冷”。意思是將酒曲浸到活化，冒出魚眼大小的氣泡，把八斗米淘凈，蒸熟，攤開冷透。下列說法錯誤的是()A．“浸曲發(fā)”過程中酒曲中的微生物代謝加快B．“魚眼湯”現(xiàn)象是微生物呼吸作用產(chǎn)生的CO2釋放形成的C．“凈淘米”是為消除雜菌對釀酒過程的影響而采取的主要措施D．“舒令極冷”的目的是防止蒸熟的米溫度過高導致酒曲中的微生物死亡C[由題意可知，“浸曲發(fā)”是將酒曲浸泡活化，在活化的過程中微生物代謝加快，A正確；“魚眼湯”是指冒出魚眼大小的氣泡，氣泡是微生物進行呼吸作用產(chǎn)生的CO2釋放形成的，B正確；釀酒過程中酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生的酒精會抑制其他微生物的生長，而“凈淘米”是防止一些雜質影響酒的品質，C錯誤；由題意可知，“舒令極冷”是將蒸熟的米攤開冷透，其目的是防止蒸熟的米溫度過高使酒曲中的微生物死亡，D正確。]2．(2020·江蘇高考)某同學在線提交了在家用帶蓋玻璃瓶制作果酒和果醋的實驗報告，他的做法錯誤的是()A．選擇新鮮的葡萄略加沖洗，除去枝梗后榨汁B．將玻璃瓶用酒精消毒后，裝滿葡萄汁C．酒精發(fā)酵期間，根據(jù)發(fā)酵進程適時擰松瓶蓋放氣D．酒精發(fā)酵后去除瓶蓋，蓋一層紗布，再進行醋酸發(fā)酵B[制作葡萄酒時，選擇新鮮的葡萄，榨汁前先將葡萄略加沖洗，并除去枝梗，A正確；發(fā)酵瓶要清洗干凈，用體積分數(shù)為70%的酒精消毒，或用洗潔精洗滌，葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，要留有大約1/3的空間，不能裝滿，這樣既可以為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣，又可以防止發(fā)酵旺盛時發(fā)酵液溢出，B錯誤；酒精發(fā)酵過程中會產(chǎn)生二氧化碳，為了釋放出二氧化碳，要根據(jù)發(fā)酵進程適時擰松瓶蓋放氣，C正確；由于醋酸發(fā)酵使用的菌種為醋酸菌，醋酸菌為好氧細菌，為了給醋酸發(fā)酵提供充足的氧氣，并防止空氣中的雜菌污染，酒精發(fā)酵后去除瓶蓋，蓋一層紗布，再進行醋酸發(fā)酵，D正確。]3．(2021·全國乙卷)工業(yè)上所說的發(fā)酵是指微生物在有氧或無氧條件下通過分解與合成代謝將某些原料物質轉化為特定產(chǎn)品的過程。利用微生物發(fā)酵制作醬油在我國具有悠久的歷史。某企業(yè)通過發(fā)酵制作醬油的流程示意圖如下。回答下列問題：(1)米曲霉發(fā)酵過程中，加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長提供營養(yǎng)物質，大豆中的______可為米曲霉的生長提供氮源，小麥中的淀粉可為米曲霉的生長提供______。(2)米曲霉發(fā)酵過程的主要目的是使米曲霉充分生長繁殖，大量分泌制作醬油過程所需的酶類，這些酶中的______、______能分別將發(fā)酵池中的蛋白質和脂肪分解成易于吸收、風味獨特的成分，如將蛋白質分解為小分子的肽和______。米曲霉發(fā)酵過程需要提供營養(yǎng)物質、通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于________(填“自養(yǎng)厭氧”“異養(yǎng)厭氧”或“異養(yǎng)好氧”)微生物。(3)在發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的乳酸菌屬于__________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在無氧條件下分解葡萄糖的產(chǎn)物是____________________。在該階段抑制雜菌污染和繁殖是保證醬油質量的重要因素，據(jù)圖分析該階段中可以抑制雜菌生長的物質是____________________(答出1點即可)。[解析](1)大豆的主要營養(yǎng)成分有蛋白質，可為米曲霉的生長提供氮源。淀粉屬于多糖，組成元素有C、H、O，可為米曲霉的生長提供碳源。(2)蛋白質和脂肪的分解需要蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶可以將蛋白質水解為小分子的肽和氨基酸。依題意可知，米曲霉發(fā)酵過程中需要提供營養(yǎng)物質，且需要通入空氣并攪拌，故米曲霉的代謝類型為異養(yǎng)好氧型。(3)乳酸菌為原核生物；酵母菌為兼性厭氧微生物，在無氧條件下可以通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。在發(fā)酵池發(fā)酵階段存在乳酸菌和酵母菌，它們產(chǎn)生的乳酸和酒精均會抑制雜菌生長，同時，加入的食鹽也有抑制雜菌生長的作用。[答案](1)蛋白質碳源(2)蛋白酶脂肪酶氨基酸異養(yǎng)好氧(3)原核生物酒精和CO2乳酸(或酒精、食鹽)4．(2020·浙江1月選考節(jié)選)回答與泡菜制作有關的問題：(1)用蘿卜等根菜類蔬菜制作泡菜，用熱水短時處理，可抑制某些微生物產(chǎn)生________，從而使成品泡菜口感較脆。同時，該處理也會使泡菜發(fā)酵時間縮短，其原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)泡菜發(fā)酵初期，由于泡菜罐加蓋并水封，會使__________菌被逐漸抑制。發(fā)酵中期，乳酸菌大量繁殖，會使________菌受到抑制。發(fā)酵后期，乳酸生產(chǎn)過多，會使乳酸菌受到抑制。(3)從泡菜汁中可分離制作酸奶的乳酸菌，首先對經(jīng)多次發(fā)酵的泡菜汁進行過濾，然后取濾液進行________，再用________的方法在某種含牛乳的專用的培養(yǎng)基中進行初步篩選。該培養(yǎng)基必須含有________，以便于觀察是否產(chǎn)酸。(4)自然界中醋酸菌常與乳酸菌共同生長。若要篩選出醋酸菌，則其專用的培養(yǎng)基中應添加________。[解析](1)果膠具有將植物細胞粘合在一起的作用，去掉果膠后，植物組織會變得松散，植物組織松散后就會使泡菜口感變得不脆，抑制果膠酶的作用就可避免植物組織變得松散。高溫使植物細胞破裂，導致細胞內(nèi)的營養(yǎng)物質外流，有利于乳酸菌更快地獲得營養(yǎng)物質進行乳酸發(fā)酵。(2)加蓋并加水密封后泡菜罐內(nèi)為無氧環(huán)境，因此可抑制好氧菌的繁殖。在發(fā)酵中期，乳酸菌大量繁殖，通過乳酸發(fā)酵產(chǎn)生了較多乳酸，此時泡菜罐內(nèi)pH較低，不耐酸的菌會受到抑制。(3)經(jīng)多次發(fā)酵的泡菜汁中含有的乳酸菌數(shù)量較多，在涂布分離前需先對菌液進行稀釋。鑒定培養(yǎng)基中接種的乳酸菌是否產(chǎn)酸，較為簡便的方法為加入酸堿指示劑，通過觀察其變色情況，即可判斷是否產(chǎn)酸。(4)醋桿菌能在有氧條件下將乙醇轉變?yōu)榇姿?，因此需要在培養(yǎng)基中添加乙醇以篩選出醋桿菌。[答案](1)果膠酶細胞破裂，細胞內(nèi)營養(yǎng)物質外流使乳酸菌快速地獲得營養(yǎng)物質(2)好氧不耐酸的(3)稀釋涂布分離酸堿指示劑(4)乙醇5．(2021·廣東選擇性考試)中國科學家運用合成生物學方法構建了一株嗜鹽單胞菌H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的廢棄液，含較多蔗糖)為原料，在實驗室發(fā)酵生產(chǎn)PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整體利用價值。工藝流程如圖。請回答下列問題：(1)為提高菌株H對蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液體培養(yǎng)基中將蔗糖作為__________，并不斷提高其濃度，經(jīng)多次傳代培養(yǎng)(指培養(yǎng)一段時間后，將部分培養(yǎng)物轉入新配的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng))以獲得目標菌株。培養(yǎng)過程中定期取樣并用__________的方法進行菌落計數(shù)，評估菌株增殖狀況。此外，選育優(yōu)良菌株的方法還有______________________(答出兩種方法即可)等。(2)基于菌株H嗜鹽、酸堿耐受能力強等特性，研究人員設計了一種不需要滅菌的發(fā)酵系統(tǒng)，其培養(yǎng)基鹽濃度設為60g/L，pH為10，菌株H可正常持續(xù)發(fā)酵60d以上。該系統(tǒng)不需要滅菌的原因是________________________(答出兩點即可)。(3)研究人員在工廠進行擴大培養(yǎng)，在適宜的營養(yǎng)物濃度、溫度、pH條件下發(fā)酵，結果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵液中菌株H細胞增殖和PHA產(chǎn)量均未達到預期，并產(chǎn)生了少量乙醇等物質，說明發(fā)酵條件中__________可能是高密度培養(yǎng)的限制因素。(4)菌株H還能通過分解餐廚垃圾(主要含蛋白質、淀粉、油脂等)來生產(chǎn)PHA，說明其能分泌______________________________。[解析](1)為提高菌株H對蔗糖的耐受能力和利用效率，在液體培養(yǎng)基中，可將蔗糖作為碳源。培養(yǎng)過程中可定期取樣并采用稀釋涂布平板法(或血細胞計數(shù)法)進行菌落計數(shù)，評估菌株增殖狀況。除了上述方法選育能耐受高濃度蔗糖的菌株H外，還可通過誘變育種、基因工程育種來選育優(yōu)良菌株。(2)由題意可知，菌株H具有嗜鹽、酸堿耐受能力強的特性，在該系統(tǒng)中，其他雜菌會因鹽濃度過高或pH不適宜而死亡，故不用滅菌。(3)由于產(chǎn)物中產(chǎn)生了少量乙醇，說明發(fā)酵液缺氧導致菌株H進行了無氧呼吸，最終菌株H由于能量供應不足而使得其細胞增殖和PHA的產(chǎn)量均未達到預期，所以發(fā)酵條件中氧氣可能是高密度培養(yǎng)的限制因素。(4)餐廚垃圾主要含有蛋白質、淀粉、油脂等，菌株H能利用餐廚垃圾來生產(chǎn)PHA，說明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶，還有與PHA合成相關的酶。[答案](1)碳源稀釋涂布平板法(或血細胞計數(shù)法)誘變育種、基因工程育種(2)培養(yǎng)基是高鹽濃度的液體環(huán)境，雜菌會由于滲透失水而死亡；培養(yǎng)基的液體環(huán)境是堿性的，其他雜菌的酶變性失活，生長繁殖受抑制(3)氧氣(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和PHA合成相關的酶第2講微生物的培養(yǎng)技術及應用[課標要求]1.闡明在發(fā)酵工程中滅菌是獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的前提2.闡明無菌技術是在操作過程中，保持無菌物品與無菌區(qū)域不被微生物污染的技術3.舉例說明通過調(diào)整培養(yǎng)基的配方可有目的地培養(yǎng)某種微生物4.概述平板劃線法和稀釋涂布平板法是實驗室中進行微生物分離和純化的常用方法5.概述稀釋涂布平板法和顯微鏡計數(shù)法是測定微生物數(shù)量的常用方法[核心素養(yǎng)](教師用書獨具)1.分析培養(yǎng)基的成分及其作用；平板劃線法和稀釋涂布平板法的異同；選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基的區(qū)別。(科學思維)2.設計實驗探究微生物培養(yǎng)的條件及如何分離某種微生物等。(科學探究)3.關注有害微生物的控制及宣傳健康生活方式等。(社會責任)考點1微生物的基本培養(yǎng)技術1．培養(yǎng)基的配制2．無菌技術3．微生物的純培養(yǎng)1．在培養(yǎng)細菌時，要將培養(yǎng)基調(diào)至中性或弱酸性。 (×)提示：在培養(yǎng)細菌時，要將培養(yǎng)基調(diào)至中性或弱堿性。2．蛋白胨中含有糖、維生素和有機氮等營養(yǎng)物質。 (√)3．玻璃器皿、金屬用具等可以采用干熱滅菌。 (√)4．微生物的純培養(yǎng)步驟為配制培養(yǎng)基→接種→滅菌→分離和培養(yǎng)等。 (×)提示：微生物的純培養(yǎng)步驟為配制培養(yǎng)基→滅菌→接種→分離和培養(yǎng)等。5．待滅菌后的培養(yǎng)基冷卻至50℃左右時，在酒精燈火焰附近倒平板。 (√)1．無菌技術除用來防止實驗室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，還有什么作用？(選擇性必修3P10“旁欄思考”)提示：無菌技術還能有效避免操作者自身被微生物感染。2．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“文字信息”)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。1．倒平板操作中，平板冷凝后，要將平板倒置，其主要原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：防止冷凝后形成的水珠滴落在培養(yǎng)基上(污染培養(yǎng)基和破壞菌落)和防止培養(yǎng)基水分過快蒸發(fā)2．牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高溫瞬時消毒法，與煮沸消毒法相比，這兩種方法的優(yōu)點是_____________________________________________________________________________________________________________________。提示：在達到消毒目的的同時，營養(yǎng)物質損失較少1．兩種純化細菌的方法的比較項目平板劃線法稀釋涂布平板法純化原理通過接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基表面將菌液進行一系列的梯度稀釋，稀釋度足夠高時，聚集在一起的微生物將被分散成單個細胞主要步驟平板劃線操作系列稀釋操作和涂布平板操作接種工具接種環(huán)涂布器平板示意圖2.平板劃線操作中灼燒接種環(huán)的目的灼燒時間灼燒目的第一次劃線前殺死接種環(huán)上原有的微生物，防止外來雜菌污染培養(yǎng)基第二次及以后每次劃線前殺死上次劃線后接種環(huán)上殘留的菌種，使下次劃線的菌種直接來源于上次劃線的末端最后一次劃線后殺死接種環(huán)上殘存的菌種，避免細菌污染環(huán)境和感染操作者1．某同學為探究已純化的菌株能否分解纖維素，他將此菌株接種在纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基上，一段時間后，培養(yǎng)基上出現(xiàn)了菌落，該同學認為此菌株能分解纖維素，但其他的同學并不認同他的觀點，你認為他們的理由是什么？提示：實驗缺少空白對照；操作不規(guī)范。2．某同學在利用稀釋涂布平板法純化土壤中的細菌時，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上的菌落連成一片，最可能的原因是什么？為了防止雜菌污染，有同學建議加入抗生素，你覺得可以嗎？并說明理由。提示：最可能的原因是菌液濃度過高(土壤溶液稀釋不夠)。不可以，因為抗生素不但能殺滅雜菌，而且也可以殺滅目的菌，因此在培養(yǎng)基上不可以加入抗生素。考查無菌技術1．(2021·南通高三模擬)巴氏殺菌乳是以生牛(羊)乳為原料，經(jīng)巴氏殺菌等工序制得的液體產(chǎn)品，殺滅了牛奶中有害菌群的同時也保存了營養(yǎng)物質和純正口感。據(jù)國家標準每毫升合格巴氏殺菌乳中細菌總數(shù)不得超過50000個。某興趣小組進行了新鮮牛奶合適的消毒溫度的探究，相關實驗操作不合理的是()A．配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基并在121℃、100kPa條件下處理15～30minB．將等量的新鮮牛奶分別置于60℃、70℃、80℃、90℃恒溫水浴鍋中處理30minC．對處理后的牛奶進行梯度稀釋后，利用涂布法接種平板并在37℃下培養(yǎng)24hD．統(tǒng)計培養(yǎng)基上全部菌落數(shù)，以菌落數(shù)最少組的處理溫度作為牛奶最適消毒溫度D[配制的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基需使用高壓蒸汽滅菌法滅菌，即在121℃、100kPa條件下處理15～30min，將培養(yǎng)基徹底滅菌，以避免培養(yǎng)基上的微生物影響實驗結果，A正確；新鮮牛奶應使用巴氏消毒法消毒，為了探究新鮮牛奶合適的消毒溫度，可將等量的新鮮牛奶分別置于60℃、70℃、80℃、90℃恒溫水浴鍋中處理30min，并檢測不同溫度處理下的牛奶中微生物的數(shù)量進行比較，B正確；若要統(tǒng)計消毒后的牛奶中微生物的數(shù)量，可用稀釋涂布平板法接種，即可對處理后的牛奶進行梯度稀釋后，利用涂布法接種平板并在37℃下培養(yǎng)24h，C正確；由于溫度過高會破壞牛奶中的營養(yǎng)成分，所以菌落數(shù)最少的組對應的溫度不一定是最適的消毒溫度，因為還需要考慮牛奶的營養(yǎng)價值不被破壞，D錯誤。]2．(2021·南充高三模擬)“掌心對掌心，手心壓手背，十指交叉摩，手握關節(jié)搓，拇指圍軸轉，指尖掌心揉，手腕別放過?！逼卟较词址梢郧宄植康奈畚锖臀⑸?，是預防新冠病毒感染的有效措施之一。某生物實驗小組設計了“比較洗手前后手上細菌分布情況”的探究活動：各小組成員分別將拇指在甲組培養(yǎng)基上輕輕按一下，然后用肥皂將該手洗干凈，再將洗凈后的拇指在乙組培養(yǎng)基上輕輕按一下。將這兩組培養(yǎng)基放入恒溫培養(yǎng)箱中，在適宜溫度下培養(yǎng)24小時后，統(tǒng)計兩組培養(yǎng)基中菌落數(shù)目。(1)該實驗中用到的培養(yǎng)基中加入了牛肉膏、蛋白胨、NaCl和水，蛋白胨可以為微生物的生長提供____________________________等營養(yǎng)物質，為了使配制的溶液呈固體狀態(tài)，還需要加入________。為了防止外來雜菌的入侵，可以將培養(yǎng)基放入盛有適量________的高壓滅菌鍋內(nèi)滅菌15～30min。(2)實驗中“將拇指在培養(yǎng)基上輕輕按一下”相當于微生物培養(yǎng)操作中的________，該操作應該在酒精燈火焰附近進行，原因是_____________________________________________________________________________________。(3)統(tǒng)計甲乙兩組培養(yǎng)皿中的菌落，乙組中菌落數(shù)比甲少得多，實驗結果說明肥皂洗手不能徹底清除手上的微生物。為避免手上微生物在無菌操作中污染培養(yǎng)基，洗過的手還應進行________________________________________________________