高考生物二輪復習 第一部分 專題九 生物技術實踐 命題源19 微生物的利用和生物技術在食品加工中的應用限時訓練-人教版高三生物試題

微生物的利用和生物技術在食品加工中的應用1．(2015·寧夏銀川三模)牛奶是微生物生長的良好培養(yǎng)基。生鮮牛奶中的微生物情況反映了奶牛的健康狀況，也影響奶制品的運輸和貯藏。牛奶在飲用前都要經(jīng)過巴氏消毒，以殺死有害微生物。為檢測消毒前后牛奶中細菌含量變化情況，做如圖所示操作。用無菌吸管從錐形瓶中吸取1mL生牛奶稀釋液至盛有9mL無菌水的試管中，混合均勻，如此再重復2次。請回答下列有關問題：(1)微生物培養(yǎng)操作過程中，為了防止雜菌污染，需對培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進行________(消毒、滅菌)，操作者雙手要進行清洗和________。除巴氏消毒外，還有____________和化學試劑消毒。(2)取最終的牛奶稀釋液0.1mL滴在培養(yǎng)基上進行涂布，選擇的涂布工具稱為________，為防止雜菌污染，該工具應浸泡于酒精中，涂布前應________________________________________________________________________。(3)圖中所示方法為稀釋培養(yǎng)法，理想情況下，培養(yǎng)一段時間后可在培養(yǎng)基表面形成菌落。若用該方法培養(yǎng)設置了3個培養(yǎng)皿，菌落數(shù)分別為35個、33個、34個，則可以推測生牛奶中每毫升含細菌數(shù)為________個。運用這種方法統(tǒng)計的結果往往較實際值________(填“偏大”或“偏小”)，原因是________________________________________________________________________。解析：(1)消毒指使用較溫和的物理或化學方法，僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。滅菌指使用強烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有微生物，包括芽孢和孢子。故防止雜菌污染，需對培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進行滅菌，操作者雙手要進行清洗和消毒，常用消毒方法有：巴氏消毒法、煮沸消毒法和化學試劑消毒法。(2)用來進行稀釋涂布平板法的涂布工具稱為涂布器。防止雜菌污染，該工具應浸泡于酒精中，涂布前應將涂布器引燃(灼燒)，消滅雜菌后待冷卻，避免高溫殺死菌種。(3)依據(jù)題意，并結合圖示可推測牛奶中每毫升含細菌數(shù)為[(35＋34＋33)÷3]×104÷0.1＝3.4×106。因為進行菌落計數(shù)時，兩個或多個菌落重疊在一起時按一個菌落計算，故統(tǒng)計的結果往往較實際值偏小。答案：(1)滅菌消毒煮沸消毒法(2)涂布器將涂布器引燃(灼燒)后待冷卻(3)3.4×106偏小當兩個或多個菌落重疊在一起時按一個菌落計算2．(2015·寧夏銀川三模)微生物培養(yǎng)與分離技術是生物學中重要的實驗技術。根據(jù)有關微生物的知識，分析回答問題：(1)培養(yǎng)基的制備需經(jīng)過計算、稱量、溶化和A：______、B：________等過程，上述過程中需要在超凈工作臺上操作的是________。(2)純化菌種時為得到單菌落，常采用的接種方法是平板劃線法和D：____________法，其中需用接種環(huán)進行操作的是________________。(3)為達到篩選土壤中分解尿素細菌的目的，平板內(nèi)的固體培養(yǎng)基應以尿素作為唯一的________，培養(yǎng)基中加入________指示劑培養(yǎng)后，若變紅以鑒定其中含有所需細菌。若篩選纖維素分解菌，在選擇培養(yǎng)后須進行E：____________和F：____________過程，一般通過觀察____________的有無挑選出所需菌種。解析：(1)培養(yǎng)基的制備需經(jīng)過計算、稱量、溶化、A滅菌、B倒平板等過程，其中倒平板需要在超凈工作臺上操作。(2)常采用的微生物接種方法是平板劃線法和D稀釋涂布平板法。其中平板劃線法需用接種環(huán)進行操作。(3)欲篩選土壤中分解尿素的細菌，培養(yǎng)基中應以尿素作為唯一的氮源，需要在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑進行鑒定。若篩選纖維素分解菌，在選擇培養(yǎng)后須進行E梯度稀釋→F涂布平板→挑選產(chǎn)生透明圈的菌落。答案：(1)滅菌倒平板倒平板(2)稀釋涂布平板平板劃線法(3)氮源酚紅梯度稀釋涂布平板透明圈3．(原創(chuàng)題)如圖為利用農(nóng)作物廢棄物——秸稈代替糧食作為原料生產(chǎn)燃料乙醇的主要技術及廢棄物利用的流程圖。請回答：(1)圖中①所需微生物可從土壤中獲取，獲取該微生物的過程稱為微生物的________，選擇培養(yǎng)基應以________為唯一碳源。純化菌種時，將篩選獲得的菌液稀釋后用____________接種到培養(yǎng)基上。在篩選纖維素分解菌的過程中，常采用____________法，____________能與培養(yǎng)基上的纖維素形成紅色復合物，當纖維素被分解后，紅色復合物就無法形成，培養(yǎng)基上就會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的____________，可以此來篩選纖維素分解菌。(2)圖中①也可以采用酶解法。將酶應用于生產(chǎn)實踐之前需對酶進行____________的檢測。在20世紀50年代，酶已經(jīng)大規(guī)模應用于各個生產(chǎn)領域，到了70年代又發(fā)明了固定化酶與固定化細胞技術，在實際生產(chǎn)中，固定化酶技術的優(yōu)點是固定在載體上的酶能__________；固定化細胞多采用____________法固定化，而固定化酶一般不用此方法，因為________________________________________________________________________。(3)圖中②酒精發(fā)酵階段接種的微生物是________，酒精發(fā)酵時一般將溫度控制在________℃。在培養(yǎng)微生物的過程中，對培養(yǎng)基和接種環(huán)采用的滅菌方法分別是____________、____________。乙醇純化一般需要使用________法。(4)圖中③產(chǎn)生的農(nóng)作物廢棄物，主要成分為木質(zhì)素、纖維素和半纖維素，但是酵母菌無法直接利用農(nóng)作物廢棄物，原因是其____________________________。(5)若要利用圖示中的發(fā)酵產(chǎn)物生產(chǎn)醋酸，常用的菌種為________，則下一階段的發(fā)酵過程中應通入________________，溫度嚴格控制在________℃。解析：(1)過程①加入了微生物，其作用是使固體的秸稈顆粒分解，從土壤中獲取①所需微生物的過程稱為微生物的分離；由于分離的微生物能分解纖維素，故選擇培養(yǎng)基應以纖維素為唯一碳源；純化菌種時，將菌液稀釋后用稀釋涂布平板法接種到培養(yǎng)基上；在篩選纖維素分解菌時，常利用剛果紅染色法，可通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。(2)將酶應用于生產(chǎn)實踐之前，需要對使用的酶進行酶活力的檢測。固定化酶和固定化細胞常用的方法有包埋法、化學結合法和物理吸附法，一般酶更適合采用化學結合和物理吸附法固定化，而細胞多采用包埋法固定化，這是因為細胞體積較大，而酶分子很小。(3)酒精發(fā)酵階段接種的微生物是酵母菌，20℃左右最適合酵母菌繁殖，故酒精發(fā)酵時一般將溫度控制在18～25℃。在培養(yǎng)微生物的過程中，對培養(yǎng)基和接種環(huán)采用的滅菌方法分別是高壓蒸汽滅菌和灼燒滅菌。純化乙醇時，一般需要使用蒸餾法。(4)由于酵母菌細胞缺乏能分解木質(zhì)素、纖維素和半纖維素的酶系統(tǒng)，故農(nóng)作物廢棄物無法被酵母菌直接利用。(5)酵母菌發(fā)酵產(chǎn)物主要為乙醇，以乙醇為原料生產(chǎn)乙酸的過程為醋酸發(fā)酵，醋酸菌代謝類型為異養(yǎng)需氧型，故發(fā)酵過程中應通入無菌空氣，并將溫度控制在30～35℃之間。答案：(1)分離纖維素稀釋涂布平板法剛果紅染色剛果紅透明圈(2)酶活力(或酶活性)被反復利用包埋酶分子小，容易從包埋材料中漏出(3)酵母菌18～25高壓蒸汽滅菌灼燒滅菌蒸餾(4)缺乏相應分解酶系(或缺乏能分解木質(zhì)素、纖維素和半纖維素的酶)(5)醋酸菌無菌空氣30～354．(2015·湖北武漢模擬)有機農(nóng)藥苯磺隆是一種除草劑，長期使用會污染環(huán)境，研究發(fā)現(xiàn)，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分離降解苯磺隆的菌株和探索其降解機制的實驗過程如圖甲、乙所示：圖甲圖乙(1)微生物生長繁殖所需的主要營養(yǎng)物質(zhì)有碳源、水、______________四類，該實驗所用的選擇培養(yǎng)基只能以苯磺隆作為唯一碳源，其原因是____________________________________________________________。(2)與微生物培養(yǎng)基相比，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基常需添加生長素和____________，這些植物激素一般需要事先單獨配制成________保存?zhèn)溆谩?3)純化菌株時，通常使用的劃線工具是________。劃線的某個平板培養(yǎng)后，第一劃線區(qū)域的劃線上都不間斷地長滿了菌，第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無菌落，其他劃線上有菌落。造成劃線無菌落可能的操作失誤有________________________________________________________________________。(4)為探究苯磺隆的降解機制，將該菌種的培養(yǎng)液過濾離心，取上清液做圖乙所示實驗。該實驗的假設是________________________________________________，該實驗設計是否合理？為什么？________________________________________________________________________。解析：(1)基本培養(yǎng)基必須具有水、碳源、氮源和無機鹽，故應填寫氮源和無機鹽。在培養(yǎng)基中以苯磺隆為唯一碳源，所以培養(yǎng)基上只有能利用苯磺隆的微生物能正常生長繁殖，因此起到選擇作用。(2)植物組織培養(yǎng)基除了營養(yǎng)物質(zhì)外通常還需要添加植物激素，如細胞分裂素和生長素。因為植物激素量很少，所以通常配制成母液。(3)純化菌種通常用稀釋涂布平板法和平板劃線法，在平板劃線法中用到的劃線工具是接種環(huán)。如果劃線的某個平板培養(yǎng)后，第一劃線區(qū)域的劃線上都不間斷地長滿了菌，這說明有菌種，而第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無菌落，其他劃線上有菌落，可能的原因有接種環(huán)灼燒后未冷卻或劃線未從第一區(qū)域末端開始。(4)由圖可知取了上清液后加入的是蛋白酶溶液，根據(jù)酶的專一性，蛋白酶能將蛋白質(zhì)分解，故應假設的是目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白質(zhì)，如果不能降解苯磺隆說明是蛋白質(zhì)。但該實驗不嚴謹，要證明該假設還應該設置一組不加蛋白酶溶液的空白對照。答案：(1)氮源和無機鹽只有能利用苯磺隆的微生物能正常生長繁殖(2)細胞分裂素母液(3)接種環(huán)①接種環(huán)灼燒后未冷卻；②劃線未從第一區(qū)域末端開始(4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白質(zhì)不合理，缺少空白對照5．(2015·四川“聯(lián)測促改”二測)某廠對蘋果進行深加工中所用的菌種進行篩選及蘋果加工的生產(chǎn)流程如圖甲所示。(1)蘋果壓榨過程中加入________酶可提高榨汁率；圖甲中發(fā)酵罐Ⅰ進行的代謝反應式為__________________________；發(fā)酵罐Ⅱ需接種________菌，與發(fā)酵罐Ⅰ相比，需要不斷通入________。(2)圖乙表示發(fā)酵罐Ⅰ、Ⅱ中主要物質(zhì)的變化，曲線________代表酒精的變化，可用________________試劑檢測酒精的有無。(3)為獲得用于生產(chǎn)的理想的酵母菌種，需向平板內(nèi)的固體培養(yǎng)基中加入一定量的____________進行選擇培養(yǎng)，培養(yǎng)時平板須倒置，可防止__________________________________________________；用稀釋涂布平板計數(shù)法統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比活菌的實際數(shù)目低，這是因為____________________________________。解析：(1)蘋果壓榨過程中加入果膠酶可提高榨汁率；圖甲中發(fā)酵罐Ⅰ進行的代謝反應是酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，所以應寫出葡萄糖在酶催化下無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2的反應式。發(fā)酵罐Ⅱ要產(chǎn)生醋酸，需接種醋酸菌，需要在有氧條件下進行。(2)發(fā)酵罐Ⅰ中開始有氧氣，幾乎不產(chǎn)生酒精，之后氧氣消耗完，酒精產(chǎn)生越來越多，之后在發(fā)酵罐Ⅱ中接種醋酸菌，酒精逐漸變?yōu)榇姿?，則酒精量逐漸減少為0，所以圖乙中曲線②代表酒精的變化，檢測酒精可用酸性重鉻酸鉀，看是否出現(xiàn)灰綠色現(xiàn)象。(3)理想的酵母菌應選擇耐酸和乙醇的菌種，所以應在平板內(nèi)的固體培養(yǎng)基中加入一定量的酒精和酸進行選擇培養(yǎng)，培養(yǎng)時平板須倒置，可防止培養(yǎng)基表面冷凝水過多而造成其他微生物的滲透；用稀釋涂布平板計數(shù)法統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比活菌的實際數(shù)目低，這是因為培養(yǎng)過程中兩個或多個細胞可能生長在一起形成一個菌落。答案：(1)果膠C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2醋酸氧氣(2)②酸性重鉻酸鉀(3)酒精和酸培養(yǎng)基表面冷凝水過多而造成其他微生物的滲透培養(yǎng)過程中兩個或多個細胞可能生長在一起形成一個菌落6．(2015·吉林三模)下面是某同學制作果酒和果醋的實驗流程圖以及預分離土壤中能分解尿素的細菌的培養(yǎng)基配方，請回答有關問題：KH2PO4Na2HPO4MgSO4·7H2O1.4g2.1g0.2g蛋白胨葡萄糖尿素瓊脂1.0g10.0g1.0g15.0g(1)圖中方框內(nèi)應該填寫的實驗步驟是____________，此步驟中起主要作用的微生物是________________，其發(fā)酵時______(需要/不需要)氧氣，適宜的發(fā)酵溫度范圍是________。(2)根據(jù)培養(yǎng)基的成分判斷，該同學能否分離出土壤中分解尿素的細菌？________(能/不能)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如果想進一步對初步篩選得到的菌株進行純化并計數(shù)，可采用的接種方法是________________。通常鑒定分解尿素的細菌的方法是在培養(yǎng)基中加入________指示劑。解析：(1)制作果酒和果醋的實驗流程如下：據(jù)此可知圖中方框內(nèi)應該填寫的實驗步驟是醋酸發(fā)酵(或果醋發(fā)酵)，此步驟中起主要作用的微生物是醋酸菌，醋酸菌是一種好氧細菌，其發(fā)酵時需要氧氣。醋酸菌的最適生長溫度為30～35℃，所以30～35℃是醋酸發(fā)酵的適宜的發(fā)酵溫度范圍。(2)培養(yǎng)基配方中的氮源除了尿素外，還有蛋白胨，由于尿素不是唯一的氮源，因此不能分離出只以尿素為唯一氮源的土壤中分解尿素的細菌。(3)欲對初步篩選得到的菌株進行純化并計數(shù)，可采用的接種方法為稀釋涂布平板法。在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑可鑒定分解尿素的細菌。答案：(1)醋酸發(fā)酵(或果醋發(fā)酵)醋酸菌需要30～35℃(2)不能培養(yǎng)基還含蛋白胨做氮源(尿素不是唯一氮源)，不能選擇出只以尿素為氮源的微生物(3)稀釋涂布平板法酚紅7.(2015·陜西西安開學摸底)農(nóng)村中泡菜的制作方法是：新鮮的蔬菜經(jīng)過整理、清潔后，放入徹底清洗并用白酒擦拭過的泡菜壇中，然后向壇中加入鹽水、香料及一些“陳泡菜水”。密封后置于陰涼處，最適環(huán)境溫度為28～30℃。有時制作的泡菜會“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者是用鹽過多，后者是用鹽過少。在實驗室或工廠化生產(chǎn)泡菜時，還要跟蹤檢測泡菜腌制過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽含量。(1)用白酒擦拭泡菜壇的目的是________________。(2)若要獲得大量乳酸菌菌種，應選用培養(yǎng)基培養(yǎng)，培養(yǎng)基中應有____________、________水和無機鹽等營養(yǎng)，同時還必須滿足________、________等具體培養(yǎng)條件的要求。(3)泡菜壇要密封的原因是________________________________________。若泡菜壇有裂縫，可能會出現(xiàn)的結果是______________________________________。加入“陳泡菜水”的作用是_________________________________________。(4)若制作的泡菜特別咸而不酸，最可能的原因是_