2023屆復(fù)習(xí) 二輪復(fù)習(xí)　發(fā)酵工程 課件 （32張）

專題九生物技術(shù)與工程專題九生物技術(shù)與工程思維導(dǎo)圖體系構(gòu)建第15講發(fā)酵工程教材剖析擴(kuò)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(shí)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(kāi)，這樣做的目的是什么？(選擇性必修3P7“探究·實(shí)踐”)__________________________________________________________________________________________________________________________________專題九生物技術(shù)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(dòng)不受影響。提示：使二氧化碳排出，不打開(kāi)瓶蓋是防止氧氣和有害雜菌進(jìn)入。教材剖析擴(kuò)展提升3．操作時(shí)，接種環(huán)通過(guò)滅菌，在第二次及以后劃線時(shí)，總是從上一次的末端開(kāi)始劃線。這樣做的目的是什么？(選擇性必修3P13“探究·實(shí)踐”)__________________________________________________________________________________________________________________________________4．該實(shí)驗(yàn)中的選擇培養(yǎng)基對(duì)分解尿素的細(xì)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(duì)照組應(yīng)如何設(shè)置？(選擇性必修3P19“探究·實(shí)踐”)__________________________________________________________________________________________________________________________________專題九生物技術(shù)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(gè)菌落。提示：用完全培養(yǎng)基接種后在相同條件下同時(shí)培養(yǎng)。教材剖析擴(kuò)展提升5．發(fā)酵罐中設(shè)計(jì)攪拌葉輪進(jìn)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(jìn)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(shù)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(xì)胞的活性)。教材剖析擴(kuò)展提升1．在果酒發(fā)酵過(guò)程中，絕大多數(shù)微生物不能在發(fā)酵液中生存的原因是什么？__________________________________________________________________________________________________________________________________2．實(shí)驗(yàn)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(jù)是什么？__________________________________________________________________________________________________________________________________專題九生物技術(shù)與工程答案：酸性的發(fā)酵液和產(chǎn)物酒精均會(huì)抑制其他微生物生長(zhǎng)。答案：稀釋涂布平板法可以用來(lái)計(jì)數(shù)活菌，平板劃線法不能用于計(jì)數(shù)活菌，只能用于分離菌種；若沒(méi)有計(jì)數(shù)菌落數(shù)量的目的，不必采用稀釋涂布平板法。教材剖析擴(kuò)展提升3．無(wú)論是米曲霉發(fā)酵過(guò)程，還是發(fā)酵池發(fā)酵過(guò)程中，都要隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)液中微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等了解發(fā)酵過(guò)程。為什么還要及時(shí)添加必需的營(yíng)養(yǎng)組分，要嚴(yán)格控制溫度、pH和溶解氧等發(fā)酵條件呢？__________________________________________________________________________________________________________________________________專題九生物技術(shù)與工程答案：目的是保證發(fā)酵的正常進(jìn)行。因?yàn)榘l(fā)酵條件不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，而且會(huì)影響微生物的代謝產(chǎn)物的形成。教材剖析擴(kuò)展提升考點(diǎn)一微生物的培養(yǎng)與利用(2022·廣東卷)研究深海獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境對(duì)于開(kāi)發(fā)海洋資源具有重要意義。近期在“科學(xué)號(hào)”考察船對(duì)中國(guó)南?？瓶贾?，中國(guó)科學(xué)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(jìn)一步研究了其生物學(xué)特性。專題九生物技術(shù)與工程教材剖析擴(kuò)展提升回答下列問(wèn)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(shí)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(jù)圖分析，擬桿菌新菌株在以________________為碳源時(shí)生長(zhǎng)狀況最好。(2)研究發(fā)現(xiàn)，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(lái)，推測(cè)其原因可能是_______________________________________________________________________________________。(答1點(diǎn)即可)(3)藻類細(xì)胞解體后的難降解多糖物質(zhì)，通常會(huì)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(duì)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(shù)與工程教材剖析擴(kuò)展提升(4)深海冷泉環(huán)境特殊，推測(cè)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(shù)與工程解析：(1)培養(yǎng)基通常采用高壓蒸汽滅菌法進(jìn)行滅菌?？梢圆捎孟♂屚坎计桨宸ɑ蚱桨鍎澗€法，將單個(gè)微生物分散在固體培養(yǎng)基上，經(jīng)過(guò)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(xì)胞數(shù)量最多，可推知擬桿菌新菌株在以纖維素為碳源時(shí)生長(zhǎng)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(zhì)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(lái)。(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(zhì)分解為無(wú)機(jī)物，歸還教材剖析擴(kuò)展提升到無(wú)機(jī)環(huán)境中，有利于碳循環(huán)的順利進(jìn)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(yīng)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(dòng)所需。專題九生物技術(shù)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(zhì)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(zhì)分解為無(wú)機(jī)物，歸還到無(wú)機(jī)環(huán)境中，有利于碳循環(huán)的順利進(jìn)行(4)耐低溫教材剖析擴(kuò)展提升1．微生物培養(yǎng)中的無(wú)菌操作技術(shù)專題九生物技術(shù)與工程教材剖析擴(kuò)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(shù)與工程種類原理用途舉例選擇培養(yǎng)基依據(jù)某些微生物對(duì)某些物質(zhì)或環(huán)境條件的嗜好、抗性而設(shè)計(jì)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(jù)微生物產(chǎn)生的某種代謝產(chǎn)物與培養(yǎng)基中的特定試劑或化學(xué)藥品反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的特征變化而設(shè)計(jì)鑒別不同種類的微生物伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基可以鑒別大腸桿菌教材剖析擴(kuò)展提升3.篩選目的微生物的原理與實(shí)例(1)原理：人為提供有利于目的菌株生長(zhǎng)的條件(包括營(yíng)養(yǎng)、溫度、pH等)，同時(shí)抑制或阻止其他微生物生長(zhǎng)。因此，可以通過(guò)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(shí)例專題九生物技術(shù)與工程教材剖析擴(kuò)展提升4．辨析統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)的兩種方法專題九生物技術(shù)與工程比較項(xiàng)目間接計(jì)數(shù)法(稀釋涂布平板法)直接計(jì)數(shù)法(顯微計(jì)數(shù)法)原理當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌，通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活菌利用特定細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下計(jì)算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量公式每克樣品中的菌落數(shù)＝C/V×M。C：某稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù)，V：涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積(mL)，M：稀釋倍數(shù)每毫升原液所含細(xì)菌數(shù)：每小格內(nèi)平均細(xì)菌數(shù)×400×104×稀釋倍數(shù)教材剖析擴(kuò)展提升專題九生物技術(shù)與工程續(xù)上表比較項(xiàng)目間接計(jì)數(shù)法(稀釋涂布平板法)直接計(jì)數(shù)法(顯微計(jì)數(shù)法)缺點(diǎn)當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上觀察到的只是一個(gè)菌落不能區(qū)分細(xì)胞死活結(jié)果比實(shí)際值偏小比實(shí)際值偏大教材剖析擴(kuò)展提升題點(diǎn)一：圍繞微生物的培養(yǎng)和無(wú)菌技術(shù)，考查理解能力1．(2022·山東濟(jì)南二模)腸道菌群與人體健康存在密切關(guān)系，實(shí)驗(yàn)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(guò)氧化物的積累而對(duì)厭氧菌產(chǎn)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(wú)氧的梯度環(huán)境。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．厭氧細(xì)菌、兼性厭氧細(xì)菌和好氧菌均可在硫乙醇酸鹽流體培養(yǎng)基中生長(zhǎng)B．瓊脂可以防止液體流動(dòng)，減少二氧化碳和氧氣擴(kuò)散，有利于厭氧環(huán)境的形成專題九生物技術(shù)與工程教材剖析擴(kuò)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(zhì)必需的各種氨基酸D．硫乙醇酸鹽流體培養(yǎng)基需經(jīng)高壓蒸汽滅菌后使用，接種工作應(yīng)在超凈工作臺(tái)內(nèi)完成專題九生物技術(shù)與工程答案：C教材剖析擴(kuò)展提升題點(diǎn)二：圍繞微生物的分離和計(jì)數(shù)，提升綜合實(shí)踐能力2．(2022·山東濰坊模擬預(yù)測(cè))“生命營(yíng)養(yǎng)液”是以新疆特產(chǎn)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(yíng)養(yǎng)液”中分離到紅曲菌，現(xiàn)用無(wú)菌水將“生命營(yíng)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(gè)處理3個(gè)平行組。將PDA平板置于25℃培養(yǎng)箱，從第2天開(kāi)始對(duì)平板上的單菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，共7d，根據(jù)菌落形態(tài)對(duì)真菌進(jìn)行初篩和純化。下列說(shuō)法正確的是(

)專題九生物技術(shù)與工程教材剖析擴(kuò)展提升A．PDA制備過(guò)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(gè)平行組中僅有一組菌落數(shù)量在30～300之間，此處理可直接用于計(jì)數(shù)C．將PDA平板置于25℃培養(yǎng)箱前，要在培養(yǎng)皿底部標(biāo)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(shù)與工程答案：C教材剖析擴(kuò)展提升考點(diǎn)二傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)

(2022·全國(guó)乙卷)化合物S被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和化工工業(yè)、用菌株C可生產(chǎn)S，S的產(chǎn)量與菌株C培養(yǎng)所利用的碳源關(guān)系密切。為此，某小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較不同碳源對(duì)菌體生長(zhǎng)和S產(chǎn)量的影響，結(jié)果見(jiàn)表。專題九生物技術(shù)與工程碳源細(xì)胞干重(g/L)S產(chǎn)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(kuò)展提升回答下列問(wèn)題。(1)通常在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物時(shí)，需要對(duì)所需的玻璃器皿進(jìn)行滅菌，滅菌的方法有______________________________(答出2點(diǎn)即可)。(2)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，菌株C生長(zhǎng)的最適碳源是________；用菌株C生產(chǎn)S的最適碳源是________。菌株C的生長(zhǎng)除需要碳源外，還需要______________(答出2點(diǎn)即可)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。(3)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，碳源為淀粉時(shí)菌株C不能生長(zhǎng)，其原因是____________。(4)若以制糖廢液作為碳源，為進(jìn)一步確定生產(chǎn)S的最適碳源濃度，某同學(xué)進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路：_________________________________________________________________________________________________。(5)利用制糖廢液生產(chǎn)S可以實(shí)現(xiàn)廢物利用，其意義是___________________________________________________。(答出1點(diǎn)即可)專題九生物技術(shù)與工程教材剖析擴(kuò)展提升解析：(1)通常在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物時(shí)，為防止實(shí)驗(yàn)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(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外一切微生物的細(xì)胞、芽孢和孢子，即對(duì)所需的玻璃器皿進(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，與以制糖廢液為碳源相比，以葡萄糖為碳源時(shí)菌株C的細(xì)胞干重最大，說(shuō)明最適于菌株C生長(zhǎng)的碳源是葡萄糖；而以制糖廢液為碳源時(shí)，用菌株C生產(chǎn)S的產(chǎn)量高于以葡萄糖為碳源時(shí)的產(chǎn)量，說(shuō)明最適于生產(chǎn)S的碳源是制糖廢液。微生物的生長(zhǎng)一般都需要水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽，還需要滿足微生物生長(zhǎng)對(duì)pH、氧氣以及特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的要求，故菌株C的生長(zhǎng)除需要碳源外，還需要氮源、無(wú)機(jī)鹽、水等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。(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(shù)與工程教材剖析擴(kuò)展提升能生長(zhǎng)，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(cè)定生產(chǎn)S的最適制糖廢液為碳源的濃度，實(shí)驗(yàn)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(shí)間后，測(cè)定并比較不同濃度制糖廢液中的S的產(chǎn)量，S產(chǎn)量最高時(shí)對(duì)應(yīng)的制糖廢液濃度，即為生產(chǎn)S的最適碳源濃度。(5)利用制糖廢液生產(chǎn)S可以實(shí)驗(yàn)廢物利用，既有利于減少污染、節(jié)省原料，又能降低生產(chǎn)成本。專題九生物技術(shù)與工程教材剖析擴(kuò)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(wú)機(jī)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(shí)間后，測(cè)定并比較不同濃度制糖廢液中的S的產(chǎn)量，S產(chǎn)量最高時(shí)對(duì)應(yīng)的制糖廢液濃度即為生產(chǎn)S的最適碳源濃度(5)減少污染、節(jié)省原料、降低生產(chǎn)成本專題九生物技術(shù)與工程教材剖析擴(kuò)展提升1．傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中四種常用菌種的比較專題九生物技術(shù)與工程項(xiàng)目酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物學(xué)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(wú)氧生長(zhǎng)適宜溫度18～25℃30～35℃15～18℃室溫生產(chǎn)應(yīng)用釀酒、發(fā)面釀醋制作腐乳制作酸奶、泡菜教材剖析擴(kuò)展提升2.理解乳酸菌、乳酸、亞硝酸鹽的數(shù)量(含量)隨時(shí)間變化的曲線專題九生物技術(shù)與工程教材剖析擴(kuò)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(shù)與工程教材剖析擴(kuò)展提升題點(diǎn)一：圍繞傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用，考查理解能力1．(2022·山東師范大學(xué)附中模擬預(yù)測(cè))啤酒是以麥芽汁為原料，經(jīng)釀酒酵母發(fā)酵制得。傳統(tǒng)啤酒釀造過(guò)程中，發(fā)酵在敞開(kāi)式發(fā)酵池中進(jìn)行，麥芽汁中接入酵母后通入大量無(wú)菌空氣，之后會(huì)產(chǎn)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(jìn)入靜止發(fā)酵階段。一段時(shí)間后可得啤酒。下列說(shuō)法正確的是(

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