新教材2024高考生物二輪專題復(fù)習專題七生物技術(shù)與工程第1講發(fā)酵工程教師用書

專題七生物技術(shù)與工程第1講發(fā)酵工程聚焦新課標：概念3發(fā)酵工程利用微生物的特定功能規(guī)?；a(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品；3.1獲得純凈的微生物培養(yǎng)物是發(fā)酵工程的基礎(chǔ)；3.2發(fā)酵工程為人類提供多樣的生物產(chǎn)品?；A(chǔ)自查·明晰考位縱引橫連——建網(wǎng)絡(luò)提醒：特設(shè)長句作答題，訓(xùn)練文字表達能力邊角掃描——全面清提醒：判斷正誤并找到課本原話1．發(fā)酵的實質(zhì)是將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。(選擇性必修3P5正文)()2．乳酸菌是厭氧細菌，無氧呼吸產(chǎn)物是乳酸與CO2。(選擇性必修3P5正文與反應(yīng)簡式)()3．葡萄酒的自然發(fā)酵中，起主要作用的是突變型酵母菌。(選擇性必修3P7“探究·實踐”)()4．只要O2充足醋酸發(fā)酵的產(chǎn)物是一樣的。(選擇性必修3P7正文與反應(yīng)簡式)()5．培養(yǎng)基只能用以培養(yǎng)、分離、鑒定、保存微生物。(選擇性必修3P9正文)()6．培養(yǎng)乳酸菌的營養(yǎng)物質(zhì)只需水、碳源、氮源和無機鹽。(選擇性必修3P10正文)()7．在高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)進行的滅菌屬于濕熱滅菌。(選擇性必修3P11“資料卡”)()8．由單一個體繁殖所獲得的微生物群體稱為培養(yǎng)物。(選擇性必修3P11正文)()9．平板劃線時要注意將最后一次的劃線與第一次的劃線相連。(選擇性必修3P13“探究·實踐”)()10．利用顯微鏡直接計數(shù)法統(tǒng)計的細菌數(shù)量便是活菌的數(shù)量。(選擇性必修3P18正文)()11．細菌計數(shù)板與血細胞計數(shù)板的計數(shù)原理不同。(選擇性必修3P18“相關(guān)信息”)()12．發(fā)酵工程中所需的性狀優(yōu)良的菌種只能從自然界中篩選出來。(選擇性必修3P22正文)()13．發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)最大的區(qū)別就是前者可以利用微生物來進行發(fā)酵。(選擇性必修3P28“概念檢測”)()考點梳理·整合突破整合考點20微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)酵工程及其應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動任務(wù)1圖解識記微生物的培養(yǎng)、分離與計數(shù)任務(wù)2圖解完善培養(yǎng)基制備與微生物純化技術(shù)【特別提醒】①為了確定培養(yǎng)基的滅菌是否合格，微生物實驗一般會設(shè)置空白對照：隨機取若干滅菌后的空白平板培養(yǎng)基在適宜條件下培養(yǎng)一段時間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落生成。②觀察菌落需用固體培養(yǎng)基，因此培養(yǎng)基要添加凝固劑，如瓊脂。③倒平板的溫度一般在50℃左右適宜，溫度過高會燙手，溫度過低培養(yǎng)基又會凝固。任務(wù)3完善微生物分離與計數(shù)的實例任務(wù)4理清選擇培養(yǎng)基的“4”種制作方法任務(wù)5正確理解發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)(1)發(fā)酵的概念發(fā)酵是人們利用________，在適宜的條件下，將原料通過____________________轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。(2)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)任務(wù)6理清“3”種傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作技術(shù)任務(wù)7認清泡菜腌制過程中，乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化【特別提醒】亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進硝酸鹽還原形成的，而不是硝化細菌氧化氨形成的。任務(wù)8掌握發(fā)酵工程及其應(yīng)用(1)發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)(2)對發(fā)酵工程中心環(huán)節(jié)的分析(3)發(fā)酵工程的特點(4)發(fā)酵工程的應(yīng)用①在食品工業(yè)上的應(yīng)用a．生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品。b．生產(chǎn)各種各樣的____________。c．生產(chǎn)________。②在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用a．獲得具有________生產(chǎn)能力的微生物。b．直接對________進行改造，再通過發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品。c．利用基因工程，將病原體的________________基因轉(zhuǎn)入適當?shù)奈⑸锛毎?，獲得的表達產(chǎn)物可以作為疫苗使用。③在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用：生產(chǎn)微生物____________________④其他方面的應(yīng)用a．利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn)____________等能源物質(zhì)。b．極端微生物的應(yīng)用：嗜熱菌、嗜鹽菌可以用來生產(chǎn)________、嗜低溫菌有助于提高________________的產(chǎn)量。過程評價評價1依托真題歸類比較再體驗，明考向1.[2023·山東卷]以下是以泡菜壇為容器制作泡菜時的4個處理：①沸鹽水冷卻后再倒入壇中；②鹽水需要浸沒全部菜料；③蓋好壇蓋后，向壇蓋邊沿的水槽中注滿水；④檢測泡菜中亞硝酸鹽的含量。下列說法正確的是()A．①主要是為了防止菜料表面的醋酸桿菌被殺死B．②的主要目的是用鹽水殺死菜料表面的雜菌C．③是為了使氣體只能從泡菜壇排出而不能進入D．④可檢測到完整發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量逐漸降低2．[2023·浙江6月]閱讀下列材料，完成下面小題。小曲白酒清香純正，以大米、大麥、小麥等為原料，以小曲為發(fā)酵劑釀造而成。小曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厭氧型微生物酵母菌，還有乳酸菌、醋酸菌等細菌。釀酒的原理主要是酵母菌在無氧條件下利用葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精。傳統(tǒng)釀造工藝流程如圖所示。(1)小曲白酒的釀造過程中，酵母菌進行了有氧呼吸和無氧呼吸。關(guān)于酵母菌的呼吸作用，下列敘述正確的是()A．有氧呼吸產(chǎn)生的[H]與O2結(jié)合，無氧呼吸產(chǎn)生的[H]不與O2結(jié)合B．有氧呼吸在線粒體中進行，無氧呼吸在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行C．有氧呼吸有熱能的釋放，無氧呼吸沒有熱能的釋放D．有氧呼吸需要酶催化，無氧呼吸不需要酶催化(2)關(guān)于小曲白酒的釀造過程，下列敘述錯誤的是()A．糖化主要是利用霉菌將淀粉水解為葡萄糖B．發(fā)酵液樣品的蒸餾產(chǎn)物有無酒精，可用酸性重鉻酸鉀溶液檢測C．若釀造過程中酒變酸，則發(fā)酵壇密封可能不嚴D．蒸熟并攤晾的原料加入糟醅，立即密封可高效進行酒精發(fā)酵3．[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．平板涂布時涂布器使用前必須進行消毒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4．[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菌的條件組合是()A．a(chǎn)點時取樣、尿素氮源培養(yǎng)基B．b點時取樣、角蛋白氮源培養(yǎng)基C．b點時取樣、蛋白胨氮源培養(yǎng)基D．c點時取樣、角蛋白氮源培養(yǎng)基5．[2023·浙江1月]同學(xué)想從泡菜汁中篩選耐高鹽乳酸菌，進行了如下實驗：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6．[2023·山東卷](不定項)果酒的家庭制作與啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)相比，共同點有()A．都利用了酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精的原理B．都需要一定的有氧環(huán)境供發(fā)酵菌種繁殖C．發(fā)酵前都需要對原料進行滅菌D．發(fā)酵結(jié)束后都必須進行消毒以延長保存期評價2依托教材專練長句表述，提考能7.(選擇性必修3P6“探究·實踐”拓展)乳酸菌是厭氧菌，發(fā)酵時需控制嚴格的無氧環(huán)境。嘗試說出泡菜制作過程中制造無氧環(huán)境的措施。________________________________________________________________________________________________________________________________________________8．(選擇性必修3P7“探究·實踐”)在制作果酒的過程中，除了酵母菌，是否還有其他微生物生長？它們會對果酒發(fā)酵產(chǎn)生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？________________________________________________________________________________________________________________________________________________9．(選擇性必修3P10“旁欄思考題”)為什么培養(yǎng)基需要氮源？________________________________________________________________________________________________________________________________________________10．(選擇性必修3P16“思考·討論”)(1)如果讓你配制一種培養(yǎng)基，將土壤稀釋液中能分解尿素的細菌分離出來，培養(yǎng)基的配方該如何設(shè)計？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)該培養(yǎng)基與普通培養(yǎng)基有哪些共同點和不同點？________________________________________________________________________________________________________________________________________________11．(選擇性必修3P23“思考·討論”節(jié)選)(1)微生物菌種資源豐富，選擇發(fā)酵工程用的菌種時需要考慮哪些因素？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)怎樣對發(fā)酵條件進行調(diào)控以滿足微生物的生長需要？________________________________________________________________________________________________________________________________________________12．(選擇性必修3P20“拓展應(yīng)用2”拓展)在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌的原因是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________評價3依托真題歸類比較再探究，強素養(yǎng)13.[2023·北京卷]自然界中不同微生物之間存在著復(fù)雜的相互作用。有些細菌具有溶菌特性，能夠破壞其他細菌的結(jié)構(gòu)使細胞內(nèi)容物釋出?？茖W(xué)家試圖從某湖泊水樣中分離出有溶菌特性的細菌。(1)用于分離細菌的固體培養(yǎng)基包含水、葡萄糖、蛋白胨和瓊脂等成分，其中蛋白胨主要為細菌提供____________和維生素等。(2)A菌通常被用做溶菌對象。研究者將含有一定濃度A菌的少量培養(yǎng)基傾倒在固體培養(yǎng)平板上，凝固形成薄層。培養(yǎng)一段時間后，薄層變渾濁(如圖)，表明____________。(3)為分離出具有溶菌作用的細菌，需要合適的菌落密度，因此應(yīng)將含菌量較高的湖泊水樣____________后，依次分別涂布于不同的渾濁薄層上。培養(yǎng)一段時間后，能溶解A菌的菌落周圍會出現(xiàn)____________。采用這種方法，研究者分離、培養(yǎng)并鑒定出P菌。(4)為探究P菌溶解破壞A菌的方式，請?zhí)岢鲆粋€假設(shè)，該假設(shè)能用以下材料和設(shè)備加以驗證(主要實驗材料和設(shè)備：P菌、A菌、培養(yǎng)基、圓形濾紙小片、離心機和細菌培養(yǎng)箱)____________________________。14．[2023·湖南卷]某些植物根際促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用?；卮鹣铝袉栴}：(1)若從植物根際土壤中篩選分解淀粉的固氮細菌，培養(yǎng)基的主要營養(yǎng)物質(zhì)包括水和______________。(2)現(xiàn)從植物根際土壤中篩選出一株解淀粉芽孢桿菌H，其產(chǎn)生的抗菌肽抑菌效果見表。據(jù)表推測該抗菌肽對______________的抑制效果較好，若要確定其有抑菌效果的最低濃度，需在________μg·mL－1濃度區(qū)間進一步實驗。測試菌抗菌肽濃度/(μg·mL－1)55.2027.6013.806.903.451.730.86金黃色葡萄球菌－－－－－＋＋枯草芽孢桿菌－－－－－＋＋禾谷鐮孢菌－＋＋＋＋＋＋假絲酵母－＋＋＋＋＋＋注：“＋”表示長菌，“－”表示未長菌。(3)研究人員利用解淀粉芽孢桿菌H的淀粉酶編碼基因M構(gòu)建高效表達質(zhì)粒載體，轉(zhuǎn)入大腸桿菌成功構(gòu)建基因工程菌A。在利用A菌株發(fā)酵生產(chǎn)淀粉酶M過程中，傳代多次后，生產(chǎn)條件未變，但某子代菌株不再產(chǎn)生淀粉酶M。分析可能的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出兩點即可)。(4)研究人員通過肺上皮干細胞誘導(dǎo)生成肺類器官，可自組裝或與成熟細胞組裝成肺類裝配體，如圖所示。肺類裝配體培養(yǎng)需要滿足適宜的營養(yǎng)、溫度、滲透壓、pH以及________________________________________________________(答出兩點)等基本條件。肺類裝配體形成過程中是否運用了動物細胞融合技術(shù)________(填“是”或“否”)。(5)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)是一種耐藥菌，嚴重危害人類健康?？蒲腥藛T擬用MRSA感染肺類裝配體建立感染模型，來探究解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽是否對MRSA引起的肺炎有治療潛力。以下實驗材料中必備的是__________________________。①金黃色葡萄球菌感染的肺類裝配體②MRSA感染的肺類裝配體③解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽④生理鹽水⑤青霉素(抗金黃色葡萄球菌的藥物)⑥萬古霉素(抗MRSA的藥物)模擬預(yù)測·題組集訓(xùn)題組預(yù)測一聚焦微生物的利用1．[2023·山東德州第一中學(xué)三模](不定項)桑黃是生物治癌效率最高的藥用真菌，人工栽培難度較大，利用發(fā)酵罐進行發(fā)酵培養(yǎng)具有廣闊前景?？蒲腥藛T研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵罐中蔗糖為70g/L、氯化銨為10g/L、攪拌轉(zhuǎn)速為150r/min、28℃下發(fā)酵120h，產(chǎn)生的菌絲量最大。下列說法正確的是()A.蔗糖、氯化銨分別為桑黃生長提供碳源和氮源B.控制溫度、營養(yǎng)等都可提高桑黃的種間競爭力C.適當提高攪拌轉(zhuǎn)速可增加培養(yǎng)液溶氧量提高菌絲產(chǎn)量D.發(fā)酵120h后，因發(fā)酵環(huán)境改變可導(dǎo)致菌絲量下降2．[2023·北京東城一模]近年來發(fā)酵酸豆奶的營養(yǎng)價值和獨特風味已得到消費者的認可。下圖是酸豆奶的生產(chǎn)工藝流程，利用大豆與奶粉混合，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵制成的酸豆奶，不但具有動、植物蛋白的雙重營養(yǎng)，還能有效緩解牛奶資源的匱乏。下列相關(guān)分析不合理的是()A.在兩者混合液中加入適量的葡萄糖有利于發(fā)酵的進行B.巴氏消毒在殺死大部分微生物的同時不破壞營養(yǎng)成分C.發(fā)酵過程早期需密封，后期需不斷地通入無菌空氣D.一定范圍內(nèi)，隨著發(fā)酵時間的增加，酸度會逐漸增加3．[2023·江蘇省百校高三聯(lián)考](不定項)黃粉蟲可以吞食、降解塑料，利用黃粉蟲腸道微生物對白色污染進行生物降解，是一種綠色環(huán)保的處理工藝。下圖是從黃粉蟲腸道中分離、純化目的微生物的過程，相關(guān)敘述正確的是()A.富集培養(yǎng)基中含有酵母膏、蛋白胨、瓊脂等，蛋白胨能提供所需的碳源、氮源和維生素B.分離、純化目的微生物的選擇培養(yǎng)基中需加入PVC塑料膜作為唯一碳源C.將轉(zhuǎn)接至固體斜面培養(yǎng)基上的不同菌落置于4℃的冰箱長期保存D.與傳統(tǒng)填埋、焚燒相比，黃粉蟲腸道微生物對白色污染的降解不會造成二次污染4．[2023·江西二模]聚羥基脂肪酸酯(PHA)是由嗜鹽細菌合成的一種胞內(nèi)聚酯，它具有類似于合成塑料的理化特性，且廢棄后易被生物降解，可用于制造無污染的“綠色塑料”?？茖W(xué)家從某咸水湖中尋找生產(chǎn)PHA菌種的流程圖如下?；卮鹣铝袉栴}：(1)若從土壤中尋找生產(chǎn)PHA的菌種，從土壤取樣后，在進行步驟②之前需要進行的操作有________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)步驟②通常采用________________________進行接種，對接種工具的滅菌方法通常有____________________(寫出2種)。步驟③所用的培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)濃度越高，對嗜鹽細菌的生長反而越不利，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)步驟④使用固體培養(yǎng)基，其目的是________________________________，要篩選高產(chǎn)PHA的嗜鹽菌，應(yīng)注意的操作是________________________________________________________________________________________________________________________。(4)為了進一步提高嗜鹽菌生產(chǎn)PHA的能力，對分離所得的菌株，采用的育種方法是____________________。題組預(yù)測二聚焦發(fā)酵工程及其應(yīng)用5．[2023·江蘇南通高三調(diào)研]老壇酸菜古稱菹，《周禮》中就有其名。北魏的《齊民要術(shù)》中更是詳細介紹了祖先用白菜(古稱菘)等原料腌漬酸菜的多種方法。2022年3·15消費者權(quán)益日曝光的“土坑酸菜”由于制作過程中操作不規(guī)范導(dǎo)致其中含有的雜質(zhì)較多，給食品安全留下隱患。下列說法正確的是()A.腌制酸菜主要是利用植物體表面天然的醋酸菌在無氧環(huán)境中進行發(fā)酵B.腌制的酸菜“咸而不酸”的原因很可能是加入食鹽過多，抑制了菌種發(fā)酵C.酸菜要盡快食用，以免腌制發(fā)酵時間過長導(dǎo)致亞硝酸鹽含量增加D.“土坑酸菜”發(fā)酵過程中可以添加一定量的抗生素抑制雜菌生長，防止其腐敗變質(zhì)6．[2023·山東濰坊一模](不定項)聚羥基脂肪酸酯(PHA)是某些細菌以蔗糖為原料合成的一種胞內(nèi)聚酯，具有類似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具備的生物可降解性。PHA進入海洋后，可以被動物食用，約1～3年完全自然降解。下圖為PHA的生產(chǎn)工藝流程，有關(guān)分析正確的是()A.培養(yǎng)基A需添加蔗糖，為選擇培養(yǎng)基B.菌株M用血細胞計數(shù)板進行直接計數(shù)C.發(fā)酵罐內(nèi)應(yīng)嚴格控制溫度、pH等條件D.采用過濾、沉淀的方法得到PHA產(chǎn)品7．[2023·河南三模]傳統(tǒng)的玉米淀粉作為原料生產(chǎn)酒精燃料，雖然是目前較為成熟的技術(shù)，但已受到限制。在綠色理念的指導(dǎo)下，對可再生能源的研發(fā)已經(jīng)成為全世界關(guān)注的焦點。如圖為利用玉米秸稈生產(chǎn)酒精燃料的過程，該技術(shù)不僅能節(jié)約能源，還能保護環(huán)境。回答下列問題：(1)欲篩選出產(chǎn)纖維素酶的酵母菌，現(xiàn)稱取1.0g某土壤樣品，進行梯度稀釋，分別取0.1mL經(jīng)104倍稀釋后的懸液涂布于固體培養(yǎng)基上，一段時間后每個培養(yǎng)基平均長出了25個酵母菌菌落，則該樣本中每克土壤約含酵母菌____________個。(2)篩選出的酵母菌產(chǎn)生的纖維素酶活性較低，研究人員利用基因工程育種得到3株纖維素分解菌株，在37℃條件下進行玉米秸稈降解實驗，結(jié)果如表所示。纖維素酶活性最高的是菌株________，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________。菌株秸稈總重(g)秸稈殘重(g)秸稈失重(%)纖維素降解率(%)A1.000.7525.0017.24B1.000.7921.0015.93C1.000.6832.0025.28(3)以玉米秸稈為發(fā)酵底物時，將秸稈進行粉碎、蒸煮的目的是________________________________________________。發(fā)酵溫度一般控制在18～30℃，原因是________________________________________。酒精發(fā)酵前期需要通入一定的無菌空氣，目的是________________________________________。(4)在生產(chǎn)酒精燃料過程中，通常不以糧食為發(fā)酵底物，原因是________________________________________。料渣可用于制作沼氣或肥料，從能量流動的角度分析，其意義是________________________________________。專題拓展·素養(yǎng)落地20發(fā)酵工程的應(yīng)用知識拓展1.谷氨酸生產(chǎn)谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)菌種都是需氧微生物，需要以生物素為生長因子。這些菌株的斜面培養(yǎng)pH為7.0～7.2的瓊脂培養(yǎng)基，32℃培養(yǎng)。糖化是指淀粉轉(zhuǎn)化為谷氨酸生產(chǎn)菌可直接利用的葡萄糖的過程。該過程可采用酸水解和酶水解。味精廠多數(shù)采用酸水解工藝。提取谷氨酸的方法一般有等電點法、離子交換法、金屬鹽沉淀法、鹽酸鹽法和電滲析法等，其中應(yīng)用較為普遍的是等電點法和離子交換法。2．青霉素生產(chǎn)最初的點青霉只能產(chǎn)生2U/mL的青霉素。20世紀70年代前，育種采用誘變和隨機篩選方法，后來由于原生質(zhì)體融合技術(shù)、基因克隆技術(shù)等現(xiàn)代育種技術(shù)的應(yīng)用，青霉素工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)水平已達85000U/mL以上。青霉素生產(chǎn)菌株一般在真空冷凍干燥狀態(tài)下保存其分生孢子，也可以用甘油或乳糖溶劑作懸浮劑，在－70℃冰箱或液氮中保存孢子懸浮液和營養(yǎng)菌絲體。最適生長溫度(25～26℃)和充分通氣、攪拌；發(fā)酵過程中pH一般控制在6.4～6.6，發(fā)酵溫度前期為25～26℃，后期為23℃，以減少后期發(fā)酵液中青霉素的降解破壞。1、2、3、5、6－培養(yǎng)；4－基質(zhì)儲備罐；7－發(fā)酵罐；8－消沫劑；9－前體；10－冷卻罐；11－板片冷卻器；12－真空轉(zhuǎn)動濾器；13－培養(yǎng)物濾液貯放罐；14－第一次抽提；15－中間容器；16－第二次抽提；17－第三次抽提；18－脫水器；19－沉淀罐；20－抽濾器；21－溶劑回收；22－青霉素的干燥及進一步提純專項提升1.[2021·遼寧卷]利用菠蘿蜜制作果醋的大致流程為：先在滅菌的果肉勻漿中接種酵母菌，發(fā)酵6天后，再接入活化的醋酸桿菌，發(fā)酵5天。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．乙醇既是醋酸發(fā)酵的底物，又可以抑制雜菌繁殖B．酵母菌和醋酸桿菌均以有絲分裂的方式進行增殖C．酵母菌和醋酸桿菌發(fā)酵過程中控制通氣的情況不同D．接入醋酸桿菌后，應(yīng)適當升高發(fā)酵溫度2．[2023·山東濟寧二模](不定項)青霉素是人類發(fā)現(xiàn)的第一種抗生素，其工業(yè)化生產(chǎn)流程如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．青霉素具有殺菌作用，不需對發(fā)酵罐進行滅菌B．過程③中需從下方的充氣口通入無菌空氣以提高溶解氧C．過程⑤常用的方法是過濾和沉淀，分離出的菌種不能再使用D．發(fā)酵過程中溫度、pH、溶解氧可能發(fā)生變化，需及時調(diào)整或補充3．[2023·江蘇省南通市高三調(diào)研]檸檬酸廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)療和化工領(lǐng)域，具有重要的商業(yè)價值。以玉米粉為原料，利用黑曲霉有氧發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的基本流程如圖所示。下列分析錯誤的是()A．玉米清液可以為黑曲霉提供碳源和能源B．發(fā)酵前將黑曲霉孢子接種到種子培養(yǎng)基進行擴大培養(yǎng)C．發(fā)酵培養(yǎng)基和種子培養(yǎng)基滅菌后加入到發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵D．需嚴格控制發(fā)酵罐內(nèi)的溫度、溶解氧和pH等條件專題七生物技術(shù)與工程第1講發(fā)酵工程縱引橫連——建網(wǎng)絡(luò)①水、碳源、氮源、無機鹽②消毒和滅菌③平板劃線法和稀釋涂布平板法④選擇培養(yǎng)基⑤稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計數(shù)法⑥混合菌種⑦毛霉⑧乳酸菌⑨醋酸菌⑩選育菌種?滅菌?接種?發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵邊角掃描——全面清1．√2.×3.×4.×5.×6.×7.√8.×9.×10.×11.×12.×13.×整合考點20任務(wù)驅(qū)動任務(wù)1①平板劃線法②紫外線③碳源④氮源⑤濕熱滅菌⑥稀釋涂布平板法任務(wù)2稱量滅菌接種環(huán)梯度稀釋任務(wù)3酚紅變紅任務(wù)5(1)微生物微生物的代謝(2)固體半固體有氧或無氧任務(wù)8(1)誘變育種基因工程育種菌種培養(yǎng)基發(fā)酵設(shè)備微生物數(shù)量產(chǎn)物濃度營養(yǎng)成分過濾、沉淀產(chǎn)物的性質(zhì)(3)溫和豐富低廉專一污染小容易處理(4)食品添加劑酶制劑某種藥物菌種某個或某幾個抗原肥料、農(nóng)藥和飼料酒精、乙烯洗滌劑熱敏性產(chǎn)品過程評價1．解析：①沸鹽水冷卻后再倒入壇中，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，A錯誤；②鹽水需要浸沒全部菜料，造成無氧環(huán)境，有利于乳酸菌無氧呼吸，B錯誤；③蓋好壇蓋后，向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，是排氣減壓、隔絕空氣、防止雜菌污染等，C正確；④檢測泡菜中亞硝酸鹽的含量時，腌制泡菜過程中亞硝酸鹽的含量先增多后減少，D錯誤。答案：C2．解析：(1)有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在第三階段與O2結(jié)合生成水，無氧呼吸產(chǎn)生的[H]不與O2結(jié)合，A正確；有氧呼吸的第一階段在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，第二和第三階段分別在線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜上進行，無氧呼吸的兩個階段都在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，B錯誤；酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸過程中釋放的能量均大多以熱能散失，但無氧呼吸是不徹底的氧化分解過程，大部分能量存留在酒精中，C錯誤；有氧呼吸和無氧呼吸過程都需要酶的催化，只是酶的種類不完全相同，D錯誤。(2)由于釀酒酵母不能直接利用淀粉發(fā)酵產(chǎn)生酒精(乙醇)，故糖化過程主要是利用霉菌分泌的淀粉酶將淀粉分解為葡萄糖，以供發(fā)酵利用，A正確；發(fā)酵液樣品的蒸餾產(chǎn)物有無酒精，可用酸性重鉻酸鉀溶液檢測，若存在酒精，則酒精與酸性的重鉻酸鉀反應(yīng)呈灰綠色，B正確；釀造過程中應(yīng)在無氧條件下進行，若密封不嚴，會導(dǎo)致醋酸菌在有氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生醋酸而使酒變酸，C正確；蒸熟并攤晾的原料需要冷卻后才可加入糟醅，以免殺死菌種，且需要在有氧條件下培養(yǎng)一段時間，讓酵母菌大量繁殖，此后再密封進行酒精發(fā)酵，D錯誤。答案：(1)A(2)D3．解析：不含氮源的平板可用于固氮菌的培養(yǎng)，A錯誤；平板涂布時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錯誤；使用后的培養(yǎng)基即使未長出菌落也要在丟棄前進行滅菌處理，不能直接丟棄，以免污染環(huán)境，C錯誤；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行生長繁殖，但是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。答案：D4．解析：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點取樣，并且用角蛋白氮源培養(yǎng)基進行選擇培養(yǎng)，所以D正確，A、B、C錯誤。答案：D5．解析：因為乳酸菌經(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錯誤；平板劃線接種時不需要稀釋，B錯誤；乳酸菌是厭氧型微生物，所以需在無氧條件下培養(yǎng)，C正確；參與泡菜發(fā)酵的微生物有乳桿菌、短乳桿菌和明串珠菌等，所以分離得到的微生物除了乳酸菌，還會有其他耐高鹽的微生物，D錯誤。答案：C6．解析：二者均利用了酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精的原理，A正確；發(fā)酵前期，均需要一定的有氧環(huán)境，使酵母菌大量繁殖，B正確；果酒的家庭制作不需對原料進行滅菌，C錯誤；果酒的家庭制作發(fā)酵結(jié)束后不需要進行消毒，D錯誤。答案：AB7．答案：①選擇氣密性好的泡菜壇。②鹽水煮沸后冷卻待用。③裝壇時壓實，鹽水沒過全部菜料。④蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中注滿水；發(fā)酵期間不宜開蓋，并注意在發(fā)酵過程中經(jīng)常向水槽中補充水。8．答案：制作果酒的過程中，除酵母菌之外，還會有其他雜菌生長。它們會在酒精發(fā)酵中污染發(fā)酵液。避免發(fā)酵液污染需要從發(fā)酵制作的過程全面考慮。例如，榨汁機、發(fā)酵瓶要清洗干凈，裝入葡萄汁后，封閉充氣口；每次排氣時只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋等。9．答案：微生物細胞內(nèi)有蛋白質(zhì)、核酸、磷脂等多種含氮的營養(yǎng)物質(zhì)或代謝產(chǎn)物，培養(yǎng)基中的氮源可以作為合成這些營養(yǎng)物質(zhì)及代謝產(chǎn)物的原料。10．答案：(1)設(shè)計一種選擇培養(yǎng)基，用尿素作為唯一氮源，可以將分解尿素的細菌分離出來。(2)這種培養(yǎng)基與普通培養(yǎng)基相比，只是用尿素作為唯一氮源，培養(yǎng)基的其他營養(yǎng)成分基本相同。11．答案：(1)在低成本的培養(yǎng)基上能迅速生長繁殖；生產(chǎn)所需代謝物的產(chǎn)量高，發(fā)酵條件容易控制；菌種不易變異、退化等。(2)要對溫度、pH、溶解氧等發(fā)酵條件進行嚴格控制，使其最適合微生物的生長繁殖，同時及時添加必要的營養(yǎng)成分。12．答案：由于生物與環(huán)境的相互依存關(guān)系，在富含纖維素的環(huán)境中，纖維素分解菌的含量相對較高，從這種土樣中獲得目的微生物的概率高于普通環(huán)境。13．解析：(1)蛋白胨主要為細菌提供氮源、碳源和維生素等。(2)將含有一定濃度A菌的少量培養(yǎng)基傾倒在固體培養(yǎng)平板上，凝固形成薄層。培養(yǎng)一段時間后，薄層變渾濁，表明A菌能在培養(yǎng)平板中生長繁殖。(3)將含菌量較高的湖泊水樣稀釋后，依次分別涂布于不同的渾濁薄層上。培養(yǎng)一段時間后，能溶解A菌的菌落周圍會出現(xiàn)溶菌圈。(4)根據(jù)提供的實驗材料和設(shè)備，圓形濾紙小片可用于吸收某種物質(zhì)，離心機可用于分離菌體和細菌分泌物，為探究P菌溶解破壞A菌的方式，可假設(shè)P菌通過分泌某種化學(xué)物質(zhì)使A菌溶解破裂。答案：(1)氮源、碳源(2)A菌能在培養(yǎng)平板中生長繁殖(3)稀釋溶菌圈(4)假設(shè)P菌通過分泌某種化學(xué)物質(zhì)使A菌溶解破裂14．解析：(1)由題意可知，根際促生菌具有固氮作用，因此用于篩選根際促生菌的培養(yǎng)基的主要營養(yǎng)物質(zhì)包括水、無機鹽和碳源。(2)由題表可知，在抗菌肽濃度為3.45～55.20μg·mL－1范圍內(nèi)，金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌均不能生長，表明該抗菌肽對它們的抑菌效果較好。因為抗菌肽的濃度為1.73μg·mL－1時，它們均能生長，所以要確定抗菌肽抑菌效果的最低濃度，應(yīng)在1.73～3.45μg·mL－1的濃度區(qū)間進一步實驗。(3)A菌株在傳代過程中，淀粉酶編碼基因M可能發(fā)生突變導(dǎo)致其不能產(chǎn)生淀粉酶M；或者在遺傳過程中能產(chǎn)生淀粉酶M的個體產(chǎn)生后代時發(fā)生性狀分離。(4)動物細胞培養(yǎng)的條件除需要適宜的營養(yǎng)、溫度、滲透壓、pH外，還需要無菌、無毒環(huán)境以及含95%空氣和5%CO2的氣體環(huán)境。肺類裝配體形成過程中涉及不同類型的細胞，但僅是將不同類型細胞組裝起來，而非使不同類型的細胞融合。(5)實驗的目的是探究解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽是否對MRSA引起的肺炎有治療潛力。因此自變量為是否使用解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽，因變量為MRSA引起的肺炎的癥狀是否緩解。所以實驗組用解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽處理，實驗對象為MRSA感染的肺炎裝配體，另外用萬古霉素(抗MRSA的藥物)來檢測解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽的抗菌效果。因此所選實驗材料有②③⑥。答案：(1)無機鹽、碳源(2)金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌1.73～3.45(3)淀粉酶編碼基因M發(fā)生突變；能產(chǎn)生淀粉酶M的個體產(chǎn)生后代時發(fā)生性狀分離(4)無菌、無毒環(huán)境，含95%空氣和5%CO2的氣體環(huán)境否(5)②③⑥模擬預(yù)測·題組集訓(xùn)1．解析：蔗糖為糖類為桑黃生長提供碳源，氯化銨含有N元素為桑黃生長提供氮源，A正確；發(fā)酵工程中只有單一物種桑黃，因此不存在種間競爭力的影響，B錯誤；勻速攪拌主要能使發(fā)酵液中的營養(yǎng)物質(zhì)分布均勻，進而提高發(fā)酵效率，C錯誤；發(fā)酵120h后，發(fā)酵環(huán)境內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)減少，代謝產(chǎn)物增加等改變可導(dǎo)致菌絲量下降，D正確。答案：AD2．解析：乳酸菌可以利用葡萄糖進行乳酸發(fā)酵，因此在兩者混合液中加入適量的葡萄糖有利于發(fā)酵的進行，A正確；巴氏消毒的消毒溫度較低，時間較短，能在殺死大部分微生物的同時不破壞營養(yǎng)成分，B正確；乳酸菌為厭氧菌，發(fā)酵過程中需密封，不需要通入無菌空氣，C錯誤；一定范圍內(nèi)，隨著發(fā)酵時間的增加，乳酸含量增加，因此酸度會逐漸增加，D正確。答案：C3．解析：富集培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基，不應(yīng)含有瓊脂，A錯誤；分離、純化能降解PVC塑料膜的微生物的選擇培養(yǎng)基中需加入PVC塑料膜作為唯一碳源，B正確；轉(zhuǎn)接至固體斜面培養(yǎng)基上的不同菌落置于4℃的冰箱臨時保存，對于需要長期保存的菌種，可用甘油管藏的方法，C錯誤；如果對白色污染進行傳統(tǒng)填埋、焚燒容易造成二次污染，黃粉蟲腸道微生物對白色污染的降解不會造成二次污染，D正確。答案：BD4．解析：(1)若從土壤中尋找生產(chǎn)PHA的菌種，從土壤取樣后，在進行步驟②之前需要制備土壤浸出液并進行(梯度)稀釋。(2)步驟②通常采用稀釋涂布平板法進行接種，該接種方法中接種工具是涂布器，其滅菌的方法是灼燒滅菌、干熱滅菌。步驟③所用的培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)濃度越高，對嗜鹽細菌的生長反而越不利，這是因為培養(yǎng)基濃度過高，會導(dǎo)致菌體失水死亡，不利于嗜鹽細菌的生長，從而導(dǎo)致實驗失敗。(3)步驟④使用固體培養(yǎng)基，因為在固體培養(yǎng)基上才能獲得菌落，便于鑒定，因而這樣操作可獲得單菌落并純化菌株，要篩選高產(chǎn)PHA的嗜鹽菌，還應(yīng)進行的操作是挑取多個菌落并分別測定嗜鹽細菌培養(yǎng)液中PHA含量，最后進行比較，選擇出培養(yǎng)液中PHA含量最低的菌株作為目的菌。(4)為了進一步提高嗜鹽菌生產(chǎn)PHA能力，對分離所得的菌株，采用誘變育種的方法獲得高分解能力的菌株，因為誘變能夠提高突變頻率，進而可從中篩選出目標類型。答案：(1)制備土壤浸出液并進行(梯度)稀釋(2)稀釋涂布平板法灼燒滅菌、干熱滅菌培養(yǎng)基濃度過高，會導(dǎo)致菌體失水死亡，不利于嗜鹽細菌的生長(3)以便獲得單菌落并純化菌株應(yīng)挑取多個菌落并分別測定嗜鹽細菌的PHA含量，最后進行比較(4)誘變育種5．解析：制作酸菜所用微生物是乳酸菌，其代謝類型是異養(yǎng)厭氧型，在無氧條件下，分解葡萄糖產(chǎn)生乳酸，A錯誤；“咸而不酸”的原因為加鹽過多，使乳酸菌生長的環(huán)境溶液濃度過高，使乳酸菌失水，抑制了乳酸菌的發(fā)酵，B正確；發(fā)酵初期，由于硝酸鹽還原菌的作用，使亞硝酸鹽增加；發(fā)酵中期，硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解含量下降；