第十單元 生物技術(shù)與工程

第十單元eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(生物技術(shù)與工程))第一講傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)果酒、果醋的制作及泡菜的制作[系統(tǒng)主干知識(shí)]一、果酒和果醋的制作1．制作原理產(chǎn)品菌種反應(yīng)特別提醒果酒酵母菌有氧條件，大量繁殖：C6H12O6＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋6H2O無(wú)氧條件，產(chǎn)生酒精：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2果酒發(fā)酵前期需氧大量繁殖，后期無(wú)氧產(chǎn)生酒精果醋醋酸菌氧氣、糖源都充足時(shí)：糖→醋酸；缺少糖源時(shí)：乙醇→乙醛→醋酸C2H5OH＋O2eq\o(→,\s\up7(酶))CH3COOH＋H2O醋酸菌為好氧菌，發(fā)酵過(guò)程始終需氧2．實(shí)驗(yàn)流程3．發(fā)酵條件果酒制作果醋制作溫度18～2530～35空氣先通氣后密封全程通氣時(shí)間10～12d7～8d二、泡菜的制作1．制作原理(1)菌種：乳酸菌。(2)原理：在無(wú)氧條件下，乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸。反應(yīng)式：C6H12O6→2C3H6O3。2．實(shí)驗(yàn)流程3．實(shí)驗(yàn)操作(1)選擇氣密性好的泡菜壇，以保證無(wú)氧條件。(2)注意控制腌制時(shí)間、溫度和食鹽的用量。4．測(cè)定亞硝酸鹽含量(1)測(cè)定原理亞硝酸鹽＋對(duì)氨基苯磺酸→反應(yīng)物反應(yīng)物＋N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽→玫瑰紅色染料(2)判斷方法：比色法。即用顯色反應(yīng)后的樣品與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)顯色液進(jìn)行對(duì)比，并估算泡菜中亞硝酸鹽的含量。亞硝酸鹽溶液的濃度越高，顏色越深；濃度越低，顏色越淺。(3)操作步驟eq\x(配制溶液)→eq\x(制備標(biāo)準(zhǔn)顯色液)→eq\x(制備樣品處理液)→eq\x(比色)[聚焦關(guān)鍵微點(diǎn)]一、澄清概念——所用教材的關(guān)鍵語(yǔ)句要理解透1．酵母菌是兼性厭氧型微生物，在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖，在無(wú)氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵產(chǎn)生酒精。(1)酵母菌只能在有氧的條件下繁殖。(×)(2)酵母菌是嗜溫菌，所以果酒發(fā)酵所需的最適溫度高于果醋發(fā)酵溫度。(×)(3)在葡萄酒制作中，采摘的葡萄去枝梗后應(yīng)反復(fù)沖洗。(×)(4)在果酒發(fā)酵后期擰松瓶蓋的間隔時(shí)間可延長(zhǎng)。(√)2．當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí)，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；當(dāng)缺少糖源時(shí)，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿帷?1)醋酸菌在無(wú)氧條件下利用乙醇產(chǎn)生醋酸。(×)(2)醋酸菌可在低氧狀態(tài)下發(fā)揮作用。(×)(3)在變酸的酒的表面醋酸菌會(huì)大量繁殖。(√)(4)在制作果酒、果醋時(shí)，適當(dāng)加大接種量可以提高發(fā)酵速率、抑制雜菌生長(zhǎng)繁殖。(√)3．乳酸菌是厭氧細(xì)菌，在無(wú)氧條件下，可將葡萄糖分解為乳酸。(1)泡菜制作的菌種主要是醋酸菌。(×)(2)制作泡菜時(shí)，鹽水煮沸后可以立即使用。(×)(3)泡菜壇的選擇、發(fā)酵過(guò)程中壇沿要注滿水都有利于泡菜的無(wú)氧發(fā)酵。(√)(4)泡菜的制作前期需要通入氧氣，后期應(yīng)嚴(yán)格保持無(wú)氧條件。(×)(5)乳酸菌只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸，且呼吸類型與人體細(xì)胞的無(wú)氧呼吸類型相同。(√)二、科學(xué)思維——高考?？嫉慕Y(jié)論語(yǔ)句需記牢靠1．果酒和果醋的制作(1)在葡萄酒的自然發(fā)酵中，菌種來(lái)源于附著在葡萄皮上的野生型酵母菌。(2)酵母菌是兼性厭氧型微生物，在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖，在無(wú)氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵產(chǎn)生酒精。(3)制作果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)流程：挑選葡萄→沖洗→榨汁→酒精發(fā)酵→醋酸發(fā)酵。(4)制作果酒和果醋的發(fā)酵裝置中，充氣口的作用是在醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣，排氣口是在酒精發(fā)酵時(shí)排出CO2，出料口用來(lái)取樣。(5)制作果酒時(shí)溫度一般控制在18～25℃，時(shí)間為10～12d，前期需氧后期不需氧；制作果醋時(shí)溫度控制在30～352．泡菜的制作及亞硝酸鹽含量的測(cè)定(1)制作泡菜的主要菌種是乳酸菌，乳酸菌在無(wú)氧條件下可將葡萄糖分解為乳酸。(2)泡菜制作的實(shí)驗(yàn)流程：原料加工→配制泡菜鹽水→加入調(diào)味料，裝壇→發(fā)酵→成品。(3)泡菜制作中清水和鹽的質(zhì)量比為4∶1，鹽水要煮沸后冷卻。煮沸有兩大作用，一是除去水中氧氣，二是殺滅鹽水中的其他細(xì)菌。(4)在泡菜的腌制過(guò)程中，溫度過(guò)高、食鹽用量過(guò)低、腌制時(shí)間過(guò)短，容易造成細(xì)菌大量繁殖，亞硝酸鹽含量增加。[深化拓展提能]1．制作果酒和果醋的發(fā)酵裝置分析該裝置的使用方法：使用該裝置制作果酒時(shí)，應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制作果醋時(shí)，應(yīng)將充氣口連接充氣泵，輸入無(wú)菌空氣。2．果酒和果醋制作過(guò)程的比較3．泡菜制作的注意事項(xiàng)(1)材料的選擇及用量①蔬菜應(yīng)新鮮，若放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，蔬菜中的硝酸鹽易被還原成亞硝酸鹽。②清水和鹽的質(zhì)量比為4∶1，鹽水要煮沸后冷卻。煮沸有兩大作用，一是除去水中的氧氣，二是殺滅鹽水中的細(xì)菌。(2)防止雜菌污染：每次取樣用具要洗凈，取樣后要迅速封口。(3)控制嚴(yán)格的無(wú)氧條件①泡菜壇要選擇氣密性好的容器，以創(chuàng)造無(wú)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(wú)氧環(huán)境，并注意在發(fā)酵過(guò)程中經(jīng)常補(bǔ)水。(4)控制適宜的溫度：以18～20℃4．泡菜腌制過(guò)程中，乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽相對(duì)含量(或數(shù)量)的變化[題點(diǎn)全訓(xùn)過(guò)關(guān)]題點(diǎn)(一)果酒的制作[典例1](2020·山東等級(jí)考)我國(guó)的釀酒技術(shù)歷史悠久，古人在實(shí)際生產(chǎn)中積累了很多經(jīng)驗(yàn)?！洱R民要術(shù)》記載：將蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲發(fā)，如魚(yú)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(yú)眼大小的氣泡，把八斗米淘凈，蒸熟，攤開(kāi)冷透。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．“浸曲發(fā)”過(guò)程中酒曲中的微生物代謝加快B．“魚(yú)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(duì)釀酒過(guò)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(guò)高導(dǎo)致酒曲中的微生物死亡[解析]由題意可知，“浸曲發(fā)”是將酒曲浸泡活化，在活化的過(guò)程中微生物代謝加快，A正確?！棒~(yú)眼湯”是指冒出魚(yú)眼大小的氣泡，氣泡是微生物進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生的CO2釋放形成的，B正確。釀酒前將米蒸熟，能夠殺死米中絕大部分的微生物；釀酒過(guò)程中酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的酒精會(huì)抑制其他微生物的生長(zhǎng)，而“凈淘米”是防止一些雜質(zhì)影響酒的品質(zhì)，C錯(cuò)誤。由題意可知，“舒令極冷”是將蒸熟的米攤開(kāi)冷透，其目的是防止蒸熟的米溫度過(guò)高使酒曲中的微生物死亡，D正確。[答案]C[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1．(2018·江蘇高考)某高校采用右圖所示的發(fā)酵罐進(jìn)行葡萄酒主發(fā)酵過(guò)程的研究，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．夏季生產(chǎn)果酒時(shí)，常需對(duì)罐體進(jìn)行降溫處理B．乙醇為揮發(fā)性物質(zhì)，故發(fā)酵過(guò)程中空氣的進(jìn)氣量不宜太大C．正常發(fā)酵過(guò)程中罐內(nèi)的壓力不會(huì)低于大氣壓D．可以通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)酵過(guò)程中殘余糖的濃度來(lái)決定何時(shí)終止發(fā)酵解析：選B利用酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵時(shí)，一般將溫度控制在18～25℃，因此夏季生產(chǎn)果酒時(shí)，需要對(duì)發(fā)酵罐體進(jìn)行降溫處理；酒精發(fā)酵過(guò)程中，進(jìn)氣口閥門(mén)應(yīng)該關(guān)閉，以保證發(fā)酵罐的無(wú)氧環(huán)境，使酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精；正常發(fā)酵過(guò)程中，由于酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2，所以發(fā)酵罐內(nèi)的壓力增大，高于大氣壓；葡萄酒的發(fā)酵過(guò)程消耗葡萄糖，所以可以通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)酵過(guò)程中殘余糖的濃度來(lái)決定何時(shí)終止發(fā)酵。2．葡萄酒是葡萄汁經(jīng)酵母菌發(fā)酵而成的。釀制葡萄酒的兩個(gè)簡(jiǎn)易裝置如圖所示。回答下列問(wèn)題：(1)試管中的X溶液有助于維持甲裝置的瓶中氣壓相對(duì)穩(wěn)定，與乙裝置相比，用甲裝置釀制葡萄酒的優(yōu)點(diǎn)是________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。(2)葡萄汁裝入甲裝置時(shí)，要留有約1/3的空間，這種做法的目的是________________________________________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。(3)某同學(xué)若用乙裝置進(jìn)行發(fā)酵，并設(shè)置兩個(gè)不同處理組(乙A和乙B)，乙A裝置中保留一定量的氧氣，乙B裝置中沒(méi)有氧氣。在其他條件相同且適宜的情況下，測(cè)得一段時(shí)間內(nèi)乙A和乙B中酒精含量的變化趨勢(shì)及乙A中氧氣含量的變化趨勢(shì)如曲線圖所示。圖中曲線①、②、③依次表示__________、__________、__________含量的變化趨勢(shì)。(4)從細(xì)胞呼吸類型看，酵母菌屬于______生物；從同化作用的類型看，酵母菌屬于______(填“自養(yǎng)”或“異養(yǎng)”)生物。解析：(1)試管中的X溶液有助于維持甲裝置的瓶中氣壓相對(duì)穩(wěn)定，與乙裝置相比，用甲裝置釀制葡萄酒的優(yōu)點(diǎn)是不需要開(kāi)蓋放氣；避免了因開(kāi)蓋引起的雜菌污染。(2)葡萄汁裝入甲裝置時(shí)，要留有約1/3的空間，這種做法的目的是為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣；防止發(fā)酵旺盛時(shí)汁液溢出。(3)分析題意可知，圖中曲線①、②、③依次表示乙A中的氧氣、乙B中的酒精、乙A中的酒精含量的變化趨勢(shì)。(4)從細(xì)胞呼吸類型看，酵母菌屬于兼性厭氧生物；從同化作用的類型看，酵母菌屬于異養(yǎng)生物。答案：(1)不需要開(kāi)蓋放氣；避免了因開(kāi)蓋引起的雜菌污染(2)為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣；防止發(fā)酵旺盛時(shí)汁液溢出(3)乙A中的氧氣乙B中的酒精乙A中的酒精(4)兼性厭氧異養(yǎng)題點(diǎn)(二)果醋的制作[典例2](2021·太原一模)陳醋是我國(guó)發(fā)明的傳統(tǒng)調(diào)味品之一，釀制及食用已有3000多年歷史。陳醋生產(chǎn)工藝流程如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：eq\x(\a\al(淀粉類,原料))eq\o(→,\s\up7(糖化))eq\x(葡萄糖)eq\o(→,\s\up7(酒精),\s\do5(發(fā)酵))eq\x(\a\al(成熟,酒醅))eq\o(→,\s\up7(醋酸),\s\do5(發(fā)酵))eq\x(\a\al(成熟,醋醅))eq\o(→,\s\up7(處理))eq\x(成品醋)(1)在糖化階段添加__________酶制劑需要控制反應(yīng)溫度，這是因?yàn)開(kāi)________________________________________。(2)在酒精發(fā)酵階段需添加酵母菌，在操作過(guò)程中，發(fā)酵罐先通氣，后密閉。先通氣的目的是__________________________________________________。技術(shù)員定時(shí)抽取發(fā)酵液，向發(fā)酵液中滴加酸性重鉻酸鉀溶液，以是否呈現(xiàn)________色來(lái)判斷是否有酒精產(chǎn)生，若要使檢驗(yàn)的結(jié)果更有說(shuō)服力，應(yīng)該________________________。(3)利用醋酸菌獲得醋酸的條件有兩種情況，一是在__________________________時(shí)，將糖分解成醋酸；二是在糖源不充足時(shí)，也可以利用酒精生成醋酸。(4)研究表明，在陳醋的釀造過(guò)程中，起主導(dǎo)作用的是醋酸菌，而乳酸菌也存在于醋醅中，其代謝產(chǎn)生的乳酸含量的高低是影響陳醋風(fēng)味的重要因素。成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少，主要原因是：發(fā)酵后期______________________(至少寫(xiě)2種)等環(huán)境因素的變化，________________________________________________，淘汰了部分乳酸菌種類。[解析](1)糖化階段以淀粉類為原料，需要添加淀粉酶制劑形成葡萄糖，由于在最適溫度條件下酶的活性最強(qiáng)，因此在糖化階段添加酶制劑需要控制反應(yīng)溫度。(2)在酒精發(fā)酵階段需添加酵母菌，在操作過(guò)程中發(fā)酵罐先通氣后密閉。先通氣的目的是讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，有利于酵母菌的繁殖，密閉時(shí)可獲得更多的酒精產(chǎn)物。酸性重鉻酸鉀溶液，遇到酒精呈現(xiàn)灰綠色，若要使檢驗(yàn)的結(jié)果更有說(shuō)服力，應(yīng)該設(shè)計(jì)對(duì)照(實(shí)驗(yàn))。(3)利用醋酸菌獲得醋酸的條件有兩種情況，一是在氧氣和糖源都充足時(shí)，將糖分解成醋酸；二是在糖源不充足時(shí)，也可以利用酒精生成醋酸。(4)在陳醋的釀造過(guò)程中，起主導(dǎo)作用的是醋酸菌，成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少，主要原因是發(fā)酵后期氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、pH等環(huán)境因素的變化，加劇了不同種乳酸菌之間的種間競(jìng)爭(zhēng)(或競(jìng)爭(zhēng))，淘汰了部分乳酸菌種類。[答案](1)淀粉酶在最適溫度條件下催化能力最強(qiáng)(2)讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，有利于酵母菌的繁殖，密閉時(shí)可獲得更多的酒精產(chǎn)物灰綠設(shè)計(jì)對(duì)照(實(shí)驗(yàn))(3)氧氣和糖源都充足(4)氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、pH加劇了不同種乳酸菌之間的種間競(jìng)爭(zhēng)(或競(jìng)爭(zhēng))[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]3．(2020·江蘇高考)某同學(xué)在線提交了在家用帶蓋玻璃瓶制作果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，他的做法錯(cuò)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(jìn)程適時(shí)擰松瓶蓋放氣D．酒精發(fā)酵后去除瓶蓋，蓋一層紗布，再進(jìn)行醋酸發(fā)酵解析：選B制作葡萄酒時(shí)，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?jǐn)?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(shí)，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(shí)發(fā)酵液溢出，B錯(cuò)誤；酒精發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，為了釋放出二氧化碳，要根據(jù)發(fā)酵進(jìn)程適時(shí)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(xì)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(jìn)行醋酸發(fā)酵，D正確。4．蘋(píng)果醋是以蘋(píng)果汁為原料經(jīng)發(fā)酵而成的?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)酵母菌的呼吸代謝途徑如圖所示。圖中過(guò)程①和②是蘋(píng)果醋生產(chǎn)的第一階段，在酵母菌細(xì)胞的______________中進(jìn)行，其產(chǎn)物乙醇與________________試劑反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色，這一反應(yīng)可用于乙醇的檢驗(yàn)；過(guò)程③在酵母菌細(xì)胞的________________中進(jìn)行。與無(wú)氧條件相比，在有氧條件下，酵母菌的增殖速度__________。(2)第二階段是在醋酸菌的作用下將第一階段產(chǎn)生的乙醇轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿岬倪^(guò)程，根據(jù)醋酸菌的呼吸作用類型，該過(guò)程需要在____________條件下才能完成。(3)在生產(chǎn)過(guò)程中，第一階段和第二階段的發(fā)酵溫度不同，第一階段的溫度______(填“低于”或“高于”)第二階段的。(4)醋酸菌屬于________核生物，其細(xì)胞結(jié)構(gòu)中________(填“含有”或“不含有”)線粒體。解析：(1)圖中過(guò)程①和②是酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乙醇的過(guò)程，無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。乙醇可用酸性重鉻酸鉀試劑檢測(cè)，顏色由橙色變?yōu)榛揖G色。過(guò)程③為有氧呼吸的第二和第三階段，場(chǎng)所為線粒體。在有氧條件下酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧條件下酵母菌的繁殖速度更快。(2)醋酸菌是好氧型細(xì)菌，因此，在醋酸菌作用下，將乙醇轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿岬倪^(guò)程需要在有氧條件下才能完成。(3)在生產(chǎn)過(guò)程中，第一階段酵母菌產(chǎn)生乙醇的適宜溫度為18～25℃，第二階段醋酸菌產(chǎn)生醋酸的適宜溫度為30～35℃，第一階段的溫度低于第二階段的。(4)醋酸菌屬于原核生物，原核細(xì)胞中的細(xì)胞器只有核糖體一種，不含線粒體。答案：(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)重鉻酸鉀線粒體快(2)有氧(3)低于(4)原不含有題點(diǎn)(三)泡菜的制作[典例3]已知泡菜中亞硝酸鹽含量與腌制時(shí)間有關(guān)。為了測(cè)定不同腌制天數(shù)泡菜中亞硝酸鹽的含量，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料、試劑及用具包括：刻度移液管、比色管、不同濃度的亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液、亞硝酸鹽的顯色劑、不同腌制天數(shù)的泡菜濾液等?；卮鹣嚓P(guān)問(wèn)題：(1)請(qǐng)完善下列實(shí)驗(yàn)步驟。①標(biāo)準(zhǔn)管的制備：用______________________________和顯色劑制成顏色深淺不同的系列標(biāo)準(zhǔn)管。②樣品管的制備：用刻度移液管分別吸取一定量的__________________________，加到不同的比色管中，然后在各個(gè)比色管中加入等量的顯色劑進(jìn)行顯色，得到樣品管。③將每個(gè)________分別與系列標(biāo)準(zhǔn)管進(jìn)行比較，找出與樣品管顏色深淺________的標(biāo)準(zhǔn)管，該管中亞硝酸鈉含量即代表樣品管中的亞硝酸鹽含量，記錄各樣品管亞硝酸鹽的含量。(2)右圖表示的是泡菜中____________________________趨勢(shì)。(3)泡菜制作過(guò)程中產(chǎn)酸的細(xì)菌主要是______(填“醋酸菌”或“乳酸菌”)。[解析](1)①在亞硝酸鹽的含量測(cè)定中，用不同濃度的亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液和顯色劑制成顏色深淺不同的系列標(biāo)準(zhǔn)管。②用刻度移液管分別吸取一定量的不同腌制天數(shù)的泡菜濾液，加到不同的比色管中，然后在各個(gè)比色管中加入等量的顯色劑進(jìn)行顯色，得到樣品管。③將每個(gè)樣品管分別與系列標(biāo)準(zhǔn)管進(jìn)行比較，找出與樣品管顏色深淺相近的標(biāo)準(zhǔn)管，該管中亞硝酸鈉含量即代表樣品管中的亞硝酸鹽含量，記錄各樣品管中的亞硝酸鹽含量。(2)據(jù)圖可知，該圖表示亞硝酸鹽含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化曲線。(3)制作泡菜時(shí)產(chǎn)酸的微生物主要是乳酸菌。[答案](1)①不同濃度亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液②不同腌制天數(shù)的泡菜濾液③樣品管相同(相近)(2)亞硝酸鹽含量的變化(3)乳酸菌[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]5．(2021·?？谫|(zhì)檢)下列有關(guān)泡菜的制作和亞硝酸鹽含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()A．將新鮮蔬菜與煮沸冷卻的鹽水(鹽和清水的質(zhì)量比為4∶1)混勻裝瓶B．發(fā)酵過(guò)程始終要保持密封狀態(tài)，泡菜壇蓋邊緣的水槽中要始終裝滿水C．在酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)形成玫瑰紅色沉淀D．隨發(fā)酵進(jìn)行，亞硝酸鹽含量逐漸增加，用比色法可進(jìn)行亞硝酸鹽含量的測(cè)定解析：選B泡菜制作中應(yīng)先加蔬菜，再加煮沸冷卻的鹽水，且鹽與水的質(zhì)量比為1∶4；由于乳酸菌嚴(yán)格厭氧，因此發(fā)酵過(guò)程始終要保持密封狀態(tài)，泡菜壇蓋邊緣的水槽中要始終裝滿水；在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料；隨發(fā)酵進(jìn)行，亞硝酸鹽含量先逐漸增加，后又逐漸降低，最終趨于穩(wěn)定，用比色法可進(jìn)行亞硝酸鹽含量的測(cè)定。6．我國(guó)最早的詩(shī)集《詩(shī)經(jīng)》中有“中田有廬，疆埸有瓜，是剝是菹，獻(xiàn)之皇祖”的詩(shī)句，其中“蘆”和“瓜”是蔬菜，“剝”和“菹”是腌制加工的意思。泡菜是一種歷史悠久、深受群眾喜愛(ài)的傳統(tǒng)美食?；卮鹣铝杏嘘P(guān)泡菜制作的問(wèn)題：(1)制作泡菜時(shí)，為了縮短制作時(shí)間，有人還會(huì)在冷卻后的鹽水中加入少量陳泡菜液，加入陳泡菜液的作用是___________________________________________________。(2)泡菜制作過(guò)程中，乳酸發(fā)酵的過(guò)程即為乳酸菌進(jìn)行______________________的過(guò)程。該過(guò)程發(fā)生在乳酸菌細(xì)胞的________中。(3)泡菜制作過(guò)程中影響亞硝酸鹽含量的因素有________、____________和____________等。(4)從開(kāi)始制作到泡菜品質(zhì)最佳這段時(shí)間內(nèi)，泡菜液逐漸變酸。這段時(shí)間內(nèi)泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長(zhǎng)規(guī)律是________________________，原因是_________________________________________________________________________________________。解析：(1)陳泡菜液中含有一定量的乳酸菌，因此加入陳泡菜液，菌體數(shù)量擴(kuò)增速度會(huì)加快，發(fā)酵時(shí)間可縮短。(2)乳酸菌為厭氧菌，進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸，該過(guò)程只能在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行。(3)溫度過(guò)高、腌制時(shí)間過(guò)短、食鹽用量不足等，容易造成雜菌大量繁殖，亞硝酸鹽含量增加。(4)從開(kāi)始制作到泡菜品質(zhì)最佳這段時(shí)間內(nèi)，氧氣濃度逐漸降低，泡菜液逐漸變酸，不適宜雜菌生長(zhǎng)，而適宜乳酸菌生長(zhǎng)，因此乳酸菌數(shù)量增加，其他雜菌數(shù)量減少。答案：(1)增加乳酸菌數(shù)量(2)無(wú)氧呼吸細(xì)胞質(zhì)(3)溫度腌制時(shí)間食鹽用量(4)乳酸菌數(shù)量增多，雜菌數(shù)量減少乳酸菌比雜菌更為耐酸長(zhǎng)句作答——發(fā)酵過(guò)程中各種現(xiàn)象原因的分析發(fā)酵包括果酒果醋的制作和泡菜的制作，高考中關(guān)于發(fā)酵過(guò)程中各種現(xiàn)象原因的分析經(jīng)常從以下兩個(gè)角度進(jìn)行考查。?？冀嵌?根據(jù)發(fā)酵原理對(duì)相應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行分析[典例1](2019·海南高考，改編)回答下列問(wèn)題。(1)某同學(xué)在通過(guò)發(fā)酵制作果酒時(shí)，發(fā)現(xiàn)在制作原料中添加一定量的糖，可以提高酒精度，原因是______________________________。(2)在家庭以葡萄為原料制作葡萄酒時(shí)，可以不添加酵母菌，原因是_____________________________。(3)在制作葡萄酒的過(guò)程中，如果密封不嚴(yán)混入空氣，發(fā)酵液會(huì)變酸，可能的原因是_____________________________。(4)果酒擱置時(shí)間過(guò)久會(huì)有酸味的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案](1)酵母菌可以利用糖進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精(2)在葡萄皮上有野生型的酵母菌(3)醋酸菌發(fā)酵產(chǎn)生醋酸(4)醋酸菌在缺乏糖源時(shí)，可以將酒精轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛轉(zhuǎn)化為醋酸[增分指導(dǎo)](1)明確利用發(fā)酵技術(shù)制作發(fā)酵產(chǎn)品的原理是解答此類題的關(guān)鍵，例如，酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精；醋酸菌在缺乏糖源時(shí)，可以將酒精轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛轉(zhuǎn)化為醋酸。這是果酒、果醋制作過(guò)程的原理。(2)關(guān)于原因的分析，一定注意提問(wèn)的角度才能有的放矢，如第(4)小題“果酒變酸”是提問(wèn)的角度，其實(shí)就是酒形成醋的原因。常考角度2針對(duì)發(fā)酵過(guò)程具體操作出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析[典例2]回答有關(guān)發(fā)酵過(guò)程的相關(guān)問(wèn)題：(1)利用葡萄汁制作葡萄酒時(shí)，葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時(shí)要留有1/3的空間，這樣做法的目的是______________________________________________________________________________________________________________________________(從兩個(gè)方面回答)。(2)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，醋酸發(fā)酵過(guò)程中，適宜的酒精度范圍為6.0%～6.5%，較高的酒精度通常不適宜進(jìn)行醋酸發(fā)酵，原因是_____________________________________________。(3)泡菜制作過(guò)程中需將鹽水煮沸后冷卻使用，原因是______________________。[答案](1)為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣；防止發(fā)酵旺盛時(shí)汁液溢出(2)較高濃度的酒精會(huì)抑制醋酸菌的生長(zhǎng)和代謝，使產(chǎn)酸量下降(3)減少雜菌污染，保證乳酸菌正常生命活動(dòng)[增分指導(dǎo)](1)第(1)小題限制了從“兩個(gè)方面”回答，因此要明確1/3的空間有充足的氧，有利于酵母菌的繁殖；同時(shí)，1/3的空間也可防止發(fā)酵旺盛時(shí)汁液溢出。(2)第(2)小題中酒精濃度較高會(huì)抑制醋酸菌的生長(zhǎng)和代謝，最終影響產(chǎn)量。而從第(3)小題看到煮沸一定起到消毒作用，防止雜菌污染。(3)回答原因類問(wèn)題時(shí)，一定注意從原理和過(guò)程及注意事項(xiàng)方面入手。[針對(duì)訓(xùn)練]酒作為一種特殊的文化載體，在人類交往中占有獨(dú)特的地位。如圖為傳統(tǒng)釀酒的工藝流程：eq\x(\a\al(糧食粉,碎浸泡))→eq\x(\a\al(高溫蒸,汽糖化))→eq\x(\a\al(攤平翻,晾加曲))→eq\x(\a\al(裝缸封,蓋發(fā)酵))→eq\x(\a\al(蒸餾濃,縮勾兌))回答下列問(wèn)題：(1)在釀酒前對(duì)糧食要進(jìn)行適當(dāng)粉碎成小顆粒狀態(tài)，但是并不磨成面粉狀態(tài)，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)高溫蒸汽條件下需要蒸一段時(shí)間，其目的是__________________，該過(guò)程中“糖化”的含義是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)圖中流程第三步，一般要冷卻至35℃左右時(shí)才可“加曲”的原因是________________________________，“加曲”(4)密封后在酒缸中發(fā)酵12天左右，此間溫度基本保持在18～25℃，其原因是________________________________________。發(fā)酵完成后需要用蒸餾法獲得酒精，蒸餾的溫度應(yīng)控制在78℃，其原因是__________________________解析：(1)在釀酒前對(duì)糧食種子(多為高粱)要進(jìn)行適當(dāng)粉碎成小顆粒狀態(tài)，但是并不磨成面粉狀態(tài)，這樣做的原因是既要增大微生物與糧食中有機(jī)物的接觸面積，又要有一定透氣性便于接種發(fā)酵和蒸餾。(2)高溫蒸汽條件下蒸一段時(shí)間，其目的是消滅雜菌，該過(guò)程中“糖化”的含義是使淀粉分子在高溫下破壞分解以利于微生物利用。(3)第三步晾至35℃左右時(shí)才可向糧食中加曲，以防止溫度過(guò)高燙死酒曲中的酵母菌等微生物?！凹忧睂?shí)際上相當(dāng)于向培養(yǎng)基中接種菌種。(4)密封后在酒缸中發(fā)酵12天左右，此間溫度基本保持在18～25℃，原因是此溫度是酵母菌等釀酒微生物的適宜溫度。發(fā)酵好后需要用蒸餾法獲得酒精，78℃為酒精的沸點(diǎn)，蒸餾的溫度應(yīng)控制在答案：(1)既要增大微生物與糧食中有機(jī)物的接觸面積，又要有一定透氣性便于接種發(fā)酵和蒸餾(2)消滅雜菌(消毒滅菌)使淀粉分子在高溫下破壞分解以利于微生物利用(3)防止溫度過(guò)高燙死酒曲中的酵母菌等微生物接種菌種(4)此溫度是酵母菌等釀酒微生物的適宜溫度78℃一、立足主干知識(shí)，注重基礎(chǔ)性和綜合性1．(2021·廣安校級(jí)月考)利用不同微生物發(fā)酵制作食品的歷史悠久，遍布民間。以下關(guān)于微生物發(fā)酵的說(shuō)法正確的是()A．利用乳酸菌制作泡菜需經(jīng)常擰松放氣B．酵母菌在酒精發(fā)酵過(guò)程中只產(chǎn)生乙醇和二氧化碳，因而葡萄酒的口味與所用原料無(wú)關(guān)C．酒精可作為醋酸菌的碳源和能源D．腐乳發(fā)酵后期密封處理有利于毛霉繁殖解析：選C乳酸菌無(wú)氧呼吸不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，制作泡菜過(guò)程中不需要經(jīng)常擰松放氣，A錯(cuò)誤；酵母菌在酒精發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生乙醇、二氧化碳和其他中間產(chǎn)物，不同品種的葡萄其營(yíng)養(yǎng)成分不盡相同，因此葡萄酒的口味也不相同，B錯(cuò)誤；在沒(méi)有糖源的情況下，醋酸菌可以把酒精轉(zhuǎn)化為醋酸，即酒精可作為醋酸菌的碳源和能源，C正確；腐乳發(fā)酵后期，加鹽、加鹵湯、密封處理等可抑制微生物生長(zhǎng)，不利于毛霉繁殖，D錯(cuò)誤。2．(2021·武威模擬)人類利用微生物發(fā)酵制作果酒、果醋的歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。下列關(guān)于果酒、果醋制作原理的敘述正確的是()A．在葡萄酒自然發(fā)酵的過(guò)程中，起主要作用的是野生型酵母菌B．變酸的酒表面的菌膜是酵母菌在液面大量繁殖形成的C．在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，醋酸菌能大量生長(zhǎng)繁殖D．在酸性條件下，溴麝香草酚藍(lán)水溶液與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色解析：選A在葡萄酒自然發(fā)酵過(guò)程中，起主要作用的是野生型酵母菌，其無(wú)氧呼吸可以產(chǎn)生酒精，A正確；變酸的酒表面的菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖形成的，B錯(cuò)誤；醋酸菌是需氧生物，C錯(cuò)誤；在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色，D錯(cuò)誤。3．紅茶菌是一種傳統(tǒng)的活菌飲料，由酵母菌、醋酸菌和乳酸菌在液體培養(yǎng)基中(主要含蔗糖和茶水)發(fā)酵產(chǎn)生。研究表明將上述三種菌按一定的配比，在總接種量為5%、初始pH為5.5、裝液量為40%左右、溫度為30℃A．紅茶菌的整個(gè)制作過(guò)程中發(fā)酵裝置要嚴(yán)格進(jìn)行密封B．隨著發(fā)酵的進(jìn)行，菌液的pH下降會(huì)抑制菌種的生長(zhǎng)C．初期溫度和pH的控制有利于提高菌體內(nèi)酶促反應(yīng)速率D．裝液量為40%左右可防止發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵液從發(fā)酵裝置中溢岀解析：選A酵母菌屬于兼性厭氧菌，醋酸菌屬于嚴(yán)格的好氧菌，乳酸菌屬于厭氧菌，活菌飲料由三種菌種共同發(fā)酵產(chǎn)生，因此發(fā)酵的整個(gè)過(guò)程不可能?chē)?yán)格密封處理，A錯(cuò)誤；隨著發(fā)酵的進(jìn)行，三個(gè)菌種分別產(chǎn)生酒精、醋酸和乳酸，使菌液的pH下降，抑制菌種生長(zhǎng)，B正確；初期溫度和pH控制使酶活性較高，有利于提高菌體內(nèi)酶促反應(yīng)速率，C正確；由于酵母菌發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，因此裝液量不能裝滿，留有一定的空間可防止發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵液從發(fā)酵裝置中溢岀，D正確。4．(2021·石家莊校級(jí)月考)泡菜發(fā)酵的微生物主要是乳酸菌，而在發(fā)酵初期，水槽內(nèi)經(jīng)常有氣泡產(chǎn)生，這些氣泡產(chǎn)生的主要原因及成分分別是()A．發(fā)酵初期泡菜壇內(nèi)含有一定的氧氣，酵母菌活動(dòng)強(qiáng)烈，其呼吸過(guò)程會(huì)產(chǎn)生CO2；氣體為CO2B．乳酸菌是兼性厭氧型微生物，初期進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生CO2；氣體為CO2C．因腌制過(guò)程中的鹽進(jìn)入蔬菜使蔬菜體積縮小，氣體被排出；氣體為空氣D．乳酸菌在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生了熱量使壇內(nèi)溫度升高，空氣受熱膨脹排出；氣體為空氣解析：選A發(fā)酵初期活動(dòng)強(qiáng)烈的是酵母菌，其呼吸作用會(huì)產(chǎn)生CO2；乳酸菌是厭氧型微生物，只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸；腌制過(guò)程中，蔬菜體積縮小的原因是植物細(xì)胞逐漸失水。5．利用卷心菜發(fā)酵制作泡菜過(guò)程中，乳酸菌、酵母菌細(xì)胞數(shù)量和pH的變化如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．酵母菌和乳酸菌均有核膜包被的細(xì)胞核B．發(fā)酵初期乳酸菌建立了明顯的菌種優(yōu)勢(shì)C．前6天pH下降主要由乳酸菌代謝引起D．發(fā)酵中期酵母菌通過(guò)無(wú)氧呼吸獲取能量解析：選A乳酸菌是原核生物，細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有核膜包圍的細(xì)胞核；根據(jù)曲線圖中乳酸菌和酵母菌的數(shù)量變化曲線對(duì)比分析可知，發(fā)酵初期乳酸菌遠(yuǎn)多于酵母菌，所以乳酸菌成為了明顯的優(yōu)勢(shì)菌種；結(jié)合曲線圖分析，前6天，由于乳酸菌遠(yuǎn)多于酵母菌，其產(chǎn)生的乳酸會(huì)降低培養(yǎng)液的pH；由于整個(gè)發(fā)酵過(guò)程都是在無(wú)氧環(huán)境條件下進(jìn)行的，在發(fā)酵中期(22～26天)，酵母菌只能通過(guò)無(wú)氧呼吸獲取能量。6．藍(lán)莓酒和藍(lán)莓醋被譽(yù)為“液體黃金”“口服化妝品”等。如圖是以鮮藍(lán)莓為原料天然發(fā)酵制作藍(lán)莓酒和藍(lán)莓醋的過(guò)程簡(jiǎn)圖。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．去除藍(lán)莓枝梗應(yīng)在沖洗后，目的是防止雜菌污染B．過(guò)程③在氧氣、糖源充足條件下可直接發(fā)酵為藍(lán)莓醋C．在過(guò)程④時(shí)，榨出的藍(lán)莓汁需經(jīng)過(guò)高壓蒸汽滅菌后才能密閉發(fā)酵D．過(guò)程⑤中酒精可作為醋酸菌的碳源和能源解析：選C沖洗后去除藍(lán)莓枝梗，目的是防止雜菌污染，A正確；過(guò)程③在氧氣、糖源充足條件下可直接發(fā)酵為藍(lán)莓醋，B正確；過(guò)程④果酒制作的菌種是來(lái)源于藍(lán)莓皮上的野生型酵母菌，所以葡萄汁不需經(jīng)過(guò)高壓蒸汽滅菌，C錯(cuò)誤；過(guò)程⑤中酒精可作為醋酸菌的碳源和能源，D正確。7．用百香果作材料制成的果醋具有緩解壓力、消除疲勞、延緩衰老、預(yù)防動(dòng)脈硬化、養(yǎng)顏美容的功效。如圖為利用百香果制作果醋的流程圖，請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：(1)①過(guò)程的釀造原理是先使酵母菌進(jìn)行____________，以增加酵母菌的數(shù)量，然后通過(guò)____________獲得果酒。(2)釀制百香果果酒時(shí)，并不需要對(duì)百香果進(jìn)行嚴(yán)格的消毒處理，這是因?yàn)樵赺___________的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物因無(wú)法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。①過(guò)程往往不能長(zhǎng)時(shí)間密封，原因是__________________________________________________________________________________________________。(3)②過(guò)程適宜的溫度為_(kāi)_______。溫度過(guò)高時(shí)，醋酸菌代謝減慢甚至死亡，根本原因是_________________________________________________________________________。(4)①過(guò)程轉(zhuǎn)入②過(guò)程前，除改變溫度外，還需調(diào)整的發(fā)酵條件是________________。要鑒定百香果果醋是否釀制成功，除可以通過(guò)觀察菌膜、嘗、嗅之外，還可以通過(guò)檢測(cè)和比較____________________________做進(jìn)一步的鑒定。解析：(1)酵母菌在氧氣存在時(shí)會(huì)大量繁殖，因此果酒發(fā)酵前期要先通入氧氣以保證酵母菌大量繁殖，然后密閉使酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵獲得果酒。(2)酵母菌發(fā)酵時(shí)需要缺氧的條件，同時(shí)發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生CO2，使發(fā)酵液呈酸性。在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)微生物因無(wú)法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。①過(guò)程是酒精發(fā)酵過(guò)程，在此過(guò)程中產(chǎn)生CO2，會(huì)使得裝置氣壓增大，因此①過(guò)程需要定期排出CO2，不能長(zhǎng)時(shí)間密封。(3)醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為30～35℃，溫度過(guò)高時(shí)，醋酸菌代謝減慢甚至死亡，根本原因是溫度過(guò)高，影響酶的活性。(4)①過(guò)程轉(zhuǎn)入②過(guò)程，即酒精發(fā)酵轉(zhuǎn)為醋酸發(fā)酵，除改變溫度外，還需調(diào)整的發(fā)酵條件是通入無(wú)菌空氣。由于醋酸發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生醋酸，發(fā)酵液的pH降低，因此要鑒定百香果果醋是否釀制成功，除可以通過(guò)觀察菌膜、嘗、嗅之外，還可以通過(guò)檢測(cè)和比較醋酸發(fā)酵前后的pH來(lái)確定。答案：(1)有氧呼吸無(wú)氧呼吸(2)缺氧、呈酸性酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2，會(huì)使得裝置氣壓增大(3)30～35℃溫度過(guò)高，影響酶的活性(4)通入無(wú)菌空氣醋酸發(fā)酵前后的pH8．(2021·開(kāi)封一模)豆醬是大豆經(jīng)過(guò)發(fā)酵制成的一種食品。某小組為了研究影響豆醬發(fā)酵效果的因素，將等量的a、b兩菌種分別接入等量的甲、乙兩桶煮熟大豆中并拌勻，再將兩者置于適宜條件下進(jìn)行發(fā)酵，在32h內(nèi)定期取樣觀測(cè)發(fā)酵效果?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)如果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵效果比下層的要好得多，說(shuō)明該發(fā)酵菌是________。(2)如果在實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)32h內(nèi)的發(fā)酵效果越來(lái)越好，且隨發(fā)酵時(shí)間直線上升。有同學(xué)認(rèn)為“據(jù)此實(shí)驗(yàn)結(jié)果，無(wú)法確定發(fā)酵的最佳時(shí)間”。這位同學(xué)的判斷依據(jù)是____________________________________________________________________________________。應(yīng)怎樣改進(jìn)？請(qǐng)簡(jiǎn)述改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的基本思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)本實(shí)驗(yàn)前，需要對(duì)a、b兩菌種進(jìn)行分離，可以采用__________________________法來(lái)接種，培養(yǎng)后可以根據(jù)______________________________________等特征來(lái)判斷a、b兩菌種的種類。解析：(1)容器內(nèi)上層氧氣較多，上層大豆的發(fā)酵效果比下層的要好得多，說(shuō)明該發(fā)酵菌是好氧菌。(2)如果在實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)32h內(nèi)的發(fā)酵效果越來(lái)越好，且隨發(fā)酵時(shí)間直線上升，則無(wú)法確定發(fā)酵的最佳時(shí)間。若要確定最佳發(fā)酵時(shí)間，還需延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，直到看到下降的點(diǎn)。(3)本實(shí)驗(yàn)前，可以采用稀釋涂布平板法(或平板劃線法)來(lái)接種，對(duì)a、b兩菌種進(jìn)行分離。培養(yǎng)后可以根據(jù)菌落的大小、形狀、隆起程度、色澤等特征來(lái)判斷a、b兩菌種的種類。答案：(1)好氧菌(2)“32h內(nèi)的發(fā)酵效果越來(lái)越好，且隨發(fā)酵時(shí)間直線上升”，說(shuō)明發(fā)酵的最佳時(shí)間可能超過(guò)32h繼續(xù)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，定期取樣觀測(cè)發(fā)酵效果，以確定最好的發(fā)酵效果所對(duì)應(yīng)的發(fā)酵時(shí)間(3)稀釋涂布平板(或平板劃線)菌落的大小、形狀、隆起程度、色澤二、強(qiáng)化遷移能力，突出創(chuàng)新性和應(yīng)用性9．泡菜是一種以卷心菜、蘿卜、黃瓜等新鮮蔬菜為原料，添加鹽水和輔料，經(jīng)發(fā)酵而制得的風(fēng)味食品。傳統(tǒng)的自然發(fā)酵方式雖然操作簡(jiǎn)單，但是對(duì)天氣、環(huán)境依賴較大，造成生產(chǎn)周期長(zhǎng)、甚至亞硝酸鹽含量超標(biāo)的缺點(diǎn)。某同學(xué)為提高泡菜品質(zhì)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)，探究不同條件(鹽濃度、溫度)對(duì)泡菜質(zhì)量的影響。(1)泡菜的脆度是衡量其品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)，與細(xì)胞內(nèi)的水分變化密切相關(guān)。由圖可知，隨著鹽濃度的增加，泡菜脆度的變化趨勢(shì)為先下降后上升，其原因在于：初期鹽濃度大于泡菜細(xì)胞液濃度，細(xì)胞____________，細(xì)胞膨壓減小，致使泡菜脆度降低。后期鹽濃度進(jìn)一步增加，細(xì)胞______________________________________________________，細(xì)胞膨脹，泡菜的脆度略微增加。(2)該同學(xué)細(xì)致地記錄了分別置于溫度為20℃、25℃、________________________________________________________________________。表各樣品不同時(shí)間pH的變化情況樣品1d2d3d4d5d6d7d樣品14.103.723.513.343.283.203.19樣品23.853.763.443.223.193.153.16樣品33.763.673.203.153.103.123.04解析：(1)由圖可知，隨著鹽濃度的增加，泡菜脆度的變化趨勢(shì)為先下降后上升，其原因在于：初期鹽濃度大于泡菜細(xì)胞液濃度，細(xì)胞滲透失水，細(xì)胞膨壓減小，致使泡菜脆度降低。后期鹽濃度進(jìn)一步增加，細(xì)胞死亡，外界的溶液進(jìn)到細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞膨脹，泡菜的脆度略微增加。(2)分析表格數(shù)據(jù)可知，隨著溫度升高和發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，pH呈下降趨勢(shì)，其原因是乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸增多。答案：(1)滲透失水死亡(選擇透過(guò)性的原生質(zhì)層變?yōu)槿感?，外界的溶液進(jìn)到細(xì)胞內(nèi)(2)乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸增多10．(2021·恩施月考)醋酸菌是食品工業(yè)中常用的微生物，不僅可用于生產(chǎn)醋酸，某些類型還可用于生產(chǎn)細(xì)菌纖維素，回答下列問(wèn)題：(1)當(dāng)__________________時(shí)，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸。制醋酸時(shí)溫度應(yīng)該控制在______________。(2)配制培養(yǎng)基時(shí)，除了提供幾種主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還需滿足微生物對(duì)pH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求；將鑒定的菌種進(jìn)行臨時(shí)保存時(shí)，可在低溫下使用試管斜面保存，但該方法除保存時(shí)間短外，菌種還易____________________；若需較長(zhǎng)時(shí)間保存菌種，可用的方法是______________。(3)利用篩選出的優(yōu)質(zhì)菌種進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，研究人員測(cè)得培養(yǎng)過(guò)程中的細(xì)菌纖維素產(chǎn)量、培養(yǎng)液中的殘?zhí)橇亢蜌埖咳鐖D所示，圖中代表培養(yǎng)液中殘氮量的是________曲線，與B曲線相比，A曲線下降更快的主要原因是________________________________。解析：(1)當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí)，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸。制醋酸時(shí)溫度應(yīng)該控制在30～35℃。(2)低溫下保存菌種時(shí)，常使用斜面保存法，但該方法除保存時(shí)間短外，菌種還易被污染或產(chǎn)生變異；若需較長(zhǎng)時(shí)間保存菌種，常用甘油管藏法。(3)醋酸菌生產(chǎn)細(xì)菌纖維素時(shí)，需要消耗大量糖源，但對(duì)氨基酸等含氮物質(zhì)消耗量較少；分析曲線圖可知，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，細(xì)菌纖維素產(chǎn)量升高，A曲線明顯下降，說(shuō)明圖中代表培養(yǎng)液中殘?zhí)橇康氖茿曲線，代表培養(yǎng)液中殘氮量的是B曲線。答案：(1)氧氣、糖源都充足30～35℃(2)被污染(或產(chǎn)生變異)甘油管藏(3)B該細(xì)菌合成纖維素需要大量糖源11．利用發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)食品在我國(guó)有著悠久的歷史，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)在果酒制作中，溫度是重要的控制條件，__________左右的溫度最適合酵母菌繁殖，酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的酒精可用__________________溶液進(jìn)行檢驗(yàn)。制作葡萄酒過(guò)程中，當(dāng)發(fā)酵瓶?jī)?nèi)__________________表示發(fā)酵完畢。喝剩的葡萄酒放置一段時(shí)間后會(huì)變酸，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)乳酸菌能產(chǎn)生亞硝酸還原酶將亞硝酸鹽分解。某興趣小組從泡菜濾液中篩選出亞硝酸鹽還原酶活力較高的乳酸菌，用于泡菜制作過(guò)程中亞硝酸鹽含量變化的實(shí)驗(yàn)探索，結(jié)果如圖所示。①泡菜制作過(guò)程中，pH呈下降趨勢(shì)，原因是_________________________________________________________________________________________________________。②實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，NaCl濃度越高，亞硝酸鹽含量的峰值__________，且出現(xiàn)時(shí)間________。③亞硝酸鹽含量達(dá)到峰值后下降的原因：一方面由于________和________的環(huán)境抑制了雜菌生長(zhǎng)，使亞硝酸鹽的產(chǎn)生量降低；另一方面由于__________________，使亞硝酸鹽的含量降低。④乳酸菌也可應(yīng)用于酸奶制作，有同學(xué)猜測(cè)制作酸奶的過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生亞硝酸鹽。該同學(xué)通過(guò)在酸奶的原料(鮮奶)和酸奶中分別加入有關(guān)顯色液，如果___________，即可說(shuō)明制作酸奶的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生亞硝酸鹽。解析：(1)在果酒制作中，酵母菌適宜生存的溫度為18～25℃，其中20℃左右最適合酵母菌繁殖；酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的酒精可用酸性的重鉻酸鉀溶液進(jìn)行檢驗(yàn)。由于酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，因此發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳要及時(shí)排出，當(dāng)發(fā)酵瓶?jī)?nèi)停止出現(xiàn)氣泡表示發(fā)酵完畢。喝剩的葡萄酒放置一段時(shí)間后會(huì)變酸，原因是空氣中的醋酸菌混入葡萄酒后發(fā)酵產(chǎn)生了醋酸。(2)①泡菜制作的原理是乳酸菌的無(wú)氧呼吸，無(wú)氧呼吸過(guò)程中產(chǎn)生了乳酸，導(dǎo)致pH呈下降趨勢(shì)。②據(jù)曲線圖可知，NaCl濃度越高，亞硝酸鹽含量的峰值越低，且出現(xiàn)時(shí)間越遲。③據(jù)圖分析可知，食鹽用量和腌制時(shí)間都會(huì)影響亞硝酸鹽含量；亞硝酸鹽含量達(dá)到峰值后下降，是因?yàn)槿毖鹾退嵝原h(huán)境抑制雜菌生長(zhǎng)，使亞硝酸鹽的產(chǎn)生量降低；同時(shí)乳酸菌產(chǎn)生亞硝酸還原酶會(huì)將亞硝酸鹽分解。④答案：(1)20℃酸性重鉻酸鉀停止出現(xiàn)氣泡空氣中的醋酸菌混入葡萄酒后發(fā)酵產(chǎn)生了醋酸(2)①乳酸菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生了乳酸②越低越遲③缺氧酸性乳酸菌產(chǎn)生的亞硝酸還原酶將亞硝酸鹽分解④后者出現(xiàn)玫瑰紅色，前者無(wú)12．(2020·浙江1月選考，節(jié)選)回答與泡菜制作有關(guān)的問(wèn)題：(1)用蘿卜等根菜類蔬菜制作泡菜，用熱水短時(shí)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(shí)，該處理也會(huì)使泡菜發(fā)酵時(shí)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(huì)使__________菌被逐漸抑制。發(fā)酵中期，乳酸菌大量繁殖，會(huì)使__________菌受到抑制。發(fā)酵后期，乳酸生產(chǎn)過(guò)多，會(huì)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(duì)經(jīng)多次發(fā)酵的泡菜汁進(jìn)行過(guò)濾，然后取濾液進(jìn)行________，再用________的方法在某種含牛乳的專用的培養(yǎng)基中進(jìn)行初步篩選。該培養(yǎng)基必須含有______________________，以便于觀察是否產(chǎn)酸。答案：(1)果膠酶細(xì)胞破裂，細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外流使乳酸菌快速地獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(2)好氧不耐酸的(3)稀釋涂布分離酸堿指示劑第二講微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用[系統(tǒng)主干知識(shí)]一、培養(yǎng)基1．概念：人們按照微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。2．種類(1)按物理狀態(tài)可分為液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基。(2)按功能可分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基。3．成分：各種培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽，此外還要滿足微生物生長(zhǎng)對(duì)pH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求。二、無(wú)菌技術(shù)1．關(guān)鍵：防止外來(lái)雜菌的入侵。2．常用方法項(xiàng)目理化因素的作用強(qiáng)度能否消滅芽孢和孢子常用方法消毒較為溫和不能煮沸消毒法、巴氏消毒法、化學(xué)藥劑消毒法滅菌強(qiáng)烈能灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌[特別提醒]消毒和滅菌的最大區(qū)別是芽孢和孢子是否存活。三、大腸桿菌的純化培養(yǎng)1．制備固體培養(yǎng)基的步驟eq\x(計(jì)算)→eq\x(稱量)→eq\x(溶化)→eq\x(滅菌)→eq\x(倒平板)2．純化大腸桿菌：最常用的接種方法是平板劃線法和稀釋涂布平板法。[特別提醒]平板劃線法常用于菌種的分離，稀釋涂布平板法常用于菌種的分離和計(jì)數(shù)。3．菌種的保存(1)對(duì)于頻繁使用的菌種，可以采用臨時(shí)保藏的方法。(2)對(duì)于需要長(zhǎng)期保存的菌種，可以采用甘油管藏的方法。四、土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)1．篩選菌株的原理：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的生長(zhǎng)。2．統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目的方法：稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)法。3．實(shí)驗(yàn)流程eq\x(土壤取樣)→eq\x(樣品稀釋)→eq\x(取樣接種)→eq\x(培養(yǎng)觀察)→eq\x(菌種鑒定)4．尿素分解菌的鑒定(1)原理：分解尿素的細(xì)菌合成的脲酶將尿素分解為eq\a\vs4\al(氨)，使培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng)。(2)方法：在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，培養(yǎng)某種細(xì)菌，若指示劑變eq\a\vs4\al(紅)，可初步鑒定該種細(xì)菌能夠分解尿素。[聚焦關(guān)鍵微點(diǎn)]一、澄清概念——所用教材的關(guān)鍵語(yǔ)句要理解透1．培養(yǎng)基的成分一般包括水、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源及生長(zhǎng)因子等。(1)培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽，有時(shí)還需要加入一些特殊的物質(zhì)。(√)(2)制備固體培養(yǎng)基的步驟包括計(jì)算、稱量、溶化、滅菌、倒平板等。(√)(3)在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑瓊脂，制成瓊脂固體培養(yǎng)基。(√)(4)培養(yǎng)霉菌時(shí)需將培養(yǎng)基的pH調(diào)制中性或微堿性。(×)(5)倒平板時(shí)，應(yīng)將打開(kāi)的皿蓋放到一邊，以免培養(yǎng)基濺到皿蓋上。(×)2．獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來(lái)雜菌的入侵。(1)消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對(duì)材料本身及操作者細(xì)胞的傷害。(√)(2)為了防止污染，接種環(huán)經(jīng)火焰滅菌后應(yīng)趁熱快速挑取菌落。(×)(3)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手，進(jìn)行清潔和滅菌。(×)(4)為避免周?chē)h(huán)境中微生物的污染，實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行。(√)(5)日常生活中經(jīng)常用到的消毒方法是煮沸消毒法。(√)3．微生物接種的方法很多，最常用的是平板劃線法和稀釋涂布平板法。(1)用稀釋涂布平板法純化大腸桿菌時(shí)，只要稀釋度足夠高，就能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)菌落。(√)(2)對(duì)細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)只能采用稀釋涂布平板法。(×)(3)接種后，在固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)進(jìn)行倒置培養(yǎng)的目的是防止冷凝后形成的水珠滴落在培養(yǎng)基上造成污染。(√)(4)用稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目低。(√)4．實(shí)驗(yàn)室中微生物的篩選，其原理是人為提供有利于目的菌株生長(zhǎng)的條件(包括溫度、營(yíng)養(yǎng)、pH等)，同時(shí)抑制或阻止其他微生物生長(zhǎng)。(1)篩選能分解尿素的細(xì)菌所利用的培養(yǎng)基中，尿素是唯一的氮源。(√)(2)分解尿素的細(xì)菌在分解尿素時(shí)，可以將尿素轉(zhuǎn)化為氨，使得培養(yǎng)基的酸堿度降低。(×)(3)選擇培養(yǎng)基可以鑒定某種微生物的種類。(×)(4)在尋找目的菌株時(shí)，要根據(jù)它對(duì)生存環(huán)境的要求，到相應(yīng)環(huán)境中去尋找。(√)二、科學(xué)思維——高考?？嫉慕Y(jié)論語(yǔ)句需記牢靠1．培養(yǎng)基及無(wú)菌技術(shù)(1)微生物培養(yǎng)基的成分一般包括水、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源及生長(zhǎng)因子等。(2)制備固體培養(yǎng)基的步驟包括計(jì)算、稱量、溶化、滅菌、倒平板等。(3)消毒指使用較為溫和的物理或化學(xué)方法殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)。滅菌則是指使用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子。2．微生物的分離與培養(yǎng)(1)純化微生物常用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法。平板劃線法和稀釋涂布平板法都能獲得單細(xì)胞菌落。平板劃線法不能對(duì)微生物計(jì)數(shù)，而稀釋涂布平板法能對(duì)微生物計(jì)數(shù)。(2)平板劃線操作的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)：灼燒接種環(huán)之后，要冷卻后再進(jìn)行取種，以免溫度太高殺死菌種；劃線時(shí)最后一區(qū)域不要與第一區(qū)域相連；劃線時(shí)用力要大小適當(dāng)，防止用力過(guò)大將培養(yǎng)基劃破。3．土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)(1)尿素分解菌需使用選擇培養(yǎng)基，且培養(yǎng)基中尿素是唯一的氮源。(2)鑒定尿素分解菌的方法是在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，鑒定纖維素分解菌的方法為剛果紅染色法。[深化拓展提能]一、歸納培養(yǎng)基的種類和作用1．按物理狀態(tài)分類培養(yǎng)基種類特點(diǎn)用途液體培養(yǎng)基不加凝固劑工業(yè)生產(chǎn)半固體培養(yǎng)基加凝固劑(如瓊脂)觀察微生物的運(yùn)動(dòng)、分類鑒定固體培養(yǎng)基加凝固劑(如瓊脂)微生物的分離、鑒定，活菌計(jì)數(shù)，菌種保藏2．按功能分類種類制備方法原理用途舉例選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)基中加入某些化學(xué)物質(zhì)依據(jù)某些微生物對(duì)某些物質(zhì)的特殊需求或抗性而設(shè)計(jì)從眾多微生物中分離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)基培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品產(chǎn)生特定的顏色或其他變化鑒別不同種類的微生物用伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基鑒別大腸桿菌二、比較消毒和滅菌方法條件結(jié)果常用方法應(yīng)用范圍消毒較為溫和的物理或化學(xué)方法僅殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物煮沸消毒法日常用品巴氏消毒法不耐高溫的液體化學(xué)藥劑消毒法用酒精擦拭雙手，用氯氣消毒水源滅菌強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子灼燒滅菌法接種工具干熱滅菌法玻璃器皿、金屬用具高壓蒸汽滅菌法培養(yǎng)基及容器三、微生物的純化培養(yǎng)1．比較平板劃線法和稀釋涂布平板法的區(qū)別比較項(xiàng)目平板劃線法稀釋涂布平板法關(guān)鍵操作接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線①一系列的梯度稀釋②涂布平板操作注意事項(xiàng)每次劃線前后均需灼燒接種環(huán)稀釋度要足夠高，為確保實(shí)驗(yàn)成功可以增加稀釋度的范圍菌體獲取在具有顯著的菌落特征的區(qū)域挑取菌體從適宜稀釋度的平板上的菌落中挑取菌體適用范圍適用于好氧菌適用于厭氧菌和兼性厭氧菌優(yōu)點(diǎn)可以根據(jù)菌落的特點(diǎn)獲得某種微生物的單細(xì)胞菌落既可以獲得單細(xì)胞菌落，又能對(duì)微生物計(jì)數(shù)缺點(diǎn)不能對(duì)微生物計(jì)數(shù)操作復(fù)雜，需要涂布多個(gè)平板2．歸納概括平板劃線操作的注意事項(xiàng)(1)灼燒接種環(huán)，待其冷卻后才能伸入菌液，以免溫度太高殺死菌種。(2)第二次及其以后的劃線操作總是從上一次劃線末端開(kāi)始，能使微生物的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐漸減少，最終得到由單個(gè)細(xì)菌繁殖而來(lái)的菌落。(3)劃線時(shí)最后一區(qū)不要與第一區(qū)相連。(4)劃線用力大小要適當(dāng)，防止用力過(guò)大將培養(yǎng)基劃破。(5)操作第一步即取菌種之前及每次劃線之前都需要進(jìn)行火焰灼燒滅菌，劃線操作結(jié)束時(shí)，仍需灼燒接種環(huán)，每次灼燒的目的如下表：項(xiàng)目第一次操作每次劃線之前劃線結(jié)束目的殺死接種環(huán)上原有的微生物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(lái)源于上次劃線的末端，使每次劃線菌種數(shù)目減少殺死接種環(huán)上殘存的菌種，避免微生物污染環(huán)境和感染操作者四、歸納概括微生物的篩選與鑒別方法1．微生物的篩選方法單菌落挑取法利用平板劃線法或稀釋涂布平板法接種到固體平板培養(yǎng)基表面，直接根據(jù)微生物菌落的特征利用單菌落挑取的方法獲得目的微生物選擇培養(yǎng)法利用選擇培養(yǎng)基對(duì)微生物進(jìn)行選擇培養(yǎng)，直接獲得目的微生物鑒定培養(yǎng)法利用鑒別培養(yǎng)基使目的微生物菌落呈現(xiàn)特有的特征，然后篩選目的微生物2．微生物的鑒別方法菌落特征鑒別法根據(jù)微生物在固體培養(yǎng)基表面形成的菌落的形狀、大小、隆起程度和顏色等特征進(jìn)行鑒別指示劑鑒別法如培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，培養(yǎng)某種微生物后，培養(yǎng)基變紅說(shuō)明該種微生物能夠分解尿素染色鑒別法如利用剛果紅染色法，根據(jù)培養(yǎng)基中出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈來(lái)篩選分解纖維素的微生物五、比較兩種微生物計(jì)數(shù)方法比較項(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)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[題點(diǎn)全訓(xùn)過(guò)關(guān)]題點(diǎn)(一)無(wú)菌技術(shù)[典例1](2018·全國(guó)卷Ⅱ)在生產(chǎn)、生活和科研實(shí)踐中，經(jīng)常通過(guò)消毒和滅菌來(lái)避免雜菌的污染?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)在實(shí)驗(yàn)室中，玻璃和金屬材質(zhì)的實(shí)驗(yàn)器具_(dá)_________(填“可以”或“不可以”)放入干熱滅菌箱中進(jìn)行干熱滅菌。(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高溫瞬時(shí)消毒法，與煮沸消毒法相比，這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)密閉空間內(nèi)的空氣可采用紫外線照射消毒，其原因是紫外線能________________。在照射前，適量噴灑________，可強(qiáng)化消毒效果。(4)水廠供應(yīng)的自來(lái)水通常是經(jīng)過(guò)________(填“氯氣”“乙醇”或“高錳酸鉀”)消毒的。(5)某同學(xué)在使用高壓蒸汽滅菌鍋時(shí)，若壓力達(dá)到設(shè)定要求，而鍋內(nèi)并沒(méi)有達(dá)到相應(yīng)溫度，最可能的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)干熱滅菌是指將物品放入干熱滅菌箱內(nèi)，在160～170℃條件下加熱1～2h。能耐高溫、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(吸管、培養(yǎng)皿)和金屬用具等，可采用干熱滅菌的方法。(2)巴氏消毒法是在70～75℃條件下煮30min或在[答案](1)可以(2)在達(dá)到消毒目的的同時(shí)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失較少(3)破壞DNA結(jié)構(gòu)消毒液(4)氯氣(5)未將鍋內(nèi)冷[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1．(2019·江蘇高考)下列關(guān)于微生物實(shí)驗(yàn)操作的敘述，錯(cuò)誤的是()A．培養(yǎng)微生物的試劑和器具都要進(jìn)行高壓蒸汽滅菌B．接種前后，接種環(huán)都要在酒精燈火焰上進(jìn)行灼燒C．接種后的培養(yǎng)皿要倒置，以防培養(yǎng)污染D．菌種分離和菌落計(jì)數(shù)都可以使用固體培養(yǎng)基解析：選A培養(yǎng)微生物的器具不一定都要進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，如接種環(huán)需要進(jìn)行灼燒滅菌，A錯(cuò)誤；接種前灼燒接種環(huán)的目的是徹底殺滅環(huán)上的細(xì)菌、芽孢等，接種后再灼燒是為了防止菌種逸出，污染接種室或者超凈工作臺(tái)，影響整體接種環(huán)境，B正確；接種后的培養(yǎng)皿要倒置，既可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基造成污染，又可以避免培養(yǎng)基表面的水分過(guò)快地?fù)]發(fā)，C正確；在固體培養(yǎng)基表面可形成單菌落，故菌種的分離和計(jì)數(shù)可以使用固體培養(yǎng)基，D正確。2．下列關(guān)于滅菌和消毒的理解，錯(cuò)誤的是()A．滅菌是指殺滅環(huán)境中一切微生物的細(xì)胞、芽孢和孢子B．消毒和滅菌實(shí)質(zhì)是相同的C．接種環(huán)用灼燒法滅菌D．常用的消毒方法有加熱法、過(guò)濾法、紫外線法、化學(xué)藥品法解析：選B滅菌是指采用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子，A正確；消毒是指使用物理方法或化學(xué)方法殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物，使其無(wú)害化，滅菌則是要將所有的微生物全部殺滅，以達(dá)到無(wú)菌的目的，滅菌一定可以達(dá)到消毒的目的，但消毒不一定能達(dá)到滅菌的效果，B錯(cuò)誤；接種工具常用灼燒法滅菌，C正確；常用的消毒方法有加熱法、過(guò)濾法、紫外線法、化學(xué)藥品法，D正確。題點(diǎn)(二)微生物的純化培養(yǎng)[典例2](2019·全國(guó)卷Ⅰ)已知一種有機(jī)物X(僅含有C、H兩種元素)不易降解，會(huì)造成環(huán)境污染。某小組用三種培養(yǎng)基篩選土壤中能高效降解X的細(xì)菌(目標(biāo)菌)。Ⅰ號(hào)培養(yǎng)基：在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中加入X(5g/L)。Ⅱ號(hào)培養(yǎng)基：氯化鈉(5g/L)，硝酸銨(3g/L)，其他無(wú)機(jī)鹽(適量)，X(15g/L)。Ⅲ號(hào)培養(yǎng)基：氯化鈉(5g/L)，硝酸銨(3g/L)，其他無(wú)機(jī)鹽(適量)，X(45g/L)?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)在Ⅰ號(hào)培養(yǎng)基中，為微生物提供氮源的是________________。Ⅱ、Ⅲ號(hào)培養(yǎng)基中為微生物提供碳源的有機(jī)物是__________。(2)若將土壤懸浮液接種在Ⅱ號(hào)液體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時(shí)間后，不能降解X的細(xì)菌比例會(huì)__________，其原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)Ⅱ號(hào)培養(yǎng)基加入瓊脂后可以制成固體培養(yǎng)基，若要以該固體培養(yǎng)基培養(yǎng)目標(biāo)菌并對(duì)菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，接種時(shí)，應(yīng)采用的方法是________________。(4)假設(shè)從Ⅲ號(hào)培養(yǎng)基中得到了能高效降解X的細(xì)菌，且該菌能將X代謝為丙酮酸，則在有氧條件下，丙酮酸可為該菌的生長(zhǎng)提供________________和________________。[解析](1)Ⅰ號(hào)培養(yǎng)基中含有牛肉膏、蛋白胨和有機(jī)物X等，其中X僅含有C、H兩種元素，故為微生物提供氮源的是牛肉膏、蛋白胨。Ⅱ、Ⅲ號(hào)培養(yǎng)基中除無(wú)機(jī)鹽外，還含有有機(jī)物X，故為微生物提供碳源的有機(jī)物是X。(2)因Ⅱ號(hào)液體培養(yǎng)基中的有機(jī)碳源只有X，故培養(yǎng)一段時(shí)間后，不能降解X的細(xì)菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的細(xì)菌能夠增殖，故不能降解X的細(xì)菌比例會(huì)下降。(3)對(duì)微生物分離的方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法，但其中只有稀釋涂布平板法能夠計(jì)數(shù)。(4)能高效降解X的細(xì)菌能將X代謝為丙酮酸，丙酮酸在有氧條件下被降解時(shí)能釋放出大量能量，故丙酮酸可為該細(xì)菌的生長(zhǎng)提供能量，丙酮酸還可以為該細(xì)菌中其他物質(zhì)的合成提供原料。[答案](1)牛肉膏、蛋白胨X(2)下降不能降解X的細(xì)菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的細(xì)菌能夠增殖(3)稀釋涂布平板法(4)能量合成其他物質(zhì)的原料[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]3．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·江蘇卷)平板涂布是分離菌種常用的方法，下列相關(guān)敘述不恰當(dāng)?shù)氖?)A．固體培養(yǎng)基滅菌后，應(yīng)冷卻至50℃B．倒好的平板需立即使用，以免表面干燥，影響菌的生長(zhǎng)C．平板涂布分離到的單菌落需進(jìn)一步劃線純化D．平板涂布法既可用于微生物的分離，也可用于微生物的計(jì)數(shù)解析：選B固體培養(yǎng)基滅菌后，應(yīng)冷卻至50℃4．(2021·大同中學(xué)模擬)下列表格是某公司研發(fā)的一種培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基配方，請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，回答下列相關(guān)問(wèn)題。成分蛋白胨乳糖蔗糖K2HPO4顯色劑(伊紅美藍(lán))瓊脂含量10.0g5.0g5.0g2.0g0.2g12.0g將上述物質(zhì)溶解后，用蒸餾水定容到1000mL(1)根據(jù)用途劃分，該培養(yǎng)基屬于________培養(yǎng)基。若要分離能分解尿素的細(xì)菌，需對(duì)培養(yǎng)基做出的最關(guān)鍵的調(diào)整是______________________；若還需鑒定分解尿素的細(xì)菌，需做出的調(diào)整是______________________。(2)從培養(yǎng)基的成分上看，大腸桿菌的同化類型為_(kāi)_____。該培養(yǎng)基能否用于分離篩選出大腸桿菌？為什么？_______________________________。(3)在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物時(shí)，獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是__________________，紫外線可對(duì)空氣進(jìn)行滅菌的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。(4)某同學(xué)嘗試純化大腸桿菌，其中一個(gè)平板的菌落分布如圖，推測(cè)該同學(xué)接種時(shí)可能的操作失誤是________________________________________________________________。解析：(1)伊紅美藍(lán)是鑒定大腸桿菌的試劑，因此該培養(yǎng)基從用途上劃分屬于鑒別培養(yǎng)基。若要分離能分解尿素的細(xì)菌，則需要保證培養(yǎng)基中以尿素為唯一氮源，即將蛋白胨換成尿素；鑒定分解尿素的細(xì)菌，需要使用酚紅指示劑。(2)大腸桿菌需要從培養(yǎng)基中獲得碳源，因此其同化作用類型是異養(yǎng)型；由于表格中的培養(yǎng)基可供多種微生物生存，因此該培養(yǎng)基不能用于分離篩選出大腸桿菌。(3)微生物培養(yǎng)時(shí)，關(guān)鍵是防止外來(lái)雜菌的感染；空氣中的細(xì)菌可用紫外線殺滅，其原因是紫外線能使蛋白質(zhì)變性，同時(shí)還能破壞DNA的結(jié)構(gòu)。(4)由圖可知，接種時(shí)該同學(xué)采用的是稀釋涂布平板法，但菌落比較集中，沒(méi)有很好地分散開(kāi)來(lái)，是涂布不均勻?qū)е碌摹４鸢福?1)鑒別將蛋白胨換成尿素將伊紅美藍(lán)換成酚紅指示劑(2)異養(yǎng)型不能，原因是培養(yǎng)基可供多種微生物生存(3)防止外來(lái)雜菌的感染紫外線能使蛋白質(zhì)變性，還能破壞DNA的結(jié)構(gòu)(4)涂布不均勻題點(diǎn)(三)微生物的分離和計(jì)數(shù)[典例3](2020·全國(guó)卷Ⅰ)某種物質(zhì)S(一種含有C、H、N的有機(jī)物)難以降解，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，只有某些細(xì)菌能降解S。研究人員按照下圖所示流程從淤泥中分離得到能高效降解S的細(xì)菌菌株。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要甲、乙兩種培養(yǎng)基，甲的組分為無(wú)機(jī)鹽、水和S，乙的組分為無(wú)機(jī)鹽、水、S和Y?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，盛有水或培養(yǎng)基的搖瓶通常采用__________的方法進(jìn)行滅菌。乙培養(yǎng)基中的Y物質(zhì)是________。甲、乙培養(yǎng)基均屬于________培養(yǎng)基。(2)實(shí)驗(yàn)中初步估測(cè)搖瓶M中細(xì)菌細(xì)胞數(shù)為2×107個(gè)/mL，若要在每個(gè)平板上涂布100μL稀釋后的菌液，且保證每個(gè)平板上長(zhǎng)出的菌落數(shù)不超過(guò)200個(gè)，則至少應(yīng)將搖瓶M中的菌液稀釋________倍。(3)在步驟⑤的篩選過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)培養(yǎng)基中的S超過(guò)某一濃度時(shí)，某菌株對(duì)S的降解量反而下降，其原因可能是____________________________(答出1點(diǎn)即可)。(4)若要測(cè)定淤泥中能降解S的細(xì)菌細(xì)胞數(shù)，請(qǐng)寫(xiě)出主要實(shí)驗(yàn)步驟：________________________________________________________________________。(5)上述實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩種培養(yǎng)基所含有的組分雖然不同，但都能為細(xì)菌的生長(zhǎng)提供4類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，即____________________________________________________________。[解析](1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)盛有水或培養(yǎng)基的搖瓶進(jìn)行滅菌時(shí)，常采用高壓蒸汽滅菌法。據(jù)題圖分析可知，乙培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，與甲培養(yǎng)基相比，其特有的組分Y應(yīng)是凝固劑瓊脂。甲、乙培養(yǎng)基均只允許能利用物質(zhì)S作為氮源和碳源的微生物生長(zhǎng)，因此均為選擇培養(yǎng)基。(2)據(jù)題意可知，假設(shè)至少將搖瓶M中的菌液稀釋X倍，才能保證稀釋后的100μL菌液中細(xì)菌細(xì)胞數(shù)不超過(guò)200個(gè)，初步估測(cè)搖瓶M中細(xì)菌細(xì)胞數(shù)為2×107個(gè)/mL，則稀釋之前100μL菌液中有2×106個(gè)細(xì)菌，可得2×106×(1/X)＝200，則X＝104，因此至少應(yīng)將搖瓶M中的菌液稀釋104倍。(3)在篩選過(guò)程中，若培養(yǎng)基中S濃度過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞失水，進(jìn)而抑制菌株的生長(zhǎng)。(4)將含有能降解S的細(xì)菌的淤泥加入無(wú)菌水中，進(jìn)行適當(dāng)稀釋后，利用稀釋涂布平板法，取適量的菌液涂布到乙培養(yǎng)基上，在適宜條件下進(jìn)行培養(yǎng)，一段時(shí)間后，統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)，即可估算出淤泥中能降解S的細(xì)菌細(xì)胞數(shù)。(5)本實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩種培養(yǎng)基所含有的組分雖然不同，但都能為細(xì)菌生長(zhǎng)提供的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽。[答案](1)高壓蒸汽滅菌瓊脂選擇(2)104(3)S的濃度超過(guò)某一值時(shí)會(huì)抑制菌株的生長(zhǎng)(4)取淤泥加入無(wú)菌水中，涂布(或稀釋涂布)到乙培養(yǎng)基上，培養(yǎng)后計(jì)數(shù)(5)水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]5.(2020·江蘇高考)為純化菌種，在鑒別培養(yǎng)基上劃線接種纖維素降解細(xì)菌，培養(yǎng)結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是()A．倒平板后需間歇晃動(dòng)，以保證表面平整B．圖中Ⅰ、Ⅱ區(qū)的細(xì)菌數(shù)量均太多，應(yīng)從Ⅲ區(qū)挑取單菌落C．該實(shí)驗(yàn)結(jié)果因單菌落太多，不能達(dá)到菌種純化的目的D．菌落周?chē)睦w維素被降解后，可被剛果紅染成紅色解析：選B倒平板后無(wú)需間歇晃動(dòng)，A錯(cuò)誤；圖中Ⅰ、Ⅱ區(qū)的細(xì)菌數(shù)量太多，Ⅲ區(qū)的細(xì)菌數(shù)量較少，可從Ⅲ區(qū)挑取單菌落，B正確；Ⅲ區(qū)中存在單菌落，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果能達(dá)到菌種純化的目的，C錯(cuò)誤；剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物，但不能和纖維素水解后的纖維二糖和葡萄糖形成紅色復(fù)合物，因此菌落周?chē)睦w維素被降解后，不能被剛果紅染成紅色，D錯(cuò)誤。6．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·重慶卷)2020年世界性的新型冠狀病毒肺炎大流行，為了能更好地對(duì)病毒展開(kāi)相關(guān)研究，科學(xué)家需要分離和培養(yǎng)病毒。如圖是其流程示意圖：(1)將采集到的病毒樣本進(jìn)行稀釋，如圖所示，用____________________吸取100μL的病毒樣