2024年高考生物一輪復(fù)習(xí)知識(shí)清單知識(shí)清單20 發(fā)酵工程（原卷版）

寶典20發(fā)酵工程內(nèi)容概覽第一部分高考考情速遞第二部分知識(shí)導(dǎo)圖第三部分考點(diǎn)清單（三大考點(diǎn)）第四部分易錯(cuò)易混（四大易錯(cuò)點(diǎn)）第五部分真題賞析常考考點(diǎn)真題舉例果酒的制作2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題細(xì)菌和酵母菌培養(yǎng)2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題果酒的家庭制作與啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)2023·山東·高考真題生物學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合2023·北京·統(tǒng)考高考真題微生物培養(yǎng)2023·山東·高考真題選擇培養(yǎng)基篩選細(xì)菌2023·廣東·統(tǒng)考高考真題篩選耐高鹽乳酸菌2023·浙江·統(tǒng)考高考真題篩選分解尿素的細(xì)菌2022·江蘇·統(tǒng)考高考真題微生物的培養(yǎng)2023·北京·統(tǒng)考高考真題果酒的制作2023·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題考點(diǎn)一考點(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用1．千百年來，腐乳一直受到人們的喜愛。這是因?yàn)榻?jīng)過微生物的發(fā)酵，豆腐中的蛋白質(zhì)被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鮮美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存。多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。（P5）2．像這種直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保存下來的面團(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進(jìn)化發(fā)酵、制作食品的技術(shù)一般稱為傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。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，通常是家庭式或作坊式的。（P5）3．乳酸菌是厭氧細(xì)菌，在無氧的情況下能將葡萄糖分解成乳酸（反應(yīng)簡(jiǎn)式①），可用于乳制品的發(fā)酵、泡菜的腌制等。乳酸菌種類很多，在自然界中分布廣泛，空氣、土壤、植物體表、人或動(dòng)物的腸道內(nèi)都有乳酸菌分布。常見的乳酸菌有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。①C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())2C3H6O3（乳酸）＋能量（P5）4．酵母菌是兼性厭氧微生物，在無氧條件下能進(jìn)行酒精發(fā)酵（反應(yīng)簡(jiǎn)式②），可用于釀酒、制作饅頭和面包等。溫度是影響酵母菌生長(zhǎng)的重要因素，釀酒酵母的最適生長(zhǎng)溫度約為28℃。②C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量（P6）5．泡菜在腌制過程中會(huì)有亞硝酸鹽產(chǎn)生。膳食中的亞硝酸鹽一般不會(huì)危害人體健康，但如果人體攝入過量，會(huì)發(fā)生中毒，甚至死亡。（P6“探究·實(shí)踐”）6．醋酸菌是好氧細(xì)菌，當(dāng)O2、糖源都充足時(shí)能通過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)將糖分解成乙酸（反應(yīng)簡(jiǎn)式③）；當(dāng)缺少糖源時(shí)則直接將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛變?yōu)橐宜幔ǚ磻?yīng)簡(jiǎn)式④）。醋酸菌可用于制作各種風(fēng)味的醋。多數(shù)醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為30～35℃。③C6H12O6＋2O2eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())2CH3COOH（乙酸）＋2H2O＋2CO2＋能量④C2H5OH＋O2eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())CH3COOH（乙酸）＋H2O＋能量（P7）7．果酒自然發(fā)酵時(shí)，利用葡萄皮上的野生酵母菌；工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，人工接種純化的酵母菌，以提高發(fā)酵效率。（P7“探究·實(shí)踐”）8．果酒變果醋發(fā)酵改變兩個(gè)條件：一、通氧，因?yàn)榇姿峋呛醚跫?xì)菌；二、升高溫度，因?yàn)楣频陌l(fā)酵溫度在18～30℃，而果醋的發(fā)酵溫度在30～35℃。（P7“探究·實(shí)踐”）9．果酒與果醋發(fā)酵流程：挑選葡萄→沖洗（再去梗）→榨汁→酒精發(fā)酵eq\o(→,\s\up7(通氧),\s\do5(升溫))乙酸發(fā)酵。（P7）考點(diǎn)二考點(diǎn)二微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用1．培養(yǎng)基的化學(xué)成分包括水、無機(jī)鹽、碳源、氮源（基本成分）和生長(zhǎng)因子等。2．培養(yǎng)基的種類及用途：（1）按物理性質(zhì)可分為液體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基。液體培養(yǎng)基應(yīng)用于工業(yè)或生活生產(chǎn)，固體培養(yǎng)基應(yīng)用于微生物的分離和鑒定，半固體培養(yǎng)基則常用于觀察微生物的運(yùn)動(dòng)及菌種保藏等。（2）按照培養(yǎng)基的用途，可將培養(yǎng)基分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基。3．比較消毒和滅菌比較項(xiàng)理化因素的作用強(qiáng)度消滅微生物的數(shù)量芽孢和孢子能否被消滅消毒較為溫和部分生活狀態(tài)的微生物不能滅菌強(qiáng)烈全部微生物能4．微生物的純培養(yǎng)包括配制培養(yǎng)基、滅菌、接種、分離和培養(yǎng)等步驟。（P11）5．分散的微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部可以繁殖形成肉眼可見的、有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群體，這就是菌落。采用平板劃線法和稀釋涂布平板法能將單個(gè)微生物分散在固體培養(yǎng)基上，之后經(jīng)培養(yǎng)得到的單菌落一般是由單個(gè)微生物繁殖形成的純培養(yǎng)物。（P12“探究·實(shí)踐”）6．在微生物學(xué)中，將允許特定種類的微生物生長(zhǎng)，同時(shí)抑制或阻止其他種類微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基，稱為選擇培養(yǎng)基。（P16）7．樣品的稀釋度將直接影響平板上的菌落數(shù)目。在實(shí)際操作中，通常選用一定稀釋范圍的樣品液進(jìn)行培養(yǎng)，以保證獲得菌落數(shù)為30～300、適于計(jì)數(shù)的平板。在同一稀釋度下，應(yīng)至少對(duì)3個(gè)平板進(jìn)行重復(fù)計(jì)數(shù)，然后求出平均值。（P18）8．值得注意的是，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目少，這是因?yàn)楫?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。因此，統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是用活菌數(shù)來表示。（P18）9．除上述的活菌計(jì)數(shù)外，利用顯微鏡進(jìn)行直接計(jì)數(shù)，也是一種常用的、快速直觀的測(cè)定微生物數(shù)量的方法。該方法利用特定的細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下觀察、計(jì)數(shù)，然后再計(jì)算一定體積的樣品中微生物的數(shù)得，統(tǒng)計(jì)的結(jié)果一般是活菌數(shù)和死菌數(shù)的總和。（P18）10．細(xì)菌計(jì)數(shù)板和血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的計(jì)數(shù)原理相同。血細(xì)胞計(jì)數(shù)板比細(xì)菌計(jì)數(shù)板厚，常用于相對(duì)較大的酵母菌細(xì)胞、霉菌孢子等的計(jì)數(shù)。用細(xì)菌計(jì)數(shù)板可對(duì)細(xì)菌等較小的細(xì)胞進(jìn)行觀察和計(jì)數(shù)。（P18“相關(guān)信息”）11．絕大多數(shù)微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基，可以從土壤中分離出分解尿素的細(xì)菌。（P18“探究·實(shí)踐”）考點(diǎn)三考點(diǎn)三發(fā)酵工程及其應(yīng)用1．發(fā)酵工程一般包括菌種的選育，擴(kuò)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。（P22）2．性狀優(yōu)良的菌種可以從自然界中篩選出來，也可以通過誘變育種或基因工程育種獲得。（P22）3．現(xiàn)代發(fā)酵工程使用的大型發(fā)酵罐均有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，能對(duì)發(fā)酵過程中的溫度、pH、溶解氧、罐壓、通氣量、攪拌、泡沫和營(yíng)養(yǎng)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制；還可以進(jìn)行反饋控制，使發(fā)酵全過程處于最佳狀態(tài)。（P23）4．環(huán)境條件不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，而且會(huì)影響微生物代謝物的形成。如谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)：在中性和弱堿性條件下會(huì)積累谷氨酸；在酸性條件下則容易形成谷氨酰胺和N－乙酰谷氨酰胺。（P23）5．如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身，可在發(fā)酵結(jié)束之后，采用過濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥，即可得到產(chǎn)品。如果產(chǎn)品是代謝物，可根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)采取適當(dāng)?shù)奶崛?、分離和純化措施來獲得產(chǎn)品。（P23）6．在我們的日常生活中，利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的食品以及與食品有關(guān)的產(chǎn)品比比皆是，主要包括以下三個(gè)方面。第一，生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品。第二，生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑。第三，生產(chǎn)酶制劑。（P24～26）易錯(cuò)點(diǎn)1果酒和果醋制作成功的四個(gè)提醒點(diǎn)撥：(1)選擇新鮮的葡萄,榨汁前先將葡萄進(jìn)行沖洗,再除去枝梗,以防葡萄汁流失及污染。(2)葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時(shí),要留有大約1/3的空間:目的是先讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸快速繁殖,耗盡瓶?jī)?nèi)O2后再進(jìn)行酒精發(fā)酵,還可防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出。(3)果酒發(fā)酵時(shí)要適時(shí)排氣:防止發(fā)酵裝置爆裂。果醋發(fā)酵時(shí)要及時(shí)通氣:防止醋酸菌死亡。(4)嚴(yán)格控制溫度:18～30℃利于酵母菌的繁殖和酒精發(fā)酵;30～35℃利于醋酸菌的繁殖和果醋的發(fā)酵。易錯(cuò)點(diǎn)2平板劃線法操作的五點(diǎn)提醒點(diǎn)撥：(1)灼燒接種環(huán)之后，要待其冷卻后才能蘸取菌液，以免溫度太高殺死菌種。(2)在做第二次及以后的劃線操作時(shí)，總是從上一次劃線的末端開始劃線，這樣才能使微生物的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而減少，最終得到由單個(gè)微生物繁殖形成的菌落。(3)劃線時(shí)最后一次的劃線不要與第一次的劃線相連。(4)劃線力度要適當(dāng)，防止用力過大將培養(yǎng)基劃破。(5)平板劃線操作中幾次灼燒接種環(huán)的目的易錯(cuò)點(diǎn)3關(guān)于發(fā)酵罐使用的三點(diǎn)提醒點(diǎn)撥：(1)發(fā)酵罐在使用前要進(jìn)行滅菌，培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備一般用蒸汽滅菌，空氣采用過濾的方法除菌。(2)對(duì)于需氧發(fā)酵，為了防止雜菌污染，應(yīng)該從空氣入口通入無菌空氣。(3)攪拌的作用①使空氣和發(fā)酵液充分混合，增加培養(yǎng)液中的溶解氧。②使菌種與培養(yǎng)液充分接觸，提高原料利用率。易錯(cuò)點(diǎn)4啤酒工業(yè)化生產(chǎn)的五點(diǎn)提醒點(diǎn)撥：(1)啤酒酵母菌：通過微生物培養(yǎng)技術(shù)篩選出的優(yōu)良菌種，在接種前進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，縮短生產(chǎn)周期。(2)焙烤溫度不能過高，防止淀粉酶失活。(3)蒸煮后的糖漿一定要冷卻后才能接種，防止高溫殺死酵母菌。(4)發(fā)酵過程中注意控制好溫度、pH、通氣、發(fā)酵時(shí)間等。(5)接種前要對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行滅菌，接種時(shí)要進(jìn)行無菌操作，防止雜菌污染。易錯(cuò)點(diǎn)4平板劃線操作的的五點(diǎn)提醒(1)灼燒接種環(huán)，待其冷卻后才能蘸取菌液，以免溫度過高殺死菌種。(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)微生物繁殖而來的菌落。(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將接種環(huán)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)境和感染操作者一、多選題1．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）某醋廠和啤酒廠的工藝流程如圖所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌；醋醅含有醋酸菌；糖化即淀粉水解過程。下列相關(guān)敘述正確的有（）

A．糯米“蒸熟”與大米“蒸煮”的目的是利于糖化和滅菌B．發(fā)酵原理是利用真菌的無氧呼吸與細(xì)菌的有氧呼吸C．醋酸發(fā)酵過程中經(jīng)常翻動(dòng)發(fā)酵物，可控制發(fā)酵溫度和改善通氣狀況D．啤酒釀造流程中適當(dāng)增加溶解氧可縮短發(fā)酵時(shí)間2．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）下列關(guān)于細(xì)菌和酵母菌實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是（）A．通常酵母菌培養(yǎng)基比細(xì)菌培養(yǎng)基有更高的碳氮比B．通常細(xì)菌的生長(zhǎng)速度比酵母菌快，菌落比酵母菌落大C．通常細(xì)菌培養(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌法滅菌，酵母菌培養(yǎng)基用過濾除菌法除菌D．血細(xì)胞計(jì)數(shù)板既可用于酵母菌的數(shù)量測(cè)定，也可用于細(xì)菌的數(shù)量測(cè)定3．（2023·山東·高考真題）果酒的家庭制作與啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)相比，共同點(diǎn)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(duì)原料進(jìn)行滅菌 D．發(fā)酵結(jié)束后都必須進(jìn)行消毒以延長(zhǎng)保存期二、單選題4．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)成所述目標(biāo)的是（）A．用高濃度蔗糖溶液處理成熟植物細(xì)胞觀察質(zhì)壁分離B．向泡菜壇蓋邊沿的水槽中注滿水形成內(nèi)部無菌環(huán)境C．在目標(biāo)個(gè)體集中分布的區(qū)域劃定樣方調(diào)查種群密度D．對(duì)外植體進(jìn)行消毒以杜絕接種過程中的微生物污染5．（2023·山東·高考真題）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(shí)涂布器使用前必須進(jìn)行消毒C．接種后未長(zhǎng)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6．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）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(biāo)菌的條件組合是（

）

A．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)取樣、尿素氮源培養(yǎng)基B．b點(diǎn)時(shí)取樣、角蛋白氮源培養(yǎng)基C．b點(diǎn)時(shí)取樣、蛋白胨氮源培養(yǎng)基D．c點(diǎn)時(shí)取樣、角蛋白氮源培養(yǎng)基7．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）某同學(xué)想從泡菜汁中篩選耐高鹽乳酸菌，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：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8．（2022·江蘇·統(tǒng)考高考真題）下列是某同學(xué)分離高產(chǎn)脲酶菌的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，不合理的是（

）A．選擇農(nóng)田或公園土壤作為樣品分離目的菌株B．在選擇培養(yǎng)基中需添加尿素作為唯一氮源C．適當(dāng)稀釋樣品是為了在平板上形成單菌落D．可分解酚紅指示劑使其褪色的菌株是產(chǎn)脲酶菌三、綜合題9．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）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(xì)菌具有溶菌特性，能夠破壞其他細(xì)菌的結(jié)構(gòu)使細(xì)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(xì)菌。(1)用于分離細(xì)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(xì)菌提供和維生素等。(2)A菌通常被用做溶菌對(duì)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(shí)間后，薄層變渾濁（如圖），表明。(3)為分離出具有溶菌作用的細(xì)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(shí)間后，能溶解A菌的菌落周圍會(huì)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