第1章發(fā)酵工程課后習(xí)題課件-高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

（1）發(fā)酵工程——高二生物學(xué)人教版（2019）選擇性必修三課后習(xí)題精講課件CONTENTS第一節(jié)

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用練習(xí)與應(yīng)用概念檢測(cè)1.油炸臭豆腐是我國(guó)一些地方的風(fēng)味小吃。制作時(shí)需要將豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢桿茵等微生物的鹵汁中發(fā)酵。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）鹵汁中的乳酸菌和芽孢桿菌不存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。()（2）乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生了乳酸和CO2()（3）微生物發(fā)酵產(chǎn)生了不同的代謝物使得該臭豆腐具有特殊的味道。()××乳酸藍(lán)和芽孢桿菌生活在同一環(huán)境下會(huì)競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和空間等。乳酸菌發(fā)酵的產(chǎn)物是乳酸，不產(chǎn)生CO2。一些微生物發(fā)酵的代謝產(chǎn)物具有特殊味道。√練習(xí)與應(yīng)用概念檢測(cè)2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作需要各種各樣的微生物。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸發(fā)酵B.制作腐乳利用了毛霉等產(chǎn)生的蛋白酶C.制作果酒利用了酵母菌在無(wú)氧條件下產(chǎn)生酒精D.制作果醋利用了醋酸菌在無(wú)氧條件下產(chǎn)生醋酸D2.答案：D解析：A、在無(wú)氧條件下，乳酸菌能將葡萄糖分解成乳酸，腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸發(fā)酵，A正確；

B、參與腐乳制作的微生物主要是毛霉，制作腐乳利用了毛霉等產(chǎn)生的蛋白酶、脂肪酶，B正確；

C、酵母菌在無(wú)氧條件下，可通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，制作果酒利用了酵母菌在無(wú)氧條件下產(chǎn)生酒精，C正確；

D、制作果醋利用了醋酸菌在有氧條件下產(chǎn)生醋酸，D錯(cuò)誤。

故選：D。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用1.請(qǐng)舉例說(shuō)說(shuō)你身邊的傳統(tǒng)發(fā)酵食品有哪些，它們的制作原理是什么。有機(jī)會(huì)的話，你也可以嘗試做一做。傳統(tǒng)發(fā)酵食品有果酒、果醋、腐乳、泡菜等。其中，果酒的制作主要利用的是酵母菌的酒精發(fā)酵，果醋的制作利用的是醋酸菌將酒精轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿岬拇x，腐乳的制作利用的主要是毛霉分泌的蛋白酶等酶類，泡菜的制作利用的是乳酸菌的乳酸發(fā)酵。1、酵母菌在有氧和無(wú)氧的條件下都能生活:在有氧時(shí),酵母菌大量繁殖,但是起不到發(fā)酵效果;在無(wú)氧時(shí)可以進(jìn)行酒精發(fā)酵。2、醋酸菌為好氧性細(xì)菌,當(dāng)缺少糖源、氧氣充足條件下,可將乙醇(酒精)氧化成醋酸;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。3、酸奶制作的原理是乳酸發(fā)酵,乳酸菌是嚴(yán)格厭氧菌,因此發(fā)酵過(guò)程中要保證無(wú)氧環(huán)境。我身邊的傳統(tǒng)發(fā)酵食品有葡萄酒、酸奶、食醋等。其中葡萄酒的制作利用的是酵母菌無(wú)氧呼吸能產(chǎn)生酒精;酸奶的制作原理是乳酸菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)物是乳酸;食醋利用的是醋酸桿菌在有氧條件能將葡萄糖分解成醋酸。本題主要考查一些發(fā)酵原理,需要考試識(shí)記相關(guān)知識(shí)。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用2.某同學(xué)在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加入一些“陳泡菜水”；在用質(zhì)量百分比為5%的食鹽水制作泡菜時(shí)，他在不同時(shí)間測(cè)定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果見(jiàn)下面曲線圖。請(qǐng)你幫他分析相關(guān)問(wèn)題。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用（1）據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽的含量來(lái)看，你認(rèn)為該泡菜在什么時(shí)間食用比較合適？為什么？（2）他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個(gè)結(jié)果最可能的原因是什么？（3）加入“陳泡菜水”的目的是什么？該泡菜在13d食用此較合適，因?yàn)榇藭r(shí)亞硝酸鹽的含量最低。造成“咸而不酸”的最可能原因是加入的鹽過(guò)多，抑制了乳酸蘑的發(fā)酵。加入“陳泡菜水”的目的是提供乳酸菌菌種。食用泡菜的最佳時(shí)間應(yīng)是亞硝酸鹽含量較低的時(shí)候，由曲線圖分析可知，發(fā)酵初期，亞硝酸鹽含量低，但同時(shí)乳酸菌及乳酸的含量也低；發(fā)酵中期，亞硝酸鹽的含量最高；發(fā)酵后期，亞硝酸鹽被分解，含量逐漸降低，11-13天亞硝酸鹽含量最低。第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，可能是食鹽濃度過(guò)高，抑制了乳酸菌的發(fā)酵。“陳泡菜水”中含有較多的乳酸菌，泡菜制作時(shí)加入“陳泡菜水”相當(dāng)于接種乳酸菌，加快發(fā)酵進(jìn)程。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用3.有3位同學(xué)分別采用了3種不同的發(fā)酵裝置來(lái)制作果醋。A同學(xué)用的是帶蓋的塑料瓶；B同學(xué)用了沒(méi)有蓋的塑料瓶，在發(fā)酵過(guò)程中無(wú)蓋的瓶口一直由捆綁在瓶口的8層紗布覆蓋；C同學(xué)則設(shè)計(jì)了如圖所示的發(fā)酵裝置。結(jié)合果醋的制作原理，你認(rèn)為哪一種發(fā)酵裝置更適合制作果醋？你還能繼續(xù)改進(jìn)這種裝置嗎？練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用答案：由于醋酸菌是好氧菌，A同學(xué)用帶蓋的塑料瓶不能滿足醋酸菌對(duì)O2的需求，所以A同學(xué)所用裝置不適合制作果醋。B同學(xué)雖然用了沒(méi)有蓋的塑料瓶，滿足了醋酸菌對(duì)O2的需求，但無(wú)蓋的瓶口用8層紗布覆蓋，不能阻止空氣中的雜菌進(jìn)入污染發(fā)酵液。C同學(xué)的發(fā)酵裝置，充氣口可以連接氣泵，通入O2，滿足醋酸菌對(duì)O2的需求，排氣口用一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管可以防止空氣中微生物的污染，出料口可以用來(lái)取樣檢測(cè)菌體數(shù)量或醋酸濃度，還可以排放廢料，故C同學(xué)所用裝置更適合制作果醋。參與果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陳代謝類型是異養(yǎng)需氧型。果醋制作的原理:當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí),醋酸菌將葡萄汁中的果糖分解成醋酸。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?。果醋是由醋酸菌發(fā)酵生成的,醋酸菌為需氧菌,而A、B同學(xué)的裝置中不能透氣或透氣性差,不能滿足醋酸菌對(duì)氧氣的需求,所以C同學(xué)的裝置更適合制作果醋。出料口可以用來(lái)取樣;充氣口可以在發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣,從而有利于醋酸菌更好地進(jìn)行有氧呼吸,提高發(fā)酵效率;排氣口可以用來(lái)排出在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的氣體,它通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接,其目的是防止空氣中微生物的污染。進(jìn)一步改進(jìn):可以在充氣口填充棉花或者安裝其他過(guò)濾裝置,以防止充入的氣體攜帶外來(lái)雜菌污染發(fā)酵液等。CONTENTS第二節(jié)

微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用第1課時(shí)

微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)練習(xí)與應(yīng)用概念檢測(cè)1.微生物的純培養(yǎng)既需要適宜的培養(yǎng)基，又要防止雜菌污染。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度越高，對(duì)微生物的生長(zhǎng)越有利。（

）（2）消毒和滅菌的殺菌程度存在差異。（

）（3）微生物的純培養(yǎng)物就是不含有代謝廢物的微生物培養(yǎng)物。（

）√×培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度過(guò)高，會(huì)使微生物細(xì)胞失水，對(duì)其生長(zhǎng)不利。消毒不一定能殺死細(xì)菌芽孢或非病原微生物，滅菌則是通過(guò)物理或化學(xué)方法徹底殺滅物體上所有微生物?！劣蓡我粋€(gè)體繁殖所獲得的微生物群體稱為純培養(yǎng)物。練習(xí)與應(yīng)用概念檢測(cè)2.日常生活中保存食品的方法有哪些？這些方法是如何阻止或抑制微生物生長(zhǎng)的？可以積微生物生長(zhǎng)需要哪些條件的角度來(lái)思考。例如，微生物的生長(zhǎng)需要水、空氣、適宜的溫度，食品保存可以通過(guò)保持干燥真空的條件，以及冷藏等方法來(lái)阻止微生物的生長(zhǎng)。各種細(xì)菌、真菌等微生物，接觸到食物，并依附其上，利用食物中的養(yǎng)分發(fā)育、繁殖，期間會(huì)產(chǎn)生很多的生長(zhǎng)代謝產(chǎn)物，引起食物變質(zhì)。食品需要保存就盡量殺死或抑制微生物的生長(zhǎng)和大量繁殖，殺死微生物可用高溫高壓(如罐藏法）或部分殺死微生物（如巴氏消毒法），抑制微生物的生長(zhǎng)和大量繁殖可采用干燥、低溫、加防腐劑。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用1.某同學(xué)將5個(gè)手指尖在貼有“洗手前”標(biāo)簽的培養(yǎng)基上輕輕按一下。然后用肥皂將該手洗干凈，再將5個(gè)指尖在貼有“洗手后”標(biāo)簽的同種培養(yǎng)基上輕輕按一下。將這兩個(gè)培養(yǎng)皿放入37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h后，發(fā)現(xiàn)貼有“洗手后”標(biāo)簽的培養(yǎng)皿中菌落較少。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題。（1）這個(gè)實(shí)驗(yàn)中需要進(jìn)行滅菌處理的材料用具有________________。（2）“將指尖在培養(yǎng)基上輕輕按一下”相當(dāng)于微生物培養(yǎng)中的哪一步操作？培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿“將指尖在培養(yǎng)基上輕輕按一下”相當(dāng)于徽生物培養(yǎng)中的接種操作。微生物在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)時(shí)需要無(wú)菌技術(shù)，接種用的培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿都需要滅菌，對(duì)培養(yǎng)基需要采用高壓蒸汽滅菌法滅菌，對(duì)培養(yǎng)皿通常采用干熱滅菌法進(jìn)行滅菌。“將指尖在培養(yǎng)基上輕輕按一下”相當(dāng)于微生物培養(yǎng)中的接種操作。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用（3）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，洗手后我們就能進(jìn)行無(wú)菌操作了嗎？操作時(shí)，我們可以采用什么方法來(lái)避免手上微生物的污染？從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，洗手后培養(yǎng)皿中菌落數(shù)目較少，可以進(jìn)行無(wú)菌操作。操作時(shí)避免洗手后再與周圍的物品接觸。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，洗手后培養(yǎng)皿中菌落數(shù)目較少，可以進(jìn)行無(wú)菌操作。操作時(shí)避免洗手后再與周圍的物品接觸。本題主要考查微生物實(shí)驗(yàn)中的無(wú)菌操作技術(shù)需要注意的問(wèn)題，意在提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的無(wú)菌操作意識(shí)。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用2.某生物興趣小組將從葡萄皮上成功分離來(lái)的野生酵母菌分別接種于3個(gè)盛有等量同種液體培養(yǎng)基的錐形瓶中，并放置在搖床上培養(yǎng)，搖床轉(zhuǎn)速分別為210r/min、230r/min和250r/min。培養(yǎng)時(shí)間與酵母菌種群密度的關(guān)系如下圖所示。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用（1）搖床轉(zhuǎn)速不同，意味著培養(yǎng)條件有什么不同？（2）從圖中數(shù)據(jù)你可以得出什么結(jié)論？其原因是什么？（3）為什么培養(yǎng)8后，其中2個(gè)錐形瓶中酵母菌的種群密度基本達(dá)到穩(wěn)定？搖床轉(zhuǎn)速越高，培養(yǎng)液中的溶氧量越多，促進(jìn)酵母菌的有氧呼吸，還能增加酵母菌獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的機(jī)會(huì)，有利于其生長(zhǎng)繁殖。在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，搖床轉(zhuǎn)速越高，酵母菌繁殖的速度和總量越高，其原因是搖床轉(zhuǎn)速越高，培養(yǎng)基中的O2越充足。培養(yǎng)8h后，由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)逐漸被消耗，酵母菌種群密度達(dá)到K值，培養(yǎng)液中的溶氧量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都有限，使種群密度達(dá)到穩(wěn)定。搖床轉(zhuǎn)速越高，培養(yǎng)液中的溶氧量越多，促進(jìn)酵母菌的有氧呼吸，還能增加酵母菌獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的機(jī)會(huì)，有利于其生長(zhǎng)繁殖。在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，搖床轉(zhuǎn)速越高，酵母菌繁殖的速度和總量越高，其原因是搖床轉(zhuǎn)速越高，培養(yǎng)基中的O2越充足。培養(yǎng)8h后，由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)逐漸被消耗，酵母菌種群密度達(dá)到K值，培養(yǎng)液中的溶氧量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都有限，使種群密度達(dá)到穩(wěn)定。CONTENTS第二節(jié)

微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用第2課時(shí)

微生物的選擇培養(yǎng)和計(jì)數(shù)練習(xí)與應(yīng)用概念檢測(cè)1.研究人員用無(wú)機(jī)鹽、瓊脂和石油配制的培養(yǎng)基從被石油污染的土壤中篩選出了一種石油降解菌。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）這種培養(yǎng)基是一種選擇培養(yǎng)基。()（2）利用這種石油降解菌可以降解石油，修復(fù)土壤。()（3）相對(duì)于未被污染的土壤，從被石油污染的土壤中更容易分離到石油降解菌。()√√√這種培養(yǎng)基以石油為唯一碳源，只有石油降解菌可在該培養(yǎng)基上正常存活，因此是一種選擇培養(yǎng)基，故該說(shuō)法正確。被石油污染的土壤通氣性極差，利用這種石油降解菌可以降解石油，修復(fù)土壤，故該說(shuō)法正確。根據(jù)生物與其生存環(huán)境相適應(yīng)的特點(diǎn)，未被污染的土壤中幾乎不含石油分解菌，從被石油污染的土壤中更容易分離到石油降解菌，故該說(shuō)法正確。練習(xí)與應(yīng)用概念檢測(cè)2.用稀釋涂布平板法來(lái)統(tǒng)計(jì)樣品中的活菌數(shù)時(shí)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)就能推測(cè)出樣品中的活菌數(shù)，原因是()A.菌落中的細(xì)菌數(shù)目是固定的B.平板上的一個(gè)菌落就是一個(gè)細(xì)菌C.通過(guò)此方法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)與活菌的實(shí)際數(shù)目相同D.平板上的一個(gè)菌落一般來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌解析：用稀釋涂布平板法進(jìn)行微生物計(jì)數(shù)時(shí)，當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面的一個(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)出樣品大約含有多少活菌。故選：D。D練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用1.反芻動(dòng)物，如牛和羊，具有特殊的器官—瘤胃。在瘤胃中生活著多種微生物，其中許多微生物能分解尿素。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，從瘤胃中分離出能夠分解尿素的微生物。答案：反芻動(dòng)物的瘤胃中含有大量的微生物，其中也包括分解尿素的徽生物。由于瘤中的徽生物多為厭氧微生物，接觸空氣后會(huì)死亡，因此分離其中能分解尿素的微生物除了需要準(zhǔn)備選擇培養(yǎng)基外，還應(yīng)參照厭氧做生物的培養(yǎng)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)從瘤胃中分離出能夠分解尿素的微生物的步驟為：1.制備以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基。利用該培養(yǎng)基能將分解尿素微生物篩選出來(lái)，而不能分解尿素的微生物在其上不能生長(zhǎng)，從而達(dá)到篩選的目的2.從?；蜓虻牧鑫溉又苽渚鷳疫M(jìn)行梯度稀釋，然后在無(wú)菌條件下將其接種（稀釋涂布平板法）在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基上進(jìn)行無(wú)氧培養(yǎng)。3.經(jīng)過(guò)培養(yǎng)之后獲得的單菌落即為目標(biāo)菌（分解尿素的微生物），為了進(jìn)行鑒定，需要向培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，若菌落周圍出現(xiàn)紅色環(huán)，可以初步確定所得微生物為目標(biāo)菌，而且紅色環(huán)越大，說(shuō)明該菌株利用尿素的能力越強(qiáng)。4.獲取分解尿素的目標(biāo)菌后，若要長(zhǎng)期保存，可以采用甘油管藏的方法。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用2.地球上的植物每年產(chǎn)生的纖維素超過(guò)70億噸，其中40%~60%能被士壤中某些微生物分解利用，這是因?yàn)樗鼈兡軌虍a(chǎn)生纖維素酶。對(duì)這些微生物的研究與應(yīng)用，使人們能夠利用秸稈等生產(chǎn)酒精，用纖維素酶處理服裝面料等。已知?jiǎng)偣t是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物，但并不與水解后的纖維二糖、葡萄糖等發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)我們?cè)诤欣w維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅時(shí)，剛果紅與纖維素形成紅色復(fù)合物；而當(dāng)纖維素被纖維素分解菌分解后，復(fù)合物就無(wú)法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以這些菌為中心的透明圈（如下圖所示）。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）現(xiàn)在要從土壤中分離纖維素分解菌，請(qǐng)你給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案。（2）你打算到什么環(huán)境中去尋找纖維素分解菌？為什么？（3）有同學(xué)說(shuō)，可以把濾紙埋在土壤中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，再?gòu)囊迅癄€的濾紙上篩選纖維素分解菌。請(qǐng)你評(píng)價(jià)這一做法。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用（1）現(xiàn)在要從土壤中分離纖維素分解菌，請(qǐng)你給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案。首先進(jìn)行土壤取樣。在富含纖維素的潮濕土壤中用無(wú)菌小鐵鏟鏟去表層土，迅速鏟去土樣，裝入無(wú)菌信封內(nèi)密封。其次，進(jìn)行選擇培養(yǎng)。將土壤稀釋液接種到選擇培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，以增加纖維素分解菌的濃度。然后進(jìn)行梯度稀釋，將稀釋后的樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的固體培養(yǎng)基土，在培養(yǎng)的過(guò)程中，纖維素分解菌產(chǎn)生纖維素酶，將纖維素分解成纖維二糖、葡萄糖。這些產(chǎn)物不能與剛果紅結(jié)合形成紅色復(fù)合物，在培養(yǎng)基上就形成了以纖維素分解菌為中心的透明圈，用接種環(huán)或接種針挑選產(chǎn)生透明圈的菌落就是纖維素分解菌的菌落。對(duì)纖維素分解菌進(jìn)行分離的實(shí)驗(yàn)流程為：土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上→挑選產(chǎn)生透明圈的菌落0纖維素分解菌大多分布在富含纖維素的環(huán)境中，因此，采集土樣時(shí)，可以選擇纖維素豐富的環(huán)境，如樹(shù)林中多年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗葉等，用無(wú)菌小鐵鏟鏟去表層土，迅速鏟取土樣，裝入無(wú)菌信封內(nèi)密封。土壤稀釋，將稀釋液接種到選擇培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，增加纖維素分解菌的濃度，以確保能夠從樣品中分離到該菌。然后進(jìn)行梯度稀釋，將稀釋后的樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的固體培養(yǎng)基上，在培養(yǎng)的過(guò)程中，纖維素分解菌產(chǎn)生纖維素酶，將纖維素分解成纖維二糖、葡萄糖。剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物，而纖維素被分解后則不能與剛果紅結(jié)合形成紅色復(fù)合物，在培養(yǎng)基上就形成了以纖維素分解菌為中心的透明圈，用接種環(huán)或接種針挑選產(chǎn)生透明圈的菌落就是纖維素分解菌的菌落。（1）現(xiàn)在要從土壤中分離纖維素分解菌，請(qǐng)你給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案。（2）你打算到什么環(huán)境中去尋找纖維素分解菌？為什么？（3）有同學(xué)說(shuō)，可以把濾紙埋在土壤中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，再?gòu)囊迅癄€的濾紙上篩選纖維素分解菌。請(qǐng)你評(píng)價(jià)這一做法。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用（2）你打算到什么環(huán)境中去尋找纖維素分解菌？為什么？打算到富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌。因?yàn)楦鶕?jù)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(duì)提高，因此從這種土樣中獲得目的徽生物的概率要高于普通環(huán)境。生物與環(huán)境存在相互依存的關(guān)系，在富含纖維素的環(huán)境中，纖維素分解菌的含量相對(duì)較高，更容易找到，例如樹(shù)林中多年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗葉等。（1）現(xiàn)在要從土壤中分離纖維素分解菌，請(qǐng)你給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案。（2）你打算到什么環(huán)境中去尋找纖維素分解菌？為什么？（3）有同學(xué)說(shuō)，可以把濾紙埋在土壤中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，再?gòu)囊迅癄€的濾紙上篩選纖維素分解菌。請(qǐng)你評(píng)價(jià)這一做法。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用（3）有同學(xué)說(shuō)，可以把濾紙埋在土壤中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，再?gòu)囊迅癄€的濾紙上篩選纖維素分解菌。請(qǐng)你評(píng)價(jià)這一做法。這一做法可行，通過(guò)人工設(shè)置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境，使纖維素分解菌聚集。濾紙富含纖維素，將濾紙埋在土壤中，纖維素分解菌就會(huì)在濾紙上聚集分解纖維素，可以從腐爛濾紙上篩選纖維素分解菌。濾紙中含有大量的纖維素，將濾紙埋在土壤中，是通過(guò)人工增大了土壤中的纖維素濃度，創(chuàng)造了纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境，纖維素分解菌就會(huì)在濾紙上聚集，經(jīng)過(guò)30d左右，就可以從腐爛濾紙上篩選出纖維素分解菌，因此這一做法可行。CONTENTS第三節(jié)

發(fā)酵工程練習(xí)與應(yīng)用概念檢測(cè)與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比，發(fā)酵工程的產(chǎn)品種類更加豐富，產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。判斷下列表述是否正確。（1）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(lái)進(jìn)行發(fā)酵。()（2）發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身。()（3）在發(fā)酵工程發(fā)酵環(huán)節(jié)中，發(fā)酵條件變化不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)影響微生物的代謝途徑。()×√發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)都要利用微生物來(lái)進(jìn)行發(fā)酵?！叹毩?xí)與應(yīng)用概念檢測(cè)與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比，發(fā)酵工程的產(chǎn)品種類更加豐富，產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。判斷下列表述是否正確。（4）通過(guò)發(fā)酵工程可以從微生物細(xì)胞中提取單細(xì)胞蛋白。()×通過(guò)發(fā)酵工程獲得的大量的微生物菌體是單細(xì)胞蛋白。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用1.在青霉素的發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中，人們遇到了兩個(gè)問(wèn)題。請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)知識(shí)或查閱資料，并發(fā)揮想象力，提出解決這些問(wèn)題的思路。（1）青霉素發(fā)酵是高耗氧過(guò)程，如何能夠保證在發(fā)酵過(guò)程中給微生物持續(xù)高效地供氧呢？（提示：血紅蛋白具有攜帶O2的能力）利用基因工程將血紅蛋白基因轉(zhuǎn)移至青霉菌細(xì)胞內(nèi)，使青霉菌細(xì)胞內(nèi)合成血紅蛋白，增加其攜帶O2的能力，從而保證在發(fā)酵過(guò)程中給青霉菌持續(xù)高效地供氧。通過(guò)發(fā)酵工程獲得的大量的微生物菌體是單細(xì)胞蛋白。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用（2）在發(fā)酵過(guò)程中，總有頭孢霉素產(chǎn)生。人們通過(guò)對(duì)青霉素生產(chǎn)菌代謝途徑的研究發(fā)現(xiàn)，在青霉素與頭孢霉素的合成過(guò)程中，它們有一個(gè)共同的前體，這個(gè)前體經(jīng)過(guò)兩種不同酶的作用分別合成兩個(gè)產(chǎn)物。如何改造青霉素生產(chǎn)菌使其只生產(chǎn)青霉素，或者只生產(chǎn)頭孢霉素呢？通過(guò)改造青霉素生產(chǎn)菌，使產(chǎn)生青霉素或頭孢霉素的酶的基因不能表達(dá)，這樣就能使其只生產(chǎn)頭孢霉素或只生產(chǎn)青霉素了。（1）現(xiàn)在要從土壤中分離纖維素分解菌，請(qǐng)你給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案。（2）你打算到什么環(huán)境中去尋找纖維素分解菌？為什么？（3）有同學(xué)說(shuō)，可以把濾紙埋在土壤中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，再?gòu)囊迅癄€的濾紙上篩選纖維素分解菌。請(qǐng)你評(píng)價(jià)這一做法。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用2.通過(guò)微生物發(fā)酵，可以將糧食（如玉米、小麥等）及各種植物纖維加工成燃料乙醇；將燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配，就形成了目前在我國(guó)多地廣泛使用的乙醇汽油。乙醇汽油的環(huán)保性令人稱道。調(diào)查顯示，使用乙醇汽油與使用普通汽油相比，排放到空氣中的NO2、CO等均有不同程度下降。有人認(rèn)為燃料乙醇“可再生”；但也有人認(rèn)為，生產(chǎn)燃料乙醇需要消耗大量糧食，會(huì)增加糧食短缺的風(fēng)險(xiǎn)。請(qǐng)你嘗試通過(guò)查閱資料，評(píng)估這一風(fēng)險(xiǎn)，并說(shuō)明在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)如何規(guī)避這一風(fēng)險(xiǎn)。（1）現(xiàn)在要從土壤中分離纖維素分解菌，請(qǐng)你給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案。（2）你打算到什么環(huán)境中去尋找纖維素分解菌？為什么？（3）有同學(xué)說(shuō)，可以把濾紙埋在土壤中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，再?gòu)囊迅癄€的濾紙上篩選纖維素分解菌。請(qǐng)你評(píng)價(jià)這一做法。練習(xí)與應(yīng)用拓展應(yīng)用按照我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，乙醇汽油是90%的普通汽油與10%的燃料乙醇調(diào)和而成的，由于燃料乙醇所占比例較低，所以雖然需要消耗大量糧食，但不會(huì)增加糧食短缺的風(fēng)險(xiǎn)。而且在生產(chǎn)燃料乙醇時(shí)，可以利用秸稈、稻草等加工轉(zhuǎn)化為乙醇，糧食、稻米用于人們生活，以降低糧食短缺的風(fēng)險(xiǎn)。（1）全球性生態(tài)環(huán)境問(wèn)題是指超越主權(quán)國(guó)國(guó)界和管轄范圍的全球性的環(huán)境污染和生態(tài)平衡破壞問(wèn)題。如全球氣候變化、溫室效應(yīng)，酸雨，土地荒漠化，海洋污染、野生物種減少等大范圍的全球性環(huán)境危機(jī)，嚴(yán)重地威脅到全人類的生存和發(fā)展。（2）保護(hù)生態(tài)環(huán)境，應(yīng)該大力植物造林，開(kāi)發(fā)新能源，減少有害有毒氣體的排放。CONTENTS第1章

復(fù)習(xí)與提高練習(xí)與應(yīng)用1.某化工廠為了處理排出污水中的一種有害的、難以降解的有機(jī)化合物A，其研究團(tuán)隊(duì)用化合物A、磷酸鹽、鎂鹽和微量元素等配制了培養(yǎng)基，成功地篩選出能高效降解化合物A的細(xì)菌（目的菌）。實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下圖所示，請(qǐng)分析回答問(wèn)題。（1）在培養(yǎng)基中加入化合物A的目的是________________________________________________，這種培養(yǎng)基屬于_____培養(yǎng)基。

篩選出能降解化合物A的細(xì)菌選擇由題意可知，本實(shí)驗(yàn)是分離出降解的有機(jī)化合物A的菌種，所以培養(yǎng)基中加入化合物A的目的是以其為唯一碳源，能分解利用A的微生物能生長(zhǎng)繁殖，不能分解利用的則生長(zhǎng)受到抑制，以達(dá)到篩選降解的有機(jī)化合物A的微生物（菌種）目的，這種培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基。練習(xí)與應(yīng)用（2）培養(yǎng)若干天后，應(yīng)選擇培養(yǎng)瓶中化合物A含量_____的培養(yǎng)液，接入新的培養(yǎng)液中連續(xù)培養(yǎng)，使目的菌的數(shù)量_____。（3）若要研究目的菌的生長(zhǎng)規(guī)律，可挑取單個(gè)菌落進(jìn)行液體培養(yǎng)，再采用___________方法進(jìn)行計(jì)數(shù)。請(qǐng)你預(yù)測(cè)目的菌的種群數(shù)量會(huì)發(fā)生怎樣的變化。稀釋涂布平板低增多由于“目的菌”有降解的有機(jī)化合物A的作用，所以培養(yǎng)若干天后，應(yīng)選擇培養(yǎng)瓶中化合物A含量顯著降低的培養(yǎng)基，接入新的培養(yǎng)液中連續(xù)培養(yǎng)，使“目的菌”的數(shù)量進(jìn)一步增加（擴(kuò)增）。培養(yǎng)液中目的菌的種群數(shù)量在開(kāi)始一段時(shí)間范圍內(nèi)，由于營(yíng)養(yǎng)充分、空間充裕，種群數(shù)量類似于“J”形增長(zhǎng)，隨著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，種群增長(zhǎng)速率逐漸下降，最終會(huì)達(dá)到K值，繼續(xù)培養(yǎng)，由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏、有害代謝物積累、pH改變等，種群數(shù)量將會(huì)下降。挑取單個(gè)菌落進(jìn)行液體培養(yǎng)，利用顯微鏡可進(jìn)行直接計(jì)數(shù)，是一種常用的、快速直觀的測(cè)定微生物數(shù)量的方法。練習(xí)與應(yīng)用（4）將目的菌用于環(huán)境保護(hù)實(shí)踐時(shí)，還有哪些問(wèn)題需要解決？（5）有人提出，可以通過(guò)改造細(xì)菌的基因來(lái)獲得能夠降解化合物A的細(xì)菌，請(qǐng)分析這種方法是否可行。將目的菌用于環(huán)境保護(hù)實(shí)踐之前，還要對(duì)目的菌進(jìn)行研究，檢測(cè)其是否會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的代謝物；當(dāng)使用大量目的菌時(shí)會(huì)不會(huì)使目的菌成為優(yōu)勢(shì)菌群，對(duì)其他微生物的生存構(gòu)成威脅，從而打破微生物菌群的平衡等。從保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保護(hù)生物多樣性的角度出發(fā)，目的菌不能產(chǎn)生代謝廢物破壞環(huán)境，投入某地后不能造成生物入侵現(xiàn)象，以免降低生物多樣性。因此，將目的菌用于環(huán)境保護(hù)實(shí)踐之前，還要對(duì)目的菌進(jìn)行研究，檢測(cè)其是否會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的代謝物；當(dāng)使用大量目的菌時(shí)會(huì)不會(huì)使目的菌成為優(yōu)勢(shì)菌群，對(duì)其他微生物的生存構(gòu)成威脅，從而打破微生物菌群的平衡等?？梢岳没蚬こ痰姆椒?，將能降解化合物A的基因?qū)胧荏w菌中來(lái)實(shí)現(xiàn)。但在使用之前要檢驗(yàn)其安全性。練習(xí)與應(yīng)用2.某個(gè)高溫日，某校三位高中學(xué)生相約去吃冰激凌，之后兩人都出現(xiàn)腹瀉現(xiàn)象，于是他們懷疑冰激凌中的大腸桿菌含量超標(biāo)。老師建議他們利用學(xué)過(guò)的有關(guān)微生物培養(yǎng)的知識(shí)對(duì)此冰激凌進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)過(guò)一番資料查閱，他們提出了如下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。立即去賣冰激凌的小店再買一個(gè)同樣品牌的同種冰激凌；配制伊紅—亞甲藍(lán)瓊脂培養(yǎng)基（該培養(yǎng)基可用來(lái)鑒別大腸桿菌，生長(zhǎng)在此培養(yǎng)基上的大腸桿菌菌落呈深紫色，并有金屬光澤）、滅菌、倒平板；取10mL剛?cè)诨谋ち枳鳛樵海缓筮M(jìn)行梯度稀釋，稀釋倍數(shù)為1×10~1×105取每個(gè)濃度的冰激凌液各0.1mL，用涂布平板法進(jìn)行接種，每個(gè)濃度涂3個(gè)平板，一共培養(yǎng)18個(gè)平板；在適宜溫度下培養(yǎng)48h，統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目。練習(xí)與應(yīng)用（1）請(qǐng)你從下面幾個(gè)角度對(duì)這三位同學(xué)的思路進(jìn)行評(píng)議。①他們只打算對(duì)一個(gè)冰激凌進(jìn)行檢測(cè)，理由是：兩個(gè)人吃過(guò)冰激凌后，都拉肚子了，所以再檢測(cè)一個(gè)就足以說(shuō)明問(wèn)題。你同意這樣的觀點(diǎn)嗎？為什么？不同意。對(duì)一個(gè)冰激凌進(jìn)行檢測(cè)，沒(méi)有遵循實(shí)驗(yàn)的平行重復(fù)原則，實(shí)驗(yàn)誤差可能會(huì)很大。不同意，檢測(cè)一個(gè)不能說(shuō)明問(wèn)題，具有偶然性，檢測(cè)樣品少，不能確定是某個(gè)冰激凌的質(zhì)量問(wèn)題還是這個(gè)品牌冰激凌的質(zhì)量問(wèn)題。練習(xí)與應(yīng)用②有沒(méi)有必要對(duì)冰激凌原液進(jìn)行梯度稀釋？為什么？【提示：我國(guó)衛(wèi)生部門規(guī)定了飲用水標(biāo)準(zhǔn)，1mL自來(lái)水中細(xì)菌