知識點(diǎn)76 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用
1.發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)
微生物的代謝
毛霉
2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作
（1）制作泡菜①泡菜的制作流程
②泡菜制作過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化情況分析
（2）制作果酒和果醋①果酒、果醋制作的比較
1.某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識以新鮮白葡萄為原料制作葡萄酒。
（1）為防止雜菌污染,他將葡萄反復(fù)沖洗干凈后榨汁進(jìn)行發(fā)酵,結(jié)果他制作的葡萄酒酒精含量低于其他同學(xué)的,其原因可能是什么？
提示 反復(fù)沖洗葡萄導(dǎo)致果皮表面的野生酵母菌菌種流失,相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的酒精少。
（2）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？
提示 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)酵過程中污染發(fā)酵液，影響發(fā)酵產(chǎn)物的純度。
（3）在家庭制作葡萄酒的過程中，不需要嚴(yán)格的消毒過程也能完成發(fā)酵，原因是什么？
提示 在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。
（4）若該同學(xué)所用的葡萄汁因滅菌不徹底而含有醋酸菌，在不改變發(fā)酵條件的情況下，他能否將“酒變醋”，為什么？
1.如何保證制作泡菜時(shí)的無氧環(huán)境，以利于乳酸菌的代謝和泡菜的制作？
提示 ①選擇的泡菜壇密封性要好；②加入蔬菜后要注入煮沸后冷卻的鹽水，使鹽水沒過全部蔬菜；③蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中注滿清水。
2.為什么泡菜壇只能裝八成滿？
3.用鹽過多時(shí)，制作的泡菜會“咸而不酸”，原因是什么？
提示 鹽水濃度過高，抑制了乳酸菌發(fā)酵。
4.醋酸菌進(jìn)行醋酸發(fā)酵時(shí)，無論是利用糖源還是酒精，都需要打開通氣閥，請說明原因。
提示 醋酸菌是一種好氧細(xì)菌，在發(fā)酵過程中始終需要氧氣，如果缺乏氧氣，則會引起醋酸菌的死亡。
1.[鏈接人教版選必3 P5~P6正文，2021湖北卷]中國的許多傳統(tǒng)美食制作過程蘊(yùn)含了生物發(fā)酵技術(shù)。下列敘述正確的是( )
2.[鏈接人教版選必3 P6探究·實(shí)踐，2023山東卷]以下是以泡菜壇為容器制作泡菜時(shí)的4個(gè)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(jìn)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
【解析】制作泡菜時(shí)利用的是乳酸菌，而不是醋酸桿菌，①主要是為了防止菜料表面的乳酸菌死亡，A錯誤；鹽水浸沒菜料的主要目的是創(chuàng)造無氧環(huán)境，有利于乳酸菌發(fā)酵，B錯誤；蓋好壇蓋后，向壇蓋邊沿的水槽中注滿水可以阻止空氣進(jìn)入壇中，但是發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣體可以排出，C正確；泡菜發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量先升高后降低，D錯誤。
3.[人教版選必3 P8概念檢測T1變式]油炸臭豆腐是我國一些地方的風(fēng)味小吃。制作時(shí)需要將豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢桿菌等微生物的鹵汁中發(fā)酵。下列相關(guān)表述正確的是( )
知識點(diǎn)77 微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)
（2）消毒和滅菌的比較
&2& [選必3 P10“相關(guān)信息”]生物消毒法是指利用生物或其代謝物除去環(huán)境中的部分微生物的方法。
1.結(jié)合構(gòu)成細(xì)胞的元素和化合物的知識，分析培養(yǎng)基中加入的碳源、氮源、水和無機(jī)鹽的作用。
提示 培養(yǎng)基中碳源、氮源、水和無機(jī)鹽的作用如表：
2.為了防止雜菌污染,是否可以在培養(yǎng)液中加入抗生素?說明理由。
提示 是否可以加抗生素需要根據(jù)培養(yǎng)物的類型來判斷。若培養(yǎng)的是細(xì)菌，則不能加抗生素，因?yàn)榭股夭坏珰珉s菌,也會殺滅要培養(yǎng)的細(xì)菌。若培養(yǎng)的是真菌，則可加抗生素。
3.某同學(xué)在純化土壤中的細(xì)菌時(shí),發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上的菌落連成了一片,可能的原因是什么?應(yīng)當(dāng)怎樣操作才可避免此種現(xiàn)象?
提示 可能的原因是菌液濃度過高或劃線時(shí)在劃下一區(qū)域前未將接種環(huán)灼燒滅菌。采取的措施是增大稀釋倍數(shù)或每次劃新區(qū)域前先將接種環(huán)灼燒滅菌。
4.在倒平板的過程中，如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個(gè)平板不能用來培養(yǎng)微生物，原因是什么？
提示 空氣中的微生物可能在皿蓋和皿底之間的培養(yǎng)基上滋生，造成污染。
5.平板劃線時(shí)最后一次劃線為何不能與第一次劃線相連？
提示 最后一次劃線已經(jīng)將菌液稀釋到較低濃度，如果與第一次劃線相連，則增加了菌種數(shù)目，達(dá)不到純化的效果。
6.平板劃線時(shí)每次接種前后灼燒接種環(huán)的目的相同嗎？若有不同請說明。
提示 不相同，每次灼燒的目的見表。
1.[鏈接人教版選必3 P11資料卡、P18探究·實(shí)踐，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(shí)涂布器使用前必須進(jìn)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
【解析】不含氮源的平板可用于篩選可以固氮的微生物，A錯誤。平板涂布時(shí)涂布器使用前必須進(jìn)行滅菌，B錯誤。接種后未長出菌落的培養(yǎng)基中也可能含有微生物，需進(jìn)行滅菌，再丟棄，C錯誤。能分解尿素的微生物（能合成脲酶）能夠在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基上正常生長和繁殖，故D正確。
A.對實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手進(jìn)行滅菌處理B.步驟①倒完平板后應(yīng)立即將其倒過來放置C.步驟②的目的是使接種物逐漸稀釋，培養(yǎng)后出現(xiàn)單個(gè)菌落D.步驟③劃線結(jié)束后在培養(yǎng)皿蓋上做好標(biāo)注
【解析】對實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手需要進(jìn)行清潔和消毒處理，而非滅菌，A錯誤。
4.[鏈接人教版選必3 P11正文，2023新課標(biāo)卷節(jié)選]從豆科植物的根瘤中分離根瘤菌進(jìn)行培養(yǎng),可以獲得純培養(yǎng)物，此實(shí)驗(yàn)中的純培養(yǎng)物是____________________________________。
由一個(gè)根瘤菌繁殖所獲得的根瘤菌群體
知識點(diǎn)78 微生物的選擇培養(yǎng)和計(jì)數(shù)
1.微生物的選擇培養(yǎng)——稀釋涂布平板法的操作步驟
細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板
2.微生物的數(shù)量測定——兩種計(jì)數(shù)方法的比較
3.土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)
&6& [選必3 P18“探究·實(shí)踐”]本活動初步篩選了能分解尿素的細(xì)菌，進(jìn)一步借助生物化學(xué)的方法來鑒定所分離的菌種：分解尿素的細(xì)菌合成的脲酶可以將尿素分解成氨，氨會使培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng)，在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，若指示劑變紅，可確定該細(xì)菌能夠分解尿素。
1.請從主要步驟、接種工具、菌種獲取等方面比較分析平板劃線法和稀釋涂布平板法。
提示 平板劃線法和稀釋涂布平板法的比較如表：
2.在進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)時(shí)為什么要選擇菌落數(shù)為30~300的平板？能否只選擇一個(gè)菌落數(shù)為30~300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)？
提示 因?yàn)槿羝桨逯械木鋽?shù)小于30，說明稀釋倍數(shù)太大,會造成誤差；若平板中的菌落數(shù)大于300，則菌落的生長受到抑制,并且難以區(qū)分各個(gè)菌落，也不能準(zhǔn)確計(jì)數(shù),會造成誤差。不能。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性原則，為排除偶然因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，同一稀釋度的菌液涂布后至少要選擇三個(gè)平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。
4.為什么稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)目往往比活菌的實(shí)際數(shù)目低？
提示 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。
3.利用稀釋涂布平板法純化分解尿素的細(xì)菌時(shí),經(jīng)培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上出現(xiàn)多種菌落,可能的原因有哪些?
提示 出現(xiàn)雜菌污染的可能原因:培養(yǎng)基制備過程中被雜菌污染;接種過程中,無菌操作不符合要求;系列稀釋時(shí),無菌操作不符合要求等。
變式1 微生物的數(shù)量測定
1.[鏈接人教版選必3 P18正文、相關(guān)信息]下列有關(guān)稀釋涂布平板法和細(xì)菌計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)法的敘述，正確的是( )
歸納總結(jié)微生物的計(jì)數(shù)方法（1）顯微鏡直接計(jì)數(shù)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)，然后計(jì)算一定體積的樣品中微生物的數(shù)量，統(tǒng)計(jì)的結(jié)果一般是活菌數(shù)和死菌數(shù)的總和。（2）稀釋涂布平板法：通過統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)目，推測樣品中的活菌數(shù)。
2.[鏈接人教版選必3 P17圖1-7]某興趣小組按如圖方法對沒有加工的鮮奶進(jìn)行細(xì)菌檢測。有關(guān)敘述正確的是( )
變式2 微生物的選擇培養(yǎng)
3.[人教版選必3 P20概念檢測T1變式]研究人員用無機(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一種高效石油降解菌。下列相關(guān)敘述錯誤的是( )
A.這種培養(yǎng)基是一種選擇培養(yǎng)基B.所用培養(yǎng)基應(yīng)該以石油為唯一碳源C.高效石油降解菌可以降解土壤中的石油，修復(fù)土壤D.高效石油降解菌在未被石油污染的土壤中含量較高
【解析】要分離獲得能降解石油的菌株，需要在選擇培養(yǎng)基中篩選，且該培養(yǎng)基應(yīng)以石油作為唯一碳源，A、B正確。高效石油降解菌可以降解土壤中的石油，修復(fù)土壤，C正確。相對于未被污染的土壤，被石油污染的土壤中高效石油降解菌含量更高，D錯誤。
4.[人教版選必3 P20拓展應(yīng)用T1變式]牛和山羊等反芻動物具有特殊的器官——瘤胃。瘤胃中高度缺氧，但生活著許多種微生物，其中有許多細(xì)菌能利用尿素中的氮元素。為了獲得能高效分解尿素的細(xì)菌，科研人員利用瘤胃內(nèi)容物進(jìn)行了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)，圖2是采用兩種不同的方法進(jìn)行④步驟并培養(yǎng)后得到的結(jié)果。判斷下列說法錯誤的是( )
5.[鏈接人教版選必3 P18探究·實(shí)踐]（多選）如圖是研究人員從紅棕壤中篩選高效分解尿素的細(xì)菌的過程示意圖，有關(guān)敘述錯誤的是( )
（1）欲從土壤中分離解磷細(xì)菌，首先需要配制培養(yǎng)基。其次，取少量土壤，在以________為唯一磷源的液體培養(yǎng)基中進(jìn)行富集培養(yǎng)。
【解題思路】該實(shí)驗(yàn)的目的是分離解磷細(xì)菌，所以需要在以磷酸鹽為唯一磷源的液體培養(yǎng)基中進(jìn)行富集培養(yǎng)。
（2）為了純化細(xì)菌，通常先用__________________________法進(jìn)行培養(yǎng)基滅菌。接種時(shí)，滴加到培養(yǎng)基表面的菌液量不宜過多的原因是____________________________________________________________。
高壓蒸汽滅菌（濕熱滅菌）
避免菌體堆積，影響分離效果（防止培養(yǎng)基表面的菌液出現(xiàn)積液）
【解題思路】對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌時(shí)應(yīng)采用高壓蒸汽滅菌法（濕熱滅菌法）；為了避免菌體堆積，影響分離效果或防止培養(yǎng)基表面的菌液出現(xiàn)積液，滴加到培養(yǎng)基表面的菌液量不宜過多。
稀釋涂布平板
（4）農(nóng)田中施用菌肥比施用化肥更具有的優(yōu)勢在于 __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ （答出一點(diǎn)即可）。
【解題思路】農(nóng)田中施用菌肥比施用化肥更具有的優(yōu)勢在于：菌肥中的微生物可以在土壤中生長繁殖，作用時(shí)間長；長期使用微生物菌肥不會造成土壤中化肥殘留與土壤板結(jié)；菌肥中的微生物可以將土壤中農(nóng)作物不能利用的營養(yǎng)元素轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫玫男问?，保障農(nóng)作物的生長。
菌肥中的微生物可生長繁殖，作用時(shí)間長；施用菌肥不會造成有害物質(zhì)在土壤中殘留；施用菌肥不會造成土壤中化肥殘留和土壤板結(jié)；菌肥中的微生物可以將土壤中農(nóng)作物不能利用的營養(yǎng)元素轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫玫男问剑ù鸪鲆稽c(diǎn)即可）
7.[人教版選必3 P20拓展應(yīng)用T2變式]熱纖梭菌是一種能夠分解纖維素并產(chǎn)生乙醇的厭氧細(xì)菌，在農(nóng)林廢棄物的轉(zhuǎn)化利用中具有應(yīng)用價(jià)值。已知剛果紅是一種染料，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)。為了篩選能高效降解纖維素的熱纖梭菌，研究者進(jìn)行了如圖一所示的研究。回答下列問題：
（1）欲從牛糞中分離出能分解纖維素的熱纖梭菌，應(yīng)從牛糞堆的______（填“表層”或“深層”）取樣，原因是_________________________________________________________________________________。
熱纖梭菌是厭氧細(xì)菌，牛糞堆深層的缺氧環(huán)境更適宜其生存，其在牛糞堆深層處數(shù)量較多
【解題思路】據(jù)“熱纖梭菌是一種能夠分解纖維素并產(chǎn)生乙醇的厭氧細(xì)菌”可知，熱纖梭菌是厭氧細(xì)菌，欲從牛糞中分離出能分解纖維素的熱纖梭菌，應(yīng)從牛糞堆的深層取樣，因?yàn)榕＜S堆深層的缺氧環(huán)境更適宜其生存，其在牛糞堆深層處數(shù)量較多。
（2）乙培養(yǎng)基中含有纖維素和剛果紅，其中纖維素的作用是________________。若觀察到乙培養(yǎng)基中有如圖二所示的4個(gè)菌落，應(yīng)從___（填數(shù)字）號菌落中挑取單菌落進(jìn)一步培養(yǎng)，原因是_________________________________________________________________________。
2號透明圈直徑與菌落直徑的比值最大（2號菌落直徑與透明圈直徑的比值最?。?br/>（3）將菌液接種到乙培養(yǎng)基上的方法是________________，該方法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目少，原因是________________________________________________________。
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
【解題思路】將菌液接種到乙培養(yǎng)基上的方法是稀釋涂布平板法，該方法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目少，原因是當(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。
知識點(diǎn)79 發(fā)酵工程及其應(yīng)用
1.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)
引起全球新型冠狀病毒感染大流行的元兇是新型冠狀病毒，利用發(fā)酵工程相關(guān)知識，如何大量生產(chǎn)新型冠狀病毒疫苗？
提示 可將新型冠狀病毒的部分抗原基因轉(zhuǎn)入某種微生物細(xì)胞，再通過發(fā)酵工程大量生產(chǎn)新型冠狀病毒疫苗。
1.微生物菌種資源豐富,選擇發(fā)酵工程用的菌種時(shí)需要考慮哪些因素?
提示 菌種應(yīng)該對營養(yǎng)物質(zhì)、培養(yǎng)條件要求較低，菌種不易變異等。
2.為什么不能用含有抗生素的牛奶發(fā)酵成酸奶?
提示 抗生素能夠殺死乳酸菌或抑制乳酸菌的生長,因此不能用含有抗生素的牛奶發(fā)酵成酸奶。
3.微生物農(nóng)藥防治農(nóng)林病蟲害的原理是什么？
提示 微生物農(nóng)藥是利用微生物或其代謝物來防治病蟲害的。
4.在進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)時(shí),排出的氣體和廢棄培養(yǎng)液等不能直接排放到外界環(huán)境中的原因是什么？
提示 發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣體和廢棄培養(yǎng)液可能對人和生物有害或會對環(huán)境造成污染，需經(jīng)過相應(yīng)的凈化設(shè)備,達(dá)到國家排放要求后才能排放到外界環(huán)境中。
變式1 發(fā)酵工程在食品工業(yè)上的應(yīng)用
A.定型麥汁前大麥種子需要發(fā)芽與糖化處理B.加大酵母菌菌種的接種量可縮短發(fā)酵時(shí)間C.前發(fā)酵期葡萄糖的消耗速率大于高泡期D.在高泡期酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精
【解析】定型麥汁前大麥種子需要發(fā)芽（釋放淀粉酶）與糖化（淀粉分解,形成糖漿），A正確；加大酵母菌菌種的接種量，可能會使發(fā)酵進(jìn)程加快，發(fā)酵時(shí)間縮短，B正確；前發(fā)酵期，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖，高泡期酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，單位時(shí)間內(nèi)，酵母菌在前發(fā)酵期消耗葡萄糖的量小于在高泡期消耗葡萄糖的量，C錯誤。
變式2 發(fā)酵工程在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用
2.[鏈接人教版選必3 P27正文，2023新課標(biāo)卷節(jié)選]若實(shí)驗(yàn)獲得一種具有良好固氮能力的根瘤菌，可通過發(fā)酵工程獲得大量根瘤菌，用于生產(chǎn)根瘤菌肥。根瘤菌肥是一種微生物肥料,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用微生物肥料的作用是_____________________________（答出2點(diǎn)即可）。
增進(jìn)土壤肥力，改良土壤結(jié)構(gòu)
變式3 發(fā)酵工程在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用
3.[鏈接人教版選必3 P22從社會中來]發(fā)酵工程在醫(yī)藥上的應(yīng)用非常廣泛，其中青霉素的發(fā)現(xiàn)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)一步推動了發(fā)酵工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。青霉素是產(chǎn)黃青霉菌在有氧條件下產(chǎn)生的一種非常重要的抗菌藥物，生產(chǎn)青霉素的主要流程如圖所示。
當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長的一個(gè)菌落，來源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌
（2）分離得到菌種后搖瓶培養(yǎng)的目的是_______________________________________________________________________（至少答2點(diǎn)）。
提高培養(yǎng)液中溶解氧；使產(chǎn)黃青霉菌充分接觸營養(yǎng)物質(zhì)，提高營養(yǎng)物質(zhì)利用率
【解題思路】分離得到菌種后，需要進(jìn)行搖瓶培養(yǎng)，這是因?yàn)楫a(chǎn)黃青霉菌是需氧型微生物，而搖瓶培養(yǎng)能提高培養(yǎng)液中的溶解氧，也可使產(chǎn)黃青霉菌充分接觸營養(yǎng)物質(zhì)，提高營養(yǎng)物質(zhì)利用率，從而達(dá)到高產(chǎn)的目的。

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