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2023届高考生物二轮复习生物技术实践课件
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这是一份2023届高考生物二轮复习生物技术实践课件，共60页。PPT课件主要包含了梳理核心知识，微专题1，微专题2，专题强化练等内容，欢迎下载使用。
(1)微生物的分离和培养。 (5)酶在食品制造和洗涤等方面的应用。(2)某种微生物数量的测定。 (6)制备和应用固定化酶。(3)培养基对微生物的选择作用。 (7)从生物材料中提取某些特定的成分。(4)利用微生物进行发酵来生产特定的产物 (8)蛋白质的提取和分离。以及微生物在其他方面的应用。
1.20 ℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵时一般将温度控制在18～25 ℃。在发酵过程中，随着酒精度数的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。
2.当氧气、糖源都充足时，醋酸菌可以将糖分解为醋酸；当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌可将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃。
3.为了防止发酵液被污染：需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。
4.平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，将平板倒置，既可以防止皿盖上的水珠落入培养基，又可以避免培养基中的水分过快地挥发。
5.用稀释涂布平板法计数，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低的原因是当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。
6.为保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。
7.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌后，如果pH升高，指示剂将变红。
8.在筛选纤维素分解菌时，采用刚果红染色法，当纤维素被纤维素酶分解后，在培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
9.常用的刚果红染色法有两种，一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，另一种是在倒平板时就加入刚果红。
1.判断有关传统发酵技术的应用说法的正误(1)腐乳制作利用了毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶。( )(2)在制作果醋时，如果条件适宜，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸。 ( )(3)果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度。( )(4)制作泡菜时，盐水煮沸后可以立即使用。( )(5)泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件。( )
2.判断有关微生物培养与应用说法的正误(1)在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌。( )(2)检测土壤中细菌总数实验操作中，确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数。( )(3)虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。( )(4)对异养微生物来说，含C、H、O、N的有机化合物既是碳源又是氮源。( )
(5)无菌操作技术包括消毒和灭菌。消毒包括煮沸消毒、巴氏消毒和化学药剂消毒等；灭菌包括紫外线灭菌、灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。( )(6)平板划线法要求多次划线，稀释涂布平板法中菌液要充分地稀释。( )(7)倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上。( )(8)对细菌进行计数能采用稀释涂布平板法，也能用平板划线法。( )(9)分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低。( )(10)刚果红可以与纤维素形成透明复合物，所以可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。( )
3.判断有关酶的应用和生物组织中有效成分提取说法的正误(1)果胶酶常用于果汁生产中，可提高出汁率和澄清度。( )(2)“探讨加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”可先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度。( )(3)相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉。( )(4)从酶的固定方式看，物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小。( )(5)利用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量小的先洗脱出来。( )
(6)在SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳中，电泳迁移率完全取决于分子所带电荷的多少。( )(7)用柑橘皮作为材料提取橘皮精油时不适合用水中蒸馏的方法。( )(8)提取的胡萝卜素可通过纸层析法进行鉴定，在鉴定过程中不需要对照。( )
1.某同学在通过发酵制作果酒时，发现在制作原料中添加一定量的糖，可以提高酒精度，原因是____________________________________________________________________________________________________________________。在家庭中以葡萄为原料制作葡萄酒时，可以不添加酵母菌，原因是_______________________________________________________________。
糖可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质，还可以作为酒精发酵的原料
葡萄皮上附着有野生型酵母菌
2.制作面包时，为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软的原因是_______________________________________________。
酵母菌分解葡萄糖会产生CO2，CO2使面包松软
3.用萝卜等根菜类蔬菜制作泡菜，用热水短时处理，可抑制某些微生物产生________，从而使成品泡菜口感较脆。同时，该处理也会使泡菜发酵时间缩短，其原因是_______________________________________________________。
细胞破裂，细胞内营养物质外流使乳酸菌快速地获得营养物质
4.对细菌计数时往往会产生实验误差，稀释涂布平板法计数的值比实际值________，原因是____________________________________________________________________________________________________________________；显微镜直接计数法计数的结果比实际值________，原因是________________________________________________________________。
当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
显微镜下无法区分细胞的死活，计数时包括了死细胞
5.某同学计划统计污水池中目的菌的总数，他选用104、105、106稀释液进行涂布平板，每种稀释液都设置了3个培养皿，从设计实验的角度看，还应设置的一组对照实验是________________________，此对照实验的目的是________________________。
检验培养基灭菌是否合格
6.[2021·全国甲卷，37(3)(4)](3)相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。(4)关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指_____________________________________________。固定化酶在生产实践中应用的优点是________________________________(答出1点即可)。
酶可以将污渍中的大分子物质分解为小分子物质，使污渍易从衣物上脱落
利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术
固定化酶能够反复利用，易于回收
1.(2022·全国甲卷，37)某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。实验所用的培养基成分如下：培养基Ⅰ：K2HPO4、MgSO4、NH4NO3、石油。培养基Ⅱ：K2HPO4、MgSO4、石油。操作步骤：①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B菌液；②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是__________。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成_____________________(答出2种即可)等生物大分子。(2)步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是__________。
DNA、RNA、蛋白质
(3)为了比较A、B降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验，结果如表所示(“＋”表示有透明圈，“＋”越多表示透明圈越大，“－”表示无透明圈)，推测该同学的实验思路是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力
(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是__________，理由是______________________________________________________________________________________________________。
A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长
解析 (1)培养基的成分有碳源、氮源、无机盐和水等，从组成培养基的物质所含化学元素可知，作为碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白质都含有N元素，故氮源在菌体内可以参与合成这些物质。(2)由题意“资源和空间不受限制”可知，细菌的增殖呈“J”型曲线，细菌每繁殖一代就是上一代的2倍，根据公式Nt＝N0·λt，λ＝2，繁殖n代后细菌的数量是N0·2n。
(3)分析表格数据可知，实验的结果是：在平板Ⅰ上，A菌株降解石油的能力高于B菌株；在平板Ⅱ上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，根据实验的单一变量和对照原则，推测该同学的思路是：在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力。(4)由表格数据可知，在平板Ⅱ(无氮源的培养基)上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，所以要治理贫氮且被石油污染的土壤，应该选用A菌株，因为A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长。
2.(2022·全国乙卷，37)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。
回答下列问题：(1)通常在实验室培养微生物时，需要对所用的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有_______________________________________________________________(答出2点即可)。(2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是______________；用菌株C生产S的最适碳源是______________。菌株C的生长除需要碳源外，还需要______________________________(答出2点即可)等营养物质。
干热灭菌、湿热灭菌(或高压蒸汽灭菌)
氮源、无机盐、生长因子
(3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是____________。(4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：___________________________________________________________________________________________________________________________。(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是_____________________________________________________________。
设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株C，测定不同浓度制糖废液中S产量，寻找S产量最大的碳源浓度，确定最适碳源浓度
减少污染、节省原料、降低生产成本
解析 (1)防止杂菌污染是获得纯净的微生物培养物的关键，对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有干热灭菌、湿热灭菌(或高压蒸汽灭菌，湿热灭菌中效果最好的方法)、灼烧灭菌。(2)分析题干实验结果，以葡萄糖为碳源时，细胞干重最大，故菌株C生长的最适碳源是葡萄糖；以制糖废液为碳源时，S产量最高，故用菌株C生产S的最适碳源是制糖废液。微生物的生长需要水、无机盐、碳源、氮源以及特殊的营养物质，故菌株C的生长除需要碳源外，还需要氮源、无机盐、生长因子等营养物质。(3)由实验结果可知，菌株C可以利用葡萄糖，但在以淀粉为碳源时，菌株C不能生长，说明菌株C无法利用淀粉，分析其原因是菌株C不能合成淀粉酶，导致其无法利用淀粉。(4)以制糖废液作为碳源，进一步确定生产S的最适碳源浓度，可以以碳源浓度作为自变量，不同碳源浓度下S产量作为因变量，实验思路为：设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株C，测定不同浓度制糖废液中S产量，寻找S产量最大的碳源浓度，从而确定最适碳源浓度。
微专题1 微生物的培养与应用
1.微生物培养中的无菌操作技术
2.两种纯化细菌方法的比较
3.微生物分离与计数的两个实例
4.理清“4”种传统发酵食品的制作技术
1.(2022·广东卷，21)研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学号”考察船对中国南海科考中，中国科学家采集了某海域1 146米深海冷泉附近沉积物样品，分离、鉴定得到新的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。
回答下列问题：(1)研究者先制备富集培养基，然后采用________________法灭菌，冷却后再接入沉积物样品，28 ℃厌氧培养一段时间后，获得了含拟杆菌的混合培养物，为了获得纯种培养物，除了稀释涂布平板法，还可采用___________法。据图分析，拟杆菌新菌株在以________为碳源时生长状况最好。(2)研究发现，将采集的样品置于各种培养基中培养，仍有很多微生物不能被分离筛选出来，推测其原因可能是_______________________________________________________________________________________。(答一点即可)
某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存(或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活)
(3)藻类细胞解体后的难降解多糖物质，通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组成成分的角度考虑，拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)深海冷泉环境特殊，推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，除具有酶的一般共性外，其特性可能还有________。
拟杆菌作为分解者，将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行
解析 (1)培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。可以采用稀释涂布平板法或平板划线法，将单个微生物分散在固体培养基上，经过培养得到单菌落，从而获得纯净培养物。分析题图可知，在以纤维素为碳源的培养基中，细胞数量最多，可推知拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源时生长状况最好。(2)深海冷泉中可能存在某些微生物，只有利用冷泉中的特有物质才能生存(或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活)，故将采集的样品置于各种培养基中培养，仍可能有很多微生物不能被分离筛选出来。(3)拟杆菌为异养生物，作为该生态系统的分解者，能将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行。(4)深海冷泉温度较低，故生活在其中的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，应具有耐低温的特性，才能高效降解多糖，保证拟杆菌的正常生命活动所需。
2.(2021·重庆卷，25)人类很早就能制作果酒，并用果酒进一步发酵生产果醋。(1)人们利用水果及附着在果皮上的________菌，在18～25 ℃、无氧条件下酿造果酒；利用醋酸菌在________________条件下，将酒精转化成醋酸酿得果醋。酿造果醋时，得到了醋酸产率较高的醋酸菌群，为进一步纯化获得优良醋酸菌菌种，采用的接种方法是____________________________。
稀释涂布平板法(或平板划线法)
(2)先酿制果酒再生产果醋的优势有________(多选，填编号)。①先酿制果酒，发酵液能抑制杂菌的生长，有利于提高果醋的产率②酿制果酒时形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的产率③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中
(3)果酒中的酒精含量对果醋的醋酸产率会产生一定的影响。某技术组配制发酵液研究了初始酒精浓度对醋酸含量的影响，结果见右图。
该技术组使用的发酵液中，除酒精外还包括的基因营养物质有___________________________(填写两种)。据图可知，醋酸发酵的最适初始酒精浓度是_________________；酒精浓度为10%时醋酸含量最低，此时，若要尽快提高醋酸含量，可采取的措施有____________________________________________________________________________________(填写两个方面)。
增加氧气供应，适当提高温度等(合理即可)
解析 本题考查酒精发酵和醋酸发酵的相关知识。(1)酿酒时人们利用的是果皮上天然的酵母菌进行发酵，醋酸菌发酵果醋的条件为30～35 ℃、有氧。纯化菌种采用平板划线法或稀释涂布平板法。(2)酿制果酒需要缺氧、呈酸性的环境，使大部分微生物无法生长，可以提高产品的纯度和产率；果酒酿制过程中表面形成的醋酸菌膜，是醋酸菌大量繁殖形成的，醋酸菌增多，有利于提高果醋的产率；果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中。(3)发酵液也相当于醋酸菌的培养基，要为醋酸菌的生长提供碳源、氮源、水和无机盐，酒精可以作为碳源，还需要有氮源、水和无机盐。从柱状图中可看出，当初始酒精浓度为5%～7%(或6%)时醋酸含量最高，故最适初始酒精浓度为5%～7%(或6%)。酒精浓度为10%时，可以根据醋酸菌的好氧性通入无菌空气或适当提高温度等来加大产率。
3.(2022·广东六校联考)每家每天都会产生一定数量的厨余垃圾，这类垃圾富含有机物，极易腐烂变质。某厂家对研制的微生物处理机进行宣传时称几小时能降解10公斤烂菜叶、腥臭的烂鱼虾等。研发微生物处理机的过程中，研究人员需从厨余垃圾中分离纯化出高效分解垃圾的微生物。回答下列问题：(1)分离纯化分解菌的过程中需用到固体培养基和液体培养基，对配制的培养基常采用______________法灭菌；检测培养基灭菌是否彻底，可采用的方法是________________________________________________________________。
将未接种的培养基置于适宜条件下培养一段时间，观察是否有菌落产生
(2)分离分解菌时，需先将厨余垃圾样品提取液进行梯度稀释，原因是_________________________________________________________________；测定培养液中分解菌的数量时，需做三个重复试验，目的是__________________________________________________________________。(3)若整个分离过程中没有受到杂菌污染，但培养基上出现了多种特征的菌落，这说明________________________________________________。统计平板上的菌落数时，一般在固定的时间选取菌落数目稳定时的记录作为统计结果，这样做的目的是_________________________________________________________。
菌液中细菌浓度较大，直接涂布培养很难分离获得单菌落
多种微生物都能分解厨余垃圾(或分解菌不止一种)
防止因培养时间不足而导致遗漏菌落
(4)长期保存高效分解菌菌种时，可采用____________法。
微专题2 酶的应用及生物组织中有效成分的提取
1.图解酶的应用与固定化
与加酶洗衣粉有关的生活常识①一般来说，丝绸类的衣物不可以使用加蛋白酶洗衣粉洗涤，因为蛋白酶会水解丝绸中的蛋白质，损坏衣物。②酶的催化作用需要适宜的温度，用温水浸泡衣物可以缩短衣物的浸泡时间，加快洗涤。③人体皮肤细胞有蛋白质，使用加酶洗衣粉后如不彻底清洗双手，就会使手的皮肤受到腐蚀，使人患过敏性皮炎、湿疹等。④加酶洗衣粉的酶制剂不含肽酶，因为肽本身易溶于水。
2.血红蛋白的提取和分离(1)样品处理与粗分离
3.植物有效成分的提取
①蒸馏装置中冷凝管内水流方向应与蒸气流向相反。②压榨前，橘皮要用石灰水充分浸泡，以提高出油率，防止压榨时滑脱等。③胡萝卜素不溶于水，胡萝卜的含水量影响胡萝卜素的萃取效果。④萃取加热时，要选择水浴加热的方式；要加装回流冷凝装置，目的是防止加热时有机溶剂挥发。
1.(2021·河北卷，23)[选修1：生物技术实践]葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。回答下列问题：(1)皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷，可用萃取法提取：萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是__________________________________，萃取效率主要取决于萃取剂的____________。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷________。研究发现，萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率，原因是_______________________________________________________________________________________________________。
脱水、使原料与萃取剂的接触更充分
纤维素酶和果胶酶可破坏细胞壁，有利于提高花色苷的提取率
(2)为了解皮渣中微生物的数量，取10 g皮渣加入90 mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克皮渣中微生物数量为________个。(3)皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至________性，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是__________________________________________________。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为________。
使培养基不透明，从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈
(4)皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。(简要写出实验步骤和预期结果)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
实验步骤：将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小预期结果：若菌落继续生长，且透明圈增大，则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落
(3)醋酸菌生长过程中会产生醋酸，醋酸可分解碳酸钙，使菌落周围形成透明圈，因此配置初筛培养基时pH应调至中性，灭菌后在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，将来根据菌落周围溶解圈的大小筛选产酸量多的菌株。在缺少糖源的液体培养基中，乙醇可以作为碳源，为醋酸菌提供能量。(4)醋酸菌是需氧生物，在无氧条件下不能存活，而乳酸菌是兼性厌氧生物，在无氧条件下能存活，为了区别筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌，可将平板置于无氧环境下，不能正常生长的菌落为醋酸菌菌落，仍能正常生长的菌落为乳酸菌菌落。
2.(2022·河北衡水金卷)苹果具有丰富的营养价值，除含有多种微量元素和人体所需的氨基酸外，还含有丰富的维生素。为深度开发苹果的价值，可制备成具有特殊风味的苹果醋，工业制备苹果醋的大体过程为分选、清洗→取汁→煮沸→发酵→灌装。请回答下列问题：(1)日常生活中制取苹果汁最简单的方法为_________，工业上为提高出汁率通常需要添加果胶酶，该酶包括果胶分解酶及果胶酯酶和_________________等。(2)操作中煮沸并冷却的目的分别是___________________________________，煮沸操作的弊端是____________________________。
杀灭杂菌，防止混合酵母菌时杀灭酵母菌
高温容易破坏一些营养物质
(3)工业上常采用海藻酸钠进行固定化醋酸菌发酵工艺来制备高产苹果醋。①苹果醋发酵过程中可以用苹果酒作底物的原理是________________________________________________________________。在酒精发酵旺盛时，醋酸菌不能将果汁中的糖发酵成醋酸，其理由是_______________________________________________________________________________________________________。②用海藻酸钠包埋可以固定化醋酸菌，但该方法不适合固定化酶，原因是_____________________________________________________。
缺少糖源时，醋酸菌能够将乙醇转为乙醛，再将乙醛转为醋酸
酒精发酵是在无氧条件下进行的，而醋酸菌为好氧菌，在无氧条件下无法生存
酶分子很小，容易从包埋材料中漏出
解析 (1)日常生活中制取苹果汁最简单的方法为压榨法。细胞壁的主要成分为纤维素和果胶。因此可以通过水解果胶来提高出汁率，果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶及果胶酯酶等。(2)将果汁煮沸的目的是杀灭果汁中的杂菌，而煮沸后冷却是因为接下来要混合酵母菌，为防止酵母菌在混合过程中被杀灭，所以需要无菌冷却果汁；高温也容易破坏果汁中的营养物质，例如大量维生素被破坏。(3)果醋制作需要用到醋酸菌，醋酸菌为好氧菌，而果酒制作需要用到酵母菌，酵母菌为兼性厌氧型菌，当缺少糖源时，醋酸菌能够将乙醇转为乙醛，再将乙醛转为醋酸。酒精发酵是在无氧条件下进行的，而醋酸菌为好氧菌，在无氧条件下无法生存，因此在酒精发酵旺盛时，醋酸菌不能将果汁中的糖发酵成醋酸；利用海藻酸钠可以固定化细胞，但不适合固定化酶，因为酶分子很小，容易从包埋材料中漏出。
微专题1 微生物的培养与应用1.(2022·湘豫名校联考)糖尿病是由胰岛素分泌不足或作用欠佳引起的常见病，患者代谢紊乱，通常表现出高血糖特征。泌尿系统感染是糖尿病的常见并发症。某机构科研人员对上百位患者的尿液进行微生物分离、鉴定，并进行药敏试验。请回答下列问题：(1)若要进行微生物分离和纯化，应配制________(填“固体”或“液体”)培养基，培养基为微生物的生长和繁殖提供的基本营养物质有____________________________________。
水、碳源、氮源、无机盐
(2)若要进行微生物的计数，则应选用的接种方法是________________。为了减小实验误差，在实验中有多种做法，例如：一般选择菌落数在________的平板上进行计数；_______________________________________________________________________，进而求出平均值；每隔一段时间统计一次菌落数目，选用________________时的记录作为结果。(3)结合人体内环境的稳态和微生物代谢的机理，请分析糖尿病患者容易并发病菌感染的原因：患者代谢紊乱导致______________，同时________________________________，有利于病菌的繁殖。
在同一稀释度下，应至少涂布接种3个平板，并进行菌落计数
(4)下表是对分离的致病微生物进行药敏试验测得的数据：
请说出进行此类实验的作用：________________________________________________________________________________________________________。
可针对患者感染的病菌类型进行合理用药，避免滥用抗菌药物
2.(2022·山西太原调研)测定水样是否符合饮用水的卫生标准，常用滤膜法测定大肠杆菌的总数。大肠杆菌在含有伊红美蓝的固体培养基(EMB培养基)上长出的菌落呈黑色。如图所示，滤膜法的大致流程：用滤膜过滤待测水样→水样中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到EMB培养基上培养→统计菌落数目。据图回答问题：
(1)上述实验流程应在____________________处进行，以保证无菌环境。(2)将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上，这属于微生物培养中的________操作。从功能上看，EMB培养基属于________培养基。(3)无菌操作下将90 mL无菌水加入到10 mL待测水样中，这样就将待测水样稀释了________倍，将稀释后的菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数为45，黑色菌落为5，则1升待测水样中的大肠杆菌数目为________个。
(4)将放有滤膜的平板置于适宜条件下培养，每隔12 h统计一次菌落数目，应选取菌落数目稳定时的记录作为结果。用这种方法测定的细菌数量比实际活菌数量要________________，这是因为___________________________________________________________________________________________________。(5)若要测定待测水样中酵母菌的数目，应更换上述过滤装置中的滤膜，选择孔径________(填“更大”或“更小”)的滤膜。
解析 (1)过滤待测水样需要用到滤杯、滤膜和滤瓶，这些实验仪器都需要经过灭菌处理，与过滤有关的操作都要在酒精灯火焰旁进行，防止杂菌的污染。(2)将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上，属于微生物培养中的接种操作，从功能上看，该培养基中含有伊红美蓝，因此EMB培养基属于鉴别培养基。
3.(2022·西工大附中调研)我国是农业大国，在上世纪八九十年代，农作物的秸秆都会被农民焚烧，造成了严重的空气污染。近年来，随着科学技术的进步，农作物的秸秆有了更好的用处，如利用玉米秸秆作为廉价的糖源转化生产燃料酒精，这样做不仅可以缓解能源危机、减少环境污染，而且是实现可持续发展战略的基本保障。具体的工艺流程如下图。请回答下列问题：
(1)由于木质纤维素组成成分复杂、结构稳定，生物降解时难以迅速进行，常用酸或碱预处理，目的是打断纤维素内部的化学键，降低聚合度，易被________水解。(2)将预处理后的玉米秸秆进行________灭菌，冷却后接种一定浓度的里氏木霉菌悬液，24 h就能产生大量的葡萄糖，葡萄糖与蒽酮试剂能产生颜色，为了检测秸秆水解效果，可采用光电比色法测定糖液中的葡萄糖含量，需制作_______________________________________________(填写坐标)的标准曲线，若使用的比色杯光面玻璃不干净，将导致测量的数据________(填“偏小”“偏大”或“无影响”)。推测加入里氏木霉菌悬液的用途是___________________________________________________________________。
以葡萄糖浓度为横坐标、光密度值(OD值)为纵坐标
产生纤维素酶，把纤维素水解为葡萄糖
(3)发酵过程接种某种特殊酵母菌——休哈塔酵母菌，该微生物在__________(填环境条件)的发酵液中可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应该环境而抑制。(4)酿酒的残渣堆积会积累醋酸杆菌，可从中筛选优良菌株。可采用__________________________法将混合菌液接种到加有碳酸钙粉末的固体培养基中，加入碳酸钙可以筛选菌株的实验原理是_________________________________________________________________________________________。
平板划线或稀释涂布平板
解析 (1)由于木质纤维素组成成分复杂、结构稳定，生物降解时难以迅速进行，常用酸或碱预处理，目的是打断纤维素内部的化学键，降低聚合度，从而易被化学方法或生物方法或(纤维素)酶水解。(2)将预处理后的玉米秸秆进行高压蒸汽灭菌，冷却后接种一定浓度的里氏木霉菌悬液，24 h就能产生大量的葡萄糖，葡萄糖与蒽酮试剂能产生颜色，且葡萄糖含量越多，颜色越深，为了检测秸秆水解效果，可采用光电比色法测定糖液中的葡萄糖含量，并将实验结果以坐标曲线的形式展示出来，制作以葡萄糖浓度为横坐标、光密度值(OD值)为纵坐标的标准曲线，若使用的比色杯光面玻璃不干净，则会引起光密度值偏大，进而可能导致测量的数据偏大。该实验中加入里氏木霉菌悬液的用途是产生纤维素酶，把纤维素水解为葡萄糖。
(3)发酵过程接种休哈塔酵母菌，该微生物在无氧、酸性的发酵液中可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应该环境而抑制，因而有利于休哈塔酵母菌的生长。(4)酿酒的残渣堆积会积累醋酸杆菌，可从中筛选优良菌株。可采用平板划线法或稀释涂布平板法将混合菌液接种到加有碳酸钙粉末的固体培养基中，目的是利用醋酸与碳酸钙反应产生透明圈的特性来筛选醋酸杆菌，即加入碳酸钙使培养基不透明，而醋酸菌产生的醋酸能与碳酸钙发生反应，从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈，据此来鉴别醋酸杆菌。
4.(2022·襄阳四中质检)利用传统发酵技术制作的果酒、果醋、腐乳、泡菜极大地丰富了人们的饮食。回答下列有关问题：(1)在上述四种饮品及食品加工过程中，利用真菌进行发酵的是________________；这些发酵技术的共同特点是___________________________________________________________________________________________________________________________________。
都巧妙地利用了天然菌种，都为特定的菌种提供了良好的生存条件，最终的发酵产物不是单一的组分，而是成分复杂的混合物(答案合理即可)
(2)如果将用于制作果酒的装置改为制作果醋(不经酒精发酵就制作果醋)，除直接接种醋酸菌外，还需要在发酵条件上进行的调整有__________________________________________________________________。(3)在泡菜制作过程中，控制好________________________________等腌制条件是泡菜制作成功的关键。泡菜制作过程中还需测定亚硝酸盐含量，其原理是在盐酸酸化的条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成________色染料。
通入无菌空气、将温度提高到30～35 ℃
腌制的时间、温度和食盐的用量
(4)制作腐乳时，为防止腐败变质，除进行严格灭菌和无菌操作外，在添加的材料用量上还需要注意控制________________。影响腐乳风味的因素有：装罐时加入的辅料不同，以及________________________________(至少答出两条)。
解析 (1)制作果酒利用的是酵母菌，制作果醋利用的是醋酸菌，制作腐乳利用的是毛霉，制作泡菜利用的是乳酸菌，其中酵母菌和毛霉为真菌，醋酸菌和乳酸菌为细菌，因此，在上述四种饮品及食品加工过程中，利用真菌进行发酵的是制作果酒和腐乳，这些发酵技术的共同特点是都利用了天然菌种，都为特定的菌种提供了良好的生存条件，最终的发酵产物不是单一的组分，而是成分复杂的混合物。(2)醋酸菌是一种好氧细菌，且最适生长温度为30～35 ℃，而酒精发酵时一般将温度控制在18～25 ℃，因此，如果将用于制作果酒的装置改为制作果醋，还需要的调整为通入无菌空气，将温度提高到30～35 ℃。
微专题2 酶的应用及生物组织中有效成分的提取5.(2022·河南济源联考)下列是有关植物有效成分提取技术的问题，请回答：(1)植物芳香油的提取方法需要根据_________________来决定，柑橘、柠檬芳香油的制备通常使用压榨法而不用水中蒸馏，原因是____________________________________________________________________________________。
水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题
(1)微生物的分离和培养。 (5)酶在食品制造和洗涤等方面的应用。(2)某种微生物数量的测定。 (6)制备和应用固定化酶。(3)培养基对微生物的选择作用。 (7)从生物材料中提取某些特定的成分。(4)利用微生物进行发酵来生产特定的产物 (8)蛋白质的提取和分离。以及微生物在其他方面的应用。
1.20 ℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵时一般将温度控制在18～25 ℃。在发酵过程中，随着酒精度数的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。
2.当氧气、糖源都充足时，醋酸菌可以将糖分解为醋酸；当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌可将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃。
3.为了防止发酵液被污染：需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。
4.平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，将平板倒置，既可以防止皿盖上的水珠落入培养基，又可以避免培养基中的水分过快地挥发。
5.用稀释涂布平板法计数，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低的原因是当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。
6.为保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。
7.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌后，如果pH升高，指示剂将变红。
8.在筛选纤维素分解菌时，采用刚果红染色法，当纤维素被纤维素酶分解后，在培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
9.常用的刚果红染色法有两种，一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，另一种是在倒平板时就加入刚果红。
1.判断有关传统发酵技术的应用说法的正误(1)腐乳制作利用了毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶。( )(2)在制作果醋时，如果条件适宜，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸。 ( )(3)果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度。( )(4)制作泡菜时，盐水煮沸后可以立即使用。( )(5)泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件。( )
2.判断有关微生物培养与应用说法的正误(1)在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌。( )(2)检测土壤中细菌总数实验操作中，确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数。( )(3)虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。( )(4)对异养微生物来说，含C、H、O、N的有机化合物既是碳源又是氮源。( )
(5)无菌操作技术包括消毒和灭菌。消毒包括煮沸消毒、巴氏消毒和化学药剂消毒等；灭菌包括紫外线灭菌、灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。( )(6)平板划线法要求多次划线，稀释涂布平板法中菌液要充分地稀释。( )(7)倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上。( )(8)对细菌进行计数能采用稀释涂布平板法，也能用平板划线法。( )(9)分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低。( )(10)刚果红可以与纤维素形成透明复合物，所以可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。( )
3.判断有关酶的应用和生物组织中有效成分提取说法的正误(1)果胶酶常用于果汁生产中，可提高出汁率和澄清度。( )(2)“探讨加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”可先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度。( )(3)相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉。( )(4)从酶的固定方式看，物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小。( )(5)利用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量小的先洗脱出来。( )
(6)在SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳中，电泳迁移率完全取决于分子所带电荷的多少。( )(7)用柑橘皮作为材料提取橘皮精油时不适合用水中蒸馏的方法。( )(8)提取的胡萝卜素可通过纸层析法进行鉴定，在鉴定过程中不需要对照。( )
1.某同学在通过发酵制作果酒时，发现在制作原料中添加一定量的糖，可以提高酒精度，原因是____________________________________________________________________________________________________________________。在家庭中以葡萄为原料制作葡萄酒时，可以不添加酵母菌，原因是_______________________________________________________________。
糖可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质，还可以作为酒精发酵的原料
葡萄皮上附着有野生型酵母菌
2.制作面包时，为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软的原因是_______________________________________________。
酵母菌分解葡萄糖会产生CO2，CO2使面包松软
3.用萝卜等根菜类蔬菜制作泡菜，用热水短时处理，可抑制某些微生物产生________，从而使成品泡菜口感较脆。同时，该处理也会使泡菜发酵时间缩短，其原因是_______________________________________________________。
细胞破裂，细胞内营养物质外流使乳酸菌快速地获得营养物质
4.对细菌计数时往往会产生实验误差，稀释涂布平板法计数的值比实际值________，原因是____________________________________________________________________________________________________________________；显微镜直接计数法计数的结果比实际值________，原因是________________________________________________________________。
当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
显微镜下无法区分细胞的死活，计数时包括了死细胞
5.某同学计划统计污水池中目的菌的总数，他选用104、105、106稀释液进行涂布平板，每种稀释液都设置了3个培养皿，从设计实验的角度看，还应设置的一组对照实验是________________________，此对照实验的目的是________________________。
检验培养基灭菌是否合格
6.[2021·全国甲卷，37(3)(4)](3)相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。(4)关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指_____________________________________________。固定化酶在生产实践中应用的优点是________________________________(答出1点即可)。
酶可以将污渍中的大分子物质分解为小分子物质，使污渍易从衣物上脱落
利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术
固定化酶能够反复利用，易于回收
1.(2022·全国甲卷，37)某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。实验所用的培养基成分如下：培养基Ⅰ：K2HPO4、MgSO4、NH4NO3、石油。培养基Ⅱ：K2HPO4、MgSO4、石油。操作步骤：①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B菌液；②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是__________。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成_____________________(答出2种即可)等生物大分子。(2)步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是__________。
DNA、RNA、蛋白质
(3)为了比较A、B降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验，结果如表所示(“＋”表示有透明圈，“＋”越多表示透明圈越大，“－”表示无透明圈)，推测该同学的实验思路是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力
(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是__________，理由是______________________________________________________________________________________________________。
A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长
解析 (1)培养基的成分有碳源、氮源、无机盐和水等，从组成培养基的物质所含化学元素可知，作为碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白质都含有N元素，故氮源在菌体内可以参与合成这些物质。(2)由题意“资源和空间不受限制”可知，细菌的增殖呈“J”型曲线，细菌每繁殖一代就是上一代的2倍，根据公式Nt＝N0·λt，λ＝2，繁殖n代后细菌的数量是N0·2n。
(3)分析表格数据可知，实验的结果是：在平板Ⅰ上，A菌株降解石油的能力高于B菌株；在平板Ⅱ上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，根据实验的单一变量和对照原则，推测该同学的思路是：在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力。(4)由表格数据可知，在平板Ⅱ(无氮源的培养基)上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，所以要治理贫氮且被石油污染的土壤，应该选用A菌株，因为A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长。
2.(2022·全国乙卷，37)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。
回答下列问题：(1)通常在实验室培养微生物时，需要对所用的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有_______________________________________________________________(答出2点即可)。(2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是______________；用菌株C生产S的最适碳源是______________。菌株C的生长除需要碳源外，还需要______________________________(答出2点即可)等营养物质。
干热灭菌、湿热灭菌(或高压蒸汽灭菌)
氮源、无机盐、生长因子
(3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是____________。(4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：___________________________________________________________________________________________________________________________。(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是_____________________________________________________________。
设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株C，测定不同浓度制糖废液中S产量，寻找S产量最大的碳源浓度，确定最适碳源浓度
减少污染、节省原料、降低生产成本
解析 (1)防止杂菌污染是获得纯净的微生物培养物的关键，对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有干热灭菌、湿热灭菌(或高压蒸汽灭菌，湿热灭菌中效果最好的方法)、灼烧灭菌。(2)分析题干实验结果，以葡萄糖为碳源时，细胞干重最大，故菌株C生长的最适碳源是葡萄糖；以制糖废液为碳源时，S产量最高，故用菌株C生产S的最适碳源是制糖废液。微生物的生长需要水、无机盐、碳源、氮源以及特殊的营养物质，故菌株C的生长除需要碳源外，还需要氮源、无机盐、生长因子等营养物质。(3)由实验结果可知，菌株C可以利用葡萄糖，但在以淀粉为碳源时，菌株C不能生长，说明菌株C无法利用淀粉，分析其原因是菌株C不能合成淀粉酶，导致其无法利用淀粉。(4)以制糖废液作为碳源，进一步确定生产S的最适碳源浓度，可以以碳源浓度作为自变量，不同碳源浓度下S产量作为因变量，实验思路为：设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株C，测定不同浓度制糖废液中S产量，寻找S产量最大的碳源浓度，从而确定最适碳源浓度。
微专题1 微生物的培养与应用
1.微生物培养中的无菌操作技术
2.两种纯化细菌方法的比较
3.微生物分离与计数的两个实例
4.理清“4”种传统发酵食品的制作技术
1.(2022·广东卷，21)研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学号”考察船对中国南海科考中，中国科学家采集了某海域1 146米深海冷泉附近沉积物样品，分离、鉴定得到新的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。
回答下列问题：(1)研究者先制备富集培养基，然后采用________________法灭菌，冷却后再接入沉积物样品，28 ℃厌氧培养一段时间后，获得了含拟杆菌的混合培养物，为了获得纯种培养物，除了稀释涂布平板法，还可采用___________法。据图分析，拟杆菌新菌株在以________为碳源时生长状况最好。(2)研究发现，将采集的样品置于各种培养基中培养，仍有很多微生物不能被分离筛选出来，推测其原因可能是_______________________________________________________________________________________。(答一点即可)
某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存(或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活)
(3)藻类细胞解体后的难降解多糖物质，通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组成成分的角度考虑，拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)深海冷泉环境特殊，推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，除具有酶的一般共性外，其特性可能还有________。
拟杆菌作为分解者，将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行
解析 (1)培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。可以采用稀释涂布平板法或平板划线法，将单个微生物分散在固体培养基上，经过培养得到单菌落，从而获得纯净培养物。分析题图可知，在以纤维素为碳源的培养基中，细胞数量最多，可推知拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源时生长状况最好。(2)深海冷泉中可能存在某些微生物，只有利用冷泉中的特有物质才能生存(或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活)，故将采集的样品置于各种培养基中培养，仍可能有很多微生物不能被分离筛选出来。(3)拟杆菌为异养生物，作为该生态系统的分解者，能将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行。(4)深海冷泉温度较低，故生活在其中的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，应具有耐低温的特性，才能高效降解多糖，保证拟杆菌的正常生命活动所需。
2.(2021·重庆卷，25)人类很早就能制作果酒，并用果酒进一步发酵生产果醋。(1)人们利用水果及附着在果皮上的________菌，在18～25 ℃、无氧条件下酿造果酒；利用醋酸菌在________________条件下，将酒精转化成醋酸酿得果醋。酿造果醋时，得到了醋酸产率较高的醋酸菌群，为进一步纯化获得优良醋酸菌菌种，采用的接种方法是____________________________。
稀释涂布平板法(或平板划线法)
(2)先酿制果酒再生产果醋的优势有________(多选，填编号)。①先酿制果酒，发酵液能抑制杂菌的生长，有利于提高果醋的产率②酿制果酒时形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的产率③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中
(3)果酒中的酒精含量对果醋的醋酸产率会产生一定的影响。某技术组配制发酵液研究了初始酒精浓度对醋酸含量的影响，结果见右图。
该技术组使用的发酵液中，除酒精外还包括的基因营养物质有___________________________(填写两种)。据图可知，醋酸发酵的最适初始酒精浓度是_________________；酒精浓度为10%时醋酸含量最低，此时，若要尽快提高醋酸含量，可采取的措施有____________________________________________________________________________________(填写两个方面)。
增加氧气供应，适当提高温度等(合理即可)
解析 本题考查酒精发酵和醋酸发酵的相关知识。(1)酿酒时人们利用的是果皮上天然的酵母菌进行发酵，醋酸菌发酵果醋的条件为30～35 ℃、有氧。纯化菌种采用平板划线法或稀释涂布平板法。(2)酿制果酒需要缺氧、呈酸性的环境，使大部分微生物无法生长，可以提高产品的纯度和产率；果酒酿制过程中表面形成的醋酸菌膜，是醋酸菌大量繁殖形成的，醋酸菌增多，有利于提高果醋的产率；果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中。(3)发酵液也相当于醋酸菌的培养基，要为醋酸菌的生长提供碳源、氮源、水和无机盐，酒精可以作为碳源，还需要有氮源、水和无机盐。从柱状图中可看出，当初始酒精浓度为5%～7%(或6%)时醋酸含量最高，故最适初始酒精浓度为5%～7%(或6%)。酒精浓度为10%时，可以根据醋酸菌的好氧性通入无菌空气或适当提高温度等来加大产率。
3.(2022·广东六校联考)每家每天都会产生一定数量的厨余垃圾，这类垃圾富含有机物，极易腐烂变质。某厂家对研制的微生物处理机进行宣传时称几小时能降解10公斤烂菜叶、腥臭的烂鱼虾等。研发微生物处理机的过程中，研究人员需从厨余垃圾中分离纯化出高效分解垃圾的微生物。回答下列问题：(1)分离纯化分解菌的过程中需用到固体培养基和液体培养基，对配制的培养基常采用______________法灭菌；检测培养基灭菌是否彻底，可采用的方法是________________________________________________________________。
将未接种的培养基置于适宜条件下培养一段时间，观察是否有菌落产生
(2)分离分解菌时，需先将厨余垃圾样品提取液进行梯度稀释，原因是_________________________________________________________________；测定培养液中分解菌的数量时，需做三个重复试验，目的是__________________________________________________________________。(3)若整个分离过程中没有受到杂菌污染，但培养基上出现了多种特征的菌落，这说明________________________________________________。统计平板上的菌落数时，一般在固定的时间选取菌落数目稳定时的记录作为统计结果，这样做的目的是_________________________________________________________。
菌液中细菌浓度较大，直接涂布培养很难分离获得单菌落
多种微生物都能分解厨余垃圾(或分解菌不止一种)
防止因培养时间不足而导致遗漏菌落
(4)长期保存高效分解菌菌种时，可采用____________法。
微专题2 酶的应用及生物组织中有效成分的提取
1.图解酶的应用与固定化
与加酶洗衣粉有关的生活常识①一般来说，丝绸类的衣物不可以使用加蛋白酶洗衣粉洗涤，因为蛋白酶会水解丝绸中的蛋白质，损坏衣物。②酶的催化作用需要适宜的温度，用温水浸泡衣物可以缩短衣物的浸泡时间，加快洗涤。③人体皮肤细胞有蛋白质，使用加酶洗衣粉后如不彻底清洗双手，就会使手的皮肤受到腐蚀，使人患过敏性皮炎、湿疹等。④加酶洗衣粉的酶制剂不含肽酶，因为肽本身易溶于水。
2.血红蛋白的提取和分离(1)样品处理与粗分离
3.植物有效成分的提取
①蒸馏装置中冷凝管内水流方向应与蒸气流向相反。②压榨前，橘皮要用石灰水充分浸泡，以提高出油率，防止压榨时滑脱等。③胡萝卜素不溶于水，胡萝卜的含水量影响胡萝卜素的萃取效果。④萃取加热时，要选择水浴加热的方式；要加装回流冷凝装置，目的是防止加热时有机溶剂挥发。
1.(2021·河北卷，23)[选修1：生物技术实践]葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。回答下列问题：(1)皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷，可用萃取法提取：萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是__________________________________，萃取效率主要取决于萃取剂的____________。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷________。研究发现，萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率，原因是_______________________________________________________________________________________________________。
脱水、使原料与萃取剂的接触更充分
纤维素酶和果胶酶可破坏细胞壁，有利于提高花色苷的提取率
(2)为了解皮渣中微生物的数量，取10 g皮渣加入90 mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克皮渣中微生物数量为________个。(3)皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至________性，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是__________________________________________________。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为________。
使培养基不透明，从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈
(4)皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。(简要写出实验步骤和预期结果)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
实验步骤：将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小预期结果：若菌落继续生长，且透明圈增大，则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落
(3)醋酸菌生长过程中会产生醋酸，醋酸可分解碳酸钙，使菌落周围形成透明圈，因此配置初筛培养基时pH应调至中性，灭菌后在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，将来根据菌落周围溶解圈的大小筛选产酸量多的菌株。在缺少糖源的液体培养基中，乙醇可以作为碳源，为醋酸菌提供能量。(4)醋酸菌是需氧生物，在无氧条件下不能存活，而乳酸菌是兼性厌氧生物，在无氧条件下能存活，为了区别筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌，可将平板置于无氧环境下，不能正常生长的菌落为醋酸菌菌落，仍能正常生长的菌落为乳酸菌菌落。
2.(2022·河北衡水金卷)苹果具有丰富的营养价值，除含有多种微量元素和人体所需的氨基酸外，还含有丰富的维生素。为深度开发苹果的价值，可制备成具有特殊风味的苹果醋，工业制备苹果醋的大体过程为分选、清洗→取汁→煮沸→发酵→灌装。请回答下列问题：(1)日常生活中制取苹果汁最简单的方法为_________，工业上为提高出汁率通常需要添加果胶酶，该酶包括果胶分解酶及果胶酯酶和_________________等。(2)操作中煮沸并冷却的目的分别是___________________________________，煮沸操作的弊端是____________________________。
杀灭杂菌，防止混合酵母菌时杀灭酵母菌
高温容易破坏一些营养物质
(3)工业上常采用海藻酸钠进行固定化醋酸菌发酵工艺来制备高产苹果醋。①苹果醋发酵过程中可以用苹果酒作底物的原理是________________________________________________________________。在酒精发酵旺盛时，醋酸菌不能将果汁中的糖发酵成醋酸，其理由是_______________________________________________________________________________________________________。②用海藻酸钠包埋可以固定化醋酸菌，但该方法不适合固定化酶，原因是_____________________________________________________。
缺少糖源时，醋酸菌能够将乙醇转为乙醛，再将乙醛转为醋酸
酒精发酵是在无氧条件下进行的，而醋酸菌为好氧菌，在无氧条件下无法生存
酶分子很小，容易从包埋材料中漏出
解析 (1)日常生活中制取苹果汁最简单的方法为压榨法。细胞壁的主要成分为纤维素和果胶。因此可以通过水解果胶来提高出汁率，果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶及果胶酯酶等。(2)将果汁煮沸的目的是杀灭果汁中的杂菌，而煮沸后冷却是因为接下来要混合酵母菌，为防止酵母菌在混合过程中被杀灭，所以需要无菌冷却果汁；高温也容易破坏果汁中的营养物质，例如大量维生素被破坏。(3)果醋制作需要用到醋酸菌，醋酸菌为好氧菌，而果酒制作需要用到酵母菌，酵母菌为兼性厌氧型菌，当缺少糖源时，醋酸菌能够将乙醇转为乙醛，再将乙醛转为醋酸。酒精发酵是在无氧条件下进行的，而醋酸菌为好氧菌，在无氧条件下无法生存，因此在酒精发酵旺盛时，醋酸菌不能将果汁中的糖发酵成醋酸；利用海藻酸钠可以固定化细胞，但不适合固定化酶，因为酶分子很小，容易从包埋材料中漏出。
微专题1 微生物的培养与应用1.(2022·湘豫名校联考)糖尿病是由胰岛素分泌不足或作用欠佳引起的常见病，患者代谢紊乱，通常表现出高血糖特征。泌尿系统感染是糖尿病的常见并发症。某机构科研人员对上百位患者的尿液进行微生物分离、鉴定，并进行药敏试验。请回答下列问题：(1)若要进行微生物分离和纯化，应配制________(填“固体”或“液体”)培养基，培养基为微生物的生长和繁殖提供的基本营养物质有____________________________________。
水、碳源、氮源、无机盐
(2)若要进行微生物的计数，则应选用的接种方法是________________。为了减小实验误差，在实验中有多种做法，例如：一般选择菌落数在________的平板上进行计数；_______________________________________________________________________，进而求出平均值；每隔一段时间统计一次菌落数目，选用________________时的记录作为结果。(3)结合人体内环境的稳态和微生物代谢的机理，请分析糖尿病患者容易并发病菌感染的原因：患者代谢紊乱导致______________，同时________________________________，有利于病菌的繁殖。
在同一稀释度下，应至少涂布接种3个平板，并进行菌落计数
(4)下表是对分离的致病微生物进行药敏试验测得的数据：
请说出进行此类实验的作用：________________________________________________________________________________________________________。
可针对患者感染的病菌类型进行合理用药，避免滥用抗菌药物
2.(2022·山西太原调研)测定水样是否符合饮用水的卫生标准，常用滤膜法测定大肠杆菌的总数。大肠杆菌在含有伊红美蓝的固体培养基(EMB培养基)上长出的菌落呈黑色。如图所示，滤膜法的大致流程：用滤膜过滤待测水样→水样中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到EMB培养基上培养→统计菌落数目。据图回答问题：
(1)上述实验流程应在____________________处进行，以保证无菌环境。(2)将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上，这属于微生物培养中的________操作。从功能上看，EMB培养基属于________培养基。(3)无菌操作下将90 mL无菌水加入到10 mL待测水样中，这样就将待测水样稀释了________倍，将稀释后的菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数为45，黑色菌落为5，则1升待测水样中的大肠杆菌数目为________个。
(4)将放有滤膜的平板置于适宜条件下培养，每隔12 h统计一次菌落数目，应选取菌落数目稳定时的记录作为结果。用这种方法测定的细菌数量比实际活菌数量要________________，这是因为___________________________________________________________________________________________________。(5)若要测定待测水样中酵母菌的数目，应更换上述过滤装置中的滤膜，选择孔径________(填“更大”或“更小”)的滤膜。
解析 (1)过滤待测水样需要用到滤杯、滤膜和滤瓶，这些实验仪器都需要经过灭菌处理，与过滤有关的操作都要在酒精灯火焰旁进行，防止杂菌的污染。(2)将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上，属于微生物培养中的接种操作，从功能上看，该培养基中含有伊红美蓝，因此EMB培养基属于鉴别培养基。
3.(2022·西工大附中调研)我国是农业大国，在上世纪八九十年代，农作物的秸秆都会被农民焚烧，造成了严重的空气污染。近年来，随着科学技术的进步，农作物的秸秆有了更好的用处，如利用玉米秸秆作为廉价的糖源转化生产燃料酒精，这样做不仅可以缓解能源危机、减少环境污染，而且是实现可持续发展战略的基本保障。具体的工艺流程如下图。请回答下列问题：
(1)由于木质纤维素组成成分复杂、结构稳定，生物降解时难以迅速进行，常用酸或碱预处理，目的是打断纤维素内部的化学键，降低聚合度，易被________水解。(2)将预处理后的玉米秸秆进行________灭菌，冷却后接种一定浓度的里氏木霉菌悬液，24 h就能产生大量的葡萄糖，葡萄糖与蒽酮试剂能产生颜色，为了检测秸秆水解效果，可采用光电比色法测定糖液中的葡萄糖含量，需制作_______________________________________________(填写坐标)的标准曲线，若使用的比色杯光面玻璃不干净，将导致测量的数据________(填“偏小”“偏大”或“无影响”)。推测加入里氏木霉菌悬液的用途是___________________________________________________________________。
以葡萄糖浓度为横坐标、光密度值(OD值)为纵坐标
产生纤维素酶，把纤维素水解为葡萄糖
(3)发酵过程接种某种特殊酵母菌——休哈塔酵母菌，该微生物在__________(填环境条件)的发酵液中可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应该环境而抑制。(4)酿酒的残渣堆积会积累醋酸杆菌，可从中筛选优良菌株。可采用__________________________法将混合菌液接种到加有碳酸钙粉末的固体培养基中，加入碳酸钙可以筛选菌株的实验原理是_________________________________________________________________________________________。
平板划线或稀释涂布平板
解析 (1)由于木质纤维素组成成分复杂、结构稳定，生物降解时难以迅速进行，常用酸或碱预处理，目的是打断纤维素内部的化学键，降低聚合度，从而易被化学方法或生物方法或(纤维素)酶水解。(2)将预处理后的玉米秸秆进行高压蒸汽灭菌，冷却后接种一定浓度的里氏木霉菌悬液，24 h就能产生大量的葡萄糖，葡萄糖与蒽酮试剂能产生颜色，且葡萄糖含量越多，颜色越深，为了检测秸秆水解效果，可采用光电比色法测定糖液中的葡萄糖含量，并将实验结果以坐标曲线的形式展示出来，制作以葡萄糖浓度为横坐标、光密度值(OD值)为纵坐标的标准曲线，若使用的比色杯光面玻璃不干净，则会引起光密度值偏大，进而可能导致测量的数据偏大。该实验中加入里氏木霉菌悬液的用途是产生纤维素酶，把纤维素水解为葡萄糖。
(3)发酵过程接种休哈塔酵母菌，该微生物在无氧、酸性的发酵液中可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应该环境而抑制，因而有利于休哈塔酵母菌的生长。(4)酿酒的残渣堆积会积累醋酸杆菌，可从中筛选优良菌株。可采用平板划线法或稀释涂布平板法将混合菌液接种到加有碳酸钙粉末的固体培养基中，目的是利用醋酸与碳酸钙反应产生透明圈的特性来筛选醋酸杆菌，即加入碳酸钙使培养基不透明，而醋酸菌产生的醋酸能与碳酸钙发生反应，从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈，据此来鉴别醋酸杆菌。
4.(2022·襄阳四中质检)利用传统发酵技术制作的果酒、果醋、腐乳、泡菜极大地丰富了人们的饮食。回答下列有关问题：(1)在上述四种饮品及食品加工过程中，利用真菌进行发酵的是________________；这些发酵技术的共同特点是___________________________________________________________________________________________________________________________________。
都巧妙地利用了天然菌种，都为特定的菌种提供了良好的生存条件，最终的发酵产物不是单一的组分，而是成分复杂的混合物(答案合理即可)
(2)如果将用于制作果酒的装置改为制作果醋(不经酒精发酵就制作果醋)，除直接接种醋酸菌外，还需要在发酵条件上进行的调整有__________________________________________________________________。(3)在泡菜制作过程中，控制好________________________________等腌制条件是泡菜制作成功的关键。泡菜制作过程中还需测定亚硝酸盐含量，其原理是在盐酸酸化的条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成________色染料。
通入无菌空气、将温度提高到30～35 ℃
腌制的时间、温度和食盐的用量
(4)制作腐乳时，为防止腐败变质，除进行严格灭菌和无菌操作外，在添加的材料用量上还需要注意控制________________。影响腐乳风味的因素有：装罐时加入的辅料不同，以及________________________________(至少答出两条)。
解析 (1)制作果酒利用的是酵母菌，制作果醋利用的是醋酸菌，制作腐乳利用的是毛霉，制作泡菜利用的是乳酸菌，其中酵母菌和毛霉为真菌，醋酸菌和乳酸菌为细菌，因此，在上述四种饮品及食品加工过程中，利用真菌进行发酵的是制作果酒和腐乳，这些发酵技术的共同特点是都利用了天然菌种，都为特定的菌种提供了良好的生存条件，最终的发酵产物不是单一的组分，而是成分复杂的混合物。(2)醋酸菌是一种好氧细菌，且最适生长温度为30～35 ℃，而酒精发酵时一般将温度控制在18～25 ℃，因此，如果将用于制作果酒的装置改为制作果醋，还需要的调整为通入无菌空气，将温度提高到30～35 ℃。
微专题2 酶的应用及生物组织中有效成分的提取5.(2022·河南济源联考)下列是有关植物有效成分提取技术的问题，请回答：(1)植物芳香油的提取方法需要根据_________________来决定，柑橘、柠檬芳香油的制备通常使用压榨法而不用水中蒸馏，原因是____________________________________________________________________________________。
水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题
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