2024届高考生物一轮复习 发酵工程导学案

2024年高考生物学一轮复习   发酵工程导学案

一、知识网络梳理  

二、回归教材

（一）发酵与传统发酵技术

1.发酵：是指人们利用               ，在适宜的条件下，将原料通过微生物的             转化为人类所需要的产物的过程。

2.传统发酵技术

（1）概念：直接利用原材料中                     的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。

（2）实例——腐乳的制作

①经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成                                     。

②参与的微生物有酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是             。

（3）特点：传统发酵以                           及半固体发酵为主，通常是        式或作坊式。

（二）制作泡菜

1.菌种来源：植物体表面天然的                。

2.原理:在        条件下,乳酸菌将            分解成         。反应式：                               

3.制作流程

（三）制作果酒和果醋

1.酿酒的菌种——酵母菌

（1）分布：酵母菌是一类单细胞          ,在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面经常可以发现酵母菌的存在，许多新鲜水果（如葡萄）的果皮表面附着有大量的不同种类的            酵母菌。

（2）酵母菌是           厌氧微生物，在无氧条件下能进行            发酵，有氧条件下大量繁殖。

（3）影响因素：            是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为        ℃。

注意：在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。

2.酿醋的菌种——醋酸菌

（1）代谢特点：醋酸菌是              细菌。（2）影响因素：多数醋酸菌的最适生长温度为          。

3.酿醋原理：当                         都充足时，醋酸菌能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当缺少              时，则直接将乙醇转化为               ,再转为乙酸。

4.制作果醋的方法步骤

（1）将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为           的酒精消毒，晾干备用。

（2）取            葡萄，用清水冲洗1~2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。

（3）用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶中（注意：要留有大约          的空间）,盖好瓶盖。

（4）将温度控制在         进行发酵。在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一次（不是打开瓶盖）,此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10~12d。可通过从                         来对发酵的情况进行监测。

（5）当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为             ，时间为             。

（四）培养基的配制

1．培养基的概念：人们按照微生物对               的不同需求，配制出供其生长繁殖的             

2．作用：用以             、             、           、保存微生物或积累其                。

3.培养基的种类： 

(1)固体培养基中的琼脂仅作为凝固剂，          (“能”、“不能”)为微生物生长提供能量和碳源。

(2)病毒无细胞结构，只能在活细胞中营寄生生活，       (“能”、“不能”)利用人工培养基来培养。

4．培养基的营养组成：主要营养物质：水、                 (提供碳元素的物质)、                (提供氮元素的物质)和无机盐。还需满足微生物对pH、特殊营养物质以及O2的需求。 

（五）无菌技术

1.获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术主要包括             和            。

2．消毒

(1)概念：指使用较为        的物理、化学或       等方法杀死物体表面或内部            微生物。

(2)适用对象：操作的             、操作者的             和手等。

3．灭菌

(1)概念：指使用         的理化方法杀死物体内外          的微生物，包括         和        

(2)适用对象：用于微生物培养的          、          用具和               等。

(3)常用方法：           灭菌、            灭菌和            灭菌等。

（六）微生物的纯培养

1.相关概念：

(1)将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为                。

(2)由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为                 。获得纯培养物的过程就是             

2.纯培养步骤：微生物的纯培养包括               、         、         、                 等。

(七)探究·实践——酵母菌的纯培养

1.实验原理：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是             。

2. 实验方法：采用                   法和                 法将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。

3. 实验步骤

(1)制备培养基：①               ；②           ；③            。

Ⅰ.如果需要调节培养基的pH，应该在定容完成后，灭菌之         进行操作。

Ⅱ.倒平板时，要使锥形瓶的瓶口迅速通过火焰。通过             灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。

Ⅲ.倒平板时应待培养基冷却至           ℃左右时，在                     附近倒平板。

Ⅳ.平板冷却凝固后，要将平板               。既可以防止水分过快蒸发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。

(2)接种和分离酵母菌

通过接种环在固体培养基表面                      的操作，将聚集的菌种逐步                   到培养基表面。经过数次划线后培养，可以分离得到单菌落。

(3)每次灼烧接种环的时间和目的

4．实验结果的分析

(1)培养未接种的培养基的目的是检测                       (或检查                  )。未接种的培养基表面若有菌落生长，则说明培养基         ，应该重新制备；若无菌落生长，则说明       

(2)在接种酵母菌的培养基上可观察到独立的菌落，这些菌落在颜色、形状和大小上                ，酵母菌菌落一般表面光滑，多呈乳白色。

(3)若在培养基中观察到                      的菌落，原因可能是菌液不纯，混入其他杂菌，或在实验操作过程中被杂菌污染。

5．平板划线法接种菌种时，可防止杂菌污染的操作:(1)接种前将接种环放在                       ；

(2)划线操作在                   旁进行；(3)接种环蘸取菌液前后，要将试管口通过            ；

(4)划线时将培养皿的皿盖打开一条        ，用接种环在培养基表面        划线，划线后                  

（八）选择培养基

1.自然界中目的菌的筛选：从目的菌株生存的                     中找。

(1)实例：PCR中用到的耐高温的DNA聚合酶，是从热泉中筛选出来的                  中提取出来的。

(2)依据：水生栖热菌能在             ℃的高温条件下生存，而绝大多数微生物在此条件下不能生存。

2.选择培养基：允许              的微生物生长，同时              其他种类微生物生长的培养基。

3.实验室中目的菌的筛选

(1)原理：人为提供有利于                生长的条件(包括营养、温度和pH等)，同时              其他微生物的生长。(2)方法：利用            培养基分离。

（九）微生物的选择培养

1.方法：对样品进行充分         ，然后将         涂布到制备好的           培养基上。也就是采用稀释涂布平板法。

2.稀释涂布平板法的操作过程

(1)系列稀释操作：①将10 g土样加入盛有        mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀；②取1 mL上清液加入盛有         mL无菌水的试管中，依次等比       。

(2)涂布平板操作：①取菌液：取0.1 mL菌液，滴加到        表面；②涂布器消毒：将涂布器浸在盛有      的烧杯中；③涂布器灭菌：将涂布器放在火焰上      ，待酒精燃尽、涂布器      后，再进行涂布；④涂布平板：用涂布器将      均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿，使涂布                                 

(3)培养：待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板     ，放入30~37℃                中培养1～2 d。

（十）微生物的数量测定

1.稀释涂布平板法

(1)原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个       通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少             。

(2)计数原则：

①一般选择菌落数为               的平板进行计数。样品的                将直接影响平板上的菌落数目，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养。

②在一同稀释度下，应至少对         个平板进行重复计数，然后求出                。

(3)结果分析：统计的菌落数往往比活菌的实际数目        ，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是              。因此，统计结果一般用               而不是用活菌数来表示。

(4)计算公式：每克样品中的菌株数＝                                                        。

2.显微镜直接计数法：是一种常用的、快速             的测定微生物数量的方法。

(1)原理：利用特定的细菌计数板或                     ，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量。(2)结果：统计的结果一般是                            的总和。

三、高考真题

1．（2022·山东·高考）青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是

A．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中   B．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖        

  C．青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌       D．可用深层通气液体发酵技术提高产量

2．（2022·山东·高考真题）啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法不正确的是

A．用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶

B．通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期

C．糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵  B．焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌

3．（2021辽宁高考真题）利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为：先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌，发酵6天后，再接入活化的醋酸杆菌，发酵5天。下列有关叙述错误的是

A.酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖  B.乙醇既是醋酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖

C．酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同      D．接入醋酸杆菌后，应适当升高发酵温度

4．（2021年山东卷）解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲，乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法错误的是

A．甲菌属于解脂菌                     B．可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比

C．实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源   D．该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力

5．（2021年山东卷）葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是

A．无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖B．自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌

C.葡萄酒颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的D.制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加

6．（2021年海南高考真题）关于果酒、果醋和泡菜这三种传统发酵产物的制作，下列叙述正确的是

A．发酵所利用的微生物都属于原核生物     B．发酵过程都在无氧条件下进行

C．发酵后形成的溶液都呈酸性               D．发酵过程都在同一温度下进行

7．（2021年天津卷）下列操作能达到灭菌目的的是

A．用免洗酒精凝胶擦手                     B．制作泡菜前用开水烫洗容器

C．防疫期间用石炭酸喷洒教室               D．在火焰上灼烧接种环

8．（2021年江苏高考真题）为提高一株石油降解菌的净化能力，将菌涂布于石油为唯一碳源的固体培养基上，以致死率为90%的辐照剂量诱变处理，下列叙述合理的是

A．涂布用的菌浓度应控制在30~300个/mL

B．需通过预实验考察辐射时间对存活率的影响，以确定最佳诱变时间

C．挑取培养基上长出的较小单菌落，给纯化后进行降解效率分析

D．将培养基分装于培养皿中后灭菌，可降低培养基污染的概率

2024年高考生物学一轮复习   发酵工程导学案参考答案

二、回归教材

(一)1. 微生物    代谢

2.(1) 天然存在   （2）①小分子的肽和氨基酸   ②毛霉  （3）混合菌种的固体发酵    家庭

(二)1.乳酸菌   2.无氧   葡萄糖   乳酸     C6H12O62C3H6O3＋能量

3.5%~20%  煮沸冷却  半坛  香辛料  八成满  冷却的盐水  盖好坛盖  注满水 经常向水槽中补充水

（三）1.（1）真菌    野生 （2）兼性   酒精  （3）温度  28

2.(1)异养好氧   （2）30~35℃   3.O2、糖源  糖源  乙醛 

4.（1）70%   （2）新鲜   （3）1/3  （4）18~30℃  发酵瓶口取样 （5）30~35℃   7~8d

（四）1．营养物质  营养基质  2．培养  分离  鉴定  代谢物 

3.(1)不能   (2)不能   4.(1)碳源   氮源

（五）1.消毒  灭菌   2.(1)温和   生物   一部分 (2)空间  衣着

3．(1)强烈  所有  芽孢  孢子 (2) 器皿   接种  培养基 (3) 湿热  干热   灼烧

(六)1.(1)培养物 (2)纯培养物   纯培养 2.配制培养基  灭菌   接种  分离和培养

(七) 1.菌落  2.平板划线   稀释涂布平板

3. (1)①配制培养基  ②灭菌  ③倒平板 Ⅰ.前  Ⅱ.火焰  Ⅲ. 50  酒精灯火焰 Ⅳ.倒置

(2)连续划线   稀释分散  ①火焰  ②不能  ③火焰  ④火焰  ⑤火焰  ⑥火焰  ⑦不要

(3)杀死接种环上原有微生物  末  每次划线时菌种数目逐渐减少  残留的菌种

4．(1)培养基是否被杂菌污染   培养基制备是否合格   被污染  未被污染  (2)相似   (3)不同形态

5．(1)酒精灯火焰上灼烧  (2)酒精灯火焰  (3)火焰 (4)缝隙   迅速   及时盖上皿盖

（八）1.相应环境  (1)水生栖热菌  (2) 70～80

2.特定种类  抑制或阻止   3. (1)目的菌  抑制或阻止 (2) 选择

（九）1. 稀释  菌液  选择 

2. (1) ①90 ②9  稀释(2)①培养基 ②酒精 ③灼烧  冷却   ④菌液    (3)倒置  恒温培养箱

（十）1. (1)活菌  活菌  (2)①30～300   稀释度 ②3  平均值   (3)少   一个菌落  菌落数

(4)    ×稀释倍数 

2.直观 (1)血细胞计数板 (2)活菌数和死菌数

三、高考真题

1—5 CBACD   6—8 CDB