新教材高考生物二轮复习专题九发酵工程课件

这是一份新教材高考生物二轮复习专题九发酵工程课件，共45页。PPT课件主要包含了网络构建知识串联，长句表达思维训练，营养物质，生长繁殖，碳源氮源，特殊营养物质，紫外线，接种环，涂布器，对点训练等内容，欢迎下载使用。
1.你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染?
提示 需要从发酵制作的过程进行全面考虑。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,不要完全打开瓶盖等。
2.为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶?
提示 酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长,因此含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。
3.为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜,不宜多吃腌制蔬菜?
提示 在腌制过程中,蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐,危害人体健康。
4.为什么泡菜坛内有时会长一层白膜?你认为这层白膜是怎么形成的?
提示 形成白膜是由于产膜酵母菌的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物,泡菜发酵液营养丰富,其表面氧气含量也很丰富,适合酵母菌繁殖。
5.平板冷凝后,为什么要将平板倒置?
提示 平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置,既可以避免培养基中的水分过快蒸发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染。
6.得到3个或3个以上菌落数为30~300的平板一定正确吗?为什么?
提示 不一定正确,如得到3个平板,菌落数分别为230个、34个、240个,虽然菌落数均为“30~300”,但由于34与另外两个平板上的菌落数差异较大,所以不正确,应找出原因并重做实验。
7.为什么发酵工程需要对菌种进行扩大培养?
提示 因为工业发酵罐的体积一般为几十立方米到几百立方米,接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以,在发酵之前需要对菌种进行扩大培养以获得足够多的菌种。
8.发酵过程中为什么要随时检测温度、pH等环境条件?
提示 因为培养液中的环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,还会影响微生物代谢物的生成。
1.培养基的制备(1)培养基
(2)无菌技术常用方法
2.微生物的纯化技术(1)制备马铃薯琼脂培养基
(2)两种纯化细菌方法的比较
特别提醒为了确定培养基灭菌是否合格,微生物实验一般会设置空白对照,随机取若干灭菌后的空白平板培养基在适宜条件下培养一段时间,观察培养基上是否有菌落生成。
3.微生物分离与计数的两个实例
题组一　精典对练——拿高分▶题型一　微生物的培养与纯化技术1.艺术不只存在于纸笔之间,我们可以用培养皿当纸,接种环当笔,各种形态颜色的细菌和真菌当颜料,“画”出别具风格的作品。下列说法错误的是(　　)A.制备培养基时要经过配制培养基—灭菌—倒平板等步骤B.培养霉菌的培养基的pH需为酸性,培养大肠杆菌的培养基的pH则需为中性或弱碱性C.使用接种环接种时,取菌种前和接种后都需将接种环进行干热灭菌D.培养成型的作品应低温保存,以免菌株疯长影响整体效果
答案 C　解析 每次使用接种环前后都要进行灼烧灭菌。
2.厨余垃圾中具有高效降解能力的微生物可用于厨余垃圾高效无害化处理。科研人员取一定量的厨余垃圾样品,制备不同浓度的样品稀释液,并将样液接种于利用蛋白胨、牛肉膏、氯化钠、琼脂配制的培养基表面进行培养并分离。下列分析正确的是(　　)A.牛肉膏主要为微生物提供氮源B.接种时需用力将菌种接种到培养基内C.稀释样液获得单个菌落以便判断菌种类型D.经过培养可筛选出具有高效降解能力的微生物
解析 牛肉膏主要为微生物提供碳源、氮源、磷酸盐和维生素等,A项错误。在接种菌种时,应将菌种接种到培养基表面以利于其生长,如果用力接种会划破培养基,从而影响菌株的生长,使其不能形成正常的形态特征,影响对菌落形态的观察及对其特征的鉴别,B项错误。通过稀释样液得到适宜的菌液浓度,再将菌液接种到培养基上获得单个菌落以便判断菌种类型,C项正确。经过培养、筛选后还需要进行鉴定,才能筛选出具有高效降解能力的微生物,D项错误。
▶题型二　微生物的筛选、分离与计数3.(不定项选择题)圆褐固氮菌可独立固定空气中的氮气,且能够分泌生长素;巨大芽孢杆菌可将有机磷降解为可溶性磷,二者组合可将有机厨余垃圾迅速分解为水和二氧化碳。为制备分解有机厨余垃圾的微生物菌剂,某科研小组对两菌种进行了最佳接种比例的探究实验,得出如下图所示实验结果。下列说法错误的是(　　)
A.圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌在生长过程中都需要氮源B.统计活菌数目可采用平板划线法和稀释涂布平板法C.处理该厨余垃圾废液,两菌种的最佳接种比例为2∶1D.两菌种的组合菌剂还可制成微生物肥料施用到土壤中,提高农作物的产量
答案 BC　解析 微生物的生长离不开碳源、氮源、水和无机盐等营养物质,圆褐固氮菌的氮源来自空气中的氮气,巨大芽孢杆菌的氮源来自培养基,A项正确。利用稀释涂布平板法和平板划线法都能获得单细胞菌落,达到分离的目的,稀释涂布平板法能对微生物进行计数,平板划线法不能,B项错误。实验的因变量是有机厨余垃圾的分解量(以二者的有效菌落数为指标),接种比例为2∶1的有效菌落数小于接种比例为1∶1的有效菌落数,故两菌种接种比例为1∶1时分解有机厨余垃圾的能力较强,C项错误。由题意可知,两菌种的组合菌剂还可制成微生物肥料施用到土壤中,提高农作物的产量,D项正确。
4.(不定项选择题)一次性口罩的主要成分为聚丙烯纤维。某科研团队准备从土壤中筛选出高效降解一次性口罩的细菌,图甲表示聚丙烯纤维分解菌分离与计数的过程,6号试管涂布的3个平板的菌落数为550、601、688,7号试管涂布的3个平板的菌落数为58、73、97,8号试管涂布的3个平板的菌落数为8、15、28;图乙表示在培养基中加入能与聚丙烯纤维结合而显色的染色剂,目的菌落周围出现透明圈的情况。下列说法正确的是(　　)
注D表示透明圈直径,d表示菌落直径。
A.图甲、图乙所用培养基分别为选择培养基和鉴别培养基,都以聚丙烯纤维作为唯一碳源B.图甲、图乙所用接种方法分别为稀释涂布平板法和平板划线法,都需在酒精灯火焰旁进行C.1 g土壤样品中含有聚丙烯纤维分解菌的估算数目是7.6×1010个,此数值一般偏小D.可选择图乙培养基中d/D值大的聚丙烯纤维分解菌作为目的菌种推广使用
答案 AC　解析 图甲表示聚丙烯纤维分解菌分离与计数的过程,培养基为选择培养基;图乙表示在培养基中加入能与聚丙烯纤维结合而显色的染色剂,从而鉴别聚丙烯纤维分解菌的过程,所以图乙所用培养基为鉴别培养基,两过程都以聚丙烯纤维作为唯一碳源,A项正确。图甲、图乙所用接种方法都为稀释涂布平板法,都需在酒精灯火焰旁进行,B项错误。在实际操作过程中,一般选择菌落数为30~300的平板进行计数。由题意可知7号试管符合条件。其稀释倍数为1×108,则1 g 土壤样品中含有聚丙烯纤维分解菌的估算数目是[(58+73+97)÷ 3]÷0.1×108=7.6×1010(个),此数值一般偏小,因为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,C项正确。可选择图乙培养基中D/d值较大的菌株作为目的菌种推广使用,因为这一指标越大说明单个菌株分解聚丙烯纤维的能力越强,D项错误。
题组二　易错防范——不失分1.判断下列有关微生物培养、分离与计数的叙述是否正确。(1)将接种环放在火焰上灼烧。(　　)(2)将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。(　　)(3)蘸取菌液和划线要在火焰旁进行。(　　)(4)划线时要将最后一区的划线与第一区的划线相连。(　　)(5)培养基灭菌常用的方法是高压蒸汽灭菌。(　　)(6)各种微生物培养基的配方中必须包含碳源、氮源、水、无机盐及琼脂等成分。(　　)
(7)微生物纯培养常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。(　　)(8)以尿素作为唯一氮源的培养基可以选择培养分解尿素的微生物。(　　)(9)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基时,需在倒平板后进行灭菌操作。(　　)(10)用稀释涂布平板法能分离细菌,也能计数,但结果偏大。(　　)(11)用稀释涂布平板法进行计数时,为了保证结果准确,一般选择菌落数为30~300的平板进行计数。(　　)
2. (2023广东卷)研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(上图)和选择培养基筛选原理来判断,下列最可能筛选到目标菌的条件组合是(　　)A.A点时取样、尿素氮源培养基B.B点时取样、角蛋白氮源培养基C.B点时取样、蛋白胨氮源培养基D.C点时取样、角蛋白氮源培养基
答案 D　解析 本实验的目的是筛选能高效降解角蛋白的嗜热菌,因此既要耐高温,又要能够高效降解角蛋白,所以在C点取样,并且以角蛋白氮源培养基进行选择培养。
易错点拨选择培养基的三个选择方法
1.果酒和果醋的制作(1)发酵菌种
附着在新鲜水果的果皮(葡萄皮)
(2)制作原理与条件
6CO2+12H2O+能量
2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量
CH3COOH(乙酸)
2.泡菜的制作(1)发酵原理
题组一　精典对练——拿高分▶题型一　传统发酵技术1.由于酸奶制作工艺并不复杂,一些人会在家里自制“原始状态”的酸奶。常见的操作流程是向经过杀菌处理的牛奶中添加某些对人体有益的细菌,再经过发酵即可。下列有关叙述正确的是(　　)A.常温下保存的酸奶可用作接种的菌种B.应该先对制作用具和原料进行灭菌处理,再接种纯的菌种,并控制发酵条件C.选用含有抗生素的牛奶进行发酵效果会更好,因为可以有效避免杂菌的污染D.采用煮沸法对牛奶进行消毒处理,可以最大程度地保证营养物质不被破坏
答案 B　解析 由于常温下保存的酸奶中乳酸菌已经失活,所以不能用来作为接种的菌种,A项错误。为避免杂菌污染,酸奶制作过程中应进行灭菌处理,同时为避免目的菌种被杀死,应先对制作用具和原料进行灭菌处理,再接种纯的菌种,并控制发酵条件(酵母菌发酵所需的适宜条件),B项正确。抗生素在杀灭杂菌的同时可能会杀死目的菌株(乳酸菌),导致发酵失败,C项错误。采用煮沸法对牛奶进行消毒处理会破坏牛奶中的营养成分,应采用巴氏消毒法,不仅能有效消毒,而且能使牛奶中的营养成分不被破坏,D项错误。
2.《齐民要术》中早有记载,可用酒酿醋,具体做法为“大率五石米酒醅,更著麹末一斗,麦一斗,井花水一石;粟米饭两石,掸令冷如人体,投之,杷搅,绵幕瓮口。每日再度搅之”。大体意思是将煮好的粟米饭摊开降至人体温度,与米酒醅混合,搅拌均匀,用棉纱布盖住罐口,每天重复搅拌几次。下列说法错误的是(　　)A.“粟米饭”与“米酒”的混合物可以作为酿醋的原材料B.“掸令冷如人体”避免了高温影响发酵微生物的活性C.“绵幕瓮口”是为了更好地让发酵微生物进行无氧发酵D.“每日再度搅之”让底层发酵更充分,以增加发酵产物量
答案 C　解析 粟米饭和米酒中的酒精在醋酸菌的作用下氧化可以转化成乙酸和水,进行酿醋,A项正确。温度会影响酶的活性,影响微生物的发酵,“掸令冷如人体”避免了高温影响发酵微生物的活性,B项正确。 醋酸菌是好氧细菌,“绵幕瓮口”是为了更好地让发酵微生物进行有氧呼吸,C项错误。“每日再度搅之”可以提供氧气,又可使营养物质与发酵微生物充分混合,让底层发酵更充分以增加发酵产物量,D项正确。
▶题型二　发酵工程的应用
3.维生素C是人和许多动物必需的营养物质。我国微生物学家分别利用氧化葡萄糖酸杆菌和假单胞菌,采用两次微生物发酵的方法,使维生素C的生产步骤更加简单。下列有关利用两次微生物发酵法进行工业化生产维生素C的叙述,错误的是(　　)A.可用稀释涂布平板法分离纯化生产所需的氧化葡萄糖酸杆菌和假单胞菌B.生产过程中可用显微镜直接计数法检测单位体积培养液中的两种活菌数目C.生产过程中需要对发酵设备和培养基进行严格的灭菌处理,以防止杂菌污染D.可用诱变或基因工程方法培育更加高产的氧化葡萄糖酸杆菌和假单胞菌菌种
答案 B　解析 在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个菌落,故可用稀释涂布平板法分离纯化生产所需的氧化葡萄糖酸杆菌和假单胞菌,A项正确。利用显微镜直接计数法检测细菌时无法区分死菌和活菌,B项错误。生产过程中为防止外来杂菌污染,以获得纯培养物,需要对发酵设备和培养基进行严格的灭菌处理,C项正确。诱变育种是利用物理或化学因素处理生物,诱发生物产生基因突变,从中选择优良变异;基因工程是将外源目的基因导入受体细胞,按照人的意愿改造生物的性状,故可用诱变或基因工程方法培育更加高产的氧化葡萄糖酸杆菌和假单胞菌菌种,D项正确。
题组二　易错防范——不失分1.判断下列关于传统发酵技术的叙述是否正确。(1)在果酒和果醋的制作过程中,利用的微生物分别是酵母菌和乳酸菌。(　　)(2)制果醋时的温度要比制果酒时的温度高些。(　　)(3)配制酵母菌悬液时,需加入大量的蔗糖才能使干酵母恢复活性。(　　)(4)制作果醋的发酵瓶中需要用酒水混合物充满。(　　)(5)酒精发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖。(　　)(6)可利用高渗透压控制杂菌,如制作腐乳时加盐。(　　)
(7)制作葡萄酒时产生的白膜是乳酸菌繁殖的结果。(　　)(8)利用发酵技术,在鲜奶中加入乳酸菌可制成乳酸制品。(　　)(9)制作泡菜的坛子加水密封隔绝空气是为了抑制乳酸菌繁殖。(　　)(10)白酒的酿造过程中主要利用了霉菌的发酵作用。(　　)
2.判断下列有关发酵工程及其应用的叙述是否正确。(1)发酵工程所需的性状优良的菌种只能从自然界中筛选出来。(　　)(2)与家庭传统发酵一样,发酵工程所用的菌种绝大多数是多菌种。(　　)(3)发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵。(　　)(4)谷氨酸发酵生产中,酸性条件下会积累谷氨酸。(　　)(5)与传统化学农药不同,微生物农药利用微生物或其代谢产物防治害虫,是一种生物防治手段。(　　)