（课标Ⅱ卷）2020届高考生物一轮复习 专题24 传统发酵技术与微生物培养、应用课件

高考生物(课标Ⅱ生物专用)第十单元生物技术实践专题24传统发酵技术与微生物培养、应用五年高考A组统一命题·课标卷题组考点1传统发酵技术1.(2017课标全国Ⅱ,37,15分)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素,某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀,再将两者置于适宜条件下进行发酵,并在32h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题:(1)该实验的自变量是、。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌是。(3)如果在实验后,发现32h内的发酵效果越来越好,且随发酵时间呈直线上升关系,则无法确定发酵的最佳时间;若要确定最佳发酵时间,还需要做的事情是。(4)从大豆到豆豉,大豆中的成分会发生一定的变化,其中,蛋白质转变为,脂肪转变为。答案(1)菌种发酵时间(2)好氧菌(3)延长发酵时间,观测发酵效果,最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间(4)氨基酸和肽脂肪酸和甘油解析本题考查传统发酵技术的相关知识。(1)根据题中“甲、乙两菌种”和“32h内定期取样观测发酵效果”可确定该实验的自变量是菌种类型和发酵时间。(2)发酵容器底层缺氧,上层氧气相对充足,上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌属于好氧菌。(3)由于32h内发酵效果随发酵时间呈直线上升,所以若要确定最佳发酵时间,应该继续延长发酵时间,观测发酵效果,最好发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间。(4)发酵过程中微生物会产生多种蛋白酶和脂肪酶,蛋白酶可将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可使脂肪分解为甘油和脂肪酸。素养解读本题以影响豆豉发酵因素的研究为载体,通过实例分析考查科学探究。知识归纳关于传统发酵技术的3个误区:(1)误认为微生物培养基中都需有机碳源、氮源,自养型微生物的培养不需加有机碳源,固氮菌的培养不需加氮源。(2)误认为泡菜制作过程中乳酸和亚硝酸盐的含量都是先增加后减少,在泡菜制作过程中乳酸含量先增加后保持稳定。(3)误认为果酒、果醋制作过程中都需要无氧条件,果醋制作过程中利用的是醋酸菌的有氧呼吸,因此需要有氧条件。2.(2016课标全国Ⅱ,39,15分,0.74)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题:(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段,在酵母菌细胞的中进行,其产物乙醇与试剂在酸性条件下反应呈现灰绿色,这一反应可用于乙醇的检验;过程③在酵母菌细胞的中进行。与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度。 (2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,根据醋酸杆菌的呼吸作用类型,该过程需要在条件下才能完成。(3)在生产过程中,第一阶段和第二阶段的发酵温度不同,第一阶段的温度(填“低于”或“高于”)第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于核生物,其细胞结构中(填“含有”或“不含有”)线粒体。答案(1)细胞质基质重铬酸钾线粒体快(2)有氧(3)低于(4)原不含有解析(1)图中过程①和②表示酵母菌无氧呼吸的第一、二阶段,发生场所是细胞质基质;乙醇可在酸性条件下与重铬酸钾试剂发生颜色反应;过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段,发生在线粒体中;与无氧呼吸相比,有氧呼吸过程释放的能量多,所以在有氧条件下酵母菌的繁殖速度较快。(2)醋酸杆菌是好氧菌,所以乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)酵母菌和醋酸杆菌的最适生长温度分别是20℃和30~35℃。(4)醋酸杆菌属于细菌,是原核生物,原核细胞中不含有线粒体。素养解读本题借助对酵母菌代谢特点的分析考查生命观念。解题关键判断出图中①②③所代表的过程分别为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段、无氧呼吸第二阶段和有氧呼吸第二、三阶段是解题关键。考点2微生物的培养和应用1.(2019课标全国Ⅱ,37,15分)物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题。(1)要从土壤中分离目标菌,所用选择培养基中的氮源应该是。(2)在从土壤中分离目标菌的过程中,发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌,应该选择菌落进一步纯化,选择的依据是。 (3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源,请简要写出实验思路、预期结果和结论,即。(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌,使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异,该小组拟进行如下实验,请完善相关内容。①在含有一定浓度W的固体培养基上,A处滴加含有酶E的缓冲液,B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液,C处滴加,三处滴加量相同。②一段时间后,测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈,说明;若A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明。答案(1)W(2)乙乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W(3)将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源(4)①缓冲液②缓冲液不能降解W酶E与天然酶降解W的能力相近解析(1)要从土壤中分离能降解W的细菌,培养基中应以W为唯一氮源。(2)乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W。(3)要判断甲、乙能否利用空气中的氮气作为氮源,应将甲、乙菌分别接种在无氮源的培养基上,观察细菌能否生长,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源,否则不能。(4)①实验设计应遵循单一变量原则,C处应滴加等量不含酶的缓冲液。②C处只滴加等量缓冲液,若C处没有出现透明圈,说明缓冲液不能降解W,若A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明酶E与天然酶降解W的能力相近。素养解读本题借助微生物的筛选及酶活力对比实验的相关知识,考查考生对实验目的、原理的理解和对实验现象、结果的分析、解释能力。通过对不同种类微生物的筛选、纯化及酶活力实验分析,体现了对科学探究素养中方案探讨、结果分析要素的考查。2.(2019课标全国Ⅰ,37,15分)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解,会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。Ⅰ号培养基:在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5g/L)。Ⅱ号培养基:氯化钠(5g/L),硝酸铵(3g/L),其他无机盐(适量),X(15g/L)。Ⅲ号培养基:氯化钠(5g/L),硝酸铵(3g/L),其他无机盐(适量),X(45g/L)。回答下列问题。(1)在Ⅰ号培养基中,为微生物提供氮源的是。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是。(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中,培养一段时间后,不能降解X的细菌比例会,其原因是。(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基,若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数,接种时,应采用的方法是。(4)假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌,且该菌能将X代谢为丙酮酸,则在有氧条件下,丙酮酸可为该菌的生长提供和。答案(1)牛肉膏、蛋白胨X(2)下降不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖,而能降解X的细菌能够增殖(3)稀释涂布平板法(4)能量合成其他物质的原料解析(1)在Ⅰ号培养基中,牛肉膏、蛋白胨可以为微生物提供氮源,Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的是有机物X。(2)Ⅱ号培养基中,碳源只有X,不能降解X的细菌会因缺乏碳源而不能增殖,使该类细菌比例降低。(3)利用固体培养基对菌落进行计数时,需采用稀释涂布平板法进行接种。(4)在有氧条件下,丙酮酸可被分解为CO2和H2O且释放能量,为该菌的生长提供能量和合成其他物质的原料。素养解读本题借助微生物培养与筛选的相关知识,考查对相关操作技能的掌握以及将实验方法和技能进行灵活运用的能力;试题通过对高效降解X细菌的筛选,体现了科学探究中的结果分析要素。知识归纳总结微生物培养的常考知识(1)培养基的营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐,按照物理性质可分为液体培养基、固体培养基和半固体培养基。(2)常用灭菌方法:灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。(3)培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶常采用的灭菌和消毒方法依次是高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、化学消毒、紫外线灭菌、巴氏消毒法。(4)选择培养基的原理:不同微生物在代谢过程中所需要的营养物质和环境不同。有的适于酸性环境,有的适于碱性环境。例如从土壤中分离放线菌时,可在培养基中加入10%的酚数滴,抑制细菌和真菌的生长;如培养酵母菌和霉菌,可在培养基中加入青霉素;培养金黄色葡萄球菌,可在培养基中加入高浓度的食盐。3.(2019课标全国Ⅲ,37,15分)回答下列与细菌培养相关的问题。(1)在细菌培养时,培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常,制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH,其原因是。硝化细菌在没有碳源的培养基上(填“能够”或“不能”)生长,原因是。(2)用平板培养细菌时一般需要将平板(填“倒置”或“正置”)。(3)单个细菌在平板上会形成菌落,研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物,原因是。(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过处理,这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。答案(1)蛋白胨不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同能够硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源(2)倒置(3)在一定的培养条件下,不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征(4)灭菌解析(1)细菌培养时需要碳源、氮源、水和无机盐等,蛋白胨能同时提供碳源、氮源,葡萄糖提供碳源,NaNO3不能提供碳源,可提供无机氮源。不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同,故制备培养基时需要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH。硝化细菌是自养型细菌,可以利用空气中的CO2作为碳源,故硝化细菌可在没有碳源的培养基上生长。(2)为防止培养皿盖的冷凝水落入培养基造成污染,用平板培养细菌时一般需将平板倒置。(3)在一定培养条件下,不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征,如特定的形状、大小、颜色、隆起程度等,所以依据菌落的特征,可以初步区分不同种的微生物。(4)为防止污染环境,使用后的培养基丢弃前要经过灭菌处理,以便杀死丢弃物中所有的微生物。素养解读本题借助细菌的培养方法与操作的相关知识,考查考生理解实验原理、方法与操作步骤,并对一些生物学问题进行初步探究的能力;试题通过实验分析和方案探究的形式体现了对科学探究素养的考查。4.(2018课标全国Ⅱ,37,15分)在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。回答下列问题:(1)在实验室中,玻璃和金属材质的实验器具(填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法,与煮沸消毒法相比,这两种方法的优点是。(3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒,其原因是紫外线能。在照射前,适量喷洒,可强化消毒效果。(4)水厂供应的自来水通常是经过(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,而锅内并没有达到相应温度,最可能的原因是。答案(1)可以(2)在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少(3)破坏DNA结构消毒液(4)氯气(5)未将锅内冷空气排尽解析(1)能耐高温的、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金属用具可以采用干热灭菌法灭菌。(2)用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法对牛奶消毒,可以杀死牛奶中的微生物,并且使牛奶的营养成分损失较少,而煮沸消毒法会破坏牛奶的营养成分。(3)紫外线照射可以破坏DNA结构,杀死物体表面或空气中的微生物;在照射前,适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液,可以加强消毒效果。(4)水厂供应的自来水通常是经过氯气消毒的。(5)高压蒸汽灭菌时,若不排尽锅内的冷空气,会使锅内温度不达标。素养解读本题借助消毒与灭菌的区分,通过实例分析考查科学探究。5.(2018课标全国Ⅰ,37,15分)将马铃薯去