【走向高考】2022年高考生物一轮复习 专题1 传统发酵技术和微生物的培养及应用强化作业（含解析）新人教版选修1

【走向高考】2022年高考生物一轮复习专题1传统发酵技术和微生物的培养及应用强化作业（含解析）新人教版选修11．下面是有关食醋和泡菜制作的实验。请回答：(1)食醋可用大米为原料经三步发酵来制作：第一步：大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成________(填中间产物)，然后进一步分解成葡萄糖，过一过程可用________(填淀粉指示剂)来检测，因为该试剂遇淀粉呈蓝色，遇上述中间产物呈红色。第二步：用________菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主要原因是________。第三步：用________菌将乙醇转化成乙酸，这一过程________氧气。(2)泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是________，还有少量的亚硝酸。对亚硝酸盐的定量测定可以用________法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N－1－萘基乙二胺偶联成________色化合物。进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是________。答案　(1)糊精　碘液(或KI－I2溶液)　酵母　发酵过程中会产生大量CO2，使瓶内压力升高而可能引起爆裂　醋酸杆　需要消耗　乳酸(或有机酸)　(光电)比色　玫瑰红　作为对照解析　(1)大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶(淀粉酶必须冷却后加入，因为酶的催化活性受温度的影响)，大米的主要成分是淀粉，在淀粉酶催化作用下，分解成糊精(主要含麦芽糖等)，这一过程中可用碘液(或KI－I2溶液)来检测反应的情况。酵母菌将葡萄糖转化成乙醇的过程中产生CO2，随反应的进行发酵瓶中CO2逐渐增多，瓶内压力升高，可能引起破裂，所以不要完全密闭。醋酸杆菌是好氧型细菌，在将乙醇转化成乙酸的过程中消耗氧气。(2)泡菜发酵过程离不开乳酸菌，其产生的酸主要是乳酸和少量的亚硝酸盐，亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时就会引起人中毒，必须对泡菜亚硝酸盐含量进行测定。其测定方法可用比色法。2．发酵法生产酒精后的废液(pH4.3)含有大量有机物，可用于培养、获得白地霉菌体，生产高蛋白饲料。培养、制取白地霉菌体的实验过程示意图：8\n请据图分析回答问题：(1)实验过程中培养白地霉的培养基是________。培养基定量分装前，先调节________，分装后用棉塞封瓶口，最后________处理。(2)图中①过程称为_____，从甲到乙的培养过程是为了_______。白地霉的代谢类型为__________。(3)为确定菌体产量，图中②操作之前，应先称量______________的质量。过滤后需反复烘干称量，直至__________________。所获菌体干重等于______________________。答案　(1)废液上清液　pH　灭菌　(2)接种　扩大培养　异养需氧型　(3)滤纸　恒重(质量基本不变)　恒重时质量与滤纸质量之差(答案合理均给分)解析　(1)培养基制备的流程是：确定营养成分→调节pH→灭菌处理，该实验过程中，由图示信息可知，白地霉的培养基来自废液沉淀处理后所获得的废液上清液。(2)图示①是将白地霉菌种接种到培养基的过程。甲到乙的过程是菌种扩大培养。白地霉的培养基含有大量的有机物，推断其同化作用为异养型。培养瓶开口，且培养过程不断振荡，则白地霉异化作用为需氧型。(3)由实验过程示意图可知，通过滤纸过滤，再烘干称重来确定菌体产量，实验结束后所称重量不仅有菌体的，还有滤纸的，所以滤液过滤之前应先称量滤纸的质量。菌体的产量是通过菌种干重体现的，所以过滤后需反复烘干，蒸发掉水分，直至质量基本不变，才能确定为干重，最后求得菌体干重＝恒重时的质量－滤纸质量。3．下面是家庭酿酒的具体操作过程：先将米煮熟，待冷却至30℃时，加一定量的“酒药”(实际是酵母菌菌种)与米饭混匀后置于一瓷坛内(其他容器也可)在中间挖一个洞，加盖后置于适当的地方保温(28℃)，12h即成。现请你从以下几方面对其发酵过程作一简单的分析：(1)先将米煮熟的目的是什么？________________________________________________________________________________________________________________。8\n(2)发酵坛没有密封，坛内无氧发酵的环境是由什么造成的？________________________________________________________________________________________________________________。(3)请用文字或坐标曲线的形式来说明发酵坛内有氧呼吸和无氧呼吸此消彼长的过程。_________________________________________________________________________________________________________________。(4)酿酒过程中为什么总是先来“水”后来“酒”，其原因是什么？_________________________________________________________________________________________________________________。(5)在具体操作过程中要根据米饭的多少加适量的酒药，如把握不准，宁多勿少，如果加少了将引起什么后果？为什么？_________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)为了杀灭其他杂菌。(2)有氧呼吸消耗O2，还产生大量水淹没基质。(3)有氧气时酵母菌进行有氧呼吸，当氧气逐渐减少时，有氧呼吸减弱，无氧呼吸逐渐增强，当氧气完全消耗时就转入完全的无氧发酵产生酒精。如图所示：(4)先进行有氧呼吸产生CO2和水，氧消耗完毕后再进行无氧呼吸生成酒精。(5)一开始加适量酵母菌是为了酵母菌种群有足够的起始密度，并能在短时间内繁殖大量个体占据整个生存空间。如果酵母菌种群起始密度过小，占据整个生存空间所用时间过长，极易导致杂菌侵入。解析　见答案。8\n4．泡菜是人们日常生活中比较喜欢的一种食品，但是泡菜中却含有亚硝酸盐。当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时，会引起中毒；达到3g时，会引起死亡。我国卫生标准规定：亚硝酸盐的残留量在酱菜中不得超过20mg/kg。膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿液排出，只有在特定的条件下，才会转变成致癌物质——亚硝胺。针对泡菜在发酵过程中会产生亚硝酸盐的事实，某中学生物活动小组设计实验，探究不同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量变化的影响。请补充实验设计的空缺内容：(1)制作泡菜的原理：___________________________________。(2)测量指标及方法：亚硝酸盐与某些化学物质发生反应后形成________色染料。先使泡菜样品及一系列已知浓度的亚硝酸盐溶液分别与化学物质发生显色反应，然后通过____________颜色，可以估测出泡菜中亚硝酸盐的含量。(3)确定浓度梯度：经过查找资料和初步实验，发现当食盐浓度为3%以下时，制作的泡菜容易发生腐败，而当食盐浓度在8%以上时，制作的泡菜又容易成为咸菜。因此，分别设计了3%、5%、7%的食盐浓度梯度来制作泡菜。(4)选择实验材料：红萝卜和白萝卜，哪种更适合于用做实验材料？____________，理由是________________________________。(5)制作泡菜：将实验材料分成3组制作泡菜，除了实验材料的重量相同外，还要保证每组泡菜的______________相同。(6)从第三天开始，定期测定泡菜中的亚硝酸盐含量，请帮助该小组设计一个用于实验记录的表格。答案　(1)利用乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖并发酵产生乳酸而制作泡菜　(2)玫瑰红　对比　(4)白萝卜　避免植物中色素对显色反应的干扰　(5)制作(或培养、发酵)条件　(6)如下表解析　乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖并发酵产生乳酸从而制作成泡菜。8\n5．下图表示酵母菌的细胞结构及部分相关的实验装置和实验结果，请回答：(1)图1可产生CO2的场所有________(填标号)，产生酒精的场所是________(填标号)。(2)图2表示制作果酒的简易装置。制作过程中需要适时拧松瓶盖，但不能完全打开，其目的是________；随着发酵时间的推移，拧松瓶盖间隔时间延长，原因是________。(3)血球计数板是酵母菌计数的常用工具。某类型血球计数板规格为1mm×1mm其计数室以双线等分成25个中方格，图3表示一个中方格。假设盖玻片下的培养液厚度为0.1mm，计数的5个中方格内的酵母菌总数为120个，则1mL培养液中有酵母菌约________个。(4)利用固定化酵母细胞进行相关实验，结果如图4(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量)。图示曲线表明浓度为________的海藻酸钠包埋效果最好。当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的主要原因是________。答案　(1)2、3(缺一不得分)　3　(2)释放二氧化碳，防止空气中杂菌污染　营养物质逐渐减少，导致酵母菌呼吸作用减弱　产生的CO2减少　(3)6.0×106(4)3%　海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，细胞容易漏出，固定的酵母细胞数量不足解析　(1)酵母菌无氧呼吸的场所在细胞质基质，产物有酒精和CO2，有氧呼吸的场所在细胞质基质和线粒体，产物有CO2和H2O。(2)拧松的目的是排气，不完全打开的目的是防止杂菌污染。酵母菌在一定量的果汁中繁殖，其营养物质越来越少，呼吸速率减弱，产生CO2减少。8\n(3)25个中方格的体积为1×1×0.1＝0.1mm2＝1×10－4mL。五点取样计数：5个中方格内的酵母菌总数为120个，那么25个中方格酵母菌数目为120×5＝600个，则1mL培养液中酵母菌数目为600÷1×10－4＝6.0×106个。(4)据图4信息，3%海藻酸钠溶液浓度，酶活力最高。酶活力包括酶活性和酶的数量。海藻酸钠浓度较低时，包埋的酵母菌易漏出，固定的酵母菌细胞数量少，所以酶活力降低。6．请回答下列问题：(1)土壤中富含各种微生物，将其浸出液接种到特定培养基上，可得到酵母菌，。这一过程叫做：________不同培养基的具体配方不同，但一般都含有________等营养物质。(2)要统计土壤样品中某活菌的数目，宜采用________法接种，根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的________就能大约推测出样品中的活菌数。(3)制作果酒时，将酵母菌加入到葡萄汁中，控制好发酵条件，10d后得到散发着酒香的成品。请你指出此过程的原理是_________。(4)胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排列疏松无规则，是一种高度________的薄壁细胞，胚状体与________发育形成的胚有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。(5)PCR中加入的引物有________种，其作用是_____________。答案　(1)酵母菌的分离　水、无机盐、碳源、氮源(2)稀释涂布平板　菌落数目　(3)在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵　(4)液泡化　受精卵(或合子)(5)2　作为DNA复制的起点(或使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸)解析　(1)在特定的培养基上从土壤浸出液中得到酵母菌为酵母菌的分离；微生物的培养基需含有碳源、氮源、无机盐、水等营养物质。(2)统计样品中活菌的数目常采用稀释涂布平板法。当样品稀释度足够高时，一个菌落来源于样品稀释液中的一个活菌，因此通过统计平板上的菌落数推测样品中的活菌数。(3)制作果酒的原理是利用酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵。(4)愈伤组织是高度液泡化无定形状态的薄壁细胞，胚状体与受精卵发育的胚具有相似的结构。(5)PCR技术加入引物有引物Ⅰ和引物Ⅱ两种，其作用是作为DNA复制的起点。7．从自然菌样筛选较理想的生产菌种的一般步骤是：采集菌样→富集培养→纯种分离→性能测定。回答下列问题：(1)不同微生物的生存环境不同，获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样，然后再按一定的方法分离、纯化。培养嗜盐菌的菌样应从________环境采集。8\n(2)富集培养指创设仅适合待分离微生物旺盛生长的特定环境条件，使其在群落中的数量大大增加，从而分离出所需微生物的培养方法。对产耐高温淀粉酶微生物的富集培养应选择________的培养基，并在________条件下培养。(3)下面两图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图解，请分析接种的具体方法。获得图A效果的接种方法是________，获得图B效果的接种方法是________。(4)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行________，接种前要进行________，在整个微生物的分离和培养中，一定要注意在________条件下进行。答案　(1)海滩等高盐　(2)以淀粉为唯一碳源　高温　(3)稀释涂布平板法　平板划线法　(4)pH调整　高压蒸汽灭菌　无菌解析　(1)根据生物对环境的适应性，培养嗜盐菌的菌样应从海滩等高盐环境采集。(2)根据要求，对产耐高温淀粉酶微生物的富集培养应选择以淀粉为唯一碳源的培养基，并在高温条件下培养。(3)由图可知，A是稀释涂布平板法，B是平板划线法。(4)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须先调整pH，再高压蒸汽灭菌；在整个微生物的分离和培养中，一定要注意在灭菌条件下进行。8．(2022·南京质检)某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察计数。请回答与此实验相关的问题。(1)培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了_______和________。除此之外，培养基还必须含有的基本成分是________。(2)对培养基和培养皿进行灭菌，常采用的方法分别是________。(3)为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于________中培养，培养的温度设定在37℃。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种________作为对照进行实验。(4)培养20小时后，观察到平板上有________，如果其总数越多，则说明______________________________________________________________________________________________________________。(5)如果提高培养基中NaCl的浓度，可以用于筛选耐________细菌，这种培养基被称为________。答案　(1)氮源　碳源　水和无机盐(2)高压蒸汽灭菌、干热灭菌法(3)恒温培养箱　无菌水8\n(4)形态和颜色不同的菌落　湖水样品中有多种细菌，污染程度越重(5)盐(或：NaCl)　选择培养基8