届高考生物二轮复习专题提能训练微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用.docx

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届高考生物二轮复习专题提能训练微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用

微生物的利用和生物技术

在食品加工中的应用

1．在农业生产中发现一种广泛使用的除草剂（含氮有机化合物）在土壤中不易降解，长期使用可污染土壤。

为修复被该除草剂污染的土壤，可按下面程序选育能降解该除草剂的细菌（已知该除草剂在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明）。

（1）制备土壤浸出液时，为避免菌体浓度过高，需将浸出液进行________处理。

（2）要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌，上述培养皿中培养基的特点是：

________体培养基且________。

若需要调节培养基pH，应该在各种成分都溶化后且分装________（填“前”或“后”）进行。

对培养基进行灭菌，常采用的方法是________。

（3）在划线前，接种环应该在酒精灯火焰上________。

培养后发现，只有很少菌落出现，大部分细菌在此培养基上不能生长的主要原因是__________________或有氧条件抑制了这些细菌的生长。

（4）在固体培养基上形成的菌落中，无透明带菌落利用的氮源主要是__________，有透明带菌落利用的氮源主要是________，据此可筛选出目的菌。

（5）A细菌和B细菌都能降解该除草剂，研究发现以每克菌体计算，A细菌降解该除草剂的能力比B细菌要强，对此现象合理的假设是________或________。

答案：

（1）稀释　

（2）固　以除草剂作唯一氮源　前　高压蒸汽灭菌　（3）灼烧灭菌　培养基中缺少这些细菌可利用的氮源　（4）氮气　该除草剂　（5）A细菌酶活性更强　A细菌酶量更多

2．请回答下列有关微生物及其技术问题。

（1）在腐乳的制作过程中，有多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是________。

微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的________，________可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。

（2）在腐乳制作时，要加盐腌制，其目的是析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬不会过早酥烂，同时盐还能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。

要制作出色香味俱全的腐乳，关键在于________的配制。

（3）在制作果醋、泡菜的过程中，需要氧气的是________。

（4）苹果醋是受现代人所青睐的健康饮品之一，其生产过程中利用了代谢类型为________的________（填生物名称）的发酵作用，该过程需要控制的温度条件是________。

答案：

（1）毛霉　肽和氨基酸　脂肪酶　

（2）卤汤　（3）制

作果醋　（4）异养需氧型　醋酸菌　30℃～35℃

3．（2014·江西重点中学第一次联考）下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。

请据图示回答下列问题：

图甲　　　　　　　　　　图乙

（1）完成图甲中的实验流程，则矩形框内应为________。

（2）果酒和果醋的制作分别利用了________和________（填生物名称）两种微生物的发酵原理。

由果酒转变成果醋的制作时，需要改变的环境条件是________和________，主要原因是________（答出两点）。

（3）图乙装置中的充气口在________过程中要关闭，而排气口在该过程中应开放，目的是用来排出________产生的________。

排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是________。

（4）果汁发酵后是否有酒精产生，可用________来检验，在酸性条件下呈现________色证明有酒精产生。

（5）葡萄是否需要灭菌？

为什么？

________________。

答案：

（1）醋酸发酵　

（2）酵母菌　醋酸菌　通入氧气　温度30℃～35℃　醋酸菌是好氧细菌，只有当氧气充足时才能进行旺盛的生命活动；醋酸菌的最适生长温度为30℃～35℃　（3）酒精发酵　酵母菌无氧呼吸　二氧化碳　避免空气中其他微生物进入发酵装置（防止空气中的微生物污染）　（4）重铬酸钾　灰绿　（5）不需要。

在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。

灭菌会杀死葡萄皮上附着的酵母菌，使发酵不能进行

解析：

（1）果酒发酵和果醋发酵可以利用同一装置，但在装置中缺乏糖源时，醋酸菌可以利用酒精为原料产生醋酸。

（2）果酒和果醋的制作分别利用了酵母菌和醋酸菌；由果酒的发酵进入果醋发酵后，氧气的含量要增加，且温度要提高到30℃～35℃，以满足醋酸菌的代谢需要。

（3）酒精是酵母菌经过无氧呼吸产生的，所以进行酒精发酵时要将充气口关闭；但排气口要时常打开，以排出无氧呼吸产生的CO2，防止发酵瓶爆裂；排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中的微生物污染。

（5）果酒的制作是利用了葡萄皮表面的野生型酵母菌，所以不能对葡萄进行灭菌处理。

4．（2014·泰安模拟）利用微生物由纤维素生产乙醇可以采

用下面的基本流程进行，请回答相关问题：

（1）自然界中①环节需要的微生物大多分布在________的环境中。

将从土壤中获得的微生物培养在以________为碳源的培养基上，再用________从培养基上选出所需菌种。

（2）为确定①环节得到的是不是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验，其发酵方法有液体发酵和________发酵。

对纤维素酶的测定方法是采用这种酶分解滤纸等纤维素后产生的________进行定量测量。

确定了所需要的微生物后，就可进行图中________环节，以获得进行酒精发酵的原料。

（3）生产中可以满足④环节的常用菌种是________，为了确保获得较纯净的乙醇，发酵过程需保持________环境。

答案：

（1）富含纤维素（其他答案合理也可，如落叶较多等）　纤维素　刚果红　

（2）固体　葡萄糖　②和③　（3）酵母菌　缺氧、酸性

解析：

（1）由题意可知，本题是利用微生物由纤维素生产乙醇，因此提取微生物，应在富含纤维素的环境中获得，该微生物应在以纤维素为碳源的培养基上培养，最后利用刚果红在菌株上选取菌种。

（2）发酵常用的方法是固体发酵和液体发酵，对纤维素酶的测定方法是采用这种酶分解滤纸等纤维素后产生的葡萄糖进行定量测量。

（3）由获得的糖液进行酒精发酵，常用的菌种是酵母菌，该反应是在无氧、酸性的环境中进行的。

5．

（1）传统生物技术与我们现代的生活依旧很贴近，下面是几则实例，请分析回答：

①人类酿酒的历史有5000年了，直到19世纪，法国的巴斯德才发现葡萄汁变酒是酵母菌的发酵作用。

在葡萄汁装入消毒发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，为什么？

____________________________________________________。

所使用的发酵液使酵母菌能生长繁殖而绝大多数其他微生物无法适应，这种发酵液应具有______________________的特点。

②利用发酵技术生产泡菜等食品易产生亚硝酸盐，过量亚硝酸盐危害人体健康，因此要检测腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。

在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应后，与________结合形成玫瑰红色染料，与标准液进行目测比较，可以估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。

（2）美国生物学家哈里森用一滴淋巴液成功培养了蝌蚪神经细胞，首创了动物细胞培养。

动物细胞体外培养需要满足的条件是无菌、无毒、__________、________、________、________。

答案：

（1）①在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量增殖　缺氧、呈酸性　②N1萘基乙二胺盐酸盐　

（2）营养　温度　pH　气体环境（或O2和CO2）

解析：

（1）果酒的发酵分两个阶段：

第一阶段是利用酵母菌的有氧呼吸，使酵母菌大量增殖，所以发酵瓶要保留1/3的空间。

第二阶段是无氧呼吸阶段，产生酒精。

发酵液具有缺氧、酸性等特点，可抑制其他微生物生长。

测定亚硝酸盐的含量是利用了它与对氨基苯磺酸反应后，与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，然后与标准液的颜色进行对比。

（2）动物细胞培养时除提供营养物质外，还需提供适宜的外界环境。

6．（2014·贵州六校联考）Ⅰ.微生物强化采油（MEOR）是利用某些微生物能降解石油，增大石油的乳化度，降低石油黏度的原理，通过向油井中注入含微生物的水来提高采油率的新技术。

以下是人们筛选、纯化和扩大培养该类微生物的实验操作。

请回答下列问题：

（1）土壤是微生物的大本营，该类微生物应取自________的土壤。

（2）为筛选和纯化该类微生物，从功能上分，应选用________培养基，此培养基中添加________作为微生物生长的唯一碳源。

培养基灭菌采用的最适方法是________法。

常用的接种方法是__________和________。

（3）接种后需密封培养，由此推测该类微生物的代谢类型是________，培养一段时间后在培养基上形成降油圈，此时选取________就可获得高效菌株。

Ⅱ.我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放进培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。

如图是细胞培养形成兰花植株示意图，请据图回答：

（1）图示兰花培养的技术称为________，原理是________。

图中③和④分别表示________和________过程。

（2）在培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，还需要在培养基中加入________。

培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值________时，有利于根的分化。

（3）在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程必须保证________。

答案：

Ⅰ.

（1）长期被石油污染（含石油多）　

（2）选择　石油　高压蒸汽灭菌　平板划线法　稀释涂布平板法　（3）厌氧型　降油圈大的菌落　Ⅱ.

（1）植物组织培养技术　植物细胞的全能性　脱分化　再分化　

（2）植物激素　高　（3）无菌

7．（2014·新题快递）多环芳烃是具有致癌、致畸、致突变作用的全球性污染物，是煤、石油、有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时产生的挥发性碳氢化合物，包括萘、蒽、菲、芘等150余种化合物。

某研究小组从一污水处理厂的污泥中筛选到一株可降解萘、蒽的细菌，命名为BDP01。

（1）该研究小组所用的培养基应以萘或蒽作为唯一碳源，其目的是______________，

从功能看该培养基类型属于__________。

（2）接种时所用的接种环通过________灭菌，在第二次及其后的划线操作时，总是从________开始划线，该分离纯化方法称________法。

（3）下面的图1和图2为该研究小组进行的其中两个实验的实验结果图，菌株的生长量以分光光度计于600nm处测定的光吸收值（OD600）表示。

①测定菌株生长量时用液体培养基，并需振荡培养。

这样一方面可使菌株与培养液充分接触，提高________的利用率；另一方面能_______________________________________________________。

②由图1可见，菌株生长量较高的温度范围是_______________。

图2结果表明，BDP01对pH的适应范围较小，在酸性条件下的生长量要________于碱性条件下的。

③结合图2推测，进行图1相关实验时培养基的pH最可能为________（用图2中相关数值表示）。

答案：

（1）筛选出BDP01菌株　选择培养基　

（2）灼烧　上一次划线的末端　平板划线　（3）①营养物质　增加溶液中的溶氧量　②30℃～35℃　小　③7.0

解析：

筛选微生物用选择培养基，以萘或蒽作为唯一碳源的培养基筛选出的是能降解萘或蒽的微生物。

使用接种环操作的分离方法是平板划线法，从第二次开始每次都是从上一次划线的末端开始划线，因为线条末端细菌的数目比线条起始处要少。

测定菌株的生长量涉及微生物在特定条件下的繁殖，需用液体培养基。

温度为自变量时，pH为无关变量，要选择适宜的pH条件。

8．某化工厂的污水池中含有一种有害的、难以降解的有机化合物A，研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基成功筛选到能高效降解化合物A的细菌。

实验的主要步骤如下图所示，请分析回答：

（1）培养基中加入化合物A的目的是筛选________，这种培养基属于________培养基。

（2）“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的________。

实验需要振荡培养，由此推测“目的菌”的代谢类型是________。

（3）培养若干天后，应选择培养瓶中化合物A含量________的培养基，接入新的培养液中连续培养，使“目的菌”的数量________。

（4）转为固体培养时，常采用________的方法接种，获得单菌落后继续筛选。

（5）若研究“目的菌”的群体生长规律，将单个菌落进行液体培养，可采用________的方法进行计数。

若以一个大方格（体积为0.1mm3）有25个中方格的计数板为例进行计算，设五个中方格中总菌数为B，菌液稀释倍数为C，那么原菌液的菌群密度为________个/mL。

（6）实验结束时，使用过的培养基应该进行________处理后，才能倒掉。

答案：

（1）目的菌　选择　

（2）化合物A　异养需氧型　（3）减少　增加　（4）平板划线　（5）定期取样

50000B·C　（6）灭菌

9．（2014·宁夏银川一中第四次月考）回答下列有关泡菜制作的问题：

（1）泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行________的过程。

该过程发生在乳酸菌的________中。

（2）制作泡菜时，所用盐水煮沸，其目的是________。

为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是________。

（3）从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是________，原因是__________________。

（4）泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有________、________和________等。

答案：

（1）无氧呼吸　细胞质　

（2）消灭杂菌（或灭菌除氧）　增加乳酸菌含量　（3）乳酸菌数量增加，杂菌数量减少　乳酸菌比杂菌更为耐酸（或乳酸菌产生的乳酸会抑制其他杂菌的生长繁殖）　（4）温度、食盐用量、腌制时间

10．（2014·银川九中模拟）由于酵母菌与人们的日常生活密切相关，因此，生物学家对它的研究较为深入而广泛。

根据所学知识，回答下列有关酵母菌的问题：

（1）土壤中富含各种微生物，将土壤浸出液接种到特定的培养基上，可获得较纯的酵母菌，这一过程叫做____________。

若想对初步筛选得到的酵母菌进行纯化并计数，可采用的接种方法是____________。

（2）在培养酵母菌的过程中，对培养基、接种环常采用的灭菌方法分别是____________。

在酵母菌的培养过程中，除考虑营养条件外，还需要考虑____________等条件。

（3）果酒的制作离不开酵母菌，在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是____________。

温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，在酵母菌的酒精发酵过程中，一般将温度控制在____________。

（4）酵母细胞常采用____________法固定化，若想使这些酵母细胞能被反复使用，实验过程中一定要注意____________。

（5）对野生型酵母菌进行诱变处理可筛选出能够耐高浓度糖溶液和耐酸的高产突变菌株，利用PCR技术可大量获得突变菌株所携带的特殊基因。

在PCR扩增反应中，加入引物的作用是__________________；加入DNA聚合酶的作用是______________________。

答案：

（1）酵母菌的分离　稀释涂布平板法　

（2）高压蒸汽灭菌、灼烧灭菌　温度、pH、渗透压　（3）附着在葡萄皮上的野生型酵母菌　18℃～25℃　（4）包埋　无菌操作　（5）结合在模板DNA上，提供DNA延伸的起始位点　催化DNA链的合成

解析：

在酵母菌的培养过程中，除考虑营养条件外，还需要考虑温度、pH、渗透压等。

在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌；工业生产中往往要加入人工培育的纯种酵母菌。

与酶相比，酵母菌细胞比较大，因此酵母细胞常采用包埋法固定化。

若想使这些酵母细胞能被反复使用，实验过程中一定要注意避免被其他杂菌污染，也就是要进行无菌操作。

DNA的复制需要引物，这是由于DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。

DNA聚合酶的作用是催化DNA子链的合成。

11．（2014·湖北省黄石二中等高三五月联合模拟）有些细菌可以分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染，某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。

回答问题：

（1）在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以________为唯一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于______________培养基。

（2）纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即________和________。

（3）为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________。

（4）通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常采用的灭菌方法有干热灭菌、__________________和____________________。

无菌技术要求实验操作应在酒精灯火焰附近进行，以_____。

答案：

（1）原油　选择　

（2）平板划线法　稀释涂布平板法　（3）强　（4）灼烧灭菌法　高压蒸汽灭菌法　避免周围环境中微生物的污染

解析：

本题考查微生物培养的相关知识，属于考纲识记理解层次的考查。

（1）欲筛选能高效分解原油的菌株，应用以原油为唯一碳源的选择培养基。

（2）微生物接种的两种方法是平板划线法和稀释涂布平板法。

（3）可通过比较单菌落分解圈的大小筛选菌株，分解圈大说明该菌株降解原油的能力强。

（4）实验室常用的灭菌方法有干热灭菌法、灼烧灭菌法和高压蒸汽灭菌法。

无菌操作可避免杂菌污染。

12．（2014·吉林省吉林市高三三模）回答下列有关微生物发酵技术的相关问题。

（1）酿制葡萄酒首先要选葡萄，通常要选糖分和酸度都很高的，用________试剂检验还原糖的含量。

其次要选酵母菌。

课外小组用同一种葡萄汁对三种酵母菌进行发酵能力测试，结果如下：

酵母菌

原重（g）

第一天

第二天

第三天

第四天

第五天

第六天

菌种1

150.5

151.83

150.85

149.38

148.34

147.32

145.94

菌种2

158.4

156.73

154.78

152.99

152.10

151.24

150.04

菌种3

164.8

163.82

161.51

159.43

158.24

157.25

155.49

从表格中培养基重量的变化分析，发酵能力最强的是________。

进行发酵前，发酵瓶要注意清洗干净，并且要使用________消毒。

（2）某同学在制作果酒之后，欲进一步制作果醋。

他先接种优良的醋酸杆菌，再持续通入无菌空气，进一步发酵。

请分析能否得到果醋？

________，原因是__________________________________。

（3）制作腐乳、泡菜时，需要氧气的是________，该过程中起主要作用的微生物是________。

（4）利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取。

可以从土壤微生物中筛选，制备培养基时，常用________做唯一碳源，制成________（固体、半固体或液体）培养基。

答案：

（1）斐林试剂　菌种3　70%酒精（或酒精）　

（2）不能　温度不适宜　（3）制腐乳　毛霉　（4）纤维素　固体

解析：

本题考查了果酒的制作过程，涉及了细菌接种及种群概念等考点，意在考查对相关概念的掌握情况，主要考查识记能力。

斐林试剂与还原糖在水浴加热条件下，产生砖红色沉淀。

酵母菌属于兼性厌氧型生物，有氧气进行有氧呼吸，大量繁殖，无氧时进行无氧呼吸，产生酒精。

从表格中培养基重量的变化分析，发酵能力最强的是菌种3。

为防止发酵液被污染，对使用的器具要清洗干净并晾干，并用70%酒精消毒。

醋酸菌是好氧性细菌，醋酸菌生长的最佳温度是在30℃～35℃，而酒精发酵的最佳温度是在18℃～25℃。

泡菜制作过程，是乳酸发酵过程即为乳酸菌进行无氧呼吸的过程，参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种，其中起主要作用的是毛霉，毛霉是需氧微生物。

获取高性能纤维素酶的培养基，应以纤维素作唯一碳源，制成固体培养基。