第35讲 发酵工程（课件）-2025年高考生物大一轮复习扫易错攻疑难课件

第九单元 生物技术与工程 第35讲 发酵工程 三真课堂 1 ★自主复习·精细梳理 【要求】 1．精读课本，了解知识被发现的情境。 2．精细梳理知识，使知识条理化、简约化。 3．将重点、错点、疑点用不同的符号标记出来。 4．学习小组相互检查任务完成情况，抽查学习效果，签名以示负责。 【任务】 1．选择性必修3 P1～30 2．学案第37讲 【课堂抽测】 上课开始时，对自主复习情况进行抽测，以学习小组为单位记分，作为优秀学习小组评选依据。 1．(择性必修3P7“探究·实践”)在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？其中最明显的变化发生在发酵后多少天？引起变化的原因是什么？ 在葡萄酒的制作过程中，发酵液中会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生 ________；如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，由果皮进入发酵液的__________________________________，因而发酵液的颜色 _______________________。果醋发酵过程中________________________，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是_______________。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 CO2 花青素会越来越多 会逐渐加深变成深红色 一般不会出现气泡 醋酸菌膜 2．(选择性必修3P7“探究·实践”)在制作果酒的过程中，除了酵母菌， 是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？ 果酒中除了酵母菌，还有_________________等微生物。_______可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。可以通过调节发酵的_________________等来控制乳酸菌的含量。果汁中的糖也是___________重要的碳源和能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把_____分解成醋酸；在缺少糖源的情况下，_______便是醋酸菌的碳源和能源，它将_____________________________________________。由于醋酸菌在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动，因此在制作果酒的过程中____________________________，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。此外，通过调节发酵的_____________________等同样可以控制醋酸菌的含量。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 乳酸菌、醋酸菌 乳酸菌 温度、果酒的pH 醋酸菌 糖 乙醇 乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸 尽量减少O2含量 温度、果酒的pH 3．(选择性必修3P7“探究·实践”)在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快 果醋的制作？ 随着醋酸发酵的进行，发酵液的_____________________等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低。在我们的实验条件下，当打开瓶盖后，空气中的___________会进入发酵液中大量繁殖，____________因不适应环境条件而不能繁殖。在工业上，后期醋的发酵需要____________________。我们制作果醋时，可以先买一瓶醋，将其打开暴露于空气中，一段时间后 在醋的表面会有一层______________________，用这层薄膜进行接种可以______________________________。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 pH、发酵温度 醋酸菌 其他的菌 人工接种醋酸菌 醋酸菌膜 明显缩短制作果醋的时间 4．(选择性必修3P8“到社会中去”)当把少量制作转化为大规模生产时，需要解决哪些实际问题？你能从中体会到技术与工程的区别和联系吗？ 从少量制作转向大规模生产时，会遇到许多新问题。例如，少量制作果醋时，不需要专门的______装置，而大规模生产果醋时，由于发酵罐容积很大，就需要安装________，以保障醋酸菌对O2的需求。可见在大规模生产发酵产品时，需要进行更为全面周详的考虑，如考虑原料的___________、菌种的_____________、发酵设备的________、发酵条件的____________、发酵产品的____________、成本价格等。自己制作的果酒和果醋并非商品意义上的产品。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 搅拌 搅拌器 来源与选择 选育与培养 选择 质量控制 自动化控制 4．(选择性必修3P8“到社会中去”)当把少量制作转化为大规模生产时，需要解决哪些实际问题？你能从中体会到技术与工程的区别和联系吗？ 在实际生产中还需要经过________________________________等过程才能获得成品酒或醋。果酒还需要在一定条件下进行后续________，以获得特定的风味和色泽。通过深入思考，可以感悟到，工程、技术与科学的不同：科学以_______________为核心，技术以_______________为核心，工程以_________________________________为核心。技术要通过_____________等环节，将一系列相关技术体系化地组合起来，才能转化应用在工程中，大规模生产人们需要的产品。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 沉淀、过滤、灭菌、装瓶 “建造”和“产品” “发现” “发明” 工程设计 发酵 5．(选择性必修3P14“拓展应用”)某生物兴趣小组将从葡萄皮上成功分离来的野生酵母菌分别接种于3个盛 有等量同种液体培养基的锥形瓶中,并放 置在摇床上培养,摇床转速分别为210 r/ min、 230 r/min和 250r/min，培养 时间与酵母菌种群密度的关系如下图所示。请分析回答下列问题。 (1)摇床转速不同，意味着培养条件有什 么不同？ 意味着培养液中O2含量不同。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 5．(选择性必修3P14“拓展应用”)某生物兴趣小组将从葡萄皮上成功分离来的野生酵母菌分别接种于3个盛 有等量同种液体培养基的锥形瓶中,并放 置在摇床上培养,摇床转速分别为210 r/ min、 230 r/min和 250r/min，培养 时间与酵母菌种群密度的关系如下图所示。请分析回答下列问题。 (2)从图中数据你可以得出什么结论？ 其原因是什么？ 培养液中O2含量越高，酵母菌种群密度越大；培养液中O2含量越高，酵母菌达到环境容量所用的时间短。培养液中O2含量，酵母菌有氧呼吸强度大，释放的能量多，繁殖速度快。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 5．(选择性必修3P14“拓展应用”)某生物兴趣小组将从葡萄皮上成功分离来的野生酵母菌分别接种于3个盛 有等量同种液体培养基的锥形瓶中,并放 置在摇床上培养,摇床转速分别为210 r/ min、 230 r/min和 250r/min，培养 时间与酵母菌种群密度的关系如下图所示。请分析回答下列问题。 (3)为什么培养8h后，其中2个锥形瓶中 酵母菌的种群密度基本达到稳定？ ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 这时候已经达到了环境容纳量。 6．(选择性必修3P20“拓展应用”)反刍动物，如牛和羊，具有特殊的器官——瘤胃。在瘤胃中生活着多种微生物，其中许多微生物能分解尿素。从瘤胃中分离与从土壤中分离能够分解尿素的微生物，在实验设计上有什么不同？ 由于瘤胃中的微生物多为______，接触空气后会_____，因此分离其中能分解尿素的微生物___________________________________________________ 进行实验设计。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 除了需要准备选择培养基，还应该参照厌氧菌的培养方法 厌氧菌 死亡 ★盲点错点·精准清除 【灭错点】 1．制作泡菜过程中，有机物的干重减少，种类增多。 2．亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的。 3．在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长。 4．乙醇既是乙酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖。 5．果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时。 6．白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程。 7．果酒制作过程中不需加入抑菌物质来防止杂菌的滋生。 8．果酒、果醋、泡菜制作过程中发酵液pH均下降后保持稳定。 ★盲点错点·精准清除 【灭错点】 9．榨汁前要将榨汁机和发酵瓶用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒。 10．青霉素由青霉菌合成，青霉菌为需氧型生物，需在有氧条件下发酵。 11．青霉素对许多细菌具有较强的杀伤性，不宜用细菌生产青霉素。 12．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害。 13．纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。 14．配制培养基时应先调pH，再灭菌。 15．培养微生物的培养基先灭菌，后分装到试管或培养皿。 ★盲点错点·精准清除 【灭错点】 16．用稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时，只要稀释度足够高，就能在培养基表面形成单个菌落。 17．刚果红可以与纤维素形成透明复合物，所以可以通过是否产生红色圈来筛选纤维素分解菌。 18．无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖。 19．固体培养基中的琼脂起凝固作用，不能被微生物利用。 20．培养基中含C、H、O、N的有机物，既是异养微生物的碳源也是氮源。 21．培养基中的无机盐能调节渗透压，还可作为某些化能自养菌的能源物质。 22．根据微生物的代谢产物与培养基中特定试剂反应而设计的培养基是鉴别培养基，不是选择培养基。 ★盲点错点·精准清除 【灭错点】 23．倒平板时，用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，并不是打开培养皿盖，倒放于超净工作台上。 24．灭菌后待培养基冷却至50℃左右（不是室温）时，在酒精灯火焰附近将其倒入培养装置。 25．平板划线法中每一次划线后要将接种环灼烧。 26．加入培养基中的指示剂和染料需要灭菌。 27．平板划线法应多个方向划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落。 28．要随时取样，检测培养液的菌种数目、产物浓度等，以了解发酵进程。 29．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。 ★盲点错点·精准清除 【灭错点】 30．在发酵工程的发酵环节中，发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物的代谢途径。 31．分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可采用过滤、沉淀等方法。 32．正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压。 33．可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 1．下图是泡菜制作流程图，请回答泡菜制作的有关问题： (1)泡菜发酵的原理是_______________________________________。 (2)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜，原因是_______________________。 (3)盐水需煮沸并冷却才可使用，原因是______________________________ _______________________________________________________________。 在无氧情况下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸 亚硝酸盐的含量低 煮沸是为了杀灭杂菌，去除水中的氧气，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 1．下图是泡菜制作流程图，请回答泡菜制作的有关问题： (4)将盐水煮沸冷却后，注入装好原料的泡菜坛中，同时加放一定量的“老汁”（陈泡菜水）。加入“老汁”的作用是__________________________ __________________________________________。 “老汁”中含有大量的乳酸菌，可使其在短时间内成为优势菌 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 1．下图是泡菜制作流程图，请回答泡菜制作的有关问题： (5)在腌制过程中，从外观上可以看到泡菜瓶中有间歇性的气泡冲出，坛盖有响声，其原因可能是____________________________________________ ______________________________________。 泡菜中除乳酸菌外，还有酵母菌和大肠杆菌等，酵母菌能将糖分分解为乙醇和二氧化碳等 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 1．下图是泡菜制作流程图，请回答泡菜制作的有关问题： (6)发酵中期为泡菜完全成熟阶段，泡菜有酸味而且清香。试分析此时坛内其他微生物的活动情况及原因：____________________________________ _____________________________________________________________。 由于pH不适宜，大肠杆菌、酵母菌和霉菌等的活动受到抑制；由于氧气耗尽，需氧型微生物的活动受抑制 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 1．下图是泡菜制作流程图，请回答泡菜制作的有关问题： (7)泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是__________________ ___________________________________。 (8)泡菜坛内的一层白膜产生原因是由于__________________________。 食盐浓度过高、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵 泡菜坛内产膜酵母的繁殖 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 1．下图是泡菜制作流程图，请回答泡菜制作的有关问题： (9)泡菜过程中亚硝酸盐含量的变化趋势是______________________________________ _________________________________________________，出现这种变化可能的原因是 _____________________________________________________。影响亚硝酸盐含量的因素有______________________________等。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，即____________。 与硝酸盐还原菌等微生物作用和pH对亚硝酸盐的影响有关 温度、食盐用量、腌制时间 亚硝胺 随着发酵的进行，亚硝酸盐含量会逐渐升高，当达到最高值后，含量会逐渐降低并趋于稳定 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 1．下图是泡菜制作流程图，请回答泡菜制作的有关问题： (10)发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量，原因是___________________ _______________________________________________________________。 发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化，及时检测是为了把握取食泡菜的最佳时机 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 1．下图是泡菜制作流程图，请回答泡菜制作的有关问题： (11)日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不宜多吃腌制蔬菜的原因是__________ ________________________________________________________________ _________________________________。 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，亚硝酸盐摄入过量或在特定条件下，会危害人体健康 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 1．下图是泡菜制作流程图，请回答泡菜制作的有关问题： (12)如何制造泡菜制作中的“无氧环境”？ ①选择的泡菜坛要闭封性好； ②加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料； ③盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 1．下图是泡菜制作流程图，请回答泡菜制作的有关问题： (13)含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶的原因是_______________________ ____________________________________________________________。 酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用，抗生素能够将乳酸菌杀死或抑制乳酸菌的生长 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 2．泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化规律是怎样的？ 时 期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 发酵初期 发酵中期 发酵后期 变化曲线 少(有O2，乳酸 菌活动受抑制) 少 增加(硝酸盐还原菌的作用) 最多(乳酸抑制 其他菌活动) 积累、增多、pH下降 下降(硝酸盐还原菌受抑制， 部分亚硝酸盐被分解) 减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动) 继续增多，pH继续下降 下降至相对稳定(硝酸 盐还原菌被完全抑制) ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 3．制作果酒和果醋的原理是什么？怎样控制发酵条件？   果酒制作 果醋制作 菌种 酵母菌 ___________ 菌种 来源 _____________上的野生型酵母菌 ___________的菌膜 发酵 过程 有氧条件下，通过_________大量繁殖： _____________________________________________________ 无氧条件下，通过_________产生酒精： ___________________________________ 氧气、糖源_____时： ___________________________________________ _____糖源、氧气充足时： _____________________________ 附着在葡萄皮 有氧呼吸 无氧呼吸 酶 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量 酶 C6H12O6+6O2 +6H2O 6CO2+12H2O+能量 醋酸菌 变酸酒表面 充足 C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2CO2+2H2O+能量 酶 缺少 C2H5OH+O2 →CH3COOH＋H2O+能量 酶 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 3．制作果酒和果醋的原理是什么？怎样控制发酵条件？   果酒制作 果醋制作 温度 一般酒精发酵________℃， 繁殖最适为_____℃左右 最适为_______℃ 气体 前期：_______， 后期：_________ 需要___________ 时间 _______天 ______天 18～25 20 无氧 10～12 30～35 需氧 充足的氧气 7～8 4．如图为果酒和果醋制作的实验装置图。 请据图思考下列问题： (1)装置图中a、b、c分别指什么？其作用是什么？ a为__________，用于向装置内__________； b为__________，用于排出__________； c为__________，用于__________。 (2)b需长而弯曲，其目的是什么？ ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 充气口 通气 CO2 出料口 排气管 取样检测 b长而弯曲，其目的是_____________________________。 防止空气中微生物的污染 4．如图为果酒和果醋制作的实验装置图。 请据图思考下列问题： (3)进行酒精发酵和醋酸发酵时，对图中哪一处操 作有差异？请具体指明。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 进行酒精发酵和醋酸发酵时，对________的操作有差异。酒精发酵前期，要将_______________，输入_______________，让酵母菌____________，后期将_____________，进行________________；在醋酸发酵过程中，将_____________________，输入_______________。 充气口 充气口打开 增殖 充气口关闭 无菌空气 酒精发酵 充气口连接气泵 无菌空气 4．如图为果酒和果醋制作的实验装置图。 请据图思考下列问题： (4)图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当？为什么？ (5)葡萄汁装入发酵瓶时，要留出约1/3空间，目的是什么？ ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 _________，因为葡萄汁的量不能超过发酵瓶体积的____，而且排气管口______________________。 2/3 离发酵液应有一段距离 不恰当 先让酵母菌进行_____________快速繁殖，耗尽O2后再进行 __________；防止发酵过程中产生的_____造成发酵液溢出。 有氧呼吸 CO2 酒精发酵 4．如图为果酒和果醋制作的实验装置图。 请据图思考下列问题： (6)醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是 酒精，甲都需要打开，请说明原因。 (7)果酒搁置时间过久为什么会有酸味？ ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 醋酸菌是________，在生活过程中_____________，如果__________则会引起醋酸菌的死亡。 始终需要氧气 氧气中断 需氧菌 醋酸菌在_________时，可以将酒精转化为______， 再将_____________为醋酸。 缺乏糖源 乙醛转化 乙醛 4．如图为果酒和果醋制作的实验装置图。 请据图思考下列问题： (8)果酒发酵时先通气后密封的目的是什么？ (9)在果酒的制作过程中，虽然加入的鲜苹果汁没有经过灭菌处理，但在制成的果酒中基本检测不出酵母菌以外的杂菌，可能的原因是是什么？ ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 酵母菌是兼性厌氧菌，因此果酒发酵时先通气使酵母菌大量繁殖；后密封使酵母菌进行酒精发酵。 发酵过程中积累的酒精能够抑制杂菌的生长繁殖。 4．如图为果酒和果醋制作的实验装置图。 请据图思考下列问题： (10)在制作米酒的具体操作过程中，要根据米的 多少加适量的酒酿，如把握不住，宁多而不能少， 如果加少了将产生什么后果？为什么？ (11)果醋发酵适宜的温度为30～35 ℃，温度过高时，醋酸菌代谢减慢甚 至死亡，根本原因是是什么？ ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 不能得到酒精。菌种太少，难以造成无氧环境， 其他微生物会大量繁殖，造成米饭腐败。 温度过高，影响酶的活性。 4．如图为果酒和果醋制作的实验装置图。 请据图思考下列问题： (12)根据果醋制作的原理和所需条件，若要在家庭 制作不同风味类型的果醋，在实际操作前需要考虑 的因素有哪些？ ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 果醋制作原料的种类；发酵菌种的选择；果醋制作 理化条件的控制；果醋制作的成本；果醋制作的食 品安全等。 4．如图为果酒和果醋制作的实验装置图。 请据图思考下列问题： (13)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如图所示。 据图分析，甲同学和丙同学的操作有误，其中甲同学的 错误是____________________，导致发酵中出现的主要 异常现象是______________________________；丙同学 的错误是_______________________________________， 导致发酵中出现的主要异常现象是_________________ ______。上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得 到的发酵产品依次是________________________。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 发酵液从充气管流出，发酵液变酸 瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口 未夹住发酵瓶的充气管 排气时发酵液从排气管流出 葡萄醋、葡萄酒、葡萄酒 4．如图为果酒和果醋制作的实验装置图。 请据图思考下列问题： (14)下图酿制葡萄酒的两个简易装置。 试管中的X溶液有助于维持甲装置的 瓶中气压相对稳定，与乙装置相比， 用甲装置酿制葡萄酒的优点是_____ _______________________________ _________。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染 5．请列表比较传统发酵技术中四种常用的菌种。 项 目 酵母菌 醋酸菌 毛霉 乳酸菌 生物学分类 代谢类型 含氧量控制 生长适宜温度 生产应用 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 真核生物 原核生物 真核生物 原核生物 异养兼 性厌氧型 异养 需氧型 异养 需氧型 异养 厌氧型 前期需氧， 后期不需氧 一直需氧 一直需氧 无氧 18～25 ℃ 30～35 ℃ 15～18 ℃ 室温 酿酒、发面 酿醋 制作腐乳 制作酸 奶、泡菜 6．培养基有哪些类型？ (1)按照物理性质划分 主要用于________ 呈液体状态的培养基 液体培养基 主要用于微生物的_____、______。 加入了________(琼脂)，外观显固体状态的培养基 固体培养基 功 能 特 征 名 称 用于细菌动力观察、微生物的趋化性研究、各种厌氧菌的培养、菌种保藏、鉴定。 在凝固性固体培养基中的凝固剂含量低于正常量，培养基呈现出在容器倒放时不致流下，但振荡则能破散的状态。 半固体培养基 凝固剂 分离 计数 工业生产 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 6．培养基有哪些类型？ ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 (2)按照功能划分 伊红和美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌 鉴别________ 的微生物 依据微生物产生的某种_________与培养基中特定试剂或化学药品反应，产生____的特征变化而设计 加入_________或化学药品 鉴别培养 基 以尿素为唯一氮源的培养基分离土壤中分解尿素的细菌 使混合菌样中的劣势菌变成优势菌，从而提高该菌的__ 根据某种微生物的特殊______要求或其对某化学、物理因素的____而设计的培养基 培养基中加入________成分 选择培养 基 实 例 用 途 原 理 制备方法 种 类 某种化学 营养 抗性 筛选率 某种试剂 代谢产物 明显 菌落相似 6．培养基有哪些类型？ ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 (3)按照化学成分划分 主要用于微生 物的分类、鉴定 用化学成分_____ 的化学物质配成 合成培养基 主要用于 工业生产 用化学成分______ 的天然物质配成 天然培养基 用 途 特 征 种 类 不明确 已知 7．研究和应用微生物的前提是什么？获得纯净培养物的关键是什么？ 研究和应用微生物的前提是________________________________。 获得纯净培养物的关键是_____________________。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 防止杂菌入侵，获得纯净的培养物 防止杂菌入侵 8．消毒和灭菌有什么区别？ 项目 条件 结果 常用方法 应用范围 消毒 较______的物理或化学方法 仅杀死物体表面或内部的______对人体有害的微生物 ______消毒法 日常用品 ______消毒法 不耐高温的液体 ________消毒法 用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源 _______消毒法 接种室、接种箱、超净工作台 灭菌 ______的理化因素 杀死物体内外 ____的微生物，包括芽孢和孢子 _______灭菌法 接种工具 _______灭菌法 玻璃器皿、金属工具 _______灭菌法 培养基及容器的灭菌 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 温和 部分 煮沸 巴氏 化学药剂 紫外线 强烈 所有 灼烧 干热 湿热 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 9．在倒平板的过程中，如果不小心将培养基 溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗？ 不能。空气中的微生物可能在皿盖和皿底之间的培养基上滋生，可能会造成污染。 10．平板冷凝后，为什么要将平板倒置？ 可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染；避免培养基水分过快挥发。 11．微生物接种的核心是什么？ 防止杂菌污染，保证培养物的纯度。 12．请列表比较两种纯培养方法。 比较项目 平板划线法 稀释涂布平板法 分离结果 接种用具 关键操作 注意事项 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 接种环 涂布器 接种环在固体培养 基表面连续划线 ①一系列的梯度稀释 ②涂布平板操作 每次划线前后均需灼烧接种环 稀释度要足够高，为确保实 验成功可以增加稀释度的范围 12．请列表比较两种纯培养方法。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 比较项目 平板划线法 稀释涂布平板法 菌体获取 适用范围 优 点 缺 点 共 同 点 在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体 从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体 适用于好氧菌 适用于厌氧菌和兼性厌氧菌 可以根据菌落的特点获得 某种微生物的单细胞菌落 既可以获得单细胞菌 落，又能对微生物计数 不能对微生物计数 操作复杂，需要涂布多个平板 都要用到固体培养基；都需进行无菌操作； 都会在培养基表面形成单菌落；都可用于观察菌落特征 13．平板划线法中，取菌种之前、每次划线之前、划线操作结束时，都要灼烧接种环，每次灼烧的目的是什么？ 项目 取菌种之前 每次划线之前 划线结束 目的 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 杀死接种环上 原有的微生物 杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线菌种数目减少 杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者 13．平板划线法在做第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？ 划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要____，每次从上一次划线的末端开始，____________________________________________________，最终能得到____________________________的菌落。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 少 能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少 由单个细菌繁殖而来 15．振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快的原因是什么？ 振荡培养能提高培养液中氧气的含量和营养物质的利用率。 16．实验室中筛选微生物的原理是什么？ 人为提供有利于目的菌株生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物生长。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 17．怎样从土壤中分离分解尿素的细菌？ ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 原 理 土壤中不能分解尿素的微生物因缺乏______而不能正常生长，能够分解尿素的微生物能利用_______为氮源正常生长，从而起到选择作用 方 法 使用以______为唯一氮源的选择培养基进行培养 特有代 谢过程 CO（NH2）2＋H2O――→______________ 鉴 别 在培养基中加入________指示剂，指示剂________说明菌落中的菌体为分解尿素的细菌 脲酶 尿素 尿素 脲酶 CO2＋2NH3 酚红 变红 18．能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，原因是什么？ 分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物。 19．土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验探究某微生物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。 将该微生物接种在无氮源培养基上，若能生长，则说明该微生物能利用空气中的氮气作为氮源；否则，说明该微生物不能利用空气中的氮气作为氮源。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 20．稀释涂布平板法、显微计数法两种微生物计数方法 有什么不同？ 稀释涂布平板法(间接计数法) 显微计数法(直接计数法) 原理 当样品的稀释度_______时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的_______，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活菌 利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算____________的样品中微生物的数量 公式 每克样品中的菌落数＝____________； C：某稀释度下____________________；V：涂布平板时所用的______________；M：_____________ 1 mL菌液的总菌数 ＝_________________ A：_____________________ B：_____________________ 缺点 当____________________________时，平板上观察到的只是一个菌落 不能区分__________ 结果 比实际值偏_____ 比实际值偏______ ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 足够高 一个活菌 C/V×M 平板上生长的平均菌落数 稀释液的体积 稀释倍数 两个或多个菌体连在一起 小 一定容积 50 000A·B 5个中方格中总菌数 菌液稀释倍数 细胞死活 大 21．微生物的分离与计数实验中对照组和重复组有什么作用？如何设置？ (1)两种对照组的设置及作用 ①判断培养基中“是否有杂菌污染”，需____________________________ ②判断选择培养基“是否具有筛选作用”，需________________________ ______________________________________________________________。 (2)重复组的设置及作用：为排除偶然因素对实验结果的干扰，在每一稀释度下___________________作重复组，选择___________________________ ____________的三个平板，用“平均值”代入计数公式予以计算菌落数。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 菌落数均在30～300且数目相差不大 将未接种的培养基同时进行培养 设置牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养，观察两种培养基上菌落数目，进行对比得出结论 宜设置至少3个平板 22．发酵工程是利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。发酵工程有哪些基本环节？请对基本环节进行分析。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 基本环节 基 本 环 节 进 行 分 析 选育菌种 从____________中筛选；通过_____________获得； 通过________________获得 扩大培养 工业发酵罐的体积大，菌种用量大，在_______之前 要对菌种进行扩大培养 配置培养基 根据菌种对____________的需求，选择原料制备培养基。培养基的配方要经过____________才能确定 自然界 诱变育种 基因工程育种 营养物质 发酵 反复试验 22．发酵工程是利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。发酵工程有哪些基本环节？请对基本环节进行分析。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 基本环节 基 本 环 节 进 行 分 析 灭菌 发酵工程所用的菌种大多是______菌种，要防止杂菌污染，对____________________进行严格的灭菌 接种 在________条件下进行 发酵罐 内发酵 发酵工程的______环节，随时检测培养液中_______________ _______等，以了解发酵进程；及时添加_______________来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更多的发酵产物；严格控制_________________等发酵条件，以保证产品质量和产量 单一 培养基和发酵设备 无菌 微生物数量、产 中心 必需的营养组分 温度、pH、溶解氧 物浓度 22．发酵工程是利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。发酵工程有哪些基本环节？请对基本环节进行分析。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 基本环节 基 本 环 节 进 行 分 析 分离 提纯 产物 若产品微生物细胞本身，可采用__________________等方法分离和干燥； 若产品为代谢物，可根据代谢物性质采用__________等方法分离和纯化 获得产品 _____________（单细胞蛋白）或代谢物 过滤、沉淀 蒸馏、萃取 微生物细胞 23．怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？ 发酵条件直接会影响微生物的生长和发酵产品的质量，发酵条件包括温度、pH、溶解氧、通气量等。 温度条件的调控可通过向冷却夹层通入______来调控； pH条件的调控可在培养基中加入_________，在发酵过程中加_______； 溶解氧的调控需根据微生物的代谢类型，若微生物是需氧型的，可通过空气入口通入空气，并调整搅拌叶轮转速增加__________，若微生物是厌氧型的，需封闭空气入口，建立_________环境等。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 溶解氧 冷水 缓冲液 酸或碱 无氧 24．生产啤酒时，需进行后发酵的原因是什么？ 主发酵结束后，发酵液不适合饮用，要在______________的环境下储存一段时间后进行后发酵，这样才能形成______________的啤酒。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 低温、密闭 澄清、成熟 25．微生物菌剂通常有液态和固态两种。下图是通过发酵工程制备菌剂的流程。 你认为工业生产中应首选制备液态还是固态的微生物菌剂？并简述理由。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 液态的微生物菌剂。原因是制备方法简单(无需选择合适载体、干燥、粉碎等操作)、成本低、使用方便、启动时间短。 26．发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点，有着广泛的应用。请列表总结发酵工程的应用。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 应用领域 应用 食品工业 医药工业 农牧业 其他方面 生产传统发酵产品——酒类（酿酒酵母）、酱油（黑曲霉）等； 生产食品添加剂——柠檬酸（黑曲霉）、味精（谷氨酸棒状杆菌）等； 生产酶制剂——淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶、脂肪酶等 生产抗生素、激素、疫苗、免疫抑制剂等 生产微生物肥料——根瘤菌肥、固氮菌肥等； 生产微生物农药——苏云金杆菌、白僵菌、井冈霉素等； 生产微生物饲料——单细胞蛋白(蛋白质含量占细胞干重的60%~80%)等 利用纤维素废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质；极端微生物的应用 27．微生物肥料是根据什么原理生产出来的？有什么特点？ ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 微生物肥料是利用微生物在代谢过程中产生有机酸、生物活性物质等生产出来的。能增进土壤肥力，促进植株生长，有的微生物肥料还可以抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生。 ★疑点难点·精心突破 【破难点】 1．选择培养基的设计技巧 [实例](2019·全国卷Ⅰ)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(5 g/L)。 Ⅱ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)， X(15 g/L)。 Ⅲ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)， X(45 g/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__________。 牛肉膏、蛋白胨 X ★疑点难点·精心突破 【破难点】 1．选择培养基的设计技巧 [实例](2019·全国卷Ⅰ)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(5 g/L)。 Ⅱ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)， X(15 g/L)。 Ⅲ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)， X(45 g/L)。 回答下列问题。 (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_______________________________________________________。 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 ★疑点难点·精心突破 【破难点】 1．选择培养基的设计技巧 [实例](2019·全国卷Ⅰ)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(5 g/L)。 Ⅱ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)， X(15 g/L)。 Ⅲ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)， X(45 g/L)。 回答下列问题。 (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____________________________________。 稀释涂布平板法 ★疑点难点·精心突破 【破难点】 1．选择培养基的设计技巧 [实例](2019·全国卷Ⅰ)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(5 g/L)。 Ⅱ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)， X(15 g/L)。 Ⅲ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)， X(45 g/L)。 回答下列问题。 (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______________________。 能量 合成其他物质的原料 ★疑点难点·精心突破 【破难点】 1．选择培养基的设计技巧 [技巧]用“目的法”设计选择培养基 1．在培养基_________________的前提下，加入某物质。依据某些微生物对某些物质的抗性，在培养基中加入某些物质，以_____不需要的微生物，________所需要的微生物生长。如培养基中加入高浓度食盐时可________多种细菌的生长，但不影响__________________的生长，从而可将该菌分离出来；而在培养基中加入青霉素时可抑制___________________的生长，从而分离得到_______________________。 全部营养成分具备 抑制 促进 抑制 金黄色葡萄球菌 细菌、放线菌 酵母菌和霉菌 ★盲点错点·精准清除 【破难点】 1．选择培养基的设计技巧 [技巧]用“目的法”设计选择培养基 2．通过改变培养基的_______________达到分离微生物的目的。培养基中缺乏氮源时，可分离_______________________，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存；培养基中若缺乏有机碳源则_____________无法生存，而自养微生物可利用空气中的CO2制造有机物生存。 营养成分 自生固氮微生物 异养微生物 ★疑点难点·精心突破 【破难点】 1．选择培养基的设计技巧 [技巧]用“目的法”设计选择培养基 3．利用培养基的_____________________分离特定微生物。如当石油是唯一碳源时，可抑制____________________的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，从而分离出能消除石油污染的微生物。 4．通过某些__________分离微生物。如在高盐环境中可分离_______，其他菌在盐浓度高时易失水而不能生存；在高温环境中可分离得到________ 的微生物，其他微生物在高温环境中因酶失活而无法生存。 特定化学成分 不能利用石油 特殊环境 耐盐菌 耐高温 2．消毒、灭菌方法的选择技巧 [实例](2018·全国卷Ⅱ)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_____________________________________________。 可以 在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少 ★疑点难点·精心突破 【破难点】 2．消毒、灭菌方法的选择技巧 [实例](2018·全国卷Ⅱ)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： (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____________________________。 ★疑点难点·精心突破 【破难点】 破坏DNA结构 消毒液 氯气 未将锅内冷空气排尽 2．消毒、灭菌方法的选择技巧 ★疑点难点·精心突破 【破难点】 [技巧]用“找对象法”选择消毒或灭菌方法 操作对象 培养基及容器 培养皿等玻璃和金属用具 接种环等金属用具 实验室 操作者双手 牛奶 日常生活用品 主要方法 湿热 灭菌法 干热 灭菌法 灼烧 灭菌法 紫外线 消毒法 +化学 消毒法 化学 消毒法 巴氏 消毒法 煮沸 消毒法 ★疑点难点·精心突破 【破难点】 3．用稀释涂布平板法计数微生物的标准掌控技巧 [实例]用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数为106的培养基中，对该实验有关叙述错误的是（ ） A．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是210、240和250， 取平均值233 B．涂布了一个平板，统计的菌落数是230 C．设置对照实验的主要目的是排除实验组中非测试因 素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度 D．统计某一稀释度的5个平板的菌落数依次为M1、M2、 M3、M4、M5，以M3作为该样品菌落数估计值 BD ★疑点难点·精心突破 【破难点】 3．用稀释涂布平板法计数微生物的标准掌控技巧 [技巧]稀释涂布平板法计数微生物时，慎用“30～300”标准 用稀释涂布平板法计数微生物时，要求选择菌落数在____________的平板进行计数。解题时易出现以下误解： (1)只得到_______菌落数在30～300的平板是_________的。错误的原因是______________________________，易受到偶发因素的影响。 30～300 1个 错误 不符合实验的重复原则 ★疑点难点·精心突破 【破难点】 3．用稀释涂布平板法计数微生物的标准掌控技巧 [技巧]稀释涂布平板法计数微生物时，慎用“30～300”标准 用稀释涂布平板法计数微生物时，要求选择菌落数在____________的平板进行计数。解题时易出现以下误解： (2)得到_______________菌落数在30～300的平板，也________________，这可能有两种情况： ①_______________________，如得到3个平板，菌落数分别为230、34、240，虽然菌落数均在“30～300”之间，这也是不正确的，因为“34”与“230”“240”差异太大，应重新实验找出原因。 30～300 3个或3个以上 不一定正确 不同平板间差异较大 ★疑点难点·精心突破 【破难点】 3．用稀释涂布平板法计数微生物的标准掌控技巧 [技巧]稀释涂布平板法计数微生物时，慎用“30～300”标准 用稀释涂布平板法计数微生物时，要求选择菌落数在____________的平板进行计数。解题时易出现以下误解： (2)得到_______________菌落数在30～300的平板，也________________，这可能有两种情况： ②________________________，是符合要求的，用其______________作为估算的最终结果。 可见，并不是只要得到3个“菌落数在30～300的平板”即可，而应该是涂布的________________________________“菌落数在30～300的平板” ___________________，说明实验操作合格，才能按照计算公式进行计算。 30～300 3个或3个以上 不一定正确 不同平板之间差异不大 平均值 同一稀释度的平板均符合 且无较大差异 $$