内容正文:
第1章 发酵工程
(考情速览+考点直击+考试提升)
考情揭秘
素养点击
基本考查点
1.传统发酵食品的制作;
2.培养基的配制、无菌技术和微生物的培养;
3.微生物的选择培养、微生物的分离与计数;
4.发酵工程的基本环节、发酵工程的应用。
1.考点1主要通过考查制作传统发酵食品(泡菜、果酒和果醋)等知识,培养学生的归纳与概括、演绎与推理等学科核心素养;
2.考点2以实验技术为主,在高考试题中,主要考查灭菌、消毒及微生物纯培养等相关技术操作的基础知识,并进行适当的拓展延伸,主要体现在对学生实验探究、科学思维等核心素养的考查。。
3.考点3以微生物的实验技术为主,通过考查教材实验的基础知识,考查学生的演绎与推理、创造性思维等科学思维,同时考查学生的科学探究等学科核心素养;
4.考点4的考查以发酵工程的应用为主,主要体现对科学探究、社会责任等生物学学科核心素养的培养。
热点及难点
1.结合中国传统文化考查泡菜、果酒、果醋的制作原理和制作过程;
2.以装置图、教材之外的拓展知识为载体,考查微生物的选择培养、分离与计数等;
3.结合生产实践考查发酵工程的基本环节。
高考中考查形式及地位
1.在选择题和非选择题中均有出现;
2.在新高考中,主要以选择题的形式考查无菌技术及微生物的纯培养,非选择题偶尔也会涉及;
3.在部分省份的新高考中,仍以非选择题的形式考查为主,选择题的考查暂时出现较少;
4.选择题和非选择题中均可能出现。
考点一、传统发酵食品的制作
1.以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理:①沸盐水冷却后再倒入坛中;②盐水需要浸没全部菜料;③盖好坛盖后,向坛盖边沿的水槽中注满水;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是( )
A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死
B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌
C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入
D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
2.(不定项)在制作发酵食品的学生实践中,控制发酵条件至关重要。下列相关叙述错误的有( )
A.泡菜发酵后期,尽管乳酸菌占优势,但仍有产气菌繁殖,需开盖放气
B.制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料
C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌空气制作葡萄醋
D.果酒与果醋发酵时温度宜控制在18~30 ℃,泡菜发酵时温度宜控制在30~35 ℃
3.关于白酒、啤酒和果酒的生产,下列叙述错误的是( )
A.在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气
B.葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质,也存在于线粒体
C.白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程
D.生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同,但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌
4.某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋,下列相关叙述正确的是( )
A.果酒发酵时,每日放气需迅速,避免空气回流入发酵容器
B.果酒发酵时,用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化,砖红色沉淀逐日增多
C.果醋发酵时,发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时
D.果醋发酵时,用重铬酸钾测定醋酸含量变化时,溶液灰绿色逐日加深
5.某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告,他的做法错误的是( )
A.选择新鲜的葡萄略加冲洗,除去枝梗后榨汁
B.将玻璃瓶用酒精消毒后,装满葡萄汁
C.酒精发酵期间,根据发酵进程适时拧松瓶盖放气
D.酒精发酵后去除瓶盖,盖一层纱布,再进行醋酸发酵
6.我国的酿酒技术历史悠久,古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载:将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发,如鱼眼汤,净淘米八斗,炊作饭,舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化,冒出鱼眼大小的气泡,把八斗米淘净,蒸熟,摊开冷透。下列说法错误的是( )
A.“浸曲发” 过程中酒曲中的微生物代谢加快
B.“鱼眼汤” 现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的
C.“净淘米”" 是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施
D.“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡
7.工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。回答下列问题:
(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的 可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供 。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖,大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的 、 能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分,如将蛋白质分解为小分子的肽和 。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉代谢类型是 。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于 (填“真核生物”或“原核生物”),常见类型有 和 ;添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是 。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是 (答出1点即可)。
考点二、培养基的配制、无菌技术和微生物的培养
1.为避免航天器在执行载人航天任务时出现微生物污染风险,需要对航天器及洁净的组装车间进行环境微生物检测。下列叙述错误的是( )
A.航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物
B.细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀
C.在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品
D.采用平板划线法等分离培养微生物,观察菌落特征
2.灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是( )
A.动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行
B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C.为防止蛋白质变性,不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D.可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
3.下列操作能达到灭菌目的的是( )
A.用免洗酒精凝胶擦手 B.制作泡菜前用开水烫洗容器
C.在火焰上灼烧接种环 D.防疫期间用石炭酸喷洒教室
4.解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色,乙菌菌落周围不变色,下列说法错误的是( )
A.甲菌属于解脂菌,乙菌不属于解脂菌
B.实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源
C.可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比
D.该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力
考点三、微生物的选择培养、微生物的分离与计数
1.平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是( )
A.不含氮源的平板不能用于微生物培养
B.平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C.接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D.利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
2.自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性,能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。
(1)用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖、蛋白胨和琼脂等成分,其中蛋白胨主要为细菌提供 和维生素等。
(2)A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上,凝固形成薄层。培养一段时间后,薄层变浑浊(如图),表明 。
(3)为分离出具有溶菌作用的细菌,需要合适的菌落密度,因此应将含菌量较高的湖泊水样 后,依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后,能溶解A菌的菌落周围会出现 。采用这种方法,研究者分离、培养并鉴定出P菌。
(4)为探究P菌溶解破坏A菌的方式,请提出一个假设,该假设能用以下材料和设备加以验证(主要实验材料和设备:P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱) 。
3.某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌,在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力,并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ:K2HPO4,MgSO4,NH4NO3,石油。
培养基Ⅱ:K2HPO4,MgSO4,石油。
操作步骤:
①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养,得到A、B菌液;
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂,分别制成平板Ⅰ、Ⅱ,并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
回答下列问题。
菌株
透明圈大小
平板Ⅰ
平板Ⅱ
A
+++
++
B
++
-
(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是 。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源,氮源在菌体内可以参与合成 (答出2种即可)等生物大分子。
(2)步骤①中,在资源和空间不受限制的阶段,若最初接种N0个A细菌,繁殖n代后细菌的数量是 。
(3)为了比较A、B降解石油的能力,某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验,结果如表所示(“+”表示有透明圈,“+”越多表示透明圈越大,“-”表示无透明圈),推测该同学的实验思路是 。
(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤,根据上表所示实验结果,治理石油污染应选用的菌株是 ,理由是 。
4.葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料,同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。
回答下列问题:
(1)皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷,可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是 ,萃取效率主要取决于萃取剂的 。萃取过程需要在适宜温度下进行,温度过高会导致花色苷 。研究发现,萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率,原因是 。
(2)为了解皮渣中微生物的数量,取10g皮渣加入90mL无菌水,混匀、静置后取上清液,用稀释涂布平板法将0.1mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95,则每克皮渣中微生物数量为 个。
(3)皮渣堆积会积累醋酸菌,可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的pH调至 性,灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入碳酸钙的目的是 。培养筛选得到的醋酸菌时,在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为 。
(4)皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时,乳酸菌有可能混入其中,且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验,区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌 。(简要写出实验步骤和预期结果)
5.某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和S,乙的组分为无机盐、水、S和Y。
回答下列问题:
(1)实验时,盛有水或培养基的摇瓶通常采用 的方法进行灭菌。甲、乙培养基均属于 培养基。
(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL,若要在每个平板上涂布100 μL稀释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个,则至少应将摇瓶M中的菌液稀释 倍。
(3)在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的S超过某一浓度时,某菌株对S的降解量反而下降,其原因可能是 (答出1点即可)。
(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数,请写出主要实验步骤: 。
(5)上述实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供4类营养物质,即 。
考点四、发酵工程的基本环节、发酵工程的应用
1.(不定项)某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌;醋醅含有醋酸菌;糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述正确的有( )
A.糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化和灭菌
B.发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸
C.醋酸发酵过程中经常翻动发酵物,可控制发酵温度和改善通气状况
D.啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间
2.青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时,会通过分泌青霉素杀死细菌,以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产,关于该生产过程,下列说法错误的是( )
A.发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B.可用深层通气液体发酵技术提高产量
C.选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中
D.青霉素具有杀菌作用,因此发酵罐不需严格灭菌
3.啤酒的工业化生产中,大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后,最终过滤、调节、分装。下列说法不正确的是( )
A.用赤霉素处理大麦,可使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶
B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌
C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵
D.通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期
1.青霉素是一种常用的抗生素,其工业化生产流程如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.图中的过程①②都属于扩大培养,目的是增加菌种的数量
B.过程③可以用化学药物进行灭菌处理,防止培养基中掺杂其他微生物
C.过程④常用的方法是过滤和沉淀,分离出的菌种可以再使用
D.发酵过程中要严格监控温度、pH、溶解氧、罐压、营养物质等发酵条件
2.下列关于传统发酵技术的叙述,错误的是( )
A.腐乳制作中参与发酵的菌种众多,其中起主要作用的是毛霉
B.制作泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌发酵,乳酸菌是厌氧细菌
C.果酒制作的原理是利用酵母菌进行无氧发酵,酵母菌是厌氧真菌
D.果醋发酵的适宜温度为30~35℃,需要在氧气充足的条件下进行
3.下列有关培养基和菌种鉴定的叙述,错误的是( )
A.在微生物的实验室培养中,培养皿可用体积分数为 70%的酒精擦拭灭菌
B.微生物的生长除受营养因素的影响外,还受 pH、渗透压等的影响
C.配制培养细菌的培养基时要将 pH 调至中性或弱碱性
D.菌落的形状、大小、颜色等特征都可作为菌种鉴定的依据
4.无菌技术是在操作过程中,保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术,主要包括消毒和灭菌。下列相关叙述正确的是( )
A.在100℃煮沸消毒5~6min,可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢
B.巴氏消毒法在杀死牛奶中所有微生物的同时并不破坏牛奶的营养成分
C.进行动物细胞的传代培养前,需用紫外线对超净工作台进行灭菌处理
D.高压蒸汽灭菌是湿热灭菌法中效果最好的,可用于培养皿的灭菌处理
5.如图为纯化培养酵母菌的一个操作环节,下列相关叙述中,错误的是( )
A.该操作步骤是接种,方法是平板划线法
B.每一次划线菌种的来源都是上一次划线的末端
C.图中酵母菌密度最小的是5处
D.该接种方法不能用于酵母菌的计数
6.嗜热菌又称高温细菌,是一类生活在火山口及其周围区域、温泉、工厂高温废水排放区等高温环境中的微生物。研究者从温泉中筛选高效产生高温淀粉酶的嗜热菌,其筛选过程如图1所示。将得到的菌悬液转接于同时含有葡萄糖和淀粉作碳源的固体培养基上培养,得到若干菌落后用碘液作显色处理,结果如图2所示。下列说法错误的是( )
A.热泉的高温状态淘汰了绝大多数的微生物保留了嗜热菌
B.甲、乙试管为液体培养基,液体培养基能分离获得水生噬热杆菌单菌落
C.丙中噬热菌数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和高温条件
D.图2中周围不显蓝色的菌落含有所需的嗜热菌
7.丙草胺(C15H22ClNO2)是一种广泛应用的除草剂,能抑制土壤细菌、放线菌和真菌的生长。某研究小组从某地土壤中分离获得能有效降解丙草胺的细菌菌株,并对其计数(如下图所示),以期为修复污染土壤提供微生物资源。下列有关叙述错误的是( )
A.提供适宜的温度,将培养基的pH调至酸性,有利于降解菌的生长繁殖
B.利用该方法计数结果往往比显微镜直接计数法偏小
C.配制以丙草胺为唯一氮源的选择培养基进行培养,可以提高降解菌的浓度
D.5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109个
8.发酵工程技术是生物技术的关键分支,深入研究其在食品中的应用可确保我国食品工业生产稳定进行,具有较高的经济价值、发展价值及实践价值。下列相关叙述错误的是( )
A.利用发酵工程可生产L-苹果酸、柠檬酸和乳酸等酸度调节剂
B.利用黑曲霉将大豆原料中的蛋白质水解,经淋洗后可调制成酱油
C.由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到谷氨酸,谷氨酸再经一系列处理可制成味精
D.发酵条件变化会影响微生物的生长繁殖,但不会影响微生物的代谢途径
9.如图是传统发酵技术的部分制作装置及操作步骤示意图。请据图回答下列问题:
(1)A和B装置中,适用于果醋制作的是 ,判断的理由是 。
(2)在葡萄酒的自然发酵过程中,酵母菌主要来源于 。
(3)醋酸菌是一种好氧细菌,只有当条件适宜时,才能进行旺盛的生理活动。当 都充足时,醋酸菌可将糖分解成乙酸;在缺少糖源时,醋酸菌可将乙醇转化为 , 再进一步转变为乙酸。
(4)进行果酒制作时,A装置中的发酵液不能装满,从微生物代谢的角度分析,其目的是 , 该发酵需要的温度条件是 ℃。
(5)C装置是制作 的装置,其中在发酵坛盖沿上加水的目的是 。
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第1章 发酵工程
(考情速览+考点直击+考试提升)
考情揭秘
素养点击
基本考查点
1.传统发酵食品的制作;
2.培养基的配制、无菌技术和微生物的培养;
3.微生物的选择培养、微生物的分离与计数;
4.发酵工程的基本环节、发酵工程的应用。
1.考点1主要通过考查制作传统发酵食品(泡菜、果酒和果醋)等知识,培养学生的归纳与概括、演绎与推理等学科核心素养;
2.考点2以实验技术为主,在高考试题中,主要考查灭菌、消毒及微生物纯培养等相关技术操作的基础知识,并进行适当的拓展延伸,主要体现在对学生实验探究、科学思维等核心素养的考查。。
3.考点3以微生物的实验技术为主,通过考查教材实验的基础知识,考查学生的演绎与推理、创造性思维等科学思维,同时考查学生的科学探究等学科核心素养;
4.考点4的考查以发酵工程的应用为主,主要体现对科学探究、社会责任等生物学学科核心素养的培养。
热点及难点
1.结合中国传统文化考查泡菜、果酒、果醋的制作原理和制作过程;
2.以装置图、教材之外的拓展知识为载体,考查微生物的选择培养、分离与计数等;
3.结合生产实践考查发酵工程的基本环节。
高考中考查形式及地位
1.在选择题和非选择题中均有出现;
2.在新高考中,主要以选择题的形式考查无菌技术及微生物的纯培养,非选择题偶尔也会涉及;
3.在部分省份的新高考中,仍以非选择题的形式考查为主,选择题的考查暂时出现较少;
4.选择题和非选择题中均可能出现。
考点一、传统发酵食品的制作
1.以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理:①沸盐水冷却后再倒入坛中;②盐水需要浸没全部菜料;③盖好坛盖后,向坛盖边沿的水槽中注满水;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是( )
A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死
B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌
C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入
D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
【答案】C
【分析】泡菜的制作原理:泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
(1)泡菜的制作流程是:选择原料、配置盐水、调味装坛、密封发酵。
(2)选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。
(3)原料加工:将新鲜蔬菜修整、洗涤、晾晒、切分成条状或片状。
(4)配制盐水:按照比例配制盐水,并煮沸冷却。原因是为了杀灭杂菌,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。
(5)泡菜的制作:将经过预处理的新鲜蔬菜混合均匀,装入泡菜坛内,装至半坛时,放入蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至八成满,再徐徐注入配制好的盐水,使盐水没过全部菜料,盖好坛盖。在坛盖边沿的水槽中注满水,以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。在发酵过程中要注意经常补充水槽中的水。
【详解】A、①盐水煮沸是为了杀灭水中的杂菌,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,A错误;
B、②盐水需要浸没全部菜料,造成无氧环境,有利于乳酸菌无氧呼吸,B错误;
C、③盖好坛盖后,向坛盖边沿的水槽中注满水,是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等,气体只能从泡菜坛排出而不能进入,C正确;
D、④检测泡菜中亚硝酸盐的含量,腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少,D错误。
2.(不定项)在制作发酵食品的学生实践中,控制发酵条件至关重要。下列相关叙述错误的有( )
A.泡菜发酵后期,尽管乳酸菌占优势,但仍有产气菌繁殖,需开盖放气
B.制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料
C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌空气制作葡萄醋
D.果酒与果醋发酵时温度宜控制在18~30 ℃,泡菜发酵时温度宜控制在30~35 ℃
【答案】ACD
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型;参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型;参与泡菜制作的微生物是乳酸菌,其新陈代谢类型是异养厌氧型。
【详解】A、乳酸菌属于厌氧细菌,开盖放气会影响乳酸菌发酵,因此不能开盖放气,A错误;
B、制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,是为了发酵初期让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,而制作泡菜的盐水要淹没全部菜料,以保证乳酸菌进行无氧呼吸,B正确;
C、醋酸菌为好氧细菌,且发酵温度高于果酒的发酵温度,因此制作好葡萄酒后,除通入无菌空气,还需要适当提高发酵装置的温度,C错误;
D、果酒发酵时温度宜控制在18~30 ℃,果醋发酵时温度宜控制在30~35 ℃,泡菜的制作温度低于30~35 ℃,D错误。
3.关于白酒、啤酒和果酒的生产,下列叙述错误的是( )
A.在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气
B.葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质,也存在于线粒体
C.白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程
D.生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同,但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌
【答案】B
【分析】果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧型生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。
【详解】A、在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气,让酵母菌大量繁殖,再进行酒精发酵,A正确;
BD、酒精发酵利用的菌种是酵母菌,葡萄糖转化为乙醇所需的酶存在于细胞质基质,不存在线粒体中,B错误,D正确;
C、白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程,如发酵初期酵母菌大量繁殖,C正确。
4.某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋,下列相关叙述正确的是( )
A.果酒发酵时,每日放气需迅速,避免空气回流入发酵容器
B.果酒发酵时,用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化,砖红色沉淀逐日增多
C.果醋发酵时,发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时
D.果醋发酵时,用重铬酸钾测定醋酸含量变化时,溶液灰绿色逐日加深
【答案】C
【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、酒精发酵是利用酵母菌的无氧呼吸,随着果酒发酵的进行,装置内会产生气体(二氧化碳),容器内压强大于外界,所以空气不会回流,A错误;
B、果酒发酵时,发酵液中的葡萄糖不断被消耗,因此用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化,砖红色沉淀逐日减少,B错误;
C、以酒精为底物进行醋酸发酵,酒精与氧气发生反应产生醋酸和水,几乎没有气泡产生,发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时,C正确;
D、酸性的重铬酸钾用于检测酒精,不能用于测定醋酸含量,D错误。
5.某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告,他的做法错误的是( )
A.选择新鲜的葡萄略加冲洗,除去枝梗后榨汁
B.将玻璃瓶用酒精消毒后,装满葡萄汁
C.酒精发酵期间,根据发酵进程适时拧松瓶盖放气
D.酒精发酵后去除瓶盖,盖一层纱布,再进行醋酸发酵
【答案】B
【分析】果酒与果醋制作原理与发酵条件的比较:
果酒制作
果醋制作
菌种
酵母菌
醋酸菌
菌种来源
附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
变酸酒表面的菌膜
发酵过程
有氧条件下,酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖:C6H12O6+6O2―→
6CO2+6H2O;无氧条件下,酵母菌通过无氧呼吸产生酒精:C6H12O6―→2C2H5OH+2CO2
氧气、糖源充足时:C6H12O6+2O2―→
2CH3COOH+2CO2+2H2O;缺少糖源、氧气充足时:C2H5OH+O2―→
CH3COOH+H2O
温度
一般酒精发酵18~25 ℃,繁殖最适为20 ℃左右
最适为30~35 ℃
气体
前期:需氧,后期:无氧
需要充足的氧气
时间
10~12天
7~8天
【详解】A、选择新鲜的葡萄洗1到2次,除去枝梗后榨汁,A正确;
B、葡萄汁不能装满,需装至玻璃瓶的2/3空间,B错误;
C、酒精发酵期间会产生二氧化碳,故需适时拧松瓶盖,防止发酵瓶爆裂,C正确;
D、醋酸菌是好氧菌,故醋酸发酵时应去除瓶盖,加一层纱布,D正确。
6.我国的酿酒技术历史悠久,古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载:将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发,如鱼眼汤,净淘米八斗,炊作饭,舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化,冒出鱼眼大小的气泡,把八斗米淘净,蒸熟,摊开冷透。下列说法错误的是( )
A.“浸曲发” 过程中酒曲中的微生物代谢加快
B.“鱼眼汤” 现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的
C.“净淘米”" 是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施
D.“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡
【答案】C
【分析】参与酒精的制作的微生物是酵母菌,酵母菌是兼性厌氧型微生物,在有氧条件下进行有氧呼吸将葡萄糖分解为二氧化碳和水,在无氧条件下生成酒精和二氧化碳。
【详解】A、“浸曲发”是将酵母菌活化,可以使微生物代谢加快,A正确;
B、“鱼眼汤”是指酵母菌在呼吸过程中产生CO2,使溶液中出现气泡,B正确;
C、在做酒过程中,为消除杂菌的影响主要靠“炊作饭”,即蒸熟,C错误;
D、“舒令极冷”是将米饭摊开冷透,防止温度过高导致微生物(酵母菌死亡),D正确。
7.工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。回答下列问题:
(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的 可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供 。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖,大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的 、 能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分,如将蛋白质分解为小分子的肽和 。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉代谢类型是 。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于 (填“真核生物”或“原核生物”),常见类型有 和 ;添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是 。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是 (答出1点即可)。
【答案】(1) 蛋白质 碳源
(2) 蛋白酶 脂肪酶 氨基酸 异养需氧型
(3) 原核生物 乳酸链球菌 乳酸杆菌 酒精和二氧化碳 酒精、乳酸、食盐
【分析】1、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理:毛霉等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肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。2、微生物的生长繁殖一般需要水、无机盐、碳源和氮源等基本营养物质,有些还需要特殊的营养物质如生长因子,还需要满足氧气和pH等条件。3、果酒制作的菌种为酵母菌,其原理是:在有氧的条件下,酵母菌大量繁殖,无氧的条件下,酵母菌产生酒精和二氧化碳。
(1)大豆中含有丰富的蛋白质,可为微生物的生长繁殖提供氮源;小麦中的淀粉可以为微生物的生长繁殖提供碳源。
(2)利用米曲霉发酵的原理米曲霉在发酵过程中产生蛋白酶和脂肪酶等;这些酶解产物使发酵的产物具有独特的风味,其中蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,脂肪酶能将脂肪分解成甘油和脂肪酸;米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,说明米曲霉的生长需要消耗有机物质和氧气,可知其代谢类型是异养需氧型。
(3)乳酸菌没有核膜包被的细胞核,属于原核生物;常见的乳酸菌包括乳酸链球菌和乳酸杆菌;酵母菌属于异养兼性厌氧型微生物,当环境条件良好时,其生殖方式是出芽生殖,旨在快速繁殖增加酵母菌数量;酵母菌既可以进行有氧呼吸,也可以进行无氧呼吸,无氧呼吸时分解葡萄糖产生酒精和二氧化碳;在发酵池中酵母菌产生的酒精能抑制杂菌的生长,乳酸菌产生的乳酸使发酵液呈酸性也能抑制杂菌的生长,同时往发酵池中添加的食盐也能抑制杂菌的生长。
考点二、培养基的配制、无菌技术和微生物的培养
1.为避免航天器在执行载人航天任务时出现微生物污染风险,需要对航天器及洁净的组装车间进行环境微生物检测。下列叙述错误的是( )
A.航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物
B.细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀
C.在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品
D.采用平板划线法等分离培养微生物,观察菌落特征
【答案】D
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、嗜极微生物适应极端环境的特性使它们有在空间暴露环境或地外星球环境中存活的可能,因此航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物,A正确;
B、细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀,会腐蚀舱内材料以及设备线路、元器件,B正确;
C、对航天器及洁净的组装车间进行环境微生物检测,需要在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品,C正确;
D、航天器及洁净的组装车间环境微生物很少,分离培养微生物,观察菌落特征,不需要采用平板划线法,D错误。
2.灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是( )
A.动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行
B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C.为防止蛋白质变性,不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D.可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
【答案】D
【分析】使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程称为灭菌,常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和湿热灭菌。消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程。
【详解】A、动、植物细胞DNA的提取不需要在无菌条件下进行,A错误;
B、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染,保证无菌环境,而微生物的培养不能加入抗生素,B错误;
C、一般用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌,以防止杂菌污染,C错误;
D、可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌,以防止杂菌污染,D正确。
3.下列操作能达到灭菌目的的是( )
A.用免洗酒精凝胶擦手 B.制作泡菜前用开水烫洗容器
C.在火焰上灼烧接种环 D.防疫期间用石炭酸喷洒教室
【答案】C
【分析】灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程,常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程,常用的方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或化学药物消毒法等。
【详解】A、用免洗酒精凝胶擦手属于消毒,A错误;
B、制作泡菜前用开水烫洗容器属于消毒过程,B错误;
C、在火焰上灼烧接种环能达到灭菌目的,C正确;
D、防疫期间用石炭酸喷洒教室,属于消毒,D错误。
4.解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色,乙菌菌落周围不变色,下列说法错误的是( )
A.甲菌属于解脂菌,乙菌不属于解脂菌
B.实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源
C.可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比
D.该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力
【答案】B
【分析】分析题文:解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。甲菌菌落周围呈现深蓝色,乙菌菌落周围不变色,说明甲菌能分泌脂肪酶,乙菌不能分泌脂肪酶。
【详解】A、由题干信息可知,甲菌菌落周围呈现深蓝色,这说明甲菌可以分泌脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸,属于解脂菌。乙菌菌落周围不变色,说明乙菌不能分泌脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸,不属于解脂菌,A正确;
B、乙菌菌落周围不变色,这说明乙菌落不能产生脂肪酶,不能利用脂肪为其供能,但乙菌落又能够在培养基上生存,故该培养基不是以脂肪为唯一碳源,B错误;
C、可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比,这样实验对比时更加直观,C正确;
D、可以利用该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力,进行对比观察时,可以观察菌落周围深蓝色圈的大小,从而判断解脂菌分泌脂肪酶的能力,D正确。
考点三、微生物的选择培养、微生物的分离与计数
1.平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是( )
A.不含氮源的平板不能用于微生物培养
B.平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C.接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D.利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
【答案】D
【分析】1、培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质,是进行微生物培养的物质基础。
2、按照培养基的用途,可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物生长,促进所需要的微生物的生长。
3、消毒和灭菌是两个不同的概念,消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物的方法杀死物体表面或内部的一部分微生物。灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
【详解】A、不含氮源的平板可用于固氮菌的培养,A错误;
B、平板涂布时涂布器使用前必须浸在酒精中,然后在火焰上灼烧灭菌,这种操作属于灭菌,不属于消毒,B错误;
C、使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌处理,不能直接丢弃,以免污染环境,C错误;
D、脲酶可以催化尿素分解,在以尿素为唯一氮源的平板上,能合成脲酶的微生物可以分解尿素获得氮源而进行生长繁殖,但是不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而无法生长,因此以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物,D正确。
2.自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性,能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。
(1)用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖、蛋白胨和琼脂等成分,其中蛋白胨主要为细菌提供 和维生素等。
(2)A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上,凝固形成薄层。培养一段时间后,薄层变浑浊(如图),表明 。
(3)为分离出具有溶菌作用的细菌,需要合适的菌落密度,因此应将含菌量较高的湖泊水样 后,依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后,能溶解A菌的菌落周围会出现 。采用这种方法,研究者分离、培养并鉴定出P菌。
(4)为探究P菌溶解破坏A菌的方式,请提出一个假设,该假设能用以下材料和设备加以验证(主要实验材料和设备:P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱) 。
【答案】(1)氮源、碳源
(2)A菌能在培养平板中生长繁殖
(3) 稀释 溶菌圈
(4)假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂
【分析】微生物的营养成分主要有碳源、氮源、水和无机盐等。微生物的培养基按其特殊用途可分为选择性培养基和鉴别培养基,培养基按其物理状态可分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基三类。
【详解】(1)蛋白胨主要为细菌提供氮源、碳源和维生素等。
(2)将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上,凝固形成薄层。培养一段时间后,薄层变浑浊,表明A菌能在培养平板中生长繁殖。
(3)将含菌量较高的湖泊水样稀释后,依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后,能溶解A菌的菌落周围会出现溶菌圈。
(4)根据实验实验材料和设备,圆形滤纸小片可用于吸收某种物质,离心机可用于分离菌体和细菌分泌物,为探究P菌溶解破坏A菌的方式,可假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂。
3.某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌,在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力,并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ:K2HPO4,MgSO4,NH4NO3,石油。
培养基Ⅱ:K2HPO4,MgSO4,石油。
操作步骤:
①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养,得到A、B菌液;
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂,分别制成平板Ⅰ、Ⅱ,并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
回答下列问题。
菌株
透明圈大小
平板Ⅰ
平板Ⅱ
A
+++
++
B
++
-
(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是 。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源,氮源在菌体内可以参与合成 (答出2种即可)等生物大分子。
(2)步骤①中,在资源和空间不受限制的阶段,若最初接种N0个A细菌,繁殖n代后细菌的数量是 。
(3)为了比较A、B降解石油的能力,某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验,结果如表所示(“+”表示有透明圈,“+”越多表示透明圈越大,“-”表示无透明圈),推测该同学的实验思路是 。
(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤,根据上表所示实验结果,治理石油污染应选用的菌株是 ,理由是 。
【答案】(1) 石油 DNA、RNA、蛋白质
(2)N0•2n
(3)在无菌条件下,将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处,平板Ⅱ也进行同样的操作,在相同且适宜条件下培养一段时间,比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录,根据透明圈大降解能力强,透明圈小降解能力弱,进而比较A、B降解石油的能力
(4) A A菌株降解石油的能力高于B菌株,并且在没有添加氮源的培养基中也能生长
【分析】培养基对微生物具有选择作用。配置培养基时根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求, 加入某些物质或除去某些营养物质,抑制其他微生物的生长,也可以根据某些微生物对一些物理、化学因素的抗性,在培养基中加入某种化学物质,从而筛选出待定的微生物。这种培养基叫做选择培养基。
【详解】(1)培养基的成分有碳源、氮源、无机盐和水等,从组成培养基的物质所含化学元素可知,作为碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白质都含有N元素,故氮源在菌体内可以参与合成这些物质。
(2)由题意“资源和空间不受限制”可知,细菌的种群数量呈J型曲线增长,由于细菌进行二分裂,细菌每繁殖一代就是上一代的2倍,根据公式Nt=N0•λt,λ=2,繁殖n代后细菌的数量是N0•2n。
(3)分析表格数据可知,实验的结果是:在平板Ⅰ上,A菌株降解石油的能力高于B菌株;在平板Ⅱ上,A菌株仍然能降解石油,而B菌株不能降解,根据实验的单一变量和对照原则,推测该同学的思路是:在无菌条件下,将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处,平板Ⅱ也进行同样的操作,在相同且适宜条件下培养一段时间,比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录,根据透明圈大降解能力强,透明圈小降解能力弱,进而比较A、B降解石油的能力。
(4)由表格数据可知,在平板Ⅱ(无氮源的培养基)上,A菌株仍然能降解石油,而B菌株不能降解,所以要治理贫氮且被石油污染的土壤,应该选用A菌株,因为A菌株降解石油的能力高于B菌株,并且在没有添加氮源的培养基中也能生长。
4.葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料,同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。
回答下列问题:
(1)皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷,可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是 ,萃取效率主要取决于萃取剂的 。萃取过程需要在适宜温度下进行,温度过高会导致花色苷 。研究发现,萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率,原因是 。
(2)为了解皮渣中微生物的数量,取10g皮渣加入90mL无菌水,混匀、静置后取上清液,用稀释涂布平板法将0.1mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95,则每克皮渣中微生物数量为 个。
(3)皮渣堆积会积累醋酸菌,可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的pH调至 性,灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入碳酸钙的目的是 。培养筛选得到的醋酸菌时,在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为 。
(4)皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时,乳酸菌有可能混入其中,且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验,区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌 。(简要写出实验步骤和预期结果)
【答案】 利于萃取剂溶解花色苷、使原料与萃取剂充分接触 性质和使用量 分解 纤维素酶、果胶酶可破坏细胞壁,有利于提高花色苷的提取率 8.8×106 中性至微碱性 使培养基不透明,从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈 碳源 实验步骤:将平板置于无氧环境下继续培养,观察菌落形态和透明圈大小
预期结果:若菌落继续生长,且透明圈增大,则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落,若菌落不能继续生长,透明圈不再扩大,则为醋酸菌菌落
【分析】(1)萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量,同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、草取的温度和时间等条件的影响。一般来说,原料颗粒小,萃取温度高,时间长,需要提取的物质就能够充分溶解,萃取效果就好。
(2)区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌,可根据二者代谢类型的不同,在无氧条件下进行培养,观察菌落生长情况。
【详解】(1)天然食用色素花色苷可用萃取法提取,萃取剂与水应不混溶,萃取前将原料干燥,有利于萃取剂溶解花色苷,提高溶解率;粉碎的目的是使原料与萃取剂充分接触;萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。萃取过程需要在适宜温度下进行,温度过高会导致花色苷分解。萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理,可破坏细胞壁,有利于提高花色苷的提取率。
(2)为了解皮渣中微生物的数量,取10g皮渣加入90mL无菌水,混匀、静置后取上清液,用稀释涂布平板法将0.1mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95,则三个平板中平均菌落数为(78+91+95)÷3=88,每克皮渣中微生物数量为88÷0.1×104=8.8×106个。
(3)醋酸菌属于细菌,制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的pH调至中性至微碱性,灭菌后在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入碳酸钙可使培养基不透明,醋酸菌产生的醋酸可分解碳酸钙,产生透明圈,根据这一特点可筛选出醋酸菌,在缺少糖源的液体培养基中醋酸菌以乙醇为碳源,先把乙醇氧化为乙醛,再把乙醛氧化为乙酸。
(4)醋酸菌为好氧菌,与兼性厌氧型的乳酸菌菌落形态相似,且二者产生的代谢产物均可使碳酸钙分解,区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌,可将平板置于无氧环境下继续培养,观察菌落形态和透明圈大小。若菌落继续生长,且透明圈增大,则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落,若菌落不能继续生长,透明圈不再扩大,则为醋酸菌菌落。
5.某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和S,乙的组分为无机盐、水、S和Y。
回答下列问题:
(1)实验时,盛有水或培养基的摇瓶通常采用 的方法进行灭菌。甲、乙培养基均属于 培养基。
(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL,若要在每个平板上涂布100 μL稀释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个,则至少应将摇瓶M中的菌液稀释 倍。
(3)在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的S超过某一浓度时,某菌株对S的降解量反而下降,其原因可能是 (答出1点即可)。
(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数,请写出主要实验步骤: 。
(5)上述实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供4类营养物质,即 。
【答案】(1) 高压蒸汽灭菌 选择
(2)104
(3)S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长
(4)取淤泥加入无菌水制成菌悬液,涂布(或稀释涂布)到乙培养基上,培养后进行计数
(5)水、碳源、氮源、无机盐
【分析】分析题图:①为淤泥取样进行稀释,②为接种到液体培养基上,③稀释涂布平板法接种到以S为唯一碳源和氮源的选择培养基上,④为挑取单菌落接种,⑤在以S为唯一碳源和氮源的选择培养基上进一步筛选出高效降解S的菌株。
【详解】(1)微生物培养的关键是无菌技术,常用高压蒸汽灭菌法对盛有水或培养基的摇瓶进行灭菌;
甲、乙培养基均以S(一种含有C、H、N的有机物)为唯一碳源和氮源,属于选择培养基。
(2)利用稀释涂布平板法对细菌进行计数,要保证每个平板上长出的菌落数不超过200,假设稀释倍数为a,在每个平板上涂布100uL(即0.1mL)稀释后的菌液,则有200×a÷0.1=2×107,则稀释倍数a=104 。
(3)在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的S超过某一浓度时,某菌株对S的降解量反而下降,其原因可能是S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长。
(4)能够对微生物进行分离和计数的方法是稀释涂布平板法,故若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数,可以取淤泥加入无菌水制成菌悬液,涂布(或稀释涂布)到乙培养基上,培养后进行计数。
(5)培养基,是指供给微生物、植物或动物(或组织)生长繁殖的,由不同营养物质组合配制而成的营养基质。一般都含有 碳水化合物、含氮物质、无机盐(包括微量元素)、水等几大类物质。
考点四、发酵工程的基本环节、发酵工程的应用
1.(不定项)某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌;醋醅含有醋酸菌;糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述正确的有( )
A.糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化和灭菌
B.发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸
C.醋酸发酵过程中经常翻动发酵物,可控制发酵温度和改善通气状况
D.啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间
【答案】ACD
【分析】1.果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧型生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件,20℃左右,酒精发酵时,一般将温度控制在18~30℃,在葡萄酒自然发酵过程当中,其主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
2.醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动。醋酸菌对氧气的含量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
【详解】A、糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的均有利于灭菌和糖化过程,A正确;
B、图中制酒用到了酒曲,酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌,霉菌属于真菌,其为需氧型,该过程霉菌产生的淀粉酶有利于将糯米中的淀粉分解,其中的乳酸菌进行的是无氧呼吸,酵母菌主要进行无氧呼吸过程完成酿酒的过程,醋酸发酵过程中主要利用了醋酸杆菌的有氧呼吸进行醋酸发酵,B错误;
C、醋酸发酵过程中利用了醋酸菌的有氧呼吸,在发酵过程中经常翻动发酵物,有利于散热,可控制发酵温度和改善通气状况,C正确;
D、啤酒酿造流程中利用的原理是酵母菌的无氧呼吸产生酒精的过程,若适当增加溶解氧有利于酵母菌有氧呼吸产生更多的能量满足酵母菌自身增殖的需要,因而可缩短发酵时间,D正确。
2.青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时,会通过分泌青霉素杀死细菌,以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产,关于该生产过程,下列说法错误的是( )
A.发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B.可用深层通气液体发酵技术提高产量
C.选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中
D.青霉素具有杀菌作用,因此发酵罐不需严格灭菌
【答案】D
【分析】培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等四类营养物质。配制培养基时除了满足基本的营养条件外,还需满足微生物生长对特殊营养物质、pH、O2的要求。
【详解】A、青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌;提供相同含量的碳源,葡萄糖溶液单位体积中溶质微粒较多,会导致细胞失水,发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖,乳糖是二糖,可被水解为半乳糖和葡萄糖,是青霉菌生长的最佳碳源,可以被青霉菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利条件,A正确;
B、青霉菌的代谢类型为异养需氧型,可用深层通气液体发酵技术提高产量,B正确;
C、选育出的高产青霉素菌株经扩大培养纯化后,才可接种到发酵罐中进行工业化生产,C正确;
D、为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染,获得纯净的青霉素,发酵罐仍需严格灭菌,D错误。
3.啤酒的工业化生产中,大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后,最终过滤、调节、分装。下列说法不正确的是( )
A.用赤霉素处理大麦,可使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶
B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌
C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵
D.通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期
【答案】B
【分析】啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
【详解】A、用赤霉素处理大麦,可诱导α-淀粉酶相关基因的表达,促进α-淀粉酶的合成,进而使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶,A正确;
B、焙烤可以杀死大麦种子的胚,但不使淀粉酶失活,没有进行灭菌,B错误;
C、糖浆经蒸煮(产生风味组分、终止酶的进一步作用,并对糖浆灭菌)、冷却后再接种酵母菌进行发酵,防止高温杀死菌种,C正确;
D、转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期,属于转基因技术在微生物领域的应用,D正确。
1.青霉素是一种常用的抗生素,其工业化生产流程如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.图中的过程①②都属于扩大培养,目的是增加菌种的数量
B.过程③可以用化学药物进行灭菌处理,防止培养基中掺杂其他微生物
C.过程④常用的方法是过滤和沉淀,分离出的菌种可以再使用
D.发酵过程中要严格监控温度、pH、溶解氧、罐压、营养物质等发酵条件
【答案】B
【分析】菌种扩大培养法是对保藏菌种进行活化和逐级繁殖培养,从而为发酵生产提供相当数量代谢旺盛并满足一定生理要求的微生物细胞的方法。
【详解】A、图中的过程①、②都属于扩大培养,进行培养液的更换,有利于增加菌种的数量,A正确;
B、 过程③灭菌所用化学药物对各种微生物均有一定的杀灭能力,残留在培养基中的药物也会抑制接种的青霉菌的生长繁殖,B错误;
C、 发酵完成后,如果产品是菌种,则需要采用过滤、沉淀等方法获得细胞,C正确;
D、发酵过程中必须严格控制好温度、pH、溶解氧、罐压、营养物质等发酵条件,使发酵全过程处于最佳状态,D正确。
2.下列关于传统发酵技术的叙述,错误的是( )
A.腐乳制作中参与发酵的菌种众多,其中起主要作用的是毛霉
B.制作泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌发酵,乳酸菌是厌氧细菌
C.果酒制作的原理是利用酵母菌进行无氧发酵,酵母菌是厌氧真菌
D.果醋发酵的适宜温度为30~35℃,需要在氧气充足的条件下进行
【答案】C
【分析】1、腐乳的制作原理: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,其代谢类型为异养需氧型,适宜温度为15℃~18℃;毛霉能够产生蛋白酶和脂肪酶,将蛋白质和脂肪分别水解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸。
2、果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~25℃;生产中是否有酒精的产生,可用酸性重铬酸钾来检验,该物质与酒精反应呈现灰绿色。
3、果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌,醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动,其代谢类型属于异养需氧型。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解为醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
4、泡菜的制作原理:泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
【详解】A、参与制作腐乳的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种,其中起主要作用的是毛霉,A正确;
B、制作泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌发酵,乳酸菌是厌氧细菌,能够进行无氧呼吸,将葡萄糖分解为乳酸,B正确;
C、果酒制作的原理是利用酵母菌进行无氧发酵,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵,C错误;
D、制作果醋利用的是醋酸菌,醋酸菌是好氧菌,故果醋发酵的适宜温度为30~35℃,需要在氧气充足的条件下进行,D正确。
3.下列有关培养基和菌种鉴定的叙述,错误的是( )
A.在微生物的实验室培养中,培养皿可用体积分数为 70%的酒精擦拭灭菌
B.微生物的生长除受营养因素的影响外,还受 pH、渗透压等的影响
C.配制培养细菌的培养基时要将 pH 调至中性或弱碱性
D.菌落的形状、大小、颜色等特征都可作为菌种鉴定的依据
【答案】A
【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质;根据物理性质分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质和氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【详解】A、在微生物的实验室培养中,培养皿可用干热灭菌法进行灭菌,利用酒精擦拭是消毒,A错误;
B、结合分析可知,微生物的生长在受到碳源、氮源、水和无机盐的几种主要营养物质的影响外,还会受到pH、渗透压等的影响,B正确;
C、培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,C正确;
D、菌落是指由一个微生物细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度,形成肉眼可见的子细胞群体。菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等,每一种细菌在一定条件下形成固定的菌落特征。不同种或同种在不同的培养条件下,菌落特征是不同的。这些特征对菌种识别、鉴定有一定意义,D正确。
4.无菌技术是在操作过程中,保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术,主要包括消毒和灭菌。下列相关叙述正确的是( )
A.在100℃煮沸消毒5~6min,可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢
B.巴氏消毒法在杀死牛奶中所有微生物的同时并不破坏牛奶的营养成分
C.进行动物细胞的传代培养前,需用紫外线对超净工作台进行灭菌处理
D.高压蒸汽灭菌是湿热灭菌法中效果最好的,可用于培养皿的灭菌处理
【答案】A
【分析】微生物实验室的培养的关键是无菌操作.无菌操作主要包括:①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒; ②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌;③为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行;④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。
【详解】A、在100℃煮沸消毒5~6min,可以使蛋白质变性,杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢,A正确;
B、巴氏消毒法在70-75℃煮30分钟,可以杀死牛奶中的微生物并不破坏牛奶的营养成分,但不能杀死所有的微生物,B错误;
C、紫外线对超净工作台进行照射属于消毒,C错误;
D、培养皿的灭菌的方法是干热灭菌法,D错误。
5.如图为纯化培养酵母菌的一个操作环节,下列相关叙述中,错误的是( )
A.该操作步骤是接种,方法是平板划线法
B.每一次划线菌种的来源都是上一次划线的末端
C.图中酵母菌密度最小的是5处
D.该接种方法不能用于酵母菌的计数
【答案】B
【分析】图中表示的是利用平板划线法进行酵母菌的接种,其中划线过程中需要防止杂菌污染,注意灼烧接种环和在酒精灯火焰旁进行。
【详解】A、图中的操作为平板划线,采用的接种方法是平板划线法,A正确;
B、除第一次划线外,以后的每一次划线菌种的来源都是上一次划线的末端,目的是将聚集的菌种逐渐稀释,从而得到单菌落,B错误;
C、图中5为最后一次划线,菌种密度最低,C正确;
D、平板划线法只能用于微生物的分离、培养,不能用于计数,D正确。
6.嗜热菌又称高温细菌,是一类生活在火山口及其周围区域、温泉、工厂高温废水排放区等高温环境中的微生物。研究者从温泉中筛选高效产生高温淀粉酶的嗜热菌,其筛选过程如图1所示。将得到的菌悬液转接于同时含有葡萄糖和淀粉作碳源的固体培养基上培养,得到若干菌落后用碘液作显色处理,结果如图2所示。下列说法错误的是( )
A.热泉的高温状态淘汰了绝大多数的微生物保留了嗜热菌
B.甲、乙试管为液体培养基,液体培养基能分离获得水生噬热杆菌单菌落
C.丙中噬热菌数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和高温条件
D.图2中周围不显蓝色的菌落含有所需的嗜热菌
【答案】B
【分析】实验室中微生物的筛选应用的原理:人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。
【详解】A、热泉的高温状态淘汰了绝大多数的微生物保留了嗜热菌,A正确;
B、甲、乙试管为液体培养基,液体培养基不能分离出单菌落,B错误;
C、丙中噬热菌数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和高温条件,C正确;
D、图2中周围不显蓝色的菌落,说明其产生的淀粉酶可以在高温下分解淀粉,所以周围不显蓝色的菌落含有所需的嗜热菌,D正确。
7.丙草胺(C15H22ClNO2)是一种广泛应用的除草剂,能抑制土壤细菌、放线菌和真菌的生长。某研究小组从某地土壤中分离获得能有效降解丙草胺的细菌菌株,并对其计数(如下图所示),以期为修复污染土壤提供微生物资源。下列有关叙述错误的是( )
A.提供适宜的温度,将培养基的pH调至酸性,有利于降解菌的生长繁殖
B.利用该方法计数结果往往比显微镜直接计数法偏小
C.配制以丙草胺为唯一氮源的选择培养基进行培养,可以提高降解菌的浓度
D.5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109个
【答案】A
【分析】1、微生物常见的接种的方法:
(1)平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在划线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。
(2)稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
2、在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称做选择培养基。
【详解】A、能有效降解丙草胺的菌株包括细菌、放线菌和真菌,不同微生物对培养基中的pH的要求不同,培养霉菌时需要将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需要将培养基的pH调至中性或微碱性,A错误;
B、图示采用的计数方法是稀释涂布平板法,由于两个或多个细胞连在一起时,在平板上观察到一个菌落,因此用该方法计数结果往往比显微镜直接计数法偏小,B正确;
C、乙草胺可提供碳源、氮源,配制以丙草胺为唯一氮源的选择培养基进行培养,可提高降解菌的浓度,C正确;
D、由图可知共稀释了106倍,则5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为(168+175+167)÷3÷0.1×106=1.7×109个,D正确。
8.发酵工程技术是生物技术的关键分支,深入研究其在食品中的应用可确保我国食品工业生产稳定进行,具有较高的经济价值、发展价值及实践价值。下列相关叙述错误的是( )
A.利用发酵工程可生产L-苹果酸、柠檬酸和乳酸等酸度调节剂
B.利用黑曲霉将大豆原料中的蛋白质水解,经淋洗后可调制成酱油
C.由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到谷氨酸,谷氨酸再经一系列处理可制成味精
D.发酵条件变化会影响微生物的生长繁殖,但不会影响微生物的代谢途径
【答案】D
【分析】发酵工程是指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,主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵、产品的分离、提纯等方面。发酵过程一般来说都是在常温常压下进行,条件温和、反应安全,原料简单、污染小,反应专一性强,因而可以得到较为专一的产物。 发酵工程在医药、食品、农业、冶金、环境保护等许多领域都得到广泛应用。
【详解】A、利用发酵工程可生产L-苹果酸、柠檬酸和乳酸等酸度调节剂,属于发酵工程在食品工业上的应用,A正确;
B、发酵工程可以生产各种各样的食品添加剂,例如利用黑曲霉将大豆原料中的蛋白质水解,经淋洗后可调制成酱油,B正确;
C、味精的生产是谷氨酸棒状杆菌在有氧条件下发酵产生谷氨酸,谷氨酸经过一系列处理而获得的,C正确;
D、发酵条件变化会影响微生物的生长繁殖,也会通过影响酶的活性影响微生物的代谢途径,D错误。
9.如图是传统发酵技术的部分制作装置及操作步骤示意图。请据图回答下列问题:
(1)A和B装置中,适用于果醋制作的是 ,判断的理由是 。
(2)在葡萄酒的自然发酵过程中,酵母菌主要来源于 。
(3)醋酸菌是一种好氧细菌,只有当条件适宜时,才能进行旺盛的生理活动。当 都充足时,醋酸菌可将糖分解成乙酸;在缺少糖源时,醋酸菌可将乙醇转化为 , 再进一步转变为乙酸。
(4)进行果酒制作时,A装置中的发酵液不能装满,从微生物代谢的角度分析,其目的是 , 该发酵需要的温度条件是 ℃。
(5)C装置是制作 的装置,其中在发酵坛盖沿上加水的目的是 。
【答案】(1) B 醋酸菌是好氧细菌,该装置可不断通气,以满足制作果醋时醋酸菌对氧气的需求
(2)附着在葡萄皮上的野生酵母菌
(3) 氧气和糖源 乙醛
(4) 满足酵母菌进行有氧呼吸时对氧气的需求 18~30
(5) 泡菜 增强密封性,创造无氧环境
【分析】果酒制作原理是利用酵母菌无氧呼吸生成酒精和CO2。果醋制作原理是利用醋酸菌有氧呼吸生成醋酸。酸奶制作原理是利用乳酸菌无氧呼吸生产乳酸。制作果酒时,应该先通气后密封,先通气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖,再密封的目的是让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
【详解】(1)A装置属于密封装置,B装置有通气孔,A和B装置中,适用于果醋制作的是B装置,因为醋酸菌是好氧细菌,发酵容器需要设有通气孔。
(2)在葡萄酒的自然发酵过程中,酵母菌主要来源于附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
(3)醋酸菌是一种好氧细菌,只有当条件适宜时,才能进行旺盛的生理活动。当糖源和氧气都充足时,醋酸菌可将糖分解成乙酸;在缺少糖源的条件下,醋酸.菌可将乙醇转化为乙醛,再进一步转变为乙酸。
(4)A装置中的发酵液不能装满,因为果酒制作初期,酵母菌要进行有氧呼吸产生能量以满足自身大量繁殖所需,酵母菌酒精发酵需要的温度条件是18~30℃。
(5)C装置是制作泡菜,其中在发酵坛盖沿上加水的目的是增强密封性,创造无氧环境。
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