2025届高三二轮复习生物：发酵工程课件

发酵工程 考情透视、目标导航 考点 三年考情分析 2025考向预测   传统发酵技术及 发酵工程 2024河北T18,2024山T14, 2023全国乙T37,2023山东T12 , 2023山东T20,2022山东T20, 2022江苏T16，2022湖北T13， 2022山东T20，   考点、考法预测：考查微生物的培养技术，包括无菌技术、培养基成分、培养基制备、微生物的分离和纯化。 一是直接考查单一产物发酵过程的方法、步骤、培养基成分、培养基制备方法、无菌技术操作等基础知识的识记。 二是考查在特定情境下，如何根据微生物的代谢特点控制发酵条件，或设计实验方案，最终获取代谢产物。特定情境下对某一微生物的培养、鉴别和筛选能力，即实验探究能力。     微生物培养与计数 2024全国甲T37，2023全国乙T37, 2023全国新课标T35，2023山东T15, 2023湖南T21，2022广东T21， 2022山东T14, 2022全国甲T37, 2022全国乙T37, 2022广东T21， 2022广东T21, 建网络、梳主干 液体培养基 水、碳源、氮源、无机盐 稀释涂布平板法 稀释涂布平板法 乳酸菌 酵母菌 醋酸菌 发酵罐内发酵 高频易错、查落实 1. （选择性必修3 P7正文）醋酸菌是好氧细菌，当 时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当 时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。 2. （选择性必修3 P10正文）获得纯净的微生物培养物的关键是 ⁠。 O2、糖源都充足　 缺少糖源　 防止杂菌污染 它们能合成脲酶，脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可作为细菌生长的氮源　 3. （选择性必修3 P16思考·讨论）尿素分解菌之所以能分解尿素，是因为： 4. （选择性必修3 P18正文）利用稀释涂布平板法计数，统计的菌落数往 往比活菌的实际数目少，这是因为 。 5. （选择性必修3 P27正文） 单细胞蛋白是通过发酵获得了大量的 ⁠。 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落　 微生物菌体　 6. 在传统发酵食品的制作过程中，为什么发酵食品的品质往往不稳定？ 没有接种菌种，而是利用了天然存在的菌种，菌种差异、杂菌情 况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，往往会造成发酵食品的品质不一 【真题引领】(怎么考，考什么） 1、（2024·浙江·高考真题）阅读下列材料，完成下面小题。 柿子具有较高的营养价值和药用价值。采用液体发酵法可酿制出醋香浓郁、酸味纯正的柿子醋，提高了柿子的经济价值。柿子醋的酿造工艺流程如图所示。 （1）．下列关于酒精发酵和醋酸发酵的叙述，错误的是（    ） A．酒精发酵是吸能反应 B．酒精发酵在无氧条件下进行 C．醋酸发酵是放能反应 D．醋酸发酵在有氧条件下进行 （2）．下列关于柿子醋酿造过程的叙述，错误的是（    ） A．加酶榨汁环节加入果胶酶，有利于提高柿子汁产量 B．酒精发酵前可对柿子汁进行杀菌，以利于酒精发酵 C．若柿子酒的酒精度过高，应稀释后再用于醋酸发酵 D．用不同品种和成熟度的柿子酿造的柿子醋风味相同   A D 2.(2023·山东，12)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 C 【真题引领】(怎么考，考什么） 拓展：泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化 核心提炼1.比较传统发酵技术中三种常用菌种 菌种 酵母菌 醋酸菌 乳酸菌 分类 真核生物 原核生物 原核生物 代谢类型 _______________ 异养好氧型 ____________ 发酵条件 _______________ 需氧 ____________ 发酵适宜温度 ________ ℃ 30～35 ℃ 室温 主要反应式 ①酒精发酵： ②醋酸发酵 当O2、糖源充足时： ___________________________ 当缺少糖源时： _________________________________ ③乳酸发酵： _______________________________________________ 生产应用 酿酒、发面 酿醋 制作酸奶、泡菜 异养兼性厌氧型 异养厌氧型 前期需氧，后期无氧 无氧 18～30 1、（2024·北京·高考真题）啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中，需从密闭的发酵罐中采集酵母菌用于再发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含量下酵母菌的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。 (1)酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生           和CO2。有氧培养时，酵母菌增殖速度明显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量           。 (2)本实验中，采集是指取样并培养4天。在不同的气体条件下从发酵罐中采集酵母菌，统计菌落数（图甲）。由结果可知，有利于保留占比很低菌种的采集条件是      。 (3)根据上述实验结果可知，采集酵母菌时O2浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推测，酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的过氧化氢（H2O2）浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H2O2能扩散进出细胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，分别接种至含不同浓度H2O2的培养基上，无氧培养后得到如图乙所示结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由     。 (4)上述推测经证实后，研究者在有氧条件下从发酵罐中取样并分为两组，A组菌液直接滴加到H2O2溶液中，无气泡产生；B组菌液有氧培养4天后，取与A组活菌数相同的菌液，滴加到H2O2溶液中，出现明显气泡。结果说明，酵母菌可通过产生           以抵抗H2O2的伤害。 酒精/C2H5OH 无氧取样，无氧培养 ATP 过氧化氢酶/H2O2 酶 不能，该实验只能证明随着 浓度的持续上升，酵母菌存活率下降（酵母菌受损程度加深），但不能证明酵母菌接触的最初阶段，细胞产生的 浓度会持续上升；该实验在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，接种到培养基上无氧培养，并没有创造 浓度陡然变化的条件 变式训练 3.(2024·山东，14)在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是 A.相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生速率越慢 B.发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量 C.发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长 D.发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品 D 【真题引领】(怎么考，考什么） 核心提炼2.发酵工程的基本环节 诱变育种 培养基 微生物数量 营养成分 过滤、沉淀 产物性质 2.(不定项)(2024·济南高三一模)《齐民要术》记载了《食经》中麦芽糖的制作方法：“取黍米一石，炊作黍，着盆中，蘖末一斗搅和。一宿，则得一斛五斗，煎成饴。”意思是将一石糯米煮成饭放在盆里，放上一斗麦芽碎末搅匀，把过一夜得到的五斗溶液小火烧煮浓缩就得到饴糖。下列说法正确的是 A.用适宜浓度的赤霉素处理麦种可使其不发芽就能产生淀粉酶 B.黍中加蘖末和白酒酿制中加入曲种的主要目的都是完成糖化过程 C.将过夜得到的溶液蒸煮、冷却后接种酵母菌进行后发酵可制作啤酒 D.以制糖的废液为原料加入酵母菌进行发酵可获得单细胞蛋白 ABD 变式训练 常考归纳：啤酒的工业化生产流程 发芽→焙烤→碾磨→糖化→蒸煮→发酵→消毒→终止 加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活 淀粉分解，形成糖浆 分为主发酵和后发酵；大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成 4.(2024·全国甲，37)合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果，结果如图所示。回答下列问题： (1)该同学采用显微镜直接计数法和活菌计数法分别测定同一样品的细菌数量，发现测得的细菌数量前者大于后者，其原因是： 显微镜直接计数法将活菌和死菌一起计数，活菌计数法中存在多个活菌形成一个菌落的情况且只计数活菌 【真题引领】(怎么考，考什么） (2)该同学从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液，再从稀释菌液中取200 μL涂布平板，菌落计数的结果为100，据此推算细菌原液中细菌浓度为_____ 个/mL。 5 000 (3)菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是_________ ，冷却的目的是_____________________。 (4)据图可知杀菌效果最好的消毒液是___ ，判断依据是_______________ _______________________________________(答出两点即可)。 (5)鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌的效果。大肠杆菌在伊红－亚甲蓝培养基上生长的菌落呈_____色。 杀死涂布器上可能存在的微生物，防止微生物污染 防止温度过高杀死菌种 A 胞减少量最多，且杀菌时间较短，效率最高 A消毒液活细 深紫 核心提炼3.微生物培养、分离、计数 (1)无菌技术常用方法 (2)微生物的纯化技术 ①制备马铃薯琼脂培养基 ②两种纯化微生物方法的比较 提醒：a.为了确定培养基的灭菌是否合格，微生物实验一般会设置空白对照：随机取若干灭菌后的空白平板培养基在适宜条件下培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生成。 b.观察菌落需要用固体培养基，因此培养基要添加凝固剂，如琼脂。 c.平板倒置既可以防止皿盖上的水珠落入培养基，又可以避免培养基中的水分过快的挥发。 (3)微生物分离与计数的两个实例 3.(2024·湖南，6)微生物平板划线和培养的具体操作如图所示，下列操作正确的是 A.①②⑤⑥ B.③④⑥⑦ C.①②⑦⑧ D.①③④⑤ D 长句表达：1、平板划线法在做第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线的原因是 ：　　　　　　　　 　　　　　　　　　 划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落 菌液浓度过高或划线时在划下一区域前未将接种环灼烧灭菌 2. 某同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成了一片，最可能的原因是 ：　　　　　　　 变式训练 4、（2024·重庆·高考真题）养殖场粪便是农家肥的重要来源，其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3，影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图进行实验获得目的菌株，正确的是（    ） A．①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落 B．②挑取在2种培养基上均能生长的用于后续的实验 C．③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙 D．粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少 C 变式训练 5.(2024·山东，15)酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z，trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上，生长情况如图。据图分析，3种酶在该合成途径中的作用顺序为 A.X→Y→Z B.Z→Y→X C.Y→X→Z D.Z→X→Y A 变式训练 6.研究发现，从活性污泥中能筛选出对蓝色的2BLN染料废水具有高效脱色能力的菌株，它们通过降解具有生物毒性的分散蓝2BLN而降低废水危害。图1表示目标菌株GN－1的筛选流程，图2表示GN－1菌株接种量对脱色效果影响的实验结果。回答下列问题： (1)图中将菌液接种到含分散蓝2BLN的LB固体培养基上所用的接种方法是_______________，该接种方法要求对菌液做充分的稀释，目的是__________________________________________。 稀释涂布平板法 使细菌分散成单个细胞，在平板上获得单菌落 (2)图1中菌种①和③的周围出现透明圈，透明圈形成的原理是_________ ___________________________________________________________。菌种①～④中，最符合要求的是________。 菌种①和③可降解分散蓝2BLN，分散蓝2BLN被降解后蓝色消失形成透明圈 菌种③ (3)据图2可知，GN－1菌株接种量对脱色效果的影响是________________________ __________________________________，其中20%__________(填“是”“不是”或“不确定是”)最佳接种量，主要原因是： 随着接种量的增大，GN－1菌株对分散蓝2BLN的脱色率逐渐提高 不确定是 没有设置接种量大于20%的组别，不能确定接种量大于20%后的脱色效果 C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量 C6H12O6＋2O22CH3COOH(乙酸)＋2H2O＋2CO2＋能量 C2H5OH＋O2CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量 C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量 $$