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2019-2020年高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題能力提升練17 微生物的利用和生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用 1.(14分)(xx鄭州二模)牛奶是微生物生長的良好培養(yǎng)基。生鮮牛奶中的微生物情況反映了奶牛的健康狀況，也影響奶制品的運輸和貯藏。牛奶在飲用前都要經(jīng)過巴氏消毒，以殺死有害微生物。為檢測消毒前后牛奶中細(xì)菌含量變化情況。做如圖所示操作。用無菌吸管從錐形瓶中吸取1 mL生牛奶稀釋液至盛有9 mL無菌水的試管中，混合均勻，如此再重復(fù)2次。請回答下列有關(guān)問題。 (1)巴氏消毒法是　　　　　　　　　　　　　　　，使用這種方法對生鮮牛奶進行消毒的好處是　　　　　　　　　　　　　。 (2)取最終的牛奶稀釋液0.1 mL滴在培養(yǎng)基上進行涂布。應(yīng)選擇的涂布工具是下圖中的　　　　　　　。 (3)圖中所示方法為稀釋涂布平板法，理想情況下，培養(yǎng)一段時間后可在培養(yǎng)基表面形成菌落。若用該方法培養(yǎng)設(shè)置了3個培養(yǎng)皿，菌落數(shù)分別為35、33、34，則可以推測每毫升生牛奶中含細(xì)菌數(shù)為　　　　　個，運用這種方法統(tǒng)計的結(jié)果往往較實際值　　　　(填“偏大”或“偏小”)，原因是　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)消毒后的牛奶中絕大部分細(xì)菌被殺死，若繼續(xù)用該方法檢測消毒后的牛奶中細(xì)菌的數(shù)量，則在操作步驟上應(yīng)做什么改動？　　　　　　　　　　。 【解析】(1)巴氏消毒法是70～75℃煮30 min或80℃煮15 min。既可以殺死牛奶中的微生物，并且牛奶的營養(yǎng)成分不被破壞。 (2)稀釋涂布平板法接種用的工具是涂布器，即圖中B所示。 (3)3個培養(yǎng)皿上的菌落數(shù)平均值為34，稀釋倍數(shù)是104，根據(jù)公式可得，每毫升生牛奶中含細(xì)菌數(shù)為：340.1104=3.4106。由于當(dāng)兩個或多個細(xì)胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落，因此該方法統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比實際數(shù)目低。 (4)消毒后的牛奶中絕大部分細(xì)菌被殺死，因此減少稀釋次數(shù)也可以得到符合計數(shù)要求的平板。 答案：(1)70～75℃煮30 min(或80℃煮15 min) 牛奶的營養(yǎng)成分不被破壞　(2)B (3)3.4106　偏小　當(dāng)兩個或多個細(xì)胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落(個別菌落可能是由2個或多個細(xì)菌形成) (4)稀釋次數(shù)減少 【規(guī)律技法】微生物計數(shù)誤差分析 (1)顯微計數(shù)法：實驗值比實際值偏高。因為該方法不能區(qū)分細(xì)胞的死活，將死細(xì)胞也計數(shù)在內(nèi)。 (2)稀釋涂布平板法：實驗值比實際值偏低。因為當(dāng)兩個或多個細(xì)胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落。 2.(14分)某小組同學(xué)為了調(diào)查湖水中細(xì)菌的污染情況而進行了實驗。實驗包括制備培養(yǎng)基、滅菌、接種及培養(yǎng)、菌落觀察計數(shù)。請回答與此實驗相關(guān)的問題。 (1)培養(yǎng)基中含有的蛋白胨、淀粉分別為細(xì)菌培養(yǎng)提供了　　　　　　　　和 　　　　　。 (2)為了盡快觀察到細(xì)菌培養(yǎng)的實驗結(jié)果，應(yīng)將接種了湖水樣本的平板置于 　　　　　中培養(yǎng)，培養(yǎng)的溫度設(shè)定在37℃。要使該實驗所得結(jié)果可靠，還應(yīng)該同時在另一平板上接種　　　　作為對照進行實驗。 (3)培養(yǎng)20小時后，觀察到平板上有形態(tài)和顏色不同的　　　　，這說明湖水樣品中有多種細(xì)菌。一般說來，菌落總數(shù)越多，湖水遭受細(xì)菌污染的程度越 　　　(填“高”或“低”)。 (4)如下圖是采用純化微生物培養(yǎng)的兩種接種方法接種后培養(yǎng)的效果圖，請分析接種的具體方法。 獲得圖A效果的接種方法是　　　　　　　　，獲得圖B效果的接種方法是　　　　　　　　。某同學(xué)在純化土壤中的細(xì)菌時，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上的菌落連成一片，最可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，應(yīng)當(dāng)怎樣操作？　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)如果在培養(yǎng)基中加入青霉素，可以用于篩選耐　　　　的真菌，這種培養(yǎng)基(按功能分)被稱為　　　　　　。 【解題指導(dǎo)】解答本題需關(guān)注以下幾個方面： (1)題干關(guān)鍵詞：“形態(tài)和顏色”。 (2)圖中隱含信息：圖A所示菌落分布均勻；圖B所示菌落分布在不同區(qū)域的平行線上。 (3)關(guān)鍵方法： ①接種無菌水的空白對照可以判斷培養(yǎng)基制作是否合格。 ②含有青霉素的選擇培養(yǎng)基可以篩選真菌。 【解析】(1)蛋白胨富含蛋白質(zhì)，主要為微生物提供氮源，淀粉作為微生物的碳源。 (2)微生物的培養(yǎng)在恒溫培養(yǎng)箱中進行。要使該實驗所得結(jié)果可靠，還應(yīng)設(shè)置對照實驗，即同時在另一平板上接種無菌水作為對照，以判斷培養(yǎng)基制作是否合格。 (3)培養(yǎng)20小時后，不同微生物在平板培養(yǎng)基上會形成形態(tài)和顏色不同的菌落。菌落總數(shù)越多，說明湖水中的微生物數(shù)量越多，湖水遭受細(xì)菌污染的程度越高。 (4)根據(jù)圖中菌落的分布可以判斷接種方法。圖A中菌落均勻分布，則獲得圖A效果的接種方法是稀釋涂布平板法。圖B中菌落分布在不同區(qū)域的平行線上，則獲得圖B效果的接種方法是平板劃線法。培養(yǎng)基上的菌落連成一片，最可能的原因是菌液濃度過高或培養(yǎng)過程被雜菌污染，可以通過增大稀釋倍數(shù)或嚴(yán)格無菌操作的方法解決。 (5)青霉素是能夠抑制細(xì)菌和放線菌的抗生素，而真菌具有很強的耐青霉素能力，因此加入青霉素的培養(yǎng)基可作為篩選真菌的選擇培養(yǎng)基。 答案：(1)氮源　碳源　(2)恒溫培養(yǎng)箱　無菌水 (3)菌落　高　(4)稀釋涂布平板法　平板劃線法　菌液濃度過高(或培養(yǎng)過程被雜菌污染)　增大稀釋倍數(shù)(或嚴(yán)格無菌操作，原因與操作要對應(yīng)) (5)青霉素　選擇培養(yǎng)基 3.(15分)(xx包頭一模)金黃色葡萄球菌是一種具有高度耐鹽性的微生物，可引起人類肺炎、腸炎等疾病。金黃色葡萄球菌在血平板(培養(yǎng)基中添加適量血液)上生長時，可破壞菌落周圍的紅細(xì)胞，使其褪色。下圖為定性檢測鮮牛奶中是否存在金黃色葡萄球菌的操作流程，請回答相關(guān)問題。 (1)按細(xì)胞結(jié)構(gòu)分類，金黃色葡萄球菌屬于　　　　生物，從培養(yǎng)過程分析，金黃色葡萄球菌可進行　　　　呼吸。 (2)7.5% NaCl肉湯培養(yǎng)基可為微生物提供的營養(yǎng)成分包括　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　，用7.5% NaCl肉湯培養(yǎng)基進行選擇培養(yǎng)的主要目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)操作中在血平板上的接種方法是　　　　　　　，接種操作前后需要對接種工具進行　　　　　滅菌。 (4)經(jīng)多次規(guī)范操作、重復(fù)實驗，血平板上均出現(xiàn)　　　　　　　　　　的菌落，初步證明鮮牛奶中存在金黃色葡萄球菌，但鮮牛奶供應(yīng)商仍認(rèn)為此菌并非鮮牛奶所攜帶，因此，要對本操作進行完善，完善的方案是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。 【解題指導(dǎo)】解答本題的突破口： (1)隱含信息。 ①圖中培養(yǎng)瓶沒有密封。 ②振蕩培養(yǎng)可以增加培養(yǎng)基中的溶解氧。 ③圖中所用接種工具應(yīng)是接種環(huán)。 (2)關(guān)鍵方法：用含有高濃度NaCl的培養(yǎng)基可以篩選金黃色葡萄球菌。 【解析】(1)帶“菌”字的生物中，“菌”字前有“桿”“球”“弧”“螺旋”等表示形態(tài)的字的都是細(xì)菌，如大腸桿菌、肺炎雙球菌、葡萄球菌、霍亂弧菌等都是細(xì)菌。因此金黃色葡萄球菌屬于細(xì)菌，為原核生物；在培養(yǎng)的過程中由于沒有密封培養(yǎng)瓶且進行振蕩培養(yǎng)，由此可以判斷金黃色葡萄球菌屬于好氧細(xì)菌，進行有氧呼吸。 (2)7.5% NaCl肉湯培養(yǎng)基中含有蛋白質(zhì)，又含有水分和氯化鈉，所以提供的營養(yǎng)物質(zhì)為碳源、氮源、水和無機鹽；高濃度的鹽溶液可以抑制其他微生物的生長，而金黃色葡萄球菌可以耐受高濃度的鹽溶液，從而起到選擇培養(yǎng)的作用。 (3)使用接種環(huán)進行接種的方法是平板劃線法。接種環(huán)的滅菌方法是灼燒滅菌法。 (4)根據(jù)題意，“金黃色葡萄球菌在血平板上生長時，可破壞菌落周圍的紅細(xì)胞，使其褪色”，所以如果經(jīng)多次規(guī)范操作、重復(fù)實驗，血平板上均出現(xiàn)周圍存在透明圈的菌落，可以初步證明鮮牛奶中存在金黃色葡萄球菌。為了增強實驗說服力，應(yīng)設(shè)置空白對照實驗，即設(shè)置不接種鮮牛奶(或接種無菌水)的對照實驗，若對照組不出現(xiàn)周圍存在透明圈的菌落，說明金黃色葡萄球菌一定來自鮮牛奶。 答案：(1)原核　有氧　(2)碳源、氮源、水和無機鹽　增加金黃色葡萄球菌的數(shù)量 (3)平板劃線法　灼燒 (4)周圍存在透明圈　設(shè)置不加鮮牛奶(接種無菌水)，其他操作均相同的對照組 4.(15分)回答下列與微生物發(fā)酵、培養(yǎng)相關(guān)的問題： (1)嚴(yán)格控制發(fā)酵條件是保證發(fā)酵正常進行的關(guān)鍵，這直接關(guān)系到是否能得到質(zhì)量高、產(chǎn)量多的理想產(chǎn)物，通常所指的發(fā)酵條件不包括　　　　　。 A.溫度控制　　　　　　　　　 B.溶氧控制 C.pH控制 D.酶的控制 (2)蘋果酒在　　　　(微生物)的作用下，經(jīng)過深層發(fā)酵可形成蘋果醋；在此過程中要適時向發(fā)酵液中充氣，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)在充足的碳源、氮源、無機鹽和水的條件下，乳酸菌仍然不能正常生長，還需要在培養(yǎng)基中添加　　　　。 (4)應(yīng)用平板劃線法分離乳酸菌時，從第二次劃線操作起，每次總是要從上一次劃線的末端開始劃線，并劃線數(shù)次，其原因是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。 【解析】(1)微生物發(fā)酵條件主要包括溫度、溶解氧和pH，不需要控制酶。 (2)由蘋果酒制蘋果醋，需要醋酸菌發(fā)酵，由于醋酸菌為好氧細(xì)菌，因此發(fā)酵過程中需要有充足的氧氣，否則醋酸菌將大量死亡。 (3)微生物發(fā)酵所需的營養(yǎng)物質(zhì)除碳源、氮源、無機鹽和水外，有的還需要特殊營養(yǎng)物質(zhì)。在充足的碳源、氮源、無機鹽和水的條件下，乳酸菌仍然不能正常生長，需要向培養(yǎng)基中添加維生素。 (4)平板劃線法分離微生物的原理是通過接種環(huán)在瓊脂固體平板培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的微生物逐步稀釋分散到培養(yǎng)基表面，因此每次劃線的末端微生物最少，經(jīng)數(shù)次劃線后，最終可得到由單個細(xì)菌繁殖而形成的菌落。 答案：(1)D　(2)醋酸菌　只有在氧氣充足的條件下，醋酸菌才能進行旺盛的生理活動(或醋酸菌是好氧細(xì)菌，短時間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌死亡) (3)維生素　(4)線條末端的細(xì)菌數(shù)量少，最終可得到由單個細(xì)菌繁殖而形成的菌落 5.(15分)(xx綏化二模)近年來，紀(jì)錄片《舌尖上的中國》引發(fā)全民關(guān)注美食的熱潮，其中多次講述了利用不同微生物的發(fā)酵作用制作的美味食品。請分析回答下列問題： (1)在果醋制作時，運用醋酸菌在供應(yīng)　　　　　和糖源充足時，將糖分解成醋酸；在糖源不充足時，也可以利用酒精生成醋酸，請寫出該過程的化學(xué)反應(yīng)式： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)腐乳制作的流程是：讓豆腐上長出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯裝瓶→密封腌制。用鹽腌制時，應(yīng)注意控制　　　　??；配制鹵湯時，要使鹵湯中酒的含量控制在　　　　　%左右。 (3)制作泡菜的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)蔬菜在腌制過程中，會產(chǎn)生亞硝酸鹽。在　　　　條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生　　　　　　　　反應(yīng)后，與N—1—萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成 　　　　　色染料。 【解析】(1)醋酸菌是好氧細(xì)菌，因此需要供應(yīng)氧氣。醋酸菌利用酒精發(fā)酵產(chǎn)生醋酸的反應(yīng)式為： C2H5OH+O2CH3COOH+H2O。 (2)制作腐乳時，加鹽腌制環(huán)節(jié)要控制鹽的用量，鹽的用量過少，不足以抑制微生物的生長，加鹽過多，又會影響腐乳的口味。鹵湯中酒的含量應(yīng)控制在12%左右。 (3)制作泡菜的原理是利用乳酸菌在無氧的環(huán)境下大量繁殖，將葡萄糖分解成乳酸。 (4)檢測亞硝酸鹽含量的方法是在鹽酸酸化的條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，與N—1—萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料。 答案：(1)氧氣　C2H5OH+O2CH3COOH+H2O (2)鹽的用量　12　(3)乳酸菌在無氧的環(huán)境下大量繁殖，將葡萄糖分解成乳酸 (4)鹽酸酸化　重氮化　玫瑰紅 6.(15分)生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用十分廣泛，如果酒、果醋制作是常見的例子。請回答下列有關(guān)果酒、果醋制作的問題： (1)果酒、果醋制作中，都需要大量純種發(fā)酵微生物，所以首先要對發(fā)酵微生物進行培養(yǎng)，在微生物培養(yǎng)過程中，除考慮營養(yǎng)條件外，還要考慮溫度、　　　　、滲透壓等條件；為防止雜菌污染，還需要對培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進行　　　　(選填“消毒”或“滅菌”)；操作者的雙手需要進行清洗和　　　??；空氣中的細(xì)菌可用紫外線殺滅，其原因是　　　　　　　　　　　　。 (2)如圖是果酒、果醋的發(fā)酵裝置。醋酸發(fā)酵在　　　　　　瓶中進行，發(fā)酵所需的微生物是　　　　　　。若乙瓶中流出液明顯呈酸性，則說明流出液中有 　　　生成。向乙瓶中通入空氣的主要原因是　　　　。 A.果酒生成醋酸時需要氧氣 B.通入空氣可使乙瓶中的鋸末呈松散狀 C.使乙瓶中流出的液體緩慢滴入丙瓶中 D.使甲瓶中流出的液體緩慢滴入乙瓶中 (3)如果將該裝置改為酒精的發(fā)酵裝置，需要修改的地方是　　　　　　　　　 　　　　　　　　。 【解析】(1)微生物培養(yǎng)需要同時考慮溫度、pH、滲透壓等外界條件，培養(yǎng)涉及的器材和培養(yǎng)基等都需要進行滅菌，而對操作者的雙手則要進行消毒處理，紫外線通過使蛋白質(zhì)變性可以殺滅空氣中的微生物。(2)圖中的乙瓶為醋酸發(fā)酵瓶，內(nèi)有醋酸菌，若該瓶流出的液體呈酸性，說明流出液中有醋酸生成。在乙瓶中進行的過程需要氧氣，醋酸菌進行的是需氧呼吸。(3)酒精發(fā)酵在無氧條件下才能進行，所以不需要通入空氣。 答案：(1)pH　滅菌　消毒　紫外線能使蛋白質(zhì)變性 (2)乙　醋酸菌　醋酸　A (3)不需要通入空氣 7.(12分)(xx江蘇高考)人工瘤胃模仿了牛羊等反芻動物的胃，可用來發(fā)酵處理秸稈，提高秸稈的營養(yǎng)價值。為了增強發(fā)酵效果，研究人員從牛胃中篩選纖維素酶高產(chǎn)菌株，并對其降解纖維素能力進行了研究。請回答下列問題： (1)在樣品稀釋和涂布平板步驟中，下列選項不需要的是　　　　　(填序號)。 ①酒精燈　?、谂囵B(yǎng)皿　?、埏@微鏡　?、軣o菌水 (2)在涂布平板時，滴加到培養(yǎng)基表面的菌懸液量不宜過多的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)向試管內(nèi)分裝含瓊脂的培養(yǎng)基時，若試管口粘附有培養(yǎng)基，需要用酒精棉球擦凈的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　。 (4)剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不與纖維素降解產(chǎn)物纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。研究人員在剛果紅培養(yǎng)基平板上，篩選到了幾株有透明降解圈的菌落(見下圖)。圖中降解圈大小與纖維素酶的　　　　　有關(guān)。圖中降解纖維素能力最強的菌株是　　　　(填圖中序號)。 (5)研究人員用篩選到的纖維素酶高產(chǎn)菌株J1和J4，在不同溫度和pH條件下進行發(fā)酵，測得發(fā)酵液中酶活性的結(jié)果見下圖，推測菌株　　　　　更適合用于人工瘤胃發(fā)酵，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【解析】本題主要考查微生物的分離和培養(yǎng)。(1)樣品稀釋和涂布平板的操作過程不需要顯微鏡。(2)涂布平板時，若培養(yǎng)基表面的菌懸液過多會出現(xiàn)積液，造成菌體堆積，影響分離效果。(3)試管口粘附的培養(yǎng)基，需要用酒精棉球擦凈，避免培養(yǎng)基污染棉塞。(4)菌株產(chǎn)生的降解纖維素酶的量越多、活性越高，會使降解圈越大。降解纖維素能力最強的菌株是①，因其菌株菌落小，但降解圈大。(5)分析圖中曲線可知，J4菌株在較高溫度和酸性環(huán)境下酶的活性更高，而發(fā)酵過程會產(chǎn)熱和產(chǎn)酸，所以J4菌株更適合用于人工瘤胃發(fā)酵。 答案：(1)③　(2)培養(yǎng)基表面的菌懸液會出現(xiàn)積液，導(dǎo)致菌體堆積，影響分離效果 (3)避免培養(yǎng)基污染棉塞　(4)量與活性?、? (5)J4　發(fā)酵過程會產(chǎn)熱和產(chǎn)酸，J4菌株在較高溫度和酸性環(huán)境下酶的活性更高