1、专题10 生物技术与工程 考向1 发酵工程 研磨真题解高考密码(2020山东等级考)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【命题背景】情境素材酿酒技术核心素养生命观念、科学
2、思维、社会责任命题视角(1)果酒制作过程及目的(2)微生物的利用【审答思维】1.审题干:酿酒技术、酒曲活化、冒气泡、蒸熟 2.解题流程:【命题陷阱】陷阱1:消毒和灭菌的结果不同:(1)消毒:只能杀死物体表面或内部的部分微生物,包括:煮沸消毒、巴氏消毒、化学药剂消毒等。(2)灭菌:能杀死所有的微生物,包括芽孢和孢子,包括:灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌等。陷阱2:混淆发酵过程中菌种的选择和原理:(1)制酒:酵母菌,无氧呼吸产生酒精和CO2。(2)制醋:醋酸菌,通过代谢将糖或乙醇变为醋酸和水。(3)制酸奶:乳酸菌,无氧呼吸产生乳酸。C 本题主要考查酒精发酵。由题干信息可知,“浸曲发”是将酒曲浸到
3、活化,在酵母菌活化的过程中酵母菌细胞吸水代谢加快,A项正确;“鱼眼汤”是冒出鱼眼大小的气泡,气泡是酵母菌进行呼吸作用产生的CO2释放形成的,B项正确;酿酒过程中酵母菌进行无氧呼吸产生的酒精会抑制其他微生物的生长,“净淘米”是防止一些杂质影响酒的品质,C项错误;“舒令极冷”是将蒸熟的米摊开冷透,其目的是防止蒸熟的米温度过高致使酒曲中的微生物死亡,D项正确。1.(微生物的利用)下列高中生物学实验或实践活动中,无法达成目的的是()A.在新鲜的葡萄汁中接种一定量的干酵母菌,发酵制作果酒 B.消毒后的转基因植物叶片接种到无菌培养基上,经培养获得愈伤组织 C.在含DNA的滤液中加入2 mol/L的NaCl
4、溶液,去除杂质并析出DNA D.煮沸冷却的盐水与预处理的蔬菜混合后装坛,用水封住坛口进行发酵 新题预测技法演练场 C 在新鲜的葡萄汁中接种一定量的干酵母菌,发酵制作果酒,A正确;消毒后的转基因植物叶片接种到无菌培养基上,经培养获得愈伤组织,B正确;在含DNA的滤液中加入0.14 mol/L的NaCl溶液,去除杂质并析出DNA,C错误;煮沸冷却的盐水与预处理的蔬菜混合后装坛,用水封住坛口进行发酵,D正确。2.(不定项选择微生物的分离与培养)某同学做“微生物的分离与培养”实验,所配制的培养基配方如表所示,相关叙述错误的是()葡萄糖尿素K2HPO4Na2HPO4MgSO47H2O琼脂10g10g14
5、g2.1g0.2g15gA.该培养基为选择培养基,可用于分离尿素分解菌 B.若要对培养的微生物进行计数,接种时可采用稀释涂布平板法或平板划线法 C.对分离出的细菌进行鉴定时,可在培养基中加入刚果红,若pH升高,指示剂变红 D.利用该培养基分离得到的细菌能合成葡萄糖苷酶,将葡萄糖分解获取能量 B、C、D 分析题表可知:培养基中以尿素为唯一氮源,只有能分解尿素的微生物才能生长,因此可以用于土壤中分解尿素的细菌的分离,A正确;分离菌种常用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法,但对活菌进行计数常用稀释涂布平板法而不能用平板划线法,B错误;对分离得到的分解尿素的细菌作进一步鉴定时,可在上述培养基中加入
6、酚红指示剂,指示剂变红的原因是分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解成氨,氨会使培养基的碱性增强,pH升高,酚红指示剂变红,C错误;利用该培养基分离得到的细菌为尿素分解菌,其可以将尿素分解为氨,而非合成葡萄糖苷酶,D错误。3.(综合考查)人类正面临人口膨胀、陆地资源减少和环境恶化等全球性问题,传统的生产模式已很难适应快速发展的经济,生物反应器应运而生。微生物作为生物反应器具有诸多优点,但也存在生产过程易染菌、大量消耗淡水等缺点。科学家计划从自然环境中筛选耐高温、耐盐碱的微生物菌株来解决这些缺点。(1),是获得纯净的培养物的关键。传统生物制造利用微生物生产产品时,需要对实验操作的空间、操作者的衣着和
7、手进行 ,对用于培养微生物的器皿、接种用具和培养基等进行 。(2)科学家应在 的环境条件下筛选目的菌株。将相应环境中取得的样液利用 法接种到培养基中,以获得单菌落用于进一步分离纯化。(3)对分离的微生物作进一步的鉴定,常需要借助生物化学的方法。如在以_ _为唯一氮源的培养基中加入 ,可用来鉴定分解尿素的细菌;在以 为唯一碳源的培养基中加入 ,可用来鉴定纤维素分解菌。(4)用筛选得到的耐高温、耐盐碱菌种作为生物反应器,生产过程不易染菌,原因是:_。【解析】(1)防止杂菌入侵是获得纯净的培养物的关键。传统生物制造利用微生物生产产品时,需要对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒,对用于培养
8、微生物的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。(2)根据题目信息,若要获得目的菌,应在高温、高盐、高碱的环境条件下进行培养和筛选,为了分离和纯化目的菌,可采用平板划线法或稀释涂布平板法进行接种和培养。(3)微生物的鉴定常用鉴别培养基,在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,观察是否变红,可用来鉴定分解尿素的细菌;在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入刚果红,观察是否有透明圈产生,可用来鉴定纤维素分解菌。(4)由于在生产过程设置高温、盐碱的培养条件,此条件下杂菌一般无法存活,所以用筛选得到的耐高温、耐盐碱菌种作为生物反应器,生产过程不易染菌。答案:(1)防止杂菌入侵 清洁和消毒 灭菌(2)高温、高盐
9、、高碱(高温地区的盐湖、盐沼、海水等)稀释涂布平板(或平板划线)(3)尿素 酚红指示剂 纤维素 刚果红(4)生产过程设置高温、盐碱的培养条件,此条件下杂菌一般无法存活【高分必备点】1.培养基的成分、类型和条件:2.细菌纯化培养的过程:3.腐乳制作的原理:(1)发酵原理:蛋白质 小分子的肽和氨基酸。脂肪 甘油和脂肪酸。(2)腐乳的制作过程:【规避失分点】1.选择培养基和鉴别培养基的作用不同:(1)选择培养基是允许特定种类微生物生长。(2)鉴别培养基是加入能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂(如刚果红、伊红美蓝)。2.果酒和果醋制作时材料处理不到位:对于葡萄皮不要反复清洗,既能防止皮上酵母菌被冲洗掉,又能避免葡萄受损。3.泡菜制作问题关注不全面:若温度过高、食盐水浓度过低和腌制时间过短,则造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量升高。【深挖增分点】微生物生长所需的营养物质 (1)碳源:提供细胞生命活动所需的能量,提供合成产物的碳架。对于大多数化能异养微生物,碳源兼有能源功能。(2)氮源:提供细胞原生质和其他结构物质中的氮源,一般不作为能源使用。对于硝化细菌来说氮源兼有氮源和能源双重功能。(3)无机盐:细胞中某些复杂化合物和结构的重要组成成分。(4)水:良好的溶剂,参与细胞中的生化反应;为细胞提供液体环境,运输营养物质和代谢废物。