新高考2020高考生物二轮复习第一部分专题突破方略板块六生物技术与工程专题十四发酵工程教学案

专题十四发酵工程

1.进行微生物的分离和培养。

2.测定某种微生物的数量。

3.研究培养基对微生物的选择作用。

4.探讨微生物的利用。

5.掌握运用发酵技术制作食品的基本方法。

6.活动：(1)用大肠杆菌为材料进行平面培养，分离菌落。(2)分离土壤中分解尿素的细菌，并进行计数。(3)利用酵母菌、醋酸菌分别制作果酒和果醋。

(4)利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜。

►[疏漏诊断]

1．微生物利用的相关判断

(1)某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理，接种后的培养皿需放在光照培养箱中培养(×)

(2)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(√)

(3)在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌(×)

(4)在检测土壤中细菌总数的实验操作中，确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数(×)

(5)培养微生物的培养基分装到培养皿后进行灭菌(×)

2．传统发酵技术的相关判断

(6)醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸(×)

(7)酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精(√)

(8)泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵(√)

►[长句冲关]

1．概述性知识

(1)无菌操作技术包括消毒和灭菌，消毒包括煮沸消毒、巴氏消毒、化学药剂消毒和紫外线消毒等；灭菌包括灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。

(2)灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。

2．程序性诱问

(3)如果用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中分解尿素的细菌数，统计的菌落数往往比活菌实际数目低，原因是当两个或多个细胞连在一起时，平板上看到的只是一个菌落。

(4)制作泡菜时，为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，分析其原因是加入陈泡菜液的作用是增加乳酸菌数量，加速乳酸的产生。

微专题1 微生物的培养、分离与计数[学生用书P68]

1．微生物培养中的无菌操作技术

2．培养基制备与微生物纯化技术

3．筛选目的微生物的原理与实例

(1)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的生长。因此，可以通过配制选择培养基、控制培养条件等选择目的微生物。

(2)实例

1．(2019·高考北京卷)筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后，若细菌能分解淀粉，培养平板经稀碘液处理，会出现以菌落为中心的透明圈(如图)，实验结果见下表。

菌种菌落直径：

C(mm)

透明圈直径：

H(mm)

H/C

细菌Ⅰ 5.1 11.2 2.2

细菌Ⅱ8.1 13.0 1.6

A．培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质

B．筛选分解淀粉的细菌时，菌液应稀释后涂布

C．以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外

D．H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异

解析：选C。微生物培养基含有四类营养物质：水、无机盐、碳源、氮源，A项正确；常用稀释涂布平板法筛选淀粉分解菌，涂布前需将菌液稀释，B项正确；由题图可知，细菌Ⅰ和Ⅱ形成的菌落周围都出现了透明圈，说明两种细菌都能将淀粉酶分泌至细胞外，C项错误；淀粉分解菌可分解淀粉，导致菌落周围的淀粉被分解，不能与碘液反应生成蓝色，故而出现透明圈，透明圈直径与菌落直径的比值越大，说明细菌分解淀粉的能力越强，D项正确。

2．(2019·高考全国卷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________。

(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

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(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____________。

(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_________________________。

解析：(1)在Ⅰ号牛肉膏蛋白胨培养基中，牛肉膏、蛋白胨为微生物提供了氮源，而Ⅱ号、Ⅲ号培养基中除X外的其他物质均不含碳，所以能为微生物提供碳源的有机物是X。(2)因为Ⅱ号培养基中的碳源只有X，相当于是选择培养基，只有能降解X的细菌才能增殖，而不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖。(3)要对菌落进行计数，应采用稀释涂布平板法进行接种。(4)在有氧条件下，丙酮酸参与细菌的有氧呼吸，可以为该菌的生长提供能量和合成其他物质的原料。

答案：(1)牛肉膏、蛋白胨X

(2)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

(3)稀释涂布平板法

(4)能量合成其他物质的原料

3．(2019·高考全国卷Ⅲ)回答下列与细菌培养相关的问题。

(1)在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是________(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是________________________________________________________________________。

硝化细菌在没有碳源的培养基上________(填“能够”或“不能”)生长，原因是________________________________________________________________________ ________________________。

(2)用平板培养细菌时一般需要将平板________(填“倒置”或“正置”)。

(3)单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是_________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过________处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。

解析：(1)细菌培养时常用牛肉膏蛋白胨培养基，牛肉膏能提供碳源、氮源、磷酸盐、维生素，蛋白胨能提供碳源、氮源、维生素，而葡萄糖不能提供氮源，NaNO3不能提供碳源。不同细菌生长繁殖所需要的最适pH是不同的，应该根据培养细菌的不同来调节培养基的pH。硝化细菌是化能自养型细菌，可以利用空气中的CO2作为碳源，因此硝化细菌在没有碳源的培养基上能够生长。(2)在平板培养基上培养细菌时，一般需将平板倒置，这样可以防止皿盖上的水珠落入培养基。(3)不同种类的细菌所形成的菌落，在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有一定的特征，不同种细菌在一定培养条件下表现出各自稳定的菌落特征，可以作为菌种鉴定的重要依据。(4)使用后的培养基在丢弃前需进行灭菌处理，以免污染环境。

答案：(1)蛋白胨不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同能够硝化细菌可以利用空