届高考生物二轮复习专题11 考点30.docx

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届高考生物二轮复习专题11考点30

[直击考纲]　1.微生物的分离和培养。

2.某种微生物数量的测定。

3.培养基对微生物的选择作用。

4.利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。

5.从生物材料中提取某些特定的成分。

6.运用发酵加工食品的基本方法。

7.DNA的粗提取与鉴定。

考点30　微生物的利用及在传统发酵技术中的应用

1．微生物的培养

（1）无菌技术：

主要包括消毒和灭菌。

①消毒方法：

常用煮沸消毒法、巴氏消毒法。

②常用灭菌方法：

灼烧灭菌——接种环、接种针等金属器具；干热灭菌——主要针对玻璃器皿等；高压蒸汽灭菌——主要针对培养基等。

（2）倒平板操作

操作过程如图所示，操作时要待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近进行。

制备固体培养基最后要将平板倒置，其主要目的是防止培养皿皿盖上的水珠滴入培养基造成污染。

（3）平板划线操作

（4）稀释涂布平板法：

先将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。

在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而在培养基表面形成单个菌落。

如图所示：

2．某种微生物的分离与计数

（1）分离——选择培养基

①培养基中加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。

②培养基中加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。

③培养基中缺乏氮源时，可以分离得到固氮微生物。

④当培养基的某种营养成分为特定化学成分时，也具有分离效果。

⑤改变微生物的培养条件，也可以达到分离微生物的目的，如将培养基放在高温环境中培养能得到耐高温的微生物。

（2）计数

①土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

a．筛选菌株：

利用以尿素为唯一氮源的选择培养基筛选菌株。

b．计数方法：

活菌计数法和显微镜直接计数法。

前者为了增强实验的说服力和准确性，需设置重复组，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。

c．过程：

土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。

②分解纤维素的微生物的分离

a．实验原理

即：

可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

b．流程：

土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。

（3）鉴定方法

鉴定分解尿素的细菌

含酚红指示剂的以尿素为唯一氮源的培养基→细菌→指示剂变红，则该菌能分解尿素

鉴定纤维

素分解菌

3．微生物在传统发酵技术中的应用

项目

果酒和果醋的制作

腐乳制作

泡菜制作

作用菌类

果酒：

酵母菌

果醋：

醋酸菌

毛霉

乳酸菌

原理

①酵母菌在无氧条件下将葡萄糖氧化成乙醇；②醋酸菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸

毛霉将蛋白质、脂肪分解成小分子有机物

乳酸菌将糖转化为乳酸

原料选择

新鲜葡萄（或苹果）

豆腐

大白菜、花椰菜等新鲜干净的蔬菜

实验流程

→冲洗→―→榨汁→

→

↓　　　↓

果酒　　果醋

让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制

操作注

意事项

①材料选择与处理；②防止发酵液污染，控制好发酵条件

①材料用量；②防止杂菌污染；③控制温度及酒精含量

①泡菜坛的选择；②腌制条件（无氧）

共同点

都是天然的发酵，利用了微生物新陈代谢过程中代谢产物的作用或直接获取代谢产物

题组一　微生物的培养和利用

1．（2017·全国Ⅰ，37）某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。

回答下列问题：

（1）有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生________________。

能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，原因是________________________，但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是_______________________________

_________________________________________________________（答出两点即可）。

（2）为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择____________________（填“尿素”“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”）作为氮源，不选择其他两组的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________。

（3）用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有________________________________________________________________________

________________________（答出两点即可）。

答案　

（1）脲酶　分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物　为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料　

（2）尿素　其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用　（3）为细菌生长提供无机营养，作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定

解析　

（1）只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿素作为氮源。

能分解尿素的细菌属于异养型生物，不能以尿素的分解产物CO2作为碳源。

能分解尿素的细菌可以用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是：

一方面可氧化分解为细胞生命活动提供能量，另一方面其代谢中间产物可为多种有机物的合成提供原料。

（2）为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择以尿素作为唯一氮源的选择培养基，而其他两组都含有含氮物质NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用。

（3）用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用：

KH2PO4和Na2HPO4构成缓冲液，可维持培养基的pH相对稳定；KH2PO4和Na2HPO4能为微生物生长提供无机盐。

2．（2016·全国乙，39）空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。

某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。

实验步骤如下：

①配制培养基（成分：

牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O）；

②制作无菌平板；

③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；

④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。

回答下列问题：

（1）该培养基中微生物所需的氮来源于________________________。

若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是________。

（2）步骤③中，实验组的操作是_____________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了________现象。

若将30（即36－6）个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法________（填“正确”或“不正确”）。

答案　

（1）牛肉膏、蛋白胨　琼脂　

（2）将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间

（3）污染　不正确

解析　

（1）牛肉膏和蛋白胨都含有蛋白质的水解产物，都可以作为氮源；平板为固体培养基，故需要加入凝固剂琼脂。

（2）实验探究的是教室内“不同高度空气”中微生物的分布，其中变量为不同高度，故需在不同高度下放置开盖平板。

同时，为了保证单一变量，需要保证开盖放置时间一致。

为了保证实验可靠性，需要设置多个平行组。

（3）在完全正确的操作情况下，空白对照组中不应出现菌落。

若出现菌落，表明操作过程中存在杂菌污染，属于实验失误，所有实验数据均不应采用。

3．（2016·全国丙，39）某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。

分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。

回答下列问题：

（1）分离纯化乳酸菌时，首先需要用________对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有________________和________________。

分离纯化时应挑选出____________的菌落作为候选菌。

（3）乳酸菌在－20℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的________（填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”）。

答案　

（1）无菌水　泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落　

（2）鉴别乳酸菌　中和产生的乳酸（或酸）　具有透明圈　（3）甘油

解析　

（1）分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释；进行梯度稀释的理由是在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的乳酸菌将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。

（2）在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸和利于乳酸菌的鉴别和分离；分离纯化时应挑选出在平板上有透明圈的菌落作为候选菌。

（3）乳酸菌在－20℃长期保存时应使用甘油管藏的方法，故菌液中常需要加入一定量的甘油。

4．（2014·新课标Ⅱ，39）为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌分离等工作。

回答下列问题：

（1）该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。

在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间，这样做的目的是__________________________________；然后，将1mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37。

据此可得出每升水样中的活菌数为______________。

（2）该小组采用平板划线法分离水样中的细菌。

操作时，接种环通过________灭菌，在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线。

这样做的目的是____________________________________________。

（3）示意图A和B中，________表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。

（4）该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。

结果发现：

振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。

分析其原因是：

振荡培养能提高培养液中__________的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高____________的利用率。

答案　

（1）检测培养基平板灭菌是否合格　3.8×107　

（2）灼烧　将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落　（3）B　（4）溶解氧　营养物质

解析　

（1）为了检测培养基平板灭菌是否合格，可在涂布接种前，随机取灭菌后的空白平板先行培养一段时间。

0.1mL稀释液中平均有（39＋38＋37）/3＝38个活菌，则每毫升稀释液中活菌的数目为38/0.1＝380，则稀释前每毫升水样中活菌数目为380×100＝3.8×104，则每升水样中活菌数目为3.8×104×1000＝3.8×107。

（2）接种环、接种针等金属用具可直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，以达到迅速彻底灭菌的目的。

在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线，其目的是将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落。

（3）比较图A和图B可以看出：

A培养基中细菌的分布呈线性，是用平板划线法接种培养后得到的结果；B培养基中细菌均匀分布，是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。

（4）振荡培养可以提高培养液中溶解氧的含量，还可以使菌体与培养液充分接触，提高了营养物质的利用率，因此振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。

5．多氯联苯是一种对人体有很大危害的有机物质，呈油状液体，污染土壤后，很难清除。

研究发现部分酵母菌具有分解多氯联苯的作用，为消除这种污染，科研人员计划从受污染的土壤中筛选出高效分解多氯联苯的菌株。

（1）筛选分解多氯联苯的菌株时，应将土壤样品________，接种到以____________为唯一碳源的培养基上，从功能上讲，该培养基属于________________。

（2）对初步提取到的菌株要进行____________，一般操作方法有两种，如图是____________法。

（3）若要测定培养液酵母菌的菌体数，可在显微镜下直接计数。

若用____________________法统计菌落数，在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板进行培养一段时间，这样做的目的是___________________________________________________________________________。

（4）将1mL酵母菌溶液稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1mL稀释液经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为56、57、58，据此可得出每升溶液中酵母菌活菌数为____________。

答案　

（1）稀释（溶解）　多氯联苯　选择培养基　

（2）纯化　平板划线　（3）稀释涂布平板（或涂布平板）　检验培养基平板灭菌是否成功（倒平板是否感染杂菌或是否彻底灭菌）　（4）5.7×107个

解析　

（1）筛选分解多氯联苯的菌株时，应将土壤样品稀释，接种到以多氯联苯为唯一碳源的培养基上；只有能分解多氯联苯的菌株才能在这样的培养基中生存，因此从功能上讲，该培养基属于选择培养基。

（2）对初步提取到的菌株要进行分离纯化，一般操作方法有两种，即平板划线法和稀释涂布平板法，图示是利用平板划线法进行微生物接种，把聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。

（3）若要测定培养液酵母菌的菌体数，可在显微镜下用血细胞计数板直接计数。

若用稀释涂布平板法统计菌落数，在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板进行培养一段时间，这样做的目的是检测培养基平板灭菌是否合格。

（4）由题意知，1mL水样中的菌落数是（56＋57＋58）÷3÷0.1×100＝5.7×104个，每升水样中的活菌数为5.7×104×103＝5.7×107个。

6．（2017·西宁二模）如图是从土壤中筛选分解尿素细菌的过程，请回答下列问题：

（1）图中选择培养基应以____________为唯一氮源；鉴别培养基还需添加____________作指示剂，分解尿素细菌在该培养基上生长一段时间后，其菌落周围的指示剂将变成________色。

（2）土壤中的细菌将尿素分解为____________之后，才能被植物利用，土壤中的细菌之所以能将尿素分解，是因为细菌能合成____________。

（3）制备实验所需的培养基时，在各成分都溶化后和分装前，要进行的是____________和灭菌，对培养基进行灭菌的常用方法是____________________。

倒平板时要待平板冷凝后，将平板倒置，其主要原因是____________________________________________。

（4）在5个细菌培养基平板上，均接种稀释倍数为105的土壤样品溶液0.1mL，培养一段时间后，平板上长出的细菌菌落数分别为191、16、326、173和182。

该过程采取的接种方法是__________________，每克土壤样品中的细菌数量为________×108个；与血细胞计数板相比，此计数方法测得的细菌数目较________（填“多”或“少”）。

答案　

（1）尿素　酚红　红　

（2）氨　脲酶　（3）调整pH　高压蒸汽灭菌　防止培养皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染　（4）稀释涂布平板法　1.82　少

解析　

（1）能合成脲酶的细菌才能分解尿素。

配制以尿素为唯一氮源的培养基，能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌。

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。

在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养细菌，若指示剂变红，可确定该种细菌能够分解尿素。

（2）分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解成氨。

（3）制备实验所需的培养基时，在各成分都溶化后和分装前，要进行的是调整pH和灭菌，培养基用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。

倒平板时防止培养皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染，因此要待平板冷凝后，将平板倒置。

（4）用于计数细菌菌落数的常用方法是稀释涂布平板法，统计的菌落数应介于30～300之间，故选择细菌菌落数为191、173和182的平板计数。

每克该土壤样品中的菌落数对应的应该是每毫升菌液中的细菌数目，所以每克该土壤样品中的菌落数为

×105＝1.82×108个。

由于两个或多个细菌连接在一起时，往往统计的是一个菌落，所以用此计数方法测得的细菌数较少。

题组二　传统发酵技术的应用

7．（2017·全国Ⅱ，37）豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。

为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32h内定期取样观测发酵效果。

回答下列问题：

（1）该实验的自变量是______________、____________。

（2）如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是________________。

（3）如果在实验后，发现32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是__________________________________________________。

（4）从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为________________，脂肪转变为________________。

答案　

（1）菌种　发酵时间　

（2）好氧菌　（3）延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间　（4）多肽和氨基酸　甘油和脂肪酸

解析　

（1）根据题干信息可知，该实验的自变量是菌种和发酵时间。

（2）容器内上层为有氧环境，底层为无氧环境，若发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，则说明该发酵菌是好氧菌。

（3）如果在实验后，发现32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需延长发酵时间继续进行实验。

（4）大豆到豆豉的过程中，蛋白质被蛋白酶分解成小分子肽和氨基酸，脂肪被脂肪酶分解成甘油和脂肪酸。

8．（2016·全国甲，39）苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的，回答下列问题：

（1）酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。

图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的________________中进行，其产物乙醇与____________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的____________中进行，与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度____________。

（2）第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在________条件下才能完成。

（3）在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度________（填“低于”或“高于”）第二阶段。

（4）醋酸杆菌属于________核生物，其细胞结构中__________（填“含有”或“不含有”）线粒体。

答案　

（1）细胞质基质　重铬酸钾　线粒体　快

（2）有氧　（3）低于　（4）原　不含有

解析　

（1）图示中的过程①和②分别表示无氧呼吸的第一、第二阶段，其场所均为细胞质基质；橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，变成灰绿色。

过程③表示有氧呼吸的第二、第三阶段，其场所分别为线粒体基质和线粒体内膜，即在酵母菌细胞的线粒体中进行。

与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度快。

（2）醋酸杆菌是一种好氧菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，需要在有氧条件下才能完成。

（3）第一阶段即果酒的制作，所控制的温度范围是18～25℃，第二阶段即果醋的制作所控制的温度范围是30～35℃，所以第一阶段的温度低于第二阶段。

（4）醋酸杆菌属于原核生物，其细胞结构中不含线粒体等复杂的细胞器。

9．（2013·新课标Ⅰ，39）回答下列有关泡菜制作的习题：

（1）制作泡菜时，用盐水煮沸，其目的是____________。

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，加入陈泡菜液的目的是________________________。

（2）泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行______________的过程。

该过程发生在乳酸菌细胞的______________中。

（3）泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有________、__________和__________等。

（4）从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是_________________________________________________，原因是：

________________________________________________________________________

____________________________。

答案　

（1）杀灭杂菌　增加乳酸菌的数量　

（2）无氧呼吸　细胞质　（3）温度　腌制时间　食盐用量　（4）乳酸菌数量增多，杂菌数量减少　乳酸菌比杂菌更为耐酸

解析　根据泡菜制作过程中乳酸菌的来源、呼吸类型、呼吸产物所引起的环境变化回答相应问题，还要注意每步操作的目的以及一些相关物质的变化。

10．（2017·漳州模拟）如图为腐乳制作的流程示意图，请据图分析回答下列问题：

→

→

→

（1）现代科学研究表明，多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是________。

（2）传统的制作过程中，豆腐块上生长的“霉”来自____________________。

而现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下，将优良的菌种接种在豆腐上，这样可以__________________，保证产品的质量。

（3）卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的，卤汤中的酒可以选用料酒、黄酒、米酒、高粱酒等，含量一般控制在12%左右。

加酒的作用：

一是可以________________________；二是能使腐乳具有________________。

答案　

（1）毛霉　

（2）空气中的毛霉孢子　避免其他菌种的污染　（3）抑制微生物的生长　独特的香味

解析　

（1）多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。

（2）传统的制作过程中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子。

现代的腐乳生产将优良的菌种接种在豆腐上，可以避免其他菌种的污染，保证产品的质量。

（3）卤汤中的酒可