2022届高考生物一轮复习专题二十三传统发酵技术与微生物的应用训练1【含答案】

专题二十三　传统发酵技术与微生物的应用 高考帮·备考方向导航 考点1　传统发酵技术的应用 1.[2019江苏改编,9,2分]下列关于传统发酵技术应用的叙述,正确的是 (　　) A.利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵 B.家庭制作果酒、果醋和泡菜通常都不是纯种发酵 C.果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反 D.发酵后期,泡菜坛内各种微生物的数量相等 2.[2018海南,30,15分]葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的,酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。 回答下列问题: (1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定,与乙装置相比,用甲装置酿制葡萄酒的优点是　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。 (2)葡萄汁装入甲装置时,要留有约1/3的空间,这种做法的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。 (3)某同学若用乙装置进行发酵,并设置两个不同处理组(乙A和乙B),乙A装置中保留一定量的氧气,乙B装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下,测得一段时间内乙A和乙B中酒精含量的变化趋势及乙A中氧气含量的变化趋势如曲线图所示。图中曲线①、②、③依次表示　　　　、　　　　、　　　　含量的变化趋势。 (4)从细胞呼吸类型看,酵母菌属于　　　　生物;从同化作用的类型看,酵母菌属于　　　　(填“自养”或“异养”)生物。 考点2　微生物的培养与应用 3.[2020全国卷Ⅰ,37,15分]某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和S,乙的组分为无机盐、水、S和Y。 回答下列问题: (1)实验时,盛有水或培养基的摇瓶通常采用　　　　　　的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是　　　　。甲、乙培养基均属于　　　　培养基。 (2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL,若要在每个平板上涂布100 μL稀释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个,则至少应将摇瓶M中的菌液稀释　　　　倍。 (3)在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的S超过某一浓度时,某菌株对S的降解量反而下降,其原因可能是　　 　　　 (答出1点即可)。 (4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数,请写出主要实验步骤:　 。 (5)上述实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供4类营养物质,即　　　　　 　 。 4.[2019全国卷Ⅱ,37,15分]物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题。 (1)要从土壤中分离目标菌,所用选择培养基中的氮源应该是　　　　。 (2)在从土壤中分离目标菌的过程中,发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌,应该选择　　　　菌落进一步纯化,选择的依据是　　　　 　。 (3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源,请简要写出实验思路、预期结果和结论,即　　　　　　　　　　　　 　。 (4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌,使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异,该小组拟进行如下实验,请完善相关内容。 ①在含有一定浓度W的固体培养基上,A处滴加含有酶E的缓冲液,B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液,C处滴加　　　　,三处滴加量相同。 ②一段时间后,测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈,说明　　　　;若A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明　 。 拓展变式 1.[2019北京理综,3,6分]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Ⅱ 8.1 13.0 1.6 有关本实验的叙述,错误的是 (　　) 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 2.[2019江苏,19,2分]下列关于产纤维素酶菌分离及运用的叙述,不合理的是 (　　) A.筛选培养基中应含有大量的葡萄糖或蔗糖提供生长营养 B.可从富含腐殖质的林下土壤中筛选产纤维素酶菌 C.在分离平板上长出的菌落需进一步确定其产纤维素酶的能力 D.用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆可提高其饲用价值 答案 专题二十三　传统发酵技术与微生物的应用 1.B　本题考查传统发酵技术的应用等知识,意在考查考生的理解能力和应用能力。乳酸菌是厌氧细菌,在无氧的情况下,将葡萄糖分解成乳酸,因此,利用乳酸菌制作酸奶的过程中,应该密封发酵,A错误。家庭制作果酒、果醋和泡菜的过程中存在多种微生物,通常都不是纯种发酵,B正确。醋酸菌在氧气充足、糖源充足时,能将果汁中的糖分解成醋酸,在缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,从而使发酵液中的pH逐渐降低;而在果酒制作过程中,酵母菌在细胞呼吸过程中会生成二氧化碳,二氧化碳溶于水生成碳酸,也会使发酵液中的pH逐渐降低,C错误。在发酵过程中,随着营养物质的消耗,次级代谢产物的积累,只有乳酸菌在发酵后期占优势,D错误。 2.(除标明外,每空2分)(1)不需要开盖放气;避免了因开盖引起的杂菌污染(3分)　(2)为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气;防止发酵旺盛时汁液溢出　(3)乙A中的氧气　乙B中的酒精　乙A中的酒精　(4)兼性厌氧　异养 　(1)酿制葡萄酒的原理是酵母菌的无氧呼吸,而酵母菌无氧呼吸的产物除了酒精还有二氧化碳,所以酿酒时要及时排出装置中的二氧化碳;乙装置需要拧松瓶盖才能排出二氧化碳,在拧松瓶盖时可能会导致杂菌污染培养液,但甲装置不会出现这些问题。(2)葡萄汁装入甲装置时,要留有大约1/3的空间,这样既可以为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气,又可以防止发酵旺盛时汁液溢出。(3)因乙A装置中保留一定量的氧气,所以在此装置中的酵母菌先进行有氧呼吸消耗氧气,然后才进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,故曲线①为乙A中的氧气,曲线③为乙A中的酒精;乙B装置中没有氧气,所以在此装置中的酵母菌从开始就进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,故曲线②为乙B中的酒精。(4)酵母菌的新陈代谢类型是异养兼性厌氧型。 3.(除标明外,每空2分)(1)高压蒸汽灭菌　琼脂　选择　(2)104　(3)S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长　(4)取淤泥加入无菌水中,涂布(或稀释涂布)到乙培养基上,培养后计数(3分)　(5)水、碳源、氮源和无机盐 　(1)实验过程中,对盛有水或培养基的摇瓶进行灭菌时,常采用高压蒸汽灭菌法。据题图分析可知,乙培养基为固体培养基,与甲培养基相比,其特有的组分Y物质应是凝固剂琼脂。甲、乙培养基均只允许能利用物质S作为氮源和碳源的微生物生长,因此均为选择培养基。(2)据题意,假设至少将摇瓶M中的菌液稀释x倍,才能保证稀释后的100 μL菌液中细菌细胞数不超过200个,初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL,则200÷(100×10-3)×x=2×107,得x=104,因此至少应将摇瓶M中的菌液稀释104倍。(3)在筛选过程中,若培养基中S浓度过高,可能会导致细胞失水,进而抑制菌株的生长。(4)将含有能降解S的细菌的淤泥加入无菌水中,进行适当稀释后,利用稀释涂布平板法,取适量的菌液涂布到乙培养基上,在适宜条件下进行培养,一段时间后,统计菌落数,即可估算出淤泥中能降解S的细菌细胞数。(5)本实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供的营养物质是水、碳源、氮源和无机盐。 4.(除标明外,每空2分)(1)W　(2)乙　乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W　(3)将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上,若某细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源(3分)　(4)①缓冲液　②缓冲液不能降解W　酶E与天然酶降解W的能力相近 　(1)要从土壤中分离出能降解W的目标菌,则应选用以物质W为唯一氮源的选择培养基培养细菌。(2)观察题图中甲、乙两个菌落,发现乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解物质W,使乙菌落周围培养基中的物质W含量减少,从而形成了透明圈。(3)若要设计实验确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源,可以将甲、乙菌分别接种在没有氮源的培养基上,若某细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。(4)①为比较酶E与天然酶降解W能力的差异,需要设计三组实验。依据单一变量原则和对照原则,A处滴加含有酶E的缓冲液,B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液,则A、B是实验组,C是对照组,C处应该滴加缓冲液,且三处滴加量相同,以排除缓冲液(无关变量)对实验结果的干扰。②该实验的自变量是酶的种类,缓冲液是无关变量,C处没有出现透明圈,说明缓冲液不能降解W;若A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明酶E与天然酶降解W的能力相近。 1.C　本题考查的知识点是微生物的培养和筛选等,意在考查考生的识记能力和理解能力。微生物培养基一般都含有四类营养物质:水、无机盐、碳源、氮源,A选项正确;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选项正确;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,说明细菌分解淀粉能力越强,D选项正确;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选项错误。 2.A　本题考查微生物的分离及其应用等知识,意在考查考生的理解与识记能力,考查了科学思维与社会责任等核心素养。产纤维素酶菌能利用纤维素,故筛选培养基应以纤维素作为唯一碳源,A项错误;富含腐殖质的林下土壤中含有较多的能分解纤维素的产纤维素酶菌,B项正确;在分离平板上长出的菌落还需进一步确定其产纤维素酶的能力,C项正确;用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆,动物食用后更容易消化吸收,可提高秸秆的营养价值,故经产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆可提高其饲用价值,D项正确。