新教材适用2023_2024学年高中生物全一册学案打包22套新人教版选择性必修3.zip

本章整合本章整合1(2023山东卷，15)平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是(D)A不含氮源的平板不能用于微生物培养B平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒C接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃D利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物解析：不含氮源的平板可用于固氮菌的培养，A 错误；平板涂布时涂布器使用前必须浸在酒精中，然后在火焰上灼烧灭菌，这种操作属于灭菌，不属于消毒，B 错误；使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌处理，不能直接丢弃，以免污染环境，C 错误；脲酶可以催化尿素分解，在以尿素为唯一氮源的平板上，能合成脲酶的微生物可以分解尿素获得氮源而进行生长繁殖，但是不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而无法生长，因此以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物，D 正确。故选 D。2(2023山东卷改编，20)果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产相比，共同点有(A)A都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理B都需要在无氧环境供发酵菌种繁殖C发酵前都需要对原料进行灭菌D发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期解析：二者均利用了酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的原理，A 正确；发酵前期，均需要一定的有氧环境，使酵母菌大量繁殖，B 错误；果酒的家庭制作不需对原料进行灭菌，C 错误；果酒的家庭制作不需要进行消毒，D 错误。故选 A。(2023浙江卷)阅读下列材料，完成下面 34 题。小曲白酒清香纯正，以大米、大麦、小麦等为原料，以小曲为发酵剂酿造而成。小曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。酿酒的原理主要是酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精。传统酿造工艺流程如图所示。3小曲白酒的酿造过程中，酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确的是(A)A有氧呼吸产生的H与 O2结合，无氧呼吸产生的H不与 O2结合B有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行C有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放D有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化解析：有氧呼吸产生的H在第三阶段与 O2结合生成水，无氧呼吸产生的H不与 O2结合，A 正确；有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，第二和第三阶段分别在线粒体基质和线粒体内膜中进行，无氧呼吸的两个阶段都在细胞质基质中进行，B 错误；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程中释放的能量均大多以热能散失，但无氧呼吸是不彻底的氧化分解过程，大部分能量存留在酒精，C 错误；有氧呼吸和无氧呼吸过程都需要酶的催化，只是酶的种类不同，D 错误。故选 A。4关于小曲白酒的酿造过程，下列叙述错误的是(D)A糖化主要是利用霉菌将淀粉水解为葡萄糖B发酵液样品的蒸馏产物有无酒精，可用酸性重铬酸钾溶液检测C若酿造过程中酒变酸，则发酵坛密封不严D蒸熟并摊晾的原料加入糟醅，立即密封可高效进行酒精发酵解析：由于酿酒酵母不能直接利用淀粉发酵产生酒精(乙醇)，故糖化过程主要是利用霉菌分泌的淀粉酶将淀粉分解为葡萄糖，以供发酵利用，A 正确；发酵液样品的蒸馏产物有无酒精，可用酸性重铬酸钾溶液检测，若存在酒精，则酒精与酸性的重铬酸钾反应呈灰绿色，B 正确；酿造过程中应在无氧条件下进行，若密封不严，会导致醋酸菌在有氧条件下发酵产生醋酸而使酒变酸，C 正确；蒸熟并摊晾的原料需要冷却后才可加入糟醅，以免杀死菌种，且需要在有氧条件下培养一段时间，让酵母菌大量繁殖，此后再密封进行酒精发酵，D 错误。故选 D。5(2022山东卷，14)青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是(D)A发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖B可用深层通气液体发酵技术提高产量C选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中D青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌解析：青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌；提供相同含量的碳源，葡萄糖溶液单位体积中溶质微粒较多，会导致细胞失水，发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖(或：由题知青霉菌在葡萄糖含量不足时，可杀死细菌，并保证自身能量供应，因此不用葡萄糖为碳源有利于青霉菌代谢产青霉素)。乳糖是二糖，可被水解为半乳糖和葡萄糖，是青霉菌生长的最佳碳源，可以被青霉菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利条件，A 正确；青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵技术提高产量，B 正确；选育出的高产青霉素菌株经扩大培养纯化后，才可接种到发酵罐中进行工业化生产，C 正确；为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染，获得纯净的青霉素，发酵罐仍需严格灭菌，D 错误。6(2022广东卷，21)研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学号”考察船对中国南海科考中，中国科学家采集了某海域 1 146 米深海冷泉附近沉积物样品，分离、鉴定得到新的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。回答下列问题：(1)研究者先制备富集培养基，然后采用 高压蒸汽灭菌法灭菌，冷却后再接入沉积物样品，28 厌氧培养一段时间后，获得了含拟杆菌的混合培养物，为了获得纯种培养，除了稀释涂布平板法，还可采用 平板划线法。据图分析，拟杆菌新菌株在以 纤维素为碳源时生长状况最好。(2)研究发现，将采集的样品置于各种培养基中培养，仍有很多微生物不能被分离筛选出来，推测其原因可能是 某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存(或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活)。(答一点即可)(3)藻类细胞解体后的难降解多糖物质，通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组成成分的角度考虑，拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是 拟杆菌作为分解者，将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行。(4)深海冷泉环境特殊，推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，除具有酶的一般共性外，其特性可能还有 耐低温。解析：(1)培养基通常采用高压蒸汽灭菌法(或湿热灭菌法)进行灭菌。可以采用稀释涂布平板法或平板划线法，将单个微生物分散在固体培养基上，经过培养得到单菌落，从而获得纯净培养物。分析图可知，在以纤维素为碳源的培养基中，细胞数量最多，可推知拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源时生长状况最好。(2)深海冷泉中可能存在某些微生物，只有利用冷泉中的特有物质才能生存(或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活)，故将采集的样品置于各种培养基中培养，仍可能有很多微生物不能被分离筛选出来。(3)拟杆菌为异养生物，作为该生态系统的分解者，能将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行。(4)深海冷泉温度较低，故生活在其中的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，应具有耐低温的特性，保证拟杆菌的正常生命活动所需，才能高效降解多糖。7(2022全国甲卷，37)某同学从被石油污染的土壤中分离得到 A 和 B 两株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。实验所用的培养基成分如下。培养基：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。培养基：K2HPO4，MgSO4，石油。操作步骤：将 A、B 菌株分别接种在两瓶液体培养基中培养，得到 A、B 菌液；液体培养基、中添加琼脂，分别制成平板、，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。回答下列问题：(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是 石油。培养基中 NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成 DNA、RNA 和蛋白质(合理即可)(答出 2 种即可)等生物大分子。(2)步骤中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个 A 细菌，繁殖n代后细菌的数量是 N02n。(3)为了比较 A、B 降解石油的能力，某同学利用步骤所得到的平板、进行实验，结果如表所示(“”表示有透明圈，“”越多表示透明圈越大，“”表示无透明圈)，推测该同学的实验思路是 在平板和平板的甲孔中均滴加 A 菌液，在平板和平板的乙孔中均滴加等量的 B 菌液，培养相同时间，观察透明圈大小(分解石油的能力越强，透明圈越大)。透明圈大小菌株平板平板AB(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是 菌株 A，理由是 菌株 A 在无 NH4NO3的培养基上可以生长繁殖，而菌株 B 在无 NH4NO3的培养基上不能生长繁殖，且菌株 A 分解石油的能力较强(合理即可)。解析：(1)石油中含有含碳有机物，可以作为碳源。菌体内的含氮生物大分子有蛋白质和核酸。(2)在资源和空间不受限制的阶段，细菌呈“J”形增长。若最初接种N0个 A 细菌，繁殖n代后 A 细菌的数量是N02n。(3)由题表可知，平板培养基，菌株 AB 都可生长，可用来比较 A和 B 菌株分解石油的能力大小；平板缺少氮源，可用来比较此条件下两种菌株分解石油能力的大小，可据此设计实验。(4)据表格信息可知，菌株 A 在无 NH4NO3的培养基上可以生长繁殖，而菌株 B 在无 NH4NO3的培养基上不能生长繁殖，而且平板中，A 的透明圈大于 B 的，能说明 A菌株分解石油能力强于 B 菌，因此对于贫氮且被石油污染的土壤来说，治理石油污染应该选用菌株 A。8(2021全国乙卷)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。回答下列问题：(1)米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的_蛋白质_可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供_碳源_。(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的_蛋白酶_、_脂肪酶_能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和_氨基酸_。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于_异养好氧_(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于_原核生物_(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是_酒精和二氧化碳_。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是_酒精、乳酸、食盐_(答出 1 点即可)。解析：(1)大豆中含有丰富的蛋白质，可为微生物的生长繁殖提供氮源。小麦中的淀粉可以为微生物的生长繁殖提供碳源。(2)米曲霉在发酵过程中产生的蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，产生的脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸，使发酵的产物具有独特的风味。米曲霉发酵时需要利用现有的有机物且需要氧气，说明其代谢类型是异养好氧型。(3)乳酸菌没有核膜包被的细胞核，属于原核生物。酵母菌属于兼性厌氧型微生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳。在发酵池中酵母菌产生的酒精能抑制杂菌的生长，乳酸菌产生的乳酸使发酵液呈酸性也能抑制杂菌的生长，同时往发酵池中添加的食盐也能抑制杂菌的生长。9(2021广东卷)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌 H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室发酵生产 PHA 等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。回答下列问题：(1)为提高菌株 H 对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为_唯一碳源_，并不断提高其浓度，经多次传代培养(指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用_稀释涂布平板_的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优良菌株的方法还有_诱变育种、基因工程育种_等。(答出两种方法即可)(2)基于菌株 H 嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为 60 g/L，pH 为 10，菌株 H 可正常持续发酵 60 d 以上。该系统不需要灭菌的原因是_盐浓度为 60_g/L 的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH 为 10 的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制_。(答出两点即可)(3)研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH 条件下发酵，结果发现发酵液中菌株 H 细胞增殖和 PHA 产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中_氧气(O2或溶解氧)_可能是高密度培养的限制因素。(4)菌株 H 还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产 PHA，说明其能分泌_蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等_。解析：(1)根据题意分析，该实验的目的是提高菌株 H 对蔗糖的耐受能力和利用效率，结合微生物的代谢需求，其液体培养基应该以蔗糖作为唯一碳源。并不断提高其浓度，经多次传代培养(指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用稀释涂布平板的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优良菌株的方法还有诱变育种、基因工程育种等。(2)已知，菌株 H 具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，因此当培养基盐浓度为 60 g/L，pH 为 10 时，菌株 H 可正常持续发酵 60 d 以上，而盐浓度为 60 g/L 的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH 为 10 的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制，故该系统不需要灭菌。(3)分析题意，扩大培养时，营养物浓度、温度、pH等条件适宜，而发酵液中菌株 H 细胞增殖和 PHA 产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中氧气不足，使菌种进行无氧呼吸产生乙醇，即氧气(O2或溶解氧)是限制高密度培养的重要因素。(4)根据酶的专一性可知，菌株 H 之所以能通过分解主要含蛋白质、淀粉、油脂等的餐厨垃圾来生产 PHA，是因为其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。10(2021湖南卷)大熊猫是我国特有的珍稀野生动物，每只成年大熊猫每日进食竹子量可达 1238 kg。大熊猫可利用竹子中 8%的纤维素和 27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题：(1)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即 C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以_纤维素_为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分类属于_选择_培养基。(2)配制的培养基必须进行灭菌处理，目的是 为了杀死培养基中的所有微生物(微生物和芽孢、孢子)。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是_不接种培养(或空白培养_)_。(3)简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路_将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后，取 0.1_mL 涂布到若干个平板(每个稀释度至少涂布三个平板)，对菌落数在30300 的平板进行计数，则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数_。(4)为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的 3 株纤维素分解菌，在 37 条件下进行玉米秸秆降解实验，结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株_C_，理由是_接种 C 菌株后秸秆失重最多，纤维素降解率最大_。菌株秸秆总重(g)秸秆残重(g)秸秆失重(%)纤维素降解率(%)A2.001.5124.5016.14B2.001.5323.5014.92C2.001.4229.0023.32解析：(1)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即 C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。在用纤维素作为唯一碳源的培养基中，纤维素分解菌能够很好地生长，其他微生物则不能生长。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以纤维素为唯一碳源的固体培养基上进行培养；培养基从功能上分类可分为选择培养基和鉴别培养基，故该培养基从功能上分类属于选择培养基。(2)配制的培养基常用高压蒸汽灭菌(湿热灭菌)，即将培养基置于压力 100 kPa、温度121 条件下维持 1530 分钟，目的是为了杀死培养基中的所有微生物(微生物和芽孢、孢子)。为检测灭菌效果可对培养基进行空白培养，即将未接种的培养基在适宜条件下培养一段时间，若在适宜条件下培养无菌落出现，说明培养基灭菌彻底，否则说明培养基灭菌不彻底。(3)为测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数，常采用稀释涂布平板法，在适宜的条件下对大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌进行纯化并计数时，对照组应该涂布等量的无菌水。将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后，取 0.1 mL 涂布到若干个平板(每个稀释度至少涂布三个平板)，对菌落数在 30300 的平板进行计数，则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数。(4)测定酶活力时可以用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。由表格可知，在适宜的条件下，C 菌株在相同的温度和时间下，秸秆失重最多，纤维素降解率最大，说明该菌株的纤维素分解菌产生的纤维素酶活力最大。第 1 节传统发酵技术的应用第 1 节传统发酵技术的应用课标要求 1简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品。2概述微生物发酵的基本原理。3尝试制作泡菜、果酒和果醋，说出传统发酵技术应用的优点与不足。核心素养 1生命观念比较乳酸菌、酵母菌和醋酸菌的细胞结构的差异，以及代谢过程中对氧的不同需求。2科学探究设计泡菜、果酒和果醋制作的实验流程，探究无菌操作和控制发酵条件的方法。知识点一发酵与传统发酵技术基础知识双基夯实 1发酵的概念：指人们利用_微生物_，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。2传统发酵技术(1)实例腐乳制作：经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的_肽和氨基酸_。多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是_毛霉_。(2)概念：直接利用原料中_天然存在_的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。(3)类型：传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主。活|学|巧|练1.传统发酵技术可以利用前一次发酵保存下来的卤汁中的代谢产物进行发酵。()2微生物发酵产生了不同的代谢物使得臭豆腐具有特殊的味道。()合|作|探|究1.在毛霉的代谢过程中主要有哪些物质参与使豆腐发酵变成腐乳的过程？提示：主要是毛霉产生的蛋白酶和脂肪酶参与腐乳的发酵过程。2从温度的角度考虑，盛夏制作腐乳会有什么不利影响？提示：毛霉适宜生长的温度是 1518，若盛夏制作腐乳，此时气温较高，容易导致豆腐腐败变质。课内探究名师点睛 1自然发酵与人工发酵的比较项目自然发酵人工发酵概念利用自然环境中的微生物进行发酵的过程利用人工接种的菌种进行发酵的过程缺点菌群不明，发酵风险大；发酵启动困难，发酵容易中止，发酵不彻底；发酵结果不可控需要耗费大量的财力，需要由专业的技术人员完成优点由于发酵产生许多种类的醇、挥发性的酸，香气较为浓厚发酵风险低，发酵结果可控2.固体发酵与液体发酵的比较项目固体发酵液体发酵概念微生物在没有或基本没有游离水的固态基质上的发酵方式，如酿酒、酿醋借助于液态介质完成的发酵，如味精的生产优点水分活度低，微生物易生长，酶活力高；发酵过程粗放，不需严格无菌条件；设备构造简单、投资少，易操作，污染少，基本无废水排放速度快；成本低；产量高缺点发酵速度慢，周期长；原料成分复杂，影响产量和质量，产品少，操作强度大等产生的其他成分很少或基本没有，需人工添加以补充其他成分典例 1下列有关传统发酵技术的描述，正确的是(D)A传统发酵技术所用的菌种一般是接种的纯净的菌种B传统发酵技术是各种微生物在有氧条件下将大分子有机物分解成小分子有机物C传统发酵技术的目的是获得发酵产品或更多的微生物D果酒、果醋、泡菜等是传统发酵技术的产物解析：传统发酵技术所用的菌种一般是原料中天然存在的微生物，或是前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物，A 项错误；发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程，包括有氧发酵和无氧发酵，B 项错误；传统发酵技术的目的是生产各种发酵产品，C 项错误；传统发酵技术的应用包括果酒、果醋、泡菜等的制作，D 项正确。传统发酵技术是发酵的一种类型，按照工艺流程划分，发酵可划分为现代发酵技术和传统发酵技术。变式训练(2023潍坊期末)下列有关传统发酵技术的叙述，不正确的是(D)A传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主B在制作腐乳的过程中，多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是毛霉C腐乳味道鲜美的原因在于大分子蛋白质被分解成了小分子的肽和氨基酸D传统发酵技术都是直接利用的天然原料中的微生物解析：传统发酵技术是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术，D 错误。知识点二泡菜制作的原理和过程基础知识双基夯实 1菌种：乳酸菌是_厌氧_细菌，常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。2发酵原理：在_无氧_条件下，乳酸菌能将葡萄糖分解成乳酸。3制作过程知识拓展：用水密封泡菜坛的目的是创设无氧环境，因制作泡菜时乳酸菌是在无氧条件下进行发酵的。活|学|巧|练1.乳酸菌发酵产生了乳酸和 CO2。()2制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵。()3泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件。()合|作|探|究1.在泡菜制作的发酵过程中，为什么要经常向泡菜坛的水槽中补充水？提示：为了保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。2为什么泡菜坛只能装八成满？提示：蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌较为活跃，这些微生物进行发酵，产物中有较多的二氧化碳，因此坛内要留有一定的空间，否则发酵液可能会溢出坛外。3乳酸菌是厌氧菌，发酵时需控制严格的无氧环境。尝试说出泡菜制作过程中制造无氧环境的措施。提示：选择气密性好的泡菜坛；盐水煮沸后冷却待用；装坛时压实，盐水没过全部菜料；盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满水；发酵期间不宜开盖，并注意在发酵过程中经常向水槽中补充水。课内探究名师点睛 1制作泡菜所需菌种及原理常见类型乳酸链球菌、乳酸杆菌生物学分类原核生物分布广泛分布于空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内代谢类型异养厌氧型生产应用制作泡菜、酸奶等发酵原理C6H12O62C3H6O3(乳酸)能量1乳酸菌是在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸的一类细菌的总称。2乳酸菌是厌氧微生物，在有氧气存在时，其无氧呼吸受抑制。3泡菜制作的菌种来自植物体表面的天然乳酸菌。4抗生素能杀死乳酸菌或抑制乳酸菌的生长，所以含抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。2泡菜制作的实验设计及操作3泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化情况分析发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少(有氧气，乳酸菌的活动受到抑制)少增加(硝酸盐还原菌的作用)发酵中期最多(乳酸抑制其他微生物活动)积累增多，pH 下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)发酵后期减少(乳酸积累，pH 下降，抑制其活动)继续增多，pH 继续下降下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)曲线模型典例 2泡菜发酵的微生物主要是乳酸菌，而在发酵初期，水槽内经常有气泡产生，下列关于这些气泡产生的原因及成分的分析正确的是(C)A乳酸菌是兼性厌氧型微生物，初期进行有氧呼吸产生 CO2；气体为 CO2B因腌制过程中盐进入蔬菜使蔬菜体积缩小，气体被排出；气体为空气C发酵初期活动强烈的是酵母菌，其利用氧气进行呼吸作用，产生气体；气体为 CO2D乳酸菌在发酵过程中产生了热量，使坛内温度升高，空气受热膨胀排出；气体为空气解析：乳酸菌是厌氧细菌，只能进行无氧呼吸，A 项错误；腌制的过程中蔬菜主要是失水而不是释放气体，B 项错误；泡菜的发酵初期中有多种微生物参与，其中气体主要是酵母菌的活动产生的，C 项正确；泡菜发酵液中的发酵过程产生的热不会导致坛内温度升高而使空气膨胀排出，D 项错误。变式训练 泡菜在发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，乳酸不断积累，因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量，将泡菜发酵过程分为三个阶段。下列说法错误的是(D)A初期由于含有氧气且 pH 较高，坛内存在其他微生物的生长B中期由于乳酸不断积累，厌氧状态形成，乳酸菌成为优势种C后期由于乳酸含量继续增加，发酵速度会逐渐变缓甚至停止D整个发酵过程中亚硝酸盐含量不断增加，故泡菜要尽早食用解析：初期由于含有氧气且 pH 较高，坛内存在其他微生物的生长，A 正确；中期由于乳酸不断积累，厌氧状态形成，乳酸菌成为优势种，B 正确；后期由于乳酸含量继续增加，发酵速度会逐渐变缓甚至停止，C 正确；整个发酵过程中亚硝酸盐含量表现为先增加后下降的趋势，泡菜一般在腌制 10 天后，亚硝酸盐含量开始下降，D 错误。知识点三制作果酒和果醋的原理和过程基础知识双基夯实 1制作果酒(1)菌种：酵母菌，是一类单细胞真菌，它是_兼性厌氧_微生物。(2)发酵原理：酵母菌在_无氧_条件下进行酒精发酵，可用于酿酒等。温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为_28_。2制作果醋(1)菌种：_醋酸菌_，属于原核生物，它是好氧细菌。(2)发酵原理：当_O2和糖源都充足_时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸，当缺少糖源时则直接将_乙醇_转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。多数醋酸菌的最适生长温度为_3035_。3制作果酒和果醋的流程(以葡萄酒和葡萄醋的制作为例)活|学|巧|练1.酵母菌通过有氧呼吸可以大量繁殖，通过无氧呼吸可以产生酒精。()2由于醋酸菌对氧气的含量相当敏感，所以在醋酸发酵过程中要始终通入氧气。()3只有在糖源充足的情况下才能进行醋酸发酵。()4在利用葡萄发酵生产果酒的后期，加入醋酸菌即可产生醋酸。()合|作|探|究1.在果酒和果醋制作中，你认为哪些方法可防止发酵液被污染？提示：(1)冲洗葡萄时应先冲洗再除去枝梗。(2)榨汁机要冲洗干净并晾干。(3)发酵瓶要清洗干净，并用 70%的酒精消毒。(4)排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖，防止杂菌污染。2果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？提示：发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种。课内探究名师点睛 果酒和果醋制作的原理(1)酵母菌和醋酸菌的比较项目酵母菌醋酸菌生物学分类单细胞，真核生物单细胞，原核生物代谢方式异养兼性厌氧型异养需氧型生长繁殖的最适温度范围18 30 3035 主要繁殖方式出芽生殖二分裂生殖生产、生活应用酿酒、发面等制醋(2)果酒制作与果醋制作的比较项目果酒制作果醋制作发酵菌种酵母菌醋酸菌菌种来源传统的葡萄酒酿造采用自然发酵，菌种主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌空气中的野生型醋酸菌或购买醋酸菌的菌种或从食醋中分离醋酸菌发酵原理在有氧条件下：C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量在无氧条件下：C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2能量氧气、糖源都充足时：C6H12O62O22CH3COOH(乙酸)2CO22H2O能量 缺少糖源时：C2H5OHO2CH3COOH(乙酸)H2O能量温度一般控制在 1830 3035 时间1012 d78 d氧气初期需氧，后期不需氧始终需要氧发酵条件pH最适 pH 为 4.55.0最适 pH 为 5.46.0典例 3下列对葡萄酒和葡萄醋发酵条件控制的叙述，错误的是(B)A葡萄汁装入简易发酵瓶时，要留有约 1/3 的空间B用清水冲洗葡萄除去污物时，应反复多次冲洗C制作葡萄酒的过程中，需将时间控制在 1012 dD制作葡萄醋的温度要比制作葡萄酒的温度高些，但时间一般控制在 78 d解析：制作葡萄酒所用的菌种来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，对选择的葡萄应冲洗 12 次，清除污物即可，不应反复多次冲洗，以免造成菌种流失。1发酵不等于无氧呼吸。发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程，包括有氧发酵(如醋酸发酵、谷氨酸发酵)和无氧发酵(如酒精发酵)。2葡萄酒制作过程中产生的酒精能溶解葡萄皮和籽中的色素等物质，从而决定酒的风味、色泽与质地。3开瓶后的葡萄酒如果密封不严，则会很快变酸。在变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。变式训练 如图为果酒与果醋发酵的简易装置及兴趣小组设计的改进装置示意图，下列说法错误的是(C)A用 70%左右的酒精对上述装置进行消毒后，再装入果汁B甲装置在酿酒过程中被杂菌污染的机会比其他两装置大C丙装置转为果醋发酵更容易，只需通过气阀 2 通气即可D与甲装置相比，乙装置中的气压更容易保持相对稳定解析：上述实验中可以用 70%左右的酒精对上述装置进行消毒后，再装入果汁进行发酵，目的是避免杂菌污染，A 正确；甲装置在酿酒过程中需要通过拧松瓶塞排气，而其他的两个装置不需要通过拧松瓶塞排气，因此甲装置被杂菌污染的机会比其他两装置大，B 正确；丙装置转为果醋发酵时，需通过气阀 1 通气，且需提高发酵温度，C 错误；因为乙装置中的碳酸氢钠溶液能够将酵母菌发酵产生的二氧化碳吸收掉，而甲装置中的二氧化碳需要专门排放，否则会爆破，因此与甲装置相比，乙装置中的气压更容易保持相对稳定，D 正确。混淆不同微生物的代谢特点微生物类型代谢类型适宜生长条件应用举例酵母菌真核异养兼性温度：1830；果酒发酵、面包制作生物厌氧型偏酸性环境醋酸菌原核生物异养需氧型温度：3035；偏酸性环境果醋发酵乳酸菌原核生物异养厌氧型温度：37 左右；偏酸性环境泡菜制作、酸奶发酵腐乳的制作也应用了传统发酵技术，涉及的微生物有酵母菌、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。腐乳制作的原理是经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸。典例 4(2023南通海安中学月考)果酒、果醋、泡菜的制作都离不开微生物的发酵作用。下列叙述正确的是(B)A酵母菌是兼性厌氧微生物，所以在有氧或无氧条件下均可发酵产生果酒B果醋发酵时，需要始终保持充足的氧气C果酒制作完成后，只需升高温度即可制作果醋D参与泡菜制作的微生物不能用于生产酸奶解析：果酒制作所需菌种为酵母菌，酵母菌为兼性厌氧型微生物，适宜生长繁殖的温度约为 28，在有氧条件下酵母菌能够大量繁殖，在无氧条件下酵母菌能够发酵产生酒精，A 错误；果醋制作所需的菌种是醋酸菌，醋酸菌为好氧细菌，适宜生长繁殖的温度是 3035，发酵过程中需要持续通入无菌空气，B 正确；果酒制作完成后，将温度适当升高并通入无菌空气，才能发酵制作果醋，C 错误；制作泡菜的菌种是乳酸菌，在无氧条件下可产生乳酸，乳酸菌也可用于制作酸奶，D 错误。学|霸|记|忆1.发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。2乳酸菌是厌氧细菌。醋酸菌是好氧细菌。酵母菌是兼性厌氧型真菌。3直接利用原材料中天然存在的微生物或利用前一次发酵保存下来的微生物进行发酵、制作食品的技术称为传统发酵技术。4传统发酵食品的制作过程中，没有接种菌种，而是利用了天然存在的菌种。1制作泡菜所利用的乳酸菌最初主要来自(A)A所选蔬菜自身带有的B人工加入泡菜水中的C腌制过程中产生的 D泡菜坛边沿上的解析：乳酸菌分布广泛，在空气、土壤、植物体表和人或动物肠道内都有分布，制作泡菜所利用的乳酸菌最初来自所选蔬菜自身携带的，A 正确；在制作泡菜时不需人工加入菌种，B 错误；腌制过程中不可能自发产生乳酸菌，C 错误；泡菜坛边沿有氧气，乳酸菌为厌氧菌，因此乳酸菌不存活，应该不含乳酸菌，D 错误。2(2023大同期末)下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是(C)A过程和都只能发生在缺氧条件下B过程和都发生在酵母菌细胞的线粒体中C过程和都需要氧气的参与D过程所需的最适温度基本相同解析：有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，均发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸，而丙酮酸产生乙醇只能发生在无氧呼吸过程中，A、B 两项均错误；过程属于有氧呼吸的第二、三阶段，第三阶段需要氧气参与，过程是制作果醋的过程，需醋酸菌参与，醋酸菌是一种好氧细菌，因此过程也需要氧气参与，C 项正确；制作果酒时，最适温度为 1830，而制作果醋时最适温度为 3035，D 项错误。3下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是(C)A制作果酒最快捷的途径是先制果醋，再制果酒 B酿制果醋所需的酵母菌和醋酸菌的发酵底物、条件完全相同 C制作腐乳需利用毛霉产生的酶分解豆腐中的蛋白质等物质D制作果酒、果醋和腐乳过程都应防止微生物的生长、繁殖解析：制作果酒最快捷的途径是利用酵母菌发酵，A 项错误；酵母菌的发酵底物一般是葡萄糖，醋酸菌的发酵底物是葡萄糖或乙醇，B 项错误；毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶，能将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，C 项正确；制作果酒、果醋和腐乳过程都需要微生物的生长、繁殖，果酒制作利用的菌种是酵母菌，果醋制作利用的菌种是醋酸菌，腐乳制作利用的菌种是毛霉，D 项错误。第 2 节微生物的培养技术及应用第 2 节微生物的培养技术及应用课标要求 1概述培养基的配制方法和微生物纯培养的基本操作要求。2掌握无菌技术的操作。3掌握酵母菌纯培养的方法及步骤。4阐明微生物选择培养的原理。5概述测定微生物数量的方法。6进行土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。核心素养 1科学思维根据微生物的代谢类型分析培养基营养物质的组成。2科学探究设计制备马铃薯固体培养基的实验步骤，并尝试运用平板划线法进行纯化酵母菌。3科学思维根据微生物的代谢特征配制选择培养基。4科学探究设计实验分离土壤中的尿素分解菌，并对实验结果进行分析与评价。第 1 课时微生物的基本培养技术第 1 课时微生物的基本培养技术 知识点一培养基的种类及营养要素分析基础知识双基夯实 1概念：人们按照微生物对_营养物质_的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。2功能：用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。3分类液体培养基固体培养基琼脂固体培养基是实验室中最常见的培养基之一。微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落。4营养成分：一般都含有水、_碳源_(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐等营养物质。在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对 pH、特殊营养物质(如维生素、氨基酸等)以及氧气的要求。5某些微生物生长还需要的特殊条件培养的微生物需要满足的特殊条件乳酸杆菌培养基中添加维生素霉菌一般将培养基调至_酸性_细菌一般将培养基调至中性或弱碱性厌氧微生物需要提供无氧的条件活|学|巧|练1.培养基中的营养物质浓度越高，对微生物的生长越有利。()2培养基中提供的碳源是无机物。()3微生物在液体培养基中生长可形成菌落。()合|作|探|究1.牛肉膏蛋白胨培养基是一种常见的细菌培养基，其中牛肉膏、蛋白胨能够提供哪些营养成分？提示：牛肉膏、蛋白胨能够提供碳源、氮源、维生素(生长因子)和无机盐。2培养微生物时，培养基中是否必须有碳源和氮源？提示：不一定，例如培养自养微生物时，一般不需要添加碳源，微生物可以利用空气中的二氧化碳；培养固氮微生物时，一般不需要添加氮源，微生物可以利用空气中氮气。课内探究名师点睛 1培养基的种类、特点及用途分析划分标准种类特点用途液体培养基不加凝固剂工业生产半固体培养基观察微生物的运动物理性质固体培养基加凝固剂，如琼脂微生物分离、鉴定，活菌计数，菌种保藏天然培养基含化学成分不明确的天然物质工业生产化学成分合成培养基培养基成分明确(用化学成分已知的化学物质制备)微生物的分类、鉴定是否含有凝固剂(如琼脂)是区分固体培养基和液体培养基的唯一标准，含凝固剂的为固体培养基。2培养基营养成分的含义、作用、主要来源分析营养物质含义作用主要来源碳源凡能提供碳元素的物质构成生物体细胞的物质无机碳源：CO2、NaHCO3和一些代谢物，有些也是异养生物的能源物质等；有机碳源：糖类、脂肪酸、