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1、课时作业19微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用1. (2021 洛阳市考前练习四)为从土壤中筛选能有效降解有机化合物X的细菌，研究人员用化合物X、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功地筛选出能高效降解化合物X的细菌(目的菌)。以下图是从土壤中筛选出该细菌的过程示意图，下表是别离纯化的结果。 请答复以下问题：记录工程：透明圈直径/菌落直径菌洛编号12348小时1.62.83.072小时2.21.25.096小时2.31.24.2(1) 培养基中的有机化合物 X主要为目的菌提供 等营养要素。从土壤中富集能有效降解有机化合物 X的细菌时，应选用 (填“固体或“液体)培养基。(2) 配制成
2、101浓度稀释液时，用无菌移液管从富集液的上清液中吸取1 mL,移入盛有 mL无菌水的试管中，并依次配制102- 1010的梯度稀释液。(3) 在别离、纯化过程中，图中、过程接种的方法分别为 ，在倒平板前，应对玻 璃 器 皿 和 培 养 基 灭 菌， 灭 菌 方 法 是 分析菌种的别离纯化结果，应选择号菌落进行扩大生产，原因是(5)实验过程中还需配制空白培养基作为对照，其目的是答案(1)碳源(或氮源、碳源)液体9(3) 稀释涂布平板法、平板划线法高压蒸汽灭菌法43 透明圈直径/菌落直径越大，降解化合物X的能力越强5检验培养基和平板的灭菌是否合格解析1由于用化合物 X、磷酸盐、镁盐以及微量元素配
3、制的培养基，成功地筛选出能高 效降解化合物X的细菌目地菌，所以该培养基为选择培养基。由于微生物的生长需要水、 无机盐、碳源、氮源和生长因子，所以化合物X为目的菌提供碳源和氮源等营养要素。从土壤中富集能有效降解有机化合物X的细菌时，应选用液体培养基。2进行梯度稀释时，配制成10答案 1B浓度稀释液时，用无菌移液管从富集液的上清液中吸取1 mL移入盛有9 mL无菌水的试管中，并依次配制10选择培养基纤维素高压蒸汽灭菌法7 1.17 X 10- 10t0的梯度稀释液。3据图分析，的菌落均匀是稀释涂布平板法接种，的平板上有明显的划痕是平板划线法接种。对玻璃器皿和培养基灭菌需要使用高压蒸汽灭菌法灭菌。4
4、据表分析，3号菌落的透明圈直径/菌落直径最大，降解化合 物X的能力最强，所以应该使用3号菌落进行扩大生产。5实验中空白培养基培养的目的是作为对照实验，以检验培养基和平板的灭菌是否合格。2. 2021 九江市二模我国粮产区产生的大量的作物秸秆，科技工作者研究出利用秸秆生 产燃料酒精的技术，大致流程为以玉米秸秆为例： 预处理、水解 发酵 ,玉米秸秆|糖液 精1玉米秸秆预处理后，应该选用特定的酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖。从以下哪些微生物中可以提取到上述的酶？A.酿制果醋的醋酸菌B.生长在腐木上的霉菌C.制作酸奶的乳酸菌D .生产味精的谷氨酸棒状杆菌假设要从土壤中别离生产这种酶的微生物，所
5、需要的培养基为 按功能分，培养基中的碳源为。对培养基进行灭菌，应该采用的方法是3某同学对这种微生物培养液进行数量测定，在稀释倍数为105对应的培养基中测得平板上菌落数的平均值为23.4 ,那么每毫升样品中的菌落数是涂布平板时所用稀释液的体积为0.2 mL。用这种方法测定密度，实际活菌数量要比测得的菌落数量多，原因是5上述流程图中，发酵阶段需要的菌种是，生产酒精要控制的必要条件是(4) 当两个或多个细胞连在一起时、繁殖成一个菌落，平板上观察到的是一个菌落(5) 酵母菌 无氧(密封、密闭)解析(1)生长在腐木上的霉菌、生长在落叶堆中的蘑菇及反刍动物瘤胃中生存的某些微生物中含有纤维素酶，应选B项。(
6、2)筛选目的微生物需要使用选择培养基，培养基中的碳源为纤维素，培养基需要进行高压蒸汽灭菌法灭菌。(3)根据题意可知，每毫升样品中的菌落数是23.4 X 105十0.2 = 1.17 X 107。 用稀释涂布平板法进行微生物计数时，当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的是一个菌落，所以实际活菌数量要比测得的菌落数量多。(5)上述流程图中，发酵阶段需要的菌种是酵母菌，酵母菌无氧呼吸可以产生酒精，生产酒 精要控制的必要条件是无氧(密封、密闭)。3. (2021 北京市东城区二模)别离筛选降解纤维素能力强的微生物对于解决秸秆等废弃物 资源的再利用和环境污染问题具有理论和实际意义。研究人员从土壤和腐
7、烂的秸秆中别离筛选出能高效降解纤维素的菌株，并对筛选出的菌株进行了初步研究。(1) 对培养基进行灭菌的常用方法是 。为在培养基外表形成单个菌落，假设以接种环为工具，那么用 法进行接种。(2) 先将样品悬液稀释后涂在放有滤纸条的固体培养基上进行筛选得到初筛菌株。再将初筛 菌株接种到以为唯一碳源的培养基培养2-5天，参加溶液后，依据出现的颜色反响进行筛选，观察菌落特征并测量。同时将初筛菌株制备成的菌液放入加有滤纸条的液体培养基中，恒温振荡培养 8天，观察滤纸条的破损情况。结果见表。由表可知，8种菌株中1、3、7号菌株产酶能力较强，原因是 。菌株编号检测指标1号2号3号4号5号6号7号8号DP5.9
8、11.736.541.533.231.767.291.34滤纸破损+ + + + + + + + + + + + + + +注：D p= (D/d)：其中d表示菌落直径(cm), D表示水解圈直径(cm) "+ 为滤纸边 缘膨胀，“+ 为滤纸整齐膨胀并弯曲， “+ + + 为滤纸不定形， “+ + + + 为成团糊 状，“+ + + + + 为半清状(3) 为进一步研究1、3、7号菌株对秸秆降解的效果。分别用这三种菌株对秸秆进行处理， 并在第5天和第10天对秸秆和秸秆中含有的纤维素、半纤维素以及木质素等组分的降解情 况进行了测定。结果见图。l DfMF 纤维素 半纤第素 木质素由图分
9、析可知，三种菌株对 的降解最强，与第 5天结果相比，第10天秸秆各组分中的降解率变化最大。整体分析 号菌株的降解效果最好。答案(1)高压蒸汽灭菌平板划线(2) 纤维素 刚果红 透明圈直径与菌落直径此三种菌株透明圈直径与菌落直径的比都较高，且滤纸片破损程度高(3) 半纤维素纤维素 7解析(1)对培养基进行灭菌的常用方法是高压蒸汽灭菌。平板划线法中利用接种环或接种 针，稀释涂布平板法利用涂布器涂布稀释液。(2)别离筛选出能高效降解纤维素的菌株时，培养基中应以纤维素为唯一碳源的培养基；鉴别纤维素分解菌时需要参加刚果红染液，当形成菌落以后可以根据菌落周围是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。由表可知，8种
10、菌株中1、3、7号三种菌株透明圈直径与菌落直径的比都较高，且滤纸片破损程度高，说明这些菌 株产酶能力较强。(3)分析柱形图可知，三种菌株对半纤维素的降解最强；与第5天结果相比，第10天秸秆各组分中纤维素的降解率变化最大。整体分析，7号菌株的秸秆、纤维素、半纤维素以及木质素的分解量均很高，即降解效果最好。4. (2021 广州市考前训练)答复以下有关微生物培养和别离的问题。(1) 微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、四类，培养基配制时，灭菌与调pH的先后顺序是 。 假设要测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用 直接计数；假设要测定其活菌数量，可选用法进行计数。(3)为了调查某河流的
11、水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌的别离等工作。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，随机取假设干灭菌后的空平板先行培养一段时间， 这样做的目 的是(4) 为了将别离到的菌株纯化，挑取了菌落在 3块相同平板上划线，结果其中一块平板的各 划 线 区 均未 见 菌 生长， 最 可能 的 原 因 是(5) 玉米秸秆中的纤维素可被某些微生物分解， 分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶， 该酶是由 3 种组分组成的复合物， 其中的葡萄糖苷酶可将 分解成葡萄糖， 在含纤维素的培养基中参加刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成色复合物。用含有 CR的该种培养
12、基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的。答案(1)氮源和无机盐先调pH,后灭菌(2) 血细胞计数板 稀释涂布平板(3) 检测培养基平板灭菌是否合格(4) 接种环温度过高,菌被杀死(5) 纤维二糖 红 透明圈解析 (1) 微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、氮源、无机盐四类,培养基配制时，根本过程为计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板五个步骤。(2)假设要测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用血细胞计数板直接计数；假设要测定其活菌数量，可选用稀释涂布平板法进行计数。 (3) 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,随机取假设干灭菌后的空平板先行培
13、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) 三块平板有两块平板长有菌落,说明含有菌株并可在培养基上生长；而其中一 块未见菌落,说明菌株死亡。因此, 应是接种过程中接种环灼烧后未冷却或未足够冷却,使 菌株因温度过高被杀死。 (5) 纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少含有三种组分,即C1酶、G酶、葡萄糖苷酶，其中葡萄糖苷酶可将纤维二糖分解成葡萄糖；刚果红可以与纤维素 形成红色复合物, 当纤维素被纤维素酶分解后, 红色复合物无法形成, 出现以纤维素分解菌 为中心的透明圈,我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。5某同学利用自己所学的生物技术自制酸奶,实验方案如下： 材
14、料用具：纯牛奶、原味酸钠；带盖瓶子、勺子、可调温电饭锅。制作方法：将瓶子 (连同盖子 ) 、勺子放在电饭锅中加水煮沸 10 分钟 瓶子稍冷却后,向瓶子中倒入牛奶,再放入电饭锅中沸水浴加热10 分钟待牛奶冷却至40 C左右(不烫手)时倒入牛奶量1/5的酸奶作“引子，用勺子搅拌均匀， 拧紧瓶盖将电饭锅温度调至 40 C,继续保温 7-8小时请答复：(1) 将瓶子等煮沸的目的是 。(2) “引子指的是酸奶中的 ,其在发酵过程中完成的主要化学反响是 (填反响式 ) 。与该菌种比拟,醋酸菌的代谢特点是 。(3) 牛奶冷却后才能导入“引子的原因是 ,将瓶盖拧紧是为了保持条件。 适量饮用酸奶有利于改善腹胀、
15、消化不良等病症，其原理是酸奶中的微生物能分解消化 道中的局部食物且。5另一名同学在重复相同实验时，为防止杂菌污染向牛奶中参加了青霉素，结果发酵失败,原因是答案1对瓶子进行灭菌，防止杂菌污染 乳酸杆菌GH2O6t 2GHO孚L酸+能量 醋酸菌是好氧细菌3防止温度过高杀死菌种无氧4不产生气体5青霉素能抑制乳酸杆菌的增殖解析1酸奶制作时将瓶子等煮沸的目的是对瓶子等进行灭菌，防止杂菌污染影响发酵。2 “引子是乳酸杆菌，其无氧呼吸可以产生乳酸，化学反响是C6H2O6T 2GHbQ乳酸+能量。乳酸菌是厌氧型细菌，而醋酸菌是好氧型细菌。3为了防止温度过高而将菌种杀死，所以冷却后才能倒入酸奶；孚L酸菌是厌氧型
16、细菌，在无氧条件下才能进行发酵，所以要将瓶盖拧紧。4适量饮用酸奶有利于改善腹胀、消化不良等病症，其原理是酸奶中的微生 物能分解消化道中的局部食物且不产生气体。5青霉素能抑制乳酸菌增殖，所以参加了青霉素会导致发酵失败。6有机农药苯磺隆是一种除草剂，长期使用会污染环境。研究发现，苯磺隆能被土壤中某 些微生物分解。别离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示。甲测定苯确 隆降懈率上消液笨磺隆溶液1微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、四类，该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源，其原因是2与微生物培养基相比，植物组织培养的培养基常需添加生长素和，这些植物激素一般需要事先
17、单独配制成 保存备用。(3) 纯化菌株时，通常使用的划线工具是 。划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌， 第二划线区域所划的第一条线上无菌落， 其它划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有 (4) 为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液作图乙所示实验。该实 验 的 假 设 是 ， 该 实 验 设 计 是 否 合 理 ？ 为 什 么 ？答案 (1) 无机盐和氮源 只有能降解利用苯磺隆的菌株才能生存繁殖成菌落(2) 细胞分裂素 母液(3) 接种环 ( 或接种针 ) 接种环在二区划线前未冷却；划线未从第一区域末端开始(4) 目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋
18、白质 不合理，缺少空白对照解析 (1) 微生物的各种培养基配方一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四类营养；选择培 养基只允许特定种类的微生物生长， 又要抑制或阻止其他种类微生物生长， 因而必须以苯磺 隆为唯一碳源只让目的菌株生存繁殖。 (2) 植物组培过程中启动细胞分裂、脱分化和再分化 的关键激素是生长素和细胞分裂素； 为了防止每次配制时都要称量， 可将激素类先配成母液。(3) 纯化菌株时，通常使用的划线工具是接种环 (或接种针 ) ；接种环在平板内的每一次划线 前，都要先灼烧灭菌冷却后划线， 而且要从上一次划线末端而非空白处划线， 不冷却会烫死 上次划线末端菌株，从空白处划线是不会有菌株的。
19、(4) 从图乙上清液中参加蛋白酶溶液可 知是用于水解上清液中的某蛋白质的， 由此可判定实验假设是目的菌株通过分泌某种蛋白质 来降解苯磺隆，但是尚需设置不参加蛋白酶的对照组实验，否那么没有说服力，因而不合理。7. (2021 荷泽市二模)生物一一选修1:生物技术实践 蓝莓富含花青素等营养成分，具有保护视力、 软化血管、 增强人体免疫力等功能。 请答复下 列用蓝莓制作果酒和果醋的有关问题:(1) 制酒中利用的微生物是 。发酵开始时一般要先通气，其目的是 。制酒过程中可在酸性条件下用橙色的重铬酸钾检测酒精的存在，检验后颜色变成 。(2) 醋酸菌将乙醇变为醋酸的环境条件是糖源 ( 填“充足或“缺少 )
20、 。酿制成功的蓝莓果酒如果暴露在空气中会逐渐出现醋酸味， 尤其是气温高的夏天更易如此， 其原因是(3) 酿制蓝莓果酒时，不需要对蓝莓进行严格的消毒处理，这是因为在缺氧、呈酸性的发酵液中 (4) 为鉴定蓝莓果酒是否酿制成功，除可以通过观察菌膜、尝、嗅之外，还可以通过检测作进一步的鉴定。答案 (1) 酵母菌 酵母菌可在有氧条件下大量繁殖 灰绿色(2) 缺少 醋酸菌是好氧细菌，最适生长温度为30 - 35 C(夏天温度较高，导致醋酸杆菌大量生长产生醋酸 )(3) 绝大多数微生物无法适应这一环境而受抑制(4) 发酵前后的 pH解析 (1) 果酒制作利用的是酵母菌的无氧呼吸。实验开始前先通入氧气，促进酵
21、母菌有氧 呼吸，大量繁殖。产生的酒精可以与橙色的重铬酸钾在酸性条件下产生灰绿色。(2) 在糖源缺乏的情况下， 醋酸菌在有氧条件下可以将果酒发酵成果醋。 醋酸菌是好氧细菌， 最适生长 温度为30-35 C,所以酿制成功的蓝莓果酒如果暴露在空气中会逐渐出现醋酸味。(3)在缺氧、呈酸性的发酵液中绝大多数微生物无法适应这一环境而受抑制，所以酿制蓝莓果酒时，不需要对蓝莓进行严格的消毒处理。 (4) 酿酒是否成功可以通过观察菌膜、尝、嗅，还可以 检测发酵前后的 pH。& (2021 汉中市二模)汉中城乡有泡泡菜的习惯，其制作方法是：新鲜的蔬菜经过整理、 清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中
22、， 然后向坛中参加盐水、 香辛料及一些 “陈 泡菜水。密封后置于阴凉处，适宜环境温度为28 - 30 C。但有时制作的泡菜会“咸而不酸或“酸而不咸，据此分析，答复以下问题。(1) 用白酒擦拭泡菜坛的目的是 。假设制作的泡菜“咸而不酸 ，最可能的原因是(2) 制作过程中，需要参加盐水，其中清水与盐的比例应为 ，参加“陈泡菜水的作用是 。(3) 假设要获得优良乳酸菌菌种，应选用培养基培养。培养基中应含有 、 水和无机盐， 同时需要在培养基中添加维生素。 纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种 方法是 。答案 (1) 消毒 盐过多，抑制了乳酸菌发酵(2) 4 ：1提供乳酸菌菌种(3) 碳源 氮源 平板划线法或稀释涂布平板法解析 (1) 制作泡菜时，所用的泡菜坛要用白酒擦拭消毒，防止杂菌污染。如果泡菜盐水浓度过高， 乳酸菌会通过渗透作用失水， 这样就抑制了乳酸菌生长， 会使制作的泡菜“咸而不 酸。 (2) 制作泡菜时， 泡菜盐水的浓度是水与盐的比例应为4： 1；陈泡菜水中含有乳酸菌，因此制作泡菜时，可以参加陈泡菜水，以增加乳酸菌数量，缩短制作时间。(3) 培养微生物所用的培养基应含有碳源、 氮源、 水和无机盐等。 接种微生物常用平板划线法或稀释涂布平 板法。