第1章 发酵工程-备战2025年高考生物一轮复习必背知识点讲义

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[必备知识]
腐乳一直受到人们的喜爱。这是因为经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成___
______________________________，味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存。多种微生物参与了豆腐的发酵，如______、______和______等，其中起主要作用的是______。(P5)
2．____________________________________________________________________________________
______________________________________________________的技术一般称为传统发酵技术。(P5)
3．传统发酵以_________的固体发酵及半固体发酵为主，通常是______式或______式的。(P5)
4．乳酸菌是______细菌，在______的情况下能将葡萄糖分解成______[反应简式为___________________________________________________]，可用于___________、_________等。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和_________。(P5)
5．酵母菌是___________微生物，在无氧条件下能进行_________发酵[反应简式为______________________________________________________]，可用于_________、_________和______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 _________。(P6)
6．用于制作泡菜的蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量相对_______。用清水和食盐配制质量分数为 _______的盐水。盐的用量过高，乳酸发酵_______，泡菜风味____；用量过低，杂菌易_______，导致泡菜_______。盐水要煮沸后冷却。煮沸的作用：一是______________，二是____________________________。(P6“探究·实践”)
7．泡菜在腌制过程中会有______________产生。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入_______，会发生中毒，甚至死亡。(P6“探究·实践”)
8．醋酸菌是_______细菌，当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成_______[反应简式为_________________________________________________]；当缺少糖源时则直接将乙醇转化为_______，再将乙醛变为_______[反应简式为______________________________________________]。醋酸菌可用于制作各种风味的醋。多数醋酸菌的最适生长温度为 _______ ℃。(P7)
9．果酒自然发酵时，利用葡萄皮上的______________；工业生产时，人工接种纯化的酵母菌，以______________。(P7“探究·实践”)
10．果酒变果醋发酵改变两个条件：一、_______，因为醋酸菌是______________；二、______
________，因为________________________________________________________。(P7“探究·实践”)
11．果酒与果醋发酵流程：_______________________________________________________________。(P7“探究·实践”)
第2节 微生物的培养技术及应用
一、微生物的基本培养技术
[必备知识]
1．培养基的化学成分包括____________________________等。另外，培养基还要满足微生物生长对_____、______________以及_______的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加_______；培养霉菌时，一般需将培养基的pH调至_______；培养细菌时，一般需要将pH调至______________；培养______________时，则需要提供无氧的条件。(P10)
2．培养基的种类及用途
(1)按物理性质可分为______________、______________和______________。______________应用于工业或生活生产，固体培养基应用于微生物的______________，半固体培养基则常用于观察微生物的_____________________。
(2)按照培养基的用途，可将培养基分为______________和______________。
3．获得纯净的微生物培养物的关键是______________。(P10)
4．消毒
(1)消毒是指使用较为____________________________等方法杀死物体_____________________
______________(不包括芽孢和孢子)。
（2）消毒方法常用到______________、______________(对于一些不耐高温的液体)，还有____
_________________(如酒精、氯气、石炭酸等)、___________________。(P10～11)
5．灭菌
(1)灭菌是指使用_____________方法杀死物体_____________________，包括芽孢和孢子。
(2)灭菌方法有______________、______________、______________等。
①接种环、接种针、试管口等使用______________灭菌；
②玻璃器皿、金属用具等使用______________灭菌，所用器械是______________；
③培养基、无菌水等使用______________灭菌，所用器械是______________。(P10～11)
6．比较消毒和灭菌
7.微生物的纯培养包括配制培养基、_______、_______、分离和培养等步骤。(P11)
8．________________________________________________________________________________________________________________，这就是菌落。采用______________和______________能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。(P12“探究·实践”)
[重要图解]
1．倒平板的具体操作步骤：（P12）请用文字和箭头写出正确的倒平板操作流程:______________。
(1)培养基灭菌后，需要冷却至____℃左右时，才能用来倒平板。可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉锥形瓶的温度下降到刚刚_______时，就可以进行倒平板了。
(2)通过______________，防止瓶口的微生物污染培养基。
(3)平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以____________________________，又可以____________________________。
(4)在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，则该平板不能继续培养微生物了。原因是_________________________________________________。(P12“探究·实践”)
2．平板划线法的具体操作步骤
①操作是将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环的金属丝______。②操作是在______冷却接种环，并打开盛有菌液的试管的棉塞。③操作是__________________。④操作是在火焰附近用接种环蘸取____________。⑤操作是____________，并塞上棉塞。⑥操作是：在火焰附近将皿盖打开一条缝隙，用接种环______________________________，盖上皿盖。然后再______接种环，待其冷却后，从________________________开始往____________内划线。重复以上操作，在三、四、五区域内划线即可得到图⑦培养皿。在重复划线时，注意_________________________________________。
(1)划线前第一步灼烧接种环是为了___________________________________________________；每次划线前灼烧接种环是为了________________________________________________；划线结束后灼烧接种环，能____________________________________，避免____________________________________。
(2)灼烧接种环后，要等其冷却后再进行划线，____________________________________。
(3)划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从________________________，能使________________________________________________，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。(P12“探究·实践”)
二、微生物的选择培养和计数
[必备知识]
1．在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时____________其他种类微生物生长的培养基，称为____________。(P16)
2．分解尿素的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成______，其催化尿素分解产生NH3，NH3作为细菌生长的______。(P16“思考·讨论”)
3．__________________除可以用于分离微生物外，也常用来统计样品中活菌的数目。当样品的__________________时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于__________________。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数为 ____________的平板进行计数。(P18)
4．用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目______，这是因为____________
________________________________。因此，统计结果一般用______而不是用活菌数来表示。(P18)
5．除活菌计数外，利用____________进行直接计数，也是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。该方法利用特定的____________或____________，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量，统计的结果一般是活菌数和死菌数的______。(P18)
6．细菌计数板和血细胞计数板的计数原理相同。血细胞计数板比细菌计数板厚，常用于________________________、____________等的计数。用细菌计数板可对____________的细胞进行观察和计数。(P18“相关信息”)
7．绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以______作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。(P18“探究·实践”)
[重要图解]
1．稀释涂布平板法操作示意图
如果想知道1 g土壤中有多少能分解尿素的细菌，仅有选择培养基是不够的，还需要对土样进行适当的处理以及科学的测定微生物数量的方法。可采用稀释涂布平板法。(P17)
（1）系列稀释操作：
如图所示，在编号为1×102～1×107试管中分别盛有9mL______；将10g土样加入盛有____________的锥形瓶中，____________；取1mL上清液加入盛有____________的试管中，依次____________。
（2）涂布平板操作：第1步：取菌液——取0.1mL菌液，滴加到______表面；第2步：涂布器消毒——将涂布器浸在盛有______的烧杯中；第3步：涂布器灭菌——将涂布器放在火焰上灼烧，待__________________后，再进行涂布；第4步：涂布平板：用涂布器将______均匀地涂布在培养基表面。涂布时可__________________，使涂布均匀。
（3）培养：待__________________后，将平板______，放入____________中培养1～2 d。在涂布有____________菌液的平板上就可以观察到分离的____________。
2．地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40%～60%能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。对这些微生物的研究与应用，使人们能够利用秸秆等生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。已知刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红与纤维素形成____________；而当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就____________，培养基中会出现以________________________(如下图所示)。(P20“练习与应用”拓展应用2)
(4)划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。
(5)操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要将接种环进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束时，仍需灼烧接种环，每次灼烧的目的如下表：
第3节 发酵工程及其应用
[必备知识]
1．发酵工程一般包括____________，____________，__________________、______，接种，发酵，__________________等方面。(P22)
2．性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过______育种或____________育种获得。(P22)
3．现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的______、_____、____________、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于______状态。(P23)
4．环境条件不仅会影响微生物的____________，而且会影响微生物____________。如谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和__________________。(P23)
5．如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用______、______等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的______、______和______措施来获得产品。(P23)
6．发醇工程在食品工业方面的应用：__________________，如啤酒等；生产各种各样的________________________，如味精、α­淀粉酶等。在医药工业方面的应用：生产________________________等。在农牧业方面的应用：生产____________；生产____________；生产____________。在其他方面的应用：利用纤维废料发酵生产____________等能源物质，嗜热菌、嗜盐菌用来生产____________等。(P24～27)
[重要图解]
1，发酵罐示意图(P23)
下图为发酵罐示意图，图中①～⑤处所填写内容依次为：
①____________；②____________；③______；④____________；⑤______。
__________________是发酵工程的中心环节。
2.啤酒的工业化生产流程(P25)
图中数字序号处所填写的内容依次为：
①______、②______、③______、④______、⑤______。将大麦和水混合，在适宜条件下发芽，发芽的大麦种子可释放______酶，①操作的目的是__________________，但要注意____________；②过程中发生的变化是__________________；③的目的是：__________________
________________________；④操作前必需将糖浆______，④的实质是_______________________
____________；④操作后选进行______，再进行⑤的操作，⑤操作可以________________________
________________________。
比较
项目
理化因素的
作用强度
消灭微生
物的数量
芽孢和孢子
能否被消灭
消毒
灭菌
项目
第一次操作
每次划线之前
划线结束
目的
杀死接种环上原有的微生物
杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线菌种数目减少
杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者