高考生物(命题热点突破)专题18 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用(2021年最新整理)

2017年高考生物（考点解读+命题热点突破）专题18 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用

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2017年高考生物（考点解读+命题热点突破）专题18 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用

2 专题18 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用

【考向解读】

1。微生物的分离和培养

2.培养基对微生物的选择利用

3。运用发酵加工食品的基本方法

4。利用微生物发酵来生产特定的产物

高频考点：微生物的培养与应用

低频考点：传统发酵技术的应用

【命题热点突破一】微生物的培养与分离

1．培养基的成分:碳源、氮源、水和无机盐等。

2．细菌培养和计数方法

（1）稀释涂布平板法：分离细菌，也能计数（结果偏小）。

(2）平板划线法：只能纯化细菌，不能计数.

（3)显微计数法：不能区分细菌死活(结果偏大).

3．灭菌常考的3种方法

(1）灼烧灭菌（如接种环、接种针、试管口等）

(2)干热灭菌(如玻璃器皿和金属用具等)

（3)高压蒸汽灭菌(如配制的培养基等）

4．筛选尿素分解菌：用以尿素为唯一氮源的培养基。

5．筛选纤维素分解菌：用以富含纤维素、添加刚果红的培养基培养（出现明显透明圈）。

例1．(2016·高考全国乙卷）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： 2017年高考生物（考点解读+命题热点突破）专题18 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用

3 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

【变式探究】（2015·全国卷Ⅰ）已知微生物A可以产生油脂，微生物B可以产生脂肪酶.脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题:

(1)显微观察时，微生物A菌体中的油脂通常可用________染色。微生物A产生的油脂不易挥发，可选用________（填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。

（2）为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样，并应选用以________为碳源的固体培养基进行培养。

（3）若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；若要测定其活菌数量，可选用________法进行计数. 2017年高考生物（考点解读+命题热点突破）专题18 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用

4 (4）为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度，某同学测得相同时间内，在35 ℃、40 ℃、45 ℃温度下降解10 g油脂所需酶量依次为4 mg、1 mg、6 mg，则上述三个温度中，________℃条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度，应围绕________℃设计后续实验。

【解析】 (1)油脂可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，被苏丹Ⅳ染液染成红色，因此油脂通常用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染色。不易挥发的物质大多采用萃取法进行提取,水蒸气蒸馏法一般用来提取易挥发的物质。

(2)能产生脂肪酶的微生物B能利用脂肪(油脂)作为碳源，所以在制备选择微生物B的培养基时,应将油脂作为唯一的碳源。

(3）用显微镜直接对微生物进行计数,需要用血细胞计数板。如果对活菌进行计数，则要用稀释涂布平板法涂布平板，培养后统计菌落数目，然后计算出活菌数量。(4）降解等量的油脂，需要的酶量越多,说明此温度下的酶的活力越小.所以三种温度中45 ℃下酶的活力最小。从三种温度下的实验结果可知，40 ℃下酶的活力最大，所以要想测定该酶的最适温度，应围绕该温度设计不同温度梯度，进行后续实验。

【答案】 （1)苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ） 萃取法 （2)油脂 (3)血细胞计数板 稀释涂布平板 (4)45 40

【变式探究】（2015·江苏高考)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃,可用来发酵处理秸秆，提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果，研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题:

（1)在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是______(填序号)。

①酒精灯 ②培养皿 ③显微镜 ④无菌水

（2）在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是________________________________________________________________.

（3)向试管内分装含琼脂的培养基时，若试管口粘附有培养基，需要用酒精棉球擦净的原2017年高考生物（考点解读+命题热点突破）专题18 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用

5 因是_________________________________________________。

（4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上，筛到了几株有透明降解圈的菌落(见下图）。图中降解圈大小与纤维素酶的______有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是______(填图中序号）。

(4）因为刚果红可以与纤维素形成红色复合物，且不与纤维素降解产物反应.所以在刚果红培养基平板上，菌落周围有透明降解圈是纤维素被降解的结果，降解圈大小由纤维素酶的活性和量决定。图中菌落①周围的降解圈最大,因此其降解纤维素的能力最强。

【答案】 （1）③ （2)培养基表面的菌悬液会出现积液，导致菌体堆积,影响分离效果

(3)避免培养基污染棉塞 （4）量与活性 ①

【命题热点突破二】考查果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作原理和过程

微生物在传统发酵技术中的应用归纳

1．传统发酵技术

食品 菌种 类型 原理 温度 2017年高考生物（考点解读+命题热点突破）专题18 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用

6 果酒 酵母菌 无氧 无氧呼吸产生酒精 18～25 ℃

果醋 醋酸菌 需氧 糖（酒精)―→醋酸 30～35 ℃

腐乳 毛霉等 需氧 蛋白酶、脂肪酶水解蛋白质、脂肪 15～18 ℃

泡菜 乳酸菌 无氧 无氧呼吸产生乳酸 28～32 ℃

2。果酒和果醋发酵装置的设计思路

(1）酵母菌繁殖需要空气，醋酸菌是好氧细菌，则果酒制作前期和果醋制作整个过程都需要氧气;酵母菌产生酒精时是厌氧的，则在充气口应该设置开关.

（2）发酵过程中产生CO2,需要设置排气口；为了防止空气中微生物污染，排气口应该连接一个长而弯曲的胶管。

（3)为便于取样及监测发酵情况，需要设置出料口.

例2．（2016·高考全国甲卷）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"）第二阶段的。 2017年高考生物（考点解读+命题热点突破）专题18 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用

7 （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.

的细胞器只有核糖体一种，不含线粒体.

【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

【变式探究】下图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述正确的是（ ）

A．发酵过程中酒精的产生速率越来越快

B．集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2

C．发酵过程中酵母种群呈“J"型增长

D．若发酵液表面出现菌膜,最可能原因是发酵瓶漏气

【答案】 D

【变式探究】(2015·广东高考）泡菜是我国的传统食品之一，但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。某兴趣小组准备参加“科技创新大赛"，查阅资料得到下图。 2017年高考生物（考点解读+命题热点突破）专题18 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用

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(1）制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是________。乳酸菌发酵第一阶段的产物有________。

（2）据图,与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，因为后者________；pH呈下降趋势，原因是________________。

(3）该小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍)，拟参照资料的实验方案和食盐浓度（4%～10％），探究与普通乳酸菌相比用“优选"乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确定其最适条件。请你设计一个实验结果记录表，并推测实验结论。

(3)设计的记录表中要包含乳酸菌类型、食盐浓度和发酵时间等自变量，因变量为亚硝酸盐的含量。通过相互对照确定用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确定最适发酵条件.

【答案】 (1)创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵 丙酮酸、[H］（少量ATP） （2)亚硝酸盐含量低 乳酸菌无氧呼吸产生了乳酸 (3）两种乳酸菌在泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化表

错误! 普通乳酸菌 “优选”乳酸菌