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高中生物（选择性必修3）《生物技术与工程》单元知识梳理与填空训练
高中生物《生物技术与工程》第1章复习资料（填空版）
人教版选择性必修3 · 第1章 发酵工程（第1节—第3节全章知识梳理与综合训练）
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第1章 发酵工程（第1—3节核心考点梳理）
第1节 传统发酵技术的应用
1. 发酵的本质、传统发酵技术的特点与腐乳制作：1857年法国微生物学家①____ _ _ _ ____证明酒精发酵是由②____ _ _ _ ____引起的，1897年科学家发现③____ _ _ _ ____在发酵中的作用。发酵是指人们利用④____ _ _ _ ____，在适宜条件下将原料通过⑤____ _ _ _ ____转化为人类所需产物的过程。（1）腐乳制作：豆腐中的⑥____ _ _ _ ____被分解成小分子的⑦____ _ _ _ ____；参与发酵的微生物有酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是⑧____ _ _ _ ____。（2）传统发酵技术：直接利用原材料中⑨____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____或前一次发酵物中的微生物进行发酵，以⑩____ _ _ _ ____的 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____为主，通常是家庭式或作坊式的。
2. 乳酸菌、酵母菌与醋酸菌的代谢特征与反应简式：（1）乳酸菌： ____ _ _ _ ____细菌（原核生物），常见有 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____，在无氧条件下将葡萄糖分解为 ____ _ _ _ ____，反应简式为 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____。（2）酵母菌： ____ _ _ _ ____（真核生物），属于 ____ _ _ _ ____微生物，酿酒酵母最适生长温度约为 ____ _ _ _ ____，无氧条件下酒精发酵反应简式为 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____。（3）醋酸菌： ____ _ _ _ ____细菌（原核生物），最适生长温度为 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____；当 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____时将糖分解成 ____ _ _ _ ____（伴随CO 和H O生成）；当 ____ _ _ _ ____时直接将 ____ _ _ _ ____转化为 ____ _ _ _ ____，再将乙醛变为 ____ _ _ _ ____。
3. 探究·实践：制作泡菜、果酒和果醋的关键操作：（1）制作泡菜：配制质量分数为 ____ _ _ _ ____的盐水， ____ _ _ _ ____后使用；菜料装至 ____ _ _ _ ____时放入香辛料，继续装至 ____ _ _ _ ____；向坛盖边沿水槽中 ____ _ _ _ ____以创造 ____ _ _ _ ____条件；当乳酸质量分数为 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____时口味品质最佳；腌制过程中 ____ _ _ _ ____含量先增加后减少。（2）制作果酒和果醋：器具用洗洁精清洗后用 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____消毒；新鲜葡萄先用清水 ____ _ _ _ ____再 ____ _ _ _ ____；葡萄汁装入发酵瓶留有大约 ____ _ _ _ ____；果酒发酵温度控制在 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____，发酵 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____，每隔 ____ _ _ _ ____左右将瓶盖 ____ _ _ _ ____（不是打开瓶盖）以排气；转入果醋发酵时需 ____ _ _ _ ____盖上纱布，将温度调至 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____，发酵 ____ _ _ _ ____。
第2节 微生物的培养技术及应用
4. 培养基的配制与无菌技术（消毒与灭菌）：（1）培养基：不含凝固剂（如①____ _ _ _ ____）的为液体培养基，加入琼脂的固体培养基可用于分离形成肉眼可见的②____ _ _ _ ____。培养基一般都含有③____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____等营养物质，还需满足微生物对④____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____的需求（培养乳酸杆菌需添加⑤____ _ _ _ ____；培养霉菌调至⑥____ _ _ _ ____；培养细菌调至⑦____ _ _ _ ____）。（2）消毒与灭菌：⑧____ _ _ _ ____使用较为温和的方法杀死物体表面或内部一部分微生物，常用⑨____ _ _ _ ____、⑩____ _ _ _ ____（63～65 ℃消毒30 min等，用于牛奶等不耐高温液体）、酒精/氯气化学消毒、 ____ _ _ _ ____消毒； ____ _ _ _ ____使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物（包括 ____ _ _ _ ____），常用① ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____（ ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____维持15～30 min，用于培养基等）、② ____ _ _ _ ____（ ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____维持1～2 h，用于玻璃器皿和金属用具）、③ ____ _ _ _ ____（用于涂布器、接种环、接种针等）。
5. 酵母菌的纯培养：倒平板与平板划线操作：由 ____ _ _ _ ____繁殖所获得的微生物群体称为 ____ _ _ _ ____。分离和纯化微生物的常用方法有 ____ _ _ _ ____和 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____。（1）倒平板：待培养基冷却至 ____ _ _ _ ____时，在 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____操作，拔出棉塞→瓶口迅速通过火焰→打开培养皿一条缝隙倒入10～20 mL培养基→冷却凝固后将培养皿 ____ _ _ _ ____。（2）平板划线法：通过 ____ _ _ _ ____在固体培养基表面连续划线；从第二次划线起，每次划线前都要 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____，且从 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____开始划线，注意不要将 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____相连；培养时将平板倒置放入 ____ _ _ _ ____恒温培养箱培养24～48 h；使用后的培养基丢弃前必须进行 ____ _ _ _ ____。
6. 微生物的选择培养与数量测定（分离分解尿素的细菌）：（1）选择培养基：允许 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____生长，同时 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____生长的培养基；分离分解尿素的细菌（能合成 ____ _ _ _ ____将尿素分解成 ____ _ _ _ ____）使用以 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____的选择培养基；分离纤维素分解菌使用以 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____的选择培养基（用 ____ _ _ _ ____染色可通过是否产生 ____ _ _ _ ____进行鉴别）。（2）稀释涂布平板法与计数：取10 g土样加入 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____中摇匀后依次10倍梯度稀释，取 ____ _ _ _ ____菌液滴加到培养基表面并用灼烧冷却后的 ____ _ _ _ ____涂布均匀；在 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____下培养1～2 d；计数时一般选择菌落数为 ____ _ _ _ ____的平板，在同一稀释度下至少对 ____ _ _ _ ____平板重复计数求平均值；统计结果往往比实际活菌数 ____ _ _ _ ____（因为 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____）。（3）显微镜直接计数：利用 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____，统计结果一般是 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____。
第3节 发酵工程及其应用
7. 发酵工程的基本环节与条件控制：（1）基本环节：包括①____ _ _ _ ____（自然界筛选、②____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____）、③____ _ _ _ ____、培养基的配制、④____ _ _ _ ____（对培养基和发酵设备严格灭菌）、接种、⑤____ _ _ _ ____（发酵工程的⑥____ _ _ _ ____）、⑦____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____。（2）过程调控与产物分离：发酵过程中需随时检测培养液中的⑧____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____等，及时添加必需营养成分，严格控制⑨____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____等条件（如谷氨酸发酵在⑩____ _ _ _ ____条件下积累谷氨酸，在 ____ _ _ _ ____条件下易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺）。若产品是 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____，采用 ____ _ _ _ ____等方法分离干燥；若产品是 ____ _ _ _ ____，则采取适当的 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____措施。
8. 发酵工程在食品、医药、农牧业及其他领域的应用：（1）食品工业：①生产传统发酵产品（如 ____ _ _ _ ____生产酱油、酿酒酵母生产酒类，啤酒工业化发酵分为 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____两个阶段）；②生产 ____ _ _ _ ____（如黑曲霉发酵制柠檬酸、 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____发酵制味精）；③生产 ____ _ _ _ ____。（2）医药工业：结合基因工程、蛋白质工程生产抗生素、氨基酸、激素（如生长激素释放抑制激素）和疫苗（如将乙肝病毒抗原基因转入 ____ _ _ _ ____发酵生产 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____）。（3）农牧业：①生产 ____ _ _ _ ____（如根瘤菌肥、固氮菌肥）；②生产 ____ _ _ _ ____（如 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____，用于生物防治）；③生产 ____ _ _ _ ____，通过发酵获得的大量微生物菌体即 ____ _ _ _ ____，青贮饲料中添加 ____ _ _ _ ____可保鲜并提高动物免疫力。（4）其他方面：纤维废料发酵生产酒精、乙烯，电催化结合发酵用CO 合成葡萄糖和脂肪酸，利用 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____生产洗涤剂。
综合专题训练：第1章跨节知识整合与实验设计辨析
第1章综合专题训练（第9—10题）
9. 发酵工程全流程脉络与微生物技术衔接：从传统发酵技术到现代发酵工程演进的核心脉络：传统发酵利用①____ _ _ _ ____进行家庭式固体/半固体发酵（如②____ _ _ _ ____厌氧制泡菜、③____ _ _ _ ____兼性厌氧酿果酒、④____ _ _ _ ____好氧制果醋、⑤____ _ _ _ ____制腐乳） → 实验室通过配制培养基、⑥____ _ _ _ ____、利用⑦____ _ _ _ ____结合⑧____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____分离纯化获得单一菌株 → 工业上经诱变或⑨____ _ _ _ ____选育高产菌株，经⑩____ _ _ _ ____后接入严格灭菌的大型发酵罐，在计算机实时调控 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____下完成液体深层发酵，最后分离提纯获得菌体（如 ____ _ _ _ ____）或代谢物。
10. 微生物培养中的无菌操作与实验失误归因：（1）在倒平板、平板划线及稀释涂布平板操作中，始终在 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____操作的原因是火焰周围形成无菌区，防止空气中杂菌污染。（2）平板划线时若第一区域划线末端与最后一区相连，会导致 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____；稀释涂布平板时若涂布器未冷却就接触菌液，会导致 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____。（3）用伊红—亚甲蓝琼脂培养基鉴别大肠杆菌时，大肠杆菌菌落呈 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____，该培养基按功能分属于 ____ _ _ _ ____培养基。
参考答案与核对索引
第1章 发酵工程（第1—3节核心考点梳理）
节次 / 专题 题号 参考答案
第1节 第1题 ① 巴斯德；② 活的酵母菌；③ 酶；④ 微生物；⑤ 微生物的代谢；⑥ 蛋白质；⑦ 肽和氨基酸；⑧ 毛霉；⑨ 天然存在的微生物；⑩ 混合菌种； 固体发酵及半固体发酵
第1节 第2题 厌氧； 乳酸链球菌和乳酸杆菌； 乳酸； C H O →(酶) 2C H O （乳酸）+ 能量； 单细胞真菌； 兼性厌氧； 28 ℃； C H O →(酶) 2C H OH（酒精）+ 2CO + 能量； 好氧； 30～35 ℃； O 、糖源都充足； 乙酸； 缺少糖源； 乙醇； 乙醛； 乙酸
第1节 第3题 5%～20%； 煮沸冷却； 半坛； 八成满； 注满水； 无氧； 0.4%～0.8%； 亚硝酸盐； 体积分数为70%的酒精； 冲洗1～2次； 去除枝梗； 1/3的空间； 18～30 ℃； 10～12 d； 12 h； 拧松一次； 打开瓶盖； 30～35 ℃； 7～8 d
第2节 第4题 ① 琼脂；② 菌落；③ 水、碳源、氮源和无机盐；④ pH、特殊营养物质以及O ；⑤ 维生素；⑥ 酸性；⑦ 中性或弱碱性；⑧ 消毒；⑨ 煮沸消毒法；⑩ 巴氏消毒法； 紫外线； 灭菌； 芽孢和孢子； 湿热灭菌（高压蒸汽灭菌）； 100 kPa、121 ℃； 干热灭菌； 160～170 ℃； 灼烧灭菌
第2节 第5题 单一个体； 纯培养物； 平板划线法； 稀释涂布平板法； 50 ℃左右； 酒精灯火焰附近； 倒置； 接种环； 灼烧接种环并冷却； 上一次划线的末端； 最后一次的划线与第一次的划线； 28 ℃左右； 灭菌处理
第2节 第6题 特定种类的微生物； 抑制或阻止其他种类微生物； 脲酶； NH ； 尿素作为唯一氮源； 纤维素作为唯一碳源； 刚果红； 透明圈； 90 mL无菌水； 0.1 mL； 涂布器； 30～37 ℃； 30～300； 3个； 偏小； 两个或多个细胞连在一起时平板上只观察到一个菌落； 细菌计数板或血细胞计数板； 活菌数和死菌数的总和
第3节 第7题 ① 菌种的选育；② 诱变育种或基因工程育种；③ 扩大培养；④ 灭菌；⑤ 发酵罐内发酵；⑥ 中心环节；⑦ 分离和提纯产物；⑧ 微生物数量、产物浓度；⑨ 温度、pH和溶解氧；⑩ 中性和弱碱性； 酸性； 微生物细胞本身； 过滤、沉淀； 代谢物； 提取、分离和纯化
第3节 第8题 黑曲霉； 主发酵和后发酵； 食品添加剂； 谷氨酸棒状杆菌； 酶制剂； 酵母菌； 重组乙型肝炎疫苗； 微生物肥料； 微生物农药； 苏云金杆菌、白僵菌、井冈霉素； 微生物饲料； 单细胞蛋白； 乳酸菌； 嗜热菌、嗜盐菌
综合专题训练：第1章跨节知识整合与实验设计辨析
节次 / 专题 题号 参考答案
第一章专题 第9题 ① 天然混合菌种；② 乳酸菌；③ 酵母菌；④ 醋酸菌；⑤ 毛霉；⑥ 高压蒸汽灭菌；⑦ 选择培养基；⑧ 平板划线法或稀释涂布平板法；⑨ 基因工程；⑩ 扩大培养； 温度、pH和溶解氧； 单细胞蛋白
第一章专题 第10题 酒精灯火焰附近； 无法分离得到单菌落； 菌种被高温杀死； 深紫色并有金属光泽； 鉴别
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