高三生物研讨会教学设计展示：酵母菌专题复习

酵母菌小专题复习

本专题主要考点：

1. 酵母菌的结构和生理等相关知识； 2. 与酵母菌有关的实验（探究酵母菌细胞呼吸类型（c）、探究酵母菌种群数量变化（c）、果酒的制作（b）、酵母细胞固定化（b））

一、酵母菌的结构和生理

1. 结构：单细胞真菌，有染色体和质粒，有液泡， 细胞壁的主要成分是葡聚糖。

2. 代谢类型：异养型，兼性厌氧型

3. 生殖方式：无性生殖为主，恶劣条件下可有性生殖。

【训练1】判断下列有关酵母菌的叙述是否正确：

1. 酵母菌主要分布在土壤中，在光学显微镜下可以观察到。 （ ） 2. 可以用纤维素酶处理酵母菌，获得原生质体。 （ ） 3. 青霉素可以抑制酵母菌的生长。 （ ） 4. 将目的基因导入酵母菌时，可以用感受态法，使其细胞壁的通透性增强。（ ） 5. 酵母菌与植物细胞的区别是植物细胞有液泡。 （ ） 6. 人的糖蛋白相关基因可以在酵母细胞中表达。 （ ） 7. 酵母菌的遗传物质都在染色体上。 （ ） 8. 酵母菌的有性生殖可以增强其变异性和生活力。 （ ） 9. 酵母菌的变异类型只有基因突变。 （ ） 10. 酵母菌在生态系统中主要属于消费者。 （ ） 【训练2】现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的相对量如右图所示。据图分析，氧浓度为a时

A．酵母菌只进行无氧呼吸 B．被分解的葡萄糖中约33％用于无氧呼吸 C．被分解的葡萄糖中约67％用于无氧呼吸 D．酵母菌停止无氧呼吸

【训练3】酿酒酵母的生活史中有两种形态：单倍体和二倍体，右图是酵母菌单倍体和二倍体的形态相互交替的过程（酿酒酵母的生活史），若图中甲的基因型为Dd，则乙、丙的基因型分别是 ；图中②④过程所示的出芽繁殖类似于有丝分裂，正在出芽生殖的酵母细胞中 （填“一定有”“不一定有”或“一定没有”）“同源染色体”。

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二、与酵母菌有关的实验

特别提醒：关注每个实验的操作过程；关注实验知识的运用和实验结果的分析。 【训练4】将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验，下列相关操作错误的是

A.探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a B.经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况 C.实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查 D.改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通

【训练5】下列有关酵母细胞固定化实验操作目的及结果分析，错误的是

A. 干酵母需置于蒸馏水中活化，是因为干酵母细胞中自由水含量低、代谢慢 B. 理想的凝胶珠应是富有弹性、不易破裂、内部无液体流出、稍带黄色 C. 向CaCl2溶液中滴加海藻酸钠与酵母细胞混合液时要快速，防止凝固 D. 配制海藻酸钠溶液时需要小火或间断加热，以防止海藻酸钠焦糊 【训练6】在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中，将酵母菌培养液稀释103倍后，用血细胞计数板（规格为1mm×1mm×0.1mm）进行计数，观察到右图的视野。有关叙述错误的是

A. 计数时应先在计数室上方加盖玻片，再滴加少量样液

B. 计数同一样品时，可对同一计数板上的两个计数室计数，并取平均值 C. 滴加培养液后应立即计数，以防止酵母菌沉降到计数室底部

D. 若仅依据图示结果，可以估算培养液中酵母菌密度为3.5×109个·mL-1

【训练7】酵母菌是高中生物实验中常用的实验材料。以下是某生物兴趣小组以酵母菌为材料开展的相关实验研究装置，请回答以下相关问题： （1）选用A、B、C装置探究酵母菌有氧呼吸方式时的装置顺序是 （用字母和箭头表示）

（2）利用E装置探究酵母菌呼吸类型，若在实验过程中液滴向左移，（不考虑环境因素的影响）则说明此装置中酵母菌肯定发生了 呼吸。

（3）选用D装置探究酵母菌种群数量的变化规律。

①用D装置培养酵母菌时，通常将橡皮塞换为棉花塞，目的是 。 ②培养后期稀释100倍后按照五点取样法计数，血球计数板（规格为1mm×1mm×0.1mm）的五个中方格中共有酵母菌120个。同时兴趣小组同学取一定量培养液用台盼蓝对酵母进行染色，并取样多次镜检获得结果如下： 第一次 第二次 第三次 未染色酵母菌 20 17 23 蓝色酵母菌 4 3 5 则培养液中活酵母菌的密度为 个/毫升。 （4）F是固定化酵母菌的实验装置，F装置中的X溶液是 。制备形成的凝胶球通常还需置于无菌水中进行清洗，目的是 。 （5）G是利用固定的酵母菌进行发酵的装置，其中的葡萄糖除了作为酵母菌发酵的原料以外，还具有 作用。

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三、酵母菌在生产实践中的应用

【训练8】樱桃番茄富含多种天然有机酸、人体必需氨基酸、维生素和多种矿物质，但因其含糖量不高影响酒精发酵效果。经实践摸索，调整发酵工艺，樱桃番茄成为酿造保健酒的好原料。下图1是利用固定化酵母或游离酵母发酵樱桃番茄果酒的工艺流程，分析回答：

樱桃番茄清洗去梗―→破碎―→50℃果胶酶处理1小时―→过滤―→加糖 ↓

樱桃番茄果酒←杀菌←陈酿←后发酵←倒瓶←主发酵←—接种固定化或游离酵母

图1

图2 图3

(1) 发酵前，需要在樱桃番茄汁中添加适量白砂糖，其主要目的是___________________。 (2) 主发酵结束后，需将上层酒液转移到另一灭菌容器中进行后发酵，为了防止醋酸菌污染，加入容器中液体的量应________(填“注满”“2/3”或填“1/3”)，以保证果酒品质。 (3) 图2是固定化酵母发酵与游离酵母发酵的对比结果，从图中可以看出，两者发酵速率相近，但发酵前期游离发酵比固定发酵产生的酒精量多，主要原因是 ；后期游离酵母发酵速度减慢，除了底物浓度降低外，还可能是因为 。 (4) 为探究固定化酵母重复使用的效果，对固定化酵母进行了2次连续的重复发酵实验，图3是实验的结果，试分析在第2次发酵前期，酵母降糖速度明显加快的原因 。实验结果说明固定化细胞具有__________________的优点。 (5) 为分离纯化优良酵母菌品种，采用平板划线法进行如下操作，排序最合理的是 。

A. ②①④③ B. ②①④①③② C. ②①④②③②

① ② ③ ④ D. ①④①③②

【训练9】由于酵母菌利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽孢杆菌的α-淀粉酶基因转入酵母菌中经筛选得到了可高效利用淀粉的工程菌菌种（过程如图甲所示）。

α-淀粉酶基因 ① 接种 接种到新鲜培养基 ③ 选择、接种 ② 接种 重组质粒 工程酵母菌 固体平板培养 图甲

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液体培养 菌种 图乙

(1)图甲中，过程①需要的酶有 。为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以___________作为唯一碳源。②、③过程需要重复几次，目的是__________。 (2）某同学尝试过程③的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是_________________；推测该同学接种时可能的操作失误是 。 (3）以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵，接种 菌的发酵罐需要先排气，其原因是 。 【反馈练习】

1. 右图为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线，请回答下列问题：

(1)曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是 ；曲线BC段酵母菌呼吸的方式为 。 (2)酵母菌种群数量从C点开始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外，还有 、 。 (3)在T1一T2时段，单位时间内酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有 、 。 (4)某同学在T3时取样，统计的酵母菌种群数量明显高于D对应的数量，原因可能有 、

和用血球计数板计数时出现错误等。

2. 科研人员为了分离、筛选蓝莓果酒专用酵母来改善蓝霉果酒的品质，进行了如下实验： ①取不同品种的成熟蓝莓制果浆，置于恒温培养箱中自然发酵，直至产生大量气泡和明显酒味。 ②将蓝莓发酵液梯度稀释后，进行涂布平板操作，每个梯度3个平板，并在恒温下培养2d，根据酵母菌菌落特征挑取单菌落。

③将挑取的单菌落扩大培养后，通过平板划线法分离纯化并保存。 ④检测筛选菌株的发酵性能，得到如下实验结果。

品 种 葡萄酿酒酵母 BL-21 BF-09 BF-17 乙醇体积分数/% 8% ++++ ++++ ++++ ++++ 10% ++++ ++++ ++++ ++++ 12% + + ++ ++ 14% - - - + 15% - - - - 4.00 ++++ ++++ ++++ ++++ pH 2.98 ++++ ++++ ++++ ++++ 2.03 1.48 - - + ++ - - - - 注：“-”表示不产气；“+”表示产气，“+”越多产气越多。 分析回答：

（1）酵母细胞中能产生CO2的场所是 。步骤①恒温培养箱的温度控制在22℃左右，其主要目的是 。

（2）步骤②中，发酵液应使用 进行梯度稀释。稀释涂布平板法依据的原理是在稀释度足够高的菌液里，将聚集在一起的菌种分散成 ，从而能在培养基表面形成单个菌落。“一个菌落”在生态学中属于一个 。

（3）步骤③平板划线时，每次划线前后都要用 法对接种环进行灭菌。 （4）根据实验结果推知， （品种）是较理想的酿酒菌种。

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参考答案

训练1 1-5 √××√× 6-10 √×√×× 训练2 C

训练3 Dd、D或d 不一定有 训练4 B 训练5 C 训练6 C

训练7

（1）C→A→B（或C→B→A→B ） （2）有氧

8

（3）保证供应酵母菌充足的氧气 5×10

（4）CaCl2 洗去CaCl2和杂菌 为酵母菌的生长发育提供营养(能量)

训练8

(1) 提高酒精的生成量 (2) 注满

(3) 游离酵母和营养液的接触更充分，酒精排出更快 酒精对游离酵母的抑制作用更强 (4) 固定化材料中的活酵母数量比第一次多(或细胞增殖了) 可反复利用 (5) B

训练9

（1）限制性内切酶和DNA连接酶 淀粉 分离纯化 （2）稀释涂布法 涂布不均匀

（3）工程酵母菌 工程酵母菌利用淀粉能力更强，产生CO2速率更快

反馈练习

1. (1)细胞质基质和线粒体 有氧呼吸和无氧呼吸

(2)乙醇含量过高 培养液的pH下降

(3)酵母菌进行无氧呼吸，产生的能量少 酵母菌种群数量增多

(4)取样时培养液未摇匀，从底部取样 未染色，统计的菌体数包含了死亡的菌体

2.（1）细胞质基质和线粒体 为酵母菌细胞的生长、繁殖提供适宜的温度 （2）无菌水 单个细胞 种群 （3）灼烧 （4）BF-17

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