考点34 发酵工程（讲义）-备战2025年高考生物一轮复习考点（新高考通用）

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地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：12分钟
1.1857年，法国微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的 引起的。此后，人们才开始了解发酵的本质。这里所说的发酵，是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过 的代谢转化为人类所需要的产物。不同的微生物具有产生不同代谢物的能力，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。（P5）
2.千百年来，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，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是 。（P5）
3.像这种直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进化发酵、制作食品的技术一般称为 技术。传统发酵以 的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。（P5）
4.乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成 （反应简式①），可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。乳酸菌种类很多，在自然界中分布广泛、空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有乳酸菌分布。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和 。
①C6H12O6eq \(――→,\s\up11(酶),\s\d4( ))2C3H6O3（乳酸）＋能量（P5）
5．酵母菌是 微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵（反应简式②），可用于酿酒、制作馒头和面包等。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 。
②C6H12O6eq \(――→,\s\up11(酶),\s\d4( ))2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量（P6）
6．制作传统泡菜是利用植物体表面天然的 来进行发酵的。发酵期间，乳酸会不断积累，当它的质量百分比为0.4%～0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。（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，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡。（P6“探究·实践”）
8．醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能将糖分解成醋酸（反应简式③）；当缺少糖源时则将乙醇转化为 ，再将乙醛变为 （反应简式④）。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 。
③C6H12O6＋2O2eq \(――→,\s\up11(酶),\s\d4( ))2CH3COOH（醋酸）＋2H2O＋2CO2＋能量
④C2H5OH＋O2eq \(――→,\s\up11(酶),\s\d4( ))CH3COOH（醋酸）＋H2O＋能量（P7）
9．果酒自然发酵时，利用葡萄皮上 ；工业生产时，人工接种纯化的酵母菌，以提高发酵效率。（P7“探究·实践”）
10．果酒变果醋发酵改变两个条件：一 ，因为醋酸菌是好氧细菌；二 ，因为酵母菌在18～25 ℃，而醋酸菌在30～35 ℃。（P7“探究·实践”）
11．果酒与果醋发酵流程：挑选葡萄→冲洗（再去梗）→榨汁→酒精发酵eq \(――→,\s\up11(通氧),\s\d4(升温))醋酸发酵。（P7）
【答案】
1.酵母菌 微生物 2.小分子的肽和氨基酸 毛霉 3.传统发酵 混合菌种 4.乳酸 乳酸杆菌 5.兼性厌氧 28 ℃ 6.乳酸菌 7.亚硝酸盐 8.乙醛 醋酸 30～35 ℃ 9.野生的酵母菌 10.通氧 升高温度
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：15分钟
一、单选题
1．我国许多传统美食制作都利用了传统发酵技术，下列叙述错误的是（ ）
A．传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主
B．馒头制作过程中利用了酵母菌呼吸作用产生的CO2
C．白酒酿造中后期需密封容器以保证酵母菌无氧呼吸
D．酱油酿造过程中乳酸菌将蛋白质水解成肽和氨基酸
【答案】D
【分析】参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理：毛霉产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸；脂肪酶将脂肪分解为甘油和脂肪酸。
【详解】A、传统发酵技术中利用的微生物一般为天然菌种，大多都含有多种菌种，因此传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主，A正确；
B、发面作馒头，馒头松软好吃，是利用了酵母菌进行作用呼吸产生的二氧化碳，B正确；
C、酿酒即要利用酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，需要在无氧条件下进行，故该过程需要密封以制造无氧环境,以保证酵母菌的无氧呼吸，C正确；
D、酱油酿造过程中是乳酸菌发酵产生蛋白质水解酶，使原料中部分蛋白质水解成肽和氨基酸，D错误。
故选D。
2．某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相关叙述正确的是（ ）
A．果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器
B．果酒发酵时，用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日增多
C．果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显多于果酒发酵时产生的
D．果醋发酵时，用重铬酸钾溶液测定醋酸含量变化，溶液灰绿色逐日加深
【答案】A
【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器，影响酒精发酵，A正确；
B、果酒发酵时，发酵液中的葡萄糖不断被消耗，因此用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量，砖红色沉淀逐日减少，B错误；
C、若以酒精为底物进行醋酸发酵，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时产生的；若以葡萄糖为底物进行醋酸发酵，发酵液产生的气泡量与果酒发酵时产生的相当，C错误；
D、重铬酸钾用于检测酒精，不能用于测定醋酸含量，D错误。
故选A。
3．下列关于传统发酵技术应用的叙述，错误的是（ ）
A．制作泡菜时，用水密封泡菜坛的目的是促进乳酸菌的无氧呼吸
B．制作果酒时，需每隔一定时间打开瓶盖放气
C．制作果醋时，可以往果酒中加入醋酸杆菌将乙醇转化为醋酸
D．传统发酵技术大多为混合菌种
【答案】B
【分析】1、泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
2、果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，把糖分解成二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精。
3、果醋制作的原理是在氧气充足的条件下，醋酸菌将葡萄糖或酒精转化成醋酸，醋酸菌是好氧菌，最适宜生长的温度范围是30～35℃。
【详解】A、制作泡菜时，用水密封泡菜坛的目的是促进乳酸菌的无氧呼吸，A正确；
B、制作果酒时，需每隔一定时间将瓶盖拧松一次（不能打开，防止杂菌污染），定时松瓶盖的目的是排出瓶中的气体，防止发酵液溢出，B错误；
C、制作果醋时，可以往果酒中加入醋酸杆菌将乙醇转化为乙酸 ，在氧气充足，糖源不足的条件下，醋酸杆菌可以将乙醇转化为乙醛再转化为乙酸，C正确；
D、传统发酵技术是利用天然菌种，不需要对菌种纯化，D正确。
故选B。
4．黄酒是世界上最古老的酒类之一，黄酒的制作流程主要为：制曲→浸米→煮酒（浸好的小米加入开水中煮熟）→拌曲→入缸发酵→压榨→装瓶。下列叙述正确的是（ ）
A．浸米有利于淀粉水解产生酒精从而提高酒的产量
B．入缸发酵时不能将搅拌好的煮熟小米装满发酵缸
C．浸好的小米煮熟后为避免杂菌污染需要立刻拌曲
D．为利于黄酒发酵，发酵温度应控制在30﹣35℃之间
【答案】B
【分析】酵母菌是兼性厌氧菌，有氧呼吸产生二氧化碳和水，无氧呼吸产生酒精和二氧化碳；酿酒利用的是酵母菌进行无氧呼吸，从而产生酒精。
【详解】A、浸米有利于淀粉水解产生葡萄糖，酵母菌经无氧呼吸将葡萄糖氧化分解才能生成酒精，A错误；
B、入缸发酵时不能将搅拌好的煮熟小米装满发酵缸，因为酵母菌进行酒精发酵过程中会产生二氧化碳，导致原料外溢污染，B正确；
C、浸好的小米，熟后温度较高，立刻拌曲会杀死酒曲中的酵母菌，不利于后续发酵，C错误；
D、黄酒发酵的菌种为酵母菌，生长最适温度为18～30℃，因此，为利于黄酒发酵，发酵温度应控制在18～30℃之间，D错误。
故选B。
5．通过传统发酵工艺制作的果酒深受人们喜爱，下图为某同学酿制葡萄酒的两个简易装置，下列说法错误的是（ ）
A．在葡萄酒的自然发酵过程中，酵母菌的来源是附着在葡萄皮表面的野生酵母菌
B．发酵时，乙醇和是在酵母菌的细胞溶胶中产生的
C．若用乙装置，在发酵过程中，必须进行的操作是定期拧开瓶盖
D．甲装置中留有约1/3的空间既可以为酵母菌繁殖提供氧气，又可以防止发酵旺盛时汁液溢出
【答案】C
【分析】分析题图：图示为酿制葡萄酒的两个简易装置，甲装置中，A为葡萄汁，能为酵母菌提供碳源、氮源、水、无机盐和生长因子；NaHCO3溶液能够吸收酵母菌酒精发酵产生的CO2。乙装置需要定期拧松瓶盖排气。
【详解】A、在葡萄酒的自然发酵过程中，酵母菌的来源是附着在葡萄皮表面的野生酵母菌，A正确；
B、乙醇和CO2是酵母菌无氧呼吸的产物，在细胞溶胶中产生，B正确；
C、发酵时在发酵过程中会产生CO2，若用乙装置，必须进行的操作是定期拧松瓶盖，而不是拧开瓶盖，C错误；
D、葡萄汁装入发酵瓶时，发酵瓶要留有1/3的空间，这样既可以为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气，又可以防止发酵旺盛时汁液溢出，D正确。
故选C。
6．腐乳是我国劳动人民创造出的一种主要由毛霉发酵制作的大豆食品。下列有关腐乳发酵工艺的叙述错误的是（ ）
A．传统腐乳发酵是单一菌种发酵生产的食品
B．腌制前对豆腐块加热能减少杂菌污染
C．影响腐乳风味的因素包括菌株类型、原料品质、温度等
D．接种前一般会对毛霉菌株进行扩大培养
【答案】A
【分析】传统的腐乳制作过程中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子；而现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下，将优良的 毛霉菌种接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品的质量。
【详解】 A、腐乳发酵是由多种微生物共同参与生产的食品，主要菌种是毛霉，A错误；
B、腌制前对豆腐块加热能杀死豆腐块表面的杂菌，减少杂菌对豆腐的污染，B正确；
C、因为腐乳发酵是由多种微生物共同参与，菌株的类型不同会导致豆腐块发酵的效果，豆腐中水的含量会影响腐乳制作，含水量为70%的豆腐最适合制作腐乳，盐能析出豆腐中的水分，避免后期制作时过早酥烂，又能抑制微生物的生长，盐的多少会影响腐乳的风味，酒及香辛料配制的卤汤直接关系腐乳的色、香、味， 发酵温度及发酵时间也与腐乳的风味及品质有关，C正确；
D、扩大培养的目的是增加发酵时菌体的数量，尽快达到K值，通过缩短调整期来缩短培养周期，提高设备的利用率；如果不进行扩大培养就直接接种，发酵罐中的菌体数量很少，将使调整期延长，故接种前一般会对毛霉菌株进行扩大培养，D正确。
故选A。
7．古徽州有许多美食深受人们喜爱，如徽州毛豆腐、灵山酒酿、臭鳜鱼、徽州臭豆腐等。制作臭豆腐时需要将豆腐浸入含有乳酸菌和芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵，相关叙述正确的是（ ）
A．卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌相互独立，没有种间关系
B．制作臭豆腐时，豆腐相当于微生物生长的培养基
C．徽州毛豆腐中的毛霉、曲霉产生的蛋白酶能促进大豆蛋白质、脂肪分解，丰富营养成分
D．乳酸菌发酵产生了乳酸和二氧化碳，需定期排气
【答案】B
【分析】腐乳的制作原理：参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种，其中起主要作用的是毛霉，其代谢类型为异养需氧型，适宜温度为15°C~18°C；毛霉能够产生蛋白酶和脂肪酶，将蛋白质和脂肪分别水解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸。
【详解】A、乳酸菌和芽孢杆菌生活在同一环境下会竞争营养物质和空间等，故卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌存在（种间）竞争关系，A错误；
B、制作臭豆腐时，豆腐相当于微生物生长的培养基，能够给微生物提供其生长所需的营养，B正确；
C、酶具有专一性，毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸，C错误；
D、乳酸菌发酵产物是乳酸，不会产生二氧化碳，D错误。
故选B。
8．生物胺是一类小分子含氮化合物，低浓度对神经调节有重要作用，摄入过量则会引起心悸、头痛、呕吐等症状。三种发酵产品中生物胺总量如表。下列说法错误的是（ ）
A．不同发酵食品中生物胺含量有差异
B．食用奶酪不会有任何食品安全问题
C．制作泡菜的主要菌种是乳酸菌
D．从生物胺含量角度建议少食用腐乳
【答案】B
【分析】1、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
2、泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌，代谢类型是异养厌氧型，在无氧条件下乳酸菌能够将蔬菜中的葡萄糖氧化为乳酸；泡菜的制作流程是：选择原料、配置盐水、调味装坛、密封发酵；泡菜中的亚硝酸盐含量可以用比色法测定，即在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应生成重氮盐，重氮盐与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。
【详解】A、根据表格可知，不同发酵产品的生物胺含量有所差异，A正确；
B、任何食物都要按质按量摄入才能保证安全，食用奶酪不会有任何食品安全问题说法过于绝对，B错误；
C、泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌，C正确；
D、生物胺摄入过量则会引起心悸、头痛、呕吐等症状，腐乳中生物胺含量过高，建议少食，D正确。
故选B。
9．某兴趣小组为了探究自然发酵和人工发酵制作泡菜的过程中亚硝酸盐含量随着发酵时间的变化差异，其中人工发酵是在自然发酵条件下添加一定量的干酪乳酸菌。实验过程中，测量结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．该实验的自变量是干酪乳酸菌的有无和发酵时间
B．发酵早期，人工发酵制作的酸菜，食用相对较安全
C．自然发酵条件下，杂菌较多，酸菜品质变动较大
D．两种发酵条件下，发酵装置的气密性情况相同即可
【答案】D
【分析】制作泡菜时要用到乳酸菌，乳酸菌发酵产生乳酸，使得菜具有特殊的风味，乳酸菌是厌氧菌，分解有机物是不需要氧气的，因此泡菜坛要加盖并用一圈水来封口，以避免外界空气的进入，否则如果有空气进入，就会抑制乳酸菌的活动，影响泡菜的质量。
【详解】A、根据实验目的可知，该实验的自变量是干酪乳酸菌的有无和发酵时间，A正确；
B、据图可知，发酵早期，人工发酵制作的酸菜中亚硝酸盐含量较低，食用相对较安全，B正确；
C、自然发酵条件下，杂菌较多，致使不同批次的酸菜品质变动较大，C正确；
D、乳酸菌进行的是无氧发酵，因此两种发酵条件下，发酵装置需要完全密封，D错误。
故选D。
10．某生物活动小组分别用3种不同浓度的食盐制作泡菜，下图是活动小组记录的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图，表格表示发酵的三个阶段。下列描述正确的是（ ）

A．先用沸水短时间处理白萝卜块，再添加陈泡菜水可以缩短白萝卜制作泡菜的腌制时间
B．图中显示食盐浓度过低会导致亚硝酸盐含量过高，泡菜的最佳食用时间在第5天左右
C．据表分析，发酵前期，酵母菌和乳酸菌等菌种产生CO2，泡菜坛内常有气泡产生
D．泡菜腌制过程中，亚硝酸盐含量与腌制时间长短、食盐用量多少有关，与温度高低无关
【答案】A
【分析】在制作泡菜的过程中，要注意控制温度、时间和食盐的用量。温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。 由图可知，食盐浓度过低会导致亚硝酸盐含量过高，随腌制时间的延长，亚硝酸盐的含量先升高后降低。
【详解】A、沸水短时处理白萝卜块后，能使白萝卜的细胞破裂，细胞内营养物质外流使发酵菌种快速获得营养物质，从而缩短发酵时间，已经腌制过的泡菜汁中含有一定量的发酵菌种，所以在腌制的过程中，加入一些已经腌制的泡菜汁可以缩短腌制时间，A正确；
B、由图可知，食盐浓度过低会导致亚硝酸盐含量过高，随腌制时间的延长，亚硝酸盐的含量先升高后降低，泡菜的最佳食用时间在第10天左右，B错误；
C、乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2，C错误；
D、在制作泡菜的过程中，要注意控制温度、时间和食盐的用量，温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加，D错误。
故选A。
二、非选择题
11．我国劳动人民以猕猴桃为原料利用酵母菌等微生物发酵制作的猕猴桃果酒，富含氨基酸、维生素和膳食纤维等，具有降血压、保肝防癌等功效。猕猴桃果酒的大致工业化生产流程如下图所示。
猕猴桃鲜果→破碎榨汁→酶解→过滤→调整成分→接入酵母→发酵→陈酿→灭菌→成品
(1)传统的猕猴桃酒酿制原理是：利用附着在果皮上的野生酵母菌发酵过程中进行的 将糖类物质转变为酒精和CO2。为及时排除产生的CO2，发酵过程中采取的措施是 。
(2)图中调整成分阶段，需向培养液中添加一定量的白砂糖。为了确定制备果酒使用的培养液中猕猴桃果汁与白砂糖的最佳配比，研究人员向不同原料配比的培养液中添加0.20%已活化的酵母菌，25℃的条件下发酵。7d后的检测结果如下表（注：感官主要包括果酒的色泽、香气和口味）：
据表可知，培养液中猕猴桃果汁与白砂糖的配比为 时发酵效果较好，作出该判断的依据是 。
在上述实验的过程中，研究人员发现，当发酵时间在9～11d时，猕猴桃酒的酒精浓度会降低，且发酵时间越长，口感越差，酸味越重。根据所学知识，尝试解释出现这一现象的原因：
。为提高酒的产量和品质，需进一步确定猕猴桃酒的最佳发酵时间，请简要写出实验设计的思路 。
【答案】
(1)无氧呼吸 定期拧松瓶盖
(2) 10：2 该原料配比下，猕猴桃酒的酒精度较高且感官评分最高
(3) 醋酸菌在缺少糖源时将酒精转化为乙醛，导致酒精度下降；再将乙醛变为醋酸，产生酸味 在适宜条件下发酵，每隔一段时间检测酒精度和感官评分，果酒产量最高、品质最好时对应的发酵时间即为最佳发酵时间
【分析】果酒制作的主要微生物是酵母菌，其代谢类型为兼性厌氧型，发酵前期通入无菌空气有利于酵母菌的繁殖，后期要保证无氧环境，有利于酒精发酵。
【详解】
（1）酵母菌无氧呼吸可以将葡萄糖转化为酒精，所以利用附着在果皮上的野生酵母菌发酵过程中进行无氧呼吸将糖类物质转变为酒精和CO2。为及时排除产生的CO2，发酵过程中采取的措施是定期拧松瓶盖。
（2）据表可知，培养液中猕猴桃果汁与白砂糖的配比为10：2时发酵效果较好，作出该判断的依据是该原料配比下，猕猴桃酒的酒精度较高且感官评分最高。
（3）当发酵时间在9～11d时，猕猴桃酒的酒精浓度会降低，且发酵时间越长，口感越差，酸味越重，原因可能为醋酸菌在缺少糖源时将酒精转化为乙醛，导致酒精度下降；再将乙醛变为醋酸，产生酸味。为提高酒的产量和品质，需进一步确定猕猴桃酒的最佳发酵时间，实验设计思路为在适宜条件下发酵，每隔一段时间检测酒精度和感官评分，果酒产量最高、品质最好时对应的发酵时间即为最佳发酵时间。
12．果酒、果醋、泡菜、酸奶等食品，都是利用微生物发酵工程生产的，极大地满足了人对饮食多元化发展的需求，体现了我国饮食文化的多样性和丰富性。回答下列问题：
(1)果酒制作的初始阶段需要提高酵母菌的增殖速度，常采用的操作是 （填“通气”或“密闭”）。发酵时，细胞的有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸都在 （结构）中进行；检验代谢产物乙醇，可将其与 试剂反应，若呈灰绿色则有酒精生成。
(2)果醋的生产是利用醋酸杆菌在 条件下将乙醇转变为醋酸的过程，此时所需的温度 （填“高于”“等于”或“低于”）果酒生产所需的温度。
(3)泡菜与酸奶进行发酵所用的菌种都是 ，其异化作用类型是 。
(4)很多同学尝试居家制作泡菜或酸奶，发现容器、蔬菜等虽未进行严格灭菌，而在发酵过程中一般不会出现其他杂菌大量繁殖，其原因是 。
(5)某同学在泡菜制作过程中，对亚硝酸盐含量峰值随时间变化的关系进行实验探索，结果如图所示。实验结果说明NaCl浓度越高， 。

【答案】
(1) 通气 细胞质基质 酸性的重铬酸钾
(2) 有氧 高于
(3)乳酸菌 厌氧型
(4)乳酸菌产生较多乳酸，无氧、酸性环境使大多数微生物无法生存(受到抑制)
(5)亚硝酸盐含量峰值越低，出现时间越晚
【分析】
1、果酒制作的原理：①酵母菌是营异养生活的真菌。②酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖。③酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳；
2、果醋制作原理：醋酸菌好氧性细菌，当缺少糖源时和有氧条件下，可将乙醇（酒精）变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。
【详解】
（1）酵母菌在有氧呼吸时会大量繁殖，因此为了提高酵母菌的增殖速度,常采用的操作是通气；细胞的有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸都在细胞质基质中进行；无氧呼吸的产物酒精可以用酸性重铬酸钾检验，由橙色变成灰绿色。
（2）醋酸杆菌是好氧性细菌，在有氧条件下将乙醇转变为醋酸。酒精发酵的最佳温度是在18℃～30℃。果醋生产所需要的温度是30℃～35℃，因此果醋生产所需的温度高于果酒生产所需的温度。
（3）泡菜与酸奶进行发酵所用的菌种，乳酸菌是厌氧菌，异化作用类型是厌氧型。
（4）很多同学尝试居家制作泡菜或酸奶，虽然所用的容器、蔬菜等虽未进行严格灭菌，但在发酵过程中一般不会出现其他杂菌大量繁殖的情况，因为乳酸菌发酵的条件是无氧，且在发酵过程中产生乳酸，使发酵液呈酸性，而在无氧，酸性的环境中很少有微生物能正常生长繁殖。
（5）图示的结果说明随着腌制时间的延长，泡菜中亚硝酸盐含量先上升而后下降，同时还能看出，随着NaCl浓度的升高亚硝酸盐的含量下降且增加的速度减慢。
考点02 微生物的基本培养技术
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考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：30分钟
（一）培养基的配制
1.人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质，是进行微生物培养的物质基础。
2.培养基的化学成分包括 ____________________________________________
______________________________________________________________________等。
（1） ：能为微生物的代谢提供 的物质。如CO2、NaHCO3等 ；糖类、石油、花生粉饼等 。 只能利用 。单质碳不能作为碳源。
（2） ：能为微生物的代谢提供 的物质。如N2、NH3、NOeq \\al(－,3)、NHeq \\al(＋,4)等 ；蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨等 。 只有 才能利用 。
（3）水
（4）无机盐
（5）生长因子：微生物生长繁殖所必需的，但自身不能合成或合成能力有限，如维生素，氨基酸，碱基等。培养某些微生物时可以不用添加生长因子。
另外，培养基还要满足微生物生长对 、 以及 的要求。例如，培养 时需要在培养基中添加 ，培养 时须将培养基的pH调至 ，培养 时需要将pH调至 ，培养 则需要提供 的条件。（P10）
3.培养基的种类及用途：
（1）按 可分为 、 和 。 应用于工业或生活生产， 应用于微生物的分离和鉴定， 则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。
（2）按照 培养基可分为 和 。 是用成分已知的化学物质配制而成，其中成分的种类比例明确，常用于微生物的分离鉴定。 是用化学成分不明的天然物质配制而成，常用于 。
（3）按照培养基的 ，可将培养基分为 和 。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物的生长。鉴别培养基是根据微生物的特点，在培养基中 配制而成的，用以鉴别不同类别的微生物。
（二）无菌技术
1.获得纯净培养物的关键是 ，要注意以下几个方面：
①对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。
②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。
③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
无菌技术除了用来 外，还能有效 。
2.消毒
（1）消毒指使用较为 仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物（不包括芽孢和孢子）。
（2）消毒方法常用 ， （对于一些不耐高温的液体），还有 （如酒精、氯气、石炭酸等）、 。
3.灭菌
（1）灭菌是指使用 杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
（2）灭菌方法有 、 、 。
①接种环、接种针、试管口等使用 ；
②玻璃器皿、金属用具等使用 ，所用器械是 ；
③培养基、无菌水等使用 ，所用器械是 。
4.比较消毒和灭菌
（三）微生物的纯培养
1.微生物的纯培养包括配制培养基、 、 、分离和培养等步骤。（P11）
2.分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是 。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”）
3.倒平板 待培养基冷却至 左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。（P12“探究·实践”）
4.通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。经数次划线后培养，可以分离得到单菌落。平板划线的具体操作见下面的流程图。（P13“探究·实践”）
5.培养基灭菌后，需要冷却到50℃左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
6.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？
____________________________________________________________________。
7.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？ _______________________________
____________________________________________________________________。
8.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，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
9.为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？
答：操作的第一步灼烧接种环是为了 ；每次划线前灼烧接种环是_______________________________________________________________________，
从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到菌落。划线结束后灼烧接种环，_______________________________________________________________________________________
__________________________
____________________________________________________________________。
10.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？
______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
11.在第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
【答案】
（一）2.水、无机盐、碳源、氮源 （前四个为基本成分）和生长因子 （1）碳源 碳元素 无机碳源 有机碳源 异养微生物 有机碳源 （2）氮源 氮元素 无机氮源 有机氮源 固氮微生物 N2 （5）pH 特殊营养物质 氧气 乳酸杆菌 维生素 霉菌 酸性 细菌 中性或微碱性 厌氧微生物时 无氧 3.（1）物理性质 液体培养基 半固体培养基 固体培养基 液体培养基 固体培养基 半固体培养基 （2）成分 合成培养基 天然培养基 合成培养基 天然培养基 实际工业生产 （3）用途 选择培养基 鉴别培养基 加入某种指示剂或化学药品
（二）1.防止外来杂菌的入侵 防止实验室的培养物被其他外来微生物污染 避免操作者自身被微生物感染 2.（1）温和的物理或化学方法 （2）煮沸消毒法 巴氏消毒法 化学药剂消毒 紫外线消毒 3.（1）强烈的理化因素 （2）灼烧灭菌 干热灭菌 高压蒸汽灭菌 ①灼烧灭菌法 ②干热灭菌法 干热灭菌箱 ③高压蒸汽灭菌法 高压蒸汽灭菌锅 4.较为温和 部分生活状态的微生物 不能 强烈 全部微生物 能
（三）1.灭菌 接种 2.菌落 平板划线法 稀释涂布平板法 3.50 ℃ 5.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不烫手时，就可以进行倒平板了 6.通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基 7.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，既可以减少使培养基中的水分过快地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染 8.不能。因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生，因此最好不要用这个平板培养微生物 9.避免接种环上可能存在的微生物污染培养物 为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端 能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者 10.以免接种环温度太高，杀死菌种 11.划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：15分钟
一、单选题
1．微生物培养时，常利用无菌技术来避免杂菌污染。下列相关叙述正确的是（ ）
A．无菌技术主要包括消毒和灭菌，消毒和灭菌的杀菌程度存在差异
B．配制好的培养基转移到锥形瓶中，再放入干热灭菌箱中进行灭菌
C．倒平板时应把培养皿盖完全打开，以免培养基溅到培养皿盖上
D．接种前接种环必须灼烧灭菌，接种完成后接种环不用灼烧灭菌
【答案】A
【分析】获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括以下几个方面：（1）对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒；（2）将用于微生物培养的器皿 、接种用具和培养基等进行灭菌；（3）为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行；（4）实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
【详解】A、无菌技术主要包括消毒和灭菌，消毒是不彻底的，只能消灭大部分的细菌、病原体，而灭菌是彻底的，可以消灭所有的细菌、病原体，A正确；
B、配置好的培养基转移到锥形瓶中，再通过高压蒸汽灭菌法进行灭菌，B错误；
C、倒平板时不能把培养皿盖完全打开，以免外来杂菌带来污染，C错误；
D、接种前接种环必须灼烧灭菌，接种完成后接种环也需要灼烧灭菌，防止对环境造成污染，D错误。
故选A。
2．下列关于微生物培养和利用的叙述，正确的是（ ）
A．接种前要了解固体培养基是否被污染，需用完全培养基接种菌液培养检测
B．培养基和培养皿需要的灭菌方法是干热灭菌
C．接种时连续划线的目的，是将聚集的菌体逐步稀释获得单个菌落
D．接种时，每次划线前都不需要灼烧接种环，只需要在接种前和接种完成后灼烧
【答案】C
【分析】平板划线法的原理是过接种工具在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。该方法只适用于微生物的分离，不适合用于微生物的计数。
【详解】A、检测培养基是否被污染的方法是将未接种的空白培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生，A错误；
B、培养基的灭菌方法为高压蒸汽灭菌法，培养皿的灭菌方法是干热灭菌，B错误；
C、用平板划线法接种时，需要用接种环或接种针连续划线，目的是将聚集的菌体逐步稀释获得单个菌落，C正确；
D、接种时，每次划线前都要对接种环进行灼烧灭菌，D错误。
故选C。
3．微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤，下列操作中，操作方法和操作目的对应正确的选项是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】A
【分析】获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括以下几个方面：
1、对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒；
2、将用于微生物培养的器皿 、接种用具和培养基等进行灭菌；
3、为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行；
4、实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
【详解】A、培养基中加入NaH2PO4和Na2HPO4，既可以为微生物的生命活动提供无机盐、又可以维持pH稳定，A正确;
B、培养基用湿热灭菌的方法灭菌，B错误;
C、在划线后进行接种环的灼烧，目的是杀死接种环上的残留的菌种，C错误;
D、和空白培养基一同培养的目的是确定培养基的灭菌是否彻底，D错误。
故选A。
4．LB培养基是一种应用最广泛和最普通的细菌基础培养基，配方如表。下列叙述正确的是（ ）
A．琼脂是一种海藻多糖，可为细菌生长提供大量的碳源和能源
B．若用该培养基对霉菌进行纯化培养，需将pH调至中性或弱碱性
C．该培养基中缺少纤维素，不能用来筛选分解纤维素的细菌
D．该培养基属于固体培养基，可用来对菌种进行扩大培养
【答案】C
【分析】微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。对异养微生物来说，含C、N的化合物既是碳源，也是氮源，即有些化合物作为营养要素成分时并不是起单一方面的作用。
【详解】A、琼脂是一种多糖，但不能为微生物生长提供碳源，通常作为凝固剂用于制作固体培养基，A错误；
B、霉菌属于真菌，若用该培养基对霉菌进行纯化培养，需将pH调至酸性，B错误；
C、欲筛选分解纤维素的细菌，培养基中必须以纤维素为唯一C源，同时要加入N源，该培养基中缺少纤维素，不能用来筛选分解纤维素的细菌，C正确；
D、该培养基含有凝固剂琼脂，属于固体培养基，对菌种进行扩大培养通常需要液体培养基，D错误。
故选C。
5．获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染，无菌技术围绕如何避免杂菌污染而展开，包括消毒和灭菌。下列叙述错误的是（ ）
A．消毒只能杀死物体表面的部分微生物
B．消毒采用较温和的物理、化学或生物方法
C．灭菌不仅能杀死微生物，还能杀死芽孢和孢子
D．不同的操作对象需要采取不同的消毒或灭菌方法
【答案】A
【分析】1、消毒是使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包芽孢和孢子）。常用方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法;2、灭菌是使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物（包括芽孢和孢子）。常用方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
【详解】A、消毒也可以杀死物体内部的部分微生物，A错误；
B、消毒一般采用较温和的物理、化学或生物方法杀死部分微生物，B正确；
C、灭菌是使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物，能杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子，C正确；
D、采取何种无菌操作方法（消毒或灭菌）要根据处理的对象而定，D正确。
故选 A。
6．塑料克星黄粉虫，其肠道微生物中存在能够降解塑料（聚乙烯）的菌株。科学家提取其肠内容物后进行培养，再通过平板划线的方法接种于以聚乙烯为唯一碳源的培养基上，获得目的菌株。下列叙述正确的是（ ）
A．该培养基从功能来看属于鉴别培养基
B．只有在划线区域4才会出现单菌落
C．上述划线过程，接种环至少需要灼烧灭菌5次
D．应选用蒸馏水溶解肠内容物制成菌液后进行接种
【答案】C
【分析】微生物的研究通常包含微生物的获得、分离纯化、培养以及保存等。单菌落分离法包含划线分离法和涂布分离法，常用于分离获得单菌落。划线分离法是用接种环以无菌操作沾取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线，微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少，并逐步分散开来。培养基，是指供给微生物、植物或动物（或组织）生长繁殖的，由不同营养物质组合配制而成的营养基质。一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）、维生素和水等几大类物质。
【详解】A、该实验将黄粉虫肠内容物接种在以聚乙烯为唯一碳源的培养基上，以筛选出能够降解塑料（聚乙烯）的菌株，从功能来看属于选择培养基，A错误；
B、在划线区域1、2、3、4均可出现单菌落，B错误；
C、分析图可知，该平板划了四个区域，接种环至少需要灼烧灭菌5次，C正确；
D、应选用无菌水溶解肠内容物制成菌液后进行接种，D错误。
故选C。
7．某同学将5个手指尖在贴有“洗手前”标签的固体培养基上轻轻按一下，然后将该手洗干净，再将5个手指尖在贴有“洗手后”标签的同种培养基上轻轻按一下。将这两个培养皿放入37℃恒温培养箱中培养24h后，发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。下列相关叙述错误的是（ ）
A．该实验中需要进行灭菌处理的材料用具有培养皿和培养基等
B．“将手指尖在培养基上轻轻按一下”相当于微生物培养中的接种
C．两个培养基均可在表面形成单个的菌落，且具有相同的形状、颜色和隆起程度
D．该实验结果表明，养成良好的洗手习惯有利于疾病的预防
【答案】C
【分析】无菌技术：获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术围绕如何防止杂菌污染展开，包括消毒和灭菌。
【详解】A、为了避免杂菌污染，这个实验中需要进行灭菌处理的材料用具有培养皿和培养基等，A正确；
B、“将手指尖在培养基上轻轻按一下”相当于微生物培养中的接种，B正确；
C、由于没有进行稀释，两个培养基不一定能在表面形成单个的菌落，也有可能是连在一起的菌落，且洗手前后接种的微生物种类和数量不同，菌落的形状、颜色和隆起程度不同，C错误；
D、贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少，说明养成良好的洗手习惯有利于疾病的预防，D错误。
故选C。
8．关于微生物的培养，下列说法错误的是（ ）
A．异养微生物能利用有机碳源，也能利用无机氮源
B．适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液可加强消毒效果
C．平板划线法和稀释涂布平板法都需先稀释菌液
D．稀释涂布后得到的单菌落一般就是纯培养物
【答案】C
【分析】1、接种微生物常用的两种方法：
（1）平板划线法通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。
（2）稀释涂布平板法则是菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。
2、无菌技术
（1）关键：防止外来杂菌的入侵。
（2）具体操作：①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
【详解】A、异养微生物利用有机碳源，也能利用无机氮源，如固氮菌，A正确：
B、在照射紫外线进行消毒前，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果，B正确；
C、连续划线的操作就是在稀释菌种，所以一般平板划线法不需要提前进行稀释操作，C错误；
D、单菌落是纯培养物，D正确。
故选C。
9．肺炎支原体的药敏实验中，将蘸有相同浓度的阿奇霉素、克拉霉素和罗红霉素的圆形滤纸片放置于平板不同位置。培养一段时间后，平板上出现的抑菌圈情况如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．支原体与病毒的根本区别是细胞内无核糖体
B．可依据菌落特征判断病人是否有支原体感染
C．?处作为对照组，圆形滤纸片上滴加蒸馏水
D．阿奇霉素抑制支原体增殖效果比克拉霉素好
【答案】B
【分析】支原体无核膜包被的细胞核，属于原核生物，并且无细胞壁。平板上出现的抑菌圈越大，说明抑菌效果越好。
【详解】A、支原体是原核细胞有细胞结构，病毒无细胞结构，因此支原体与病毒的根本区别是有无细胞结构，A错误；
B、支原体可在培养基上生存，可依据菌落特征判断病人是否有支原体感染，B正确；
C、除实验中的三种抗生素组别外还需要设置空白对照组，故“？”处放置的是蘸有无菌水的圆形滤纸片，C错误；
D、图示三个滤纸片中， 克拉霉素对应的抑菌圈比阿奇霉素大， 说明克拉霉素抑制效果比阿奇霉素好，D错误。
故选B。
10．2023年 4月我国新版《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)正式实施，其中对微生物的检出要求如下表。兴趣小组的同学们对某蓄水池进行细菌总数测定，以了解池水是否符合饮用水卫生标准。结合下表分析，下列说法错误的是（ ）
A．可采用高压蒸汽灭菌法或干热灭菌法对取水样的三角瓶灭菌
B．培养基中应加入伊红—亚甲蓝以区分大肠杆菌和其他细菌菌落
C．应将0.1mL 稀释水样滴加到培养基表面并用涂布器涂抹均匀
D．应将平板倒置后在适宜条件下培养，以减少培养基污染的几率
【答案】C
【分析】获得纯净的微生物培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。无菌技术应围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括消毒和灭菌。灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
【详解】A、用三角瓶取水样前，为了防止外来杂菌污染，三角瓶（玻璃制品）可采用高压蒸汽灭菌法或干热灭菌法进行灭菌，A正确；
B、大肠杆菌的代谢产物能与培养基中的染料伊红—亚甲蓝反应，使菌落呈黑色，所以可根据培养基上的菌落是否呈现黑色来区分大肠杆菌和其他细菌菌落，B正确；
C、对某蓄水池进行细菌总数测定，不应对所取的水样进行稀释，C错误；
D、为了减少培养基污染的几率，在平板上接种菌液后，应将平板倒置在培养箱里培养，并提供适宜的培养条件，D正确。
故选C。
二、非选择题
11．大肠杆菌是一种条件致病菌，一定数量的大肠杆菌有利于胃肠蠕动，过量的大肠杆菌则容易引发腹痛、腹泻等症状。某同学喝了自酿葡萄酒后出现腹痛、腹泻现象。他怀疑酒中大肠杆菌含量超标，于是开展了葡萄酒的检测实验。实验的部分步骤如下：
①配制培养基 ②灭菌、冷却 ③接种 ④培养与观察
请回答下列问题：
(1)在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑 、 和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、 、 等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。
(2)在大肠杆菌培养操作过程中，为防止杂菌污染，静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能 （答出两点）。
(3)酵母菌和大肠杆菌的代谢类型都是异养兼性厌氧型，但一般认为如果控制好发酵条件，葡萄酒是不易被大肠杆菌污染的，原因是 。
(4)将接种后的平板和一个空白平板放在适宜温度下培养适宜的时间，设置空白平板对照的目的是
。通常，对获得的纯菌种还可以依据 （写出两点）等菌落特征对细菌进行初步的鉴定分类。
(5)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的 。
【答案】
(1)温度 酸碱度/pH 易培养 生活周期短
(2)使蛋白质变性；损伤DNA的结构
(3)呈酸性的发酵液中酵母菌可以生长繁殖，而大肠杆菌的生长繁殖受到抑制
(4) 检测培养基灭菌是否合格 形状、大小、颜色
(5)比例合适
【分析】微生物培养的关键是无菌操作。使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程称为灭菌，常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程。常用的方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或化学药物消毒法等。
【详解】
（1）大肠杆菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、易培养和生活周期短等特点，常作为遗传学研究的实验材料。在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑温度、酸碱度和渗透压等条件。
（2）微生物培养中，需要对培养基和所用器具进行灭菌，操作者的双手需要进行清洗和消毒，静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能损伤DNA的结构。
（3）酵母菌和大肠杆菌的代谢类型都是异养兼性厌氧型，但一般认为如果控制好发酵条件，葡萄酒是不易被大肠杆菌污染的，在酵母菌酒精发酵时会产生CO2，溶于发酵液会使pH下降，呈酸性的发酵液中酵母菌可以生长繁殖，而大肠杆菌的生长繁殖受到抑制。
（4）设置空白平板对照的目的是检测培养基灭菌是否合格，不同的微生物在培养基上形成的菌落有差异，一般来说，在相同的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征，如形状、大小和颜色以及隆起程度等。
（5）若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的比例合适。
12．尿素是一种重要的农业肥料，但若不经细菌的分解，就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多，某生物兴趣小组完成了“土壤中分解尿素的细菌分离与计数”的实验，实验中用到的尿素培养基成分如下表所示，具体操作流程如图所示。请分析回答。
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL。

(1)在实验中，下列材料或用具需要灭菌的是 ，需要消毒的是 （填序号）。
①培养细菌用的培养基与培养皿②玻棒、试管、锥形瓶③实验操作者的双手④操作空间⑤接种用具
(2)培养基中加入尿素的目的是 ，从作用分析这种培养基属于 培养基，本实验还同时设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养，目的是 。
(3)除了本实验的接种培养方法外，通常还可以采用 方法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 ；此实验不选这个方法的原因是 。
(4)分解尿素的细菌生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的 ，实验需要振荡的目的是 。
【答案】
(1) ①②⑤ ③④
(2) 尿素作为唯一氮源用来分离分解尿素的细菌 选择 判断尿素（选择）培养基是否有筛选作用
(3) 平板划线法 纯培养物 平板划线法不能用于微生物的计数
(4) 尿素、葡萄糖 使土壤微生物充分释放并均匀分布在无菌水中
【分析】
1、选择培养基的概念是：在微生物学中，将允许特定微生物种类生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基，由于分解尿素的细菌都能合成脲酶，脲酶能催化尿素水解，因此在以尿素为唯一氮源的培养基上，分解尿素的菌能以尿素为氮源生长，而不能分解尿素的菌因缺乏氮源而无法生长。
2、常用的接种微生物的方法有稀释涂布平板法和平板划线法，稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液涂布到固体琼脂培养基上，进行培养，在稀释度足够高的菌液里，将聚集在一起的微生物分散成单个细胞，获得由单个细胞繁殖而来的菌落。
【详解】
（1）消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物；灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。培养细菌用的培养基与培养皿、玻棒、试管、锥形瓶、接种用具需要经灭菌处理，实验操作者的双手和操作空间消毒处理即可，故在实验中，所给材料或用具需要灭菌的是①②⑤，需要消毒的是③④。
（2）结合题干“某生物兴趣小组完成了“土壤中分解尿素的细菌分离与计数”的实验”可知，培养基中加入尿素的目的是尿素作为唯一氮源用来分离分解尿素的细菌，从作用分析这种培养基属于选择培养基（允许特定微生物种类生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基），本实验还同时设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养，目的是作为对照，判断尿素（选择）培养基是否有筛选作用。
（3）常用的接种微生物的方法有稀释涂布平板法和平板划线法，故除了本实验的接种培养方法外，通常还可以采用平板划线法方法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；此实验不选这个方法的原因是平板划线法不能用于微生物的计数，而稀释涂布平板法可用于微生物的计数。
（4）碳源是提供碳元素的物质，氮源是提供氮元素的物质，结合题中所给表格可知，氮源、碳源分别是尿素和葡萄糖；实验需要振荡的目的是使土壤微生物充分释放并均匀分布在无菌水中。
考点03 微生物的选择培养和计数
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1.在微生物学中，将允许 种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。（P16）
2.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，其操作如图（P17）
稀释涂布平板法操作示意图
3.稀释涂布平板法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。当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。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.样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目。在实际操作中，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数为30～300、适于计数的平板。在同一稀释度下，应至少对 个平板进行重复计数，然后求出平均值。（P18）
5.值得注意的是，统计的菌落数往往比活菌的实际数目 ，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。因此，统计结果一般用 而不是用活菌数来表示。（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.除上述的活菌计数外，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。该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，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得，统计的结果一般是活菌数和死菌数的 。（P18）
8.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”）
9.一般来说，在相同的培养条件下，同种微生物表现出稳定的 特征。请仔细观察你所分离到的菌落，最好以表格的形式将不同菌落的特征（如形状、大小和颜色等）记录下来。（P19“探究·实践”）
【答案】
1.特定 3.30～300 4.3个 5.少 菌落 6.相对较大的酵母菌细胞 霉菌孢子 细菌等较小 7.显微镜 总和 8.尿素 9.菌落
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一、单选题
1．脲酶催化尿素水解，产生的氨可作为细菌的氮源。脲酶被去除镍后失去活性。下列叙述错误的是（ ）
A．镍是组成脲酶的重要元素
B．镍能提高尿素水解反应的活化能
C．产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖
D．以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌
【答案】B
【分析】1、在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。
2、只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，利用以尿素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。
【详解】A、根据题意，脲酶被去除镍后失去活性，说明镍是组成脲酶的重要元素，A正确；
B、脲酶催化尿素水解的机理为降低化学反应所需的活化能，镍作为脲酶的重要组成元素，应该与降低尿素水解反应的活化能有关，B错误；
C、产脲酶细菌可利用NH4Cl里的氮源进行代谢活动，因此产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖，C正确；
D、产脲酶细菌能利用脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可作为细菌生长的氮源，不能产脲酶的细菌则无法分解尿素获得氮源，因此以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌，D正确。
故选B。
2．某生物活动小组为探究当地农田土壤中分解尿素的细菌的数量，进行了取样、系列梯度稀释、涂布平板、培养、计数等步骤，实验操作过程如下，下列说法不正确的是（ ）
A．图中接种的培养基是以尿素为唯一氮源的固体培养基，能生长的微生物可能不能合成脲酶
B．若每支试管稀释10倍，则图中a的数值应为2.7，5号试管共稀释了 106倍
C．图中左上角培养基菌落连成一片，可能是涂布不均匀造成的
D．若仅以4号试管接种培养基计数，5g该土壤中含分解尿素菌的估算数目是1.4×108个
【答案】D
【分析】1.、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
（1）分离原理：
①土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶。
②配制以尿素为唯一氮源的选择培养基，能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌。
（2）鉴定原理
分解尿素的细菌合成的脲酶可以将尿素分解为氨，氨会使培养基的碱性增强，在培养基中加入酚红指示剂培养细菌，若指示剂变红，则可确定该细菌能分解尿素。
2、稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外，还能用来统计样品中活菌的数目。当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多个活菌。
【详解】A、分离土壤中分解尿素的细菌时，应配制以尿素为唯一氮源的固体培养基，能生长的微生物可能不能合成脲酶，如固氮菌能利用氮源生存，但其不能合成脲酶，A正确；
B、若每支试管稀释10倍，则将0.3mL上清液与a mL无菌水混合稀释10倍，需要a的数值为2.7。5g土壤加入50mL无菌水中被稀释了10倍，则5号试管共稀释了106倍，B正确；
C、涂布不均匀会造成的培养基中菌落分布不均匀，可能会造成菌落连成一片，C正确；
D、使用稀释涂布平板法进行计数的计算方法为：每克样品中的菌落数=（C/V）×M，其中C表示某一稀释度的平板上生长的平均菌落数，V表示涂布平板时稀释液的体积，M表示稀释倍数。若仅以4号试管接种培养基计数，5g该土壤中含有分解尿素的细菌的估算数目=（275+285+280）÷3÷0.2×105×5=7×108个，D错误。
故选D。
3．下列关于土壤中尿素分解菌的分离与计数实验的叙述，错误的是（ ）
A．培养过程中，将培养皿倒置能防止杂菌的污染
B．测定土壤中尿素分解菌的数量和土壤中固氮菌的数量应选用相同的稀释倍数
C．判断培养基灭菌是否彻底，可将未接种的以尿素为唯一氮源的培养基置于与实验组相同条件下培养
D．判断培养基是否具有筛选作用，可用牛肉膏蛋白胨培养基与实验组相同处理最终对比菌落数
【答案】B
【分析】稀释涂布平板法：稀释涂布平板法除了可以用于分离微生物外，也常用来统计样品中活菌的数目。当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测样品大约含有多少活菌。
【详解】A、倒置可以避免培养基表面的冷凝水形成的水珠滴落，从而减少微生物随水珠溅落而造成的污染，A正确；
B、测定土壤中尿素分解菌的数量和土壤中细菌的数量应选用不同的稀释倍数，土壤中细菌含量多，因而涂布平板时，细菌稀释液的稀释倍数应较高，B错误；
C、若要判断培养基灭菌是否彻底，可将未接种的培养基置于与实验组相同条件下培养，观察未接种的培养基上是否会出现菌落，C正确；
D、若要判断选择培养基是否起到了选择作用，需设置接种在牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，若牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基已筛选出一些细菌菌落，D正确。
故选B。
4．幽门螺杆菌（HP）是定植于胃部黏膜的异养微厌氧产脲酶菌，对胃黏膜细菌进行体外培养是诊断HP感染的“金标准”，临床上也可让待测者口服14C标记的尿素，尿素可被脲酶催化分解为NH3和14CO2，定时收集并检测待测者呼出气体中是否含14C可判断HP感染情况。下列相关叙述正确的是（ ）
A．用以尿素为唯一氮源的培养基从胃黏膜中分离出HP，该过程所需设备、器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
B．体外培养HP时，应将培养基调为酸性，并在严格厌氧条件下进行培养
C．培养基中加入一定量的酚红试剂可进一步鉴定HP
D．若待测者呼出的气体含14C，则该气体是由胃部HP产生，经食道由口腔呼出
【答案】C
【分析】分解尿素的细菌的鉴定：细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基的碱性增强。在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养细菌，若指示剂变红，可确定该种细菌能够分解尿素。
【详解】A、接种室、接种箱等常用紫外线消毒法处理，接种环等常用灼烧灭菌法处理，吸管、培养皿等常用干热灭菌法处理，培养基及多种器材用高压蒸汽灭菌法处理，A错误；
B、由题干信息可知，幽门螺杆菌（HP）是定植于胃部黏膜的异养微厌氧产脲酶菌，所以不需要严格在厌氧条件下进行培养，B错误；
C、培养基中加入一定量的酚红试剂，若指示剂变红，可确定该种细菌能够分解尿素，可进一步鉴定HP，C正确；
D、通过口服14C尿素胶囊，进入胃部后，如果胃部存在HP（幽门螺杆菌），则此菌就会产生脲酶水解尿素，尿素被水解后形成二氧化碳随血液进入肺部并以气体排出，D错误。
故选C。
5．为筛选出某些特殊微生物，常常需要人为提供有利于目的菌株生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物的生长，或在培养基中加入某种指示剂使菌落产生明显的特征性变化。下列说法错误的是（ ）
A．利用不含氮源的培养基可以初步筛选出硝化细菌
B．利用以尿素为唯一氮源的培养基可以初步筛选出产脲酶的微生物
C．利用伊红——亚甲蓝固体培养基可以筛选出大肠杆菌菌落
D．利用含纤维素和刚果红的固体培养基可以初步筛选出产纤维素酶的微生物
【答案】C
【分析】选择培养基的制作方法：
（1）在培养基全部营养成分具备的前提下，加入物质：依据某些微生物对某些物质的抗性，在培养基中加入某些物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物生长，如培养基中加入高浓度食盐时可抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长，从而可将该菌分离出来；而在培养基中加入青霉素时可抑制细菌、放线菌的生长，从而分离得到酵母菌和霉菌。
（2）通过改变培养基的营养成分达到分离微生物的目的：培养基中缺乏氮源时，可分离自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存；培养基中若缺乏有机碳源则异养微生物无法生存，而自养微生物可利用空气中的CO2制造有机物生存。
（3）利用培养基的特定化学成分分离特定微生物：如当石油是唯一碳源时，可抑制不能利用石油的微生物生长，使能够利用石油的微生物生长，从而分离出能消除石油污染的微生物。
（4）通过某些特殊环境分离微生物：如在高盐环境中可分离耐盐菌，其他菌在盐浓度高时易失水而不能生存；在高温环境中可分离得到耐高温的微生物，其他微生物在高温环境中因酶失活而无法生存。
【详解】A、培养基中缺乏氮源时，可分离自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存，所以利用不含氮源的培养基可以初步筛选出硝化细菌，A正确；
B、在以尿素为唯一氮源的培养基中可以筛选出尿素分解菌，原理是细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨可以作为细菌生长的氮源，B正确；
C、伊红——亚甲蓝固体培养基属于鉴别培养基，大肠杆菌的代谢产物能与伊红——亚甲蓝发生特定的颜色反应，可以鉴定出大肠杆菌菌落，C错误；
D、在含有纤维素的培养基中加入刚果红，刚果红就会与纤维素结合形成红色复合物，当培养基中的纤维素被分解后，刚果红-纤维素复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素降解菌为中心的透明圈，从而可以筛选纤维素分解菌，D正确。
故选C。
6．下表为培养某种微生物的培养基配方，下列相关叙述错误的是（ ）
A．依物理性质划分，该培养基属于液体培养基
B．由培养基的原料可知，所培养微生物的同化作用类型是异养型，培养的微生物可以是酵母菌
C．若用该培养基培养筛选能分解纤维素的细菌，则应除去（CH2O），再添加纤维素作为唯一碳源
D．培养基中的唯一碳源是（CH2O），唯一氮源是NaNO3
【答案】C
【分析】微生物的营养物质主要包括碳源、氮源、水和无机盐等，有些微生物还需要特殊的营养物质，如维生素、生长因子等；培养基中含有琼脂的一般为固体培养基；选择培养基是指通过培养混合的微生物，仅得到或筛选出所需要的微生物，而其他不需要的种类在这种培养基上是不能生存的。
【详解】A、该培养基配方中没有凝固剂琼脂，依物理性质划分，该培养基属于液体培养基，A正确；
B、由培养基的原料可知，（CH2O）属于有机碳源，因此所培养微生物的同化作用类型是异养型，酵母菌是异养型微生物，B正确；
C、细菌对青霉素敏感，含青霉素的培养基不能培养细菌，因此用该培养基培养纤维素分解菌，则应除去（CH2O）和青霉素，再添加纤维素，C错误；
D、碳源是指能为微生物提供碳元素的物质，氮源是指能为微生物提供氮元素的物质，培养基中的唯一碳源是（CH2O），唯一氮源是NaNO3，D正确。
故选C。
7．在牛、羊等反刍动物的瘤胃中生活着多种微生物，其中有能分解纤维素的微生物。某科研团队按照如图所示的流程分离瘤胃中的纤维素分解菌，实验中需要甲、乙两种培养基，并在刚果红培养基平板上筛选到有透明降解圈的菌落。下列叙述错误的是（ ）
注：①②③表示相应操作。
A．培养基表面均加入一层无菌的石蜡主要是为防止杂菌的污染
B．甲培养基中唯一的碳源是纤维素，则该培养基是选择培养基
C．分离瘤胃中纤维素分解菌的方法可以是稀释涂布平板法或平板划线法
D．图中降解圈的大小与纤维素酶活性有关，菌落a降解能力最强
【答案】A
【分析】刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但与纤维二糖和葡萄糖无法发生这种反应。在含有纤维素的培养基中添加刚果红，刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物无法形成，培养基中就会出现以这些菌为中心的透明圈。
【详解】A、反刍动物的瘤胃中不含氧气，其中存在的纤维素分解菌适宜在无氧条件下生存和繁殖，因此培养基表面覆盖无菌的石蜡主要是为了保证培养的无氧环境，A错误；
B、为了筛选纤维素分解菌，需要以纤维素为唯一碳源，能够分解纤维素的微生物能够生存，不能分解纤维素的微生物因无法获得碳源而死亡，因此甲培养基中唯一的碳源是纤维素，该培养基是选择培养基，B正确；
C、微生物接种方法是稀释涂布平板法和平板划线法，分离瘤胃中纤维素分解菌的方法可以是稀释涂布平板法或平板划线法，C正确；
D、纤维素分解菌能分解纤维素是因为其可以产生纤维素酶，纤维素酶的活性越高，对纤维素的分解效果越好，以这些菌为中心的透明圈的直径与菌落直径的比值越大，据图比较菌落a的降解能力最强，D正确。
故选A。
8．从自然界中筛选具有优良性状的菌种的一般步骤为：采集样品→富集培养（使菌体数量增多）→纯种分离→性能测定，如图a、b是采用两种接种方法接种后纯化培养的效果图。下列相关叙述正确的是（ ）
A．实验用的培养皿、培养基均可采用干热灭菌法
B．获得图a所示结果的接种过程中，接种环需灼烧灭菌3次
C．可使用液体培养基进行富集培养
D．利用图b计算出样品中菌体浓度为5. 85×108个/ml，则接种稀释液的稀释倍数为107倍
【答案】C
【分析】微生物常见的接种的方法①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、实验用的培养皿可采用干热灭菌法，培养基应采用湿热灭菌法，A错误；
B、图a所示结果的接种次数为3次，接种环需灭菌4次，B错误；
C、与使用固体培养基相比，使用液体培养基培养菌种时，菌体可以分布在整个培养基中，可充分利用其中的营养物质，提高培养液中氧气含量，菌体数量增加的更快，C正确；
D、利用稀释涂布平板法计算菌体浓度的方法为菌落数÷接种液体积×稀释倍数，而用于计数的平板的菌落数应在30-300之间，因此58.5个÷0.1ml×稀释倍数=5.85×108个/ml，计算得出稀释倍数为106倍，D错误。
故选C。
9．大肠杆菌能在基本培养基上生长，X射线照射后产生的大肠杆菌不能在基本培养基上生长，但可以在完全培养基上生长。夹层培养法多用于营养缺陷型菌株的筛选，其具体操作是：先在培养皿底部倒一薄层已灭菌的基本培养基；待冷凝后，再添加一层内含菌液（经过X射线处理）的基本培养基；冷凝后再加一薄层的基本培养基。培养一段时间后，对首次出现的菌落做好标记；然后再加一层完全培养基，经培养后会长出形态不一的菌落（如图所示）。下列说法错误的是（ ）
A．X射线可能诱发基因突变导致大肠杆菌营养缺陷
B．夹层培养法不适用于对需氧型微生物进行筛选
C．首次出现的菌落做标记时，应在皿盖上做标记
D．最后培养基上形态较小的菌落可能是营养缺陷型菌株
【答案】C
【分析】微生物常见的接种的方法：①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养基表面，经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、X射线可能诱发基因突变导致大肠杆菌营养缺陷，A正确；
B、夹层培养法菌株生长在两层培养基之间，氧气较少，不适用于对需氧型微生物进行筛选，B正确；
C、首次出现的菌落做标记时应标记在皿底，防止皿盖位置变化或拿错等，C错误；
D、营养缺陷型菌株在基本培养基不能生长，只有后期加入完全培养基后才能生长，形态较小，D正确。
故选C。
10．在生活饮用水中如果大肠杆菌含量超标，会造成细菌性痢疾，严重时会造成脱水，甚至会危及生命。可利用表中的培养基对生活饮用水中的大肠杆菌进行分离和计数，下列叙述正确的是（ ）
A．根据用途划分该培养基属于选择培养基
B．在配制培养基时应先调节pH值，再灭菌后倒平板
C．使用后的培养基在丢弃前一定要经过消毒处理，以免污染环境
D．为防止杂菌污染，还可以向培养基中添加适量抗生素
【答案】B
【分析】分析表格可知，该培养基中加入了显色剂，属于鉴别培养基，该培养基中的碳源有蔗糖、乳糖和蛋白胨，蛋白胨还可提供氮源，在配制培养基时应先调节pH，再灭菌后倒平板，若先灭菌，后调PH，可能在调PH的过程中再次引发杂菌污染。
【详解】A、该培养基中含伊红美蓝显色剂，根据用途划分该培养基属于鉴别培养基，A错误；
B、在配制培养基时应先调节pH值，再灭菌后倒平板，B正确；
C、使用后的培养基在丢弃前一定要经过灭菌处理，以免污染环境，C错误；
D、不可以在培养基中添加抗生素，以免影响大肠杆菌的生长，D错误。
故选B。
二、非选择题
11．厨房中的厨余垃圾多为湿垃圾，湿垃圾处理的有效方法之一是用微生物对其进行降解。如图1 表示筛选高效降解淀粉菌种的过程：
(1)X 培养基中加入的唯一碳源是 。从用途上分析，Y 培养基属于 培养基。根据X培养基的结果判断，第Ⅰ步所用的接种方法是 。
(2)应挑选 Y 培养基上的 号(填序号)菌落接种于 Z 培养基上进一步培养。菌落①②③周围产生了透明圈，产生透明圈的原因是 。
(3)④菌落能在 Y 培养基上生长但没有形成透明圈，有人推测，④菌落可能利用了空气中的CO₂作为碳源。若要进一步确定④菌落能否利用空气中的作为碳源，请简要写出实验思路和预期结果： 。
(4)高效降解淀粉菌种在Z培养基中培养一段时间后，为估算其中的细菌数目，分别吸取0.1ml不同稀释倍数的稀释液，接种于培养基上培养至菌落稳定，结果如下表，则该取样菌液中细菌密度为 个/ml。
【答案】
(1) 淀粉 鉴别 稀释涂布平板法
(2) ② 淀粉被细菌分解后，不能被碘液染色，从而形成透明圈
(3)将④菌接种在无(有机)碳源的培养基上，若④菌能生长，则说明④菌能利用空气中的CO₂作为碳源；若④菌不能生长，说明④菌不能利用空气中的CO₂作为碳源
(4)1.24×106
【分析】由题意可知，目的是筛选高效降解淀粉菌种，X培养基需以淀粉作为唯一碳源，Y培养基上菌落②的降解效果最好。在Y培养基上培养的目的是分离、筛选得到目的细菌，Z培养基的作用是对目的细菌进行富集培养，以增加其数量。
【详解】
（1）由题意可知，目的是筛选高效降解淀粉菌种，X培养基需以淀粉作为唯一碳源。在Y培养基上不同菌落周围形成的透明圈大小不同，说明Y为鉴别培养基。由图可知，X培养基中菌落均匀分布，说明接种方法为稀释涂布平板法。
（2）Y培养基上菌落②的降解效果最好，应挑选②接种于 Z 培养基上进一步培养。由于淀粉被细菌分解后，不能被碘液染色，从而形成透明圈。
（3）该实验的目的是验证④菌落能否利用空气中的CO₂ 作为碳源，可将④菌接种在无碳源的培养基上，若④菌能生长，则说明④菌能利用空气中的CO2作为碳源；若④菌不能生长，说明④菌不能利用空气中的CO₂作为碳源。
（4）计数时取平板上菌落数为30-300的进行计数，所以适宜的稀释倍数为103倍，该取样菌液中细菌密度为（122+138+112）÷0.1×103=1.24×106个/mL。
12．为建设社会主义新农村，解决农村生产生活垃圾处理的问题，某办事处给出了如下处理方案：
(1)某团队想通过富集培养从土壤中筛选出降解玉米秸秆的复合菌：为避免杂菌污染，取样时应注意什么？ （答出2点）。
(2)若要筛选出能分解包装塑料的细菌应使用 培养基（按功能分），其作用原理是能够分解包装塑料的细菌可利用包装塑料提供的碳源生长，不能分解包装塑料的细菌则不能生长。
(3)化工废水经专业化处理，无污染物后才能排入河流。调查发现，某湖泊附近有一家化工厂，长期向湖偷排工业废水，造成湖中沉积了大量污染物，其中环境污染物M（一种含有C、H、O、N的有机物）难以降解。为了从中分离获得能降解M的细菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基（成分见下表）：
①据表判断，其中成分M是作为 起作用，培养基 （填“甲”或“乙”）可用于分离能降解M的目的菌。
②在5个细菌培养基平板上，均接种稀释倍数为103的土壤样品溶液0.1mL，培养一段时间后，平板上长出的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191。该过程中采取的接种方法是 ，lmL原土壤样液中的细菌数量为 ×108个；与血细胞计数板计数法相比，此计数方法测得的活细菌数较少。
【答案】
(1)取样所用的器材等进行严格灭菌，且取样和稀释土样操作均应在火焰旁进行
(2)选择
(3) 氮源 乙 稀释涂布平板法 1.75
【分析】
1、选择培养基是指一类根据特定微生物的特殊营养要求或其对某理化因素抗性的原理而设计的培养基。具有只允许特定的微生物生长，而同时抑制或阻止其他微生物生长的功能。2、每克样品中的菌落数=（C÷V ）×M，其中C代表某一稀释度下的平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积（mL），M代表稀释的倍数。值得注意的是，稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。因此，统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。
【详解】
（1）富集培养的目的是增加目的菌的数量，以便分离得到更多的目的菌。在富集培养的过程中，为避免杂菌污染，首先对取样所用的器材等进行严格灭菌，且取样和稀释土样操作均应在火焰旁进行。
（2）选择培养基就是在培养基上只允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长，若要筛选出能分解包装塑料的细菌应使用选择培养基，且该培养基中应该以包装塑料作为该培养基中的唯一碳源，在该培养基中能够分解包装塑料的细菌可利用塑料提供的碳源生长，不能分解包装塑料的细菌不能生长，据此将其分离出来。
（3）①培养基至少含有碳源、氮源、水和无机盐等基本物质，分析表格可知，培养基甲和乙中均缺少氮源，所以成分M是作为氮源起作用。分离目的菌一般选用固体培养基，培养基乙中含有琼脂，为固体培养基，培养基甲不含琼脂，为液体培养基，所以培养基乙可用于分离能降解M的目的菌。②微生物接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法，其中稀释涂布平板法接种可用来微生物计数，所以该过程中采取的接种方法是稀释涂布平板法。计数时，13和462与其余三个平板上的差值相差太大，应该舍去，所以取156、178和191算平均值，因此1mL原土壤样液中的细菌数量为：（156+178+191）÷3÷0.1×105=1.75×108个。在用稀释涂布平板法接种时，可能有两个或两个以上的细菌连在一起形成一个菌落，平板上观察到的只是一个菌落，导致计数时统计结果小于实际结果。
考点04 发酵工程及其应用
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：15分钟
1.发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、 ，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。生产柠檬酸就需要筛选产酸量高的黑曲霉。在啤酒生产中，使用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短生产周期。（P22）
3.工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米，接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以，在发酵之前还需要对菌种进行 培养。（P22）
4.现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、 、 、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，使发酵全过程处于最佳状态。（P23）
5.发酵罐内发酵：这是发酵工程的中心环节。在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，更严格控制 、 和 等发酵条件。环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。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）
6.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提取、 和 措施来获得产品。（P23）
7.发酵罐
发酵罐示意图
8.发酵工程以其生产条件 、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染 和容易处理等特点，在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。（P24）
9.在我们的日常生活中，利用发酵工程生产的食品以及与食品有关的产品比比皆是，主要包括以下三个方面。第一，生产传统的发酵产品。第二，生产各种各样的食品 。第三，生产 。（P24）
10.例如，以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌（如黑曲霉），将原料中的蛋白质水解成 和 ，然后经淋洗、调制成的酱油产品；以谷物或水果等为原料，利用酿酒酵母发酵生产的各种 。（P24）
11.柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂，它可以通过 的发酵制得；由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。（P25）
12.与传统的化学农药不同，微生物农药是利用微生物或其 来防治病虫害的。（P27）
13.许多国家以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的微生物 ，即单细胞蛋白。（P27）
【答案】
1.灭菌 产品的分离、提纯 2.诱变 基因工程 3.扩大
4.pH 溶解氧 5.温度 pH 溶解氧 N－乙酰谷氨酰胺
6.过滤 沉淀 分离 纯化 7.取样管 进入口 排出口
8.温和 小 9.添加剂 酶制剂 10.小分子的肽 氨基酸 酒类 11.黑曲霉 12.代谢物 13.菌体
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：15分钟
一、单选题
1．从自然环境中筛选优良菌株的一般步骤如图所示。研究小组为了改良和开发利用盐碱地资源，研究耐盐碱微生物对盐碱的降解作用，对某水样中的菌种进行了耐盐微生物的分离，下列有关叙述错误的（ ）
采集样品→富集培养→纯化分离→性能测定
A．所选取的水样应为盐碱浓度较高的咸水水样
B．应用液体培养基对采集的样品进行富集培养
C．纯化菌种的培养基中应加入高浓度的食盐
D．采用平板划线法可以对菌株进行纯化和计数
【答案】D
【分析】微生物常见的接种的方法①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、盐碱浓度较高的水样中耐盐微生物的相对数量更多，更加易于筛选耐盐微生物，A正确；
B、富集培养的目的是使菌种大量繁殖，因此可以用液体培养基进行富集培养，B正确；
C、对某水样中的菌种进行了耐盐微生物的分离，则纯化菌种的培养基中应加入高浓度的食盐才具有筛选作用，C正确；
D、平板划线法能纯化菌株，但是不能对菌株进行计数，D错误。
故选D。
2．根瘤菌是一种与豆科植物互利共生的微生物，具有固定空气中N₂的能力。将根瘤菌从土壤中分离出来并通过基因工程改造可获得固氮能力更强的菌种，根瘤菌培养基配方如表所示。下列相关说法错误的是（ ）
A．该培养基按照功能进行分类属于选择培养基，灭菌后应将pH调至中性或弱碱性
B．将豆科植物生长的土壤制成悬液后采用平板划线法或稀释涂布平板法接种根瘤菌
C．稀释涂布平板法接种后待菌液吸收完全再将平板倒置放入恒温培养箱中培养
D．可通过基因工程改造、诱变育种及从自然界中筛选获得固氮能力强的根瘤菌
【答案】A
【分析】培养基的营养构成：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时需要将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需要将pH调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【详解】A、根据表格所示培养基配方可知该培养基是不含氮源的选择培养基，为保证培养基无菌，应在灭菌前将pH调至中性或弱碱性；A错误；
B、豆科植物生长的土壤中含有丰富的根瘤菌，将土壤制成悬液后采用稀释涂布平板法或平板划线法均可将根瘤菌接种到培养基上；B正确；
C、使用稀释涂布平板法接种后，应待菌液完全吸收再将平板倒置放在恒温培养箱中培养，防止冷凝水低落在平板中造成杂菌污染；C正确；
D、性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得；D正确。
故选A
3．利用液态发酵法生产醋酸的操作流程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．操作过程中加入α-淀粉酶是为了使葡萄糖更快地被分解成乙醇
B．从乙醇发酵转为醋酸发酵时要适当降低温度并适时通入无菌空气
C．对醋酸发酵中的主要微生物进行显微镜直接计数时需使用细菌计数板
D．通过观察培养液中菌落的颜色、形状、大小等特征对微生物进行初步鉴别
【答案】C
【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型．果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、操作过程中加入α-淀粉酶是为了使淀粉更快地被分解成葡萄糖，A错误；
B、从乙醇发酵转为醋酸发酵时要适当升高温度并适时通入无菌空气，因为醋酸菌生长需要的适宜温度高于酵母菌，且为好氧菌，B错误；
C、对醋酸发酵中的主要微生物进行显微镜直接计数时需使用细菌计数板，因为醋酸菌是一种细菌，体积小，C正确；
D、通过观察菌落的颜色、形状、大小等特征对微生物进行初步鉴别，但菌落需要在固体培养基中才能形成，D错误。
故选C。
4．噬菌蛭弧菌是一类专门以捕食细菌为生的胞内寄生菌，主要以机械钻孔和酶解的方式破坏病原菌的细胞壁。下列叙述错误的是（ ）
A．可以用牛肉膏蛋白胨培养基培养噬菌蛭弧菌
B．用噬菌蛭弧菌对水质进行消毒属于生物消毒法
C．探究噬菌蛭弧菌的生长规律时，可用细菌计数板计数
D．与使用抗生素相比，噬菌蛭弧菌能解决病原菌出现的耐药性问题
【答案】A
【分析】由题可知，噬菌蛭弧菌是一类专门以捕食细菌为生的胞内寄生菌，属于细菌，是异样微生物。
【详解】A、噬菌蛭弧菌是一类专门以捕食细菌为生的胞内寄生菌，不能用牛肉膏蛋白胨培养基培养噬菌蛭弧菌，A错误；
B、生物消毒法为利用一些生物及其产生的物质来杀灭或清除病原微生物的方法，用噬菌蛭弧菌对水质进行消毒属于生物消毒法，B正确；
C、探究噬菌蛭弧菌的生长规律时，可用细菌计数板对不同时间的噬菌蛭弧菌种群数目进行计数，C正确；
D、与使用抗生素相比，噬菌蛭弧菌能解决病原菌出现的耐药性问题，D正确。
故选A。
5．堆肥指利用自然界广泛存在的微生物，有控制地促进固体废物中可降解有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。下图为堆肥处理时材料内部温度的变化曲线。若要从堆肥材料中筛选出能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌，下列相关叙述错误的是（ ）
A．微生物呼吸作用释放的热量积累，导致堆肥内部温度逐渐升高
B．与a点相比b点时微生物的数量较多，与c点相比b点时微生物种类较多
C．c点时，可对堆肥取样并用角蛋白为唯一氮源的培养基对微生物群进行培养和筛选
D．若采用平板划线法分离微生物，需对取样获得的原液进行适当稀释后再划线
【答案】D
【分析】微生物常见的接种的方法：（1）平板划线法：把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞用接种环在平板培养基，通过分区划线稀释而得到较多独立分布的单个细胞，经培养后生长繁殖成单菌落，通常把这种单菌落当作待分离微生物的纯种。（2）稀释涂布平板法：将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。
【详解】A、在堆肥过程中，微生物呼吸作用产生的热量积累，会导致其堆肥内部逐渐升高，A正确；
B、a点温度较低且微生物的分解作用刚刚开始，此时堆肥材料中的微生物的数量相对较少，b点时经过一段时间的代谢和增殖，b点处微生物的数量比a点多，b点到c点过程中，堆肥温度逐渐升高，并达到80℃左右，该温度条件下不耐热的微生物大量死亡，所以c点时微生物的种类数少于b点，B正确；
C、筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌，因此既要耐高温，又要能够高效降解角蛋白，所以在c点取样，并且用角蛋白氮源培养基进行选择培养，C正确；
D、采用平板划线法分离微生物，不需要对取样原液进行适当稀释，通过连续多次划线即可达到分离微生物的目的，D错误。
故选D。
6．某醋厂工艺流程如图所示。酒曲中含有霉菌、酵母菌、乳酸菌等，醋醅中含有醋酸菌等，糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述正确的是（ ）

A．糖化过程中所用的淀粉酶来自蒸熟的糯米
B．图示酒精发酵和醋酸发酵过程均产生了 CO₂
C．图示酒精发酵与醋酸发酵的过程均属于传统发酵
D．可在160℃的热空气中维持2小时对醋进行灭菌
【答案】C
【分析】1、传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。
2、醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能将糖分解成醋酸；当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。多数醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
【详解】A、蒸熟的糯米中的淀粉酶已失活，糖化所需淀粉酶来自酒曲中的微生物，A错误；
B、酒精发酵产生CO2，以酒精为原料进行醋酸发酵不产生CO2，B错误；
C、该发酵过程所用微生物来自酒曲和醋醅，为多菌种发酵，因此该过程属于传统发酵，C正确；
D、160℃的热空气中维持2小时进行的灭菌为干热灭菌，醋是液体，不适合使用干热灭菌法灭菌，D错误。
故选C。
7．平湖糟蛋是浙江的名特产，有“天下第一蛋”的美誉。平湖糟蛋形完整的制作工艺包括：“浸米→蒸饭→配药→发酵→成糟”和“洗蛋→晾蛋→击蛋→落蛋一封坛”等工序。研究发现，糟蛋中的蛋白质、钙、铁等营养素比鲜蛋都要高。下列叙述错误的是（ ）
A．“洗蛋”能去除蛋壳表面的杂质和微生物，保证发酵中只有单一菌种
B．“封坛”是为了创造密闭环境，让“配药”中的菌种更有效进行发酵
C．糟蛋丰富的营养得益于酶的催化和酒糟浸溃后长时间的生化反应
D．“蒸饭”后，要将蒸好的米饭降温防止“配药”中的菌种被高温伤害
【答案】A
【分析】发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【详解】A、这是传统发酵技术，发酵过程中不可能只有单一菌种，A错误；
B、“封坛”是为了创造密闭的无氧环境，让“配药”中的菌种更有效进行无氧呼吸发酵，B正确；
C、由于糟蛋在酒酿发酵和酒糟浸渍过程中，酿糟中含有乙醇、 糖分、 有机酸、 氨基酸、 活性酶等透过蛋壳与蛋膜渗透到鲜鸭蛋的内部，经长时间生化反应，物质转化，使多肽，游离氨基酸、 糖分、 有机酸、 芳香酯等成分增多，给糟蛋带来酿香醇和的滋味及易于消化的特点，C正确；
D、“蒸饭”后，要将蒸好的米饭降温以适应菌种的生活和发育，防止高温杀死“配药”中的菌种，D正确。
故选A。
8．产朊假丝酵母的蛋白质和维生素B的含量都比啤酒酵母的高，它能以尿素和硝酸作为氮源，不需要在培养基中加入任何生长因子即可生长，是生产单细胞蛋白的优良菌种。培养产朊假丝酵母的一种方法如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．尿素被脲酶分解后，能为产朊假丝酵母提供碳源和氮源
B．加入青霉素的选择培养基可用于筛选并分离产朊假丝酵母
C．菌种的分离和计数可在液体培养基上实现
D．菌种在发酵罐内发酵后，可采取适当的提取、分离和纯化措施获得蛋白质等单细胞蛋白
【答案】B
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。
【详解】A、尿素被脲酶分解后，会产生二氧化碳和氨，其中氨能为产朊假丝酵母提供氮源，但不能产生碳源，A错误；
B、青霉素可以杀死细菌，可利用加入青霉素的选择培养基进行产朊假丝酵母等真菌的分离，B正确；
C、菌种的分离和计数可在固体培养基上实现，C错误；
D、单细胞蛋白是微生物菌体本身，且单细胞蛋白是通过过滤的方法获得，D错误。
故选B。
9．发酵工程在医药上的应用非常广泛，其中青霉素的发现和产业化生产进一步推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。青霉菌是一种广泛存在于自然界中的霉菌，是生产青霉素的重要工业菌种。下列相关叙述错误的是（ ）
A．在培养青霉菌时，可将培养基调至酸性
B．利用射线处理青霉菌，有利于提高青霉菌突变频率
C．利用发酵工程生产青霉素的中心环节是高产青霉菌的选育
D．发酵过程中若受到杂菌污染，某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解
【答案】C
【分析】发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵。
【详解】A、青霉菌属于真菌，培养青霉菌时需将培养基的pH调至酸性，A正确；
B、选育菌种时，可以借助诱变育种获取高产青霉素的青霉菌株，利用射线处理青霉菌，有利于提高青霉菌突变频率，B正确；
C、利用发酵工程生产青霉素的中心环节是发酵罐内的发酵，C错误；
D、发酵过程中要防止杂菌的污染，若受到杂菌污染，某些抗青霉素的杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解，从而得不到产物，D正确。
故选C。
10．某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌 T，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆，在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵。实验流程如图1 所示，图2 表示酵母菌接种量对酒精含量、残糖含量(残糖是指秸秆中纤维素被水解后的单糖的剩余部分)的影响。下列选项正确的是（ ）

A．菌T可能产生分解纤维素的酶，该酶是菌T分泌的一种单细胞蛋白
B．图2显示，当接种量为12%左右时，发酵后的酒精含量与残糖含量相等
C．接种量超过15%时，酒精产量反而有所降低的原因可能是菌种生长消耗大量的糖分
D．将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。发酵过程中，要始终保持密封状态
【答案】C
【分析】果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，把糖分解成二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～30℃；生产中是否有酒精的产生，可用酸性重铬酸钾来检验，该物质与酒精反应呈现灰绿色。
【详解】A、单细胞蛋白是指通过发酵获得的微生物菌体，酶不是单细胞蛋白，A错误；
B、据图2所示，当接种量为12%左右时，发酵后的酒精含量约为8.6%，残糖含量约为1.5%，二者不相等，B错误；
C、当菌种接种量超过15%时，酒精产量反而有所降低的原因可能是菌种的生长，消耗过多的糖分，C正确；
D、将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。发酵过程中，会产生CO2，所以要适时拧松瓶盖，释放气体，D错误。
故选C。
二、非选择题
11．中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜（甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖）为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。请回答下列问题：

(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为 ，并不断提高其浓度，经多次传代培养（指培养一段时间后，将部分培养物转入新配制的培养基中继续培养）以获得目标菌株。
(2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60d以上。该系统不需要灭菌的原因是
（答出两点即可）。
(3)研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中 可能是高密度培养菌株H的限制因素。
(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾（主要含蛋白质、淀粉、油脂等）来生产PHA，说明其能分泌
。
【答案】
(1)唯一碳源
(2)盐浓度为60g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制
(3)氧气
(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等
【分析】实验室中微生物的筛选原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养. 温度、pH等) ，同时抑制或阻止其他微生物生长。
【详解】
（1）根据题意分析，该实验的目的是提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，结合微生物的代谢需求，其液体培养基应该以蔗糖作为唯一碳源 。并不断提高其浓度，经多次传代培养（指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养）以获得目标菌株。
（2）已知菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，因此当培养基盐浓度为60g/L，pH为10时，菌株H可正常持续发酵60d以上，而盐浓度为60g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制，故该系统不需要灭菌。
（3）分析题意，扩大培养时，营养物浓度、温度、pH等条件下适宜，而发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中氧气不足，使菌种进行无氧呼吸产生乙醇，即氧气（O2或溶解氧）是限制高密度培养的重要因素。
（4）根据酶的专一性可知，菌株H之所以能通过分解主要含蛋白质、淀粉、油脂等的餐厨垃圾来生产PHA，说明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。
12．下图为啤酒酿造的流程图，请回答与啤酒酿造有关的问题：
(1)大麦在酿造前要经过发芽过程制备成麦芽，目的是释放 。麦芽粉碎和糖化可将麦芽中的非水溶性组分转化成水溶性组分，是啤酒发酵过程中的重要步骤。糖化的主要过程是水解淀粉，参与该过程的水解酶最适温度以及产物信息如下表。其中糊精不可作为发酵底物，酵母发酵时底物使用的优先顺序是葡萄糖＞麦芽糖＞麦芽三糖，因此，若想获得低乙醇含量的啤酒，糖化时应 。
A 快速提升至62-65℃ B 快速提升至72-75℃
C 缓慢提升至72-75℃ D 缓慢提升至62-65℃
(2)糖化完毕后，需要将糖浆加入啤酒花并将麦汁蒸煮，蒸煮的目的是 。发酵早期 （填“需要”或“不需要”）保持无氧。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，需要在低温、无氧环境中储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
(3)随着发酵技术的发展，啤酒种类逐渐增多，桑葚玫瑰酒是以桑葚汁和玫瑰为材料进行发酵而来，具有了桑葚和玫瑰的果香、花香，营养价值丰富。下图为桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度和感官评分（感官评分越高，品质越好）的影响的大小。由图可知，桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度的影响 ，应选择桑葚汁与玫瑰质量比为 时进行酿制。
【答案】
(1) 淀粉酶 B
(2) 消毒灭菌，终止酶的进一步作用 不需要
(3) 不大 4：1
【分析】酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸，有氧时酵母菌能通过出芽生殖的方式大量繁殖，种群数量增加很快，无氧时能分解糖类产生酒精和二氧化碳。 酿酒的原理是利用了酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的特点，无氧呼吸的原料主要是葡萄糖。
【详解】
（1）将大麦在酿造前要经过发芽过程制备成麦芽，目的是释放淀粉酶，促进淀粉分解，提高麦芽糖的含量和葡萄糖的含量。糊精不可作为发酵底物，酵母发酵时底物使用的优先顺序是葡萄糖＞麦芽糖＞麦芽三糖，因此，若想获得低乙醇含量的啤酒，应该使淀粉水解后的产物糊精增加，葡萄糖和麦芽糖的含量减少，因此该过程应该保证α-淀粉酶的活性，降低β-淀粉酶的活性，又因为α-淀粉酶的最适温度在72-75℃，β-淀粉酶的最适温度在62-65℃，所以糖化时温度应快速提升至72-75℃，此时α-淀粉酶的活性最高，β-淀粉酶的活性最低，B正确，ACD错误。故选B。
（2）糖化完毕后，需要将糖浆加入啤酒花并将麦汁蒸煮，蒸煮的目的是杀菌消毒，终止酶的进一步作用，发酵早期“不需要”保持无氧，这样可以促进酵母菌的有氧呼吸，产生更多的能量用于酵母菌增殖过程。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，需要在低温、密闭环境中储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
（3） 依据图示信息可知，随着桑葚汁与玫瑰质量比的增大，酒精度变化不大，故桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度的影响不大，但感官评分在桑葚汁与玫瑰质量比为4:1时，达到最大，所以应选择桑葚汁与玫瑰质量比为4:1时进行酿制。
发酵产品
奶酪
泡菜
腐乳
生物胺总量//mg·kg-1
7.48
22.32
508.05
发酵阶段
现象
乳酸含量
发酵前期
有气泡