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2023届高考生物二轮复习生物技术实践作业含答案
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这是一份2023届高考生物二轮复习生物技术实践作业含答案，共16页。试卷主要包含了12 g尿素)；CM12，8×106，1 g，52，81等内容，欢迎下载使用。
全员必做题
1.[2022·湖南师大附中三模]自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中N2的细菌，将玉米种子用自生固氮菌拌种后播种，可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如下图。回答下列问题：
(1)步骤①土样应取自表层土壤的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)下表为两种培养基的配方，步骤④应选其中的________培养基，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤④所用的接种工具是________，若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126个，则每克土壤中含有的固氮菌为________个。
(4)将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48小时，经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进行固氮能力的测定，筛选出固氮能力最强的菌种CM12，为进一步鉴定其固氮能力，科研人员选用发芽一致的玉米种子进行3组盆栽实验，30天后测定土壤微生物有机氮含量，结果如图。
注：CK：对照处理组；N：尿素处理组(每盆土壤中50 mL有氮全营养液：成分为在1 000 mL无氮植物营养液中加入0.12 g尿素)；CM12：自生固氮菌CM12处理组(每盆土壤浇50 mL，接种自生固氮菌的无氮植物营养液)。
①对照组(CK)的处理为________________________________。
②实验结果表明：施用尿素处理和接种固氮菌CM12处理均能显著增加土壤微生物有机氮含量。与CK组相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加了约____%。
③自生固氮菌较共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．[2022·湖南长郡中学模拟预测]甘肃某地由于TNT(主要成分为2，4二硝基甲苯磺酸盐)红水蒸发池渗漏，对土壤造成严重污染，威胁到黄河上游的水质安全。因此，TNT红水污染土壤修复是目前亟待解决的环境问题。某实验小组欲通过生物修复分离有效降解2，4二硝基甲苯磺酸盐的菌株，进行了如下实验。请回答下列问题：
(1)LB培养基的制备：取胰蛋白胨、NaCl和酵母提取物溶于蒸馏水中，此过程中胰蛋白胨提供的营养物质是____________，用NaOH调节pH至7.2，用________________在121 ℃条件下灭菌15分钟。若要获得本研究所用的固体培养基，需在上述培养基中加入________。
(2)菌株分离与鉴定：取____________________________土壤放入装有100 mL无菌LB液体培养基的锥形瓶中，在30 ℃和120 rpm的恒温摇床上振荡24小时，此过程的目的是____________。取1 mL培养液，采用____________法分离纯化菌株。
(3)该实验小组欲进一步探究菌株对2，4二硝基甲苯磺酸盐的降解能力，请帮助设计实验，写出实验思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)探究盐度对菌株生长的影响研究发现，纯化的菌株在NaCl浓度为0%～3%之间对2，4二硝基甲苯磺酸盐的降解率在96小时后达到90%，但当NaCl浓度达到5%后，降解率几乎为0。研究中偶然发现菌株B1在NaCl浓度达到5%后，降解率却达到50%，说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．[2022·重庆市育才中学一模]杨梅果实风味独特，酸甜适中，具有很高的营养价值和保健价值。下图是制作杨梅酒和杨梅醋的流程图。请回答下列问题。
制取发酵液：向杨梅汁中加入白砂糖，将糖的质量分数调至8%，灭菌冷却→酒精发酵：接种酵母菌，恒温发酵→果醋发酵：加入酒精，接种醋酸菌→取样检测：对发酵产物进行检测
(1)传统发酵中，发酵液虽然未经过严格的灭菌处理，但杂菌却不能正常生长繁殖，这是由于果酒发酵的____________条件抑制了杂菌的生长。
(2)果酒制作过程中，酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是____________，该阶段应该将温度控制在____________；温度适宜时果酒发酵时间较短，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)杨梅醋的发酵过程中，除去必需的营养物质外，还需要往发酵液中持续地通入____________________，发生的化学反应式是：__________________________________。
(4)下图表示果酒发酵过程中，发酵液的糖度(葡萄糖的质量分数)和酒精度(酒精的体积分数)随时间变化的关系。发酵前24 h，糖度变化很小，酒精度上升很慢，其原因是____________________________________________。96 h后酒精度和糖度的变化都趋于平缓，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．[2022·黑龙江哈尔滨三中一模]下表是某同学列出的分离土壤中微生物的培养基配方，据此回答下列问题：
(1)从作用上看，该培养基属于________培养基，提供氮源的物质是________，细菌能利用该氮源是由于体内能合成________酶。
(2)在对分离的能分解尿素的细菌进行鉴定时，还需在培养基中加入________指示剂。若指示剂变________，说明有目的菌株存在。
(3)为了测定微生物的数量，接种时应采用________________法，某同学在4个培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1 mL，培养后菌落数分别为180、155、176、129个，则每毫升原土壤样液中上述微生物的数量为________个，测定的活菌数比实际活菌数________(填“低”“高”或“基本一致”)。
重点选做题
5.[2022·江西南昌二模]酶是高效的生物催化剂，在现代生活中具有广泛的应用。回答下列相关问题：
(1)制作果汁要解决两个主要问题：一是果肉的________________，二是榨取的果汁________________，易发生沉淀。人们可以使用________________来解决上述两个问题。
(2)洗衣粉中加入酶，可以有更好的去污能力。其中，________________和________________是最常用的两种酶。洗衣粉中的酶使用过后难以重复使用，增加了生产成本。将酶固定在________的载体上，可以提高酶的使用率，降低成本。如果将生产酶的细胞固定，理论上也能起到类似的效果，固定细胞常用的载体有________________________________________等，固定细胞常采用________法。
6．[2022·湖南模拟预测]豆瓣酱主要是利用米曲霉对蚕豆瓣进行发酵来生产的。米曲霉在发酵过程中产生并积累大量所需要的酶，如蛋白酶、肽酶、淀粉酶、谷氨酰胺酶、果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶等。回答下列问题：
(1)在豆瓣酱的制作过程中，往往先将蚕豆瓣蒸煮，经高温蒸煮的蚕豆瓣必须________________后才能接种米曲霉，此时蚕豆瓣相当于培养微生物的________(填物理性质)培养基。
(2)果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括____________________________________等，酶的固定化比较适合采用的方法是______________________________。
(3)郫县豆瓣酱的生产离不开米曲霉的选育。在选育过程中，常在培养基中加入适量的某种________以抑制细菌等原核微生物的生长。若通过紫外线诱变，得到一株对纤维素分解能力强，生长速度快的菌株，则该菌株在含刚果红的纤维素分解菌的鉴别培养基上形成的菌落和透明圈都________(填“较大”或“较小”)，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
若要对该菌种进行长期保存，则需在甘油瓶中装入1 mL甘油后________，再将菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后－20 ℃冷冻保存。
7．[2022·广东模拟预测]某研究团队从原油提炼、加工厂附近采集植物根际土壤样品，从中筛选出能高效降解石油(由不同的碳氢化合物混合组成)的菌株，以便利用根际微生物进行石油污染生物修复。筛选的主要步骤如下图。
回答下列问题：
(1)图中甲、乙都是以________为唯一碳源制备的选择培养基，选择培养基的制备原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)获得纯净培养物的关键是________________________。筛选过程中防止其他微生物污染的措施有___________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出2点)。
(3)目前，已知有200多种微生物(如嗜冷杆菌等)能降解石油，但多数微生物的降解速率都很低，且一种菌往往只能降解一种特定类型的化合物，这就要求在实际选择降解石油的菌株时注意________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出2点)。
步骤⑤的分离、筛选过程中，比较不同菌株降解石油能力大小的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)可以采用____________技术固定高效降解石油的菌种来处理含石油的海水，相对于固定化酶技术而言，该技术的主要优点有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
8．[2022·广东模拟预测]工业生产中，提取天然β胡萝卜素的方法之一是利用红酵母等微生物进行发酵，获取红酵母细胞，再经过细胞裂解、离心后进行萃取。请回答以下有关问题：
(1)若要初步确定某一菌种是否为红酵母菌，将菌种接种于固体培养基上，并在适宜的条件下培养一段时间，观察其形成菌落的____________________(填两个)等特征。
(2)营养物质的种类对β胡萝卜素的产量有着一定的影响，下表是有关碳源的研究结果：
据表可知，上述三种碳源中最佳碳源是蔗糖。若要进一步从多种不同氮源中探究最佳氮源(种类不做要求)，请简要写出实验设计思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在发酵产生β胡萝卜素的过程中，应将红酵母接种在__________(物理性质)培养基上，选择该种培养基进行发酵的优点是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若要对培养一段时间后的红酵母进行计数，可以选用菌落计数法也可以用显微计数法，在所有操作都正确的情况下，前者数值偏低，原因是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
为了缩小两种方法之间的差异，后者在计数时可以采取什么措施？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)对发酵所得菌株经裂解、离心后，根据β胡萝卜素________________的特点，可以采用有机溶剂萃取法萃取产物，并对萃取产物通过________法进行鉴定。有科研人员尝试利用紫外线处理红酵母，以获得高产菌株。经定量分析后，若得到高产菌株，要对其进行长期保存，可采用________的方法在－20 ℃的冷冻箱中保存。
9．[2022·湖南师大附中二模]葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。
回答下列问题：
(1)皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷，可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是________________________________________，萃取效率主要取决于萃取剂的________________。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷________。研究发现，萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为了解皮渣中微生物的数量，取10 g皮渣加入90 mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克皮渣中微生物数量为________个。
(3)皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至________________性，灭菌后需在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为________。
(4)皮渣堆积过程中也会积累厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(简要写出实验步骤和预期结果)
10．[2022·全国模拟预测]米醋是众多种类的醋中营养价值较高的一种，制作米醋的主要流程：蒸熟拌曲→入坛发酵→加水醋化。回答下列问题：
(1)“蒸熟拌曲”阶段中拌入的“酒曲”中含有酵母菌，从呼吸作用类型看，该微生物属于________型生物。“拌曲”前常用糖化酶将蒸熟后的大米处理得到葡萄糖，目的是更好地为微生物提供________。
(2)“入坛发酵”阶段总是先“来水”后“来酒”原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
该阶段虽未经灭菌，但在______________的发酵液中，酵母菌能生长繁殖，绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。
(3)“加水醋化”阶段中醋酸发酵前，要对米酒进行加水稀释，目的是________________________________________。进入该阶段需要的发酵条件温度设置为30～35 ℃和________________________。请写出该阶段中醋酸菌利用酒精生产醋酸的化学反应式：________________________________________。
11．[2022·四川省泸县第一中学三模](1)吃腐乳时，外部有一层致密的皮，它是____________；卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的，卤汤中的酒可以选用料酒、黄酒、米酒、高粱酒等，含量一般控制在12%左右；加酒的作用：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)制作泡菜时，泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有________________________等；为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的作用是________________________。
(3)微生物接种方法除了最常用的方法外，还包括____________(至少写一种)，核心都是要______________________________。
(4)加酶洗衣粉可以降低______________________________的用量，使洗涤剂朝着__________方向发展，减少对环境的污染。
12．[2022·广东惠州二模]果胶酶在食品、医药和纺织等领域有广泛应用，科研人员从芦苇植株中分离筛选出高产果胶酶的菌株4株，编号为Z1～Z4，并分别对菌株所产果胶酶的酶学特性进行了研究，酶活力测定结果如下表所示。根据资料回答下列问题：
注：Dp/Dc为透明圈的直径(Dp)与菌落直径(Dc)的比值，比值越大代表产生的果胶酶的量越多。
(1)为筛选产果胶酶的菌株，将芦苇根部中间部分浸出液接种至以________为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分类属于________培养基。配制的培养基必须进行灭菌处理，目的是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)由表可知，最理想的产果胶酶的菌株是________，依据是________________________________________。
(3)用果胶酶处理果泥时，需要控制反应的温度，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)研究表明，目的菌株所产果胶酶在30 ℃～80 ℃都是稳定且有活性的，如下图所示。现要缩小温度范围进一步探究果胶酶的最适温度，请补充完善实验思路：
①探究范围：在40 ℃～50 ℃范围内，设置一系列温度梯度；
②实验处理：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
其他条件相同且适宜；
③结果与结论：一段时间后检测各试管中果胶的剩余量，________________________________________即为最适温度。
整合训练(十七)
1．解析：(1)固氮菌一般是异养需氧型，所以在富含有机质的土壤表层，有更多的固氮菌生长，故步骤①土样取自当地表层土壤。(2)表格为两种培养基的配方，步骤④应选其中的Ashby 培养基，原因是该培养基不含氮源，具有选择作用，自生固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源，LB培养基中的蛋白胨可以提供氮源，不具有选择作用。(3)实验采用的是稀释涂布平板法，所以步骤④中所用的接种工具是涂布器。若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126个，则每克土壤中含有的固氮菌为126÷0.1×104＝1.26×107个。(4)①对照组的目的是排除无关变量对实验的影响，故对照组(CK)的处理为每盆土壤浇50 mL无氮植物营养液。②由柱状图可知，空白对照组中土壤微生物有机氮含量为10，CM12处理组土壤微生物有机氮含量为22，故与对照组相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加值大概为(22－10)÷10×100%＝120%。③自生固氮菌比共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广，原因是自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制。
答案：(1)在富含有机质的土壤表层，有更多的固氮菌生长(或固氮菌一般为需氧型，生活在土壤表层)
(2)Ashby培养基 该培养基不含氮源，具有选择作用，自生固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源，LB培养基中的蛋白胨可以提供氮源，不具有选择作用
(3)涂布器 1.26×107
(4)每盆土壤浇50 mL无氮植物营养液 120 自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制
2．解析：(1)蛋白胨既可以提供碳源，也可以提供氮源；用NaOH调节pH至7.2，在121 ℃条件下用高压蒸汽灭菌锅灭菌15分钟；若要获得本研究所用的固体培养基，需在上述培养基中加入琼脂。(2)自然界中目的菌株的筛选依据：根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找，本实验要分离有效降解2，4二硝基甲苯磺酸盐的菌株，因此取甘肃某TNT红水污染场地污染土壤放入装有100 mL无菌LB液体培养基的锥形瓶中，在30 ℃和120 rpm的恒温摇床上振荡24小时，此过程的目的是富集培养，让微生物的数目增加；取1 mL培养液，采用稀释涂布平板法分离纯化菌株。(3)要分析菌株对2，4二硝基甲苯磺酸盐的降解能力，可以取人工配制的一定浓度的2，4二硝基甲苯磺酸盐(TNT)溶液加入锥形瓶中，之后再在锥形瓶中加入一定量的纯化菌液，每隔一定时间取样，测定2，4二硝基甲苯磺酸盐浓度。(4)由题干可知，纯化菌株在NaCl浓度为0%～3%之间对2，4二硝基甲苯磺酸盐的降解率在96小时后达到90%，但当NaCl浓度达到5%后，降解率几乎为0。而偶然发现菌株B1在NaCl浓度达到5%后，降解率达到50%，说明菌株B1具有一定的耐盐能力，能在较高盐浓度条件下降解2，4二硝基甲苯磺酸盐。
答案：(1)碳源和氮源 高压蒸汽灭菌锅 琼脂
(2)甘肃某TNT红水污染场地污染 富集培养 稀释涂布平板
(3)取人工配制的一定浓度的2，4二硝基甲苯磺酸盐(TNT)溶液加入锥形瓶中，之后再在锥形瓶中加入一定量的纯化菌液，每隔一定时间取样，测定2，4二硝基甲苯磺酸盐浓度
(4)菌株B1具有一定的耐盐能力，能在较高盐浓度条件下降解2，4二硝基甲苯磺酸盐
3．解析：(1)分析题意可知，果酒发酵时需要无氧条件，且发酵液pH值会逐渐降低，即发酵液变酸，这种缺氧、酸性条件能抑制杂菌的生长。(2)酵母菌是真核生物，其无氧呼吸产生酒精的场所是细胞质基质。利用酵母菌进行发酵时，应将温度控制在18～25 ℃，在此温度条件下，酵母菌内与果酒发酵相关的酶活性高，发酵速度快。(3)醋酸菌是一种好氧细菌，故杨梅醋的发酵过程中，需要向发酵液中持续通入无菌氧气(无菌空气)，此时发生的化学反应式是C2H5OH＋O2 酶 CH3COOH＋H2O。(4)分析题图可知，随着发酵的进行，发酵液的糖度逐渐降低，酒精度逐渐升高然后保持相对稳定。发酵前24 h，酵母菌主要进行有氧呼吸，大量增殖，消耗葡萄糖较少，因此糖度变化很小，酒精度上升很慢。随着发酵的进行，酵母菌进行无氧呼吸消耗葡萄糖产生酒精，96 h后，营养物质消耗殆尽，高浓度的酒精和代谢废物会抑制酵母菌的代谢而影响发酵，导致酒精度和糖度的变化都趋于平缓。
答案：(1)无氧、酸性
(2)细胞质基质 18～25 ℃ 此时与果酒发酵相关的酶活性高，发酵速度快
(3)无菌氧气(无菌空气) C2H5OH＋O2 酶 CH3COOH＋H2O
(4)此阶段酵母菌主要进行有氧呼吸，大量增殖 营养物质消耗殆尽，高浓度的酒精和代谢废物会抑制酵母菌的代谢而影响发酵
4．解析：(1)该培养基从用途上属于选择培养基，其中提供氮源的是尿素。尿素的分解需要脲酶催化，因此，能利用尿素为唯一氮源的分解菌能在细胞内合成分解尿素的脲酶。(2)在对分离的能分解尿素的细菌进行鉴定时，还需在培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变红，说明有目的菌株存在。(3)纯化微生物可以用稀释涂布法和平板划线法，其中稀释涂布平板法能用于微生物的计数。1毫升原土壤样液中上述微生物数量＝(180＋155＋176＋129)÷4×106÷0.1＝1.6×109个；用稀释涂布平板法进行微生物的计数，但统计的数量比实际数量会偏低，原因是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。
答案：(1)选择 尿素 脲(或催化尿素分解的)
(2)酚红 红
(3)稀释涂布平板 1.6×109 低
5．解析：(1)制作果汁要解决两个主要问题：一是果肉的出汁率低、耗时长，二是榨取的果汁浑浊、黏度高，易发生沉淀。人们可以使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁来解决上述两个问题。(2)洗衣粉中需要加入的酶类有碱性蛋白酶、碱性脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶四类，其中碱性蛋白酶和碱性脂肪酶应用最广泛、效果最明显。固定化酶技术是酶固定在不溶于水的载体上，这样酶就可以反复利用，提高酶的使用率，降低成本。如果将生产酶的细胞固定，理论上也能起到类似的效果，固定细胞常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、聚丙烯酰胺等。因为细胞体积较大，难以被吸附或结合，故固定细胞常采用包埋法。
答案：(1)出汁率低、耗时长 浑浊、黏度高 纤维素酶、果胶酶
(2)碱性蛋白酶 碱性脂肪酶 不溶于水 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、聚丙烯酰胺 包埋
6．解析：(1)为防止高温杀灭菌种，所以需要将高温蒸煮的蚕豆瓣冷却至室温后才能接种米曲霉，此时蚕豆瓣相当于培养微生物的固体培养基。(2)果胶酶包括果胶酯酶、果胶分解酶和多聚半乳糖醛酸酶；由于酶分子相对较小，容易从包埋材料中漏出，所以常用物理吸附或化学结合的方法固定酶。(3)为抑制细菌等原核微生物的生长，可以在培养基中加入抗生素；刚果红可以将纤维素染成红色，但不能将纤维素的分解产物染色，所以会形成透明圈，透明圈越大，说明其分解能力越强，所以如果得到一株对纤维素分解能力强，生长速度快的菌株，则该菌株在含刚果红的纤维素分解菌的鉴别培养基上形成的菌落和透明圈都较大；长期保存菌种采用甘油管藏的方法，需在甘油瓶中装入1 mL甘油后灭菌，再将菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后－20 ℃冷冻保存。
答案：(1)冷却至室温 固体
(2)果胶酯酶、果胶分解酶和多聚半乳糖醛酸酶 物理吸附法或化学结合法
(3)抗生素 较大 该菌生长速度快，所以菌落大，分解纤维素的能力强，刚果红可以将纤维素染色，而不能将纤维素的水解产物染色，所以形成的透明圈大 灭菌
7．解析：(1)要想筛选出能高效降解石油(由不同的碳氢化合物混合组成)的菌株，要以石油为唯一碳源制备选择培养基，选择培养基的制备原理是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的生长。(2)无菌技术是实验室获得纯净培养物的重要措施，无菌技术除了防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还可以避免操作者自身被微生物污染；实验过程中防止被其他外来微生物污染的措施有对实验室的空间、操作者的衣着和双手进行清洁和消毒、将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌(或实验操作应该在酒精灯火焰附近进行、操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品接触)。(3)已知有200多种微生物(如嗜冷杆菌等)能降解石油，但多数微生物的降解速率都很低，且一种菌往往只能降解一种特定类型的化合物，这就要求在实际选择降解石油的菌株时注意选择高效降解菌、降解菌种的最优组合、降解菌种的生存条件、降解产物对环境不能造成污染等。分离、筛选过程中，比较不同菌株降解石油能力大小的方法是在相同石油浓度、相同体积的培养液中分别接种相同数量的不同菌株，一定时间后，测定培养液中石油含量。(4)固定化酶技术成本低、操作容易，可以催化一系列的化学反应，可以采用固定化细胞技术固定高效降解石油的菌种来处理含石油的海水。
答案：(1)石油 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的生长
(2)防止外来杂菌的入侵 培养基灭菌、接种环境灭菌、接种工具灭菌、接种过程无菌操作等
(3)选择高效降解菌、降解菌种的最优组合、降解菌种的生存条件、降解产物对环境不能造成污染等 在相同石油浓度、相同体积的培养液中分别接种相同数量的不同菌株，一定时间后，测定培养液中石油含量
(4)固定化细胞 成本低、操作容易，可以催化一系列的化学反应
8．解析：(1)初步确定某一菌种是否为红酵母菌，可观察菌落的形状、大小、隆起程度、颜色等外部特征。(2)据表格分析可知，当碳源为蔗糖时，β胡萝卜素含量最高，可判断三种碳源中最佳碳源是蔗糖。根据单一变量原则，若要进一步从多种不同氮源中探究最佳氮源，应该在用蔗糖作为碳源的前提下，配置多种不同的氮源培养基，分别培养红酵母，一段时间后比较不同培养基培养的红酵母中β胡萝卜素的含量。(3)培养基按其物理性质，可分为液体培养基和固体培养基。其中液体培养基有利于微生物细胞与营养物质的充分接触和吸收，有利于微生物的生长，提高生产量；理化条件易于控制。(4)当两或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，导致统计的结果往往比实际细菌的数目要低。为了缩小两种方法之间的差异，后者可用台盼蓝染液对死亡细菌进行染色观察，死菌会被染成蓝色，活菌不会着色。(5)色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，可以采用有机溶剂萃取法萃取β胡萝卜素。根据分离色素原理，可用纸层析法分离色素。要对高产菌株进行长期保存，可采用甘油管藏的方法在－20 ℃的冷冻箱中保存。
答案：(1)形状、大小、隆起程度、颜色
(2)在用蔗糖作为碳源的前提下，配置多种不同的氮源培养基，分别培养红酵母，一段时间后比较不同氮源培养基培养的红酵母中β胡萝卜素的含量
(3)液体 有利于微生物细胞与营养物质的充分接触和吸收，有利于微生物的生长，提高生产量；理化条件易于控制
(4)当两个或多个细胞连在一起时，平板上只能看到一个菌落 用台盼蓝染色(染色法)区分活菌和死菌
(5)易溶于有机溶剂 纸层析 甘油管藏
9．解析：(1)天然食用色素花色苷可用萃取法提取，萃取剂与水应不混溶，萃取前将原料干燥，有利于萃取剂溶解花色苷，提高溶解率；粉碎的目的是使原料与萃取剂充分接触；萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷分解。萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理，可破坏细胞壁，有利于提高花色苷的提取率。(2)为了解皮渣中微生物的数量，取10 g皮渣加入90 mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则三个平板中平均菌落数为(78＋91＋95)÷3＝88，每克皮渣中微生物数量为88÷0.1×104＝8.8×106个。(3)醋酸菌属于细菌，制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至中性至微碱性，灭菌后在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙可使培养基不透明，醋酸菌产生的醋酸可分解碳酸钙，产生透明圈，根据这一特点可筛选出醋酸菌。在缺少糖源的液体培养基中醋酸菌以乙醇为碳源，先把乙醇氧化为乙醛，再把乙醛氧化为乙酸。(4)醋酸菌为好氧菌，与厌氧型的乳酸菌菌落形态相似，且二者产生的代谢产物均可使碳酸钙分解。欲区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌，可将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小。若菌落继续生长，且透明圈增大，则为厌氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落。
答案：(1)利于萃取剂溶解花色苷、使原料与萃取剂充分接触 性质和使用量 分解 纤维素酶、果胶酶可破坏细胞壁，有利于提高花色苷的提取率
(2)8.8×106
(3)中性至微碱 使培养基不透明，从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈 碳源
(4)实验步骤：将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小。
预期结果：若菌落继续生长，且透明圈增大，则为厌氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落
10．解析：(1)酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，属于兼性厌氧型微生物；将大米蒸熟、冷却，经酶处理后得到葡萄糖的目的是更好地为微生物提供碳源。(2)由于“蒸熟拌曲”阶段中拌入的“酒曲”中含有酵母菌，在发酵前期酵母菌进行有氧呼吸，产生水；而在发酵后期进行无氧呼吸，产生酒精，故发酵过程中总是先“来水”后“来酒”；在酒精发酵旺盛时，发酵液为缺氧、呈酸性的状态，在此环境中酵母菌能大量生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制，所以尽管“入坛发酵”阶段没有灭菌，但杂菌仍不会大量繁殖。(3)“加水醋化”阶段中醋酸发酵前，对米酒进行稀释的目的是使发酵液中酒精浓度降低，以利于醋酸菌的生长繁殖；由于酵母菌发酵时为无氧环境、且酒精发酵的最适温度为18～25 ℃，而醋酸菌为好氧菌，且最适生长温度为30～35 ℃，故进入该阶段需要将发酵条件改变为：通入无菌空气，温度设置为30～35 ℃；该阶段醋酸菌将酒精变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应式为：C2H5OH＋O2 酶 CH3COOH＋H2O
答案：(1)兼性厌氧 碳源
(2)酵母菌在发酵前期进行有氧呼吸，产生水；在发酵后期进行无氧呼吸，产生酒精 缺氧、呈酸性
(3)使发酵液中酒精浓度降低，以利于醋酸菌的生长繁殖
通入无菌空气 C2H5OH＋O2 酶 CH3COOH＋H2O
11．解析：(1)吃腐乳时，外部有一层致密的皮，它是前期发酵时在豆腐表面上生长的毛霉菌丝。卤汤中加酒的作用是抑制微生物的生长，避免其他菌种的污染，并使腐乳具有独特的香味。(2)制作泡菜时，泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有温度、腌制时间、食盐用量等；陈泡菜液中含有较多的乳酸菌，在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，可以增加乳酸菌数量，缩短制作时间。(3)微生物接种方法除了最常用的方法平板划线法和稀释涂布平板法外，还包括斜面接种、穿刺接种等。接种的核心都是要防止杂菌污染，保证培养物的纯度。(4)普通洗衣粉中起主要作用的是表面活性剂和三聚磷酸钠，加酶洗衣粉可以降低这两种物质的用量，使洗涤剂朝着低磷、无磷的方向发展，减少对环境的污染。
答案：(1)毛霉菌丝 避免其他菌种的污染；使腐乳具有独特的香味
(2)温度/腌制时间/食盐用量 增加乳酸菌数量
(3)斜面接种/穿刺接种 防止杂菌污染，保证培养物的纯度
(4)表面活性剂和三聚磷酸钠 低磷、无磷
12．解析：(1)果胶酶的作用是分解果胶，因此为筛选产果胶酶的菌株，将芦苇根部中间部分浸出液接种至以果胶为唯一碳源的固体培养基上进行培养；依据培养基的分类，因为此培养基的碳源只有果胶，因此该培养基从功能上分类属于选择培养基；对培养基进行灭菌处理的目的是为了杀死培养基中的所有微生物(微生物和芽孢、孢子)，防止杂菌污染。(2)由于Dp/Dc为透明圈的直径(Dp)与菌落直径(Dc)的比值，比值越大代表产生的果胶酶的量越多，根据题表结果可知：最理想的产果胶酶的菌株是Z4，而且Z4的果胶酶活力也是最强的。(3)由于温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶的活性最高，出汁率才最高，因此用果胶酶处理果泥时，需要控制反应的温度。(4)根据题图可知：该实验的自变量为温度，因变量为酶的活性，酶的活性越高代表果胶被果胶酶分解的越多，果胶的剩余量就越少；因此应分别将等量的果胶酶和果胶在设定的温度下保温一段时间后混合进行反应，观察果胶的剩余量，果胶剩余量最少的试管所对应的温度为最适温度。
答案：(1)果胶 选择 为了杀死培养基中的所有微生物(微生物和芽孢、孢子)，防止杂菌污染
(2)Z4 Z4菌株的Dp/Dc值和果胶酶活力均最大
(3)温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶活性最高，出汁率最高
(4)分别将等量的果胶酶和果胶在设定的温度下保温一段时间后混合进行反应 果胶剩余量最少的试管所对应的温度
培养基类型
培养基组分
Ashby培养基
甘露醇(C6H14O6)、KH2PO4、MgSO4·7H2O、NaCl、K2SO4、CaCO3、蒸馏水、琼脂
LB培养基
蛋白胨、酵母提取物、NaCl、蒸馏水、琼脂
培养基配方
含量
KH2PO4
1.4 g
Na2HPO4
2.1 g
MgSO4·7H2O
0.2 g
葡萄糖
10.0 g
尿素
1.0 g
琼脂
15.0 g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL
碳源
麦芽糖
蔗糖
淀粉
β胡萝卜素含量(mg/L)
3.52
4.81
1.68
菌株
平板筛选(Dp/Dc)
果胶酶活力/(U·mL－1)
Z1
1.50
24.89
Z2
1.40
22.57
Z3
1.16
37.04
Z4
1.56
40.52
全员必做题
1.[2022·湖南师大附中三模]自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中N2的细菌，将玉米种子用自生固氮菌拌种后播种，可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如下图。回答下列问题：
(1)步骤①土样应取自表层土壤的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)下表为两种培养基的配方，步骤④应选其中的________培养基，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤④所用的接种工具是________，若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126个，则每克土壤中含有的固氮菌为________个。
(4)将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48小时，经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进行固氮能力的测定，筛选出固氮能力最强的菌种CM12，为进一步鉴定其固氮能力，科研人员选用发芽一致的玉米种子进行3组盆栽实验，30天后测定土壤微生物有机氮含量，结果如图。
注：CK：对照处理组；N：尿素处理组(每盆土壤中50 mL有氮全营养液：成分为在1 000 mL无氮植物营养液中加入0.12 g尿素)；CM12：自生固氮菌CM12处理组(每盆土壤浇50 mL，接种自生固氮菌的无氮植物营养液)。
①对照组(CK)的处理为________________________________。
②实验结果表明：施用尿素处理和接种固氮菌CM12处理均能显著增加土壤微生物有机氮含量。与CK组相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加了约____%。
③自生固氮菌较共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．[2022·湖南长郡中学模拟预测]甘肃某地由于TNT(主要成分为2，4二硝基甲苯磺酸盐)红水蒸发池渗漏，对土壤造成严重污染，威胁到黄河上游的水质安全。因此，TNT红水污染土壤修复是目前亟待解决的环境问题。某实验小组欲通过生物修复分离有效降解2，4二硝基甲苯磺酸盐的菌株，进行了如下实验。请回答下列问题：
(1)LB培养基的制备：取胰蛋白胨、NaCl和酵母提取物溶于蒸馏水中，此过程中胰蛋白胨提供的营养物质是____________，用NaOH调节pH至7.2，用________________在121 ℃条件下灭菌15分钟。若要获得本研究所用的固体培养基，需在上述培养基中加入________。
(2)菌株分离与鉴定：取____________________________土壤放入装有100 mL无菌LB液体培养基的锥形瓶中，在30 ℃和120 rpm的恒温摇床上振荡24小时，此过程的目的是____________。取1 mL培养液，采用____________法分离纯化菌株。
(3)该实验小组欲进一步探究菌株对2，4二硝基甲苯磺酸盐的降解能力，请帮助设计实验，写出实验思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)探究盐度对菌株生长的影响研究发现，纯化的菌株在NaCl浓度为0%～3%之间对2，4二硝基甲苯磺酸盐的降解率在96小时后达到90%，但当NaCl浓度达到5%后，降解率几乎为0。研究中偶然发现菌株B1在NaCl浓度达到5%后，降解率却达到50%，说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．[2022·重庆市育才中学一模]杨梅果实风味独特，酸甜适中，具有很高的营养价值和保健价值。下图是制作杨梅酒和杨梅醋的流程图。请回答下列问题。
制取发酵液：向杨梅汁中加入白砂糖，将糖的质量分数调至8%，灭菌冷却→酒精发酵：接种酵母菌，恒温发酵→果醋发酵：加入酒精，接种醋酸菌→取样检测：对发酵产物进行检测
(1)传统发酵中，发酵液虽然未经过严格的灭菌处理，但杂菌却不能正常生长繁殖，这是由于果酒发酵的____________条件抑制了杂菌的生长。
(2)果酒制作过程中，酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是____________，该阶段应该将温度控制在____________；温度适宜时果酒发酵时间较短，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)杨梅醋的发酵过程中，除去必需的营养物质外，还需要往发酵液中持续地通入____________________，发生的化学反应式是：__________________________________。
(4)下图表示果酒发酵过程中，发酵液的糖度(葡萄糖的质量分数)和酒精度(酒精的体积分数)随时间变化的关系。发酵前24 h，糖度变化很小，酒精度上升很慢，其原因是____________________________________________。96 h后酒精度和糖度的变化都趋于平缓，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．[2022·黑龙江哈尔滨三中一模]下表是某同学列出的分离土壤中微生物的培养基配方，据此回答下列问题：
(1)从作用上看，该培养基属于________培养基，提供氮源的物质是________，细菌能利用该氮源是由于体内能合成________酶。
(2)在对分离的能分解尿素的细菌进行鉴定时，还需在培养基中加入________指示剂。若指示剂变________，说明有目的菌株存在。
(3)为了测定微生物的数量，接种时应采用________________法，某同学在4个培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1 mL，培养后菌落数分别为180、155、176、129个，则每毫升原土壤样液中上述微生物的数量为________个，测定的活菌数比实际活菌数________(填“低”“高”或“基本一致”)。
重点选做题
5.[2022·江西南昌二模]酶是高效的生物催化剂，在现代生活中具有广泛的应用。回答下列相关问题：
(1)制作果汁要解决两个主要问题：一是果肉的________________，二是榨取的果汁________________，易发生沉淀。人们可以使用________________来解决上述两个问题。
(2)洗衣粉中加入酶，可以有更好的去污能力。其中，________________和________________是最常用的两种酶。洗衣粉中的酶使用过后难以重复使用，增加了生产成本。将酶固定在________的载体上，可以提高酶的使用率，降低成本。如果将生产酶的细胞固定，理论上也能起到类似的效果，固定细胞常用的载体有________________________________________等，固定细胞常采用________法。
6．[2022·湖南模拟预测]豆瓣酱主要是利用米曲霉对蚕豆瓣进行发酵来生产的。米曲霉在发酵过程中产生并积累大量所需要的酶，如蛋白酶、肽酶、淀粉酶、谷氨酰胺酶、果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶等。回答下列问题：
(1)在豆瓣酱的制作过程中，往往先将蚕豆瓣蒸煮，经高温蒸煮的蚕豆瓣必须________________后才能接种米曲霉，此时蚕豆瓣相当于培养微生物的________(填物理性质)培养基。
(2)果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括____________________________________等，酶的固定化比较适合采用的方法是______________________________。
(3)郫县豆瓣酱的生产离不开米曲霉的选育。在选育过程中，常在培养基中加入适量的某种________以抑制细菌等原核微生物的生长。若通过紫外线诱变，得到一株对纤维素分解能力强，生长速度快的菌株，则该菌株在含刚果红的纤维素分解菌的鉴别培养基上形成的菌落和透明圈都________(填“较大”或“较小”)，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
若要对该菌种进行长期保存，则需在甘油瓶中装入1 mL甘油后________，再将菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后－20 ℃冷冻保存。
7．[2022·广东模拟预测]某研究团队从原油提炼、加工厂附近采集植物根际土壤样品，从中筛选出能高效降解石油(由不同的碳氢化合物混合组成)的菌株，以便利用根际微生物进行石油污染生物修复。筛选的主要步骤如下图。
回答下列问题：
(1)图中甲、乙都是以________为唯一碳源制备的选择培养基，选择培养基的制备原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)获得纯净培养物的关键是________________________。筛选过程中防止其他微生物污染的措施有___________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出2点)。
(3)目前，已知有200多种微生物(如嗜冷杆菌等)能降解石油，但多数微生物的降解速率都很低，且一种菌往往只能降解一种特定类型的化合物，这就要求在实际选择降解石油的菌株时注意________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出2点)。
步骤⑤的分离、筛选过程中，比较不同菌株降解石油能力大小的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)可以采用____________技术固定高效降解石油的菌种来处理含石油的海水，相对于固定化酶技术而言，该技术的主要优点有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
8．[2022·广东模拟预测]工业生产中，提取天然β胡萝卜素的方法之一是利用红酵母等微生物进行发酵，获取红酵母细胞，再经过细胞裂解、离心后进行萃取。请回答以下有关问题：
(1)若要初步确定某一菌种是否为红酵母菌，将菌种接种于固体培养基上，并在适宜的条件下培养一段时间，观察其形成菌落的____________________(填两个)等特征。
(2)营养物质的种类对β胡萝卜素的产量有着一定的影响，下表是有关碳源的研究结果：
据表可知，上述三种碳源中最佳碳源是蔗糖。若要进一步从多种不同氮源中探究最佳氮源(种类不做要求)，请简要写出实验设计思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在发酵产生β胡萝卜素的过程中，应将红酵母接种在__________(物理性质)培养基上，选择该种培养基进行发酵的优点是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若要对培养一段时间后的红酵母进行计数，可以选用菌落计数法也可以用显微计数法，在所有操作都正确的情况下，前者数值偏低，原因是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
为了缩小两种方法之间的差异，后者在计数时可以采取什么措施？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)对发酵所得菌株经裂解、离心后，根据β胡萝卜素________________的特点，可以采用有机溶剂萃取法萃取产物，并对萃取产物通过________法进行鉴定。有科研人员尝试利用紫外线处理红酵母，以获得高产菌株。经定量分析后，若得到高产菌株，要对其进行长期保存，可采用________的方法在－20 ℃的冷冻箱中保存。
9．[2022·湖南师大附中二模]葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。
回答下列问题：
(1)皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷，可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是________________________________________，萃取效率主要取决于萃取剂的________________。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷________。研究发现，萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为了解皮渣中微生物的数量，取10 g皮渣加入90 mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克皮渣中微生物数量为________个。
(3)皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至________________性，灭菌后需在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为________。
(4)皮渣堆积过程中也会积累厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(简要写出实验步骤和预期结果)
10．[2022·全国模拟预测]米醋是众多种类的醋中营养价值较高的一种，制作米醋的主要流程：蒸熟拌曲→入坛发酵→加水醋化。回答下列问题：
(1)“蒸熟拌曲”阶段中拌入的“酒曲”中含有酵母菌，从呼吸作用类型看，该微生物属于________型生物。“拌曲”前常用糖化酶将蒸熟后的大米处理得到葡萄糖，目的是更好地为微生物提供________。
(2)“入坛发酵”阶段总是先“来水”后“来酒”原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
该阶段虽未经灭菌，但在______________的发酵液中，酵母菌能生长繁殖，绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。
(3)“加水醋化”阶段中醋酸发酵前，要对米酒进行加水稀释，目的是________________________________________。进入该阶段需要的发酵条件温度设置为30～35 ℃和________________________。请写出该阶段中醋酸菌利用酒精生产醋酸的化学反应式：________________________________________。
11．[2022·四川省泸县第一中学三模](1)吃腐乳时，外部有一层致密的皮，它是____________；卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的，卤汤中的酒可以选用料酒、黄酒、米酒、高粱酒等，含量一般控制在12%左右；加酒的作用：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)制作泡菜时，泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有________________________等；为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的作用是________________________。
(3)微生物接种方法除了最常用的方法外，还包括____________(至少写一种)，核心都是要______________________________。
(4)加酶洗衣粉可以降低______________________________的用量，使洗涤剂朝着__________方向发展，减少对环境的污染。
12．[2022·广东惠州二模]果胶酶在食品、医药和纺织等领域有广泛应用，科研人员从芦苇植株中分离筛选出高产果胶酶的菌株4株，编号为Z1～Z4，并分别对菌株所产果胶酶的酶学特性进行了研究，酶活力测定结果如下表所示。根据资料回答下列问题：
注：Dp/Dc为透明圈的直径(Dp)与菌落直径(Dc)的比值，比值越大代表产生的果胶酶的量越多。
(1)为筛选产果胶酶的菌株，将芦苇根部中间部分浸出液接种至以________为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分类属于________培养基。配制的培养基必须进行灭菌处理，目的是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)由表可知，最理想的产果胶酶的菌株是________，依据是________________________________________。
(3)用果胶酶处理果泥时，需要控制反应的温度，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)研究表明，目的菌株所产果胶酶在30 ℃～80 ℃都是稳定且有活性的，如下图所示。现要缩小温度范围进一步探究果胶酶的最适温度，请补充完善实验思路：
①探究范围：在40 ℃～50 ℃范围内，设置一系列温度梯度；
②实验处理：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
其他条件相同且适宜；
③结果与结论：一段时间后检测各试管中果胶的剩余量，________________________________________即为最适温度。
整合训练(十七)
1．解析：(1)固氮菌一般是异养需氧型，所以在富含有机质的土壤表层，有更多的固氮菌生长，故步骤①土样取自当地表层土壤。(2)表格为两种培养基的配方，步骤④应选其中的Ashby 培养基，原因是该培养基不含氮源，具有选择作用，自生固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源，LB培养基中的蛋白胨可以提供氮源，不具有选择作用。(3)实验采用的是稀释涂布平板法，所以步骤④中所用的接种工具是涂布器。若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126个，则每克土壤中含有的固氮菌为126÷0.1×104＝1.26×107个。(4)①对照组的目的是排除无关变量对实验的影响，故对照组(CK)的处理为每盆土壤浇50 mL无氮植物营养液。②由柱状图可知，空白对照组中土壤微生物有机氮含量为10，CM12处理组土壤微生物有机氮含量为22，故与对照组相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加值大概为(22－10)÷10×100%＝120%。③自生固氮菌比共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广，原因是自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制。
答案：(1)在富含有机质的土壤表层，有更多的固氮菌生长(或固氮菌一般为需氧型，生活在土壤表层)
(2)Ashby培养基 该培养基不含氮源，具有选择作用，自生固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源，LB培养基中的蛋白胨可以提供氮源，不具有选择作用
(3)涂布器 1.26×107
(4)每盆土壤浇50 mL无氮植物营养液 120 自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制
2．解析：(1)蛋白胨既可以提供碳源，也可以提供氮源；用NaOH调节pH至7.2，在121 ℃条件下用高压蒸汽灭菌锅灭菌15分钟；若要获得本研究所用的固体培养基，需在上述培养基中加入琼脂。(2)自然界中目的菌株的筛选依据：根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找，本实验要分离有效降解2，4二硝基甲苯磺酸盐的菌株，因此取甘肃某TNT红水污染场地污染土壤放入装有100 mL无菌LB液体培养基的锥形瓶中，在30 ℃和120 rpm的恒温摇床上振荡24小时，此过程的目的是富集培养，让微生物的数目增加；取1 mL培养液，采用稀释涂布平板法分离纯化菌株。(3)要分析菌株对2，4二硝基甲苯磺酸盐的降解能力，可以取人工配制的一定浓度的2，4二硝基甲苯磺酸盐(TNT)溶液加入锥形瓶中，之后再在锥形瓶中加入一定量的纯化菌液，每隔一定时间取样，测定2，4二硝基甲苯磺酸盐浓度。(4)由题干可知，纯化菌株在NaCl浓度为0%～3%之间对2，4二硝基甲苯磺酸盐的降解率在96小时后达到90%，但当NaCl浓度达到5%后，降解率几乎为0。而偶然发现菌株B1在NaCl浓度达到5%后，降解率达到50%，说明菌株B1具有一定的耐盐能力，能在较高盐浓度条件下降解2，4二硝基甲苯磺酸盐。
答案：(1)碳源和氮源 高压蒸汽灭菌锅 琼脂
(2)甘肃某TNT红水污染场地污染 富集培养 稀释涂布平板
(3)取人工配制的一定浓度的2，4二硝基甲苯磺酸盐(TNT)溶液加入锥形瓶中，之后再在锥形瓶中加入一定量的纯化菌液，每隔一定时间取样，测定2，4二硝基甲苯磺酸盐浓度
(4)菌株B1具有一定的耐盐能力，能在较高盐浓度条件下降解2，4二硝基甲苯磺酸盐
3．解析：(1)分析题意可知，果酒发酵时需要无氧条件，且发酵液pH值会逐渐降低，即发酵液变酸，这种缺氧、酸性条件能抑制杂菌的生长。(2)酵母菌是真核生物，其无氧呼吸产生酒精的场所是细胞质基质。利用酵母菌进行发酵时，应将温度控制在18～25 ℃，在此温度条件下，酵母菌内与果酒发酵相关的酶活性高，发酵速度快。(3)醋酸菌是一种好氧细菌，故杨梅醋的发酵过程中，需要向发酵液中持续通入无菌氧气(无菌空气)，此时发生的化学反应式是C2H5OH＋O2 酶 CH3COOH＋H2O。(4)分析题图可知，随着发酵的进行，发酵液的糖度逐渐降低，酒精度逐渐升高然后保持相对稳定。发酵前24 h，酵母菌主要进行有氧呼吸，大量增殖，消耗葡萄糖较少，因此糖度变化很小，酒精度上升很慢。随着发酵的进行，酵母菌进行无氧呼吸消耗葡萄糖产生酒精，96 h后，营养物质消耗殆尽，高浓度的酒精和代谢废物会抑制酵母菌的代谢而影响发酵，导致酒精度和糖度的变化都趋于平缓。
答案：(1)无氧、酸性
(2)细胞质基质 18～25 ℃ 此时与果酒发酵相关的酶活性高，发酵速度快
(3)无菌氧气(无菌空气) C2H5OH＋O2 酶 CH3COOH＋H2O
(4)此阶段酵母菌主要进行有氧呼吸，大量增殖 营养物质消耗殆尽，高浓度的酒精和代谢废物会抑制酵母菌的代谢而影响发酵
4．解析：(1)该培养基从用途上属于选择培养基，其中提供氮源的是尿素。尿素的分解需要脲酶催化，因此，能利用尿素为唯一氮源的分解菌能在细胞内合成分解尿素的脲酶。(2)在对分离的能分解尿素的细菌进行鉴定时，还需在培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变红，说明有目的菌株存在。(3)纯化微生物可以用稀释涂布法和平板划线法，其中稀释涂布平板法能用于微生物的计数。1毫升原土壤样液中上述微生物数量＝(180＋155＋176＋129)÷4×106÷0.1＝1.6×109个；用稀释涂布平板法进行微生物的计数，但统计的数量比实际数量会偏低，原因是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。
答案：(1)选择 尿素 脲(或催化尿素分解的)
(2)酚红 红
(3)稀释涂布平板 1.6×109 低
5．解析：(1)制作果汁要解决两个主要问题：一是果肉的出汁率低、耗时长，二是榨取的果汁浑浊、黏度高，易发生沉淀。人们可以使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁来解决上述两个问题。(2)洗衣粉中需要加入的酶类有碱性蛋白酶、碱性脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶四类，其中碱性蛋白酶和碱性脂肪酶应用最广泛、效果最明显。固定化酶技术是酶固定在不溶于水的载体上，这样酶就可以反复利用，提高酶的使用率，降低成本。如果将生产酶的细胞固定，理论上也能起到类似的效果，固定细胞常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、聚丙烯酰胺等。因为细胞体积较大，难以被吸附或结合，故固定细胞常采用包埋法。
答案：(1)出汁率低、耗时长 浑浊、黏度高 纤维素酶、果胶酶
(2)碱性蛋白酶 碱性脂肪酶 不溶于水 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、聚丙烯酰胺 包埋
6．解析：(1)为防止高温杀灭菌种，所以需要将高温蒸煮的蚕豆瓣冷却至室温后才能接种米曲霉，此时蚕豆瓣相当于培养微生物的固体培养基。(2)果胶酶包括果胶酯酶、果胶分解酶和多聚半乳糖醛酸酶；由于酶分子相对较小，容易从包埋材料中漏出，所以常用物理吸附或化学结合的方法固定酶。(3)为抑制细菌等原核微生物的生长，可以在培养基中加入抗生素；刚果红可以将纤维素染成红色，但不能将纤维素的分解产物染色，所以会形成透明圈，透明圈越大，说明其分解能力越强，所以如果得到一株对纤维素分解能力强，生长速度快的菌株，则该菌株在含刚果红的纤维素分解菌的鉴别培养基上形成的菌落和透明圈都较大；长期保存菌种采用甘油管藏的方法，需在甘油瓶中装入1 mL甘油后灭菌，再将菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后－20 ℃冷冻保存。
答案：(1)冷却至室温 固体
(2)果胶酯酶、果胶分解酶和多聚半乳糖醛酸酶 物理吸附法或化学结合法
(3)抗生素 较大 该菌生长速度快，所以菌落大，分解纤维素的能力强，刚果红可以将纤维素染色，而不能将纤维素的水解产物染色，所以形成的透明圈大 灭菌
7．解析：(1)要想筛选出能高效降解石油(由不同的碳氢化合物混合组成)的菌株，要以石油为唯一碳源制备选择培养基，选择培养基的制备原理是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的生长。(2)无菌技术是实验室获得纯净培养物的重要措施，无菌技术除了防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还可以避免操作者自身被微生物污染；实验过程中防止被其他外来微生物污染的措施有对实验室的空间、操作者的衣着和双手进行清洁和消毒、将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌(或实验操作应该在酒精灯火焰附近进行、操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品接触)。(3)已知有200多种微生物(如嗜冷杆菌等)能降解石油，但多数微生物的降解速率都很低，且一种菌往往只能降解一种特定类型的化合物，这就要求在实际选择降解石油的菌株时注意选择高效降解菌、降解菌种的最优组合、降解菌种的生存条件、降解产物对环境不能造成污染等。分离、筛选过程中，比较不同菌株降解石油能力大小的方法是在相同石油浓度、相同体积的培养液中分别接种相同数量的不同菌株，一定时间后，测定培养液中石油含量。(4)固定化酶技术成本低、操作容易，可以催化一系列的化学反应，可以采用固定化细胞技术固定高效降解石油的菌种来处理含石油的海水。
答案：(1)石油 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的生长
(2)防止外来杂菌的入侵 培养基灭菌、接种环境灭菌、接种工具灭菌、接种过程无菌操作等
(3)选择高效降解菌、降解菌种的最优组合、降解菌种的生存条件、降解产物对环境不能造成污染等 在相同石油浓度、相同体积的培养液中分别接种相同数量的不同菌株，一定时间后，测定培养液中石油含量
(4)固定化细胞 成本低、操作容易，可以催化一系列的化学反应
8．解析：(1)初步确定某一菌种是否为红酵母菌，可观察菌落的形状、大小、隆起程度、颜色等外部特征。(2)据表格分析可知，当碳源为蔗糖时，β胡萝卜素含量最高，可判断三种碳源中最佳碳源是蔗糖。根据单一变量原则，若要进一步从多种不同氮源中探究最佳氮源，应该在用蔗糖作为碳源的前提下，配置多种不同的氮源培养基，分别培养红酵母，一段时间后比较不同培养基培养的红酵母中β胡萝卜素的含量。(3)培养基按其物理性质，可分为液体培养基和固体培养基。其中液体培养基有利于微生物细胞与营养物质的充分接触和吸收，有利于微生物的生长，提高生产量；理化条件易于控制。(4)当两或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，导致统计的结果往往比实际细菌的数目要低。为了缩小两种方法之间的差异，后者可用台盼蓝染液对死亡细菌进行染色观察，死菌会被染成蓝色，活菌不会着色。(5)色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，可以采用有机溶剂萃取法萃取β胡萝卜素。根据分离色素原理，可用纸层析法分离色素。要对高产菌株进行长期保存，可采用甘油管藏的方法在－20 ℃的冷冻箱中保存。
答案：(1)形状、大小、隆起程度、颜色
(2)在用蔗糖作为碳源的前提下，配置多种不同的氮源培养基，分别培养红酵母，一段时间后比较不同氮源培养基培养的红酵母中β胡萝卜素的含量
(3)液体 有利于微生物细胞与营养物质的充分接触和吸收，有利于微生物的生长，提高生产量；理化条件易于控制
(4)当两个或多个细胞连在一起时，平板上只能看到一个菌落 用台盼蓝染色(染色法)区分活菌和死菌
(5)易溶于有机溶剂 纸层析 甘油管藏
9．解析：(1)天然食用色素花色苷可用萃取法提取，萃取剂与水应不混溶，萃取前将原料干燥，有利于萃取剂溶解花色苷，提高溶解率；粉碎的目的是使原料与萃取剂充分接触；萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷分解。萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理，可破坏细胞壁，有利于提高花色苷的提取率。(2)为了解皮渣中微生物的数量，取10 g皮渣加入90 mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则三个平板中平均菌落数为(78＋91＋95)÷3＝88，每克皮渣中微生物数量为88÷0.1×104＝8.8×106个。(3)醋酸菌属于细菌，制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至中性至微碱性，灭菌后在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙可使培养基不透明，醋酸菌产生的醋酸可分解碳酸钙，产生透明圈，根据这一特点可筛选出醋酸菌。在缺少糖源的液体培养基中醋酸菌以乙醇为碳源，先把乙醇氧化为乙醛，再把乙醛氧化为乙酸。(4)醋酸菌为好氧菌，与厌氧型的乳酸菌菌落形态相似，且二者产生的代谢产物均可使碳酸钙分解。欲区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌，可将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小。若菌落继续生长，且透明圈增大，则为厌氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落。
答案：(1)利于萃取剂溶解花色苷、使原料与萃取剂充分接触 性质和使用量 分解 纤维素酶、果胶酶可破坏细胞壁，有利于提高花色苷的提取率
(2)8.8×106
(3)中性至微碱 使培养基不透明，从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈 碳源
(4)实验步骤：将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小。
预期结果：若菌落继续生长，且透明圈增大，则为厌氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落
10．解析：(1)酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，属于兼性厌氧型微生物；将大米蒸熟、冷却，经酶处理后得到葡萄糖的目的是更好地为微生物提供碳源。(2)由于“蒸熟拌曲”阶段中拌入的“酒曲”中含有酵母菌，在发酵前期酵母菌进行有氧呼吸，产生水；而在发酵后期进行无氧呼吸，产生酒精，故发酵过程中总是先“来水”后“来酒”；在酒精发酵旺盛时，发酵液为缺氧、呈酸性的状态，在此环境中酵母菌能大量生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制，所以尽管“入坛发酵”阶段没有灭菌，但杂菌仍不会大量繁殖。(3)“加水醋化”阶段中醋酸发酵前，对米酒进行稀释的目的是使发酵液中酒精浓度降低，以利于醋酸菌的生长繁殖；由于酵母菌发酵时为无氧环境、且酒精发酵的最适温度为18～25 ℃，而醋酸菌为好氧菌，且最适生长温度为30～35 ℃，故进入该阶段需要将发酵条件改变为：通入无菌空气，温度设置为30～35 ℃；该阶段醋酸菌将酒精变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应式为：C2H5OH＋O2 酶 CH3COOH＋H2O
答案：(1)兼性厌氧 碳源
(2)酵母菌在发酵前期进行有氧呼吸，产生水；在发酵后期进行无氧呼吸，产生酒精 缺氧、呈酸性
(3)使发酵液中酒精浓度降低，以利于醋酸菌的生长繁殖
通入无菌空气 C2H5OH＋O2 酶 CH3COOH＋H2O
11．解析：(1)吃腐乳时，外部有一层致密的皮，它是前期发酵时在豆腐表面上生长的毛霉菌丝。卤汤中加酒的作用是抑制微生物的生长，避免其他菌种的污染，并使腐乳具有独特的香味。(2)制作泡菜时，泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有温度、腌制时间、食盐用量等；陈泡菜液中含有较多的乳酸菌，在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，可以增加乳酸菌数量，缩短制作时间。(3)微生物接种方法除了最常用的方法平板划线法和稀释涂布平板法外，还包括斜面接种、穿刺接种等。接种的核心都是要防止杂菌污染，保证培养物的纯度。(4)普通洗衣粉中起主要作用的是表面活性剂和三聚磷酸钠，加酶洗衣粉可以降低这两种物质的用量，使洗涤剂朝着低磷、无磷的方向发展，减少对环境的污染。
答案：(1)毛霉菌丝 避免其他菌种的污染；使腐乳具有独特的香味
(2)温度/腌制时间/食盐用量 增加乳酸菌数量
(3)斜面接种/穿刺接种 防止杂菌污染，保证培养物的纯度
(4)表面活性剂和三聚磷酸钠 低磷、无磷
12．解析：(1)果胶酶的作用是分解果胶，因此为筛选产果胶酶的菌株，将芦苇根部中间部分浸出液接种至以果胶为唯一碳源的固体培养基上进行培养；依据培养基的分类，因为此培养基的碳源只有果胶，因此该培养基从功能上分类属于选择培养基；对培养基进行灭菌处理的目的是为了杀死培养基中的所有微生物(微生物和芽孢、孢子)，防止杂菌污染。(2)由于Dp/Dc为透明圈的直径(Dp)与菌落直径(Dc)的比值，比值越大代表产生的果胶酶的量越多，根据题表结果可知：最理想的产果胶酶的菌株是Z4，而且Z4的果胶酶活力也是最强的。(3)由于温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶的活性最高，出汁率才最高，因此用果胶酶处理果泥时，需要控制反应的温度。(4)根据题图可知：该实验的自变量为温度，因变量为酶的活性，酶的活性越高代表果胶被果胶酶分解的越多，果胶的剩余量就越少；因此应分别将等量的果胶酶和果胶在设定的温度下保温一段时间后混合进行反应，观察果胶的剩余量，果胶剩余量最少的试管所对应的温度为最适温度。
答案：(1)果胶 选择 为了杀死培养基中的所有微生物(微生物和芽孢、孢子)，防止杂菌污染
(2)Z4 Z4菌株的Dp/Dc值和果胶酶活力均最大
(3)温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶活性最高，出汁率最高
(4)分别将等量的果胶酶和果胶在设定的温度下保温一段时间后混合进行反应 果胶剩余量最少的试管所对应的温度
培养基类型
培养基组分
Ashby培养基
甘露醇(C6H14O6)、KH2PO4、MgSO4·7H2O、NaCl、K2SO4、CaCO3、蒸馏水、琼脂
LB培养基
蛋白胨、酵母提取物、NaCl、蒸馏水、琼脂
培养基配方
含量
KH2PO4
1.4 g
Na2HPO4
2.1 g
MgSO4·7H2O
0.2 g
葡萄糖
10.0 g
尿素
1.0 g
琼脂
15.0 g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL
碳源
麦芽糖
蔗糖
淀粉
β胡萝卜素含量(mg/L)
3.52
4.81
1.68
菌株
平板筛选(Dp/Dc)
果胶酶活力/(U·mL－1)
Z1
1.50
24.89
Z2
1.40
22.57
Z3
1.16
37.04
Z4
1.56
40.52
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