2023届高考生物二轮复习发酵工程学案含答案

这是一份2023届高考生物二轮复习发酵工程学案含答案，共30页。学案主要包含了p239等内容，欢迎下载使用。

第一讲　发酵工程
　【p76】
1．腐乳制作中利用了哪些微生物？主要的是什么微生物？原理是？
①酵母菌、曲霉、毛霉；②主要是毛霉；③原理是蛋白质被蛋白酶分解为小分子肽和氨基酸。
2．分别写出泡菜、果酒、果醋制作利用的微生物名称？是真核还是原核？代谢类型？温度？
①泡菜　乳酸菌　原核生物　异养厌氧型　常温
②果酒　酵母菌　真核生物　异养兼性厌氧型　18～30 ℃
③果醋　醋酸菌　原核生物　异养好氧型　30～35 ℃
3．写出果酒酿制的反应式；果醋发酵的反应式(糖源不充足的情况)。
果酒：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量；果醋：C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量
4．果酒制作中的菌种来源？每隔12 h排一次二氧化碳，如何操作？
①果皮表面附着的不同种类的野生型酵母菌；②拧松瓶盖。
5．培养基的成分一般都含有什么？根据物理状态可分为哪几类？区别是什么成分？
①培养基一般都含有水、无机盐、碳源、氮源；②固体培养基和液体培养基；③区别为是否含有琼脂。
6．无机碳源可以培养什么微生物？不加氮源可以培养什么生物？培养细菌一般培养基pH要呈？
①无机碳源可以培养自养型微生物；②不加氮源可以培养固氮菌；③培养细菌一般培养基pH要呈中性或弱碱性。
7．消毒的原理、常见方法及对应物品？
消毒是用较温和的物理、化学、生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。
巴氏消毒法　牛奶等不耐高温的液体(能杀死牛奶中绝大多数微生物，并且基本不会破坏牛奶的营养成分)
煮沸消毒法　家庭餐具等
紫外线消毒　接种室、超净工作台等
化学药剂消毒　皮肤、伤口等
8．灭菌的原理、常用的方法及对应物品？
灭菌是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。
灼烧灭菌　接种环、涂布器、试管口及金属用具
干热灭菌　耐高温的、需要保持干燥的物品如玻璃器皿、金属用具等
湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)　培养基
9．倒平板后为什么要倒置？
①防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染；②防止水分过快蒸发。
10．常用的接种方法有几种？能否获得单菌落？能否计数？
①平板划线法、稀释涂布平板法；②都可获得单菌落；③稀释涂布平板法可计数。
11．如何判断培养基灭菌是否彻底？
将空白平板置于恒温培养箱中培养，观察是否有菌落长出。
12．什么叫选择培养基？尿素分解细菌为什么可以利用尿素？如何筛选？
①允许特定微生物生长，同时阻止或抑制其他种类微生物生长的培养基；
②因为尿素分解细菌可以分泌脲酶，将尿素分解产生NH3，为其提供氮源；
③配置以尿素为唯一氮源的培养基，接种样品进行筛选。
13．计数微生物的方法有哪些？两种方法的比较。
①稀释涂布平板法(活菌计数法)、显微镜直接计数法(用血球计数板或细菌计数板)。
②a.稀释涂布平板法计数，能直接区分活细胞和死细胞，但是计数结果偏少；
b．显微镜直接计数法，不能直接区分活细胞和死细胞，除非用染色剂，如台盼蓝。
14．稀释涂布平板法计数的原理是？结果偏小的原因是什么？
①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。
②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。
15．稀释涂布平板法计数时为什么选择菌落数稳定时的记录作为结果？
防止因培养时间不足，导致菌落遗漏。
16．发酵工程的基本环节是什么？发酵时要随时检测什么？要严格控制什么？
①发酵。②随时检测培养液中微生物数量、产物浓度等。③严格控制温度、pH、溶解氧等。
17．发酵产品可以是什么？单细胞蛋白是什么？
①发酵产品可以是微生物细胞本身、微生物的代谢物。②大量的微生物菌体。
　【p78】
1．制作果酒和果醋结果分析与评价。(选择性必修3 p7探究·实践)
(1)在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？其中最明显的变化发生在发酵后多少天？引起变化的原因是什么？
在葡萄酒的制作过程中，发酵液中会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生CO2。
如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，随着发酵时间的延长，由果皮进入发酵液的花青素会越来越多，因而发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色。
果醋发酵过程中一般不会出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜。
(2)在制作果酒的过程中，除酵母菌之外，是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？
果酒中除了酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等，从而使果酒变质。可以通过调节发酵的温度、果酒的pH等来控制乳酸菌的含量。果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸；在缺少糖源的情况下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。由于醋酸菌在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动，因此在制作果酒的过程中尽量减少O2含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。此外，通过调节发酵的温度、果酒的pH等同样可以控制醋酸菌的含量。
(3)在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵？醋酸菌从何而来？采用什么措施可以加快果醋的制作？
随着醋酸发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低。在我们的实验条件下，当打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件而不能繁殖。在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。我们制作果醋时，可以先买一瓶醋，将其打开暴露于空气中，一段时间后在醋的表面会有一层薄膜(实际上是醋酸菌)，用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。
2．某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”；在用质量百分比为5%的食盐水制作泡菜时，他在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果见下图曲线图。请你帮他分析相关问题。(选择性必修3 p8拓展应用)

(1)据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，你认为该泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？
应该在发酵10天后食用比较合适，因为这时亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。
(2)他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是什么？
可能是食盐浓度过高、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。
(3)加入“陈泡菜水”的目的是什么？
“陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌，加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌。
3．在未接种的培养基表面是否有菌落生长？如果有，说明了什么？(选择性必修3 p13探究·实践)
在未接种的培养基表面应该没有菌落生长，如果有，说明培养基被杂菌污染。
4．选择培养基配方设计。(选择性必修3 p16思考·讨论)
(1)如果让你配制一种培养基，将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，培养基的配方该如何设计？
设计一种选择培养基，用尿素作为唯一氮源，可以将分解尿素的细菌分离出来。
(2)该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？
这种培养基与普通培养基相比，只是用尿素作为唯一氮源，培养基的其他营养成分基本相同。
5．土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。(选择性必修3 p19探究·实践)
(1)结合对照组，分析培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出一些菌落。
如果没有接种的培养基上没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。如果接种后的完全培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数，说明选择培养基筛选出了一些尿素分解菌。
(2)你是否获得了某一稀释度下菌落数目为30～300的平板？在这一稀释度下，是否至少有2个平板的菌落数接近？
如果得到了两个或多个菌落数为30～300的平板，说明稀释度合适，操作比较成功，能够进行菌落的计数。
(3)你统计的每克土样中能分解尿素的细菌的菌落数是多少？与其他同学统计的结果接近吗？如果差异很大，可能是什么原因引起的？
如果是用同一土样进行的操作，数据应该比较接近。如果差异很大，就需要从操作是否规范、培养基配制是否合理等方面查找原因。
6．反刍动物，如牛和羊，具有特殊的器官——瘤胃。在瘤胃中生活着多种微生物，其中许多微生物能分解尿素。请你设计一个实验，从瘤胃中分离出能够分解尿素的微生物。(选择性必修3 p20)
反刍动物的瘤胃中有大量的微生物，其中就有分解尿素的微生物。由于瘤胃中的微生物多为厌氧菌，接触空气后会死亡，因此分离其中能分解尿素的微生物除了需要准备选择培养基，还应该参照厌氧菌的培养方法进行实验设计。
　【p80】
1．泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件。(×)
2．泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵。(√)
3．在发酵工程中，可通过诱变育种、基因工程育种获得菌种。(√)
4．分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可采用过滤、沉淀等方法。(√)
5．单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的。(×)
6．培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，有时还需要加入一些特殊的物质。(√)
7．由于物理状态的不同，培养基只有液体培养基和固体培养基两种类型。(×)
8．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害。(√)
9．配制培养基时应先灭菌再调pH。(×)
10．平板划线法中每一次划线后要将接种环灼烧。(√)
11．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落。(×)
12．选择培养基可以鉴定某种微生物的种类。(×)
13．分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低。(×)
14．尿素在脲酶的催化作用下分解成无机物。(√)
15．稀释涂布平板法计数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。(√)
16．稀释涂布平板法计数时，平板上的一个菌落就是一个细菌。(×)
17．刚果红可以与纤维素形成透明复合物，所以可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(×)
　【p81】
　　　　　　　　　　　　　　　

　　(2022·山东卷)青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是(　　)
A．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B．可用深层通气液体发酵技术提高产量
C．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中
D．青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌
【解析】青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌；提供相同含量的碳源，葡萄糖溶液单位体积中溶质微粒较多，会导致细胞失水，发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，乳糖是二糖，可被水解为半乳糖和葡萄糖，是青霉菌生长的最佳碳源，可以被青霉菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利条件，A正确；青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵技术提高产量，B正确；选育出的高产青霉素菌株经扩大培养纯化后，才可接种到发酵罐中进行工业化生产，C正确；为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染，获得纯净的青霉素，发酵罐仍需严格灭菌，D错误。
【答案】D
(2022·山东卷·不定项)啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法正确的是(　　)
A．用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就能产生α淀粉酶
B．焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌
C．糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵
D．通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期
【解析】赤霉素能促进种子的萌发，据此可推测若用赤霉素处理大麦，可诱导α淀粉酶相关基因的表达，促进α淀粉酶的合成，进而使大麦种子无须发芽就能产生α淀粉酶，A正确；焙烤可以杀死大麦种子的胚，但不使淀粉酶失活，没有进行灭菌，B错误；糖浆经蒸煮(产生风味组分、终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌)、冷却后再接种酵母菌进行发酵，防止高温杀死菌种，C正确；转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期，属于转基因技术在微生物领域的应用，D正确。
【答案】ACD
　　(2020·江苏卷)为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，培养结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整
B．图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单菌落
C．该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的
D．菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色
【解析】倒平板后不需要晃动，A错误；Ⅰ区、Ⅱ区没有出现单菌落，说明细菌数量太多，故应从Ⅲ区挑取单菌落，B正确；出现单菌落即达到了菌种纯化的目的，C错误；刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应，D错误。
【答案】B
(2021·广东卷)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。

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的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用__________________的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优良菌株的方法还有________________________________等(答出两种方法即可)。
(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60 g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60 d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__________可能是高密度培养的限制因素。
(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__________________________。
【解析】(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。培养过程中定期取样并用血细胞计数板计数的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优良菌株的方法还有诱变育种、基因工程育种等。
(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60 g/L，pH为10时，菌株H可正常持续发酵60 d以上，而盐浓度为60 g/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。
【答案】(1)唯一碳源　血细胞计数板计数
诱变育种、基因工程育种
(2)盐浓度为60 g/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(O2或溶解氧)
(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等
(2022·全国甲卷)某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。
培养基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。
操作步骤：
①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B菌液；
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
回答下列问题。

菌株


透明圈大小


平板Ⅰ
平板Ⅱ

A
＋＋＋
＋＋
B
＋＋
－

(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是____________。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成____________________________(答出2种即可)等生物大分子。
(2)步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是____________。
(3)为了比较A、B降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验，结果如表所示(“＋”表示有透明圈，“＋”越多表示透明圈越大，“－”表示无透明圈)，推测该同学的实验思路是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是____________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】(1)培养基的成分有碳源、氮源、无机盐和水等，从组成培养基的物质所含化学元素可知，作为碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白质都含有N元素，故氮源在菌体内可以参与合成这些物质。
(2)由题意“资源和空间不受限制”可知，细菌的增殖呈“J”形曲线增长，由于DNA的半保留复制，细菌每繁殖一代数量就是上一代的2倍，根据公式Nt＝N0·λt，λ＝2，繁殖n代后细菌的数量是N0·2n。
(3)分析表格数据可知，实验的结果是：在平板Ⅰ上，A菌株降解石油的能力高于B菌株；在平板Ⅱ上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，根据实验的单一变量和对照原则，推测该同学的思路是：在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力。
(4)由表格数据可知，在平板Ⅱ(无氮源的培养基)上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，所以要治理贫氮且被石油污染的土壤，应该选用A菌株，因为A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长。
【答案】(1)石油　DNA、RNA、蛋白质
(2)N0·2n
(3)在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力
(4)A　A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长
(2022·广东卷)研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学号”考察船对中国南海科考中，中国科学家采集了某海域1 146米深海冷泉附近沉积物样品，分离、鉴定得到新的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。

回答下列问题：
(1)研究者先制备富集培养基，然后采用________________法灭菌，冷却后再接入沉积物样品，28 ℃厌氧培养一段时间后，获得了含拟杆菌的混合培养物，为了获得纯种培养物，除了稀释涂布平板法，还可采用____________法。据图分析，拟杆菌新菌株在以________________为碳源时生长状况最好。
(2)研究发现，将采集的样品置于各种培养基中培养，仍有很多微生物不能被分离筛选出来，推测其原因可能是______________________________________________________。(答一点即可)
(3)藻类细胞解体后的难降解多糖物质，通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组成成分的角度考虑，拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)深海冷泉环境特殊，推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，除具有酶的一般共性外，其特性可能还有________。
【解析】(1)培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。可以采用稀释涂布平板法或平板划线法，将单个微生物分散在固体培养基上，经过培养得到单菌落，从而获得纯净培养物。分析题图可知，在以纤维素为碳源的培养基中，细胞数量最多，可推知拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源时生长状况最好。
(2)深海冷泉中可能存在某些微生物，只有利用冷泉中的特有物质才能生存(或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活)，故将采集的样品置于各种培养基中培养，仍可能有很多微生物不能被分离筛选出来。
(3)拟杆菌为异养生物，作为该生态系统的分解者，能将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行。
(4)深海冷泉温度较低，故生活在其中的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，应具有耐低温的特性，才能高效降解多糖，保证拟杆菌的正常生命活动所需。
【答案】(1)高压蒸汽灭菌　平板划线　纤维素
(2)某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存(或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活)
(3)拟杆菌作为分解者，将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行
(4)耐低温
(2020·江苏卷)产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株，科研人员开展了相关研究。请回答下列问题：
(1)常规微生物实验中，下列物品及其灭菌方法错误的是____________(填编号)。

编号
①
②
③
④
物品
培养基
接种环
培养皿
涂布器
灭菌方法
高压蒸汽
火焰灼烧
干热
臭氧
　　(2)称取1.0 g某土壤样品，转入99 mL无菌水中，制备成菌悬液，经____________后，获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1 mL菌悬液涂布在固体培养基上，其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落，则该样本中每克土壤约含酵母菌________个。
(3)为了进一步提高酵母菌产酶能力，对分离所得的菌株，采用射线辐照进行________育种。将辐照处理后的酵母菌涂布在以____________为唯一碳源的固体培养基上，培养一段时间后，按照菌落直径大小进行初筛，选择直径________的菌落，纯化后获得A、B两突变菌株。
(4)在处理含油废水的同时，可获得单细胞蛋白，实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相关性能，进行了培养研究，结果如图。据图分析，应选择菌株____________进行后续相关研究，理由是______________________________________________________________。

【解析】(1)培养基一般进行高压蒸汽灭菌，接种环可用火焰灼烧灭菌，培养皿一般通过干热灭菌，涂布器应该用酒精引燃灭菌，故①②③正确，错误的是④。
(2)稀释涂布平板法是将样品进行一系列梯度稀释后，获得细胞密度不同的菌悬液，然后涂布到平板上。根据题意，1.0 g土壤样品转入99 mL无菌水中，制备成菌悬液，经系列梯度稀释后，分别取0.1 mL菌悬液涂布在固体培养基上，则稀释的倍数为1 000倍，其中10倍稀释的菌悬液培养后长出了46个酵母菌落，则总的稀释倍数为10 000倍，故每克土壤中含酵母菌数为46×10 000＝4.6×105个。
(3)根据题意，欲提高酵母菌产酶能力，可对分离得到的产脂肪酶酵母菌菌株进行射线辐照，该育种方式为诱变育种。为了能筛选出符合要求的产脂肪酶酵母菌突变株，可配制以脂肪(或油脂)为唯一碳源的培养基，将辐照处理后的酵母菌涂布在该固体培养基上，形成单菌落；产脂肪酶能力越强的酵母菌，分解利用脂肪的能力越强，菌落生长越好。一段时间后，按照菌落直径大小进行初筛，选取直径较大的菌落即可。
(4)据题图分析可知，相同时间内，菌株B的细胞密度高于菌株A，而菌株B的脂肪剩余量低于菌株A的脂肪剩余量，故进行相关研究可选择菌株B，原因是菌株B增殖速度快，单细胞蛋白的产量也高，同时降解脂肪的能力强，净化效果更好。
【答案】(1)④
(2)梯度稀释　4.6×105(或460 000)
(3)诱变　脂肪(或油脂)　较大
(4)B　该菌株增殖速度快，单细胞蛋白产量高；降解脂肪能力强，净化效果好
　【p84】
1．学习传统发酵技术的特点，概述微生物发酵的基本原理，总结传统发酵技术应用的优点与不足。
2．复习培养基的配制方法和微生物纯培养的基本操作要求，掌握酵母菌的纯培养以及微生物选择培养的原理，能够进行土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。
3．复习发酵工程及其基本环节，关注发酵工程在生产上有重要的应用价值。
　　　　　　　　　　　　　　　

　【p239】
A组(选择题为单选)
1．在纪录片《舌尖上的中国》中多次讲到了利用不同微生物的发酵来制作美味食品。蓝莓酒和蓝莓醋被称为“液体黄金”，下列是对以鲜蓝莓为原料天然发酵制作果酒和果醋的相关内容的叙述，错误的是(　　)
A．榨出的果汁需经过高压蒸汽灭菌后才能装进发酵瓶密闭发酵
B．果酒发酵时，适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖
C．果酒和果醋发酵过程中温度分别控制在20 ℃和30 ℃
D．醋酸菌在有氧条件下可利用乙醇产生醋酸
【答案】A
【解析】榨出的葡萄汁不能进行高压蒸汽灭菌，否则会杀死菌种，A错误；果酒发酵时，适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖，B正确；果酒和果醋发酵所需的温度不同，后者较高，两者的温度可以分别控制在20 ℃和30 ℃，C正确；醋酸菌是好氧菌，其在有氧条件下可利用乙醇产生醋酸，D正确。
2．酱豆是人们利用大豆制作的一道地方美食。具体做法如下：大豆煮熟→霉菌发酵→加入蔬菜→加盐、加调味酒、加香辛料→乳酸发酵。下列叙述正确的是(　　)
A．霉菌产生的多种酶可将蛋白质和脂肪分解成小分子物质
B．霉菌发酵过程中，保持湿润不利于霉菌的生长与繁殖
C．酱豆最后在环境温暖、氧气充足的条件下发酵形成
D．酱豆中有机物的种类和含量均减少
【答案】A
【解析】霉菌产生的多种酶，尤其是蛋白酶和脂肪酶等可将蛋白质和脂肪分解成小分子物质，A正确；霉菌发酵过程中，保持湿润有利于霉菌的生长与繁殖，B错误；霉菌为需氧菌，但乳酸菌为厌氧菌，乳酸发酵应在无氧条件下进行，C错误；在微生物的作用下，大豆所含的蛋白质、脂肪等大分子物质被分解形成易于被吸收的小分子物质，同时微生物的呼吸要消耗大豆中的营养物质，并形成多种中间产物，所以酱豆中有机物的种类增加，含量减少，营养价值增加，D错误。
3．某种难以降解的物质S，会对环境造成污染，研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。甲、乙是两种培养基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和物质X。下列叙述不正确的是(　　)

A．通常采用温热灭菌法对培养基和锥形瓶进行灭菌
B．甲、乙均为选择培养基，物质X可能是琼脂
C．步骤③将M中的菌液接种到乙上所用的方法是平板划线法
D．步骤④要挑取单个菌落接种，经⑤筛选出高效降解S的菌株。
【答案】C
【解析】对培养基和锥形瓶灭菌一般采用湿热灭菌法，A正确；甲和乙培养基可以用于筛选能降解S的菌株，故均属于选择培养基，乙为固体培养基，因此物质X可能是琼脂，B正确；图中将M中的菌液接种到乙上所用的方法是稀释涂布平板法，C错误；因为甲、乙均为选择培养基，经过不断分离纯化，最终筛选出高效降解S的菌株，D正确。
4．我国规定1 L自来水中大肠杆菌数不得超过3个。某兴趣小组利用滤膜法(下图所示)对校内自来水中大肠杆菌数量进行检测。有关叙述错误的是(　　)

A．取样水龙头应用火焰灼烧，打开水龙头一段时间后再取样
B．滤膜的孔径应小于大肠杆菌，过滤水样应足量
C．伊红美蓝培养基属于选择培养基，培养基中含有琼脂
D．进行细菌培养的同时需进行未接种培养基的培养
【答案】C
【解析】为避免杂菌的污染，在取样时水龙头应用火焰灼烧杀灭杂菌，打开水龙头一段时间后再取样是避免温度过高杀死目的菌，A正确；实验将待测水样进行过滤，得到的滤膜进行微生物培养，因此水中的大肠杆菌应留在滤膜上，故滤膜的孔径应小于大肠杆菌，B正确；加入伊红美蓝能够鉴别大肠杆菌，该培养基属于鉴别培养基，C错误；为保证实验结果的科学性与准确性，实验的同时应设置对照，即进行细菌培养的同时需进行未接种培养基的培养，D正确。
5．《周礼·天官》中描述道：“酒政举酒之改令……五齐之名：一曰泛齐，二曰醴齐，三曰盎齐，四曰醍齐，五曰沉齐。”古人把酿酒过程分为五个阶段，“泛齐”：发酵开始产生大量气体，将发酵物冲到液面；“醴齐”：糖化作用旺盛起来，醪味变甜，并有薄薄酒味；“盎齐”：发酵旺盛，气浪很多，伴有嘶嘶响声；“醍齐”：酒精成分继续增多，颜色逐渐转红；“沉齐”：发酵完成，酒糟下沉。下列叙述错误的是(　　)
A．“泛齐”和“盎齐”阶段产生的气体都是CO2，两阶段CO2产生的反应过程不同
B．“醴齐”是指酿谷物酒时，需先将淀粉水解为葡萄糖，而酿葡萄酒不经历此过程
C．“醍齐”阶段酒精继续增多，密闭的时间越长，产生的酒精量越多
D．“沉齐”后因储酒不当，酒变酸且表面有一层菌膜，可能是醋酸菌发酵的结果
【答案】C
【解析】果酒发酵过程中经历两个阶段，“泛齐”阶段进行有氧呼吸过程，酵母菌大量繁殖，该过程中产生二氧化碳的场所是线粒体基质，而“盎齐”阶段进行无氧呼吸发酵产生酒精，该过程产生二氧化碳的场所是细胞质基质，A正确；“醴齐”是指酿谷物酒时，需先将谷物中的淀粉水解为葡萄糖，而酿葡萄酒的过程中，原料为葡萄汁，葡萄汁中含的主要成分是葡萄糖，因此不经历淀粉水解为葡萄糖的过程，B正确；“醍齐”阶段酒精继续增多，随着发酵加深，营养物质逐渐消耗，代谢产物积累，会抑制酵母菌的发酵，由于酵母菌生存条件逐渐恶化，酵母菌死亡数量增加，进入衰退期，酵母菌产生的酒精会减少，C错误；“沉齐”后因储酒不当，如氧气的进入和温度的升高会导致醋酸菌发酵，将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，使得酒变酸且表面有一层菌膜，D正确。
6．脲酶能够将尿素分解为氨和CO2，其活性位点上含有两个镍离子，在大豆、刀豆种子中含量较高，土壤中的某些细菌也能够分泌脲酶。实验室从土壤中分离得到了能够分解尿素的细菌M，并分别研究了培养液中的Ni2＋、Mn2＋和尿素浓度对细菌M脲酶产量的影响(说明：研究某一项时其他条件相同且适宜)，结果如下表。下列说法正确的是(　　)

离子浓度(%)
0
0.0005
0.001
0.005
0.01
0.05
脲酶产量






(U/mol)






Ni2＋
0.02
0.056
0.067
0.28
0.36
0.08
Mn2＋
0.031
0.21
0.28
0.31
0.37
0.085
尿素浓度(%)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
脲酶产量(U/mol)
0
1.15
1.60
1.73
1.45
0.28
A.所有脲酶都在核糖体上合成且在内质网上加工使其与镍结合才具有活性
B．实验表明培养液中Ni2＋和Mn2＋对脲酶的影响为低浓度促进，高浓度抑制
C．细菌M合成脲酶需要尿素诱导，尿素的最适诱导浓度在0.4%～0.8%之间
D．尿素可作为细菌的碳源和氮源
【答案】C
【解析】细菌没有内质网，所以不在内质网上加工，A错误；在一定范围内，随着培养液中Ni2＋和Mn2＋浓度升高，脲酶产量增加，超过一定的浓度，脲酶产量下降，但仍比不添加时产量高，不能表明高浓度抑制，B错误；由表可知，尿素的最适诱导浓度在0.4%～0.8%之间，C正确；尿素可以作为细菌的氮源，D错误。
7．反硝化细菌能在无氧环境中将硝酸盐转化为氮气(2NO＋10e－＋12H＋→…→N2O→N2)，在处理工业污水、治理水体富营养化的过程中具有重要作用。科研人员想从一污水处理厂的活性污泥中筛选分离出耐高温的反硝化细菌(目的菌)，用于提升温度较高的工业污水的脱氮效率，具体流程如图所示。根据题干信息判断，下列叙述错误的是(　　)

注：BTB培养基初始pH＝6.8；BTB是酸碱指示剂，酸性条件下为黄色，中性条件下为绿色，碱性条件下为蓝色。
A．BTB培养基应该以硝酸盐为唯一氮源
B．BTB培养基培养筛选目的菌应在无氧、高温条件下进行
C．挑选显黄色的单菌落在固体培养基上划线分离，获得纯菌株
D．图中将菌液接种于BTB培养基上的方法是稀释涂布平板法
【答案】C
【解析】分析题意可知，本实验的目的是获取反硝化细菌，而反硝化细菌可以在无氧环境中将硝酸盐转化为氮气，故BTB培养基应该以硝酸盐为唯一氮源，在该培养基上其余菌因缺少氮源而无法存活，A正确；反硝化细菌可以在无氧环境中将硝酸盐转化为氮气，且本实验需要分离出耐高温的反硝化细菌，BTB培养基应为选择培养基，该培养基应满足目的菌的生存条件：无氧、高温，B正确；据题意可知，反硝化细菌能在无氧环境中将硝酸盐转化为氮气，反应过程中消耗培养基中的H＋，因此会导致菌落周围呈弱碱性，菌落周围培养基呈蓝色，应挑选显蓝色的单菌落在固体培养基上划线分离，获得纯菌株，C错误；据图可知，图中将菌液接种于BTB培养基上的方法是稀释涂布平板法，D正确。
8．桂圆也称龙眼，是一种药食两用的水果。科研团队比较了5种酵母菌(3种酿酒酵母，2种非酿酒酵母)对桂圆果浆的发酵效果，并从中选择适宜的菌种进行发酵，以期得到品质更好的桂圆果酒。生产桂圆果酒的工艺流程如图所示。回答下列问题：
新鲜桂圆去皮去核→桂圆果肉→打浆→调酸→酶解→调糖→接种→发酵→过滤
(1)在发酵流程中没有对材料的清洗环节，清洗时正确的操作应该是____________________________________，该操作的目的是__________________________。
(2)酶解的过程是在调酸物料中加入质量分数为0.2%的果胶酶，该酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等，加入该酶的作用是______________________________________________________________。
(3)下表中表示5种酵母(Y1SY果酒活性干酵母；Y2RW果酒活性干酵母；Y3葡萄酒高活性干酵母；Y4耐高温高活性干酵母；Y5生香活性干酵母)发酵的桂圆果酒品质(总酯与果酒的香味有关)，根据下表可得出的结论是酿酒酵母主要完成____________，非酿酒酵母可将原料中的物质转化为____________从而提高了果酒的甜度。从中选择____________两种酵母菌作为桂圆果酒发酵优良菌种。

酵母
酒精度
/%vol
总糖
/(g/L)
总酸
/(g/L)
总酯
/(g/L)
感官评
分/分
Y1
13.4
1.3
6.8
0.19
72
Y2
13.1
2.4
6.4
0.18
67
Y3
13.3
1.6
6.2
0.15
64
Y4
12.6
3.4
8.1
0.11
62
Y5
11.0
8.5
7.6
0.38
74
(4)酵母菌添加量过少时，发酵时间将会____________(填“变长”或“变短”)；酵母菌添加量过多时，酒精度、总酯含量都较低的原因是________________________________________________________________________________(答两点)。
【答案】(1)在桂圆去皮去核之前进行清洗　防止去皮去核后清洗造成的杂菌污染
(2)分解果胶、瓦解细胞壁和胞间层，增加果汁的出汁率和澄清度
(3)酒精发酵　总糖　Y1、Y5
(4)变长　酵母菌的大量繁殖消耗反应体系中的营养物质；酵母菌产生的代谢产物对酵母菌的生长和果酒风味的形成有抑制作用
【解析】(1)为防止去皮去核后清洗造成的杂菌污染，应该在桂圆去皮去核之前进行清洗。
(2)细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，果胶酶可以分解果胶、瓦解细胞壁和胞间层，增加果汁的出汁率和澄清度，所以需要加入果胶酶。
(3)酿酒酵母主要完成酒精发酵；非酿酒酵母(Y4和Y5)中总糖含量较高，可将原料中的物质转化为总糖，从而提高了果酒的甜度。从表格中可以看出，Y5将原料中的物质转变为糖类能力较强，Y1中酒精度数较高，说明产酒能力强，说明应选择Y1和Y5两种酵母菌作为桂圆果酒发酵优良菌种。
(4)酵母菌添加量过少时，发酵时间将会变长；酵母菌添加量过多时，由于酵母菌的大量繁殖消耗反应体系中的营养物质、酵母菌产生的代谢产物对酵母菌的生长和果酒风味的形成有抑制作用，所以酒精度、总酯含量都较低。
9．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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

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
(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，结果如下图。

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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【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　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
【解析】(1)土壤中含有丰富的微生物，同其他生物环境相比，土壤中的微生物数量最大、种类最多。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。
B组(选择题为不定项)
1．我国科学家从北极分离、鉴定出了一种耐冷细菌，过程如下：①接种在人造海水中，在15 ℃下振荡培养3小时；②梯度稀释后将样品涂布在TYS培养基中(0.5%胰蛋白胨、0.1%酵母提取物、1.5%琼脂)，15 ℃培养7天；③挑取生长的菌落，进行划线，15 ℃培养后选择不同形态的菌落进行进一步的培养、鉴定和保藏。下列说法正确的是(　　)
A．人造海水、仪器等在使用前不需要进行灭菌处理
B．TYS培养基是含有机碳源、氮源的固体培养基
C．涂布后再次划线培养的目的是进一步纯化所得菌种
D．分析所有菌落，能还原采样点所有微生物的种类与含量
【答案】BC
【解析】人造海水、仪器等在使用前需要进行灭菌处理，不灭菌可能有杂菌污染，A错误；由“在TYS培养基中，含有0.5%胰蛋白胨、0.1%酵母提取物、1.5%琼脂”可知，TYS培养基是含有机碳源、氮源的固体培养基，B正确；涂布后再次划线培养的目的是进一步纯化所得菌种，C正确；可能由于培养条件限制，有一些菌种无法培养出，因此不能还原采样点所有微生物的种类与含量，D错误。
2．中国酸菜历史悠久，早在北魏的《齐民要术》中就记载了用白菜等原料腌制酸菜的多种方法。酸菜不仅口感好，而且对人体有益。下列说法正确的是(　　)
A．腌制前，所用到的接种工具、培养基以及培养材料蔬菜均需灭菌处理
B．酸菜腌制并非时间越长，其口味越好，营养价值越高
C．腌制过程中，酸菜坛中的水分增多主要是发酵过程中细胞代谢产生的水
D．真空包装的酸菜“胀袋”是由乳酸菌大量繁殖导致的
【答案】B
【解析】腌制前，所用到的接种工具、培养基均需灭菌处理，而培养材料蔬菜不需要灭菌，若采用灭菌，则会导致蔬菜上的乳酸菌被杀死，A错误；酸菜制作过程中会产生亚硝酸盐，同时随着腌制时间的变长，容易滋生杂菌，故并不是腌制时间越长，口感越好，营养价值越高，B正确；腌制过程中，由于外界溶液浓度较高，会使蔬菜细胞渗透失水，导致坛中水分增多，C错误；乳酸菌无氧呼吸不产生气体，真空包装的酸菜“胀袋”的原因可能是因为被杂菌污染，从而导致这种情况的出现，D错误。
3．为了检验某城市自来水中的大肠杆菌含量，甲、乙、丙三个生物兴趣小组进行了相关实验。先将5 L水样浓缩至5 mL，再取水样在伊红美蓝培养基上进行接种，最后计算菌落数。其中甲组每次取浓缩水样1 mL，乙组每次取浓缩水样0.1 mL，丙组每次取浓缩水样0.01 mL，结果如下表：





菌落数



第一次取样
第二次取样
第三次取样

甲组
1 000
1 150
1 200
乙组
110
100
120
丙组
13
15
14
下列说法错误的是(　　)
A．实验过程要设置空白对照组，若空白对照组上长出了菌落，需要在实验组数据的基础上减去空白对照组的菌落数
B．原水样中大肠杆菌的数目，要取三个小组三次取样所得菌落数的平均值
C．该过程最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法，二者都会稀释分散菌种，实现目的菌的分离、纯化
D．每0.1 mL浓缩水样中的活菌数通常比乙组的统计结果偏大
【答案】ABC
【解析】如果空白对照组产生了菌落，说明实验材料受到污染，需要重新制作培养基，重新取样做实验，A错误；因为每组的浓缩水样含量不同，每组单独取其平均值就可以，不能用三组的平均值，B错误；该实验由于需要统计菌落的数目，因此只能用稀释涂布平板法而不能用平板划线法，平板划线法不能用于统计菌落数目，C错误；有些活菌在培养过程中死亡，另外有些菌落是由多个活菌共同形成的，所以按形成的菌落数目来计算活菌数目的话，结果往往会少于活菌实际数目，D正确。
4．为探究某物种的等位基因“CST1”与“cst1E81K”的功能，科研人员将表达CST1和cst1E81K的质粒分别导入无法吸收葡萄糖的酵母菌(以麦芽糖为碳源)，经处理后再将其接种在含不同碳源的培养基上，结果如下图所示，下列说法正确的是(　　)

A．上述酵母菌在接种前的处理是对其进行等浓度梯度的稀释
B．在含葡萄糖类似物的培养基上，导入CST1的酵母菌存活率最高
C．据图推测，CST1的功能可能是转运葡萄糖进入细胞
D．导入cst1E81K的酵母菌葡萄糖吸收速率大于导入CST1的酵母菌
【答案】C
【解析】从图中可以看出，后一稀释浓度是前一稀释浓度的5倍，所以是进行等倍数稀释，A错误；在含葡萄糖类似物的培养基上，导入CST1的酵母菌菌落颜色最浅，说明存活率最低，B错误；导入CST1的酵母菌在葡萄糖类似物的培养基上菌落数目降低，由于葡萄糖类似物被吸收后可以杀死酵母菌，因此可以推测CST1功能可能是转运葡萄糖进入细胞，C正确；在麦芽糖＋葡萄糖类似物的培养基中，导入cst1E81K的酵母菌菌落数目多，说明其存活率更高，由于葡萄糖类似物被吸收后可以杀死酵母菌，因此可以推测导入cst1E81K的酵母菌葡萄糖吸收速率小于导入CST1的酵母菌，D错误。
5．双层平板法是一种利用底层和上层均为牛肉膏蛋白胨的培养基对噬菌体进行检测的常用方法。具体操作如下：先在无菌培养皿中倒入琼脂含量是2%的培养基凝固成底层平板后，将琼脂含量是1%的培养基融化并冷却至45～48 ℃，然后加入宿主细菌和待测噬菌体稀释悬液的混合液，充分混匀后立即倒入底层平板上形成双层平板。培养一段时间后，在上层平板上看见由于噬菌体侵染周围细菌而使宿主细胞裂解死亡形成的空斑即噬菌斑。通常一个噬菌斑来自原液中的一个噬菌体。根据噬菌斑的数目计算原液中噬菌体的数量，如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．牛肉膏蛋白胨培养基可作为选择培养基选择出噬菌体的宿主细胞
B．加入混合液后，使用灭菌后的涂布器将混合液均匀地涂布在培养基表面
C．上层培养基中琼脂浓度较低，因此形成的噬菌斑较大，更有利于计数
D．双层平板法获得的噬菌斑不易发生上下重叠现象
【答案】CD
【解析】选择培养基就是在牛肉膏蛋白胨培养基的基础上加上一定的限制条件，所以会把那些不能在选择培养基上生存的细菌淘汰掉，剩下的就是符合条件的，牛肉膏蛋白胨培养基不是选择培养基，A错误；据题意可知，将琼脂含量是1%的培养基融化并冷却至45～48 ℃，然后加入宿主细菌和待测噬菌体稀释悬液的混合液，充分混匀后立即倒入底层平板上形成双层平板，是培养基和混合液一起倒平板，不是混合液涂布在培养基表面，B错误；双层平板法因上层培养基中琼脂较稀，故形成的噬菌斑较大，更有利于计数，C正确；双层平板法所形成的全部噬菌斑都接近处于同一平面上，因此不仅每一噬菌斑的大小接近、边缘清晰，而且不致发生上下噬菌斑的重叠现象，D正确。
6．金黄色葡萄球菌具有对磺胺类药物敏感性低，对青霉素、红霉素等敏感度高和高度耐盐化等特性。菌株可在血琼脂平板(完全培养基中添加适量血液)上生长，并能产生溶血毒素(可使红细胞完全溶解)、血浆凝固酶(可使血液中的纤维蛋白沉积于菌体表面或凝固)等物质。研究发现，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的mecA基因可编码新的青霉素结合蛋白2a(PBP2a)，该蛋白对青霉素类抗菌药物亲和力低，继而对青霉素产生了一定的抗药性。下列说法正确的是(　　)
A．在金黄色葡萄球菌的分离培养过程中，须在选择培养基中加入10%～15%的NaCl、青霉素
B．培养在血琼脂平板上的金黄色葡萄球菌菌落周围会出现红色的溶血圈
C．当金黄色葡萄球菌侵入人体后，其产生的血浆凝固酶可能会阻碍吞噬细胞的吞噬作用
D．可利用DNA分子杂交技术或PCR技术检测mecA基因，从而检测筛选出MRSA
【答案】CD
【解析】金黄色葡萄球菌具有对磺胺类药物敏感性低，对青霉素、红霉素等敏感度高和高度耐盐化等特性，故在金黄色葡萄球菌的分离培养过程中，须在选择培养基中加入10%～15%的NaCl、磺胺类药物，不能加青霉素、红霉素等，A错误；培养在血琼脂平板上的金黄色葡萄球菌菌落周围会出现透明的溶血圈，B错误；血浆凝固酶可使血液中的纤维蛋白沉积于菌体表面或凝固，当金黄色葡萄球菌侵入人体后，其产生的血浆凝固酶可能会阻碍吞噬细胞的吞噬作用，C正确；耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的mecA基因可编码新的青霉素结合蛋白2a，故可利用DNA分子杂交技术或PCR技术检测mecA基因，从而检测筛选出MRSA，D正确。
7．“水平基因转移”是指在生物个体之间所进行的遗传物质交流的现象，主要发生在微生物中。野生型大肠杆菌能够在基本培养基中生长，突变菌株A和突变菌株B由于不能自己合成某些营养素，而不能在基本培养基上生长。科学工作者利用菌株A和菌株B进行了如下两个实验。实验一：将菌株A和菌株B混合后，涂布于基本培养基上，结果如图1；实验二：将菌株A和菌株B分别置于U型管的两端，中间由过滤器隔开。加压力或吸力后，培养液可以自由流通，但细菌细胞不能通过。经几小时培养后，将菌液A、B分别涂布于基本培养基上，结果如图2。

下列推测正确的是(　　)
A．可以用“水平基因转移”来解释上述现象
B．不同菌株接触后才可能交换遗传物质
C．混合培养的菌株都能在基本培养基上生长
D．菌株A和菌株B互为对方提供所缺营养素
【答案】AB
【解析】水平基因转移是指差异生物个体之间的基因转移，新菌落的产生可能是菌株A和菌株B发生了基因重组，即水平基因转移，A正确；由图2看出，将菌株A和菌株B分别置于U型管的两端，中间由过滤器隔开，培养基上无菌落产生，所以不同菌株接触后才可能交换遗传物质，导致产生了变异，B正确；据图可知，混合培养液中有可在基本培养基上生长的菌株，但不能说明混合培养的菌株都能在基本培养基上生长，C错误；菌株A和菌株B之间发生了基因重组，D错误。
8．为了培育高效利用木糖发酵产乳酸的菌株，科研人员将能利用木糖产乳酸的菌种搭载于中国“实践八号”育种卫星，卫星返回后进行筛选，其主要流程如下图，其中乳酸能溶解培养基中的碳酸钙形成透明圈。请回答：

(1)步骤②进行富集培养的目的是________________________。与步骤②相比，步骤③的培养基成分还含有__________、____________。两培养基均以木糖作为唯一碳源的目的是__________________________________________。
(2)步骤③进行平板浇注时，培养基的温度应该控制在____________左右为宜。步骤③中，应在____________附近倒平板，不采用涂布接种的原因是____________________________________________。平板在适宜条件下培养一段时间后，筛选有透明圈的菌落作为候选菌。
(3)科研人员从候选菌中初步筛选出产乳酸能力较强的四种菌株，再通过连续转接和液体发酵进行遗传稳定性检测，得到下表所示结果(单位：g·L－1)，最终确定卫10为最优菌株，依据是____________________________________________。

传代次数




菌株




卫10
卫32
卫56
卫69

2
70.78
71.23
70.52
69.24
5
70.23
69.52
67.46
65.65
8
69.58
62.16
60.52
61.53
11
70.75
55.69
52.42
55.72
14
69.42
42.28
40.22
44.38
(4)若要进一步探究卫10发酵的最适木糖浓度，试写出实验思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)使目的菌株成为优势菌种　琼脂　碳酸钙　筛选出高效利用木糖产乳酸的菌株
(2)50 ℃　酒精灯外焰　乳酸菌是厌氧微生物，不能在培养基表面生长繁殖
(3)随传代次数的增加，产生乳酸的量能保持稳定
(4)配制不同木糖浓度的培养基进行发酵，测定、比较不同木糖浓度下的产乳酸能力，产乳酸能力最强的木糖浓度就是菌体发酵产乳酸的最佳木糖浓度
【解析】(1)步骤②是在液体培养基中的富集培养，目的是使目的菌株成为优势菌种；与步骤②相比，步骤③是在平板培养基中分离培养，应该在其培养基中加入的成分还有琼脂和碳酸钙。该实验的目的是培育高效利用木糖发酵产乳酸的菌株，因此两培养基均以木糖作为唯一碳源的目的是筛选出高效利用木糖产乳酸的菌株。
(2)步骤③进行平板浇注分离时，倒平板应该在酒精灯外焰附近进行，且培养基的温度应该控制在50 ℃左右。由于乳酸菌是厌氧微生物，不能在培养基表面生长繁殖，故不采用涂布接种。
(3)根据表格实验结果分析可知，随传代次数的增加，卫10产生乳酸的量能保持稳定，因此最终确定卫10为最优菌株。
(4)若要进一步探究卫10发酵的最适木糖浓度，可以配制不同木糖浓度的培养基进行发酵，测定、比较不同木糖浓度下的产乳酸能力，产乳酸能力最强的木糖浓度就是菌体发酵产乳酸的最佳木糖浓度。
9．营养缺陷型菌株就是在人工诱变或自发突变后，微生物细胞代谢调节机制中的某些酶被破坏，使代谢过程中的某些合成反应不能进行的菌株。这种菌株能积累正常菌株不能积累的某些代谢中间产物，为工业生产提供大量的原料产物。以下是实验人员利用影印法初检氨基酸缺陷型菌株的过程。请回答下列问题：

(1)过程①的接种方法为______________。从培养基成分分析，基本培养基与完全培养基存在差异的成分是__________。
(2)进行②过程培养时，应先将丝绒布转印至基本培养基上，从____________培养基上获得相应的营养缺陷型菌株。
(3)统计菌落种类和数量时要每隔24 h观察统计一次，直到各类菌落数目稳定，以防止培养时间不足导致______________________________，或培养时间太长导致__________________________________________________________(答一点)。
(4)为了进一步完成对初检的营养缺陷型菌株的鉴定，实验人员进行了如下操作：
①用接种针挑取__________(填“菌落A”或“菌落B”)接种于盛有完全培养液的离心管中，28 ℃振荡培养1～2天后，离心，取沉淀物用无菌水洗涤3次，并制成菌悬液。
②吸取1 mL菌悬液加入无菌培养皿中，倾注15 mL融化并冷却至50 ℃左右的基本培养基，待其冷凝后用记号笔在______________(填“皿盖”或“皿底”)划分五个区域，标记A、B、C、D、E。
③在划分的五个区域上放入少量分组的氨基酸粉末(如下表所示)，经培养后，观察生长圈出现的区域，从而确定属于何种氨基酸缺陷型。

组别
氨基酸种类




A
组氨酸
苏氨酸
谷氨酸
天冬氨酸
亮氨酸
B
精氨酸
苏氨酸
赖氨酸
甲硫氨酸
苯丙氨酸
C
酪氨酸
谷氨酸
赖氨酸
色氨酸
丙氨酸
D
甘氨酸
天冬氨酸
甲硫氨酸
色氨酸
丝氨酸
E
半胱氨酸
亮氨酸
苯丙氨酸
丙氨酸
丝氨酸
　　在上述鉴定实验中，发现在培养基A、D区域出现生长圈，说明该营养缺陷型菌株属于____________________。
【答案】(1)稀释涂布平板法　氨基酸
(2)完全
(3)遗漏菌落的种类和数目　菌落粘连影响计数、培养基表面干燥脱水、微生物衰败菌落特征不易观察
(4)菌落A　皿底　天冬氨酸缺陷型
【解析】(1)根据过程①所得培养基中菌落的分布特点可以判断，该过程所采用的接种方法为稀释涂布平板法。图示为利用影印法初检氨基酸缺陷型菌株的过程，据此可知，与基本培养基(只含碳源、无机盐、水)相比，完全培养基中的特有的成分为氨基酸。
(2)为了防止将特定营养成分带入培养基，进行②过程培养时，应先将丝绒布转印至基本培养基上。在基本培养基中，氨基酸缺陷型菌株不能生长，而在完全培养基中能够生长，因此从完全培养基上可获得相应的营养缺陷型菌株。
(3)统计菌落种类和数量时要每隔24 h观察统计一次，直到各类菌落数目稳定，以防止因为培养时间不足遗漏菌落的种类和数目，或培养时间太长导致菌落粘连影响计数、培养基表面干燥脱水、微生物衰败菌落特征不易观察。
(4)①在基本培养基中，氨基酸缺陷型菌株不能生长，而在完全培养基中能够生长，因此图中菌落A应该为氨基酸缺陷型菌株。
②吸取1 mL菌悬液加入无菌培养皿中，倾注15 mL融化并冷却至45～50 ℃的基本培养基，待其冷凝后用记号笔在皿底划分五个区域，标记A、B、C、D、E。
③根据表中信息显示：A、D区域含有，其他区域不含有的氨基酸是天冬氨酸，而实验结果只有A、D区域出现生长圈，说明该营养缺陷型菌株属于天冬氨酸缺陷型。