新教材适用2024版高考生物二轮总复习第1部分核心考点突破专题9生物技术与工程第1讲发酵工程课件

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专题九　生物技术与工程
融会贯通·构建知识网络
概念辨析·筛查知识漏洞
深挖教材·练习长句描述
重难盘查·突破核心考点
课标自省·明确备考方向
1．果酒、果醋和泡菜制作过程中，发酵后形成的溶液都呈酸性。( )2．制作泡菜前用开水烫洗容器能达到灭菌的目的。( )3．果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时。( )4．啤酒的工业化生产中，大麦经过了多道工序，期中焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌。( )5．米酒制作过程中，将容器密封可以促进酵母菌生长。( )6．利用尿素固体培养基可迅速杀死其他微生物，保留利用尿素的微生物。( )
7．在果酒发酵后期拧松瓶盖的间隔时间可延长。( )8．酵母菌中只存在一种与蛋白质合成有关的细胞器——核糖体。( )9．在制作泡菜过程中，整个发酵过程中亚硝酸盐含量不断增加故泡菜要尽早食用。( )10．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落。( )11．在微生物接种的实验中，用95%酒精对实验者的双手和超净工作台进行消毒。( )
12．倒平板就是等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。( )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pH降低。( )14．传统发酵技术都是直接利用的天然原料中的微生物。( )15．发酵工程的菌种，可从自然界中筛选，也可通过基因工程育种或单倍体育种获得。( )16．发酵工程中所用的都是单一菌种，一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。( )
17．单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的一类蛋白质。( )18．单细胞蛋白作为食品添加剂，能使家禽家畜增重快、产奶(蛋)高。( )19．柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂，可以通过黄曲霉发酵制得。( )20．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。( )
1．制作泡菜时，盐水须煮沸后冷却再使用，煮沸有两大作用：___________________________________________。冷却是为了______________________。2．平板划线法划线过程中，不能将最后一次的划线与第一次的划线相连的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。
是除去水中氧气，二是杀灭盐水中的微生物　 　
平板划线法通过依次在上一次划线末端再次划线达到稀释菌种，获得单菌落的目的，若将最后一次的划线与第一次的划线相连则无法达到这一目的
3．制作果酒时，若酵母菌的数量充足且温度适宜，但获得的发酵液中酒精浓度较低，则出现该结果的原因可能是____________________________________________。4．分离分解尿素的细菌的选择培养基配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是______________。只有能分解尿素的微生物才能在该培养基上生长的原因是__________________________________________________________________________________________。
分解尿素的微生物能合成脲酶，而脲酶可　
催化尿素分解产生NH3，从而为微生物生长提供氮源
5．选择发酵工程用的菌种时，需要考虑的因素有_______________________________________________________________________________________________。在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等不能直接排放到外界环境中的原因是_______________________________________________________。6．使啤酒的产量和质量明显提高的工程手段有_____________________________________________________________等等。啤酒生产过程中__________要在低温、密闭的环境下存储一段时间，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
基上能迅速生长繁殖；所需代谢物的产量高；发酵条件易控制；菌种
有些气体和废弃培养液对人和生物
有害或会对环境造成污染
原材料的处理、发酵过程的控制、产品的消毒
7．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_________________________________________________________________________________________________________。8．土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论：____________________________________________________________________________________________。
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
将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基
上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源
核心考点一　传统发酵技术的应用和发酵工程 1.归纳微生物在传统发酵技术中的应用
2.发酵工程的基本环节
常考题型一　传统发酵技术 (2023·浙江6月卷)阅读下列材料，完成下面小题。小曲白酒清香纯正，以大米、大麦、小麦等为原料，以小曲为发酵剂酿造而成。小曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。酿酒的原理主要是酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精。传统酿造工艺流程如图所示。
(1)小曲白酒的酿造过程中，酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确的是( )A．有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合B．有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行C．有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放D．有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化
(2)关于小曲白酒的酿造过程，下列叙述错误的是( )A．糖化主要是利用霉菌将淀粉水解为葡萄糖B．发酵液样品的蒸馏产物有无酒精，可用酸性重铬酸钾溶液检测C．若酿造过程中酒变酸，则发酵坛密封不严D．蒸熟并摊晾的原料加入糟醅，立即密封可高效进行酒精发酵
【解析】　(1)有氧呼吸产生的[H]在第三阶段与O2结合生成水，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合，A正确；有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，第二和第三阶段分别在线粒体基质和线粒体内膜中进行，无氧呼吸的两个阶段都在细胞质基质中进行，B错误；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程中释放的能量均大多以热能形式散失，但无氧呼吸是不彻底的氧化分解过程，大部分能量存留在酒精，C错误；有氧呼吸和无氧呼吸过程都需要酶的催化，只是酶的种类不同，D错误。故选A。(2)由于酿酒酵母不能直接利用淀粉发酵产生酒精(乙醇)，故糖化过程主要是
利用霉菌分泌的淀粉酶将淀粉分解为葡萄糖，以供发酵利用，A正确；发酵液样品的蒸馏产物有无酒精，可用酸性重铬酸钾溶液检测，若存在酒精，则酒精与酸性的重铬酸钾反应呈灰绿色，B正确；酿造过程中应在无氧条件下进行，若密封不严，会导致醋酸菌在有氧条件下发酵产生醋酸而使酒变酸，C正确；蒸熟并摊晾的原料需要冷却后才可加入糟醅，以免杀死菌种，且需要在有氧条件下培养一段时间，让酵母菌大量繁殖，此后再密封进行酒精发酵，D错误。故选D。
(2023·山东卷)以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是( )A．①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死B．②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌C．③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入D．④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
【解析】　①沸盐水冷却后再倒入坛中，是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响，A错误；②盐水需要浸没全部菜料，造成无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量，腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少，D错误。故选C。
(2022·湖北卷)关于白酒、啤酒和果酒的生产，下列叙述错误的是( )A．在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气B．白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程C．葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质，也存在于线粒体D．生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同，但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌
【解析】　在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气，让酵母菌大量繁殖，再进行酒精发酵，A正确；白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程，如发酵初期酵母菌大量繁殖，B正确；酒精发酵利用的菌种是酵母菌，葡萄糖转化为乙醇所需的酶存在于细胞质基质，不存在线粒体中，C错误，D正确。故选C。
(2022·江苏卷改编)在制作发酵食品的学生实践中，控制发酵条件至关重要。下列相关叙述正确的是( )A．泡菜发酵后期，尽管乳酸菌占优势，但仍有产气菌繁殖，需开盖放气B．制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3，制作泡菜的盐水要淹没全部菜料C．葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入无菌空气制作葡萄醋D．果酒与果醋发酵时温度宜控制在18～30 ℃，泡菜发酵时温度宜控制在30～35 ℃
【解析】　乳酸菌属于厌氧菌，开盖放气会影响乳酸菌发酵，因此不能开盖放气，A错误；制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3，是为了发酵初期让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，同时为了防止发酵过程中发酵液溢出，制作泡菜的盐水要淹没全部菜料，以保证乳酸菌进行无氧呼吸，B正确；醋酸菌为需氧菌，且发酵温度高于果酒的发酵温度，因此制作好葡萄酒后，除通入无菌空气，还需要适当提高发酵装置的温度，C错误；果酒发酵时温度宜控制在18～30 ℃，果醋发酵时温度宜控制在30～35 ℃，泡菜的制作温度低于30～35 ℃，D错误。故选B。
归纳提升：理清3种传统发酵食品的制作技术
常考题型二　发酵工程 (2023·山东卷)果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产相比，共同点有( )A．都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理B．都要一直保持无氧的环境C．发酵前都需要对原料进行灭菌D．发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期
【解析】　二者均利用了酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的原理，A正确；发酵前期，均需要一定的有氧环境，使酵母菌大量繁殖，B错误；果酒的家庭制作不需对原料进行灭菌，C错误；果酒的家庭制作不需要进行消毒，D错误。故选A。
(2022·湖北卷)废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是( )A．该生产过程中，一定有气体生成B．微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料C．该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质D．沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理
【解析】　据图可知，该生产过程中有酿酒酵母的参与，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均会产生二氧化碳，故该生产过程中，一定有气体生成，A正确；糖类是主要的能源物质，微生物生长所需的碳源主要来源于果糖生产废水，B错误；分析图示可知，该技术中有连续搅拌反应器的过程，该操作可以增加微生物与营养物质的接触面积，此外也可增大溶解氧含量，故据此推测该生产工艺利用微生物的有氧发酵技术生产蛋白质，C错误；沼气生产利用的是厌氧微生物，在连续搅拌反应器中厌氧微生物会被抑制，因此沼气池废料无需灭菌，D错误。故选A。
(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。故选D。
(2023·全国乙卷部分)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(清水淋洗时菌T不会流失)，在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵(酒精发酵)。实验流程如图所示。
回答下列问题。(1)在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，其原因是________________________。(2)采用液体培养基培养酵母菌，可以用淋洗液为原料制备培养基，培养基中还需要加入氮源等营养成分，氮源的主要作用是_____________________________________________________________________________________ (答出1点即可)。
菌T能够分泌纤维素酶　
物细胞结构提供原料(微生物细胞中的含氮物质，如核酸、蛋白质、
(3)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。拧紧瓶盖的主要目的是_______________。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是______________。发酵液中的乙醇可用_________________溶液检测。(4)本实验收集的淋洗液中的________可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，本实验中乙醇生产方式的优点是__________________________________________________________________。
　 　 酸性的重铬酸钾
节约粮食、废物利用、清洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来　
【解析】　(1)菌T能够分泌纤维素酶，纤维素酶能将纤维素最终分解为葡萄糖，因此在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解。(2)培养基的主要成分：水、碳源、氮源、无机盐，其中氮源主要为合成微生物的细胞结构提供原料(微生物细胞中的含氮物质，如核酸、蛋白质、磷脂)。(3)果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，将酵母菌接种到灭菌后的培养基中进行酒精发酵，酒精发酵需要在无氧的条件下进行，此时拧紧瓶盖的主要目的是制造无氧环境。酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，在发酵过程中密闭，所以需要根据发酵进程适时拧松瓶盖放出二氧化碳，酒精可用酸性重铬酸钾溶液来检测，该物质与酒精反应呈现灰绿色。(4)与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，利用纤维素为原料生产乙醇具有节约粮食、废物利用、清洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来源广等优点。
归纳提升：熟记发酵工程的应用及一些产品的工业化流程操作等1．发酵工程的应用(1)在食品工业上的应用：生产传统的发酵产品；生产各种各样的食品添加剂；生产酶制剂。(2)在医药工业上的应用：生产抗生素、多种氨基酸；生产激素和免疫调节剂等。(3)在农牧业上的应用：生产微生物肥料；生产微生物农药；生产微生物饲料。(4)在其他方面的应用：利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂等。
2．啤酒的工业化生产流程(1)发芽：大麦种子发芽，释放淀粉酶。(2)焙烤：加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活。(3)碾磨：将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉。(4)糖化：淀粉分解，形成糖浆。(5)蒸煮：产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌。(6)发酵：酵母菌将糖转化为酒精和CO2。(7)消毒：杀死啤酒中的大多数微生物，延长它的保存期。(8)终止：过滤、调节、分装啤酒进行出售。
核心考点二　微生物的培养技术及应用 1.消毒和灭菌的辨析
2.两种纯化方法的比较
3.选择培养基与鉴别培养基的比较
常考题型一　微生物培养的基本操作 (2023·山东卷)平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是( ) A．不含氮源的平板不能用于微生物培养B．平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒C．接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃D．利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
【解析】　不含氮源的平板可用于固氮菌的培养，A错误；平板涂布时涂布器使用前必须浸在酒精中，然后在火焰上灼烧灭菌，这种操作属于灭菌，不属于消毒，B错误；使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌处理，不能直接丢弃，以免污染环境，C错误；脲酶可以催化尿素分解，在以尿素为唯一氮源的平板上，能合成脲酶的微生物可以分解尿素获得氮源而进行生长繁殖，但是不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而无法生长，因此以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物，D正确。故选D。
(2022·湖北卷)灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是( )A．动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行B．微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染C．为防止蛋白质变性，不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌D．可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
【解析】　动、植物细胞DNA的提取不需要在无菌条件下进行，A错误；动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染，保证无菌环境，而微生物的培养不能加入抗生素，B错误；一般用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌，以防止杂菌污染，C错误；可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌，以防止杂菌污染，D正确。故选D。
(2021·天津卷)下列操作能达到灭菌目的的是( )A．用免洗酒精凝胶擦手B．制作泡菜前用开水烫洗容器C．在火焰上灼烧接种环D．防疫期间用石炭酸喷洒教室【解析】　用免洗酒精凝胶擦手属于消毒，A错误；制作泡菜前用开水烫洗容器属于消毒过程，B错误；在火焰上灼烧接种环能达到灭菌目的，C正确；防疫期间用石炭酸喷洒教室，属于消毒，D错误。故选C。
(2022·全国乙卷)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业、用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。
回答下列问题。(1)通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有___________________________(答出2点即可)。(2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是_______________；用菌株C生产S的最适碳源是__________________。菌株C的生长除需要碳源外，还需要___________________ (答出2点即可)等营养物质。(3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是____________。
高压蒸汽灭菌、干热灭菌　
葡萄糖
制糖废液　
(4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是_________________________________________ (答出1点即可)。
浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度即为生产S的最适碳源浓度
节省原料、降低生产成本　
【解析】　(1)通常在实验室培养微生物时，为防止实验用的玻璃器皿等物品中原有的微生物污染培养物，需要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，即对所需的玻璃器皿进行灭菌，玻璃器皿常用的灭菌的方法有干热灭菌、高压蒸汽灭菌等。(2)由实验结果可知，与以制糖废液为碳源相比，以葡萄糖为碳源时菌株C的细胞干重最大，说明最适于菌株C生长的碳源是葡萄糖；而以制糖废液为碳源时，用菌株C生产S的产量高于以葡萄糖为碳源时的产量，说明最适于生产S的碳源是制糖废液。微生物的生长一般都需要水、碳源、氮源
和无机盐，还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求，故菌株C的生长除需要碳源外，还需要氮源、无机盐、水等营养物质。(3)分析题图表格可以看出在以淀粉为碳源的培养基中，菌株C不能生长，原因可能是菌株C中缺少分解淀粉的酶，不能利用淀粉。(4)要测定生产S的最适制糖废液为碳源的浓度，实验自变量为制糖废液的浓度，可分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度，即为生产S的最适碳源浓度。(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，既有利于减少污染、节省原料，又能降低生产成本。
归纳提升：识记微生物的培养、分离与计数
常考题型二　微生物的筛选和鉴别 (2023·浙江1月卷)某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌，进行了如下实验：取泡菜汁样品，划线接种于一定NaCl浓度梯度的培养基，经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是( )A．培养基pH需偏碱性B．泡菜汁需多次稀释后才能划线接种C．需在无氧条件下培养D．分离得到的微生物均为乳酸菌
【解析】　因为乳酸菌经过无氧呼吸产生乳酸，故其生活的环境是酸性，培养基pH需偏酸性，A错误；平板划线接种时不需要稀释，B错误；乳酸菌是厌氧型微生物，所以需在无氧条件下培养，C正确；参与泡菜发酵的微生物有乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等，所以分离得到的微生物除了乳酸菌，还会有其他耐高盐的微生物，D错误。故选C。
(2023·广东卷)研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断，下列最可能筛选到目标菌的条件组合是( )A．a点时取样、尿素氮源培养基B．b点时取样、角蛋白氮源培养基C．b点时取样、蛋白胨氮源培养基D．c点时取样、角蛋白氮源培养基
【解析】　研究目的是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，所以D正确，A、B、C错误。故选D。
(2023·新课标卷)根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系，根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成，根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌，某研究小组做了如下实验：从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌；选取该植物的茎尖为材料，通过组织培养获得试管苗(生根试管苗)；在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题。(1)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养，可以获得纯培养物，此实验中的纯培养物是______________________________。
由根瘤菌繁殖形成的单菌落　
细胞经分裂和分化后，仍具有产
生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性
(3)研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料，研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力，其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组，甲组中滴加根瘤菌菌液，让试管苗长出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入_______的培养液中培养，观察两组试管苗的生长状况，若甲组的生长状况好于乙组，则说明______________________________________。(4)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌，可通过发酵工程获得大量根瘤菌，用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料，在农业生产中使用微生物肥料的作用是_______________________________________________________________________________(答出2点即可)。
促进植物生长，增加作物产量，能够
减少化肥使用，改良土壤，减少污染，保护生态环境
【解析】　(1)在微生物学中将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。对于本实验来说就是根瘤菌繁殖得到的单菌落。(2)植物组织培养的过程先是脱分化形成愈伤组织，后再分化形成试管苗。细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。(3)控制变量，因为甲组和乙组的区别是有无固氮菌，所以要保证培养液中没有氮源，探究的是接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力，如果甲长得好，说明接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮能力。(4)微生物肥料除了能够促进植物生长，起到肥料的作用之外，能够减少化肥的使用，改良土壤，保护环境。
(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________。
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)　
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
【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，在低温环境中才能高效降解多糖，保证拟杆菌的正常生命活动所需。