2021版新高考选考生物一轮复习通用版学案：第33讲　发酵工程


第33讲　发酵工程


考点1　微生物的实验室培养

1．培养基

2．无菌技术
(1)含义：指在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。
(2)关键：防止外来杂菌的入侵。
(3)不同对象的无菌操作方法 [连一连]

3．大肠杆菌的纯化培养
(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基

(2)纯化大肠杆菌的方法

(3)菌种的保存方法


1．(选修 1 P18“旁栏小资料”改编)微生物的接种方法只有平板划线法和稀释涂布平板法吗？微生物接种的核心是什么？
答案：不是。微生物的接种技术还包括斜面接种、穿刺接种等方法，其核心是防止杂菌污染，保证培养物的纯度。
2．(选修1 P18、P19“讨论”改编)下图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图，请分析并回答下列问题：

(1)获得图A效果和图B效果的接种方法分别是什么？
(2)某同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成了一片，最可能的原因是什么？应当怎样操作才可避免此种现象？
(3)接种操作为什么一定要在火焰附近进行？
答案：(1)获得图A效果的接种方法为稀释涂布平板法，获得图B效果的接种方法为平板划线法。
(2)最可能的原因是菌液浓度过高或划线时在划下一区域前未将接种环灼烧灭菌；采取的措施是增大稀释倍数或每次划新区域前先将接种环灼烧灭菌。
(3)火焰附近存在着无菌区域。

1. (2019·高考北京卷)筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后，若细菌能分解淀粉，培养平板经稀碘液处理，会出现以菌落为中心的透明圈(如图)，实验结果见下表。

菌种
菌落直径：C(mm)
透明圈直径：H(mm)
H/C
细菌Ⅰ
5.1
11.2
2.2
细菌Ⅱ
8.1
13.0
1.6
有关本实验的叙述，错误的是(　　)
A．培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质
B．筛选分解淀粉的细菌时，菌液应稀释后涂布
C．以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外
D．H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异
解析：选C。微生物培养基含有四类营养物质：水、无机盐、碳源、氮源，A项正确；常用稀释涂布平板法筛选淀粉分解菌，涂布前需将菌液稀释，B项正确；由题图可知，细菌Ⅰ和Ⅱ形成的菌落周围都出现了透明圈，说明两种细菌都能将淀粉酶分泌至细胞外，C项错误；淀粉分解菌可分解淀粉，导致菌落周围的淀粉被分解，不能与碘液反应生成蓝色，故而出现透明圈，透明圈直径与菌落直径的比值越大，说明细菌分解淀粉的能力越强，D项正确。
2．(2018·高考全国卷Ⅱ)在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。回答下列问题：
(1)在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具________(填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。
(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是__________________________________________________________________。
(3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能__________，在照射前，适量喷洒________，可强化消毒效果。
(4)水厂供应的自来水通常是经过__________(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。
(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是________________________。
解析：(1)在实验室中，能耐高温的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿和金属材质的实验器具等都可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。(2)巴氏消毒法或高温瞬时消毒法与煮沸消毒法相比，其优点表现为在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。(3)紫外线照射能消毒的原因是其能够破坏微生物细胞中的DNA分子。在利用紫外线照射前，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可强化消毒效果。(4)自来水通常采用氯气消毒。(5)采用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而温度未达到相应要求，最可能的原因是没有排尽高压蒸汽灭菌锅内的冷空气。
答案：(1)可以　(2)在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少　(3)破坏DNA结构　消毒液　(4)氯气　(5)未将锅内冷空气排尽
3．(2019·高考全国卷Ⅲ)回答下列与细菌培养相关的问题。
(1)在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是________(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是________________________________________________________________________。
硝化细菌在没有碳源的培养基上________________(填“能够”或“不能”)生长，原因是______________________________________________________________________。
(2)用平板培养细菌时一般需要将平板________(填“倒置”或“正置”)。
(3)单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是___________________________________________。
(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过________处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。
解析：(1)细菌培养时常用牛肉膏蛋白胨培养基，牛肉膏能提供碳源、氮源、磷酸盐、维生素，蛋白胨能提供碳源、氮源、维生素，而葡萄糖不能提供氮源，NaNO3不能提供碳源。不同细菌生长、繁殖所需要的最适pH是不同的，应根据培养细菌的不同来调节培养基的pH。硝化细菌是化能自养型细菌，可以利用空气中的CO2作为碳源，因此在没有碳源的培养基上能够生长。(2)在平板培养基上培养细菌时，一般需将平板倒置，这样可以防止皿盖上的水珠落入培养基。(3)不同种类的细菌所形成的菌落，在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有一定的特征，不同种细菌在一定培养条件下表现出各自稳定的菌落特征，可以作为菌种鉴定的重要依据。(4)使用后的培养基在丢弃前需进行灭菌处理，以免污染环境。
答案：(1)蛋白胨　不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同　能够　硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源
(2)倒置　(3)在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征　(4)灭菌

1．消毒和灭菌的比较
项目
条件
结果
常用方法
应用范围
消毒
较为温和
的物理或
化学方法
仅杀死物体表面或内部的部分微生物
煮沸消毒法
日常用品
巴氏消毒法
不耐高温的液体
化学药剂消毒法
用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源
紫外线消毒
接种室、接种箱、超净工作台等
灭菌
强烈的
理化因素
杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子
灼烧灭菌法
接种工具等
干热灭菌法
玻璃器皿、金属工具等高压蒸汽
灭菌法
培养基、容器等
2.两种纯化细菌的方法的比较
项目
平板划线法
稀释涂布平板法
纯化原理
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表面
将菌液进行一系列的梯度稀释，稀释度足够高时，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞
主要步骤
平板划线操作
系列稀释操作和涂布平板操作
接种工具
接种环
涂布器
平板示意图



1．(2020·济宁模拟)下表表示某培养基的配方，下列叙述正确的是(　　)
成分
蛋白胨
葡萄糖
K2HPO4
伊红
美蓝
蒸馏水
含量
10 g
10 g
2 g
0.4 g
0.065 g
1 000 mL
A．从用途看，该培养基属于选择培养基
B．培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖，属于氮源的物质是蛋白胨
C．该培养基没有提供生长因子的物质
D．该培养基调节到合适的pH后就可以接种使用
解析：选B。从用途看，该培养基中有伊红和美蓝，属于鉴别培养基，A错误；微生物的营养物质主要包括氮源、碳源、水和无机盐等，培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖，属于氮源的物质是蛋白胨，B正确；生长因子主要包括维生素、氨基酸等，表格中的蛋白胨可以提供生长因子，C错误；该培养基调节到合适的pH经灭菌后才可以接种使用，D错误。
2．下列有关微生物培养的叙述，错误的是(　　)
A．培养基灭菌常用的方法是高压蒸汽灭菌
B．各种微生物培养基的配方中必须包含碳源、氮源、水、无机盐及琼脂等成分
C．纯化培养微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法
D．以尿素为唯一氮源的培养基可以选择培养分解尿素的微生物
解析：选B。各种微生物培养基的配方中一般都包含碳源、氮源、水、无机盐等，但不一定有琼脂。
3．(不定项)(2020·临沂期中)下列有关平板划线接种法的操作，正确的是(　　)
A．将接种环放在火焰上灼烧
B．将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环液
C．蘸取菌液和划线要在火焰旁进行
D．划线时要将最后一区的划线与第一区的划线相连
解析：选ABC。平板划线法接种时在每次划线前都需要将接种环进行灭菌，杀死残留的菌种以确保每次划线的菌种均来自上次划线的末端，以达到稀释的目的，更要注意不要将最后一区的划线与第一区的划线相连。
4．(2020·广东肇庆模拟)自养需氧型的硝化细菌能够降低水体中的铵盐，对水体有一定的净化作用。请回答下列问题：
(1)培养硝化细菌时，将含有固体培养基的培养皿倒置的目的是__________________。培养基中加入铵盐为硝化细菌的生长提供____________，培养基中没有加入有机碳，从功能上看这种培养基属于________培养基。
(2)硝化细菌纯化并计数时，对照组应该涂布等量的________。若实验组每个平板中的菌落数都超过了300，应对样本菌液进行________处理。
(3)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量，在同一稀释倍数下得到以下结果：甲同学在该浓度下涂布了1个平板，统计的菌落数为49；乙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为43、54、287，然后取其平均值128作为统计结果。请评价这两位同学的实验结果是否有效，并说明理由。
①甲同学的结果：_______________________________________________________。
②乙同学的结果：_______________________________________________________。
解析：(1)微生物培养中将含有固体培养基的培养皿倒置的目的是防止冷凝形成水滴污染培养基，冲散菌落。硝化细菌属于化能自养型细菌，能够利用铵盐氧化时释放的能量，将CO2和H2O合成有机物，因此该培养基中不需要加入碳源，从功能上看这种培养基属于选择培养基。同时铵盐还可以为硝化细菌提供氮源。(2)硝化细菌纯化并计数时，为检验灭菌是否合格，可设对照组，对照组应该涂布等量的无菌水，培养一段时间，观察其是否有菌落产生。若实验组每个平板中的菌落数都超过了300，说明菌液浓度过大，需要进行适当的稀释处理。(3)甲同学只涂布了1个平板，平板数量太少，由于没有设置重复实验，结果不具有说服力，所以实验结果无效。乙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为43、54、287，然后取其平均值128作为统计结果，由于1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差，所以实验结果无效。
答案：(1)防止冷凝形成水滴污染培养基，冲散菌落　氮源　选择　(2)无菌水　适当的稀释　(3)无效，没有设置重复实验，结果不具有说服力　无效，1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差
5．(2021·预测)有些细菌可分解原油，从而可以消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从污染的土壤中筛选出高效降解原油的菌株。请回答下列问题：
(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以________________为唯一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于________培养基。
(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即________________和________________________________________________________________________。
(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________。
(4)通常情况下，在微生物培养过程中实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、________和________。无菌技术要求实验操作应在酒精灯________附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。
解析：(1)欲筛选出能降解原油的菌株，培养基中应只以原油为碳源。不能降解原油的细菌在该培养基上不能生存，这类培养基属于选择培养基。(2)纯化菌种时，常采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。(3)降解原油能力越强的菌株，在菌落周围形成的分解圈越大。(4)实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌(如接种环)、干热灭菌(如培养皿)、高压蒸汽灭菌(如培养基)等。无菌操作要求整个实验过程都在酒精灯火焰附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。
答案：(1)原油　选择　(2)平板划线法　稀释涂布平板法　(3)强　(4)干热灭菌　高压蒸汽灭菌　火焰
考点2　某种微生物的分离与计数

1．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

2．实验流程
(1)土壤取样→富含有机质的土壤表层土
(2)样品的稀释→通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数在30～300之间、适于计数的平板
(3)接种→用稀释涂布平板法接种
(4)培养
(5)观察→根据菌落的特征区分微生物
(6)计数→统计菌落的数目
(7)计算→根据公式“每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M[C代表某一稀释度下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代表稀释倍数]”进行计算
3．分解尿素的细菌的鉴别

4．设置对照和重复
项目
对照
重复
目的
排除非测试因素对实验结果的影响
排除偶然因素对实验结果的影响
实例
空白对照：确定培养基制作是否合格
同一稀释度涂布至少3个平板

(选修 1 P26“旁栏小资料”改编)除直接计数法和稀释涂布平板法，细菌数目的测定还有哪些方法？举例说明。
答案：滤膜法。测定饮用水中大肠杆菌的数目可以采用滤膜法。

1．(2018·高考全国卷Ⅰ)将马铃薯去皮切块，加水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M培养基。
回答下列问题：
(1)M培养基若用于真菌的筛选，则培养基中应加入链霉素以抑制________的生长，加入了链霉素的培养基属于________培养基。
(2)M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质，营养物质类型除氮源外还有________________________(答出两点即可)。氮源进入细胞后，可参与合成的生物大分子有_____________________ (答出两点即可)。
(3)若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是________，该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是_________________________________________________________。
(4)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量，在同一稀释倍数下得到以下结果：
甲同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是110、140和149，取平均值133；
乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是27、169和176，取平均值124。
有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是________________。
解析：(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。若M培养基是用于真菌的筛选，则应加入链霉素以抑制细菌的生长，其属于选择培养基。(2)马铃薯浸出液中含有淀粉、蛋白质、脂质、无机盐、水等多种物质，因此，除氮源外其中还有微生物生长所需要的碳源、无机盐等营养物质。进入细胞的氮源可参与合成蛋白质、核酸(DNA、RNA)等含氮的生物大分子。(3)加入显色剂碘液后，淀粉遇碘变蓝，而淀粉的水解产物则不发生这种反应。若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，土壤中能产生淀粉酶的微生物可将淀粉分解，菌落周围就会出现透明圈，因此可以通过是否产生透明圈来筛选能产淀粉酶的微生物。(4)乙同学的结果中，1个平板的计数结果与另外2个相差太大，说明在操作过程中可能出现了错误，结果的重复性太差，不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值。
答案：(1)细菌　选择　(2)碳源、无机盐　蛋白质、核酸
(3)碘液　淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈　(4)乙同学的结果中，1个平板的计数结果与另外2个相差悬殊，结果的重复性差
2．(2017·高考全国卷Ⅰ)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。回答下列问题：
(1)有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生______________。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，原因是________________________。
但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是________________(答出两点即可)。
(2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择________(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”)作为氮源，不选择其他两组的原因是________________________。
(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有_____________ (答出两点即可)。
解析：(1)能分解尿素的细菌体内应含有脲酶；能分解尿素的细菌是异养型生物，不能利用CO2来合成有机物，可用葡萄糖等有机物作为碳源。进入细菌体内的葡萄糖既能为细胞的生命活动提供能量，又可为其他有机物的合成提供原料。(2)筛选可分解尿素的细菌，应选择以尿素为唯一氮源的培养基，而能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，其他两组不能起到筛选作用。(3)用来筛选分解尿素的细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，这两种物质既可为细菌生长提供无机营养，又可作为缓冲剂保持细菌生长过程中pH的相对稳定。
答案：(1)脲酶　分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物　为细胞的生命活动提供能量；为其他有机物的合成提供原料
(2)尿素　其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用
(3)为细菌生长提供无机营养；作为缓冲剂保持细菌生长过程中pH稳定

两种计数方法的比较
项目
间接计数法(稀释涂布平板法)
直接计数法(显微计数法)
原理
当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，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
利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量
公式
每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M
C：某稀释度下平板上生长的平均菌落数；V：涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)；M：稀释倍数
每毫升原液所含细菌数＝每小格平均细菌数×400×104×稀释倍数
缺点
当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
不能区分细胞死活
结果
比实际值偏小
比实际值偏大

1．下图是微生物平板划线示意图，划线的顺序为1、2、3、4、5。下列相关叙述正确的是(　　)

A．在1、2、3、4、5区域中划线前都要对接种环灼烧灭菌，灼烧灭菌后立即进行划线
B．1和5划线可以如图所示，也可以相连在一起
C．在划线操作结束后，要对接种环灼烧灭菌
D．在5区域中才可以得到单细胞菌落
解析：选C。接种前要灼烧接种环，杀灭接种环上的残留菌，待冷却后再进行划线，A错误；划线时注意不要将最后一区即5区的划线与第一区即1区相连，B错误；在划线操作结束时，要对接种环灼烧灭菌，以防止污染环境，C正确；5区域是最后一个区域，有可能在5区域获得所需要的菌落，在4区域或其他区域也有可能得到所需要的菌落，D错误。
2．苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如下图所示，①为土壤样品。下列相关叙述错误的是(　　)

A．使用平板划线法可以在⑥上获得单个菌落
B．如果要测定②中活细菌数量，常采用稀释涂布平板法
C．图中②培养目的菌株的选择培养基中应加入苯酚作为碳源
D．微生物培养前，需对培养基和培养器皿进行消毒处理
解析：选D。微生物培养前，需对培养基和培养皿进行灭菌处理。
3．(不定项)漆酶属于木质素降解酶类，在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途。下图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程，下列相关叙述正确的是(　　)

A．生活污水中含有大量微生物，是分离产漆酶菌株的首选样品
B．选择培养基中需要加入漆酶的底物，通过菌落特征挑出产漆酶的菌落
C．在涂布平板上长出的菌落，再通过划线进一步纯化
D．斜面培养基中含有大量营养物质，可在常温下长期保存菌株
解析：选BC。漆酶降解木质素，则漆酶菌株多存在于木质素丰富的场所，生活污水中含有大量微生物，但不一定含有产漆酶的菌株，A错误；产漆酶菌株可降解木质素，在选择培养基中加入木质素可筛选产漆酶的菌株，筛选时可通过菌落特征挑出产漆酶的菌落，B正确；在涂布平板上长出的菌落，再通过划线进一步纯化，C正确；斜面培养基中含有大量营养物质，不可在常温下保存菌株，可以采用甘油管藏法在－20 ℃的冷冻箱中长期保存，D错误。
4．(不定项)(2020·山东省高三等级考模拟)生长图形法是一种测定微生物营养需求的简便方法。为探究某嗜热菌所需生长因子的种类，研究小组把该菌的悬浮液与不含任何生长因子但含有其他必需营养物质的培养基混合后倒平板，然后在平板上划分数区，将甲、乙、丙三种生长因子分别添加到不同区域，培养结果如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．倒平板后直接培养可判断有无污染
B．倒平板后需要进行灭菌处理
C．图示结果表明该菌需要生长因子乙或丙
D．生长图形法还可用于某些菌种的筛选
解析：选AD。倒平板后直接培养可判断有无污染，若平板上未长出菌落则说明未被污染，A正确；配制培养基的步骤为计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板，需要在倒平板前灭菌，B错误；菌落只生长在生长因子乙和丙的交界处，说明该菌需要生长因子乙和丙，C错误；生长图形法能够筛选出需要特定营养物质的菌种，D正确。
5．(2020·河北唐山一模)有人认为，鲜榨果汁比盒装或瓶装的果汁更新鲜健康。食品监督人员发现鲜榨果汁若不能做到无菌生产，更容易滋生细菌。研究过程如下，请分析并回答下列问题：
(1)纯化培养细菌的方法：平板划线法可以观察菌落特征，对混合菌进行分离，但不能________；使用稀释涂布平板法，在稀释度足够高时，一个菌落代表________。
(2)对细菌计数时往往会产生实验误差，稀释涂布平板法计数的值比实际值________，原因是____________________________________；显微计数法计数的结果比实际值________，原因是_________________________________________。
(3)接种结束后，将一个未接种的培养基和一个接种的培养基放在一起培养的目的是________，未接种的培养基表面是否有菌落生长很关键。如果有菌落生长，说明__________。
解析：(1)平板划线法可以观察菌落特征，对混合菌进行分离，但不能计数；使用稀释涂布平板法，在稀释度足够高时，聚集在一起的微生物将分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落，即一个菌落代表单个细胞。
(2)用稀释涂布平板法对细菌进行计数时，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，所以统计的菌落往往比活菌的实际数目偏小；用显微计数法计数时，由于显微镜下无法区分细胞的死活，计数结果包含死细胞，所以计数的结果会比实际值偏大。(3)接种结束后，将一个未接种的培养基和一个接种的培养基放在一起培养的目的是作对照，未接种的培养基表面是否有菌落生长很关键。如果有菌落生长，则说明培养基灭菌不彻底(或培养基被污染了或需要重新制备)。
答案：(1)计数　单个细胞
(2)偏小　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　偏大　显微镜下无法区分细胞的死活，计数结果包含死细胞
(3)作对照　培养基灭菌不彻底(或培养基被污染了或需要重新制备)
6．(2021·预测)水污染是全球性的环境问题，微生物降解是水污染治理的有效手段之一。聚乙烯醇(PVA)是存在于化工污水中的一种难以降解的大分子有机物，PVA 分解菌能产生 PVA酶分解 PVA，PVA 与碘作用时能产生蓝绿色复合物，当 PVA 被分解时蓝绿色复合物消失，形成白色透明斑，请回答下列问题：
(1)要从土壤中筛选出能高效分解 PVA 的细菌，应采用以____________作为唯一碳源的选择培养基，实验中还应设置对照组。将菌液稀释相同的倍数，对照组培养基上生长的菌落数目应明显____________(填“多于”或“少于”)选择培养基上的数目，从而说明选择培养基具有筛选作用。
(2)要测定土壤稀释液中微生物的数目，可在显微镜下用________计数板直接计数。若将 100 mL含有 PVA 分解菌的土壤样品溶液稀释104倍后，取 0.1 mL稀释液均匀涂布在选择培养基表面，测得菌落数的平均值为160 个，空白对照组平板上未出现菌落，则 100 mL原菌液中有PVA分解菌________个，该方法的测量值与实际值相比一般会________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(3)要鉴定分离出的细菌是否为PVA分解菌，培养 PVA 分解菌的培养基中除了加入必需的营养物质外还需要加入________用于鉴别 PVA 分解菌。要比较不同菌株降解PVA 能力的大小，用含相同 PVA 浓度的上述培养基来培养不同菌株，一定时间后，通过测定______________来确定不同菌株降解 PVA 能力的大小。
解析：(1)要从土壤中筛选出能高效分解PVA的细菌，应采用以聚乙烯醇(PVA)作为唯一碳源的选择培养基，目的是淘汰不能分解聚乙烯醇(PVA)的细菌。实验中设置的对照组培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，因为对照组没有淘汰不能分解聚乙烯醇(PVA)的细菌。(2)在显微镜下计数微生物细胞的数量可直接用血细胞计数板计数。根据题意，100 mL原菌液中有PVA分解菌的数目为160÷0.1×104×100＝1.6×109。由于该方法得到的菌落可能是两个或多个细菌共同产生的一个菌落，导致统计的菌落数较实际菌落数偏少，所以该方法的测量值与实际值相比一般会偏小。(3)根据题干中鉴定PVA分解菌的原理“PVA与碘作用时能产生蓝绿色复合物，当PVA被分解时蓝绿色复合物消失，形成白色透明斑”可知，要鉴定分离出的细菌是否为PVA分解菌，培养PVA分解菌的培养基中除了加入必需的营养物质外还需要加入碘液用于鉴别PVA分解菌。要比较不同菌株降解PVA能力的大小，用含相同PVA浓度的上述培养基来培养不同菌株，一定时间后，通过测定白色透明斑的大小(或直径)来确定不同菌株降解PVA能力的大小。
答案：(1)聚乙烯醇(或PVA)　多于　(2)血细胞　1.6×109　偏小　(3)碘液　白色透明斑的大小(或直径)
考点3　果酒、果醋和泡菜的制作[学生用书P]

1．果酒和果醋的制作
(1)发酵菌种

(2)制作原理与条件
项目
果酒制作
果醋制作
菌种
酵母菌
醋酸菌
制作原理
有氧条件下，大量繁殖：C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O；无氧条件下，酒精发酵：C6H12O62C2H5OH＋2CO2
氧气、糖源充足时：C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O；
缺少糖源、氧气充足时：C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O
条件温度
一般酒精发酵为 18～25 ℃，酵母菌繁殖最适温度为20 ℃左右
最适为 30～35 ℃
空气
前期：需氧；
后期：不需氧
需充足的氧气
时间
10～12 d
7～8 d
(3)发酵过程及注意事项
①实验用具消毒
②挑选、冲洗葡萄
③榨汁→用榨汁机榨取葡萄汁，装入发酵瓶中
④果酒发酵
⑤取样检测
⑥果醋发酵
(4)实验结果分析

2．泡菜的制作
(1)发酵原理

(2)制作流程及注意事项

(3)影响泡菜发酵条件的因素

3．测定亚硝酸盐的含量
(1)亚硝酸盐及其危害
①亚硝酸盐的特点：白色粉末，易溶于水，在食品加工中用作食品添加剂。
②亚硝酸盐的危害：含量低时一般不会危害人体健康，含量高时会引起中毒，甚至死亡。在特定条件下，会转变成致癌物——亚硝胺。
③泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的变化：先增加，后减少。
(2)亚硝酸盐含量的测定


(选修1 P4“旁栏思考题”)你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？
答案：需要从发酵的过程进行全面的考虑。例如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。

1. (不定项)(2017·高考江苏卷)右图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是(　　)

A．改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B．果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸
C．果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关
D．气体入口与气体出口可以交换使用
解析：选ABC。改变通入气体的种类，例如分别通入氮气和氧气，可研究无氧呼吸和有氧呼吸对发酵的影响，A项正确；果酒发酵中期通入氮气，更利于创造无氧条件，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸，B项正确；果醋发酵的菌种是醋酸菌，其生长的适宜温度是30～35 ℃，温度能影响醋酸菌的代谢，从而影响果醋的发酵周期，C项正确；气体的入口必须伸入培养液中，气体出口不能伸入培养液中，如果气体的入口和出口交换，会导致发酵液喷出，D项错误。
2．(2018·高考海南卷)葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的，酿制葡萄酒的两个简易装置如下图所示。

回答下列问题：
(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是______________________________(答出两点即可)。
(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约1/3的空间，这种做法的目的是_________________(答出两点即可)。
(3)某同学若用乙装置进行发酵，并设置两个不同处理组(乙A和乙B)，乙A装置中保留一定量的氧气，乙B装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下，测得一段时间内乙A和乙B中酒精含量的变化趋势及乙A中氧气含量的变化趋势如曲线图所示。图中曲线①②③依次表示________________、________________、________________含量的变化趋势。
(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于________型生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于____________(填“自养”或“异养”)生物。
解析：(1)乙装置为密闭状态，为防止发酵过程中产生的二氧化碳导致装置炸裂，要经常开盖放气，而放气过程中可导致杂菌污染。装置甲中，发酵过程中产生的二氧化碳导入X溶液，不需要开盖放气，也就避免了因开盖引起的杂菌污染。(2)装置中留有的约1/3空间中，含有大量氧气，可使酵母菌通过有氧呼吸大量增殖。酵母菌有氧呼吸、无氧呼吸均能产生二氧化碳，导致发酵装置汁液溢出，而装置留有空间，可防止汁液溢出。(3)结合题干及题图曲线分析可知，乙B装置中，由于没有氧气，酵母菌从一开始就进行无氧呼吸产生酒精，即曲线②为乙B中的酒精；乙A装置中由于酵母菌有氧呼吸不断消耗氧气，氧气的含量不断下降，即曲线①为乙A中的氧气；有氧呼吸减弱时，才开始通过无氧呼吸产生部分能量，即曲线③为乙A中的酒精。(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌既可进行无氧呼吸，也可进行有氧呼吸，属于兼性厌氧型生物。从同化作用的类型看，酵母菌只能将外界的有机物转化为自身的有机物，属于异养型生物。
答案：(1)不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染　(2)为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出　(3)乙A中的氧气　乙B中的酒精　乙A中的酒精　(4)兼性厌氧　异养
3．(高考广东卷)泡菜是我国的传统食品之一，但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”，查阅资料得到下图。

(1)制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是____________________。乳酸菌发酵第一阶段的产物有____________________。
(2)据图，与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，因为后者____________________；pH呈下降趋势，原因是__________________________。
(3)该小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍)，拟参照资料的实验方案和食盐浓度(4%～10%)，探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确定其最适条件。请你设计一个实验结果记录表，并推测实验结论。
解析：(1)制作泡菜时，泡菜坛要选择密封性好的容器，一般用水密封，以创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。乳酸菌发酵第一阶段的产物有丙酮酸、[H]和少量ATP。(2)第3天时，泡菜中亚硝酸盐含量达到最高，在第8天后的泡菜中，亚硝酸盐含量降到最低，故第8天后的泡菜更适于食用。乳酸菌无氧呼吸产生的乳酸会导致pH下降。(3)设计的记录表中要包含乳酸菌类型、食盐浓度和发酵时间等自变量，因变量为亚硝酸盐的含量。通过相互对照确定用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确定最适发酵条件。
答案：(1)创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵　丙酮酸、[H](少量ATP)　(2)亚硝酸盐含量低　乳酸菌无氧呼吸产生了乳酸　(3)两种乳酸菌在泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化表
乳酸菌类型及食盐浓度
亚硝酸盐含量(mg/kg)
发酵时间(天)
普通乳酸菌
“优选”乳酸菌
4%
5%
6%
……
9%
10%
4%
5%
6%
……
9%
10%
1












2












3












……












10












推测实验结论：与普通乳酸菌相比，“优选”乳酸菌制作泡菜时，相同条件下产生的亚硝酸盐含量低。

1．果酒和果醋发酵装置的设计思路
(1)因酵母菌的繁殖需要空气，醋酸菌是好氧菌，所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需要氧气。因酵母菌产生酒精是在无氧条件下，应控制氧气进入，故应在充气口设置开关。
(2)由于在酒精发酵过程中会产生CO2，因此又需要设排气口；为防止空气中微生物的污染，排气口应连接一个长而弯曲的胶管。
(3)因要对发酵的情况及时进行监测，应设置出料口以便于取料。
2．防止发酵液被污染的方法
(1)榨汁机要清洗干净并晾干。
(2)发酵瓶要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。
(3)装入葡萄汁后要封闭充气口。
3．泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况分析
项目
时期　
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
发酵初期
少(有氧气，乳酸菌活动受到抑制)
少
增加(硝酸盐还原菌作用)
发酵中期
最多(乳酸抑制其他菌活动)
积累增多，pH下降
下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)
发酵后期
减少(乳酸积累，pH下降，抑制其活动)
继续增多，pH继续下降
下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)
曲线




1．(2020·山东省高三等级考模拟)在实验室中可利用酵母菌发酵的方式制作葡萄酒，下列说法正确的是(　　)
A．葡萄糖在酵母菌细胞的线粒体内被分解
B．制作葡萄酒时酵母菌先在有氧条件下大量增殖
C．制作过程中酵母菌始终处于碱性环境
D．酵母菌的发酵产物不会抑制自身的代谢活动
解析：选B。葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体中进一步氧化分解，A错误；制作葡萄酒时先让酵母菌在有氧条件下大量增殖，利于后续发酵产生较多酒精，B正确；葡萄酒制作过程中，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都会产生CO2，为酸性环境，C错误；发酵产生的酒精积累，对细胞有毒害作用，D错误。
2．(不定项)某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是(　　)
A．实验中不需要接种酵母菌，但需要人工接种醋酸菌
B．先隔绝空气进行果酒发酵后供氧进行果醋发酵
C．实验中可通过控制发酵温度防止杂菌污染
D．在进入果醋发酵前，需要适当调节发酵液的pH等
解析：选BCD。本题制作原料是樱桃番茄而不是葡萄，前者因果皮表面聚集的野生型酵母菌很少，实验中需要人工接种酵母菌，制作果醋时，也需要人工接种醋酸菌，以保证醋酸发酵迅速进行，A错误；酵母菌产酒过程为无氧发酵，果醋发酵为需氧发酵，B正确；不同的微生物生长最适温度、pH不同，实验中可通过控制发酵温度防止杂菌污染，进入果醋发酵前，需适当调节发酵液的pH等，C、D正确。
3. (不定项)右图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述正确的是(　　)

A．发酵过程中酒精的产生速率越来越慢
B．集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2
C．发酵过程中酵母种群呈“J”型曲线增长
D．若发酵液表面出现菌膜，最可能的原因是发酵瓶漏气
解析：选AD。随着发酵时间延长，酒精积累量越来越多，由于高浓度的酒精对酵母菌发酵起抑制作用，所以发酵后期酒精产生速率越来越慢，A正确；酵母菌发酵瓶需留1/3的空间，有少量空气存在，因此集气管中的CO2由有氧呼吸和无氧呼吸产生，B错误；发酵过程中酵母菌受原料、代谢产物影响，其种群呈“S”型曲线增长，C错误；发酵液表面出现菌膜，应主要为醋酸菌，醋酸菌为好氧菌，因此可推测出现的原因是发酵瓶漏气，D正确。
4．(2020·广东汕头模拟)中国杏树的栽培已有两千年以上的历史，但对杏果的利用一直停留在鲜食果肉或杏仁上。研究人员不断创新开发，成功酿制出杏果酒，其色泽淡黄、果香浓郁、营养丰富。请回答下列问题：
(1)在酿制出杏果酒的开始时一般要先通气，其目的是__________________。在酸性条件下，可用________检测酒精的存在。若要进一步检测所得杏果酒中活体酵母菌的密度，一般采用________法，但此种方法最终计算得出的菌体数往往比实际数目低。
(2)酿制杏果酒时，不需要对杏果进行严格的消毒处理，这主要是因为___________。
(3)制作成功的杏果酒若暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现醋酸味，尤其是气温高的夏天更易如此，分析其原因是_________________________________________。醋酸菌将乙醇变为醋酸的环境条件是糖源________(填“充足”或“缺少”)。
解析：(1)果酒制作的菌种是酵母菌，酵母菌是兼性厌氧型微生物，在酿酒时先通气让其进行有氧呼吸，大量繁殖，再隔绝空气进行无氧呼吸产生酒精；产生的酒精在酸性条件下可以与重铬酸钾溶液反应，变为灰绿色。对酵母菌进行计数，可以用稀释涂布平板法，此方法最终计算得出的菌体数往往比实际数目低。(2)由于在缺氧呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应该环境而受抑制，因此酿制杏果酒时，不需要对杏果进行严格的消毒处理。(3)制作成功的杏果酒若暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现醋酸味，尤其是气温高的夏天更易如此，是因为空气中含有醋酸菌，醋酸菌是好氧细菌，最适生长温度为30～35 ℃。醋酸菌在缺少糖源时，能将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
答案：(1)让酵母菌在有氧条件下大量繁殖　重铬酸钾溶液　稀释涂布平板　(2)在缺氧呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应该环境而受抑制　(3)空气中含有醋酸菌，醋酸菌是好氧细菌，最适生长温度为30～35 ℃　缺少
5．(2021·预测)下图是泡菜制作过程流程图，请回答下列相关问题：

(1)泡菜制作过程中主要利用的菌种是乳酸菌，该菌的代谢类型是______________，用于制作泡菜的主要原理可用反应式表示为_______________________________。
(2)在发酵初期，发酵容器中可能存在酵母菌等杂菌，它们与乳酸菌的关系是________。制作过程中需将盐水煮沸后冷却使用，目的是_____________________________。
(3)若要检测第8天亚硝酸盐的含量，需要用到______________和N­1­萘基乙二胺盐酸盐，待测样品中的亚硝酸盐与之发生显色反应，再与标准显色液进行比色即可。
(4)若要从泡菜的多种杂菌中分离纯化乳酸菌，需要制备具有________作用的培养基，再通过________________法分离出单菌落。
解析：(1)乳酸菌为厌氧菌，其代谢类型为异养厌氧型。用于制作泡菜的主要原理为乳酸发酵，即反应式为C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量。(2)发酵初期乳酸菌产生的乳酸抑制了其他微生物的生长，因此其他微生物，如酵母菌与乳酸菌的关系是竞争。制作过程中需将盐水煮沸后冷却使用，其目的是除去水中的氧气，减少杂菌污染，保证乳酸菌进行正常的生命活动。(3)测定亚硝酸盐的含量时，反应原理为在盐酸酸化的条件下，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萘基乙二胺盐酸盐偶合形成玫瑰红色染料。(4)从泡菜的多种杂菌中分离纯化乳酸菌，需要制备选择培养基，再通过平板划线法或稀释涂布平板法分离出单菌落。
答案：(1)异养厌氧型　C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量　(2)竞争　除去水中的氧气，减少杂菌污染，保证乳酸菌进行正常的生命活动　(3)对氨基苯磺酸　(4)选择　平板划线法或稀释涂布平板

[易误警示]
易错点1　不明确“自养”与“异养”型微生物其培养基成分的显著差异
[点拨]　(1)自养型微生物所需的主要营养物质是无机盐，碳源可来自大气中的CO2，氮源可由含氮无机盐提供。
(2)异养型微生物所需的营养物质主要是有机物，即碳源必须由含碳有机物提供，氮源也主要是由含氮有机物提供，部分异养型微生物也可以利用无机氮源。
易错点2　对平板划线操作中灼烧接种环的目的不清楚
[点拨]　
灼烧时间
灼烧目的
第一次划线前
杀死接种环上原有的微生物，防止外来杂菌污染培养基
第二次及以后每次划线前
杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端
最后一次划线后
杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者
易错点3　不知道菌落计数比实际值“偏高”还是“偏低”
[点拨]　稀释涂布平板法统计样品中菌落的数目往往比实际数目“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。而显微计数法中由于不能区分死菌与活菌，故所得数值可能“偏高”。
易错点4　混淆果酒制作中，对葡萄“先冲洗再去枝梗”与“不可反复冲洗”的目的
[点拨]　(1)制作果酒使用的葡萄应先冲洗，再除去枝梗，不能反过来，以免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
(2)对于果酒的自然发酵，冲洗不要反复进行，以免使酵母菌数量减少，发酵周期延长，产生的果酒中酒精含量下降。
易错点5　误认为醋酸菌可在缺乏O2时将酒精转化为醋酸
[点拨]　醋酸菌是严格的好氧型微生物，它对O2的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使短时间中断通入O2，也会引起醋酸菌死亡，其将乙醇变为乙醛进而变成醋酸的条件是“糖源不足”而不是“O2不足”。
易错点6　误认为泡菜发酵时间越长越好
[点拨]　泡菜发酵时间并非越长越好。
(1)泡菜的发酵时间长，亚硝酸盐含量低，但是发酵时间过长会产生其他有害物质。
(2)泡菜发酵时间过长，乳酸含量过高，口味不佳。
[纠错体验]
1．在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红的目的是(　　)
A．分离出能分解尿素的细菌
B．给分解尿素的细菌提供营养
C．对分离的菌种作进一步的鉴定
D．维持正常pH，抑制杂菌的生长繁殖
答案：C
2．用恒温箱培养微生物时，平板要倒置的主要原因是(　　)
A．利于通气
B．利于微生物的快速繁殖
C．防止菌落粘连影响观察
D．防止皿盖内的冷凝水滴入培养基
答案：D
3．下列有关常见无菌操作的叙述，错误的是(　　)
A．用酒精擦拭双手
B．用氯气对水源消毒
C．实验操作应在酒精灯火焰附近进行
D．玻璃器皿(吸管、培养皿)可用酒精擦拭
答案：D
4．下列关于果酒、果醋制作的说法，错误的是(　　)
A．在果酒发酵后期，拧开瓶盖的间隔时间可延长
B．苹果酒的发酵过程中，若发酵液表面出现菌膜最可能的原因是发酵瓶漏气
C．酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵所需的最适温度
D．红葡萄酒中的红色是红葡萄皮中的色素进入发酵液产生的
答案：C
5．下列关于泡菜制作的说法，正确的是(　　)
A．泡菜制作过程可以随时取出食用不同酸味的泡菜
B．制作泡菜过程中，有机物的干重和种类将减少
C．若制作的泡菜咸而不酸，最可能的原因是大量的食盐抑制了乳酸菌的发酵过程
D．泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件
答案：C
6．(不定项)如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图。据图分析，下列叙述正确的是(　　)

A．2号试管的稀释倍数为103倍
B．4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数恰好为5号试管的10倍
C．5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109个
D．该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要高
答案：AC

1．(2020·临沂高三模拟)取9个洁净培养皿，均分为三组(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)，各组分别加入等量的不同培养基，每个平板均接种0.1 mL大肠杆菌菌液，37 ℃培养36小时后，统计菌落数(见表)，以下相关叙述错误的是(　　)
组别
培养基
各平板的菌落数
1
2
3
Ⅰ
琼脂、C6H12O6、NH4NO3
30
31
27
Ⅱ
琼脂、C6H12O6、NH4NO3、维生素
169
178
193
Ⅲ
琼脂、NH4NO3、维生素
0
0
1
A．Ⅰ组和Ⅱ组说明维生素可以促进大肠杆菌生长繁殖
B．Ⅱ组和Ⅲ组说明大肠杆菌正常生长需要葡萄糖
C．三组实验均采用了稀释涂布平板法，以便菌落计数
D．三组实验所使用的培养基均需62 ℃、30 min灭菌
解析：选D。Ⅰ组和Ⅱ组培养基成分的差异是有无维生素，结果可以说明维生素可以促进大肠杆菌的生长繁殖，A正确；Ⅱ组和Ⅲ组的差异是有无葡萄糖，结果说明，没有葡萄糖大肠杆菌不能正常生长，B正确；采用稀释涂布平板法接种大肠杆菌便于菌落计数，C正确；对培养基加热到62 ℃不能彻底灭菌，应采用高压蒸汽灭菌法灭菌，D错误。
2．(2020·山东潍坊调研)下列有关使用高压蒸汽灭菌锅的操作，错误的是(　　)
A．加水时，水面应与三角搁架平齐
B．加盖时，将排气软管插入内层灭菌桶的排气槽内
C．加热时，待冷空气完全排尽后关上排气阀
D．切断电源后，打开排气阀使压力表降到零后开盖
解析：选D。在使用高压蒸汽灭菌锅灭菌时，加水时，水面应与三角搁架平齐，A正确；加盖时，应该将排气软管插入内层灭菌桶的排气槽内，B正确；加热时，应该等冷空气完全排尽后再关上排气阀，C正确；切断电源后，应该等压力表降到零后再打开排气阀并开盖，D错误。
3．下列关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述，错误的是 (　　)
A．用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板
B．取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1 mL，分别涂布于各组平板上
C．将实验组和对照组平板倒置，37 ℃恒温培养24～48小时　
D．确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数
解析：选D。首先要进行培养基的制备，用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板，A正确；取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1 mL，分别涂布于各组平板上，B正确；将实验组和对照组平板倒置，37 ℃恒温培养24～48小时，C正确；确定对照组无菌后，选择菌落数在30～300的实验组平板进行计数，求其平均值，再通过计算得出土壤中细菌总数，D错误。
4．(2020·四川攀枝花期末)下列有关微生物的培养或纯化的叙述，错误的是(　　)
A．分离自养型微生物时，培养基中加入的琼脂可作用碳源
B．培养液中溶氧量的变化会影响酵母菌的繁殖和代谢途径
C．在培养微生物前要先对培养基进行灭菌处理再接种
D．菌种可接种在斜面固体培养基上，培养后放在4 ℃冰箱中临时保藏
解析：选A。本题主要考查微生物的培养和纯化。自养型微生物能利用无机碳源，故分离的时候，培养基中应不加入有机碳源，而琼脂作为凝固剂，A错误；酵母菌是兼性厌氧菌，所以培养液中溶氧量的变化会影响酵母菌的繁殖和代谢的途径，B正确；在培养微生物前要先对培养基进行灭菌处理再接种，防止杂菌污染，C正确；菌种可接种在斜面固体培养基上，培养后放在4 ℃冰箱中临时保藏，D正确。
5．(不定项)(2020·济南高三模拟)下图所示的装置可用于生物技术实践的相关实验，下列有关叙述正确的是(　　)

A．乙装置可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作
B．利用装置甲制作泡菜时，应按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水
C．用装置乙制作果酒时温度应控制在30 ℃左右，制作果醋时应适当降温
D．装置乙的排气口通过一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染
解析：选ABD。乙装置可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作，先密封后通入空气，A正确；利用装置甲制作泡菜时，应按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水，B正确；用装置乙制作果酒时温度应控制在18～25 ℃，制作果醋时温度为30～35 ℃，制作果醋时应适当升温，C错误；装置乙的排气口通过一个长而弯曲的胶管，排出果酒制备时产生的二氧化碳，而且能防止空气中微生物的污染，D正确。
6．(2020·福建宁德一模)乳酸菌是对人体有益的微生物之一，常用于生产酸奶，其发酵产物为乳酸，能溶解周围环境中的难溶性碳酸钙。回答下列问题：
(1)为检测某品牌酸奶中的乳酸菌含量是否达标，检验人员进行了相关实验。
①配制培养基：培养基中除含水、无机盐、碳源、氮源和琼脂外，还需添加维生素和________。
②稀释样品：取1 mL待测酸奶，用________进行梯度稀释。
③接种培养：用______________法接种，培养时控制的气体条件是________。
④观察计数：菌落周围出现___________的就是乳酸菌的菌落，选择菌落数在________的平板计数。每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，目的是________________________________________________________________________。
(2)生产上不能用含有抗生素的牛奶发酵成酸奶，原因是________________。
解析：(1)①乳酸菌的发酵产物乳酸，能溶解周围环境中的难溶性碳酸钙，因此配制培养乳酸菌的培养基除加入水、无机盐、碳源、氮源和琼脂外，还需添加维生素和CaCO3。②计数乳酸菌前，需用无菌水将待测酸奶稀释至合适浓度。③计数乳酸菌需用稀释涂布平板法接种，乳酸菌是厌氧菌，培养时控制的气体条件是无氧。④乳酸能溶解周围环境中的难溶性碳酸钙，不透明的培养基上出现透明(溶钙)圈的就是乳酸菌的菌落。细菌计数时，常选择菌落数在30～300的平板计数。每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，目的是可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。(2)生产上不能用含有抗生素的牛奶发酵成酸奶，因为抗生素会抑制乳酸菌的繁殖。
答案：(1)①CaCO3　②无菌水　③稀释涂布平板　无氧
④透明圈(或溶钙圈)　30～300　可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目　(2)抗生素会抑制乳酸菌(或细菌)的繁殖
7．酸奶的保质期一般在10天左右，其中乳酸活菌数的含量是衡量酸奶营养价值的一个重要指标。某兴趣小组拟探究温度对酸奶中乳酸菌含量的影响，测得结果如下图所示，回答下列问题：

(1)分离纯化乳酸菌的培养基中含蛋白胨，蛋白胨提供的主要营养有______________。培养基灭菌常采用________________法。
(2)培养乳酸菌一段时间后，培养基中的pH会下降，原因是_____________________。
(3)通过稀释涂布平板法测得的乳酸菌的菌落数比活菌实际数目低的原因是________。
(4)根据结果推测乳酸菌更适合贮藏在温度为________的环境，依据是____________。
解析：(1)培养基中蛋白胨的作用是为微生物提供碳源、氮源和维生素等营养物质。对培养基的灭菌常采用高压蒸汽灭菌法。(2)培养过程中乳酸菌可将葡萄糖分解成乳酸，乳酸积累会引起培养基的pH下降。(3)由于两个或多个细胞连在一起时，在培养基上只能形成一个菌落 ，所以通过稀释涂布平板法测定的菌落数比活菌实际数目低。(4)由题图曲线可知，乳酸菌在7 ℃时比较适合贮藏，因为在此温度下，乳酸菌10天内始终保持一定的活菌数。
答案：(1)碳源、氮源和维生素　高压蒸汽灭菌　(2)乳酸菌通过无氧呼吸产生的乳酸进入培养基中　(3)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
(4)7 ℃　在此温度下，乳酸菌10 d内始终保持一定的活菌数
8．(2020·湖南长沙浏阳四中模拟)高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛选出了能高效生产高温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如下图所示。回答下列问题：

(1)Ⅰ号培养基从物理状态来看，属于固体培养基，配制时要加入________作为凝固剂，从用途来看属于选择培养基，应以________作为唯一碳源。
(2)配制固体培养基的基本步骤是________。
A．计算、称量、倒平板、溶化、灭菌
B．计算、称量、溶化、倒平板、灭菌
C．计算、称量、溶化、灭菌、倒平板
D．计算、称量、灭菌、溶化、倒平板
(3)溶化时，烧杯中加入琼脂后要不停地________，防止琼脂糊底引起烧杯破裂。对培养基灭菌的方法一般为________________。
(4)①过程是________，②过程所使用的接种方法是____________法。
(5)部分嗜热菌在Ⅰ号培养基上生长时可释放________分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈，挑选相应的菌落，接种到Ⅱ号培养基上进一步分离纯化后，再对菌种进行________培养。
解析：(1)固体培养基通常加入琼脂作为凝固剂。本实验的目的是获得产生高温淀粉酶的嗜热菌，故其选择培养基中应以淀粉作为唯一碳源。(2)配制固体培养基的基本步骤是计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。(3)配制培养基加热溶化时，烧杯中加入琼脂后要不断搅拌，防止琼脂糊底引起烧杯破裂。对培养基的灭菌一般采用高压蒸汽灭菌法。(4)仔细观察题图可知，过程①是菌液稀释，过程②是采用稀释涂布平板法接种。(5)能产生淀粉酶的部分细菌能分解利用淀粉，其菌落周围会出现透明圈，取这样的菌落再分离纯化可获得相应菌种，以后可以扩大培养用于生产。
答案：(1)琼脂　淀粉　(2)C　(3)搅拌　高压蒸汽灭菌法　(4)稀释　稀释涂布平板　(5)淀粉酶　扩大
9．(2019·高考全国卷Ⅰ)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。
Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5 g/L)。
Ⅱ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(15 g/L)。
Ⅲ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(45 g/L)。
回答下列问题。
(1)在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的是________。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是________。
(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会________，其原因是______________________________________________。
(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是________________。
(4)假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供________和__________________。
解析：(1)牛肉膏蛋白胨培养基中，牛肉膏、蛋白胨为微生物提供了氮源，而Ⅱ号、Ⅲ号培养基中除X外的其他物质均不含碳，所以能为微生物提供碳源的有机物是X。(2)因为Ⅱ号培养基中的碳源只有X，相当于选择培养基，只有能降解X的细菌才能增殖，而不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖。(3)要对菌落进行计数，应采用稀释涂布平板法进行接种。(4)在有氧条件下，丙酮酸参与细菌的有氧呼吸，可以为该菌的生长提供能量和合成其他物质的原料。
答案：(1)牛肉膏、蛋白胨　X
(2)下降　不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖
(3)稀释涂布平板法
(4)能量　合成其他物质的原料
10．果醋发酵菌种为醋酸菌，测定发酵液中醋酸菌的数目有利于控制发酵进程。下表是四个生物兴趣小组测定醋酸菌数目的统计结果，分析回答下列问题：
组别
平板个数
菌落数
一
1
240
二
3
230、250、240
三
3
210、520、250
四
4
280、31、270、290
(1)四个小组中，最合理的是第________组，理由是___________________________。
(2)分析第三组统计的结果，可能出现的原因有_____________________________(答出两条即可)。
若进一步分析原因，可以通过观察____________作出判断。
(3)分析第四组统计的结果，出现这种结果可能的原因有________________________。
解析：(1)微生物计数时，一定要涂布至少三个平板作为重复组，且每个平板上的菌落数应为30～300个。
(2)第三组统计的结果中，有一个平板上的菌落数过多，可能的原因：培养基被杂菌污染、涂布用的菌液稀释倍数错误、接种过程被杂菌污染。若要进一步分析原因，可通过观察菌落的特征作出判断，若菌落一致，则可能是菌落稀释倍数错误，若出现多种菌落，则可能被杂菌污染。
(3)第四组统计的结果中，有一个平板上的菌落数过少，可能的原因：涂布用的菌液稀释倍数错误、涂布平板时涂布器温度过高，杀死菌种。
答案：(1)二　在微生物计数时，一定要涂布至少三个平板作为重复组，且每个平板上的菌落数应为30～300个
(2)培养基被杂菌污染、涂布用的菌液稀释倍数错误、接种过程被杂菌污染　菌落特征
(3)涂布用的菌液稀释倍数错误；涂布平板时涂布器温度过高，杀死菌种
11．家庭泡菜的制作过程：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封后置于温度适宜的地方。请回答下列问题：
(1)加入蔬菜前要对泡菜坛进行_________________________。
(2)在家制作泡菜时，常发现泡菜坛内长一层白膜，这层白膜是__________________形成的。为避免杂菌污染，向泡菜坛中加入了青霉素，结果发酵失败，原因可能是_________。
(3)有时制作的泡菜会“咸而不酸”，最可能的原因是_________________________。
(4)对亚硝酸盐含量测定的原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与______________________偶联成________色化合物。测定亚硝酸盐含量的操作流程是配制溶液→制备____________→制备样品处理液→比色，其中，使滤液变得无色、澄清透明的是________________。
解析：(1)加入蔬菜前要对泡菜坛进行彻底清洗并用白酒擦拭。(2)在家制作泡菜时，常发现泡菜坛内长一层白膜，这层白膜是产膜酵母繁殖形成的。为避免杂菌污染，向泡菜坛中加入了青霉素，结果发酵失败，原因可能是青霉素能够抑制乳酸菌的生长。(3)有时制作的泡菜会“咸而不酸”，最可能的原因是加入的食盐过多，抑制了乳酸菌生长。(4)对亚硝酸盐含量测定的原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N­1­萘基乙二胺盐酸盐偶联成玫瑰红色化合物。测定亚硝酸盐含量的操作流程是配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色，其中，使滤液变得无色、澄清透明的是氢氧化铝乳液。
答案：(1)彻底清洗并用白酒擦拭
(2)产膜酵母繁殖　青霉素能够抑制乳酸菌的生长
(3)加入的食盐过多，抑制了乳酸菌生长
(4)N­1­萘基乙二胺盐酸盐　玫瑰红　标准显色液　氢氧化铝乳液