新高考生物复习专题八 生物技术实践教案

第1讲微生物的培养与利用

[考纲要求]1.微生物的分离和培养。2.某种微生物数量的测定。3.培养基对微生物的选择作

用。4.利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。5.运用发酵加工

食品的基本方法。6.测定食品加工中可能产生的有害物质。

1．培养基营养成分的分析方法

(1)虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。

(2)在微生物所需要的化合物中需要量最大的是碳源，新陈代谢同化作用类型的划分也是以是

否能合成含碳有机物为依据，能合成含碳有机物的是自养型，反之则为异养型。

(3)对异养微生物来说，含C、H、O、N的有机化合物既是碳源又是氮源。

2．微生物的培养和纯化

(1)为了确定培养基的灭菌是否合格，微生物学实验一般会设置空白对照：随机取若干灭菌后

的空白平板培养基在适宜条件下培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生成。

(2)观察菌落需用固体培养基，因此培养基要添加琼脂。

(3)倒平板的温度一般在50℃左右较为适宜，温度过高会烫手，温度过低培养基又会凝固。

(4)平板需倒置，这样既可减少培养基表面的水分挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，

造成培养基污染。

(5)平板划线法只适用于微生物的提纯，不适合进行计数，并且在最后一次划线的末端处的菌

种最纯。

(6)利用稀释涂布平板法的计算公式估算水样中的活菌数：(C÷V)×M，其中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。

(7)菌种可采用甘油管藏法长期保存。

3．利用微生物加工食品的误区

(1)误认为泡菜制作过程中乳酸和亚硝酸盐的含量都是先增加后减少。实际上，泡菜制作过程

中乳酸的含量是先增加后保持稳定。

(2)误认为果酒、果醋制作过程中都需要无氧条件。果醋制作过程中，利用醋酸菌的有氧呼吸，

因此需要有氧条件。

1．可以用血细胞计数板直接统计自来水中的大肠杆菌数()

2．高压蒸汽灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，再开启锅盖()

3．腐乳制作中，控制发酵温度的主要目的是调味()

4．腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用()

5．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()

6．果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关()

7．通常使用液体培养基分离获得细菌单菌落()

8．在制作果酒的实验中，将葡萄汁装满整个发酵装置()

9．泡菜制作的过程中，乳酸菌能在缺氧条件下产生乳酸()

答案1.×2.×3.×4.√5.√6.√7.×8.×9.√

1．吃腐乳时，你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是前期发酵时在豆腐表面

上生长的菌丝(匍匐菌丝)，它能形成腐乳的“体”，使腐乳成形。

2．无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还能有效避免操作者自

身被微生物感染。

3．在平板划线操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环的目的：操作的第一步灼烧接

种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物；每次划线前灼烧接种环是为了杀死

上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次

划线的末端。

考点一微生物的培养、分离与计数

1．无菌操作技术

(1)常用的3种消毒方法——煮沸消毒法、巴氏消毒法及化学药剂消毒法。

(2)常用的3种灭菌方法

①灼烧灭菌——接种环、接种针等金属器具；

②干热灭菌——主要针对玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等；

③高压蒸汽灭菌——主要针对培养基等。

2．平板划线法、稀释涂布平板法及显微镜直接计数法的区别

(1)平板划线法适用于微生物的纯化，但不能用于微生物的计数。

(2)稀释涂布平板法常用于活菌计数，而显微镜直接计数法不能区分菌体的死活。

(3)用稀释涂布平板法进行计数时，为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300间的平板

进行计数。

3．选择培养基及鉴别培养基的使用方法

(1)分离纤维素分解菌的实验中先用选择培养基，再用鉴别培养基。选择培养基中无凝固剂，

为液体培养基，以纤维素作为碳源的微生物可以正常生长，而其他绝大多数微生物不能正常

生长；利用液体培养基能使营养成分充分利用，以增加纤维素分解菌的浓度。

(2)鉴别培养基含琼脂，为固体培养基，可在培养基上形成肉眼可见的菌落。刚果红染色法就

是应用的此类培养基。

4．微生物计数的“两”种方法

(1)直接计数法：显微镜直接计数法。

(2)间接计数法：稀释涂布平板法(活菌计数法)，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。

考向一微生物的分离和培养技术

1．(2019·全国Ⅲ，37)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“”。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，其原因

NaNO3)pH

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。

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

的作为碳源倒置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

CO2(2)(3)

特征(4)灭菌

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，NaNO

3不能为微生物提供碳源。

不同细菌生长繁殖所需要的最适pH是不同的，应该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，可以空气中的CO

2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。

2．(2019·泉州市3月质检)研究人员从大熊猫粪便中分离纤维素分解菌的实验流程如下图。请

据图回答下列问题：

(1)进行步骤①的目的是__________________________________________________________；

液体培养基A应含有纤维素粉，其作用是_____________________________________________

_____________________________________________________________________(答出两点)。

(2)步骤②的操作是______________________________________________________________，

以让纤维素分解菌被_____________________________________________________________。

(3)鉴定纤维素分解菌时，培养基用______________染色。根据__________________________，

评定菌株的产酶能力。

答案(1)增加纤维素分解菌的浓度提供碳源、对纤维素分解菌有筛选作用(2)梯度稀释

(或“系列倍数稀释”)分散成单个细胞(3)刚果红菌落产生的透明圈直径大小

解析(1)题图中步骤①是将大熊猫粪便接种到液体培养基中进行培养，是为了增加纤维素分

解菌的浓度；纤维素分解菌需要碳源，故要加入纤维素，另外只以纤维素为碳源可以作为筛

选纤维素分解菌的指标。

(2)题图中步骤②是对纤维素分解菌进行梯度稀释处理，是为了让纤维素分解菌分散成单个细胞。

(3)可以采用刚果红染色法来鉴定纤维素分解菌，培养基需要用刚果红染色。刚果红会与纤维

素形成红色复合物，若纤维素被分解，则在菌落周围会形成透明圈，故可以根据菌落产生的

透明圈直径大小，评定菌株的产酶能力。

考向二运用培养基进行微生物的筛选和纯化

3．(2019·全国Ⅰ，37)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(5g/L)。

Ⅱ号培养基：氯化钠(5g/L)，硝酸铵(3g/L)，其他无机盐(适量)，X(15g/L)。

Ⅲ号培养基：氯化钠(5g/L)，硝酸铵(3g/L)，其他无机盐(适量)，X(45g/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__________________。

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

解析(1)牛肉膏蛋白胨培养基中，牛肉膏、蛋白胨为微生物生长提供了氮源，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

培养基中碳源只有X，属于选择培养基，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。

4．(2019·福州质检)研究表明，香菇含有多种有效药用成分，其提取物有抗菌、抗肿瘤等多种

功能。为研究香菇中的酚类物质对不同菌种的抑菌活性，科研人员进行了如下实验：

(1)根据香菇中酚类物质具有____________的特点，可采用萃取法提取。

(2)制备大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉菌的菌液。

(3)用____________法将3种菌液分别接种在固体培养基上，使其均匀生长。

(4)将浸透____________的无菌圆纸片分别贴在各个平板上。

(5)将完成步骤(4)的平板置于恒温培养箱中进行培养，不同平板的培养温度不一定相同，原因

是______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

(6)测量抑菌圈直径，结果如下：

抑菌圈直径(mm)

项目

大肠杆菌金黄色葡萄球菌黑曲霉菌

香菇酚类物质7.798.930

实验结果说明香菇酚类物质对______________没有明显的抑制作用，通过抑菌圈直径可以判

断香菇酚类物质的抑菌活性高低的原理是____________________________________________

_______________________________________________________________________________。

为使实验更具说服力，应如何设计对照组？___________________________________________

_______________________________________________________________________________。

答案(1)易溶于有机溶剂(3)稀释涂布平板(4)香菇酚类物质(5)不同微生物的最适生长

温度可能不同(6)黑曲霉菌香菇酚类物质在平板上扩散使周围的微生物生长受到抑制，抑

菌能力越强，抑菌圈直径越大同时将用无菌水浸泡的相同大小的无菌圆纸片分别贴于接种

了3种菌液的培养基上

解析(1)根据香菇酚类物质易溶于有机溶剂的特点，可采用萃取法提取。

(3)微生物常见的接种方法包括平板划线法和稀释涂布平板法。用稀释涂布平板法将3种菌液

分别接种在固体培养基上，使其均匀生长。

(4)将浸透香菇酚类物质的无菌圆纸片分别贴在各个平板上。

(5)将贴有浸透香菇酚类物质的无菌圆纸片的各个平板置于恒温培养箱中进行培养，由于不同

微生物的最适生长温度可能不同，因此不同平板的培养温度不一定相同。

(6)从实验数据看出，黑曲霉菌的抑菌圈直径为0，说明香菇酚类物质对黑曲霉菌没有明显的

抑制作用。通过抑菌圈直径可以判断香菇酚类物质抑菌活性高低的原理是香菇酚类物质在平

板上扩散使周围的微生物生长受到抑制，抑菌能力越强，抑菌圈直径越大。为使实验更具说

服力，应设计对照组，即同时将用无菌水浸泡的相同大小的无菌圆纸片分别贴于接种了3种

菌液的培养基上。

考向三微生物的计数

5．(2019·广东汕头质检)某生物兴趣小组的同学计划调查某快餐店的冰块中大肠杆菌的含量。

具体实验步骤如下：

第一步：配制培养基(成分：蛋白胨、氯化钠、乳糖、水、X和Y)。

第二步：制作无菌平板。

第三步：设置空白对照组和实验组，对照组接种①，实验组接种②。

第四步：将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。

回答下列问题：

(1)培养基中的乳糖可以为大肠杆菌提供____________________________________________。

为了方便大肠杆菌的鉴定，需要在培养基中添加成分X________________，在该培养基表面，

大肠杆菌的菌落呈现________________(填颜色)。为了完成步骤二，该培养基中的成分Y通

常是________________。

(2)完善步骤三

①是___________________________________________________________________________；

②是___________________________________________________________________________。

(3)在纯化大肠杆菌前，将灭菌后的空平板先培养一段时间，目的是________________。划线

的某个平板培养后，第—划线区域的划线长满了菌落，第二划线区域却无菌落产生，可能的

原因是__________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振

荡培养。结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是振荡培养

能提高培养液中________________的含量和________________的利用率。

答案(1)碳源伊红美蓝黑色琼脂(2)适量无菌水取自该快餐店的等量冰块水

(3)检测培养基平板灭菌是否合格接种环灼烧后未冷却便进行划线(或划线未从第一区域末

端开始)(4)氧气营养物质

解析(1)乳糖是糖类物质，不含氮元素，所以培养基中的乳糖可为大肠杆菌提供碳源。鉴定

大肠杆菌时，在培养基中添加的成分X是伊红美蓝，大肠杆菌的菌落呈现黑色。制作无菌平

板是制作固体培养基，所以该培养基中还应加入琼脂，即成分Y是琼脂。

(2)本实验的目的是调查某快餐店的冰块中大肠杆菌的含量，故实验中对照组应接种适量无菌

水，实验组应接种取自该快餐店的等量冰块水。

(3)为了检测培养基平板灭菌是否合格，常在纯化大肠杆菌前，将灭菌后的空平板先培养一段

时间，若平板上有菌落生长，说明灭菌不合格。接种环在平板内的每一次划线前，都要先灼

烧灭菌，待冷却后划线，而且要从上一次划线末端而非空白处划线，若不冷却会烫死上次划

线末端的菌株，使以后的划线处没有菌落生长，若从空白处划线也是不会有菌落生长。所以

划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线长满了菌落，第二划线区域却无菌落产生，可

能的原因是接种环灼烧后未冷却便进行划线(或划线未从第一区域末端开始)。

(4)振荡培养可增加溶液中氧气的含量以及增强菌体与营养物质的接触，提高营养物质的利用

率，从而使振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。

6．手机上的细菌真的比马桶还多吗？就此问题，甲、乙两位同学进行了下列实验(如图)。请

回答下列相关问题：

(1)该实验需制备培养基，培养基中一般都含有水、碳源、______________________。

(2)据图，两位同学均采用______________法接种，该方法需要__________(多选)。

A．接种环B．酒精灯C．移液管D．涂布器

E．无菌水

(3)通过观察菌落的__________，可知手机屏幕和马桶按钮上都存在多种微生物。两位同学的

实验操作均正确且完全一致，但实验结果却截然不同，你认为原因是______________________

_______________________________________________________________________________。

(4)按图操作取样面积，实验员测定某手机屏幕的细菌数量，将10mL菌悬液进行梯度稀释，

分别取0.1mL稀释倍数为102的样品液接种到三个培养基上，培养一段时间后，统计菌落数

分别为48、50、52，则该手机屏幕的细菌数为______个/cm2。该实验对照组该如何设置？

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

答案(1)氮源和无机盐(2)稀释涂布平板BCDE(3)形态、大小手机的取样和马桶的取

样都不相同(4)2×104取培养基涂布0.1mL无菌水进行培养

解析(1)微生物培养基的成分一般包括水、碳源、氮源和无机盐。(2)根据题图分析，该实验

的接种方法为稀释涂布平板法，选项中该方法用到的工具有酒精灯、移液管、涂布器、无菌

水。(3)不同的菌落形态、大小不同，图示两位同学调查的手机屏幕和马桶按钮上都有多种形

态的菌落，即存在多种微生物。两位同学实验操作均正确且完全一致，但实验结果截然不同，

可能是因为手机的取样和马桶的取样都不相同。(4)根据提供的数据进行计算，某手机屏幕的

细菌数＝(48＋50＋52)÷3×102÷0.1×10÷(5×5)＝2×104(个/cm2)。

考点二微生物的利用

1．理清“4”种传统发酵食品的技术

食品菌种呼吸类型原理温度

有氧呼吸大量繁殖，无氧呼吸产生酒

果酒酵母菌兼性厌氧18～25℃

精

果醋醋酸菌有氧糖(酒精)→醋酸30～35℃

腐乳毛霉等有氧蛋白酶、脂肪酶水解蛋白质、脂肪15～18℃

泡菜乳酸菌无氧无氧呼吸产生乳酸－

2.控制杂菌的“四大措施”

(1)通过发酵条件控制杂菌

①无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌。

②乳酸菌发酵、酒精发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖。

(2)利用盐控制杂菌：如腐乳的制作。

(3)利用酒精控制杂菌：如果酒、腐乳的制作。

(4)利用香辛料控制杂菌：如腐乳、泡菜的制作。

3．乳酸菌数量、乳酸含量、亚硝酸盐含量随发酵时间变化的曲线

考向利用微生物进行发酵生产食品

7．(2017·全国Ⅱ，37)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因

素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者

置于适宜条件下进行发酵，并在32h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：

(1)该实验的自变量是____________、____________。

(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是_______________。

(3)如果在实验后，发现32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法

确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是________________________

_______________________________________________________________________________。

(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为_________________，

脂肪转变为______________________。

答案(1)菌种发酵时间(2)好氧菌(3)延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所

对应的时间即为最佳发酵时间(4)氨基酸和肽脂肪酸和甘油

解析(1)由题意可知该实验的自变量是菌种和发酵时间。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的

发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是好氧菌。(3)如果在实验后，发现32h内的发酵效果越

来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时

间，还需要做的事情是延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最

佳发酵时间。(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为氨基

酸和肽，脂肪转变为脂肪酸和甘油。

8．请回答与酿酒和制醋有关的问题：

(1)红曲主要含有红曲霉菌和酵母菌等微生物，具有糖化和发酵的双重作用，为了获得优良的

酿酒红曲，将红曲制成较稀浓度的悬液后，可通过______________或______________法分离

出单菌落。

(2)大米经蒸煮、红曲霉菌糖化后，用食用酵母进行发酵，发酵完毕后得到新鲜红曲酒，酒中

乙醇浓度不超过15%。其主要原因是当发酵液中的乙醇浓度超过16%时，__________________

_______________________________________________________________________________。

(3)影响红曲酒风味的主要因素有__________________等环境因素。

(4)在红曲醋生产工艺中，将适量的红曲酒、水、醋酸菌等混合，醋酸生产过程的反应式是

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。醋酸发

酵时要始终保持有氧状态，原因是__________________。

答案(1)稀释涂布平板法平板划线(2)会对酵母菌产生毒害作用(3)温度、pH、氧气含量

＋→＋醋酸菌是好氧菌

(4)C2H5OHO2CH3COOHH2O

解析(1)据试题分析可知，为了获得优良的酿酒红曲，将红曲制成较稀浓度的悬液后，可通

过稀释涂布平板法或平板划线法分离出单菌落。(2)酵母菌发酵的产物是乙醇和二氧化碳，其

中较高浓度的乙醇(乙醇浓度超过16%)对酵母菌有毒害作用，因此用食用酵母进行发酵，发

酵完毕后得到新鲜红曲酒，酒中乙醇浓度不超过15%。(3)红曲霉菌属于真菌，用红曲霉菌发

酵可得到红曲酒，影响红曲霉菌生长繁殖的环境因素都会影响红曲酒的风味，其发酵需要适

宜的温度、pH、氧气含量等环境因素。(4)在红曲醋生产工艺中，将适量的红曲酒、水、醋酸

菌等混合，醋酸生产过程的反应式是C→

2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O。因为醋酸菌是好氧菌，

因此醋酸发酵时要始终保持有氧状态。

9．请回答下列有关发酵食品制作的问题：

(1)在泡菜腌制的过程中，要注意控制腌制的时间、__________和食盐的用量；最后要向坛盖

边沿的水槽中注满水，这一操作的目的是_____________________________________________

_______________________________________________________________________________。

(2)在传统腐乳制作过程中，所需的微生物来源于______________________________________

____________________；而现代的腐乳生产是在严格____________________的条件下，将优

良的毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染。

(3)某同学制作蓝莓果醋时，定时通过充气口充气，原因是_______________________________

_______________________________________________________________________________。

另一位同学在蓝莓果汁中直接加入某品牌活性酵母，之后先向发酵罐中通入一段时间的无菌

空气，这一做法的目的是___________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

(4)若制作失败，则在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由______________大量繁殖而形成的，

其可在缺少糖源时将乙醇变为____________，然后变为醋酸。

答案(1)温度保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境(2)空气中的毛霉孢子无菌(3)醋

酸菌是好氧菌，生产醋酸时需要氧气参与在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，数量增加

(4)醋酸菌乙醛

解析(1)在泡菜腌制的过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量；最后要向坛盖

边沿的水槽中注满水，其目的是保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。(2)在传统腐乳制作过

程中，所需的微生物来源于空气中的毛霉孢子；现代的腐乳生产是在严格无菌的条件下接种

优良的毛霉菌种。(3)制作蓝莓果醋时，定时通过充气口充气的原因是醋酸菌是好氧菌，生产

醋酸时需要氧气参与。在蓝莓果汁中直接加入某品牌活性酵母后，先向发酵罐中通入一段时

间的无菌空气，其目的是在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，数量增加。(4)若制作失败，在

变酸的酒的表面观察到的菌膜是由醋酸菌大量繁殖而形成的，其可在缺少糖源时将乙醇变为

乙醛，然后变为醋酸。

10．太源井晒醋是自贡市的名优土特产品，该产品面市已有150多年的历史。中草药制曲和

天然发酵是太源井晒醋与其他食醋的区别。下表表示太源井晒醋不同陈酿方法下的一些理化

指标。据表回答下列问题：

项目自然陈酿恒温陈酿

总酸(以乙酸计)，(g/100mL)≥6.504.20

可溶性无盐固形物，(g/100mL)≥20.005.00

不挥发酸(以乳酸计)，(g/100mL)≥3.502.00

还原糖(以葡萄糖计)，(g/100mL)≥3.002.00

(1)醋的制作需要以__________作为菌种，请写出一个表示制醋原理的反应式______________

_______________________________________________________________________________。

从生态系统的成分看，该微生物属于生态系统中的______________。

(2)传统酿醋工艺中，主要是依靠自然界中的菌种，其生产性能不稳定且出醋率低，因而要对

菌种进行纯化培养。纯化菌种可用__________法或稀释涂布平板法将样本接种于固体培养基

表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。接种前需随机选取若干灭菌后的空白平板先行培养

一段时间，其目的是______________________________________________________________。

(3)恒温陈酿时，需将温度控制在_____________范围内；由表中数据可知__________________

法可提高晒醋质量。

(4)用一定的方法进行脱色处理后，食醋中的还原糖可用______________试剂检测，在水浴加

热的条件下，该试剂与还原糖发生反应产生的现象是__________________________________。

答案醋酸菌＋―→＋或＋―→分解者

(1)C2H5OHO2CH3COOHH2O(CH2O)O2CH3COOH

(2)平板划线检测培养基平板是否已彻底灭菌(3)30～35℃自然陈酿(4)斐林出现砖

红色沉淀

解析(1)醋的制作使用的微生物是醋酸菌。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将糖分解成醋酸，

其反应式为(CH→

2O)＋O2CH3COOH；当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌可以先将乙醇变为乙

醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式为C→

2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O。醋酸菌属于生态系统

中的分解者。(2)分离纯化菌种，常用固体培养基进行培养，采用平板划线法或稀释涂布平板

法进行接种。为检测培养基平板是否已彻底灭菌，接种前需随机选取若干灭菌后的空白平板

先行培养一段时间。(3)醋酸菌的最适生长温度为30～35℃，因此在恒温陈酿时，需将温度

控制在30～35℃范围内。表中信息显示：自然陈酿的相应数值均高于恒温陈酿，说明自然陈

酿法可提高晒醋质量。(4)还原糖与斐林试剂发生作用，在水浴加热的条件下会生成砖红色沉

淀，据此可用斐林试剂检测食醋中的还原糖。

1．(2019·全国Ⅱ，37)物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时

培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问

题：

(1)要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是________。

(2)在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图

所示)。如果要得到目标菌，应该选择____________________菌落进一步纯化，选择的依据是

_______________________________________________________________________________。

(3)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，即_______________

_______________________________________________________________________________。

(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为

了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。

①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度

天然酶的缓冲液，C处滴加__________，三处滴加量相同。

②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明____________________；

若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明_________________________________________。

答案(1)W(2)乙乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W(3)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(4)①缓冲

液②缓冲液不能降解W酶E与天然酶降解W的能力相近

解析(1)要从土壤中分离出能降解含氮有机物W的目标菌，所用选择培养基应以该特定物

质W为氮源。(2)题图信息显示，在乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W，若要得到

目标菌，应该选择乙菌落进一步纯化。(3)若要通过设计实验确定甲、乙两种细菌能否利用空

气中的氮气作为氮源，需将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若某细菌能生长，则说明

该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。(4)①实验应遵循单一变量原则，故C处应滴加缓冲液。

②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明缓冲液不能降解W；若A、

B处形成的透明圈大小相近，说明酶E与天然酶降解W的能力相近。

2．(2019·辽宁葫芦岛一模)在冬季部分城市出现严重雾霾，这与野外焚烧秸秆有一定关系。微

生物学家试图通过微生物降解技术使秸秆尽快腐烂，以增加土壤肥力并缓解环境污染。请回

答下列有关问题：

(1)专家研制的降解秸秆的“催腐剂”是十余种能分解纤维素的霉菌、细菌和酵母菌的组合。

其中____________在细胞结构上与其他两者不同。

(2)纤维素酶是一种复合酶，其中______________可以将纤维素分解为二糖，______________

可以将二糖分解为葡萄糖。

(3)微生物学家为从发黑的树干上分离出有分解纤维素能力的高产菌株而制备了选择培养基，

将菌液进行一系列____________，并涂布到选择培养基上，从而得到单个菌落，再采用

__________法进行鉴定，得到下图所示菌落。那么，图中降解纤维素能力最强的菌株是

______________(填图中序号)。

(4)为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验，其发酵方法有

______________和______________两种。

答案细菌酶、酶葡萄糖苷酶梯度稀释刚果红染色①液体发酵

(1)(2)C1CX(3)(4)

固体发酵

解析(1)霉菌和酵母菌是真菌，属于真核生物，而细菌属于原核生物。细菌在细胞结构上与

霉菌和酵母菌不同，细菌无以核膜为界限的细胞核。

(2)纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶等。其中C1酶、CX酶可以将纤维

素分解为二糖，葡萄糖苷酶可以将二糖分解为葡萄糖。

(3)微生物学家为从发黑的树干上分离出有分解纤维素能力的高产菌株而制备了选择培养基，

将菌液进行一系列梯度稀释，并涂布到选择培养基上从而得到单个菌落，再采用刚果红染色

法进行鉴定。当纤维素被纤维素酶分解后，无法与刚果红染色剂形成红色复合物，出现以纤

维素分解菌为中心的透明圈。菌落周围的透明圈越大，透明圈直径与菌落直径的比值越大，

即被分解的纤维素越多，说明菌株降解纤维素的能力越强。因此，降解纤维素能力最强的是

菌株①。

(4)为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验，其发酵方法有液体发

酵和固体发酵。

3．(2019·甘肃张掖质检)酸奶和泡菜的制作都离不开乳酸菌，请回答下列有关问题：

(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；灭菌的标准是_____________________________________

_______________________________________________________________________________。

(2)培养乳酸菌一段时间后，培养基中的pH会下降，原因是______________________________

_______________________________________________________________________________。

(3)家庭制作泡菜时，一般需要配制泡菜盐水，但会因其含盐量过高而影响口感。直接接种乳

酸菌制作泡菜时，产生的大量乳酸能够____________，因此可以采用低盐工艺制作泡菜，从

而大幅降低泡菜的含盐量。下图中能正确表示泡菜中亚硝酸盐含量随发酵时间变化的曲线是

__________。

(4)乳酸菌活菌数是衡量酸奶营养价值的一个重要指标，为检测某酸奶中乳酸菌的含量，取不

同稀释度的样品各1mL涂布到固体培养基上，在适宜条件下培养一段时间，统计得到106、

107、108三个稀释度的培养基上的平均菌落数依次为433个、76个、8个，据此估算，每毫

升样品中的乳酸菌数约为____________个，接种乳酸菌所用的工具是____________。

答案(1)碳源、氮源和维生素高压蒸汽灭菌杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢

子(2)乳酸菌通过无氧呼吸产生的乳酸进入了培养基(3)抑制杂菌生长B(4)7.6×108

涂布器

解析(1)蛋白胨可以为微生物的生长提供碳源、氮源和维生素；培养基常用高压蒸汽灭菌法

进行灭菌；灭菌的标准是杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。

(2)乳酸菌无氧呼吸产生的乳酸进入培养基，会导致培养基的pH下降。

(3)在泡菜制作的过程中，加入一定的食盐可以抑制杂菌的生长，而乳酸菌无氧呼吸产生的大

量乳酸进入培养基，也能抑制其他杂菌的生长，因此可以采用低盐工艺制作泡菜，从而大幅

降低泡菜的含盐量。

(4)微生物计数时，应该采用30～300菌落数的平板，因此符合要求的菌落数为76个，则其

稀释的倍数为107，因此每毫升样品中的乳酸菌数约为7.6×108个；在稀释涂布平板法中，接

种乳酸菌的工具是涂布器。

第2讲酶的应用与生物有效成分的提取

[考纲要求]1.酶活力测定的一般原理和方法。2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。3.制备

和应用固相化酶。4.蛋白质的提取和分离。5.从生物材料中提取某些特定的成分。

1．探究影响果胶酶催化作用因素的实验设计思路

(1)在一恒定的pH下，设置一系列的温度梯度，探究温度对酶活性的影响。

(2)在一恒定温度下，设置一系列的pH梯度，探究pH对酶活性的影响。

(3)在恒定的温度和pH下，设置不同浓度的果胶酶，探究果胶酶的最佳用量。

2．酶和酵母细胞常用的几种固定方式

(1)是包埋法，是将酶或者细胞包埋在细微的网格里。

(2)是化学结合法，是将酶或者细胞相互结合或者结合到载体上。

(3)是物理吸附法，是将酶或者细胞吸附到载体表面。

3．物质分离的5种方法

(1)分离油水混合物：分液法。

(2)除去固体物和残渣：过滤法。

(3)除去液体中质量较小的固体残留物：离心法。

(4)除去芳香油中的残留水分：加入无水硫酸钠后过滤。

(5)除去萃取液中的有机溶剂：蒸馏法。

1．用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型的加酶洗衣粉好()

2．棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤()

3．CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠()

4．固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显()

5．植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，根据提取的芳香油的用途选择提取的方法

()

6．用柑橘和柠檬作为材料不适合用水中蒸馏的方法进行提取()

7．萃取是利用了芳香油易溶于有机溶剂的特性进行提取的一种方法()

8．由于胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂中，所以可以采用萃取的方法进行提取()

9．蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解出来，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油()

10．影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外，还有原料颗粒的大小、紧密程度、

含水量、萃取的温度和时间等()

答案1.×2.×3.√4.√5.×6.√7.√8.√9.×10.√

1．酶的活性指酶催化一定化学反应的能力，可用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的

反应速度来表示。

2．海藻酸钠的浓度影响固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如

果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。

3．透析法是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，而大分子物质不能通过半透膜的性质，

达到分离的目的。

考点一酶的应用

1．果胶酶与纤维素酶的比较

种类组成作用

多聚半乳糖醛酸酶、果胶

果胶酶催化果胶水解为可溶性半乳糖醛酸

分解酶、果胶酯酶等

C酶、C酶、葡萄糖苷

1XC酶葡萄糖苷酶

纤维素酶纤维素――1→纤维二糖――――→葡萄糖

C酶

酶X

2.直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较

项目直接使用酶固定化酶固定化细胞

酶的种类一种或几种一种一系列

常用固定化学结合法、物理吸

/包埋法

方法附法

是否需要

否否是

营养物质

催化反应单一或多种单一一系列

各种物质(大、小分

反应底物各种物质(大、小分子)小分子物质

子)

反应物不易与酶接

①对环境条件非常敏感，易失

不利于催化一系列的近，尤其是大分子物

缺点活；②难回收，成本高；③酶

酶促反应质，可使反应效率下

混在产物中，影响产品质量

降

①既能与反应物接

优点催化效率高、耗能低、污染低触，又能与产物分成本低、操作容易

离；②可以重复利用

3．固定化酵母细胞制备流程中的4个关键点

(1)酵母细胞的活化：加入蒸馏水使酵母细胞从休眠状态重新恢复到正常的生活状态。此过程

中酵母细胞体积增大，应选择容积足够大的容器，避免活化液溢出。

(2)配制海藻酸钠溶液：宜采用小火或间断加热的方法以防其焦糊。

(3)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：混合之前，海藻酸钠溶液要冷却至室温，然后加入已活化

的酵母细胞并进行充分搅拌，混合均匀后，再转移至注射器中。

固定化酵母细胞：以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的溶液中，

(4)CaCl2

将形成的凝胶珠在溶液中浸泡左右。

CaCl230min

考向酶活性的影响因素与酶的应用

1．(2019·吉林市第三次调研)酶是细胞合成的生物催化剂，已经从实验室走进人们的生产、生

活。请结合酶在食品、医药方面的应用来回答下列问题：

(1)腐乳又称豆腐乳，是我国流传数千年的特色传统民间美食，其营养丰富、易于消化吸收的

原因是________________________________________________________________________

等微生物富含____________________酶，能将豆腐中的蛋白质和脂肪分解为小分子物质。

(2)需要用__________法去除相对分子质量大的杂质蛋白，以纯化酶；利用__________法对酶

进行纯度鉴定。

(3)“探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响”实验的自变量为____________________。

(4)“多酶片”是经特殊工艺制成的双层药片，可用于治疗消化不良。内层是肠溶衣(不易溶于

胃液，可溶于肠液)包裹的胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶，外层是糖衣(可溶于胃液)包裹的

胃蛋白酶。为使药物充分发挥作用，使用时建议____________________(填“整片吞服”或

“嚼碎服用”)，理由是____________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

答案(1)毛霉蛋白酶和脂肪(2)凝胶色谱电泳(或琼脂糖凝胶电泳法或聚丙烯酰胺凝

胶电泳法或SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳法)(3)温度(或不同温度、系列温度梯度)(4)整片吞

服整片吞服使肠溶衣在胃液中不被破坏，确保肠溶衣包裹的酶在肠液中发挥作用(或若嚼碎

服用，肠溶衣包裹的酶释放后会在呈酸性的胃液中失活，无法发挥作用)

解析(1)腐乳的制作主要是利用了毛霉等微生物，因为毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶，将豆腐

中的蛋白质和脂肪分解为小分子物质。

(2)化学本质是蛋白质的酶，可用凝胶色谱法和电泳法进行分离和纯度鉴定。凝胶色谱法对蛋

白质进行纯化利用的是蛋白质相对分子质量的大小，相对分子质量大的蛋白质先洗脱，从而

达到分离的目的；而电泳法利用的是待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的

大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离，因

此可以利用电泳法对蛋白质进行纯度鉴定。

(3)由实验题目“探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响”可知，实验的自变量为温度。实验

时需要设置一系列温度梯度，比较不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果。

(4)由于“多酶片”中含有多种酶，所以“多酶片”可用于治疗消化不良、积食、食欲不振等

病症。由于整片吞服使肠溶衣在胃液中不被破坏，确保肠溶衣包裹的酶在肠液中发挥作用，

而嚼碎服用时，肠溶衣包裹的酶释放后会在呈酸性的胃液中失去活性，无法发挥作用，所以

为充分发挥“多酶片”的作用，使用时应整片吞服。

2．为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见污渍的去除能力，洗衣

粉中常常会添加各种酶类。请回答下列有关问题：

(1)根据衣物上常见的污渍分析，加酶洗衣粉中应添加的酶类有蛋白酶、

________________________。蛋白酶能将血渍、奶渍等中含有的大分子蛋白质水解成可溶性

的____________________。

(2)下表为加酶洗衣粉包装袋上的产品使用注意事项，根据你所学习的有关知识，解释其中③

的原因：________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

注意事项

①请将本品置于阴凉、干燥处，避热、避湿、避光。

②不慎溅入眼中，立即用水冲洗。

③水温以30～50℃为宜，切忌用60℃以上的热水。

(3)下面表格中的数据是探究洗衣粉洗涤效果的有关实验及结果，请据表回答问题。

脸盆编号洗涤物(等量)洗涤温度洗衣粉(等量)水量洗净所需时间

1油污布45℃加酶2L4min

2油污布45℃普通2L7min

3油污布5℃加酶2L9min

4油污布5℃普通2L8min

①该实验要探究的问题是_________________________________________________________。

②该实验设计体现了_________________________________________________________原则。

③若1号实验组中洗净所需时间接近7min，请分析最可能的原因是______________________

_______________________________________________________________________________。

答案(1)脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶氨基酸或小分子的肽(2)酶的催化作用受温度影响，

30～50℃是加酶洗衣粉中酶的最适温度范围，60℃以上的热水可能会使酶的活性丧失

(3)①温度对洗衣粉的洗涤效果的影响；洗衣粉的种类对洗涤效果的影响②单一变量原则及

对照③加酶洗衣粉中的酶变性或失活

解析(1)从题中的污渍种类判断，加酶洗衣粉中应含蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶，此外，纤维

素酶的作用是使衣物蓬松、顺滑。蛋白酶能将蛋白质分解为可溶性的氨基酸或小分子的肽。

(2)酶需在适宜的温度范围内才能正常发挥作用，60℃以上的热水会使酶变性失活。(3)①从表

格中的数据可以看出：本实验的自变量有两个，即温度和洗衣粉的种类。所以该实验要探究

的问题也有两个：温度对洗衣粉的洗涤效果的影响；洗衣粉的种类对洗涤效果的影响。②1

号和2号、3号和4号实验组的自变量为洗衣粉的种类，可以形成对照；1号和3号、2号和4

号实验组的自变量为温度，也可以形成对照。该实验设计体现了单一变量原则和对照原则。

③若1号实验组中洗净所需时间接近7min，则该加酶洗衣粉的洗涤效果和普通洗衣粉基本

相同，可推测该加酶洗衣粉中的酶可能已经变性或失活。

3．(2019·吉林长春二模)乳糖酶主要用于乳品工业，可使低甜度和低溶解度的乳糖转变为较甜

的、溶解度较大的单糖。乳糖酶的制备及固定化流程如下图，请回答下列问题：

产乳糖酶微生物L的筛选―→产乳糖酶微生物L的培养―→乳糖酶的提取和纯化―→

乳糖酶的固定化

(1)筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用乳糖作为培养基的唯一________________，在此培养基

上生长的菌落可以将乳糖水解为______________和半乳糖。

(2)产乳糖酶微生物L的培养过程中需要将培养瓶放置在摇床上不停振荡培养，其目的是

__________________、__________________。此培养基中__________________(填“有”或

“无”)菌落生长。

(3)在相同条件下，带电荷相同的蛋白质在特定的缓冲液中迁移的速度越快，说明其分子量越

小，根据这一原理，纯化后的乳糖酶可用__________________法检测其分子量大小。

(4)乳糖酶宜采用化学结合法进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的__________________确

定其应用价值，而酵母细胞固定化宜采用__________________。

答案(1)碳源葡萄糖(2)有利于微生物L与营养物质充分接触