2023-2024学年高二生物下学期期末复习必考题精准练必考点01发酵工程教师版新人教版选择性必修3

必考点01发酵工程题型一传统发酵技术的应用例题1.泡菜制作过程中，下列对不同时期泡菜坛中乳酸菌含量的叙述，正确的是()A．制作泡菜初期并无乳酸菌的存在B．腌制过程中乳酸菌含量会逐渐增多并达到最高峰，然后下降C．腌制后期乳酸菌含量会急剧下降D．腌制的全过程乳酸菌的含量不变，活性不同【答案】B【解析】泡菜的制作原理是在无氧环境下，利用蔬菜表面的乳酸菌的代谢，将葡萄糖转化成乳酸。发酵初期就有乳酸菌存在，由于发酵条件的变化，乳酸菌大量繁殖，达到峰值后，由于酸度过大，乳酸菌数量会逐渐下降，但不是急剧下降。例题2.下列有关泡菜发酵过程的叙述，正确的是()A．发酵时间越长，亚硝酸盐的含量越高B．发酵过程中只有乳酸菌的发酵作用C．发酵过程需要有氧环境D．发酵过程中要经常补充水槽中的水【答案】D【解析】随着泡菜发酵过程的进行，亚硝酸盐的含量先增加后减少；发酵过程中起主要作用的是乳酸菌，此外，还有酵母菌的发酵作用，酵母菌的发酵可改善产品风味。乳酸菌是厌氧菌，乳酸发酵需要无氧环境；发酵过程中要经常补充水槽中的水，以保持坛内无氧的环境。例题3.近年来，苹果醋正成为果醋市场的新贵，该产品由苹果汁经“两次发酵”而成。以下关于“两次发酵”的叙述正确的是()A．第一次发酵指乳酸发酵，第二次发酵指醋酸发酵B．第一次发酵指酒精发酵，第二次发酵指醋酸发酵C．两次发酵均为真菌所为D．两次发酵均为细菌所为【答案】B【解析】果醋制作过程中“两次发酵”是指相继发生的通过酵母菌把葡萄糖分解为酒精(和CO2)和通过醋酸菌把酒精氧化为醋酸两个过程；酵母菌和醋酸菌分别属于真菌和细菌，故本题选B。例题4.如图所示为制作果酒和果醋的流程，下列相关叙述中错误的是()A．①为冲洗，目的是去掉葡萄表面的污物，但不能冲洗次数过多B．②为果酒，酒精发酵过程中要严格控制氧气和温度C．③为果醋，醋酸发酵过程中要间断通气D．②的制作过程中既涉及有氧呼吸又涉及无氧呼吸【答案】C【解析】①为冲洗，目的是去掉葡萄表面的污物，但不能冲洗次数过多，否则会冲洗掉葡萄皮表面的野生酵母菌，A正确；酒精发酵的产物是果酒，氧气和温度是影响果酒制作的两个重要因素，需要在发酵过程中严格控制，B正确；③为果醋，果醋制作所用微生物是醋酸菌，醋酸菌是好氧细菌，在发酵过程中如果中断氧气供应会抑制醋酸菌的代谢，甚至引起醋酸菌的死亡，所以应持续通入无菌空气，C错误；果酒制作前期需要酵母菌的有氧呼吸以大量繁殖，后期需要通过无氧呼吸产生酒精，D正确。【解题技巧提炼】1．多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。2．传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主。3．制作泡菜的主要菌种是乳酸菌，为厌氧菌，在无氧条件下可将葡萄糖分解为乳酸。4．在发酵过程中要保证乳酸菌所需的无氧环境。5．用于果酒和果醋制作的菌种分别是酵母菌和醋酸菌。6．在葡萄酒的自然发酵中，菌种来源于附着在葡萄皮上的野生酵母菌。7．果酒制作中应先通气再密闭，而果醋的制作应始终在有氧条件下进行。8．当氧气、糖源都充足时，醋酸菌可将糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。1．下列不属于传统发酵技术制作的食品的是()A．酱 B．泡菜 C．豆豉 D．果汁【答案】D【解析】果汁不是发酵的产物。2.下列有关泡菜发酵过程的叙述，正确的是()A．发酵时间越长，亚硝酸盐的含量越高B．发酵过程中只有乳酸菌的发酵作用C．发酵过程需要有氧环境D．发酵过程中要经常补充水槽中的水【答案】D【解析】随着泡菜发酵过程的进行，亚硝酸盐的含量先增加后减少；发酵过程中起主要作用的是乳酸菌，此外，还有酵母菌的发酵作用，酵母菌的发酵可改善产品风味。乳酸菌是厌氧菌，乳酸发酵需要无氧环境；发酵过程中要经常补充水槽中的水，以保持坛内无氧的环境。3.下列关于实验室中果醋制作的叙述，错误的是()A．果醋的制作需要醋酸菌，醋酸菌是一种好氧细菌，所以在制作过程中需通入氧气B．制作果醋的温度比制作果酒的温度高，一般为45℃C．醋酸菌能将果酒变成果醋D．果酒制成后，可将装置转移至温度较高的环境中制作果醋【答案】B【解析】果醋制作的温度一般为30～35℃，B错误；醋酸菌发酵的温度比酵母菌高，D正确。4.下图简单表示了葡萄酒的酿制过程，下列叙述错误的是()A．甲装置一天搅拌2～3次主要是为了释放产生的气体B．白糖为甲装置中酵母菌提供能源物质C．甲装置与乙装置中放出的气体主要是二氧化碳D．夏季，打开丙装置中的塞子，可能会有醋酸产生【答案】A【解析】甲装置一天搅拌2～3次主要是为了增加溶氧量，添加白糖主要是为酵母菌提供能源物质，因此，甲装置主要是让酵母菌进行有氧呼吸从而大量繁殖，A错误、B正确；甲装置中酵母菌主要进行有氧呼吸，乙装置中酵母菌进行无氧呼吸，两个装置中放出的气体主要是二氧化碳，C正确；夏季，打开丙装置中的塞子，空气中的醋酸菌可能进入容器中，在有氧条件下，将酒精发酵为醋酸，D正确。1.“格瓦斯”是由酵母菌和乳酸菌双菌发酵的传统谷物发酵饮料。传统做法是采用俄式大面包为基质，加入菌种发酵生成微量乙醇、一定量的CO2以及丰富的有机酸等物质。下列相关叙述正确的是()A.发酵过程需要密闭条件 B.两菌种的代谢类型相同C.CO2由两菌种共同产生 D.两菌种间为互利共生关系【答案】A【解析】酵母菌无氧呼吸产生乙醇和CO2，乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，故两个发酵过程都需要密闭条件，A正确；酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型，乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型，B错误；乳酸菌无氧呼吸不产生CO2，酵母菌无氧呼吸产生CO2，C错误；两菌种都以俄式大面包为基质进行发酵，两者间为竞争关系，D错误。2.我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错误的是()A.“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快B.“鱼眼汤”现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的C.“净淘米”是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施D.“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡【答案】C【解析】由题意可知，“浸曲发”是将酒曲浸泡活化，在活化的过程中微生物代谢加快，A正确；“鱼眼汤”是指冒出鱼眼大小的气泡，气泡是微生物进行呼吸作用产生的CO2释放形成的，B正确；酿酒过程中酵母菌进行无氧呼吸产生的酒精会抑制其他微生物的生长，而“净淘米”是防止一些杂质影响酒的品质，C错误；由题意可知，“舒令极冷”是将蒸熟的米摊开冷透，其目的是防止蒸熟的米温度过高使酒曲中的微生物死亡，D正确。3.苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：eq\x(H2O＋CO2)③↑eq\x(葡萄糖)eq\o(――→,\s\up7(①))eq\x(丙酮酸)eq\o(――→,\s\up7(②))eq\x(乙醇＋CO2)(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的________________中进行，其产物乙醇(酒精)与____________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇(酒精)的检验；过程③在酵母菌细胞的____________中进行，与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度____________。(2)第二阶段是在醋酸菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸菌的呼吸作用类型，该过程需要在________条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度________(填“低于”或“高于”)第二阶段。(4)醋酸菌属于____________核生物，其细胞结构中__________(填“含有”或“不含有”)线粒体。【答案】(1)细胞质基质重铬酸钾线粒体快(2)有氧(3)低于(4)原不含有【解析】(1)图示中的过程①和②分别表示无氧呼吸的第一、第二阶段，其场所均为细胞质基质；橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应，变成灰绿色。过程③表示有氧呼吸的第二、第三阶段，其场所分别为线粒体基质和线粒体内膜，即在酵母菌细胞的线粒体中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度快。(2)醋酸菌是一种好氧菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，需要在有氧条件下才能完成。(3)第一阶段即果酒的制作，所控制的温度范围是18～30℃，第二阶段即果醋的制作，所控制的温度范围是30～35℃，所以第一阶段的温度低于第二阶段。(4)醋酸菌属于原核生物，其细胞结构中不含线粒体等复杂的细胞器。4.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________生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于________(填“自养”或“异养”)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【解析】(1)酿制葡萄酒的原理是利用了酵母菌的无氧呼吸，而酵母菌无氧呼吸的产物除了酒精还有二氧化碳，所以酿酒装置要及时排出二氧化碳，图乙装置排出二氧化碳需要拧松瓶盖才能排出，在拧松瓶盖时会给杂菌污染培养液带来机会，但装置甲不会出现这些问题。(2)葡萄汁装入发酵瓶时，发酵瓶要留有大约1/3的空间，这样既可以为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气，又可以防止发酵旺盛时汁液溢出。(3)因乙A装置中保留一定量的氧气，所以在此装置中酵母菌先进行有氧呼吸消耗氧气，然后才进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，所以曲线①为乙A中的氧气含量变化趋势，曲线③为乙A中的酒精含量变化趋势；乙B装置中没有氧气，所以在此装置中的酵母菌从开始就进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，所以曲线②为乙B中的酒精含量变化趋势。(4)酵母菌的新陈代谢类型是异养兼性厌氧型。题型二微生物的培养及应用例题1.平板划线法和稀释涂布平板法是常用的两种接种方法。下列相关叙述中错误的是()A．平板划线法要求在培养基表面连续划线，且除第一次划线外，每一次划线的起点都是上一次划线的终点B．除第一次划线前需要将接种环灼烧灭菌外，以后的划线可以不用灭菌C．如果菌液本来浓度不高，则可以适当降低稀释倍数D．“充分稀释”和“连续划线”的目的都是获得由单一细胞繁殖而成的菌落【答案】B【解析】将接种环灼烧灭菌并冷却后蘸取菌液进行第一次划线，以后的每一次划线前都要将接种环进行灼烧灭菌，B错误。例题2.如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验中样品稀释示意图。据图分析错误的是()A．3号试管中样品液的稀释倍数为104倍B．对4号试管中的稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能恰为5号试管的10倍C．5号试管的结果表明每克土壤中的活菌数为1.7×108D．该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低【答案】C【解析】5号试管的结果表明每克土壤中菌株数为(168＋175＋167)÷3÷0.1×106＝1.7×109，C错误；用这种计数方法得到的结果往往比活菌的实际数目低，因为有可能多个细菌形成一个菌落，D正确。例题3.下列关于统计菌落数目的方法的叙述，不正确的是()A．显微镜直接计数法统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和B．当样品的稀释度足够高时，一个活菌会形成一个菌落C．为了保证结果准确，一般采用密度较大的平板进行计数D．在某一浓度下涂布三个平板，若三个平板统计的菌落数差别不大，则应以它们的平均值作为统计结果【答案】C【解析】一般选择菌落数在30～300之间的平板进行计数，密度过大会影响结果的准确性。例题4.甲、乙、丙为三种微生物，下表中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在Ⅲ中正常生长繁殖；甲能在Ⅰ中正常生长繁殖，而乙和丙都不能；乙能在Ⅱ中正常生长繁殖，甲、丙都不能。下列说法正确的是()培养基粉状硫10gK2HPO44gFeSO40.5g蔗糖10g(NH4)2SO40.4gH2O100mLMgSO49.25gCaCl20.5gⅠ＋＋＋＋－＋＋＋Ⅱ＋＋＋－＋＋＋＋Ⅲ＋＋＋＋＋＋＋＋注“＋”表示培养基中加入了这种物质，“－”表示培养基中没有加入这种物质。A.甲、乙、丙都是异养微生物B.甲、乙都是自养微生物，丙是异养微生物C.甲是异养微生物，乙是固氮微生物，丙是自养微生物D.甲是固氮微生物，乙是自养微生物，丙是异养微生物【答案】D【解析】Ⅰ是无氮培养基，只有能固氮的微生物才能在其上繁殖；Ⅱ是不含有机碳源的培养基，只有自养微生物才能在其上繁殖。【解题技巧提炼】一、微生物的基本培养技术1．培养基用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。2．培养基中含有水、无机盐、碳源、氮源等营养物质，还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。3．实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和湿热灭菌等。4．消毒的目的是杀死物体表面或内部一部分微生物，灭菌则是杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。5．平板划线法和稀释涂布平板法是微生物接种和分离的常用方法。二、微生物的选择培养和计数1．实验室中微生物筛选的原理：人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度和pH等)，同时抑制或阻止其他微生物的生长。2．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。3．只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，因此可用尿素作为唯一氮源的选择培养基分离能分解尿素的细菌。4．测定微生物数量的常用方法有活菌计数法和显微镜直接计数法。稀释涂布平板法常用来统计活菌的数目，但统计结果往往比活菌的实际数目低。1.防止外来杂菌的入侵，获得纯净的培养物，是研究和应用微生物的前提。下列叙述错误的是()A.实验室里可以用紫外线或化学药剂进行消毒B.接种环、接种针等金属用具，直接在酒精灯火焰的内焰部位灼烧灭菌C.在实验室中，切不可吃东西、喝水，离开实验室时一定要洗手，以防止被微生物感染D.玻璃器皿和金属用具等可以采用干热灭菌【答案】B【解析】实验室里可以用紫外线或化学药剂进行消毒，也可以用煮沸消毒法或巴氏消毒法，A正确；灼烧灭菌应该在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，B错误；实验室是经过特殊处理的场所，为防止被微生物感染，切不可在实验室中吃东西、喝水，离开实验室时一定要洗手，C正确；能耐高温且需保持干燥的玻璃器皿和金属用具等可以采用干热灭菌，D正确。2.如图表示培养和纯化X细菌的部分操作步骤，下列相关叙述正确的是()A.步骤①倒平板操作时，倒好后应立即将其倒过来放置B.步骤②将接种环在火焰上灼烧后迅速蘸取菌液后进行平板划线C.步骤③应多个方向划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落D.步骤④培养箱培养后可用来对X细菌进行计数【答案】C【解析】步骤①倒平板操作时，倒好后待平板冷却凝固，然后将其倒过来放置，A错误；步骤②将接种环在火焰上灼烧后冷却至室温蘸取菌液后进行平板划线，B错误；步骤④培养箱培养后可用来对X细菌进行分离纯化，得到单个菌落，但不可用来计数，D错误。3.通过选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物。在缺乏氮源的培养基上，大部分微生物无法生长；在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌生长；在培养基中加入10%的酚可以抑制细菌和霉菌生长。利用上述方法能从混杂的微生物群体中分离出()①大肠杆菌②霉菌③放线菌④固氮细菌A．①②③ B．④②③ C．①③ D．①②④【答案】B【解析】在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长，但固氮细菌能生长；在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌生长，从而分离出霉菌；10%的酚可以抑制细菌和霉菌的生长，从而分离出放线菌。4.下列是关于测定土壤中细菌总数实验操作的叙述，其中错误的是()A．用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经湿热灭菌后倒平板B．取1×104、1×105、1×106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1mL，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24～48hD．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【答案】D【解析】测定土壤中细菌总数时，培养细菌所使用的培养基应该是标准培养基，并要经过湿热灭菌处理；涂布时要对样本的水溶液进行稀释，一般选取1×104、1×105、1×106倍的土壤稀释液各0.1mL进行涂布；培养一段时间后，如果平板上菌落个数在30～300之间，即可把该组所有平板的菌落计数，然后取其平均值，即可计算出土壤细菌的总数。5.分解尿素的细菌广泛存在于农田等土壤中，某生物实验小组尝试对分解尿素的细菌进行分离与计数，请回答下列问题：(1)分解尿素的细菌含有的酶是________________，为筛选出能分解尿素的细菌，配制培养基时应以__________作为唯一氮源，因此该培养基属于____________培养基。(2)常用来统计样品中活菌数目的方法是____________________________________。(3)该小组对分解尿素的细菌进行计数时，在接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间，这样做的目的是__________________________。将1mL样液稀释104倍，在3个平板上分别涂布0.1mL稀释液；经适当培养后，统计活菌数目，每隔一个“时间间隔”统计一次菌落数目，最后选取______________________作为结果。如果3个平板的菌落数分别为39、42和45，据此可得出每毫升样液中活菌数为________。【答案】(1)脲酶尿素选择(2)稀释涂布平板法(3)检验平板灭菌是否彻底菌落数目稳定时的记录4.2×106【解析】(1)分解尿素的细菌含有脲酶，要筛选出能分解尿素的细菌，应该用以尿素为唯一氮源的选择培养基。(2)接种微生物常用平板划线法和稀释涂布平板法，其中稀释涂布平板法可用于微生物计数。(3)该小组在接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间，用于检测平板灭菌是否彻底。经适当培养后，统计活菌数目，每隔一个“时间间隔”统计一次菌落数目，最后选取菌落数目稳定时的记录作为结果。3个平板的菌落分别为39、42和45，据此可得出每毫升样液中活菌数＝(39＋42＋45)÷3÷0.1×104＝4.2×106。1.将大肠杆菌接种到适宜的细菌培养基上，加盖后，以不同的方式处理，并放置在不同的温度环境中，培养24小时后，所得结果如表：编号abcdef处理方法接种大肠杆菌接种大肠杆菌，并覆盖一吸有抗生素X的圆纸片接种大肠杆菌，并覆盖一吸有抗生素Y的圆纸片接种大肠杆菌，表面全被醋覆盖接种大肠杆菌无接种菌温度40℃40℃40℃40℃0℃40℃观察结果全表面呈浑浊纸片周围呈现一片清晰区，其余表面呈浑浊全表面呈浑浊全表面清晰全表面清晰全表面清晰根据上述实验结果所作出的判断，错误的是()A.编号a和f比较可知，有大肠杆菌培养基的表面会变浑浊B.根据编号b和c的观察结果，可知抗生素Y比抗生素X的杀菌能力强C.将编号e和a的结果比较可知，0℃的环境不适合大肠杆菌生长D.若揭开编号f的盖子，24小时后培养基表面会出现浑浊【答案】B【解析】a、f的区别在于是否接种了大肠杆菌，有大肠杆菌培养基的表面会变浑浊，A正确；将含有抗生素的纸片覆盖在大肠杆菌的培养基上，可根据培养基表面的浑浊程度判定此种抗生素对大肠杆菌的杀菌能力，可知抗生素X的杀菌能力强于抗生素Y的杀菌能力，B错误；e、a形成对照，其变量是温度，可知0℃不适合大肠杆菌生长，C正确；f暴露在空气中后，会自然接种菌种，形成菌落，使培养基表面出现浑浊，D正确。2．下图是生物兴趣小组为研究“××牌酸奶中乳酸菌种类及其耐药情况”而制定的流程图。请分析回答：eq\x(\a\al(配制细菌培,养基并灭菌))→eq\x(\a\al(乳酸菌分,离纯化))→eq\x(\a\al(乳酸菌耐,药性检测))(1)与酵母菌相比，乳酸菌在结构上的主要区别是__________________________________________________________________________________。(2)本研究使用的细菌培养基中特别加入了一定量的碳酸钙，乳酸菌在____________________(生理过程)中产生的乳酸能与不溶性的碳酸钙生成可溶性的乳酸钙，从而在菌落周围形成溶钙圈。从物理形态分析，本研究使用的培养基属于________________类型。(3)在利用高压蒸汽灭菌锅对培养基灭菌时，把锅内水加热煮沸，必须________________后，将锅密闭，继续加热以保证锅内气压上升，达到121℃。灭菌后的培养基应适当冷却后，在________________附近倒平板。(4)请完善“检测乳酸菌对青霉素、四环素耐药性”实验操作步骤：步骤1：分别取________________________加入三组无菌培养皿中，再加入灭菌并冷却到50℃左右的培养基，立即混匀，静置凝固成平板。步骤2：向三组培养基中分别接种待检测的乳酸菌菌种。步骤3：将接种后的三组培养基和一个____________________都置于适宜温度等条件下培养若干天，观察比较培养基中菌落生长情况。【答案】(1)细胞内没有核膜包被的细胞核(或“没有核膜”)(2)无氧呼吸固体培养基(3)将锅内冷空气彻底排除酒精灯火焰(4)步骤1：等量的青霉素、四环素和无菌水步骤3：未接种的培养基【解析】(1)酵母菌属于真核生物，乳酸菌属于原核生物，它们的区别在于乳酸菌细胞内没有核膜包被的细胞核。(2)培养基中特别加入了一定量的碳酸钙，乳酸菌在无氧呼吸中产生的乳酸能与不溶性的碳酸钙生成可溶性的乳酸钙，从而在菌落周围形成溶钙圈。从物理形态分析，本研究使用的培养基属于固体培养基。(3)在利用高压蒸汽灭菌锅对培养基灭菌时，把锅内水加热煮沸，必须将锅内冷空气彻底排除后，将锅密闭，继续加热以保证锅内气压上升，达到121℃。灭菌后的培养基应适当冷却后，在酒精灯火焰附近倒平板。(4)步骤1：分别取等量的青霉素、四环素和无菌水加入三组无菌培养皿中，再加入灭菌并冷却到50℃左右的培养基，立即混匀，静置凝固成平板。步骤3：将接种后的三组培养基和一个未接种的培养基都置于适宜温度等条件下培养若干天，观察比较培养基中菌落生长情况。3．有机农药苯磺隆是一种除草剂，长期使用会污染环境。研究发现，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示。(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、________________四类，该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源，其原因是________________________________________________________________________。(2)纯化菌株时，通常使用的划线工具是________。划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有____________________________________________________________________________________________________________________。(3)为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液做图乙所示实验。该实验的假设是___________________________________，该实验设计是否合理？为什么？________________________________________________________________________。【答案】(1)氮源和无机盐只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖(2)接种环①接种环灼烧后未冷却；②划线未从第一区域末端开始(3)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质不合理，缺少空白对照【解析】(1)微生物生长繁殖需要的主要营养物质包括碳源、氮源、水和无机盐四类。根据题意可知，土壤中某些微生物有降解苯磺隆的能力，该实验的目的是探索其降解机制，因此，需要分离出有降解苯磺隆能力的土壤中的某些微生物，故选择培养时为了排除其他碳源的干扰，培养基中唯一碳源只能是苯磺隆。(2)纯化菌株时，通常使用的划线工具是无菌接种环。据题意分析知，造成此现象的原因可能有两个：一是接种环灼烧后未冷却，菌种接触到高温的接种环而死亡；二是划第二划线区域的第一条线时未从第一区域末端开始。(3)根据图乙所示实验中的上清液加入蛋白酶溶液推测，实验目的是探究目的菌株是否能分泌降解苯磺隆的蛋白质，实验设计不合理之处是缺少不加蛋白酶溶液、其他条件同图乙的空白对照。4．临床使用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。回答下列问题：(1)为了从样本中获取致病菌单菌落，可用__________法或________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。(2)取该单菌落适当稀释，用________法接种于固体培养基表面，在37℃培养箱中培养24h，使其均匀生长，布满平板。(3)为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A、B、C、D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置，培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A________；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B__________；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明________________________________________；含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D的________。(4)根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好选用抗生素________。【答案】(1)平板划线稀释涂布平板(或涂布)(2)涂布(3)敏感不敏感该致病菌对C的敏感性比对A的弱耐药菌(4)A【解析】(1)微生物的常用接种方法为平板划线法和稀释涂布平板法。(2)能够使菌落均匀生长、布满平板的接种方法为稀释涂布平板法。(3)含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A敏感；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B不敏感；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明该致病菌对C的敏感性比对A的弱；含D的滤纸片周围的透明圈比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落(排除杂菌污染)，说明该致病菌可能对抗生素D产生了抗药性。5.苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中，对环境有严重危害。小明同学准备依据如图操作步骤，从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。请回答下列问题：(1)酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水，其中可作为碳源的有____________。(2)将采集到的样品接种培养，苯酚用量应随转接次数增加而逐渐________，以达到富集酚降解菌的目的。若上图平板中菌落过于密集，应进一步____________，以便于菌落计数与分离。制备平板培养基时除了需要水、营养物质外，还必须添加________。(3)下图为连续划线法示意图，在图中____________(填图中序号)区域更易获得单菌落。(4)采用比色测定法(使用苯酚显色剂)检测降解后的废水中苯酚残留量。先制作系列浓度梯度并进行显色反应，下表中1～5号比色管的苯酚浓度应分别为____________。管号123456苯酚浓度(mg/L)1如果废水为50mg/L苯酚溶液，降解后约有21%的苯酚残留，则需将残留液稀释________(填序号：①5②10③20)倍后，再进行比色。【答案】(1)蛋白胨、苯酚(2)增加稀释涂布凝固剂(3)③(4)0、0.2、0.4、0.6、0.8③【解析】(1)富集培养基中蛋白胨、苯酚都是含碳的有机物，可作为碳源。(2)欲富集酚降解菌，随转接次数的增加，应逐渐增加培养基中苯酚的含量；若接种培养后平板上菌落过于密集，则应进一步稀释后再进行涂布，以降低平板上菌落密度，便于菌落计数与分离；平板培养基是固体培养基，除含有水、营养物质(碳源、氮源、无机盐等)外，还需添加琼脂作为凝固剂。(3)利用连续划线法接种时，最后的划线区域(③)中，菌体的密度较小，容易获得单菌落。(4)因系列浓度梯度中6号比色管中苯酚浓度为1mg/L，故1～5号比色管中的苯酚浓度应分别为0mg/L、0.2mg/L、0.4mg/L、0.6mg/L、0.8mg/L；根据题意，废水为50mg/L苯酚溶液，降解后约有21%的苯酚残留，要使稀释后的苯酚残留液浓度介于0～1mg/L，需将残留液稀释20倍左右。题型三发酵工程及其应用例题1．目前发酵工程在医药工业上的应用还没有实现的是()A．生产抗生素 B．生产免疫调节剂C．生产激素 D．生产紫杉醇【答案】D【解析】紫杉醇、青蒿素前体等化合物目前只能从植物体中分离提取，还不能用微生物来生产。例题2.下列关于发酵工程的说法不正确的是()A．发酵产品是微生物细胞本身时，可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥B．谷氨酸的发酵生产在中性和弱碱性条件下容易形成谷氨酰胺C．发酵产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施获得产品D．生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉【答案】B【解析】谷氨酸的发酵生产在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸，在酸性条件下会容易形成谷氨酰胺和N－乙酰谷氨酰胺。例题3.发酵工程的一项关键措施是灭菌，下列关于灭菌的叙述正确的是()A．培养基和发酵设备均需要严格灭菌B．灭菌是杀死培养基中的一切细菌和真菌C．通入无菌空气可以达到灭菌的目的D．pH调到7左右灭菌效果最好【答案】A【解析】培养基的灭菌是杀死培养基中的一切微生物，故B错误；为防止杂菌污染，通入的空气也要是无菌的，但不是通入无菌空气就可以达到灭菌的目的，故C错误；灭菌效果与pH无直接关系，故D错误。例题4.传统发酵技术和现代发酵工程都是利用各种微生物的代谢来实现相关产品的生产的，下列微生物在发酵生产产品过程中需要提供空气或氧气的是()①酵母菌②醋酸菌③乳酸菌④毛霉⑤谷氨酸棒状杆菌A．④⑤ B．①②④⑤C．①②③ D．②④⑤【答案】D【解析】酿酒是利用酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵的原理，发酵过程不需提供氧气；醋酸菌是好氧细菌，在氧气充足条件下才能进行醋酸发酵，故需提供氧气；乳酸菌为厌氧菌，无氧条件下生成乳酸，不需氧气；毛霉为需氧型真核生物，发酵过程需要提供空气或氧气；谷氨酸棒状杆菌为需氧菌，在生产谷氨酸过程中要不断充入无菌空气。故D正确。【解题技巧提炼】1．发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。2．发酵工程中使用的性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。3．发酵工程具有生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点。4．以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的微生物菌体，即单细胞蛋白。5．发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决粮食、环境、健康和能源等方面的重大问题上，作出了越来越大的贡献。1．发酵工程中关于菌种的选育不正确的是()A．自然界中筛选菌种 B．通过诱变育种C．通过有性杂交育种 D．采用基因工程育种【答案】C【解析】发酵工程中使用的性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。2．发酵工程灭菌的目的是()A．杀死细菌B．杀死真菌C．杀死所有微生物D．加大氮源、碳源的比例【答案】C【解析】灭菌是使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。3．分离、提纯产物是制取发酵产品不可缺少的阶段。产品不同，分离、提纯的方法也不同，对产品的代谢物常采用的措施是()①过滤②沉淀③提取④分离⑤纯化A．①③④ B．①②③C．②③④ D．③④⑤【答案】D【解析】发酵工程的代谢产品可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。4.以下关于微生物饲料的叙述不正确的是()A．酵母菌生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂B．用单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家畜、家禽增重快C．青贮饲料中添加乳酸菌可以提高饲料的品质，使饲料保鲜D．微生物饲料可以抑制病原微生物的生长，减少病害的发生【答案】D【解析】有些微生物肥料可以抑制土壤中病原微生物的生长，减少病害的发生，微生物饲料没有这方面的作用。5.下列关于发酵工程在其他方面的应用，叙述错误的是()A．利用纤维蛋白废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质已取得成功B．发酵原料的改变对解决资源短缺与环境污染问题具有重要意义C．嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂D．嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量【答案】A【解析】利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质已取得成功。1..酵母菌培养过程中的生长曲线如图所示，a、b、c、d分别表示不同的生长时期，其中适于作为生产用菌种的时期是()A.a B.b C.c D.d【答