知识必背22 发酵工程-备战2025年高考生物一轮复习知识点框架梳理（基础+要点提升）

5.1 发酵工程 小专题 【微生物需要的营养物质】 碳源 凡是能为微生物提供生长繁殖所需碳元素的营养物质，就叫作碳源。碳源可分为有机碳源(如葡萄糖、蔗糖、淀粉等有机物)和无机碳源(如二氧化碳、碳酸盐等无机物两大类。 糖类是常用的碳源，尤其是葡萄糖。碳源主要用于合成微生物的细胞物质和一些代谢产物，为微生物的正常生长繁殖提供物质基础，有机碳源除了为异养型微生物提供碳源,还为微生物的生长繁殖提供能量。 氮源 凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物质，就叫作氮源。氮源可分为有机氮源(如氨基酸、蛋白质、核酸等)和无机氮源(如NH3、NH4+、NO3-、N2等)两大类。大多数微生物利用的是有机氮源，但一些微生物如固氮根瘤菌可以利用空气中的N2，将其转化为无机盐，为自身和共生植物提供氮源。对于异养生物来说，含C、H、0、N的化合物既是碳源,也是氮源。 生长因子 在充足的碳源、氮源、无机盐和水等条件下，有些微生物还是不能正常生长，还需要额外补充一些有机物，如维生素、氨基酸、碱基等。这些微生物生长不可缺少的微量有机物就叫作生长因子。微生物之所以需要补充一些生长因子，是因为它们缺乏合成这些物质所需的酶或合成能力有限。一些天然的物质如蛋白胨、动物组织提取液等，可以为微生物提供生长因子。不同微生物所需的生长因子各不相同。 【微生物培养基的类型】 根据培养基的化学成分，可分为合成培养基、天然培养基等。若是用多种化学试剂配制，且每种成分及含量都很明确的培养基，称为合成培养基，这类培养基常用于微生物的分类、鉴定等;若是用动植物或微生物及其提取物配制而成的培养基，称为天然培养基，如牛肉膏蛋白胨培养基、玉米粉培养基等，牛肉膏蛋白胨培养基常用于实验室培养微生物，玉米粉培养基可用于工业上大规模的微生物发酵生产。 根据培养基的物理状态，可分为液体、半固体、固体培养基。若培养基不含凝固剂(如琼脂 )，呈液体状态，称为液体培养基;若液体培养基中添加了琼脂等凝固剂，使培养基成为固体状态，则称为固体培养基。液体培养基主要用于微生物的富集、扩大培养和代谢产物的生产等;固体培养基主要用于微生物的分离、纯化、计数、保藏和鉴定等。若把少量的凝固剂加入液体培养基中，就制成了半固体培养基，这种培养基可用来观察微生物的运动特征，如将带有鞭毛的细菌在半固体培养基中培养，可以观察到其运动痕迹。 根据培养基的用途，可分为选择培养基和鉴别培养基。 选择培养基：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。 以纤维素为唯一碳源的培养基(筛选能分解纤维素的微生物) 以尿素为唯一氮源的培养基(筛选能分解尿素的微生物 ) 添加某种抗生素的培养基(筛选能抵抗这种抗生素的微生物) 缺少某些生长因子的培养基(筛选能合成相关生长因子的微生物) 鉴别培养基：加入能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而达到只需用肉眼辨别颜色就可找出目的菌菌落的培养基。 刚果红培养基(鉴别纤维素分解菌)、酚红培养基（鉴别尿素分解菌）、伊红一美蓝培养基（鉴别大肠杆菌） 【微生物的代谢类型】 1.同化作用 光能自养型 能量来源：光 碳源：二氧化碳 例如：蓝细菌、紫硫细菌等 化能自养型 能量来源：无机物(从氧化无机物中获取能量 ) 碳源：二氧化碳 例如：硝化细菌、硫细菌(从对H2S、硫、亚硫酸盐等的氧化过程中获取能量 ) 异养型 能量来源：有机物 碳源：有机物 例如：绝大多数原核生物、原生动物，全部真菌等 2.异化作用又叫作分解代谢，是指生物体把自身的一部分组成物质加以分解，释放出其中的能量，并且把分解的终产物排出体外的过程。根据生物体在异化作用过程中对氧的需求情况，可分为需氧型、厌氧型和兼性厌氧型三种。微生物的代谢包括同化作用和异化作用两个方面，如蓝细菌的代谢类型是(光能)自养需氧型，乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型，硝化细菌的代谢类型是(化能)自养需氧型，酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型。 【微生物的代谢产物】 微生物在代谢过程中会产生多种多样的产物，根据代谢产物与微生物生长繁殖的关系，可以分为初生代谢物和次生代谢物两类。 初生代谢物是指微生物通过代谢活动产生的自身生长繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂质、维生素等。 次生代谢物是指微生物生长到一定阶段才产生的，化学结构十分复杂，对该微生物无明显作用或并非微生物生长繁殖所必需的物质，如抗生素、激素、毒素、色素等。 【无菌技术】 无菌技术是指防止微生物污染的技术，无菌技术主要包括消毒和灭菌两个方面。 消毒--杀死部分微生物 消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。 煮沸消毒 煮沸消毒通常是在100℃煮沸5~6min，可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢，常用于日常生活的饮水和食品用具的消毒。 巴氏消毒 巴氏消毒是在63~65 ℃消毒30min或72~ 76 ℃处理15s或80~ 85 ℃处理10~ 15s，通常用于不耐高温的液体，如牛奶的消毒，既可以杀死绝大多数微生物，又不破坏牛奶的营养成分。 化学药物消毒 化学药物消毒种类很多，如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源、用次氯酸钠等制成的消毒液擦拭桌面、地面等。 紫外线消毒 紫外线消毒常用于室内空气和物体表面的消毒，如接种室、超净工作台在使用前，一般要用紫外线照射30min，以杀死空气中或物体表面的微生物。紫外线可以破坏微生物的核酸，从而抑制DNA的复制、转录和翻译等;紫外线可以破坏蛋白质的分子结构使蛋白质变性失活;紫外线还可以使空气中的氧气生成臭氧或使水氧化生成过氧化氢，二者均具有杀菌能力。 生物消毒法（课本p10 相关信息，希望大家自己每本书都地毯式过一遍，毕竟我可能在编辑过程中会有遗漏，真心希望大家在一轮复习中夯实基础，之后才有质的飞跃）是指利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法。例如，有的微生物能够寄生于多种细菌体内，使细菌裂解，因此可以用它们来净化污水、污泥。 灭菌--杀死全部微生物 灭菌是指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。灭菌和消毒最大的区别在于对微生物生长繁殖的控制程度不同。灭菌能够杀死物体内外所有的微生物包括营养体、休眠体和繁殖体;但是消毒一般只作用于物体表面，且不一定能杀死抗逆性较强的休眠体和繁殖体等。 湿热灭菌 湿热灭菌常用高压蒸汽灭菌。高压蒸汽灭菌使用高压蒸汽灭菌锅，提供121 ℃、压力为100kPa的水蒸气环境，维持15~30 min，可以杀死所有的微生物。 干热灭菌 干热灭菌是指使用热空气杀灭微生物的方法，一般是将灭菌物品包装就绪后，放入干热灭菌箱(电烘箱)中烘烤，即加热至160~170℃，维持1~2h。干热灭菌常用于玻璃器皿、金属用具的灭菌。 灼烧灭菌 灼烧灭菌是指将微生物的接种工具，如接种环、接种针、涂布器或其他金属用具，直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以迅速彻底地灭菌。此外，在接种过程中，试管口、瓶口等容易被污染的部位，也可以通过火焰灼烧来灭菌。 【分离和纯化】 分离和纯化是指从混杂的微生物群体中获得只含有某一种或某一株微生物的过程，其基本原理是让待分离的微生物在固体培养基上生长形成单菌落(由单个微生物繁殖形成的微生物群体)，挑取单菌落即可获得纯培养物。 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，获得纯培养物的过程就是纯培养。 培养物和纯培养物是微生物学中的两个基本概念，它们的区别主要体现在以下几个方面： 定义上的区别： 培养物：指的是将微生物接种于培养基内，在适宜的条件下形成的含有特定种类（一类就可以，不一定只有一种）微生物的群体。 纯培养物：指的是由单一微生物个体繁殖所获得的微生物群体。 形成过程的区别： 培养物的形成涉及多个微生物的集合，这些微生物共同生长在一个培养基上。 纯培养物的形成则只涉及单一微生物的繁殖，通常是通过平板划线法或稀释涂布平板法等方法，将单个微生物分散在固体培养基上，从而形成单菌落。 应用场景的区别： 培养物常用于研究多种微生物的相互作用或混合效应，或在工业生产中大规模生产某些产品。 纯培养物则常用于微生物的鉴定、分类和研究，特别是在需要精确控制微生物种类和数量的情况下。 总结来说，培养物是一个包含多种微生物的群体，而纯培养物则是单一微生物的繁殖体。两者在科学研究和实际应用中都扮演着重要角色，但功能和目的有所不同。 微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。 【微生物的数量测定】 血细胞计数板或细菌计数板计数是常用的直接计数法之一。测定时，取定量稀释的单细胞培养物悬液放置在血细胞计数板或细菌计数板上，然后在显微镜下计数一定体积中的平均细胞数，最后计算出样品中的细胞数。细菌计数板与血细胞计数板的计数原理相同两者的区别是计数室的高度不同，细菌计数板计数室的高度是0.02mm，而血细胞计数板计数室的高度是0.1mm，前者适用于体积较小的微生物的计数，后者适用于酵母菌等体积较大的微生物的计数，可用于测定培养液中酵母菌种群数量的变化。 当样品中微生物数量很低时，如测定水、空气中的微生物数量时，可以采用滤膜法计数。原理是将待测样品通过微孔薄膜过滤、浓缩，然后将滤膜干燥、染色，并经处理使膜透明，再在显微镜下统计膜上的微生物数量。 间接计数法 与直接计数法不同的是，间接计数法需要先培养，让微生物在固体培养基上形成菌落或让微生物在液体培养基中生长，用菌落数或液体培养基的浑浊程度反映微生物的数量。常用的间接计数法有稀释涂布平板法、滤膜培养法等。 【传统发酵技术】 泡菜发酵反应式： 果酒发酵反应式： 果醋发酵反应式： 【发酵工程的基本环节】 选育菌种：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。 　↓ 扩大培养：增加菌种数量 　↓ 配制培养基：在菌种确定后选择原料，反复试验确定培养基配方 　↓ 灭菌：培养基和发酵设备都必须严格灭菌 　↓ 接种：无菌操作 　↓ 实例：谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。 　↓ 　↓ 获得产品 生产微生物直接合成的产物：如青霉素、谷氨酸等，则可从自然界中先分离出相应菌种，再用物理或化学的方法诱变育种，从突变个体中筛选出符合生产要求的优良菌种。 生产微生物不能合成的产品：用基因工程、细胞工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造，以构建工程细胞或工程菌，从而达到生产相应产品目的。 【发酵工程的运用】 1.在食品工业上的应用： （1）传统的发酵产品：明显提高产品的产量和质量。 例如：利用黑曲霉生产酱油；利用酵母菌生产酒类。 （2）食品添加剂：增加食品的营养，改善食品的口味、色泽和品质，延长食品的保存期。 例如：利用黑曲霉生产柠檬酸；利用谷氨酸棒状杆菌生产味精。 （3）酶制剂：用于食品的直接生产、改进生产工艺、简化生产过程、改善产品的品质和口味、延长食品储存期和提高产品产量等方面 例如：淀粉酶、果胶酶、脂肪酶和氨基肽酶等。 2.在医药工业上的应用： (1)工程菌：人们可以采用基因工程的方法，将植物或动物的基因转移到微生物中，获得具有某种药物生产能力的微生物。 例如：未来可能用微生物来生产过去只能从植物中提取的紫杉醇、青蒿素前体等化合物。 (2)改造菌种：人们可以采用基因工程等的方法直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。 例如：利用经过基因改造的微生物进行发酵生产生长激素释放抑制激素。 (3)疫苗：科学家还利用基因工程，将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物就可以作为疫苗使用。 例如：将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵生产疫苗。 3.在农牧工业上的应用： (1)生产微生物肥料：根瘤菌肥 固氮菌肥等 增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长，抑制土壤中病原微生物的生长。 (2)生产微生物农药：苏云金杆菌等。 生物防治的重要手段，将在农业的可持续发展方面发挥越来越重要的作用。 (3)生产微生物饲料：单细胞蛋白等。 生物饲料，能使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高。 4.在其他方面上的应用： (1)解决资源短缺和环境污染问题：利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。 (2)对极端微生物的利用：利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。 【例题】 1．（2024·湖北·高考真题）制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是（    ） A．食用醋的酸味主要来源于乙酸 B．醋酸菌不适宜在无氧条件下生存 C．醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶 D．葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内 【答案】D 【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 【详解】A、食用醋的酸味主要来自醋酸，醋酸学名乙酸，A正确； B、醋酸菌是好氧型细菌，不适宜在无氧的条件下生存，B正确； C、在制醋时，缺失原料的情况下，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，因此醋酸菌体内含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C正确； D、醋酸菌属于细菌，没有核膜包被的细胞核和众多细胞器，因此没有线粒体，D错误。 故选D。 2．（2024·山东·高考真题）在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是（　　） A．相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生速率越慢 B．发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量 C．发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长 D．发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品 【答案】D 【分析】发酵工程：（1）定义：利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品；主要为微生物细胞本身或者其代谢产物。（2）分离、提纯产物：产品若是微生物细胞，在发酵结束后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥；产品若是微生物代谢物，则根据产物的性质采取 适当的提取、分离和纯化措施。 【详解】A、黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧，相同菌体密度下，菌球体越大越不利于菌体与氧气接触，柠檬酸产生速率越慢，A正确； B、菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制，发酵中期添加一定量的硫酸铵，提高铵离子浓度，菌体内可提高柠檬酸产量，B正确； C、发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必须的酶失活，可抑制大部分细菌的生长，C正确； D、发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得柠檬酸产品，D错误。 故选D。 3．（2024·广东广州·二模）双层平板法是对噬菌体进行计数的常用方法。在培养皿中倒入琼脂含量为2%的培养基凝固成底层平板后，将琼脂含量为1%的培养基熔化并冷却至45~48℃，然后加入敏感指示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，根据噬菌斑的数目可计算原液中噬菌体的数量。下列叙述错误的是（    ） A．倒平板前需利用不同方法对培养基和培养皿进行灭菌 B．若利用双层平板法对T2噬菌体进行计数，可选用乳酸菌为敏感指示菌 C．上层平板中出现噬菌斑的原因是噬菌体侵染宿主细菌使其裂解死亡 D．若上层平板中琼脂浓度较低，可能形成的噬菌斑较大，有利于计数 【答案】B 【分析】双层平板法，先在培养皿中倒入底层固体培养基，凝固后再倒入含有宿主细菌和一定稀释度噬菌体的半固体培养基。培养一段时间后，计算噬菌斑的数量。双层平板法的优点：①加了底层培养基后，可使原来底面不平的玻璃皿的缺陷得到了弥补；②所形成全部噬菌体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；③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。 【详解】A、对培养基进行灭菌，常用高压蒸汽灭菌法，而对培养皿进行灭菌，常用干热灭菌，A正确； B、T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌中的病毒，故T2噬菌体的宿主细菌是大肠杆菌，不能用其他细菌代替，B错误； C、噬菌体寄生于宿主细菌内，二者混合培养一段时间后，在上层平板上出现一些噬菌斑，这是噬菌体侵染宿主细菌使其裂解死亡所致，C正确； D、与底层平板相比，上层平板中琼脂浓度较低的好处是形成的噬菌斑较大，有利于计数，D正确。 故选B。 4．（2024·广东广州·二模）产黄青霉菌是一种好氧真菌，其生长繁殖的适宜温度是30℃，但在20℃的条件下才会大量合成分泌青霉素。工业上采用玉米浆、棉籽饼等作为原料，通过合理设计，进行青霉素的生产。已知青霉素在碱性条件下易水解，下列叙述，错误的是（　　） A．要选育符合生产要求的产黄青霉菌，可采用诱变育种或基因工程育种等方法 B．发酵过程中需要对发酵罐及时加热或降温处理，还要及时调节pH、通入无菌空气 C．发酵过程采用单一菌种进行发酵，有助于提高青霉素的产量和品质 D．发酵结束后，应将发酵液进行离心取菌体并进行破碎处理，从中提取青霉素 【答案】D 【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配置、灭菌，接种，发酵、产品的分离、提纯等方面。 【详解】A、发酵工程中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，A正确； B、发酵过程中需要严格控制发酵条件，维持产黄青霉素菌的适宜代谢环境，包括及时加热或降温，保持适宜的温度；及时调节pH，保证菌种的生长，避免青霉素水解；通入无菌空气，使其进行有氧呼吸，B正确； C、在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉，C正确； D、青霉素是分泌到细胞外的代谢产物，提取之前不需要破碎处理，D错误。 故选D。 5．（2024·广东广州·模拟预测）发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下，其中米曲霉为好氧微生物，可分泌一些酶类将大分子物质分解。下列叙述，正确的是（    ） A．米曲霉所分泌蛋白酶和脂肪酶，能分解氨基酸、脂肪酸等物质 B．该发酵过程的菌种为米曲霉、乳酸菌、酵母菌等，所需氮源主要来自于小麦 C．粮食为米曲霉发酵提供营养物质，此外还需向发酵罐内通入空气并进行搅拌 D．转至发酵池发酵的过程中，需要提供有氧条件，以抑制杂菌污染和繁殖 【答案】C 【分析】由题图信息分析可知，酿造酱油主要利用的是米曲霉，能够产生蛋白酶和脂肪酶，将蛋白质和脂肪分别水解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸。 【详解】A、酶具有专一性，米曲霉所分泌蛋白酶和脂肪酶，能分解蛋白质和脂肪，A错误； B、该发酵过程的菌种为米曲霉、乳酸菌、酵母菌等，所需氮源主要来自于大豆中的蛋白质，B错误； C、米曲霉代谢类型是异养需氧型，所以粮食为米曲霉发酵提供营养物质，此外还需向发酵罐内通入空气并进行搅拌以增加发酵罐内的氧气，C正确； D、发酵池内发酵主要是无氧发酵，所以转至发酵池发酵的过程中，需要提供无氧条件，D错误。 故选C。 6．（2024·湖北黄冈·二模）测定水样是否符合饮用水的卫生标准，常用滤膜法测定大肠杆菌的总数。大肠杆菌在含有伊红—亚甲蓝的固体培养基上长出的菌落呈深紫色。滤膜法测定大肠杆菌数目的流程如下：用滤膜过滤待测水样或其稀释液→水样或稀释液中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到伊红—亚甲蓝琼脂平板上培养→统计滤膜上菌落数目。下图为将待测水样稀释10倍后取100ml稀释液时的测定结果。相关叙述正确的是（　　） A．伊红—亚甲蓝琼脂培养基属于选择培养基 B．图中1L待测水样中含大肠杆菌约1700个 C．为减小误差，应对所有实验组平板进行计数并取平均值 D．为防止杂菌污染，过滤装置和培养基使用前需干热灭菌 【答案】B 【分析】1、伊红—亚甲蓝培养基通常用于鉴别大肠杆菌，其原理是大肠杆菌能分解乳糖产生大量的混合酸，菌体带H+，故菌落被染成黑色，从菌落表面的反射光中还可以看到金属光泽。 2、由题图信息分析可知，滤膜法是检测水样中大肠杆菌群的方法。将一定量水样注入已灭菌的微孔薄膜的滤器中，经过抽滤，细菌被截留在滤膜上，将滤膜贴于培养基上，经培养后计数和鉴定滤膜上生长的大肠杆菌菌落，依据过滤水样体积计算每升或每100毫升水样中的大肠杆菌菌群数。该方法操作简单、快速，主要适用于杂质较少的水样。 【详解】A、伊红一亚甲蓝琼脂培养基属于鉴别培养基，A错误； B、识图分析可知，图中滤膜上菌落数目为17个，该图为将待测水样稀释10倍后取100ml稀释液时的测定结果，因此1L待测水样中含大肠杆菌约17÷0.1×10=1700个，B正确； C、为减小误差，一般需对实验组菌落数为30～300的平板进行计数并取平均值，C错误； D、培养基应湿热灭菌，常采用高压蒸汽灭菌法，D错误。 故选B。 7．（2024·湖北武汉·模拟预测）某细菌的野生株能在基本培养基上生长，该细菌的亮氨酸缺陷型突变株因无法合成亮氨酸，只能在完全培养基上生长。如图是运用影印培养法（一种类似“盖章”的接种方法，使一系列培养皿的相同位置上能出现相应菌落）纯化亮氨酸缺陷型突变株的部分流程，数字1~5表示菌落。下列叙述正确的是（　　） A．培养基A是基本培养基，培养基B是完全培养基 B．培养基A、B均为固体培养基，倒平板操作后，进行高压蒸汽灭菌 C．培养基B“盖章”接种后，需要用涂布器将菌种在培养基表面涂布均匀 D．可从培养基A中挑取菌落3、4进行纯化培养以获得亮氨酸缺陷型突变株 【答案】D 【分析】题图分析：由图可知，经培养基A能长出5个菌落，经培养基B的培养平板表面留下1号、2号、5号三个菌落。由此可推出培养基A是完全培养基，培养基B是基本培养基。其中3号、4号是亮氨酸缺陷型突变株繁殖而来的菌落。 【详解】A、由题干可知，亮氨酸缺陷型突变株无法合成亮氨酸，无法在基本培养基上生长，只能在完全培养基上生长，与A相比，B中缺少了3、4两个菌落，说明3、4菌落即是亮氨酸缺陷型突变株繁殖而来的，A为完全培养基，B为基本培养基，A错误； B、对培养基进行高压蒸汽灭菌后再进行倒平板操作，B错误； C、培养基B“盖章”接种后，要注意“盖章”的方向不能改变，防止菌落位置不一致，不能用涂布器涂布均匀，C错误； D、由图可知，3和4菌落是亮氨酸缺陷型突变株生长繁殖形成的，因此从培养基A中挑取菌落3、4进行纯化培养即可获得亮氨酸缺陷型突变株，D正确。 故选D。 8．（24-25高三上·福建厦门·期中）酱油在我国食品史上有着悠久的历史。利用米曲霉酿制酱油的工艺流程为大豆浸泡→蒸料→接种→通风制曲→盐水发酵→沉淀→灭菌。下列相关分析错误的是（　　） A．“蒸料”可防止杂菌污染 B．“制曲”是发酵工程的中心环节 C．盐水既能防止杂菌污染，又能增加酱油的风味 D．发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域 【答案】B 【分析】发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。 【详解】A、“蒸料”可以高温杀菌，防止杂菌污染，A正确； B、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，“制曲”不是发酵工程的中心环节，B错误； C、盐水既能防止杂菌污染（使杂菌失水死亡），又能增加酱油的风味，C正确； D、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，做出了越来越大的贡献，D正确。 故选B。 9．（24-25高三上·陕西·期中）利用纤维素酶降解秸秆生产燃料乙醇，对缓解全球能源危机有重大意义。科研人员开展选育高产纤维素酶菌株的相关研究，过程如图1。鉴定高产纤维素酶菌株是否产生，可使用刚果红平板法。其原理是纤维素被分解，刚果红无法与纤维素的分解产物结合，培养基中的菌落周围会形成透明圈，如图2。下列叙述正确的是（    ） A．采集的黑土壤需经过高压蒸汽灭菌再进行富集培养 B．人工筛选可以使产纤维素菌株发生定向进化，诱变处理使每个细菌的产纤维素酶能力提高 C．配制CMC平板培养基需加入纤维素为唯一碳源和蛋白胨为唯一氮源 D．图2中两个透明圈内的微生物均能将分解纤维素的酶分泌到细胞外 【答案】D 【分析】采用富集培养的方法筛选出高产纤维素酶菌株，经过的一般步骤是采集菌样→富集培养→纯种分离→性能测定，在进行富集培养前一般不对黑土壤进行高压蒸汽灭菌处理，避免杀死菌种。 【详解】A、高压蒸汽灭菌会杀死黑土壤中的微生物，因此无法培养出产纤维素酶的菌株，A错误； B、人工筛选可以决定产纤维素菌株进化的方向，但变异是不定向的，因此无法保证每个细菌的产纤维素酶能力都能提高，B错误； C、蛋白胨即是氮源也是碳源，C错误； D、图2中两处位置都出现透明圈，说明菌落周围的纤维素都已被分解，因此确定纤维素酶出现在细胞外，D正确。 故选D。 10．（24-25高三上·甘肃金昌·期中）发酵工程一般包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。如图所示为发酵工程生产产品的流程图，下列相关叙述错误的是（　　） A．若⑥为人生长激素，则可通过①基因工程培育菌种 B．可通过检测培养液中产物浓度来了解发酵罐内的发酵进程 C．发酵工程使用的是液体培养基，发酵过程中可能需要不断搅拌 D．若⑦是谷氨酸，则应采用过滤、沉淀等方法将产物分离和干燥 【答案】D 【分析】1、发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物，另一类是菌体本身。产品不同，分离提纯的方法一般不同。①如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；②如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。 2、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。 3、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强，因而可以得到较为专一的产物。 【详解】A、用工程菌生产人类生长激素，可采用基因工程技术将人生长激素基因导入细菌中，A正确； B、发酵罐内发酵是整个发酵过程的中心环节，可以通过检测发酵液中的微生物数量及产物浓度等了解发酵进程，B正确； C、用于发酵的培养基均为液体培养基，发酵过程中可能需进行搅拌，搅拌的目的是增加培养液中的溶解氧或使菌体能与发酵液充分接触，C正确； D、若⑦是菌体，可采用过滤、沉淀等方法将产物分离和干燥，氨基酸是小分子物质，不能通过这些方法进行分离，D错误。 故选D。 11．（24-25高三上·甘肃金昌·期中）传统的发酵技术在我国历史源远流长。下列关于传统发酵技术的应用叙述，正确的是（　　） A．家庭制作的泡菜“咸而不酸”，主要是因食盐加入过多抑制了菌种的生长 B．腐乳制作中起主要作用的是曲霉，后期加入香辛料有调味和防腐的作用 C．在果酒、果醋的制作过程中，发酵液的pH逐渐升高，菌种数量先增后减 D．C6H2O6+2O2→酶→2CH3COOH+2H2O+2CO2由酵母菌在O2和糖源均充足时完成 【答案】A 【分析】1、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 2、泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。 【详解】A、家庭制作的泡菜“咸而不酸”，主要原因是食盐加入过多抑制了菌种的生长，A正确； B、腐乳制作中起主要作用的是毛霉，B错误； C、在果酒、果醋的制作过程中，发酵液的pH逐渐降低，菌种数量先增后减，C错误； D、C6H12O6+2O22CH3COOH+2H2O+2CO2+能量，是醋酸菌在O2和糖源均充足的条件下完成的，D错误。 故选A。 13．（2024·湖北武汉·二模）沙门氏菌是影响畜产品品质的重要病原菌之一。若使用庆大霉素（GM）等抗生素治疗，会有细菌耐药性和抗生素残留等问题。如使用植物乳杆菌等益生菌（可分泌抗菌物质）替代治疗，可有效解决上述问题。已知MRS培养基常用于培养植物乳杆菌。回答下列问题： (1)为探究LPC（用MRS培养植物乳杆菌后获得的上清液）对沙门氏菌生长的影响，研究人员进行了相关实验，测得不同处理下沙门氏菌的生长曲线如图1所示。需选用物理状态为 （填“液体”或“固体”）的培养基，才能用抽样检测的方法估算沙门氏菌的种群数量。据图1分析，该实验结论为 。若不改变现有条件，沙门氏菌组继续培养72h后，种群数量不再增加，限制其种群增长的生物因素是 。 (2)为进一步研究LPC对沙门氏菌的作用机制，对实验组的LPC进行了如下处理：NaOH-LPC（加入NaOH调节pH值至近中性）、Heat-LPC（用100℃处理15min），再采用 （方法）接种沙门氏菌进行抑菌圈实验，结果如图2所示。分析设置MRS组的目的是 。根据实验结果分析，LPC的热稳定性 （填“强”或“弱”），LPC对沙门氏菌发挥作用的机制是 。 【答案】(1) 液体 LPC抑制沙门氏菌的生长（答出“抑制生长”的意思即可） 种内竞争（加剧） (2) （稀释）涂布平板法 为排除植物乳杆菌培养液（MRS培养基）对实验结果的影响 强 可能是因为LPC中含有酸性物质（pH为酸性），可以起到抑制沙门氏菌生长的作用 【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质；根据物理性质分为固体培养基和液体培养基，培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物种和氧气的要求。 【详解】（1）需选用物理状态为液体的培养基，才能用抽样检测的方法估算沙门氏菌的种群数量，而且液体培养基有利于菌种与营养物质充分结合，利于其繁殖。据图1分析，与对照组相比，LPC组沙门氏菌的数量显著降低，说明LPC抑制沙门氏菌的生长。若不改变现有条件，沙门氏菌组继续培养72h后，种群数量不再增加，限制其种群增长的生物因素是空间和资源是有限的，种群数量增多，种内竞争加剧。 （2）据图2菌落分布状态可知，采用（稀释）涂布平板法接种沙门氏菌进行抑菌圈实验。设置MRS组的目的是为排除植物乳杆菌培养液（MRS培养基）对实验结果的影响，使实验结果更加准确。根据实验结果分析，Heat—LPC组与LPC组的抑菌圈大小一致，说明LPC的热稳定强，NaOH-LPC组没有出现抑菌圈，说明碱性条件下LPC没有发挥作用，故推测LPC对沙门氏菌发挥作用的机制是可能是因为LPC中含有酸性物质(pH为酸性)，可以起到抑制沙门氏菌生长的作用。 14．（23-24高二上·江苏扬州·阶段练习）太湖流域每年都会因N、P排放超标，出现严重的富营养化现象，对周围居民的生活和饮水安全造成影响。如图为科研人员通过对太湖某区域的生物组成及其食物关系调查，绘制的部分食物网示意图。回答下列问题： (1)上图所示的食物网中所有生物 （“能”或“不能”）构成一个群落，理由是 。调查得知鲚鱼和银鱼摄食不同类型的浮游动物，这将有利于减弱两者之间的 关系。 (2)太湖中的鲢鱼主要生活在水体上层，鲚鱼、银鱼主要生活在水体中层和中下层，鲫鱼主要生活在水体底层，这样的群落结构在生态学上的意义是 。 (3)当湖水出现富营养化时，通过投入生态浮床和种植挺水植物，能够一定程度抑制藻类等浮游植物生长，分析其原因是 （答出两点即可）。 (4)研究者用血球计数板（1mm×1mm×0.1mm）对治理后的某单细胞藻进行计数。在相同样点取多个湖水样品混合后，稀释100倍进行计数，结果如图所示。治理后该藻种群密度为 个/L。 (5)下表为太湖某区域生态系统的能量分析数据（单位：KJ·m-2·a-1），其中Ⅰ—Ⅳ表示食物链中不同的营养级，能量X为用于生长发育的能量。则表中生物类群V和能量Y分别表示的是 和 ，最高营养级及其上一营养级之间的能量传递效率为 （保留两位小数）。 生物类群 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 同化能量 871.27×105 141.1×105 15.91×105 0.88×105 211.85×103 能量X 369.69×105 61.77×105 2.81×105 0.34×105 19.26×105 能量Y 501.58×105 79.33×105 13.1×105 0.54×105 192.59×105 【答案】(1) 不能 食物网只涉及生产者和消费者，不包括分解者 种间竞争 (2)使生物充分利用空间、食物等环境资源 (3)生态浮床和芦苇等挺水植物遮挡阳光抑制藻类生长；吸收水中的N、P等无机盐抑制藻类生长 (4)6×1011 (5) 分解者 呼吸作用以热能形式散失的能量 5.53% 【分析】生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，三者缺一不可；物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态；信息传递是双向的，能量流动是单向的，物质循环具有全球性。每一营养级能量的去路：①流向下一营养级（最高营养级除外），②自身呼吸消耗，③分解者分解利用，④未被利用。 【详解】（1）生物群落包括生态系统中全部的生物，该食物网中只含有部分生产者和消费者，缺少分解，不能构成一个生物群落。调查得知鲚鱼和银鱼摄食不同类型的浮游动物，由于二者处于同一营养级，所以该现象减弱他们之间的（种间）竞争关系。 （2）鲢鱼主要生活在水体上层，鲚鱼、银鱼主要生活在水体中层和中下层，鲫鱼主要生活在水体底层，这体现了群落的垂直结构，该结构使生物充分利用空间、食物等环境资源。 （3）生态浮床和芦苇等挺水植物遮挡阳光抑制藻类生长，同时吸收水中的N、P等无机盐抑制藻类生长，因此投入生态浮床和种植挺水植物，能够一定程度抑制藻类等浮游植物生长。 （4）据题意可知，该血球计数板的规格为l mm×1 mm×0.1 mm，25×16，即一个大方格含有25个中方格，据图可知，一个中方格有24个某单细胞藻，因此一个大方格酵母菌数量为24×25=600个，一个大方格内的细胞悬液体积是0.1微升，1微升=0.001毫升，培养液稀释倍数为100倍，因此培养液中某单细胞藻的密度为600×104×102×103=6×1011个/L。 （5）表中I—IV表示食物链中不同的营养级，所以Ⅴ不属于生产者和消费者，是分解者；能量X+能量Y=同化的能量，而同化的能量中大部分是通过呼吸作用消耗，所以Y表示呼吸作用以热能形式散失的能量；根据同化的能量的数据，最高营养级是Ⅳ，上一营养级Ⅲ，二者之间的能量传递效率为（0.88×10⁵）÷（15.91×10⁵）=5.53%。 15．（24-25高二上·陕西宝鸡·期中）利用传统发酵技术制作果酒、果醋、腐乳和泡菜，可以大大丰富人们的饮食。但是如果控制不好发酵条件或操作不当，往往得不到相应的产品或者产生有害物质等。这样会严重影响人们的健康。请回答下列相关问题： (1)制作泡菜用到的微生物与制作果醋用到的微生物相比，细胞代谢类型最大的区别是 。 (2)上述传统发酵技术中，利用真核生物进行发酵的是 ； (3)制作果酒、果醋和泡菜过程中，均会使发酵液PH变小，引起PH明显变小的物质分别是 。 (4)泡菜味美却不宜多吃，这是因为腌制食品中含有较多的亚硝酸盐。摄入过量对身体有害，某同学在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果见曲线图。 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候食用比较合适?为什么? 。 ②该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”，该操作目的是 。 ③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? 。 【答案】(1)制作泡菜的微生物为厌氧型，制作果醋的微生物为需氧型 (2)制作果酒和腐乳 (3)二氧化碳、醋酸、乳酸 (4) 11天后，因为11天后亚硝酸盐含量达到最低值 “陈泡菜水”中含有大量的乳酸菌，因此在制作泡菜时可加入一些“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌 “咸而不酸”是由于加入的食盐过多，抑制乳酸菌的繁殖，使产生乳酸减少 【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌；参与果醋制作的微生物是醋酸菌，醋酸菌能将糖源或酒精转变成醋酸；参与腐乳制作的微生物有多种，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要是毛霉；参与泡菜制作的微生物是乳酸菌。 【详解】（1）制作泡菜用到的微生物是乳酸菌，它属于原核生物，其细胞代谢类型是异养厌氧型，即在没有氧气的环境下，利用有机物进行发酵产生乳酸。而制作果醋用到的微生物是醋酸菌，它属于原核生物，其细胞代谢类型是异养需氧型，即在有氧气的环境下，将有机物转化为醋酸。因此，两者细胞代谢类型最大的区别是前者是厌氧型，后者是需氧型。 （2）在上述传统发酵技术中，利用真核生物进行发酵的是制作果酒和腐乳。果酒的制作依赖于酵母菌，腐乳的制作主要依赖于毛霉，它们都是真核生物。 （3）制作果酒、果醋、泡菜过程中，均会产生酸性物质，果酒发酵产生二氧化碳，果醋发酵产生醋酸，泡菜发酵产生乳酸，均会使发酵液的pH变小。 （4）①据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，泡菜在第11天后亚硝酸盐的含量最低，因此该泡菜在第11天后食用比较合适。因为在这个时间点，泡菜中的亚硝酸盐含量最低，对人体健康的影响最小。 ②该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”。这是因为“陈泡菜水”中含有大量的乳酸菌，因此在制作泡菜时可加入一些“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌，从而增加乳酸菌的含量，使泡菜更快地发酵并产生更多的乳酸，同时也有助于抑制有害微生物的生长和繁殖。 该同学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由于加入的食盐过多，抑制乳酸菌的繁殖，使产生乳酸减少，所以呈现出“咸而不酸”的口感。 16．（2025·浙江温州·一模）N-乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc）在骨关节炎治疗领域具有广泛应用价值。某科研团队以大肠杆菌菌株M为初始菌株，设计改造合成GlcNAc的关键代谢途径，探索发酵生产GlcNAc的优化策略，相关流程如图所示，图中相关基因控制相应途径中所需酶的合成。 (1)构建重组表达载体 为获取大肠杆菌S基因和酿酒酵母L基因的核苷酸序列信息，可采用 技术。设计引物进行PCR扩增S和L基因时，在引物中须添加 序列，以保障两种基因在工程菌中能被大量表达。用 处理目的基因和载体，构建重组表达载体。 (2)构建工程菌RY-1并进行发酵检测 常用 处理获得感受态菌株M，利用重组表达载体进行转化，一段时间后将菌液接种至含特定抗生素的 进行培养和筛选，获得工程菌RY-1菌落。 将菌株M和RY-1接种至液体培养基，一段时间后测定两组培养液中GlcN和GlcNAc的含量，结果如图2所示，导致菌株RY-1能成功合成GlcNAc的关键是引入 基因。 (3)构建工程菌RY-2并进行PCR检测 为继续探索生产GlcNAc的优化策略，利用基因工程技术敲除菌株M的A和B基因，构建工程菌RY-2。进行PCR和凝胶电泳检测基因是否成功敲除，其结果如图3所示。当基因被成功敲除时，目标条带会比未敲除的短，则PCR中所使用的引物，是以 的对应序列进行设计的，据结果判断泳道 对应的菌株为所需的RY-2。 (4)构建工程菌RY-3并进行发酵检测 将含S基因和L基因的重组表达载体导入工程菌RY-2中，获得工程菌RY-3。为验证A和B基因敲除的效果，以RY-3作为实验组，并以 （填“M”、“RY-1”或“RY-2”）菌株作对照，适宜条件下进行发酵培养，检测到RY-3的GlcN和GlcNAc的产量均有较大幅度提高。 (5)上述探索过程中，除了监测温度、pH等环境条件及检测发酵液中GlcN和GlcNAc含量外，还应检测发酵液中的 ，以衡量菌体的生长繁殖情况。 【答案】(1) 基因测序 （大肠杆菌强）启动子 限制酶和DNA 连接酶 (2) CaCl2 （LB）固体培养基 L (3) A、B 基因两侧 5 (4)RY-1 (5)菌体密度/细胞数量/细菌数量 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）基因测序能够测定基因的核苷酸序列，故为获取大肠杆菌S基因和酿酒酵母L基因的核苷酸序列信息，可采用基因测序技术；启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，可驱动基因的转录，故设计引物进行PCR扩增S和L基因时，在引物中须添加（大肠杆菌强）启动子列，以保障两种基因在工程菌中能被大量表达；构建基因表达载体时需要用到限制酶（切割目的基因和运载体）和DNA连接酶（连接切割后的目的基因和运载体）。 （2）将目的基因导入受体细胞的方法是钙离子处理法，故常用CaCl2处理获得感受态菌株M；培养微生物时通常需要用固体培养基，故一段时间后将菌液接种至含特定抗生素的（LB）固体培养基； 分析图2，导入RY-1的组别中GlcN和GlcNAc的含量均高于菌株M组，由图1可知，GlcN需要有L基因才能转化为GlcNAc，说明导致菌株RY-1能成功合成GlcNAc的关键是引入L基因。 （3）分析题意，利用基因工程技术敲除菌株M的A和B基因，构建工程菌RY-2，实验目的是检测基因是否成功敲除，且当基因被成功敲除时，目标条带会比未敲除的短，则PCR中所使用的引物，是以A、B 基因两侧的对应序列进行设计的；凝胶电泳测定时分子量越小迁移距离越远，由于RY-2目标条带会比未敲除的短，则迁移距离较远，图示甲和乙中条带5均是迁移最远的，故5对应的菌株为所需的RY-2。 （4）由于RY-1菌株含有A和B基因，故为验证A和B基因敲除的效果，以RY-3作为实验组，需要与工程菌RY-1菌株作对照。 （5）上述探索过程中，除了监测温度、pH等环境条件及检测发酵液中GlcN和GlcNAc含量外，还应检测发酵液中的菌体密度/细胞数量/细菌数量，以衡量菌体的生长繁殖情况。 17．（24-25高三上·重庆·阶段练习）乳酸菌能产生亚硝酸还原酶将亚硝酸盐分解，某兴趣小组从泡菜滤液中筛选出亚硝酸盐还原酶活力较高的乳酸菌，进行了相关实验。请回答下列问题： (1)乳酸菌生长繁殖所需要的主要营养物质有碳源、氮源、 、 四类，分离、纯化乳酸菌所用的选择培养基以亚硝酸盐为唯一氮源。选择培养基是指 。 (2)将筛选出的乳酸菌，用于泡菜制作过程，进行食盐用量与亚硝酸盐含量的探索实验，结果如图。 ①泡菜制作过程中，pH呈下降趋势，原因是 。 ②据图可知，腌菜时食盐的浓度越低，亚硝酸盐含量的峰值出现的越早，且峰值较高，原因是 。 (3)①图中所示方法为稀释培养法，理想情况下，培养一段时间后可在培养基表面形成菌落。若用该方法培养设置了3个培养皿，菌落数分别为35个、33个、34个，则可以推测生牛奶中每毫升含细菌数为 个。运用这种方法统计的结果往往较实际值 （填“偏大”或“偏小”），原因是 。 ②若要取以上稀释液0.1mL滴在培养基上进行涂布，应选择的涂布工具是下图中的 。 【答案】(1) 水 无机盐 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 (2) 乳酸菌进行无氧呼吸产生了乳酸 食盐用量过低，造成杂菌大量繁殖，乳酸菌数量减少 (3) 3.4×106 偏小 当2个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 B 【分析】泡菜制作的原理是乳酸菌发酵；由于在泡菜制作过程中，微生物会将原料中的硝酸盐还原形成亚硝酸盐，因此在发酵初期亚硝酸盐含量会逐渐升高，发酵后期亚硝酸盐又会被某些微生物氧化成硝酸盐，亚硝酸盐含量又会逐渐下降，因此在泡菜制作过程中要检测亚硝酸盐的含量，确定合适的取食时间。 【详解】（1） 微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求，乳酸菌等微生物生长繁殖所需要的主要营养物质有氮源、碳源、水和无机盐四类。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，称作选择培养基。 （2）①泡菜制作的原理是乳酸菌的无氧呼吸，无氧呼吸过程中产生了乳酸（即发酵的第二阶段），导致pH呈下降趋势。 ②食盐用量过低，会造成细菌大量繁殖，因此图中腌菜时食盐的浓度越低，亚硝酸盐含量的峰值出现的越早，且峰值较高。 （3）①据题意可知，菌落的平均数是（35+33+34）÷3=34个，由于图中稀释了104倍，生牛奶中每毫升含细菌数=菌落平均数/涂布量×稀释倍数=34个/0.1mL×104=3.4×106个/mL。由于经此方法接种培养时当两个或多个菌落重叠在一起时按一个菌落计算，所以运用这种方法统计的结果往往较实际值偏小，原因是个别菌落可能是由2个或多个细菌形成。 ②将液体菌种接种在固体培养基上常用的方法主要是稀释涂布平板法，所用的接种工具是涂布器，即图2中的B。 18．（24-25高三上·重庆·期中）噬菌体生物扩增法是一种检测样本中有害菌数量的方法，其原理是噬菌体能专一感染宿主细胞，进入宿主细胞的噬菌体将不受杀病毒剂的灭活，在裂解宿主细胞后继续在平板上增殖形成噬菌斑。现以该方法检测某重度污染水样中大肠杆菌的数量，操作步骤如下： ①将一定浓度的T2噬菌体悬液0.1mL与0.1mL待测水样混合，保温约5分钟后，向悬液中加入0.2mL杀病毒剂； ②随后立即加入大量（1.6mL）无菌培养液； ③将步骤②所得培养液全部接种到长满大肠杆菌的平板上，培养约24小时； ④观察并计数平板上出现的透明噬菌斑数量。 (1)T2噬菌体在增殖过程中，需要大肠杆菌提供的原料有 。 (2)步骤①中所有的T2噬菌体会略微过量，其目的是 。杀病毒剂的处理时间对检测结果会产生很大影响，如果处理时间过短，会使检测结果 （选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”），为确定处理时间是否合理，可设置对照组，对照组的处理为： 。 (3)上述实验进行3次重复后，在3个平板中发现噬菌斑的数量分别为58、55、55个，由此推断原待测样品中的大肠杆菌浓度为 。若步骤①中保温时间过长，检测结果将 （选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）。 【答案】(1)脱氧核苷酸、氨基酸 (2) 保证所有大肠杆菌都被侵染 偏大 将待测水样换成无菌水，其余操作不变 (3) 560个/mL 偏小 【分析】噬菌体生物扩增法的基本原理是，让所有宿主菌均被烈性噬菌体侵染，在宿主菌裂解前，将其接种到长满宿主菌的平板上，由于是固体培养基，裂解后释放的噬菌体难以远距离扩散，将以原宿主菌为中心产生噬菌斑，通过对噬菌斑的计数即可得到原被侵染的宿主菌数量。 【详解】（1）噬菌体增殖时，自身只提供模板，其余原料均来自宿主，需要大肠杆菌提供的原料有脱氧核苷酸（DNA复制的原料）、氨基酸（合成蛋白质的原料）等。 （2）该实验中，需让所有大肠杆菌均被噬菌体侵染，以便于在固体培养基（平板）上长出噬菌斑，因此噬菌体接种量需适当过量。杀病毒剂处理时间过短，会造成部分游离噬菌体未被杀灭，形成噬菌斑使检测结果偏大。为保证游离噬菌体全被杀灭，应该设置一组不加大肠杆菌，即将待测水样换成无菌水，其余操作不变。 （3）所有0.1mL的水样中的大肠杆菌最终都被接种到了平板上，由此可知待测水样中的大肠杆菌浓度为560个/mL。保温时间过长，部分大肠杆菌裂解，而裂解出的噬菌体被杀灭，使得最终的噬菌斑数量减少，使得统计结果相比于实际结果偏小。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$