内容正文:
专题01 发酵工程
一、单选题
1.(23-24高二下·安徽·期末)下列关于传统发酵技术及微生物培养的说法,错误的是( )
A.制作果酒、果醋和泡菜可利用原材料表面天然存在的菌种
B.果酒制作好后制作果醋,需通入无菌空气并适当提高温度
C.泡菜坛内有时会长一层白膜,这层膜是乳酸菌繁殖产生的
D.可用平板划线法和稀释涂布平板法获得微生物的纯培养物
【答案】C
【分析】传统发酵是指直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
【详解】A、家庭制作果酒、果醋和泡菜利用的都是原材料表面天然存在的菌种,A正确;
B、果醋的制作主要利用的醋酸菌,醋酸菌是好氧菌,生长温度在30-35℃,果酒制作好后制作果醋,需通人无菌空气并适当提高温度,B正确;
C、泡菜坛内有时会长一层白膜,这层白膜是由于产膜酵母的繁殖形成的,C错误;
D、微生物纯化的接种方法可以是平板划线法和稀释涂布平板法,D正确。
故选C。
2.(23-24高二下·安徽·期末)在微生物培养的过程中,有关平板接种的说法正确的是( )
A.培养基中不含碳源的平板不能用于微生物培养
B.在平板划线前一定要对接种环进行消毒
C.可以根据菌落数和培养时间计算出微生物的繁殖周期
D.统计的菌落数往往比活菌实际数目少
【答案】D
【分析】获得纯净的微生物培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。无菌技术应围绕着如何避免杂菌的污染展开,主要包括消毒和灭菌。灭菌是指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。纯化微生物时常用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法。
【详解】A、不含碳源的平板可用于自养型微生物的培养,A错误;
B、平板划线时,接种环进行灼烧灭菌,B错误;
C、菌落数多少取决于稀释度的大小,故根据菌落数和培养时间不能计算出微生物的繁殖周期,C错误;
D、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,所以稀释涂布平板法统计得到的菌落数往往比活菌的实际数目要少,D正确。
故选D。
3.(23-24高二下·安徽滁州·期末)某同学在制作泡菜前,查阅资料得知,可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”;在用质量分数为5%的食盐水制作泡菜时,他在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量,结果见曲线图。下列说法正确的是( )
A.制作泡菜和制作果酒一样,要经常打开发酵坛口释放多余的气体
B.制作泡菜时,乳酸会抑制其它微生物生长,故材料和工具可不做消毒处理
C.泡菜制作过程中,亚硝酸盐含量越积越多,因此泡菜的取食时间越早越好
D.该同学制作出的泡菜“咸而不酸”,可能的原因是食盐浓度过高、发酵温度过低等
【答案】D
【分析】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。据图可知,泡菜腌制的5-7天内亚硝酸盐的含量较高,不宜食用。
【详解】A、泡菜制作所使用的微生物是乳酸菌,代谢类型是异养厌氧型,在无氧条件下乳酸菌能够将蔬菜中的葡萄糖氧化为乳酸,无气体产生,A错误;
B、制作酸菜时,乳酸会抑制其它微生物生长,但仍要重视材料和工具的消毒处理,避免更多的杂菌污染,B错误;
C、泡菜制作过程中,亚硝酸盐含量先增多后减少,C错误;
D、泡菜“咸而不酸”,可能的原因是食盐浓度过高,发酵温度过低导致乳酸菌繁殖慢,乳酸积累少,D正确。
故选D。
4.(23-24高二下·安徽黄山·期末)中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述错误的是( )
A.腐乳制作的过程中,利用了毛霉等产生的蛋白酶
B.葡萄酒制作完成后,适当降低温度可进行葡萄醋的发酵
C.腌制泡菜的过程中,利用了乳酸菌的乳酸发酵
D.馒头制作过程中,酵母菌进行呼吸作用产生CO2
【答案】B
【分析】参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型;参与泡菜制作的微生物是乳酸菌;参与果醋制作的微生物主要是醋酸菌,醋酸菌为好氧性细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)转化成醋酸。
【详解】A、制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶和脂肪酶将大分子物质分解成小分子物质,A正确;
B、葡萄酒制作(18-30℃)完成后,适当升高温度可进行葡萄醋(30-35℃)的发酵,B错误;
C、泡菜制作过程中,主要是乳酸菌进行乳酸发酵将葡萄糖分解形成乳酸,C正确;
D、做馒头或面包时,经常要用到酵母菌,酵母菌进行细胞呼吸可以分解面粉中的葡萄糖,产生二氧化碳和酒精, 二氧化碳是气体,遇热膨胀而形成小孔,使得馒头或面包松软多孔,D正确。
故选B。
5.(22-23高二上·安徽芜湖·期末)小古文《腌菜》中有“寒霜屡下,园菜渐肥,取而曝之,俟(等待)略干,置缸中,腌以盐。旬余,便可取食。若藏之于瓮,泥封其口,虽留至明年,犹可食也。”下列有关说法正确的是( )
A.古人多选择秋冬季节腌菜与乳酸菌的最适温度低有关
B.为成功制得腌菜,需要对“园菜”、“瓮”等进行沸水泡烫以去除杂菌
C.腌菜时“泥封其口”是防止灰尘和杂菌进入瓮内影响腌菜的品质
D.“旬余,便可取食”与发酵过程中乳酸含量和亚硝酸盐含量的变化有关
【答案】D
【分析】1、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。
2、乳酸菌是原核生物,代谢类型为异养厌氧型。
【详解】A、古人多选择在秋冬季节腌菜是因为春夏季节时温度高,杂菌繁殖速度快,容易导致菜腐烂变质,A 错误;
B、“园菜”不能用沸水泡烫,因为传统发酵过程中制作腌菜所需乳酸菌主要来自蔬菜表面,B错误;
C、腌菜时“泥封其口”的目的是创造无氧环境,因为无氧且酸度较高的条件可减少杂菌污染,C错误;
D、“旬余,便可取食”,是因为发酵过程中亚硝酸盐含量先升高后逐渐降低并于10日左右达到最低点,而乳酸含量随之发酵的进行不断的升高而后趋向稳定,故“旬余,便可取食”与发酵过程中乳酸含量和亚硝酸盐含量的变化有关,D正确。
故选D。
6.(22-23高二下·安徽合肥·期末)为探究大蒜汁对痢疾杆菌的抑制作用,某兴趣小组进行了相关实验,下列操作不合理的是( )
A.按配方配制培养基并进行湿热灭菌后在酒精灯火焰附近倒平板
B.吸取适当稀释度的菌液滴在平板上并用涂布器涂布均匀
C.分别将浸于大蒜汁和无菌水的滤纸片贴在平板不同位置
D.在培养皿盖上标记后将平板倒置放入适宜温度的恒温培养箱中培养
【答案】D
【分析】微生物常用的接种方法:平板划线法和稀释涂布平板法,平板划线法的接种工具是接种环,稀释涂布平板法的接种工具是涂布器。稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外,也常用来统计样品中活菌的数目。
【详解】A、培养基需进行湿热灭菌,以防止杂菌污染,倒平板需在酒精灯火焰附近进行,A不符合题意;
B、根据实验目的可选择稀释涂布平板法进行接种,吸取适当稀释度的菌液滴在平板上并用涂布器涂布均匀,B不符合题意;
C、可分别将浸于大蒜汁和无菌水的滤纸片贴在平板不同位置,加入大蒜汁的是实验组,无菌水作为对照组,C不符合题意;
D、微生物培养时应在皿底标记,D符合题意。
故选D。
7.(22-23高二下·安徽亳州·期末)下列对葡萄酒和葡萄醋发酵条件控制的叙述,错误的是( )
A.葡萄汁装入简易发酵瓶时,要留有约1/3的空间
B.制作葡萄醋的温度要比制作葡萄酒的温度高些,但时间一般控制在7~8d
C.制作葡萄酒的过程中,需将时间控制在10~12d
D.用清水冲洗葡萄除去污物时,应反复多次冲洗
【答案】D
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。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葡萄糖分解成醋酸;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、葡萄汁装入发酵瓶时要留有约1/3的空间,有利于酵母菌有氧呼吸,同时防止发酵产生的大量CO2使果汁溢出,A正确;
BC、制葡萄酒的过程中,将温度控制在18℃~30℃,时间控制在10~12d左右,制葡萄醋的过程中,将温度严格控制在30℃~35℃,时间一般控制在7~8d,BC正确;
D、用清水冲洗葡萄除去污物时,不能反复多次冲洗,防止菌种流失,D错误。
故选D。
8.(22-23高二下·安徽蚌埠·期末)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的过程中,关于倒平板的描述正确的是( )
①待培养基冷却至50℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板
②将皿盖与皿底分开,皿盖先单独倒置在桌面上,再将培养基倒入皿底
③拔出锥形瓶棉塞后,使锥形瓶瓶口迅速通过火焰
④配置好的培养基要进行干热灭菌
⑤将锥形瓶中培养基倒入培养皿,待培养基冷却后盖上皿盖
⑥等待培养基冷却凝固后,将培养皿倒过来放置
A.①③⑥ B.③⑤⑥ C.②③⑤ D.①②④
【答案】A
【分析】倒平板操作的步骤:(1)将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上,右手拿装有培养基的锥形瓶,左手拔出棉塞;(2)右手拿锥形瓶,将瓶口迅速通过火焰;(3)用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖;(4)等待平板冷却凝固后,将平板倒过来放置,使盖在下、皿底在上,这样可以防止皿盖上的水分滴到培养基上造成培养基的污染。
【详解】①培养基冷却至50℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板,防止杂菌污染,①正确;
②倒平板时,灭过菌的培养皿放在酒精灯火焰旁,不能将皿盖先单独倒置在桌面上,而是将培养皿打开一个缝隙,将培养基倒入皿底,将皿盖单独倒置在桌面上会造成杂菌污染,②错误;
③右手拿锥形瓶,使瓶口迅速通过火焰,防止杂菌污染,③正确;
④配置好的培养基要进行高压蒸汽灭菌(湿热灭菌),④错误;
⑤倒平板时,灭过菌的培养皿在酒精灯火焰旁,左手将培养皿打开一个缝隙,右手将培养基倒入皿底,左手立即盖上皿盖,⑤错误;
⑥等待平板冷却5~10分钟,将平板倒过来放置,使皿盖在下,皿底在上,⑥正确。
综上所述,①③⑥正确,A正确,BCD错误。
故选A。
9.(22-23高二下·安徽蚌埠·期末)菌落特征常作为鉴定微生物种类的依据。下列关于菌落的叙述,正确的是( )
A.一个菌落一定是由一个微生物繁殖形成的种群
B.微生物可在固体培养基的表面和内部繁殖形成菌落
C.不同种类的微生物的菌落特征完全不一样
D.菌落特征的差异与微生物细胞形态的差异没有关系
【答案】B
【分析】菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等。每一种细菌在一定条件下形成固定的菌落特征。不同种或同种在不同的培养条件下,菌落特征是不同的。这些特征对菌种识别、鉴定有一定意义。
【详解】A、稀释涂布平板法操作中,当两个或多个细菌连在一起时,在平板上还是一个菌落,故一个菌落不一定是由一个微生物繁殖形成的种群,A错误;
B、单个微生物在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度,形成肉眼可见有一定形态结构的子细胞的群落,即微生物可在固体培养基的表面和内部繁殖形成菌落,B正确;
C、菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等,不同种类的微生物其菌落特征存在区别,但也可能存在相同特征,C错误;
D、不同种类的微生物所表现出来的菌落差异是个体细胞形态差异的反映,D错误。
故选B。
10.(22-23高二下·安徽蚌埠·期末)“五一”期间,蚌埠市旅游业火爆,众多美食赢得了消费者的高度赞扬,油炸臭豆腐是我市众多风味小吃的一种,制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。下列相关说法,错误的是( )
A.乳酸菌和芽孢杆菌均属于原核生物
B.卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌存在竞争关系
C.经煮沸灭菌的卤汁需冷却后才能浸入豆腐
D.乳酸菌在无氧条件下发酵产生了乳酸
【答案】C
【分析】腐乳的制作原理:参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种,其中起主要作用的是毛霉,其代谢类型为异养需氧型,适宜温度为15℃~18℃;毛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、乳酸菌和芽孢杆菌均属于原核生物,两者均无以核膜为界限的细胞核,A正确;
B、乳酸菌和芽孢杆菌生活在同一环境下会竞争营养物质和空间等,故卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌存在竞争关系,B正确;
C、煮沸灭菌会杀灭菌种,导致发酵失败,C错误;
D、乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸,D正确。
故选C。
11.(22-23高二下·安徽合肥·期末)关于发酵工程应用的说法错误的是:( )
A.发酵工程的产品可以是微生物的代谢产物
B.发酵工程的核心步骤是发酵罐中发酵
C.通过发酵工程可以从微生物中提取单细胞蛋白
D.发酵工程的产品可以是微生物的菌体
【答案】C
【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。2、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;3、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。4、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、发酵工程的产品可以是微生物的代谢产物,也可以是微生物本身,A正确;
B、发酵罐内发酵是发酵工程的核心环节,B正确;
C、单细胞蛋白本生就是一种微生物,并不是一种微生物细胞的提取物,C错误;
D、发酵工程的产品可以是微生物的菌体,D正确。
故选C。
12.(21-22高二下·安徽阜阳·期末)已知固体培养基会因碳酸钙存在而呈乳白色,且乳酸菌能分解培养基中碳酸钙。某同学用新鲜的泡菜滤液为材料进行了分离纯化乳酸菌的实验,下列叙述正确的是( )
A.加入碳酸钙的培养基属于选择培养基,且碳酸钙作为唯一碳源
B.分离纯化所用的培养基都要进行严格的灭菌处理
C.分离纯化乳酸菌时,需要用蒸馏水对泡菜滤液进行梯度稀释
D.分离纯化乳酸菌时,应挑选出不具有透明圈的菌落作为候选菌
【答案】B
【分析】乳酸菌进行无氧呼吸将葡萄糖分解成乳酸。选择培养基是指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。培养基一般含有水、碳源、氮源、无机盐。获得纯净的培养物关键是防止外来杂菌的入侵。微生物接种常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法。
【详解】A、加入碳酸钙的培养基属于鉴别培养基。乳酸菌的同化作用为异养型不能利用碳酸钙作为唯一碳源。A错误;
B、培养基都要进行严格的灭菌处理。B正确;
C、分离纯化乳酸菌时,需要用无菌水对泡菜滤液进行稀释。C错误;
D、分离纯化乳酸菌时,乳酸菌产生的乳酸将碳酸钙分解,应挑选出具有透明圈的菌落作为候选菌。D错误。
故选B。
二、解答题
13.(23-24高二下·安徽亳州·期末)玉米芯残渣含有大量的木质纤维素(由纤维素、半纤维素和木质素组成),若被焚烧处理,不但造成严重的环境污染,还导致大量能量浪费。某科研团队从树林土壤中筛选得到野生的季也蒙毕赤酵母,并进行多次筛选以期获得优良菌株。该优良菌株能以玉米芯残渣为原料发酵生产洁净燃料——乙醇。下图1为筛选过程,请分析回答下列问题:
(1)图1中对土壤菌液进行系列梯度稀释的目的是 。稀释后将菌液接种到以 作为唯一碳源的培养基中进行培养。待长出菌落后,提取其基因组DNA进行扩增并测序、鉴定是否为季也蒙毕赤酵母。
(2)发酵生产时需先将玉米芯残渣进行预处理,该过程会产生许多抑制物。因此,研究人员在图1②的液体培养基中加入抑制物,并在③多次筛选时不断提高抑制物的浓度,目的是 。培养过程中,可从②的液体培养基中定期取样,并用 法进行菌落计数,评估菌株增殖状况。
(3)刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不与水解后的葡萄糖等发生这种反应,从而在纤维素分解菌周围出现透明圈。将经过多次实验后所获得的4种优良菌株接种到含纤维素、刚果红、高浓度抑制物的固体培养基中,结果如图2.根据图中信息,可选择菌株 (填图中的字母)作为目标菌株进行发酵生产,原因是 。
【答案】(1) 便于涂布平板后得到单菌落 木质纤维素
(2) 筛选对抑制物不敏感的优良菌株 稀释涂布平板法
(3) B 菌落直径与透明圈直径比值最小
【分析】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。虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需将培养基的 pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
2、统计菌落数目的方法,(1)显微镜直接计数法 ①原理: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数量;②方法:用计数板计数;③缺点:不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)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,来源干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。
【详解】(1)稀释的目的是保证每个菌落都是由一个细胞分裂而来,以保证计数的准确性。季也蒙毕赤酵母以玉米芯残渣为原料可发酵生产洁净燃料,说明季也蒙毕赤酵母可以分解木质纤维素,因此需将季也蒙毕赤酵母接种到以木质纤维素为唯一碳源的培养基中进行培养。待长出菌落后,提取其基因组DNA进行扩增并测序,鉴定是否为季也蒙毕赤酵母。
(2)发酵生产时需先将玉米芯残渣进行预处理,该过程会产生许多抑制物,为了筛选出对抑制物不敏感的优良菌株,可在图1②的液体培养基中加入抑制物,并在③多次筛选时不断提高抑制物的浓度。对菌落进行计数,常用稀释涂布平板法。
(3)由图2可知,B的菌落最小,透明圈最大,说明其分解纤维素的能力最强,所以可选择菌株B作为目标菌株进行发酵生产,原因是菌落直径与透明圈直径比值最小。
14.(22-23高二上·安徽芜湖·期末)在农业生产中发现一种广泛使用的除草剂(含氮有机化合物)在土壤中不易降解,长期使用可污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤,可按下面程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度低,含一定量该除草剂的培养基不透明)。
(1)制备稀释100倍的土壤浸出液,需要将5g土样加入 ml无菌水中。
(2)要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌,从物理性质、成分方面来看,上述培养皿中培养基的特点是 。
(3)在划线培养时需要对接种环进行灼烧灭菌,本实验理论上需要灼烧 次。最终在固体培养基上形成的菌落中,无透明带菌落利用的氮源主要是 ,有透明带菌落利用的氮源主要是 ,据此可筛选出目的菌。
(4)科研人员为了进一步筛选出高降解能力的菌种,对上图得到的菌株再次进行纯化培养,测量不同菌株形成的菌落及透明圈直径,结果见下表。
工程菌
菌落直径(C,mm)
透明圈直径(H,mm)
H/C
菌株I
8.1
13.0
1.6
菌株Ⅱ
5.1
11.2
2.2
菌株Ⅲ
9.5
17.1
1.8
根据表中数据,可推断其中降解除草剂能力最高的菌株是 。
【答案】(1)495
(2)以该除草剂为唯一氮源的固体培养基
(3) 6 氮气 该除草剂
(4)菌株Ⅱ
【分析】据图分析:该实验是从土壤中筛选分离能降解除草剂的微生物的过程。这样的实验要将土壤稀释处理,以除草剂为唯一的氮源进行处理筛选土壤微生物,以菌落计数法进行统计计数。
【详解】(1)将5g土样加入495ml无菌水中,可将土壤浸出液稀释100倍。
(2) 该除草剂为含氮有机物,为了选育能降解该除草剂的细菌,应采用唯一氮源的选择培养基, 即无氮的固体培养基中添加该除草剂。且目的是为了分离目的菌,因此需要用固体培养基。综上培养皿中培养基的特点是以该除草剂为唯一氮源的固体培养基。
(3)在划线培养时需要对接种环进行灼烧灭菌,接种前需要对接种环灼烧灭菌,其后在每次划线之后都要进行一次灼烧灭菌,由图可知划线5个区域,因此本实验理论上需要灼烧6次。在固体培养基上形成的菌落中,无透明带菌落利用的氮源主要是氮气,含一定量该除草剂的培养基不透明,有透明圈菌落利用的氮源主要是该除草剂,该除草剂能被某些细菌降解,据此可筛选出目的菌。
(4)透明带的直径越大,菌落直径越小,说明菌种的降解能力越强,即H/C值越大,菌株的分解能力越强。由表格数据可知,菌株Ⅱ的H/C比值最大,故降解除草剂能力最高的菌株是菌株Ⅱ。
15.(22-23高二下·安徽·期末)青霉病是苹果采摘后致其腐烂的重要病害之一,该病的致病菌为扩展青霉。本研究试图从苹果表面分离筛选出一株可有效拮抗扩展青霉的细菌,以将其应用于水果的防腐和保鲜,实验的流程如图所示,回答下列问题:
(1)步骤1用 水清洗苹果,完成涂布的某种平板需 在37℃恒温培养箱培养24h,挑取合适稀释度下的平板上的菌株分别进行纯化,以做进一步研究。
(2)在步骤2准备分离和筛选能拮抗扩展青霉的菌株前,先通过含有NaNO3的特定培养基培养作为指示菌,其中NaNO3的作用是 (写出2点)。将指示菌接种于此平板中央,将步骤1获得的待测菌株接种于离指示菌2.5cm处,28℃培养48h观察其生长状况,测量抑菌带宽度,挑取抑菌带 (填“宽”或 “窄”)的菌株。
(3)利用射线或化学物质诱导拮抗能力强的菌株发生 。进一步研究发现,拮抗菌株产生脂肽类抗生素能抑制扩展青霉。将步骤4筛选出的拮抗能力最强的突变株,通过发酵工程采用适当的提取、 措施来获得脂肽类抗生素,作为 农药用于苹果青霉病的防治。
【答案】(1) 无菌 倒置
(2) 提供无机盐、提供氮源、维持渗透压 宽
(3) (基因)突变 分离、纯化 (微)生物
【分析】根据题意要从苹果表面分离筛选出一株可有效拮抗扩展青霉的细菌,要对所得样品进行充分稀释,然后将菌液涂布到制备好的选择培养基上(即采用稀释涂布平板法),待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置,放入30~37℃的恒温培养箱中培养1~2d,在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落。培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质。发酵产品如果是微生物本身,可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥获得;如果是代谢物可根据产品的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。发酵工程在农牧业上可生产微生物肥料、微生物农药和微生物饲料。
【详解】(1)步骤1中应用无菌水清洗苹果,防止其他杂菌污染。完成涂布的某种平板需倒置在37℃恒温培养箱培养24h,防止皿盖上的冷凝水掉到培养皿上,污染培养基。
(2)培养扩展青霉的培养基中含有NaNO3,它的作用是提供无机盐、提供氮源、维持渗透压。挑选抑菌带宽的菌株的原因是菌株的抑菌带越宽,抗性越强,繁殖能力越强。
(3)利用射线或化学物质诱导可使菌株发生(基因)突变。脂肽类抗生素是代谢物,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。抗菌脂肽作为生物农药,不仅没有二次污染,其非特异性的抗菌机制也可避免病菌抗药性的产生,在苹果青霉病的防治中展现了巨大优势。
【点睛】本题考查了微生物的选择培养、发酵工程关于发酵产品的不同获取方法以及发酵工程的应用,既考查了基本知识,又考查了学生是否能结合题意对课本知识进一步理解而准确作答。
16.(22-23高二下·安徽宣城·期末)请回答微生物的培养、分离、计数和鉴定等方面的问题:
(1)获得纯净的微生物培养物的关键是 ,无菌技术主要包括 。
(2)为筛选优良的纤维素分解菌,科研人员开展了相关研究。称取1.0g某土壤样品,转入99mL无菌水中,制备成菌悬液,经梯度稀释后,获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1mL菌悬液涂布在固体培养基上,每隔24h统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果,其好处是 。其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落,则该样本中每克土壤约含纤维素分解菌 个。
(3)刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上,筛到了几株有透明降解圈的菌落(见下图)。图中降解圈大小与纤维素酶的 有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是 (填图中序号)
【答案】(1) 防止杂菌污染 消毒和灭菌
(2) 防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目 4.6×105(或460000)
(3) 量与活性 ①
【分析】刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。在刚果红培养基平板上,纤维素分解菌分泌的纤维素酶会使纤维素分解,菌落周围会形成透明圈。
【详解】(1)获得纯净的微生物培养物的关键是防止培养基制备、接种、培养过程中的杂菌污染,无菌技术主要包括消毒和灭菌,灭菌是比消毒更强烈的无菌手段,可杀灭一切微生物。
(2)取0.1mL菌悬液涂布在固体培养基上,每隔24h统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果,可防止因培养时间不足而遗漏菌落。其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落,则该样本中每克土壤约含纤维素分解菌46÷0.1×103=4.6×105个。
(3)在刚果红培养基平板上,纤维素分解菌分泌的纤维素酶会使纤维素分解,菌落周围会形成透明圈。图中降解圈大小与纤维素酶的量与活性有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是①,因为其周围的透明圈与菌落的直径之比最大。
一、单选题
1.(23-24高二下·安徽芜湖·期末)下列常用的无菌操作中,错误的是( )
A.无菌操作不要求杀死培养基中的一切细菌
B.用酒精擦拭双手的方法是对操作者进行消毒
C.实验操作过程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
【分析】微生物的实验室培养中涉及无菌操作的技术,其中主要涉及消毒和灭菌的方法,消毒是使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部部分微生物不能杀灭芽孢和孢子,灭菌是使用强烈的理化因素杀死物体内外所有微生物,包括芽孢和孢子,常用的消毒方法有煮沸消毒法、化学药剂消毒和巴氏消毒法,常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌;微生物的实验室培养的关键就是防止外来杂菌的入侵。
【详解】A、无菌操作的核心目的是防止杂菌污染,并不需要将培养基中所有细菌都杀死,因为在实际培养某些微生物时,只要不引入杂菌干扰目标微生物的培养即可,A正确;
B、酒精具有消毒作用,用酒精擦拭双手能够减少手上的微生物数量,这是对操作者进行消毒的常见方法之一,B正确;
C、精灯火焰附近存在一个相对无菌的区域,在该区域进行实验操作,可以减少空气中杂菌落入实验材料或器皿中的机会,降低污染风险,C正确;
D、玻璃器皿(吸管、培养皿等)仅用酒精擦拭达不到彻底灭菌的效果,通常需采用干热灭菌(如在干热灭菌箱中高温灭菌)或湿热灭菌(如高压蒸汽灭菌)等方法,D错误。
故选D。
2.(23-24高二下·安徽芜湖·期末)关于平板划线法和涂布平板法的叙述不正确的是( )
A.只能应用于固体培养基接种
B.都可以用于微生物的计数
C.接种培养后均可获得单菌落
D.接种用具都需进行严格灭菌
【答案】B
【分析】微生物接种的方法中最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法,前者是指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的表面,后者是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。
【详解】A、平板划线法和涂布平板法都是在固体培养基表面进行操作,将微生物接种到固体培养基上,从而实现微生物的分离、培养等目的,所以只能应用于固体培养基接种,A正确;
B、涂布平板法可以通过统计平板上的菌落数来估算样品中的活菌数,能够用于微生物计数。 平板划线法是将微生物逐步稀释分散,主要目的是分离单菌落,难以准确用于微生物计数,因为在划线过程中,很难保证每个菌落的形成都对应着一个最初的微生物个体,可能有多个微生物细胞连在一起形成一个菌落等情况,B错误;
C、平板划线法通过多次划线逐步稀释微生物,在适宜条件下培养后,最终可以获得单菌落;涂布平板法是将菌液均匀涂布在培养基表面,培养后也能够获得单菌落,C正确;
D、为了防止杂菌污染,无论是平板划线法还是涂布平板法,接种用具如接种环、涂布器等都需要进行严格的灭菌处理,D正确。
故选B。
3.(23-24高二下·安徽六安·期末)酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了如图I所示实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100mL完全培养基,下列说法错误的是( )
A.发酵过程中的缺氧环境、酵母菌产生的酒精等可抑制杂菌的繁殖
B.用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数可能低于实际的活菌数
C.对培养基进行灭菌的方法是高压蒸汽灭菌法,菌种接种过程中的试管口、瓶口等需灼烧灭菌
D.由图Ⅱ可知,乙、丙、丁培养基浑浊的原因是培养基灭菌不彻底,丁组酵母菌产酒精能力比乙强
【答案】D
【分析】稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。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。
【详解】A、发酵过程中的缺氧环境、酵母菌产生的酒精等可抑制杂菌的繁殖,因而酵母菌可以成为优势种,因而传统发酵技术不需要专门的灭菌操作,A正确;
B、用稀释涂布平板法统计菌落数目时,由于涂布过程中当两个或两个细胞聚集在一起时我们统计的是一个菌落,因而用该方法计算出的活菌数可能低于实际的活菌数,B正确;
C、培养基灭菌采用高压蒸汽灭菌,玻璃器皿、接种用具可采用干热灭菌,接种时的玻璃瓶口等都需在酒精灯火焰处进行灼烧灭菌,C正确;
D、结合图示可知,甲接种无菌水,瓶中无菌,说明培养基灭菌彻底,无菌操作正常,丁组的活菌数比乙组少,但是产生的酒精和乙组一样多,所以丁组产生酒精能力比乙强,D错误。
故选D。
4.(23-24高二下·辽宁鞍山·期末)下列有关学生制作发酵食品实践活动的叙述正确的是( )
A.泡菜发酵前期有大量的气体产生,需开盖放气
B.泡菜腌制前需将蔬菜洗净,为了防止污染不能切块
C.腐乳制作过程中豆腐变硬,导致难以被消化和吸收
D.果醋发酵时需通气,温度宜控制在30~35℃
【答案】D
【分析】参与果酒制作的酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型;参与果醋制作的醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型;参与泡菜制作的乳酸菌,其新陈代谢类型是异养厌氧型。
【详解】A、乳酸菌属于厌氧细菌,发酵产生乳酸,无二氧化产生,因此不需要开盖放气,A错误;
B、泡菜腌制前需将蔬菜洗净,将蔬菜切成适当大小的块状或条状,以便于腌制时更容易入味,B错误;
C、腐乳制作过程中豆腐变硬,毛霉等多种微生物产生的蛋白酶和脂肪酶(蛋白酶能将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸、脂肪酶能将脂肪分解成甘油和脂肪酸),使制作的腐乳更加鲜美且易于消化吸收,C错误;
D、果醋的发酵过程主要依赖于醋酸菌的有氧呼吸作用,因此需要不间断地通入无菌空气。将温度严格控制在30~35℃,原因是醋酸菌的最适生长温度是30~35℃,D正确。
故选D。
5.(23-24高二下·安徽·期末)有些酵母能利用工业废甲醇作为碳源进行繁殖,既可减少污染,又可降低成本。研究人员拟从土壤中分离该类酵母并大量培养,操作流程如下图。下列说法正确的是( )
注:25×16型血细胞计数板(1mm×1mm×0.1mm),计数室中有25个中格,每个中格分成16个小格
A.配置好的培养基用高压蒸汽灭菌后再调节pH
B.④过程需要保证充足的营养并营造无氧环境
C.④过程结束后可用提取、分离的方法获得酵母菌菌体
D.稀释1000倍后,用25×16型血细胞计数板计数5个中格中共60个细胞,则种群密度为3×109个/ml
【答案】D
【分析】1、分离某种微生物的原理:选择适合于待分离微生物的生长条件,如营养,酸碱度,温度和氧等要求或加入某种抑制物质造成只利于该微生物生长,而抑制其他微生物生长的环境,从而淘汰一些不需要的微生物;
2、产品的分离、提纯:
①产品的分离、提纯目的:获得产品:
②产品的两种形式:微生物细胞本身、代谢物;
③分离、提纯产物采取手段:如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥得到产品。如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。
【详解】A、配置好的培养基调节pH后再用高压蒸汽灭菌,避免污染,A错误;
B、酵母是兼性厌氧型真菌,在有氧条件下可大量繁殖,酵母扩大培养时,需保证充足的营养和氧气等条件,B错误;
C、④过程结束后可用过滤、沉淀等方法将获得酵母菌菌体,C错误;
D、已知血细胞计数板的规格为25×16(1mm×1mm×0.1mm),稀释1000倍后,若5个中格中的细胞数为60个,则可得公式(60÷ 5)×25×10000×1000=3×109个/ml,D正确。
故选D。
6.(23-24高二下·安徽·期末)某校两位高中学生六一当天相约去公园玩,在路边摊买了手工冰棍,之后均出现腹泻现象。他们怀疑是三无产品的手工冰棍中大肠杆菌超标,便利用所学的微生物培养知识对此种冰棍进行检测,并进行了菌落计数。已知大肠杆菌在伊红-亚甲蓝培养基上会呈现深紫色的菌落。下列说法正确的是( )
A.伊红-亚甲蓝培养基属于选择培养基,菌落数为30~300适合计数
B.配制培养基时只需要加入碳源、氮源、水、无机盐这几类物质
C.培养基中添加适宜浓度的无机盐除了提供营养,还可以保持细胞形态
D.接种后的平板平均有43个菌落,未接种的平板有1个菌落,则计数结果为42个
【答案】C
【分析】1、稀释涂布平板法统计菌落数目的原理:①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。②通过统计平板上的菌落数来推测样品中大约含有的活菌数。2、伊红-亚甲蓝培养基上深紫色菌落的形成原理是:大肠杆菌可发酵乳糖产酸,当处于酸性环境时,伊红和美蓝这两种染料会结合形成复合物,使大肠杆菌菌落呈现出带金属光泽的深紫色。
【详解】A 、伊红-亚甲蓝培养基属于鉴别培养基,而非选择培养基。在进行菌落计数时,菌落数为 30 - 300 适合计数,A 错误;
B 、配制培养基时除了加入碳源、氮源、水、无机盐这几类物质,通常还需要添加伊红-亚甲蓝等物质,B 错误;
C 、培养基中添加适宜浓度的无机盐除了提供营养,还可以调节渗透压、保持细胞形态,C 正确;
D、未接种的平板理论上不应有菌落,如果有 1 个菌落,说明该平板被污染,不能用于计数,D 错误。
故选C。
7.(23-24高二下·安徽·期末)农作物秸秆可以通过生物发酵转化为燃料乙醇。某校生物兴趣小组设计了一个利用秸秆生产乙醇的实验。主要步骤如下:①将粉碎的秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种纤维素分解菌;②培养一段时间后,用清水淋洗秸秆堆并收集淋洗液(清水淋洗时纤维素分解菌不会流失);③将淋洗液灭菌后,向其中接种酵母菌,进行乙醇发酵。下列说法正确的是( )
A.酵母菌进行乙醇发酵时,可用淋洗液为原料制备固体培养基
B.培养基中还需要加入氮源,可用于细胞合成核酸、蛋白质、磷脂
C.用高压蒸汽灭菌法对淋洗液进行灭菌时压力为100kPa,温度为100℃
D.乙醇发酵全过程需拧紧瓶盖,产物乙醇可用酸性重铬酸钾溶液检测
【答案】B
【分析】果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵,故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精;生产中是否有酒精的产生,可用酸性重铬酸钾来检验,该物质与酒精反应呈现灰绿色。
【详解】A、酵母菌进行乙醇发酵时,可用淋洗液为原料制备液体培养基,A错误;
B、培养基的主要成分:水、碳源、氮源、无机盐,培养基中还需要加入氮源,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),B正确;
C、用高压蒸汽灭菌法对淋洗液进行灭菌时压力为100kPa,温度为121℃,C错误;
D、乙醇发酵过程有气体产生,需要拧松瓶盖定期排气,D错误。
故选B。
8.(23-24高二下·安徽·期末)牛奶营养丰富,深受人们喜爱,我国规定每毫升生鲜奶(未经消毒的生牛奶)菌落总数不得超过200万个。某同学对一份生鲜奶样本进行微生物含量检测,经图1过程获得了三个平板,平板上的菌落数分别为80、79、81。图2是微生物纯培养中常用的工具。下列说法正确的是( )
A.该生鲜奶样本的微生物含量符合国家标准
B.图1过程中用到的工具包括图2中的A和C
C.图1中的培养基是以牛奶为唯一碳源和氮源的培养基
D.图2中的工具A、B、D在使用前均要进行灼烧灭菌
【答案】D
【分析】1、微生物常见的接种的方法:(1)平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养.在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。(2)稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。图1接种方法为稀释涂布平板法。
2、图2是微生物纯培养中常用的工具,A为接种环,B为涂布器,C为滴管,D为接种针。
【详解】A、3个培养基中平均菌落数为80,由题图可知生鲜奶稀释度为104,培养基中的生鲜奶稀释液为0.1ml,每毫升生鲜奶菌落总数为80/0.1×104=8.0×106个,高于200万,因此,该生鲜奶样本的微生物含量不符合国家标准,A错误;
B、A是接种环,图1的接种方法是稀释涂布平板法,应使用涂布器,不会用到接种环,B错误;
C、图1中的培养基能使生鲜奶中的微生物正常生长,可用牛肉膏蛋白胨培养基,牛肉膏和蛋白胨都可提供碳源和氮源,C错误;
D、为防止杂菌污染,图2中的工具A、B、D在使用前均要进行灼烧灭菌,D正确。
故选D。
9.(23-24高二下·安徽宣城·期末)下列有关微生物的培养与应用的说法错误的是( )
A.接种环可以用干热灭菌法和灼烧灭菌法灭菌
B.获得纯培养物可使用平板划线法和稀释涂布平板法
C.用于扩大培养和分离计数的培养基都要加入琼脂
D.微生物肥料和微生物农药都可以用来防治病虫害
【答案】C
【分析】常用的微生物接种方法有两种
1、平板划线法:是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的表面。
2、稀释涂布平板法:是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。
【详解】A、接种环为金属制品,通常用灼烧灭菌法灭菌,也可用干热灭菌法进行灭菌,A正确;
B、平板划线法和稀释涂布平板法都可用于接种获得单菌落,因此,获得纯培养物可使用平板划线法和稀释涂布平板法,B正确;
C、用于扩大培养的培养基是液体培养基,用于分离计数的培养基是固体培养基,在制作过程中需要加入琼脂,C错误;
D、微生物肥料是利用微生物代谢产生的有机酸、生物活性物质来增进土壤肥力、改良土壤结构,促进植株生长,有些微生物肥料可以抑制土壤中病虫害的生长,进而可以减少病虫害,即微生物肥料和微生物农药均可以用来防治病虫害,D正确。
故选C。
10.(23-24高二下·安徽·期末)随着咖啡豆销量的增加,产生大量咖啡果皮果肉等附属产物。咖啡果皮果肉营养物质丰富,可将其加工成果醋。某研究小组利用含葡萄糖和酒精成分的M和N培养基,从自然发酵的咖啡果醋中分离出产酸能力高的醋酸菌,工艺流程大致如下。
下列叙述错误的是( )
A.培养基N比培养基M中多了凝固剂
B.过程②可采用稀释涂布法进行接种
C.过程③应该从菌落直径与透明圈直径比值小的单菌落中挑取
D.当糖源充足时,醋酸菌即将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸
【答案】D
【分析】选择培养和扩大培养:(1)选择培养:通常根据菌落的特征选择菌株,应采用固体培养基进行培养。(2)扩大培养:主要目的是让菌体快速繁殖和将营养物质充分利用,常采用液体培养基进行培养。
【详解】A、培养基N可分离单菌落,为固态,而扩大培养一般使用液态培养基,所以培养基N比培养基M中多了凝固剂,A正确;
B、过程②是分离得到单菌落,可采用稀释涂布法进行接种或平板划线法,B正确;
C、过程③挑取菌落与透明圈直径比值小的单菌落,代表分解能力强,C正确;
D、当氧气和糖源充足时,醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸,当糖源不足时,醋酸菌先将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,D错误。
故选D。
11.(23-24高二下·安徽黄山·期末)青霉素是一种常用的抗生素,其工业化生产流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.过程①、②的目的是增加菌种的数量
B.过程③采用高压蒸汽进行灭菌的效果较好
C.过程④可采用过滤、沉淀等方法得到菌种
D.过程⑤可以从青霉菌细胞中提取到单细胞蛋白
【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。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。发酵工程在医药、食品、农业、冶金、环境保护等许多领域都得到广泛应用。
【详解】A、发酵工程需要接种时需要接种较大量的菌种,故要通过过程①、②增加菌种的数量,A正确;
B、配制的培养基一般通过湿热灭菌法灭菌,最常用的湿热灭菌法为高压蒸汽灭菌法,B正确;
C、④过程是获得青霉菌菌体,故常用的方法是过滤和沉淀,C正确;
D、单细胞蛋白是指经发酵产生的微生物菌体,不是从青霉菌细胞中提取到的蛋白,D错误。
故选D。
12.(23-24高二下·安徽黄山·期末)生活在深海热泉口的巨型管虫,既没有嘴也没有消化系统,体内存在着专门供细菌生活的结构,叫做营养体。营养体细胞内的某种细菌可利用硫化氢氧化时释放的能量为管虫供能。下列说法错误的是( )
A.管虫与营养体内的某种细菌之间是互惠关系
B.管虫体内可能存在特殊的营养物质运输结构
C.营养体内的该种细菌可通过平板划线法进行纯培养
D.营养体内的该种细菌属于该生态系统中的生产者
【答案】A
【分析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,组成成分又包括非生物的物质和能量,生产者、消费者和分解者,营养结构就是指食物链和食物网。生产者主要指绿色植物和化能合成作用的生物,消费者主要指动物,分解者指营腐生生活的微生物和动物。
【详解】A、管虫与营养体内的细菌能够为彼此提供所需的物质且相互依存,所以两种生物的种间关系是互利共生,A错误;
B、管虫既没有嘴也没有消化系统,可能有特殊的营养物质运输结构来运输营养物质,以维持正常的生命活动,B正确;
C、纯培养时可使用的接种方法有平板划线法或稀释涂布平板法,所以营养体内的该种细菌可通过平板划线法进行纯培养,C 正确;
D、由题意可知:营养体内的细菌可利用硫化氢氧化放能来合成有机物,属于生态系统中的生产者,D正确。
故选A。
13.(23-24高二下·安徽阜阳·期末)酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量。研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了如图I所示实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100mL完全培养基,得到如图Ⅱ的结果。下列说法正确的是( )
A.进行微生物计数时,所有的菌种检测培养都需要进行梯度稀释
B.稀释涂布时将涂布器从酒精中取出后,应立即放在火焰上灼烧,以免被空气中微生物污染
C.由图I结果可知,葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×109个/L,此数值往往比活菌的实际数目少
D.由图Ⅱ结果可知,丙瓶出现的原因可能是培养瓶密封不严,乙组酵母菌产酒精能力比丁组强
【答案】C
【分析】本题以酵母菌酿酒为背景,考查的酵母菌的培养、计数以及鉴定产酒能力。
【详解】A、不是所有的细菌检测培养都需要进行梯度稀释,而是要根据实际情况来确定培养方案,A错误。
B、将涂布器从酒精中取出时,要让多余的酒精在烧杯中滴尽,然后再放在火焰上灼烧,以免引燃酒精,B错误。
C、采用稀释涂布平板法计数,取30~300的菌落数计数,(62+68+74)÷3=68;(68÷0.1)×104×103=6.8×109个/L,计数过程中当两个或两个以上的细胞连在一起时,平板上长出的是一个菌落,故此数值往往比活菌的实际数目少,C正确。
D、乙丙丁挑取不同的菌落培养,丙瓶与乙、丁瓶相同条件培养,但培养液没有酒精产生,且瓶内活菌数量不低,丙瓶出现的原因可能是密封不严,进行有氧呼吸;丁组活菌数比乙瓶少,但是产生的酒精和乙瓶一样多,所以丁瓶产生酒精的能力比乙组强,D错误。
故选C。
14.(23-24高二下·安徽阜阳·期末)我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的,其传统工业化生产流程可以分为制麦、糖化、发酵、包装等工序(如图)。制麦、糖化分别为下一工序提供α淀粉酶、糖浆,其中焙烤时杀死了种子中的胚,发酵过程包括主发酵和后发酵两个阶段。下列有关分析正确的是( )
A.性状优良的酵母菌菌种可以从自然界中筛选,不可以通过诱变育种或基因工程育种获得
B.制麦与糖化环节时,焙烤、蒸煮处理方法在杀死活细胞的同时使所含的酶失去活性
C.酵母菌的繁殖主要在主发酵阶段完成,而大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
D.发酵要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件,以免影响微生物的生长繁殖和代谢物的形成
【答案】D
【详解】啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
A.性状优良的酵母菌菌种可以从自然界中筛选,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,A错误;
B.焙烤加热杀死,但不使淀粉酶失活,蒸煮产生风味组分,终止酶的进一步作用,并对糖浆灭菌,B错误;
C.酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成在主发酵阶段完成,C错误;
D.发酵要严格控制温度、pH 和溶解氧等发酵条件,以免影响微生物的生长繁殖和代谢物的形成,D正确。
故选D。
15.(23-24高二下·安徽阜阳·期末)随着人们对发酵原理的认识,微生物纯培养技术的建立,以及密闭式发酵罐的成功设计,人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品,发酵工程逐步形成。下列关于发酵工程及其应用的说法中,错误的选项是( )
①酶制剂只能通过发酵工程生产,不能由动植物生产
②发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
③谷氨酸的发酵生产在中性或弱碱性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
④以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料,通过发酵可获得单细胞蛋白
⑤微生物肥料是利用微生物代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植物生长
⑥用乳酸菌生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂;在青贮饲料中添加酵母菌,可以提高饲料的品质,动物食用后还能提高动物免疫力
A.①③⑤ B.②③⑥ C.②④⑥ D.①③⑥
【答案】D
【分析】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、发酵和产品的分离、提纯等方面。
【详解】①酶制剂大多通过发酵工程生产,少数由动植物生产,①错误;
②发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身,②正确;
③谷氨酸的发酵生产在酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,③错误;
④以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料,通过发酵可获得单细胞蛋白,④正确;
⑤微生物肥料是利用微生物代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植物生长,⑤正确;
⑥用酵母菌生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂;在青贮饲料中添加乳酸菌,可以提高饲料的品质,动物食用后还能提高动物免疫力,⑥错误;
错误的说法有①③⑥,即D正确。
故选D。
16.(23-24高二下·安徽·期末)“宁可一日无粮,不可一日无茶”,黑茶具有降血压、降血糖、降血脂、调理肠胃、消炎等独特功效,黑茶功效突出的原因在于其含有一种金花菌一冠突散囊菌(一种真菌),使砖茶里面布满星星点点、密密麻麻的黄色“金花”。下列关于从土壤中分离冠突散囊菌的叙述,错误的是( )
A.实验中为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行
B.除了第一次划线需将接种环灼烧灭菌外,后续的划线可以不用灭菌即可划线
C.用稀释涂布法对冠突散囊菌计数时,因细胞重叠,统计的菌落数会比实际值低
D.因土壤中各类微生物的数量不同,故分离细菌和冠突散囊菌的稀释倍数不同
【答案】B
【分析】常用的微生物接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法两种,但只有稀释涂布平板法可用于微生物的计数,由于一个菌落可能是由两个或多个细菌长成,因此运用该方法计数的结果往往比实际数目低。在平板划线操作中,接种环在使用前要先灼烧,其目的是杀灭接种环上的微生物,第二次及其后的划线都要从上一次划线的末端开始,其目的是使微生物数目能够随着划线次数的增加而逐步减少,以达到分离的效果。
【详解】A、实验操作在酒精灯旁边进行,可以有效避免杂菌的污染,使菌种纯度相对较高,A正确;
B、为了防止被杂菌污染,每一次划线前都要将接种环进行灼烧灭菌,B错误;
C、由于当两个或多个细胞连在一起时,平板上显示的只是一个菌落,故用稀释涂布平板法对微生物进行计数的估计值比实际值偏低,C正确;
D、稀释倍数要随菌液的浓度而定,如果菌液的浓度太大,则需要更高的稀释倍数,否则就可以适当降低稀释的倍数,细菌和冠突散囊菌浓度不同,他们的稀释倍数也不同,D正确。
故选B。
17.(23-24高二下·安徽·期末)钙果又名欧李,果实中含有多种对人体有益的矿质元素,其钙元素的含量比一般水果都高。钙果用途广泛,叶可做茶花、仁,根能制作中药,果实可加工成果汁、果酒、果醋等产品。下列叙述正确的是( )
A.利用酵母菌进行钙果果醋发酵过程中温度应控制在18~30℃
B.在钙果果酒发酵期间,为保持无氧条件,不能拧松发酵瓶盖子
C.制作钙果果酒、果醋时,应将原料钙果果汁进行湿热灭菌
D.钙果果酒的颜色是钙果果皮和果肉中的色素进入发酵液形成的
【答案】D
【分析】1、果酒制作菌种是酵母菌,代谢类型是兼性厌氧型真菌,属于真核细胞,条件是18~25℃、前期需氧,后期不需氧。
2、果醋制作的菌种是醋酸菌,代谢类型是需氧型细菌,属于原核细胞,条件是30~35℃、一直需氧。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、果醋发酵利用的菌种是醋酸菌,果酒发酵的菌种才是酵母菌,A错误;
B、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,但需要根据发酵进程适时拧松瓶盖放气,B错误;
C、制作果酒时,原料钙果果汁不需要进行灭菌,否则会杀死附着在果皮上的野生型酵母菌,C错误;
D、钙果果酒的颜色是钙果果皮和果肉中的色素进入发酵液形成的,D正确。
故选D。
18.(23-24高二上·安徽阜阳·期末)我国是最早生产酱油的国家。制曲是酱油生产的重要工序之一,其主要目的是给黑曲霉创造最佳条件,使其生长繁殖并分泌和积累相应的酶,制曲设备示意图如下。下列叙述错误的是( )
A.黑曲霉不仅可以用于生产酱油,还可以用于生产柠檬酸
B.酶及微生物的种类和数量是鉴定成曲质量的指标
C.将曲料摊铺在帘架上有利于控制微生物生长的温度
D.该制曲过程主要的发酵产物是葡萄糖、乙醇、乳酸等物质
【答案】D
【分析】鼓风机应不断通入经过滤的新鲜空气,为米曲霉的生长提供足量的氧气,为米曲霉生长创做条件,以便其大量繁殖,积累相应的酶。
【详解】A、以大豆为主要原料,利用黑曲霉,经一系列步骤可以生产酱油,柠檬酸也是由黑曲霉发酵制得的,A正确;
B、发酵的主要目的是使黑曲霉充分生长繁殖并分泌和积累相应的酶,所以酶及微生物的种类和数量是鉴定成曲质量的指标,B正确;
C、微生物的生长需要适宜的温度,曲料摊铺在帘架上可以及时散热,有利于控制微生物生长的温度,C正确;
D、葡萄糖是发酵的底物,不是产物,D错误。
故选D。
二、解答题
19.(23-24高二下·安徽淮北·期末)甲烷氧化菌在有氧条件下能够氧化甲烷,其产生的单细胞蛋白具有较高的经济价值。某研究小组欲从土壤中筛选并纯化甲烷氧化菌,以生产单细胞蛋白。已知可通过改变培养箱中的气体环境进行甲烷氧化菌的培养,回答下列问题。
(1)为了筛选出甲烷氧化菌,培养时应选择以 为唯一碳源。
(2)配制培养基后,需用 (填方法)对培养基进行灭菌,待培养基冷却到 ℃左右时倒平板,然后将土样稀释后涂布在培养基上,放在特殊气体环境中进行培养。
(3)在培养箱中培养一段时间后,若固体培养基上形成的菌落的 (答出2点)不同,则说明固体培养基上出现了多种微生物。
(4)研究发现,甲烷氧化菌还能利用甲醇作为碳源。已知所取土样中不含甲醇,为进一步纯化甲烷氧化菌,可将上述培养基中出现的多种微生物用 (填一种工具名称)挑出,分别在 (填“液体”或“固体”)培养基中扩大培养后,再分别接种到以 为唯一碳源的 (填“液体”或“固体”)培养基上,置于相同且适宜的环境中培养,一段时间后,若某培养基中出现 ,基本可说明筛选出了甲烷氧化菌。
【答案】(1)甲烷
(2) 高压蒸汽灭菌法 50
(3)形状、大小、颜色等
(4) 接种环 液体 甲醇 固体 菌落
【分析】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。
2、获得微生物纯培养物是发酵工程的重要基础,可通过纯培养来实现。进行纯培养时,人们需要按照微生物对营养物质的不同需求配制培养基;还需要防止杂菌污染,无菌技术围绕这一点展开,主要包括消毒和灭菌。
【详解】(1)依题意,甲烷氧化菌在有氧条件下能够氧化甲烷,因此为了筛选出甲烷氧化菌,可选择以甲烷为唯一碳源。
(2)获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染,配制培养基后,通常需要对培养基进行灭菌处理,对培养基进行灭菌时,常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法。灭菌后的培养基进行倒平板操作时,培养基通常要冷却至50℃左右,在这个温度下操作,培养基不会凝固,也不至于烫手。
(3)微生物在固体培养基上培养时,会得到菌落。不同微生物的菌落在形状、大小、颜色等方面有相对稳定的特征。因此,在培养箱中培养一段时间后,若固体培养基上形成的菌落在形状、大小、颜色等方面不同,则说明固体培养基上出现了多种微生物。
(4)微生物培养过程进行接种操作时,常用的接种工具是接种环。微生物的扩大培养目的是富集微生物数量,由于液体培养基营养物质能得到更充分的利用,得到的微生物菌体数更多,通常扩大培养过程都是使用液体培养基。甲烷氧化菌还能利用甲醇作为碳源,可利用以甲醇为唯一碳源的培养基进行筛选。筛选得到的菌株是不是目的菌株,通常通过菌落特征进行初步判定,固体培养菌上培养微生物才能得到菌落。因此,筛选甲烷氧化菌可以用甲醇为唯一碳源的固体培养基,若某培养基中出现菌落,基本可说明筛选出了甲烷氧化菌。
20.(23-24高二下·安徽亳州·期末)尿素是一种重要的农业肥料,但若不经细菌的分解,就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多,某生物兴趣小组完成了“土壤中分解尿素的细菌分离与计数”的实验,实验中用到的尿素培养基成分如下表所示,具体操作流程如图所示。请分析回答。将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL。
KH₂PO₄
Na₂HPO₄
MgSO₄7H₂O
葡萄糖
尿素
琼脂
1.4g
2.1g
0.2g
10.0g
1.0g
15.0g
(1)在实验中,下列材料或用具需要灭菌的是 ,需要消毒的是 (填序号)。
①培养细菌用的培养基与培养皿②玻璃棒、试管、锥形瓶③实验操作者的双手④操作空间⑤接种用具
(2)培养基中加入尿素的目的是 ,从作用分析这种培养基属于 培养基,本实验还同时设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养,其对照的目的是 。
(3)除了本实验的接种培养方法外,通常还可以采用 方法能将单个微生物分离。此实验不选这个方法的原因是 。
(4)分解尿素的细菌生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的 ,实验需要振荡的目的是 。
【答案】(1) ①②⑤ ③④
(2) 尿素作为唯一氮源用来分离分解尿素的细菌 选择 判断尿素(选择)培养基是否有筛选作用
(3) 平板划线法 平板划线法不能用于微生物的计数
(4) 尿素、葡萄糖 使土壤微生物充分释放并均匀分布在无菌水中
【分析】1、选择培养基:培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物生长。
2、消毒和灭菌:
(1)消毒:用温和的化学或物理方法,杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢、孢子)的过程。
(2)消毒的方法:①煮沸消毒法:100℃煮沸5-6min;②巴氏消毒法:70-75 ℃下煮30min或80 ℃ 下煮15min(低温消毒法);③化学药剂消毒法:用75%酒精、新洁尔灭等进行皮肤消毒;氯气消毒水源;④紫外线消毒:对实验室空气消毒。
3、微生物常见的接种的方法:
(1)平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。
(2)稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】(1)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;灭菌则是指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。培养细菌用的培养基与培养皿、玻棒、试管、锥形瓶、接种用具需要经灭菌处理,实验操作者的双手和操作空间消毒处理即可,故在实验中,所给材料或用具需要灭菌的是①②⑤,需要消毒的是③④。
(2)结合题干“某生物兴趣小组完成了“土壤中分解尿素的细菌分离与计数”的实验”可知,培养基中加入尿素的目的是尿素作为唯一氮源用来分离分解尿素的细菌,从作用分析这种培养基属于选择培养基(允许特定微生物种类生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基),本实验还同时设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养,目的是作为对照,判断尿素(选择)培养基是否有筛选作用。
(3)常用的接种微生物的方法有稀释涂布平板法和平板划线法,故除了本实验的接种培养方法即稀释涂布平板法外,通常还可以采用平板划线法方法能将单个微生物分散在固体培养基上,之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物;此实验不选这个方法的原因是平板划线法不能用于微生物的计数,而稀释涂布平板法可用于微生物的计数。
(4) 碳源是提供碳元素的物质,氮源是提供氮元素的物质,结合题中所给表格可知,氮源、碳源分别是尿素和葡萄糖;实验需要振荡的目的是使土壤微生物充分释放并均匀分布在无菌水中。
21.(23-24高二下·安徽淮北·期末)为确定某致病细菌对不同抗生素的敏感性,研究人员设置了四组实验:分别将含有A、B、C、D四种抗生素(含量相同)的滤纸片均匀置于同一平板上的不同位置,放在培养箱中培养一定时间后,观察其透明圈的大小,实验结果如下表。回答下列问题:
实验组别
抗生素种类
实验结果
1
A
滤纸片周围出现透明圈
2
B
滤纸片周围没有出现透明圈
3
C
滤纸片周围的透明圈比含A的小
4
D
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
(1)配制培养基时,按照培养基配方准确称量各组分,溶解、定容后,并进行 灭菌。
(2)若该实验需要计算菌落数,宜选择菌落数在 ,采用稀释涂布平板法统计的结果往往较实际值偏低,原因是 。
(3)微生物培养的关键是 ,根据实验结果,为达到抗菌目的,最好应选用抗生素种类为 ;在排除杂菌污染的情况下,第4组实验说明细菌对抗生素D产生了 。
【答案】(1)高压蒸汽(或湿热)
(2) 30~300 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
(3) 防止杂菌污染 抗生素A 耐药性(抗药性)
【分析】题意分析,根据表格内容可知,使用抗生素A时,滤纸片周围出现了透明圈,且透明圈最大,故抗生素A的抗菌效果最好。为了增强本实验的说服力,本实验应增加一组不含抗生素的滤纸片进行的实验作为空白对照组,以排除滤纸片本身对实验结果的影响。
【详解】(1)对培养基的灭菌,常用高压蒸汽(或湿热)灭菌法灭菌。
(2)若该实验需要计算菌落数,宜选择菌落数在30~300之间的平板进行计数,采用稀释涂布平板法统计的结果往往较实际值偏低,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。
(3)获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染;根据表格可知,使用抗生素A时,滤纸片周围出现了透明圈,且透明圈最大,故为了达到良好的抗菌效果,最好应选用抗生素A;在排除杂菌污染的情况下,第4组的透明圈中出现了一个菌落,说明细菌对抗生素D产生了耐药性(抗药性)。
22.(23-24高二下·安徽滁州·期末)基因工程在药物生产领域取得了丰硕成果,比如利用微生物或动植物细胞生产干扰素。干扰素作为一种糖蛋白,能有效干扰病毒复制,被广泛应用于治疗病毒感染性疾病。科学家已成功运用基因工程技术,使大肠杆菌和酵母菌生产出干扰素,为药物的研发和生产提供了新的途径。请回答下列问题:
(1)利用大肠杆菌来合成干扰素时,先用钙离子处理大肠杆菌的目的是 。
(2)相比于酵母菌,利用转基因大肠杆菌不能生产有活性的干扰素,原因是 。
(3)下图是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方(将图中物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL),若根据用途划分,该培养基属于 培养基。
(4)下面的图1和图2是培养大肠杆菌的结果图。图 所用的接种方法可用来对活菌进行计数,计数偏小的原因是 。不用另一图示接种方法菌进行计数,计数偏小的原因是进行计数的原因是 。
【答案】(1)使大肠杆菌处于容易吸收重组DNA分子的状态
(2)大肠杆菌为原核生物,无内质网和高尔基体,不具备加工干扰素的能力
(3)鉴别
(4) 1 两个或多个细胞连在一起平板上观察到只有一个菌落 在平板划线法中,通常只有最后一次划线的末端才会形成只由一个活菌形成的菌落,而其他一些菌落则可能由两个或多个活菌共同繁殖而成(或划线最开始的地方菌种会长成一片,且接种菌液的体积无法确定,导致无法计数)
【分析】1、选择培养基是将允许特定种类的微生物生长、同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基;鉴别培养基是在培养基中加入某种试剂或化学药品,使培养后会发生某种变化,从而区别不同类型的微生物的培养基;
2、接种微生物常用的接种方法由平板划线法和稀释涂布平板法两种接种方法。分析图示可知,图1为稀释涂布平板法,图2为平板划线法;
3、基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与鉴定。其中基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【详解】(1)利用大肠杆菌来合成干扰素时,需要将干扰素基因导入大肠杆菌,先用钙离子处理大肠杆菌的目的是使大肠杆菌处于容易吸收重组DNA分子的状态,便于将干扰素基因导入大肠杆菌;
(2)相比于酵母菌,利用转基因大肠杆菌不能生产有活性的干扰素,原因是大肠杆菌是原核生物,无内质网和高尔基体,不具备加工干扰素的能力;
(3)向培养大肠杆菌的培养基中加入指示剂,鉴别大肠杆菌是否存在,因此该培养基从用途上属于鉴别培养基;
(4)微生物的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法,观察图示可知,1、2分别是稀释涂布平板法和平板划线法,因此图1所用的接种方法(稀释涂布平板法)可用来对活菌进行计数,计数偏小的原因是两个或多个细胞连在一起平板上观察到只有一个菌落;另一图示接种方法(平板划线法)菌进行计数,计数偏小的原因是进行计数的原因是在平板划线法中,通常只有最后一次划线的末端才会形成只由一个活菌形成的菌落,而其他一些菌落则可能由两个或多个活菌共同繁殖而成(或划线最开始的地方菌种会长成一片,且接种菌液的体积无法确定,导致无法计数)。
23.(23-24高二下·安徽六安·期末)科研人员按照如图所示流程从盐湖土壤中分离筛选出了一株高产α-淀粉酶的耐盐性菌株NWU-8,并通过He-Ne激光照射提高该菌株产α-淀粉酶的能力,实验中需要a、b两种培养基,a的组分为牛肉膏、蛋白胨、高浓度NaCl、水,相比培养基a来说培养基b的组分增加了可溶性淀粉。回答下列问题。
(1)培养基a的作用是 ,配制好的培养基通常采用的灭菌方法是 。
(2)b培养基平板滴加碘液后,部分菌落周围出现透明圈,根据菌落直径和透明圈大小, 的菌落初步判断为产酶能力较高的菌株。
(3)He-Ne激光照射诱导后的菌种需要对耐盐性和产酶能力等进行检测和筛选,获得纯净高产菌种进行液体摇瓶发酵,摇瓶培养的目的是 (答出两点即可)。若取某一时刻的发酵样液,稀释108倍后取0.1ml稀释液涂布平板上,菌落数目稳定时,菌落数分别是145、163、154,推测样液中菌体的数量为 个/mL-1。
(4)为获得纯培养物的耐盐基因X,实验小组应用纯培养物提取了DNA,检测DNA所用的试剂是 。获得PCR产物后,用琼脂糖凝胶电泳对PCR产物进行鉴定,影响DNA分子迁移速率的主要因素有 (答出两点即可)。
【答案】(1) 分离出耐盐微生物(耐盐菌) 高压蒸汽灭菌法/湿热灭菌
(2)透明圈直径与菌落直径的比值大
(3) 增大培养液的溶氧量;利于微生物和培养液充分接触 1.54×1011
(4) 二苯胺试剂 DNA分子的大小和构象、凝胶浓度
【分析】实验室中目的菌株的筛选:
①原理:人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。
②从土壤中分离目的微生物的一般步骤是:土壤取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株。
③培养基一般采用高压蒸汽灭菌法灭菌,富集培养可以使用液体培养基,选择培养基是指通过培养混合的微生物,仅得到或筛选出所需要的微生物,其他不需要的种类在这种培养基上是不能生存的。
【详解】(1)培养基a中含有高浓度NaCl,所以其作用是分离筛选耐盐性菌株,使用的培养基是选择培养基。为了不破坏培养基的成分,通常采用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法。
(2)b培养基平板滴加碘液后,部分菌落周围出现透明圈,根据菌落直径和透明圈大小,透明圈直径与菌落直径的比值大的菌落初步判断为产酶能力较高的菌株。
(3)最后获得的纯净高产菌种进行液体摇瓶发酵,摇瓶培养的目的是增大培养液的溶氧量,利于微生物和培养液充分接触,利于其繁殖。对已有的土壤样液稀释108倍,取0.1ml稀释液涂布平板上,每隔24h统计一次菌落的数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果,菌落数分别是145、163、154,则平均菌落数为(145+163+154)÷3=154,根据n=C÷V×M可知,土壤样液中菌体的数量为154÷0.1ml×108=1.54×1011个/mL。
(4)在DNA粗提取和鉴定的实验中,检测DNA所用的试剂是二苯胺试剂,在一定温度下水浴加热,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。获得PCR产物后,用琼脂糖凝胶电泳对PCR产物进行鉴定,待测样品中DNA分子的大小和构象、凝胶浓度等都会影响DNA在电泳中的迁移速率。
24.(23-24高二下·安徽芜湖·期末)生活垃圾分为四大类:可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾、其他垃圾。通过对生活垃圾进行分类处理可提高垃圾的资源再利用率,改善人类生活环境。科研小组欲分离及培养若干种微生物用于处理厨房垃圾即湿垃圾,如剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物。
请回答下列问题:
(1)从土壤中筛选产脂肪酶的菌株时,设计的选择培养基的特点是 。纯化微生物常用的方法是 。
(2)现获得可产脂肪酶的A、B两种菌株,并进行了培养研究,结果如图甲所示。据图分析,应选择菌株 进行后续相关研究,依据是 。
(3)乙图中科研小组从土壤中筛选淀粉分解菌。统计获得的结果比实际的活菌数低,可能原因是 。
(4)乙图培养基加碘液染色后,选择培养基上出现了A、B、C、D、E5种菌落。若要得到淀粉酶活力最高的菌株,应选择 菌落进一步纯化。经检测A菌落为硝化细菌,D菌落能在此培养基上生长且没有形成透明圈的原因是 。
【答案】(1) 以脂肪为唯一碳源 稀释涂布平板法和平板划线法
(2) B B菌株增殖速度快,单细胞蛋白产量高,且脂肪剩余比例小,降解脂肪能力强
(3)当两个或多个细菌连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
(4) E D菌落能够利用空气中的二氧化碳合成有机物,但不能产生淀粉酶,所以无透明圈
【分析】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。虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件;
2、微生物常见的接种的方法:
①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落;
②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养基表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】(1)筛选产脂肪酶的菌株,设计的选择培养基的特点是以脂肪为唯一碳源;稀释涂布平板法和平板划线法是纯化微生物常用的方法;
(2)结合图甲两种菌株的曲线比较可知,B菌株增殖速度快,单细胞蛋白产量高,且脂肪剩余比例小,降解脂肪能力强,适宜选择B菌株进行后续相关研究;
(3)统计获得的结果比实际的活菌数低,原因是当两个或多个细菌连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落;
(4)淀粉被分解后,会出现透明圈,透明圈大的说明淀粉酶活力高,应选择E菌落进一步纯化;D菌落能在此培养基上生长且没有形成透明圈的原因是D菌落能够利用空气中的二氧化碳合成有机物,但不能产生淀粉酶,所以无透明圈。
三、实验题
25.(23-24高二下·安徽·期末)发酵型青梅果醋的生产主要采用碱中和青梅汁之后再进行酒精发酵、醋酸发酵的方法,然而这种生产工艺会损失青梅的功能性成分。因此,筛选能够耐受青梅高酸环境的醋酸菌是提高发酵青梅果醋品质的关键(已知醋酸能与培养基中的碳酸钙反应生成能溶于水的醋酸钙)。请回答有关问题:
(1)利用青梅发酵产生青梅果酒的后期,只加入醋酸菌后并没有产生乙酸,原因是 。(答出2点)
(2)较高初始乙醇浓度对醋酸菌的生长和代谢会产生抑制作用,选育高性能优良醋酸菌株能提高醋的含量和品质。某同学开展耐乙醇菌株的筛选研究,配制了两种培养基:
培养基种类
成分
富集培养基
3%葡萄糖、2%酵母粉、0.01%Mg2SO4
筛选培养基
0.5%葡萄糖、1%酵母膏、2%CaCO3、2%琼脂、10%无水乙醇
①筛选培养基中,葡萄糖的含量低于富集培养基,原因是 。
②某同学从富集培养基中吸取少量菌液,经过梯度稀释后滴加到筛选培养基上进行涂布,适宜条件下培养后挑选产生透明圈的单菌落,得到耐乙醇的醋酸菌菌株。能用透明圈鉴别出醋酸菌的原因是 。
(3)对不同初始乙醇含量和温度的组合下青梅果醋的风味进行感官评价(包括气味、口味等,以分数表示,分数值越高表示感官越好),结果如图:
注:同一等高线上的分数相等
①在初始乙醇含量为6.0%、评价为88时,对应的温度有 种可能。
②实验结果表明:随着温度和初始乙醇含量的升高,评分结果的变化趋势为 。
【答案】(1)醋酸菌是好氧菌,进行有氧呼吸,而果酒产生的条件为无氧,且果醋发酵的温度大于果酒发酵的温度
(2) 在缺乏糖源的情况下,使醋酸菌以乙醇为底物生成醋酸 醋酸菌产生的醋酸分泌到菌落的周围,醋酸可溶解培养基中不透明的CaCO3,在菌落周围形成透明圈
(3) 2/两 先升高,后降低
【分析】选择培养基是在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物生长,培养、分离出特定的微生物(如培养酵母菌和霉菌,可在培养基中加入青霉素,培养金黄色葡萄球菌,可在培养基中加入高浓度的食盐)
【详解】(1)由于醋酸菌是好氧菌,进行有氧呼吸,而果酒产生的条件为无氧,且果醋发酵的温度大于果酒发酵的温度,故利用青梅发酵产生青梅果酒的后期,只加入醋酸菌后并没有产生乙酸。
(2)①为筛选出耐乙醇的醋酸菌株,筛选培养基中,葡萄糖的含量低于富集培养基,是为了在缺乏糖源的情况下,使醋酸菌以乙醇为底物生成醋酸。
②由于醋酸菌产生的醋酸分泌到菌落的周围,醋酸可溶解培养基中不透明的CaCO3,在菌落周围形成透明圈,故可以用透明圈鉴别出醋酸菌。
(3)①由图可知,初始乙醇含量为6.0%、评价为88时,对应的温度有2种可能,一种在29-30℃,一种在31-32℃。
②由图可知,评分结果并不是随着温度和初始乙醇含量的升高而升高,实验结果表明:随着温度和初始乙醇含量的升高,评分结果的变化趋势为先升高,后降低。
26.(23-24高二下·安徽·期末)瘤胃中恒定温度和厌氧的环境为瘤胃微生物提供了生长繁殖的有利条件。瘤胃细菌主要有纤维素分解菌、果胶分解菌和淀粉分解菌等,图示是从瘤胃中分离果胶分解菌的流程图,回答下列问题:
(滚管培养法:用注射器吸取一定体积的菌液注入盛有50℃左右液体状态的培养基的试管中,振荡均匀,而后将其平放于盛有冰块的盘中迅速滚动,这样带菌培养基在试管内壁立即凝固成一薄层,经培养可在培养基内或表面长出肉眼可见的菌落。)
(1)滚管培养法 (填“能”或“不能”)用于计数细菌,若不能,请说明理由,若能,则需要知道哪些数据 。
(2)滚管培养获得的 是果胶分解菌的纯培养物,能根据菌落特征鉴定菌种的原因是 。
(3)所用选择培养基在成分上的特点是 ,与醋酸菌相比,培养过程还须提供 条件,选择培养还需设置对照实验,该对照实验的处理方法是 ,若出现的结果是 ,则说明达到选择目的。整个实验还需要另设对照实验,其目的是 。
【答案】(1) 能 菌落数、注射器吸取的菌液体积和稀释度
(2) 单菌落 不同微生物可在培养基上形成各自稳定的菌落特征
(3) 以果胶为唯一碳源 无氧 把菌液接种到普通(牛肉膏-蛋白胨)培养基上,其他条件相同 选择培养基上的菌落数少于普通培养基 判断是否有杂菌污染
【分析】微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长,可以形成肉眼可见的菌落。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。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。
【详解】(1)滚管培养法把一定体积的菌液注入液体状态的培养基,混合均匀后冷却形成固态培养基,稀释度足够时,每一个活菌都能在固态培养基上形成一个单菌落,可以计数活菌数,计算公式是(菌落数÷注射器吸取的菌液体积)×稀释度。
(2)单菌落是果胶分解菌的纯培养物。不同微生物可在培养基上形成各自稳定的菌落特征,因此能根据菌落特征鉴定菌种。
(3)筛选果胶分解菌,选择培养基要以果胶为唯一碳源。瘤胃微生物是厌氧菌,所以要在无氧条件下培养。选择培养是否起到选择作用,对照实验的自变量是培养基有无以果胶为唯一碳源,对照实验把菌液接种到普通培养基上,若选择培养基上的菌落数少于普通培养基,则说明达到选择目的。整个实验还要避免杂菌污染,用空白培养基作对照。
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专题01 发酵工程
一、单选题
1.(23-24高二下·安徽·期末)下列关于传统发酵技术及微生物培养的说法,错误的是( )
A.制作果酒、果醋和泡菜可利用原材料表面天然存在的菌种
B.果酒制作好后制作果醋,需通入无菌空气并适当提高温度
C.泡菜坛内有时会长一层白膜,这层膜是乳酸菌繁殖产生的
D.可用平板划线法和稀释涂布平板法获得微生物的纯培养物
2.(23-24高二下·安徽·期末)在微生物培养的过程中,有关平板接种的说法正确的是( )
A.培养基中不含碳源的平板不能用于微生物培养
B.在平板划线前一定要对接种环进行消毒
C.可以根据菌落数和培养时间计算出微生物的繁殖周期
D.统计的菌落数往往比活菌实际数目少
3.(23-24高二下·安徽滁州·期末)某同学在制作泡菜前,查阅资料得知,可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”;在用质量分数为5%的食盐水制作泡菜时,他在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量,结果见曲线图。下列说法正确的是( )
A.制作泡菜和制作果酒一样,要经常打开发酵坛口释放多余的气体
B.制作泡菜时,乳酸会抑制其它微生物生长,故材料和工具可不做消毒处理
C.泡菜制作过程中,亚硝酸盐含量越积越多,因此泡菜的取食时间越早越好
D.该同学制作出的泡菜“咸而不酸”,可能的原因是食盐浓度过高、发酵温度过低等
4.(23-24高二下·安徽黄山·期末)中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述错误的是( )
A.腐乳制作的过程中,利用了毛霉等产生的蛋白酶
B.葡萄酒制作完成后,适当降低温度可进行葡萄醋的发酵
C.腌制泡菜的过程中,利用了乳酸菌的乳酸发酵
D.馒头制作过程中,酵母菌进行呼吸作用产生CO2
5.(22-23高二上·安徽芜湖·期末)小古文《腌菜》中有“寒霜屡下,园菜渐肥,取而曝之,俟(等待)略干,置缸中,腌以盐。旬余,便可取食。若藏之于瓮,泥封其口,虽留至明年,犹可食也。”下列有关说法正确的是( )
A.古人多选择秋冬季节腌菜与乳酸菌的最适温度低有关
B.为成功制得腌菜,需要对“园菜”、“瓮”等进行沸水泡烫以去除杂菌
C.腌菜时“泥封其口”是防止灰尘和杂菌进入瓮内影响腌菜的品质
D.“旬余,便可取食”与发酵过程中乳酸含量和亚硝酸盐含量的变化有关
6.(22-23高二下·安徽合肥·期末)为探究大蒜汁对痢疾杆菌的抑制作用,某兴趣小组进行了相关实验,下列操作不合理的是( )
A.按配方配制培养基并进行湿热灭菌后在酒精灯火焰附近倒平板
B.吸取适当稀释度的菌液滴在平板上并用涂布器涂布均匀
C.分别将浸于大蒜汁和无菌水的滤纸片贴在平板不同位置
D.在培养皿盖上标记后将平板倒置放入适宜温度的恒温培养箱中培养
7.(22-23高二下·安徽亳州·期末)下列对葡萄酒和葡萄醋发酵条件控制的叙述,错误的是( )
A.葡萄汁装入简易发酵瓶时,要留有约1/3的空间
B.制作葡萄醋的温度要比制作葡萄酒的温度高些,但时间一般控制在7~8d
C.制作葡萄酒的过程中,需将时间控制在10~12d
D.用清水冲洗葡萄除去污物时,应反复多次冲洗
8.(22-23高二下·安徽蚌埠·期末)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的过程中,关于倒平板的描述正确的是( )
①待培养基冷却至50℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板
②将皿盖与皿底分开,皿盖先单独倒置在桌面上,再将培养基倒入皿底
③拔出锥形瓶棉塞后,使锥形瓶瓶口迅速通过火焰
④配置好的培养基要进行干热灭菌
⑤将锥形瓶中培养基倒入培养皿,待培养基冷却后盖上皿盖
⑥等待培养基冷却凝固后,将培养皿倒过来放置
A.①③⑥ B.③⑤⑥ C.②③⑤ D.①②④
9.(22-23高二下·安徽蚌埠·期末)菌落特征常作为鉴定微生物种类的依据。下列关于菌落的叙述,正确的是( )
A.一个菌落一定是由一个微生物繁殖形成的种群
B.微生物可在固体培养基的表面和内部繁殖形成菌落
C.不同种类的微生物的菌落特征完全不一样
D.菌落特征的差异与微生物细胞形态的差异没有关系
10.(22-23高二下·安徽蚌埠·期末)“五一”期间,蚌埠市旅游业火爆,众多美食赢得了消费者的高度赞扬,油炸臭豆腐是我市众多风味小吃的一种,制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。下列相关说法,错误的是( )
A.乳酸菌和芽孢杆菌均属于原核生物
B.卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌存在竞争关系
C.经煮沸灭菌的卤汁需冷却后才能浸入豆腐
D.乳酸菌在无氧条件下发酵产生了乳酸
11.(22-23高二下·安徽合肥·期末)关于发酵工程应用的说法错误的是:( )
A.发酵工程的产品可以是微生物的代谢产物
B.发酵工程的核心步骤是发酵罐中发酵
C.通过发酵工程可以从微生物中提取单细胞蛋白
D.发酵工程的产品可以是微生物的菌体
12.(21-22高二下·安徽阜阳·期末)已知固体培养基会因碳酸钙存在而呈乳白色,且乳酸菌能分解培养基中碳酸钙。某同学用新鲜的泡菜滤液为材料进行了分离纯化乳酸菌的实验,下列叙述正确的是( )
A.加入碳酸钙的培养基属于选择培养基,且碳酸钙作为唯一碳源
B.分离纯化所用的培养基都要进行严格的灭菌处理
C.分离纯化乳酸菌时,需要用蒸馏水对泡菜滤液进行梯度稀释
D.分离纯化乳酸菌时,应挑选出不具有透明圈的菌落作为候选菌
二、解答题
13.(23-24高二下·安徽亳州·期末)玉米芯残渣含有大量的木质纤维素(由纤维素、半纤维素和木质素组成),若被焚烧处理,不但造成严重的环境污染,还导致大量能量浪费。某科研团队从树林土壤中筛选得到野生的季也蒙毕赤酵母,并进行多次筛选以期获得优良菌株。该优良菌株能以玉米芯残渣为原料发酵生产洁净燃料——乙醇。下图1为筛选过程,请分析回答下列问题:
(1)图1中对土壤菌液进行系列梯度稀释的目的是 。稀释后将菌液接种到以 作为唯一碳源的培养基中进行培养。待长出菌落后,提取其基因组DNA进行扩增并测序、鉴定是否为季也蒙毕赤酵母。
(2)发酵生产时需先将玉米芯残渣进行预处理,该过程会产生许多抑制物。因此,研究人员在图1②的液体培养基中加入抑制物,并在③多次筛选时不断提高抑制物的浓度,目的是 。培养过程中,可从②的液体培养基中定期取样,并用 法进行菌落计数,评估菌株增殖状况。
(3)刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不与水解后的葡萄糖等发生这种反应,从而在纤维素分解菌周围出现透明圈。将经过多次实验后所获得的4种优良菌株接种到含纤维素、刚果红、高浓度抑制物的固体培养基中,结果如图2.根据图中信息,可选择菌株 (填图中的字母)作为目标菌株进行发酵生产,原因是 。
14.(22-23高二上·安徽芜湖·期末)在农业生产中发现一种广泛使用的除草剂(含氮有机化合物)在土壤中不易降解,长期使用可污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤,可按下面程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度低,含一定量该除草剂的培养基不透明)。
(1)制备稀释100倍的土壤浸出液,需要将5g土样加入 ml无菌水中。
(2)要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌,从物理性质、成分方面来看,上述培养皿中培养基的特点是 。
(3)在划线培养时需要对接种环进行灼烧灭菌,本实验理论上需要灼烧 次。最终在固体培养基上形成的菌落中,无透明带菌落利用的氮源主要是 ,有透明带菌落利用的氮源主要是 ,据此可筛选出目的菌。
(4)科研人员为了进一步筛选出高降解能力的菌种,对上图得到的菌株再次进行纯化培养,测量不同菌株形成的菌落及透明圈直径,结果见下表。
工程菌
菌落直径(C,mm)
透明圈直径(H,mm)
H/C
菌株I
8.1
13.0
1.6
菌株Ⅱ
5.1
11.2
2.2
菌株Ⅲ
9.5
17.1
1.8
根据表中数据,可推断其中降解除草剂能力最高的菌株是 。
15.(22-23高二下·安徽·期末)青霉病是苹果采摘后致其腐烂的重要病害之一,该病的致病菌为扩展青霉。本研究试图从苹果表面分离筛选出一株可有效拮抗扩展青霉的细菌,以将其应用于水果的防腐和保鲜,实验的流程如图所示,回答下列问题:
(1)步骤1用 水清洗苹果,完成涂布的某种平板需 在37℃恒温培养箱培养24h,挑取合适稀释度下的平板上的菌株分别进行纯化,以做进一步研究。
(2)在步骤2准备分离和筛选能拮抗扩展青霉的菌株前,先通过含有NaNO3的特定培养基培养作为指示菌,其中NaNO3的作用是 (写出2点)。将指示菌接种于此平板中央,将步骤1获得的待测菌株接种于离指示菌2.5cm处,28℃培养48h观察其生长状况,测量抑菌带宽度,挑取抑菌带 (填“宽”或 “窄”)的菌株。
(3)利用射线或化学物质诱导拮抗能力强的菌株发生 。进一步研究发现,拮抗菌株产生脂肽类抗生素能抑制扩展青霉。将步骤4筛选出的拮抗能力最强的突变株,通过发酵工程采用适当的提取、 措施来获得脂肽类抗生素,作为 农药用于苹果青霉病的防治。
16.(22-23高二下·安徽宣城·期末)请回答微生物的培养、分离、计数和鉴定等方面的问题:
(1)获得纯净的微生物培养物的关键是 ,无菌技术主要包括 。
(2)为筛选优良的纤维素分解菌,科研人员开展了相关研究。称取1.0g某土壤样品,转入99mL无菌水中,制备成菌悬液,经梯度稀释后,获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1mL菌悬液涂布在固体培养基上,每隔24h统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果,其好处是 。其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落,则该样本中每克土壤约含纤维素分解菌 个。
(3)刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上,筛到了几株有透明降解圈的菌落(见下图)。图中降解圈大小与纤维素酶的 有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是 (填图中序号)
一、单选题
1.(23-24高二下·安徽芜湖·期末)下列常用的无菌操作中,错误的是( )
A.无菌操作不要求杀死培养基中的一切细菌
B.用酒精擦拭双手的方法是对操作者进行消毒
C.实验操作过程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
2.(23-24高二下·安徽芜湖·期末)关于平板划线法和涂布平板法的叙述不正确的是( )
A.只能应用于固体培养基接种
B.都可以用于微生物的计数
C.接种培养后均可获得单菌落
D.接种用具都需进行严格灭菌
3.(23-24高二下·安徽六安·期末)酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了如图I所示实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100mL完全培养基,下列说法错误的是( )
A.发酵过程中的缺氧环境、酵母菌产生的酒精等可抑制杂菌的繁殖
B.用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数可能低于实际的活菌数
C.对培养基进行灭菌的方法是高压蒸汽灭菌法,菌种接种过程中的试管口、瓶口等需灼烧灭菌
D.由图Ⅱ可知,乙、丙、丁培养基浑浊的原因是培养基灭菌不彻底,丁组酵母菌产酒精能力比乙强
4.(23-24高二下·辽宁鞍山·期末)下列有关学生制作发酵食品实践活动的叙述正确的是( )
A.泡菜发酵前期有大量的气体产生,需开盖放气
B.泡菜腌制前需将蔬菜洗净,为了防止污染不能切块
C.腐乳制作过程中豆腐变硬,导致难以被消化和吸收
D.果醋发酵时需通气,温度宜控制在30~35℃
5.(23-24高二下·安徽·期末)有些酵母能利用工业废甲醇作为碳源进行繁殖,既可减少污染,又可降低成本。研究人员拟从土壤中分离该类酵母并大量培养,操作流程如下图。下列说法正确的是( )
注:25×16型血细胞计数板(1mm×1mm×0.1mm),计数室中有25个中格,每个中格分成16个小格
A.配置好的培养基用高压蒸汽灭菌后再调节pH
B.④过程需要保证充足的营养并营造无氧环境
C.④过程结束后可用提取、分离的方法获得酵母菌菌体
D.稀释1000倍后,用25×16型血细胞计数板计数5个中格中共60个细胞,则种群密度为3×109个/ml
6.(23-24高二下·安徽·期末)某校两位高中学生六一当天相约去公园玩,在路边摊买了手工冰棍,之后均出现腹泻现象。他们怀疑是三无产品的手工冰棍中大肠杆菌超标,便利用所学的微生物培养知识对此种冰棍进行检测,并进行了菌落计数。已知大肠杆菌在伊红-亚甲蓝培养基上会呈现深紫色的菌落。下列说法正确的是( )
A.伊红-亚甲蓝培养基属于选择培养基,菌落数为30~300适合计数
B.配制培养基时只需要加入碳源、氮源、水、无机盐这几类物质
C.培养基中添加适宜浓度的无机盐除了提供营养,还可以保持细胞形态
D.接种后的平板平均有43个菌落,未接种的平板有1个菌落,则计数结果为42个
7.(23-24高二下·安徽·期末)农作物秸秆可以通过生物发酵转化为燃料乙醇。某校生物兴趣小组设计了一个利用秸秆生产乙醇的实验。主要步骤如下:①将粉碎的秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种纤维素分解菌;②培养一段时间后,用清水淋洗秸秆堆并收集淋洗液(清水淋洗时纤维素分解菌不会流失);③将淋洗液灭菌后,向其中接种酵母菌,进行乙醇发酵。下列说法正确的是( )
A.酵母菌进行乙醇发酵时,可用淋洗液为原料制备固体培养基
B.培养基中还需要加入氮源,可用于细胞合成核酸、蛋白质、磷脂
C.用高压蒸汽灭菌法对淋洗液进行灭菌时压力为100kPa,温度为100℃
D.乙醇发酵全过程需拧紧瓶盖,产物乙醇可用酸性重铬酸钾溶液检测
8.(23-24高二下·安徽·期末)牛奶营养丰富,深受人们喜爱,我国规定每毫升生鲜奶(未经消毒的生牛奶)菌落总数不得超过200万个。某同学对一份生鲜奶样本进行微生物含量检测,经图1过程获得了三个平板,平板上的菌落数分别为80、79、81。图2是微生物纯培养中常用的工具。下列说法正确的是( )
A.该生鲜奶样本的微生物含量符合国家标准
B.图1过程中用到的工具包括图2中的A和C
C.图1中的培养基是以牛奶为唯一碳源和氮源的培养基
D.图2中的工具A、B、D在使用前均要进行灼烧灭菌
9.(23-24高二下·安徽宣城·期末)下列有关微生物的培养与应用的说法错误的是( )
A.接种环可以用干热灭菌法和灼烧灭菌法灭菌
B.获得纯培养物可使用平板划线法和稀释涂布平板法
C.用于扩大培养和分离计数的培养基都要加入琼脂
D.微生物肥料和微生物农药都可以用来防治病虫害
10.(23-24高二下·安徽·期末)随着咖啡豆销量的增加,产生大量咖啡果皮果肉等附属产物。咖啡果皮果肉营养物质丰富,可将其加工成果醋。某研究小组利用含葡萄糖和酒精成分的M和N培养基,从自然发酵的咖啡果醋中分离出产酸能力高的醋酸菌,工艺流程大致如下。
下列叙述错误的是( )
A.培养基N比培养基M中多了凝固剂
B.过程②可采用稀释涂布法进行接种
C.过程③应该从菌落直径与透明圈直径比值小的单菌落中挑取
D.当糖源充足时,醋酸菌即将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸
11.(23-24高二下·安徽黄山·期末)青霉素是一种常用的抗生素,其工业化生产流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.过程①、②的目的是增加菌种的数量
B.过程③采用高压蒸汽进行灭菌的效果较好
C.过程④可采用过滤、沉淀等方法得到菌种
D.过程⑤可以从青霉菌细胞中提取到单细胞蛋白
12.(23-24高二下·安徽黄山·期末)生活在深海热泉口的巨型管虫,既没有嘴也没有消化系统,体内存在着专门供细菌生活的结构,叫做营养体。营养体细胞内的某种细菌可利用硫化氢氧化时释放的能量为管虫供能。下列说法错误的是( )
A.管虫与营养体内的某种细菌之间是互惠关系
B.管虫体内可能存在特殊的营养物质运输结构
C.营养体内的该种细菌可通过平板划线法进行纯培养
D.营养体内的该种细菌属于该生态系统中的生产者
13.(23-24高二下·安徽阜阳·期末)酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量。研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了如图I所示实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100mL完全培养基,得到如图Ⅱ的结果。下列说法正确的是( )
A.进行微生物计数时,所有的菌种检测培养都需要进行梯度稀释
B.稀释涂布时将涂布器从酒精中取出后,应立即放在火焰上灼烧,以免被空气中微生物污染
C.由图I结果可知,葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×109个/L,此数值往往比活菌的实际数目少
D.由图Ⅱ结果可知,丙瓶出现的原因可能是培养瓶密封不严,乙组酵母菌产酒精能力比丁组强
14.(23-24高二下·安徽阜阳·期末)我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的,其传统工业化生产流程可以分为制麦、糖化、发酵、包装等工序(如图)。制麦、糖化分别为下一工序提供α淀粉酶、糖浆,其中焙烤时杀死了种子中的胚,发酵过程包括主发酵和后发酵两个阶段。下列有关分析正确的是( )
A.性状优良的酵母菌菌种可以从自然界中筛选,不可以通过诱变育种或基因工程育种获得
B.制麦与糖化环节时,焙烤、蒸煮处理方法在杀死活细胞的同时使所含的酶失去活性
C.酵母菌的繁殖主要在主发酵阶段完成,而大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
D.发酵要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件,以免影响微生物的生长繁殖和代谢物的形成
15.(23-24高二下·安徽阜阳·期末)随着人们对发酵原理的认识,微生物纯培养技术的建立,以及密闭式发酵罐的成功设计,人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品,发酵工程逐步形成。下列关于发酵工程及其应用的说法中,错误的选项是( )
①酶制剂只能通过发酵工程生产,不能由动植物生产
②发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
③谷氨酸的发酵生产在中性或弱碱性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
④以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料,通过发酵可获得单细胞蛋白
⑤微生物肥料是利用微生物代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植物生长
⑥用乳酸菌生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂;在青贮饲料中添加酵母菌,可以提高饲料的品质,动物食用后还能提高动物免疫力
A.①③⑤ B.②③⑥ C.②④⑥ D.①③⑥
16.(23-24高二下·安徽·期末)“宁可一日无粮,不可一日无茶”,黑茶具有降血压、降血糖、降血脂、调理肠胃、消炎等独特功效,黑茶功效突出的原因在于其含有一种金花菌一冠突散囊菌(一种真菌),使砖茶里面布满星星点点、密密麻麻的黄色“金花”。下列关于从土壤中分离冠突散囊菌的叙述,错误的是( )
A.实验中为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行
B.除了第一次划线需将接种环灼烧灭菌外,后续的划线可以不用灭菌即可划线
C.用稀释涂布法对冠突散囊菌计数时,因细胞重叠,统计的菌落数会比实际值低
D.因土壤中各类微生物的数量不同,故分离细菌和冠突散囊菌的稀释倍数不同
17.(23-24高二下·安徽·期末)钙果又名欧李,果实中含有多种对人体有益的矿质元素,其钙元素的含量比一般水果都高。钙果用途广泛,叶可做茶花、仁,根能制作中药,果实可加工成果汁、果酒、果醋等产品。下列叙述正确的是( )
A.利用酵母菌进行钙果果醋发酵过程中温度应控制在18~30℃
B.在钙果果酒发酵期间,为保持无氧条件,不能拧松发酵瓶盖子
C.制作钙果果酒、果醋时,应将原料钙果果汁进行湿热灭菌
D.钙果果酒的颜色是钙果果皮和果肉中的色素进入发酵液形成的
18.(23-24高二上·安徽阜阳·期末)我国是最早生产酱油的国家。制曲是酱油生产的重要工序之一,其主要目的是给黑曲霉创造最佳条件,使其生长繁殖并分泌和积累相应的酶,制曲设备示意图如下。下列叙述错误的是( )
A.黑曲霉不仅可以用于生产酱油,还可以用于生产柠檬酸
B.酶及微生物的种类和数量是鉴定成曲质量的指标
C.将曲料摊铺在帘架上有利于控制微生物生长的温度
D.该制曲过程主要的发酵产物是葡萄糖、乙醇、乳酸等物质
二、解答题
19.(23-24高二下·安徽淮北·期末)甲烷氧化菌在有氧条件下能够氧化甲烷,其产生的单细胞蛋白具有较高的经济价值。某研究小组欲从土壤中筛选并纯化甲烷氧化菌,以生产单细胞蛋白。已知可通过改变培养箱中的气体环境进行甲烷氧化菌的培养,回答下列问题。
(1)为了筛选出甲烷氧化菌,培养时应选择以 为唯一碳源。
(2)配制培养基后,需用 (填方法)对培养基进行灭菌,待培养基冷却到 ℃左右时倒平板,然后将土样稀释后涂布在培养基上,放在特殊气体环境中进行培养。
(3)在培养箱中培养一段时间后,若固体培养基上形成的菌落的 (答出2点)不同,则说明固体培养基上出现了多种微生物。
(4)研究发现,甲烷氧化菌还能利用甲醇作为碳源。已知所取土样中不含甲醇,为进一步纯化甲烷氧化菌,可将上述培养基中出现的多种微生物用 (填一种工具名称)挑出,分别在 (填“液体”或“固体”)培养基中扩大培养后,再分别接种到以 为唯一碳源的 (填“液体”或“固体”)培养基上,置于相同且适宜的环境中培养,一段时间后,若某培养基中出现 ,基本可说明筛选出了甲烷氧化菌。
20.(23-24高二下·安徽亳州·期末)尿素是一种重要的农业肥料,但若不经细菌的分解,就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多,某生物兴趣小组完成了“土壤中分解尿素的细菌分离与计数”的实验,实验中用到的尿素培养基成分如下表所示,具体操作流程如图所示。请分析回答。将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL。
KH₂PO₄
Na₂HPO₄
MgSO₄7H₂O
葡萄糖
尿素
琼脂
1.4g
2.1g
0.2g
10.0g
1.0g
15.0g
(1)在实验中,下列材料或用具需要灭菌的是 ,需要消毒的是 (填序号)。
①培养细菌用的培养基与培养皿②玻璃棒、试管、锥形瓶③实验操作者的双手④操作空间⑤接种用具
(2)培养基中加入尿素的目的是 ,从作用分析这种培养基属于 培养基,本实验还同时设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养,其对照的目的是 。
(3)除了本实验的接种培养方法外,通常还可以采用 方法能将单个微生物分离。此实验不选这个方法的原因是 。
(4)分解尿素的细菌生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的 ,实验需要振荡的目的是 。
21.(23-24高二下·安徽淮北·期末)为确定某致病细菌对不同抗生素的敏感性,研究人员设置了四组实验:分别将含有A、B、C、D四种抗生素(含量相同)的滤纸片均匀置于同一平板上的不同位置,放在培养箱中培养一定时间后,观察其透明圈的大小,实验结果如下表。回答下列问题:
实验组别
抗生素种类
实验结果
1
A
滤纸片周围出现透明圈
2
B
滤纸片周围没有出现透明圈
3
C
滤纸片周围的透明圈比含A的小
4
D
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
(1)配制培养基时,按照培养基配方准确称量各组分,溶解、定容后,并进行 灭菌。
(2)若该实验需要计算菌落数,宜选择菌落数在 ,采用稀释涂布平板法统计的结果往往较实际值偏低,原因是 。
(3)微生物培养的关键是 ,根据实验结果,为达到抗菌目的,最好应选用抗生素种类为 ;在排除杂菌污染的情况下,第4组实验说明细菌对抗生素D产生了 。
22.(23-24高二下·安徽滁州·期末)基因工程在药物生产领域取得了丰硕成果,比如利用微生物或动植物细胞生产干扰素。干扰素作为一种糖蛋白,能有效干扰病毒复制,被广泛应用于治疗病毒感染性疾病。科学家已成功运用基因工程技术,使大肠杆菌和酵母菌生产出干扰素,为药物的研发和生产提供了新的途径。请回答下列问题:
(1)利用大肠杆菌来合成干扰素时,先用钙离子处理大肠杆菌的目的是 。
(2)相比于酵母菌,利用转基因大肠杆菌不能生产有活性的干扰素,原因是 。
(3)下图是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方(将图中物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL),若根据用途划分,该培养基属于 培养基。
(4)下面的图1和图2是培养大肠杆菌的结果图。图 所用的接种方法可用来对活菌进行计数,计数偏小的原因是 。不用另一图示接种方法菌进行计数,计数偏小的原因是进行计数的原因是 。
23.(23-24高二下·安徽六安·期末)科研人员按照如图所示流程从盐湖土壤中分离筛选出了一株高产α-淀粉酶的耐盐性菌株NWU-8,并通过He-Ne激光照射提高该菌株产α-淀粉酶的能力,实验中需要a、b两种培养基,a的组分为牛肉膏、蛋白胨、高浓度NaCl、水,相比培养基a来说培养基b的组分增加了可溶性淀粉。回答下列问题。
(1)培养基a的作用是 ,配制好的培养基通常采用的灭菌方法是 。
(2)b培养基平板滴加碘液后,部分菌落周围出现透明圈,根据菌落直径和透明圈大小, 的菌落初步判断为产酶能力较高的菌株。
(3)He-Ne激光照射诱导后的菌种需要对耐盐性和产酶能力等进行检测和筛选,获得纯净高产菌种进行液体摇瓶发酵,摇瓶培养的目的是 (答出两点即可)。若取某一时刻的发酵样液,稀释108倍后取0.1ml稀释液涂布平板上,菌落数目稳定时,菌落数分别是145、163、154,推测样液中菌体的数量为 个/mL-1。
(4)为获得纯培养物的耐盐基因X,实验小组应用纯培养物提取了DNA,检测DNA所用的试剂是 。获得PCR产物后,用琼脂糖凝胶电泳对PCR产物进行鉴定,影响DNA分子迁移速率的主要因素有 (答出两点即可)。
24.(23-24高二下·安徽芜湖·期末)生活垃圾分为四大类:可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾、其他垃圾。通过对生活垃圾进行分类处理可提高垃圾的资源再利用率,改善人类生活环境。科研小组欲分离及培养若干种微生物用于处理厨房垃圾即湿垃圾,如剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物。
请回答下列问题:
(1)从土壤中筛选产脂肪酶的菌株时,设计的选择培养基的特点是 。纯化微生物常用的方法是 。
(2)现获得可产脂肪酶的A、B两种菌株,并进行了培养研究,结果如图甲所示。据图分析,应选择菌株 进行后续相关研究,依据是 。
(3)乙图中科研小组从土壤中筛选淀粉分解菌。统计获得的结果比实际的活菌数低,可能原因是 。
(4)乙图培养基加碘液染色后,选择培养基上出现了A、B、C、D、E5种菌落。若要得到淀粉酶活力最高的菌株,应选择 菌落进一步纯化。经检测A菌落为硝化细菌,D菌落能在此培养基上生长且没有形成透明圈的原因是 。
三、实验题
25.(23-24高二下·安徽·期末)发酵型青梅果醋的生产主要采用碱中和青梅汁之后再进行酒精发酵、醋酸发酵的方法,然而这种生产工艺会损失青梅的功能性成分。因此,筛选能够耐受青梅高酸环境的醋酸菌是提高发酵青梅果醋品质的关键(已知醋酸能与培养基中的碳酸钙反应生成能溶于水的醋酸钙)。请回答有关问题:
(1)利用青梅发酵产生青梅果酒的后期,只加入醋酸菌后并没有产生乙酸,原因是 。(答出2点)
(2)较高初始乙醇浓度对醋酸菌的生长和代谢会产生抑制作用,选育高性能优良醋酸菌株能提高醋的含量和品质。某同学开展耐乙醇菌株的筛选研究,配制了两种培养基:
培养基种类
成分
富集培养基
3%葡萄糖、2%酵母粉、0.01%Mg2SO4
筛选培养基
0.5%葡萄糖、1%酵母膏、2%CaCO3、2%琼脂、10%无水乙醇
①筛选培养基中,葡萄糖的含量低于富集培养基,原因是 。
②某同学从富集培养基中吸取少量菌液,经过梯度稀释后滴加到筛选培养基上进行涂布,适宜条件下培养后挑选产生透明圈的单菌落,得到耐乙醇的醋酸菌菌株。能用透明圈鉴别出醋酸菌的原因是 。
(3)对不同初始乙醇含量和温度的组合下青梅果醋的风味进行感官评价(包括气味、口味等,以分数表示,分数值越高表示感官越好),结果如图:
注:同一等高线上的分数相等
①在初始乙醇含量为6.0%、评价为88时,对应的温度有 种可能。
②实验结果表明:随着温度和初始乙醇含量的升高,评分结果的变化趋势为 。
26.(23-24高二下·安徽·期末)瘤胃中恒定温度和厌氧的环境为瘤胃微生物提供了生长繁殖的有利条件。瘤胃细菌主要有纤维素分解菌、果胶分解菌和淀粉分解菌等,图示是从瘤胃中分离果胶分解菌的流程图,回答下列问题:
(滚管培养法:用注射器吸取一定体积的菌液注入盛有50℃左右液体状态的培养基的试管中,振荡均匀,而后将其平放于盛有冰块的盘中迅速滚动,这样带菌培养基在试管内壁立即凝固成一薄层,经培养可在培养基内或表面长出肉眼可见的菌落。)
(1)滚管培养法 (填“能”或“不能”)用于计数细菌,若不能,请说明理由,若能,则需要知道哪些数据 。
(2)滚管培养获得的 是果胶分解菌的纯培养物,能根据菌落特征鉴定菌种的原因是 。
(3)所用选择培养基在成分上的特点是 ,与醋酸菌相比,培养过程还须提供 条件,选择培养还需设置对照实验,该对照实验的处理方法是 ,若出现的结果是 ,则说明达到选择目的。整个实验还需要另设对照实验,其目的是 。
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