专题11 发酵工程(广东专用)-【好题汇编】备战2024-2025学年高二生物下学期期末真题分类汇编(广东专用)
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内容正文:
专题11发酵工程
一、单选题
1.(23-24高二下·广东韶关·期末)果醋具有降糖降脂、促进血液循环和延缓衰老等多种功能。下图为利用百香果酒酿制新型酵醋饮品过程中,初始酒精度对发酵结果的影响。下列相关叙述正确的是( )
A.果醋发酵的适宜初始酒精度在5%~6%之间
B.与果酒酿制过程相比,果醋酿制时需通气并降温
C.总酸含量下降的原因可能是酒精度过高抑制了醋酸菌的生长
D.饮用百香果醋可增加体内自由基的含量以延缓衰老
2.(23-24高二下·广东·期末)某小组从有机废水中用平板划线法接种并分离微生物用于废水处理。下列叙述正确的是( )
A.培养基分装到培养皿后进行灭菌
B.转换角度划线前需灼烧接种环并冷却
C.接种后的培养皿需放在CO2培养箱中培养
D.培养过程中每隔一周观察一次
3.(23-24高二下·广东潮州·期末)下列关于传统发酵技术及发酵工程的说法,错误的是( )
A.在菌种选育过程中,可以利用人工诱变或基因工程等手段
B.醋酸菌能以酵母菌的某种代谢产物为原料合成醋酸
C.发酵时,发酵条件变化会影响微生物生长,不影响微生物的代谢途径
D.发酵工程的产品可以采用过滤、沉淀、蒸馏、萃取等方法提取
4.(23-24高二下·广东珠海·期末)发酵工程可实现发酵产品的大规模生产,下图为发酵工程的基本环节,相关叙述正确的是( )
A.①、②依次是诱变育种、基因工程育种
B.③是发酵工程的中心环节,需要严格控制发酵条件
C.④需要在菌种确定之前选择原料并反复实验
D.产物浓度的检测必须在发酵结束后进行
5.(23-24高二下·广东肇庆·期末)甜米酒多以糯米为原料拌入酒曲发酵而成,容易酸败,现已形成成熟的工业化生产系统。下列说法错误的是( )
A.传统发酵所用酒曲多为混合菌种,发酵产品的品质不稳定
B.工业化生产中使用的酵母菌菌种,可以通过诱变育种获得
C.发酵过程中要严格控制发酵温度、pH和溶解氧等发酵条件
D.封口后常常采用干热灭菌法杀菌,以延长甜米酒的保质期
6.(23-24高二下·广东中山·期末)人类有意无意地利用微生物发酵制作果酒或其他食品,已有几千年历史。下列叙述正确的是( )
A.传统发酵中,需要对原材料及发酵瓶进行灭菌,以防杂菌污染导致发酵失败
B.用于乳制品制作的微生物具有核膜包被的细胞核,用于果酒发酵的微生物则不具有
C.发酵用的不同微生物的最适生长温度不同,酿酒酵母的最适生长温度约为28℃
D.进行果酒发酵时,每隔12h左右需将瓶盖打开一次,进行果醋发酵时,瓶盖始终处于打开状态
7.(23-24高二下·广东湛江·期末)自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,科研人员对其进行了相关研究,部分实验流程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.培养自生固氮菌时,需在培养基中添加氮源
B.步骤②要充分摇匀,其目的是增加自生固氮菌的浓度
C.步骤③是将土壤悬浮液稀释了104倍
D.用稀释涂布平板法统计细菌数量时,得到的数值会低于真实值
8.(23-24高二下·广东湛江·期末)微生物的纯培养既需要适宜的培养基,又要防止杂菌污染。下列有关叙述正确的是( )
A.培养基中的营养物质浓度越高,对微生物的生长越有利
B.配制固体培养基时,应该先倒平板再进行湿热灭菌
C.微生物的纯培养物实际上是同一种的微生物群体
D.接种环经灼烧灭菌后可直接在培养基上划线
9.(23-24高二下·广东揭阳·期末)利用传统发酵技术制作的食品有腐乳、酱油等,下列叙述正确的是( )
A.豆腐经过微生物(主要是黑曲霉)发酵后有机物种类增加,蛋白质含量减少
B.霉菌(主要是毛霉)产生的蛋白酶将大豆中的蛋白质分解成肽和氨基酸,调制成酱油
C.泡菜坛中菜料只能装八成满是为了防止发酵液溢出坛外和盐水未完全淹没菜料导致变质
D.利用乙醇生产果醋时,每隔12h左右将瓶盖拧松一次排出CO₂是为了防止发酵液溢出
10.(23-24高二下·广东茂名·期末)不同的生物适应不同的环境,筛选它们需要配置特殊培养基,下列叙述正确的是( )
A.培养固氮菌的培养基不需要加入碳源
B.培养细菌的培养基需将pH 调至中性或弱酸性
C.培养霉菌的培养基可以加入一定的抗生素
D.筛选所需菌种常用平板划线法纯化分离并计数
11.(23-24高二下·广东梅州·期末)如图甲是传统发酵技术的部分制作装置示意图,图乙是果酒与果醋发酵装置示意图。下列说法错误的是( )
A.装置A可以进行果酒发酵,发酵过程中温度会略升高
B.装置B通气装置处有过滤膜,其功能是防止空气中的杂菌造成污染
C.发酵坛C的坛盖水槽加入水的目的是防止水分过快蒸发
D.利用图乙装置制作果酒和果醋时,气阀b都是打开状态
12.(23-24高二下·广东广州·期末)平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是( )
A.分离并纯化硝化细菌时,培养基种无需添加氮源
B.接种后的培养基如果未长出菌落则可以直接丢弃
C.用牛肉膏蛋白胨培养细菌时,碳源主要是牛肉膏和蛋白胨
D.平板涂布时涂布器使用前必须进行灭菌,随后的每次划线都要消毒
一、单选题
1.(23-24高二下·广东韶关·期末)污泥堆肥过程中大量释放的含硫臭气会污染周围环境。研究人员从污泥堆肥物料中筛选纯化出一株耐高温硫氧化菌LYH-1,能减少含硫臭气的含量,流程图如图所示。下列叙述正确的是( )
A.用湿热灭菌法可杀灭培养基中的所有微生物
B.③过程选择菌落数最少的平板来计数可精确推算出甲的密度
C.用来培养硫氧化菌的乙培养基中一定含硫而无需含磷
D.⑤过程仅通过高温条件即可筛选出目的菌
2.(23-24高二下·广东珠海·期末)研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。我国科学家从深海冷泉附近的沉积物样品中分离、鉴定得到拟杆菌X,然后使用不同碳源的培养基对拟杆菌X进行培养,实验结果如下图所示。相关叙述正确的是( )
A.实验中培养拟杆菌X需要提供充足的氧气条件
B.若要尽快扩大培养拟杆菌X,最好选择以淀粉为碳源的培养基
C.研究人员扩大培养拟杆菌X前,需采用干热灭菌法对培养基进行灭菌
D.实验结束后,使用过的培养基应经灭菌处理后再丢弃
3.(23-24高二下·广东东莞·期末)小米醋是以小米为原料,经煮米、大曲酒酵、汾醋、抄缸等工序酿制而成,民间自古便有“春分酿酒拌醋”之说。相关叙述正确的是( )
A.“煮米”可促进淀粉等有机物的分解,并杜绝杂菌污染
B.趁热将小米与“大曲”混合均匀,有利于“酒酵”的进行
C.“抄缸”时多次搅拌醋液,可增加氧气含量,抑制醋酸杆菌的繁殖
D.春分时先“酿酒”再“拌醋”,因为温度会影响发酵过程及其产物
4.(23-24高二下·广东肇庆·期末)幽门螺旋杆菌是一种螺旋形、微厌氧、对生长条件要求十分苛刻的细菌,于1983年首次从慢性胃炎患者的胃黏膜组织中分离出来,是目前所知能够在人胃中生存的唯一一种微生物。下表是分离幽门螺旋杆菌的培养基配方,下列描述正确的是( )
组分
蛋白胨
牛脑浸出粉
牛心浸出粉
氯化钠
葡萄糖
磷酸氢二钠
加水定容至1000 mL
含量
10g
10g
9g
5g
2g
2.5g
A.该培养基以葡萄糖为唯一碳源,属于选择培养基
B.该培养基中还需加入适量琼脂才能达到分离目的
C.该细菌一定更适合在pH呈酸性的培养基上生长
D.接种的培养基平板应完全密封后置于培养箱中培养
5.(23-24高二下·广东中山·期末)将两种氨基酸营养缺陷型大肠杆菌(菌株a和b)进行如图所示实验。下列叙述正确的是( )
A.实验中接种至基本培养基的方法是平板划线法
B.基本培养基出现的少量菌落一定是单菌落
C.基本培养基中包含菌株a和b的生长因子
D.菌株a和b需要的生长因子有所不同
6.(23-24高二下·广东湛江·期末)如图所示为果酒和果醋生产过程中的物质变化情况(其中C6H12O6代表葡萄糖),下列有关叙述错误的是( )
A.果酒发酵初期酵母菌细胞内主要进行①②代谢过程
B.④⑤过程差异的主要原因是糖源是否充足
C.酵母菌和醋酸菌主要区别在于是否有成形的细胞核
D.利用发酵罐发酵是工业化生产果酒的中心环节,需严格控制温度、pH和溶解氧等条件
(23-24高二下·广东江门·期末)阅读下列材料,完成下面小题。
小曲白酒的酒香纯正,以大米、大麦等为原料,以小曲为发酵剂酿造而成。小曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌,还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。酿酒的原理主要是酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精。传统酿造工艺流程如图所示。
7.关于小曲白酒的酿造过程,下列叙述错误的是( )
A.摊晾可防止温度过高杀死小曲中的微生物
B.撒曲糖化可将原料中的淀粉水解为葡萄糖
C.原料加入小曲后应立即装坛密封进行发酵
D.发酵坛密封不严,可能令酿出的酒有酸味
8.为了提高白酒的品质和产量,下列叙述错误的是( )
A.可通过调整小曲和原料的合理配比来提高品质
B.可采用诱变育种和基因工程育种对菌种进行改良
C.发酵过程中,需要及时调控发酵温度和通气状况
D.发酵结束后,对菌体进行破碎处理可增加白酒产量
9.(23-24高二下·广东揭阳·期末)梨树腐烂病由梨黑腐皮壳菌真菌引起,科学家从野外筛选到了一株对梨树腐烂病菌具有优良拮抗作用的生防菌——绿木霉菌。科学家取样后扩大培养,将各组绿木霉菌的培养 滤液与未凝固的普通培养基混合后倒平板,冷却后在平板上接种梨黑腐皮壳菌,通过比较梨黑腐皮壳菌菌丝生长情况,确定绿木霉菌的最佳使用浓度。下列叙述错误的是( )
A.筛选绿木霉菌可从梨树腐烂病高发或严重的梨树部位取样
B.取绿木霉菌的培养滤液的目的是用其代谢产物对梨黑腐皮壳菌产生抑制作用
C.绿木霉菌属于微生物农药,利用绿木霉菌防治梨树腐烂病属于生物防治
D.梨黑腐皮壳菌菌丝生长最快、最茂密的组别对应的浓度即为最佳浓度
10.(23-24高二下·广东佛山·期末)连续发酵是指以一定的流速向发酵罐中连续添加培养基,同时以相同的流速排出发酵液的发酵方法。某研究团队通过实验探究不同发酵方法对大肠杆菌分泌L-酪氨酸的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.培养基加入发酵罐之前常用湿热灭菌法进行无菌处理
B.发酵过程中需要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件
C.发酵后采用离心法分离菌体,通过破碎细胞获取L-酪氨酸
D.连续发酵可提高菌体活力,延长产L-酪氨酸的周期
11.(23-24高二下·广东佛山·期末)客家娘酒是采用优质糯米,经蒸煮、发酵、炙酒而成的一种甜米酒,发酵过程中使用的酒曲含有根霉、酵母菌等微生物,其中根霉在生长时会产生大量的淀粉酶。下列关于酿酒过程的叙述,错误的是( )
A.客家人用稻草为酿酒容器“保暖”,可促进微生物的繁殖
B.炙酒是指用暗火烤炙密封的米酒,可以延长娘酒储存的时间
C.根霉将糯米中的淀粉转化为小分子糖类,为酵母菌生长提供碳源
D.随着酒曲中根霉比例的增大,酵母菌酒精发酵的速度也会加快
12.(23-24高二下·广东梅州·期末)高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛选了高效产生高温淀粉酶的嗜热菌,操作流程如图1:采集样品→富集培养→分离、纯化培养→筛选高效产生高温淀粉酶的嗜热菌→保存备用。下列说法错误的是( )
A.从用途上来说,I号培养基为鉴别培养基
B.应挑选图2所示的培养基中周围显蓝色的菌落接种于图1的Ⅱ号培养基
C.过程①②合称为稀释涂布平板,可统计嗜热菌数量,但统计数值往往偏小
D.获得高效嗜热菌后培养条件需要高温,但是保存菌种需设置低温
13.(23-24高二下·广东梅州·期末)葡萄酒发酵时可接种人工纯酵母。下列关于酵母菌纯培养的叙述正确的是( )
A.用平板划线法分离菌种,划线五个区域,接种环需要灼烧灭菌6次
B.配制好的培养基转移到锥形瓶后,可采用高压蒸汽灭菌或干热灭菌
C.在酒精灯火焰附近将冷却至室温的培养基倒入培养皿
D.配制的培养基主要营养物质包括碳源、氮源、水和维生素
14.(23-24高二下·广东清远·期末)LB培养基是一种应用最广泛和最普通的细菌基础培养基,配方如表。下列叙述正确的是( )
养分
含量
胰蛋白胨
10g
酵母粉
5g
NaCl
10g
琼脂
15g
蒸馏水
1000mL
A.琼脂是一种海藻多糖,可为细菌生长提供大量的碳源和能源
B.若用该培养基对霉菌进行纯化培养,需将pH调至中性或弱碱性
C.该培养基中缺少纤维素,不能用来筛选分解纤维素的细菌
D.该培养基属于固体培养基,可用来对菌种进行扩大培养
15.(23-24高二下·广东广州·期末)关于果酒、果醋、泡菜和腐乳四种传统发酵产物的制作,叙述正确的是( )
A.果醋的制作过程中,水果除去枝梗后要用水冲洗干净
B.果酒的制作过程中,将容器密封可以促进酵母菌生长
C.泡菜的制作过程中,醋酸菌将葡萄糖分解成醋酸
D.腐乳的制作过程中,酵母菌、曲霉和毛霉等均参与了豆腐的发酵
二、解答题
16.(23-24高二下·广东珠海·期末)我国是全球第一柑橘种植和消费国,白地霉侵染引起的酸腐病在贮运过程中会导致柑橘腐烂。科研人员研究了桔梅奇酵母对白地霉的抑菌效果,并且对其作用机制进行了探究。回答下列问题:
(1)白地霉从柑橘中获得其生长繁殖所需的水、无机盐、碳源和 等营养物质。
(2)将桔梅奇酵母与白地霉菌种用 法分别接种到不同的平板上进行培养,再用无菌水分别制备菌种悬液,利用 在显微镜下计数,并稀释至实验所需浓度。
(3)为探究桔梅奇酵母对酸腐病的生物防治作用,研究人员在柑橘果实中部等距离刺两个孔,其中一孔接种白地霉和桔梅奇酵母菌悬液。一段时间后统计果实发病率并测量白地霉菌丝生长情况如下图:
另一个孔作为对照组的处理是 。综合图1、图2结果,表明 。
(4)铁是真菌生长的必需元素,是细胞内重要酶活性中心的组成部分。普切明酸是桔梅奇酵母产生的一种水溶性铁螯合剂,能快速在培养基中扩散并与其中的Fe3+形成稳定红色复合物。研究者配制含有不同浓度FeCl3(单位:mg/L)的培养基,实验处理及结果如下图3所示。
桔梅奇酵母菌落周围出现红色抑菌圈的原因是 ;随培养基中FeCl3浓度的增加,红色抑菌圈颜色加深但变窄,原因是普切明酸与高浓度的Fe3+结合形成的复合物 (填“增加”或“减少”),对白地霉的抑制效果 。
17.(23-24高二下·广东东莞·期末)普宁豆酱是潮汕地区的一种传统调味酱料,具有浓郁酱香和独特风味,用于各种菜肴的烹饪。普宁豆酱以优质黄豆为原料,制作工艺流程如图示。请回答问题:
(1)“制曲”是将黄豆与面粉、水等原料混合,接种曲霉等微生物,在适宜条件下使黄豆表面产生菌丝。加入的面粉能增加豆酱的黏稠度,使豆酱的质地更加细腻、均匀,也为微生物的生长提供 等营养物质。曲霉可来自发霉的水果或面包,将水果或面包上的微生物通过 (填方法名称)接种到 (填“固体”或“液体”)培养基上,进而挑选出曲霉菌落,从培养基中挑选出曲霉菌落依据的原理是 。
(2)“发酵”是将制好的曲料放入发酵池中,严格控制好 (答出2点即可)等条件进行发酵。发酵过程中,微生物会将黄豆中的蛋白质分解成 ,产生独特的风味。
(3)普宁豆酱装瓶后采用巴氏消毒处理,相较于高压蒸汽灭菌,该方法的缺点和优点分别是 (分别答出1点即可)。
18.(23-24高二下·广东肇庆·期末)近年来,低醇果酒(酒精度<7%vol)备受消费者青睐,其不仅含有丰富的生物活性物质,还能降低酒精的危害。适当的酸度能提升果酒的口感,但酸度过高(pH<5)会使果酒变得酸涩,果酒酸度主要与果酒中苹果酸等含量有关。科学家以实验前期筛选出的7株低醇酵母(YK1~YK7)为研究对象,通过形态观察对筛选菌株进行鉴定,并通过测定pH、总酸含量及苹果酸含量,探讨其对苹果酸的降解能力。请回答下列问题:
(1)发酵原理:酵母菌是兼性厌氧微生物,在无氧条件下能进行酒精发酵,其原理为 (用反应方程式表示)。
(2)配制培养基:培养酵母菌常用酵母浸出粉胨葡萄糖(YPD)培养基,为观察菌落形态,还需在培养基中加入 成分。配制好的培养基需采用 法灭菌。
(3)形态学观察:将YK1~YK7采用 法分别接种于上述YPD培养基,28℃条件下培养48h,观察 (至少答出两点)等菌落特征。
(4)数据测定:为探究 YK1~YK7 对苹果酸的降解能力,需在 YPD液体培养基中加入适量 。接种后培养一段时间,测定结果如下图。
据图分析,最适合用于低醇果酒发酵的菌种是 ,依据是 。
19.(23-24高二下·广东惠州·期末)聚苯乙烯(PS)塑料在自然界中很难降解,俗称“白色污染”。北京航空航天大学杨军教授成功从黄粉虫幼虫消化道中分离出能降解 PS塑料的降解菌——微小杆菌 YT2。下图是从黄粉虫肠道中分离、纯化目的微生物过程。
Ⅰ号培养基:水、无机盐、氮源、碳源
Ⅱ号培养基:水、无机盐、氮源、物质 X
Ⅲ号培养基:水、无机盐、氮源、物质 X、物质Y
(1)物质X和物质Y 分别是 和 。实验过程中对培养皿、锥形瓶、试管等玻璃仪器常用 法进行灭菌。据上图分析,该接种方法是 。
(2)科研人员从挑选了3株能稳定降解PS塑料的菌种P1、P2和P3。将红色PS粉碎成粉末,均匀混合在无碳固体培养基中,之后再接种经过稀释的三种菌液,一段时间后可测得透明圈大小(D)与菌圈大小(d)(如下图所示)。若使用单一菌种进行扩大培养,应选用 菌种,理由是 。
(3)日常生活中常见的还有聚丙烯塑料袋、聚氯乙烯塑料袋等多种。为探究微小杆菌YT2对聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯的降解率差异,可将 分别接种在 ,在相同且适宜的环境下培养相同时间后,测定培养液中相应物质的剩余量,计算出降解率。
三、实验题
20.(23-24高二下·广东中山·期末)研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,研究发现堆肥温度随时间变化的曲线如下图1,从堆肥中筛选分离出高效降解角蛋白的嗜热菌的流程如下图2。回答下列问题:
(1)实验室常见的细菌培养基的营养成分包含H₂O、NaCl、蛋白胨和牛肉膏等,其中蛋白胨主要为细菌提供 、碳源和维生素等。对培养基灭菌的常用方法是 为筛选高效降解角蛋白的嗜热菌,将堆肥样品处理后接种至以 (填“尿素” 角蛋白”或“蛋白胨”)为唯一氮源的培养基上进行培养。
(2)堆肥样品在 (填“a”“b”或“c”) 点取样,最可能筛选到目标菌。根据接种培养后得到的结果判断,步骤③的接种方法为 。步骤③接种培养后,发现培养基上出现两种菌落,甲菌落周围无透明圈,乙菌落周围出现透明圈,为筛选目标菌,应该选择 (填“甲”或“乙”)菌落进一步纯化。
(3)有人推测,甲菌可能利用了空气中的氮气作为氮源。若要进一步确定甲菌能否利用空气中的氮气作为氮源,请简要写出实验思路和预期结果,即 。
21.(23-24高二下·广东梅州·期末)沙门氏菌、大肠杆菌和产气荚膜梭菌(厌氧菌)能引起家禽和家畜的肠道疾病,常使用氨苄青霉素进行治疗。科研人员发现暹罗芽孢杆菌的代谢物具有一定的抑菌能力,可用于治疗家畜肠道疾病。为检测暹罗芽孢杆菌的抑菌效果,研究人员进行了如下实验(实验中菌种培养涉及两种培养基,分别为LB培养基和FTG培养基)。回答下列问题:
(1)若要获得该实验所用的固体培养基,需要在上述培养基中加入 。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是 。
(2)要得出“暹罗芽孢杆菌对以上三种病原菌均有较好的抑菌效果,且不弱于氨苄青霉素”的结论,某研究团队设计了以下实验。
组别
培养基
培养基处理
小孔中添加的物质
检测指标
甲
含沙门氏菌的LB固体培养基
培养基上形成5个相同的小孔,标号为1~5
1号孔:等量LB液体培养基
2号孔:①
3~5号孔:等量含暹罗芽孢杆菌的LB液体培养基
抑菌圈的大小
乙
含大肠杆菌的LB固体培养基
培养基上形成5个相同的小孔,标号为1~5
1号孔:等量LB液体培养基
2号孔:①
3~5号孔:等量含暹罗芽孢杆菌的LB液体培养基
抑菌圈的大小
丙
②
培养基上形成5个相同的小孔,标号为1~5
1号孔:③
2号孔:①
3~5号孔:等量含暹罗芽孢杆菌的LB液体培养基
抑菌圈的大小
请完善上表中的实验设计:① ;② ;③ 。写出能得出以上实验结论的预期实验现象: 。
22.(23-24高二下·广东广州·期末)为探究链霉素对大肠杆菌抗性的作用,某科研小组设计实验,先将对链霉素敏感的大肠杆菌原始菌种涂布在1号培养基上,培养出菌落后,将灭菌绒布在1号上印模,绒布沾上菌落并进行转印,使绒布上的菌落按照原位接种到2号和3号培养基上。待3号上长出菌落后,在2号上找到对应的菌落,然后接种到不含链霉素的4号培养液中,培养后再涂布到5号培养基上,并重复以上步骤。请根据实验回答下列问题。
注:影印法指用无菌绒布轻盖在已长好菌落的原培养基上,然后不转动任何角度,“复印”至新的培养基上进行接种。
(1)实验中影印培养的目的是 。比较2、3培养基与6、7培养基可以得出:与原始菌种相比,4号培养液中 。
(2)如果将4号培养液稀释104倍后取0.1mL涂布到5号培养基上,重复三次统计菌落数目分别为131、132、136个,则4号培养液中大肠杆菌的密度约为 。理论上,使用此方法比使用血细胞计数板直接计数的结果 (填“大”、“小”或“相等”),原因是 。
(3)4号培养液中不含链霉素,一段时间后,4号培养液中大肠杆菌的数量减少了,原因是 。
(4)通过本实验结果,可以得出结论: 。
23.(23-24高二下·广东江门·期末)生物柴油是以野生油料植物、废餐饮油等为原料,通过化学反应制成的可供内燃机使用的燃料,是一种绿色能源,其中微生物脂肪酶在催化生产生物柴油中起着重要作用。为筛选产脂肪酶的微生物,科研人员开展了相关研究。请回答下列问题:
(1)产脂肪酶的微生物主要从油污土壤或水体中寻找,原因是 。
(2)为确保能够分离得到产脂肪酶的微生物,常将土壤或水体稀释液先进行选择培养,对该培养基的碳源的要求是 。
(3)分离、纯化培养时,可采用 法接种,从而得到分布均匀的单菌落;从物理形态角度考虑,该培养基属于 。培养一段时间后,按照菌落直径大小进行初筛,选择直径 的菌落进行纯化培养。为提高该步操作的可信度,设置了如下对照实验,请将横线处的内容补充完整:
对照组
作用
应出现的现象
① (“接种”或“不接种”)产脂肪酶的微生物的 培养基
判断选择培养基是否被污染
②
接种产脂肪酶的微生物的牛肉膏蛋白胨培养基
③判断选择培养基
该对照组培养基上的菌落数大于选择培养基上的菌落数
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专题11发酵工程
一、单选题
1.(23-24高二下·广东韶关·期末)果醋具有降糖降脂、促进血液循环和延缓衰老等多种功能。下图为利用百香果酒酿制新型酵醋饮品过程中,初始酒精度对发酵结果的影响。下列相关叙述正确的是( )
A.果醋发酵的适宜初始酒精度在5%~6%之间
B.与果酒酿制过程相比,果醋酿制时需通气并降温
C.总酸含量下降的原因可能是酒精度过高抑制了醋酸菌的生长
D.饮用百香果醋可增加体内自由基的含量以延缓衰老
【答案】C
【分析】果酒发酵菌种为酵母菌,前期需氧,后期厌氧,最适温度为18-28℃;果醋发酵菌种为醋酸菌,整个过程均需通氧,最适温度为30-35℃。
【详解】A、由图可知,果醋发酵的适宜初始酒精度在6%~8%之间,此时总酸含量相对最高,A错误;
B、与果酒酿制过程(发酵菌种为酵母菌,前期需氧,后期厌氧,最适温度为18-28℃)相比,果醋酿制(发酵菌种为醋酸菌,整个过程均需通氧,最适温度为30-35℃)时需通气并升温,B错误;
C、总酸含量下降的原因可能是酒精度过高抑制了醋酸菌的生长,从而抑制发酵的进行,C正确;
D、自由基具有强氧化性,促进衰老的进行,由题意可知,果醋具有降糖降脂、促进血液循环和延缓衰老等多种功能,饮用百香果醋可减少体内自由基的含量以延缓衰老,D错误。
故选C。
2.(23-24高二下·广东·期末)某小组从有机废水中用平板划线法接种并分离微生物用于废水处理。下列叙述正确的是( )
A.培养基分装到培养皿后进行灭菌
B.转换角度划线前需灼烧接种环并冷却
C.接种后的培养皿需放在CO2培养箱中培养
D.培养过程中每隔一周观察一次
【答案】B
【分析】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】A、培养基应该先灭菌,然后再分装到灭菌后的培养皿中,A错误;
B、平板划线法通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,转换划线角度后需灼烧接种环冷却后再进行划线,B正确;
C、接种后的培养皿需要倒置在恒温培养箱中培养,C错误;
D、培养过程中观察的间隔时间不能太长,可以每隔24 h统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果,D错误。
故选B。
3.(23-24高二下·广东潮州·期末)下列关于传统发酵技术及发酵工程的说法,错误的是( )
A.在菌种选育过程中,可以利用人工诱变或基因工程等手段
B.醋酸菌能以酵母菌的某种代谢产物为原料合成醋酸
C.发酵时,发酵条件变化会影响微生物生长,不影响微生物的代谢途径
D.发酵工程的产品可以采用过滤、沉淀、蒸馏、萃取等方法提取
【答案】C
【分析】酵母菌是一类单细胞真菌,能以多种糖类作为营养物质和能量的来源,因此在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面经常可以发现酵母菌的存在。酵母菌是兼性厌氧微生物,在无氧条件下能进行酒精发酵,可用于酿酒、制作馒头和面包等。温度是影响酵母菌生长的重要因素,酿酒酵母的最适生长温度约为28°C。
醋酸菌是好氧细菌,当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸;当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸。醋酸菌可用于制作各种风味的醋。多数醋酸菌的最适生长温度为30~35°C。
【详解】A、在菌种选育过程中,性状优良的菌种可以从自然界中筛选出,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,A正确;
B、醋酸菌能将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸,B正确;
C、在谷氨酸发酵过程中,pH呈中性或弱碱性时会积累谷氨酸,而pH呈酸性时易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,C错误;
D、若发酵工程的产品是微生物细胞本身,可在发酵结束后采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,若产品是代谢物,可以根据产物的性质采取蒸馏、萃取、离子交换等方式提取、分离和纯化产品,D正确。
故选C。
4.(23-24高二下·广东珠海·期末)发酵工程可实现发酵产品的大规模生产,下图为发酵工程的基本环节,相关叙述正确的是( )
A.①、②依次是诱变育种、基因工程育种
B.③是发酵工程的中心环节,需要严格控制发酵条件
C.④需要在菌种确定之前选择原料并反复实验
D.产物浓度的检测必须在发酵结束后进行
【答案】A
【分析】发酵工程的基本环节有选育菌种、扩大培养、配制培养基、灭菌、接种、发酵、产品的分离和纯化。①、②可以是诱变育种或基因工程育种,③是灭菌,④是配制培养基。
【详解】A、发酵工程所用的优良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,因此①、②可以是诱变育种或基因工程育种,A正确;
B、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,③是灭菌,不是发酵工程的中心环节,B错误;
C、④是配制培养基,在菌种确定之后,要选择原料制备培养基,在生产实践中,培养基的配方要经过反复试验才能确定,C错误;
D、在发酵过程中,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程,D错误。
故选A。
5.(23-24高二下·广东肇庆·期末)甜米酒多以糯米为原料拌入酒曲发酵而成,容易酸败,现已形成成熟的工业化生产系统。下列说法错误的是( )
A.传统发酵所用酒曲多为混合菌种,发酵产品的品质不稳定
B.工业化生产中使用的酵母菌菌种,可以通过诱变育种获得
C.发酵过程中要严格控制发酵温度、pH和溶解氧等发酵条件
D.封口后常常采用干热灭菌法杀菌,以延长甜米酒的保质期
【答案】D
【分析】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面团、卤汁等 发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。传统发酵以混合菌 种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。利用传统发酵技术制作的食品还有酱、酱油、醋、 泡菜和豆豉等,它们是我国传统饮 食文化的重要组成部分。
【详解】A、传统发酵所用酒曲多为混合菌种,菌种不单一,导致发酵产品的品质不稳定,A正确;
B、工业化生产中使用的酵母菌菌种,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,B正确;
C、发酵是利用特定的微生物通过其代谢生产对人类有用的产品,不同的微生物的代谢类型不同,所以发酵过程中要严格控制发酵温度、pH和溶解氧等发酵条件以便获得稳定的产物,C正确;
D、封口后常常采用巴氏消毒法杀菌,以延长甜米酒的保质期,D错误。
故选D。
6.(23-24高二下·广东中山·期末)人类有意无意地利用微生物发酵制作果酒或其他食品,已有几千年历史。下列叙述正确的是( )
A.传统发酵中,需要对原材料及发酵瓶进行灭菌,以防杂菌污染导致发酵失败
B.用于乳制品制作的微生物具有核膜包被的细胞核,用于果酒发酵的微生物则不具有
C.发酵用的不同微生物的最适生长温度不同,酿酒酵母的最适生长温度约为28℃
D.进行果酒发酵时,每隔12h左右需将瓶盖打开一次,进行果醋发酵时,瓶盖始终处于打开状态
【答案】C
【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。它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。
【详解】A、传统发酵中,原材料不能进行灭菌,因为菌种是来自原料表面,A错误;
B、用于乳制品制作的微生物是乳酸菌,乳酸菌是原核生物,不具有核膜包被的细胞核,B错误;
C、温度是影响酵母菌生长的重要因素,酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃,C正确;
D、进行果酒发酵时,每隔12小时左右将瓶盖拧松一次(不是打开瓶盖),此后再拧紧,这样做的目的是放掉发酵产生的大量CO2,防止爆瓶,D错误。
故选C。
7.(23-24高二下·广东湛江·期末)自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,科研人员对其进行了相关研究,部分实验流程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.培养自生固氮菌时,需在培养基中添加氮源
B.步骤②要充分摇匀,其目的是增加自生固氮菌的浓度
C.步骤③是将土壤悬浮液稀释了104倍
D.用稀释涂布平板法统计细菌数量时,得到的数值会低于真实值
【答案】D
【分析】用稀释涂布平板法测定菌落数时,在每一个梯度浓度内,至少要涂布3个平板,选择菌落数在30~300的进行记数,求平均值,再通过计算得出总数。
【详解】A、自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,培养自生固氮菌时,一般不需要添加氮源,A错误;
B、步骤②要充分摇匀,其目的是使得自生固氮菌分布均匀,B错误;
C、结合图示可知, 步骤③经过了三次的稀释,将土壤悬浮液稀释了103倍,C错误;
D、稀释涂布平板法统计细菌数量的原理是当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌,但是当两个或多个细菌连在一起时,在培养基表面只有一个菌落,故得到的数值会低于真实值,D正确。
故选D。
8.(23-24高二下·广东湛江·期末)微生物的纯培养既需要适宜的培养基,又要防止杂菌污染。下列有关叙述正确的是( )
A.培养基中的营养物质浓度越高,对微生物的生长越有利
B.配制固体培养基时,应该先倒平板再进行湿热灭菌
C.微生物的纯培养物实际上是同一种的微生物群体
D.接种环经灼烧灭菌后可直接在培养基上划线
【答案】C
【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,其中碳源和氮源常采用蛋白胨和牛肉膏,因为它们来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质。另外,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质和氧气的要求。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。
【详解】A、培养基中的营养物质浓度过高会导致微生物出现失水过多,甚至出现死亡的现象,对生长不利,A错误;
B、配制固体培养基时,应该先湿热灭菌待冷却到50℃左右再进行倒平板,B错误;
C、微生物的纯培养物是不含杂菌的微生物群体,C正确;
D、接种环经灼烧灭菌后要在酒精灯火焰旁冷却后才可在培养基上划线,D错误。
故选C。
9.(23-24高二下·广东揭阳·期末)利用传统发酵技术制作的食品有腐乳、酱油等,下列叙述正确的是( )
A.豆腐经过微生物(主要是黑曲霉)发酵后有机物种类增加,蛋白质含量减少
B.霉菌(主要是毛霉)产生的蛋白酶将大豆中的蛋白质分解成肽和氨基酸,调制成酱油
C.泡菜坛中菜料只能装八成满是为了防止发酵液溢出坛外和盐水未完全淹没菜料导致变质
D.利用乙醇生产果醋时,每隔12h左右将瓶盖拧松一次排出CO₂是为了防止发酵液溢出
【答案】C
【分析】制作醋酸的菌种是醋酸菌,醋酸菌是好氧细菌,当O2、糖源都充足时能将糖分解成醋酸;当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌可用于制作各种风味的醋。多数醋酸菌的最适生长温度为30~35℃
【详解】A、腐乳鲜美的味道主要依赖于毛霉分解蛋白质产生的小分子肽和氨基酸,使有机物种类增加,蛋白质含量减少,A错误;
B、霉菌(主要是黑曲霉)产生的蛋白酶将大豆中的蛋白质分解成肽和氨基酸,调制成酱油,B错误;
C、泡菜坛中菜料只能装八成满是为了防止发酵液溢出坛外,还防止盐水未完全淹没菜料使杂菌生长导致变质,C正确;
D、利用乙醇生产果醋时,没有CO2产生,D错误。
故选C。
10.(23-24高二下·广东茂名·期末)不同的生物适应不同的环境,筛选它们需要配置特殊培养基,下列叙述正确的是( )
A.培养固氮菌的培养基不需要加入碳源
B.培养细菌的培养基需将pH 调至中性或弱酸性
C.培养霉菌的培养基可以加入一定的抗生素
D.筛选所需菌种常用平板划线法纯化分离并计数
【答案】C
【分析】选择培养基是指在微生物学中,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。
【详解】A、固氮菌属于异养型生物,自身无法合成有机物,需要碳源,A错误;
B、细菌的培养基需将 pH调至中性或弱碱性,B错误;
C、抗生素能杀死细菌,培养霉菌加入一定的抗生素可以防止细菌污染,C正确;
D、平板划线法能用于微生物的纯化分离,但无法计数,D错误。
故选C。
11.(23-24高二下·广东梅州·期末)如图甲是传统发酵技术的部分制作装置示意图,图乙是果酒与果醋发酵装置示意图。下列说法错误的是( )
A.装置A可以进行果酒发酵,发酵过程中温度会略升高
B.装置B通气装置处有过滤膜,其功能是防止空气中的杂菌造成污染
C.发酵坛C的坛盖水槽加入水的目的是防止水分过快蒸发
D.利用图乙装置制作果酒和果醋时,气阀b都是打开状态
【答案】C
【分析】1、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。
2、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。
3、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、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,装置A不能通气,可以进行果酒发酵,发酵过程中代谢会有热量产生,发酵过程中温度会略升高,A正确;
B、为了防止空气中的杂菌造成污染,图甲中的B通气装置处有过滤膜,B正确;
C、发酵坛C的坛盖水槽加入水的目的是制造无氧环境,C错误;
D、参与果酒制作的微生物是酵母菌,酵母菌在无氧条件下产生气体,因此利用图乙所示的装置进行果酒发酵,则气阀a关闭,气阀b应打开,制作果醋需要的微生物是醋酸菌,醋酸菌属于需氧型微生物,只能进行有氧呼吸,果醋制作过程中需要一直充气,因此利用图乙所示的装置进行果醋发酵,则气阀a和气阀b应打开,D正确。
故选C。
12.(23-24高二下·广东广州·期末)平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是( )
A.分离并纯化硝化细菌时,培养基种无需添加氮源
B.接种后的培养基如果未长出菌落则可以直接丢弃
C.用牛肉膏蛋白胨培养细菌时,碳源主要是牛肉膏和蛋白胨
D.平板涂布时涂布器使用前必须进行灭菌,随后的每次划线都要消毒
【答案】C
【分析】1、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,是进行微生物培养的物质基础;
2、按照培养基的用途,可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物生长,促进所需要的微生物的生长;
3、消毒和灭菌是两个不同的概念,消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物的方法杀死物体表面或内部的一部分微生物。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。
【详解】A、不含氮源的平板可用于固氮菌的培养,硝化细菌的纯化需要添加氮源,A错误;
B、使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌处理,不能直接丢弃,以免污染环境,B错误;
C、用牛肉膏蛋白胨培养细菌时,牛肉膏和蛋白胨富含蛋白质,可以提供碳源,C正确;
D、平板涂布时涂布器使用前必须进行灭菌,随后的每次划线都要进行灭菌,D错误;
故选C。
一、单选题
1.(23-24高二下·广东韶关·期末)污泥堆肥过程中大量释放的含硫臭气会污染周围环境。研究人员从污泥堆肥物料中筛选纯化出一株耐高温硫氧化菌LYH-1,能减少含硫臭气的含量,流程图如图所示。下列叙述正确的是( )
A.用湿热灭菌法可杀灭培养基中的所有微生物
B.③过程选择菌落数最少的平板来计数可精确推算出甲的密度
C.用来培养硫氧化菌的乙培养基中一定含硫而无需含磷
D.⑤过程仅通过高温条件即可筛选出目的菌
【答案】A
【分析】实验室常用的灭菌方法:(1)灼烧灭菌:将微生物的接种工具,如接种环、接种针或其他金属工具,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。(2)干热灭菌:能耐高温的,需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等,可以采用这种方法灭菌。(3)湿热灭菌:将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内,为达到良好的灭菌效果,一般在压力为100kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30min。
【详解】A、培养基的灭菌常选用湿热灭菌,用湿热灭菌法可杀灭培养基中的所有微生物,A正确;
B、稀释涂布平板法用于估算菌株密度,③过程选择菌落数为30-300的平板来计数可估算推算出甲的密度,B错误;
C、筛选硫氧化菌的目的是氧化堆肥中的硫,所以用来培养硫氧化菌的乙培养基中一定含硫,但含不含磷不一定,C错误;
D、⑤过程除通过高温条件还需检测含硫抽气的含量等才能筛选出目的菌,D错误。
故选A。
2.(23-24高二下·广东珠海·期末)研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。我国科学家从深海冷泉附近的沉积物样品中分离、鉴定得到拟杆菌X,然后使用不同碳源的培养基对拟杆菌X进行培养,实验结果如下图所示。相关叙述正确的是( )
A.实验中培养拟杆菌X需要提供充足的氧气条件
B.若要尽快扩大培养拟杆菌X,最好选择以淀粉为碳源的培养基
C.研究人员扩大培养拟杆菌X前,需采用干热灭菌法对培养基进行灭菌
D.实验结束后,使用过的培养基应经灭菌处理后再丢弃
【答案】D
【分析】培养基:(1)概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质。(2)营养构成:各种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.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。
【详解】A、拟杆菌X为深海微生物,需要在无氧条件下进行培养,故实验中培养拟杆菌X不需要提供充足的氧气条件,A错误;
B、分析题图可知,以纤维素为碳源的培养基中拟杆菌X数量最多,故若要尽快扩大培养拟杆菌X,最好选择以纤维素为碳源的培养基,B错误;
C、研究人员扩大培养拟杆菌X前,需对培养基进行灭菌,灭菌一般采用湿热灭菌法,C错误;
D、实验结束后,使用过的培养基不能直接丢弃,应经灭菌处理后再丢弃,以免污染环境,D正确。
故选D。
3.(23-24高二下·广东东莞·期末)小米醋是以小米为原料,经煮米、大曲酒酵、汾醋、抄缸等工序酿制而成,民间自古便有“春分酿酒拌醋”之说。相关叙述正确的是( )
A.“煮米”可促进淀粉等有机物的分解,并杜绝杂菌污染
B.趁热将小米与“大曲”混合均匀,有利于“酒酵”的进行
C.“抄缸”时多次搅拌醋液,可增加氧气含量,抑制醋酸杆菌的繁殖
D.春分时先“酿酒”再“拌醋”,因为温度会影响发酵过程及其产物
【答案】D
【分析】酒精发酵起主要作用的是酵母菌,通常前期通气使酵母菌进行有氧呼吸,以便大量繁殖,后期密封使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,醋酸发酵起主要作用的菌种是醋酸菌,在有氧的条件下发酵形成醋酸。
【详解】A、“煮米”是利用高温杀死杂菌,不能促进淀粉等有机物分解,A错误;
B、若趁热将小米与“大曲”混合均匀,高温会将菌种杀死,因此应将蒸煮的米冷却后再与“大曲”混合均匀,B错误;
C、醋酸杆菌是需氧菌,“抄缸”时多次搅拌醋液,可增加氧气含量,促进醋酸杆菌的繁殖,C错误;
D、酒精发酵的适宜温度是28°左右,醋酸发酵的温度是30-35°C,春分时先“酿酒”再“拌醋”,因为温度会影响发酵过程及其产物,D正确。
故选D。
4.(23-24高二下·广东肇庆·期末)幽门螺旋杆菌是一种螺旋形、微厌氧、对生长条件要求十分苛刻的细菌,于1983年首次从慢性胃炎患者的胃黏膜组织中分离出来,是目前所知能够在人胃中生存的唯一一种微生物。下表是分离幽门螺旋杆菌的培养基配方,下列描述正确的是( )
组分
蛋白胨
牛脑浸出粉
牛心浸出粉
氯化钠
葡萄糖
磷酸氢二钠
加水定容至1000 mL
含量
10g
10g
9g
5g
2g
2.5g
A.该培养基以葡萄糖为唯一碳源,属于选择培养基
B.该培养基中还需加入适量琼脂才能达到分离目的
C.该细菌一定更适合在pH呈酸性的培养基上生长
D.接种的培养基平板应完全密封后置于培养箱中培养
【答案】B
【分析】选择培养基:在微生物学上,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,成为选择培养基。
【详解】A、该培养基中,碳源是葡萄糖和蛋白胨,A错误;
B、分离细菌应使用固体培养基,所以需要加入凝固剂琼脂,B正确;
C、培养细菌适合在pH呈中性或弱碱性的培养基上进行,C错误;
D、幽门螺旋杆菌是一种螺旋形、微厌氧的细菌,所以接种的培养基平板的培养条件不需要完全密闭,D错误。
故选B。
5.(23-24高二下·广东中山·期末)将两种氨基酸营养缺陷型大肠杆菌(菌株a和b)进行如图所示实验。下列叙述正确的是( )
A.实验中接种至基本培养基的方法是平板划线法
B.基本培养基出现的少量菌落一定是单菌落
C.基本培养基中包含菌株a和b的生长因子
D.菌株a和b需要的生长因子有所不同
【答案】D
【分析】1、培养基:(1)概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质。(2)营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,生长因子等。
2、生长因子:对调节微生物正常代谢所必需的、不能用简单的碳源和氮源自行合成的微量有机物,如维生素等。
【详解】A、根据菌株a和菌株b混合后菌落的分布情况可知,接种至基本培养基时宜用稀释涂布平板法,A错误;
B、基本培养基出现的少量菌落不一定都为单菌落,也有可能是重叠的菌落,B错误;
C、单独培养菌株a和b时,培养基中均无法生长菌落,而当a和b共同培养时,培养基中有少量菌落产生,因此培养基中无法提供它们单独生长的生长因子,C错误;
D、a单独培养和b单独培养均不能生长,a和b混合培养能生长,说明它们能够相互提供相应的特殊营养物质,所需要的生长因子有所不同,D正确。
故选D。
6.(23-24高二下·广东湛江·期末)如图所示为果酒和果醋生产过程中的物质变化情况(其中C6H12O6代表葡萄糖),下列有关叙述错误的是( )
A.果酒发酵初期酵母菌细胞内主要进行①②代谢过程
B.④⑤过程差异的主要原因是糖源是否充足
C.酵母菌和醋酸菌主要区别在于是否有成形的细胞核
D.利用发酵罐发酵是工业化生产果酒的中心环节,需严格控制温度、pH和溶解氧等条件
【答案】A
【分析】分析题图:过程①代表有氧呼吸(或无氧呼吸)第一阶段,过程③代表有氧呼吸第二阶段,过程②代表无氧呼吸第二阶段(即酒精发酵第二阶段),过程④代表由酒精生成醋酸的过程,过程⑤代表由葡萄糖直接生成醋酸的过程。
【详解】A、果酒发酵初期酵母菌细胞内主要进行有氧呼吸,而①②代谢过程表示无氧呼吸,A错误;
B、在糖源充足时,醋酸菌直接将葡萄糖分解为醋酸;糖原缺乏时,醋酸菌将乙醇(即酒精)转变为乙醛,然后乙醛转变为醋酸,即④⑤过程差异的主要原因是糖源是否充足,B正确;
C、酵母菌(真核生物)和醋酸菌(原核生物)主要区别在于是否有成形的细胞核,C正确;
D、发酵是发酵工程的中心环节,为了获得合格的果酒,需要严格控制温度、pH和溶解氧等条件,D正确。
故选A。
(23-24高二下·广东江门·期末)阅读下列材料,完成下面小题。
小曲白酒的酒香纯正,以大米、大麦等为原料,以小曲为发酵剂酿造而成。小曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌,还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。酿酒的原理主要是酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精。传统酿造工艺流程如图所示。
7.关于小曲白酒的酿造过程,下列叙述错误的是( )
A.摊晾可防止温度过高杀死小曲中的微生物
B.撒曲糖化可将原料中的淀粉水解为葡萄糖
C.原料加入小曲后应立即装坛密封进行发酵
D.发酵坛密封不严,可能令酿出的酒有酸味
8.为了提高白酒的品质和产量,下列叙述错误的是( )
A.可通过调整小曲和原料的合理配比来提高品质
B.可采用诱变育种和基因工程育种对菌种进行改良
C.发酵过程中,需要及时调控发酵温度和通气状况
D.发酵结束后,对菌体进行破碎处理可增加白酒产量
【答案】7.C 8.D
【分析】白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,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~30℃;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。
7.A、蒸粮后摊凉再撒曲糖化是为了防止温度过高杀死小曲中的微生物,A正确;
B、淀粉的基本单位是葡萄糖,撒曲糖化可将原料中的淀粉水解为葡萄糖,B正确;
C、原料加入小曲后应进行一段时间的需氧呼吸,有利于酵母菌的增殖,然后密封进行发酵,C错误;
D、发酵坛密封不严,发酵产生的酒精在有氧条件下被转化为醋酸等酸性物质,D正确。
故选C。
8.A、发酵产生的白酒的品质受原料、菌种、环境因素的影响,因此可通过调整小曲和原料的合理配比来提高品质,A正确;
B、诱变育种和基因工程育种都可以对菌种进行改良,进而提高白酒的产量和品质,B正确;
C、温度影响酶活性进而影响酒精发酵,通气状况影响微生物的细胞呼吸方式影响酒精发酵,因此发酵过程中,需要及时调控发酵温度和通气状况,C正确;
D、酵母菌细胞呼吸产生的酒精会直接释放到所处的发酵液中,不需要对菌体进行破碎处理,D错误。
故选D。
9.(23-24高二下·广东揭阳·期末)梨树腐烂病由梨黑腐皮壳菌真菌引起,科学家从野外筛选到了一株对梨树腐烂病菌具有优良拮抗作用的生防菌——绿木霉菌。科学家取样后扩大培养,将各组绿木霉菌的培养 滤液与未凝固的普通培养基混合后倒平板,冷却后在平板上接种梨黑腐皮壳菌,通过比较梨黑腐皮壳菌菌丝生长情况,确定绿木霉菌的最佳使用浓度。下列叙述错误的是( )
A.筛选绿木霉菌可从梨树腐烂病高发或严重的梨树部位取样
B.取绿木霉菌的培养滤液的目的是用其代谢产物对梨黑腐皮壳菌产生抑制作用
C.绿木霉菌属于微生物农药,利用绿木霉菌防治梨树腐烂病属于生物防治
D.梨黑腐皮壳菌菌丝生长最快、最茂密的组别对应的浓度即为最佳浓度
【答案】D
【分析】培养基的主要成分:①主要成分:水、碳源、氮源、无机盐。②其他成分: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牛肉膏和蛋白胨:来源于动物,含有糖、维生素和有机氮等营养物质。④几种微生物培养时的特殊需求:培养乳酸杆菌时,需要添加维生素;培养霉菌时,需要将培养基调至酸性;培养细菌时,需要将培养基调至中性或弱碱性;培养厌氧微生物时,需要提供无氧的条件。
【详解】A、由题干信息可知绿木霉菌对梨树腐烂病菌具有优良拮抗作用,因此筛选绿木霉菌可从梨树腐烂病高发或严重的梨树部位取样,A正确;
B、绿木霉菌的培养滤液中含有其代谢产物,取绿木霉菌的培养滤液的目的是用其代谢产物对梨黑腐皮壳菌产生抑制作用,B正确;
C、绿木霉菌对梨树腐烂病菌具有优良拮抗作用,绿木霉菌属于微生物农药,利用绿木霉菌防治梨树腐烂病属于生物防治,C正确;
D、绿木霉菌对梨树腐烂病菌具有优良拮抗作用,梨黑腐皮壳菌菌丝生长最慢、最稀疏的组别对应的浓度即为最佳浓度,D错误。
故选D。
10.(23-24高二下·广东佛山·期末)连续发酵是指以一定的流速向发酵罐中连续添加培养基,同时以相同的流速排出发酵液的发酵方法。某研究团队通过实验探究不同发酵方法对大肠杆菌分泌L-酪氨酸的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.培养基加入发酵罐之前常用湿热灭菌法进行无菌处理
B.发酵过程中需要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件
C.发酵后采用离心法分离菌体,通过破碎细胞获取L-酪氨酸
D.连续发酵可提高菌体活力,延长产L-酪氨酸的周期
【答案】C
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配制、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯(生物分离工程)等方面。
【详解】A、在微生物发酵过程中,为了防止杂菌的污染,需要对培养基进行严格的灭菌处理。 湿热灭菌法是一种常用的灭菌方法,它利用高温高压的蒸汽来杀死微生物,从而达到灭菌的目的,A正确;
B、发酵过程是一个复杂的生物化学过程,它受到多种环境因素的影响。其中,温度、pH和溶解氧是三个至关重要的发酵条件。 温度会影响酶的活性,进而影响微生物的生长和代谢;pH会影响微生物细胞膜的通透性和酶的活性;溶解氧则会影响好氧微生物的呼吸作用。因此,在发酵过程中需要严格控制这些条 件,以保证发酵的顺利进行,B正确;
C、虽然离心法可以用于分离菌体,但L-酪氨酸并不是直接通过破碎细胞获取的。L-酪氨酸是大肠杆菌在发酵过程中分泌到细胞外的产物,因此应该通过收集发酵液并经过适当的处理(如过滤、离心等)来分离和纯化L-酪氨 酸,C错误;
D、连续发酵是一种高效的发酵方法,它可以保持发酵罐中微生物的恒定浓度和活力, 从而延长产物的生产周期。在连续发酵过程中,不断向发酵罐中添加新鲜的培养基并排出含有产物的发酵液,这样可以为微生物提供充足的营养和生长空间,同时避免产物对微生物的抑制作用,D正确。
故选C。
11.(23-24高二下·广东佛山·期末)客家娘酒是采用优质糯米,经蒸煮、发酵、炙酒而成的一种甜米酒,发酵过程中使用的酒曲含有根霉、酵母菌等微生物,其中根霉在生长时会产生大量的淀粉酶。下列关于酿酒过程的叙述,错误的是( )
A.客家人用稻草为酿酒容器“保暖”,可促进微生物的繁殖
B.炙酒是指用暗火烤炙密封的米酒,可以延长娘酒储存的时间
C.根霉将糯米中的淀粉转化为小分子糖类,为酵母菌生长提供碳源
D.随着酒曲中根霉比例的增大,酵母菌酒精发酵的速度也会加快
【答案】D
【分析】发酵的概念: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、用稻草为酿酒容器“保暖”,可提高温度,促进微生物的繁殖,A正确;
B、炙酒是指用暗火烤炙密封的米酒,经火炙的娘酒更加醇厚香甜,营养价值也更高,而且可以延长娘酒储存的时间,B正确;
C、根霉在生长时会产生大量的淀粉酶,将糯米中的淀粉转化为小分子糖类,为酵母菌生长提供碳源,C正确;
D、随着酒曲中根霉比例的增大,淀粉水解的速度会加快,但酵母菌酒精发酵的速度不会加快,D错误。
故选D。
12.(23-24高二下·广东梅州·期末)高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛选了高效产生高温淀粉酶的嗜热菌,操作流程如图1:采集样品→富集培养→分离、纯化培养→筛选高效产生高温淀粉酶的嗜热菌→保存备用。下列说法错误的是( )
A.从用途上来说,I号培养基为鉴别培养基
B.应挑选图2所示的培养基中周围显蓝色的菌落接种于图1的Ⅱ号培养基
C.过程①②合称为稀释涂布平板,可统计嗜热菌数量,但统计数值往往偏小
D.获得高效嗜热菌后培养条件需要高温,但是保存菌种需设置低温
【答案】B
【分析】据图分析,图中①过程是梯度稀释,②过程是稀释涂布平板法接种,目的是筛选单菌落。
【详解】A、据图分析,图中①过程是梯度稀释,②过程是稀释涂布平板法接种,目的是筛选单菌落。淀粉遇碘变蓝,从功能上看,l号培养基属于鉴定培养基,A正确;
B、淀粉遇碘变蓝,若菌种能产生淀粉酶,能将淀粉水解,菌落周围不会出现蓝色,应挑选图2所示的培养基中周围不显蓝色的菌落接种于图1的Ⅱ号培养基,B错误;
C、过程①②合称为稀释涂布平板,可统计嗜热菌数量,由于两个或多个菌种聚集在一起时,在培养基上看到的只是一个菌落,故统计数值往往偏小,C正确;
D、高效嗜热菌适应高温环境,获得高效嗜热菌后培养条件需要高温,临时保存菌种需设置低温,D正确。
故选B。
13.(23-24高二下·广东梅州·期末)葡萄酒发酵时可接种人工纯酵母。下列关于酵母菌纯培养的叙述正确的是( )
A.用平板划线法分离菌种,划线五个区域,接种环需要灼烧灭菌6次
B.配制好的培养基转移到锥形瓶后,可采用高压蒸汽灭菌或干热灭菌
C.在酒精灯火焰附近将冷却至室温的培养基倒入培养皿
D.配制的培养基主要营养物质包括碳源、氮源、水和维生素
【答案】A
【分析】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。在划线的开始部分,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】A、用平板划线法分离菌种,划线五个区域,每次接种前后均需要灼烧灭菌,接种环需要灼烧灭菌6次,A正确;
B、配制好的培养基转移到锥形瓶后,可采用高压蒸汽灭菌,为保留培养基中的水分,不可采用干热灭菌法,B错误;
C、酒精灯火焰附近为无菌区,在酒精灯火焰附近将冷却至50℃左右的培养基倒入培养皿,C错误;
D、配制的培养基主要营养物质包括碳源、氮源、水和无机盐,D错误。
故选A。
14.(23-24高二下·广东清远·期末)LB培养基是一种应用最广泛和最普通的细菌基础培养基,配方如表。下列叙述正确的是( )
养分
含量
胰蛋白胨
10g
酵母粉
5g
NaCl
10g
琼脂
15g
蒸馏水
1000mL
A.琼脂是一种海藻多糖,可为细菌生长提供大量的碳源和能源
B.若用该培养基对霉菌进行纯化培养,需将pH调至中性或弱碱性
C.该培养基中缺少纤维素,不能用来筛选分解纤维素的细菌
D.该培养基属于固体培养基,可用来对菌种进行扩大培养
【答案】C
【分析】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。对异养微生物来说,含C、N的化合物既是碳源,也是氮源,即有些化合物作为营养要素成分时并不是起单一方面的作用。
【详解】A、琼脂是一种多糖,但不能为微生物生长提供碳源,通常作为凝固剂用于制作固体培养基,A错误;
B、霉菌属于真菌,若用该培养基对霉菌进行纯化培养,需将pH调至酸性,B错误;
C、欲筛选分解纤维素的细菌,培养基中必须以纤维素为唯一C源,同时要加入N源,该培养基中缺少纤维素,不能用来筛选分解纤维素的细菌,C正确;
D、该培养基含有凝固剂琼脂,属于固体培养基,对菌种进行扩大培养通常需要液体培养基,D错误。
故选C。
15.(23-24高二下·广东广州·期末)关于果酒、果醋、泡菜和腐乳四种传统发酵产物的制作,叙述正确的是( )
A.果醋的制作过程中,水果除去枝梗后要用水冲洗干净
B.果酒的制作过程中,将容器密封可以促进酵母菌生长
C.泡菜的制作过程中,醋酸菌将葡萄糖分解成醋酸
D.腐乳的制作过程中,酵母菌、曲霉和毛霉等均参与了豆腐的发酵
【答案】D
【分析】1、在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖,再隔绝氧气进行发酵;酒精发酵的最佳温度是在18℃-30℃,pH最好是弱酸性。
2、醋酸菌好氧型细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸;当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸,醋酸菌生长的最佳温度是在30℃-35°C。
【详解】A、挑选葡萄制作葡萄酒时,应先冲洗葡萄,最后再去枝梗,A错误;
B、果酒的制作过程中,将容器密封可以促进酵母菌无氧呼吸产生酒精,但不利于酵母菌的生长,B错误;
C、泡菜的制作过程中,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸,C错误;
D、腐乳的制作过程中,多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母菌、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是毛霉,D正确。
故选D。
二、解答题
16.(23-24高二下·广东珠海·期末)我国是全球第一柑橘种植和消费国,白地霉侵染引起的酸腐病在贮运过程中会导致柑橘腐烂。科研人员研究了桔梅奇酵母对白地霉的抑菌效果,并且对其作用机制进行了探究。回答下列问题:
(1)白地霉从柑橘中获得其生长繁殖所需的水、无机盐、碳源和 等营养物质。
(2)将桔梅奇酵母与白地霉菌种用 法分别接种到不同的平板上进行培养,再用无菌水分别制备菌种悬液,利用 在显微镜下计数,并稀释至实验所需浓度。
(3)为探究桔梅奇酵母对酸腐病的生物防治作用,研究人员在柑橘果实中部等距离刺两个孔,其中一孔接种白地霉和桔梅奇酵母菌悬液。一段时间后统计果实发病率并测量白地霉菌丝生长情况如下图:
另一个孔作为对照组的处理是 。综合图1、图2结果,表明 。
(4)铁是真菌生长的必需元素,是细胞内重要酶活性中心的组成部分。普切明酸是桔梅奇酵母产生的一种水溶性铁螯合剂,能快速在培养基中扩散并与其中的Fe3+形成稳定红色复合物。研究者配制含有不同浓度FeCl3(单位:mg/L)的培养基,实验处理及结果如下图3所示。
桔梅奇酵母菌落周围出现红色抑菌圈的原因是 ;随培养基中FeCl3浓度的增加,红色抑菌圈颜色加深但变窄,原因是普切明酸与高浓度的Fe3+结合形成的复合物 (填“增加”或“减少”),对白地霉的抑制效果 。
【答案】(1)氮源
(2) 平板划线法/稀释涂布平板法 血细胞计数板
(3) 接种等量白地霉悬液 桔梅奇酵母通过抑制白地霉菌丝的生长来显著降低酸腐病害
(4) 桔梅奇酵母产生的普切明酸固定培养基中的F3+生成红色复合物,白地霉不能利用这种形式的Fe3+,从而生长受到抑制 增加 减弱
【分析】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)白地霉引起的酸腐病会导致柑橘腐烂分解,从而为白地霉生长繁殖提供所需的碳源、氮源、水以及无机盐等营养物质。
(2) 微生物的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法;其中能在显微镜下计数的是利用血细胞计数板计数。
(3)①分析题意可知,本实验目的是探究桔梅奇酵母对酸腐病的生物防治作用,则实验的自变量是梅奇酵母的有无,因变量是酸腐病的发病情况,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故在柑橘果实中部等距离刺两个孔,其中一孔接种白地霉和桔梅奇酵母菌悬液,另一孔应接种接种等量白地霉悬液。综合图1、图2结果可知,与对照组相比,接种桔梅奇酵母后果实的发病率均有所降低,且菌丝长度保持在较低水平不再生长,据此推测桔梅奇酵母通过抑制白地霉菌丝的生长来显著降低酸腐病害。
(4)桔梅奇酵母菌落周围出现红色抑菌圈的原因是:桔梅奇酵母产生的普切明酸固定培养基中的Fe3+生成红色复合物,白地霉不能利用这种形式的Fe3+,从而生长受抑制。普切明酸与高浓度的Fe3+结合形成复合物增加(颜色加深),且由于供白地霉生长利用的Fe3+增多,导致对白地霉的抑制效果逐渐变弱(抑菌圈变窄)。
17.(23-24高二下·广东东莞·期末)普宁豆酱是潮汕地区的一种传统调味酱料,具有浓郁酱香和独特风味,用于各种菜肴的烹饪。普宁豆酱以优质黄豆为原料,制作工艺流程如图示。请回答问题:
(1)“制曲”是将黄豆与面粉、水等原料混合,接种曲霉等微生物,在适宜条件下使黄豆表面产生菌丝。加入的面粉能增加豆酱的黏稠度,使豆酱的质地更加细腻、均匀,也为微生物的生长提供 等营养物质。曲霉可来自发霉的水果或面包,将水果或面包上的微生物通过 (填方法名称)接种到 (填“固体”或“液体”)培养基上,进而挑选出曲霉菌落,从培养基中挑选出曲霉菌落依据的原理是 。
(2)“发酵”是将制好的曲料放入发酵池中,严格控制好 (答出2点即可)等条件进行发酵。发酵过程中,微生物会将黄豆中的蛋白质分解成 ,产生独特的风味。
(3)普宁豆酱装瓶后采用巴氏消毒处理,相较于高压蒸汽灭菌,该方法的缺点和优点分别是 (分别答出1点即可)。
【答案】(1) 碳源和氮源 稀释涂布平板法 固体 在相同的培养条件下,同种微生物表现出稳定的菌落特征
(2) 温度和时间 肽和氨基酸
(3)缺点:杀菌不彻底,保存时间较短优点:对风味和营养影响较小
【分析】黄豆中含有大量蛋白质,主要为微生物的生长提供碳源(提供碳元素)和氮源(提供氮元素)类营养物质;加入的黄豆经蒸熟、冷却后使用,这样既可以消灭黄豆表面的杂菌,又能防止黄豆温度过高导致接种的微生物死亡。
【详解】(1)黄豆中含有大量蛋白质,主要为微生物的生长提供碳源(提供碳元素)和氮源(提供氮元素)类营养物质;将水果或面包上的微生物通过稀释涂布平板法接种到固体培养基上,进而挑选出曲霉菌落,从培养基中挑选出曲霉菌落依据的原理是在相同的培养条件下,同种微生物表现出稳定的菌落特征;
(2)“发酵”是将制好的曲料放入发酵池中,严格控制好温度、时间、pH、溶解氧等条件进行发酵,因为环境条件的变化,不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢产物的形成;发酵过程中,微生物会将黄豆中的蛋白质分解成肽和氨基酸,产生独特的风味;
(3)巴氏消毒是一种通过在相对较低的温度下加热食品一段时间,来杀灭细菌和其他微生物的方法,相较于高压蒸汽灭菌,这种方法的缺点是杀菌不彻底,生产效率较低,保存时间较短;优点是能够相对较好地保留食品的口感和营养成分,对风味和营养影响较小。
18.(23-24高二下·广东肇庆·期末)近年来,低醇果酒(酒精度<7%vol)备受消费者青睐,其不仅含有丰富的生物活性物质,还能降低酒精的危害。适当的酸度能提升果酒的口感,但酸度过高(pH<5)会使果酒变得酸涩,果酒酸度主要与果酒中苹果酸等含量有关。科学家以实验前期筛选出的7株低醇酵母(YK1~YK7)为研究对象,通过形态观察对筛选菌株进行鉴定,并通过测定pH、总酸含量及苹果酸含量,探讨其对苹果酸的降解能力。请回答下列问题:
(1)发酵原理:酵母菌是兼性厌氧微生物,在无氧条件下能进行酒精发酵,其原理为 (用反应方程式表示)。
(2)配制培养基:培养酵母菌常用酵母浸出粉胨葡萄糖(YPD)培养基,为观察菌落形态,还需在培养基中加入 成分。配制好的培养基需采用 法灭菌。
(3)形态学观察:将YK1~YK7采用 法分别接种于上述YPD培养基,28℃条件下培养48h,观察 (至少答出两点)等菌落特征。
(4)数据测定:为探究 YK1~YK7 对苹果酸的降解能力,需在 YPD液体培养基中加入适量 。接种后培养一段时间,测定结果如下图。
据图分析,最适合用于低醇果酒发酵的菌种是 ,依据是 。
【答案】(1)C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量
(2) 琼脂 湿热灭菌
(3) 平板划线法或稀释涂布平板法 菌落大小、颜色、形态
(4) 苹果酸 YK2 YK2的pH值及降酸率较高,总酸率较低
【分析】接种微生物常用的两种方法:(1)平板划线法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)稀释涂布平板法则是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】(1)酵母菌进行酒精发酵的原理为:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量
(2)要在培养基上形成菌落并观察,应使用固体培养基,因此还需要加入琼脂等凝固剂。培养基的灭菌方法为湿热灭菌。
(3)在固体培养基上接种的方法有稀释涂布平板法或平板划线法。菌落特征包括菌落形状、大小和颜色等。
(4)由图可知,接种 YK2的培养液 pH较高,总酸含量最低,降酸率最大,故其是最适合用于低醇果酒发酵的菌种。
19.(23-24高二下·广东惠州·期末)聚苯乙烯(PS)塑料在自然界中很难降解,俗称“白色污染”。北京航空航天大学杨军教授成功从黄粉虫幼虫消化道中分离出能降解 PS塑料的降解菌——微小杆菌 YT2。下图是从黄粉虫肠道中分离、纯化目的微生物过程。
Ⅰ号培养基:水、无机盐、氮源、碳源
Ⅱ号培养基:水、无机盐、氮源、物质 X
Ⅲ号培养基:水、无机盐、氮源、物质 X、物质Y
(1)物质X和物质Y 分别是 和 。实验过程中对培养皿、锥形瓶、试管等玻璃仪器常用 法进行灭菌。据上图分析,该接种方法是 。
(2)科研人员从挑选了3株能稳定降解PS塑料的菌种P1、P2和P3。将红色PS粉碎成粉末,均匀混合在无碳固体培养基中,之后再接种经过稀释的三种菌液,一段时间后可测得透明圈大小(D)与菌圈大小(d)(如下图所示)。若使用单一菌种进行扩大培养,应选用 菌种,理由是 。
(3)日常生活中常见的还有聚丙烯塑料袋、聚氯乙烯塑料袋等多种。为探究微小杆菌YT2对聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯的降解率差异,可将 分别接种在 ,在相同且适宜的环境下培养相同时间后,测定培养液中相应物质的剩余量,计算出降解率。
【答案】(1) 聚苯乙烯(PS) 琼脂 干热灭菌 稀释涂布平板法
(2) P1 P1的D/d值最大,对PS塑料的降解效果最佳
(3) 等量纯化的微小杆菌YT2 含等量的相同浓度的以聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯为唯一碳源的培养液中
【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;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;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、特殊营养物质和氧气的要求。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,称做选择培养基。
【详解】(1)结合题干,本实验的目的使分离纯化能高效降解聚苯乙烯的细菌,故Ⅰ号培养基为选择培养基,结合题干“并从其肠道内分离出了能够降解聚苯乙烯(塑料的主要成分,缩写PS)的细菌”可知Ⅱ号培养基中含有的成分为水、无机盐、氮源、聚苯乙烯(起到选择目标菌的作用),故物质X为聚苯乙烯。由图可知,该实验用到了稀释涂布平板法分离目标菌,Ⅲ号培养基应为固体培养基,便于涂布和分离目标菌,故物质Y为琼脂。干热灭菌是将灭菌物品放入密闭容器如干热灭菌箱,在160 〜170 ℃的热空气中维持2 〜3 h可以达到灭菌的目的。耐高温的和需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(如吸管、培养皿等)、金属用具等,可以采用这种方法灭菌。图中表述稀释涂布Ⅲ号培养基,说明该实验用到了稀释涂布平板法分离目标菌。
(2)培养基上透明圈意味着细菌降解红色PS的多少,透明圈大小(D)与菌圈大小(d)的比值越大,说明着该菌对PS塑料的降解效果最佳,由图可知,应选用P1菌种。
(3)实验是为探究微小杆菌YT2对聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯的降解率差异,自变量是材料的不同,故应将等量纯化的微小杆菌YT2分别接种在含等量的相同浓度的以聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯为唯一碳源的培养液中,保证无关变量相同且适宜的情况下培养,观察分解情况。
三、实验题
20.(23-24高二下·广东中山·期末)研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,研究发现堆肥温度随时间变化的曲线如下图1,从堆肥中筛选分离出高效降解角蛋白的嗜热菌的流程如下图2。回答下列问题:
(1)实验室常见的细菌培养基的营养成分包含H₂O、NaCl、蛋白胨和牛肉膏等,其中蛋白胨主要为细菌提供 、碳源和维生素等。对培养基灭菌的常用方法是 为筛选高效降解角蛋白的嗜热菌,将堆肥样品处理后接种至以 (填“尿素” 角蛋白”或“蛋白胨”)为唯一氮源的培养基上进行培养。
(2)堆肥样品在 (填“a”“b”或“c”) 点取样,最可能筛选到目标菌。根据接种培养后得到的结果判断,步骤③的接种方法为 。步骤③接种培养后,发现培养基上出现两种菌落,甲菌落周围无透明圈,乙菌落周围出现透明圈,为筛选目标菌,应该选择 (填“甲”或“乙”)菌落进一步纯化。
(3)有人推测,甲菌可能利用了空气中的氮气作为氮源。若要进一步确定甲菌能否利用空气中的氮气作为氮源,请简要写出实验思路和预期结果,即 。
【答案】(1) 氮源 高压蒸汽灭菌 角蛋白
(2) c 稀释涂布平板法 乙
(3)将甲菌接种在无氮源培养基上,若甲菌能生长,则说明甲菌能利用空气中的氮气作为氮源;若甲菌不能生长,则说明甲菌不能利用空气中的氮气作为氮源
【分析】稀释涂布平板法:先将待分离的材料用无菌水作一系列的稀释,然后分别取不同稀释液,与已溶化并冷却至 45 ℃左右的琼脂培养基混合,摇匀后,倒入灭过菌的培养皿中,待琼脂凝固后,制成可能含菌的琼脂平板,保培养一定时间即可出出菌落。如果稀释得当,在平板表面或琼脂培养基中就可出现分散。
【详解】(1)虽然各种培养基的配方不同,但一般都含有碳源、氮源、水和无机盐等营养物质,蛋白胨主要为细菌提供氮源、碳源和维生素等。对培养基灭菌的常用方法是高压蒸汽灭菌。题中从堆肥中筛选分离出高效降解角蛋白的嗜热菌,所以用角蛋白为唯一氮源的培养基培养,可筛选出高效降解角蛋白的嗜热菌。
(2)分析题及图1可知,筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,即筛选的目标菌要满足两个条件,既要耐高温又要能够高效降解角蛋白,所以在c点取样,最可能达到目的。在固体培养基表面接种微生物常采用平板划线法和稀释涂布平板法,可判断步骤③的接种方法为稀释涂布平板法。该研究的目标菌是高效降解角蛋白的嗜热菌,培养基中乙菌落的周围出现透明圈,说明乙菌能够降解角蛋白,应该选择乙菌落进一步纯化。
(3)若要进一步确定甲菌能否利用空气中的氮气作为氮源,实验思路和预期结果为将甲菌接种在无氮源培养基上,若甲菌能生长,则说明甲菌能利用空气中的氮气作为氮源;若甲菌不能生长,则说明甲菌不能利用空气中的氮气作为氮源。
21.(23-24高二下·广东梅州·期末)沙门氏菌、大肠杆菌和产气荚膜梭菌(厌氧菌)能引起家禽和家畜的肠道疾病,常使用氨苄青霉素进行治疗。科研人员发现暹罗芽孢杆菌的代谢物具有一定的抑菌能力,可用于治疗家畜肠道疾病。为检测暹罗芽孢杆菌的抑菌效果,研究人员进行了如下实验(实验中菌种培养涉及两种培养基,分别为LB培养基和FTG培养基)。回答下列问题:
(1)若要获得该实验所用的固体培养基,需要在上述培养基中加入 。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是 。
(2)要得出“暹罗芽孢杆菌对以上三种病原菌均有较好的抑菌效果,且不弱于氨苄青霉素”的结论,某研究团队设计了以下实验。
组别
培养基
培养基处理
小孔中添加的物质
检测指标
甲
含沙门氏菌的LB固体培养基
培养基上形成5个相同的小孔,标号为1~5
1号孔:等量LB液体培养基
2号孔:①
3~5号孔:等量含暹罗芽孢杆菌的LB液体培养基
抑菌圈的大小
乙
含大肠杆菌的LB固体培养基
培养基上形成5个相同的小孔,标号为1~5
1号孔:等量LB液体培养基
2号孔:①
3~5号孔:等量含暹罗芽孢杆菌的LB液体培养基
抑菌圈的大小
丙
②
培养基上形成5个相同的小孔,标号为1~5
1号孔:③
2号孔:①
3~5号孔:等量含暹罗芽孢杆菌的LB液体培养基
抑菌圈的大小
请完善上表中的实验设计:① ;② ;③ 。写出能得出以上实验结论的预期实验现象: 。
【答案】(1) 凝固剂(琼脂) 灭菌后将未接种的(或空白)培养基放在适宜的环境中培养一段时间,看其是否长菌
(2) 等量含氨苄青霉素的LB液体培养基 含产气荚膜梭菌的FTG固体培养基 等量LB液体培养基 甲、乙、丙组结果均为1号孔周围无抑菌圈,3~5号孔周围有抑菌圈,且均不小于2号孔周围的抑菌圈
【分析】培养基:(1)概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质。(2)营养构成:各种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.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。
【详解】(1)呈液体状态的培养基称为液体培养基,呈固体状态的培养基为固体培养基,在液体培养基中加入凝固剂后可制作固体培养基。故若要获得该实验所用的固体培养基,需要在上述培养基中加入凝固剂(琼脂)。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是灭菌后将未接种的(或空白)培养基放在适宜的环境中培养一段时间,看其是否长菌。
(2)生物学探究实验中,人为控制的变量称为自变量,随着自变量的改变而改变的变量称为因变量,对实验结构有影响的其他变量称为无关变量。实验设计需要遵循单一变量等原则,所以①②③处实验设计分别是等量含氨苄青霉素的LB液体培养基、含大肠杆菌的LB固体培养基、等量LB液体培养基。若甲、乙、丙组结果均为1号孔周围无抑菌圈,3~5号孔周围有抑菌圈,且均不小于2号孔周围的,则可验证暹罗芽孢杆菌对三种病原菌有较好的抑菌活性,且不弱于氨苄青霉素。
22.(23-24高二下·广东广州·期末)为探究链霉素对大肠杆菌抗性的作用,某科研小组设计实验,先将对链霉素敏感的大肠杆菌原始菌种涂布在1号培养基上,培养出菌落后,将灭菌绒布在1号上印模,绒布沾上菌落并进行转印,使绒布上的菌落按照原位接种到2号和3号培养基上。待3号上长出菌落后,在2号上找到对应的菌落,然后接种到不含链霉素的4号培养液中,培养后再涂布到5号培养基上,并重复以上步骤。请根据实验回答下列问题。
注:影印法指用无菌绒布轻盖在已长好菌落的原培养基上,然后不转动任何角度,“复印”至新的培养基上进行接种。
(1)实验中影印培养的目的是 。比较2、3培养基与6、7培养基可以得出:与原始菌种相比,4号培养液中 。
(2)如果将4号培养液稀释104倍后取0.1mL涂布到5号培养基上,重复三次统计菌落数目分别为131、132、136个,则4号培养液中大肠杆菌的密度约为 。理论上,使用此方法比使用血细胞计数板直接计数的结果 (填“大”、“小”或“相等”),原因是 。
(3)4号培养液中不含链霉素,一段时间后,4号培养液中大肠杆菌的数量减少了,原因是 。
(4)通过本实验结果,可以得出结论: 。
【答案】(1) 在不含链霉素的培养基的众多菌落中,选出含有抗链霉素菌的菌落 抗链霉素的大肠杆菌所占比例增大
(2) 1.33×107个/mL 小 血细胞计数板计数会把死菌也计入;当多个菌连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
(3)营养物质大大减少,有害物质不断积累
(4)链霉素在大肠杆菌抗链霉素抗性的形成中起到选择作用
【分析】影印培养法实质上是使在一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法。通过影印培养法,可以从在非选择性条件下生长的细菌群体中,分离出各种类型的突变种。
【详解】(1)将对链霉素敏感的大肠杆菌原始菌种涂布在1号培养基上,培养出菌落后,将灭菌绒布在1号上印模,绒布沾上菌落并进行转印,使绒布上的菌落按照原位接种到2号和3号培养基上。待3号上长出菌落后,在2号上找到对应的菌落,然后接种到不含链霉素的4号培养液中,培养后再涂布到5号培养基上,并重复以上步骤,影印培养的目的是在不含链霉素的培养基的众多菌落中,选出含有抗链霉素菌的菌落,3号与2号、7号与6号培养基中的菌落数的比值,是抗性菌落占全部菌落的比例,观察实验结果可知,4号与8号培养液中,抗链霉素菌株的比例在逐渐增大。
(2)重复三次统计菌落数目分别为131、132、136个,则4号培养液中大肠杆菌的密度约为(131+132+136)÷3÷0.1×104=1.33×107个/mL,血细胞计数板计数会把死菌也计入,用稀释涂布平板法计数,当多个菌连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,理论上,使用此方法比使用血细胞计数板直接计数的结果小。
(3)培养大肠杆菌需要营养物质,大肠杆菌也会产生代谢废物,4号培养液中不含链霉素,一段时间后,4号培养液中大肠杆菌的数量减少的原因是营养物质大大减少,有害物质不断积累。
(4)影印培养的目的是在不含链霉素的培养基的众多菌落中,选出含有抗链霉素菌的菌落,通过本实验结果,可以得出结论:链霉素在大肠杆菌抗链霉素抗性的形成中起到选择作用。
23.(23-24高二下·广东江门·期末)生物柴油是以野生油料植物、废餐饮油等为原料,通过化学反应制成的可供内燃机使用的燃料,是一种绿色能源,其中微生物脂肪酶在催化生产生物柴油中起着重要作用。为筛选产脂肪酶的微生物,科研人员开展了相关研究。请回答下列问题:
(1)产脂肪酶的微生物主要从油污土壤或水体中寻找,原因是 。
(2)为确保能够分离得到产脂肪酶的微生物,常将土壤或水体稀释液先进行选择培养,对该培养基的碳源的要求是 。
(3)分离、纯化培养时,可采用 法接种,从而得到分布均匀的单菌落;从物理形态角度考虑,该培养基属于 。培养一段时间后,按照菌落直径大小进行初筛,选择直径 的菌落进行纯化培养。为提高该步操作的可信度,设置了如下对照实验,请将横线处的内容补充完整:
对照组
作用
应出现的现象
① (“接种”或“不接种”)产脂肪酶的微生物的 培养基
判断选择培养基是否被污染
②
接种产脂肪酶的微生物的牛肉膏蛋白胨培养基
③判断选择培养基
该对照组培养基上的菌落数大于选择培养基上的菌落数
【答案】(1)油污土壤或水体中所含脂肪较多
(2)以脂肪作为唯一碳源
(3) 稀释涂布平板法 固体培养基 大(/最大/较大) 不接种 选择(或“以脂肪作为唯一碳源”) 无菌落生长 是否起到了选择作用
【分析】培养基的概念及营养构成:
(1)概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质;
(2)营养构成:各种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;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。
【详解】(1)选择微生物时应从富含该微生物的环境中去寻找,由于油污土壤或水体中所含脂肪较多,故可能有较多的产脂肪酶的微生物,可从该类环境中寻找;
(2)为确保能够分离得到产脂肪酶的微生物,常将土壤或水体稀释液先进行选择培养,该培养基的碳源要求为以脂肪作为唯一碳源,在该培养基上,只有能分解脂肪的微生物能够生长;该步骤属于选择培养,优点是允许特定种类(产脂肪酶的微生物)的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长;
(3)微生物的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法,其中稀释涂布平板法能得到分布均匀的单菌落;由于该培养基需要进行菌落的培养和观察,故从物理形态角度考虑,该培养基属于固体培养基;直径大的菌落说明分解脂肪的能力强,故选择直径大的菌落进行纯化培养;对照实验中,判断选择培养基是否被污染,应设置一组不接种的选择培养基,预期结果是未出现菌落;此外需要接种的牛肉膏蛋白胨培养基,目的是判断选择培养基是否起到了选择作用,若对照组培养基上的菌落数大于选择培养基上的菌落数,则证明实验成功。
试卷第1页,共3页
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