内容正文:
第30讲 发酵工程
目录
01 课标达标练
【题型一】微生物培养需要适宜条件
【题型二】目标微生物的分离、纯化与计数
【题型三】传统发酵技术与发酵工程
02 能力突破练(新情境+新思维)
03 高考溯源练(含2025高考真题)
题型一 微生物培养需要适宜条件
1.“能分解尿素的微生物的分离与计数”的实验中,在尿素固体培养基中生长的尿素分解菌直接利用的氮源是( )
A.尿素 B.氨 C.琼脂糖 D.蛋白胨
2.有些酵母菌可以利用工业废甲醇作为碳源,既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母,并进行大量培养,大致过程:①称量土样→②依次等比稀释→③涂布平板→④挑取平板单菌落转移至培养液中培养→⑤进行甲醇分解能力的检测→⑥选取优良菌株扩大培养。下列叙述错误的是( )
A.培养基灭菌后需冷却至25℃左右,在酒精灯火焰附近倒平板
B.步骤③应将稀释后的菌液涂布在以甲醇为唯一碳源的固体培养基
C.步骤⑤分别测定培养液中甲醇的剩余量进一步筛选菌株
D.步骤⑥为使酵母菌数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和有氧环境
3.下表为培养某种微生物的培养基配方。下列相关叙述错误的是( )
成分
NaNO3
K2HPO4
KCl
MgSO4·7H2O
FeSO4
(CH2O)
H2O
青霉素
含量
3g
1g
0.5g
0.5g
0.01g
30g
1L
0.1万单位
注:青霉素可抑制细菌生长
A.依物理性质划分,该培养基属于液体培养基
B.依用途划分,该培养基属于选择培养基
C.培养基中的唯一碳源是(CH2O),唯一氮源是NaNO3
D.若将该培养基配方中的(CH2O)替换为纤维素,可用于分解纤维素细菌的筛选
4.“细菌喜荤,霉菌喜素”的意思是在配制培养基时( )
A.要考虑不同微生物的代谢特性
B.要考虑不同微生物的结构特性
C.要调节培养基的pH
D.要调节培养基的渗透压
5.如图是研究人员从土壤中筛选高效分解石油的细菌的过程示意图,有关叙述正确的是( )
A.配制培养基1时需以石油为唯一碳源,梯度稀释可以提高细菌的浓度
B.应对培养基1进行倒置培养,目的是防止皿盖上的水珠落入造成污染
C.在培养基2上可能会长出一些形态、大小和颜色不完全相同的菌落
D.培养基2为固体培养基,接种目的菌时只能进行稀释涂布平板法操作
6.土壤中的芽孢杆菌分泌的磷酸酶、核酸酶和植酸酶等能将有机磷转化为无机磷酸盐,这有利于作物从土壤中吸收磷元素,提高农作物产量。某研究机构欲从土壤中分离纯化芽孢杆菌。下列叙述正确的是( )
A.可通过比较培养液中无机磷的含量来选择优势菌种
B.分离纯化芽孢杆菌只能采用稀释涂布平板法接种
C.接种后的平板应立刻倒置,防止蒸发水汽凝结成的水滴对菌落造成影响
D.从土壤中分离芽孢杆菌应以磷酸盐为唯一磷源
题型二 目标微生物的分离、纯化和计数
7.下图是研究人员从落叶地的土壤中筛选高效分解纤维素的细菌的过程示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.在配制步骤②③的培养基时,高压蒸汽灭菌后将pH调至中性或弱碱性
B.步骤③筛选、纯化的原理是将聚集的细菌分散,可以获得单细胞菌落
C.步骤③采用稀释涂布平板法进行接种,并需要加入纤维素作为唯一的碳源
D.步骤④加入的是刚果红染液,可根据菌落与透明圈的直径比来挑选优质菌落
8.微生物的培养基类型较多,一般可根据其用途、物理性质以及培养基组成物质的化学成分特征等方面进行分类。下列相关叙述错误的是( )
A.进行细菌的鉴定和分离时,应使用固体培养基,以便分析菌落特征和数量
B.获取微生物的代谢产物时,多使用液体培养基进行摇床培养,以利于细胞增殖和代谢的进行
C.从液体培养基中取样对细菌计数时,还须用到的有血细胞计数板和显微镜
D.常用琼脂作为凝固剂来配制固体培养基
9.A、B、C、D四种抗生素均可治疗金黄色葡萄球菌(Sau)引起的肺炎,为选出具有最佳疗效的抗生素,科研人员分别将含等剂量抗生素的四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于Sau均匀分布的平板培养基上,在适宜条件下培养48h,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.若培养基为牛肉膏蛋白胨培养基,则该培养基不含维生素
B.图中滤纸片b周围抑菌圈中出现菌落是抗生素失效的结果
C.滤纸片a周围抑菌圈的区域最大,说明抗生素A治疗由Sau感染引起的肺炎的效果最好
D.由结果可知,该实验是通过平板划线法将Sau接种在培养基上的
10.平板划线法和稀释涂布平板法是纯化微生物的两种常用方法,下列描述正确的是( )
A.都要将菌液进行一系列的梯度稀释
B.都会在培养基表面形成单个的菌落
C.平板划线法是将不同稀释度的菌液通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作
D.稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基进行培养
11.科研人员从木材场的土壤中筛选出高效降解纤维素的细菌,鉴别纤维素分解菌时,在培养基中加入刚果红(可与纤维素形成红色复合物,但并不与水解后的纤维素二糖、葡萄糖等发生这种反应),再通过发酵工程生产纤维素酶。下列相关叙述错误的是( )
A.土壤样品稀释液应加到以纤维素为唯一碳源的培养基中进行培养
B.采用平板划线法进行纯化培养时,培养基上并不是都能形成单菌落
C.可依据单菌落周围红色透明圈直径与菌落直径的比值来筛选目的菌株
D.发酵结束后,可采取适当的提取、分离和纯化等措施获得纤维素酶
题型三 传统发酵技术与发酵工程
12.发酵食品是中国传统食品中一个重要的类别,承载了中华民族悠久的历史和丰富的文化内涵。下列食品不是通过微生物发酵得到的是( )
A.腐乳 B.食盐 C.泡菜 D.啤酒
13.酵母菌在发酵液的酒精浓度达到11.4%时不能再产生酒精,可采用以下哪种方法将菌体从培养液中分离出来( )
A.吸附发酵 B.萃取发酵 C.真空发酵 D.过滤、沉淀
14.下列关于发酵工程的叙述,错误的是( )
A.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
B.发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
C.发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者一般利用单一菌种,后者利用天然的混合菌种
D.发酵环节中发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径
15.苏轼的《超然台记》中提到“撷园蔬,取池鱼,酿秫(谷物)酒,瀹(煮)脱粟而食之,曰:‘乐哉游乎!’”下列有关利用秫酿造酒的叙述,正确的是( )
A.秫酿造酒前要对酿酒器具和秫进行严格灭菌处理
B.秫酿造酒的酿酒酵母的最适生长温度约为30~35℃
C.秫酿造酒后期密封不严会促进醋酸菌发酵产生醋酸
D.秫酿造酒过程中全程要制造无氧环境,以利于酒精发酵
16.下列关于传统发酵技术及发酵工程应用的叙述,错误的是( )
A.腐乳制作过程利用了毛霉等能产生蛋白酶的微生物进行发酵
B.果酒和果醋制作过程中发酵液的pH均会逐渐降低,但原因不同
C.谷氨酸发酵生产中,在中性、碱性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
D.在青霉素生产过程中,若污染了能分泌青霉素酶的某些杂菌,会影响产量
1.刚果红可与纤维素形成红色复合物,某同学以纤维素为唯一碳源制作的培养基中添加了刚果红,然后用如右图的方法进行接种纤维素分解菌,下列说法正确的是( )
A.该接种方法既能分离提纯微生物,还能对微生物进行计数
B.从用途的角度分,该培养基既是选择培养基,又是鉴别培养基
C.该过程中需对接种环进行灼烧灭菌,且灭菌次数为4次
D.划线区域形成的菌落周围显红色,且红色区域直径越大,说明纤维素分解菌的分解能力越强
2.某垃圾处理厂发现一种有害的、难以降解的化合物X,科学家用化合物X、磷酸盐、镁盐和微量元素等配制了培养基,成功地筛选出能高效降解化合物X的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如下图所示,下列叙述错误的是( )
A.在培养基中加入化合物X的目的是筛选出能降解化合物X的细菌
B.培养若干天后,应选择培养瓶中化合物X含量低的培养液,接入新的培养液中连续培养,使目的菌的数量增多
C.若要研究目的菌的生长规律,可挑取单个菌落进行液体培养,再采用平板划线方法进行计数
D.将目的菌用于环境保护实践时,还要对目的菌进行研究,检测其是否会产生对环境有害的代谢物
3.如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图。据图分析错误的是( )
A.某一稀释度下至少涂3个平板,该实验方法统计得到的结果常会比实际活菌数目少
B.3号试管中的样品溶液稀释倍数为104倍
C.5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×108个
D.该实验需设置牛肉膏蛋白胨培养基作对照,用以判断选择培养基是否有选择作用
4.为高效降解农业秸秆废弃物,研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌在37℃条件下进行玉米秸秆降解实验,结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
菌株
秸秆总重(g)
秸秆残重(g)
秸秆失重(%)
纤维素降解率(%)
A
2.00
1.51
24.50
16.14
B
2.00
1.53
23.50
14.92
C
2.00
1.42
29.00
23.32
A.筛选纤维素分解菌需用选择培养基,制备培养基时应先灭菌后定容再倒平板
B.菌株C降解能力最强,因其秸秆残重最低,秸秆失重率最大,纤维素降解率最高
C.利用稀释涂布平板法对菌株A进行分离计数时,测得的菌落数目较实际值高
D.利用平板划线法对菌株B进行分离操作时,灼烧接种环后应迅速蘸取菌液接种
5.青贮是一种以乳酸菌发酵为主保存饲料营养的制作方式,青贮过程中大肠杆菌、霉菌等杂菌的发酵会影响饲料的口感和品质。纤维单胞菌(CE)可将秸秆中的纤维素降解成可溶性糖。科研工作者用CE处理1kg水稻秸秆,再青贮30天后取样,进行微生物接种培养,测定青贮饲料中pH、可溶性糖的含量,并对其中的大肠杆菌和霉菌进行计数,结果如下表。
组别
pH
大肠杆菌(相对值)
霉菌(相对值)
可溶性糖(g/kg干重)
对照组
6.37
7.32
6.53
10.50
CE处理组
4.15
6.02
5.22
7.80
注:大肠杆菌菌落在含有伊红-亚甲基蓝培养基表面呈深紫色
下列叙述错误的是( )
A.提供无氧环境有利于青贮,该环境下乳酸菌发酵可导致饲料温度升高
B.将样品涂布到含伊红-亚甲基蓝的培养基进行培养,可对大肠杆菌计数
C.对照组可溶性糖含量高,说明青贮过程中乳酸菌发酵产生更多乳酸
D.CE处理后可抑制大肠杆菌、霉菌的生长,提升饲料的口感和品质
一、单选题
1.(2025·浙江1月·高考真题)传统发酵技术为我们提供了多种食品、饮料及调味品。下列叙述错误的是 ( )
A.泡菜的风味由乳酸菌的种类决定
B.用果酒发酵制作果醋的主要菌种是醋酸菌
C.家庭酿制米酒的过程既有需氧呼吸又有厌氧呼吸
D.传统发酵通常是利用多种微生物进行的混合发酵
2.(2024·浙江6月·高考真题)柿子具有较高的营养价值和药用价值。采用液体发酵法可酿制出醋香浓郁、酸味纯正的柿子醋,提高了柿子的经济价值。柿子醋的酿造工艺流程如图所示。
下列关于柿子醋酿造过程的叙述,错误的是 ( )
A.加酶榨汁环节加入果胶酶,有利于提高柿子汁产量
B.酒精发酵前可对柿子汁进行杀菌,以利于酒精发酵
C.若柿子酒的酒精度过高,应稀释后再用于醋酸发酵
D.用不同品种和成熟度的柿子酿造的柿子醋风味相同
3.(2024·浙江6月·高考真题)脲酶催化尿素水解,产生的氨可作为细菌的氮源。脲酶被去除镍后失去活性。下列叙述错误的是 ( )
A.镍是组成脲酶的重要元素
B.镍能提高尿素水解反应的活化能
C.产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖
D.以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌
4.(2024·湖南·高考真题)微生物平板划线和培养的具体操作如图所示,下列操作正确的是 ( )
A.①②⑤⑥ B.③④⑥⑦ C.①②⑦⑧ D.①③④⑤
5.(2024·重庆·高考真题)养殖场粪便是农家肥的重要来源,其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3,影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图进行实验获得目的菌株,下列叙述正确的是 ( )
A.①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落
B.②挑取在2种培养基上均能生长的用于后续的实验
C.③可通过添加脲酶并检测活性,筛选得到甲、乙
D.粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少
二、填空题
6.(2021·浙江6月·高考真题)(一)回答与甘蔗醋制作有关的问题:
(1)为了获得酿造甘蔗醋的高产菌株,以自然发酵的甘蔗渣为材料进行筛选。首先配制醋酸菌选择培养基:将适量的葡萄糖、KH2PO4、MgSO4溶解并定容,调节pH,再高压蒸汽灭菌,经________后加入3%体积的无水乙醇。然后将10 g自然发酵的甘蔗渣加入选择培养基,震荡培养24 h。用________将少量上述培养液涂布到含CaCO3的分离培养基上,在30 ℃培养48 h。再挑取分离培养基上具有__________________的单菌落若干,分别接种到与分离培养基成分相同的________培养基上培养24 h后,置于4 ℃冰箱中保存。
(2)优良产酸菌种筛选。将冰箱保存的菌种分别接入选择培养基,培养一段时间后,取合适接种量的菌液在30 ℃,150 r/min条件下震荡培养。持续培养至培养液中醋酸浓度不再上升,或者培养液中________含量达到最低时,发酵结束。筛选得到的优良菌种除了产酸量高外,还应有________________________(答出2点即可)等特点。
(3)制醋过程中,可将甘蔗渣制作成固定化介质,经________后用于发酵。其固定化方法为________。
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第30讲 发酵工程
目录
01 课标达标练
【题型一】微生物培养需要适宜条件
【题型二】目标微生物的分离、纯化与计数
【题型三】传统发酵技术与发酵工程
02 能力突破练(新情境+新思维)
03 高考溯源练(含2025高考真题)
题型一 微生物培养需要适宜条件
1.“能分解尿素的微生物的分离与计数”的实验中,在尿素固体培养基中生长的尿素分解菌直接利用的氮源是( )
A.尿素 B.氨 C.琼脂糖 D.蛋白胨
【答案】B
【详解】尿素分解菌分泌脲酶,将尿素降解为氨,氨作为其生长的氮源,ACD错误,B正确。
故选B。
2.有些酵母菌可以利用工业废甲醇作为碳源,既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母,并进行大量培养,大致过程:①称量土样→②依次等比稀释→③涂布平板→④挑取平板单菌落转移至培养液中培养→⑤进行甲醇分解能力的检测→⑥选取优良菌株扩大培养。下列叙述错误的是( )
A.培养基灭菌后需冷却至25℃左右,在酒精灯火焰附近倒平板
B.步骤③应将稀释后的菌液涂布在以甲醇为唯一碳源的固体培养基
C.步骤⑤分别测定培养液中甲醇的剩余量进一步筛选菌株
D.步骤⑥为使酵母菌数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和有氧环境
【答案】A
【详解】A、培养基灭菌后需冷却至25℃左右,培养基已经凝固,故培养基灭菌后需冷却至50℃左右,在酒精灯火焰附近倒平板,A错误;
B、为挑选能分解甲醇的菌种,应将稀释后的菌液涂布在以甲醇为唯一碳源的固体培养基,B正确;
C、培养液中甲醇的剩余量越低,说明分解甲醇的能力越强,可进一步筛选菌株,C正确;
D、酵母菌为异养兼性厌氧生物,在充足的营养和有氧条件下能大量繁殖,D正确;
故选A。
3.下表为培养某种微生物的培养基配方。下列相关叙述错误的是( )
成分
NaNO3
K2HPO4
KCl
MgSO4·7H2O
FeSO4
(CH2O)
H2O
青霉素
含量
3g
1g
0.5g
0.5g
0.01g
30g
1L
0.1万单位
注:青霉素可抑制细菌生长
A.依物理性质划分,该培养基属于液体培养基
B.依用途划分,该培养基属于选择培养基
C.培养基中的唯一碳源是(CH2O),唯一氮源是NaNO3
D.若将该培养基配方中的(CH2O)替换为纤维素,可用于分解纤维素细菌的筛选
【答案】D
【详解】A、该培养基配方中没有凝固剂琼脂,依物理性质划分,该培养基属于液体培养基,A正确;
B、该培养基配方中含有青霉素,能够杀灭细菌,筛选出真菌,故依用途划分,该培养基属于选择培养基,B正确;
C、能为微生物的生长繁殖提供所需碳元素的物质叫碳源,能为微生物的生长繁殖提供所需氮元素的物质叫氮源,该培养基中的唯一碳源是(CH2O),唯一氮源是NaNO3,C正确;
D、细菌对青霉素敏感,含青霉素的培养基不能培养细菌,因此用该培养基培养纤维素分解菌,则应除去(CH2O)和青霉素,再添加纤维素,D错误。
故选D。
4.“细菌喜荤,霉菌喜素”的意思是在配制培养基时( )
A.要考虑不同微生物的代谢特性
B.要考虑不同微生物的结构特性
C.要调节培养基的pH
D.要调节培养基的渗透压
【答案】A
【详解】“细菌喜荤”、“霉菌喜素”的意思是在配制培养基时要考虑不同微生物的代谢特性,如细菌喜荤说明细菌的代谢类型是异养型,需要的有机营养物质应该取自动物性营养,如蛋白胨等;霉菌喜素的意思是在其培养基中一般要加入植物性营养成分,如豆芽汁等。
故选A。
5.如图是研究人员从土壤中筛选高效分解石油的细菌的过程示意图,有关叙述正确的是( )
A.配制培养基1时需以石油为唯一碳源,梯度稀释可以提高细菌的浓度
B.应对培养基1进行倒置培养,目的是防止皿盖上的水珠落入造成污染
C.在培养基2上可能会长出一些形态、大小和颜色不完全相同的菌落
D.培养基2为固体培养基,接种目的菌时只能进行稀释涂布平板法操作
【答案】C
【详解】A、由图可知,培养基1的目的是选择培养,故配制培养基1时需以石油为唯一碳源,梯度稀释会降低细菌的浓度,A错误;
B、培养基1为液体培养基,不能进行倒置培养,B错误;
C、样品中可能仍含不同种或不同株系的微生物,因此在培养基2上可能会长出一些形态、大小和颜色不完全相同的菌落,C正确;
D、培养基2为固体培养基,接种目的菌时可以进行稀释涂布平板法操作,也可进行平板划线法操作,D错误。
故选C。
6.土壤中的芽孢杆菌分泌的磷酸酶、核酸酶和植酸酶等能将有机磷转化为无机磷酸盐,这有利于作物从土壤中吸收磷元素,提高农作物产量。某研究机构欲从土壤中分离纯化芽孢杆菌。下列叙述正确的是( )
A.可通过比较培养液中无机磷的含量来选择优势菌种
B.分离纯化芽孢杆菌只能采用稀释涂布平板法接种
C.接种后的平板应立刻倒置,防止蒸发水汽凝结成的水滴对菌落造成影响
D.从土壤中分离芽孢杆菌应以磷酸盐为唯一磷源
【答案】A
【详解】A、优质芽孢杆菌分解有机磷的能力更强,产生的无机磷的含量更高,故可通过比较培养液中无机磷的含量来选择优势菌种,A正确;
B、分离纯化芽孢杆菌应采用稀释涂布平板法或平板划线法接种,但若分离微生物的同时对其进行计数,则只能采用稀释涂布平板法接种,B错误;
C、接种后的平板需待菌液被培养基吸收后再进行倒置,C错误;
D、据题意可知,芽孢杆菌可将有机磷转化为无机磷酸盐,从土壤中分离芽孢杆菌应以有机磷为唯一磷源,D错误。
故选A。
题型二 目标微生物的分离、纯化和计数
7.下图是研究人员从落叶地的土壤中筛选高效分解纤维素的细菌的过程示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.在配制步骤②③的培养基时,高压蒸汽灭菌后将pH调至中性或弱碱性
B.步骤③筛选、纯化的原理是将聚集的细菌分散,可以获得单细胞菌落
C.步骤③采用稀释涂布平板法进行接种,并需要加入纤维素作为唯一的碳源
D.步骤④加入的是刚果红染液,可根据菌落与透明圈的直径比来挑选优质菌落
【答案】A
【详解】A、配制培养基时,调节培养基的pH应在灭菌之前进行,A错误;
B、步骤③筛选、纯化的原理是将聚集的细菌通过稀释涂布平板法分散,可以获得单细胞菌落,B正确;
C、加入纤维素作为唯一的碳源,能分解纤维素的细菌能利用纤维素存活,不能分解纤维素的细菌由于缺少碳源则会死亡,所以步骤③采用稀释涂布平板法进行接种,并需要加入纤维素作为唯一的碳源,C正确;
D、步骤④加入的是刚果红染液,可根据菌落与透明圈的直径比来挑选优质菌落,透明圈的直径越大,说明分解纤维素的能力越强,D正确。
故选A。
8.微生物的培养基类型较多,一般可根据其用途、物理性质以及培养基组成物质的化学成分特征等方面进行分类。下列相关叙述错误的是( )
A.进行细菌的鉴定和分离时,应使用固体培养基,以便分析菌落特征和数量
B.获取微生物的代谢产物时,多使用液体培养基进行摇床培养,以利于细胞增殖和代谢的进行
C.从液体培养基中取样对细菌计数时,还须用到的有血细胞计数板和显微镜
D.常用琼脂作为凝固剂来配制固体培养基
【答案】C
【详解】A、常见进行细菌的鉴定和分离,应使用固体培养基,以便通过分析菌落特征和对菌落数量的统计以达到目的,A正确;
B、摇床的使用,可以让营养物质和细胞接触更充分,有利于细胞增殖和代谢的进行,B正确;
C、血细胞计数板常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数,细菌计数板常用于相对较小的细菌等的计数,C错误;
D、固体培养基制作时常用琼脂作为凝固剂,D正确。
故选C。
9.A、B、C、D四种抗生素均可治疗金黄色葡萄球菌(Sau)引起的肺炎,为选出具有最佳疗效的抗生素,科研人员分别将含等剂量抗生素的四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于Sau均匀分布的平板培养基上,在适宜条件下培养48h,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.若培养基为牛肉膏蛋白胨培养基,则该培养基不含维生素
B.图中滤纸片b周围抑菌圈中出现菌落是抗生素失效的结果
C.滤纸片a周围抑菌圈的区域最大,说明抗生素A治疗由Sau感染引起的肺炎的效果最好
D.由结果可知,该实验是通过平板划线法将Sau接种在培养基上的
【答案】C
【详解】A、牛肉膏、蛋白胨都可提供氮源和维生素等,A错误;
B、题图中滤纸片b周围抑菌圈中出现菌落可能是Sau基因突变的结果,其他部位存在抑菌圈,说明抗生素没有失效,B错误;
C、滤纸片a周围抑菌圈的区域最大,抑菌能力最强,说明抗生素A治疗由Sau感染引起的肺炎的效果最好,C正确;
D、该实验平板上的Sau是均匀分布的,因此该实验是用稀释涂布平板法进行接种的,D错误。
故选C。
10.平板划线法和稀释涂布平板法是纯化微生物的两种常用方法,下列描述正确的是( )
A.都要将菌液进行一系列的梯度稀释
B.都会在培养基表面形成单个的菌落
C.平板划线法是将不同稀释度的菌液通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作
D.稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基进行培养
【答案】B
【详解】AC、平板划线法是将菌液通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作,不需要进行梯度稀释,AC错误;
B、平板划线法和稀释涂布平板法都能在培养基表面形成单个菌落,B正确;
D、稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液涂布到固体培养基的表面,D错误。
故选B。
11.科研人员从木材场的土壤中筛选出高效降解纤维素的细菌,鉴别纤维素分解菌时,在培养基中加入刚果红(可与纤维素形成红色复合物,但并不与水解后的纤维素二糖、葡萄糖等发生这种反应),再通过发酵工程生产纤维素酶。下列相关叙述错误的是( )
A.土壤样品稀释液应加到以纤维素为唯一碳源的培养基中进行培养
B.采用平板划线法进行纯化培养时,培养基上并不是都能形成单菌落
C.可依据单菌落周围红色透明圈直径与菌落直径的比值来筛选目的菌株
D.发酵结束后,可采取适当的提取、分离和纯化等措施获得纤维素酶
【答案】C
【详解】A、筛选纤维素分解菌,需用纤维素作为唯一碳源,A正确;
B、采用平板划线法对细菌进行纯化培养时,开始划线的区域菌液浓度高,不能形成单菌落,随着划线次数增多,菌液被稀释,逐渐形成单菌落,B正确;
C、纤维素能与刚果红反应形成红色复合物,而纤维素分解菌产生的纤维素酶将纤维素分解,因此菌落周围是无色的透明圈,而不是红色的透明圈,C错误;
D、纤维素酶为纤维素分解菌的产物,可采用适当的提取、分离和纯化等措施从发酵液中获得,D正确。
故选C。
题型三 传统发酵技术与发酵工程
12.发酵食品是中国传统食品中一个重要的类别,承载了中华民族悠久的历史和丰富的文化内涵。下列食品不是通过微生物发酵得到的是( )
A.腐乳 B.食盐 C.泡菜 D.啤酒
【答案】B
【详解】面包和酸奶、腐乳和泡菜、啤酒与豆豉都是通过微生物发酵得到的,食盐是氯化钠,是一种离子化合物,不是通过微生物发酵得到的,B符合题意,A、C、D不符合题意。
故选B。
13.酵母菌在发酵液的酒精浓度达到11.4%时不能再产生酒精,可采用以下哪种方法将菌体从培养液中分离出来( )
A.吸附发酵 B.萃取发酵 C.真空发酵 D.过滤、沉淀
【答案】D
【详解】分离或提纯发酵产品是工业发酵制取产品必经的步骤,如果发酵的产品是菌体本身,可采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来;如果发酵产品是微生物的代谢产物,则可采用真空发酵、吸附发酵、萃取发酵等方法进行提取,D正确,ABC错误。
故选D。
14.下列关于发酵工程的叙述,错误的是( )
A.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
B.发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
C.发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者一般利用单一菌种,后者利用天然的混合菌种
D.发酵环节中发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径
【答案】A
【详解】A、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,A错误;
B、发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身,B正确;
C、发酵工程应用无菌技术获得纯净的微生物,一般利用单一菌种;传统发酵技术利用天然的混合菌种,C正确;
D、发酵属于发酵工程的中心环节,发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径,如谷氨酸的发酵生成: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N-乙酰谷氨酰胺,D正确。
故选A。
15.苏轼的《超然台记》中提到“撷园蔬,取池鱼,酿秫(谷物)酒,瀹(煮)脱粟而食之,曰:‘乐哉游乎!’”下列有关利用秫酿造酒的叙述,正确的是( )
A.秫酿造酒前要对酿酒器具和秫进行严格灭菌处理
B.秫酿造酒的酿酒酵母的最适生长温度约为30~35℃
C.秫酿造酒后期密封不严会促进醋酸菌发酵产生醋酸
D.秫酿造酒过程中全程要制造无氧环境,以利于酒精发酵
【答案】C
【详解】A、秫酿造酒前不需要对酿酒器具和秫进行严格灭菌处理,酿酒过程中的无氧和酸性环境会抑制大部分微生物的生长和繁殖,A错误;
B、酿酒酵母的最适生长温度约为28℃,B错误;
C、醋酸菌是好氧生物,可利用酒精生成醋酸,秫酿造酒后期密封不严会促进醋酸菌发酵产生醋酸,C正确;
D、秫酿造酒过程中初期需要氧气以利于酿酒酵母的繁殖,之后要制造无氧环境,以利于酒精发酵,D错误。
故选C。
16.下列关于传统发酵技术及发酵工程应用的叙述,错误的是( )
A.腐乳制作过程利用了毛霉等能产生蛋白酶的微生物进行发酵
B.果酒和果醋制作过程中发酵液的pH均会逐渐降低,但原因不同
C.谷氨酸发酵生产中,在中性、碱性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
D.在青霉素生产过程中,若污染了能分泌青霉素酶的某些杂菌,会影响产量
【答案】C
【详解】A、腐乳制作过程中,确实利用了毛霉等能产生蛋白酶的微生物进行发酵。毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸,使得腐乳具有独特的风味,A正确;
B、果酒制作过程中,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,二氧化碳溶于发酵液中,会使发酵液的pH逐渐降低;果醋制作过程中,醋酸菌将乙醇转变为醋酸,醋酸是酸性物质,也会导致发酵液的pH降低,故二者使pH降低的原因不同,B正确;
C、谷氨酸发酵生产中,在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸,而在酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N - 乙酰谷氨酰胺,C错误;
D、在青霉素生产过程中,如果污染了能分泌青霉素酶的某些杂菌,青霉素酶会分解青霉素,从而影响青霉素的产量,D正确。
故选C。
1.刚果红可与纤维素形成红色复合物,某同学以纤维素为唯一碳源制作的培养基中添加了刚果红,然后用如右图的方法进行接种纤维素分解菌,下列说法正确的是( )
A.该接种方法既能分离提纯微生物,还能对微生物进行计数
B.从用途的角度分,该培养基既是选择培养基,又是鉴别培养基
C.该过程中需对接种环进行灼烧灭菌,且灭菌次数为4次
D.划线区域形成的菌落周围显红色,且红色区域直径越大,说明纤维素分解菌的分解能力越强
【答案】B
【详解】A、该接种方法为平板划线法,不能对微生物进行计数,A 错误;
B、从用途的角度分,该培养基既是选择培养基,可以起到选择作用,又因为加入了刚果红试剂,又是鉴别培养基,B 正确;
C、该过程中需对接种环进行灼烧灭菌,但灭菌次数为 5 次,C错误;
D、纤维素分解菌将纤维素分解掉了,该区域刚果红不能与纤维素形成红色复合物,故划线区域形成的菌落周围显白色,不是红色,D 错误。
故选B。
2.某垃圾处理厂发现一种有害的、难以降解的化合物X,科学家用化合物X、磷酸盐、镁盐和微量元素等配制了培养基,成功地筛选出能高效降解化合物X的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如下图所示,下列叙述错误的是( )
A.在培养基中加入化合物X的目的是筛选出能降解化合物X的细菌
B.培养若干天后,应选择培养瓶中化合物X含量低的培养液,接入新的培养液中连续培养,使目的菌的数量增多
C.若要研究目的菌的生长规律,可挑取单个菌落进行液体培养,再采用平板划线方法进行计数
D.将目的菌用于环境保护实践时,还要对目的菌进行研究,检测其是否会产生对环境有害的代谢物
【答案】C
【详解】A、本实验是分离出降解的有机化合物X的菌种,所以培养基中加入化合物X的目的是筛选降解X的微生物(菌种),A正确;
B、 由于“目的菌”有降解的有机化合物X的作用,所以培养若干天后,应选择培养瓶中化合物X含量显著降低的培养基,接入新的培养液中连续培养,使“目的菌”的数量进一步增加(扩增),B正确;
C、平板划线方法不能对微生物进行计数,可以选用 稀释涂布平板法进行计数,C错误;
D、将目的菌用于环境保护实践时,要考虑目的菌本身对环境的影响,检测其是否会产生对环境有害的代谢物,D正确。
故选C。
3.如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图。据图分析错误的是( )
A.某一稀释度下至少涂3个平板,该实验方法统计得到的结果常会比实际活菌数目少
B.3号试管中的样品溶液稀释倍数为104倍
C.5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×108个
D.该实验需设置牛肉膏蛋白胨培养基作对照,用以判断选择培养基是否有选择作用
【答案】C
【详解】A、设置重复组,增强实验的说服力与准确性,故某一稀释度下至少涂3个平板。稀释涂布平板得到的菌落可能存在两个或多个细菌细胞长成一个菌落,使该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低,A正确;
B、据图可知,将10g土样加入到90mL无菌水中定容至100mL后,此时土样稀释倍数为10倍,再经3次10倍稀释得到3号试管中的样品,故3号试管中样品的稀释倍数是 104 倍,B正确;
C、5号试管进行稀释涂布平板法计数的结果表明每克土壤中的菌株数为(168+175+167)÷3×106÷0.1≈1.7×109个,C错误;
D、要判断选择培养基是否起到选择作用,需设置接种了的牛肉膏蛋白胨培养基作对照,若牛肉膏蛋白胨培养基培养基上的菌落种类数目多于选择培养基上的菌落类型,则说明起到了选择作用,D正确。
故选C。
4.为高效降解农业秸秆废弃物,研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌在37℃条件下进行玉米秸秆降解实验,结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
菌株
秸秆总重(g)
秸秆残重(g)
秸秆失重(%)
纤维素降解率(%)
A
2.00
1.51
24.50
16.14
B
2.00
1.53
23.50
14.92
C
2.00
1.42
29.00
23.32
A.筛选纤维素分解菌需用选择培养基,制备培养基时应先灭菌后定容再倒平板
B.菌株C降解能力最强,因其秸秆残重最低,秸秆失重率最大,纤维素降解率最高
C.利用稀释涂布平板法对菌株A进行分离计数时,测得的菌落数目较实际值高
D.利用平板划线法对菌株B进行分离操作时,灼烧接种环后应迅速蘸取菌液接种
【答案】B
【详解】A、筛选纤维素分解菌需用选择培养基,制备培养基时应先定容后分装,再灭菌倒平板,A错误;
B、表中数据显示,菌株C秸秆残重最低,秸秆失重率最大,纤维素降解率最高,因而菌株C降解能力最强,B正确;
C、利用稀释涂布平板法对菌株A进行分离计数时,测得的菌落数目较实际值低,因为在平板中当两个或两个以上的细胞聚集在一起时在培养基上获得的时一个菌落,C错误;
D、利用平板划线法对菌株B进行分离操作时,灼烧接种环后应待接种环冷却后再蘸取菌液接种,否则会烫死菌种,D错误。
故选B。
5.青贮是一种以乳酸菌发酵为主保存饲料营养的制作方式,青贮过程中大肠杆菌、霉菌等杂菌的发酵会影响饲料的口感和品质。纤维单胞菌(CE)可将秸秆中的纤维素降解成可溶性糖。科研工作者用CE处理1kg水稻秸秆,再青贮30天后取样,进行微生物接种培养,测定青贮饲料中pH、可溶性糖的含量,并对其中的大肠杆菌和霉菌进行计数,结果如下表。
组别
pH
大肠杆菌(相对值)
霉菌(相对值)
可溶性糖(g/kg干重)
对照组
6.37
7.32
6.53
10.50
CE处理组
4.15
6.02
5.22
7.80
注:大肠杆菌菌落在含有伊红-亚甲基蓝培养基表面呈深紫色
下列叙述错误的是( )
A.提供无氧环境有利于青贮,该环境下乳酸菌发酵可导致饲料温度升高
B.将样品涂布到含伊红-亚甲基蓝的培养基进行培养,可对大肠杆菌计数
C.对照组可溶性糖含量高,说明青贮过程中乳酸菌发酵产生更多乳酸
D.CE处理后可抑制大肠杆菌、霉菌的生长,提升饲料的口感和品质
【答案】C
【详解】A、题干信息:青贮是一种以乳酸菌发酵为主保存饲料营养的制作方式,青贮过程中大肠杆菌、霉菌等杂菌的发酵会影响饲料的口感和品质;而乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸,故提供无氧环境有利于青贮,该环境下乳酸菌发酵可导致饲料温度升高,A正确;
B、伊红-亚甲蓝琼脂培养基可用来鉴别大肠杆菌,生长在此培养基上的大肠杆菌菌落呈深紫色;故将样品涂布到含伊红-亚甲基蓝的培养基进行培养,可对大肠杆菌计数,B正确;
C、题干信息:纤维单胞菌(CE)可将秸秆中的纤维素降解成可溶性糖;对照组可溶性糖含量高,说明青贮过程中乳酸菌含量少,乳酸菌发酵产生较少的乳酸,C错误;
D、题表可知,与对照相比,CE处理组,pH低,大肠杆菌和霉菌相对值降低,表明CE处理后可抑制大肠杆菌、霉菌的生长,提升饲料的口感和品质,D正确。
故选C。
一、单选题
1.(2025·浙江1月·高考真题)传统发酵技术为我们提供了多种食品、饮料及调味品。下列叙述错误的是 ( )
A.泡菜的风味由乳酸菌的种类决定
B.用果酒发酵制作果醋的主要菌种是醋酸菌
C.家庭酿制米酒的过程既有需氧呼吸又有厌氧呼吸
D.传统发酵通常是利用多种微生物进行的混合发酵
【答案】A
【详解】泡菜的风味由原料、发酵菌种类、发酵环境等因素共同决定,A错误;用果酒发酵制作果醋的主要菌种是醋酸菌,醋酸菌是好氧型微生物,B正确;家庭酿制米酒主要用的是酵母菌,在酿制米酒的过程中,首先让酵母菌在有氧的环境中进行增殖,然后在无氧的环境中进行发酵,C正确;制作传统发酵食品所用的是自然菌种,没有进行严格的灭菌,以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,D正确。
故选A。
2.(2024·浙江6月·高考真题)柿子具有较高的营养价值和药用价值。采用液体发酵法可酿制出醋香浓郁、酸味纯正的柿子醋,提高了柿子的经济价值。柿子醋的酿造工艺流程如图所示。
下列关于柿子醋酿造过程的叙述,错误的是 ( )
A.加酶榨汁环节加入果胶酶,有利于提高柿子汁产量
B.酒精发酵前可对柿子汁进行杀菌,以利于酒精发酵
C.若柿子酒的酒精度过高,应稀释后再用于醋酸发酵
D.用不同品种和成熟度的柿子酿造的柿子醋风味相同
【答案】D
【详解】加酶榨汁环节加入果胶酶,破坏细胞壁,有利于提高柿子汁产量,A正确;酒精发酵前可以对柿子汁进行杀菌,再接种酵母菌,以利于酒精发酵,B正确;酒精浓度过高,会抑制醋酸菌的生长和代谢活动,从而降低醋酸的产量,因此应该进行适当的稀释处理,C正确;用不同品种和成熟度的柿子酿造的柿子醋风味不相同,D错误。
故选D。
3.(2024·浙江6月·高考真题)脲酶催化尿素水解,产生的氨可作为细菌的氮源。脲酶被去除镍后失去活性。下列叙述错误的是 ( )
A.镍是组成脲酶的重要元素
B.镍能提高尿素水解反应的活化能
C.产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖
D.以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌
【答案】B
【详解】根据题意,脲酶被去除镍后失去活性,说明镍是组成脲酶的重要元素,A正确;酶的作用机制是通过降低化学反应的活化能来提高反应速率,镍作为脲酶的重要组成元素,它的存在有助于维持脲酶的结构,从而使其能够有效地降低尿素水解反应的活化能,B错误;产脲酶细菌可利用NH4Cl中的氮源进行代谢活动,因此产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基上生长繁殖,C正确;产脲酶细菌能利用脲酶催化尿素分解产生NH3,NH3可作为细菌生长的氮源,不能产脲酶的细菌则无法分解尿素获得氮源,因此以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌,D正确。
故选B。
4.(2024·湖南·高考真题)微生物平板划线和培养的具体操作如图所示,下列操作正确的是 ( )
A.①②⑤⑥ B.③④⑥⑦ C.①②⑦⑧ D.①③④⑤
【答案】D
【详解】由图可知,②中拔出棉塞后应握住棉塞上部;⑥中划线时不能将培养皿的皿盖完全拿开,应只打开一条缝隙;⑦中划线时第5次的划线不能与第1次的划线相连;⑧中平板应倒置培养。综上所述,D项正确。
故选D。
5.(2024·重庆·高考真题)养殖场粪便是农家肥的重要来源,其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3,影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图进行实验获得目的菌株,下列叙述正确的是 ( )
A.①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落
B.②挑取在2种培养基上均能生长的用于后续的实验
C.③可通过添加脲酶并检测活性,筛选得到甲、乙
D.粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少
【答案】C
【详解】平板划线法无须稀释,A错误;由图可知,②挑取不能在尿素为唯一氮源培养基上生长,而能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌株用于后续的实验,B错误;所筛选出的菌株之所以不能利用尿素,可能是由于不产生脲酶或分泌脲酶抑制剂,所以③可通过添加脲酶并检测活性,筛选得到甲、乙,C正确;由图可知,甲不产生脲酶而乙可以产生脲酶,且乙同时分泌脲酶抑制剂,粪便中可能还含有其他能产生脲酶的菌株,所以粪便中添加菌株乙比甲更有利于NH3的减少,D错误。
故选C。
二、填空题
6.(2021·浙江6月·高考真题)(一)回答与甘蔗醋制作有关的问题:
(1)为了获得酿造甘蔗醋的高产菌株,以自然发酵的甘蔗渣为材料进行筛选。首先配制醋酸菌选择培养基:将适量的葡萄糖、KH2PO4、MgSO4溶解并定容,调节pH,再高压蒸汽灭菌,经________后加入3%体积的无水乙醇。然后将10 g自然发酵的甘蔗渣加入选择培养基,震荡培养24 h。用________将少量上述培养液涂布到含CaCO3的分离培养基上,在30 ℃培养48 h。再挑取分离培养基上具有__________________的单菌落若干,分别接种到与分离培养基成分相同的________培养基上培养24 h后,置于4 ℃冰箱中保存。
(2)优良产酸菌种筛选。将冰箱保存的菌种分别接入选择培养基,培养一段时间后,取合适接种量的菌液在30 ℃,150 r/min条件下震荡培养。持续培养至培养液中醋酸浓度不再上升,或者培养液中________含量达到最低时,发酵结束。筛选得到的优良菌种除了产酸量高外,还应有________________________(答出2点即可)等特点。
(3)制醋过程中,可将甘蔗渣制作成固定化介质,经________后用于发酵。其固定化方法为________。
【答案】(1)冷却 玻璃刮刀 较大透明圈 斜面
(2)乙醇 耐酒精度高、耐酸高
(3)灭菌 吸附法
【详解】(1)高压蒸汽灭菌后需要冷却后再加入无水乙醇。在涂布平板时用玻璃刮刀进行涂布。培养液中醋酸菌会将葡萄糖分解成乙酸,将培养液涂布到含有CaCO3的培养基上,乙酸会溶解CaCO3,从而在分离培养基上出现透明圈,故我们要挑取有较大透明圈的菌落。菌种的临时保藏需要将目的菌接种到斜面培养基上,在4 ℃的冰箱内保存。(2)醋酸菌在发酵过程中会产生醋酸,可选醋酸浓度不再上升的时候结束发酵;发酵会消耗乙醇,也可选培养液中乙醇含量最低的时候结束发酵。筛选的菌株具有耐酒精度高、耐酸高的特点。(3)将甘蔗渣制作成固定化介质,要先对甘蔗渣进行灭菌处理,防止杂菌污染。固定化方法选择物理吸附法。
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