2026届高三生物一轮复习讲义高考特训营第十一单元　发酵工程

第十一单元　发酵工程 第42讲　传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用 课标要求 1.举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的 2.阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品 3.举例说明发酵工程在农业、医药工业、食品工业及其他工业生产上有重要的应用价值 关键词索引 发酵　传统发酵技术　果酒和果醋的制作　腐乳和泡菜的制作　发酵工程 特训点一　传统发酵技术的应用 1.发酵与传统发酵技术 (1)发酵 (2)传统发酵技术 2.腐乳的制作 3.泡菜的制作 (1)菌种来源：植物体表面天然的　　　　。  (2)原理：在　　　　条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成　　　　。  (3)反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)制作流程： 拓展链接 泡菜制作中的注意事项 4.果酒和果醋的制作 (1)制作原理 类型 菌种 反应式 果酒 　　　  有氧条件，大量繁殖：　　　　  　　　　　　　　　　　　　  无氧条件，产生酒精：　　　　  　　　　　　　　　　　　　  果醋 　　　  氧气、糖源都充足时：糖→醋酸 　　　　　　　　　　　　　  缺少糖源时：乙醇→乙醛→醋酸 　　　　　　　　　　　　　  (2)发酵条件的控制 (3)制作流程与注意事项 知识必备答案：1.(1)微生物　微生物的代谢　不同代谢物　(2)固体　半固体　有氧或无氧 2.小分子的肽和氨基酸　真菌　异养需氧型 3.(1)乳酸菌　(2)无氧　乳酸　(3)C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量　(4)选择原料　发酵　成品 4.(1)酵母菌　C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量　C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量　醋酸菌　C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2H2O＋2CO2＋能量　C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量　(2)18~30　30~35　密封　通气　10~12　7~8　(3)70%　酒精　洗去野生酵母菌　1/3　18~30 ℃　排气　重铬酸钾　纱布　30~35 ℃ 概念诊断 1.在制作葡萄酒的过程中，应先去除葡萄的枝梗，再进行反复冲洗，这样才可以洗得彻底。(　　) 答案：× 提示：应先冲洗再去除枝梗，以减少杂菌污染；不能反复冲洗，防止洗去野生酵母菌。 2.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入无菌空气制作葡萄醋。(　　) 答案：× 提示：制作好葡萄酒后，打开瓶盖，盖上一层纱布，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，进行葡萄醋的发酵。 3.果醋发酵时，乙醇既是乙酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖。(　　) 答案：√ 4.泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件。(　　) 答案：× 提示：制作泡菜利用的微生物是乳酸菌，乳酸菌是严格的厌氧细菌。 5.在传统发酵食品的制作过程中，菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，会造成发酵食品的口味不一。(　　) 答案：√ 探究点　传统发酵技术的应用 【情境引领】　研究小组利用塑料饮水杯、充氧泵、空气过滤器、回旋式单向阀、硅胶管等材料制作了一种新型的果酒、果醋两用发酵装置，如下图所示。 【问题生成】 (1)制作果酒、果醋利用的微生物的代谢类型分别是什么? 提示：异养兼性厌氧型(酵母菌)和异养需氧型(醋酸菌)。 (2)图中能为发酵罐中的培养液进行充氧操作的装置是什么? 提示：充氧泵和不锈钢气泡石。 (3)酿制果酒时一般要先通气后紧闭软管夹，通气的目的是什么? 提示：有利于酵母菌的繁殖。 (4)图中排气构件由回旋式单向阀通过硅胶塞连接于排气口而成，使用前先在单向阀内装入约1/3体积冷却的开水，试分析这样处理的优点。 提示：及时排出气体、防止外界杂菌的污染、通过气泡的生成了解发酵状况、排气不需要人工控制等。 【归纳总结】 果酒与果醋制作的装置分析 图中①为充气口，用来充入O2(无菌空气)。②为排气口，在酒精发酵时排出的是酒精发酵产生的CO2，在醋酸发酵时排出的是剩余的空气和醋酸菌代谢产生的CO2；长而弯曲的胶管的作用是防止空气中微生物的进入。③为出料口，便于取样检测，及时监测发酵进行的情况。 【真题示范】　(2024·浙江6月选考)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 解答本题的关键是对流程图进行破解。 提取信息 转化信息 酒精发酵 酵母菌进行无氧呼吸，需要的是无氧条件 醋酸发酵 醋酸菌进行有氧呼吸，需要的是有氧条件 答案：D 解析：加酶榨汁环节加入果胶酶，破坏柿子细胞壁，有利于提高柿子汁产量，A项正确；酒精发酵前可对柿子汁进行杀菌，再接种酵母菌，以利于酒精发酵，B项正确；若酒精度过高，可能会抑制醋酸菌的活动，不利于醋的发酵，C项正确；用不同品种和成熟度的柿子酿造的柿子醋风味不同，D项错误。 由酒精发酵转为醋酸发酵时，发酵条件应如何改变? 提示：通入氧气，提高发酵温度。 考法预测 考法1　结合流程图解考查果酒与果醋的制作，考查生命观念与科学思维 1.(2024·重庆荣昌模拟预测)果酒主要有山果酒和水果酒。山果酒以山果为原料，采用传统酿制工艺，先发酵后蒸馏而成，其工艺流程独具特色。下列说法正确的是(　　) A.山果酒的酒精度比普通葡萄酒的酒精度低 B.过程①的发酵温度应控制在30~35 ℃，有利于酒精的产生 C.过程②③的主要差别在于醋酸菌发酵消耗的有机物不同 D.过程④需向发酵装置内直接滴加酸性重铬酸钾，以检测酒精 答案：C 解析：山果酒以山果为原料，采用传统酿制工艺，先发酵后蒸馏而成，因此山果酒的酒精度比普通葡萄酒的酒精度高，A项错误；过程①表示果酒发酵，其发酵温度应控制在18~30 ℃，有利于酒精的产生，B项错误；过程②消耗葡萄糖，过程③消耗乙醇，因此过程②③的主要差别在于醋酸菌发酵消耗的有机物不同，C项正确；检测酒精时需要从发酵装置中取样，不能向发酵装置内直接滴加酸性重铬酸钾，D项错误。 2. (2024·河北保定三模)石榴酒口感醇厚，有益健康。下图为利用石榴进行传统发酵制作石榴酒和石榴醋的简要流程图。下列叙述错误的是(　　) A.石榴的清洗应在去皮除隔膜前进行，添加果胶酶等可使石榴汁变澄清 B.图中“调整成分”时可加入蔗糖，为酵母菌提供充足糖源，增加酒精产量 C.石榴汁装罐时，装液量不能太满，待发酵至残糖量为零时才能结束发酵 D.用石榴酒制石榴醋，除了图中操作，还需要提高发酵温度和充入足量O2等 答案： C 解析：石榴的清洗应在去皮除隔膜前进行，A项正确；“调整成分”中需加入一定量的蔗糖，其主要作用是为酵母菌提供充足糖源，有利于酵母菌的生长，同时也能增加酒精产量，B项正确；石榴汁装罐时，装液量不能太满，发酵至残糖量不再下降时，结束发酵，传统发酵结束时，都有一定量的残留糖，C项错误；用石榴酒制石榴醋，利用的微生物为醋酸菌，因为醋酸菌是好氧细菌且其生长需要较高的温度，因此，相对于石榴酒发酵，需要改变的发酵条件为适当提高发酵温度和充入足量O2，D项正确。 果酒与果醋制作成功的关键 (1)材料的选择与处理 选择新鲜的葡萄，榨汁前先冲洗葡萄，再去除枝梗，以防葡萄汁流失及被污染。冲洗以洗去灰尘为目的，冲洗次数不要过多，以防洗去野生酵母菌。 (2)防止发酵液被污染 ①榨汁机和发酵瓶等器具都需清洗干净，并进行消毒。 ②清洗葡萄时要先清洗后去除枝梗。 ③发酵瓶的排气管用曲颈管而不用直管。 (3)控制发酵条件 ①葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，目的是让酵母菌先进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵，并防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出。 ②严格控制温度：18~30 ℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵；30~35 ℃利于醋酸菌的繁殖和醋酸发酵。 ③充气：酒精发酵为无氧发酵，需关闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需经充气口充气。 考法2　考查泡菜与腐乳制作的原理、流程及注意事项，考查科学探究 3.(2025·辽宁开学考试)豆豉是一种古老的传统发酵豆制品，其发酵原理与腐乳类似。北魏贾思勰的《齐民要术》中也有相关记录。豆豉制作的流程如图所示。装坛后放在室外日晒，每天搅拌两次。下列说法错误的是(　　) A.发酵过程中多种酶系将原料中的蛋白质等大分子分解为小分子 B.发酵的最终目的主要是让酵母菌产生酶，搅拌能增加发酵液的溶氧量 C.代谢产物积累和酿造环境的变化导致后期窖池微生物数量下降 D.添加的盐、白酒和风味料具有抑制杂菌生长和调节口味的作用 答案：B 解析：发酵过程中多种酶系将原料中的蛋白质、脂肪等分解为小分子，如可将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，A项正确；发酵的目的是让霉菌产生相应的酶，如蛋白酶可以将蛋白质分解为氨基酸等，使豆豉营养更丰富，B项错误；代谢产物积累和酿造环境的变化(pH等变化)导致后期窖池微生物数量下降，C项正确；调味过程中添加的盐、白酒和风味料均可起到抑制杂菌生长的作用，其中盐可通过使微生物渗透失水死亡而达到抑菌作用，D项正确。 4.(2024·湖北模拟预测)《诗经》中有“我有旨蓄，亦以御冬”的记载，其中“旨蓄”是贮藏的美味食品，包括腌菜等。下列叙述正确的是(　　) A.腌制前需对菜品进行严格灭菌处理以免杂菌污染 B.腌制过程中亚硝酸盐的含量先增加后保持不变 C.乳酸菌大量繁殖会在泡菜坛表面产生一层白膜 D.可向坛盖边沿的水槽中注满水，以保持发酵所需环境 答案：D 解析：腌制前不能对菜品进行灭菌，否则会杀死菜品中天然存在的菌种，A项错误；腌制过程中亚硝酸盐的含量先增加后减少，B项错误；泡菜坛表面产生一层白膜是产膜酵母菌大量繁殖形成的，C项错误；乳酸菌为厌氧细菌，可通过向坛盖边沿的水槽中注满水来保持发酵所需的无氧环境，D项正确。 泡菜制作时营造“无氧环境”的3项措施 (1)选择的泡菜坛密封性要好。 (2)加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料。 (3)盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满水。 考法3　考查传统发酵技术的综合应用，考查科学思维 5.(2024·黑龙江大庆模拟)发酵作为一种古老的食物加工技术，不仅是一种工艺，更具有深厚的历史和文化价值。酒、醋、泡菜及腐乳等在我国都有悠久的制作历史。下列叙述错误的是(　　) A.传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主 B.制作酒、醋、泡菜和腐乳时，菌种繁殖阶段需要的气体条件均相同 C.有些发酵产物可以作为另一种发酵过程的原料 D.菌种、原料及产物不同，控制的温度、pH等条件会有差异 答案：B 解析：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，A项正确；制作酒、醋、泡菜和腐乳利用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌和毛霉，其中酵母菌是兼性厌氧微生物，醋酸菌是好氧细菌，乳酸菌是厌氧细菌，毛霉是好氧真菌，B项错误；有些发酵产物可以作为另一种发酵过程的原料，如酵母菌无氧呼吸产生的酒精可被醋酸菌利用产生醋酸，C项正确；菌种、原料及产物不同，发酵条件不同，控制的温度、pH等条件会有差异，D项正确。 发酵技术中常用菌种的比较 比较项目 酵母菌 醋酸菌 乳酸菌 生物学分类 真核生物 原核生物 原核生物 代谢类型 异养兼性 厌氧型 异养需氧型 异养厌氧型 发酵条件 前期需氧， 后期不需氧 一直需氧 无氧 生长适宜 温度 18~30 ℃ 30~35 ℃ 室温 生产应用 酿酒、发面 酿醋 制作酸奶、泡菜 特训点二　发酵工程及其应用 1.发酵工程的基本环节 2.啤酒发酵的工业化生产 3.发酵工程的特点 4.发酵工程的应用 (1)在食品工业上的应用：①生产传统的发酵产品；②生产各种各样的　　　　　　；③生产　　　　制剂。  (2)在医药工业上的应用：①生产　　　　、多种氨基酸；②生产激素和　　　　　　　等。  (3)在农牧业上的应用：①生产微生物　　　；②生产微生物农药；③生产微生物饲料。  (4)其他方面的应用：如利用嗜热菌、嗜盐菌生产　　　等。  知识必备答案：1.诱变育种　基因工程育种　菌种　培养基　发酵设备　微生物数量　产物浓度　营养成分　过滤、沉淀　产物的性质 2.淀粉酶　糖浆　酒精和CO2 3.温和　丰富　低廉　专一　污染小　容易处理 4.(1)食品添加剂　酶　(2)抗生素　免疫调节剂　(3)肥料　(4)洗涤剂 概念诊断 1.性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过杂交育种或基因工程育种获得。(　　) 答案：× 提示：性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。 2.发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关。(　　) 答案：√ 3.分离、提纯用酵母菌等生产的单细胞蛋白，可采用过滤、沉淀等方法。(　　) 答案：√ 4.啤酒的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后发酵阶段完成。(　　) 答案：× 提示：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。 5.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的。(　　) 答案：× 提示：单细胞蛋白就是微生物细胞本身。 探究点　发酵工程及其应用 【情境引领】　我国发酵工程蓬勃发展，发酵产品的产量和质量明显提高。某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌；醋醅含有醋酸菌；糖化即淀粉水解过程。 【问题生成】 (1)制醋工艺流程中，当缺少糖源时，醋酸菌获得乙酸的途径是什么? 提示：醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸。 (2)糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”有何目的? 提示：可以使原料在高温下灭菌，同时使植物细胞破裂释放淀粉，且有利于淀粉的水解。 (3)从自然界中分离的菌种往往达不到生产要求，发酵工程中获得优良性状的酵母菌菌种的方式有哪些? 提示：可通过诱变育种或基因工程育种获得优良性状的酵母菌菌种。 (4)啤酒酿造工艺流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间，理由是什么? 提示：适当增加溶解氧可使酵母菌大量繁殖，从而缩短发酵时间。 【归纳总结】 发酵过程的影响因素 (1)温度 微生物分解有机物释放的能量，一部分用于合成ATP，另一部分散发到培养液中，会引起发酵温度升高；机械搅拌也会产生一部分热量引起发酵温度升高。此外，发酵罐壁散热、水分蒸发会带走部分热量，使发酵温度降低。因此可用冷却水进行温度的调节。 (2)pH pH 发生变化的主要原因是培养液中营养成分的利用和代谢物的积累。例如，谷氨酸的发酵生产时，在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。调节和控制培养液pH 的方法为在培养液中添加缓冲液，在发酵过程中加酸或碱。 (3)溶解氧 好氧微生物：溶解氧要充足。厌氧微生物：严格的无氧环境，用发酵罐的通气口来控制。 【真题示范】　(2024·山东卷)在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧气。菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是(　　) A.相同菌体密度下，菌球体越大，柠檬酸产生速率越慢 B.发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量 C.发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长 D.发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品 熟悉掌握发酵工程的基本环节是解答本题的关键。 答案：D 解析：黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧气，相同菌体密度下，菌球体越大越不利于菌体与氧气接触，柠檬酸产生速率越慢，A项正确；菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制，发酵中期添加一定量的硫酸铵，菌体内铵离子浓度升高，可提高柠檬酸产量，B项正确；发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必需的酶失活，可抑制大部分细菌的生长，C项正确；发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得柠檬酸产品，D项错误。 制作酱油也需用到黑曲霉，其原理是什么? 提示：黑曲霉可产生蛋白酶、脂肪酶等多种酶，酱油制作中利用黑曲霉将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸。 考法预测 考法　结合实例或图解考查发酵工程的操作环节及应用，考查科学思维和社会责任 1.(2024·贵州模拟预测)某公司发现了一种源自松露的甜味蛋白，随后利用酵母菌发酵制造新型食品成分。下列有关叙述错误的是(　　) A.借助转基因技术选育高产甜味蛋白的酵母菌菌种是发酵工程的中心环节 B.为保证发酵过程的正常进行，可在发酵液中加入适量抗生素以防止杂菌污染 C.发酵过程中适当提高葡萄糖溶液浓度有利于酵母菌的生长繁殖 D.发酵结束后，可破碎细胞，采用盐析、离心等方法从发酵液中提取甜味蛋白 答案：A 解析：发酵工程的中心环节是发酵过程，A项错误；抗生素能杀死细菌，因此为保证发酵过程的正常进行，可在发酵液中加入适量抗生素以防止杂菌污染，B项正确；发酵过程中适当提高葡萄糖溶液浓度有利于酵母菌的生长繁殖，C项正确；发酵结束后，可破碎细胞，采用盐析、离心等方法从发酵液中提取甜味蛋白，D项正确。 2. (2024·江苏扬州期末)下图是某工厂酿造黄酒的工艺流程图。下列叙述错误的是(　　) A.温度、pH、酶浓度等会影响过程①②的酶促反应 B.发酵时间是无关变量，会影响发酵产量 C.酿酒酵母和植物乳杆菌可以直接利用糯米中的淀粉 D.多种微生物联合发酵有利于黄酒风味的形成 答案： C 解析：酶的活性受温度、pH的影响，因此温度、pH、酶浓度等会影响过程①②的酶促反应，A项正确；发酵时间会影响发酵产量，B项正确；分析题图可知，糯米中的淀粉需要糖化后才能被酿酒酵母和植物乳杆菌利用，C项错误；黄酒风味受原料、发酵条件、菌种等多种因素影响，多种微生物联合发酵有利于黄酒风味的形成，D项正确。 一、核心概念——重落实 1.(选择性必修3 P6)制作泡菜时配制的盐水要先煮沸，再冷却使用的原因分别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 提示：杀死盐水中的杂菌，排出溶解的氧气；防止温度过高杀死发酵所需的乳酸菌 2.(选择性必修3 P7)制作葡萄酒时，在发酵过程中，每隔12 h左右将瓶盖拧松一次，目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 提示：放出CO2，防止发酵瓶因瓶内气压过大而爆裂 3.(选择性必修3 P7)生产乙酸时，无论是利用糖源还是酒精，都需要打开通气阀，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 提示：醋酸菌是好氧细菌，在代谢过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌死亡 4.(选择性必修3 P24)啤酒的工业化生产中，发酵是重要环节，发酵后期，如果发酵罐密封不严，啤酒会变酸，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　 。 提示：醋酸菌是好氧细菌，若发酵罐密封不严，酒精就会在醋酸菌的作用下被氧化产生乙醛，最后变为乙酸 5.(选择性必修3 P27)微生物肥料使作物增产的原理是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 提示：微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等能增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长 6.(选择性必修3 P27)微生物农药防治病虫害的原理是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：利用微生物或其代谢物来防治病虫害 二、真题体验——明考向 1.(2024·湖北卷)制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于需氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是(　　) A.食用醋的酸味主要来源于乙酸 B.醋酸菌不适宜在无氧条件下生存 C.醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶 D.葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内 答案：D 解析：食用醋的酸味主要来自醋酸(乙酸)，A项正确；醋酸菌是好氧细菌，不适宜在无氧条件下生存，B项正确；制醋时，在缺失原料的情况下，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，因此醋酸菌体内含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C项正确；醋酸菌属于细菌，没有核膜包被的细胞核和众多细胞器，因此没有线粒体，D项错误。 2.(2024·江苏卷)关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验，下列叙述正确的是(　　) A.制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中 B.制作酸奶的牛奶需经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌 C.发酵装置需加满菜料或牛奶并封装，以抑制乳酸菌的无氧呼吸 D.控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质 答案：D 解析：制作泡菜的菜料应完全淹没在煮沸后冷却的盐水中，以保证无氧环境，A项错误；制作酸奶的牛奶需经过巴氏消毒法消毒后再接种乳酸菌，B项错误；发酵装置需加满菜料或牛奶并封装，以营造无氧环境，利用乳酸菌的无氧呼吸，C项错误；控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质，D项正确。 3.(2024·贵州卷)酵母菌W是一种产果胶酶工程菌。为探究酵母菌W的果胶酶产量与甲醇浓度(Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ)的关系。将酵母菌W以相同的初始接种量接种到发酵罐，在适宜条件下培养，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.发酵罐中接种量越高，酵母菌W的K值越大 B.甲醇浓度为Ⅲ时，酵母菌W的果胶酶合成量最高 C.72 h前，三组实验中，甲醇浓度为 Ⅱ 时，产果胶酶速率最高 D.96 h后，是酵母菌W用于工业生产中收集果胶酶的最佳时期 答案：C 解析：K值与接种量无关，与空间、资源等因素有关，A项错误；由题图可知，甲醇浓度为Ⅱ时，酵母菌W的果胶酶合成量最高，B项错误；72 h前，三组实验中，甲醇浓度为Ⅱ时，产果胶酶速率最高，即相应曲线的斜率最大，C项正确；据题图可知，96 h后，果胶酶的产量下降，因此收集果胶酶的最佳时期应在96 h前，D项错误。 4.(多选)(2024·河北卷)中国传统白酒多以泥窖为发酵基础，素有“千年老窖万年糟”之说。多年反复利用的老窖池内壁窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物。下列叙述正确的是(　　) A.传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的 B.窖池内各种微生物形成了相对稳定的体系，使酿造过程不易污染杂菌 C.从窖泥中分离的酿酒酵母扩大培养时，需在CO2或N2环境中进行 D.从谷物原料发酵形成的酒糟中，可分离出产淀粉酶的微生物 答案：ABD 解析：白酒的酿造主要依靠酿酒酵母，由于窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物，故传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的，A项正确；窖池内各种微生物形成了相对稳定的体系，且酿造过程产生的酒精也会抑制杂菌的生长与繁殖，使酿造过程不易污染杂菌，B项正确；酵母菌是兼性厌氧微生物，与无氧呼吸相比，细胞有氧呼吸产生的能量更多，更能满足酵母菌大量繁殖时的需求，因此，对分离的酿酒酵母扩大培养时需要在有氧条件下进行，C项错误；谷物原料如高粱、玉米、大米等富含淀粉，因此从谷物原料发酵形成的酒糟中，可分离出产淀粉酶的微生物，D项正确。 5.(2024·北京卷)啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中，需从密闭的发酵罐中采集酵母菌用于再发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含量下酵母菌的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。回答下列问题： (1)酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生　　　　和CO2。有氧培养时酵母菌增殖速度明显快于无氧培养时，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量　　　　。  (2)本实验中，采集是指取样并培养4天。在不同的气体条件下从发酵罐中采集酵母菌，统计菌落数(见图甲)。由结果可知，有利于保留占比很低菌种的采集条件是　　　　　　　　　　。  (3)根据上述实验结果可知，采集酵母菌时O2浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推测，酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的过氧化氢(H2O2)浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H2O2能扩散进出细胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，分别接种至含不同浓度H2O2的培养基上，无氧培养后得到图乙所示的结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)上述推测经证实后，研究者在有氧条件下从发酵罐中取样并分为两组，A组菌液直接滴加到H2O2溶液中，无气泡产生；B组菌液有氧培养4天后，取与A组活菌数相同的菌液，滴加到H2O2溶液中，出现明显气泡。结果说明，酵母菌可通过产生　　　　以抵抗H2O2的伤害。  答案：(1)酒精　能量　(2)无氧取样/无氧培养　(3)不能，该实验只能证明随着H2O2浓度的持续上升，酵母菌存活率下降(或酵母菌受损程度加深)，但不能证明酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的H2O2浓度会持续上升；该实验在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，接种到培养基上进行无氧培养，并没有创造O2浓度陡然变化的条件　(4)过氧化氢酶 解析：(1)酵母菌在密闭发酵罐中进行无氧呼吸，会产生酒精(C2H5OH)和CO2。有氧培养时，酵母菌进行有氧呼吸，有机物被彻底氧化分解，产生大量能量，而无氧培养时，酵母菌进行无氧呼吸，有机物不能彻底分解，只产生少量能量，故有氧培养时酵母菌增殖速度明显快于无氧培养时。(2)由图甲结果可知，无氧取样/无氧培养条件下，菌落数最多，因此有利于保留占比很低菌种的采集条件是无氧取样/无氧培养。(3)依据图乙所示的结果可知，随着H2O2浓度的持续上升，酵母菌存活率下降(或酵母菌受损程度加深)，但不能证明酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的H2O2浓度会持续上升；由题意可知，该实验在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，接种到含不同浓度H2O2的培养基上进行无氧培养，并没有创造O2浓度陡然变化的条件，所以不能完全证实上述推测。(4)过氧化氢酶能催化H2O2分解出现明显气泡，因此实验结果说明，酵母菌可通过产生过氧化氢酶以抵抗H2O2的伤害。 A组(对点特训) 对点1　传统发酵技术的应用 1.(2024·广西模拟预测)桂林豆腐乳历史悠久，颇负盛名，是传统特产“桂林三宝”之一。桂林豆腐乳是以黄豆为主要原料制成的，下列有关叙述正确的是(　　) A.腐乳中的蛋白质、氨基酸可用双缩脲试剂进行检测 B.多种微生物参与腐乳的发酵，起主要作用的是毛霉 C.豆腐内的蛋白酶将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸 D.腐乳与鲜牛奶的蛋白质含有的氨基酸种类无差异 答案：B 解析：蛋白质可用双缩脲试剂进行检测，而氨基酸不能用双缩脲试剂进行检测，A项错误；腐乳的发酵需要多种微生物参与，如曲霉、毛霉、酵母菌，起主要作用的是毛霉，B项正确；毛霉产生蛋白酶将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，C项错误；氨基酸是构成蛋白质的基本单位，腐乳与鲜牛奶的蛋白质含有的氨基酸种类不一定相同，D项错误。 2.(2024·广东三模)粤菜是中国八大菜系之一，粤菜十分讲究配料和调料的搭配，烹饪中常使用酱油、腐乳、白酒和醋进行调味。下列叙述错误的是(　　) A.果醋的发酵生产可在果酒的发酵基础上进行 B.酱油和腐乳的发酵过程，都需要将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸 C.白酒的制作全过程都需要控制为无氧条件 D.添加适量的溶菌酶可以延长食品的保存期 答案：C 解析：果醋的发酵是利用醋酸菌的有氧呼吸可以将酒精发酵为乙酸的原理，因此果醋的发酵生产可在果酒的发酵基础上进行，A项正确；酱油和腐乳的发酵过程，都需要将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，B项正确；制作白酒时，需要先在有氧环境中，让酵母菌大量繁殖，然后在无氧环境中，让酵母菌通过无氧呼吸产生酒精，C项错误；溶菌酶具有溶解细胞壁的能力，特别是对于细菌的细胞壁具有很强的作用，延长食品的保存期主要是防止微生物污染、杀死微生物或抑制微生物在食品中生长繁殖，因此添加适量的溶菌酶可以延长食品的保存期，D项正确。 3.(2024·河北模拟预测)刺梨具有抗氧化、抗炎和抗肿瘤活性等功效。将刺梨制成果酒的流程如下图所示。下列叙述错误的是(　　) A.若利用发酵工程生产刺梨果酒，则在调整成分之后需要对刺梨汁进行干热灭菌 B.若利用发酵工程生产刺梨果酒，则发酵过程中需要随时检测酵母菌数量和酒精浓度 C.若利用传统发酵技术进行发酵，则清洗刺梨时不能过度清洗，且发酵过程需要先通气后密封 D.发酵温度需控制在18~30 ℃，若发酵过程密封不严，则可能会使果酒变酸 答案：A 解析：若利用发酵工程生产刺梨果酒，则在调整成分之后需要对刺梨汁进行湿热灭菌，A项错误；若利用发酵工程生产刺梨果酒，则发酵过程中需要随时检测酵母菌数量和酒精浓度，B项正确；若利用传统发酵技术进行发酵，则利用的菌种来自刺梨表面，故清洗刺梨时不能过度清洗，且发酵过程需要先通气让酵母菌进行大量繁殖，然后密封进行发酵，C项正确；发酵温度需控制在18~30 ℃，若发酵过程密封不严，则可能会使果酒变酸，D项正确。 4.(2024·辽宁一模)甘蔗—番木瓜果醋的营养丰富，食疗价值较高，具有抗氧化、护肝等功效。下图表示甘蔗—番木瓜果醋的酿制过程。下列叙述正确的是(　　) A.甘蔗—番木瓜果醋的制作过程中，适当加大接种量和无氧条件可抑制杂菌繁殖 B.在上述果酒、果醋发酵的过程中，发酵液pH均表现为先下降后上升的现象 C.酵母菌和醋酸菌都可以在线粒体中将发酵液中的糖类氧化分解产生CO2 D.醋酸发酵过程中经常搅拌发酵液，可控制发酵温度和改善通气状况 答案：D 解析：适当加大接种量可以提高发酵速率，抑制杂菌繁殖，但是无氧条件不利于果醋的制作，A项错误；果酒制作过程中会产生CO2，CO2溶于水，使pH下降，果醋制作过程中会产生醋酸，同样会使pH下降，B项错误；醋酸菌是原核生物，没有线粒体，C项错误；醋酸菌是一种好氧细菌，醋酸发酵过程中经常搅拌发酵液，可控制发酵温度和改善通气状况，D项正确。 对点2　发酵工程及其应用 5.(2024·江苏南通二模)下列关于发酵工程及其应用的叙述，正确的是(　　) A.选育出性状优良的菌种后，即可进行发酵工程的中心环节——发酵罐内发酵 B.发酵过程中环境条件既会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物代谢物的形成 C.一些极端微生物已应用于生产实践，例如嗜热菌有助于提高热敏性产品的产量 D.生产各种各样的食品添加剂，可改善食品的口味和色泽，但不能增加食品的营养 答案：B 解析：在发酵工程中，选育出性状优良的菌种后，需要进行扩大培养，A项错误；发酵过程中环境条件既会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物代谢物的形成，B项正确；一些极端微生物已应用于生产实践，例如嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量，C项错误；随着生活水平的提高，人们对食品的需求越来越多样化，食品添加剂应运而生，它不仅可以增加食品的营养，改善食品的口味、色泽和品质，有时还可以延长食品的保存期，D项错误。 6.(2024·江苏南京二模)利用发酵工程生产蓝莓酒需经过“清洗破碎→酶解→过滤→调整成分→接种→主发酵→倒灌过滤→后发酵→消毒→终止”等主要环节。下列叙述正确的是(　　) A.酶解环节需要添加胰蛋白酶和纤维素酶并控制温度 B.在蓝莓酒发酵旺盛时，醋酸菌就能将果汁中的糖转化为醋酸 C.若发酵装置中初始糖浓度过高，所制得的蓝莓酒酒精浓度反而偏低 D.后发酵阶段需搅拌处理，以便菌种充分接触营养物质并增加溶解氧的含量 答案：C 解析：在果浆中添加果胶酶和纤维素酶可以去除细胞壁，促进细胞内容物的释放，酶的活性受到温度的影响，所以酶解环节需要控制温度，A项错误；在蓝莓酒发酵旺盛时，要接种醋酸菌，同时满足一定条件，例如注意醋酸菌是好氧细菌，才能将果汁中的糖转化为醋酸，否则不能出现醋酸，B项错误；若发酵装置中初始糖浓度过高，会造成酵母菌失水，活力下降甚至大量死亡，无氧呼吸减弱，所制得的蓝莓酒酒精浓度反而偏低，C项正确；发酵时需搅拌处理，以便菌种充分接触营养物质，但是没有增加溶解氧的含量，D项错误。 7.(2024·江西鹰潭模拟)山西老陈醋是中国四大名醋之一，其酿造过程中产生了对人体有益的物质，极具养生价值。一企业对老配方进行了更新，并设计了如下制作流程。下列有关叙述错误的是(　　) 注：膨化处理是指将粮食加入密闭容器中，加热、加压后突然减压，粮食中的水分汽化膨胀，使粮食出现许多小孔，变得松脆；红曲霉属于真菌 A.对主粮进行膨化处理能够加大其与红曲霉的接触面积 B.醋酸发酵阶段所用菌种也可直接利用葡萄糖生成醋酸 C.发酵罐需要先通气的目的是让红曲霉在有氧条件下大量繁殖 D.醋酸菌耐酸性，生产体系的pH越低，醋酸生成速率越大 答案：D 解析：由题意可知，膨化处理是指将粮食加入密闭容器中，加热、加压后突然减压，粮食中的水分汽化膨胀，使粮食出现许多小孔，变得松脆，这有利于加大粮食与红曲霉的接触面积，使发酵更充分，A项正确。制作醋酸利用的菌种是醋酸菌，醋酸菌的代谢类型是需氧型，属于原核生物，发酵条件是30~35 ℃、一直需氧。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸，B项正确。通气的情况下，红曲霉进行有氧呼吸产生更多的能量，有利于红曲菌的大量繁殖，C项正确。醋酸菌耐酸性，但是pH过低会抑制醋酸菌的生长，醋酸生成速率会降低，D项错误。 B组(综合特训) 8. (2024·河北沧州模拟预测)酿醋在我国已经有上千年的历史，下图表示我国传统酿醋工艺的主要流程，图中麸皮含有多种维生素和钙、铁等无机盐，其营养成分适宜，能为制醋补充有效成分。下列叙述错误的是(　　) A.糯米加入前需进行高压蒸汽灭菌处理 B.加入的菌种①是酵母菌，菌种②是醋酸菌 C.拌麸皮的操作有利于菌种②的繁殖和代谢 D.采用高温浓缩淋出的醋，可以起到杀菌的作用 答案：A 解析：糯米粉碎后还需蒸煮，故糯米加入前只需要洗净控干，不需要灭菌，A项错误；根据所学知识可知，加入的菌种①是酵母菌(无氧呼吸产生酒精)，菌种②是醋酸菌，B项正确；麸皮能为制醋补充有效成分，拌麸皮的操作有利于提高发酵材料中的氧气含量，有利于醋酸菌的繁殖和代谢，C项正确；高温可以起到杀菌的作用，D项正确。 9.(2024·青海模拟)我国酿造黄酒的历史悠久，传统黄酒发酵的基本流程为浸米、蒸煮→拌曲→入缸发酵→过滤、装瓶。请回答下列问题： (1)每年腊月时节，选用上好的小米用优质泉水浸泡24小时，捞出小米沥干水分，置于干净的铁锅内蒸煮约40分钟，待小米松软后停止蒸煮。蒸煮小米的作用有　　　　　　　　　(答出两点)。  (2)将蒸煮好的小米铲到簸箕上，待其冷却后，加入适量酒曲并搅拌均匀，酒曲中含有酵母菌、醋酸菌和乳酸菌等多种微生物，酵母菌的代谢类型是　　　　　　　　　，酵母菌在细胞结构方面与醋酸菌的主要区别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)将搅拌均匀的小米和酒曲装入缸内并密封，装填时不能装满整个缸内空间，需留出1/3的空间，目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。通常选择在较寒冷的冬天酿制黄酒，实践证明，若选择在夏天酿制黄酒，即便严格密封也会出现黄酒变酸的现象，原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)优质的黄酒不仅含有适量的酒精，还含有较多的小分子的肽、氨基酸、甘油和脂肪酸等营养物质，表明酒曲中的微生物除产生淀粉酶外，还能产生　　　　　　　　　　等酶类。  答案：(1)终止酶的作用；使淀粉糖化　(2)异养兼性厌氧型　酵母菌有成形的细胞核，而醋酸菌没有　(3)为酵母菌有氧呼吸提供氧气，防止发酵液溢出　发酵液中混有醋酸菌，当温度升高、缺少糖源时，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸　(4)蛋白酶、脂肪酶 解析：(1)蒸煮可以使小米中的淀粉分解为葡萄糖，使淀粉糖化，便于进一步发酵；同时酶活性的发挥需要适宜温度，蒸煮小米可终止酶的作用。(2)酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型；酵母菌属于真核生物，在细胞结构方面与醋酸菌(原核生物)的主要区别是酵母菌有成形的细胞核，而醋酸菌没有。(3)榨汁后装瓶时，不能装满，要留出1/3的空间，目的是为酵母菌有氧呼吸提供氧气，同时防止发酵液溢出；若选择在夏天酿制黄酒，即便严格密封也会出现黄酒变酸的现象，原因可能是发酵液中混有醋酸菌，当温度升高、缺少糖源时，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸。(4)酶具有专一性，优质的黄酒不仅含有适量的酒精，还含有较多的小分子的肽、氨基酸、甘油和脂肪酸等营养物质，表明酒曲中的微生物除产生淀粉酶外，还能产生蛋白酶将蛋白质分解为小分子的肽、氨基酸，产生脂肪酶将脂肪分解为甘油和脂肪酸。 10.(2024·陕西西安模拟预测)传统酿造酱油以大豆、小麦、麦麸等为原料，利用微生物分解原料中的蛋白质、脂肪等有机物，最终制成具有特殊鲜味的液体调味品，主要制作流程如图1。图2表示发酵池发酵过程中两种主要微生物的数量变化。请回答下列问题： (1)要获得高品质的发酵产品，需要性状优良的菌种，获得性状优良的菌种的方法主要包括　　　　　　　　　　(答出两种)等，性状优良的菌种应具备的特征有　　　　　　　　　　　　(答出两点)。  (2)图1中米曲霉发酵的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油所需的　　　　　　　　酶，该过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌。与米曲霉发酵过程相比，发酵池发酵在发酵条件上最大的区别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)图2中，发酵初期乳酸菌数量较高，可以　　　　　　　　　　，有利于保证发酵产品的品质；发酵后期酵母菌数量减少的原因有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出三点)。  (4)不同品牌的酱油可能具有不同风味，试分析原因： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案：(1)诱变种或基因工程育种　性状稳定、高产、能加速发酵过程　(2)蛋白酶、脂肪　其需要无氧条件　(3)快速产生较多的乳酸　①酒精浓度的升高抑制了酵母菌的生长繁殖；②葡萄糖减少，营养物质耗尽；③代谢产物积累　(4)发酵过程中加入的风味物质有所不同 解析：(1)性状优良的菌种可以从自然界中获取，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得；性状优良的菌种应具备的特征有品质(性状)稳定、高产、能加速发酵过程等。(2)米曲霉在发酵过程中产生蛋白酶、脂肪酶等，这些酶解产物使发酵产物具有独特的风味，其中蛋白酶能将蛋白质分解为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；米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，与之相比，发酵池发酵在发酵条件上最大的区别是其需要无氧条件。(3)图2中，发酵初期乳酸菌数量较高，可以快速产生较多的乳酸，有利于保证发酵产品的品质；发酵后期酵母菌的数量逐渐减少乃至衰亡，其原因是①酒精浓度的升高抑制了酵母菌的生长繁殖；②葡萄糖减少，营养物质耗尽；③代谢产物积累。(4)不同品牌的酱油可能具有不同风味，原因可能是发酵过程中加入的风味物质有所不同。 第43讲　微生物的培养与应用 课标要求 1.阐明在发酵工程中防止杂菌污染是获得纯净的微生物培养物的前提 2.阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术 3.举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物 4.概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室中进行微生物分离和纯化的常用方法 5.概述稀释涂布平板法和显微镜直接计数法是测定微生物数量的常用方法 关键词索引 培养基　无菌技术　纯培养　纯培养物　平板划线法　选择培养基　稀释涂布平板法　微生物的数量测定 特训点一　微生物的基本培养技术 1.培养基的成分及其类型 拓展链接 培养基的配制原则 (1)目的要明确：配制时应根据微生物的种类、培养目的等确定配制的培养基种类。 (2)营养要协调：注意各种营养物质的浓度和比例。 (3)pH要适宜：培养不同微生物所需的pH不同，细菌为6.5~7.5，放线菌为7.5~8.5，真菌为5.0~6.0。 2.无菌技术 3.酵母菌的纯培养 知识必备答案：1.氮源　无机盐　液体培养基　鉴别培养基　pH　O2 2.化学药物消毒法　干热灭菌　湿热灭菌　外来杂菌 3.高压蒸汽灭菌　干热灭菌　酒精灯火焰　平板划线　24~48 概念诊断 1.培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，无须再添加其他物质。(　　) 答案：× 提示：有的培养基还需添加特殊营养物质，以满足微生物的代谢需求。 2.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害。(　　) 答案：√ 3.平板划线法中每一次划线前要将接种环灼烧，而划线后不用灼烧接种环。(　　) 答案：× 提示：平板划线法中每一次划线前后均需灼烧接种环。 4.平板划线时，接种环应在固体培养基表面轻轻地间断划线。(　　) 答案：× 提示：平板划线法时，接种环应在固体培养基表面轻轻地连续划线。 5.为了避免周围环境中微生物的污染，接种过程中许多操作都应在超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行。(　　) 答案：√ 探究点　微生物的纯培养操作过程 【情境引领】　某地特色白酒制作工艺并不复杂，但其具有独特品质的关键与当地独特的气候、水质及空气或环境中存在的独特微生物等有关。为了提取当地空气中的独特菌种，某研究小组以优质高粱和上等小麦为原料，制作培养基，搜集、分离空气中的微生物。下图是微生物接种示意图。 【问题生成】 (1)培养基的配制过程是怎样的?接种前需要对培养基及培养皿等进行灭菌，常用的灭菌方法是什么? 提示：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。培养基需使用高压蒸汽灭菌法灭菌，培养皿需使用干热灭菌法灭菌。 (2)无菌技术要求实验操作应在酒精灯火焰附近进行，原因是什么? 提示：避免周围环境中微生物的污染。 (3)图中接种微生物的方法是什么?且存在什么问题? 提示：平板划线法。图中存在的问题是最后一次(第四次)划线与第一次划线区域重叠。 (4)整个操作过程中要灼烧接种环几次?在第二次划线前灼烧接种环的目的是什么? 提示：整个操作过程中要灼烧接种环五次。在第二次划线前灼烧接种环的目的是杀死上次划线后接种环上可能残留的菌种，保证下一次划线时的菌种直接来源于上一次划线的末端。 【归纳总结】 平板划线法操作的注意事项 (1)灼烧接种环之后，要待其冷却后才能蘸取菌液，以免温度太高杀死菌种。 (2)在做第二次及以后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线，这样才能使微生物的数目随着划线次数的增加而减少，最终得到由单个微生物繁殖形成的菌落。 (3)划线时最后一次的划线不要与第一次的划线相连。 (4)划线力度要适当，防止用力过大将培养基划破。 (5)平板划线操作中几次灼烧接种环的目的 项目 第一次划线前灼烧 每次划线前灼烧(第二次及以后) 划线结束后灼烧 目 的 避免接种环上可能存在的微生物污染培养物 杀死上一次划线结束后接种环上残留的菌种，使每次划线的菌种均来自上一次划线的末端 杀死接种环上残留的菌种，避免菌种污染环境和感染操作者 【真题示范】　(2024·湖南卷)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 解答本题的关键是理解平板划线法的流程及操作要领。 答案：D 解析：由题图可知，②中拨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，①③④⑤正确，D项正确。 考法预测 考法1　考查培养基的成分和性质，考查生命观念 1.(2024·辽宁沈阳模拟预测)下表表示一种筛选微生物的培养基配方，相关分析正确的是(　　) 成分 甘露醇 KH2PO4 MgSO4 NaCl 含量/g 10.0 0.2 0.2 0.2 成分 CaSO4 CaCO3 水 琼脂粉 含量/g 0.1 5.0 1 000.0 20.0 A.该培养基为无氮培养基，说明筛选的微生物不需要氮源 B.接种应在超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行 C.可利用平板划线法对微生物进行分离、纯化和计数 D.培养基表面生长的单菌落都是纯培养物 答案：B 解析：该培养基为无氮培养基，利用该培养基可以筛选出的微生物是固氮菌，固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源，A项错误；为了避免杂菌污染，接种应在超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行，B项正确；平板划线法不能用于微生物的计数，可利用稀释涂布平板法对微生物进行分离、纯化和计数，C项错误；由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，所以培养基表面生长的单菌落不都是纯培养物，D项错误。 培养基的成分、作用及来源 成分 含义 作用 来源 碳源 提供碳元素的物质 构成生物体的细胞的物质和一些代谢产物，有些也是异养生物的能源物质 无机碳源：CO2、NaHCO3等。有机碳源：糖类、牛肉膏等 氮源 提供氮元素的物质 合成蛋白质、核酸等物质 无机氮源：N2、NH3、铵盐、硝酸盐等。有机氮源：蛋白胨等 无机 盐 为微生物提供除碳、氮之外的各种重要元素，包括大量元素和微量元素 为微生物提供无机营养，调节培养基的pH等 无机化合物：KH2PO4、K2HPO4、NaCl等 水 生物体含量最高的无机化合物 良好的溶剂，参与化学反应等 培养基、代谢产物 考法2　结合实例考查无菌技术操作，考查科学思维 2. (2024·江西宜春期末)无菌技术是获得纯净的微生物培养物的关键。为避免杂菌污染，常采用高压蒸汽灭菌法等对培养基进行灭菌，接种、倒平板等环节也都要防止杂菌的污染。下列相关叙述正确的是(　　) A.消毒可以杀死所有微生物细胞和部分芽孢 B.培养基在分装到培养皿后再进行灭菌处理 C.某些微生物能以无机物作为碳源，也能以无机物作为能源 D.为保证超净工作台无菌，接种操作时应打开紫外灯和过滤风 答案： C 解析：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，消毒不能杀死所有微生物细胞，A项错误；如果分装后在培养皿里灭菌，培养基会沸腾残留在整个培养皿，影响培养皿的使用，所以培养基在分装到培养皿前需先进行灭菌处理，B项错误；硝化细菌能利用氨或铵盐作为合成有机物的能量，也能以CO2作为碳源，C项正确；紫外线对人体有伤害，接种操作时可以打开过滤风，但不能打开紫外灯，D项错误。 几种常用的灭菌和消毒方法的比较 灭菌和消 毒方法 操作(试剂) 应用范围 灼烧灭菌 酒精灯火焰灼烧 微生物的接种工具，如接种环、接种针或其他金属用具等；接种过程中的试管口、瓶口等 干热灭菌 放入干热灭菌箱，在160~170 ℃的热空气中维持1~2 h 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 湿热灭菌 放入高压蒸汽灭菌锅内，100 kPa、121 ℃维持15~30 min 培养基及多种器材、物品 煮沸消 毒法 在100 ℃煮沸5~6 min 生活用品(如家庭餐具)等 巴氏消 毒法 在63~65 ℃消毒30 min或72~76 ℃处理15 s或80~85 ℃处理10~15 s 牛奶、啤酒和酱油等不耐高温的液体 紫外线 消毒法 紫外线照射30 min 接种室、接种箱、超净工作台等 化学药物 消毒法 酒精或氯气 用于皮肤、伤口、动植物组织表面、水源等的消毒 考法3　考查微生物的接种与培养过程，考查科学探究 3.(2024·黑龙江模拟预测)在自然界中，微生物的种类远远超过动植物的种类，而研究和应用微生物的前提是进行微生物的纯培养。工业上大规模生产酸奶时，需先获得单一乳酸菌菌种。下列相关操作错误的是(　　) A.纯培养的目的是获得由单一个体繁殖而来的微生物群体 B.培养基需冷却到室温时，才能用来倒平板 C.接种和分离乳酸菌时，可采用平板划线法，若完成5次划线，需要灼烧接种环6次 D.接种后的平板需倒置，放入恒温培养箱培养 答案：B 解析：纯培养的目的是获得纯培养物，即由单一个体繁殖所获得的微生物群体，A项正确；培养基需冷却到50 ℃左右时，才能用来倒平板，B项错误；采用平板划线法接种乳酸菌时，若完成5次划线，需要灼烧接种环6次，每次划线之前及最后一次划线结束之后均需要灼烧接种环，C项正确；接种后的平板，待菌液被培养基吸收后，需放入恒温培养箱中倒置培养，D项正确。 4. (2024·山东日照模拟预测)某种除草剂(一种含氮有机物，在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明)在土壤中不易降解，长期使用会污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤，按下图所示过程选育能降解该除草剂的细菌。下列叙述正确的是(　　) A.图中培养基在各种成分都溶化后且分装前进行灭菌 B.图中接种方法为平板划线法，该方法可用于细菌计数 C.实验过程中需要将培养皿中培养基调至中性或弱碱性 D.培养基上形成的两种菌落中的细菌所利用的氮源相同 答案：C 解析：培养基在各种成分都溶化后且分装后进行灭菌，A项错误；平板划线法不能用于细菌计数，B项错误；一般培养细菌时需要将培养基调至中性或弱碱性，C项正确；培养基上形成的两种菌落中的细菌所利用的氮源不同，有透明圈的能够利用除草剂中的氮源，没有透明圈的不能利用除草剂中的氮源，D项错误。 平板划线法操作要领 ①培养基要冷却到50 ℃左右时开始倒平板。温度过高会烫手，温度过低培养基又会凝固。 ②要使锥形瓶的瓶口通过酒精灯火焰。通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。 ③倒平板时，要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，不要完全打开，以免杂菌污染培养基。 ④平板冷凝后，要将平板倒置。因为平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，平板倒置后，既可避免培养基表面的水分过快蒸发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。 特训点二　微生物的选择培养和计数 1.选择培养基与鉴别培养基 种类 特点 用途 举例 选择 培养 基 允许　　　　　，同时　　　　其他种类微生物生长  从众多微生物中　　　所需的微生物  加入　　　　分离得到酵母菌和霉菌  鉴别 培养 基 根据微生物的代谢特点在培养基中加入某种　　　　　　　，进而产生特定的颜色或其他变化  　　　　不同种类的微生物  用伊红—亚甲蓝培养基鉴别大肠杆菌 拓展链接 微生物的筛选与鉴别方法 (1)微生物的筛选方法 ①单菌落挑取法：利用平板划线法或稀释涂布平板法接种到固体平板培养基表面，直接根据微生物菌落的特征利用单菌落挑取的方法获得目的微生物。 ②选择培养法：利用选择培养基对微生物进行选择培养，直接获得目的微生物。 ③鉴定培养法：利用鉴别培养基使目的微生物菌落呈现特有的特征，然后筛选目的微生物。 (2)微生物的鉴别方法 ①菌落特征鉴别法：根据微生物在固体平板培养基表面形成的菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征进行鉴别。 ②指示剂鉴别法：如培养基中加入酚红指示剂，培养某种微生物后，培养基变红，说明该种微生物能够分解尿素。 ③染色鉴别法：如利用刚果红染色法，根据培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈来筛选分解纤维素的微生物。 2.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 3.稀释涂布平板法的操作步骤　 (1)系列稀释操作 (2)涂布平板操作 4.微生物的数量测定方法 (1)显微镜直接计数法 (2)间接计数法——活菌计数法(即稀释涂布平板法) 原理：当样品的稀释度足够　　　　时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的　　　　。通过统计平板上的　　　　数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。  拓展链接 为了保证结果准确，一般选择菌落数在30~300的平板计数，并且在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。 知识必备答案：1.特定种类的微生物生长　抑制或阻止 分离　青霉素　指示剂或化学药品　鉴别 2.脲酶　尿素　显微镜直接计数法　活菌计数法(或稀释涂布平板法)　系列稀释　计数 3.(1)9　90　9　等比稀释　(2)培养基　酒精　冷却　菌液 4.(1)显微镜　偏大　(2)高　一个活菌　菌落 概念诊断 1.某同学欲分离产脲酶菌，可在选择培养基中添加尿素作为唯一氮源。(　　) 答案：√ 2.利用尿素固体培养基可迅速杀死其他微生物，而保留利用尿素的微生物。(　　) 答案：× 提示：尿素固体培养基属于选择培养基，以尿素作为唯一氮源，不能利用尿素的其他微生物因缺乏可利用的氮源而不能在此培养基上生存，故尿素固体培养基的作用并不是迅速杀死其他微生物。 3.稀释涂布平板法和平板划线法均能得到单菌落，都可用于细菌计数。(　　) 答案：× 提示：平板划线法只能用于细菌分离，不能用于细菌计数。 4.统计菌落数目时为保证结果准确，一般选择菌落数目最多的平板进行统计。(　　) 答案：× 提示：一般选择菌落数目稳定且处于30~300的平板进行统计。 5.血细胞计数板既可用于酵母菌的数量测定，也可用于细菌的数量测定。(　　) 答案：× 提示：血细胞计数板不适用于对细菌等较小的细胞进行观察和计数。 探究点　微生物的选择培养与计数 【情境引领】　黄曲霉毒素(C17H12O6)是由黄曲霉或寄生曲霉产生的次生代谢物，具有极强的毒性和致癌性。研究人员利用黄曲霉毒素筛选出能高效降解黄曲霉毒素的菌株，部分实验过程如下图所示。请回答下列有关问题： (1)研究人员常从霉变的花生、玉米中采样，这样做的理由是什么? 提示：霉变的花生、玉米中含有黄曲霉毒素，在此环境下可能含有能降解黄曲霉毒素的菌株。 (2)过程②为选择培养，常将1号培养基置于摇床上振荡，其目的是什么? 提示：有助于菌株与营养物质充分接触和增加溶氧量。 (3)2号培养基应设置的唯一碳源是什么?用2号培养基计数时，实验结果一般比实际活菌数少的原因是什么? 提示：黄曲霉毒素。有的菌落由两个或多个细胞连在一起形成。 【归纳总结】 选择培养基和鉴别培养基的实例 类型 实例 选择培养基 培养基中加入青霉素用于分离得到酵母菌等真菌 培养基中加入高浓度的食盐用于分离得到金黄色葡萄球菌 以尿素作为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌 不添加氮源的培养基用于分离固氮微生物 石油是唯一碳源时，能够利用石油的微生物可以生存，可达到分离能消除石油污染的微生物的目的 培养基放在高温环境中培养能得到耐高温的微生物 鉴别培养基 伊红—亚甲蓝琼脂培养基可用来鉴别大肠杆菌(菌落呈深紫色，带金属光泽) 【真题示范】　(2024·重庆卷)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。兴趣小组按下图过程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筛选在2种培养基上均能生长的菌株用于后续的实验 C.③可通过添加脲酶并检测其活性，筛选得到甲、乙 D.粪便中添加甲比添加乙更有利于NH3的减少 解答本题需要理解流程图中各关键步骤。 ①培养筛选 得到能利用氨氮化合物的多个菌落 ②筛选 不能在以尿素作为唯一氮源的培养基上生长，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 实验结果 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 答案：C 解析：平板划线法无须稀释，A项错误；由题图可知，②筛选不能在以尿素作为唯一氮源的培养基上生长，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项错误；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脲酶的活性，筛选得到甲、乙，C项正确；由题图可知，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使甲能够产生NH3，所以粪便中添加乙比添加甲更有利于NH3的减少，D项错误。 检测脲酶的活性，可以通过什么指标进行鉴定? 提示：可以通过检测NH3的产生速率来鉴定脲酶的活性。 考法预测 考法1　借助图解考查特定微生物的选择培养与计数，考查科学探究 1.(2024·四川自贡模拟)某种物质A(一种含有C、H、N的有机物)难以被降解，会对环境造成污染，某研究团队成功地筛选出能高效降解物质A的细菌(目的菌)，实验的主要步骤如图所示。图中⑥过程为将M中的菌液稀释一定倍数后，取0.1 mL涂布到平板上，初步估测M内1 mL菌液中所含细菌数为5.4×109个。下列相关叙述正确的是(　　) A.实验时，淤泥及盛有培养基的摇瓶通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌 B.乙为选择培养基，以未接种的选择培养基为对照可验证乙能起选择作用 C.若乙中的菌落均来源于一个细菌，则④过程中，应尽可能挑选菌落较小的单菌落进行接种 D.若丁平板上的菌落数平均为54个，则接种的菌液的稀释倍数为1×107 答案：D 解析：实验时，要从淤泥中分离得到能高效降解A的菌株，淤泥中有菌种，因此不能进行灭菌处理；盛有培养基的摇瓶通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，A项错误。乙为选择培养基，为了提高准确度，实验需设平行重复实验，且需要另外设置对照组，以接种的不加A的保证正常碳源和氮源的普通培养基为对照，若乙中的菌落数少于对照组的，则可验证乙能起选择作用，B项错误。若乙中的菌落均来源于一个细菌，则④过程中，应尽可能挑选菌落较大(分解A的效率更高，生长繁殖更快)的单菌落进行接种，C项错误。若丁平板上的菌落数平均为54个，假设稀释倍数为a，根据摇瓶M中1 mL菌液中所含细菌数为5.4×109个，在每个平板上涂布0.1 mL稀释后的菌液，则54×a÷0.1＝5.4×109，则稀释倍数a＝107，D项正确。 2. (2024·河北保定二模)纤维素酶能分解秸秆生产酒精，在牛的瘤胃中可以分离纤维素分解菌，相关筛选过程如图1所示。已知刚果红可以与纤维素形成红色复合物，将分离出来的菌落在刚果红培养基平板上进行筛选，筛选结果如图2所示。下列叙述错误的是(　　) A.该过程分离出来的纤维素分解菌为厌氧菌，因此培养基表面应该加入一层石蜡 B.甲、乙、丙培养基中只有乙培养基为选择培养基，以纤维素作为唯一碳源 C.透明圈出现的原因是纤维素被分解，菌落周围不能形成红色复合物 D.菌落①的纤维素分解菌比菌落②③的更适用于生产实践 答案：B 解析：牛的瘤胃内是一个无氧环境，所以要在牛的瘤胃中分离纤维素分解菌，需要创造无氧条件，如在培养基表面加入一层石蜡，A项正确；甲、乙、丙培养基都是以纤维素作为唯一碳源的选择培养基，B项错误；依据题干信息“刚果红可以与纤维素形成红色复合物”可知，当纤维素被纤维素分解菌分解后，红色复合物无法形成，培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，C项正确；纤维素分解菌能分解纤维素是因为其可以产生纤维素酶，纤维素酶的活性越高，对纤维素的分解效果越好，以纤维素分解菌为中心的透明圈的直径与菌落直径的比值越大，据图比较可知，菌落①的降解能力最强，最适用于生产实践，D项正确。 微生物培养过程中的流程图分析 (1)图一表示倒平板操作过程。该操作要待培养基冷却至50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近进行。制备固体培养基时最后要将平板倒置，其主要目的是防止培养皿皿盖上的水珠滴入培养基造成污染；避免培养基表面的水分过快蒸发。 (2)图二表示系列稀释操作。注意移液管需要经过灭菌。操作时，试管口和移液管应在离酒精灯火焰1~2 cm处。 考法2　考查微生物的不同接种方法，考查科学思维 3.(2024·陕西安康期末)获得微生物纯培养物的两种方法是平板划线法和稀释涂布平板法，如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.图2中每克土样中的菌体数为1.7×109个 B.进行平板划线操作之前，需要用酒精对接种环进行擦拭灭菌 C.用稀释涂布平板法测微生物数量时，平板上的统计结果一般用活菌数来表示 D.为获得纯化培养后的菌种，图1中最好选择Ⅲ区的菌落进行挑取 答案：D 解析：根据C÷V×M可知，图2中每克土样中的菌体数为(168＋175＋167)÷3÷0.2×106＝8.5×108个，A项错误；进行平板划线操作之前，需要用酒精对接种环进行浸泡，然后灼烧灭菌，B项错误；用稀释涂布平板法测微生物数量时，平板上的统计结果一般用菌落数来表示，C项错误；为获得纯化培养后的菌种，应选择单个独立的菌落挑取菌种，即图1中最好选择Ⅲ区的菌落进行挑取，D项正确。 平板划线法和稀释涂布平板法的区别 比较 项目 平板划线法 稀释涂布平板法 关键 操作 接种环在固体培养基表面连续划线 ①一系列的梯度稀释 ②涂布平板操作 注意 事项 每次划线前后均需灼烧接种环 稀释度要足够高，为确保实验成功可以增加稀释度的范围 菌体 获取 在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体 从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体 优点 可以根据菌落的特点获得某种微生物的单细胞菌落 既可以获得单细胞菌落，又能对微生物计数 缺点 不能对微生物计数 操作复杂，需要涂布多个平板 平板 示意 图 一、核心概念——重落实 1.(选择性必修3 P10)培养基中加入氮源的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示：培养基中的氮元素是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的 2.(选择性必修3 P12)平板冷凝后，要将平板倒置，原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示：防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染；避免培养基表面的水分过快蒸发 3.(选择性必修3 P13)在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，则该平板不能用来培养微生物，原因是　　　　　　　　　　　。 提示：空气中的微生物可能在皿盖和皿底之间的培养基上滋生，造成污染 4.(选择性必修3 P16)只有能分解尿素的微生物才能在尿素固体培养基上生长的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示：分解尿素的微生物能合成脲酶，而脲酶可将尿素分解成氨，从而为微生物提供氮源 5.(选择性必修3 P20)在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示：生物与环境具有相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对较高，从这种环境中获得目的微生物的概率要高于普通环境 二、真题体验——明考向 1.(2024·浙江6月选考)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上生长繁殖 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 解析：根据题意可知，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项正确；脲酶催化尿素水解的机理为降低化学反应所需的活化能，镍作为脲酶的重要组成元素，应该与降低尿素水解反应的活化能有关，B项错误；产脲酶细菌可利用NH4Cl里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项正确；产脲酶细菌能利用脲酶催化尿素水解，产生的氨可作为细菌的氮源，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项正确。 2.(2024·江西卷)井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素，它由吸水链霉菌井冈变种(JGs，一种放线菌，菌体呈丝状生长)发酵而来，在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述，正确的是(　　) A.JGs可发酵生产井冈霉素，因为它含有能够编码井冈霉素的基因 B.JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程不影响井冈霉素的产量 C.提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，就会提高井冈霉素的产量 D.稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化 答案：D 解析：基因表达的产物是蛋白质，而井冈霉素是JGs发酵生产的一种氨基寡糖类抗生素，A项错误；JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程会影响JGs的数量，进而影响井冈霉素的产量，B项错误；在一定范围内提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量，但浓度过大，反而会降低井冈霉素的产量，C项错误；JGs是一种放线菌，菌体呈丝状生长，形成的菌落难以区分，因此稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化，D项正确。 3.(2023·江苏卷)下列关于细菌和酵母菌实验的叙述，正确的是(　　) A.通常酵母菌培养基比细菌培养基有更高的碳氮比 B.通常细菌的生长速度比酵母菌的快，菌落比酵母菌的大 C.通常细菌培养基用高压蒸汽灭菌法灭菌，酵母菌培养基用过滤除菌法除菌 D.血细胞计数板既可用于酵母菌的数量测定，也可用于细菌的数量测定 答案：A 解析：细菌是原核生物，酵母菌是真核生物，不同微生物对营养物质的需求是不同的，通常酵母菌培养基比细菌培养基有更高的碳氮比，A项正确；通常细菌的生长速度比酵母菌的快，但其体积小，形成的菌落比酵母菌的小，B项错误；通常细菌培养基和酵母菌培养基都用高压蒸汽灭菌法灭菌，C项错误；血细胞计数板常用于酵母菌等较大的细胞的计数，通常用细菌计数板对细菌等较小的细胞进行观察和计数，D项错误。 4.(多选)(2024·吉林卷)某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病，其筛选流程及抗性检测如图。下列操作正确的是(　　) A.在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内，从感病植株上采集样品 B.将采集的样品充分消毒后，用蒸馏水冲洗，收集冲洗液进行无菌检测 C.将无菌检测合格的样品研磨，经稀释涂布平板法分离得到内生菌的单菌落 D.判断内生菌的抗性效果需比较有无接种内生菌的平板上的病原菌菌斑大小 答案：CD 解析：某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病，故在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内，从未感病植株上采集样品，A项错误；获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染，将采集的样品充分消毒后，用无菌水冲洗，收集冲洗液进行无菌检测，B项错误；据题图可知，样品研磨后进行了稀释涂布，可见，将无菌检测合格的样品研磨，经稀释涂布平板法分离得到内生菌的单菌落，C项正确；据抗性检测示意图可知，判断内生菌的抗性效果需设置对照组和实验组，对照组不接种内生菌得到病原菌菌斑，实验组接种内生菌得到病原菌菌斑，然后比较对照组和实验组的菌斑大小，实验组病原菌菌斑越小，表明内生菌的抗性效果越好，D项正确。 5.(2024·全国甲卷)合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果，结果如图所示。回答下列问题： (1)该同学采用显微镜直接计数法和菌落计数法分别测定同一样品的细菌数量，发现前者测得的细菌数量大于后者，其原因是　　　　　　　　　　　　　。 (2)该同学从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液，再从稀释菌液中取200 μL涂布平板，菌落计数的结果为100，据此推算细菌原液中细菌浓度为　　　　个/mL。  (3)菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，冷却的目的是　　　　　　　　　　　　。  (4)据图可知，杀菌效果最好的消毒液是　　　　，判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。  (5)鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌的效果。在伊红—亚甲蓝琼脂培养基上生长的大肠杆菌菌落呈　　　　色。  答案：(1)前者把活菌和死菌一起计数，后者存在多个活菌形成一个菌落的情况且只计数活菌　(2)5 000　(3)杀死涂布器上可能存在的微生物，防止涂布器上可能存在的微生物污染　防止温度过高杀死菌种　(4)A　A消毒液活菌数减少量最多，且杀菌时间较短，效率最高　(5)深紫 解析：(1)显微镜直接计数法把死菌和活菌一起计数。菌落计数法只计活菌数，还可能存在多个活菌形成一个菌落的情况，故前者测得的细菌数量多于后者。(2)从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液，即稀释了10倍，则细菌原液中细菌浓度＝菌落数÷菌液体积×稀释倍数＝100÷0.2×10＝5 000个/mL。(3)菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是杀死涂布器上可能存在的微生物，防止涂布器上可能存在的微生物污染，冷却的目的是防止温度过高杀死菌种。(4)A消毒液活菌数减少量最多，且杀菌时间较短，效率最高，因此A消毒液杀菌效果最好。(5)大肠杆菌在伊红—亚甲蓝琼脂培养基上生长的菌落呈深紫色。 A组(对点特训) 对点1　微生物的基本培养技术 1.(2024·湖北武汉模拟)下列关于酵母菌的纯培养的叙述，错误的是(　　) A.酵母菌的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤 B.倒平板用的培养皿要采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌 C.采用平板划线法接种酵母菌时，接种环在接种前后均要进行灼烧灭菌 D.如果接种酵母菌的培养基上有不同形态的菌落，可能是接种的菌种不纯 答案：B 解析：酵母菌的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤，A项正确；培养皿要进行干热灭菌，B项错误；采用平板划线法接种酵母菌时，接种环在接种前后均要进行灼烧灭菌，接种前灭菌可以防止杂菌污染，接种后灭菌可避免污染环境，C项正确；如果接种酵母菌的培养基上有不同形态的菌落，可能是接种的菌种不纯或操作不规范等导致的，D项正确。 2.(2024·福建三模)分离、纯化细菌的实验中，平板划线法接种及培养结果如图所示，图中a、b、c、d是划线的四个区域。下列叙述正确的是(　　) A.实验所用培养基一般用干热灭菌法进行灭菌 B.图中d区域的划线操作是从c区域划线的末端开始的 C.为了防止杂菌污染，灼烧接种环后立即蘸取菌液进行划线 D.图示划线接种过程中至少需要灼烧接种环5次 答案：D 解析：实验所用培养基一般用湿热灭菌法(或高压蒸汽灭菌法)进行灭菌，A项错误；图中a区域出现了单菌落，d区域菌落最多，因此a区域应该为划线的最终区域，d区域为划线的起始区域，即图中c区域的划线操作是从d区域划线的末端开始的，B项错误；接种环灼烧后需适当冷却，再蘸取菌液进行划线，避免将菌种烫死，C项错误；蘸取菌液前需要灼烧一次接种环，之后在c、b、a区域划线前都要灼烧接种环，以保证菌种来自上一次划线的末端，划线结束后也要灼烧接种环，防止接种环上的菌种污染环境、感染接种者，因此接种过程中至少需要灼烧接种环5次，D项正确。 3.(2024·河北保定二模)传统白酒酿造过程中，酵母菌是最主要的功能性微生物，不同种类的酵母菌代谢产生的风味物质含量存在较大差异。实验小组对酿酒酵母进行平板划线的纯培养操作，下列有关叙述正确的是(　　) A.配制培养基时只需加入马铃薯、葡萄糖、蒸馏水 B.在酒精灯火焰附近，将培养皿盖完全打开后，将培养基倒入培养皿 C.从第一次划线的末端开始到第二次划线结束，即完成接种 D.将接种后的平板和未接种的平板倒置，放入恒温培养箱中培养 答案：D 解析：配制培养基时，除加入马铃薯、葡萄糖、蒸馏水外，还需加入琼脂，A项错误；在酒精灯火焰附近，将培养皿盖打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基倒入培养皿，B项错误；灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始作第二次划线，重复以上操作，作第三、四、五次划线，以便于得到单菌落，C项错误；将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入恒温培养箱中进行培养，其中设置空平板的目的是检验培养基灭菌是否合格，D项正确。 对点2　微生物的选择培养和计数 4.(2024·江苏泰州一模)科研人员试图从土壤中筛选出能高效降解几丁质的菌株，通过微生物培养获得几丁质酶，用于生物防治。下列叙述错误的是(　　) A.土壤样品应加到以几丁质为唯一碳源的选择培养基中培养 B.目的菌的纯化和计数可以使用平板划线法或稀释涂布平板法 C.可依据单菌落周围水解圈直径/菌落直径的值来筛选目的菌株 D.获得的几丁质酶可用于防治某些有害的甲壳类动物、昆虫等生物 答案：B 解析：据题意可知，要从土壤中筛选出能高效降解几丁质的菌株，那么应该用以几丁质为唯一碳源的选择培养基培养，A项正确；目的菌的纯化和计数可以使用稀释涂布平板法，平板划线法只能用于目的菌的纯化，B项错误；水解圈直径/菌落直径的值可以表示该菌水解能力的大小，水解圈直径/菌落直径的值越大，说明该菌降解几丁质的能力越强，反之越弱，因此可依据单菌落周围水解圈直径/菌落直径的值来筛选目的菌株，C项正确；几丁质广泛存在于甲壳类动物的外壳、昆虫的甲壳和真菌的细胞壁中，因此获得的几丁质酶可用于防治某些有害的甲壳类动物、昆虫等生物，D项正确。 5.(2024·河北衡水模拟)聚苯乙烯是制造发泡餐盒的材料。某兴趣小组试图从土壤中分离出能分解聚苯乙烯的细菌，相关流程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.若稀释倍数都为10，则x应为8 B.接种时应在酒精灯火焰旁进行，可将培养皿盖完全打开 C.将涂布器放在火焰上灼烧后立即进行涂布 D.应至少涂布三个平板，求菌落数的平均值 答案：D 解析：若稀释倍数都为10，则x应为18，A项错误；接种时应在酒精灯火焰旁进行，但不能将培养皿盖完全打开，B项错误；将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布，C项错误；应至少涂布三个平板，求菌落数的平均值，D项正确。 6.(2024·湖南模拟预测)亚硒酸钠对细菌的生长有明显的毒害作用，土壤中的富硒细菌可将其还原为红色单质硒，下图表示土壤中富硒细菌的筛选和纯化过程，①~⑤表示相应步骤。下列叙述错误的是(　　) A.培养富硒细菌时，培养基应调至酸性并添加维生素 B.步骤①中的培养基可进行高压蒸汽灭菌，对吸管、培养皿等可采用干热灭菌 C.步骤②→步骤③采用的是稀释涂布平板法，该方法可用于分离微生物和活菌计数 D.步骤④中可以根据菌落周围是否出现红色区域对目的菌株进行筛选 答案：A 解析：培养细菌时，培养基应该调至中性或弱碱性，培养某些细菌(如乳酸菌)时才需要在培养基中添加维生素，A项错误；获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染，培养基需要灭菌但又需保持其中水分，因此可采用高压蒸汽灭菌，而吸管、培养皿等需要保持干燥，可采用干热灭菌，B项正确；步骤②→步骤③采用的是稀释涂布平板法，该方法可用于分离微生物和活菌计数，C项正确；步骤④中，如果菌落周围出现红色区域，则说明含有富硒细菌，为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围红色区域的大小，从平板中挑取实验效果明显的目的菌株，接种于新的培养基平板，对菌株进行进一步的纯化，D项正确。 B组(综合特训) 7. (2024·河北邢台二模)鲸死亡后会沉入海底，俗称“鲸落”。“鲸落”后期会形成一个以厌氧细菌和硫细菌等为主体的生态系统。厌氧细菌以“鲸落”肌肉中的脂肪为食，同时产生一些硫化氢等硫化物。硫细菌将硫化物氧化成硫酸盐，并以该过程中释放的能量合成有机物。下列说法正确的是(　　) A.培养“鲸落”中的厌氧细菌时，需要用葡萄糖作为碳源 B.厌氧细菌属于消费者，是“鲸落”中不可缺少的部分 C.平板划线时，最好按照图丙所示方法对菌种进行纯化 D.可利用稀释涂布平板法对菌种进行纯化培养并计数 答案： D 解析：题意显示，厌氧细菌以“鲸落”肌肉中的脂肪为食，因此，培养“鲸落”中的厌氧细菌时，需要用脂肪作为碳源，A项错误；厌氧细菌属于分解者，是“鲸落”中不可缺少的部分，B项错误；平板划线时，最好按照图乙所示方法对菌种进行纯化，因为该方法通过连续划线操作，划线的路径更长，因而更容易获得单菌落，C项错误；可利用稀释涂布平板法对菌种进行纯化培养并计数，因为稀释涂布平板法不仅可得到单菌落，而且可用于活菌计数，D项正确。 8.(2024·陕西渭南三模)乳糖酶缺乏症患者体内乳糖酶的分泌量较少，导致患者无法完全消化母乳或牛乳中的乳糖，从而引起非感染性腹泻。工业化生产无乳糖奶粉时，需用乳糖酶除去乳糖。为了提高乳糖酶的产量，科研人员从牧民的奶酪(一种近似固体的发酵牛奶制品)中分离、纯化出了能高效生产乳糖酶的酵母菌，下图为流程示意图。请回答下列问题： (1)将奶酪悬浮液接种到培养基甲中的目的是　　　　　　　　　　　　。  (2)若要将培养基甲中的菌液稀释10倍，应进行的操作是从培养基甲中吸取1 mL菌液，　　　　　　　　　　　　。  (3)将菌液接种到培养基乙所采用的方法是　　　　　　　　　，该方法用到的接种工具是　　　　，对该接种工具进行的灭菌操作及注意事项为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出具体的操作流程)。  (4)X-gal是一种无色物质，能被乳糖酶分解为半乳糖和蓝色的溴靛蓝，使菌落呈蓝色。从含X-gal的培养基中挑选目的菌时，应挑选　　　　　　　　　　　。  (5)在牛奶中添加适量乳糖酶，以获得无乳糖牛奶，此过程并不会破坏牛奶中的其他营养成分，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)增加目的菌的数量(或进行扩大培养)　(2)置于盛有9 mL无菌水的试管中　(3)稀释涂布平板法　涂布器　将涂布器的末端浸在盛有酒精的烧杯中，取出涂布器并让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布　(4)直径最大的蓝色菌落　(5)乳糖酶具有专一性，只能分解乳糖 解析：(1)培养基甲是液体培养基，将奶酪悬浮液接种到培养基甲中的目的是增加目的菌的数量(或进行扩大培养)。(2)对菌液进行稀释时，从培养基甲中吸取1 mL菌液，置于盛有9 mL无菌水的试管中，即可将原菌液稀释10倍。(3)由于培养基乙上菌落分布比较均匀，因此将菌液接种到培养基乙所采用的方法为稀释涂布平板法，该方法用到的接种工具是涂布器，涂布器需要进行灭菌处理，具体操作是将涂布器的末端浸在盛有酒精的烧杯中，取出涂布器并让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布。(4)产生乳糖酶的酵母菌能将无色的X-gal分解成半乳糖和蓝色的溴靛蓝，使菌落呈蓝色，因此从含X-gal的培养基中挑选目的菌(能高效生产乳糖酶的酵母菌)时，应挑选直径最大的蓝色菌落。(5)乳糖酶具有专一性，该酶只能将牛奶中的乳糖水解，不会破坏牛奶中的其他营养成分。 9.(2025·江西开学考试)煤化工企业产生的焦化废水中的吡啶(C6H5N)具有明显的致癌、致畸和致突变作用，易在生物体内富集，会对人体健康及生态系统产生危害。实验人员从焦化废水处理系统中分离出甲、乙两种吡啶降解菌，采用平板培养法比较二者降解吡啶的能力。请回答下列问题： (1)配制液体培养基Ⅰ进行扩大培养，其成分及含量如下表所示，将甲菌株、乙菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养。培养基Ⅰ中，为菌株的生长提供碳源的物质是　　　　，为菌株的生长提供氮源的物质是　　　　　　　　　　。配制好的培养基要进行灭菌，对培养基进行灭菌常用的方法是　　　　　　　　　　　。  成分 MgSO4 NH4NO3 吡啶 水 含量 5 g 10 g 10 g 1 000 mL (2)配制不含NH4NO3(其他条件不变)的液体培养基Ⅱ，然后在培养基Ⅰ和培养基Ⅱ中加入一定量的　　　，分别制成平板Ⅰ和平板Ⅱ，并在两平板上打A、B两孔(大小相同)，如图1所示。在无菌条件下，将等量等浓度的甲菌株菌液和乙菌株菌液分别接种到平板Ⅰ的A、B两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作。在相同且适宜的条件下培养一段时间，两个平板的两孔处的降解圈大小如图2所示。  据图2分析，能够得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点)。根据图2实验结果可知，治理焦化废水中吡啶造成的污染时，应选用的菌株是　　　　。  (3)实验人员采用显微镜直接计数法和稀释涂布平板法分别对取自平板Ⅱ中的甲菌株的数量进行计数，发现前者测得的数量大于后者，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)吡啶　吡啶和NH4NO3　湿热灭菌法(或高压蒸汽灭菌法)　(2)琼脂　在添加了NH4NO3的培养基中，甲菌株和乙菌株对吡啶都有一定的降解能力，且甲菌株的降解能力大于乙菌株的；在没有添加NH4NO3的培养基中，甲菌株对吡啶的降解能力有所下降，乙菌株不能增殖　甲菌株　(3)前者把活菌和死菌一起计数；后者存在多个活菌形成一个菌落的情况，且只计数活菌 解析：(1)培养基的成分有碳源、氮源、无机盐和水等。从组成培养基的物质所含的化学元素可知，作为碳源的物质是吡啶，作为氮源的物质是吡啶和NH4NO3。常用湿热灭菌法(或高压蒸汽灭菌法)对培养基进行灭菌。(2)制作固体培养基时，需要加入琼脂。根据图2可知，在添加了NH4NO3的培养基中，甲菌株和乙菌株都能生长，对吡啶都有一定的降解能力，由于A孔处的降解圈大于B孔处的，说明甲菌株对吡啶的降解能力大于乙菌株的；在没有添加NH4NO3的培养基中，A孔处的降解圈变小，说明甲菌株对吡啶的降解能力有所下降，而B孔处的降解圈与图1中B孔处的大小相同，说明乙菌株不能增殖。综上分析，治理焦化废水中吡啶造成的污染时，应选用甲菌株。(3)显微镜直接计数法把死菌和活菌一起计数；稀释涂布平板法只计活菌数，还可能存在多个活菌形成一个菌落的情况，故前者测得的数量大于后者。 学科网（北京）股份有限公司 $