章末质量检测（1） 发酵工程-【优学精讲】2024-2025学年高中生物选择性必修第三册教用Word(人教版)

该高中生物学教案聚焦发酵工程核心知识，涵盖传统发酵技术（如腐乳、果醋制作）、微生物培养（无菌操作、培养基配制）及菌株筛选（如L-天冬酰胺酶高产菌），通过传统发酵实例导入，连接现代发酵工程应用，梳理从微生物代谢原理到工业化生产的知识脉络，搭建传统与现代技术结合的学习支架。 教案特色在于以真实情境问题（如泡菜“咸而不酸”、塑料降解）驱动探究，通过实验设计（如培养基成分优化、无菌操作验证）培养科学思维，结合传统工艺（小米醋制作）与现代筛选技术（激光诱变菌株）落实探究实践，既提升学生分析解决问题能力，又帮助教师将核心素养融入教学，强化理论与生活、环保的联系。

章末质量检测（一）　发酵工程 （满分：100分） 一、单项选择题（本题共14小题，每小题2分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1.（2024·江西统考模拟）我国劳动人民利用传统发酵技术制作出大量美味食品，如酱油、腐乳、豆豉等，传承和发扬了中华优秀传统饮食文化。随着科技的发展，现代发酵工程在食品领域的应用更加广泛。下列关于发酵的叙述，错误的是（　　） A.工业化生产啤酒时，酵母菌的繁殖主要在主发酵阶段完成 B.腐乳和果醋都是在厌氧条件下发酵产生的传统食品 C.水封泡菜坛的目的是隔绝空气，确保坛内乳酸菌发酵处于无氧环境 D.泡菜“咸而不酸”是因为盐水浓度过高，抑制乳酸菌发酵所致 解析：B　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，A正确；腐乳和果醋都是在有氧条件下发酵产生的传统食品，B错误；乳酸菌是厌氧菌，水封泡菜坛的目的是隔绝空气，确保坛内乳酸菌发酵处于无氧环境，C正确；制作泡菜时，如果盐水浓度过高，乳酸菌会通过渗透作用失水，抑制乳酸菌生长，制作的泡菜会“咸而不酸”，D正确。 2.（2024·山东日照期末）小米醋是以小米为原料，通过煮米、大曲酒酵、汾醋、抄缸、拨缸、存醅、淋醋等工序制成。下列说法错误的是（　　） A.将煮好的小米摊开放凉之后再加入大曲，可以防止高温杀死大曲中的微生物 B.加入大曲后要拌匀再放入缸内，搅拌可以使原料与大曲中的微生物充分混合 C.大曲酒酵阶段需要每隔一段时间将缸打开，可以排气，也可促进酵母菌繁殖 D.抄缸阶段需对醋醅进行翻动，其目的是增加氧气含量，促进醋酸杆菌的繁殖 解析：C　将煮好的小米摊开放凉之后再加入大曲，可以防止高温杀死大曲中的酵母菌等微生物，A正确；加入大曲后要拌匀再放入缸内，搅拌可以使原料与大曲中的微生物充分混合，利于酵母菌发酵充分，B正确；酵母菌无氧呼吸会产生二氧化碳，大曲酒酵阶段需要每隔一段时间将缸打开排气，防止发酵液溢出，C错误；抄缸阶段需对醋醅进行翻动，其目的是增加氧气含量，使醋酸杆菌充分接触氧气，促进醋酸杆菌的繁殖，D正确。 3.蓝莓果实中含有丰富的营养成分，具有良好的营养保健作用。用新鲜蓝莓为原料可以家庭制作蓝莓酒和蓝莓醋，下列有关叙述正确的是（　　） A.蓝莓酒和蓝莓醋制作的过程是在严格无菌的条件下进行的 B.用带盖瓶子制作蓝莓酒时，拧松瓶盖间隔时间不一定相同 C.蓝莓醋发酵液中，液面处的醋酸菌密度低于瓶底处的密度 D.在蓝莓酒发酵旺盛时，醋酸菌能将果汁中的糖发酵为乙酸 解析：B　制作蓝莓酒时，利用蓝莓上附着的野生酵母菌进行发酵，制作蓝莓醋时，可直接将醋酸菌接种在蓝莓酒的发酵液中，二者不能在严格无菌的条件下进行，A错误；酵母菌进行酒精发酵时会产生二氧化碳，因此用带盖瓶子制作蓝莓酒时，需要拧松瓶盖放气，但由于不同发酵阶段酵母菌代谢强度不同，因此放气时间间隔不一定相同，B正确；醋酸菌属于好氧细菌，在蓝莓醋发酵液中，液面处的醋酸菌更易接触到充足的氧气，因此其密度大于瓶底处的密度，C错误；在蓝莓酒发酵旺盛时，环境条件为无氧，同时酵母菌产生大量酒精，能够抑制醋酸菌的繁殖，此时醋酸菌不能将果汁中的糖发酵为乙酸，D错误。 4.（2024·山东济南高二期中）唐代苏敬等人编写的《新修本草》中有“凡作酒醴须曲，而蒲桃（即葡萄）、蜜等酒独不用曲”的记载。下列相关叙述正确的是（　　） A.“蒲桃、蜜等酒独不用曲”说明葡萄酒的酿制不需要微生物 B.“凡作酒醴须曲”的原因是加“曲”可加快发酵过程 C.“曲”中起作用的微生物主要是苹果青霉和黑曲霉 D.制酒过程中必须保证较低温度和全程无氧环境 解析：B　“蒲桃、蜜等酒独不用曲”说明葡萄酒的酿制不需要额外加入菌种，但酿酒过程仍然需要微生物，只是菌种来自葡萄本身，A错误；“凡作酒醴须曲”中的“曲”含有菌种，因此加“曲”可加快发酵过程，B正确；“曲”中起作用的微生物主要是酵母菌，C错误；制酒的适宜温度为28 ℃左右，且酿酒的初期发酵装置中需含有一定的氧气，以便于酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，发酵装置内氧气被消耗完后酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，D错误。 5.（2024·江苏无锡高二检测）获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，研究人员对于无菌技术则围绕着如何避免杂菌污染展开讨论。下列操作中错误的是（　　） A.倒平板后，对空白培养基进行培养，可检测培养基是否被污染 B.在接种箱或超净工作台的使用过程中，可用紫外线照射30 min来进行消毒 C.若培养皿盖和培养皿底之间溅有培养基，则不宜用此培养皿培养大肠杆菌 D.高压蒸汽灭菌时的灭菌条件通常是121 ℃，15～30 min 解析：B　在使用接种箱或超净工作台前（而不是使用过程中），可用紫外线照射30 min来进行消毒，B错误。 6.（2024·陕西西安期末）下列有关微生物培养基的配制表述错误的是（　　） A.培养硝化细菌的培养基中添加的铵盐可作为能量来源 B.尿素固体培养基中的KH2PO4能用于维持培养基的pH C.培养光能自养型蓝细菌的培养基中不需提供有机碳源 D.马铃薯琼脂固体培养基中的琼脂能作为酵母菌的碳源 解析：D　硝化细菌是化能自养型生物，可利用氧化NH3获得能量，将无机物转化为有机物，故培养硝化细菌的培养基中的铵盐可作为能量来源，A正确；尿素固体培养基中的KH2PO4能用于维持培养基的pH，保证微生物所需的酸碱环境，B正确；培养光能自养型蓝细菌的培养基中不需提供有机物，蓝细菌可利用二氧化碳和水合成有机物，C正确；琼脂的作用是凝固剂，不能作为碳源，D错误。 7.（2024·湖南株洲模拟）L-天冬酰胺酶由细菌和真菌合成，可分解天冬酰胺释放出氨，然后与奈斯勒试剂反应呈棕色。为筛选获得L-天冬酰胺酶高产菌株，设计了如下固体培养基。固体培养基：主要成分有牛肉膏、蛋白胨、水、NaCl、琼脂、奈斯勒试剂。实验结果如下图。下列叙述错误的是（　　） A.根据实验结果可知，接种时采用的是稀释涂布平板法 B.应选择菌落C作为高产L-天冬酰胺酶菌株进行大量培养 C.该培养基从功能来看属于选择培养基，其中充当氮源的成分是牛肉膏 D.无菌技术还可以避免操作者被有害微生物感染，实验结束后的培养基不能直接丢弃 解析：C　从接种结果来看，菌落分布较为均匀，应该采用的是稀释涂布平板法，A正确；菌落B和菌落C周围棕色圈的直径相同，但菌落C的直径更小，因此菌落C的单个细胞产生的L-天冬酰胺酶更多，应选择菌落C作为高产L-天冬酰胺酶菌株进行大量培养，B正确；培养基中加入有奈斯勒试剂，若微生物能产生L-天冬酰胺酶，则菌落周围会出现棕色圈，因此该培养基从功能来看属于鉴别培养基，其中充当氮源的成分是牛肉膏和蛋白胨，C错误；无菌技术可用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染，还可以避免操作者被有害微生物感染，且实验结束后为避免环境污染，培养基在丢弃前要进行灭菌处理，D正确。 8.（2024·湖北黄冈模拟）解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将等量的、不能直接吸收脂肪的甲、乙两种细菌分别接种在醇溶青琼脂平板上培养，均产生了菌落，甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法正确的是（　　） A.甲菌和乙菌都属于解脂菌 B.甲菌和乙菌均能在该平板上生长说明培养基中含有其他碳源 C.该平板不能用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力 D.为更好地控制无关变量，应将两种菌分别接种在多个醇溶青平板上培养 解析：B　由题意分析，解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用，脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色，甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，这说明甲菌能分泌脂肪酶，属于解脂菌，乙菌不能分泌脂肪酶，不属于解脂菌，A错误；乙菌不能产生分解脂肪的酶，但乙菌也能在该培养基上生长，说明培养基中含有其他碳源，B正确；根据题目“脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色”可知，颜色越深，解脂菌产脂肪酶的能力越强，可依据固体培养基上深蓝色的深浅来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力，C错误；为了更好地控制无关变量，可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比，D错误。 9.（2024·山东日照期末）纤维素酶在生产实践中有广泛的应用，例如制作果汁时加入纤维素酶可以使果汁清亮。为获得纤维素酶高产菌株，研究人员以表中配方配制的培养基进行了相关的实验。下列叙述正确的是（　　） NaNO3 MgSO4 KH2PO4 FeSO4 X H2O 2.8 g 0.6 g 0.15 g 0.02 g 2.0 g 定容至1 L A.表中X是纤维素，它可以为菌株的生长提供碳源 B.在用稀释涂布平板法分离时，用涂布器蘸取的培养液的量不宜过多 C.在刚果红培养基中，透明圈越大说明该菌落产纤维素酶的能力越强 D.纤维素酶可以将不溶性的纤维素分解成葡萄糖和果糖，使果汁清亮 解析：A　要筛选出纤维素分解菌，应该用以纤维素作为唯一碳源的选择培养基；纤维素分解菌也能以葡萄糖为碳源，但是该培养基不选用葡萄糖作为碳源，因为葡萄糖是普遍微生物均可利用的碳源，用纤维素作为唯一碳源时，只有能分解纤维素的微生物能生存，A正确；在用稀释涂布平板法分离时，用移液枪取0.1 mL菌液，添加到培养基表面，再用消毒的涂布器将菌液均匀地涂布在培养基的表面，B错误；在刚果红培养基中，透明圈直径与菌落直径的比值越大，说明该菌落产纤维素酶的能力越强，C错误；纤维素酶可以将不溶性的纤维素分解成葡萄糖，使果汁清亮，D错误。 10.（2024·河南南阳期末）地衣芽孢杆菌可用于降解土壤中残留的除草剂，修复土壤。某公司生产的企业标准是当发酵液中菌体的浓度为2×1011个/L时发酵结束，经处理后分装、质检、上市。下列说法错误的是（　　） A.地衣芽孢杆菌菌种的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤 B.为保证活菌数量符合产品要求不宜采用显微镜直接计数 C.发酵结束前取0.2 mL发酵液涂布平板计数时稀释度为10－7最合适 D.发酵结束后可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥 解析：C　显微镜直接计数时死菌和活菌均包含在内，且无法区分，导致统计结果偏大，不符合产品要求，B正确；符合生产标准的发酵液中菌体的浓度为2×1011个/L，发酵结束前取0.2 mL发酵液涂布平板计数时稀释度为10－7平板上的菌落数约为2×1011个/L×0.2 mL×10－7×10－3＝4个，不在30～300范围内，影响结果的准确性，因此稀释度为10－7不合适，C错误；发酵产品不同，分离提纯的方法一般不同，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和干燥，D正确。 11.（2024·湖南衡阳期末）微生物合成的油脂是制备生物柴油的新型原料。为筛选出产油脂的细菌，某小组进行了如图所示的实验。物质甲可将菌体内的油脂染成黑色。下列分析正确的是（　　） A.应将土壤菌液系列稀释、灭菌后再涂布到培养基A上 B.培养基A、B、C都以油脂作为唯一的碳源 C.培养基B中的菌落2和菌落4是产油脂的目的菌 D.挑选培养基B中的目的菌接种到固体培养基中扩大培养 解析：C　灭菌会杀死土壤菌液中的目的菌，A错误；该实验的目的是筛选能合成油脂的细菌，因此选择培养基中不能加入油脂，B错误；依据题图可知，菌落2和菌落4的细胞被染成黑色，说明这两个菌落的微生物都产生了油脂，C正确；一般微生物的扩大培养采用液体培养基，D错误。 12.（2024·江苏南通期末）镇江陈醋具有“色、香、酸、醇、浓”之特色，其主要工艺流程如下图。相关叙述正确的是（　　） A.作为工业生产，镇江陈醋的酿制过程需要做到严格无菌 B.“淋饭”有助于提高发酵原料的透气性，有助于霉菌的糖化等过程 C.接种醋酸菌后的固态发酵需要“翻缸”，主要目的是抑制杂菌 D.后发酵时间越长，醋体中风味物质的不断堆积导致醋品更佳 解析：B　参与果醋制作的微生物是醋酸菌，传统发酵技术是通过控制某些条件抑制其他微生物的繁殖，做不到严格无菌，A错误；“淋饭”有助于提高发酵原料的透气性，为霉菌的糖化等过程提供氧气，B正确；“翻缸”的目的是提供氧气，C错误；后发酵时间太长，可能会产生其他有害的物质或者滋生其他杂菌，D错误。 13.由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等，在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用。下列有关发酵工程在食品工业上应用的叙述，正确的是（　　） A.日常生活中食用酱油的制作以小麦为主要原料，利用产蛋白酶的霉菌的作用，将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸 B.啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段，其中，酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成，大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成 C.味精是由谷氨酸棒状杆菌发酵得到的谷氨酸经过一系列处理而获得的 D.精酿啤酒发酵时间长、产量低、价格高，所以饮用更健康、保质期更长 解析：C　日常生活中食用酱油的制作以大豆为主要原料，A错误；啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段，但酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成，主发酵结束后在低温、密闭环境下储存一段时间属于后发酵，B错误；味精的生产是谷氨酸棒状杆菌在有氧条件下发酵产生谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理而获得的，C正确；精酿啤酒发酵时间长、产量低、价格高，但保质期更短（在发酵工艺上，精酿啤酒发酵完成后，不进行过滤和消毒处理），D错误。 14.塑料制品方便人们生活的同时，也造成了短时期难以降解的“白色污染”。塑料制品的主要成分为聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）等，研究人员欲比较大肠杆菌YT1和芽孢杆菌YP1两类细菌降解PE[化学式为（C2H4）n]的能力。分组及实验结果如表所示。 培养基及接种菌株 培养基1 培养基2 单独培养并接种YT1 单独培养并接种YP1 降解圈（直径D/mm） 3.5 1.8 下列叙述正确的是（　　） A.配制的培养基为液体，有利于细菌充分吸收营养物质 B.PE是培养基中的唯一碳源，否则无法比较两者的降解能力 C.芽孢杆菌YP1对PE的降解能力比大肠杆菌YT1强 D.筛选得到的菌株可直接用于治理“白色污染” 解析：B　要在培养基上形成降解圈，故配制的培养基为固体培养基，A错误；要比较两类细菌降解PE的能力，应以PE为培养基中的唯一碳源，B正确；大肠杆菌YT1在培养基上形成的降解圈明显大于芽孢杆菌YP1的降解圈，故大肠杆菌YT1降解PE的能力更强，C错误；筛选得到的菌株用来治理PE造成的污染问题时，还要考虑菌株大量繁殖是否会产生对环境有害的代谢物、是否会对环境产生二次污染等问题，D错误。 二、多项选择题（本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分） 15.某生物兴趣小组完成了“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”的实验，具体操作流程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A.纯培养阶段使用选择培养基，应以尿素为唯一氮源 B.梯度稀释时可用移液管或微量移液器进行操作 C.中间试管涂布的3个平板的菌落平均数小于160 D.由图中数据可知10 g土样中的菌株数约为1.6×108个 解析：ABD　稀释倍数越高，平板上出现的菌落数越少，所以中间试管涂布的3个平板的菌落平均数应大于160，C错误。 16.下图①～④表示采用不同方法分离和纯化大肠杆菌的部分操作。下列叙述正确的是（　　） A.①属于倒平板操作，盖上培养皿的皿盖后应立即将平板倒置 B.②中在火焰上灼烧过的接种环冷却后才能伸入菌液中蘸取菌液 C.③属于涂布平板操作，涂布时可转动培养皿使菌液分布均匀 D.④属于平板划线操作，注意不要将最后一次的划线与第一次的划线相连 解析：BCD　①属于倒平板操作，盖上培养皿的皿盖后，待其冷却凝固后才能将平板倒置，A错误。 17.（2024·山东青岛二中检测）黑曲霉可产生蛋白酶、脂肪酶等多种酶。在工业生产中，可利用黑曲酶以豆饼为原料发酵生产酱油。生产酱油的工艺有固态无盐发酵和固态低盐发酵，前者发酵周期短但酱油风味不足，后者发酵周期长但酱油风味好。下列相关叙述正确的是（　　） A.蛋白酶能将蛋白质水解为多肽和氨基酸，增加酱油的风味 B.选用的菌种及生产工艺不同，发酵所得酱油的品质及风味不同 C.固态低盐发酵时食盐抑制黑曲霉的生长而使发酵周期延长 D.常温条件下，含水量较高时有利于菌种保藏 解析：ABC　常温条件下，含水量较低时有利于菌种保藏，D错误。 18.苹果是我国北方地区常见的水果，为对其进行深加工，某厂进行了苹果酒和苹果醋的研制，其基本工艺流程如图所示。下列说法正确的是（　　） A.甲罐中的微生物所需的最适温度高于乙罐中微生物的最适温度 B.甲罐顶上管道弯曲及加水的目的是防止空气、杂菌进入，以及排气减压等 C.乙罐中刨木花既有利于发酵菌的附着，又能为其提供一定的碳源 D.甲、乙罐的发酵开始时间不同，甲罐的发酵时间早于乙罐 解析：BD　甲罐是果酒发酵，果酒发酵的适宜温度是18～30 ℃；乙罐是果醋发酵，果醋发酵的适宜温度是30～35 ℃，故乙罐微生物所需的最适温度高于甲罐，A错误；甲罐是果酒发酵，需要在无氧环境中进行，因此甲罐顶上弯管中加水的主要目的是防止空气、杂菌进入；果酒发酵过程中除了产生酒精，还产生二氧化碳，故还需要排气减压，B正确；乙罐中的刨木花有利于发酵菌的附着，但不能为其提供碳源，提供碳源的是酒精，C错误；该装置中，果醋发酵是在果酒发酵的基础上进行的，故甲、乙罐的发酵开始时间不同，甲罐的发酵时间早于乙罐，D正确。 19.（2024·吉林长春高二期末）下列关于啤酒的工业化生产的叙述，正确的是（　　） A.酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都是在主发酵阶段进行的 B.主发酵阶段结束后，发酵液即适合饮用，且含有活菌 C.后发酵阶段要在低温、密闭条件下进行 D.加入的啤酒花能使啤酒产生泡沫和特殊的苦味 解析：ACD　主发酵阶段结束后，发酵液还不适合饮用，需要经过一段时间的后发酵，才能形成澄清、成熟的啤酒，B错误。 三、非选择题（本题共4小题，共57分） 20.（14分）（2024·辽宁大连模拟）陈醋是我国发明的传统调味品之一，酿制及食用已有3 000多年历史。陈醋生产工艺流程如图所示。 （1）在糖化阶段添加淀粉酶制剂需要控制反应温度，这是因为酶在最适温度下催化能力最强。 （2）在酒精发酵阶段需添加酵母菌，在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。先通气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖。 技术员定时抽取发酵液，向发酵液中滴加酸性重铬酸钾溶液，以是否呈现灰绿色来判断是否有酒精产生，若要使检验的结果更有说服力，应该设计对照实验　。 （3）利用醋酸菌获得乙酸的途径有两种。一是在氧气和糖源都充足时，将糖分解成乙酸；二是在缺少糖源时，利用酒精生成乙酸。 解析：（1）分析流程图可知，糖化阶段就是淀粉在淀粉酶作用下水解产生葡萄糖的过程，酶在最适温度下活性最强，因此在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度。（2）酵母菌属于兼性厌氧微生物，在有氧条件下能够大量繁殖，在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精。因此在酒精发酵阶段，发酵罐先通气，后密闭。通气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，有利于密闭时获得更多的酒精。酸性条件下重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色，故可滴加酸性重铬酸钾溶液观察是否呈现灰绿色来判断是否有酒精产生，若要使检验的结果更有说服力，应该设计对照实验。 21.（14分）（2024·湖南长沙期末）图1为细菌X合成初生代谢物丁的过程。其中间产物乙是工业生产的重要原料，图2为某实验小组利用野生型X菌培育高产乙的突变型X菌的过程，请回答以下问题： （1）由图1可知野生型X菌的乙物质产量很低，原因是野生型X菌产生的乙会在酶 B和酶C的催化下逐步转化为丁，不会在细胞内积累　。 （2）初生代谢为生物生长和生存所必需的代谢活动，所以基因A、B、C发生突变，细菌 X 则不能合成物质丁，在不含物质丁的培养基上不能生长。 （3）培养基Ⅰ和Ⅱ都为完全培养基，其成分的区别是培养基Ⅰ不含琼脂；由培养基Ⅰ到培养基Ⅱ的接种方法为稀释涂布平板法。 解析：（1）甲物质在酶A作用下合成乙，乙合成后会在酶B和酶C作用下被逐步分解为丁，所以野生型X菌的乙物质产量很低。（2）初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，初生代谢产物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。从物质甲转变成丁，需要酶A、酶B、酶C的逐步催化，而相应的酶分别由基因A、基因B、基因C依次控制合成，基因A、基因B、基因C中任何一个基因突变，细菌 X 都不能合成物质丁，在不含物质丁的培养基上不能生长。（3）培养基Ⅰ是液体培养基，菌体大量繁殖，诱变处理之后接种在固体培养基Ⅱ形成菌落，培养基Ⅰ和Ⅱ成分的区别是培养基Ⅰ不含琼脂，由培养基Ⅰ到培养基Ⅱ的接种方法为稀释涂布平板法。 22.（14分）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，培养基b的组分增加了可溶性淀粉。回答下列问题。 （1）要在培养基上形成菌落，a、b培养基中均还应加入琼脂，挑取a培养基平板上的菌落进一步划线纯化时，下列图示中正确的操作示意图为A。 （2）a培养基的作用是分离出耐盐微生物（或耐盐菌），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）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，因为He-Ne激光照射引起的变异具有不定向的特征。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，发酵过程中可通过稀释涂布平板法检测活菌的数量。 解析：（1）要在培养基上形成菌落，a、b培养基中均还应加入琼脂，制备固体培养基，便于菌落生长和观察，平板划线时，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，注意不要将最后一次的划线与第一次的划线相连，故选A。（2）从题中给出的操作流程图来看，培养基a的作用是分离出耐盐微生物（耐盐菌），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）变异是不定向的，故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。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，发酵过程中可通过稀释涂布平板法检测活菌的数量。 23.（15分）某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。 实验所用的培养基成分如下。 培养基Ⅰ：KH2PO4，MgSO4，NH4NO3，石油。 培养基Ⅱ：KH2PO4，MgSO4，石油。 操作步骤：①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B菌液； ②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。 回答下列问题： （1）实验所用培养基中作为碳源的成分是石油。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成核酸和蛋白质（答出2种即可）等生物大分子。 （2）步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是N0×2n　。 （3）为了比较A、B降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验，结果如表所示（“＋”表示有透明圈，“＋”越多表示透明圈越大，“－”表示无透明圈），推测该同学的实验思路是平板Ⅰ以石油作为唯一碳源，营养物质全面，可以比较菌株A和B分解石油的能力，平板Ⅱ缺少氮源，探究缺氮条件下A和B对石油的分解能力，从而推断出菌种在缺氮条件下的生存能力和繁殖能力。 菌株 透明圈大小 平板Ⅰ 平板Ⅱ A ＋＋＋ ＋＋ B ＋＋ － 解析：（1）由题干可知，该实验的目的为比较A和B两菌株降解石油的能力，故培养基中应以石油作为唯一碳源。生物大分子包括核酸、蛋白质、多糖等，其中含有N的为核酸和蛋白质。（2）在资源和空间不受限制的阶段，种群数量呈现“J”形增长，n代后种群数量为Nt＝N0×λn＝N0×2n。（3）平板Ⅰ培养基以石油为唯一碳源，且含有氮源、无机盐等成分，菌株A、B均可在其上生存，可用来比较菌株A和B分解石油的能力，透明圈越大，说明分解石油的能力越强。平板Ⅱ培养基以石油为唯一碳源，但不含氮源，B菌无法在其上生存，可探究缺氮条件下，A、B两菌的生存能力及分解石油的能力。 9 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $