专题01 发酵工程（期中真题汇编，北京专用）高二生物下学期

专题01 发酵工程 答案版 地 城 考点01 传统发酵技术的应用 一、单选题 1．C 2．A 3．D 4．B 5．D 6．D 7．C 8．B 9．C 10．B 二、非选择题 11．（1）易与产物分离、且能反复利用 葡萄糖、乙醇 酵母菌 （2）有氧 快速增殖 进行无氧呼吸，产生酒精 （3）ABC （4）发酵完成后可主动终止酵母菌活性、防止基因污染、加强生物安全等 12．（1）无菌水 （稀释）涂布（平板） （2）不添加抗生素 [(对照菌液OD值-实验组菌液OD值)/(对照菌液OD值-空白培养体系OD值)]×100% （3）萘夫西林钠 1.454 13．（1）无氧 C6H12O6→┴酶2C3H6O3+少量能量 （2）高压蒸汽灭菌 有 （3）B 菌株B的发酵液酸味柔和有清香味，且絮凝率高 （4）单位时间、单位体积的最适接种量，最适温度，最佳的发酵时长 地 城 考点02 微生物的培养与应用 一、单选题 1．C 2．B 3．C 4．D 5．D 6．B 7．C 8．C 9．C 10．B 11．C 12．C 13．C 二、非选择题 14．（1）寄生和互利共生 自然选择 （2）无菌水 平板划线法/稀释涂布平板 （3）培养皿、培养基、牛津杯、镊子、移液器（枪头）等 高压蒸汽灭菌 A处加入无菌发酵液；B、C、D处加入等量含不同种类待测菌的发酵液，其中一种是含TS的发酵液。上层板培养基中混有金黄色葡萄球菌或大肠杆菌实验结果：A处无抑菌圈，B、C、D处加入TS发酵液的位置抑菌圈最大 （4）将细胞与外界环境分隔开（维持细胞内部环境的相对稳定） 抗菌肽与蛋白质结合后改变了蛋白质的空间结构 TP可以增加大肠杆菌（靶标菌）的细胞膜通透性，破坏膜结构，还有可能进入大肠杆菌（靶标菌）细胞内，结合胞内的DNA，抑制DNA功能 （5）TP有无细胞毒性；TP是否会引发过敏反应；靶标菌是否会对TP产生抗性等（合理即可） 15．（1）以甲醇为唯一碳源 选择 （2）异养兼性厌氧 （3） （4）ABCD 16．（1）微生物的代谢 （2）防止杂菌污染 不需灭菌，减少能量消耗，降低成本 创造高盐环境，抑制杂菌生长 （3）ged和fadA、fadB基因 能够促进更多的葡萄糖和脂肪酸等物质和能量合成PHA，降低葡萄糖酸等无关物质和能量消耗 （4）扩大培养 提取、分离、纯化 17．（1）碳源、氮源 灭菌 厌氧 （2）移植B菌的抑郁症模型小鼠脑组织中HVA水平显著高于抑郁症模型小鼠 移植B菌或HVA给药都能促进抑郁症状改善 （3）为细胞生存提供氨基酸、葡萄糖等必需原料物质和能源物质 第4组自噬抑制剂使自噬小体上LC3-Ⅱ降解速率下降，“LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ”增加 抑制海马神经细胞自噬减轻海马区突触损伤 18．（1）苯丙氨酸 湿热灭菌或高压蒸汽灭菌 （2） 排除杂菌污染、苯丙氨酸自然降解等对实验结果的干扰 （3）稀释涂布平板 两种菌株在人工胃液中存活率无差异且均可繁殖，而Y菌株在人工肠液中存活率高于F菌株。 （4）YF－L中加入不同浓度的Y菌株 苯丙氨酸浓度、蛋白质含量、乳酸产量、菌落数、发酵过程中的pH变化等 19．（1）无菌水 涂布平板 （2）置入相同直径的平头刺盘孢菌菌饼但不接种细菌 （R-r）/(R-6) （3）加入细菌LB培养基并接种X LB（无菌）培养液 A1与B1两组平头刺盘孢菌菌饼直径差异不显著，但A2与B2两组菌落直径差异显著 20．（1）无菌水 涂布平板 万古霉素 菌落特征 DNA/碱基 （2）阻断 机制：耐药菌能通过酶催化将D-Ala-D-Ala末端替换为D-Ala-D-Lac，万古霉素无法识别并结合。细菌细胞壁可以继续合成并增厚，产生耐药性 （3）a.M和N混合培养 b.单独培养M 有菌落产生 无菌落产生 （4）加强抗生素的合理使用、使用万古霉素的病人单独隔离、医疗废弃物无菌处理、新型抗耐药菌药物的研发等 21．（1）碳源、氮源、维生素 （2）A菌大量繁殖 （3）梯度稀释（等比稀释） 透明圈 （4）Р菌释放可溶性物质溶解A菌（或：Р菌被A菌刺激后释放可溶性物质溶解A菌） 22．（1）磷脂双分子层 DNA （2）稀释涂布平板 碳源、氮源 透明圈/抑菌圈 （3）与C、Yb3+相比， Yb3+-C能有效缩短杀菌时间、杀菌效果更好 （4）细胞壁和细胞膜 细胞质 儿茶素作用于细胞表面，使Yb3+ 更容易进入细胞内，破坏细胞结构，导致细胞死亡 23．（1）消毒 无菌水 菌落特征 （2）只接种Fg，不接种内生菌 抑制率=（对照组菌落直径-实验组菌落直径）/对照组菌落直径×100% 几种内生菌对Fg均有抑制作用 （3）绿色、橙红色 （4）BCDEF ABDEF 24．（1）链霉素 A 抗性菌B作为受体菌含有甲硫氨酸合成基因，同时接受来自A的苏氨酸合成基因，能够在不含两种氨基酸的链霉素培养基中长出菌落 （2）滤膜无法令细菌之间直接接触，DNA酶能水解游离的DNA分子 稀释涂布平板 T-L-C或C-T-L 利用相同的野生菌与突变菌进行实验，以L+为观测指标，如果同时出现C+的概率大于同时出现T+的概率，则T-L-C为正确的排序；反之C-T-L为正确的排序 （3）带有不同抗生素抗性基因的细菌通过接合、转导、转化方式，将多种抗生素抗性基因重组整合到一起，在抗生素的选择作用下引发，具有多种抗生素抗性能力的超级细菌比例增加引发疾病 25．（1）平板划线法或稀释涂布平板 单菌落 上清液 （2）不支持 野生型青枯菌可分泌C蛋白，但其侵染植物后，幼苗存活率降低时间较突变菌侵染的提前，可见青枯菌通过分泌C蛋白减弱了植株的生存能力 （3） C蛋白激发植物的免疫反应，有利于植物存活；但同时C蛋白分解产物甲减弱了甲对植物免疫反应的激发；综合来看，C蛋白减弱了植物的免疫反应 26．（1）高压蒸汽灭菌（湿热灭菌） 马铃薯 （2） （3）CPRE可抑制指状青霉的生长，一定范围内随CPRE浓度的增加抑制效果增强 （4）CPRE使青霉菌细胞壁中几丁质的含量下降；随CPRE浓度和时间的增加，胞外APK酶活性升高 对照组菌内无荧光：实验组菌内出现红色荧光，并随CRPE浓度增加荧光强度增强 （5）CPRE破坏指状青霉细胞壁和细胞膜，从而抑制指状青霉孢子的萌发和菌体的生长，减少了指状青霉的感染。受到“伤害”才启动防御机制，有利于物质和能量的合理分配，避免浪费，利于植物的生长和繁殖 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 发酵工程 2大高频考点概览 考点01 传统发酵技术的应用 考点02 微生物的培养与应用 地 城 考点01 传统发酵技术的应用 一、单选题 1．(24-25高二下·北京延庆区·期中)中国的许多传统美食制作过程都蕴含了生物技术。下列叙述不正确的是（　　） A．泡菜制作过程中，密封处理有利于乳酸菌发酵 B．馒头制作过程中，利用酵母菌进行呼吸作用产生CO2 C．米酒制作过程中，将容器密封有利于酵母菌酒精发酵 D．腐乳制作过程中，利用了毛霉等产生的蛋白酶 2．(24-25高二下·北京市人大附中·期中)下列关于果酒、果醋及腐乳制作的相关叙述，不正确的是（　　） A．制作果酒、果醋和腐乳所需要的环境温度均一致 B．果醋制作既可以在获得果酒后进行，也可利用果汁直接制得 C．酵母、毛霉、曲霉等均参与了制作腐乳过程中的发酵 D．接种一定量的目的菌种可以抑制杂菌生长 3．(24-25高二下·北京市第三十五中学·期中)某同学尝试利用苹果发酵制作苹果醋，具体流程如下图。下列相关叙述正确的是（　　） A．过程①②的发酵菌种均有细胞核 B．过程①②需要保持相同的发酵温度 C．过程①②均需保证无菌、无氧条件 D．过程①需要排气，②需要提供氧气 4．(24-25高二下·北京市八一学校·期中)下图表示果酒和果醋生产过程中的物质变化情况，相关叙述不正确的是（　　） A．过程①②在酵母菌细胞中发生的场所相同 B．过程⑤需要氧气，而过程④不需要氧气 C．果醋发酵过程中所需的最适温度高于果酒 D．人工接种酵母菌，可缩短果酒的酿制时间 5．(24-25高二下·北京市丰台区·期中)关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验，下列相关叙述正确的是（　　） A．制作泡菜的菜料不可完全淹没在煮沸后冷却的盐水中 B．超市未开封的牛奶须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，避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质 6．(24-25高二下·北京市人大附中·期中)家庭制作馒头时可以利用前一次发酵保存下来的“面团”，制作泡菜时可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”。下列叙述错误的是（　　） A．家庭制作馒头时采用老面发酵，属于传统发酵技术 B．传统发酵常常是固体发酵或者半固体发酵 C．添加“面团”和“陈泡菜水”可分别为发酵提供酵母菌和乳酸菌等菌种 D．传统发酵利用的微生物一般是天然存在的单一菌种 7．(24-25高二下·北京市顺义一中·期中)《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢（“酢”同“醋”）法”的酿醋工艺，“大率酒一斗，用水三斗，合瓮盛，置日中曝之。七日后当臭，衣（指菌膜）生，勿得怪也，但停置，勿移动，挠搅之。数十日，醋成”。相关叙述错误的是（　　） A．此酿醋方法依据的原理是特定的微生物可将酒精转化为醋酸 B．加水稀释的目的是避免酒精浓度过高抑制微生物的生长繁殖 C．“衣（指菌膜）生”是由酵母菌在发酵液表面大量繁殖形成的 D．“挠搅”有利于酒精与微生物的充分接触，且可增加溶解氧 8．(24-25高二下·北京市第三十五中学·期中)在一些传统食品的制作过程中，灭菌、消毒、防腐等是控制有害微生物的常用方法。下列说法正确的是（　　） A．葡萄制作果酒过程中，葡萄用清水冲洗后需用70%的酒精消毒 B．金华火腿制作过程中盐腌等防腐措施能抑制微生物生长繁殖 C．制作泡菜时泡菜坛要密封，主要目的是避免外界杂菌的污染 D．泡菜腌制过程中，通常用加入抗生素的方法来抑制杂菌 9．(24-25高二下·北京市第五十五中·期中)油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃。制作时需要将豆腐浸入含有毛霉、乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。下列叙述正确的是（　　） A．卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌不存在竞争关系 B．乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2 C．微生物发酵产生了不同的代谢物使得该臭豆腐具有特殊的味道 D．臭豆腐发酵的全过程需要严格在无氧条件下进行 10．(24-25高二下·北京市延庆区·期中)在食醋酿造的酒精发酵阶段，除了酒精含量显著增加外，乳酸、乙酸等有机酸含量也略有增加。检测不同阶段发酵醪液（加入了酒曲的原料和水）中细菌的相对丰度（数量占比），结果如图。相关说法错误的是（　　） A．酒曲可为发酵提供产生酒精的微生物 B．食醋酒精发酵阶段需提供无菌空气 C．解淀粉乳杆菌具有较强的酒精耐受力 D．细菌的丰度变化会影响食醋的风味 二、非选择题 11．(24-25高二下·北京市丰台区·期中)学习以下材料，完成（1）～（4）题。 啤酒发酵的“工程革命” 传统啤酒发酵依赖游离酵母菌，需2～3周完成，且酵母菌无法重复利用。‌固定化细胞技术‌通过多孔载体（如壳聚糖-纤维素复合物）包裹酵母菌，形成“细胞工厂”（图中C）。清华大学团队利用3D打印技术构建‌梯度孔径载体‌（外层80 μm促进溶氧，内层20 μm维持厌氧），使酵母增殖与发酵分区进行，发酵周期缩短至5天，存活率达95%。进一步改进，南京工业大学团队加入石墨烯涂层，通过电信号变化实时监测酵母代谢状态。 浙江大学团队开发“光控水凝胶载体”，利用光响应特性：蓝光下光敏聚合物材料孔径扩大（溶氧>4 mg/L），红光下收缩（溶氧<0.2 mg/L），酵母可重复利用15批次。利用基因编辑技术，江南大学团队改造菌株在壳聚糖载体中连续使用8批次，酒精产率保持稳定。中科院团队则通过导入植物‌萜烯合成酶基因‌，使酵母合成芳樟醇（花香），风味物质种类增加1.5倍。‌ 巴斯夫公司开发AI模型，动态调整发酵参数（pH、溶氧），提高糖的利用率。剑桥大学团队在酵母菌中引入诱导型“自杀开关”，当温度>37℃时，酵母菌表达‌HSR1基因（热应激响应基因）‌，启动程序性死亡。 各种发酵技术的创新不断涌现，推动着啤酒产业不断发展。 （1）与传统发酵相比，固定化酵母发酵技术的最大优点是________，使连续发酵成为可能。多孔载体‌壳聚糖-纤维素复合物的三维网状结构既能允许________等小分子的扩散，又可防止________的流失。 （2）“光控水凝胶载体”的设计模拟酵母菌在不同发酵阶段对氧气的需求差异：该载体利用‌光敏聚合物材料‌，在蓝光下分子链舒展，孔径扩大便于酵母菌________呼吸从而________；在红光下分子链收缩，孔径缩小有利于酵母菌________。 （3）结合文中信息，下列相关叙述错误的是________。 A．固定化酵母细胞技术只能使用壳聚糖-纤维素复合物作载体 B．导入植物萜烯合成酶基因的酵母不会对生态环境造成影响 C．利用AI模型调整发酵参数，主要是为了提高酵母存活率 D．当温度<37℃时，酵母细胞内的‌HSR1基因并不转录翻译 （4）请分析在酵母菌中引入诱导型“自杀开关”有何意义_________。 12．(24-25高二下·北京市八一学校·期中)豆瓣酱是我国传统发酵食品，发酵过程中利用了多种天然菌种。研究人员尝试分离这些菌种，进而研究它们在发酵中的作用。 （1）研究人员用________稀释豆瓣酱酱醅，得到菌液，然后用________法将菌液接种在固体培养基表面，培养一段时间后，根据菌落特征初步选择出几种微生物：葡萄球菌S、解淀粉芽孢杆菌Ba、嗜盐四联球菌T和融合魏斯氏菌W。 （2）为了检测抗生素对上述菌种的抑菌率，分别将这些菌种接种在含有不同种类、不同浓度抗生素的液体培养基内，并设置对照菌液和不接种菌的空白培养体系，在适宜条件下培养，定期检测菌液的吸光度（OD值）。已知菌液吸光度与菌体密度成正比。该实验中对照菌液组的处理方式与实验组的区别是________，某实验组菌液抗生素抑菌率的计算公式为________。 （3）3种抗生素对上述微生物的抑菌率如下图所示。据图可知，向培养基中加入抗生素________，控制其浓度为________μg/mL，能够实现对嗜盐四联球菌T的选择培养。 13．(24-25高二下·北京市平谷中学·期中)豆汁是北京独有的、久负盛名的传统风味名吃，以其独特的风味及丰富的营养深受当地居民的喜爱。下图是以绿豆为原料制备豆汁的传统工艺流程。在此过程中，淀粉分离和发酵产酸是豆汁加工的关键工序。 （1）豆汁中的酸味主要来自乳酸菌在________条件下所产生的乳酸，乳酸发酵的反应简式是________。 （2）研究人员通过筛选豆汁中的关键发酵菌株，优化发酵工艺。将额外添加了碳酸钙的培养基经________法灭菌后倒平板，将经自然发酵得到的生豆汁接种于平板上，进行分离和计数。在适宜条件下培养一段时间后，选取培养基上________（选填“有”或“没有”）碳酸钙溶解圈的菌落，进一步纯化和培养。 （3）将得到的乳酸菌分别接种到绿豆液后，在相同条件下，检测相关指标，结果见下表。应优先选取菌株________作为优化发酵工艺的菌种，理由是________。 菌株类型检测指标 菌株A 菌株B 菌株C 菌株D 絮凝率（%） 51.61 65.42 53.87 61.37 发酵液pH 3.59 4.09 4.15 3.78 豆汁风味 腐味 清香味 清香味 弱清香味 注：絮凝率与淀粉沉降分离速度正相关，淀粉沉降分离速度越快，豆汁品质越佳。 （4）若要对筛选出的菌株进行工业化生产，还需研究其进行发酵的最佳条件，为此请提出一个可以进一步研究的问题________。 地 城 考点02 微生物的培养与应用 一、单选题 1．(24-25高二下·北京市人大附中·期中)培养基、接种环、实验操作者的双手、超净工作台、牛奶，上述内容所采用的灭菌或消毒方法依次是（　　） ①化学药物消毒 ②灼烧灭菌 ③干热灭菌 ④紫外线消毒 ⑤高压蒸汽灭菌 ⑥巴氏消毒法 A．⑤③①④⑥ B．③②①⑥⑤ C．⑤②①④⑥ D．⑥②④①⑥ 2．(24-25高二下·北京师范大学附属中学·期中)“筛选”和“鉴定”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述正确的是（　　） A．基因工程中利用标记基因筛选出的细胞都含有目的基因 B．胚胎移植前进行性别鉴定对于人工控制动物的性别有重要意义 C．诱导植物原生质体融合时，观察是否再生细胞壁可筛选异种融合细胞 D．用选择培养基筛选微生物时，实验组接种微生物，对照组不接种 3．(24-25高二下·北京市丰台区·期中)下图表示培养和纯化酵母菌的部分操作步骤，下列相关叙述正确的是（　　） A．步骤①倒平板操作时，倒好后应立即将其倒过来放置 B．步骤②为防止污染，接种环灼烧灭菌后应快速挑取菌落 C．步骤③划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落 D．步骤④在恒温培养箱培养后，可用于对酵母菌进行计数 4．(24-25高二下·北京市丰台区·期中)皮肤表面存在多种微生物，某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作错误的是（　　） A．应根据葡萄球菌的特点配置选择培养基 B．需要对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌 C．从皮肤表面取样时，应确保棉拭子无菌 D．用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布 5．(24-25高二下·北京市通州区·期中)DMF（一种含碳有机物）是一种优良的工业溶剂和有机合成材料，它广泛应用于制革、医药、农药等多个生产行业。含DMF的废水毒性大，会对环境造成严重危害，某实验小组筛选分离得到能够高效降解DMF的细菌，用于DMF的降解。相关叙述正确的是（　　） A．分离高效降解DMF的菌株所用的培养基可以是液体培养基 B．可采用平板划线法或稀释涂布平板法对细菌进行分离并计数 C．利用平板划线法接种时，灼烧接种环的次数等于划线次数 D．利用显微镜进行直接计数时，统计的结果往往大于实际活菌数 6．(24-25高二下·北京市延庆区·期中)如图为选育高产β-胡萝卜素的布拉霉藻的过程。随β-胡萝卜素含量增加，藻体颜色从黄色加深至橙红色。未突变菌不能在含有β-紫罗酮的培养基上生长。下列有关叙述不正确的是（　　） A．过程①属于诱变育种 B．过程③应选择黄色菌株进行富集培养 C．过程②可采用平板划线法接种 D．培养基中添加β-紫罗酮起选择作用 7．(24-25高二下·北京市人大附中·期中)土壤中有丰富的微生物，若要利用其中某种微生物，则需要进行菌种的分离和纯化，过程如图。下列相关叙述错误的是（　　） A．若要筛选分解尿素的细菌，所配培养基应以尿素作为唯一氮源 B．从有哺乳动物尿液的地方取样，可筛选得到产生脲酶的微生物 C．4号试管的结果表明每克土壤中的活菌数约为1.1×107个 D．该种方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目少 8．(24-25高二下·北京市通州区·期中)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。下列分析正确的是（　　） 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．从土壤中筛选纤维素分解菌的培养基中的唯一氮源是纤维素 B．如果将上述实验中的温度条件调整至25℃，效果会更明显 C．实验中需要设置一个不接种纤维素分解菌的空白对照实验 D．实验完成后，用于筛选的培养基可以直接进行丢弃处理 9．(24-25高二下·北京市八一学校·期中)物质Y是一种会污染土壤的含氮有机物，Y在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解Y的细菌。在筛选目的菌的培养基中观察到几个菌落（如图所示）。下列相关叙述正确的是（　　） A．将所选取土壤灭菌后用无菌水稀释涂布于培养基 B．图中培养基可用牛肉膏、蛋白胨配制 C．应首选菌落①中的菌株进一步纯化 D．图中菌落都具有能够降解Y的能力 10．(24-25高二下·北京市平谷中学·期中)菜籽粕含有35%～45%蛋白质，是畜禽饲料的重要原料，但其中的单宁等抗营养因子限制了菜籽粕的应用。研究者将不同菌种接种到菜籽粕与麸皮制成的固体培养基中发酵48 h，测定菜籽粕中单宁的含量，结果如下图。下列相关叙述错误的是（　　） A．菜籽粕与麸皮为微生物提供碳源和氮源 B．接种后需对培养基进行湿热灭菌 C．黑曲霉菌对单宁的去除效果最为理想 D．对照组为不接种微生物的固体培养基 11．(24-25高二下·北京市丰台区·期中)井冈霉素是我国科学家发现的一种抗生素，它由链霉菌井冈变种（JGs）发酵而来，广泛应用于水稻病害防治。下列相关叙述错误的是（　　） A．JGs接入发酵罐前需要扩大培养，有利于提高井冈霉素产量 B．提高发酵培养基中营养物质的浓度，可能会影响JGs存活率 C．监测JGs发酵过程中活细胞数量的变化时最适宜用活菌计数法 D．井冈霉素是糖类衍生物，JGs不含直接编码成井冈霉素的基因 12．(24-25高二下·北京市陈经纶中学·期中)合成生物学被誉为继“DNA双螺旋结构的发现”和“人类基因组计划”之后的以工程化手段设计合成基因组为标志的第二次生物技术革命全球每年约产生800亿吨纤维素，我国科学家通过设计酵母体外多酶分子复合体系，开发了利用玉米秸秆高效生物合成人造淀粉和单细胞蛋白的新技术，为粮食生产提供了新的途径（如图所示）。下列叙述错误的是（　　） A．纤维素、淀粉和蛋白质都是以碳链为基本骨架的大分子 B．酵母菌以葡萄糖为底物进行有氧呼吸，产生的中间产物可转化为氨基酸 C．酵母菌在胞内合成蛋白质时，遗传信息从DNA流向RNA发生在核糖体中 D．利用发酵罐扩大生产时，需要在培养液中添加无机氮源 13．(24-25高二下·北京市第三十五中学·期中)某兴趣小组同学研究夏季开空调对室内微生物群落的影响，结果如图。下列相关叙述错误的是（　　） A．需采集相同地点不同空调状态下的空气样本测定微生物数量 B．需配制不同成分和pH的培养基分别对细菌和真菌进行培养及计数 C．本研究结果表明，夏季空调开启后室内环境的变化抑制了微生物繁殖 D．室内微生物含量高时可用紫外灯或消毒液消毒 二、非选择题 14．(24-25高二下·北京市第三十五中学·期中)阅读下列材料，并回答问题： 抗菌肽的来源及其作用机理 藏猪是我国青藏高原上常年放牧生长的地方品种，在长期严酷的自然环境下，形成了抗寒、抗病、食草、肉香等优良特性，该特性与其肠道中特殊的微生物菌群有关，这些微生物分泌的维生素、多肽、蛋白质等物质，为藏猪肠道提供了优良的微生态环境，有利于预防疾病、促进健康，也为拮抗菌和抗菌物质的筛选提供了来源。 研究人员以藏猪盲肠内容物作为菌种来源，分离得到若干单菌落，通过观察菌落的形态、大小和颜色，对菌种进行挑选、编号和保存。进而采用牛津杯法从上述菌种中筛选出一株拮抗金黄色葡萄球菌和大肠杆菌活性最强的细菌。经鉴定，该菌株为枯草芽孢杆菌，并命名为TS。牛津杯法是实验室常用的抑菌实验之一，先将牛津杯（圆形小管）竖直立在已经凝固的不含营养物质的琼脂凝胶平板（下层板）上，再向牛津杯周围倒入混有指示菌的培养基（上层板），待培养基完全凝固后用镊子将牛津杯取出，用移液器向牛津杯制造的小孔中分别加入待测菌发酵液和对照液，培养一段时间后，测量小孔周围抑菌圈的大小，可反映出待测菌抑菌活性的大小。 将TS发酵产生的抑菌活性物质进行分离纯化，得到了一种新型的天然抗菌肽（TP）。有关抗菌肽的作用机理，目前学术界仍然有很大争议，一般认为作用可能包括：摧毁靶标菌的细胞膜，使细胞膜通透性增加，或者形成孔、通道、肽脂复合体，进而引起细胞内成分的外流；也可能进入靶标菌胞内，与其DNA、蛋白质等物质结合，使靶标菌代谢受阻，生长受抑制或直接死亡。研究者检测了大肠杆菌经TP处理后K+的释放情况，结果如图1。溴化乙锭（EtBr）可以嵌入到DNA碱基内部发出荧光，当结合了EtBr的DNA的浓度增加时荧光强度也增加，如果有其他嵌入DNA碱基的物质与EtBr并存，则造成结合的竞争，导致荧光强度减弱。利用这一点，研究者提取大肠杆菌的DNA经EtBr处理后，再加入不同浓度的TP，检测荧光强度，结果如图2。根据检测结果，研究者初步揭示了TP的作用机制。 （1）肠道内的微生物与藏猪存在________的种间关系。藏猪特有的可拮抗致病菌的微生物是长期严酷环境________的结果。 （2）从藏猪盲肠内容物分离得到单菌落的过程，可采用________溶解盲肠内容物制成菌液，进而采用________法将菌液接种于固体培养基表面。 （3）在牛津杯法抑菌实验中，________是需要严格灭菌的、且应通过________法灭菌。图3是利用牛津杯法筛选出TS时的操作处理，请写出小孔A、B、C、D中应加入的物质及上层板培养基的处理，并预期实验结果________。 （4）抗菌肽破坏靶标菌的细胞膜可导致细胞内成分的外流，体现了细胞膜具有________的功能；抗菌肽与蛋白质结合会引起靶标菌代谢受阻的原因是________。根据实验结果1和2，推测TP的抑菌机制是________。 （5）欲将TP用于畜牧业生产或医学实践，你认为还需要进行哪些方面的检测________？ 15．(24-25高二下·北京市通州区·期中)甲醇是一种高能量密度的有机物，是生物制造的理想原料。 （1）为从自然界中得到可利用甲醇的微生物——甲基营养菌，应将其接种到________的培养基进行筛选。从用途上来说，这种培养基属于________培养基。 （2）科研人员将筛选得到的甲基营养菌置于不同条件下培养，该菌的数量变化如图1所示。该菌的代谢类型为________型。 （3）甲基营养菌利用甲醇的途径如图2所示，其中Mdh催化甲醇生成甲醛的反应为可逆反应，且逆反应更容易发生。科研人员尝试利用柔性连接肽（一种由氨基酸组成的短肽序列，通常用于连接两个或多个蛋白质结构域或多肽链）将相应的酶聚集在一起，以减少中间产物的扩散，从而推动反应的正向进行。 科研人员检测了F6P的生成速率，实验结果表明融合蛋白质工程有助于甲醇的生物转化，而且Hps催化甲醛是加快甲醇转化的重要一步。请在图3中补充第3组、第4组的柔性连接肽的连接方式________。 （4）甲基营养菌还存在甲醇耐受性差的问题，下列可解决这一问题的做法（　　） A．通过诱变育种筛选出耐甲醇突变体 B．利用基因工程导入耐甲醇的基因 C．使目的菌株在甲醇逐渐增加的环境中进行培育筛选 D．调整培养基成分、pH值等，减轻甲醇对菌株的毒性影响 16．(24-25高二下·北京市通州区·期中)人类每年产生约4亿吨塑料废弃物，造成严重环境污染。研究者发现，能在高盐环境生存的嗜盐单胞菌等微生物，通过发酵能够产生可降解的塑料类似物聚羟基烷酸酯（简称PHA）。 （1）发酵是指人们利用微生物，在适宜条件下将原料通过________转化为人类所需要产物的过程。 （2）现代发酵技术中培养基和发酵设备都需要灭菌处理，目的是________，该过程需要消耗大量的能量。科学家根据嗜盐单胞菌的特性设计了一种不需要灭菌的开放式发酵系统（图1），该系统在工业生产中的独特优势是________，并推测该系统不需灭菌的原理________。 （3）研究人员分析了嗜盐单胞菌合成PHA的过程（图2），为了最大限度地将葡萄糖和脂肪酸转化为PHA，可以敲除嗜盐单胞菌体内编码酶的基因________，并从物质能量观的角度说明原因________。 注：细胞代谢物加方框，催化反应的酶未加方框。 （4）将选育的菌种经过________后，接种到发酵罐内进行发酵，最终获得大量菌体后还需要经过________等措施，才能获得高纯度的PHA产品。 17．(24-25高二下·北京市第五十五中学·期中)抑郁症与肠道菌群之间存在密切的联系。我国科研人员发现某些肠道微生物产生的代谢物高香草酸（HVA）与抑郁症的发生有关，并对其相关机理进行了研究。 （1）抑郁症患者血清HVA水平较低。研究人员取抑郁症患者和健康志愿者粪便样本进行肠道微生物体外培养，培养基中应含有水、________和无机盐等营养物质，接种肠道菌群前，培养基需要经________处理，大部分实验需在________环境下操作才能获得肠道菌，结果发现患者肠道菌群中缺乏能产生HVA的B菌。 （2）检测发现抑郁症模型小鼠血清和脑组织中HVA水平均显著低于对照组健康小鼠，且肠道菌群中也缺乏B菌。研究人员对抑郁症模型小鼠进行HVA给药或肠道移植B菌，获得图1、图2所示实验结果。 ①图1结果表明移植B菌能产生HVA到达脑部，依据是________。 ②将小鼠在无法逃离的水槽中放置5 min，小鼠放弃挣扎、漂浮不动的总时长是评估抑郁症状的重要指标。图2结果表明________。 （3）已有研究表明脑部海马区的突触损伤是抑郁症的主要病理基础，而细胞过度自噬参与了突触损伤。细胞自噬过程中，细胞质基质中的LC3-Ⅰ蛋白被剪切转化为LC3-Ⅱ，LC3-Ⅱ定位到自噬体膜上，位于自噬体内膜上的LC3-Ⅱ最终在溶酶体中被降解（图3），因此细胞中两种LC3蛋白含量和两种蛋白的含量比（LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ）是细胞自噬水平的重要指标。研究人员以体外培养的小鼠海马神经细胞为材料，进行相关处理后检测细胞内LC3-Ⅰ、LC3-Ⅱ含量，结果如图4所示。 ①培养基中缺乏葡萄糖时，细胞自噬水平升高，从物质与能量的角度说明该现象对细胞生存的意义：________。 ②图4中自噬抑制剂能够抑制溶酶体功能，第4组与第2组的“LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ”的差异产生原因是________。 ③实验结果表明，HVA能够通过________，从而改善抑郁症状。 18．(24-25高二下·北京市延庆区·期中)苯丙酮尿症（PKU）患者表现为苯丙氨酸的代谢产物——苯丙酮酸过度积累，阻碍脑的发育，造成智力低下，因此患者需要严格限制饮食中苯丙氨酸和蛋白质的含量。科研人员尝试筛选能降解苯丙氨酸的乳酸杆菌，用于生产PKU患者可安全食用的酸奶。 （1）筛选苯丙氨酸降解菌的液体培养基成分如下：葡萄糖、磷酸氢二钾、乙酸钠、硫酸镁，还需加入________，加水定容后调节pH，用________法灭菌，冷却后接种不同乳酸杆菌的菌种，25℃条件下培养3天。 （2）筛选苯丙氨酸降解能力强的菌株，需计算不同菌株的苯丙氨酸降解率，计算公式为________。本实验中还需设置不接菌的空白对照，目的是________。 （3）将筛选出的Y与F两种菌株制成菌悬液，取少量加至人工胃液中消化2小时，使用________法测定活菌数，检测其人工胃液耐受性。再转入人工肠液中，用同样的方法检测耐受性，结果如图： 据图判断，应选择Y菌株进行后续研究，依据是________。 （4）为研究Y菌株能否作为辅助发酵剂用于生产PKU患者可食用的酸奶，还需将其与目前常用的酸奶发酵剂YF－L（以保加利亚乳杆菌为主）混合，进行酸奶发酵实验。请在下表中完善实验方案。 组别 实验处理 检测指标 对照组：YF－L 将菌株接种于全脂复原乳中，42°C发酵至pH 4.5左右，置于4℃下冷藏24 h。 ________（至少写出2个） 实验组：________ 19．(24-25高二下·北京市第八十中学·期中)紫花苜蓿是畜牧业重要的饲料来源，但易受平头刺盘孢菌（一种真菌）等病原体侵害。拟筛选能抑制平头刺盘孢菌的微生物，并探究其机理，为进一步生产应用提供依据。 （1）从健康苜蓿根部采集10 g土壤样品，加入90 mL的________制备土壤悬液，进行梯度稀释后取10-8浓度的样品悬液，采用________法接种至细菌LB培养基中培养。长出单菌落后，将形态不同的单菌落进行分离并纯培养，得到多种纯化的待测菌。 （2）筛选目标菌：拓取直径6 mm的平头刺盘孢菌菌饼，置于实验平板中心，在菌饼周围四个十字位点接种纯化后的待测细菌（图1），于25℃培养箱中培养7天，通过测定菌饼直径并计算抑菌率，筛选得到目标菌X。 ①该实验应以________的平板为对照。 ②若对照菌饼直径为R（mm），实验菌饼直径为r（mm），则菌落生长抑制率为________×100%。 （3）初步鉴定表明菌株X为一种芽孢杆菌。研究者推测，X可能产生了某种抑菌活性物质来抑制病原菌的生长。芽孢杆菌产生的抑菌物种类繁多，可分为挥发性物质和非挥发性物质。为探究X产生的抑菌物的种类，进行实验，处理如下表，结果如图2。 培养皿 A1 B1 A2 B2 左侧 加入细菌LB培养基 ？ ？ 小孔中加入培养过X的无菌滤液 右侧 相同位置接种等量平头刺盘孢菌 A1、B1右侧和A2、B2均加入真菌马铃薯琼脂培养基 ①B1左侧处理应为________，A2左侧小孔中应加入________。 ②分析图2结果，研究者得出结论：X产生的抑菌物为一种非挥发性物质。得出结论的依据是________。 20．(24-25高二下·北京市丰台区·期中)万古霉素是治疗严重感染的最后选择，仅在其他抗生素无效时使用。万古霉素耐药菌的出现可能导致“无药可用”的局面，研究其耐药机制和传播途径可以为耐药菌的防控提供理论依据。 （1）研究者从医院土壤中分离出万古霉素耐药菌以用于研究，实验过程如下： ①将土样加入一定量的________中，等比稀释； ②取适量菌液用________法接种含________的培养基； ③培养一段时间，经过反复筛选，得到若干株万古霉素耐药菌； ④根据________进行初步鉴定，并与基因库中________序列比对，经鉴定属于肠球菌。 （2）研究者发现：细菌基因突变后会引起细胞壁增厚，从而产生耐药性。敏感菌的细胞壁末端为D-丙氨酸-D-丙氨酸，万古霉素与之结合后，会________细胞壁的合成与增厚，细菌更易死亡。而耐药菌的细胞壁结构模式图如下，据图推测万古霉素耐药菌的耐药机制：________。 （3）一段时间后，研究人员在该环境中分离出具有万古霉素耐药性的金黄色葡萄球菌，进而发现是由耐药基因（V基因）在不同菌种之间转移导致。请完善能证明该结论的实验设计，并预测选择培养基（同时含万古霉素和链霉素）表面的菌落生长情况。 M．万古霉素耐药菌——肠球菌（携带V基因） N．万古霉素敏感菌——金黄色葡萄球菌（携带链霉素抗性基因） 组别 组1 组2 组3 培养对象 a．________ 单独培养N b．________ 实验结果 c．________ d．________ 无菌落生长 （4）耐药基因的快速传播不仅使得多种敏感菌耐药，更会带来多重耐药菌的出现。请尝试提出任一措施以应对这一威胁________。 21．(24-25高二下·北京市人大附中·期中)自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性，能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。 （1）用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖，蛋白胨和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供________和氮源等营养。 （2）A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。增养一段时间后，薄层变浑浊（如图），表明________。 （3）为分离出具有溶菌作用的细菌，需要合适的菌落密度，因此应将含菌量较高的湖泊水样________后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围会出现________。采用这种方法，研究者分离、培养并鉴定出P菌。 （4）为探究P菌溶解破坏A菌的方式，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验证________。 主要实验材料和设备：P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱。 22．(24-25高二下·北京市育才学校·期中)儿茶素（C）是从茶叶中提取的一种天然多酚类化合物，有一定的抗菌作用，但作用较弱。研究人员用稀土离子Yb3+对儿茶素（C）进行化学修饰，形成配合物Yb3+-C，并探究其抗菌效果和机理。 （1）细菌的细胞膜以________为基本支架，儿茶素（C）与细胞膜的亲和力强，可以穿过细胞膜。稀土离子Yb3+可与细菌内的某些酶发生竞争性结合而降低酶的活性，也可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质________。但稀土离子与细胞的亲和力较弱，难以到达作用靶点，影响了其抗菌活性。 （2）为了确定配合物中Yb3+：C的最佳摩尔比，研究人员利用________方法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上，培养基的成分应包括________、水、无机盐等。待培养基布满菌落后，用不同摩尔比的Yb3+-C配合物处理滤纸片，将其置于培养基中一段时间后，比较滤纸片周围________的直径。 （3）将金黄色葡萄球菌制成菌悬液，分别加入等量的C、Yb3+和最佳摩尔比的Yb3+-C，测定24h内金黄色葡萄球菌存活数量变化（A600值越大，细菌数量越多），结果见下表。 0 h 2 h 4 h 8 h 16 h 24 h 对照组 0.40 0.40 0.38 0.35 0.35 0.35 C处理 0.40 0.12 0.13 0.07 0.02 0.01 Yb3+处理 0.40 0.14 0.11 0.04 0.02 0.01 Yb3+-C处理 0.40 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 由此得出的结论是________。 （4）为探究配合物Yb3+-C的抗菌机理，研究人利用透射电镜观察了各组金黄色葡萄球菌细胞内的超微结构，结果如下图。结果显示： （a）未加抗菌剂：细菌菌体较小，其细胞质分布均匀； （b）C处理：细胞壁和细胞膜等结构不光滑，略显粗糙； （c）Yb3+处理：细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象； （d）Yb3+-C处理：细胞壁及细胞膜等结构发生破裂，细胞质出现了严重的固缩及空泡化现象。 由此可见，儿茶素（C）和Yb3+作用的主要位点分别是________、________，推测Yb3+-C具有更强抗菌作用的机理是________。 23．(24-25高二下·北京市第三十五中学·期中)禾谷镰刀菌（Fg）引起的赤霉病是小麦的主要病害之一，从小麦种子内筛选抑制Fg的内生菌，为生物防治制剂的开发提供理论支撑。 （1）取小麦种子用酒精冲洗表面进行________，研磨后加入适量________进行梯度稀释，接种至平板培养获得内生菌，可根据________进行菌种的初步鉴定，挑取不同的单菌落进行纯化，得到若干内生菌菌株。 （2）采用平板对峙培养法筛选具有抑制Fg功能的内生菌，用直径1 cm的打孔器取Fg菌饼，接种于培养基中央，分别在不同平板上将等量待测内生菌接种在距Fg 2 cm处，以________的平板为对照。一段时间后结果如图1，测量各组Fg菌落半径，计算抑菌率如图2。图中抑制率的计算公式为________，实验结果说明________。 （3）继续研究JB7的抑菌机制，用JB7培养液上清液处理Fg孢子，使用AO/PI双荧光染色评估Fg孢子细胞膜损伤情况，AO染料可以通过完整的细胞膜，呈现绿色荧光；PI染料则通过破损的细胞膜，呈现橙红色荧光，实验结果如图3。 实验结果说明JB7使Fg细胞膜受到损伤，图中a和b处的荧光颜色分别是________。 （4）欲继续研究JB7是否通过分泌水解酶，以及分泌哪些水解酶发挥抑菌作用，请从下列选项中选择药品配制培养基，通过观察透明圈进行判断（选择完成一种培养基配方即可）。 判断是否分泌纤维素酶的培养基配方：________。判断是否分泌葡聚糖酶的培养基配方：________。 A．葡聚糖 B．琼脂 C．纤维素钠 D．蛋白胨 E．MgSO4等无机盐 F．蒸馏水 24．(24-25高二下·北京市第五十七中学·期中)学习以下材料，回答（1）～（3）题。 细菌之间的基因重组 细菌之间能够通过多种方式实现基因的交流，从而增大对环境的适应。 第一种细菌的基因重组现象发现于1946年。微生物学家Lederberg筛选出两种突变细菌，A缺乏合成甲硫氨酸的能力，B缺乏合成苏氨酸的能力。A、B菌均有链霉素抗性和敏感性两种亚型。链霉素敏感细菌在含有链霉素的培养基中不会死亡，但是没有增殖能力。Lederberg发现只有链霉素敏感A菌与链霉素抗性B菌混合后的产物，在不含甲硫氨酸和苏氨酸的选择培养基上长出菌落。经研究发现，这种称为接合的现象需要细菌之间的直接接触，经由一种特殊通道将供体菌的遗传物质转入受体菌中实现基因重组（图1）。 第二种细菌的基因重组也是Lederberg发现的。他在装有DNA酶的培养液的U型管两侧分别培养合成代谢突变菌I及合成代谢突变菌Ⅱ，二者之间用只允许病毒和大分子物质透过的滤膜隔开（图2），经过抽吸后，将培养Ⅱ一侧的菌液涂布在无添加的基本培养基上，长出了野生型菌。这种现象显然不是接合的结果，在Ⅱ侧的菌液中发现的噬菌体P揭晓了答案。P能侵染细菌并将其DNA整合到细菌拟核DNA中，一定条件下合成子代噬菌体并裂解细菌。偶然情况下，P外壳错误包装宿主细菌的部分DNA片段，释放后再侵染其他细菌时，所携带的原细菌DNA片段与后者发生基因重组。这种借由病毒的细菌基因重组称为转导。 此外，Avery的肺炎链球菌转化实验证明细菌还能够通过直接吸收外界游离DNA片段来实现基因重组。多种基因重组方式令细菌具有更强的基因交流能力，滥用抗生素引发的超级细菌感染事件频频发生，对人类医疗、畜牧养殖等产业提出了严峻挑战。 （1）图1实验中，Lederberg在筛选发生基因重组的细菌时，使用的选择培养基除了基本营养物外，还需要添加________。两种突变细菌中，供体菌是________（填“A”或“B”），在选择培养基中长出菌落的原因是________。 （2）①图2实验中，Lederberg能排除野生型菌的出现来源于接合或转化的原因是________。 ②研究者利用野生菌（T+L+C+）作为供体菌，合成代谢突变菌做受体菌（T-L-C-）。使用________法在选择培养基上对受体菌转导情况进行计数，发现T+的菌落中，有47%同时也是L+，但只有2%同时也是C+。结合实验结果，针对野生菌中3个基因在DNA上的排列顺序，提出合理假设________。 ③为进一步验证假设，请设计实验并预期实验结果________。 （3）利用本文信息，从进化与适应的角度阐明滥用抗生素引发超级细菌感染致病的原因：________。 25．(24-25高二下·北京市陈经纶中学·期中)研究者从青枯菌中分离得到一种分泌蛋白C，并对其在植物抗青枯病中的作用进行了探究。 （1）为获得青枯菌的纯培养物，可利用________法将菌种接种在固体培养基上，培养获得________后，再接种到液体培养基中扩大培养，收集发酵液离心后，从________（填“上清液”或“沉淀物”）分离得到C蛋白。 （2）用等量C蛋白和无菌水处理番茄幼苗根部，检测根部免疫反应的水平，结果如图1。构建C蛋白分泌缺陷的青枯菌突变菌株，灌根接种番茄幼苗四周后，统计幼苗的存活率如图2。 图1、2结果________（填“支持”或“不支持”）“青枯菌侵染植物时通过分泌C蛋白激发的番茄根部的免疫反应增强植株生存能力”这一推论，理由是________。 （3）研究发现，青枯菌分泌的C蛋白与其分泌的A酶共同参与分解寄主植物的细胞壁，其中A酶可催化果胶分解为产物甲，而C蛋白则可催化产物甲进一步分解为产物乙。分别用果胶、产物甲、产物乙处理番茄根部，检测免疫反应水平，结果如图3。 ①综合上述研究，在图4中标出C蛋白、产物乙，并用“→”和简要的文字将上述物质与植物细胞、青枯菌构建联系，体现两种生物的相互作用________。 ②依据图4，推测图2结果出现的原因________。 26．(24-25高二下·北京工业大学附属中学·期中)研究发现，感染毛霉能诱导脐橙产生具有抗病活性的红色物质（CPRE）。为探究CPRE能否替代化学杀菌剂保护采收后的脐橙，科研人员进行了研究。 （1）据右表配方配制培养基，溶解后分装到锥形瓶中，用________法灭菌后冷却至50℃左右。分别加入浓度为25、50、100、200 μg/mL的CPRE无菌溶液，摇匀备用。以无菌水作为对照。本培养基的氮源来自于________。 马铃薯培养基配方 成分 含量 马铃薯 200 g 葡萄糖 20 g 琼脂 15-20 g 蒸馏水 定容至1000 mL （2）将含不同浓度CPRE的培养基分别涂于载玻片上凝固后，接种20 μL指状青霉孢子悬浮液，在适宜条件下培养一段时间后，用显微镜观察孢子萌发情况。各组萌发率的计算公式为：视野内萌发孢子数/视野内孢子总数×100%；根据萌发率计算实验组的萌发抑制率，计算公式为________。统计结果表明CPRE能抑制指状青霉孢子萌发，且随浓度的增加抑制效果增强。 （3）将直径0.5 cm的指状青霉菌饼反贴在含不同浓度CPRE的培养基上，每个培养皿贴3块，适宜条件下培养，每24 h测量菌饼直径（单位：cm），计算平均值。结果见下表。 浓度（μg/mL） 时间 0 25 50 100 200 第1天 1.1 0.8 0.7 0.51 0.51 第2天 1.9 1.3 0.7 0.68 0.51 第3天 2.2 1.7 0.9 0.68 0.52 实验结果说明________。 （4）为进一步研究CPRE抑制指状青霉的机理，研究者进行了如下检测。 ①检测不同浓度CPRE处理，菌丝几丁质（真菌细胞壁的主要成分）含量和胞外AKP酶活性，结果如图。 注：AKP酶（碱性磷酸酶）由细胞合成后分泌到细胞壁与细胞膜的间隙。 图1和图2的结果表明，CPRE改变了细胞壁的结构和功能，判断依据是________。 ②取指状青霉菌丝用碘化丙啶（与DNA结合产生红色荧光的染料）进行染色。结果为________，证明CPRE破坏了细胞膜的完整性。 （5）请结合以上研究分析说明CPRE抵御指状青霉感染的作用机制，并阐述脐橙受到“伤害”时才会启动防御机制的意义________。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 发酵工程 2大高频考点概览 考点01 传统发酵技术的应用 考点02 微生物的培养与应用 地 城 考点01 传统发酵技术的应用 一、单选题 1．(24-25高二下·北京延庆区·期中)中国的许多传统美食制作过程都蕴含了生物技术。下列叙述不正确的是（　　） A．泡菜制作过程中，密封处理有利于乳酸菌发酵 B．馒头制作过程中，利用酵母菌进行呼吸作用产生CO2 C．米酒制作过程中，将容器密封有利于酵母菌酒精发酵 D．腐乳制作过程中，利用了毛霉等产生的蛋白酶 【答案】C 【解析】A、乳酸菌为厌氧菌，密封环境抑制其他杂菌繁殖，促进乳酸菌无氧发酵，A正确； B、酵母菌为兼性厌氧菌，制作馒头时，初期有氧呼吸产生大量CO2使面团膨胀，后期无氧呼吸也产生CO2，B正确； C、米酒制作需先糖化（霉菌需氧分解淀粉为葡萄糖）后酒精发酵（酵母菌无氧产酒精）。若全程密封，霉菌无法进行糖化，导致酵母菌缺乏底物，C错误； D、毛霉分泌的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解为小分子物质，D正确。 故选C。 2．(24-25高二下·北京市人大附中·期中)下列关于果酒、果醋及腐乳制作的相关叙述，不正确的是（　　） A．制作果酒、果醋和腐乳所需要的环境温度均一致 B．果醋制作既可以在获得果酒后进行，也可利用果汁直接制得 C．酵母、毛霉、曲霉等均参与了制作腐乳过程中的发酵 D．接种一定量的目的菌种可以抑制杂菌生长 【答案】A 【分析】果酒制作原理：利用酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖产生酒精和二氧化碳。果醋制作原理：利用醋酸菌有氧呼吸将葡萄糖或者乙醇转化为醋酸。酒精发酵一般将温度控制在18～30℃。醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。腐乳制作的原理：多种微生物参与了豆腐的发酵，如毛霉、曲霉、根霉、酵母菌等，其中起主要作用的是毛霉。 【解析】A、果酒制作温度控制在18～30℃，果醋制作温度控制在30～35℃，腐乳制作温度控制在15～18℃，所需温度不相同，A错误； B、醋酸菌在氧气充足时，可将葡萄糖分解为醋酸，在氧气充足，糖源不足的时候，可以利用乙醇作为反应物产生醋酸，B正确； C、多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母菌、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，C正确； D、接种一定量的目的种可以通过增大目的菌种的种群数量而通过种间竞争来抑制杂菌生长，D正确。 故选A。 3．(24-25高二下·北京市第三十五中学·期中)某同学尝试利用苹果发酵制作苹果醋，具体流程如下图。下列相关叙述正确的是（　　） A．过程①②的发酵菌种均有细胞核 B．过程①②需要保持相同的发酵温度 C．过程①②均需保证无菌、无氧条件 D．过程①需要排气，②需要提供氧气 【答案】D 【分析】图中①为酒精发酵，主要菌种为酵母菌；②为醋酸发酵，主要菌种是醋酸菌。 【解析】A、过程①的发酵菌种是酵母菌，真核生物，有细胞核，过程②的发酵菌种是醋酸菌，原核生物，无细胞核，A错误； B、过程①的发酵温度为18-25℃，过程②的发酵温度为30-35℃，B错误； C、过程②菌种是醋酸菌，好氧型细菌，发酵过程需通入无菌氧气，C错误； D、过程①需要排气（呼吸作用产生的二氧化碳），②需要提供氧气（无菌氧气），D正确。 故选D。 4．(24-25高二下·北京市八一学校·期中)下图表示果酒和果醋生产过程中的物质变化情况，相关叙述不正确的是（　　） A．过程①②在酵母菌细胞中发生的场所相同 B．过程⑤需要氧气，而过程④不需要氧气 C．果醋发酵过程中所需的最适温度高于果酒 D．人工接种酵母菌，可缩短果酒的酿制时间 【答案】B 【分析】题图是果酒和果醋生产过程中的物质变化情况，其中①是细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中；②是无氧呼吸的第二阶段，为酒精发酵，发生在细胞质基质中；③为有氧呼吸的第二、三阶段，发生在线粒体中；④⑤均为醋酸发酵，发生在细胞质基质中。 【解析】A、过程①为细胞呼吸的第一阶段，过程②为无氧呼吸的第二阶段，场所都在细胞质基质中，A正确； B、过程④是醋酸菌在氧气充足、缺少糖源时，将酒精变成乙醛，再将乙醛变成醋酸，过程⑤是醋酸菌在氧气、糖源充足时，将葡萄糖转变成醋酸，这两个过程都需要氧气，B错误； C、④果醋发酵的最适温度（30-35℃）高于②果酒发酵的最适温度（18-25℃），C正确； D、人工接种酵母菌，增加了菌种数量，可缩短果酒的酿制时间，D正确。 故选B。 5．(24-25高二下·北京市丰台区·期中)关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验，下列相关叙述正确的是（　　） A．制作泡菜的菜料不可完全淹没在煮沸后冷却的盐水中 B．超市未开封的牛奶须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，避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质 【答案】D 【分析】泡菜或酸奶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。 【解析】A、制作泡菜是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸的原理，应该制造无氧环境，所以制作泡菜的菜料要完全淹没在煮沸后冷却的盐水中，A错误； B、制作酸奶的牛奶若经过高压蒸汽灭菌，会杀死牛奶中的营养成分，并且会使牛奶中的蛋白质变性，不利于乳酸菌生长繁殖，一般采用巴氏消毒法对牛奶消毒，B错误； C、发酵装置加菜料或牛奶时应加八成满并封装，C错误； D、不同的发酵产品有不同的最佳发酵条件，控制好发酵时间，避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质，D正确。 故选D。 6．(24-25高二下·北京市人大附中·期中)家庭制作馒头时可以利用前一次发酵保存下来的“面团”，制作泡菜时可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”。下列叙述错误的是（　　） A．家庭制作馒头时采用老面发酵，属于传统发酵技术 B．传统发酵常常是固体发酵或者半固体发酵 C．添加“面团”和“陈泡菜水”可分别为发酵提供酵母菌和乳酸菌等菌种 D．传统发酵利用的微生物一般是天然存在的单一菌种 【答案】D 【分析】制作泡菜的实验原理：（1）乳酸菌在无氧条件下，将糖分解为乳酸；（2）利用乳酸菌制作泡菜的过程中会引起亚硝酸盐的含量的变化；温度过高，食盐用量不足10%，腌制时间过短容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。一般在腌制10天后，亚硝酸盐的含量开始下降。 【解析】A、老面中留有酵母菌，家庭制作馒头时采用老面发酵，属于传统发酵技术，A正确； B、传统发酵过程一般为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，B正确； C、“面团”中有酵母菌，“陈泡菜水”中有乳酸菌，添加“面团”和“陈泡菜水”可分别为发提供酵母菌和乳酸菌等菌种，C正确； D、现代发酵工程所用大多为单一菌种，有杂菌污染影响产量，培养基和设备需严格灭菌；而传统发酵技术很难实现单一菌种的利用，D错误。 故选D。 7．(24-25高二下·北京市顺义一中·期中)《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢（“酢”同“醋”）法”的酿醋工艺，“大率酒一斗，用水三斗，合瓮盛，置日中曝之。七日后当臭，衣（指菌膜）生，勿得怪也，但停置，勿移动，挠搅之。数十日，醋成”。相关叙述错误的是（　　） A．此酿醋方法依据的原理是特定的微生物可将酒精转化为醋酸 B．加水稀释的目的是避免酒精浓度过高抑制微生物的生长繁殖 C．“衣（指菌膜）生”是由酵母菌在发酵液表面大量繁殖形成的 D．“挠搅”有利于酒精与微生物的充分接触，且可增加溶解氧 【答案】C 【分析】果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌，醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动，其代谢类型属于异养需氧型。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解为醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。 【解析】A、该方法的原理是醋酸菌在氧气充足、缺少糖源时可将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，A正确； B、加水的目的是对“酒”进行稀释，避免酒精浓度过高杀死醋酸菌（失水过多），B正确； C、醋酸菌对氧气的含量特别敏感，“衣”位于变酸的酒表面，是由原酒中的醋酸菌大量繁殖形成的，C错误； D、醋酸菌是一种好氧菌，“挠搅”有利于酒精与醋酸菌充分接触，还可以增加溶液中的溶解氧，D正确。 故选C。 8．(24-25高二下·北京市第三十五中学·期中)在一些传统食品的制作过程中，灭菌、消毒、防腐等是控制有害微生物的常用方法。下列说法正确的是（　　） A．葡萄制作果酒过程中，葡萄用清水冲洗后需用70%的酒精消毒 B．金华火腿制作过程中盐腌等防腐措施能抑制微生物生长繁殖 C．制作泡菜时泡菜坛要密封，主要目的是避免外界杂菌的污染 D．泡菜腌制过程中，通常用加入抗生素的方法来抑制杂菌 【答案】B 【分析】1、泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。 2、果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，把糖分解成二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～25℃；反应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。 3、果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌，醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动，其代谢类型属于异养需氧型。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解为醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。 【解析】A、发酵瓶需要用70%的酒精消毒，葡萄制作果酒过程中，葡萄用清水冲洗后沥干即可，A错误； B、金华火腿制作过程中盐腌等防腐措施能抑制微生物生长繁殖，这是因为食盐的主要成分是NaCl，外界环境盐浓度过高导致微生物细胞失水，B正确； C、制作泡菜时泡菜坛要密封，主要目的是提供无氧环境，使得乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，C错误； D、制作泡菜时，泡菜水中含有乳酸菌、硝酸盐还原菌和其他杂菌。乳酸菌可使蔬菜发酵，能有效控制发酵过程，抑制其他菌类和微生物生长。盐浓度高以及酒精可抵制杂菌生长，防止泡菜发霉、变质，所以我们在泡菜水中要加盐和白酒来抑制杂菌而非添加抗生素，D错误。 故选B。 9．(24-25高二下·北京市第五十五中·期中)油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃。制作时需要将豆腐浸入含有毛霉、乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。下列叙述正确的是（　　） A．卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌不存在竞争关系 B．乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2 C．微生物发酵产生了不同的代谢物使得该臭豆腐具有特殊的味道 D．臭豆腐发酵的全过程需要严格在无氧条件下进行 【答案】C 【分析】腐乳制作的原理：蛋白质等大分子物质被蛋白酶催化分解为小分子的多肽和氨基酸。 【解析】A、乳酸菌和芽抱杆菌生活在同一环境下会竞争营养物质和空间等，因此二者存在竞争关系，A错误； B、乳酸菌发酵产生乳酸，不会产生二氧化碳，B错误； C、微生物发酵将豆腐中的蛋白质和脂肪分解产生了不同的代谢物使得该豆腐具有特殊的味道，C正确； D、臭豆腐发酵所需要的毛霉属于需氧菌，全过程不能在无氧条件下进行，D错误。 故选C。 10．(24-25高二下·北京市延庆区·期中)在食醋酿造的酒精发酵阶段，除了酒精含量显著增加外，乳酸、乙酸等有机酸含量也略有增加。检测不同阶段发酵醪液（加入了酒曲的原料和水）中细菌的相对丰度（数量占比），结果如图。相关说法错误的是（　　） A．酒曲可为发酵提供产生酒精的微生物 B．食醋酒精发酵阶段需提供无菌空气 C．解淀粉乳杆菌具有较强的酒精耐受力 D．细菌的丰度变化会影响食醋的风味 【答案】B 【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果糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 【解析】A、酿造食醋的过程中的酒精发酵阶段，能产生酒精的微生物是酵母菌，发酵醪液加入了酒曲，故酵母菌是由酒曲提供的，A正确； B、食醋酒精发酵阶段的产物是酒精是酵母菌无氧呼吸的产物，要严格密封，B错误； C、在食醋酿造的酒精发酵阶段，酒精含量显著增加，从柱形图可以看出解淀粉乳杆菌含量也在增加，故解淀粉乳杆菌具有较强的酒精耐受性，C正确； D、不同的微生物会产生不同的代谢产物，故细菌的丰度变化会影响食醋的风味，D正确。 故选B。 二、非选择题 11．(24-25高二下·北京市丰台区·期中)学习以下材料，完成（1）～（4）题。 啤酒发酵的“工程革命” 传统啤酒发酵依赖游离酵母菌，需2～3周完成，且酵母菌无法重复利用。‌固定化细胞技术‌通过多孔载体（如壳聚糖-纤维素复合物）包裹酵母菌，形成“细胞工厂”（图中C）。清华大学团队利用3D打印技术构建‌梯度孔径载体‌（外层80 μm促进溶氧，内层20 μm维持厌氧），使酵母增殖与发酵分区进行，发酵周期缩短至5天，存活率达95%。进一步改进，南京工业大学团队加入石墨烯涂层，通过电信号变化实时监测酵母代谢状态。 浙江大学团队开发“光控水凝胶载体”，利用光响应特性：蓝光下光敏聚合物材料孔径扩大（溶氧>4 mg/L），红光下收缩（溶氧<0.2 mg/L），酵母可重复利用15批次。利用基因编辑技术，江南大学团队改造菌株在壳聚糖载体中连续使用8批次，酒精产率保持稳定。中科院团队则通过导入植物‌萜烯合成酶基因‌，使酵母合成芳樟醇（花香），风味物质种类增加1.5倍。‌ 巴斯夫公司开发AI模型，动态调整发酵参数（pH、溶氧），提高糖的利用率。剑桥大学团队在酵母菌中引入诱导型“自杀开关”，当温度>37℃时，酵母菌表达‌HSR1基因（热应激响应基因）‌，启动程序性死亡。 各种发酵技术的创新不断涌现，推动着啤酒产业不断发展。 （1）与传统发酵相比，固定化酵母发酵技术的最大优点是________，使连续发酵成为可能。多孔载体‌壳聚糖-纤维素复合物的三维网状结构既能允许________等小分子的扩散，又可防止________的流失。 （2）“光控水凝胶载体”的设计模拟酵母菌在不同发酵阶段对氧气的需求差异：该载体利用‌光敏聚合物材料‌，在蓝光下分子链舒展，孔径扩大便于酵母菌________呼吸从而________；在红光下分子链收缩，孔径缩小有利于酵母菌________。 （3）结合文中信息，下列相关叙述错误的是________。 A．固定化酵母细胞技术只能使用壳聚糖-纤维素复合物作载体 B．导入植物萜烯合成酶基因的酵母不会对生态环境造成影响 C．利用AI模型调整发酵参数，主要是为了提高酵母存活率 D．当温度<37℃时，酵母细胞内的‌HSR1基因并不转录翻译 （4）请分析在酵母菌中引入诱导型“自杀开关”有何意义_________。 【答案】（1）易与产物分离、且能反复利用 葡萄糖、乙醇 酵母菌 （2）有氧 快速增殖 进行无氧呼吸，产生酒精 （3）ABC （4）发酵完成后可主动终止酵母菌活性、防止基因污染、加强生物安全等 【分析】基因工程的基本操作程序包括四个步骤：目的基因的获得、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。其中需要用的基本工具有限制性内切核酸酶（简称限制酶）、DNA连接酶和运载体。限制酶能够识别DNA上特定的碱基序列，将DNA从特定的位置切开，用同种的限制酶处理目的DNA和运载体，得到相同的末端，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接起来，形成重组运载体。 【解析】（1）与传统发酵相比较，酵母细胞的固定化技术具有易与产物分离、且能反复利用的优点，从而使续发酵成为可能。多孔载体‌壳聚糖-纤维素复合物的三维网状结构既能允许葡萄糖、乙醇等小分子的扩散，又能防止酵母菌的流失。 （2）细胞较大，乙醇分子量较小，“光控水凝胶载体”的设计模拟酵母菌在不同发酵阶段对氧气的需求差异：该载体利用‌光敏聚合物材料‌，在蓝光下分子链舒展，孔径扩大便于酵母菌进行有氧呼吸，进而实现快速增殖；在红光下分子链收缩，孔径缩小有利于酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精。 （3）A、固定化细胞技术‌通过多孔载体（如壳聚糖-纤维素复合物）包裹酵母菌，所以除了使用壳聚糖-纤维素复合物外，还可以使用其他载体，A错误； B、导入植物萜烯合成酶基因的酵母，使酵母合成芳香醇，利用了基因工程技术，对生态环境可能造成影响，B错误； C、利用AI模型调整发酵参数，主要是为了提高糖的利用率，而不是提高酵母存活率，C错误； D、当温度>37℃时，酵母菌表达‌HSR1基因，启动程序性死亡，即当温度<37℃时，酵母细胞内的‌HSR1基因并不转录翻译，D正确。 故选ABC。 （4）依据题干信息：“剑桥大学团队在酵母菌中引入诱导型“自杀开关”，当温度>37℃时，酵母菌表达‌HSR1基因（热应激响应基因）‌，启动程序性死亡”，这样可以使酵母菌在发酵完成后，自动终止酵母菌活性，进而防止基因污染、加强生物安全等。 12．(24-25高二下·北京市八一学校·期中)豆瓣酱是我国传统发酵食品，发酵过程中利用了多种天然菌种。研究人员尝试分离这些菌种，进而研究它们在发酵中的作用。 （1）研究人员用________稀释豆瓣酱酱醅，得到菌液，然后用________法将菌液接种在固体培养基表面，培养一段时间后，根据菌落特征初步选择出几种微生物：葡萄球菌S、解淀粉芽孢杆菌Ba、嗜盐四联球菌T和融合魏斯氏菌W。 （2）为了检测抗生素对上述菌种的抑菌率，分别将这些菌种接种在含有不同种类、不同浓度抗生素的液体培养基内，并设置对照菌液和不接种菌的空白培养体系，在适宜条件下培养，定期检测菌液的吸光度（OD值）。已知菌液吸光度与菌体密度成正比。该实验中对照菌液组的处理方式与实验组的区别是________，某实验组菌液抗生素抑菌率的计算公式为________。 （3）3种抗生素对上述微生物的抑菌率如下图所示。据图可知，向培养基中加入抗生素________，控制其浓度为________μg/mL，能够实现对嗜盐四联球菌T的选择培养。 【答案】（1）无菌水 （稀释）涂布（平板） （2）不添加抗生素 [(对照菌液OD值-实验组菌液OD值)/(对照菌液OD值-空白培养体系OD值)]×100% （3）萘夫西林钠 1.454 【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，均匀涂布在培养基表面，经培养后可形成单个菌落。 【解析】（1）为避免杂菌感染，用无菌水稀释豆瓣酱酱醅得到菌液，然后用（稀释）涂布（平板）法将菌液接种在固体培养基表面。 （2）实验的自变量为不同种类、不同浓度的抗生素，故该实验中对照菌液组的处理方式与实验组的区别是不添加抗生素。某实验组菌液抗生素抑菌率为[(对照菌液菌体密度-实验组菌液菌体密度)/(对照菌液菌体密度-空白培养体系菌体密度)]×100%，已知菌液吸光度与菌体密度成正比，故某实验组菌液抗生素抑菌率的计算公式为[(对照菌液OD值-实验组菌液OD值)/(对照菌液OD值-空白培养体系OD值)]×100%。 （3）据图可知，当萘夫西林钠浓度为1.454 μg/mL时，该抗生素对其他三种微生物（葡萄球菌S、解淀粉芽孢杆菌Ba和融合魏斯氏菌W）的抑菌率几乎为100%，能够实现对嗜盐四联球菌T的选择培养。 13．(24-25高二下·北京市平谷中学·期中)豆汁是北京独有的、久负盛名的传统风味名吃，以其独特的风味及丰富的营养深受当地居民的喜爱。下图是以绿豆为原料制备豆汁的传统工艺流程。在此过程中，淀粉分离和发酵产酸是豆汁加工的关键工序。 （1）豆汁中的酸味主要来自乳酸菌在________条件下所产生的乳酸，乳酸发酵的反应简式是________。 （2）研究人员通过筛选豆汁中的关键发酵菌株，优化发酵工艺。将额外添加了碳酸钙的培养基经________法灭菌后倒平板，将经自然发酵得到的生豆汁接种于平板上，进行分离和计数。在适宜条件下培养一段时间后，选取培养基上________（选填“有”或“没有”）碳酸钙溶解圈的菌落，进一步纯化和培养。 （3）将得到的乳酸菌分别接种到绿豆液后，在相同条件下，检测相关指标，结果见下表。应优先选取菌株________作为优化发酵工艺的菌种，理由是________。 菌株类型检测指标 菌株A 菌株B 菌株C 菌株D 絮凝率（%） 51.61 65.42 53.87 61.37 发酵液pH 3.59 4.09 4.15 3.78 豆汁风味 腐味 清香味 清香味 弱清香味 注：絮凝率与淀粉沉降分离速度正相关，淀粉沉降分离速度越快，豆汁品质越佳。 （4）若要对筛选出的菌株进行工业化生产，还需研究其进行发酵的最佳条件，为此请提出一个可以进一步研究的问题________。 【答案】（1）无氧 C6H12O62C3H6O3+少量能量 （2）高压蒸汽灭菌 有 （3）B 菌株B的发酵液酸味柔和有清香味，且絮凝率高 （4）单位时间、单位体积的最适接种量，最适温度，最佳的发酵时长 【分析】乳酸菌是厌氧型细菌，属于原核生物，无以核膜为界限的细胞核，其参加的发酵过程需在无氧条件下进行。 【解析】（1）乳酸菌是厌氧型细菌，需在无氧条件下进行发酵，产生的乳酸，乳酸发酵的反应简式是C6H12O62C3H6O3+少量能量。 （2）对培养基常用高压蒸汽灭菌法灭菌。乳酸菌发酵会产生乳酸，乳酸能与碳酸钙反应形成碳酸钙溶解圈，所以要选取培养基上有碳酸钙溶解圈的菌落，进一步纯化和培养。 （3）对比表中A、B、C、D四种菌株，菌株B发酵液中酸味柔和、有清香味，絮凝率最高，可作为优化发酵工艺的菌种。 （4）菌株发酵需要在特定条件下进行，若要对筛选出的菌株进行工业化生产，还需研究其进行发酵的最佳条件，可从单位时间、单位体积的最适接种量，最适温度，最佳的发酵时长等方面进行研究。 地 城 考点02 微生物的培养与应用 一、单选题 1．(24-25高二下·北京市人大附中·期中)培养基、接种环、实验操作者的双手、超净工作台、牛奶，上述内容所采用的灭菌或消毒方法依次是（　　） ①化学药物消毒 ②灼烧灭菌 ③干热灭菌 ④紫外线消毒 ⑤高压蒸汽灭菌 ⑥巴氏消毒法 A．⑤③①④⑥ B．③②①⑥⑤ C．⑤②①④⑥ D．⑥②④①⑥ 【答案】C 【分析】1、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，此外，在接种过程中，试管口或瓶口等容易被污染的部位，也可以通过火焰燃烧来灭菌。 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高压蒸汽灭菌：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100 kPa，温度为121℃的条件下，维持15～30 min。 2、消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子），灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。 【解析】培养基需用湿热灭菌（高压蒸汽灭菌）；接种环可用灼烧灭菌达到迅速彻底的灭菌效果：实验操作者的双手可用化学药剂进行消毒，如用酒精擦拭双手；超净工作台可用紫外线消毒：为不破坏其营养成分，对牛奶可采用巴氏消毒法。 故选C。 2．(24-25高二下·北京师范大学附属中学·期中)“筛选”和“鉴定”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述正确的是（　　） A．基因工程中利用标记基因筛选出的细胞都含有目的基因 B．胚胎移植前进行性别鉴定对于人工控制动物的性别有重要意义 C．诱导植物原生质体融合时，观察是否再生细胞壁可筛选异种融合细胞 D．用选择培养基筛选微生物时，实验组接种微生物，对照组不接种 【答案】B 【分析】选择培养基是将允许特定种类的微生物生长、同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基。 【解析】A、基因工程中利用标记基因筛选出的细胞，只是含有运载体（如质粒），但不一定都含有目的基因。因为运载体导入细胞后，可能存在目的基因未成功连接到运载体上，或者连接成功的运载体未进入细胞等情况，A错误； B、在胚胎移植前进行性别鉴定，能够按照人们的需求，人工控制动物的性别，比如在一些畜牧业生产中，根据生产目的选择特定性别的胚胎进行移植，这对于人工控制动物的性别具有重要意义，B正确； C、诱导植物原生质体融合时，观察是否再生细胞壁只能判断原生质体是否融合成功以及融合后的细胞是否具有完整的细胞壁结构，但不能筛选出杂种融合细胞。筛选杂种融合细胞一般需要利用选择培养基等方法，根据杂种细胞与其他细胞在生长特性等方面的差异来进行筛选，C错误； D、用选择培养基筛选微生物时，实验组和对照组都要接种微生物，对照组使用的是普通培养基，通过对比实验组（选择培养基）和对照组（普通培养基）上微生物的生长情况，才能判断选择培养基是否起到了筛选作用，D错误。 故选B。 3．(24-25高二下·北京市丰台区·期中)下图表示培养和纯化酵母菌的部分操作步骤，下列相关叙述正确的是（　　） A．步骤①倒平板操作时，倒好后应立即将其倒过来放置 B．步骤②为防止污染，接种环灼烧灭菌后应快速挑取菌落 C．步骤③划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落 D．步骤④在恒温培养箱培养后，可用于对酵母菌进行计数 【答案】C 【分析】根据题意和图示分析可知：①是倒平板，②是用接种环沾取菌液，③是进行平板划线，④是培养。 【解析】A、步骤①倒平板操作时，倒好后应待平板冷却凝固后再将平板倒过来放置，A错误； B、灼烧后的接种环需在火焰旁冷却后再沾取菌液进行平板划线，B错误； C、步骤③通过连续划线，使接种物逐渐稀释分布在培养基的表面，在数次划线后培养，可分离到一个细胞繁殖而来的单个菌落，C正确； D、平板划线法接种的培养基上，由于起始段菌体密集，所以无法对其计数，D错误。 故选C。 4．(24-25高二下·北京市丰台区·期中)皮肤表面存在多种微生物，某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作错误的是（　　） A．应根据葡萄球菌的特点配置选择培养基 B．需要对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌 C．从皮肤表面取样时，应确保棉拭子无菌 D．用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布 【答案】D 【分析】实验室常用的消毒和灭菌方法的比较： 1、消毒：煮沸消毒法（一般物品）、巴氏消毒法（一些不耐高温的液体，如牛奶）、化学药剂消毒法（如用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源等）、紫外线消毒法（接种室、操作台）； 2、灭菌：灼烧灭菌（接种工具）、干热灭菌（玻璃器皿、金属用具）、高压蒸汽灭菌（培养基及容器）。 【解析】A、应根据葡萄球菌的特点配置选择培养基，A正确； B、培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，B正确； C、葡萄球菌需从人体皮肤的微生物中分离，为避免杂菌污染，故需要使用无菌棉拭子从皮肤表面取样，C正确； D、用取样后的棉拭子需要进行选择培养→梯度稀释→再将稀释液涂布到选择培养基上，D错误。 故选D。 5．(24-25高二下·北京市通州区·期中)DMF（一种含碳有机物）是一种优良的工业溶剂和有机合成材料，它广泛应用于制革、医药、农药等多个生产行业。含DMF的废水毒性大，会对环境造成严重危害，某实验小组筛选分离得到能够高效降解DMF的细菌，用于DMF的降解。相关叙述正确的是（　　） A．分离高效降解DMF的菌株所用的培养基可以是液体培养基 B．可采用平板划线法或稀释涂布平板法对细菌进行分离并计数 C．利用平板划线法接种时，灼烧接种环的次数等于划线次数 D．利用显微镜进行直接计数时，统计的结果往往大于实际活菌数 【答案】D 【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，均匀涂布在培养基表面，经培养后可形成单个菌落。 【解析】A、对微生物的分离采用固体培养基，液体培养基可以用于微生物的扩大培养，A错误； B、可采用平板划线法或稀释涂布平板法对细菌进行分离，后者还可用于微生物的计数，B错误； C、利用平板划线法接种时，由于接种前需要对接种环灭菌，因此灼烧接种环的次数比划线次数多一次，C错误； D、利用显微镜对细菌进行直接计数时，由于不能区分死菌和活菌，因此统计的结果往往大于实际活菌数，D正确。 故选D。 6．(24-25高二下·北京市延庆区·期中)如图为选育高产β-胡萝卜素的布拉霉藻的过程。随β-胡萝卜素含量增加，藻体颜色从黄色加深至橙红色。未突变菌不能在含有β-紫罗酮的培养基上生长。下列有关叙述不正确的是（　　） A．过程①属于诱变育种 B．过程③应选择黄色菌株进行富集培养 C．过程②可采用平板划线法接种 D．培养基中添加β-紫罗酮起选择作用 【答案】B 【分析】选择培养基是指允许特定种类的微生物生长，同时阻止或抑制其他微生物生长。 【解析】A、该实验是选育高产β-胡萝卜素的布拉霉藻的过程，过程①是通过紫外线照射使其发生突变，因此属于诱变育种，A正确； B、随β-胡萝卜素含量增加，藻体颜色从黄色加深至橙红色，因此过程③应选择橙红色的菌株进行富集培养，以便获得高产β-胡萝卜素的布拉霉藻，B错误； C、过程②可采用平板划线法接种，以分离获得所需要的单菌落，C正确； D、由于未突变菌不能在含有β-紫罗酮的培养基上生长，因此培养基中添加β-紫罗酮起选择作用，D正确。 故选B。 7．(24-25高二下·北京市人大附中·期中)土壤中有丰富的微生物，若要利用其中某种微生物，则需要进行菌种的分离和纯化，过程如图。下列相关叙述错误的是（　　） A．若要筛选分解尿素的细菌，所配培养基应以尿素作为唯一氮源 B．从有哺乳动物尿液的地方取样，可筛选得到产生脲酶的微生物 C．4号试管的结果表明每克土壤中的活菌数约为1.1×107个 D．该种方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目少 【答案】C 【分析】配制以尿素为唯一氮源的培养基，能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌；为了保证稀释涂布平板法统计菌落数目的结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。 【解析】A、若目的是筛选分解尿素[CO（NH2）2]的细菌，尿素可以为微生物生长提供氮源，所以所配培养基应以尿素作为唯一氮源，A正确； B、本实验的目的是欲对土壤中尿素分解菌分离计数，哺乳动物尿液中富含尿素，含尿液的土壤中有较多能分解尿素的细菌，B正确； C、4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（113+106+111）÷3÷0.1×105=1.1×108个，C错误； D、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，D正确。 故选C。 8．(24-25高二下·北京市通州区·期中)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。下列分析正确的是（　　） 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．从土壤中筛选纤维素分解菌的培养基中的唯一氮源是纤维素 B．如果将上述实验中的温度条件调整至25℃，效果会更明显 C．实验中需要设置一个不接种纤维素分解菌的空白对照实验 D．实验完成后，用于筛选的培养基可以直接进行丢弃处理 【答案】C 【分析】图表分析：在相同条件下，C组纤维素降解率最高，秸秆失重最多，说明其被分解的最多，即C组纤维素分解菌纤维素酶的活力最高。 【解析】A、纤维素不含氮，可为纤维素分解菌提供碳源，因此从土壤中筛选纤维素分解菌的培养基中的唯一碳源是纤维素，A错误； B、本实验的温度是37℃，但根据实验设计不能确定最适温度，因此将上述实验中的温度条件调整至25℃，效果不一定会更明显，B错误； C、实验中需要设置一个不接种纤维素分解菌的空白对照实验，以检验培养基灭菌是否彻底，C正确； D、实验完成后，用于筛选的培养基需要经过灭菌后才能丢弃处理，避免污染环境和旁人，D错误。 故选C。 9．(24-25高二下·北京市八一学校·期中)物质Y是一种会污染土壤的含氮有机物，Y在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解Y的细菌。在筛选目的菌的培养基中观察到几个菌落（如图所示）。下列相关叙述正确的是（　　） A．将所选取土壤灭菌后用无菌水稀释涂布于培养基 B．图中培养基可用牛肉膏、蛋白胨配制 C．应首选菌落①中的菌株进一步纯化 D．图中菌落都具有能够降解Y的能力 【答案】C 【分析】筛选培养基是指根据某种微生物的特殊营养要求或对某些化学、物理因素的抗性而设计的，能选择性地区分这种微生物的培养基。利用选择培养基，可使混合菌群中的目标菌种变成优势种群，从而提高该种微生物的筛选效率。 【解析】A、土壤稀释液中含有接种的微生物，不能灭菌，A错误； B、物质Y是一种会污染土壤的含氮有机物，实验目的是筛选出能降解Y的细菌，所以不能加入牛肉膏、蛋白胨，只能以Y作为唯一氮源，B错误； C、据图可知，①菌落最小，周围透明圈最大，说明①菌落分解Y的能力最强，所以应该选择①菌落进一步纯化，C正确； D、据图可知，图中菌落③周围未形成透明圈，不能降解Y，D错误。 故选C。 10．(24-25高二下·北京市平谷中学·期中)菜籽粕含有35%～45%蛋白质，是畜禽饲料的重要原料，但其中的单宁等抗营养因子限制了菜籽粕的应用。研究者将不同菌种接种到菜籽粕与麸皮制成的固体培养基中发酵48 h，测定菜籽粕中单宁的含量，结果如下图。下列相关叙述错误的是（　　） A．菜籽粕与麸皮为微生物提供碳源和氮源 B．接种后需对培养基进行湿热灭菌 C．黑曲霉菌对单宁的去除效果最为理想 D．对照组为不接种微生物的固体培养基 【答案】B 【分析】制备培养基的基本过程为：计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板。对培养基灭菌常用高压蒸汽灭菌。图中不同菌种接种到菜籽粕与麸皮制成的固体培养基中发酵48h后，发酵菜籽粕中单宁含量都发生了不同程度的减少，说明微生物发酵可去除单宁。 【解析】A、菜籽粕含有35%～45%蛋白质，麸皮富含纤维素，菜籽粕与麸皮可为微生物提供碳源和氮源，A正确； B、对培养基灭菌应在接种前，接种后再灭菌，菌种将被全部杀死，B错误； C、据图可知，与对照组相比，黑曲霉菌发酵菜籽粕中单宁含量最低，说明黑曲霉菌对单宁的去除效果最为理想，C正确； D、对照组为不接种微生物的固体培养基，目的是作为对照，说明微生物去除单宁的作用，D正确。 故选B。 11．(24-25高二下·北京市丰台区·期中)井冈霉素是我国科学家发现的一种抗生素，它由链霉菌井冈变种（JGs）发酵而来，广泛应用于水稻病害防治。下列相关叙述错误的是（　　） A．JGs接入发酵罐前需要扩大培养，有利于提高井冈霉素产量 B．提高发酵培养基中营养物质的浓度，可能会影响JGs存活率 C．监测JGs发酵过程中活细胞数量的变化时最适宜用活菌计数法 D．井冈霉素是糖类衍生物，JGs不含直接编码成井冈霉素的基因 【答案】C 【分析】1、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。 2、产品不同，分离提纯的方法般不同。 （1）如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来； （2）如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。 3、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。 4、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强，因而可以得到较为专的产物。 【解析】A、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，A正确； B、提高发酵培养基中营养物质的浓度，可能会影响JGs存活率，B正确； C、在发酵过程中使用的是液体培养基，不适宜用活菌计数法监测细胞数量变化，C错误； D、基因表达的产物是蛋白质，而井冈霉素是糖类衍生物，JGs不含直接编码成井冈霉素的基因，D正确。 故选C。 12．(24-25高二下·北京市陈经纶中学·期中)合成生物学被誉为继“DNA双螺旋结构的发现”和“人类基因组计划”之后的以工程化手段设计合成基因组为标志的第二次生物技术革命全球每年约产生800亿吨纤维素，我国科学家通过设计酵母体外多酶分子复合体系，开发了利用玉米秸秆高效生物合成人造淀粉和单细胞蛋白的新技术，为粮食生产提供了新的途径（如图所示）。下列叙述错误的是（　　） A．纤维素、淀粉和蛋白质都是以碳链为基本骨架的大分子 B．酵母菌以葡萄糖为底物进行有氧呼吸，产生的中间产物可转化为氨基酸 C．酵母菌在胞内合成蛋白质时，遗传信息从DNA流向RNA发生在核糖体中 D．利用发酵罐扩大生产时，需要在培养液中添加无机氮源 【答案】C 【分析】由图分析，玉米秸秆的纤维素经纤维素酶催化水解产生纤维二糖和葡萄糖，其中纤维二糖经由酵母菌纤维二糖磷酸化酶、葡萄糖磷酸化酶处理后形成直链淀粉，再用淀粉分支酶处理为支链淀粉；纤维素或纤维二糖水解产生的葡萄糖进入酵母菌内作为能源物质；酵母菌经过基因重组还能产生单细胞蛋白。 【解析】A、纤维素、淀粉为多糖，和蛋白质都是以碳链为基本骨架的大分子，A正确； B、以葡萄糖为底物进行有氧呼吸，产生的中间产物丙酮酸可以转变为丙氨酸，B正确； C、酵母菌在胞内合成蛋白质时，遗传信息从DNA流向RNA发生在细胞核中，C错误； D、该工艺中合成蛋白质需要消耗氮元素，因此利用发酵罐扩大生产时，需要在培养液中添加无机氮源，D正确。 故选C。 13．(24-25高二下·北京市第三十五中学·期中)某兴趣小组同学研究夏季开空调对室内微生物群落的影响，结果如图。下列相关叙述错误的是（　　） A．需采集相同地点不同空调状态下的空气样本测定微生物数量 B．需配制不同成分和pH的培养基分别对细菌和真菌进行培养及计数 C．本研究结果表明，夏季空调开启后室内环境的变化抑制了微生物繁殖 D．室内微生物含量高时可用紫外灯或消毒液消毒 【答案】C 【分析】分析题意可知，本实验目的是研究夏季开空调对室内微生物群落的影响，则实验的自变量是空调开放与否，因变量是室内微生物的数量，据此分析作答。 【解析】A、本实验目的是研究夏季开空调对室内微生物群落的影响，故需采集相同地点（无关变量一致）不同空调状态下（是否开放空调）的空气样本测定微生物数量，A正确； B、本实验的因变量是室内微生物的数量，故需配制不同成分和pH的培养基分别对细菌和真菌进行培养及计数，B正确； C、据图可知，空调开启后无论是细菌还是真菌的含量均高于空调关闭时，故夏季空调开启后室内环境的变化促进了微生物繁殖，C错误； D、室内微生物含量高时可用紫外灯或消毒液消毒，D正确。 故选C。 二、非选择题 14．(24-25高二下·北京市第三十五中学·期中)阅读下列材料，并回答问题： 抗菌肽的来源及其作用机理 藏猪是我国青藏高原上常年放牧生长的地方品种，在长期严酷的自然环境下，形成了抗寒、抗病、食草、肉香等优良特性，该特性与其肠道中特殊的微生物菌群有关，这些微生物分泌的维生素、多肽、蛋白质等物质，为藏猪肠道提供了优良的微生态环境，有利于预防疾病、促进健康，也为拮抗菌和抗菌物质的筛选提供了来源。 研究人员以藏猪盲肠内容物作为菌种来源，分离得到若干单菌落，通过观察菌落的形态、大小和颜色，对菌种进行挑选、编号和保存。进而采用牛津杯法从上述菌种中筛选出一株拮抗金黄色葡萄球菌和大肠杆菌活性最强的细菌。经鉴定，该菌株为枯草芽孢杆菌，并命名为TS。牛津杯法是实验室常用的抑菌实验之一，先将牛津杯（圆形小管）竖直立在已经凝固的不含营养物质的琼脂凝胶平板（下层板）上，再向牛津杯周围倒入混有指示菌的培养基（上层板），待培养基完全凝固后用镊子将牛津杯取出，用移液器向牛津杯制造的小孔中分别加入待测菌发酵液和对照液，培养一段时间后，测量小孔周围抑菌圈的大小，可反映出待测菌抑菌活性的大小。 将TS发酵产生的抑菌活性物质进行分离纯化，得到了一种新型的天然抗菌肽（TP）。有关抗菌肽的作用机理，目前学术界仍然有很大争议，一般认为作用可能包括：摧毁靶标菌的细胞膜，使细胞膜通透性增加，或者形成孔、通道、肽脂复合体，进而引起细胞内成分的外流；也可能进入靶标菌胞内，与其DNA、蛋白质等物质结合，使靶标菌代谢受阻，生长受抑制或直接死亡。研究者检测了大肠杆菌经TP处理后K+的释放情况，结果如图1。溴化乙锭（EtBr）可以嵌入到DNA碱基内部发出荧光，当结合了EtBr的DNA的浓度增加时荧光强度也增加，如果有其他嵌入DNA碱基的物质与EtBr并存，则造成结合的竞争，导致荧光强度减弱。利用这一点，研究者提取大肠杆菌的DNA经EtBr处理后，再加入不同浓度的TP，检测荧光强度，结果如图2。根据检测结果，研究者初步揭示了TP的作用机制。 （1）肠道内的微生物与藏猪存在________的种间关系。藏猪特有的可拮抗致病菌的微生物是长期严酷环境________的结果。 （2）从藏猪盲肠内容物分离得到单菌落的过程，可采用________溶解盲肠内容物制成菌液，进而采用________法将菌液接种于固体培养基表面。 （3）在牛津杯法抑菌实验中，________是需要严格灭菌的、且应通过________法灭菌。图3是利用牛津杯法筛选出TS时的操作处理，请写出小孔A、B、C、D中应加入的物质及上层板培养基的处理，并预期实验结果________。 （4）抗菌肽破坏靶标菌的细胞膜可导致细胞内成分的外流，体现了细胞膜具有________的功能；抗菌肽与蛋白质结合会引起靶标菌代谢受阻的原因是________。根据实验结果1和2，推测TP的抑菌机制是________。 （5）欲将TP用于畜牧业生产或医学实践，你认为还需要进行哪些方面的检测________？ 【答案】（1）寄生和互利共生 自然选择 （2）无菌水 平板划线法/稀释涂布平板 （3）培养皿、培养基、牛津杯、镊子、移液器（枪头）等 高压蒸汽灭菌 A处加入无菌发酵液；B、C、D处加入等量含不同种类待测菌的发酵液，其中一种是含TS的发酵液。上层板培养基中混有金黄色葡萄球菌或大肠杆菌实验结果：A处无抑菌圈，B、C、D处加入TS发酵液的位置抑菌圈最大 （4）将细胞与外界环境分隔开（维持细胞内部环境的相对稳定） 抗菌肽与蛋白质结合后改变了蛋白质的空间结构 TP可以增加大肠杆菌（靶标菌）的细胞膜通透性，破坏膜结构，还有可能进入大肠杆菌（靶标菌）细胞内，结合胞内的DNA，抑制DNA功能 （5）TP有无细胞毒性；TP是否会引发过敏反应；靶标菌是否会对TP产生抗性等（合理即可） 【分析】由题干信息可知：牛津杯法的过程是先将牛津杯（圆形小管）竖直立在已经凝固的不含营养物质的琼脂凝胶平板（下层板）上，再向牛津杯周围倒入混有指示菌的培养基（上层板），待培养基完全凝固后用镊子将牛津杯取出，用移液器向牛津杯制造的小孔中分别加入待测菌发酵液和对照液，培养一段时间后，测量小孔周围抑菌圈的大小，从而反映出待测菌抑菌活性的大小。 【解析】（1）肠道内的微生物分泌的维生素、多肽、蛋白质等物质，为藏猪肠道提供了优良的微生态环境，与藏猪存在寄生和互利共生的种间关系。藏猪特有的可拮抗致病菌的微生物是长期严酷环境自然选择的结果。 （2）从藏猪盲肠内容物分离得到单菌落的过程，要进行无菌操作，可采用无菌水溶解盲肠内容物制成菌液，进而采用平板划线法或稀释涂布平板法将菌液接种于固体培养基表面。 （3）微生物的实验室培养必须严格遵循无菌操作，在牛津杯法抑菌实验中也不例外。如培养皿、培养基、牛津杯、镊子、移液器（枪头）等都是需要严格灭菌的，灭菌方法一般是采用高压蒸汽灭菌法灭菌。要利用牛津杯法筛选出TS，其简单原理是利用测菌发酵液和对照液培养一段时间后，测量小孔周围抑菌圈的大小，从而判断待测菌抑菌活性的大小。故根据图3中的示意图可知具体过程为A处加入无菌发酵液；B、C、D处加入等量含不同种类待测菌的发酵液，其中一种是含TS的发酵液。上层板培养基中混有金黄色葡萄球菌或大肠杆菌。实验结果为A处无抑菌圈，B、C、D处加入TS发酵液的位置抑菌圈最大。 （4）抗菌肽破坏靶标菌的细胞膜可导致细胞内成分的外流，体现了细胞膜具有将细胞与外界环境分隔开，维持细胞内部环境的相对稳定的功能。由于蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞代谢所需要的酶、载体、结构蛋白、信号分子等绝大部分是蛋白质，抗菌肽与蛋白质结合后改变了蛋白质的空间结构，引起靶标菌代谢受阻。根据实验结果1和2，推测TP的抑菌机制是TP可以增加大肠杆菌（靶标菌）的细胞膜通透性，破坏膜结构，还有可能进入大肠杆菌（靶标菌）细胞内，与胞内的DNA结合，抑制DNA功能。 （5）生物技术的应用要注意食物安全、生物安全和环境安全三个方面。欲将TP用于畜牧业生产或医学实践，应还需要考虑TP有无细胞毒性；TP是否会引发过敏反应；靶标菌是否会对TP产生抗性等，并对其进行检测。 15．(24-25高二下·北京市通州区·期中)甲醇是一种高能量密度的有机物，是生物制造的理想原料。 （1）为从自然界中得到可利用甲醇的微生物——甲基营养菌，应将其接种到________的培养基进行筛选。从用途上来说，这种培养基属于________培养基。 （2）科研人员将筛选得到的甲基营养菌置于不同条件下培养，该菌的数量变化如图1所示。该菌的代谢类型为________型。 （3）甲基营养菌利用甲醇的途径如图2所示，其中Mdh催化甲醇生成甲醛的反应为可逆反应，且逆反应更容易发生。科研人员尝试利用柔性连接肽（一种由氨基酸组成的短肽序列，通常用于连接两个或多个蛋白质结构域或多肽链）将相应的酶聚集在一起，以减少中间产物的扩散，从而推动反应的正向进行。 科研人员检测了F6P的生成速率，实验结果表明融合蛋白质工程有助于甲醇的生物转化，而且Hps催化甲醛是加快甲醇转化的重要一步。请在图3中补充第3组、第4组的柔性连接肽的连接方式________。 （4）甲基营养菌还存在甲醇耐受性差的问题，下列可解决这一问题的做法（　　） A．通过诱变育种筛选出耐甲醇突变体 B．利用基因工程导入耐甲醇的基因 C．使目的菌株在甲醇逐渐增加的环境中进行培育筛选 D．调整培养基成分、pH值等，减轻甲醇对菌株的毒性影响 【答案】（1）以甲醇为唯一碳源 选择 （2）异养兼性厌氧 （3） （4）ABCD 【分析】1、微生物培养基的基本成分包括水、无机盐、碳源、氮源及特殊生长因子。培养基按物理性质分为固体、半固体、液体培养基；按用途分为选择培养基和鉴别培养基。 2、选择培养基是在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长。 【解析】（1）选择培养基是在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长。因此为获得甲基营养菌，应将其接种到以甲醇为唯一碳源的培养基进行筛选，在该培养基上甲基营养菌能生长，其他微生物不能生长，故该培养基属于选择培养基。 （2）由图1可知，有无密封膜甲基营养菌的种群数量的变化相似，可知甲基营养菌的代谢类型为异养兼性厌氧型。 （3）柔性连接肽可将相应的酶聚集在一起，以减少中间产物的扩散，从而推动反应的正向进行。1组中三种酶没有连接，为对照组；2组中Phi与Hps连接，F6P的生成速率降低；3、4组中F6P的生成速率升高，且4组中的成速率最高，可知第4组中，三种酶相连，第3组中，Mdh和Hps相连，如图所示： （4）A、通过诱变育种可改变甲基营养菌的遗传物质，筛选出耐甲醇突变体，A正确； B、利用基因工程导入耐甲醇的基因，可获得耐甲醇的甲基营养菌，B正确； C、目的菌株可能存在耐甲醇的个体，可通过逐渐增加的环境中的甲醇进行培育筛选，C正确； D、调整培养基成分、pH值等，减轻甲醇对菌株的毒性影响，从而有利于菌株的生长，D正确。 故选ABCD。 16．(24-25高二下·北京市通州区·期中)人类每年产生约4亿吨塑料废弃物，造成严重环境污染。研究者发现，能在高盐环境生存的嗜盐单胞菌等微生物，通过发酵能够产生可降解的塑料类似物聚羟基烷酸酯（简称PHA）。 （1）发酵是指人们利用微生物，在适宜条件下将原料通过________转化为人类所需要产物的过程。 （2）现代发酵技术中培养基和发酵设备都需要灭菌处理，目的是________，该过程需要消耗大量的能量。科学家根据嗜盐单胞菌的特性设计了一种不需要灭菌的开放式发酵系统（图1），该系统在工业生产中的独特优势是________，并推测该系统不需灭菌的原理________。 （3）研究人员分析了嗜盐单胞菌合成PHA的过程（图2），为了最大限度地将葡萄糖和脂肪酸转化为PHA，可以敲除嗜盐单胞菌体内编码酶的基因________，并从物质能量观的角度说明原因________。 注：细胞代谢物加方框，催化反应的酶未加方框。 （4）将选育的菌种经过________后，接种到发酵罐内进行发酵，最终获得大量菌体后还需要经过________等措施，才能获得高纯度的PHA产品。 【答案】（1）微生物的代谢 （2）防止杂菌污染 不需灭菌，减少能量消耗，降低成本 创造高盐环境，抑制杂菌生长 （3）ged和fadA、fadB基因 能够促进更多的葡萄糖和脂肪酸等物质和能量合成PHA，降低葡萄糖酸等无关物质和能量消耗 （4）扩大培养 提取、分离、纯化 【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。 【解析】（1）发酵是微生物在适宜环境下，通过微生物的代谢将原料转化为目标产物的过程。 （2）现代发酵要求纯种培养，灭菌是维持微生物纯度的关键步骤，目的是防止杂菌污染。嗜盐单胞菌可在高盐下生长，而普通微生物因渗透压失衡死亡，利用其生产PHA可以不需灭菌，减少能量消耗，降低成本。嗜盐单胞菌在高盐环境中发酵，绝大多数微生物在此环境下难以生存，因此可创造高盐环境，抑制杂菌生长。 （3）敲除ged基因→葡萄糖100%进入PHA合成路径（葡萄糖→PHA前体）；敲除fadA和fadB→脂肪酸分解产生的乙酰辅酶A，全部用于PHA合成，从物质能量观的角度来说能够促进更多的葡萄糖和脂肪酸等物质和能量合成PHA，降低葡萄糖酸等无关物质和能量消耗。 （4）将少量选育的优良菌种进行生物量扩增，满足工业发酵罐的接种量需求，将选育的菌种经过扩大培养后，接种到发酵罐内进行发酵。扩大培养：大规模生产中需要使菌种达到一定数量，将菌种接种到培养基上。因为PHA产品是代谢产物，可采用提取、分离和纯化措施来获得产品。 17．(24-25高二下·北京市第五十五中学·期中)抑郁症与肠道菌群之间存在密切的联系。我国科研人员发现某些肠道微生物产生的代谢物高香草酸（HVA）与抑郁症的发生有关，并对其相关机理进行了研究。 （1）抑郁症患者血清HVA水平较低。研究人员取抑郁症患者和健康志愿者粪便样本进行肠道微生物体外培养，培养基中应含有水、________和无机盐等营养物质，接种肠道菌群前，培养基需要经________处理，大部分实验需在________环境下操作才能获得肠道菌，结果发现患者肠道菌群中缺乏能产生HVA的B菌。 （2）检测发现抑郁症模型小鼠血清和脑组织中HVA水平均显著低于对照组健康小鼠，且肠道菌群中也缺乏B菌。研究人员对抑郁症模型小鼠进行HVA给药或肠道移植B菌，获得图1、图2所示实验结果。 ①图1结果表明移植B菌能产生HVA到达脑部，依据是________。 ②将小鼠在无法逃离的水槽中放置5 min，小鼠放弃挣扎、漂浮不动的总时长是评估抑郁症状的重要指标。图2结果表明________。 （3）已有研究表明脑部海马区的突触损伤是抑郁症的主要病理基础，而细胞过度自噬参与了突触损伤。细胞自噬过程中，细胞质基质中的LC3-Ⅰ蛋白被剪切转化为LC3-Ⅱ，LC3-Ⅱ定位到自噬体膜上，位于自噬体内膜上的LC3-Ⅱ最终在溶酶体中被降解（图3），因此细胞中两种LC3蛋白含量和两种蛋白的含量比（LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ）是细胞自噬水平的重要指标。研究人员以体外培养的小鼠海马神经细胞为材料，进行相关处理后检测细胞内LC3-Ⅰ、LC3-Ⅱ含量，结果如图4所示。 ①培养基中缺乏葡萄糖时，细胞自噬水平升高，从物质与能量的角度说明该现象对细胞生存的意义：________。 ②图4中自噬抑制剂能够抑制溶酶体功能，第4组与第2组的“LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ”的差异产生原因是________。 ③实验结果表明，HVA能够通过________，从而改善抑郁症状。 【答案】（1）碳源、氮源 灭菌 厌氧 （2）移植B菌的抑郁症模型小鼠脑组织中HVA水平显著高于抑郁症模型小鼠 移植B菌或HVA给药都能促进抑郁症状改善 （3）为细胞生存提供氨基酸、葡萄糖等必需原料物质和能源物质 第4组自噬抑制剂使自噬小体上LC3-Ⅱ降解速率下降，“LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ”增加 抑制海马神经细胞自噬减轻海马区突触损伤 【分析】细胞自噬(autophagy)就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。研究表明，人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此，细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。 【解析】（1）微生物体外培养，培养基中应含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质。因为微生物生长需要碳源提供碳元素用于合成自身物质和提供能量，氮源用于合成蛋白质等含氮物质。接种肠道菌群前，培养基需要进行高压蒸汽灭菌处理，目的是杀死培养基中的所有微生物（包括芽孢和孢子），保证后续培养的微生物是我们所需要接种的。肠道是一种厌氧的环境，因此欲获得肠道菌，大部分实验需要再厌氧环境下操作。 （2）①图1中的抑郁症模型组+B菌的而小鼠脑组织中HVA水平与抑郁症模型组小鼠相比明显要高，所以可以表明移植B菌产生的HVA到达脑部，使抑郁症模型组+B菌的而小鼠脑组织中HVA水平升高。 ②图2中的抑郁症模型组+B菌的小鼠漂浮不动时长与抑郁症模型组小鼠相比明显要低很多，抑郁症模型组+HVA的小鼠漂浮不动时长与抑郁症模型组小鼠相比明显也低很多，这说明移植B菌或HVA给药都能促进抑郁症状改善。 （3）①处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获取维持生存所需的物质和能量，所以培养基中缺乏葡萄糖时，细胞自噬水平升高，从物质与能量的角度说明该现象对细胞生存的意义是为细胞生存提供氨基酸、葡萄糖等必需原料物质和能源物质。 ②图4中第2组为培养基中缺乏葡萄糖，细胞自噬水平会升高，细胞LC3-Ⅰ含量和LC3-Ⅱ含量都较低，且LC3-Ⅱ含量比LC3-Ⅰ含量还要少。另由题干信息知，细胞自噬过程中，细胞质基质中的LC3-Ⅰ蛋白被剪切转化为LC3-Ⅱ，LC3-Ⅱ定位到自噬体膜上，位于自噬体内膜上的LC3-Ⅱ最终在溶酶体中被降解，图4中第4组为培养基中缺乏葡萄糖且加入自噬抑制剂，题干知自噬抑制剂能够抑制溶酶体功能，从而使自噬体内的物质以及自噬体内膜上的LC3-Ⅱ降解速率减慢，而LC3-Ⅰ蛋白仍可转化为LC3-Ⅱ，从而使LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值增加，并且高于第2组。 ③图4中第1组为培养基中添加有葡萄糖，图中细胞只含有LC3-Ⅰ，说明细胞基本上不发生自噬；图4中第2组为培养基中缺乏葡萄糖，细胞自噬水平会升高，细胞LC3-Ⅰ含量和LC3-Ⅱ含量都较低，且LC3-Ⅱ含量比LC3-Ⅰ含量还要少；图4中第4组为培养基中缺乏葡萄糖且加入自噬抑制剂，题干知自噬抑制剂能够抑制溶酶体功能，从而使自噬体内的物质以及自噬体内膜上的LC3-Ⅱ降解速率减慢，而LC3-Ⅰ蛋白仍可转化为LC3-Ⅱ，从而使LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值增加，并且高于第2组细胞自噬组；图4中第3组为培养基中缺乏葡萄糖且加入HVA，LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值增加，和第4组一样使LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值增加，并且高于第2组细胞自噬组，说明HVA和自噬抑制剂作用一样，能够抑制神经细胞自噬，从而减轻海马区突触损伤，从而改善抑郁症状。 18．(24-25高二下·北京市延庆区·期中)苯丙酮尿症（PKU）患者表现为苯丙氨酸的代谢产物——苯丙酮酸过度积累，阻碍脑的发育，造成智力低下，因此患者需要严格限制饮食中苯丙氨酸和蛋白质的含量。科研人员尝试筛选能降解苯丙氨酸的乳酸杆菌，用于生产PKU患者可安全食用的酸奶。 （1）筛选苯丙氨酸降解菌的液体培养基成分如下：葡萄糖、磷酸氢二钾、乙酸钠、硫酸镁，还需加入________，加水定容后调节pH，用________法灭菌，冷却后接种不同乳酸杆菌的菌种，25℃条件下培养3天。 （2）筛选苯丙氨酸降解能力强的菌株，需计算不同菌株的苯丙氨酸降解率，计算公式为________。本实验中还需设置不接菌的空白对照，目的是________。 （3）将筛选出的Y与F两种菌株制成菌悬液，取少量加至人工胃液中消化2小时，使用________法测定活菌数，检测其人工胃液耐受性。再转入人工肠液中，用同样的方法检测耐受性，结果如图： 据图判断，应选择Y菌株进行后续研究，依据是________。 （4）为研究Y菌株能否作为辅助发酵剂用于生产PKU患者可食用的酸奶，还需将其与目前常用的酸奶发酵剂YF－L（以保加利亚乳杆菌为主）混合，进行酸奶发酵实验。请在下表中完善实验方案。 组别 实验处理 检测指标 对照组：YF－L 将菌株接种于全脂复原乳中，42°C发酵至pH 4.5左右，置于4℃下冷藏24 h。 ________（至少写出2个） 实验组：________ 【答案】（1）苯丙氨酸 湿热灭菌或高压蒸汽灭菌 （2） 排除杂菌污染、苯丙氨酸自然降解等对实验结果的干扰 （3）稀释涂布平板 两种菌株在人工胃液中存活率无差异且均可繁殖，而Y菌株在人工肠液中存活率高于F菌株。 （4）YF－L中加入不同浓度的Y菌株 苯丙氨酸浓度、蛋白质含量、乳酸产量、菌落数、发酵过程中的pH变化等 【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。 【解析】（1）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的培养基，分析题意，本实验目的是筛选能降解苯丙氨酸的乳酸杆菌，故除加上以上成分外，还应以苯丙氨酸为唯一氮源，培养基需要再加入苯丙氨酸；对培养基进行灭菌的方法是高压蒸汽灭菌法（湿热灭菌法）。 （2）筛选苯丙氨酸降解能力强的菌株，需计算不同菌株的苯丙氨酸降解率，计算公式为接种前的苯丙氨酸含量−培养后的苯丙氨酸含量/接种前的苯丙氨酸含量×100%；为排除杂菌污染、苯丙氨酸自然降解等对实验结果的干扰，本实验中还需设置不接菌的空白对照：若空白对照出现菌种，则证明培养基被杂菌污染，应重新配置。 （3）能够测定活菌数目的接种方法是稀释涂布平板法；据图可知，两种菌株在人工胃液中存活率无差异且均可繁殖，而Y菌株在人工肠液中存活率高于F菌株，故应选择Y菌株进行后续研究。 （4）分析题意，本实验目的是探究Y菌株能否作为辅助发酵剂用于生产PKU患者可食用的酸奶，则实验的自变量是Y菌的有无及浓度，因变量是酸奶品质，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故据此可知，实验组是在YF－L中加入不同浓度的Y菌株，检测指标是对因变量进行测定，可通过苯丙氨酸浓度、蛋白质含量、乳酸产量、菌落数、发酵过程中的pH变化等进行测定。 19．(24-25高二下·北京市第八十中学·期中)紫花苜蓿是畜牧业重要的饲料来源，但易受平头刺盘孢菌（一种真菌）等病原体侵害。拟筛选能抑制平头刺盘孢菌的微生物，并探究其机理，为进一步生产应用提供依据。 （1）从健康苜蓿根部采集10 g土壤样品，加入90 mL的________制备土壤悬液，进行梯度稀释后取10-8浓度的样品悬液，采用________法接种至细菌LB培养基中培养。长出单菌落后，将形态不同的单菌落进行分离并纯培养，得到多种纯化的待测菌。 （2）筛选目标菌：拓取直径6 mm的平头刺盘孢菌菌饼，置于实验平板中心，在菌饼周围四个十字位点接种纯化后的待测细菌（图1），于25℃培养箱中培养7天，通过测定菌饼直径并计算抑菌率，筛选得到目标菌X。 ①该实验应以________的平板为对照。 ②若对照菌饼直径为R（mm），实验菌饼直径为r（mm），则菌落生长抑制率为________×100%。 （3）初步鉴定表明菌株X为一种芽孢杆菌。研究者推测，X可能产生了某种抑菌活性物质来抑制病原菌的生长。芽孢杆菌产生的抑菌物种类繁多，可分为挥发性物质和非挥发性物质。为探究X产生的抑菌物的种类，进行实验，处理如下表，结果如图2。 培养皿 A1 B1 A2 B2 左侧 加入细菌LB培养基 ？ ？ 小孔中加入培养过X的无菌滤液 右侧 相同位置接种等量平头刺盘孢菌 A1、B1右侧和A2、B2均加入真菌马铃薯琼脂培养基 ①B1左侧处理应为________，A2左侧小孔中应加入________。 ②分析图2结果，研究者得出结论：X产生的抑菌物为一种非挥发性物质。得出结论的依据是________。 【答案】（1）无菌水 涂布平板 （2）置入相同直径的平头刺盘孢菌菌饼但不接种细菌 （R-r）/(R-6) （3）加入细菌LB培养基并接种X LB（无菌）培养液 A1与B1两组平头刺盘孢菌菌饼直径差异不显著，但A2与B2两组菌落直径差异显著 【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。 【解析】（1）微生物培养时应注意无菌操作，故需要加入无菌水进行稀释；据图可知，菌落生长较为均匀，故接种方法是涂布平板。 （2）①为确保培养基未被污染，该实验应以置入相同直径的平头刺盘孢菌菌饼但不接种细菌的平板为对照：若空白培养基没有菌落生成，证明培养基未被污染。 ②分析题意，拓取直径6 mm的平头刺盘孢菌菌饼，置于实验平板中心，则R-6即为菌落的正常生长范围，而实验菌饼直径为r，R-r表示抑制生长的范围，则菌落生长抑制率为（R-r）/(R-6)×100%。 （3）①分析题意，本实验目的是探究X产生的抑菌物的种类，实验设计应遵循对照与单一变量原则，A1左侧加入细菌LB培养基，结合图2实验结果可知，A1左侧无菌落，而B1左侧有菌落生长，则B1左侧加入细菌LB培养基并接种X；A2左侧小孔中应加入LB（无菌）培养液以形成对照。 ②据图可知，A1与B1两组平头刺盘孢菌菌饼直径差异不显著，但A2与B2两组菌落直径差异显著，故推测X产生的抑菌物为一种非挥发性物质。 20．(24-25高二下·北京市丰台区·期中)万古霉素是治疗严重感染的最后选择，仅在其他抗生素无效时使用。万古霉素耐药菌的出现可能导致“无药可用”的局面，研究其耐药机制和传播途径可以为耐药菌的防控提供理论依据。 （1）研究者从医院土壤中分离出万古霉素耐药菌以用于研究，实验过程如下： ①将土样加入一定量的________中，等比稀释； ②取适量菌液用________法接种含________的培养基； ③培养一段时间，经过反复筛选，得到若干株万古霉素耐药菌； ④根据________进行初步鉴定，并与基因库中________序列比对，经鉴定属于肠球菌。 （2）研究者发现：细菌基因突变后会引起细胞壁增厚，从而产生耐药性。敏感菌的细胞壁末端为D-丙氨酸-D-丙氨酸，万古霉素与之结合后，会________细胞壁的合成与增厚，细菌更易死亡。而耐药菌的细胞壁结构模式图如下，据图推测万古霉素耐药菌的耐药机制：________。 （3）一段时间后，研究人员在该环境中分离出具有万古霉素耐药性的金黄色葡萄球菌，进而发现是由耐药基因（V基因）在不同菌种之间转移导致。请完善能证明该结论的实验设计，并预测选择培养基（同时含万古霉素和链霉素）表面的菌落生长情况。 M．万古霉素耐药菌——肠球菌（携带V基因） N．万古霉素敏感菌——金黄色葡萄球菌（携带链霉素抗性基因） 组别 组1 组2 组3 培养对象 a．________ 单独培养N b．________ 实验结果 c．________ d．________ 无菌落生长 （4）耐药基因的快速传播不仅使得多种敏感菌耐药，更会带来多重耐药菌的出现。请尝试提出任一措施以应对这一威胁________。 【答案】（1）无菌水 涂布平板 万古霉素 菌落特征 DNA/碱基 （2）阻断 机制：耐药菌能通过酶催化将D-Ala-D-Ala末端替换为D-Ala-D-Lac，万古霉素无法识别并结合。细菌细胞壁可以继续合成并增厚，产生耐药性 （3）a.M和N混合培养 b.单独培养M 有菌落产生 无菌落产生 （4）加强抗生素的合理使用、使用万古霉素的病人单独隔离、医疗废弃物无菌处理、新型抗耐药菌药物的研发等 【分析】微生物接种的常用方法有：平板划线法和稀释涂布平板法。 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表面。 2、稀释涂布平板法：是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。 【解析】（1）①加入无菌水是为了将土壤中的微生物稀释，便于后续的筛选和培养。 ②取适量菌液用涂布平板法接种含万古霉素的培养基，便于观察和计数。 ④根据菌落特征初步鉴定，并通过与基因库中的DNA/碱基序列比对，最终鉴定菌株。 （2）万古霉素的作用机理是阻断细胞壁的合成与增厚。耐药菌通过酶催化，将D-Ala-D-Ala末端替换为D-Ala-D-Lac，导致万古霉素无法识别并结合，细菌细胞壁可以继续合成并增厚，从而产生耐药性。 （3）组1培养对象：为了探究耐药基因是否可以在不同菌种间转移，需要将M菌和N菌混合培养。 组3培养对象：作为对照，需要单独培养M菌。组1实验结果：由于M菌具有万古霉素耐药性，因此在含有万古霉素和链霉素的培养基上，M菌可以生长，出现菌落。组2实验结果：由于N菌不具有万古霉素耐药性，因此在含有万古霉素和链霉素的培养基上，N菌无法生长，无菌落产生。 （4）可以加强抗生素的合理使用，避免滥用抗生素。 对使用万古霉素的病人进行单独隔离，防止耐药菌的传播。医疗废弃物无菌处理、新型抗耐药菌药物的研发等。 21．(24-25高二下·北京市人大附中·期中)自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性，能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。 （1）用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖，蛋白胨和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供________和氮源等营养。 （2）A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。增养一段时间后，薄层变浑浊（如图），表明________。 （3）为分离出具有溶菌作用的细菌，需要合适的菌落密度，因此应将含菌量较高的湖泊水样________后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围会出现________。采用这种方法，研究者分离、培养并鉴定出P菌。 （4）为探究P菌溶解破坏A菌的方式，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验证________。 主要实验材料和设备：P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱。 【答案】（1）碳源、氮源、维生素 （2）A菌大量繁殖 （3）梯度稀释（等比稀释） 透明圈 （4）Р菌释放可溶性物质溶解A菌（或：Р菌被A菌刺激后释放可溶性物质溶解A菌） 【分析】微生物的营养成分主要有碳源、氮源、水和无机盐等。微生物的培养基按其特殊用途可分为选择性培养基和鉴别培养基，培养基按其物理状态可分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基三类。 【解析】（1）用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖、蛋白胨和琼脂（起到凝固作用）等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供氮源、碳源和维生素等。 （2）将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层若变浑浊说明菌体数量增加，表明A菌能在培养平板中生长繁殖。 （3）菌落是指由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。因为湖泊水样中含菌量较高，所以若从其中分离具有溶菌作用的细菌，需要合适的菌落密度，应将含菌量较高的湖泊水样稀释后依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围不会出现菌体（菌体被破坏），则其周围会出现透明圈（溶菌圈）。 （4）根据实验材料和设备，圆形滤纸小片可用于吸收某种物质，离心机可用于分离菌体和细菌分泌物，为探究P菌溶解破坏A菌的方式，可假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂。 22．(24-25高二下·北京市育才学校·期中)儿茶素（C）是从茶叶中提取的一种天然多酚类化合物，有一定的抗菌作用，但作用较弱。研究人员用稀土离子Yb3+对儿茶素（C）进行化学修饰，形成配合物Yb3+-C，并探究其抗菌效果和机理。 （1）细菌的细胞膜以________为基本支架，儿茶素（C）与细胞膜的亲和力强，可以穿过细胞膜。稀土离子Yb3+可与细菌内的某些酶发生竞争性结合而降低酶的活性，也可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质________。但稀土离子与细胞的亲和力较弱，难以到达作用靶点，影响了其抗菌活性。 （2）为了确定配合物中Yb3+：C的最佳摩尔比，研究人员利用________方法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上，培养基的成分应包括________、水、无机盐等。待培养基布满菌落后，用不同摩尔比的Yb3+-C配合物处理滤纸片，将其置于培养基中一段时间后，比较滤纸片周围________的直径。 （3）将金黄色葡萄球菌制成菌悬液，分别加入等量的C、Yb3+和最佳摩尔比的Yb3+-C，测定24h内金黄色葡萄球菌存活数量变化（A600值越大，细菌数量越多），结果见下表。 0 h 2 h 4 h 8 h 16 h 24 h 对照组 0.40 0.40 0.38 0.35 0.35 0.35 C处理 0.40 0.12 0.13 0.07 0.02 0.01 Yb3+处理 0.40 0.14 0.11 0.04 0.02 0.01 Yb3+-C处理 0.40 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 由此得出的结论是________。 （4）为探究配合物Yb3+-C的抗菌机理，研究人利用透射电镜观察了各组金黄色葡萄球菌细胞内的超微结构，结果如下图。结果显示： （a）未加抗菌剂：细菌菌体较小，其细胞质分布均匀； （b）C处理：细胞壁和细胞膜等结构不光滑，略显粗糙； （c）Yb3+处理：细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象； （d）Yb3+-C处理：细胞壁及细胞膜等结构发生破裂，细胞质出现了严重的固缩及空泡化现象。 由此可见，儿茶素（C）和Yb3+作用的主要位点分别是________、________，推测Yb3+-C具有更强抗菌作用的机理是________。 【答案】（1）磷脂双分子层 DNA （2）稀释涂布平板 碳源、氮源 透明圈/抑菌圈 （3）与C、Yb3+相比， Yb3+-C能有效缩短杀菌时间、杀菌效果更好 （4）细胞壁和细胞膜 细胞质 儿茶素作用于细胞表面，使Yb3+ 更容易进入细胞内，破坏细胞结构，导致细胞死亡 【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。 【解析】（1）细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，细菌的遗传物质是DNA。 （2）微生物的培养基的基本成分包括碳源、氮源、水和无机盐，为了使金黄色葡萄球菌在平板上均匀分布，便于后续实验，应该用稀释涂布平板法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上，由于配合物Yb3+-C有抗菌的作用，所以在含Yb3+-C的滤纸片周围不会有细菌生长，所以会形成透明圈，测定透明圈的直径可以比较抗菌效果，透明圈直径越大，抗菌效果越好。 （3）分析表格中的数据，在相同的时间内，单独用C和Yb3+处理其A600值都比用Yb3+-C处理的值大，说明细菌数目多，特别是在2h时更加明显，由此得出结论与C、Yb3+相比，Yb3+-C能有效缩短杀菌时间、杀菌效果更好。 （4）根据b信息用C处理细胞壁和细胞膜等结构不光滑，略显粗糙，说明C作用于细胞壁和细胞膜，根据c信息Yb3+ 处理：细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象，说明其作用于细胞质，用Yb3+ -C处理，由于C改变了膜的通透性，所以Yb3+能够更快的进入细胞，破坏细胞结构，导致细胞死亡。 23．(24-25高二下·北京市第三十五中学·期中)禾谷镰刀菌（Fg）引起的赤霉病是小麦的主要病害之一，从小麦种子内筛选抑制Fg的内生菌，为生物防治制剂的开发提供理论支撑。 （1）取小麦种子用酒精冲洗表面进行________，研磨后加入适量________进行梯度稀释，接种至平板培养获得内生菌，可根据________进行菌种的初步鉴定，挑取不同的单菌落进行纯化，得到若干内生菌菌株。 （2）采用平板对峙培养法筛选具有抑制Fg功能的内生菌，用直径1 cm的打孔器取Fg菌饼，接种于培养基中央，分别在不同平板上将等量待测内生菌接种在距Fg 2 cm处，以________的平板为对照。一段时间后结果如图1，测量各组Fg菌落半径，计算抑菌率如图2。图中抑制率的计算公式为________，实验结果说明________。 （3）继续研究JB7的抑菌机制，用JB7培养液上清液处理Fg孢子，使用AO/PI双荧光染色评估Fg孢子细胞膜损伤情况，AO染料可以通过完整的细胞膜，呈现绿色荧光；PI染料则通过破损的细胞膜，呈现橙红色荧光，实验结果如图3。 实验结果说明JB7使Fg细胞膜受到损伤，图中a和b处的荧光颜色分别是________。 （4）欲继续研究JB7是否通过分泌水解酶，以及分泌哪些水解酶发挥抑菌作用，请从下列选项中选择药品配制培养基，通过观察透明圈进行判断（选择完成一种培养基配方即可）。 判断是否分泌纤维素酶的培养基配方：________。判断是否分泌葡聚糖酶的培养基配方：________。 A．葡聚糖 B．琼脂 C．纤维素钠 D．蛋白胨 E．MgSO4等无机盐 F．蒸馏水 【答案】（1）消毒 无菌水 菌落特征 （2）只接种Fg，不接种内生菌 抑制率=（对照组菌落直径-实验组菌落直径）/对照组菌落直径×100% 几种内生菌对Fg均有抑制作用 （3）绿色、橙红色 （4）BCDEF ABDEF 【分析】培养基：（1）根据是否加琼脂等凝固剂分为固体培养基和液体培养基。（2）一般都含水、碳源、氮源和无机盐；（3）培养真菌PH调至酸性、培养细菌PH调至中性或弱碱性、培养乳酸杆菌添加维生素； 【解析】（1）消毒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的一部分微生物。取小麦种子用酒精冲洗表面进行消毒，研磨后加入适量无菌水进行梯度稀释，接种至平板培养获得内生菌，可根据颜色、性状、隆起程度等菌落特征对菌种进行初步鉴定，挑取不同的单菌落进行纯化，进而得到若干内生菌菌株。 （2）筛选具有抑制Fg功能的内生菌可采用平板对峙培养法，即用直径1 cm的打孔器取Fg菌饼，接种于培养基中央，分别在不同平板上将等量待测内生菌接种在距Fg 2 cm处，以只接种Fg，不接种内生菌的平板做对照，以排除无关变量的干扰，增强实验结果的说服力。一段时间后结果如图1，测量各组Fg菌落半径，根据抑制率=（对照组菌落直径-实验组菌落直径）/对照组菌落直径×100%，计算抑制率并绘制图2。分析实验结果可知，几种内生菌的抑制率均高于对照组，说明几种内生菌对Fg均有抑制作用。 （3）AO染料可以通过完整的细胞膜，呈现绿色荧光，故图中a处的荧光颜色是绿色；JB7使Fg细胞膜受到损伤，PI染料则通过破损的细胞膜，呈现橙红色荧光，图中b处的荧光颜色是橙红色。 （4）判断是否分泌纤维素酶的培养基要以纤维素为唯一碳源，故培养基配方为BCDEF；判断是否分泌葡聚糖酶的培养基要以葡聚糖为唯一碳源，故培养基配方为ABDEF。 24．(24-25高二下·北京市第五十七中学·期中)学习以下材料，回答（1）～（3）题。 细菌之间的基因重组 细菌之间能够通过多种方式实现基因的交流，从而增大对环境的适应。 第一种细菌的基因重组现象发现于1946年。微生物学家Lederberg筛选出两种突变细菌，A缺乏合成甲硫氨酸的能力，B缺乏合成苏氨酸的能力。A、B菌均有链霉素抗性和敏感性两种亚型。链霉素敏感细菌在含有链霉素的培养基中不会死亡，但是没有增殖能力。Lederberg发现只有链霉素敏感A菌与链霉素抗性B菌混合后的产物，在不含甲硫氨酸和苏氨酸的选择培养基上长出菌落。经研究发现，这种称为接合的现象需要细菌之间的直接接触，经由一种特殊通道将供体菌的遗传物质转入受体菌中实现基因重组（图1）。 第二种细菌的基因重组也是Lederberg发现的。他在装有DNA酶的培养液的U型管两侧分别培养合成代谢突变菌I及合成代谢突变菌Ⅱ，二者之间用只允许病毒和大分子物质透过的滤膜隔开（图2），经过抽吸后，将培养Ⅱ一侧的菌液涂布在无添加的基本培养基上，长出了野生型菌。这种现象显然不是接合的结果，在Ⅱ侧的菌液中发现的噬菌体P揭晓了答案。P能侵染细菌并将其DNA整合到细菌拟核DNA中，一定条件下合成子代噬菌体并裂解细菌。偶然情况下，P外壳错误包装宿主细菌的部分DNA片段，释放后再侵染其他细菌时，所携带的原细菌DNA片段与后者发生基因重组。这种借由病毒的细菌基因重组称为转导。 此外，Avery的肺炎链球菌转化实验证明细菌还能够通过直接吸收外界游离DNA片段来实现基因重组。多种基因重组方式令细菌具有更强的基因交流能力，滥用抗生素引发的超级细菌感染事件频频发生，对人类医疗、畜牧养殖等产业提出了严峻挑战。 （1）图1实验中，Lederberg在筛选发生基因重组的细菌时，使用的选择培养基除了基本营养物外，还需要添加________。两种突变细菌中，供体菌是________（填“A”或“B”），在选择培养基中长出菌落的原因是________。 （2）①图2实验中，Lederberg能排除野生型菌的出现来源于接合或转化的原因是________。 ②研究者利用野生菌（T+L+C+）作为供体菌，合成代谢突变菌做受体菌（T-L-C-）。使用________法在选择培养基上对受体菌转导情况进行计数，发现T+的菌落中，有47%同时也是L+，但只有2%同时也是C+。结合实验结果，针对野生菌中3个基因在DNA上的排列顺序，提出合理假设________。 ③为进一步验证假设，请设计实验并预期实验结果________。 （3）利用本文信息，从进化与适应的角度阐明滥用抗生素引发超级细菌感染致病的原因：________。 【答案】（1）链霉素 A 抗性菌B作为受体菌含有甲硫氨酸合成基因，同时接受来自A的苏氨酸合成基因，能够在不含两种氨基酸的链霉素培养基中长出菌落 （2）滤膜无法令细菌之间直接接触，DNA酶能水解游离的DNA分子 稀释涂布平板 T-L-C或C-T-L 利用相同的野生菌与突变菌进行实验，以L+为观测指标，如果同时出现C+的概率大于同时出现T+的概率，则T-L-C为正确的排序；反之C-T-L为正确的排序 （3）带有不同抗生素抗性基因的细菌通过接合、转导、转化方式，将多种抗生素抗性基因重组整合到一起，在抗生素的选择作用下引发，具有多种抗生素抗性能力的超级细菌比例增加引发疾病 【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。 【解析】（1）由题意可知，链霉素敏感细菌在含有链霉素的培养基中不会死亡，但是没有增殖能力，图1实验中，Lederberg在筛选发生基因重组的细菌时，使用的选择培养基除了基本营养物外，还需要添加链霉素，以筛选出链霉素敏感细菌。两种突变细菌中，供体菌是A，在选择培养基中长出菌落的原因是抗性菌B作为受体菌含有甲硫氨酸合成基因，同时接受来自A的苏氨酸合成基因，能够在不含两种氨基酸的链霉素培养基中长出菌落； （2）①图2实验中，Lederberg能排除野生型菌的出现来源于接合或转化的原因是滤膜无法令细菌之间直接接触，DNA酶能水解游离的DNA分子； ②研究者利用野生菌（T+L+C+）作为供体菌，合成代谢突变菌做受体菌（T—L—C—）。使用稀释涂布平板法在选择培养基上对受体菌转导情况进行计数，发现T+的菌落中，有47%同时也是L+，但只有2%同时也是C+，两个基因距离越近，共同转导的概率越大，因此T和L距离应该比T和C更近。 ③为进一步验证假设，利用相同的野生菌与突变菌进行实验，以L+为观测指标，如果同时出现C+的概率大于同时出现T+的概率，则T-C-L为正确的排序；反之C-T-L为正确的排序； （3）从进化与适应的角度滥用抗生素引发超级细菌感染致病的原因是带有不同抗生素抗性基因的细菌通过接合、转导、转化方式，将多种抗生素抗性基因重组整合到一起，在抗生素的选择作用下引发，具有多种抗生素抗性能力的超级细菌比例增加引发疾病。 25．(24-25高二下·北京市陈经纶中学·期中)研究者从青枯菌中分离得到一种分泌蛋白C，并对其在植物抗青枯病中的作用进行了探究。 （1）为获得青枯菌的纯培养物，可利用________法将菌种接种在固体培养基上，培养获得________后，再接种到液体培养基中扩大培养，收集发酵液离心后，从________（填“上清液”或“沉淀物”）分离得到C蛋白。 （2）用等量C蛋白和无菌水处理番茄幼苗根部，检测根部免疫反应的水平，结果如图1。构建C蛋白分泌缺陷的青枯菌突变菌株，灌根接种番茄幼苗四周后，统计幼苗的存活率如图2。 图1、2结果________（填“支持”或“不支持”）“青枯菌侵染植物时通过分泌C蛋白激发的番茄根部的免疫反应增强植株生存能力”这一推论，理由是________。 （3）研究发现，青枯菌分泌的C蛋白与其分泌的A酶共同参与分解寄主植物的细胞壁，其中A酶可催化果胶分解为产物甲，而C蛋白则可催化产物甲进一步分解为产物乙。分别用果胶、产物甲、产物乙处理番茄根部，检测免疫反应水平，结果如图3。 ①综合上述研究，在图4中标出C蛋白、产物乙，并用“→”和简要的文字将上述物质与植物细胞、青枯菌构建联系，体现两种生物的相互作用________。 ②依据图4，推测图2结果出现的原因________。 【答案】（1）平板划线法或稀释涂布平板 单菌落 上清液 （2）不支持 野生型青枯菌可分泌C蛋白，但其侵染植物后，幼苗存活率降低时间较突变菌侵染的提前，可见青枯菌通过分泌C蛋白减弱了植株的生存能力 （3） C蛋白激发植物的免疫反应，有利于植物存活；但同时C蛋白分解产物甲减弱了甲对植物免疫反应的激发；综合来看，C蛋白减弱了植物的免疫反应 【分析】1、在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。 2、常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。 【解析】（1）常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，为获得青枯菌的纯培养物，可利用平板划线法或稀释涂布平板法将菌种接种在固体培养基上，培养获得单菌落后，再接种到液体培养基中扩大培养，收集发酵液离心后，从上清液（题干信息：C蛋白是分泌蛋白）分离得到C蛋白。 （2）分析图1可知，C蛋白处理组较无菌水处理组番茄根部免疫反应水平较高；分析图2可知：野生型青枯菌可分泌C蛋白，但其侵染植物后，幼苗存活率降低时间较突变菌侵染的提前，由图1和图2可推测青枯菌通过分泌C蛋白减弱了植株的生存能力。故图1、2结果不支持“青枯菌侵染植物时通过分泌C蛋白激发的番茄根部的免疫反应增强植株生存能力”这一推论。 （3）根据题意：青枯菌分泌的C蛋白与其分泌的A酶共同参与分解寄主植物的细胞壁，其中A酶可催化果胶分解为产物甲，而C蛋白则可催化产物甲进一步分解为产物乙，得到下图： 依据图4，推测得知：C蛋白激发植物的免疫反应，有利于植物存活；但同时C蛋白分解产物甲减弱了甲对植物免疫反应的激发；综合来看，C蛋白减弱了植物的免疫反应。 26．(24-25高二下·北京工业大学附属中学·期中)研究发现，感染毛霉能诱导脐橙产生具有抗病活性的红色物质（CPRE）。为探究CPRE能否替代化学杀菌剂保护采收后的脐橙，科研人员进行了研究。 （1）据右表配方配制培养基，溶解后分装到锥形瓶中，用________法灭菌后冷却至50℃左右。分别加入浓度为25、50、100、200 μg/mL的CPRE无菌溶液，摇匀备用。以无菌水作为对照。本培养基的氮源来自于________。 马铃薯培养基配方 成分 含量 马铃薯 200 g 葡萄糖 20 g 琼脂 15-20 g 蒸馏水 定容至1000 mL （2）将含不同浓度CPRE的培养基分别涂于载玻片上凝固后，接种20 μL指状青霉孢子悬浮液，在适宜条件下培养一段时间后，用显微镜观察孢子萌发情况。各组萌发率的计算公式为：视野内萌发孢子数/视野内孢子总数×100%；根据萌发率计算实验组的萌发抑制率，计算公式为________。统计结果表明CPRE能抑制指状青霉孢子萌发，且随浓度的增加抑制效果增强。 （3）将直径0.5 cm的指状青霉菌饼反贴在含不同浓度CPRE的培养基上，每个培养皿贴3块，适宜条件下培养，每24 h测量菌饼直径（单位：cm），计算平均值。结果见下表。 浓度（μg/mL） 时间 0 25 50 100 200 第1天 1.1 0.8 0.7 0.51 0.51 第2天 1.9 1.3 0.7 0.68 0.51 第3天 2.2 1.7 0.9 0.68 0.52 实验结果说明________。 （4）为进一步研究CPRE抑制指状青霉的机理，研究者进行了如下检测。 ①检测不同浓度CPRE处理，菌丝几丁质（真菌细胞壁的主要成分）含量和胞外AKP酶活性，结果如图。 注：AKP酶（碱性磷酸酶）由细胞合成后分泌到细胞壁与细胞膜的间隙。 图1和图2的结果表明，CPRE改变了细胞壁的结构和功能，判断依据是________。 ②取指状青霉菌丝用碘化丙啶（与DNA结合产生红色荧光的染料）进行染色。结果为________，证明CPRE破坏了细胞膜的完整性。 （5）请结合以上研究分析说明CPRE抵御指状青霉感染的作用机制，并阐述脐橙受到“伤害”时才会启动防御机制的意义________。 【答案】（1）高压蒸汽灭菌（湿热灭菌） 马铃薯 （2） （3）CPRE可抑制指状青霉的生长，一定范围内随CPRE浓度的增加抑制效果增强 （4）CPRE使青霉菌细胞壁中几丁质的含量下降；随CPRE浓度和时间的增加，胞外APK酶活性升高 对照组菌内无荧光：实验组菌内出现红色荧光，并随CRPE浓度增加荧光强度增强 （5）CPRE破坏指状青霉细胞壁和细胞膜，从而抑制指状青霉孢子的萌发和菌体的生长，减少了指状青霉的感染。受到“伤害”才启动防御机制，有利于物质和能量的合理分配，避免浪费，利于植物的生长和繁殖 【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；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。 【解析】（1）可用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌，培养基中的葡萄糖和马铃薯都可以为微生物提供碳源，马铃薯还可以提供氮源。 （2）各组萌发率的计算公式为：视野内萌发孢子数/视野内孢子总数×100%，则根据萌发率计算实验组的萌发抑制率的公式为（对照组萌发率−实验组萌发率）÷对照组萌发率。 （3）根据表格数据可知，与对照组相比，加入CPRE的培养基上菌饼直径变小，说明CPRE可抑制指状青霉的生长，一定范围内随CPRE浓度的增加抑制效果增强。 （4）①据图可知，CPRE使青霉菌细胞壁中几丁质的含量下降；随CPRE浓度和时间的增加，胞外APK酶活性升高，说明CPRE改变了细胞壁的结构和功能。 ②由于只有活细胞的细胞膜具有选择透过性，则对照组菌内无荧光：实验组菌内出现红色荧光，并随CRPE浓度增加荧光强度增强，则说明CPRE破坏了细胞膜的完整性。 （5）CPRE破坏指状青霉细胞壁和细胞膜，从而抑制指状青霉孢子的萌发和菌体的生长，减少了指状青霉的感染。脐橙受到“伤害”才启动防御机制，有利于物质和能量的合理分配，避免浪费，利于植物的生长和繁殖，这是脐橙受到“伤害”时才会启动防御机制的积极意义。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $