第1章 第3节 第2课时 发酵工程与应用-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程配套课件PPT（浙科版）

第2课时　发酵工程与应用 [四层]学习内容1 落实必备知识 [四层]学习内容2 融通关键能力 课时跟踪检测 目录 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 阶段验收评价（一） [四层]学习内容1 落实必备知识 1.现代发酵工业的特点 大多采用好氧、液体、深层、分批及___________发酵的方式组合进行。其中好氧以及用单一纯种微生物生产单一产品是现代发酵工业的主流。 2.微生物工业发酵的过程 (1)选育________________的菌种：是发酵工业的前提条件。 (2)筛选并不断地____________菌种：保持菌种健壮旺盛的生命力。 主干知识梳理 单一纯种 高产、优质 选育或改良 (3)将菌种___________：缩短菌种在发酵罐中发酵的时间。 (4)对_____________进行控制：保证发酵生产高效顺利进行的重要措施。 (5)分离或提纯____________。 (6)分离后的生物产品进一步_______和质检。 扩大培养 发酵过程 发酵产品 提纯 3.发酵工业菌种需要满足的条件 项目 条件 菌种的选择 选择高产的菌种，使菌种的发酵产物中，需要的产物多，不需要的产物少 培养基的选择 培养基来源充足且廉价，被转化的_________ 发酵产物的要求 易于________ 环境的要求 菌种对环境没有明显或潜在的危害 菌种的遗传特性 菌种的遗传特性和生产能力_______ 效率高 分离 稳定 4.控制发酵过程和分离提纯发酵产品 (1)发酵环境不同，同种微生物的__________可能不同；_________________等会影响微生物的发酵产物。因此要严格控制发酵过程。 (2)如果发酵产品是菌体本身，可采用______、沉淀等方法分离菌体；如果发酵产品是微生物的代谢产物，可采用___________、吸附发酵、萃取发酵等方法提取。 代谢产物 pH、氧气、温度 过滤 真空发酵 5.发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上的应用价值 (1)微生物发酵的食品和饮料，品种多、数量大、产值高。 (2)绝大多数抗生素是微生物发酵的产物，或由微生物发酵产物加工而成。 (3)医药领域中的酶抑制剂、免疫调节剂、类激素、抗氧化剂、生物表面活性剂和抗辐射药物是微生物发酵的产物或衍生物。 (4)有广泛用途的氨基酸、有机酸、醇、维生素、核苷酸逐步转向通过发酵工程大量生产。 [预习效果自评] 1.判断下列说法的正误 (1)菌种扩大培养时，常将菌种接种到固体培养基中培养。 ( ) 提示：菌种扩大培养时通常使用的是液体培养基。 (2)发酵过程中的pH、氧气、温度等均会影响发酵产物的生成。 ( ) (3)发酵工程生产条件温和、原料来源丰富，但废弃物对环境污染很大，不易处理。 ( ) 提示：发酵工程的废弃物对环境影响小且容易处理。 × √ × (4)如果发酵的产品是菌体本身，可采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来。 ( ) (5)采用双水相萃取发酵产物α-淀粉酶时，淀粉酶被萃取到上相中，而发酵过程中同时产生的蛋白酶被萃取到下相中，避免了淀粉酶对蛋白酶的分解。 ( ) 提示：蛋白酶可以催化淀粉酶分解，但淀粉酶不能催化蛋白酶分解。 × √ 2.发酵工程的基本步骤是 (　　) ①选育菌种　②配制培养基　③扩大培养 ④灭菌　⑤产品的分离、提纯　⑥接种 ⑦发酵罐内发酵 A.②④①⑥③⑦⑤　　　 B.①③②④⑥⑦⑤ C.①②④⑥③⑦⑤ 　　　 D.②④①③⑥⑦⑤ 解析：发酵工程的基本操作过程：菌种的选育→培养基的配制→灭菌→扩大培养和接种→发酵过程→产品的分离、提纯。 √ [精要内容把握] 一、知识体系建一建 二、核心语句背一背 1.发酵工程的三大特点 (1)生产条件温和；(2)原料丰富且价格低廉；(3)废弃物对环境影响小且容易处理。 2.发酵工程的应用 (1)绝大多数抗生素是微生物发酵的产物，或由微生物发酵产物加工而成。 (2)近年来，在医药领域开发的酶抑制剂、免疫调节剂、类激素、抗氧化剂、生物表面活性剂和抗辐射药物等许多新药是微生物发酵的产物或衍生物。 (3)采用发酵工程生产的酶制剂除了应用于食品工业生产中，还广泛应用于洗涤剂生产、纺织、皮革、造纸工业中。 [四层]学习内容2 融通关键能力 任务驱动 提能点　现代发酵工程及其应用 如图是葡萄酒发酵过程中一种发酵罐的示意图，思考并回答以下问题： (1)家庭酿造葡萄酒时不需要添加酵母菌菌种，而在工业生产葡萄酒时，一般需添加一定的发酵菌种，两种操作的不同的原因是什么? 提示：家庭酿酒利用的是葡萄皮上附着的天然酵母菌；工业生产时，添加发酵菌种能使发酵时的菌种数量更多，纯度更高，提高发酵效率和产品品质。 (2)该装置中设计搅拌桨进行搅拌的意义是什么?工业上在进行酒精发酵时，进气口应如何处理? 提示：搅拌桨搅拌使菌种与发酵底物更能充分接触，提高发酵效率。酒精发酵为厌氧环境，因此发酵进行时，应保证进气口关闭。 (3)酒精发酵时发酵液中的葡萄皮等固体物质会上浮覆盖在发酵液表面，形成酒帽，酒帽的出现会降低发酵速度，试分析原因，并尝试提出解决的方法。 提示：酒帽的出现使葡萄皮上的菌种无法侵入发酵液，因此会降低发酵速度。工业生产中处理酒帽的方法是定期将其按压下去，浸入发酵液。 生成认知 1.发酵工程的工业化生产要点 (1)微生物发酵是一个复杂过程，菌种、原料、产物差异，发酵所需条件不同，因此需根据发酵特点设置不同的发酵体系。 (2)好氧、单一纯种微生物生产单一产品仍是现代发酵工业的主流。 (3)发酵体系构建过程中，减少菌种传代次数，筛选优良菌种进行留种。 (4)大规模发酵时，不能直接将菌种接种到发酵罐，而是将优良菌种多次扩大培养至一定数量，然后接种，这样可以减少发酵所需的时间及有效监控发酵菌种的变异。 (5)发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物，另一类是菌体本身，根据产品不同，分离提纯的方法一般不同： ①如果发酵产品是菌体，可采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来。 ②如果发酵产品是代谢产物，可采用真空发酵、吸附发酵、萃取发酵等方法进行提取。 2.发酵工程的应用 项目 具体应用 在食品工业上的应用 生产传统的发酵产品 生产各种各样的食品添加剂 生产酶制剂 在医药工业上的应用 通过工程菌生产药物 通过改造菌种生产药物 续表 在农牧业上的应用 生产微生物肥料 生产微生物农药 生产微生物饲料 在其他方面 的应用 解决资源短缺和环境污染问题 对极端微生物的利用 [例1]　影响发酵工程的因素很多，下列叙述错误的是 (　　) A.发酵工程需考虑培养基的来源和转化效率 B.培养基中各营养物质的比例也会影响微生物的生长 C.发酵生产中，需要随时监控影响发酵过程的各种环境条件 D.选育获得优良菌种后，可以长期传代并用于大规模发酵生产中 √ [解析]　发酵工程需考虑培养基的来源和转化效率，这样才能获得比较多的产物，A正确；培养基中各营养物质的比例合适时微生物才能生长良好，某种营养物质浓度过低时不能满足微生物正常生长所需，浓度过高时则可能对微生物生长起抑制作用，B正确；发酵过程中，由于微生物代谢过程中产生热量和代谢产物的积累，发酵环境不断变化，需随时检测影响发酵过程的各种环境条件，并予以控制，保证发酵的正常进行，C正确；选育获得优良菌种后，并不能长期传代使用，因为可能会发生变异，应将优良菌种多次扩大培养一定数量，然后接种，D错误。 A.夏季生产果酒时，常需对罐体进行 降温处理 B.乙醇为挥发性物质，故发酵过程中 空气的进气量不宜太大 C.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压 D.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵 　[例2]　某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是 (　　) √ [解析]　果酒发酵的适宜温度为25 ℃左右，因此夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理，A正确；乙醇是酵母菌厌氧呼吸的产物，因此发酵过程中不需要通入空气，B错误；发酵过程中酵母菌厌氧呼吸产生了二氧化碳，但是没有消耗氧气，因此发酵罐中的气压不会低于大气压，C正确；葡萄酒发酵的原料是糖类，因此可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵，D正确。 1.下列关于发酵工程的说法，错误的是 (　　) A.选育高产、优质的菌种是发酵工业的前提条件 B.减少菌种的传代次数能减小菌种发生自发突变的概率 C.随时检测影响发酵过程的各种环境条件并予以控制，才能保证发酵的正常进行 D.在利用微生物发酵生产谷氨酸时，培养基中N/P为4∶1时菌体大量繁殖，当比值降为3∶1时繁殖减缓 跟踪训练 √ 解析：选育高产、优质的菌种是发酵工业的前提条件，A正确；减少菌种的传代次数，可减少菌种发生自发突变的概率，防止菌种退化，有利于保持菌种优良性状，B正确；发酵过程中要严格控制温度、pH、溶解氧与转速等发酵条件，需要随时检测影响发酵过程的各种环境条件并予以控制，才能保证发酵的正常进行，C正确；在利用微生物生产谷氨酸时，培养基中的C/N为4∶1时菌体大量繁殖，当比值降为3∶1时繁殖减缓，D错误。 2.与传统发酵技术相比，发酵工程的产品种类更加丰富，产量和质量明显提高。下列叙述正确的是 (　　) A.发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前者可以利用微生物来进行发酵 B.发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身 C.在发酵工程的发酵环节中，发酵条件变化会影响微生物的生长繁殖，但不会影响微生物的代谢途径 D.利用真空发酵或萃取发酵从培养液中分离微生物菌体 √ 解析：发酵工程与传统发酵技术都需要利用微生物来进行发酵，A错误；发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身，B正确；在发酵工程的发酵环节中，发酵条件不仅影响微生物的生长繁殖，也会通过影响酶的活性影响微生物的代谢途径，C错误；真空发酵或萃取发酵用于提取微生物的代谢产物，D错误。 3.(2025·陕晋宁青高考)我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，流程如下图。下列叙述错误的是 (　　) A.淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源 B.扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种 C.培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同 D.通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累 √ 解析：淀粉水解糖作为含碳有机物可以为微生物发酵提供碳源和能源，A正确。通过扩大培养可以获取足量的黑曲霉菌种，B正确。常用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌；发酵罐灭菌主要采用湿热灭菌法(高温高压蒸汽)；对空气灭菌一般不用高压蒸汽灭菌法，常用紫外线照射法和过滤除菌法，C错误。通气、搅拌可以增大溶解氧量，促进黑曲霉发酵，即促进柠檬酸积累，D正确。 4.酱油起源于我国，至今已有数千年历史。参与酱油酿造过程的微生物主要有米曲霉、酵母菌和乳酸菌等，在众多微生物及其酶系的作用下，分解大豆、小麦中的蛋白质、脂肪等有机物，最终形成具有特殊色泽和良好风味的酱油。制作酱油的流程示意图如图，下列说法正确的是 (　　) A.传统发酵技术必须选育菌种 B.大豆中的蛋白质和小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供氮源 C.发酵池发酵阶段加入食盐可以抑制杂菌生长，保证酱油质量 D.食品添加剂由于可以增加食品营养，还可以延长保存期，使用时应尽量多添加 √ 解析：传统发酵技术一般使用的是天然菌种，A错误；大豆中含有丰富的蛋白质，可为米曲霉的生长繁殖提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供碳源，B错误；抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，在发酵池中酵母菌产生的酒精能抑制杂菌的生长，乳酸菌产生的乳酸使发酵液呈酸性也能抑制杂菌的生长，同时往发酵池中添加的食盐也能抑制杂菌的生长，C正确；食品添加剂过量使用会对人体健康造成影响，甚至危及生命，不能过量使用，D错误。 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 科学思维——归纳总结现代发酵工程 1.发酵工业所需菌种需要满足的条件 大规模发酵生产中需要将选育出的优良菌种经过多次扩大培养，使其达到一定数量再接种，这样可以缩短菌种在发酵罐中的发酵时间。 2.对发酵工程中产物的分离 在发酵工程中使用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分离阶段，常采用沉淀、萃取、膜分离、吸附和离子交换等方法；在进一步纯化阶段，会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物无论是代谢产物还是菌体本身，都需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品。 3.对发酵生产时微生物及其代谢物的处理 为了减少或避免污染物的产生和排放，实现清洁生产，应该对排出的气体和废弃培养液进行二次清洁或灭菌处理。 素养评价 1.随着人们对发酵原理认识的不断深入，微生物纯培养技术的建立，以及密闭式发酵罐的成功设计，人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品。下列有关发酵工程的叙述，错误的是 (　　) A.好氧以及用单一纯种微生物生产单一产品是现代发酵工业的主流 B.选育菌种都是通过基因工程育种、诱变育种等方法获得的 C.扩大培养的目的是使优良菌种大量繁殖，便于得到足够多的菌种 D.产品的分离与提纯要根据产物的类型采用不同的分离方法 √ 解析：好氧以及用单一纯种微生物生产单一产品是现代发酵工业的主流，A正确；选育菌种的方法总体上分为两种，一种是直接从自然界中筛选出常规菌种，另一种是通过基因工程育种或者诱变育种获得工程菌种，B错误；发酵工程的发酵装置足够大，必须接种足量的菌种才能保证其产量，因此接种前要进行扩大培养以增加菌种的数量和缩短菌种在发酵罐中的发酵时间，C正确；发酵工程的产品有两种类型，如果发酵产品是菌体本身，可以采用过滤、沉淀等方法将菌体分离，如果发酵产品是代谢产物，需要根据其性质采用真空发酵、吸附发酵、萃取发酵等方法进行提取，D正确。 2.中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。 (1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为__________，并不断提高其浓度，经多次传代培养(指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用_______________的接种方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。  唯一碳源 稀释涂布平板 解析：为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，在液体培养基中，可将蔗糖作为唯一碳源。培养过程中可定期取样并采用稀释涂布平板法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。 (2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60 g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60 d以上。该系统不需要灭菌的原因是_________ _____________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。  培养基是高盐浓度的液体环境，杂菌会由于渗透失水而死亡；培养基的液体环境是碱性的，杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制 解析：由题意可知，菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强的特性，在该系统中，杂菌会因盐浓度过高或pH不适宜而死亡，故不用灭菌。 (3)研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中_______可能是高密度培养的限制因素。  氧气 解析：由于产物中产生了少量乙醇，说明发酵液缺氧导致菌株H进行了厌(无)氧呼吸，最终菌株H由于能量供应不足而使得其细胞增殖和PHA的产量均未达到预期，所以发酵条件中氧气可能是高密度培养的限制因素。 (4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA，说明其能分泌_______________________________________________。  蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶以及与PHA合成相关的酶 解析：餐厨垃圾主要含有蛋白质、淀粉、油脂等，菌株H能利用餐厨垃圾来生产PHA，说明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶，还有与PHA合成相关的酶。 一、选择题 1.D　2.D　3.D　4.B　5.A 二、简答题 1.提示：对微生物代谢及生理特征的深入了解是现代发酵工业获得微生物产物的基础。 教材活动与课后习题参考答案 2.提示：传统发酵大多是几种微生物共同参与的发酵过程，生产技术相对简单，其产品也是多种物质混杂的。现代发酵工业所使用的菌种多为纯种，其生产的产品更加追求某种物质的纯度，生产技术自动化程度高，发酵条件控制更精准、生产效率更高。 名师推荐：课题活动(一)　立足生产实践，深研微生物技术应用 紧扣新高考生物学“重实践、强应用”的脉搏，一帆融媒图书特邀名师匠心打造系列“主题式探究课题活动”。本活动深度践行新课标理念，以“鲜活课题”为引领，“有机串联核心知识”，“浸润学科核心素养”。设计突出“动手实践”与“创新思维”培养，模拟真实科研情境，引导学生亲历探究全过程。告别纸上谈兵，助力学生“融会贯通知识、锤炼关键能力” ，有效应对高考命题新趋势，是提升生物学科综合竞争力的生动实践课堂。 本资源属自主选择有偿使用栏目，敬请进入微信小程序“一帆书匠馆”在线学习。 课时跟踪检测 一、选择题 1.下列不属于发酵工程的应用的是(　　) A.生产抗生素、维生素、药用氨基酸等 B.生产啤酒、果酒和食醋等 C.化学检测和水质监测 D.生产各种各样的食品添加剂 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析：生产抗生素、维生素、药用氨基酸等为发酵工程在医药工业上的应用，A不符合题意；生产啤酒、果酒和食醋等，生产各种各样的食品添加剂，都是发酵工程在食品工业上的应用，B、D不符合题意；化学检测和水质监测不属于发酵工程的应用，C符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2.发酵工程的内容包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵和产品的分离、提纯等方面。下列关于发酵工程的认识不科学的是 (　　) A.发酵工程具有条件温和、产物单一、污染小的特点 B.发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身 C.通常所指的发酵条件包括温度控制、溶氧量控制、pH控制 D.发酵工程生产中，使用的原料相同，产物一定相同 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 解析：发酵工程具有条件温和、原料丰富且价格低廉、产物单一、污染小和容易处理的特点，A不符合题意；发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身，应用于食品工业、医药工业和农牧业等领域，B不符合题意；通常所指的发酵条件包括温度控制、溶氧量控制、pH控制等，环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成，C不符合题意；发酵工程生产中，发酵产品是由多种因素决定的，除了原料还有微生物种类、环境条件等，故使用的原料相同，产物不一定相同，D符合题意。 3.下列有关发酵工程及其应用的叙述，正确的是 (　　) A.发酵工程生产用的菌种是对自然界分离的菌种进行定向改造后获得的 B.发酵工程生产的单细胞蛋白是从微生物菌体细胞中提取出来的微生物代谢产物 C.利用发酵工程可以生产微生物肥料来增加土壤肥力、改善土壤结构、促进植株生长，如根瘤菌肥、固氮菌肥等 D.利用发酵工程生产微生物的代谢物可以用蒸馏、过滤、沉淀等方法提取 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 解析：发酵工程生产用的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种、基因工程育种获得，A错误；发酵工程生产的单细胞蛋白是蛋白质含量高的微生物菌体，B错误；发酵工程在农牧业上的应用有生产微生物肥料、微生物农药、微生物饲料等，微生物肥料可以增加土壤肥力、改善土壤结构、促进植株生长，C正确；微生物代谢物的提取，采用真空发酵、吸附发酵、萃取发酵等方法进行，D错误。 4.常在发酵罐中利用好氧菌谷氨酸棒杆菌来大量生产味精。下列叙述正确的是 (　　) A.发酵中所使用的谷氨酸棒杆菌菌种可从自然界筛选也可通过诱变育种、杂交育种或者基因工程育种获得 B.为了保证发酵产品的产量和品质，发酵配料及发酵罐需经过严格的灭菌 C.在发酵过程中，通过加料口取样，随时监测产物浓度和微生物数量 D.发酵过程需通入无菌空气，并通过搅拌使培养液与菌种充分接触后关闭通气口 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 √ 解析：谷氨酸棒杆菌属于原核生物，其繁殖方式是无性繁殖，故无法通过杂交育种获得，A错误；无菌技术是微生物发酵成功的关键，为了保证发酵产品的产量和品质，发酵配料及发酵罐需经过严格的灭菌，防止杂菌污染，B正确；在发酵过程中，应通过放料口取样，随时监测产物浓度和微生物数量，而不能通过加料口取样，否则可能会导致杂菌污染，C错误；谷氨酸棒杆菌属于好氧菌，在发酵过程中需要不断地通入无菌空气，不能关闭通气口，D错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 5.下列关于发酵工程的说法，错误的是 (　　) A.发酵工程所使用的菌种应选用遗传特征和生产能力稳定的类型 B.可以通过人工诱变选育新菌株 C.培养基、发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌 D.环境条件的变化既影响菌种的生长繁殖又影响菌体代谢产物的形成 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 解析：优质的菌种是发酵工业的前提条件，而遗传特性和生产能力稳定是优质菌种具备的条件之一，A正确；发酵工程可以从自然界中筛选优良菌种，也可以通过诱变育种或基因工程选育新菌株，B正确；培养基、发酵设备必须经过严格的灭菌，菌种是经选育而获得的，灭菌会杀死菌种，C错误；环境条件如培养温度、pH改变，不仅会影响菌种的生长繁殖，而且会影响菌体代谢产物的形成，D正确。 6.(2025·丽水质检)果啤以浓郁突出的啤酒醇香和水果风味，倍受广大消费者青睐。以下是以库尔勒香梨为主要原料，利用啤酒酵母，结合啤酒工艺工业生产果啤的基本工艺流程图。下列叙述正确的是 (　　) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 A.图中两种原料的预处理方式不同，按比例混合后可直接作为发酵培养基 B.保存在斜面培养基中的菌种，可以直接接种于发酵培养基中进行发酵 C.为了让CO2更易排出，发酵过程中空气的进气量不宜太大 D.影响果啤风味的因素除了菌种外，还有原料、pH、温度等 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 解析：图中两种原料的预处理方式不同，按比例混合后不可直接作为发酵培养基，混合物需要进行蒸煮以终止酶的进一步作用，并对果汁灭菌，A错误；保存在斜面培养基中的菌种，需要经过活化后才应用于生产，B错误；发酵利用的是酵母菌的厌(无)氧呼吸，不需要通入空气，C错误；影响果啤风味的因素除了不同的菌种外，还有不同的原料、pH、温度、氧气等环境因素，D正确。 7.(2025·宁海中学检测)青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是 (　　) A.发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖 B.可用深层通气液体发酵技术提高产量 C.选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中 D.青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 解析：青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌，所以发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，A正确；青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵技术提高产量，B正确；选育出的高产青霉素菌株经扩大培养纯化后，才可接种到发酵罐中进行工业化生产，C正确；青霉素具有杀菌作用，但不能杀死所有类型的微生物，因此为获得纯净的青霉素，发酵罐需严格灭菌，D错误。 A.米曲霉产生的蛋白酶能将蛋白质 分解成小分子多肽及氨基酸 B.在发酵初期乳酸菌含量较高，能 抑制部分有害微生物的生长 C.在酱油发酵过程中，乳酸菌和酵母菌的关系表现为相互促进 D.某些代谢产物的抑制作用是后期酵母菌数量下降的原因之一 8.如图是酱油发酵过程中主要微生物的数量变化。下列说法错误的是 (　　) √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 解析：制作酱油时，米曲霉等微生物产生的蛋白酶能将蛋白质分解成小分子多肽和氨基酸，A正确；由题图可知，在发酵初期乳酸菌含量较高，乳酸菌产生的乳酸可以抑制其他微生物的生长，B正确；分析题图可知，发酵过程中，乳酸菌含量减少时，酵母菌的数量增加，由此可知乳酸菌和酵母菌的关系不为相互促进，C错误；随着发酵的进行，由于营养物质的消耗和代谢产物的积累，某些代谢产物会抑制酵母菌的生长繁殖，D正确。 二、非选择题 9.黑曲霉发酵可以产生木聚糖酶，该酶可以将木聚糖(植物细胞壁中的主要成分之一)降解为木糖。木聚糖酶是一种很有应用价值的发酵产品，如图表示生产该酶的连续发酵设置。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 解析：据图分析：发酵过程需要搅拌器搅拌说明黑曲霉发酵产生木聚糖酶属于液体发酵，其培养基为液体培养基，有无菌空气通入说明黑曲霉属于异养需氧型微生物。 (1)根据物理性质，该发酵过程使用的培养基属于____________。根据工艺流程可知，黑曲霉的新陈代谢类型属于___________型。  液体培养基 异养需氧 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 (2)从加料口输入的培养基必须经过严格的______处理。根据图示可知，发酵过程需要严格控制_____________________与搅拌速度等条件。  灭菌 温度、pH、溶解氧 解析：微生物发酵的培养基必须进行严格的灭菌处理，发酵过程需要严格控制温度、pH、溶解氧与搅拌速度等无关变量条件。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 (3)在大规模的发酵生产中，需要将选育出的优良菌种经过多次的__________，当达到一定数量后再接种。接种的菌种最好处于生长的转折期。  扩大培养 解析：优良菌种经过多次扩大培养可以应用于大规模的发酵生产中，转折期的菌种生长速率最快，是菌种接种的最好时期。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 (4)此工艺流程(连续培养)以一定的速度不断添加新的培养基，同时又以同样的速度放出旧的培养基，可大大提高生产效率，道理在于______________________________________________________________________________________(答出3点)。  ①保证微生物对营养物质的需求；②排出部分代谢产物；③使微生物保持较长时间的快速生长 解析：连续培养的主要原理是保证微生物对营养物质的需求，排出部分代谢产物，使微生物保持较长时间的快速生长。 10.(2025·湖丽衢质检)苹果醋是一种酸性发酵健身饮料，含有丰富的维生素、无机盐、氨基酸和有机酸类，风味独特，深受广大消费者欢迎。在苹果醋生产中，醋酸菌的性能对产品质量、发酵效率有很大影响。研究者为了从醋酸菌中选出优势高产的菌种，做了相关实验，部分实验结果如下表所示。醋酸菌因产生醋酸溶解了培养基中的碳酸钙，而使菌落周围产生透明圈。回答下列问题。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 (1)菌株培养过程中需要对各种用具进行灭菌，置于超净工作台上的用具可利用_________________灭菌30分钟。  菌株编号 透明圈直径/mm 菌落直径/mm A1 3.5 1.5 A2 1.5 0.9 A3 7.0 1.8 A4 6.5 3.2 紫外灯和过滤风 解析：菌株培养过程中需要对各种用具进行灭菌，置于超净工作台上的用具可打开紫外灯并开启过滤风，灭菌30分钟。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 (2)依据菌落的_______________________________________ (答出2点)等特征筛选出四株可能是优势高产的菌株(A1、A2、A3和A4)，并采用__________________________法来进一步纯化这些菌株。筛选的菌株接种于斜面培养基后，置于___________中临时保存。根据表中实验结果，可以选取_____菌株用于生产。 大小、形状、颜色、边缘与表面光滑与否 平板划线法或稀释涂布平板 4 ℃的冰箱 A3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 解析：每一种细菌在一定条件下都会形成固定的菌落特征，可依据菌落的大小、形状、颜色、边缘与表面光滑与否等特征筛选出四株可能是优势高产的菌株(A1、A2、A3和A4)，并采用平板划线法或稀释涂布平板法来进一步纯化这些菌株。筛选的菌株接种于斜面培养基后，置于4 ℃的冰箱中临时保存。根据表中实验结果，表格中透明圈直径与菌落直径比值最大的菌株是A3，故可以选取A3菌株用于生产。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 (3)用筛选出的高产醋酸菌制作苹果醋，当苹果酸和醋酸等总酸浓度不再增加时，其原因可能是__________________________________ ____________ (答出2点)。 乙醇消耗完毕；酸度过高抑制醋酸菌 的代谢活动 解析：用筛选出的高产醋酸菌制作苹果醋，当苹果酸和醋酸等总酸浓度不再增加时，其原因可能是乙醇消耗完毕或酸度过高抑制醋酸菌的代谢活动。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 3 (4)在苹果醋工业生产过程中，除考虑上述条件外，还需考虑温度、pH和________等外界因素。  溶解氧 解析：醋酸菌是好氧菌，在苹果醋工业生产过程中，除考虑上述条件外，还需考虑温度、pH和溶解氧等外界因素。 阶段验收评价(一) 一、选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分) 1.用成熟的葡萄制作葡萄酒过程中，以下哪种方式不利于缩短酿制的时间(　　) A.加少量蔗糖 B.加入适量干酵母 C.将葡萄打成浆状 D.将发酵瓶放在37 ℃环境 √ 解析：制作果酒的原理是利用酵母菌的厌氧呼吸产生乙醇和二氧化碳。酵母菌的新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。为加快酿酒过程，可加少量蔗糖，增加糖源；可加入适量干酵母，增加酵母菌含量；可将葡萄打成浆状，增大反应的接触面积；保证发酵的适宜温度为25 ℃左右等，D符合题意。 2.如图是果酒制备的简易设备，在瓶口安装可折弯吸管的目的是 (　　) ①便于给矿泉水瓶加果汁　 ②排出酵母菌产生的CO2　 ③防止其他微生物进入　④给酵母提供氧气 A.②③ B.②④ C.①③ D.①④ √ 解析：在果酒制作过程中，不需要给矿泉水瓶加果汁，①错误；果酒发酵过程中会产生CO2，所以折弯吸管可排出酵母菌产生的CO2，②正确；折弯吸管可防止其他微生物进入，③正确；果酒发酵过程中进行厌氧呼吸，不需要给酵母提供氧气，④错误。 3.下列操作需要在酒精灯火焰旁进行的一组是 (　　) ①土壤取样　②涂布平板　③微生物的培养 ④配制培养基　⑤倒平板　⑥平板划线 A.①②③　　　　　　 B.③⑤⑥ C.②⑤⑥　　　　　　 D.②③④ √ 解析：土壤取样在室外，不需要在酒精灯火焰旁进行，①错误；涂布平板需要在酒精灯火焰旁进行，②正确；微生物的培养需要在恒温箱中进行，③错误；由于培养基要经过高压蒸汽灭菌，因此配制培养基不需要无菌环境，④错误；倒平板需要在酒精灯火焰旁进行，⑤正确；平板划线为菌种分离的方法之一，需要在酒精灯火焰旁进行，⑥正确。 4.做“微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是 (　　) A.用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在培养皿底上 B.高压灭菌加热结束时，打开排气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖 C.倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上 D.为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须高压蒸汽灭菌 √ 解析：用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上，这样便于观察，A正确；到灭菌所需时间后，切断电源，让灭菌锅内温度自然下降，当压力表的压力降至零时，打开排气阀，旋松螺栓，打开盖子，取出灭菌物品。如果压力未降到零时，打开排气阀，就会因锅内压力突然下降，使容器内的培养基由于内外压力不平衡而冲出烧瓶口或试管口，造成棉塞沾染培养基而发生污染，B错误；倒平板时，在酒精灯火焰旁，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，右手将三角瓶中的培养基倒入培养皿，而不能将打开的皿盖放到一边，C错误；为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须进行灼烧灭菌，D错误。 5.人体皮肤表面存在着多种微生物，某同学拟从中分离出葡萄球菌并计数。下述操作错误的是 (　　) A.对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌 B.使用无菌棉拭子从皮肤表面取样 C.采取平板划线法在固体培养基上接种 D.观察菌落的形态和颜色等进行初步判断 √ 解析：为避免杂菌污染干扰，需对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌，A正确；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，B正确；平板划线法不能用于计数，用取样后的棉拭子浸出液在固体培养基上涂布，采用稀释涂布平板法分离计数，C错误；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，D正确。 6.唐代苏敬的《新修本草》云：“凡作酒醴须曲，而蒲桃(即葡萄)、蜜等酒独不用曲”。下列叙述正确的是 (　　) 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”的理由是加“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：葡萄酒的酿制不需要专门接种菌种，而是利用果实表面的酵母菌进行发酵，A错误；加入菌种，可加快发酵进程，B正确；“曲”中起作用的微生物是酵母菌，C错误；制酒时应在25 ℃左右温度下先通氧让酵母菌增殖，然后再进行无氧发酵，D错误。 7.将1 mL酵母菌样液稀释10倍，采用血细胞计数板计数(计数室规格为2 mm×2 mm×0.1 mm，共25个中格)，所观察到的计数室中酵母菌分布如图。若只以图中5个中格的统计为例，则培养液中酵母菌数为 (　　) A.2.625×107个/mL 　B.2.5×107个/mL C.2.625×106个/mL 　D.2.5×106个/mL √ 解析：根据“数上不数下、数左不数右”的计数原则，5个中格中的酵母菌数分别为5、3、5、4、3，并且将样液稀释10倍，采用血细胞计数板计数(计数室规格为2 mm×2 mm×0.1 mm，共25个中格)，则培养液中酵母菌数为(5+3+5+4+3)÷5×25÷(2×2×0.1)×103×10=2.5×106(个/mL)。 8.白萝卜、红萝卜、小黄瓜等均可作为泡菜的原料，经发酵后在口感上比新鲜蔬菜更爽脆，既好吃，又助消化。下列关于泡菜制作的叙述，错误的是 (　　) A.传统泡菜制作是利用天然乳酸菌来进行发酵的 B.对洗净的泡菜坛内进行开水烫洗处理能一定程度上杀菌 C.发酵过程中要注意经常向泡菜坛盖边沿水槽中补充水 D.坛盖边沿的水槽“泡”中的气体由乳酸菌细胞呼吸产生 √ 解析：对洗净的泡菜坛内进行开水烫洗处理能一定程度上杀菌，以免发酵过程受到杂菌污染，B正确；发酵过程中要注意经常向泡菜坛盖边沿水槽中补充水，以保证无氧环境和防止杂菌污染，C正确；坛盖边沿的水槽“泡”中的气体由其他杂菌细胞呼吸产生的，乳酸菌厌氧呼吸不产生气体，D错误。 阅读下列材料，回答第9~10题。 某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是先从土壤中筛选出纤维素分解菌，并接种在已粉碎的作物秸秆堆中培养一段时间，再用清水淋洗秸秆堆，在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵。部分实验流程如图所示。 解析：一般将目标菌种接种到斜面培养基采用的是划线法，因为涂布器无法进入试管。 9.关于从土壤中筛选纤维素分解菌的实验，下列叙述错误的是 (　　) A.可选择在木材厂周围采集土样 B.需配制以纤维素为唯一碳源的选择培养基 C.对培养基进行高压蒸汽灭菌前应排尽锅内冷空气 D.采用涂布法将目标菌种接种到斜面培养基中保存 √ 10.关于利用酵母菌进行乙醇发酵的实验，下列叙述正确的是 (　　) A.该淋洗液可作为培养酵母菌的天然培养基 B.乙醇发酵过程中需始终拧紧瓶盖以防止杂菌污染 C.乙醇发酵过程中丙酮酸被[H]直接还原为乙醇 D.发酵液中的乙醇可用溴麝香草酚蓝溶液检测 解析：乙醇发酵过程中需要隔一段时间拧松瓶盖，为了排出CO2；丙酮酸先生成乙醛和CO2，乙醛再被[H]还原成乙醇；检测乙醇不可用溴麝香草酚蓝溶液。 √ 11.下列有关平板划线操作的叙述，正确的是 (　　) A.使用灭菌的接种环、培养皿，操作过程中不再灭菌 B.打开含菌种的试管后需要将试管口通过火焰，蘸取菌种后需要马上塞上棉塞 C.培养皿盖打开后将蘸有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线即可 D.待接种环冷却后再伸入菌液中蘸取一环菌液 √ 解析：平板划线过程中，接种环在每次划线之前和之后均需要灼烧灭菌，A错误；打开含菌种的试管需通过火焰灭菌，取出菌种后需再次通过火焰灭菌后塞上棉塞，B错误；将蘸有菌种的接种环迅速伸入平板内，在培养基表面划三至五条平行线，盖上皿盖，灼烧接种环，冷却后从第一次划线末端开始作第二次划线。重复上述过程，完成三、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，C错误；接种环在每次划线之前和之后均需要灼烧灭菌，将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液，D正确。 12.图甲是传统发酵技术的装置图，图乙是果酒和果醋制作过程中发生的物质变化。下列有关叙述错误的是 (　　) A.甲装置既可用于果醋的制作，也可用于果酒的制作 B.使用甲装置制作果醋时，要打开阀a，通入无菌空气 C.制作果酒和果醋的过程中，发酵液的pH都会降低 D.过程③和④都需要氧气的参与，反应场所相同 √ 解析：由题图观察可知，甲装置中阀a是充气口，控制进气，阀b是排气口，控制排气，故甲装置既可用于果醋的制作，也可用于果酒的制作，A正确；制作果醋利用的是醋酸菌，醋酸菌是好氧菌，故使用甲装置制作果醋时，要打开阀a，通入无菌空气，B正确；制作果酒和果醋的过程中，发酵液的pH都会降低，这是因为酵母菌的厌氧呼吸会产生二氧化碳，溶于发酵液后会形成碳酸，从而导致pH下降，醋酸菌产生的醋酸也会使pH降低，C正确；过程③和④都需要氧气的参与，但反应场所不同，前者在线粒体中进行，后者在细胞质中进行，D错误。 13.为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，培养结果如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整 B.图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从 Ⅲ区挑取单菌落 C.该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的 D.实验结束后培养基应直接倒入易腐垃圾桶，避免造成污染 √ 解析：由于倒平板的时候是液体，具有流动性，所以倒平板后不需间歇晃动，A错误；图中Ⅰ、Ⅱ区没有出现单菌落，说明细菌数量太多，所以应该从Ⅲ区挑取单菌落，B正确；培养基中已经出现单菌落，说明达到了菌种纯化的目的，C错误；实验结束后，需要将培养基进行灭菌后才能倒入易腐垃圾桶，避免造成污染，D错误。 14.野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸，只能在完全培养基上生长，如图为纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分流程图，①②③④代表培养基，A、B、C表示操作步骤，D、E为菌落。下列叙述错误的是 (　　) A.图中①②④为完全培养基，③为基本培养基 B.A操作的目的是提高突变率，增加突变株的数量 C.B操作是用涂布器将菌液均匀地涂布在②表面 D.经C过程原位影印及培养后，可从④中挑取E进行纯化培养 √ 解析：结合题图信息分析可知，①②④为完全培养基，③为基本培养基，A正确；紫外线可诱导突变，提高突变的频率，故A操作的目的是提高突变率，增加突变株的数量，B正确；B操作是先将菌液滴加到培养基的表面，再用涂布器蘸取菌液均匀地涂布在②表面，C正确；由题图观察可知，D在基本培养基中无法生长，而在完全培养基上能够生长，这说明D是氨基酸营养缺陷型菌株，故经C过程影印及培养后，可从④培养基中挑取D菌落进行纯化培养，D错误。 15.(2025·河南高考)食醋和黄酒是我国传统的日常调味品，均通过发酵技术生产。下列叙述错误的是 (　　) A.醋酸的发酵是好氧发酵，而酒精的发酵是厌氧发酵 B.以谷物为原料酿造食醋和黄酒时，伴有pH下降和气体产生 C.食醋和黄酒发酵过程中，微生物繁殖越快发酵产物产率越高 D.使用天然混合菌种发酵往往会造成传统发酵食品的品质不一 √ 解析：醋酸发酵利用的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型，故醋酸的发酵是好氧发酵；参与酒精发酵的微生物是酵母菌，需要进行无氧呼吸产生酒精，故酒精的发酵是厌氧发酵，A正确。以谷物为原料酿造食醋和黄酒时，产物中的乙酸、二氧化碳等会使pH下降，且酿造过程中均有气体产生，B正确。黄酒发酵过程中，酵母菌在有氧条件下繁殖，在无氧条件下产酒精，繁殖越快则发酵产物(酒精)产率越低，C错误。传统发酵所用的是自然菌种，没有进行严格的灭菌，以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，往往会造成传统发酵食品的品质不一，D正确。 16.某同学为观察自然状态下手掌上附着的微生物，将自己的手掌在配制好的LB固体培养基上轻轻按压，然后 将平板倒置于恒温培养箱中培养48 h，结果如图 所示。下列叙述错误的是 (　　) A.对配制的培养基需要进行高压蒸汽灭菌 B.对手掌需要充分清洗并用75%酒精擦拭消毒 C.可通过观察菌落的形态和颜色初步判断微生物的类型 D.手掌上的某些微生物未能在该培养基上生长繁殖形成菌落 √ 解析：为了避免杂菌的污染，对配制的培养基需要进行高压蒸汽灭菌，A正确；该实验目的是观察自然状态下手掌上附着的微生物，要对手掌进行取样，不能对手掌消毒，B错误；一般来说，在一定的培养条件下(相同的培养基、温度及培养时间)，同种微生物表现出稳定的菌落特征，所以可通过观察菌落的形态和颜色初步判断微生物的类型，C正确；本实验采用的是LB固体培养基，并不适用于所有的微生物培养，所以手掌上的某些微生物在该培养基上并没有生长繁殖形成菌落，D正确。 17.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新技术。下列相关叙述错误的是 (　　) A.发酵工程的产品包括微生物的代谢物、酶以及菌体本身等 B.发酵工程中的菌种在不同的发酵阶段要求的环境条件是不同的 C.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取的蛋白质，可作为食品添加剂、微生物饲料等 D.在发酵工程中，发酵条件的改变会影响微生物的生长繁殖和代谢途径 √ 解析：单细胞蛋白是指微生物的菌体，C错误。 18.某兴趣小组进行了泡菜制作，并对发酵过程中乳酸菌数量、泡菜中亚硝酸盐含量以及溶液pH等进行测量记录，绘制出如图所示曲线图。下列相关叙述正确的是 (　　) 解析：分析题图可知，与第3天相比，第8天亚硝酸盐含量明显较低，因此第8天后的泡菜更适于食用；由图可知，泡菜制作过程中，乳酸菌数量先增多后减少，而不是呈“J”形增长；乳酸菌厌氧呼吸的产物是乳酸；制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，主要目的是创造无氧条件。 √ A.与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用 B.泡菜制作过程中，乳酸菌种群数量呈“J”形增长 C.溶液pH呈下降趋势的原因是乳酸菌细胞呼吸产物为酒精和CO2 D.制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，主要目的是创造无光条件并保温 19.维生素C(Vc)是人和许多动物必需的营养物质。我国微生物学家分别利用氧化葡萄糖酸杆菌和假单孢杆菌，采用两次微生物发酵的方法，使Vc的生产步骤更加简单。下列有关利用两次微生物发酵法进行工业化生产Vc的叙述，错误的是 (　　) A.可用稀释涂布平板法分离纯化生产所需的氧化葡萄糖酸杆菌和假单孢杆菌 B.生产过程中可用显微镜直接计数法检测单位体积的培养液中的两种活菌数目 C.生产过程中需要对发酵设备和培养基进行严格的灭菌处理，以防止杂菌污染 D.可用诱变或基因工程方法培育更加高产的氧化葡萄糖酸杆菌和假单孢杆菌菌种 √ 解析：可用稀释涂布平板法和平板划线法分离纯化生产所需的氧化葡萄糖酸杆菌和假单孢杆菌，A正确；统计微生物数目的方法通常采用显微镜直接计数法和稀释涂布平板法，其中活菌计数通常采用稀释涂布平板法，这是因为显微镜直接计数法不能区分死菌和活菌，B错误；生产过程中需要对发酵设备和培养基进行严格的灭菌处理，以防止杂菌污染，从而导致生产失败，C正确；诱变育种是利用物理或化学因素，诱发生物产生基因突变，从中选择优良变异；基因工程是将外源目的基因导入受体细胞，按照人意愿改造生物的性状，故可用诱变或基因工程方法培育更加高产的氧化葡萄糖酸杆菌和假单孢杆菌菌种，D正确。 20.渥堆是六堡茶生产的关键工艺，渥堆期间微生物分泌的多酚氧化酶可催化茶叶中的儿茶素(C15H14O6)形成黄红色的氧化聚合物。要从渥堆茶叶样品中筛选产多酚氧化酶的细菌，下表中培养基配方设计最合理的是(注：“-”表示不添加；“+”表示添加。) (　　) 选项 组分/ (g/L) 名称 儿茶 素 牛肉 膏 葡萄 糖 蛋白胨 KNO3 NaCl 琼脂 2 5 20 1 10 5 18 A 甲 - - + + + + + B 乙 + + - - + + + C 丙 + - + - - + + D 丁 + + + + + - - √ 解析：甲培养基没有儿茶素，无法筛选，A错误；乙培养基为固体培养基，且含有碳源、氮源、无机盐、水、儿茶素，B正确；丙培养基没有氮源，产多酚氧化酶的细菌无法生存，C错误；丁未加入琼脂，液体培养基无法筛选，D错误。 二、非选择题(本大题共60分) 21.(8分)回答下列与酿酒和制醋有关的问题： (1)果酒制作过程中严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，这直接关系到是否能得到质量高、产量多的理想产物，通常所指的发酵条件不包括______。  A.温度控制 B.溶解氧控制 C.pH控制 D.酶的控制 D 解析：果酒发酵需严格控制发酵条件，如温度、溶解氧和pH等，但不包括酶的控制，故选D。 (2)对野生酵母菌进行诱变后用_______和________的培养基，可筛选得到具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌，提高酒精发酵的效率。  高糖 加酸 解析：对野生酵母菌进行诱变后用高浓度的蔗糖(或葡萄糖)和加酸(即调低pH)的培养基，可筛选得到具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌，提高酒精发酵的效率。 (3)可通过测定酵母菌数量、发酵液密度和酒精浓度等措施监控酒精发酵情况。发酵初期，可采用_______________法测定酵母菌的活菌数量；发酵中期，发酵液密度降低的原因是____________________________________________。  稀释涂布平板 发酵过程中糖被消耗，产生的酒精密度比糖水低 解析：可通过测定酵母菌数量、发酵液密度和酒精浓度等措施监控酒精发酵情况。发酵初期，可采用稀释涂布平板法测定酵母菌的活菌数量；发酵中期，由于发酵液中糖被消耗，产生的酒精密度比糖水低，因此发酵液密度降低。 22.(10分)船舶运输、海上油气开采以及沿岸工业排污均可能造成石油污染，破坏生态环境。实验小组从被石油污染的土壤中分离得到一株石油降解菌A，研究其降解石油的能力。回答下列问题： (1)根据物理状态分类，分离石油降解菌的培养基属于______培养基；从功能上分类，属于选择培养基，原因是______________________________________。微生物培养基一般含有水、____________________ (答出三点)等营养物质。  固体 只有石油降解菌能在该培养基上生长繁殖 无机盐、碳源和氮源 解析：分离微生物一般采用固体培养基。分离石油降解菌的培养基以石油为唯一碳源，只有能降解石油的微生物可以生长繁殖，其他不能降解石油的微生物受到抑制，因此属于选择培养基。微生物培养基的成分一般有水、无机盐、碳源和氮源等。 (2)为研究菌株A降解石油的能力，在含有一定浓度石油的培养基上接种后培养，则空白对照组的处理方法为______________________________。培养一段时间后，检测到空白对照组石油剩余量为C0，接种组石油剩余量为C1，则菌株A的石油降解率为_____________________。  不接种菌种，在相同条件下培养 [(C0-C1)÷C0]×100% 解析：为了研究菌株降解石油的能力，空白对照组的处理方法为不接种石油降解菌，实验组接种石油降解菌，且在相同条件下培养。培养一段时间后，检测到空白对照组石油剩余量为C0，接种组石油剩余量为C1，则菌株A的石油降解率为[(C0-C1)÷C0]×100%。 (3)海水高盐度离子会严重制约石油降解菌的生长以及降解活性，传统的非耐盐菌株并不适合在高盐环境下降解石油。若要从菌株A群体中筛选获得耐盐降解菌，请简要答出实验的思路：______________ __________________________________________________________。  将菌株A接种到盐度相对较高的石油培养基中，能正常生长繁殖的即耐盐降解菌 解析：从已有的菌株筛选获得耐盐降解菌，可将菌株接种到盐度相对较高的石油培养基中，筛选出耐盐降解菌。 23.(14分)(2025·北京高考)链霉菌A能产生一种抗生素M，可用于防治植物病害，但产量很低。为提高M的产量，科研人员用紫外线和亚硝酸对野生型链霉菌A的孢子悬液进行诱变处理，筛选M产量提高的突变体(M+株)，以应用于农业生产。 (1)紫外线和亚硝酸均通过改变DNA的__________，诱发基因突变。  碱基序列 解析：基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。紫外线属于诱发基因突变的物理因素，亚硝酸属于诱发基因突变的化学因素，两者均通过改变DNA分子的碱基序列诱发基因突变。 (2)因基因突变频率低，孢子悬液中突变体占比很低；又因基因突变的_________________性，M+株在全部突变体中的占比低。要获得M+株，需进行筛选。  解析：基因突变除了具有低频性，还具有随机性、不定向性等特点。由于基因突变的随机性，突变了的菌株不一定是抗生素M合成相关基因突变的菌株；由于基因突变的不定向性，抗生素M合成相关基因突变了的菌株不一定能产生更多的抗生素M，也可能是产生更少抗生素M的菌株。 随机性和不定向 (3)链霉菌A主要进行孢子繁殖。研究者对链霉菌A发酵液进行了粗提浓缩，得到粗提液，测定粗提液对野生型链霉菌A孢子萌发的影响，结果如图。 由图可知，粗提液对野生型孢子萌发有_________作用。  解析：据图分析可知，随着培养基中粗提液浓度的升高，野生型孢子萌发率逐渐降低，推测粗提液对野生型孢子萌发有抑制作用。 抑制 (4)随后研究者进行筛选实验。诱变处理后，将适量孢子悬液涂布在含有不同浓度粗提液的筛选平板上，每个浓度的筛选平板设若干个重复，28 ℃培养7天。从每个浓度的筛选平板上挑取100个单菌落，再次分别培养后逐一测定M产量，统计结果如下表。 组别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 筛选平板中粗提液浓度/(mL·100 mL-1) 2 5 8 10 12 15 所取菌落中M+株占比/% 0 13 25 65 20 3 ①用图中信息，解释表中Ⅳ组M+株占比明显高于Ⅲ组的原因：___________________________________________________________________________。  解析：由图可知，与粗提液浓度为8 mL·100 mL-1(Ⅲ组)相比，粗提液浓度为10 mL·100 mL-1(Ⅳ组)对野生型孢子萌发的抑制作用较强，Ⅳ组野生型孢子几乎不能萌发，所以在该浓度条件下，野生型孢子萌发受抑制，M+株相对更容易存活，导致Ⅳ组M+株占比明显高于Ⅲ组。 与Ⅲ组相比，Ⅳ组粗提液对野生型孢子萌发的抑制作用更强，M+株相对更容易存活 ②表中Ⅲ组和Ⅴ组中M+株占比接近，但在筛选平板上形成的菌落有差异。下列叙述正确的有______ (多选)。  A.Ⅲ组中有野生型菌落，而Ⅴ组中没有野生型菌落 B.Ⅴ组中有M产量未提高的突变体菌落，而Ⅲ组中没有 C.与Ⅲ组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的突变体在Ⅴ组中被抑制 D.与Ⅲ组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的M+株在Ⅴ组中被抑制 综上所述，用_________________________粗提液筛选是获得M+株的有效方法。  AD (浓度为)10 mL·100 mL-1 解析：据图分析可知，Ⅲ组中粗提液浓度相对较低，平板上可能有野生型菌落；Ⅴ组中粗提液浓度较高，野生型孢子不能萌发，没有野生型菌落，A正确。基因突变具有不定向性和随机性等特点，所以Ⅴ组和Ⅲ组中均可能有M产量未提高的突变体菌落，B错误。Ⅴ组中粗提液浓度比Ⅲ组高，与Ⅲ组相比，若诱变处理后的孢子悬液中更多的突变体(包括M+突变体和非M+突变体)在Ⅴ组中被抑制，则Ⅲ组和Ⅴ组中M+株占比不会接近，C错误。与Ⅲ组相比，若诱变处理后的孢子悬液中更多的M+株在Ⅴ组中被抑制，可能会导致Ⅲ组和Ⅴ组中M+株占比接近，且在筛选平板上形成的菌落有差异，D正确。综上所述，用浓度为10 mL·100 mL-1粗提液筛选是获得M+株的有效方法。 24.(10分)椪柑是自贡地区主产水果之一，某生物兴趣小组尝试用椪柑作原料制作果酒和果醋，探索农产品转化的可行性。请分析并回答下列问题： (1)在实验选用的两种微生物中，醋酸菌与酵母菌在细胞结构上最大的区别是_____________________________，整个发酵过程需要有氧气参与的微生物是_________。  醋酸菌没有核膜包被的细胞核 醋酸菌 解析：醋酸菌属于原核生物，酵母菌属于真核生物，原核生物和真核生物在细胞结构上最大的区别是原核细胞没有核膜包被的细胞核；参与果醋制作的醋酸菌是好氧菌，因此醋酸发酵的整个过程都需要有氧气参与。 (2)果酒发酵过程是否产生了酒精，可通过________________溶液来检测，若发酵液出现_______色，说明发酵基本成功。  解析：酒精可用酸性重铬酸钾溶液来检测，颜色由橙色变成灰绿色。 酸性重铬酸钾 灰绿 (3)纯化酵母菌菌种常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法，而统计发酵液中活菌的数目时不能用平板划线法，原因是______________________________________________________________________________________________________________ (答出2点即可)。  解析：纯化酵母菌菌种常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法，而统计发酵液中活菌的数目时不能用平板划线法，原因是平板划线法不能确定取样的多少、最初画线处生长出来的菌落聚集在一起无法计数、灼烧接种环时死亡的菌种数无法估算等。 平板划线法不能确定取样的多少、最初画线处生长出来的菌落聚集在一起无法计数、灼烧接种环时死亡的菌种数无法估算 (4)实验过程中，某同学制作椪柑酒时发生了发酵液外溢的现象，请你从发酵瓶的发酵情况分析，帮助该同学找出操作中可能的错误并改正：_______________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________(至少写出一点)。  ①发酵瓶中发酵物太多，发酵瓶的发酵物不要超过容器瓶体积的1/2；②发酵瓶的瓶盖没有插入吸管(或没有及时排出气体)，应将吸管短臂插入发酵瓶的瓶盖，并将吸管的长臂端插入水中 解析：实验过程中，某同学制作椪柑酒时发生了发酵液外溢的现象，从发酵瓶的发酵情况可推知该同学操作中可能的错误：①发酵瓶中发酵物太多，发酵瓶的发酵物不要超过容器体积的1/2；②发酵瓶的瓶盖没有插入吸管，应将吸管短臂插入发酵瓶的瓶盖，并将吸管的长臂端插入水中。 25.(18分)某研究小组分离提纯葡萄皮上的野生酵母菌时，选取了从自然界中采集到的葡萄，用无菌水将葡萄皮上的微生物冲洗到无菌的三角瓶中进行培养。回答下列问题： (1)配制酵母菌培养液时需加入一定剂量的青霉素等抗生素，其目的是__________________，对培养液进行灭菌时，切断高压蒸汽灭菌锅热源后，须待观察到_________________________时，才能打开放气阀以释放锅内余气，最后开启锅盖取出培养液。  抑制细菌的生长 压力表指针降至“0”点 解析：分离野生酵母菌时需要加入青霉素等抗生素的原因是酵母菌对青霉素不敏感，而细菌、放线菌等对青霉素敏感，所以培养基中加入青霉素可以抑制细菌的生长。切断高压蒸汽灭菌锅热源后，须待观察到压力表指针降至“0”点，才能打开放气阀以释放锅内余气。 (2)该研究小组成功分离出某品种的酵 母菌后，用等量菌液分别接种于3个盛有 等量液体培养基的三角瓶中，并分别置 于转速为150 r/min、200 r/min、250 r/min 的摇床上培养，检测结果如图1所示，摇床转速为250 r/min的酵母菌种群密度最大的原因是________________________________________ __________________________________________。  解析：分析图1可知，摇床转速越高，提供的氧气越充足，菌株与菌液接触越充分，营养物质利用率越高，酵母菌代谢越旺盛，增殖越快，因此摇床转速为250 r/min时酵母菌种群密度最大。 摇床转速越高，提供的氧气越充足，营养物质利用率越高，酵母菌代谢越旺盛，增殖越快 (3)图2是采用血细胞计数板直接计数和稀释涂布平板法计数培养液中酵母菌数量时得到的结果，其中采用稀释涂布平板法计数得到的是曲线_____，下列判断依据正确的有________ (填编号)。  ①稀释涂布平板法只计数活的酵母细胞，死细胞无法形成菌落 ②采用血细胞计数板直接计数时，可能会将死细胞与活细胞一起计数 ③采用稀释涂布平板法计数时，两个或多个细胞连在一起长成一个菌落 ④采用稀释涂布平板法计数时，因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目 乙 ①② 解析：根据图2可知，由于稀释涂布平板法只计数活的酵母菌，血细胞计数板直接计数会将死细胞一起计数，则稀释涂布平板法获得的菌落数目比血细胞计数板直接计数获得的微生物数目少，因此采用稀释涂布平板法计数的是曲线乙。则判断依据有①②。 (4)通过如图3所示的方法进行纯化培养时，用移液枪取最终的酵母菌稀释液0.1 mL滴在培养基表面，然后将蘸有少量酒精的涂布器___________后再进行涂布。在恒温培养箱中培养一段时间后，其中某组的4个平板上菌落数分别为69个、52个、44个、26个，则可以推测原酵母菌液中每毫升含菌数约为___________个。  灼烧冷却 5.5×107 解析：在培养基上进行涂布时，要将涂布器灼烧冷却后才能进行涂布操作。根据图3可知，菌液被稀释了105倍，同时选择菌落数目在30~300的平板进行计数，所以推测原酵母液中每毫升含菌数约为 (69+52+44)÷3÷0.1×105=5.5×107 (个)。 (5)稀释涂布平板法的计数原理是___________________________ __________________________________________________________________________________，计数一般要在______________时进行计数，理由是_________________________________________。  当样品稀释度足够高时，培养基表面的一个菌落来源于一个活菌，通过统计菌落数即可推测出样品中大约有多少活菌 菌落数目稳定 防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目 解析：测定微生物数量常用的方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数法，应用稀释涂布平板法统计样品中活菌数目的原理是当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活细菌。统计菌落数目时，要选取菌落数目稳定时的记录作为结果，理由是防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $