内容正文:
专题01 发酵工程
3大高频考点概览
考点01 传统发酵技术的应用
考点02 微生物的培养技术及应用
考点03 发酵工程及其应用
一、单选题地 城
考点01
传统发酵技术的应用
1.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)酸奶是人们喜爱的乳制品,在制作酸奶时,利用的生物是( )
A.乳酸菌 B.酵母菌 C.醋酸菌 D.青霉菌
【答案】A
【分析】酸奶制作时利用的生物是乳酸菌;酿酒时利用的微生物是酵母菌;果醋制作用的微生物是醋酸菌。
【详解】在制作酸奶时,利用的生物是乳酸菌,A正确。
故选A。
2.(24-25高二下·安徽省滁州·期中)腐乳是我国传统发酵食品.具有很高的营养价值。下列有关腐乳制作的叙述,正确的是( )
A.食盐浓度越高,对杂菌的抑制作用及腐乳发酵越好
B.腐乳生产过程中,发挥主要作用的微生物是酵母菌
C.发酵完成后,豆腐中的蛋白质被完全分解为氨基酸
D.发酵时间和食盐浓度均可影响腐乳中氨基酸的含量
【答案】D
【分析】腐乳制作过程中多种微生物参与了发酵,其中起主要作用的是毛霉,毛霉等微生物产生蛋白酶能将豆腐中的蛋白质转化成小分子肽和氨基酸,脂肪酶将脂肪转化成甘油和脂肪酸。
【详解】A、高浓度食盐能抑制微生物生长,也同样会影响腐乳的口感,这对制作腐乳不利,A错误;
B、腐乳发酵过程中发挥主要作用的微生物是毛霉,B错误;
C、经过发酵,豆腐中的部分蛋白质被分解为小分子肽和氨基酸,C错误;
D、发酵时间和食盐浓度均会影响毛霉的代谢,所以发酵时间和食盐浓度均可影响腐乳中氨基酸的含量,D正确。
故选D。
3.(24-25高二下·安徽省黄山市·期中)毛豆腐是徽州地区的特色美食,其发酵菌种主要是毛霉(异养需氧型)。毛豆腐制作方法是先将切好的豆腐块平整放在竹条上,每块之间留有间隙,适宜条件下放置3至5天,当豆腐表面长出一层均匀细密的绒毛,即可煎炸食用。下列叙述错误的是( )
A.豆腐为毛霉生长提供了水、碳源、氮源和无机盐等营养物质
B.毛霉产生的蛋白酶,使蛋白质分解而易于消化吸收
C.为使毛霉发酵充分,须提供适宜的温度、湿度、无菌等条件
D.制作时每块豆腐之间留有间隙有利于毛霉菌丝的生长
【答案】C
【分析】腐乳制作的原理:腐乳的发酵在多种微生物的协同作用下进行,其中起主要作用的是毛霉,它是一种丝状真菌,新陈代谢类型是异养需氧型;毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸。
【详解】A、豆腐含有水、蛋白质、脂质等成分,能为毛霉生长提供水、碳源(如糖类等有机物)、氮源(蛋白质等含氮物质)和无机盐等营养物质,A正确;
B、毛霉能产生蛋白酶,蛋白酶可将豆腐中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,从而使蛋白质更易于消化吸收,B正确;
C、毛霉发酵需要适宜的温度、湿度等条件,但是毛豆腐制作并非是在无菌条件下,因为本身就是利用环境中的毛霉等微生物进行发酵,C错误;
D、毛霉是异养需氧型生物,制作时每块豆腐之间留有间隙,可以增加氧气含量,有利于毛霉菌丝的生长,D正确。
故选C。
4.(24-25高二下·安徽省淮北市七中·期中)米醋是一种营养价值较高的调味品,《醒园录》中有“赤米不用舂,洗净蒸饭,拌曲发香,用水或用酒泼皆可发,……俟月余可用。如有发霉,用铁火针烧极红淬之。”的记载。下列有关米醋酿制的说法正确的是( )
A.“不舂”保留稻壳的目的是为后续发酵提供菌种
B.米饭“拌曲”后要密封,有利于产生酒精和醋酸
C.“用水或用酒泼皆可发”,说明利用糖和乙醇都可以酿醋
D.为防止霉菌感染,米醋制作时温度应控制在30℃以下
【答案】C
【分析】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。
【详解】A、“不舂”保留稻壳,稻壳的保留并非为了提供菌种,而是为了保护米粒在蒸煮过程中不被破坏,A错误;
B、“拌曲”后密封,密封的目的是为了创造厌氧环境,促进酒精发酵,但醋酸发酵需要氧气,B错误;
C、“用水或用酒泼皆可发”,说明米醋的酿制可以利用糖(通过水泼)或乙醇(通过酒泼)作为原料,C正确;
D、米醋制作时温度是30-35℃,D错误。
故选C。
5.(24-25高二下·安徽省蚌埠市·期中)中国许多传统美食的制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是( )
A.泡菜制作过程中,乳酸菌将葡萄糖分解成醋酸
B.米酒制作过程中,将容器密封可以促进酵母菌生长
C.苗族红酸汤以番茄和辣椒为原料密封发酵,该过程用到的是醋酸菌
D.长沙“臭豆腐”闻着臭吃着香,其在发酵时少不了霉菌的参与
【答案】D
【分析】1、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理:毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸;
2、参与泡菜制作的微生物是乳酸菌,泡菜制作的原理:(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;
3、醋酸菌好氧性细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸;当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;醋酸菌生长的最佳温度是在30℃~35℃。
【详解】A、泡菜制作过程中,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸,而不是醋酸,A错误;
B、米酒制作过程中,将容器密封是为了创造无氧环境,酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精,而酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸大量繁殖,密封不利于酵母菌生长,B错误;
C、苗族红酸汤以番茄和辣椒为原料密封发酵,该过程用到的主要是乳酸菌,而不是醋酸菌,醋酸菌用于制作醋,C错误;
D、长沙“臭豆腐”闻着臭吃着香,其在发酵时少不了霉菌的参与,霉菌等微生物参与发酵产生了一些具有特殊气味的物质,D正确。
故选D。
6.(24-25高二下·安徽省亳州市第二完全中学·期中)下列关于利用传统发酵技术制作食品的叙述,错误的是( )
A.生产果醋和腐乳的主要微生物代谢类型相同
B.制作酸奶与制作果醋需控制的发酵条件不同
C.制酒的适宜温度是30℃-35℃
D.家庭制作泡菜,早期亚硝酸盐含量高而不宜食用
【答案】C
【分析】制作果酒的酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型,制作酸奶的乳酸菌属于厌氧菌,只能在无氧条件下繁殖,制作果醋的醋酸菌的代谢类型是异养需养型。
【详解】A、酿制果醋利用的是醋酸菌,属于异养需氧型,制作腐乳利用的是毛霉,属于异养需氧型,故两者所利用的主要微生物的代谢类型相同,A正确;
B、制作酸奶是利用乳酸菌,乳酸菌是厌氧菌,制作果醋利用的是醋酸菌,醋酸菌是需氧菌,需控制的发酵条件不同(是否需要通入无菌空气),B正确;
C、酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~30℃,所以制酒过程中适宜的温度为18-30℃,C错误;
D、家庭制作泡菜,发酵早期硝酸盐还原菌的代谢能力强,会将硝酸盐还原为亚硝酸盐,亚硝酸盐含量高,亚硝酸盐有一定的致癌作用,因此此时不宜食用,D正确。
故选C。
7.(24-25高二下·皖豫名校·期中)《诗经·邶风·谷风》中记载:“我有旨蓄,亦以御冬。”“旨蓄”指储藏的美味食品,如腌制的泡菜。下列有关泡菜腌制的叙述,正确的是( )
A.家庭制作泡菜时,应先用70%的酒精将食材消毒以免杂菌污染
B.泡菜坛中的发酵液表面出现的菌膜通常是由乳酸菌繁殖形成的
C.腌制泡菜时可通过向坛盖边沿的水槽注水来保持发酵所需环境
D.泡菜“咸而不酸”可能是盐水浓度太低导致了杂菌繁殖
【答案】C
【分析】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。
【详解】A、家庭制作泡菜时,利用食材表面的乳酸菌,不能对食材进行70%的酒精消毒,A错误;
B、乳酸菌是厌氧型生物,发酵坛表面含有氧气,乳酸菌不能繁殖,出现的白膜一般是酵母菌繁殖所致,B错误;
C、乳酸菌需要在无氧环境下将葡萄糖分解为乳酸,故腌制泡菜时可通过向泡菜坛沿边水槽注水保持发酵所需环境,C正确;
D、泡菜“咸而不酸”可能是盐水浓度太高导致了乳酸菌大量死亡所致,D错误。
故选C。
8.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)下列关于果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的叙述,正确的是( )
A.制作泡菜所需的微生物是一种需氧型细菌
B.制作果醋的乳酸菌,属于严格的厌氧型微生物
C.家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都是纯种发酵
D.泡菜制作过程中,亚硝酸盐的含量会先上升后下降
【答案】D
【分析】1、乳酸菌是厌氧细菌,在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸,可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。乳酸菌种类很多,在自然界中分布广泛,空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有乳酸菌分布。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌;
2、醋酸菌是好氧细菌,当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸;当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸。醋酸菌可用于制作各种风味的醋。多数醋酸菌的最适生长温度为30~35 ℃。
【详解】A、制作泡菜所需的微生物是乳酸菌,乳酸菌是厌氧型细菌 ,不是需氧型细菌,A错误;
B、制作果醋的微生物是醋酸菌,醋酸菌是好氧菌 ,不是乳酸菌,且乳酸菌也不是严格厌氧型(是兼性厌氧),B错误;
C、家庭制作果酒、果醋和腐乳时,利用的菌种来自原材料或空气中的微生物,不是纯种发酵 ,C错误;
D、泡菜制作过程中,初期由于硝酸盐还原菌的作用,亚硝酸盐含量上升;随着发酵进行,乳酸菌大量繁殖,产生乳酸抑制硝酸盐还原菌,同时亚硝酸盐会被分解,其含量下降 ,D正确。
故选D。
9.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)以刺玫果、山荆子和桤叶唐棣(高钙)为原料,可混合发酵制作出钙含量高、花青素等营养丰富的新型复合果酒。该果酒具有丰富的感官品质,兼具桤叶唐棣鲜艳的色泽、刺玫果清甜的香气和山荆子清爽的口感。下列说法错误的是( )
A.将三者按照一定比例混合、破碎后加入果胶酶、纤维素酶分解细胞壁,更易获得果汁
B.制作复合果酒的过程中,主要是酵母菌进行无氧呼吸,发酵温度应控制在30~35℃
C.果酒制作的过程也是微生物生长繁殖和代谢的过程
D.若酿制成功的复合果酒长期暴露在空气中,则酒味会逐渐消失而出现酸味
【答案】B
【分析】果酒制作的原理是无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和CO2,在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气,在有氧环境下使其繁殖一段时间,再隔绝氧气进行发酵,酒精发酵的最佳温度是在18℃~30℃。醋酸菌是好氧性细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇氧化成醋酸,当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸,醋酸菌生长的最佳温度是在30℃~35℃。
【详解】A、果胶酶能分解果胶,纤维素酶能分解纤维素,它们可以瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得更容易,提高出汁率。所以将刺玫果、山荆子和桤叶唐棣三者按照一定比例混合、破碎后加入果胶酶、纤维素酶分解细胞壁,更易获得果汁,A正确;
B、制作果酒主要是利用酵母菌的无氧呼吸产生酒精。但酵母菌发酵的适宜温度是18~25℃,而30~35℃是醋酸菌发酵的适宜温度,在这个温度下酵母菌活性会受到抑制甚至死亡,不利于果酒制作,B错误;
C、果酒制作过程中,酵母菌等微生物会生长繁殖,并通过代谢产生酒精等物质,C正确;
D、果酒暴露在空气中,其中的酒精会在醋酸菌的作用下被氧化成醋酸,从而使酒味逐渐消失而出现酸味,所以若酿制成功的复合果酒长期暴露在空气中,会出现这种情况,D正确。
故选B。
10.(24-25高二下·安徽省A10联盟·期中)利用传统发酵技术制作食品,是我国传统饮食文化的重要组成部分。下列有关说法正确的是( )
A.果酒发酵时,发酵液中酒精浓度达到一定值后,会反馈抑制酵母菌自身相关酶的活性
B.果酒发酵完成后进行果醋发酵时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛再将乙醛变为乙酸,同时释放CO2
C.制作腐乳时,利用单一菌种毛霉分泌的脂肪酶和蛋白酶催化豆腐中蛋白质水解成氨基酸
D.制作传统泡菜是利用植物体内天然的乳酸菌来进行发酵,控制好条件就不会生成亚硝酸盐
【答案】A
【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。
3、腐乳制作的菌种主要是毛霉,代谢类型是需氧型真菌,属于真核细胞,条件是15-18℃,一定湿度。
4、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。
【详解】A、在果酒发酵过程中,随着发酵液中酒精浓度升高,当达到一定值后,酒精会对酵母菌细胞内参与酒精发酵的酶的活性产生抑制作用,这属于典型的反馈调节机制,A正确;
B、果酒发酵完成后进行果醋发酵时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸,该过程不会释放CO₂,B错误;
C、制作腐乳时有多种菌的参与 ,其中以毛霉为主,毛霉分泌的蛋白酶催化豆腐中蛋白质水解成小分子肽和氨基酸,C错误;
D、制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵,控制好条件也会生成亚硝酸盐,D错误。
故选A。
11.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)如图是老陈醋的生产流程,下列相关叙述正确的是( )
A.蒸熟的高粱米应先加入大曲再冷却
B.“糖化”是将高粱中的淀粉等大分子氧化分解为小分子,为酒精发酵提供原料
C.在果酒制作的基础上制作果醋,需向酒中通入无菌空气即可
D.“醋酸发酵”步骤中每天翻料两次,可为醋酸菌提供更多氧气
【答案】D
【分析】参与陈醋制作的微生物是醋酸菌,是细菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。陈醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将高粱中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、在老陈醋生产流程中,蒸熟的高粱米如果先加入大曲再冷却,由于大曲中的微生物等对温度有一定要求,高温可能会影响大曲中微生物的活性等,所以应先冷却,再加入大曲,A错误;
B、糖化是将淀粉等大分子物质通过水解酶的作用转化为可发酵的小分子糖(如葡萄糖),而不是氧化分解,B错误;
C、醋酸菌是异养需氧型生物,且酒精发酵温度为18-30℃,醋酸发酵温度为30-35℃,因此在果酒制作的基础上制作果醋,需向酒中通入无菌空气,还要适当升高温度,C错误;
D、醋酸菌是好氧细菌,在“醋酸发酵”步骤中每天翻料两次,能够增加与空气的接触,从而可为醋酸菌提供更多氧气,有利于醋酸发酵的进行,D正确。
故选D。
12.(24-25高二下·安徽省安庆市第一中学·期中)豆豉是一种古老的传统发酵豆制品,制作流程图如下。下列相关叙述正确的是( )
注:后期发酵在室外日晒,每天搅拌两次。
A.传统方法制作豆豉,以混合菌种的液体发酵为主
B.前期发酵利用的是自然界的微生物,此时微生物会大量繁殖
C.调味过程中加盐可抑制杂菌生长,白酒和风味料只是调节口味
D.装坛后日晒可为微生物提供能量,搅拌可为微生物提供氧气
【答案】B
【分析】参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理:毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
【详解】A、传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主,A错误;
B、发酵是指人们利用微生 物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程;前期发酵利用的是自然界的微生物,此时微生物会大量繁殖,B正确;
C、调味过程中添加盐可抑制杂菌生长,白酒和风味料既可以调节口味也可以抑制杂菌生长,C错误;
D、该发酵过程中的微生物不能利用光能,D错误。
故选B。
13.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)酸笋是螺蛳粉的灵魂,腌酸笋季节在春季。当竹子出笋后,长出约30cm高时便可砍下,剥去笋壳,切成块或是切成笋丝、笋片,放于陶罐中,清水过面,撒上适量食盐,置于阴凉处一个月左右,酸味即出,便可随食随取。下列相关叙述错误的是( )
A.制作酸笋所需菌种的代谢类型是异养厌氧型
B.“清水过面”是为了创造无氧环境,减少杂菌污染
C.为保证发酵成功,不能将鲜笋用沸水泡烫
D.泡菜腌制过程中可以加入抗生素来抑制杂菌生长
【答案】D
【分析】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。
【详解】A、酸笋制作依靠微生物发酵,在无氧环境下进行,说明制作酸笋所需菌种在无氧条件下能生存并代谢,其代谢类型是异养厌氧型,A正确;
B、“清水过面”能在陶罐内形成液封,阻挡空气进入,从而创造无氧环境,同时也能减少外界杂菌进入,降低杂菌污染的可能性,B正确;
C、若用沸水泡鲜笋,会杀死鲜笋表面及内部的微生物,而这些微生物是发酵制作酸笋所必需的,没有它们发酵就无法成功,所以不能用沸水泡鲜笋,C正确;
D、泡菜腌制过程中加入抗生素,虽然能抑制杂菌生长,但同时也会抑制参与发酵的有益微生物,导致发酵无法正常进行,所以不能加入抗生素,D错误。
故选D。
14.(24-25高二下·安徽省六安市第一中学·期中)红茶菌由醋酸菌、酵母菌、乳酸菌在茶基液培养液中混合发酵而成。研究人员在传统发酵制作泡菜的基础上,采用红茶菌菌种发酵,获得了具有红茶菌风味的新型泡菜,工艺流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.在微生物的作用下,泡菜发酵过程中有机物的种类会增加
B.接种红茶菌后的发酵阶段需要根据温度来调控发酵时间
C.制作泡菜时坛子密封的主要目的是避免外界杂菌的污染
D.红茶菌的品质与茶基、产地以及保存条件均有关
【答案】C
【分析】泡菜制作的实验原理:(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。(3)测定亚硝酸盐含量的原理:在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料,与已知浓度的标准显色液目测比较,估算泡菜中亚硝酸盐含量。
【详解】A、在微生物的作用下,泡菜发酵过程中原有有机物分解,导致其种类增加,A正确;
B、不同菌种的发酵温度有一定差异,接种红茶菌后的发酵阶段需要根据温度来调控发酵时间,B正确;
C、制作泡菜利用的是乳酸菌的无氧呼吸,乳酸菌在无氧条件下才能将葡萄糖分解为乳酸。 所以制作泡菜时坛子密封的主要目的是为乳酸菌创造无氧环境,而不是避免外界杂菌的污染,C错误;
D、茶基是红茶菌生长的营养来源,不同的茶基成分不同,会影响红茶菌的生长和代谢产物;产地的环境条件(如水质、空气等)会影响微生物的种类和特性,进而影响红茶菌的品质;保存条件(如温度、湿度等)会影响红茶菌的活性和稳定性,D正确。
故选C。
二、非选择题
15.(24-25高二下·安徽省阜南实验中学·期中)面包、酸奶、夹着豆腐乳的馒头是很多人喜欢的早餐,这些食品的制作都离不开微生物发酵,啤酒、味精乃至胰岛素等药物的工业化生产,也利用了微生物的发酵。请回答下列有关微生物发酵的问题,
(1)在腐乳制作过程中,_________________________等多种微生物参与了豆腐的发酵,其中起主要作用的是_________________________。
(2)果酒和果醋的制作分别用到了酵母菌和醋酸菌。请分别写出相关的反应方程式:①酵母菌参与果酒制备的反应方程式:________________;②氧气和糖源充足时,醋酸菌发酵反应方程式:_________________;③
缺少糖源时,醋酸菌发酵反应方程式:_______________。
(3)在用葡萄酒制作果酒过程中,去除枝梗和用清水冲洗的先后顺序应该是:________________。
【答案】(1) 酵母、曲霉和毛霉 毛霉
(2)
(3)先用清水冲洗,再去除枝梗
【分析】1、果酒制作菌种是酵母菌,代谢类型是异养兼性厌氧型真菌,属于真核细胞,条件是18~25°℃、前期需氧,后期不需氧;
2、果醋制作菌种是醋酸菌,属于原核细胞,适宜温度为30~35℃,需要持续通入氧气;
3、腐乳的制作利用的微生物主要是毛霉,多种微生物参与了豆腐的发酵,如青霉、酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉,毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸,这些小分子物质有利于人体的消化和吸收。
【详解】(1)在腐乳制作过程中,酵母、曲霉和毛霉等多种微生物参与了豆腐的发酵,其中起主要作用的是毛霉。
(2)酵母菌参与果酒制备的反应方程式: ;
氧气和糖源充足时,醋酸菌发酵反应方程式: ;
缺少糖源时,醋酸菌发酵反应方程式: 。
(3)在用葡萄酒制作果酒过程中为避免杂菌污染,要先用清水冲洗,再去除枝梗。
16.(24-25高二下·安徽省蚌埠市·期中)约几千年前,我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵为含酒精的饮料,后来又相继学会制作酱油、醋、豆豉、腐乳等,这些传统发酵技术促进了中华民族特有的饮食文化的形成和发展。随着生物学的发展,科学家已经揭开各种发酵的原理,并开始运用数学、动力学和化学工程原理等对发酵过程进行综合研究,控制发酵过程。请回答下列相关问题:
(1)以腐乳制作为例,发酵菌种是以________为主的混合菌种,其制作原理主要是利用微生物能将豆腐中的________。古代难以对环境温度进行控制,因而用传统发酵的方法制作腐乳等美食往往会受到的限制。
(2)日常生活中,用饮料瓶酿制少量葡萄酒,装料时,每个瓶子中大约要预留1/3的空间,目的是_________(答出2点)。随着发酵的进行,包括酵母菌自身在内的许多微生物都难以在发酵液中生存,原因是_______。
(3)不同菌种的代谢类型和对环境条件的要求不同,在酿制果酒的基础上,为了将果酒转化成果醋,需要改变的条件是_______(答出2点)。
【答案】(1) 毛霉 蛋白质分解为小分子的肽或氨基酸
(2) 保留一定量的O2,让酵母菌进行有氧呼吸,从而大量繁殖;防止发酵液溢出 随着发酵的进行,瓶中处于无氧状态,且pH降低,酒精浓度上升等
(3)将无氧条件改为有氧条件;将温度范围从18~30℃调整到30~35℃
【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。参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理:毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
3、微生物接种的方法很多,最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。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,将聚集的菌种逐步分散到培养基的表面。在数次划线后培养,可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。
【详解】(1)腐乳制作中起主要作用的发酵菌种是毛霉。 毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸。古代由于难以控制环境温度,传统发酵制作腐乳等美食往往受季节等温度因素限制。
(2)用饮料瓶酿制少量葡萄酒时装瓶预留约1/3空间,一是为了保留一定量的O₂,让酵母菌进行有氧呼吸从而大量繁殖;二是防止发酵过程中产生气体使发酵液溢出。 随着发酵进行,瓶中氧气被消耗,处于无氧状态,同时发酵产生的二氧化碳溶于水使pH降低,酒精浓度不断上升,这些不利条件导致包括酵母菌在内的许多微生物难以在发酵液中生存。
(3)果酒发酵是利用酵母菌在无氧条件下产生酒精,而将果酒转化成果醋是利用醋酸菌,醋酸菌是好氧菌,且其生长的适宜温度比酵母菌高。所以要将无氧条件改为有氧条件;温度范围从酵母菌适宜的18 - 30℃调整到醋酸菌适宜的30 - 35℃。
17.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)米酒,旧时叫“醴”,其酿制工艺简单,口味香甜醇美。下图表示发酵过程中的代谢途径。回答下列问题:
(1)制作时用糯米酿制,需要等煮熟的糯米温度降低后再拌上酒曲(酵母菌)进行发酵,这是为了防止________________________________。在家中用陶土罐酿制米酒时,不需要进行严格的灭菌处理,这是因为_________________________________。
(2)陶土罐中要预留部分空间,一方面通过①②过程可以___________________________,另一方面是为了避免_____________________________。
(3)制作成功的米酒若暴露在空气中,酒味会逐渐消失而出现醋酸味,此时发挥作用的微生物是________。此现象在_________(填“冬季”或“夏季”)更易发生,其原因是_________________________________。
【答案】(1) 温度过高杀死酵母菌 发酵的无氧环境和产生的酒精会抑制大部分微生物的生长、繁殖
(2) 产生大量能量以促进酵母菌的繁殖 发酵液溢出
(3) 醋酸菌 夏季 醋酸菌的最适生长温度为30~35℃,而夏季气温较高,有利于醋酸菌的发酵
【分析】许多新鲜水果(如葡萄)的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。在这些酵母菌的作用下,水果可以发酵成果酒。在有氧的条件下,果酒经醋酸菌的作用还可以进一步发酵成果醋。制作果酒和果醋:①许多新鲜水果(如葡萄)的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。②将器具用洗洁精清洗干净,并用体积分数为70%的酒精消毒,晾干备用。③葡萄汁装入发酵瓶中(留有大约1/3的空间),盖好瓶盖。④温度控制在18~30℃进行发酵。每隔12h左右将瓶盖拧松一次(释放CO2,防止发酵瓶爆裂),再拧紧瓶盖。发酵时间为10~12d。⑤当葡萄酒制作完成后,打开瓶盖,盖上一层纱布,进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30~35℃,时间为7~8d。
【详解】(1)为了防止温度过高杀死酵母菌,需要等煮熟的糯米温度降低后再拌上酒曲进行发酵。发酵的无氧环境和产生的酒精会抑制大部分微生物的生长、繁殖,因此在家中用陶土罐酿制米酒时,不需要进行严格的灭菌处理。
(2)陶土罐中要预留部分空间,一方面酵母菌通过①②有氧呼吸过程可以产生大量能量以进行大量繁殖,另一方面为了避免发酵过程中产生的CO2导致陶土罐中压力增大,发酵液溢出。
(3)制作成功的米酒若暴露在空气中,在有氧的条件下,米酒经醋酸菌的作用发酵成米醋,因而酒味会逐渐消失而出现醋酸味。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃,而夏季气温较高,有利于醋酸菌的发酵,因此此现象在夏季更易发生。
18.(24-25高二下·安徽省滁州市·期中)葡萄酒醇厚、浓郁,含抗氧化、消炎物质,对人体的心脑血管具有保健作用;葡萄醋能抑菌消毒、有健脾安胃帮助消化等功效。某生物兴趣小组利用图1装置进行葡萄酒和葡萄醋的制作。回答下列问题:
(1)用图1装置制作葡萄酒过程中,要关闭____(填“阀a”或“阀b”),以保证无气体进入发酵液。若发酵过程中操作失误导致发酵瓶爆裂,原因是____。
(2)加入发酵瓶中的葡萄汁只占发酵瓶的2/3,目的是____(答一点)。葡萄酒自然发酵时,作为原料的葡萄不需要灭菌,其原因是____。
(3)用图1的装置酿葡萄酒结束后,若要直接转入葡萄醋发酵,具体的操作方案为____。在制作葡萄醋的过程中,发酵液的pH会____(填“下降”“上升”或“不变”)。
(4)为研究甲、乙、丙、丁四种酵母菌酿制葡萄酒的效果,研究人员进行了有关实验,结果如图2所示,甲、乙、丙、丁四种酵母菌酿制葡萄酒效果最差的是____。6~7d,丁组酒精度不再上升的原因可能是____(答两点)。
【答案】(1) 阀a 未及时排气
(2) 让酵母菌在有氧条件下大量繁殖;防止发酵液溢出;起缓冲作用,避免发酵瓶压力过大发生炸裂(答一点即可) 起主要作用的是附着在葡萄果皮上的野生型酵母菌,灭菌会杀死葡萄皮上附着的酵母菌,使发酵不能进行(合理即可)
(3) 打开阀a,通入无菌空气,接种醋酸菌,同时升高温度至30~35℃(合理即可) 下降
(4) 丙 较高的酒精度对酵母菌自身有毒害作用;葡萄汁中的葡萄糖耗尽
【分析】果酒制作菌种是酵母菌,代谢类型是兼性厌氧型真菌,属于真核细胞,条件是18~30℃、前期需氧,后期不需氧;果醋制作的菌种是醋酸菌,代谢类型是需氧型细菌,属于原核细胞,条件是30~35℃、一直需氧。
【详解】(1)用图1装置制作果酒过程中,要关闭充气管上的夹子,以便制造无氧环境,发酵温度应控制在18~30°C。若未及时排气,可能会导致发酵瓶爆裂。
(2)加入发酵瓶中的葡萄汁只占发酵瓶的2/3,目的是让酵母菌在有氧条件下大量繁殖;防止发酵液溢出;起缓冲作用,避免发酵瓶压力过大发生炸裂。
葡萄酒自然发酵时,作为原料的葡萄不需要灭菌,其原因是起主要作用的是附着在葡萄果皮上的野生型酵母菌,灭菌会杀死葡萄皮上附着的酵母菌,使发酵不能进行。
(3)果醋制作的菌种是醋酸菌,代谢类型是需氧型细菌,属于原核细胞,条件是30~35℃、一直需氧;用图1的装置酿葡萄酒结束后,若要直接转入葡萄醋发酵,具体的操作方案为打开阀a,通入无菌空气,接种醋酸菌,同时升高温度至30~35℃。在制作葡萄醋的过程中,会产生大量醋酸,发酵液的pH会下降。
(4)由图分析可知,图中甲、乙、丙、丁四种酵母菌酿制葡萄酒中酒精度含量最低的是丙,则效果最差的是丙酵母菌。6~7d,丁组酒精度不再上升的原因是较高的酒精度对酵母菌自身有毒害作用;葡萄汁中的葡萄糖耗尽,无法提供能源物质。
一、单选题地 城
考点02
微生物的培养技术及应用
1.(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟·期中)牛肉膏蛋白胨培养基是一种常见的细菌培养基,用尿素为唯一氮源的选择培养基可用于筛选尿素分解菌,下列相关内容叙述错误的是( )
A.培养细菌时一般需要将培养基调至酸性
B.蛋白胨可以为细菌提供碳源、氮源和维生素等
C.培养基倒入培养皿后不用再灭菌,冷凝后倒过来放置
D.欲知选择培养基是否起到了选择作用,可设置牛肉膏蛋白胨培养基作为对照
【答案】A
【来源】安徽省皖中名校联盟2024-2025学年高二下学期期中检测生物试题
【分析】牛肉膏、蛋白胨以为微生物提供碳源、氮源、磷酸盐和维生素等营养物质,其中牛肉膏主要提供碳源,蛋白胨主要提供氮源。不同的微生物适宜的pH值不同,菌生长繁殖所需要的pH是中性或弱碱性,霉菌适宜的pH是酸性。
【详解】A.培养霉菌时一般需要将培养基调至酸性,培养细菌时一般需要将培养基调至中性或弱碱性,A错误;
B.蛋白胨可以为细菌提供碳源、氮源和维生素等,B正确;
C.培养基先经过高压蒸汽灭菌,在无菌操作台上倒入培养皿后不用再灭菌,冷凝后倒置,C正确;
D.欲知选择培养基是否起到了选择作用,应设置没有选择作用的培养基作为对照,牛肉膏蛋白胨培养基可以培养很多类型的细菌,能起到对照作用,D正确。
故选A。
2.(24-25高二下·安徽省A10联盟·期中)某科研团队在实验室进行珍稀丝状真菌发酵产酶实验。在无菌操作和培养基处理过程中,出现了以下几种情况,其中处理方式不合理的是( )
A.将培养皿洗净晾干后,装入金属容器中进行灭菌,灭菌结束后待温度降至 50℃左右时取出
B.配制好的培养基用不完可放在4℃冰箱中保存,下次用时取出加热融化后倒入培养皿中直接使用
C.接种时先将接种环灼烧灭菌,冷却后挑取丝状真菌的孢子,整个接种过程始终在酒精灯火焰旁
D.实验结束后对含有真菌的培养基进行湿热灭菌处理,然后将废弃物按生物安全要求分类丢弃
【答案】B
【分析】获得纯净微生物的关键是防止外来杂菌的污染。无菌操作主要包括:
①对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒。
②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基进行灭菌。
③为避免周围环境中的微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
【详解】A、玻璃培养皿采用干热灭菌,装入金属容器防止灭菌过程中损坏,待温度降至 50℃左右取出可避免因温度骤变导致玻璃器皿破裂,A正确;
B、配制好的培养基用不完可放在 4℃冰箱中保存,使用前需先检查有无污染,加热融化后还需再次调节 pH 等参数,然后灭菌,不能直接加热融化后就倒入培养皿直接使用,B错误;
C、接种环灼烧灭菌冷却后挑取孢子,靠近酒精灯火焰操作可减少杂菌污染,C正确;
D、对含有真菌的培养基湿热灭菌处理后按生物安全要求丢弃,可防止微生物扩散造成污染,D正确。
故选B。
3.(24-25高二下·安徽省亳州市第二完全中学·期中)下列关于消毒与灭菌的方法和原理的叙述,正确的是( )
A.牛奶、啤酒一般采用巴氏消毒法,即在100℃处理30min
B.对培养皿进行灭菌处理可用干热灭菌法
C.高压蒸汽灭菌锅内残留少量冷空气有助于提高蒸汽温度,增强灭菌效果
D.干热灭菌法不能通过破坏蛋白质的氢键导致微生物的死亡
【答案】B
【分析】灭菌指用强烈的物理或化学方法杀灭所有微生物,包括致病的和非致病的,以及细菌的芽孢。常用的灭菌方法:灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌法。高压蒸汽灭菌适用于对一般培养基和玻璃器皿的灭菌,干热灭菌适用于空玻璃器皿的灭菌,微生物接种时的金属接种工具和试管口可以用灼烧灭菌。
【详解】A、煮沸消毒法是在100℃煮沸5~6分钟可以杀死微生物细胞和一部分芽孢,但对于牛奶这些不耐高温的液体,使用巴氏消毒法,在75~90℃中保温15秒,不仅可以杀死牛奶中的微生物,还可以使牛奶的营养成分不被破坏,A错误;
B、培养皿、吸管可用干热灭菌法灭菌,也可用高压蒸汽灭菌法灭菌,B正确;
C、用高压蒸汽灭菌锅对培养基灭菌时,开始阶段需打开排气阀排尽锅内冷空气,否则可能灭菌的温度达不到要求,C错误;
D、干热灭菌通过破坏蛋白质的氢键导致微生物的死亡,D错误。
故选B。
4.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)尿素分解菌会使培养基中的酚红指示剂变红。为了从土壤中分离出尿素分解菌,使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行筛选,实验的具体分组和操作如下表所示。下列有关叙述错误的是( )
组别
具体组别
具体操作
实验组
实验组1
涂布接种的选择培养基
实验组2
涂布接种的选择培养基
实验组3
涂布接种的选择培养基
实验组4
涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基
对照组
对照组1
不涂布接种的选择培养基
对照组2
不涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基
A.对照组1与实验组1、2、3组对比以验证选择培养基是否被杂菌污染
B.对照组2与实验组1、2、3组对比以验证选择培养基是否具有选择作用
C.实验组1、2、3可分离得到尿素分解菌,实验组4菌落最多,理论上对照组无菌落
D.选择培养基中菌落的红色环带直径与菌落直径比值越大,分解尿素的能力越强
【答案】B
【分析】1、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验中,需要使用以尿素为唯一氮源的选择培养基,计数的关键是经梯度稀释后的学生倍数要合适,计数时通常选择菌落数在30-300之间的实验组平板进行计数。
2、培养基选择分解尿素的微生物的原理:培养基的氮源为尿素,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,以尿素作为氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源而不能生长发育繁殖,而受到抑制,所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。
【详解】A、对照组1是不涂布接种的选择培养基,实验组1、2、3是涂布接种的选择培养基。 如果选择培养基被杂菌污染,那么在未接种(对照组1)的情况下可能会出现菌落;而如果选择培养基没有被杂菌污染,未接种时应该无菌落。所以对照组1与实验组1、2、3组对比可以验证选择培养基是否被杂菌污染,A正确;
B、实验组4是涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基,牛肉膏蛋白胨培养基是通用培养基,能为多种微生物提供氮源等营养;实验组1、2、3是涂布接种的选择培养基,且是以尿素为唯一氮源的选择培养基。 只有能利用尿素作为氮源的微生物才能在选择培养基上生长,而通用培养基上各种微生物都能生长。所以实验组4与实验组1、2、3组对比可以验证选择培养基是否具有选择作用,B错误;
C、实验组4是牛肉膏蛋白胨培养基,能为多种微生物提供适宜营养,所以理论上接种后菌落最多。 实验组1、2、3是选择培养基,只有能分解尿素的尿素分解菌才能生长,其他不能利用尿素为氮源的杂菌被抑制,所以可以分离得到尿素分解菌。 由于对照组1验证了选择培养基未被杂菌污染,所以理论上对照组无菌落,C正确;
D、选择培养基中菌落的红色环带直径与菌落直径比值越大,说明该菌分解尿素产生的氨越多,分解尿素的能力越强,D正确。
故选B。
5.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)微生物的实验室培养要进行严格的灭菌和消毒。下列说法错误的是( )
A.用紫外线对空气进行消毒前,可适量喷洒石炭酸等消毒液以加强消毒效果
B.灭菌和消毒均可以杀死环境中的一切微生物,包括芽孢和孢子
C.灼烧法灭菌的对象可以是金属器具,也可以是玻璃器具
D.无菌操作时,要对实验操作的空间、操作者的衣物和手进行清洁和消毒
【答案】B
【分析】使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程称为灭菌,常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌;消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程。常用的方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或化学药物消毒法等。
【详解】A、用紫外线对空气进行消毒前,可适量喷洒石炭酸等消毒液以加强消毒效果,A正确;
B、灭菌可以杀死环境中的一切微生物,包括芽孢和孢子,但消毒只能杀死物体表面或内部的部分微生物(不包芽孢和孢子),B错误;
C、灼烧法灭菌的对象是金属器具,如接种环,也可以是玻璃器具,如瓶口、涂布器,C正确;
D、无菌操作时,对实验操作的空间、操作者的衣物和手进行清洁和消毒,D正确。
故选B。
6.(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟·期中)为筛选某种氨基酸缺陷型菌株,实验人员利用影印接种法的实验过程如图所示,其中基本培养基中缺乏某种氨基酸,而完全培养基中含有该种氨基酸。下列叙述错误的是( )
A.待测培养皿中应为完全培养基
B.图中各种培养基均需经过高压蒸汽灭菌
C.过程②培养时丝绒布先转印至完全培养基上再转印到基本培养基上
D.氨基酸缺陷型菌株应从完全培养基上挑选获得
【答案】C
【分析】题意分析,图中首先利用稀释涂布平板法分离细菌,然后运用“影印法”将菌种接种到两种培养基中:基本培养基、完全培养基,则在基本培养基中,氨基酸缺陷型菌株不能生长,而在完全培养基中能够生长,因此可以选择出氨基酸缺陷型菌株。
【详解】A、待测培养皿中应为完全培养基,此时还未筛选,无论是否氨基酸缺陷型都应能生长,A正确;
B、图中各种培养基均需经过高压蒸汽灭菌,高压蒸汽灭菌法属于湿热灭菌法,B正确;
C、过程②培养时若丝绒布先转印至完全培养基上,有可能沾上完全培养基,再转印到基本培养基上,本不应生存的菌株因此生存下来,影响实验结果,C错误;
D、氨基酸缺陷型菌株在基本培养基上无法生长,但在完全培养基上可以生长,故筛选时应选择在基本培养基上没有生长但在完全培养基上对应位置有菌落的菌株,D正确。
故选C。
7.(24-25高二下·安徽省阜阳市·期中)科研人员筛选抗链霉素的大肠杆菌突变株的实验过程如下:
①将灭菌的空培养皿斜放(一边垫起),倒入10mL不含药物的底层培养基(如图甲所示)
②待培养基凝固后将培养皿平放,再倒入10mL含有链霉素的上层培养基,使其迅速冷却(如图乙所示)
③将经诱变处理后的大肠杆菌悬液0.1 mL接种到图乙所示平板上
④将平板倒置于恒温培养箱中培养2天,观察平板上大肠杆菌的生长情况、
下列叙述错误的是( )
A.可采用高压蒸汽灭菌法对培养皿和培养基灭菌
B.随着图乙中箭头方向,平板上所含链霉素的量逐渐增大
C.据图丙可知,科研人员利用涂布器将大肠杆菌悬液接种于平板上
D.选择图丙平板上1~2个生长在平板左侧的单个菌落继续培养
【答案】D
【分析】培养基从用途上分为鉴别培养基和选择培养基,这两种用途的培养基通常都是固体培养基,需要在培养基中加入起凝固作用的琼脂。鉴别培养基是用于鉴定特定菌种是否存在的培养基,如鉴别大肠杆菌需要在培养基中加入伊红美蓝,如果出现黑色菌落,则说明存在大肠杆菌菌落;选择培养基是用于筛选所需类型的培养基,如为了筛选到抗链霉素的大肠杆菌突变株,需要在培养基中加入起选择作用链霉素。根据题干中操作方法,如果能在较高浓度链霉素的培养基中形成菌落则为抗链霉素的菌株。
【详解】A、 高压蒸汽灭菌,不仅可杀死一般的细菌、真菌等微生物,对芽孢、孢子也有杀灭效果,可采用高压蒸汽灭菌法对培养皿和培养基灭菌,A正确;
B、随着图乙中箭头方向,乙图中右侧链霉素浓度越来越大, 平板上所含链霉素的量逐渐增大,B正确;
C、稀释涂布平板法是将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中的微生物细胞分散开,使成单个细胞存在,据图丙可知,科研人员利用涂布器将大肠杆菌悬液接种于平板上,C正确;
D、图丙平板从左侧到右侧链霉素的浓度逐渐增大,生长在偏右侧的大肠杆菌菌落的抗药性强,因此应选择图丙平板上1~2个生长在平板偏右侧的单个菌落继续培养,D错误。
故选D。
8.(24-25高二下·安徽省安庆市·期中)图甲为诱变选育高产β胡萝卜素的布拉霉菌,未突变菌不能在含有β紫罗酮的培养基上生长,随β胡萝卜素含量增加菌体颜色从黄色加深至橙红色,下列叙述错误的是( )
A.过程①紫外线照射的布拉霉菌一定都能在含β紫罗酮的培养基生长
B.操作③应选择橙红色菌落较大的菌株继续接种培养
C.能在添加了β紫罗酮的乙上长成菌落的细菌,可能会产生更多的β胡萝卜素
D.要得到图乙所示菌落,可用稀释涂布平板法进行②操作,且需要在酒精灯火焰附近进行
【答案】A
【分析】分析图甲:图中过程①表示利用紫外线诱导基因突变,过程②表示微生物接种(结合图乙可知,平板中的菌落均匀分布,应采用了稀释涂布平板法),过程③④表示选择培养。
【详解】A、过程①表示利用紫外线诱导基因突变,由于突变频率低,只有少数基因突变的菌才能生长、繁殖,故紫外线照射的布拉霉菌不一定都能在含β-紫罗酮培养基生长,A错误;
B、本实验是选育高产β-胡萝卜素的布拉霉菌,橙红色菌落的菌株β-胡萝卜素含量较高,操作③应选择继续接种培养,B正确;
C、能在添加了β-紫罗酮的乙上长成菌落的细菌,是突变菌,由于突变是不定向的,突变菌可能会产生更多的β-胡萝卜素,C正确;
D、从图乙所示的菌落均匀分布,可判断是用稀释涂布平板法进行②操作,涂布平板时需要在酒精灯火焰附近进行,防止杂菌污染,D正确。
故选A。
9.(24-25高二下·皖豫名校·期中)尿素分解菌会使培养基中的酚红指示剂变红。为了从土壤中分离出尿素分解菌,使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行筛选,实验的具体分组和操作如下表所示。下列有关叙述错误的是( )
组别
具体组别
具体操作
实验组
实验组1
涂布接种的选择培养基
实验组2
涂布接种的选择培养基
实验组3
涂布接种的选择培养基
实验组4
涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基
对照组
对照组1
不涂布接种的选择培养基
对照组2
不涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基
A.对照组1与实验组1、2、3组对比以验证选择培养基是否被杂菌污染
B.实验组4与实验组1、2、3组对比以验证选择培养基是否具有选择作用
C.实验组1、2、3可分离得到尿素分解菌,实验组4菌落最多,理论上对照组无菌落
D.选择培养基中菌落的红色环带直径与菌落直径比值越小,分解尿素的能力越强
【答案】D
【分析】1、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验中,需要使用以尿素为唯一氮源的选择培养基,计数的关键是经梯度稀释后的学生倍数要合适,计数时通常选择菌落数在30-300之间的实验组平板进行计数。
2、培养基选择分解尿素的微生物的原理:培养基的氮源为尿素,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,以尿素作为氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源而不能生长发育繁殖,而受到抑制,所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。
【详解】A、对照组1是不涂布接种的选择培养基,实验组1、2、3是涂布接种的选择培养基。 如果选择培养基被杂菌污染,那么在未接种(对照组1)的情况下可能会出现菌落;而如果选择培养基没有被杂菌污染,未接种时应该无菌落。所以对照组1与实验组1、2、3组对比可以验证选择培养基是否被杂菌污染,A正确;
B、实验组4是涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基,牛肉膏蛋白胨培养基是通用培养基,能为多种微生物提供氮源等营养;实验组1、2、3是涂布接种的选择培养基,且是以尿素为唯一氮源的选择培养基。 只有能利用尿素作为氮源的微生物才能在选择培养基上生长,而通用培养基上各种微生物都能生长。所以实验组4与实验组1、2、3组对比可以验证选择培养基是否具有选择作用,B正确;
C、实验组4是牛肉膏蛋白胨培养基,能为多种微生物提供适宜营养,所以理论上接种后菌落最多。 实验组1、2、3是选择培养基,只有能分解尿素的尿素分解菌才能生长,其他不能利用尿素为氮源的杂菌被抑制,所以可以分离得到尿素分解菌。 由于对照组1验证了选择培养基未被杂菌污染,所以理论上对照组无菌落,C正确;
D、选择培养基中菌落的红色环带直径与菌落直径比值越大,分解尿素的能力越强,D错误。
故选D。
10.(24-25高二下·安徽省宿州市·期中)合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭大肠杆菌的效果。该同学将细菌原液稀释10倍后取0.2mL涂布平板,进行菌落计数,结果如图所示,下列说法错误的是( )
A.大肠杆菌在伊红一亚甲蓝培养基上生长的菌落呈深紫色
B.据该实验结果可知,三种消毒液中杀菌效果最好的是A消毒液
C.若某样品菌落计数的结果是100,则对应细菌原液中大肠杆菌的浓度为5000个/mL
D.为避免混淆,应在培养皿的皿盖上做好标记,并将培养皿倒置培养
【答案】D
【分析】平板划线法是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的表面。在数次划线后培养,可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,这就是菌落。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。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。
【详解】A、大肠杆菌在伊红一亚甲蓝培养基上生长的菌落呈深紫色,并有金属光泽,A正确;
B、A消毒液活菌减少量最多,杀菌效率最高,故A消毒液的杀菌效果最好,B正确;
C、若计数结果是100,1mL细菌原液中细菌浓度=(菌落数÷菌液体积)×稀释倍数=(100÷0.2)×10=5000个/mL,C正确;
D、在培养皿的皿底做标记,而不是皿盖,培养皿倒置培养是为了防止冷凝水滴落到培养基上造成污染,D错误。
故选D。
11.(24-25高二下·安徽省合肥市·期中)如图是酵母菌的纯培养过程示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.过程a用到的灭菌方法有湿热灭菌法和干热灭菌法
B.过程b分离菌种时划线几个区域则需要灼烧几次接种环
C.过程c设置一组空白培养基的目的是检测灭菌是否彻底
D.若培养基中出现了不同的培养物,则需继续进行纯化培养
【答案】B
【分析】①干热灭菌,用于玻璃器皿的灭菌。②灼烧灭菌,用于剪刀、镊子、解剖刀、接种环等的灭菌。
【详解】A、过程a表示制备培养基,需要使用培养皿和配制培养液(基),前者需要进行干热灭菌法灭菌,后者需要使用湿热灭菌法灭菌,A正确;
B、每次划线前后都需要灼烧接种环,故划线n个区域则需要灼烧n+1次接种环,B错误;
C、将未接种的空白培养基进行培养,检测其上有无菌落生长,可以得知培养基灭菌是否彻底,C正确;
D、若培养基中出现了不同的培养物,说明存在其他杂菌,需要继续进行纯化培养,D正确。
故选B。
12.(24-25高二下·安徽省芜湖市·期中)在含有纤维素的培养基中加入刚果红.刚果红与纤维素形成红色复合物;而当纤维素被纤维素分解菌分解后,复合物就无法形成,培养基中会出现以这些菌为中心降解圈的透明圈(如图所示,图中均为单菌落)。下列相关叙述错误的是( )
A.可以在落叶较多的土壤中获取纤维素分解菌
B.菌落②最大,故其含有的纤维素分解菌数量最多
C.由实验结果可知,菌落①中的菌株分解纤维素的能力最强
D.由实验结果可知·菌落③中的菌株更适合在该培养基中生长
【答案】D
【分析】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,称为选择培养基。
【详解】A、植物细胞壁由纤维素和果胶组成,在落叶丰富的土壤中易获得纤维素分解菌,A正确;
B、菌落②最大,说明该菌落含有的纤维素分解菌数量最多,B正确;
C、菌落①的菌落直径小(纤维素分解菌数目少),但透明圈大(分解的纤维素较多,说明纤维素酶活性较强),说明菌落①的菌株分解纤维素的能力最强,C正确;
D、由实验结果可知,菌落②的菌落直径大,菌落②中的菌株更适合在该培养基中生长,D错误。
故选D。
13.(24-25高二下·安徽省黄山市·期中)从某污水处理系统中分离出多种细菌,经进一步筛选获得具有高效降低污水中有机污染物(COD为有机污染物分解时化学需氧量)能力的菌株,过程如图所示。下列相关说法错误的是( )
A.牛肉膏蛋白胨培养基可用高压蒸汽灭菌法灭菌
B.为确定接种时菌液的最佳稀释倍数可先用显微镜直接计数法统计菌液中的细菌数目
C.图中平板划线法获得的菌落具有不同的菌落特征
D.挑取单菌落后接种到液体培养基中培养,目的是扩大化培养菌株
【答案】C
【分析】1、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。在划线的开始部分,微生物连在一起生长,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。
2、测定微生物数量的方法有显微镜直接计数、统计菌落数目(稀释涂布平板法)。
【详解】A、牛肉膏蛋白胨培养基是常用的细菌基础培养基,可用高压蒸汽灭菌法灭菌,A正确;
B、用显微镜直接计数法统计不同稀释倍数的菌液中的细菌数目,可确定接种时菌液的最佳稀释倍数,B正确;
C、由菌落分布情况可知,在该固体培养基上接种的方法是稀释涂布平板法,C错误;
D、挑取单菌落后接种到液体培养基中培养,目的是增大菌株的数量(扩大培养),D正确。
故选C。
14.(24-25高二下·安徽省滁州市·期中)下列关于微生物的培养与计数的描述正确的是( )
①分离分解尿素的细菌要使用以尿素为唯一氮源的选择培养基
②对微生物计数可以使用平板划线法和稀释涂布平板法接种微生物
③纤维素分解菌鉴定时,在培养基中加入酚红指示剂,如果指示剂变红则能初步鉴定
④在某一浓度下涂布三个平板,若三个平板统计的菌落数差别较大,则需重新进行实验
⑤进行微生物培养时要每隔24h统计一次菌落的数目
⑥获得菌落数目为30~300的平板就说明实验操作成功
A.①④⑤ B.②③⑥ C.②④⑤ D.③⑤⑥
【答案】A
【分析】稀释涂布平板法:稀释涂布平板法除了可以用于分离微生物外,也常用来统计样品中活菌的数目。当样品的稀释度足够高时培养基表面生长的一个单菌落,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,就能推测样品大约含有多少活菌。
【详解】①分离分解尿素的细菌,要使用以尿素为唯一氮源的选择培养基,进行筛选,①正确;
②对微生物计数可以使用稀释涂布平板法接种微生物,平板划线法无法计数,②错误;
③纤维素分解菌鉴定时,在培养基中加入刚果红染色剂,而不是酚红指示剂,③错误;
④在某一浓度下涂布三个平板,若三个平板统计的菌落数差别较大,则说明实验结果有误,需重新进行实验,④正确;
⑤进行微生物培养时要每隔24h统计一次菌落的数目,以确定培养情况,⑤正确;
⑥获得2个或2个以上菌落数目为30-300的平板,才说明实验操作成功,⑥错误;
综上所述,A正确,BCD错误。
故选A。
15.(24-25高二下·安徽省武汉市·期中)某野生型细菌能通过图1途径合成色氨酸,其突变株则不能。将突变株TrpB、TrpC、TrpE(仅图1中的某一步受阻)分别接种在图2培养基的I、Ⅱ、Ⅲ区域,短时间培养三个区域均有少量细菌生长增殖,继续培养后I区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖,而Ⅲ区域菌株不再生长。下列叙述正确的是( )
A.配制培养色氨酸缺陷型菌株的图2培养基没有加入色氨酸
B.使用涂布器接种3种突变菌株,涂布前需对涂布器进行灼烧灭菌
C.TrpC菌株继续生长增殖的一端为靠近I区域的一端
D.TrpE菌株不再生长可能是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶
【答案】D
【分析】 微生物常见的接种的方法:
(1)平板划线法:把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞用接种环在平板培养基,通过分区划线稀释而得到较多独立分布的单个细胞,经培养后生长繁殖成单菌落,通常把这种单菌落当作待分离微生物的纯种。
(2)稀释涂布平板法: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。在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落。
【详解】A、从接种后短时间三个区域均有少量细菌生长增殖可知,培养基中加入了少量色氨酸,能让突变株短时间生长,A错误;
B、得到图2所示菌落,应使用接种针接种,B错误;
C、Ⅲ区域菌株不再生长,说明不能利用其他两种突变体合成的物质,应是最后一环节受阻;Ⅰ区域的两端菌株继续生长增殖,说明可以利用其他两种突变体合成的物质,应是第一环节受阻;从色氨酸合成途径来看,TrpC 突变株是邻氨基苯甲酸合成吲哚这一步受阻。Ⅰ 区域的两端和 Ⅱ 区域的一端的菌株继续生长增殖,说明Ⅲ区域能为TrpC 突变株提供吲哚,所以 TrpC 菌株继续生长增殖的一端为靠近 Ⅲ 区域的一端(因为 Ⅲ 区域能产生吲哚,扩散到 Ⅱ 区域靠近Ⅲ区域的一端,使TrpC突变株能继续生长),C错误;
D、TrpE突变株不能生长,根据色氨酸合成途径,可能是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶,导致无法合成色氨酸,在培养基中少量色氨酸消耗完后就不能再生长,D正确。
故选D。
二、非选择题
16.(24-25高二下·安徽省卓越县中联盟·期中)科学选育各种优质菌种,利用现代工业设计制造大型发酵装置,人为控制菌种的代谢,从而获得人类所需产品,有助于解决粮食、环境、健康和能源等重大问题。实验室中筛选优质菌种的流程一般包括制备培养基、纯化和鉴定菌种等一系列操作。请回答下列相关问题:
(1)实验室中用来培养微生物菌种的培养基,成分主要是水、无机盐和______,培养不同菌种的培养基pH要求不同,用于培养细菌的培养基,pH一般要调至______,该操作一般在灭菌__________(填“前”或“后”)完成。
(2)菌种的纯化、鉴定等操作往往要用到平板培养基,判断某一批次所倒平板是否符合无菌要求的方法是________。
(3)在以纤维素粉为唯一碳源且添加了刚果红的培养基上,接种富含枯叶的土壤浸出液,长出A、B、C、D四个菌落,菌落周围出现如图所示大小不同的透明圈。为筛选出高效降解纤维素的分解菌,应通过比较______,最终选择菌落_______作为目标菌种。
(4)随着发酵工程的发展,青霉素早已步入工业化生产的道路,青霉菌是目前应用最为广泛的青霉素高产菌种,但这一菌种可以用同一前体物质分别经由不同的酶催化生成青霉素和头孢霉素,请提出一个思路来改造该菌种,让其在发酵时只产生青霉素:__________。
【答案】(1) 碳源、氮源 中性或弱碱性 前
(2)不接种菌种,将平板置于培养箱中,一段时间后观察平板上是否有菌落长出
(3) 透明圈直径和菌落直径的比值 C
(4)抑制该菌种中与头孢霉素合成酶相关基因的表达
【分析】虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【详解】(1)虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐;用于培养细菌的培养基,pH一般要调至中性或弱碱性;为避免杂菌污染,调pH应在灭菌前完成。
(2)判断某一批次所倒平板是不接种菌种,将平板置于培养箱中,一段时间后观察平板上是否有菌落长出:如果没有菌落生长,说明平板符合无菌要求。
(3)透明圈的大小反映了菌落降解纤维素的能力,透明圈直径和菌落直径的比值越大,说明能力越强,故可选择图中的C。
(4)抑制该菌种中与头孢霉素合成酶相关基因的表达,头孢霉素合成途径中的关键酶基因被抑制后,前体物质将无法转化为头孢霉素,只能用于青霉素的合成。
17.(24-25高二下·安徽省合肥市普通高中六校联盟·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________。
(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,并使用稀释涂布平板法测定活菌数,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℃发酵至pH=4.5左右,置于4℃下冷藏24h
________(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)
(3)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。
【详解】(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,应重新配制。
(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。
18.(24-25高二下·安徽省滁州市·期中)地膜的主要成分是聚乙烯,化学式为(C2H4)n,残留在土壤中的地膜难以被降解。为筛选出高效降解地膜的细菌,研究人员进行了如图1所示操作,①~⑤表示菌落。回答下列问题:
(1)在筛选降解地膜的细菌时,配制的X培养基应选择________(填“聚乙烯”或“葡萄糖”)作为唯一碳源,理由是________。
(2)为了证明所配制的X培养基具有选择作用,在恒温培养前,除了将接种后的选择培养基平板进行培养外,还需要_________,待两种培养基平板上的菌落生长稳定时,比较两种平板培养基上的菌落数,其结果应为________。富集培养过程中摇床振荡便于微生物获取________。
(3)研究人员还测定了聚乙烯地膜在六种菌株处理一段时间后的失重率[(膜片初始质量-膜片被降解后质量)÷膜片初始质量×100%]如图2所示。据图分析,最好选用菌株________处理聚乙烯地膜,原因是_________。
【答案】(1) 聚乙烯 只有能降解聚乙烯的细菌能正常生长繁殖,不能分解聚乙烯的细菌无法生长繁殖,从而起到筛选作用
(2) 将接种后的牛肉膏蛋白胨(完全)培养基平板进行培养 选择培养基平板上的菌落数明显少于牛肉膏蛋白胨(完全)培养基平板上的菌落数 营养物质和氧气
(3) RD1-3 RD1-3菌株处理下失重率最大,说明其对地膜有较高的降解作用
【分析】培养基对微生物具有选择作用。配制培养基时根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求,加入某些物质或出去某些营养物质,一直其他微生物的生长,也可以根据某些微生物对一些物理、化学因素的抗性,在培养基中加入某种化学物质,从而筛选出待定的微生物。这种培养基叫做选择培养基。
【详解】(1)实验目的是为筛选出高效降解地膜的细菌,地膜的主要成分是聚乙烯,配制培养基时,应该以聚乙烯作为X培养基中的唯一碳源,因为只有能降解聚乙烯的细菌能正常生长繁殖,不能分解聚乙烯的细菌无法生长繁殖,因而必须以聚乙烯为唯一碳源只让目的菌株生存繁殖,从而起到筛选作用。
(2)为了证明所配制的筛选培养基具有选择作用,可采用选择培养基与完全培养基(如牛肉膏蛋白胨培养基)进行条件对照,故在恒温培养前,除了将接种后的选择培养基平板进行培养外,还需要将接种在牛肉膏蛋白胨(完全)平板进行培养,待两种培养基平板上的菌落生长稳定时,比较两种平板培养基上的菌落数,其结果应为选择培养基平板上的菌落数明显少于牛肉膏蛋白胨(完全)培养基平板上的菌落数。富集培养过程中摇床振荡便于微生物与营养物质充分接触,并增加溶氧量,所以摇床振荡便于微生物获取营养物质和氧气。
(3)据题图2分析可知,测定的六种菌株对聚乙烯地膜处理一段时间后的失重率中,RD1-3菌株处理下失重率最大,说明其对地膜有较高的降解作用,故最好选用RD1-3菌株处理聚乙烯地膜。
一、单选题地 城
考点03
发酵工程及其应用
1.(24-25高二下·安徽省滁州市·期中)发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域,在助力解决粮食、环境、健康和能源等方面做出了重要贡献。霉菌是发酵工程中常用的菌种,进行有氧呼吸。下列相关叙述错误的是( )
A.由黑曲霉发酵生产的柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂
B.科学家利用厌氧发酵技术,使青霉菌生产青霉素实现了产业化
C.将乙肝病毒的抗原基因转入酵母菌后再通过发酵生产,可生产乙肝疫苗
D.利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可促进植物生长
【答案】B
【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、培养基的配置、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【详解】A、黑曲霉为需氧型霉菌,其有氧发酵可生产柠檬酸,作为食品酸度调节剂,A正确;
B、青霉菌生产青霉素需在有氧条件下进行,而“厌氧发酵技术”与其代谢特点矛盾,B错误;
C、酵母菌为真核生物,可通过转基因技术表达乙肝抗原,再经发酵生产疫苗,C正确;
D、根瘤菌肥通过固氮作用为植物提供氮素,发酵工程可规模化生产此类微生物肥料,D正确。
故选B。
2.(24-25高二下·安徽省安庆市第一中学·期中)下列关于啤酒的工业化生产的叙述,不正确的是( )
A.啤酒生产中酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成
B.啤酒生产的发酵过程包括主发酵阶段和后发酵阶段
C.主发酵在低温、密闭条件下进行,发酵液澄清、成熟可以饮用
D.发酵的温度和时间会影响啤酒的口味
【答案】C
【分析】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。
【详解】AB、啤酒生产的发酵过程包括主发酵阶段和后发酵阶段,在啤酒的酿制过程中,酵母菌的繁殖、大部分糖的分解在主发酵阶段完成,AB正确;
C、为了防止酒精形成乙醛和醋酸,啤酒生产的后发酵阶段要在低温度和密闭环境下进行,主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒,C错误;
D、发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种的口味要求的不同而有所差异,D正确。
故选C。
3.(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟·期中)工业上常利用发酵工程生产微生物饲料,其主要生产流程如下图。下列叙述错误的是( )
A.优良菌种不一定是直接从自然界中筛选得到
B.发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵
C.生产乳酸菌时,不仅要关注培养基中的营养成分,还要注意隔绝空气
D.微生物蛋白质含量高,可以从发酵得到的菌体中提取出大量的单细胞蛋白
【答案】D
【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等方面。
【详解】A、优良菌种不一定是直接从自然界中筛选得到,也可以来自诱变育种或基因工程育种等方式,A正确;
B、发酵工程中,发酵罐内的发酵是整个流程的核心阶段,在这个环节中,微生物在合适的条件下大量生长繁殖并产生目标产物,它涉及到对温度、pH、溶解氧等多种条件的精准控制,直接关系到产物的产量和质量,是发酵工程的中心环节,B正确;
C、乳酸菌是厌氧菌,发酵过程中要注意隔绝空气,C正确。
D、微生物蛋白质含量高,通过发酵获得的大量微生物菌体,即为单细胞蛋白。D错误。
故选D。
4.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)下列对发酵工程及其应用的叙述,错误的是( )
A.发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物及菌体本身
B.发酵结束之后,采取适当的过滤、沉淀措施获得代谢物
C.利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可以促进植物生长
D.利用放线菌产生的井冈霉素防治水稻枯纹病属于生物防治
【答案】B
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配置、灭菌,接种,发酵、产品的分离、提纯等方面。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一的产物。发酵工程在医药、食品、农业、冶金、环境保护等许多领域都得到广泛应用。
【详解】A、发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身,A正确;
B、发酵产品若是微生物细胞,分离、提纯产物的方法是在发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,若产品是代谢物,则根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化来获取,B错误;
C、利用发酵工程生产的根瘤菌肥能够增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植株生长,C正确;
D、利用放线菌产生的井冈霉素防治水稻枯纹病属于生物防治,D正确。
故选B。
5.(24-25高二下·安徽省蚌埠市A层高中联考·期中)柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂。食品工业生产柠檬酸时,可以红薯粉为原料经黑曲霉发酵获得,如图为黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的简要流程图。下列叙述错误的是( )
A.用X射线处理黑曲霉能获得生产柠檬酸的优良菌种
B.将菌种由A培养基转接至B培养基的目的是扩大培养
C.加α-淀粉酶的作用是使红薯中淀粉水解,为菌种提供碳源
D.利用黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的中心环节是产品的分离和提纯
【答案】D
【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。发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
【详解】A、用X射线处理黑曲霉的原理是诱变育种,诱变育种的原理是基因突变,通过诱变育种可以大幅度改良生物性状,因而,用X射线处理黑曲霉可能筛选出生产柠檬酸的优良菌种,A正确;
B、将菌种由A培养基转接至B培养基的目的是扩大培养,即从A培养基中获得目标菌种转移到B培养基中进行大量培养,B培养基的状态为液体,有利于目标菌种的大量繁殖,B正确;
C、加α-淀粉酶的作用是使红薯中淀粉水解,变成单糖,进而可为菌种提供碳源和能源,C正确;
D、利用黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的中心环节是发酵罐内发酵,D错误。
故选D。
6.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区安徽师范大学附属中学·期中)核桃紫米酸奶富含人体生长发育所必需的蛋白质、脂肪及多种微量元素,适量食用可以起到促进生长发育的作用。下图是核桃紫米酸奶的制作工艺流程,相关叙述错误的是( )
A.核桃仁中蛋白质含量相对较高,是制作植物酸奶的良好原料
B.核桃紫米乳冷却后接种相应菌种,先通气后密封进行发酵产生产品
C.酸奶灌装前进行巴氏消毒,既能防止发酵过度又能延长其保质期
D.可通过调整紫米和核桃的比例来调整核桃紫米酸奶的营养和口味
【答案】B
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵、产品的分离、提纯等方面。
【详解】A、核桃仁中蛋白质含量相对较高,是制作植物酸奶的良好原料,使得酸奶有更好的营养,A正确;
B、核桃紫米酸奶制作过程接种的菌种是乳酸菌,乳酸菌属于厌氧菌,因此接种后应密封进行发酵产生产品,B错误;
C、巴氏消毒法是指在62~65℃消毒30min或在80~90℃消毒30s~1min,可以杀死牛奶中的绝大多数微生物,并且牛奶的营养成分不被破坏,因此酸奶灌装前进行巴氏消毒,既能防止发酵过度又能延长其保质期,C正确;
D、可通过调整紫米和核桃的比例来调整核桃紫米酸奶的营养和口味,D正确。
故选B。
7.(24-25高二下·安徽省宿州市省、市示范高中·期中)图1是生产某种产品而采用的发酵罐,图2是利用玉米淀粉作为材料制备谷氨酸的流程图。下列叙述中不正确的是( )
A.若用该发酵罐生产谷氨酸,需要通气且PH控制在中性或弱碱性条件
B.图1中3、4处分别是发酵罐冷却水的进入口和空气入口
C.培养谷氨酸棒状杆菌需要添加维生素B和供应氧气
D.发酵设备需要严格的消毒,培养基需要灭菌
【答案】D
【分析】谷氨酸的发酵生产:在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸;在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。
【详解】A、谷氨酸棒状杆菌是需氧型细菌,生产谷氨酸时需要通气。 同时,其发酵的适宜pH为中性或弱碱性,A正确;
B、对于发酵罐的冷却装置,为了达到良好的冷却效果,冷却水应下进上出,所以图1中3是冷却水的进口;而发酵过程需要通入空气,4处为空气入口,B正确;
C、谷氨酸棒状杆菌的生长需要特殊的营养因子,如维生素B等,并且它是需氧型细菌,需要供应氧气,C正确;
D、发酵设备和培养基都需要进行严格灭菌,而不是发酵设备消毒、培养基灭菌。消毒只是杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子),灭菌是杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子等。发酵过程对无菌环境要求高,所以发酵设备和培养基都应灭菌,D错误。
故选D。
8.(24-25高二下·安徽省六安市·期中)下列有关发酵工程及其应用的说法错误的是( )
A.选育菌种是发酵工程的前提条件,该环节很大程度上决定生产发酵的成败
B.只有发酵工程中心环节结束时才需要检测培养液中的微生物数量、产品浓度
C.通过发酵工程获得的单细胞蛋白可作为食品添加剂,也可制成微生物饲料
D.微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力,改良土壤结构
【答案】B
【分析】发酵工程一般包括菌种的选育,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。
【详解】A、选育优良菌种是发酵工程的关键步骤,菌种的优劣很大程度上决定了发酵生产的成败,A正确;
B、在发酵工程的各个环节,包括菌种选育、发酵过程控制等,都需要检测培养液中的微生物数量、产品浓度等参数,以确保发酵过程的顺利进行和产品质量,B错误;
C、发酵工程获得的单细胞蛋白富含蛋白质等营养物质,可作为食品添加剂,也可制成微生物饲料,C正确;
D、微生物肥料通过微生物的代谢活动产生有机酸、生物活性物质等,能够增进土壤肥力,改良土壤结构,对农业生产有重要作用,D正确。
故选B。
9.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)木聚糖酶可以将木聚糖(植物细胞壁的成分之一)降解为木糖,在酿造、饲料生产中都有广泛应用。木聚糖酶可以用黑曲霉发酵生产,下图是生产该酶的连续发酵装置图。下列有关叙述正确的是( )
A.选育菌种是发酵工程的中心环节,所用菌种一般较单一
B.在发酵生产中,选育出的优良菌种可以直接接种
C.培养液和发酵装置在接种前都需进行严格灭菌处理
D.在发酵过程中,需要适时向装置中不再添加必需的营养组分
【答案】C
【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新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【详解】A、发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面,发酵过程是发酵的中心环节,A错误;
B、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 扩大培养,当达到一定数量后再接种,B错误;
C、培养液和发酵装置在接种前都需进行严格灭菌处理,防止杂菌污染,C正确;
D、在发酵过程中,装置内的营养组分会被消耗,需要适时向装置中再添加必需的营养组分,D错误。
故选C。
10.(24-25高二下·安徽省六安市·期中)下列对发酵工程及其应用的叙述,正确的有几项( )
①发酵工程的中心环节是灭菌,培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌
②发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物及菌体本身
③利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可以促进植物生长
④发酵工程所用的菌种大多是混合菌种
⑤生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉
⑥用单细胞蛋白制成的微生物饲料,可通过发酵工程从微生物细胞中提取
A.4项 B.3项 C.2项 D.5项
【答案】B
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵、产品的分离、提纯等步骤。
【详解】①发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵,①错误;
②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正确;
③微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植株生长,常见的有根瘤菌肥、固氨菌肥等,③正确;
④现代发酵工程通常采用单一菌种纯培养,以控制产物质量和避免污染,混合菌种多见于传统发酵,④错误;
⑤柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得,所以生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉,⑤正确;
⑥单细胞蛋白即微生物菌体,不需要从微生物细胞中提取,⑥错误。
综上所述,正确的是②③⑤。
故选B。
11.(24-25高二下·安徽省芜湖市·期中)谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0,发酵工程中通过以下代谢途径发酵生产L-谷氨酰胺。下列叙述错误的是( )
A.利用谷氨酸棒状杆菌进行发酵,其中心环节是发酵罐内发酵
B.发酵初期控制pH为7.0,后调为5.6,有利于提高L-谷氨酰胺产量
C.提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量
D.发酵结束后,采用适当的提取、分离和纯化措施可获得L-谷氨酰胺
【答案】C
【分析】1、发酵是利用微生物,在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。发酵过程:菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌和接种→发酵条件的控制→分离和提纯。
2、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。
3、产品不同,分离提纯的方法一般不同。
(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。
4、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。
5、发酵过程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一的产物。
【详解】A、利用谷氨酸棒状杆菌进行发酵,其中心环节是发酵罐内发酵,A正确;
B、谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0,谷氨酰胺合成酶最适pH为5.6,因此发酵初期控制pH为7.0,有利于增加谷氨酸棒状杆菌的数量,后调为5.6,有利于提高谷氨酰胺合成酶的活性,进而提高L-谷氨酰胺产量,B正确;
C、由图可知,提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量,但谷氨酸合成酶会使L-谷氨酰胺再转化为L-谷氨酸,反而降低L-谷氨酰胺产量,C错误;
D、L-谷氨酰胺是细胞代谢产物,对细胞代谢产物可通过提取、分离和纯化措施来获得产品,D正确。
故选C。
12.(24-25高二下·安徽省安庆市·期中)发酵工程在食品、医药、农牧业等方面有着广泛地应用,下列有关说法正确的是( )
A.发酵工程的中心环节是灭菌,防止杂菌污染
B.pH能影响发酵产物,谷氨酸的发酵生产过程中,碱性条件下易产生谷氨酰胺
C.啤酒生产中的焙烤、蒸煮环节既可以杀菌,又可以使所有酶失活
D.微生物饲料中的单细胞蛋白除蛋白质外还含有糖类、脂质、维生素等
【答案】D
【分析】啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都是在主发酵阶段完成。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。发酵温度和发酵时间随着啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。
【详解】A、发酵工程的中心环节主发酵,获取发酵产物,A错误;
B、pH能影响发酵产物,利用液体深层培养进行谷氨酸发酵生产应在中性或弱碱性条件下进行,在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,B错误;
C、焙烤是为了去除大麦种子中的水分,可以杀死大麦种子胚,但没有起到灭菌作用,也不能使淀粉酶失活,C错误;
D、以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料,通过发酵能获得单细胞蛋白,单细胞蛋白含有丰富的蛋白质、糖类、脂质和维生素等物质,可以用作食品添加剂,D正确。
故选D。
13.(24-25高二下·安徽省阜阳市·期中)食品工业是微生物最早开发和应用的领域。一直以来,与发酵有关的食品工业的产量和产值都居于发酵工业的首位。下列有关说法错误的是( )
A.啤酒的工业化生产的发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段
B.谷氨酸棒状杆菌与黑曲霉最主要的区别是前者无核膜包被的细胞核
C.蓝细菌和绿藻细胞的细胞壁均可用果胶酶进行降解
D.酱油中富含小分子的肽和氨基酸
【答案】C
【分析】现代工业啤酒生产分为主发酵和后发酵,主发酵是啤酒发酵的主要阶段,后发酵目的是为了增加酒的二氧化碳含量和消除嫩酒的味道,并使啤酒澄清。
【详解】A、现代啤酒生产的发酵过程一般分为主发酵和后发酵,A正确;
B、谷氨酸棒状杆菌是原核生物,黑曲霉是真核生物,真核细胞与原核细胞主要区别是真核细胞有核膜包围的成形细胞核,B正确;
C、蓝细菌的细胞壁成分是肽聚糖,不能用果胶酶降解,C错误;
D、酱油通过大豆发酵产生,大豆富含蛋白质,酱油富含小分子肽和氨基酸,D正确。
故选C。
14.(24-25高二下·安徽省合肥市·期中)下列关于发酵工程应用的叙述,错误的是( )
A.在青贮饲料中添加乳酸菌,可以提高饲料的品质,动物食用后还能提高免疫力
B.将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,再通过发酵,可生产乙型肝炎疫苗
C.微生物含有丰富的蛋白质,从微生物细胞中提取单细胞蛋白
D.与传统的化学农药不同,微生物农药可利用微生物或其代谢物防治病虫害
【答案】C
【分析】1、利用青贮原料上存在的乳酸菌等微生物,通过厌氧呼吸将青贮原料中的碳水化合物转化成有机酸,使pH降到3.8~4.2,抑制有害菌的生长,从而实现长期保存饲料及其营养物质的目的。同时,微生物的活动使青贮饲料带有芳香酸甜的味道,提高了家畜的适口性。
2、微生物农药是利用微生物或其代谢产物来防治农林害虫的。微生物农药作为生物防治的重要手段,将在农业的可持续发展方面发挥越来越重要的作用。
【详解】A、在青贮饲料中添加乳酸菌,通过乳酸菌的发酵,可以提高饲料品质,使饲料保鲜,同时提高动物免疫力,A正确;
B、一种生产乙型肝炎疫苗的方法就是将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,再通过发酵生产,可以大大提高生成效率,属于发酵工程在医药方面的应用,B正确;
C、用单细胞蛋白制成的微生物饲料,其中的单细胞蛋白是微生物菌体,并不是通过发酵工程从微生物细胞中提取获得的蛋白质,C错误;
D、发酵工程应用于现代农牧业的很多方面,如生产微生物农药,与传统的化学农药不同,微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的,D正确。
故选C。
15.(24-25高二下·安徽省池州市·期中)生产啤酒的主要工艺流程如下图所示,下列叙述错误的是( )
A.过程①中若用赤霉素溶液处理大麦种子,种子无需发芽就能产生淀粉酶
B.过程②中焙烤不会使酶失活,碾磨有利于淀粉与淀粉酶充分接触有利于糖化
C.过程②煮沸时加入啤酒花可增加啤酒的苦度等风味,蒸煮后需冷却才能接种
D.过程③主发酵阶段要适时往外排气,后发酵阶段在低温、通气环境中进行
【答案】D
【分析】发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的。其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。
【详解】A、赤霉素可以促进种子产生淀粉酶,所以用赤霉素溶液处理大麦种子,种子无需发芽就能产生淀粉酶,A正确;
B 、焙烤的温度一般不会使酶失活,碾磨能增大接触面积,有利于淀粉与淀粉酶充分接触从而促进糖化,B正确;
C、煮沸时加入啤酒花能增加啤酒的风味,蒸煮后温度高会使菌种失活,所以需冷却才能接种,C正确;
D、后发酵阶段应在低温、密封环境中进行,不是通气环境,D错误。
故选D。
16.(24-25高二下·安徽省A10联盟·期中)某城市自来水厂的水质检测实验室,定期对出厂水样中的大肠杆菌数量进行定量测定,以确定水质,一般采用稀释涂布平板法进行计数。在整个操作及后续分析过程中,下列做法正确的是( )
A.若想一次获取稀释倍数为10³的水样,则可将1mL 水样加入到99mL 无菌水中制取
B.梯度稀释后每个稀释度包括原水样均涂布 3 个平板,并预留一个空白平板,以减小实验误差
C.应配制选择培养基进行涂布,在完成涂布操作后,须立即将各组平板放入恒温培养箱中培养
D.培养时待菌落数稳定时选取菌落数最多的平板进行计数,也可用血细胞计数板显微观察计数
【答案】B
【分析】平板划线法是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;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,通常可用于对微生物进行统计和计数。计数时如菌体位于大方格的双线上,计数时则数上线不数下线,数左线不数右线,以减少误差。即位于本格上线和左线上的细胞计入本格,本格的下线和右线上的细胞按规定计入相应的格中。
【详解】A、稀释倍数为 103时,应将1mL 水样加入到999mL 无菌水中,A错误;
B、梯度稀释后每个稀释度包括原水样均涂布3个平板,并预留一个空白平板,以减小实验误差,自来水中大肠杆菌数量可能较少,原水样也需要涂布培养,B正确;
C、应配制鉴别培养基进行涂布,涂布后需等待菌液被培养基吸收,再放入培养箱,否则菌液会在平板表面流动,影响菌落分布和计数,C错误;
D、应选取菌落数在 30~300 之间的平板进行计数,取平均值,细菌可用细菌计数板进行直接计数,但是自来水中可能有多种细菌显微镜观察难以区分,D错误。
故选B。
二、非选择题
17.(24-25高二下·安徽省六安市裕安区六安市独山中学·期中)牛奶是适合微生物生长的良好培养基。牛奶在饮用前都要用巴氏消毒法消毒,以杀死有害微生物。某小组为检测自制酸奶是否被杂菌污染,进行了如图所示操作。请据图回答下列问题:
(1)图1所示方法为_____,若取最终的牛奶稀释液0.mL在培养基上进行涂布,应选择的工具是图2中的_____。
(2)理想情况下,培养一段时间后可在培养基表面形成菌落。若用该方法培养设置了3个培养皿,菌落数分别为65、63、64,则可以推测每毫升酸奶中所含细菌数为_____。运用这种方法统计的结果往往较实际值_____(填“大”或“小”),其原因是_____。
(3)接种操作完成后,需将平板倒置放入培养箱中培养,倒置的目的是不仅能防止水分过快挥发,而且可以_____。如果培养基上出现形状、大小、颜色不同的菌落,说明自制酸奶已被杂菌污染。
(4)要进一步分离纯化菌种,应采用图3中_____(填字母)所示的划线分离操作。
(5)某同学在学习了传统发酵技术的应用后,进行了酸奶制作的实践,制作步骤如下:
①将瓶子(连同盖子)、勺子放在电饭锅中加热煮沸10分钟。
②瓶子稍冷却后,向瓶子中倒入牛奶,再放入电饭锅中沸水浴加热10分钟。
③待牛奶冷却至40℃左右(不烫手)时倒入牛奶量1/5的酸奶作“引子”,用勺子搅拌均匀,拧紧瓶盖。
④将电饭锅温度调至40℃,继续保温7~8h。
酸奶中(作“引子”)的有益菌主要是_____,待牛奶冷却后才能倒入酸奶的原因是_____,将瓶盖拧紧的目的是_____。
【答案】(1) 稀释涂布平板法 B
(2) 6.4×107 小 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
(3)防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染
(4)B
(5) 乳酸菌 防止温度过高而将菌种杀死 乳酸菌是厌氧型细菌,在无氧条件下才能进行发酵
【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。
【详解】(1)图1所示微生物均匀分布于平板中的培养基内,接种方法是稀释涂布平板法;A为接种环,划线分离时用,B为涂布器,稀释涂布的时候用于将菌液涂布均匀,C为滴管,D为接种针,若取最终的牛奶稀释液0.mL在培养基上进行涂布,应选择的工具是图2中的B涂布器。
(2)稀释涂布平板法计数时选择菌落数在30-300之间的进行计数,培养皿中菌落数分别为65、63、64,因此培养皿中菌落数平均为64个,即0.1mL中含有细菌64个,而这0.1mL是稀释了105后的,因此1mL酸奶中所含细菌数为64×106个,即6.4×107个;当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,因此运用这种方法统计的结果往往较实际值小。
(3)接种操作完成后,需将平板倒置放入培养箱中培养,倒置的目的是不仅能防止水分过快挥发,而且可以防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染。
(4)平板划线法从上一次末端开始划线,将菌液不断稀释,可以获得单菌落,进一步分离纯化菌种,且首尾不能相连,B符合题意。
故选B。
(5)乳酸菌能产生乳酸,制作酸奶,故酸奶中(作“引子”)的有益菌主要是乳酸菌;要等牛奶冷却后才能倒入酸奶,是为了防止温度过高将酸奶里的菌种杀死。乳酸菌是厌氧型细菌,在无氧条件下才能进行发酵,因此将瓶盖拧紧。
18.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中N2的细菌,将玉米种子用自生固氮菌拌种后播种,可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如下图。回答下列问题:
(1)步骤①土样应取自表层土壤的原因是________。
(2)下表为两种培养基的配方,步骤④应选其中的________培养基,原因是________。
培养基类型
培养基组分
Ashby培养基
甘露醇(C6H14O6)、KH2PO4、MgSO4·7H2O、NaCl、K2SO4、CaCO3、蒸馏水、琼脂
LB培养基
蛋白胨、酵母提取物、NaCl、蒸馏水、琼脂
(3)若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126个,则每克土壤中含有的固氮菌为_______个。
(4)将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48小时,经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进行固氮能力的测定,筛选出固氮能力最强的菌种CM12,为进一步鉴定其固氮能力,科研人员选用发芽一致的玉米种子进行3组盆栽实验,30天后测定土壤微生物有机氮含量,结果如下图。
注:CK:对照处理组;N:尿素处理组(每盆土壤中50mL有氮全营养液:成分为在1000mL无氮植物营养液中加入0.12g尿素):CM12:自生固氮菌CM12处理组(每盆土壤浇50mL接种自身固氮菌的无氮植物营养液)。
①对照组(CK)的处理为_______。
②实验结果表明:施用尿素处理和接种固氮菌CM12处理均能显著增加土壤微生物有机氮含量。与CK组相比,CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加了约________ %。
③自生固氮菌较共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广,原因是:________。
【答案】(1)在富含有机质的土壤表层,有更多的固氮菌生长(或固氮菌一般为需氧型,生活在土壤表层)
(2) Ashby 该培养基不含氮源,具有选择作用,自生固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源;LB培养基中的蛋白胨可以提供氮源,不具有选择作用
(3)1.26×107
(4) 每盆土壤浇50mL无氮植物营养液 120 自生固氮菌能在土壤中独立固氮,不受宿主的限制
【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,其中碳源和氮源常采用蛋白胨和牛肉膏,因为它们来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质。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。
【详解】(1)土壤中含有丰富微生物,同其他生物环境相比,土壤中的微生物数量最大、种类最多。在富含有机质的土壤表层,有更多的固氮菌生长,故步骤①土样取自当地表层土壤。
(2)表格为两种培养基的配方,步骤④应选其中的Ashby培养基,原因是该培养基不含氮源,具有选择作用,自生固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源,LB培养基中的蛋白胨可以提供氮源,不具有选择作用。
(3)若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126个,则每克土壤中含有的固氮菌为126÷0.1×104=1.26×107个。
(4)①对照组的目的是排除无关变量对实验的影响,故对照组(CK)的处理为每盆土壤浇50mL无氮植物营养液。
②由柱状图可知,空白对照组中土壤微生物有机氮含量为10,CM12处理组土壤微生物有机氮含量为22,故与对照组相比,CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加值大概为(22-10)÷10×100%=120%。
③自生固氮菌比共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广,原因是自生固氮菌能在土壤中独立固氮,不受宿主的限制。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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专题01 发酵工程
3大高频考点概览
考点01 传统发酵技术的应用
考点02 微生物的培养技术及应用
考点03 发酵工程及其应用
一、单选题地 城
考点01
传统发酵技术的应用
1.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)酸奶是人们喜爱的乳制品,在制作酸奶时,利用的生物是( )
A.乳酸菌 B.酵母菌 C.醋酸菌 D.青霉菌
2.(24-25高二下·安徽省滁州·期中)腐乳是我国传统发酵食品.具有很高的营养价值。下列有关腐乳制作的叙述,正确的是( )
A.食盐浓度越高,对杂菌的抑制作用及腐乳发酵越好
B.腐乳生产过程中,发挥主要作用的微生物是酵母菌
C.发酵完成后,豆腐中的蛋白质被完全分解为氨基酸
D.发酵时间和食盐浓度均可影响腐乳中氨基酸的含量
3.(24-25高二下·安徽省黄山市·期中)毛豆腐是徽州地区的特色美食,其发酵菌种主要是毛霉(异养需氧型)。毛豆腐制作方法是先将切好的豆腐块平整放在竹条上,每块之间留有间隙,适宜条件下放置3至5天,当豆腐表面长出一层均匀细密的绒毛,即可煎炸食用。下列叙述错误的是( )
A.豆腐为毛霉生长提供了水、碳源、氮源和无机盐等营养物质
B.毛霉产生的蛋白酶,使蛋白质分解而易于消化吸收
C.为使毛霉发酵充分,须提供适宜的温度、湿度、无菌等条件
D.制作时每块豆腐之间留有间隙有利于毛霉菌丝的生长
4.(24-25高二下·安徽省淮北市七中·期中)米醋是一种营养价值较高的调味品,《醒园录》中有“赤米不用舂,洗净蒸饭,拌曲发香,用水或用酒泼皆可发,……俟月余可用。如有发霉,用铁火针烧极红淬之。”的记载。下列有关米醋酿制的说法正确的是( )
A.“不舂”保留稻壳的目的是为后续发酵提供菌种
B.米饭“拌曲”后要密封,有利于产生酒精和醋酸
C.“用水或用酒泼皆可发”,说明利用糖和乙醇都可以酿醋
D.为防止霉菌感染,米醋制作时温度应控制在30℃以下
5.(24-25高二下·安徽省蚌埠市·期中)中国许多传统美食的制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是( )
A.泡菜制作过程中,乳酸菌将葡萄糖分解成醋酸
B.米酒制作过程中,将容器密封可以促进酵母菌生长
C.苗族红酸汤以番茄和辣椒为原料密封发酵,该过程用到的是醋酸菌
D.长沙“臭豆腐”闻着臭吃着香,其在发酵时少不了霉菌的参与
6.(24-25高二下·安徽省亳州市第二完全中学·期中)下列关于利用传统发酵技术制作食品的叙述,错误的是( )
A.生产果醋和腐乳的主要微生物代谢类型相同
B.制作酸奶与制作果醋需控制的发酵条件不同
C.制酒的适宜温度是30℃-35℃
D.家庭制作泡菜,早期亚硝酸盐含量高而不宜食用
7.(24-25高二下·皖豫名校·期中)《诗经·邶风·谷风》中记载:“我有旨蓄,亦以御冬。”“旨蓄”指储藏的美味食品,如腌制的泡菜。下列有关泡菜腌制的叙述,正确的是( )
A.家庭制作泡菜时,应先用70%的酒精将食材消毒以免杂菌污染
B.泡菜坛中的发酵液表面出现的菌膜通常是由乳酸菌繁殖形成的
C.腌制泡菜时可通过向坛盖边沿的水槽注水来保持发酵所需环境
D.泡菜“咸而不酸”可能是盐水浓度太低导致了杂菌繁殖
8.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)下列关于果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的叙述,正确的是( )
A.制作泡菜所需的微生物是一种需氧型细菌
B.制作果醋的乳酸菌,属于严格的厌氧型微生物
C.家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都是纯种发酵
D.泡菜制作过程中,亚硝酸盐的含量会先上升后下降
9.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)以刺玫果、山荆子和桤叶唐棣(高钙)为原料,可混合发酵制作出钙含量高、花青素等营养丰富的新型复合果酒。该果酒具有丰富的感官品质,兼具桤叶唐棣鲜艳的色泽、刺玫果清甜的香气和山荆子清爽的口感。下列说法错误的是( )
A.将三者按照一定比例混合、破碎后加入果胶酶、纤维素酶分解细胞壁,更易获得果汁
B.制作复合果酒的过程中,主要是酵母菌进行无氧呼吸,发酵温度应控制在30~35℃
C.果酒制作的过程也是微生物生长繁殖和代谢的过程
D.若酿制成功的复合果酒长期暴露在空气中,则酒味会逐渐消失而出现酸味
10.(24-25高二下·安徽省A10联盟·期中)利用传统发酵技术制作食品,是我国传统饮食文化的重要组成部分。下列有关说法正确的是( )
A.果酒发酵时,发酵液中酒精浓度达到一定值后,会反馈抑制酵母菌自身相关酶的活性
B.果酒发酵完成后进行果醋发酵时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛再将乙醛变为乙酸,同时释放CO2
C.制作腐乳时,利用单一菌种毛霉分泌的脂肪酶和蛋白酶催化豆腐中蛋白质水解成氨基酸
D.制作传统泡菜是利用植物体内天然的乳酸菌来进行发酵,控制好条件就不会生成亚硝酸盐
11.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)如图是老陈醋的生产流程,下列相关叙述正确的是( )
A.蒸熟的高粱米应先加入大曲再冷却
B.“糖化”是将高粱中的淀粉等大分子氧化分解为小分子,为酒精发酵提供原料
C.在果酒制作的基础上制作果醋,需向酒中通入无菌空气即可
D.“醋酸发酵”步骤中每天翻料两次,可为醋酸菌提供更多氧气
12.(24-25高二下·安徽省安庆市第一中学·期中)豆豉是一种古老的传统发酵豆制品,制作流程图如下。下列相关叙述正确的是( )
注:后期发酵在室外日晒,每天搅拌两次。
A.传统方法制作豆豉,以混合菌种的液体发酵为主
B.前期发酵利用的是自然界的微生物,此时微生物会大量繁殖
C.调味过程中加盐可抑制杂菌生长,白酒和风味料只是调节口味
D.装坛后日晒可为微生物提供能量,搅拌可为微生物提供氧气
13.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)酸笋是螺蛳粉的灵魂,腌酸笋季节在春季。当竹子出笋后,长出约30cm高时便可砍下,剥去笋壳,切成块或是切成笋丝、笋片,放于陶罐中,清水过面,撒上适量食盐,置于阴凉处一个月左右,酸味即出,便可随食随取。下列相关叙述错误的是( )
A.制作酸笋所需菌种的代谢类型是异养厌氧型
B.“清水过面”是为了创造无氧环境,减少杂菌污染
C.为保证发酵成功,不能将鲜笋用沸水泡烫
D.泡菜腌制过程中可以加入抗生素来抑制杂菌生长
14.(24-25高二下·安徽省六安市第一中学·期中)红茶菌由醋酸菌、酵母菌、乳酸菌在茶基液培养液中混合发酵而成。研究人员在传统发酵制作泡菜的基础上,采用红茶菌菌种发酵,获得了具有红茶菌风味的新型泡菜,工艺流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.在微生物的作用下,泡菜发酵过程中有机物的种类会增加
B.接种红茶菌后的发酵阶段需要根据温度来调控发酵时间
C.制作泡菜时坛子密封的主要目的是避免外界杂菌的污染
D.红茶菌的品质与茶基、产地以及保存条件均有关
二、非选择题
15.(24-25高二下·安徽省阜南实验中学·期中)面包、酸奶、夹着豆腐乳的馒头是很多人喜欢的早餐,这些食品的制作都离不开微生物发酵,啤酒、味精乃至胰岛素等药物的工业化生产,也利用了微生物的发酵。请回答下列有关微生物发酵的问题,
(1)在腐乳制作过程中,_________________________等多种微生物参与了豆腐的发酵,其中起主要作用的是_________________________。
(2)果酒和果醋的制作分别用到了酵母菌和醋酸菌。请分别写出相关的反应方程式:①酵母菌参与果酒制备的反应方程式:________________;②氧气和糖源充足时,醋酸菌发酵反应方程式:_________________;③
缺少糖源时,醋酸菌发酵反应方程式:_______________。
(3)在用葡萄酒制作果酒过程中,去除枝梗和用清水冲洗的先后顺序应该是:________________。
16.(24-25高二下·安徽省蚌埠市·期中)约几千年前,我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵为含酒精的饮料,后来又相继学会制作酱油、醋、豆豉、腐乳等,这些传统发酵技术促进了中华民族特有的饮食文化的形成和发展。随着生物学的发展,科学家已经揭开各种发酵的原理,并开始运用数学、动力学和化学工程原理等对发酵过程进行综合研究,控制发酵过程。请回答下列相关问题:
(1)以腐乳制作为例,发酵菌种是以________为主的混合菌种,其制作原理主要是利用微生物能将豆腐中的________。古代难以对环境温度进行控制,因而用传统发酵的方法制作腐乳等美食往往会受到的限制。
(2)日常生活中,用饮料瓶酿制少量葡萄酒,装料时,每个瓶子中大约要预留1/3的空间,目的是_________(答出2点)。随着发酵的进行,包括酵母菌自身在内的许多微生物都难以在发酵液中生存,原因是_______。
(3)不同菌种的代谢类型和对环境条件的要求不同,在酿制果酒的基础上,为了将果酒转化成果醋,需要改变的条件是_______(答出2点)。
17.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)米酒,旧时叫“醴”,其酿制工艺简单,口味香甜醇美。下图表示发酵过程中的代谢途径。回答下列问题:
(1)制作时用糯米酿制,需要等煮熟的糯米温度降低后再拌上酒曲(酵母菌)进行发酵,这是为了防止________________________________。在家中用陶土罐酿制米酒时,不需要进行严格的灭菌处理,这是因为_________________________________。
(2)陶土罐中要预留部分空间,一方面通过①②过程可以___________________________,另一方面是为了避免_____________________________。
(3)制作成功的米酒若暴露在空气中,酒味会逐渐消失而出现醋酸味,此时发挥作用的微生物是________。此现象在_________(填“冬季”或“夏季”)更易发生,其原因是_________________________________。
18.(24-25高二下·安徽省滁州市·期中)葡萄酒醇厚、浓郁,含抗氧化、消炎物质,对人体的心脑血管具有保健作用;葡萄醋能抑菌消毒、有健脾安胃帮助消化等功效。某生物兴趣小组利用图1装置进行葡萄酒和葡萄醋的制作。回答下列问题:
(1)用图1装置制作葡萄酒过程中,要关闭____(填“阀a”或“阀b”),以保证无气体进入发酵液。若发酵过程中操作失误导致发酵瓶爆裂,原因是____。
(2)加入发酵瓶中的葡萄汁只占发酵瓶的2/3,目的是____(答一点)。葡萄酒自然发酵时,作为原料的葡萄不需要灭菌,其原因是____。
(3)用图1的装置酿葡萄酒结束后,若要直接转入葡萄醋发酵,具体的操作方案为____。在制作葡萄醋的过程中,发酵液的pH会____(填“下降”“上升”或“不变”)。
(4)为研究甲、乙、丙、丁四种酵母菌酿制葡萄酒的效果,研究人员进行了有关实验,结果如图2所示,甲、乙、丙、丁四种酵母菌酿制葡萄酒效果最差的是____。6~7d,丁组酒精度不再上升的原因可能是____(答两点)。
一、单选题地 城
考点02
微生物的培养技术及应用
1.(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟·期中)牛肉膏蛋白胨培养基是一种常见的细菌培养基,用尿素为唯一氮源的选择培养基可用于筛选尿素分解菌,下列相关内容叙述错误的是( )
A.培养细菌时一般需要将培养基调至酸性
B.蛋白胨可以为细菌提供碳源、氮源和维生素等
C.培养基倒入培养皿后不用再灭菌,冷凝后倒过来放置
D.欲知选择培养基是否起到了选择作用,可设置牛肉膏蛋白胨培养基作为对照
2.(24-25高二下·安徽省A10联盟·期中)某科研团队在实验室进行珍稀丝状真菌发酵产酶实验。在无菌操作和培养基处理过程中,出现了以下几种情况,其中处理方式不合理的是( )
A.将培养皿洗净晾干后,装入金属容器中进行灭菌,灭菌结束后待温度降至 50℃左右时取出
B.配制好的培养基用不完可放在4℃冰箱中保存,下次用时取出加热融化后倒入培养皿中直接使用
C.接种时先将接种环灼烧灭菌,冷却后挑取丝状真菌的孢子,整个接种过程始终在酒精灯火焰旁
D.实验结束后对含有真菌的培养基进行湿热灭菌处理,然后将废弃物按生物安全要求分类丢弃
【答案】B
3.(24-25高二下·安徽省亳州市第二完全中学·期中)下列关于消毒与灭菌的方法和原理的叙述,正确的是( )
A.牛奶、啤酒一般采用巴氏消毒法,即在100℃处理30min
B.对培养皿进行灭菌处理可用干热灭菌法
C.高压蒸汽灭菌锅内残留少量冷空气有助于提高蒸汽温度,增强灭菌效果
D.干热灭菌法不能通过破坏蛋白质的氢键导致微生物的死亡
4.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)尿素分解菌会使培养基中的酚红指示剂变红。为了从土壤中分离出尿素分解菌,使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行筛选,实验的具体分组和操作如下表所示。下列有关叙述错误的是( )
组别
具体组别
具体操作
实验组
实验组1
涂布接种的选择培养基
实验组2
涂布接种的选择培养基
实验组3
涂布接种的选择培养基
实验组4
涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基
对照组
对照组1
不涂布接种的选择培养基
对照组2
不涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基
A.对照组1与实验组1、2、3组对比以验证选择培养基是否被杂菌污染
B.对照组2与实验组1、2、3组对比以验证选择培养基是否具有选择作用
C.实验组1、2、3可分离得到尿素分解菌,实验组4菌落最多,理论上对照组无菌落
D.选择培养基中菌落的红色环带直径与菌落直径比值越大,分解尿素的能力越强
5.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)微生物的实验室培养要进行严格的灭菌和消毒。下列说法错误的是( )
A.用紫外线对空气进行消毒前,可适量喷洒石炭酸等消毒液以加强消毒效果
B.灭菌和消毒均可以杀死环境中的一切微生物,包括芽孢和孢子
C.灼烧法灭菌的对象可以是金属器具,也可以是玻璃器具
D.无菌操作时,要对实验操作的空间、操作者的衣物和手进行清洁和消毒
6.(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟·期中)为筛选某种氨基酸缺陷型菌株,实验人员利用影印接种法的实验过程如图所示,其中基本培养基中缺乏某种氨基酸,而完全培养基中含有该种氨基酸。下列叙述错误的是( )
A.待测培养皿中应为完全培养基
B.图中各种培养基均需经过高压蒸汽灭菌
C.过程②培养时丝绒布先转印至完全培养基上再转印到基本培养基上
D.氨基酸缺陷型菌株应从完全培养基上挑选获得
7.(24-25高二下·安徽省阜阳市·期中)科研人员筛选抗链霉素的大肠杆菌突变株的实验过程如下:
①将灭菌的空培养皿斜放(一边垫起),倒入10mL不含药物的底层培养基(如图甲所示)
②待培养基凝固后将培养皿平放,再倒入10mL含有链霉素的上层培养基,使其迅速冷却(如图乙所示)
③将经诱变处理后的大肠杆菌悬液0.1 mL接种到图乙所示平板上
④将平板倒置于恒温培养箱中培养2天,观察平板上大肠杆菌的生长情况、
下列叙述错误的是( )
A.可采用高压蒸汽灭菌法对培养皿和培养基灭菌
B.随着图乙中箭头方向,平板上所含链霉素的量逐渐增大
C.据图丙可知,科研人员利用涂布器将大肠杆菌悬液接种于平板上
D.选择图丙平板上1~2个生长在平板左侧的单个菌落继续培养
8.(24-25高二下·安徽省安庆市·期中)图甲为诱变选育高产β胡萝卜素的布拉霉菌,未突变菌不能在含有β紫罗酮的培养基上生长,随β胡萝卜素含量增加菌体颜色从黄色加深至橙红色,下列叙述错误的是( )
A.过程①紫外线照射的布拉霉菌一定都能在含β紫罗酮的培养基生长
B.操作③应选择橙红色菌落较大的菌株继续接种培养
C.能在添加了β紫罗酮的乙上长成菌落的细菌,可能会产生更多的β胡萝卜素
D.要得到图乙所示菌落,可用稀释涂布平板法进行②操作,且需要在酒精灯火焰附近进行
9.(24-25高二下·皖豫名校·期中)尿素分解菌会使培养基中的酚红指示剂变红。为了从土壤中分离出尿素分解菌,使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行筛选,实验的具体分组和操作如下表所示。下列有关叙述错误的是( )
组别
具体组别
具体操作
实验组
实验组1
涂布接种的选择培养基
实验组2
涂布接种的选择培养基
实验组3
涂布接种的选择培养基
实验组4
涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基
对照组
对照组1
不涂布接种的选择培养基
对照组2
不涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基
A.对照组1与实验组1、2、3组对比以验证选择培养基是否被杂菌污染
B.实验组4与实验组1、2、3组对比以验证选择培养基是否具有选择作用
C.实验组1、2、3可分离得到尿素分解菌,实验组4菌落最多,理论上对照组无菌落
D.选择培养基中菌落的红色环带直径与菌落直径比值越小,分解尿素的能力越强
10.(24-25高二下·安徽省宿州市·期中)合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭大肠杆菌的效果。该同学将细菌原液稀释10倍后取0.2mL涂布平板,进行菌落计数,结果如图所示,下列说法错误的是( )
A.大肠杆菌在伊红一亚甲蓝培养基上生长的菌落呈深紫色
B.据该实验结果可知,三种消毒液中杀菌效果最好的是A消毒液
C.若某样品菌落计数的结果是100,则对应细菌原液中大肠杆菌的浓度为5000个/mL
D.为避免混淆,应在培养皿的皿盖上做好标记,并将培养皿倒置培养
11.(24-25高二下·安徽省合肥市·期中)如图是酵母菌的纯培养过程示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.过程a用到的灭菌方法有湿热灭菌法和干热灭菌法
B.过程b分离菌种时划线几个区域则需要灼烧几次接种环
C.过程c设置一组空白培养基的目的是检测灭菌是否彻底
D.若培养基中出现了不同的培养物,则需继续进行纯化培养
12.(24-25高二下·安徽省芜湖市·期中)在含有纤维素的培养基中加入刚果红.刚果红与纤维素形成红色复合物;而当纤维素被纤维素分解菌分解后,复合物就无法形成,培养基中会出现以这些菌为中心降解圈的透明圈(如图所示,图中均为单菌落)。下列相关叙述错误的是( )
A.可以在落叶较多的土壤中获取纤维素分解菌
B.菌落②最大,故其含有的纤维素分解菌数量最多
C.由实验结果可知,菌落①中的菌株分解纤维素的能力最强
D.由实验结果可知·菌落③中的菌株更适合在该培养基中生长
13.(24-25高二下·安徽省黄山市·期中)从某污水处理系统中分离出多种细菌,经进一步筛选获得具有高效降低污水中有机污染物(COD为有机污染物分解时化学需氧量)能力的菌株,过程如图所示。下列相关说法错误的是( )
A.牛肉膏蛋白胨培养基可用高压蒸汽灭菌法灭菌
B.为确定接种时菌液的最佳稀释倍数可先用显微镜直接计数法统计菌液中的细菌数目
C.图中平板划线法获得的菌落具有不同的菌落特征
D.挑取单菌落后接种到液体培养基中培养,目的是扩大化培养菌株
14.(24-25高二下·安徽省滁州市·期中)下列关于微生物的培养与计数的描述正确的是( )
①分离分解尿素的细菌要使用以尿素为唯一氮源的选择培养基
②对微生物计数可以使用平板划线法和稀释涂布平板法接种微生物
③纤维素分解菌鉴定时,在培养基中加入酚红指示剂,如果指示剂变红则能初步鉴定
④在某一浓度下涂布三个平板,若三个平板统计的菌落数差别较大,则需重新进行实验
⑤进行微生物培养时要每隔24h统计一次菌落的数目
⑥获得菌落数目为30~300的平板就说明实验操作成功
A.①④⑤ B.②③⑥ C.②④⑤ D.③⑤⑥
15.(24-25高二下·安徽省武汉市·期中)某野生型细菌能通过图1途径合成色氨酸,其突变株则不能。将突变株TrpB、TrpC、TrpE(仅图1中的某一步受阻)分别接种在图2培养基的I、Ⅱ、Ⅲ区域,短时间培养三个区域均有少量细菌生长增殖,继续培养后I区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖,而Ⅲ区域菌株不再生长。下列叙述正确的是( )
A.配制培养色氨酸缺陷型菌株的图2培养基没有加入色氨酸
B.使用涂布器接种3种突变菌株,涂布前需对涂布器进行灼烧灭菌
C.TrpC菌株继续生长增殖的一端为靠近I区域的一端
D.TrpE菌株不再生长可能是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶
二、非选择题
16.(24-25高二下·安徽省卓越县中联盟·期中)科学选育各种优质菌种,利用现代工业设计制造大型发酵装置,人为控制菌种的代谢,从而获得人类所需产品,有助于解决粮食、环境、健康和能源等重大问题。实验室中筛选优质菌种的流程一般包括制备培养基、纯化和鉴定菌种等一系列操作。请回答下列相关问题:
(1)实验室中用来培养微生物菌种的培养基,成分主要是水、无机盐和______,培养不同菌种的培养基pH要求不同,用于培养细菌的培养基,pH一般要调至______,该操作一般在灭菌__________(填“前”或“后”)完成。
(2)菌种的纯化、鉴定等操作往往要用到平板培养基,判断某一批次所倒平板是否符合无菌要求的方法是________。
(3)在以纤维素粉为唯一碳源且添加了刚果红的培养基上,接种富含枯叶的土壤浸出液,长出A、B、C、D四个菌落,菌落周围出现如图所示大小不同的透明圈。为筛选出高效降解纤维素的分解菌,应通过比较______,最终选择菌落_______作为目标菌种。
(4)随着发酵工程的发展,青霉素早已步入工业化生产的道路,青霉菌是目前应用最为广泛的青霉素高产菌种,但这一菌种可以用同一前体物质分别经由不同的酶催化生成青霉素和头孢霉素,请提出一个思路来改造该菌种,让其在发酵时只产生青霉素:__________。
17.(24-25高二下·安徽省合肥市普通高中六校联盟·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________。
(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,并使用稀释涂布平板法测定活菌数,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℃发酵至pH=4.5左右,置于4℃下冷藏24h
________(至少写出2个)
实验组:_____
18.(24-25高二下·安徽省滁州市·期中)地膜的主要成分是聚乙烯,化学式为(C2H4)n,残留在土壤中的地膜难以被降解。为筛选出高效降解地膜的细菌,研究人员进行了如图1所示操作,①~⑤表示菌落。回答下列问题:
(1)在筛选降解地膜的细菌时,配制的X培养基应选择________(填“聚乙烯”或“葡萄糖”)作为唯一碳源,理由是________。
(2)为了证明所配制的X培养基具有选择作用,在恒温培养前,除了将接种后的选择培养基平板进行培养外,还需要_________,待两种培养基平板上的菌落生长稳定时,比较两种平板培养基上的菌落数,其结果应为________。富集培养过程中摇床振荡便于微生物获取________。
(3)研究人员还测定了聚乙烯地膜在六种菌株处理一段时间后的失重率[(膜片初始质量-膜片被降解后质量)÷膜片初始质量×100%]如图2所示。据图分析,最好选用菌株________处理聚乙烯地膜,原因是_________。
一、单选题地 城
考点03
发酵工程及其应用
1.(24-25高二下·安徽省滁州市·期中)发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域,在助力解决粮食、环境、健康和能源等方面做出了重要贡献。霉菌是发酵工程中常用的菌种,进行有氧呼吸。下列相关叙述错误的是( )
A.由黑曲霉发酵生产的柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂
B.科学家利用厌氧发酵技术,使青霉菌生产青霉素实现了产业化
C.将乙肝病毒的抗原基因转入酵母菌后再通过发酵生产,可生产乙肝疫苗
D.利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可促进植物生长
2.(24-25高二下·安徽省安庆市第一中学·期中)下列关于啤酒的工业化生产的叙述,不正确的是( )
A.啤酒生产中酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成
B.啤酒生产的发酵过程包括主发酵阶段和后发酵阶段
C.主发酵在低温、密闭条件下进行,发酵液澄清、成熟可以饮用
D.发酵的温度和时间会影响啤酒的口味
3.(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟·期中)工业上常利用发酵工程生产微生物饲料,其主要生产流程如下图。下列叙述错误的是( )
A.优良菌种不一定是直接从自然界中筛选得到
B.发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵
C.生产乳酸菌时,不仅要关注培养基中的营养成分,还要注意隔绝空气
D.微生物蛋白质含量高,可以从发酵得到的菌体中提取出大量的单细胞蛋白
4.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)下列对发酵工程及其应用的叙述,错误的是( )
A.发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物及菌体本身
B.发酵结束之后,采取适当的过滤、沉淀措施获得代谢物
C.利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可以促进植物生长
D.利用放线菌产生的井冈霉素防治水稻枯纹病属于生物防治
5.(24-25高二下·安徽省蚌埠市A层高中联考·期中)柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂。食品工业生产柠檬酸时,可以红薯粉为原料经黑曲霉发酵获得,如图为黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的简要流程图。下列叙述错误的是( )
A.用X射线处理黑曲霉能获得生产柠檬酸的优良菌种
B.将菌种由A培养基转接至B培养基的目的是扩大培养
C.加α-淀粉酶的作用是使红薯中淀粉水解,为菌种提供碳源
D.利用黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的中心环节是产品的分离和提纯
6.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区安徽师范大学附属中学·期中)核桃紫米酸奶富含人体生长发育所必需的蛋白质、脂肪及多种微量元素,适量食用可以起到促进生长发育的作用。下图是核桃紫米酸奶的制作工艺流程,相关叙述错误的是( )
A.核桃仁中蛋白质含量相对较高,是制作植物酸奶的良好原料
B.核桃紫米乳冷却后接种相应菌种,先通气后密封进行发酵产生产品
C.酸奶灌装前进行巴氏消毒,既能防止发酵过度又能延长其保质期
D.可通过调整紫米和核桃的比例来调整核桃紫米酸奶的营养和口味
7.(24-25高二下·安徽省宿州市省、市示范高中·期中)图1是生产某种产品而采用的发酵罐,图2是利用玉米淀粉作为材料制备谷氨酸的流程图。下列叙述中不正确的是( )
A.若用该发酵罐生产谷氨酸,需要通气且PH控制在中性或弱碱性条件
B.图1中3、4处分别是发酵罐冷却水的进入口和空气入口
C.培养谷氨酸棒状杆菌需要添加维生素B和供应氧气
D.发酵设备需要严格的消毒,培养基需要灭菌
8.(24-25高二下·安徽省六安市·期中)下列有关发酵工程及其应用的说法错误的是( )
A.选育菌种是发酵工程的前提条件,该环节很大程度上决定生产发酵的成败
B.只有发酵工程中心环节结束时才需要检测培养液中的微生物数量、产品浓度
C.通过发酵工程获得的单细胞蛋白可作为食品添加剂,也可制成微生物饲料
D.微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力,改良土壤结构
9.(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)木聚糖酶可以将木聚糖(植物细胞壁的成分之一)降解为木糖,在酿造、饲料生产中都有广泛应用。木聚糖酶可以用黑曲霉发酵生产,下图是生产该酶的连续发酵装置图。下列有关叙述正确的是( )
A.选育菌种是发酵工程的中心环节,所用菌种一般较单一
B.在发酵生产中,选育出的优良菌种可以直接接种
C.培养液和发酵装置在接种前都需进行严格灭菌处理
D.在发酵过程中,需要适时向装置中不再添加必需的营养组分
10.(24-25高二下·安徽省六安市·期中)下列对发酵工程及其应用的叙述,正确的有几项( )
①发酵工程的中心环节是灭菌,培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌
②发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物及菌体本身
③利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可以促进植物生长
④发酵工程所用的菌种大多是混合菌种
⑤生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉
⑥用单细胞蛋白制成的微生物饲料,可通过发酵工程从微生物细胞中提取
A.4项 B.3项 C.2项 D.5项
11.(24-25高二下·安徽省芜湖市·期中)谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0,发酵工程中通过以下代谢途径发酵生产L-谷氨酰胺。下列叙述错误的是( )
A.利用谷氨酸棒状杆菌进行发酵,其中心环节是发酵罐内发酵
B.发酵初期控制pH为7.0,后调为5.6,有利于提高L-谷氨酰胺产量
C.提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量
D.发酵结束后,采用适当的提取、分离和纯化措施可获得L-谷氨酰胺
12.(24-25高二下·安徽省安庆市·期中)发酵工程在食品、医药、农牧业等方面有着广泛地应用,下列有关说法正确的是( )
A.发酵工程的中心环节是灭菌,防止杂菌污染
B.pH能影响发酵产物,谷氨酸的发酵生产过程中,碱性条件下易产生谷氨酰胺
C.啤酒生产中的焙烤、蒸煮环节既可以杀菌,又可以使所有酶失活
D.微生物饲料中的单细胞蛋白除蛋白质外还含有糖类、脂质、维生素等
13.(24-25高二下·安徽省阜阳市·期中)食品工业是微生物最早开发和应用的领域。一直以来,与发酵有关的食品工业的产量和产值都居于发酵工业的首位。下列有关说法错误的是( )
A.啤酒的工业化生产的发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段
B.谷氨酸棒状杆菌与黑曲霉最主要的区别是前者无核膜包被的细胞核
C.蓝细菌和绿藻细胞的细胞壁均可用果胶酶进行降解
D.酱油中富含小分子的肽和氨基酸
14.(24-25高二下·安徽省合肥市·期中)下列关于发酵工程应用的叙述,错误的是( )
A.在青贮饲料中添加乳酸菌,可以提高饲料的品质,动物食用后还能提高免疫力
B.将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,再通过发酵,可生产乙型肝炎疫苗
C.微生物含有丰富的蛋白质,从微生物细胞中提取单细胞蛋白
D.与传统的化学农药不同,微生物农药可利用微生物或其代谢物防治病虫害
15.(24-25高二下·安徽省池州市·期中)生产啤酒的主要工艺流程如下图所示,下列叙述错误的是( )
A.过程①中若用赤霉素溶液处理大麦种子,种子无需发芽就能产生淀粉酶
B.过程②中焙烤不会使酶失活,碾磨有利于淀粉与淀粉酶充分接触有利于糖化
C.过程②煮沸时加入啤酒花可增加啤酒的苦度等风味,蒸煮后需冷却才能接种
D.过程③主发酵阶段要适时往外排气,后发酵阶段在低温、通气环境中进行
16.(24-25高二下·安徽省A10联盟·期中)某城市自来水厂的水质检测实验室,定期对出厂水样中的大肠杆菌数量进行定量测定,以确定水质,一般采用稀释涂布平板法进行计数。在整个操作及后续分析过程中,下列做法正确的是( )
A.若想一次获取稀释倍数为10³的水样,则可将1mL 水样加入到99mL 无菌水中制取
B.梯度稀释后每个稀释度包括原水样均涂布 3 个平板,并预留一个空白平板,以减小实验误差
C.应配制选择培养基进行涂布,在完成涂布操作后,须立即将各组平板放入恒温培养箱中培养
D.培养时待菌落数稳定时选取菌落数最多的平板进行计数,也可用血细胞计数板显微观察计数
二、非选择题
17.(24-25高二下·安徽省六安市裕安区六安市独山中学·期中)牛奶是适合微生物生长的良好培养基。牛奶在饮用前都要用巴氏消毒法消毒,以杀死有害微生物。某小组为检测自制酸奶是否被杂菌污染,进行了如图所示操作。请据图回答下列问题:
(1)图1所示方法为_____,若取最终的牛奶稀释液0.mL在培养基上进行涂布,应选择的工具是图2中的_____。
(2)理想情况下,培养一段时间后可在培养基表面形成菌落。若用该方法培养设置了3个培养皿,菌落数分别为65、63、64,则可以推测每毫升酸奶中所含细菌数为_____。运用这种方法统计的结果往往较实际值_____(填“大”或“小”),其原因是_____。
(3)接种操作完成后,需将平板倒置放入培养箱中培养,倒置的目的是不仅能防止水分过快挥发,而且可以_____。如果培养基上出现形状、大小、颜色不同的菌落,说明自制酸奶已被杂菌污染。
(4)要进一步分离纯化菌种,应采用图3中_____(填字母)所示的划线分离操作。
(5)某同学在学习了传统发酵技术的应用后,进行了酸奶制作的实践,制作步骤如下:
①将瓶子(连同盖子)、勺子放在电饭锅中加热煮沸10分钟。
②瓶子稍冷却后,向瓶子中倒入牛奶,再放入电饭锅中沸水浴加热10分钟。
③待牛奶冷却至40℃左右(不烫手)时倒入牛奶量1/5的酸奶作“引子”,用勺子搅拌均匀,拧紧瓶盖。
④将电饭锅温度调至40℃,继续保温7~8h。
酸奶中(作“引子”)的有益菌主要是_____,待牛奶冷却后才能倒入酸奶的原因是_____,将瓶盖拧紧的目的是_____。
18.(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中N2的细菌,将玉米种子用自生固氮菌拌种后播种,可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如下图。回答下列问题:
(1)步骤①土样应取自表层土壤的原因是________。
(2)下表为两种培养基的配方,步骤④应选其中的________培养基,原因是________。
培养基类型
培养基组分
Ashby培养基
甘露醇(C6H14O6)、KH2PO4、MgSO4·7H2O、NaCl、K2SO4、CaCO3、蒸馏水、琼脂
LB培养基
蛋白胨、酵母提取物、NaCl、蒸馏水、琼脂
(3)若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126个,则每克土壤中含有的固氮菌为_______个。
(4)将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48小时,经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进行固氮能力的测定,筛选出固氮能力最强的菌种CM12,为进一步鉴定其固氮能力,科研人员选用发芽一致的玉米种子进行3组盆栽实验,30天后测定土壤微生物有机氮含量,结果如下图。
注:CK:对照处理组;N:尿素处理组(每盆土壤中50mL有氮全营养液:成分为在1000mL无氮植物营养液中加入0.12g尿素):CM12:自生固氮菌CM12处理组(每盆土壤浇50mL接种自身固氮菌的无氮植物营养液)。
①对照组(CK)的处理为_______。
②实验结果表明:施用尿素处理和接种固氮菌CM12处理均能显著增加土壤微生物有机氮含量。与CK组相比,CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加了约________ %。
③自生固氮菌较共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广,原因是:________。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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