专题01 发酵工程(3大考点)(期末真题汇编,黑吉辽蒙专用)高二生物下学期
2026-05-29
|
3份
|
60页
|
608人阅读
|
4人下载
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第1章 发酵工程 |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 内蒙古自治区,辽宁省,吉林省,黑龙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.92 MB |
| 发布时间 | 2026-05-29 |
| 更新时间 | 2026-06-11 |
| 作者 | 刘友 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57840209.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
本试卷为高中生物学发酵工程专题期末试题汇编,涵盖传统发酵技术、微生物培养及发酵工程应用三大核心考点,精选辽吉黑蒙等地期末真题,以米酒、泡菜制作等传统工艺和PVA降解菌筛选等现代技术为情境,突出实验探究与真实应用,适配核心素养培养。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|34道|传统发酵技术(米酒/泡菜制作)、微生物培养(无菌技术/分离计数)、发酵工程(谷氨酸生产/啤酒酿造)|结合地域特色(辽宁南国梨酿酒),考查基础原理|
|多选题|14道|发酵装置分析、培养基配制、菌种筛选|跨考点综合(果酒果醋发酵条件比较),注重逻辑推理|
|解答题|7道|微生物计数、酶高产菌株筛选、发酵流程设计|实验设计与数据分析(刚果红染色法筛选纤维素分解菌),体现科学探究|
内容正文:
专题01 发酵工程
地 城
考点01
传统发酵技术的应用
一、单选题
1.C
2.B
3.A
4.C
5.C
6.B
7.A
8.B
9.C
10.A
11.D
12.A
二、多选题
13.AC
14.BCD
15.BD
地 城
考点02
微生物的培养技术及应用
一、单选题
1.C
2.D
3.D
4.A
5.D
6.C
7.B
8.A
9.B
10.A
11.A
二、多选题
12.CD
13.ABD
14.ABC
15.AB
三、解答题
16.【答案】(1)纤维素 灼烧灭菌法
(2)透明圈直径和菌落直径
(3)6.5×10⁶ 偏小 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的是一个菌落
(4)0.2
17.【答案】(1)氮源 水 无机盐
(2)稀释涂布平板 固体 较大 无菌落生长 判断选择培养基的筛选作用
(3)不同平板中培养基量的差异以及平板内和平板间培养基厚度不均匀
18.【答案】(1)辛基酚 高压蒸汽灭菌
(2)提高培养液的溶解氧含量 菌体与培养液充分接触
(3)3.8×106
(4)少 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
19.【答案】(1)①
(2)4.6×105
(3)脂肪 较大
(4)B 该菌株增殖速度快,单细胞蛋白产量高;降解脂肪能力强,净化效果好
(5)C2H5OH+O2CH3COOH(乙酸)+H2O+能量
20.【答案】(1) 碳源、氮源、无机盐 琼脂 中性或弱碱性
(2)AD
(3)4.3×105
(4)DNA分子具有特异性
(5)金黄色葡萄球菌菌液 丙酮 庆大霉素液(bc可以颠倒) 圆纸片周围抑菌圈的大小(直径)
21.【答案】(1)氮源
(2)稀释涂布平板法 1.68×107 小 当两个或多个细胞连在一起时,在平板上观察到的是一个菌落
(3)三种固氮菌的固氮能力随pH的增加,先增强后减弱;在相同pH下,JB - 2的固氮能力最强
地 城
考点03
发酵工程及其应用
一、单选题
1.A
2.D
3.B
4.C
5.C
6.B
7.B
8.B
9.C
10.D
11.B
二、多选题
12.BD
13.ACD
14.BD
三、解答题
15.【答案】(1)酵母菌 主发酵 后发酵
(2)淀粉酶 加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活
(3)杀死啤酒中的大多数微生物,延长它的保存期
(4)随时检查培养液中酵母菌数量和浓度;严格控制发酵温度、发酵时间、pH、溶解氧含量等发酵条件
(5)生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一;废弃物对环境污染小、易处理
16.【答案】(1)兼性厌氧
(2)扩大培养 主发酵 稀释涂布平板
(3)不大 4:1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题01 发酵工程
3大模块高频考点概览
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
地 城
考点01
传统发酵技术的应用
一、单选题
1.(24-25高二下·辽宁县域重点高中·期末)米酒和米醋都是我国传统饮食文化的重要组成部分,可通过传统发酵技术制作米酒和米醋。下列说法正确的是( )
A.制作米酒和米醋时利用的都是单一菌种
B.米醋必须要在米酒发酵的基础上进行制作
C.制作米醋时发酵温度比制作米酒时要高
D.用米酒制作米醋时,需要在米酒中接种醋酸菌
2.(24-25高二下·辽宁抚顺六校协作体·期末)中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述错误的是( )
A.乳腐制作过程中,毛霉分泌的蛋白酶能分解蛋白质
B.在葡萄酒酿制的整个过程中需要先密封后通气
C.泡菜制作过程中,乳酸菌将葡萄糖分解生成乳酸
D.家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是单一菌种发酵
3.(24-25高二下·辽宁大连·期末)辽宁盛产南国梨,以南果梨为主要原料制酒,开创了世界“果粮混合固态发酵酒”之先河。下列叙述错误的是( )
A.发酵过程中为保证果酒的产量需严格密封发酵容器
B.制作该酒所需的酵母菌的代谢类型为异养兼性厌氧型
C.将南国梨先用清水冲洗再去除果柄,沥干后用于发酵
D.果酒产生后如要继续生产果醋需通入空气并提高温度
4.(24-25高二下·辽宁重点高中联合体·期末)“若作酒醴,尔惟曲蘖”见于《尚书》,是关于酿酒最早的记载。“曲”,也叫“酒曲”,含多种微生物;“蘖”,指发芽的谷物。下列叙述正确的是( )
A.“曲”中的主要微生物从结构层次看仅是细胞层次
B.发酵容器未灌满时,醋酸菌会在液面形成膜
C.“蘖”中含有催化淀粉水解的淀粉酶
D.利用“蘖”产生酒精的过程中需要不断充入空气
5.(24-25高二下·辽宁重点中学协作校·期末)蓝莓果实中含有丰富的营养成分,具有良好的营养保健作用。用新鲜的蓝莓为原料可以在家制作蓝莓酒和蓝莓醋。下列叙述错误的是( )
A.用带盖的瓶子制备蓝莓酒的不同时期,拧松瓶盖的时间间隔会存在差异
B.在家利用蓝莓汁先酿酒再酿醋与直接酿造果醋相比,醋酸菌会更容易成为优势菌种
C.在蓝莓酒发酵旺盛时,醋酸菌能将蓝莓汁中部分糖转化为乙酸
D.对蓝莓汁进行煮沸消毒后,加入上次发酵保留的菌种可以缩短发酵时间
6.(24-25高二下·吉林白山五校·期末)早在《诗经·邶风·谷风》中就有“我有旨蓄,亦以御冬”的记载。“旨蓄”就是储藏的美味食品,也就是腌制的酸菜、泡菜。下列有关叙述中错误的是( )
A.条件适宜时乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸
B.制作泡菜时腌制时间过长会引起杂菌大量繁殖
C.常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌,它们都是厌氧细菌
D.腌制泡菜时可通过向坛盖边沿的水槽注水保持发酵所需环境
7.(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)我国利用不同微生物发酵制作食品的历史悠久。下列关于微生物发酵的叙述,正确的是( )
A.馒头中气孔是酵母菌产生的CO2受热膨胀形成的
B.果酒、果醋和腐乳制作中,利用的都是真核生物
C.果酒、果醋发酵过程中pH均为先升高后明显下降
D.利用乳酸菌制作酸奶时,先通气培养,后密封发酵
8.(24-25高二下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)“葡萄美酿令人痴,一醉方休谁晓知。何日与君同畅饮,凝眸了却苦相思。”表达了诗人对葡萄美酒的喜爱以及对与友人共饮的美好期待。下列有关葡萄酒制作的叙述,正确的是( )
A.酵母菌的繁殖和代谢物的生成分别在主发酵和后发酵阶段完成
B.发酵时加入适量的葡萄糖可能会提高葡萄酒的酒精浓度
C.变酸葡萄酒表面产生的菌膜与产膜酵母的大量繁殖有关
D.酒精发酵过程中维持30-35℃有利于酵母菌的无氧呼吸
9.(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)泡菜的制作利用了微生物的发酵。下列叙述错误的是( )
A.制作泡菜时,先将所用盐水煮沸主要是为了杀灭其中的杂菌
B.制作泡菜时,应注意向坛盖边沿注满水且经常向其中补充水
C.发酵初期,坛沿水槽内出现的气泡是乳酸菌细胞呼吸产生的
D.腌制时间长短和温度高低均可能影响泡菜中亚硝酸盐的含量
10.(23-24高二下·辽宁辽阳·期末)我国劳动人民利用传统发酵技术制作出大量美味食品,如腐乳、果酒、果醋和泡菜等,传承和发扬了中华优秀传统饮食文化。随着科技的发展,现代发酵工程在食品领域的应用更加广泛。下列关于发酵食品的叙述,正确的是( )
A.醋酸菌能将酒精转化成乙酸
B.家庭制作果酒需要接种酿酒酵母菌
C.腐乳制作中起作用的微生物主要是曲霉
D.泡菜制作时需要保持有氧环境
11.(24-25高二下·内蒙古部分学校·期末)芝麻香型白酒是中国白酒中工艺复杂、技术门槛高的香型酒之一,以高粱为主料,辅以小麦、麸皮(麸皮富含蛋白质,是芝麻香特征成分),加入大曲、麸曲及生香酵母发酵而成。大曲和麸曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌,还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。传统酿造工艺流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.微生物中的蛋白酶可将原料中的蛋白质分解为小分子多肽和氨基酸,增加酒的风味
B.蒸煮后进行摊晾可降低原料的温度,防止加曲后的微生物因高温而死亡
C.加曲糖化使高粱、小麦中的淀粉分解为葡萄糖,作为酵母菌发酵的底物
D.发酵产物中含有较多醋酸可能是因为堆积发酵过程搅拌不充分使乙醇转变成乙酸
12.(24-25高二下·内蒙古乌兰察布集宁一中·期末)利用卷心菜发酵制作泡菜过程中,乳酸菌和酵母菌的细胞数量和pH的变化如下图所示。下列叙述不正确的是( )
A.酵母菌和乳酸菌均有核膜包被的细胞核
B.发酵初期乳酸菌建立了明显的菌种优势
C.前6 d pH下降主要由乳酸菌代谢引起
D.发酵中期酵母菌通过无氧呼吸进行增殖
二、多选题
13.(24-25高二下·内蒙古赤峰·期末)某研究小组用图1所示的玻璃发酵罐、充氧泵、回旋式单向阀等组装了一种果酒、果醋两用发酵装置。图2是发酵过程中培养液pH可能的变化情况。下列叙述正确的是( )
A.图1中空气过滤器可以过滤通入空气中的细菌
B.由果酒发酵转为果醋发酵时,需要降低温度,并打开软管夹
C.进行果酒发酵后期,需关软管夹,隔段时间开单向阀排气
D.图2中,能表示整个发酵过程中pH变化情况的是曲线③
14.(24-25高二下·吉林白城洮南第一中学·期末)家庭制作果酒一般使用天然菌种,而菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程控制缺乏标准等,往往会造成果酒的风味不一。在啤酒的工业化生产中,大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后,进行过滤、调节,最后分装。下列说法正确的是( )
A.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子的胚并进行灭菌
B.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵
C.发酵是啤酒酵母菌将糖转化为酒精和CO₂过程
D.果酒和啤酒生产都需要为发酵菌种繁殖提供一定的有氧环境
15.(24-25高二下·吉林部分学校·期末)如图是果酒和果醋制作的实验流程及相应的发酵装置。下列相关叙述错误的是( )
A.制作葡萄酒时应先冲洗干净葡萄后再去除枝梗
B.制作果酒时,关闭充气口,酒精发酵后期CO2产生量逐渐增多
C.利用果酒进行果醋发酵时,应打开充气口,通入无菌空气,并适当提高温度
D.果酒、果醋制作过程中培养液的pH 均升高
地 城
考点02
微生物的培养技术及应用
一、单选题
1.(24-25高二下·辽宁县域重点高中·期末)获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术应围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列说法正确的是( )
A.接种环是金属用具,应使用干热灭菌法进行灭菌
B.涂布器灼烧前放在酒精中是为了先进行消毒
C.牛奶消毒的时间与控制的消毒温度有关
D.接种划线时要将取下的培养皿盖置于酒精灯旁
2.(24-25高二下·辽宁重点中学协作校·期末)微生物培养实验中,为保证实验结果的科学性,通常需要进行对照实验。下列叙述错误的是( )
A.利用未接种或接种等量无菌水的培养基可以验证消毒和灭菌操作是否合格
B.利用接种等量菌液的马铃薯琼脂培养基可以验证选择培养基是否具有选择作用
C.将大肠杆菌涂布在伊红-亚甲蓝琼脂培养基作对照可检测该培养基能否鉴定大肠杆菌
D.进行对照实验时为避免干扰,必须独立进行培养基的配制和灭菌
3.(24-25高二下·辽宁重点高中联合体·期末)获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术在微生物培养过程中发挥了重要作用,下列有关叙述错误的是( )
A.无菌技术可以防止实验室的培养物被其他外来微生物污染
B.有的微生物寄生在细菌体内使细菌裂解,因而被用来净化污水
C.人们常常采用高压蒸汽灭菌法对配置好的培养基进行灭菌
D.80℃~85℃处理10s~15s,可以杀死牛奶中的全部微生物
4.(24-25高二下·吉林“BEST合作体”·期末)在微生物培养过程中,由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。平板划线法和稀释涂布平板法是常用的获取纯培养物的两种方法。下列叙述错误的是( )
A.分离、纯化微生物所用的培养基常用干热灭菌法进行灭菌
B.平板划线法纯化微生物时,通过接种环在固体培养基表面连续划线以稀释分散菌种
C.稀释涂布平板法纯化微生物时,利用无菌水进行梯度稀释以分散菌种
D.平板划线法和稀释涂布平板法纯化微生物时,都需要设置不接种的空白平板同时培养
5.(24-25高二下·黑龙江黑河·期末)动物的羽毛中蛋白质含量丰富,羽毛蛋白由含有二硫键的角蛋白构成,不容易被一般的蛋白酶降解。科研人员从长期堆积腐烂羽毛的土壤中筛选分离出能高效降解羽毛角蛋白的嗜热型菌株P1、P2和P3,将它们分别接种在含有完整天然羽毛的发酵液中,一段时间后,测定羽毛的脱毛时间及发酵液中的氨基酸增加量,结果如表所示。下列相关分析正确的是( )
菌株
脱毛时间/d
发酵液中的氨基酸增加量/(mg·mL-1)
P1
5
0.688 2
P2
5
0.619 8
P3
2
0.886 2
A.角蛋白中的二硫键是氨基酸脱水缩合形成的
B.初筛菌株的培养基中除加入羽毛外,还要加入其他氮源
C.分离菌株P1、P2和P3时使用的培养基为液体培养基
D.3种菌株中,降解羽毛角蛋白效果最好的是P3
6.(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)下图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图。据图分析下列叙述错误的是( )
A.3号试管的稀释倍数为1×104倍
B.4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能为5号试管的10倍
C.5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×108个
D.该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低
7.(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)发酵产品的制作中,不同的菌种培养与选育均需要用到相应的培养基。下列有关培养基配制原则的表述正确的是( )
A.常采用干热灭菌法对培养基进行灭菌
B.微生物的生长除受营养因素影响外,还受到pH、氧、渗透压的影响
C.碳源和氮源必须具有一定比例,碳元素的含量最多,其次为氮元素
D.培养细菌时,一般需将培养基的pH调至酸性
8.(24-25高二下·黑龙江绥化肇东第四中学校·期末)纸片扩散法药物敏感试验是在涂有细菌的琼脂平板培养基上按照一定要求贴上浸有不同种类抗生素的纸片,培养一段时间后测量抑菌圈的大小,从而得出受试菌株药物敏感性的结论。某次试验结果如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A.本实验接种细菌时可以选用平板划线法
B.出现抑菌圈的说明在接触抗生素后细菌受到抑制或已死亡
C.抑菌圈越大,说明细菌对该种抗生素越敏感
D.抗生素在培养基中的扩散速率会影响抑菌圈的大小
9.(24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末)为了检测某品牌饮用水的微生物安全,科研人员进行了如下操作:①用无菌移液管吸取 1mL 水样,作 100 倍系列等比稀释;②取 0.1mL 稀释后的菌液涂布在牛肉膏蛋白胨固体培养基上,每个稀释度设置 3 个重复组;③37℃恒温培养 48h 后进行菌落计数。下列说法正确的是( )
A.步骤①中稀释水样时可选用蒸馏水进行稀释
B.步骤②使用的涂布器应先在酒精灯火焰上灼烧灭菌,冷却后再进行涂布操作
C.若 3 个重复组的菌落数分别为 230、250、560,应取平均值 280 作为统计结果
D.该实验通过稀释涂布平板法计数,所得数值比实际活菌数目多
10.(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)自然界中微生物无处不在,下列关于微生物的叙述,正确的是( )
A.在伊红-亚甲蓝琼脂培养基上生长的大肠杆菌菌落呈深紫色,并有金属光泽
B.腌制泡菜利用了乳酸菌发酵,原材料只能装至八成满,是为了防止乳酸菌产生CO2导致发酵液溢出
C.当缺少氧气、糖源时醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为醋酸
D.微生物实验中,使用后的培养基在丢弃前一定要进行消毒处理,以免污染环境
11.(24-25高二下·内蒙古巴彦淖尔·期末)下图为微生物平板划线示意图,划线的顺序为1→2→3→4→5。下列叙述错误的是( )
A.在酒精灯火焰旁完全打开皿盖 B.每次划线前后均要灼烧接种环
C.平行划线且不能划破培养基 D.待接种环冷却后再蘸取菌液
二、多选题
12.(24-25高二下·吉林长春长春汽车经济技术开发区第三中学·期末)聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性塑料,属于可生物降解塑料,广泛应用于餐饮、纺织、印刷等领域。尽管PVA是一种新型可生物降解塑料,但其在自然环境中的降解仍然是一个缓慢的过程,实验小组通过如图所示的流程筛选PVA降解菌。下列说法正确的是( )
A.接种到培养基上的PVA降解菌形成的菌落大小形状相同
B.培养基甲和乙都应以PVA作为唯一碳源且都需加入琼脂
C.过程③接种不仅能纯化菌株,还能对PVA降解菌进行计数
D.筛选PVA降解菌时应当从常年被塑料污染的土壤中取样
13.(24-25高二下·辽宁县域重点高中·期末)肺炎链球菌可使人患细菌性肺炎。现有一种新的抗生素,为了检验不同浓度的该抗生素对细菌性肺炎的疗效,研究者进行了抑菌实验。图中的PBS为磷酸盐缓冲液。下列说法正确的是( )
A.不同浓度的抗生素应使用磷酸盐缓冲液配制
B.图中4个滤纸片应在细菌培养之前放在标注区域
C.通过对形成的菌落计数可对抗生素的药效进行衡量
D.由图可知,抗生素的浓度会影响抗生素对细菌的抑制效果
14.(24-25高二下·辽宁重点高中联合体·期末)香蕉枯萎病是由土壤中的尖孢镰刀菌感染香蕉植株所导致,菌株S可抑制尖孢镰刀菌。某研究小组将菌株S施于香蕉种植园的土壤中,并从中筛选出与菌株S协同作用的菌株P。为验证菌株P与菌株S对尖孢镰刀菌的抑制具有协同作用,进行了以下操作。下列叙述正确的是( )
培养基
预先涂布菌株
点接菌液
实验组1
实验组2
实验组3
固体培养基
菌株X
菌株S
菌株P
?
A.菌株X是尖孢镰刀菌
B.实验组3“?”为菌株S+菌株P
C.该实验的因变量为溶菌圈的大小
D.能够说明菌株P对菌株S的作用的组别为实验组2和3
15.(24-25高二下·内蒙古乌兰察布集宁一中·期末)纤维素分解菌能产生纤维素酶,纤维素在纤维素酶的作用下分解成葡萄糖。其他微生物不能产生纤维素酶,不能利用纤维素。某生物兴趣小组欲从土壤中分离纤维素分解菌,大致步骤如下:土壤取样→用液体培养基选择培养→梯度稀释→涂布培养→鉴定。使用液体选择培养基培养纤维素分解菌的原因是( )
A.可获得大量纤维素分解菌
B.便于稀释涂布平板
C.纤维素分解菌只能在液体培养基中生长
D.用液体培养基可鉴别纤维素分解菌
三、解答题
16.(24-25高二下·辽宁大连·期末)黑土壤中富含由多年落叶形成的腐殖质,科研人员利用其为原料开展了筛选、诱变及选育高产纤维素酶菌株的相关研究,如图所示。回答下列问题。
(1)CMC培养基应以______为唯一碳源。对挑取菌落的工具进行灭菌,常用的方法是______。
(2)刚果红是一种染料,可以与纤维素形成红色复合物,但并不与水解产生的纤维二糖和葡萄糖等发生该种反应。选育高产纤维素酶的菌株时,可向CMC培养基中加入刚果红,筛选出______比值大的菌落,即可获得目的菌株。
(3)筛选出的菌株可采用图2所示方法进行计数。图中三个平板中的菌落数分别为58、72、65,据此估算原液中活菌的浓度是______个/mL。该统计结果往往比实际值______(“偏大”或“偏小”),原因是______。
(4)图3是获得菌株UV—Col6过程中,⁶⁰Co—γ辐照剂量与致死率和正突变率(符合生产需要的突变菌数占诱变后活菌数的比例)的关系。实验结果表明,用⁶⁰Co—γ射线诱变处理时,辐照剂量为______(填“0.2”、“0.4”、“0.6”或“0.8”)kGy时可获得数量最多的目的菌。
17.(24-25高二下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种聚酯塑料,会造成环境污染。磷脂酶可催化PET 降解。为获得高产磷脂酶的微生物,科研人员开展了相关研究。回答下列问题:
(1)从土壤等环境样品中筛选高产磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇酯(一种磷脂类物质)为唯一碳源制备选择培养基,可提高该方法的筛选效率。除碳源外,该培养基中至少还应该有______、______、______等营养物质。
(2)分离、纯化培养时,可采用______法接种,从而得到分布均匀的单菌落;从物理形态角度考虑,该培养基属于______培养基。培养适宜时间后,按照菌落直径大小进行初筛,选择直径______的单菌落进行纯化培养。为提高该步操作的可信度,设置了如下对照实验:
对照组
作用
应出现的现象
未接种的选择培养基
判断选择培养基是否被污染
①______
接种的牛肉膏蛋白胨培养基
②______
对照组培养基上的菌落数大于选择培养基上的菌落数
(3)将以上获得的微生物接种到鉴别培养基(在牛肉膏蛋白胨液体培养基中添加 2%的琼脂粉和适量的卵黄磷脂)平板上培养,可以通过观察卵黄磷脂水解圈的大小,初步判断微生物产磷脂酶的能力,但不能以水解圈大小作为判断微生物产磷脂酶能力的唯一依据,从平板制作的角度分析,其原因可能是______。
18.(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)辛基酚是一种能对人和动物内分泌功能产生不良影响的小分子有机物。科研人员欲从城市污水处理厂的污泥中筛选出辛基酚高效降解菌,操作流程如图所示,①~④表示操作步骤。回答下列问题:
(1)实验时需称量污泥土样,置于以__________为唯一碳源的培养基中进行选择培养。常采用__________法对新配制的培养基进行灭菌。
(2)步骤②需要振荡培养,其目的是__________,同时使__________,以提高营养物质的利用率。
(3)经步骤③最后一次稀释之后,若在3个平板上分别接种0.1mL稀释液,经适当培养后,得到的结果是39、38、37,则每克土样中的活菌数为__________个。
(4)步骤④的培养皿中获得了菌落。运用稀释涂布平板法统计的结果往往比实际值__________(填“多”或“少”),原因是__________。
19.(24-25高二下·吉林友好学校第79届期末联考·期末)产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株,科研人员开展了相关研究。请回答下列问题:
(1)常规微生物实验中,下列物品及其灭菌方法错误的是( )(填编号)。
编号
①
②
③
④
物品
培养基
接种环
培养皿
涂布器
灭菌方法
干热
火焰灼烧
干热
火焰灼烧
(2)称取1.0g某土壤样品,转入99mL无菌水中,制备成菌悬液,经梯度稀释后,获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1mL菌悬液涂布在固体培养基上,其中再经10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落,则该样本中每克土壤约含酵母菌________个。
(3)为了进一步提高酵母菌产酶能力,对分离所得的菌株,采用射线辐照进行诱变处理,将辐照处理后的酵母菌涂布在以________为唯一碳源的固体培养基上,培养一段时间后,按照菌落直径大小进行初筛,选择直径________的菌落,纯化后获得A、B两突变菌株。
(4)在处理含油废水的同时,可获得单细胞蛋白,实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相关性能,进行了培养研究,结果如图。据图分析,应选择菌株________进行后续相关研究,理由是________(答出两点)。
(5)生产生活中,酿酒酵母可以用来制作果酒,在果酒制作基础上还可以利用醋酸菌继续制作果醋,氧气条件充足时,利用果酒制作果醋的反应式为:________。
20.(24-25高二下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)金黄色葡萄球菌因在培养基上形成金黄色菌落而得名。它广泛分布于自然界及人和动物的皮肤、黏膜表面,可引起多种感染性疾病。人误食被金黄色葡萄球菌污染的食物后,可能出现腹泻、呕吐等症状。研究者尝试用蜻蜓肠道共生菌的代谢产物开发新型抑菌药物,部分实验步骤如图所示,图中数字编号代表实验步骤。回答下列问题。
(1)步骤⑤培养肠道共生菌的培养基配方如表所示:
物质
马铃薯
葡萄糖
X
水
用量
200.0 g
20.0 g
20.0 g
1000 mL
表格中的马铃薯可提供的营养成分有_______(写出两种即可),物质X最可能是_______;该培养基还需要调节pH至_______。
(2)为了保证实验的顺利进行,下列操作正确的有 。
A.解剖蜻蜓用的镊子等工具,事先用干热灭菌法进行灭菌
B.研磨蜻蜓肠道时加入蒸馏水,且在无菌操作台进行
C.进行稀释涂布操作时,将需要用到的接种环先进行灼烧灭菌
D.实验结束后,将实验产生的废弃物进行集中灭菌处理
(3)步骤⑤中,稀释涂布了5个培养基,每个培养基上涂布0.2 mL稀释液,5个培养基上生长的菌落数分别为83、22、80、88、93,则在步骤③的蜻蜓肠道提取液中,肠道共生菌的密度为________个/mL(假设所有共生菌都能在培养基上生长)。
(4)接种培养一段时间,培养基上共出现42种蜻蜓肠道共生菌,通过提取其DNA并测序可从分子水平上将其进行区分,其原理是_______。
(5)研究者分离出蜻蜓肠道菌株A,提取其代谢产物并用丙酮定容制成“药液A”。欲比较“药液A”与庆大霉素液(用无菌水配制的抗生素溶液)对金黄色葡萄球菌的抑菌效果,请在表格中填写简要的实验步骤,完成实验方案(所有实验均在无菌环境操作)。
步骤与目的
操作与要点
接种微生物
在培养基上均匀涂布a.____________
加入药物
用无菌镊子将分别浸过A、B、C液和无菌水的圆纸片沥干后均匀置于上述培养基表面。A、B、C液分别为“药液A”、b.___、c._____
培养微生物
将培养基在37℃下培养24小时
观测并分析结果
测量d._________,记录、比较、得出结论
21.(24-25高二下·黑龙江牡丹江第二高级中学·期末)盐碱地中含有丰富的耐盐碱自生固氮菌。固氮菌能固定氮气,提高土壤的氮含量,为植物生长提供充足的氮元素。研究人员采用改良的培养基,分别从氯碱土、盐碱土和草滩土中分离筛选出具有一定耐盐碱能力的自生固氮细菌,并研究了酸碱度对其生长情况的影响。回答下列问题:
(1)取土样分离自生固氮菌时,所用培养基应该为不含_______的选择培养基。
(2)步骤③所用的接种方法是_______。若在接种后的平板上统计的菌落数平均为168个,则每克土壤中含有的固氮菌数目约为_________个,该结果比实际结果_______(填“大”或“小”),原因是:________。
(3)对不同土壤样品重复分离过程,得到 HY - 4、MZ - 1、JB - 2 三个纯化的自生固氮菌品种,利用这三个品种研究 pH 对其生长情况的影响,得到如下表所示结果。
pH
品种
OD值
pH=6.5
pH=7.5
pH=8.5
pH=9.5
pH=10.5
pH=11.5
HY - 4
0.242
0.419
0.687
0.570
0.463
0.304
MZ - 1
0.272
0.424
0.719
0.585
0.470
0.347
JB - 2
0.283
0.432
0.739
0.597
0.495
0.433
注:OD 值表示吸光度。OD 值越大,表明菌株固氮能力越强。
根据以上结果,可以得出的结论是:________。
地 城
考点03
发酵工程及其应用
一、单选题
1.(24-25高二下·黑龙江大庆萨尔图区大庆实验中学·期末)下列对发酵工程及其应用的叙述,正确的有几项( )
①生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉
②谷氨酸棒状杆菌发酵时,需在酸性条件下才能积累谷氨酸
③啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生积累主要在后发酵阶段完成
④性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可通过诱变育种或基因工程育种获得
⑤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
⑥利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物农药可以促进植物生长
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
2.(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)下列有关发酵工程的叙述正确的( )
A.青霉素是世界上首次应用于临床的抗生素,随着厌氧发酵技术的发展,青霉素的生产实现了产业化
B.发酵工程中要严格控制发酵条件,营养组分一次性添加即可
C.接种是发酵工程的中心环节,所用的菌种大多是单一菌种
D.发酵结束后,如果产品是代谢物可采用适当的提取、分离和纯化措施获得产品
3.(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)下列关于发酵工程的叙述正确的是( )
A.发酵过程中,为了避免污染,不能再向发酵罐中添加营养物质
B.等待发酵结束后,可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥
C.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取的蛋白质,常用作微生物饲料
D.筛选出高产柠檬酸的黑曲霉菌种后直接接种到发酵罐中进行发酵生产
4.(24-25高二下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)下列有关发酵工程及其应用的叙述中,错误的是( )
A.发酵工程生产用的菌种可通过自然界分离、诱变育种、基因工程获得
B.发酵工程生产的单细胞蛋白是含丰富蛋白质的微生物菌体
C.利用发酵工程由谷氨酸棒状杆菌发酵得到的谷氨酸即为味精
D.发酵工程产生的微生物肥料可增加土壤肥力、改善土壤结构、促进植株生长
5.(24-25高二下·吉林普通高中友好学校联合体·期末)柠檬酸具有令人愉悦的酸味,入口爽快,安全无毒,被广泛用于食品和饮料中。利用发酵工程技术制备柠檬酸的流程如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A.柠檬酸属于次生代谢物,过程①②的目的均为扩大培养
B.利用干热灭菌箱对培养基进行灭菌是发酵工程生产中一个很重要的环节
C.发酵罐内的发酵是工厂化生产柠檬酸的中心环节
D.发酵结束后,采取适当的过滤、沉淀措施就可获得柠檬酸
6.(24-25高二下·辽宁葫芦岛·期末)下列关于发酵工程及其应用的叙述,错误的是( )
A.性状优良的菌种也可通过诱变育种或基因工程育种获得
B.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
C.可采用过滤、沉淀等方法将微生物菌体与发酵液分离
D.啤酒发酵过程中代谢物的生成主要在主发酵阶段完成
7.(24-25高二下·辽宁丹东·期末)制醋、制酒是我国传统发酵技术。以下关于传统发酵技术与发酵工程的叙述正确的是( )
A.在葡萄酒酿制的整个过程中需要严格保证无氧环境
B.乙醇既是果酒发酵的产物,也是果醋发酵的底物,又可以抑制杂菌繁殖
C.通过酵母菌发酵获得大量菌体,从中提取单细胞蛋白可作为动物饲料或食品添加剂
D.啤酒生产的后发酵阶段是在密闭和酵母菌生长的最适温度下获得澄清、成熟的啤酒
8.(24-25高二下·辽宁朝阳建平县·期末)传统的啤酒发酵流程为:定型麦汁(适宜的发酵液)→添加酵母→前发酵(有氧条件)→主发酵(分为高泡期、低泡期)→后发酵→贮酒等。下列叙述错误的是( )
A.定型麦汁前对大麦种子进行的发芽与糖化处理有利于酒精发酵
B.酵母菌的大量繁殖和大部分糖的分解都是在主发酵阶段完成的
C.酒精主要在主发酵阶段产生,后发酵阶段需提供低温密闭环境
D.加大菌种的接种量可缩短发酵时间,啤酒在分装前要进行消毒
9.(23-24高二下·吉林松原·期末)味精是常用的食品添加剂,主要成分是谷氨酸钠,由谷氨酸棒状杆菌等发酵可以得到谷氨酸。谷氨酸发酵的培养基成分有葡萄糖、氨水、磷酸盐、生物素等,发酵装置如图所示,发酵过程中要不断通入空气,并通过搅拌形成细小的气泡,当培养基中碳氮比为4:1时,菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少:当碳氮比为3:1时,菌体繁殖受抑制,但谷氨酸的合成量增大。在无氧条件下,谷氨酸棒状杆菌的代谢物是乳酸或琥珀酸。下列分析正确的是( )
A.谷氨酸棒状杆菌的细胞结构和代谢类型都类似于酵母菌的
B.谷氨酸的分离、提纯是利用发酵工程生产谷氨酸的中心环节
C.发酵过程中,分次添加的氨水既能提供氮源又能调节培养液pH
D.谷氨酸棒状杆菌的代谢物会抑制杂菌的生长,通入的空气无须灭菌
10.(23-24高二下·黑龙江哈师大附中和大庆铁人中学·期末)发酵工程在工业生产上得到广泛应用,如图表示谷氨酸的生产流程,下列说法错误的是( )
A.①为诱变育种,②为扩大培养,目的是增加菌种数量
B.发酵过程需要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等
C.发酵罐中pH的改变,会影响菌种的生长繁殖以及谷氨酸的形成
D.发酵工程的中心环节是培养基配制后的灭菌过程,灭菌要彻底
11.(23-24高二下·黑龙江哈师大附中和大庆铁人中学·期末)下列有关发酵工程及其相关应用的说法,正确的是( )
A.发酵产品如果是代谢物,可采用过滤、沉淀等措施获得产品
B.在青贮饲料中添加乳酸菌,可以使饲料保鲜,动物食用后可增强免疫力
C.啤酒的工业化生产流程中焙烤时加热杀死种子胚且使淀粉酶失活
D.用纤维素的水解液为原料,通过发酵工程从微生物菌体中提取单细胞蛋白
二、多选题
12.(24-25高二下·吉林松原宁江区吉林油田高级中学·期末)下图为啤酒生产的简要流程,有关叙述合理的有( )
A.制麦时需浸泡大麦,可提高种子中结合水与自由水的比例
B.过程②破碎有利于淀粉与α-淀粉酶充分接触,缩短糖化时间
C.过程③要始终保持厌氧环境,以便完成酒精的生成
D.打开包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜,一般可从中分离得到醋酸菌
13.(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)如图所示为利用微生物分解纤维素以生产燃料乙醇的基本工艺流程。下列叙述正确的是( )
A.环节①中培养的产酶微生物能产生纤维素酶
B.NaOH预处理是为了使②获得的酶液活性降低
C.环节④中接种微生物X的常见菌种是酵母菌
D.该工艺可能会解决资源短缺及环境污染的问题
14.(23-24高二下·辽宁大连·期末)发酵工程利用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸,从而制取谷氨酸钠(C5H8NaO4)。图示为谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸并进一步生产谷氨酸钠的途径。下列叙述正确的是( )
注: “+”表示促进, “-”表示抑制
A.谷氨酸的形成过程体现了基因与生物性状之间的一一对应关系
B.培养基中的葡萄糖提供碳源,NH₄⁺提供氮源
C.葡萄糖浓度越高,谷氨酸棒状杆菌合成的谷氨酸就越多
D.发酵过程中不断的搅拌有助于菌种与营养物质充分接触
三、解答题
15.(24-25高二下·吉林“BEST合作体”·期末)啤酒是人类最古老的酒精饮料之一,是水和茶之后世界上消耗量排名第三的饮料。啤酒于二十世纪初传入中国,属于外来酒种。啤酒是根据英语Beer译成中文“啤”,称其为“啤酒”,沿用至今,啤酒以大麦芽、酒花。水为主要原料,经酵母发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒,被称为“液体面包”,是一种低浓度酒精饮料。啤酒乙醇含量最少,故喝啤酒不但不易醉人伤人,少量饮用反而对身体健康有益处。下图为啤酒工业化生产流程,据图回答有关问题:
(1)啤酒是以大麦为主要原料经______发酵制成的,其中发酵过程分为______和_____两个阶段。
(2)大麦适于酿造啤酒的原因是便于①发芽,释放_______,其次大麦的种植普遍,化学成分适合酿造啤酒,大麦非人类食用主粮:图中②焙烤的目的是________。
(3)图中⑦的作用是_____。
(4)传统发酵与现代发酵生产啤酒,现代发酵有哪些工程手段使啤酒产量和质量明显提高?(答出2点)_______。
(5)请写出2条发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等领域得到广泛应用的特点_________。
16.(23-24高二下·吉林白山·期末)啤酒是以麦芽、水为主要原料,加啤酒花(包括啤酒花制品),经酵母菌发酵酿制而成的含有二氧化碳并可形成泡沫的发酵酒,以大麦芽、啤酒花和水为主要原料发酵生产啤酒的流程如下,回答下列问题:
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存,属于_____菌。
(2)发酵工程一般包括选育菌种、_____、配制培养基、灭菌、接种、发酵、分离提纯产物等环节。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解都在_____阶段完成。发酵过程中,杂菌产生微量副产物是啤酒“上头”的原因之一,可采用_____法获得纯净的酿酒微生物,同时对活菌进行计数。
(3)随着发酵技术的发展,酒的种类逐渐增多,桑葚玫瑰酒是以桑葚汁和玫瑰为材料进行发酵而来的,具有桑葚和玫瑰的果香、花香,营养丰富。下图为桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度和感官评分(感官评分越高,品质越好)的影响。由图可知,桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度的影响_____,应选择桑葚汁与玫瑰质量比为_____时进行酿制。
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题01 发酵工程
3大模块高频考点概览
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
地 城
考点01
传统发酵技术的应用
一、单选题
1.(24-25高二下·辽宁县域重点高中·期末)米酒和米醋都是我国传统饮食文化的重要组成部分,可通过传统发酵技术制作米酒和米醋。下列说法正确的是( )
A.制作米酒和米醋时利用的都是单一菌种
B.米醋必须要在米酒发酵的基础上进行制作
C.制作米醋时发酵温度比制作米酒时要高
D.用米酒制作米醋时,需要在米酒中接种醋酸菌
【答案】C
【详解】A、制作米酒时,初期需霉菌分解淀粉为葡萄糖,之后酵母菌进行酒精发酵,并非单一菌种;米醋制作以醋酸菌为主,但传统发酵可能含其他微生物,A错误;
B、米醋制作不一定依赖米酒。若糖源充足,醋酸菌可直接将糖转化为醋酸,无需酒精阶段,B错误;
C、酵母菌酒精发酵适宜温度为18-25℃,醋酸菌需30-35℃,故米醋发酵温度更高,C正确;
D、传统发酵依赖环境中天然醋酸菌,无需额外接种,D错误。
2.(24-25高二下·辽宁抚顺六校协作体·期末)中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述错误的是( )
A.乳腐制作过程中,毛霉分泌的蛋白酶能分解蛋白质
B.在葡萄酒酿制的整个过程中需要先密封后通气
C.泡菜制作过程中,乳酸菌将葡萄糖分解生成乳酸
D.家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是单一菌种发酵
【答案】B
【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;腐乳是用豆腐发酵制成,多种微生物参与发酵,其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌具发达的白色菌丝。毛霉等微生物产生的以蛋白酶为主各种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。
【详解】A、乳腐制作中,毛霉产生的蛋白酶分解豆腐中的蛋白质为小分子物质,A正确;
B、葡萄酒酿制时,酵母菌先在有氧条件下增殖,后在无氧条件下发酵产酒精,整个过程需先不严格密封(允许少量氧气进入)后严格密封,而非“先密封后通气”,B错误;
C、乳酸菌在无氧条件下将葡萄糖转化为乳酸,C正确;
D、家庭制作条件有限,无法严格灭菌,果酒、果醋和腐乳的发酵常存在多种微生物共同作用,D正确。
3.(24-25高二下·辽宁大连·期末)辽宁盛产南国梨,以南果梨为主要原料制酒,开创了世界“果粮混合固态发酵酒”之先河。下列叙述错误的是( )
A.发酵过程中为保证果酒的产量需严格密封发酵容器
B.制作该酒所需的酵母菌的代谢类型为异养兼性厌氧型
C.将南国梨先用清水冲洗再去除果柄,沥干后用于发酵
D.果酒产生后如要继续生产果醋需通入空气并提高温度
【答案】A
【分析】直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术称为传统发酵技术。其以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。
【详解】A、酵母菌在发酵初期需要在有氧条件下大量繁殖,之后在无氧条件下进行酒精发酵,若全程严格密封,初期酵母菌无法繁殖,导致产酒量降低,A错误;
B、酵母菌为异养兼性厌氧型微生物,既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸,B正确;
C、制作果酒时,原料需冲洗以去除杂质,但不可反复冲洗以免损失表面酵母菌,沥干后用于发酵可避免杂菌污染,C正确;
D、果醋制作需醋酸菌,醋酸菌为需氧型微生物,且其最适温度为30~35℃,高于酒精发酵温度,因此需通入空气并升温,D正确。
4.(24-25高二下·辽宁重点高中联合体·期末)“若作酒醴,尔惟曲蘖”见于《尚书》,是关于酿酒最早的记载。“曲”,也叫“酒曲”,含多种微生物;“蘖”,指发芽的谷物。下列叙述正确的是( )
A.“曲”中的主要微生物从结构层次看仅是细胞层次
B.发酵容器未灌满时,醋酸菌会在液面形成膜
C.“蘖”中含有催化淀粉水解的淀粉酶
D.利用“蘖”产生酒精的过程中需要不断充入空气
【答案】C
【详解】A、“曲”中的微生物如霉菌(多细胞真菌)和酵母菌(单细胞真菌)均属于真核生物,结构层次包含细胞和个体层次,而非“仅是细胞层次”,A错误;
B、醋酸菌为需氧菌,在氧气充足时形成菌膜,但酿酒初期容器未灌满密封时酵母菌主要进行有氧呼吸增殖,后期无氧条件才产酒精,此时醋酸菌难以繁殖,B错误;
C、发芽的谷物(“蘖”)细胞中会产生α-淀粉酶和β-淀粉酶,催化淀粉水解为葡萄糖,为酵母菌发酵提供原料,C正确;
D、酒精发酵需无氧条件,若持续充入空气,酵母菌会进行有氧呼吸(产生CO₂和H₂O),而非无氧呼吸产酒精,D错误;
5.(24-25高二下·辽宁重点中学协作校·期末)蓝莓果实中含有丰富的营养成分,具有良好的营养保健作用。用新鲜的蓝莓为原料可以在家制作蓝莓酒和蓝莓醋。下列叙述错误的是( )
A.用带盖的瓶子制备蓝莓酒的不同时期,拧松瓶盖的时间间隔会存在差异
B.在家利用蓝莓汁先酿酒再酿醋与直接酿造果醋相比,醋酸菌会更容易成为优势菌种
C.在蓝莓酒发酵旺盛时,醋酸菌能将蓝莓汁中部分糖转化为乙酸
D.对蓝莓汁进行煮沸消毒后,加入上次发酵保留的菌种可以缩短发酵时间
【答案】C
【分析】酵母菌是兼性厌氧微生物,在无氧条件下能进行酒精发酵。醋酸菌是好氧细菌,当O2、糖源都充足时能将糖分解成醋酸;当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、酒精发酵初期酵母菌进行有氧呼吸快速增殖,需短暂开盖提供氧气;酵母菌进行酒精发酵时会产生二氧化碳,因此用带盖瓶子制作蓝莓酒时,需要拧松瓶盖放气,因此拧松瓶盖的时间间隔会存在差异,A正确;
B、直接酿醋时,蓝莓汁中的糖需先被酵母菌转化为乙醇,而醋酸菌以乙醇为底物。若先酿酒,乙醇抑制杂菌且直接为醋酸菌提供底物,使其更易成为优势菌种,B正确;
C、醋酸菌为好氧菌,在蓝莓酒发酵旺盛时,条件为无氧条件,同时酵母菌产生大量酒精,能够抑制醋酸菌的繁殖,醋酸菌不能将果汁中的糖发酵为醋酸,C错误;
D、煮沸消毒会杀灭杂菌,保留的菌种含有大量已适应环境的酵母菌,可快速繁殖缩短发酵时间,D正确。
6.(24-25高二下·吉林白山五校·期末)早在《诗经·邶风·谷风》中就有“我有旨蓄,亦以御冬”的记载。“旨蓄”就是储藏的美味食品,也就是腌制的酸菜、泡菜。下列有关叙述中错误的是( )
A.条件适宜时乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸
B.制作泡菜时腌制时间过长会引起杂菌大量繁殖
C.常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌,它们都是厌氧细菌
D.腌制泡菜时可通过向坛盖边沿的水槽注水保持发酵所需环境
【答案】B
【详解】A、乳酸菌在无氧条件下进行无氧呼吸,将葡萄糖分解为乳酸,A正确;
B、制作泡菜时,随着乳酸菌的繁殖,乳酸积累导致pH下降,抑制杂菌生长,腌制时间过长可能导致乳酸过多影响口感,但不会引起杂菌大量繁殖,B错误;
C、乳酸菌为严格厌氧菌,常见种类有乳酸链球菌和乳酸杆菌,C正确;
D、泡菜坛边沿的水槽注水可隔绝空气,维持无氧环境,确保乳酸菌正常发酵,D正确。
7.(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)我国利用不同微生物发酵制作食品的历史悠久。下列关于微生物发酵的叙述,正确的是( )
A.馒头中气孔是酵母菌产生的CO2受热膨胀形成的
B.果酒、果醋和腐乳制作中,利用的都是真核生物
C.果酒、果醋发酵过程中pH均为先升高后明显下降
D.利用乳酸菌制作酸奶时,先通气培养,后密封发酵
【答案】A
【详解】A、酵母菌在面团中进行有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO2,蒸制过程中CO2受热膨胀形成馒头的气孔,A正确;
B、果酒制作利用酵母菌(真核生物),果醋制作利用醋酸菌(原核生物),腐乳制作利用毛霉(真核生物),因此并非均为真核生物,B错误;
C、果酒发酵初期酵母菌进行有氧呼吸产生CO2,溶于水生成碳酸,导致pH下降,无氧呼吸阶段继续产生CO2和酒精,pH进一步降低,果醋发酵中醋酸菌将乙醇转化为醋酸,pH持续下降,因此果酒和果醋的pH均未出现“先升高”,C错误;
D、乳酸菌为严格厌氧菌,制作酸奶需全程密封,无需先通气培养,D错误。
8.(24-25高二下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)“葡萄美酿令人痴,一醉方休谁晓知。何日与君同畅饮,凝眸了却苦相思。”表达了诗人对葡萄美酒的喜爱以及对与友人共饮的美好期待。下列有关葡萄酒制作的叙述,正确的是( )
A.酵母菌的繁殖和代谢物的生成分别在主发酵和后发酵阶段完成
B.发酵时加入适量的葡萄糖可能会提高葡萄酒的酒精浓度
C.变酸葡萄酒表面产生的菌膜与产膜酵母的大量繁殖有关
D.酒精发酵过程中维持30-35℃有利于酵母菌的无氧呼吸
【答案】B
【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,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。
【详解】A、酵母菌的繁殖主要在初期有氧条件下进行,而代谢产物(酒精)的生成主要在无氧的主发酵阶段完成。主发酵阶段并非仅完成繁殖,后发酵阶段主要进行风味物质的形成,而非代谢产物的生成,A错误;
B、葡萄糖是酵母菌无氧呼吸的底物,适量增加可提高酒精产量。若浓度过高会抑制酵母菌活性,但题干强调“适量”,B正确;
C、变酸的葡萄酒是因醋酸菌(而非产膜酵母)在有氧条件下将乙醇氧化为乙酸,其表面菌膜由醋酸菌形成。产膜酵母并非导致酸败的原因,C错误;
D、酵母菌无氧呼吸的适宜温度为18-25℃,30-35℃是醋酸菌的适宜温度。维持此温度会抑制酵母菌活性,不利于酒精发酵,D错误。
9.(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)泡菜的制作利用了微生物的发酵。下列叙述错误的是( )
A.制作泡菜时,先将所用盐水煮沸主要是为了杀灭其中的杂菌
B.制作泡菜时,应注意向坛盖边沿注满水且经常向其中补充水
C.发酵初期,坛沿水槽内出现的气泡是乳酸菌细胞呼吸产生的
D.腌制时间长短和温度高低均可能影响泡菜中亚硝酸盐的含量
【答案】C
【详解】A、制作泡菜时,将所用盐水煮沸的主要目的是通过高温杀死盐水中的杂菌 ,A正确;
B、制作泡菜时的菌种为乳酸菌,乳酸菌为厌氧菌,坛盖边沿注水是为了密封创造无氧环境,有利乳酸菌代谢。水会蒸发,故需定期补水以维持密封状态,B正确;
C、乳酸菌进行无氧呼吸不产生气体,发酵初期坛沿的气泡可能来自酵母菌等杂菌的呼吸作用产生的气体,C错误;
D、亚硝酸盐含量随发酵时间先升后降,温度通过影响酶活性和微生物代谢速率影响其含量,D正确。
10.(23-24高二下·辽宁辽阳·期末)我国劳动人民利用传统发酵技术制作出大量美味食品,如腐乳、果酒、果醋和泡菜等,传承和发扬了中华优秀传统饮食文化。随着科技的发展,现代发酵工程在食品领域的应用更加广泛。下列关于发酵食品的叙述,正确的是( )
A.醋酸菌能将酒精转化成乙酸
B.家庭制作果酒需要接种酿酒酵母菌
C.腐乳制作中起作用的微生物主要是曲霉
D.泡菜制作时需要保持有氧环境
【答案】A
【分析】与果酒、果醋的生产有关的微生物分别是酵母菌、醋酸菌,泡菜腌制过程中起作用的主要是乳酸菌。
【详解】A、在氧气充足,糖源不足时,醋酸菌能将酒精转化成乙酸,A正确;
B、家庭制作果酒时菌种来自原料表面的酵母菌,不需要额外加入酵母菌,B错误;
C、腐乳制作中起作用的微生物主要是毛霉,C错误;
D、泡菜腌制过程中起作用的主要是乳酸菌,乳酸菌是厌氧型,因此泡菜制作时需要保持无氧环境,D错误。
11.(24-25高二下·内蒙古部分学校·)芝麻香型白酒是中国白酒中工艺复杂、技术门槛高的香型酒之一,以高粱为主料,辅以小麦、麸皮(麸皮富含蛋白质,是芝麻香特征成分),加入大曲、麸曲及生香酵母发酵而成。大曲和麸曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌,还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。传统酿造工艺流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.微生物中的蛋白酶可将原料中的蛋白质分解为小分子多肽和氨基酸,增加酒的风味
B.蒸煮后进行摊晾可降低原料的温度,防止加曲后的微生物因高温而死亡
C.加曲糖化使高粱、小麦中的淀粉分解为葡萄糖,作为酵母菌发酵的底物
D.发酵产物中含有较多醋酸可能是因为堆积发酵过程搅拌不充分使乙醇转变成乙酸
【答案】D
【详解】A、毛霉、曲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,增加酒的风味,A正确;
B、大曲和麸曲中所含的微生物需要适宜的温度才能存活,蒸煮后摊晾,降低原料温度后才可撒曲,以免高温会杀死菌种,B正确;
C、大曲中的根霉和毛霉可分泌淀粉酶和糖化酶,将淀粉水解为葡萄糖,为酵母菌发酵提供底物,C正确;
D、发酵产物中含有较多醋酸,可能是因为发酵坛密封不严使乙醇转变成乙酸,D错误。
12.(24-25高二下·内蒙古乌兰察布集宁一中·期末)利用卷心菜发酵制作泡菜过程中,乳酸菌和酵母菌的细胞数量和pH的变化如下图所示。下列叙述不正确的是( )
A.酵母菌和乳酸菌均有核膜包被的细胞核
B.发酵初期乳酸菌建立了明显的菌种优势
C.前6 d pH下降主要由乳酸菌代谢引起
D.发酵中期酵母菌通过无氧呼吸进行增殖
【答案】A
【分析】本题围绕泡菜发酵过程中乳酸菌和酵母菌的数量及 pH 变化,考查原核与真核细胞差异、种间竞争、代谢对 pH 的影响及细胞呼吸类型,结合发酵曲线和微生物特点分析。
【详解】A、酵母菌是真核生物,乳酸菌是原核生物,所以乳酸菌没有核膜包被的细胞核,A项错误;
B、由曲线信息可知,发酵初期乳酸菌建立了明显的菌种优势,B项正确;
C、前6 d pH下降主要由乳酸菌代谢产生乳酸引起,C项正确;
D、发酵中期,装置中不含氧气,但酵母菌数量上升,这是酵母菌通过无氧呼吸进行增殖的结果,D项正确。
二、多选题
13.(24-25高二下·内蒙古赤峰·期末)某研究小组用图1所示的玻璃发酵罐、充氧泵、回旋式单向阀等组装了一种果酒、果醋两用发酵装置。图2是发酵过程中培养液pH可能的变化情况。下列叙述正确的是( )
A.图1中空气过滤器可以过滤通入空气中的细菌
B.由果酒发酵转为果醋发酵时,需要降低温度,并打开软管夹
C.进行果酒发酵后期,需关软管夹,隔段时间开单向阀排气
D.图2中,能表示整个发酵过程中pH变化情况的是曲线③
【答案】AC
【详解】A、空气过滤器能对通入的空气进行无菌过滤,从而对发酵罐中的培养液实现无菌换气,A正确;
B、利用图1中装置进行果酒发酵时,需要的是无氧条件,因此软管夹应关闭,酵母菌发酵的最适温度为18~30℃,而醋酸菌最适宜的生长温度为30-35℃,比酵母菌酒精发酵时的温度高,醋酸菌是好氧菌,因此由果酒转变成果醋的制作时,需要升高温度和打开软管夹和充氧泵,通入氧气(保持通氧),B错误;
C、进行果酒发酵前期,需开软管夹通气,有利于酵母菌大量繁殖;进行果酒发酵后期,需关软管夹,有利于无氧呼吸产生酒精,酵母菌无氧呼吸产生酒精的同时会产生少量CO2,所以隔段时间开单向阀排气,C正确;
D、整个发酵过程中酵母菌细胞呼吸会产生CO2,使培养液的pH逐渐降低,因此图2中能表示整个发酵过程中pH变化情况的是曲线②,D错误。
14.(24-25高二下·吉林白城洮南第一中学·期末)家庭制作果酒一般使用天然菌种,而菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程控制缺乏标准等,往往会造成果酒的风味不一。在啤酒的工业化生产中,大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后,进行过滤、调节,最后分装。下列说法正确的是( )
A.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子的胚并进行灭菌
B.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵
C.发酵是啤酒酵母菌将糖转化为酒精和CO₂过程
D.果酒和啤酒生产都需要为发酵菌种繁殖提供一定的有氧环境
【答案】BCD
【详解】A、焙烤可以杀死大麦种子的胚,但不使淀粉酶失活,没有进行灭菌,A错误;
B、糖浆经蒸煮(产生风味组分、终止酶的进一步作用,并对糖浆灭菌)、冷却后再接种酵母菌进行发酵,防止高温杀死菌种,B正确;
C、发酵是啤酒酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵,将糖转化为酒精和CO₂过程,C正确;
D、果酒和啤酒生产都需要酵母菌,所以发酵前期要提供一定的有氧环境,促进微生物大量增殖,D正确。
15.(24-25高二下·吉林部分学校·期末)如图是果酒和果醋制作的实验流程及相应的发酵装置。下列相关叙述错误的是( )
A.制作葡萄酒时应先冲洗干净葡萄后再去除枝梗
B.制作果酒时,关闭充气口,酒精发酵后期CO2产生量逐渐增多
C.利用果酒进行果醋发酵时,应打开充气口,通入无菌空气,并适当提高温度
D.果酒、果醋制作过程中培养液的pH 均升高
【答案】BD
【详解】A、先除去枝梗再清洗容易造成果肉被杂菌污染,故制作葡萄酒时应先冲洗干净葡萄后再去除枝梗果,A正确;
B、制作果酒时,充气口可以在刚开始发酵时打开,通入空气,以便于酵母菌的大量繁殖,发酵后期关闭;果酒发酵中,酵母菌进行无氧呼吸而产生酒精和CO2,随着酒精发酵,无氧呼吸速度减慢,酒精发酵后期CO2产生量逐渐减少,B错误;
C、果醋发酵的菌种是醋酸菌,醋酸菌是好氧菌,并且其发酵温度高于酒精发酵,利用果酒进行果醋发酵时,应打开排气口通入无菌空气,并适当提高温度,C正确;
D、果酒制作过程中,酵母菌会产生CO2,使pH降低;果醋制作过程中,醋酸菌会产生醋酸,使pH降低,D错误。
地 城
考点02
微生物的培养技术及应用
一、单选题
1.(24-25高二下·辽宁县域重点高中·期末)获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术应围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列说法正确的是( )
A.接种环是金属用具,应使用干热灭菌法进行灭菌
B.涂布器灼烧前放在酒精中是为了先进行消毒
C.牛奶消毒的时间与控制的消毒温度有关
D.接种划线时要将取下的培养皿盖置于酒精灯旁
【答案】C
【详解】A、接种环的灭菌方法是灼烧灭菌,干热灭菌适用于耐高温且需保持干燥的物品(如玻璃器皿),但接种环需在酒精灯火焰上灼烧至红热以彻底灭菌,A错误;
B、涂布器浸泡酒精的目的是利用酒精燃烧进行灼烧灭菌,而非单纯消毒,B错误;
C、牛奶的巴氏消毒法通过控制温度(如70-75℃)和时间(如30分钟或15秒)杀灭微生物,时间与温度呈负相关,C正确;
D、接种划线时培养皿盖不可完全取下,应仅开一条缝隙并在酒精灯火焰旁操作,以减少杂菌污染,D错误。
2.(24-25高二下·辽宁重点中学协作校·期末)微生物培养实验中,为保证实验结果的科学性,通常需要进行对照实验。下列叙述错误的是( )
A.利用未接种或接种等量无菌水的培养基可以验证消毒和灭菌操作是否合格
B.利用接种等量菌液的马铃薯琼脂培养基可以验证选择培养基是否具有选择作用
C.将大肠杆菌涂布在伊红-亚甲蓝琼脂培养基作对照可检测该培养基能否鉴定大肠杆菌
D.进行对照实验时为避免干扰,必须独立进行培养基的配制和灭菌
【答案】D
【分析】各种微生物培养基的配方一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质。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、特殊营养物质以及O2的需求。例如,在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性。
【详解】A、未接种或接种无菌水的培养基作为空白对照,若培养后无菌落生长,说明灭菌合格,A正确;
B、验证选择培养基的选择作用时,需将同一菌液分别接种到选择培养基和普通培养基(如马铃薯琼脂培养基)上。若选择培养基上菌落数显著少于普通培养基,则说明其具有选择作用,B正确;
C、伊红-亚甲蓝琼脂培养基为鉴别培养基,大肠杆菌在此培养基上会形成金属光泽菌落。单独接种大肠杆菌可验证培养基的鉴别功能,属于自身对照,C正确;
D、对照实验的培养基需在相同条件下配制和灭菌,以排除灭菌差异带来的干扰。若独立配制和灭菌,可能引入其他变量(如灭菌温度、时间差异),导致实验结果不可靠,D错误。
3.(24-25高二下·辽宁重点高中联合体·期末)获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术在微生物培养过程中发挥了重要作用,下列有关叙述错误的是( )
A.无菌技术可以防止实验室的培养物被其他外来微生物污染
B.有的微生物寄生在细菌体内使细菌裂解,因而被用来净化污水
C.人们常常采用高压蒸汽灭菌法对配置好的培养基进行灭菌
D.80℃~85℃处理10s~15s,可以杀死牛奶中的全部微生物
【答案】D
【详解】A、无菌技术通过严格操作防止外来微生物污染实验室培养物,A正确;
B、某些噬菌体寄生在细菌内导致细菌裂解,可用于控制特定细菌数量,净化含病原菌的污水,B正确;
C、高压蒸汽灭菌法是培养基灭菌的常用方法,C正确;
D、80℃~85℃处理10s~15s(属于巴氏消毒法)仅杀死牛奶中大部分微生物(包括病原体),但芽孢等耐高温微生物未被完全杀死,D错误;
4.(24-25高二下·吉林“BEST合作体”·期末)在微生物培养过程中,由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。平板划线法和稀释涂布平板法是常用的获取纯培养物的两种方法。下列叙述错误的是( )
A.分离、纯化微生物所用的培养基常用干热灭菌法进行灭菌
B.平板划线法纯化微生物时,通过接种环在固体培养基表面连续划线以稀释分散菌种
C.稀释涂布平板法纯化微生物时,利用无菌水进行梯度稀释以分散菌种
D.平板划线法和稀释涂布平板法纯化微生物时,都需要设置不接种的空白平板同时培养
【答案】A
【详解】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的表面。稀释涂布平板法则是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。
【分析】A、培养基通常含有水分,需用高压蒸汽灭菌法灭菌,而干热灭菌适用于耐高温且干燥的物品(如玻璃器皿),A错误;
B、平板划线法通过接种环在固体培养基表面连续划线,逐步稀释菌种,最终获得单菌落,B正确;
C、稀释涂布平板法需用无菌水对菌液进行梯度稀释,避免杂菌污染,分散菌种形成单菌落,C正确;
D、两种方法均需设置未接种的空白平板作为对照,以验证培养基灭菌是否彻底,D正确。
5.(24-25高二下·黑龙江黑河·期末)动物的羽毛中蛋白质含量丰富,羽毛蛋白由含有二硫键的角蛋白构成,不容易被一般的蛋白酶降解。科研人员从长期堆积腐烂羽毛的土壤中筛选分离出能高效降解羽毛角蛋白的嗜热型菌株P1、P2和P3,将它们分别接种在含有完整天然羽毛的发酵液中,一段时间后,测定羽毛的脱毛时间及发酵液中的氨基酸增加量,结果如表所示。下列相关分析正确的是( )
菌株
脱毛时间/d
发酵液中的氨基酸增加量/(mg·mL-1)
P1
5
0.688 2
P2
5
0.619 8
P3
2
0.886 2
A.角蛋白中的二硫键是氨基酸脱水缩合形成的
B.初筛菌株的培养基中除加入羽毛外,还要加入其他氮源
C.分离菌株P1、P2和P3时使用的培养基为液体培养基
D.3种菌株中,降解羽毛角蛋白效果最好的是P3
【答案】D
【分析】根据表格数据可知,P3组脱毛时间最短,发酵液中的氨基酸增加量最多,说明P3的降解能力最强。
【详解】A、二硫键由两个巯基(-SH)脱氢形成,并非脱水缩合产生,脱水缩合形成的是肽键,A错误;
B、初筛菌株的培养基应选择以羽毛为唯一氮源的选择培养基,加入其他氮源会干扰筛选,B错误;
C、分离菌株需用固体培养基形成单菌落,液体培养基无法分离菌株,C错误;
D、P3脱毛时间最短且氨基酸增量最高,说明其降解角蛋白效率最高,D正确。
6.(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)下图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图。据图分析下列叙述错误的是( )
A.3号试管的稀释倍数为1×104倍
B.4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能为5号试管的10倍
C.5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×108个
D.该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低
【答案】C
【分析】从土壤中分离尿素分解菌的一般步骤是:土壤取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株。图中5支试管为梯度稀释,最后经稀释涂布平板法接种培养后进行计数。
【详解】A、将10ml菌液加到90ml无菌水表示稀释10倍,将1ml菌液加到9ml无菌水表示稀释10倍,故2号试管中的菌落稀释倍数为103倍,3号试管的稀释倍数为104倍,A正确;
B、4号中稀释液进行平板培养,稀释倍数比5号的低10倍,如果稀释倍数适当,得到的菌落平均数可能是5号的10倍,B正确;
C、5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(168+175+167)÷3÷0.1×106=1.7×109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。
7.(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)发酵产品的制作中,不同的菌种培养与选育均需要用到相应的培养基。下列有关培养基配制原则的表述正确的是( )
A.常采用干热灭菌法对培养基进行灭菌
B.微生物的生长除受营养因素影响外,还受到pH、氧、渗透压的影响
C.碳源和氮源必须具有一定比例,碳元素的含量最多,其次为氮元素
D.培养细菌时,一般需将培养基的pH调至酸性
【答案】B
【详解】A、培养基通常采用高压蒸汽灭菌法灭菌,而干热灭菌法适用于耐高温且干燥的物品(如玻璃器皿),A错误;
B、微生物的生长不仅需要营养,还需适宜的温度、pH、氧气浓度和渗透压等条件,B正确;
C、碳源和氮源的比例需根据微生物种类调整,并非所有培养基中碳元素含量均最多,且氮元素含量不一定次之,C错误;
D、培养细菌时,一般需将培养基的pH调至中性或碱性,D错误。
8.(24-25高二下·黑龙江绥化肇东第四中学校·期末)纸片扩散法药物敏感试验是在涂有细菌的琼脂平板培养基上按照一定要求贴上浸有不同种类抗生素的纸片,培养一段时间后测量抑菌圈的大小,从而得出受试菌株药物敏感性的结论。某次试验结果如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A.本实验接种细菌时可以选用平板划线法
B.出现抑菌圈的说明在接触抗生素后细菌受到抑制或已死亡
C.抑菌圈越大,说明细菌对该种抗生素越敏感
D.抗生素在培养基中的扩散速率会影响抑菌圈的大小
【答案】A
【详解】A、图中需要比较不同种类抗生素的纸片周围的抑菌圈,则要求培养基的菌落分布比较均匀,因此接种细菌时应稀释后均匀涂布,选用的是稀释涂布平板法,A错误;
B、出现抑菌圈说明纸片上的抗生素发生扩散,细菌接触到抗生素后生长受到抑制或死亡,B正确;
C、抑菌圈的大小可以反映测试菌对药物的敏感程度,由此推测形成的抑菌圈越大,说明细菌对该种抗生素抗性越弱,对抗生素越敏感,抑菌圈越小,说明细菌对该种抗生素抗性越强,C正确;
D、在平板上扩散速度慢的抗生素,形成的透明圈可能会比实际结果偏小,因此,不同抗生素在平板上的扩散速度不同会对实验结果造成影响,D正确。
9.(24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末)为了检测某品牌饮用水的微生物安全,科研人员进行了如下操作:①用无菌移液管吸取 1mL 水样,作 100 倍系列等比稀释;②取 0.1mL 稀释后的菌液涂布在牛肉膏蛋白胨固体培养基上,每个稀释度设置 3 个重复组;③37℃恒温培养 48h 后进行菌落计数。下列说法正确的是( )
A.步骤①中稀释水样时可选用蒸馏水进行稀释
B.步骤②使用的涂布器应先在酒精灯火焰上灼烧灭菌,冷却后再进行涂布操作
C.若 3 个重复组的菌落数分别为 230、250、560,应取平均值 280 作为统计结果
D.该实验通过稀释涂布平板法计数,所得数值比实际活菌数目多
【答案】B
【详解】A、稀释水样时需使用无菌水(如灭菌的蒸馏水或生理盐水),若直接使用未灭菌的蒸馏水会引入杂菌,导致实验结果偏高。题干未说明蒸馏水已灭菌,因此步骤①的描述错误,A错误;
B、涂布器灭菌的正确操作是:将其浸入酒精后,在酒精灯火焰上灼烧以彻底灭菌,待冷却后再涂布菌液,B正确;
C、菌落计数时,若同一稀释度的重复组数据差异过大(如560与其他两组相差超过2倍),应舍弃异常值(560),仅计算230和250的平均值。直接取三者的平均值会导致结果不准确,C错误;
D、稀释涂布平板法统计的菌落数可能低于实际活菌数,因为多个连在一起的菌可能形成一个菌落,且部分微生物可能无法在培养基上生长。选项D中“所得数值比实际多”的表述错误,D错误。
10.(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)自然界中微生物无处不在,下列关于微生物的叙述,正确的是( )
A.在伊红-亚甲蓝琼脂培养基上生长的大肠杆菌菌落呈深紫色,并有金属光泽
B.腌制泡菜利用了乳酸菌发酵,原材料只能装至八成满,是为了防止乳酸菌产生CO2导致发酵液溢出
C.当缺少氧气、糖源时醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为醋酸
D.微生物实验中,使用后的培养基在丢弃前一定要进行消毒处理,以免污染环境
【答案】A
【详解】A、伊红-亚甲蓝琼脂培养基是用于鉴别大肠杆菌的选择培养基,大肠杆菌代谢产物会与伊红、亚甲蓝结合,使菌落呈现深紫色并带有金属光泽,A正确;
B、腌制泡菜时,乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸,不产生CO₂。装至八成满是为了预留空间防止因初期其他微生物(如酵母菌)产CO₂导致液体溢出,而非乳酸菌产CO₂,B错误;
C、醋酸菌为严格好氧菌,其将乙醇转化为醋酸的过程需在有氧条件下进行,若缺少氧气,醋酸菌无法代谢,C错误;
D、微生物实验后的培养基需进行灭菌(如高压蒸汽灭菌)处理,消毒无法彻底杀灭所有微生物(如芽孢),D错误。
11.(24-25高二下·内蒙古巴彦淖尔·期末)下图为微生物平板划线示意图,划线的顺序为1→2→3→4→5。下列叙述错误的是( )
A.在酒精灯火焰旁完全打开皿盖 B.每次划线前后均要灼烧接种环
C.平行划线且不能划破培养基 D.待接种环冷却后再蘸取菌液
【答案】A
【分析】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。
【详解】A、为了防治杂菌污染,在接种微生物时不能将皿盖完全打开,而是划线时将培养皿的皿盖打开一条缝隙,A错误;
B、每次划线前后均要灼烧接种环,杀死残留在接种环上的微生物,B正确;
C、划线时要平行划线,用力大小要适当,防止用力过大将培养基划破,C正确;
D、接种环经灭菌后需冷却后再蘸取菌液进行划线,目的是防止温度过高把要转移的菌杀死,D正确。
二、多选题
12.(24-25高二下·吉林长春长春汽车经济技术开发区第三中学·期末)聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性塑料,属于可生物降解塑料,广泛应用于餐饮、纺织、印刷等领域。尽管PVA是一种新型可生物降解塑料,但其在自然环境中的降解仍然是一个缓慢的过程,实验小组通过如图所示的流程筛选PVA降解菌。下列说法正确的是( )
A.接种到培养基上的PVA降解菌形成的菌落大小形状相同
B.培养基甲和乙都应以PVA作为唯一碳源且都需加入琼脂
C.过程③接种不仅能纯化菌株,还能对PVA降解菌进行计数
D.筛选PVA降解菌时应当从常年被塑料污染的土壤中取样
【答案】CD
【详解】A、PVA降解菌是一类细菌,因此培养基上的PVA降解菌形成的菌落大小、形状不同,A错误。
B、培养基甲和乙都应以PVA作为唯一碳源,但是培养基甲不需要加入琼脂,B错误;
C、过程③接种不仅能纯化菌株,还能对PVA降解菌进行计数,C正确;
D、筛选PVA降解菌时应当从常年被塑料污染的土壤中取样,该地区适合PVA降解菌繁殖,D正确。
13.(24-25高二下·辽宁县域重点高中·期末)肺炎链球菌可使人患细菌性肺炎。现有一种新的抗生素,为了检验不同浓度的该抗生素对细菌性肺炎的疗效,研究者进行了抑菌实验。图中的PBS为磷酸盐缓冲液。下列说法正确的是( )
A.不同浓度的抗生素应使用磷酸盐缓冲液配制
B.图中4个滤纸片应在细菌培养之前放在标注区域
C.通过对形成的菌落计数可对抗生素的药效进行衡量
D.由图可知,抗生素的浓度会影响抗生素对细菌的抑制效果
【答案】ABD
【详解】A、贴含有PBS的滤纸片是作为对照,说明实验组是用磷酸盐缓冲液配制,A正确;
B、图中4个滤纸片应在细菌培养前放在标注区域,这样才能看出抗生素对细菌生长的抑制作用大小,B正确;
C、对抗生素的药效进行衡量是通过抑菌圈的大小判断,C错误;
D、由图可知,浓度越大,抑菌圈越大,故浓度会影响抗生素对细菌的抑制效果,D正确。
14.(24-25高二下·辽宁重点高中联合体·期末)香蕉枯萎病是由土壤中的尖孢镰刀菌感染香蕉植株所导致,菌株S可抑制尖孢镰刀菌。某研究小组将菌株S施于香蕉种植园的土壤中,并从中筛选出与菌株S协同作用的菌株P。为验证菌株P与菌株S对尖孢镰刀菌的抑制具有协同作用,进行了以下操作。下列叙述正确的是( )
培养基
预先涂布菌株
点接菌液
实验组1
实验组2
实验组3
固体培养基
菌株X
菌株S
菌株P
?
A.菌株X是尖孢镰刀菌
B.实验组3“?”为菌株S+菌株P
C.该实验的因变量为溶菌圈的大小
D.能够说明菌株P对菌株S的作用的组别为实验组2和3
【答案】ABC
【详解】A 、该实验目的是验证菌株P与菌株S对尖孢镰刀菌的抑制具有协同作用,所以预先涂布的菌株X应该是尖孢镰刀菌,这样才能观察菌株S和P对它的抑制作用,A 正确 ;
B 、为了验证协同作用,实验组3应该是菌株S+菌株P,与实验组1(菌株S)、实验组2(菌株P)形成对比,B 正确;
C、该实验是验证两种菌株对尖孢镰刀菌的抑制作用,可通过观察溶菌圈的大小来判断抑制效果,所以因变量为溶菌圈的大小,C 正确 ;
D 、要说明菌株P对菌株S的作用,需要设置有菌株S单独作用和菌株S与菌株P共同作用的组进行对比,有无菌株P为自变量,即实验组1和3,而不是实验组2和3,D 错误 。
15.(24-25高二下·内蒙古乌兰察布集宁一中·期末)纤维素分解菌能产生纤维素酶,纤维素在纤维素酶的作用下分解成葡萄糖。其他微生物不能产生纤维素酶,不能利用纤维素。某生物兴趣小组欲从土壤中分离纤维素分解菌,大致步骤如下:土壤取样→用液体培养基选择培养→梯度稀释→涂布培养→鉴定。使用液体选择培养基培养纤维素分解菌的原因是( )
A.可获得大量纤维素分解菌
B.便于稀释涂布平板
C.纤维素分解菌只能在液体培养基中生长
D.用液体培养基可鉴别纤维素分解菌
【答案】AB
【分析】1、筛选纤维素分解菌应以纤维素为唯一碳源的选择培养基。
2、刚果红可以与纤维素形成红色复合物,纤维素分解菌产生的纤维素酶可以水解纤维素而使菌落周围出现透明圈,所以可以用刚果红染液鉴别纤维素分解菌。
【详解】AB、使用液体选择培养基培养纤维素分解菌,一方面可以获得大量纤维素分解菌,另一方 面便于稀释涂布平板,AB正确;
C、纤维素分解菌也可以在固体培养基上生长,C错误;
D、鉴别纤维素分解菌使用的是固体培养基,D错误。
三、解答题
16.(24-25高二下·辽宁大连·期末)黑土壤中富含由多年落叶形成的腐殖质,科研人员利用其为原料开展了筛选、诱变及选育高产纤维素酶菌株的相关研究,如图所示。回答下列问题。
(1)CMC培养基应以______为唯一碳源。对挑取菌落的工具进行灭菌,常用的方法是______。
(2)刚果红是一种染料,可以与纤维素形成红色复合物,但并不与水解产生的纤维二糖和葡萄糖等发生该种反应。选育高产纤维素酶的菌株时,可向CMC培养基中加入刚果红,筛选出______比值大的菌落,即可获得目的菌株。
(3)筛选出的菌株可采用图2所示方法进行计数。图中三个平板中的菌落数分别为58、72、65,据此估算原液中活菌的浓度是______个/mL。该统计结果往往比实际值______(“偏大”或“偏小”),原因是______。
(4)图3是获得菌株UV—Col6过程中,⁶⁰Co—γ辐照剂量与致死率和正突变率(符合生产需要的突变菌数占诱变后活菌数的比例)的关系。实验结果表明,用⁶⁰Co—γ射线诱变处理时,辐照剂量为______(填“0.2”、“0.4”、“0.6”或“0.8”)kGy时可获得数量最多的目的菌。
【答案】(1) 纤维素 灼烧灭菌法
(2)透明圈直径和菌落直径
(3) 6.5×10⁶ 偏小 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的是一个菌落
(4)0.2
【分析】稀释涂布平板法计数:
(1)原理: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菌;
(2)操作:①设置重复组,增强实验的说服力与准确性;②为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数。
(3)计算公式:每克样品中的菌株数=(c÷V)×M,其中c代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。
【详解】(1)筛选产纤维素酶的菌株应以纤维素为唯一碳源,因此CMC培养基应以纤维素为唯一碳源。对挑取菌落的工具进行灭菌,常用的方法是灼烧灭菌法。
(2)可通过向培养基中加入刚果红染液筛选出透明圈直径与菌落直径比值大的菌落作为目的菌落,比值越大说明降解纤维素的能力越强。
(3)利用稀释涂布平板发对微生物进行计数,计算公式为每克样品中的菌株数=(c÷V)×M,其中c代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。第四个试管的稀释倍数为104,因此原液中活菌的浓度是(58+72+65)÷3÷0.1×104=6.5×106。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,所以统计的活菌数往往比实际数目低。
(4)目的菌数量=细菌初始数目×(1-致死率)×正突变率,代入数据(相应的致死率和正突变率)可知,当辐照剂量为0.2kGy时,得到的目的菌数量最多。
17.(24-25高二下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种聚酯塑料,会造成环境污染。磷脂酶可催化PET 降解。为获得高产磷脂酶的微生物,科研人员开展了相关研究。回答下列问题:
(1)从土壤等环境样品中筛选高产磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇酯(一种磷脂类物质)为唯一碳源制备选择培养基,可提高该方法的筛选效率。除碳源外,该培养基中至少还应该有______、______、______等营养物质。
(2)分离、纯化培养时,可采用______法接种,从而得到分布均匀的单菌落;从物理形态角度考虑,该培养基属于______培养基。培养适宜时间后,按照菌落直径大小进行初筛,选择直径______的单菌落进行纯化培养。为提高该步操作的可信度,设置了如下对照实验:
对照组
作用
应出现的现象
未接种的选择培养基
判断选择培养基是否被污染
①______
接种的牛肉膏蛋白胨培养基
②______
对照组培养基上的菌落数大于选择培养基上的菌落数
(3)将以上获得的微生物接种到鉴别培养基(在牛肉膏蛋白胨液体培养基中添加 2%的琼脂粉和适量的卵黄磷脂)平板上培养,可以通过观察卵黄磷脂水解圈的大小,初步判断微生物产磷脂酶的能力,但不能以水解圈大小作为判断微生物产磷脂酶能力的唯一依据,从平板制作的角度分析,其原因可能是______。
【答案】(1) 氮源 水 无机盐
(2) 稀释涂布平板 固体 较大 无菌落生长 判断选择培养基的筛选作用
(3)不同平板中培养基量的差异以及平板内和平板间培养基厚度不均匀
【分析】1、培养基的基本成分:水、无机盐、碳源、氮源及特殊生长因子;
2、微生物的接种: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,常用来统计样品活菌数目的方法是稀释涂布平板法。
【详解】(1)以磷脂酰乙醇酯为唯一碳源制备选择培养基,在该培养基中只有能利用磷脂酰乙醇酯的微生物能生长,其他微生物的生长被抑制,进而获得筛选出所需要的微生物。除碳源外,该培养基中至少还应该有水分、无机盐和氮源等营养物质,同时还需要提供微生物生长所需要的外界环境条件。
(2)微生物的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法,其中稀释涂布平板法能得到分布均匀的单菌落;由于该培养基需要进行菌落的培养和观察,故从物理形态角度考虑,该培养基属于固体培养基;直径大的菌落说明分解能力强,故选择直径大的菌落进行纯化培养;对照实验中,判断选择培养基是否被污染,应设置一组未接种的选择培养基,预期结果是未出现菌落;此外需要接种的牛肉膏蛋白胨培养基,目的是判断选择培养基是否起到了选择作用,若对照组培养基上的菌落数大于选择培养基上的菌落数,则证明实验成功。
(3)将以上获得的微生物接种到鉴别培养基(在牛肉膏蛋白胨液体培养基中添加2%的琼脂粉和适量的卵黄磷脂)平板上培养,可以通过观察卵黄磷脂水解圈的大小,初步判断微生物产磷脂酶的能力,但不能以水解圈大小作为判断微生物产磷脂酶能力的唯一依据。从平板制作的角度分析,即倒平板过程中没有经过定量检测,且平板倒置的实际可能也会影响平板中培养基厚度的不同,因此不同平板中培养基量的差异以及平板内培养基厚度不均匀以及平板间厚度不均匀都会影响实验结果的判断,因此可采用降解圈的直径和菌落直径的比值作为判断依据。
18.(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)辛基酚是一种能对人和动物内分泌功能产生不良影响的小分子有机物。科研人员欲从城市污水处理厂的污泥中筛选出辛基酚高效降解菌,操作流程如图所示,①~④表示操作步骤。回答下列问题:
(1)实验时需称量污泥土样,置于以__________为唯一碳源的培养基中进行选择培养。常采用__________法对新配制的培养基进行灭菌。
(2)步骤②需要振荡培养,其目的是__________,同时使__________,以提高营养物质的利用率。
(3)经步骤③最后一次稀释之后,若在3个平板上分别接种0.1mL稀释液,经适当培养后,得到的结果是39、38、37,则每克土样中的活菌数为__________个。
(4)步骤④的培养皿中获得了菌落。运用稀释涂布平板法统计的结果往往比实际值__________(填“多”或“少”),原因是__________。
【答案】(1) 辛基酚 高压蒸汽灭菌
(2) 提高培养液的溶解氧含量 菌体与培养液充分接触
(3)3.8×106
(4) 少 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
【分析】稀释涂布平板法计数原理: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,就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确,一般选择菌落数为30~300的平板进行计数。
【详解】(1)科研人员欲从城市污水处理厂的污泥中筛选出辛基酚高效降解菌,实验时需称量污泥土样,应置于辛基酚为唯一碳源的培养基中进行选择培养,对新配制的培养基常采用高压蒸汽灭菌法灭菌,该方法可杀灭包括芽孢在内的所有微生物。
(2)步骤②振荡培养的目的是增加培养液中的溶氧量,满足细菌有氧呼吸的需求,同时使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率,促进细菌生长繁殖。
(3)把10g土样放在90ml无菌水中,稀释了10倍, 步骤③进行了3次稀释,每次稀释了10倍,则共将土壤悬浮液稀释了104倍,则每克土样中的活菌数为:(39+38+37)÷3÷0.1×104=3.8×106个。
(4)由于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,因此运用稀释涂布平板法统计的结果往往比实际值少。
19.(24-25高二下·吉林友好学校第79届期末联考·期末)产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株,科研人员开展了相关研究。请回答下列问题:
(1)常规微生物实验中,下列物品及其灭菌方法错误的是( )(填编号)。
编号
①
②
③
④
物品
培养基
接种环
培养皿
涂布器
灭菌方法
干热
火焰灼烧
干热
火焰灼烧
(2)称取1.0g某土壤样品,转入99mL无菌水中,制备成菌悬液,经梯度稀释后,获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1mL菌悬液涂布在固体培养基上,其中再经10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落,则该样本中每克土壤约含酵母菌________个。
(3)为了进一步提高酵母菌产酶能力,对分离所得的菌株,采用射线辐照进行诱变处理,将辐照处理后的酵母菌涂布在以________为唯一碳源的固体培养基上,培养一段时间后,按照菌落直径大小进行初筛,选择直径________的菌落,纯化后获得A、B两突变菌株。
(4)在处理含油废水的同时,可获得单细胞蛋白,实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相关性能,进行了培养研究,结果如图。据图分析,应选择菌株________进行后续相关研究,理由是________(答出两点)。
(5)生产生活中,酿酒酵母可以用来制作果酒,在果酒制作基础上还可以利用醋酸菌继续制作果醋,氧气条件充足时,利用果酒制作果醋的反应式为:________。
【答案】(1)①
(2)4.6×105
(3) 脂肪 较大
(4) B 该菌株增殖速度快,单细胞蛋白产量高;降解脂肪能力强,净化效果好
(5)C2H5OH+O2CH3COOH(乙酸)+H2O+能量
【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。稀释涂布平板计数是根据微生物在固体培养基上所形成的单个菌落,即是由一个单细胞繁殖而成这一培养特征设计的计数方法,即一个菌落代表一个单细胞。将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释程度的菌液分别涂布到固体培养基的表面,使其均匀分布于平板中的培养基内,经培养后,由单个细胞生长繁殖形成菌落,统计菌落数目,即可计算出样品中的含菌数。
【详解】(1)湿热灭菌是一种利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌的方法。其中高压蒸汽灭菌的效果最好,培养基一般用高压蒸气灭菌。因此,物品及其灭菌方法错误的是①。
(2)稀释涂布平板法是将样品进行一系列梯度稀释后,获得细胞密度不同的菌悬液,然后涂布到平板上。根据题意,1.0g土壤样品转入99mL无菌水中,制备成菌悬液,经系列梯度稀释后,分别取0.1mL菌悬液涂布在固体培养基上,则稀释的倍数为1000倍,其中10倍稀释的菌悬液培养后长出了46个酵母菌落,则总的稀释倍数为10000倍,故每克土壤中含酵母菌数为46×10000=4.6×105个。
(3)根据题意,欲提高酵母菌产酶能力,可对分离得到的产脂肪酶酵母菌菌株进行射线辐射。为了能筛选出符合要求的产脂肪酶酵母菌突变株,可配制以脂肪为唯一碳源的培养基,将辐射处理的酵母菌涂布在该固体培养基上,形成单菌落;产脂肪酶能力越强的酵母菌,分解利用脂肪的能力越强,菌落生长越好,一段时间后,按照菌落直径大小进行初筛,选取直径较大的菌落即可。
(4)据题图分析可知,相同时间内,菌株B的细胞密度高于菌株A,而菌株B的脂肪剩余量低于菌株A的脂肪剩余量,故进行相关研究可选择菌株B,原因是菌株B增殖速度快,单细胞蛋白的产量也高,同时降解脂肪的能力强,净化效果更好。
(5)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;当氧气充足且缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸,反应式为:。
20.(24-25高二下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)金黄色葡萄球菌因在培养基上形成金黄色菌落而得名。它广泛分布于自然界及人和动物的皮肤、黏膜表面,可引起多种感染性疾病。人误食被金黄色葡萄球菌污染的食物后,可能出现腹泻、呕吐等症状。研究者尝试用蜻蜓肠道共生菌的代谢产物开发新型抑菌药物,部分实验步骤如图所示,图中数字编号代表实验步骤。回答下列问题。
(1)步骤⑤培养肠道共生菌的培养基配方如表所示:
物质
马铃薯
葡萄糖
X
水
用量
200.0 g
20.0 g
20.0 g
1000 mL
表格中的马铃薯可提供的营养成分有_______(写出两种即可),物质X最可能是_______;该培养基还需要调节pH至_______。
(2)为了保证实验的顺利进行,下列操作正确的有 。
A.解剖蜻蜓用的镊子等工具,事先用干热灭菌法进行灭菌
B.研磨蜻蜓肠道时加入蒸馏水,且在无菌操作台进行
C.进行稀释涂布操作时,将需要用到的接种环先进行灼烧灭菌
D.实验结束后,将实验产生的废弃物进行集中灭菌处理
(3)步骤⑤中,稀释涂布了5个培养基,每个培养基上涂布0.2 mL稀释液,5个培养基上生长的菌落数分别为83、22、80、88、93,则在步骤③的蜻蜓肠道提取液中,肠道共生菌的密度为________个/mL(假设所有共生菌都能在培养基上生长)。
(4)接种培养一段时间,培养基上共出现42种蜻蜓肠道共生菌,通过提取其DNA并测序可从分子水平上将其进行区分,其原理是_______。
(5)研究者分离出蜻蜓肠道菌株A,提取其代谢产物并用丙酮定容制成“药液A”。欲比较“药液A”与庆大霉素液(用无菌水配制的抗生素溶液)对金黄色葡萄球菌的抑菌效果,请在表格中填写简要的实验步骤,完成实验方案(所有实验均在无菌环境操作)。
步骤与目的
操作与要点
接种微生物
在培养基上均匀涂布a.____________
加入药物
用无菌镊子将分别浸过A、B、C液和无菌水的圆纸片沥干后均匀置于上述培养基表面。A、B、C液分别为“药液A”、b.___、c._____
培养微生物
将培养基在37℃下培养24小时
观测并分析结果
测量d._________,记录、比较、得出结论
【答案】(1) 碳源、氮源、无机盐 琼脂 中性或弱碱性
(2)AD
(3)4.3×105
(4)DNA分子具有特异性
(5) 金黄色葡萄球菌菌液 丙酮 庆大霉素液(bc可以颠倒) 圆纸片周围抑菌圈的大小(直径)
【分析】培养基的概念及营养构成
(1)概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质;
(2)营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还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)马铃薯含有多种营养成分,如碳源(其中的有机物可作为碳源)、氮源(含氮的有机物等)、无机盐(马铃薯本身含有的一些矿物质等)。要制备固体培养基,通常需要加入凝固剂琼脂,所以物质X最可能是琼脂。培养细菌的培养基一般需要调节pH至中性或弱碱性,因为细菌在这样的pH环境下生长较为适宜。
(2)A、解剖蜻蜓用的镊子等工具,干热灭菌法可有效杀灭其上的微生物,防止对实验造成污染,A正确;
B、研磨蜻蜓肠道时应加入无菌水,而不是蒸馏水,蒸馏水可能会对微生物的生存环境造成影响,且操作应在无菌操作台进行,B错误;
C、稀释涂布操作时用到的是涂布器,不是接种环,接种环用于平板划线法,C错误;
D、实验结束后,将实验产生的废弃物进行集中灭菌处理,可防止污染环境等,D正确。
故选AD。
(3)为了保证结果准确,一般选择菌落数在30-300之间的平板进行计数,这里22不在此范围内,应舍去。计算其余4个平板的平均菌落数:(83 + 80 + 88 + 93)÷4 =86(个)。 已知每个培养基上涂布0.2mL稀释液,且进行了1000倍稀释(从图中稀释过程可知),那么步骤③的蜻蜓肠道提取液中,肠道共生菌的密度为86÷0.2×103=4.3×105个/mL。
(4)不同的蜻蜓肠道共生菌DNA分子具有特异性,其特异性体现在DNA分子中特定的碱基排列顺序不同,通过提取其DNA并测序,比较碱基排列顺序就可从分子水平上将其进行区分。
(5)实验目的是比较“药液A”与庆大霉素液对金黄色葡萄球菌的抑菌效果,所以在培养基上均匀涂布(稀释的)金黄色葡萄球菌菌液。“药液A”是用丙酮定容制成的,所以B液为丙酮,作为对照,排除丙酮对实验结果的影响。C液为庆大霉素液,与“药液A”形成对比,比较抑菌效果。测量圆纸片周围无菌落生长区域(透明圈、清晰区)的大小(直径),透明圈越大,说明抑菌效果越好。
21.(24-25高二下·黑龙江牡丹江第二高级中学·期末)盐碱地中含有丰富的耐盐碱自生固氮菌。固氮菌能固定氮气,提高土壤的氮含量,为植物生长提供充足的氮元素。研究人员采用改良的培养基,分别从氯碱土、盐碱土和草滩土中分离筛选出具有一定耐盐碱能力的自生固氮细菌,并研究了酸碱度对其生长情况的影响。回答下列问题:
(1)取土样分离自生固氮菌时,所用培养基应该为不含_______的选择培养基。
(2)步骤③所用的接种方法是_______。若在接种后的平板上统计的菌落数平均为168个,则每克土壤中含有的固氮菌数目约为_________个,该结果比实际结果_______(填“大”或“小”),原因是:________。
(3)对不同土壤样品重复分离过程,得到 HY - 4、MZ - 1、JB - 2 三个纯化的自生固氮菌品种,利用这三个品种研究 pH 对其生长情况的影响,得到如下表所示结果。
pH
品种
OD值
pH=6.5
pH=7.5
pH=8.5
pH=9.5
pH=10.5
pH=11.5
HY - 4
0.242
0.419
0.687
0.570
0.463
0.304
MZ - 1
0.272
0.424
0.719
0.585
0.470
0.347
JB - 2
0.283
0.432
0.739
0.597
0.495
0.433
注:OD 值表示吸光度。OD 值越大,表明菌株固氮能力越强。
根据以上结果,可以得出的结论是:________。
【答案】(1)氮源
(2) 稀释涂布平板法 1.68×107 小 当两个或多个细胞连在一起时,在平板上观察到的是一个菌落
(3)三种固氮菌的固氮能力随pH的增加,先增强后减弱;在相同pH下,JB - 2的固氮能力最强
【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)由于分离的是自生固氮菌,是能够独立进行固氮的微生物,故所用培养基应该为不加氮源的选择培养基。
(2)根据平板中菌落的分布情况可知,步骤③所用的接种方法是稀释涂布平板法,若在接种后的平板上统计的菌落数平均为168个,稀释度为104倍,则每克土壤中含有的固氮菌数目约为(168÷0.1) ×104=1.68×107,当两个或多个细胞连在一起时,在平板上观察到的是一个菌落,故统计的结果比实际结果小。
(3) 根据表格的相关数据进行分析,对HY-4、MZ-1、JB-2三个纯化的自生固氮菌品种的固氮能力进行比较,发现三种固氮菌的固氮能力随pH的增加,先增强后减弱,但是在相同pH下,JB-2的固氮能力最强。
地 城
考点03
发酵工程及其应用
一、单选题
1.(24-25高二下·黑龙江大庆萨尔图区大庆实验中学·期末)下列对发酵工程及其应用的叙述,正确的有几项( )
①生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉
②谷氨酸棒状杆菌发酵时,需在酸性条件下才能积累谷氨酸
③啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生积累主要在后发酵阶段完成
④性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可通过诱变育种或基因工程育种获得
⑤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
⑥利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物农药可以促进植物生长
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
【答案】A
【详解】①柠檬酸生产常用黑曲霉,因其高产酸,①正确;
②谷氨酸棒状杆菌发酵时,需在中性或弱碱性条件下,才能积累谷氨酸,故生产谷氨酸需将pH调至中性或弱碱性,②错误;
③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,故啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生积累主要在主发酵阶段完成,③错误;
④发酵用的优良菌种可通过自然筛选、诱变育种或基因工程获得,④正确;
⑤单细胞蛋白是微生物菌体本身,无需提取,直接作为饲料,⑤错误;
⑥根瘤菌肥属于微生物肥料,非农药,⑥错误。
2.(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)下列有关发酵工程的叙述正确的( )
A.青霉素是世界上首次应用于临床的抗生素,随着厌氧发酵技术的发展,青霉素的生产实现了产业化
B.发酵工程中要严格控制发酵条件,营养组分一次性添加即可
C.接种是发酵工程的中心环节,所用的菌种大多是单一菌种
D.发酵结束后,如果产品是代谢物可采用适当的提取、分离和纯化措施获得产品
【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。
【详解】A、青霉素的生产需在需氧条件下进行,而选项中提到“厌氧发酵技术”,A错误;
B、发酵过程中需根据菌种代谢需求及时补充营养(如谷氨酸发酵中补尿素),并非一次性添加即可,B错误;
C、发酵工程的中心环节是发酵罐内的菌种培养,而非接种步骤;虽然菌种多为单一纯种,但前半句错误,C错误;
D、代谢产物(如抗生素)需通过萃取、蒸馏等方法从培养液中提取、分离和纯化,D正确。
3.(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)下列关于发酵工程的叙述正确的是( )
A.发酵过程中,为了避免污染,不能再向发酵罐中添加营养物质
B.等待发酵结束后,可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥
C.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取的蛋白质,常用作微生物饲料
D.筛选出高产柠檬酸的黑曲霉菌种后直接接种到发酵罐中进行发酵生产
【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。
【详解】A、发酵过程中,若采用补料分批发酵,可在严格无菌条件下补充营养物质,并非完全不能添加,A错误;
B、发酵结束后,菌体与代谢产物分离常采用过滤、沉淀等方法,干燥后获得产品,B正确;
C、单细胞蛋白是微生物菌体本身,并非提取的蛋白质,C错误;
D、筛选菌种后需先进行扩大培养,再接种至发酵罐以提高效率,直接接种不符合流程,D错误。
4.(24-25高二下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)下列有关发酵工程及其应用的叙述中,错误的是( )
A.发酵工程生产用的菌种可通过自然界分离、诱变育种、基因工程获得
B.发酵工程生产的单细胞蛋白是含丰富蛋白质的微生物菌体
C.利用发酵工程由谷氨酸棒状杆菌发酵得到的谷氨酸即为味精
D.发酵工程产生的微生物肥料可增加土壤肥力、改善土壤结构、促进植株生长
【答案】C
【详解】A、发酵工程菌种可通过自然分离、诱变育种(如紫外线、化学诱变剂处理)和基因工程(如重组DNA技术)获得,A正确;
B、单细胞蛋白指通过培养微生物(如酵母菌、细菌)获得的菌体蛋白,其蛋白质含量高,可用作饲料或食品添加剂,B正确;
C、谷氨酸棒状杆菌发酵产物为谷氨酸,而味精是谷氨酸钠,需经中和处理,C错误;
D、微生物肥料能固氮、解磷钾等,改善土壤结构并促进植物生长,D正确。
5.(24-25高二下·吉林普通高中友好学校联合体·期末)柠檬酸具有令人愉悦的酸味,入口爽快,安全无毒,被广泛用于食品和饮料中。利用发酵工程技术制备柠檬酸的流程如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A.柠檬酸属于次生代谢物,过程①②的目的均为扩大培养
B.利用干热灭菌箱对培养基进行灭菌是发酵工程生产中一个很重要的环节
C.发酵罐内的发酵是工厂化生产柠檬酸的中心环节
D.发酵结束后,采取适当的过滤、沉淀措施就可获得柠檬酸
【答案】C
【详解】A、柠檬酸是微生物的初生代谢产物,不是次生代谢物,过程①是菌种的活化,过程②是扩大培养,A错误;
B、对培养基进行灭菌通常采用高压蒸汽灭菌法,而不是干热灭菌箱灭菌,干热灭菌箱常用于玻璃器皿等需要保持干燥的物品的灭菌,B错误;
C、发酵罐内的发酵是工厂化生产柠檬酸的中心环节,在发酵罐中微生物进行代谢产生柠檬酸,C正确;
D、发酵结束后,需要通过过滤、离心等方法除去菌体等杂质,然后通过萃取、蒸馏、离子交换等方法对柠檬酸进行分离和纯化才能获得柠檬酸,仅过滤、沉淀措施不能获得柠檬酸,D错误。
6.(24-25高二下·辽宁葫芦岛·期末)下列关于发酵工程及其应用的叙述,错误的是( )
A.性状优良的菌种也可通过诱变育种或基因工程育种获得
B.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
C.可采用过滤、沉淀等方法将微生物菌体与发酵液分离
D.啤酒发酵过程中代谢物的生成主要在主发酵阶段完成
【答案】B
【详解】A、诱变育种和基因工程育种均为菌种改良的常用方法,可得到性状优良的菌种,A正确;
B、单细胞蛋白是指微生物菌体本身,B错误;
C、过滤、沉淀是分离菌体与发酵液的常用物理方法(如离心或过滤),C正确;
D、啤酒主发酵阶段酵母菌大量繁殖并生成主要代谢产物(如酒精),后发酵阶段以澄清和风味形成为主,D正确。
7.(24-25高二下·辽宁丹东·期末)制醋、制酒是我国传统发酵技术。以下关于传统发酵技术与发酵工程的叙述正确的是( )
A.在葡萄酒酿制的整个过程中需要严格保证无氧环境
B.乙醇既是果酒发酵的产物,也是果醋发酵的底物,又可以抑制杂菌繁殖
C.通过酵母菌发酵获得大量菌体,从中提取单细胞蛋白可作为动物饲料或食品添加剂
D.啤酒生产的后发酵阶段是在密闭和酵母菌生长的最适温度下获得澄清、成熟的啤酒
【答案】B
【详解】A、葡萄酒酿制初期,酵母菌需有氧呼吸大量繁殖,后期才是无氧呼吸产酒精,并非整个过程严格无氧,A错误;
B、果酒发酵(酵母菌无氧呼吸)产生乙醇;果醋发酵中,乙醇可被醋酸菌利用转化为醋酸,且乙醇能抑制杂菌繁殖,B正确;
C、单细胞蛋白是指酵母菌等微生物菌体本身,可直接作为动物饲料或食品添加剂,C错误;
D、在啤酒生产的主发酵阶段需将温度保持在酵母菌的最适生长温度,后发酵阶段需将温度保持在低温,也就是发酵温度,D错误。
8.(24-25高二下·辽宁朝阳建平县·期末)传统的啤酒发酵流程为:定型麦汁(适宜的发酵液)→添加酵母→前发酵(有氧条件)→主发酵(分为高泡期、低泡期)→后发酵→贮酒等。下列叙述错误的是( )
A.定型麦汁前对大麦种子进行的发芽与糖化处理有利于酒精发酵
B.酵母菌的大量繁殖和大部分糖的分解都是在主发酵阶段完成的
C.酒精主要在主发酵阶段产生,后发酵阶段需提供低温密闭环境
D.加大菌种的接种量可缩短发酵时间,啤酒在分装前要进行消毒
【答案】B
【详解】A、定型麦汁前对大麦种子发芽与糖化处理,可使淀粉等转化为可发酵糖类(如麦芽糖等),为酒精发酵(酵母菌利用糖类发酵产酒精)提供充足底物,利于酒精发酵,A正确;
B、前发酵为有氧条件,酵母菌大量繁殖;主发酵为无氧条件,酵母菌主要进行酒精发酵,分解大部分糖。因此,酵母菌的大量繁殖在前发酵阶段完成,B错误;
C、主发酵阶段酵母菌无氧呼吸产酒精,是酒精主要产生阶段;后发酵阶段为使啤酒风味物质进一步形成、酒液澄清,需低温密闭(低温抑制微生物活动,密闭维持无氧环境,利于风味物质稳定),C正确;
D、加大菌种接种量,可使初始酵母菌数量多,加快发酵进程,缩短发酵时间;啤酒罐装前消毒(如巴氏消毒等 ),能杀灭有害微生物,保证产品保质期和品质,D正确。
9.(23-24高二下·吉林松原·期末)味精是常用的食品添加剂,主要成分是谷氨酸钠,由谷氨酸棒状杆菌等发酵可以得到谷氨酸。谷氨酸发酵的培养基成分有葡萄糖、氨水、磷酸盐、生物素等,发酵装置如图所示,发酵过程中要不断通入空气,并通过搅拌形成细小的气泡,当培养基中碳氮比为4:1时,菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少:当碳氮比为3:1时,菌体繁殖受抑制,但谷氨酸的合成量增大。在无氧条件下,谷氨酸棒状杆菌的代谢物是乳酸或琥珀酸。下列分析正确的是( )
A.谷氨酸棒状杆菌的细胞结构和代谢类型都类似于酵母菌的
B.谷氨酸的分离、提纯是利用发酵工程生产谷氨酸的中心环节
C.发酵过程中,分次添加的氨水既能提供氮源又能调节培养液pH
D.谷氨酸棒状杆菌的代谢物会抑制杂菌的生长,通入的空气无须灭菌
【答案】C
【分析】分析题图:图示表示连续培养的方法,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,此工艺流程可以大大提高生产效率。该过程中需要通入无菌空气以及添加培养液,说明微生物的新陈代谢的方式是异养需氧型。
【详解】A、谷氨酸棒状杆菌是细菌,是原核生物,而酵母菌是真核细胞,因此两者的细胞结构不同,A错误;
B、利用谷氨酸棒状杆菌进行发酵是发酵工程的中心环节,B错误;
C、谷氨酸棒状杆菌发酵的过程需要适宜的条件,因此发酵过程中,分次添加的氨水既能提供氮源又能调节培养液pH,C正确;
D、由于空气会带入杂菌,因此通入的空气必修灭菌,以防杂菌的污染,因为有些杂菌能以谷氨酸棒状杆菌的生长产生的次级代谢物作为营养物质生长,D错误。
10.(23-24高二下·黑龙江哈师大附中和大庆铁人中学·期末)发酵工程在工业生产上得到广泛应用,如图表示谷氨酸的生产流程,下列说法错误的是( )
A.①为诱变育种,②为扩大培养,目的是增加菌种数量
B.发酵过程需要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等
C.发酵罐中pH的改变,会影响菌种的生长繁殖以及谷氨酸的形成
D.发酵工程的中心环节是培养基配制后的灭菌过程,灭菌要彻底
【答案】D
【分析】题图分析:生产用菌种可以用基因工程、细胞工程以及诱变育种的方式获得,因此①为诱变育种;当发酵生产的产品是代谢产物时,还要采用萃取(或蒸馏或离子交换等)等分离提纯的方法进行提取,因此②为萃取(或蒸馏或离子交换等),连续培养是采用有效的措施让微生物在某特定的环境中保持旺盛生长状态的培养方法。
【详解】A、结合图示可知,图中①为诱变育种,②为扩大培养,目的是增加菌种数量,为接种做准备,A正确;
B、发酵过程需要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,以便对发酵条件和进程适时调整,B正确;
C、发酵罐中pH的改变,会影响菌种的生长繁殖以及谷氨酸的形成,且还会对发酵产物的种类造成影响,C正确;
D、发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵,此过程需要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,D错误。
11.(23-24高二下·黑龙江哈师大附中和大庆铁人中学·期末)下列有关发酵工程及其相关应用的说法,正确的是( )
A.发酵产品如果是代谢物,可采用过滤、沉淀等措施获得产品
B.在青贮饲料中添加乳酸菌,可以使饲料保鲜,动物食用后可增强免疫力
C.啤酒的工业化生产流程中焙烤时加热杀死种子胚且使淀粉酶失活
D.用纤维素的水解液为原料,通过发酵工程从微生物菌体中提取单细胞蛋白
【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(生物分离工程)等方面。
【详解】A、如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,即得到产品;如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品,A错误;
B、青贮饲料中添加乳酸菌,可以提高饲料的品质,使饲料保鲜,动物食用后还能提高免疫力,B正确;
C、焙烤的目的是杀死种子的胚但不使淀粉酶失活,C错误;
D、单细胞蛋白是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,获得的大量的微生物菌体,不是从微生物菌体中提取单细胞蛋白,D错误。
二、多选题
12.(24-25高二下·吉林松原宁江区吉林油田高级中学·期末)下图为啤酒生产的简要流程,有关叙述合理的有( )
A.制麦时需浸泡大麦,可提高种子中结合水与自由水的比例
B.过程②破碎有利于淀粉与α-淀粉酶充分接触,缩短糖化时间
C.过程③要始终保持厌氧环境,以便完成酒精的生成
D.打开包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜,一般可从中分离得到醋酸菌
【答案】BD
【详解】A、制麦时需浸泡大麦,可提高种子中自由水与结合水的比例,促进细胞代谢,A错误;
B、糖化的目的是将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子物质,过程②破碎有利于淀粉与α−淀粉酶的充分接触,缩短糖化过程所用的时间,B正确;
C、酵母菌是兼性厌氧微生物,在整个发酵过程③中,要先通气使酵母菌大量繁殖,然后保持严格的无菌、厌氧环境,使其无氧呼吸进行发酵,C错误;
D、打开包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜,这是因为醋酸菌在有氧条件下将酒精转化为醋酸,所以一般可从中分离得到醋酸菌,D正确。
13.(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)如图所示为利用微生物分解纤维素以生产燃料乙醇的基本工艺流程。下列叙述正确的是( )
A.环节①中培养的产酶微生物能产生纤维素酶
B.NaOH预处理是为了使②获得的酶液活性降低
C.环节④中接种微生物X的常见菌种是酵母菌
D.该工艺可能会解决资源短缺及环境污染的问题
【答案】ACD
【详解】A、环节①培养的产酶微生物可产生纤维素酶,用于分解纤维素, A 正确;
B、NaOH 预处理的主要目的是去除木质素、破坏纤维素的紧密结构,从而提高后来酶解的效率,并非使酶液活性降低,B 错误;
C、发酵产酒精常用的菌种为酵母菌, C 正确;
D、利用废纸制备燃料乙醇既可缓解资源短缺,也有利于减少环境污染, D 正确。
14.(23-24高二下·辽宁大连·期末)发酵工程利用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸,从而制取谷氨酸钠(C5H8NaO4)。图示为谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸并进一步生产谷氨酸钠的途径。下列叙述正确的是( )
注: “+”表示促进, “-”表示抑制
A.谷氨酸的形成过程体现了基因与生物性状之间的一一对应关系
B.培养基中的葡萄糖提供碳源,NH₄⁺提供氮源
C.葡萄糖浓度越高,谷氨酸棒状杆菌合成的谷氨酸就越多
D.发酵过程中不断的搅拌有助于菌种与营养物质充分接触
【答案】BD
【分析】在谷氨酸生产过程中,谷氨酸在细胞内大量积累,会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,从而导致谷氨酸合成受阻。在发酵过程中,应采用一定手段(如控制磷脂的合成或使细胞膜受损)改变细胞膜的通透性,使谷氨酸迅速排放到细胞外面,从而解除谷氨酸对谷氨酸脱氧酶的抑制作用,提高谷氨酸产量。
【详解】A、谷氨酸的形成过程体现了多对基因控制同一性状的控制方式,即多对一的关系,A错误;
B、培养基中,提供碳源的物质为碳源,提供氮源的物质为氮源,所以,培养基中的葡萄糖提供碳源,NH₄⁺提供氮源,B正确;
C、若葡萄糖的浓度过高,可能会导致谷氨酸棒状杆菌失水,降低其合成谷氨酸的能力,C错误;
D、发酵过程中,不断的搅拌有助于菌种与营养物质的接触,D正确。
三、解答题
15.(24-25高二下·吉林“BEST合作体”·期末)啤酒是人类最古老的酒精饮料之一,是水和茶之后世界上消耗量排名第三的饮料。啤酒于二十世纪初传入中国,属于外来酒种。啤酒是根据英语Beer译成中文“啤”,称其为“啤酒”,沿用至今,啤酒以大麦芽、酒花。水为主要原料,经酵母发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒,被称为“液体面包”,是一种低浓度酒精饮料。啤酒乙醇含量最少,故喝啤酒不但不易醉人伤人,少量饮用反而对身体健康有益处。下图为啤酒工业化生产流程,据图回答有关问题:
(1)啤酒是以大麦为主要原料经______发酵制成的,其中发酵过程分为______和_____两个阶段。
(2)大麦适于酿造啤酒的原因是便于①发芽,释放_______,其次大麦的种植普遍,化学成分适合酿造啤酒,大麦非人类食用主粮:图中②焙烤的目的是________。
(3)图中⑦的作用是_____。
(4)传统发酵与现代发酵生产啤酒,现代发酵有哪些工程手段使啤酒产量和质量明显提高?(答出2点)_______。
(5)请写出2条发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等领域得到广泛应用的特点_________。
【答案】(1) 酵母菌 主发酵 后发酵
(2) 淀粉酶 加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活
(3)杀死啤酒中的大多数微生物,延长它的保存期
(4)随时检查培养液中酵母菌数量和浓度;严格控制发酵温度、发酵时间、pH、溶解氧含量等发酵条件
(5)生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一;废弃物对环境污染小、易处理
【分析】发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点,在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用,形成了规模庞大的发酵工业。
【详解】(1)酵母菌无氧呼吸能产生酒精,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,酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢产物的生成都在主发酵阶段完成。
(2)大麦发芽会产生淀粉酶,所以大麦适于酿造啤酒的原因是便于①发芽,释放淀粉酶;为了不让小麦继续发芽消耗淀粉,图中②焙烤可以加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活。
(3)图中⑦是消毒,消毒的作用是杀死啤酒中的大多数微生物,延长它的保存期。
(4)现代发酵工程可随时检查培养液中酵母菌数量,产物浓度;及时添加所需的营养物质,严格控制发酵温度、发酵时间、pH、溶解氧含量、罐压和搅拌速率等发酵条件,可使啤酒产量和质量明显提高。
(5)发酵工程的优点有:生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等
16.(23-24高二下·吉林白山·期末)啤酒是以麦芽、水为主要原料,加啤酒花(包括啤酒花制品),经酵母菌发酵酿制而成的含有二氧化碳并可形成泡沫的发酵酒,以大麦芽、啤酒花和水为主要原料发酵生产啤酒的流程如下,回答下列问题:
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存,属于_____菌。
(2)发酵工程一般包括选育菌种、_____、配制培养基、灭菌、接种、发酵、分离提纯产物等环节。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解都在_____阶段完成。发酵过程中,杂菌产生微量副产物是啤酒“上头”的原因之一,可采用_____法获得纯净的酿酒微生物,同时对活菌进行计数。
(3)随着发酵技术的发展,酒的种类逐渐增多,桑葚玫瑰酒是以桑葚汁和玫瑰为材料进行发酵而来的,具有桑葚和玫瑰的果香、花香,营养丰富。下图为桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度和感官评分(感官评分越高,品质越好)的影响。由图可知,桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度的影响_____,应选择桑葚汁与玫瑰质量比为_____时进行酿制。
【答案】(1)兼性厌氧
(2)扩大培养 主发酵 稀释涂布平板
(3)不大 4:1
【分析】酵母菌是一类单细胞真菌,能以多种糖类作为营养物质和能量的来源,因此在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面经常可以发现酵母菌的存在。酵母菌是兼性厌氧微生物,在无氧条件下能进行酒精发酵,可用于酿酒、制作馒头和面包等。温度是影响酵母菌生长的重要因素,酿酒酵母的最适生长温度约为28°C。
【详解】(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存,符合这种特点的微生物属于兼性厌氧菌。
(2)发酵工程的基本环节:选育菌种、扩大培养、配制培养基、灭菌、接种、发酵罐内发酵、分离提纯产物等。
啤酒制作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主要在主发酵阶段完成。
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。获得纯净培养物的接种方法有平板划线法及稀释涂布平板法,用稀释涂布平板法接种培养物时,还能得到单菌落。因此,要获得纯净的酿酒微生物,同时对活菌进行计数,可采用稀释涂布平板法接种。
(3)根据题意和图示分析可知,桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度的影响不大,但对感官评分的影响较大,应选择桑葚汁与玫瑰质量比为4:1时进行发酵。
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。