专题01 发酵工程(期末真题汇编,河南专用)高二生物下学期
2026-05-18
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3份
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38页
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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 | 发酵工程 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 河南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.64 MB |
| 发布时间 | 2026-05-18 |
| 更新时间 | 2026-05-18 |
| 作者 | 学霸培优知识小店 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57922117.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
汇编河南省多地高二下学期期末真题,聚焦发酵工程三大核心考点,以传统发酵食品和现代生物技术为真实情境,实现知识应用与文化传承的融合。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----|----|
|单选题|26题|传统发酵技术(老陈醋制作)、微生物培养(灭菌方法)、发酵工程应用(井冈霉素生产)|情境融合地域文化(铁棍山药醋)与科技前沿(污染物降解菌筛选)|
|非选择题|5题|微生物分离(固氮菌培养)、发酵流程(贾氏贡醋酿造)、实验设计(敌敌畏降解菌驯化)|突出实验分析与综合应用,如通过“翻醅”操作考查微生物代谢条件|
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 微生物的培养与应用
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·河南信阳·期末)中国工业微生物菌种保藏管理中心长期开展传统发酵食品微生物资源收集、保护、挖掘与评价研究。《中国传统发酵食品用微生物菌种名单》在2017年首次发布并不断更新,推动了中国传统发酵食品国际化进程。下列有关发酵微生物的说法错误的是( )
A.参与豆腐发酵的微生物,如酵母、曲霉和毛霉等都属于异养型真核生物
B.制作果醋时,若发酵液中缺少糖源,则醋酸菌直接将乙醇转变成乙酸
C.温度是影响酵母菌生长的重要因素,发酵时应将温度控制在18~30℃
D.制作传统泡菜不需要额外加入乳酸菌,利用的是蔬菜表面天然的乳酸菌
2.(24-25高二下·河南·期末)如图是老陈醋的生产流程,大曲是指用优质大米、小麦等为原料经自然发酵制成的发酵剂。下列叙述正确的是( )
A.酒精发酵阶段加入的大曲中仅含有酵母菌
B.从酒精发酵到醋酸发酵,发酵温度应适当降低
C.醋酸菌需在无氧条件下将糖或酒精转化为乙酸
D.加入香辛料的目的包括抑制微生物生长和形成独特风味
3.(24-25高二下·河南郑州·期末)下列关于白酒、啤酒和果酒的相关叙述错误的是( )
A.家庭制作果酒、果醋通常都是混合菌种发酵
B.在白酒、啤酒和果酒的发酵中主要利用了微生物的无氧呼吸
C.工业生产啤酒要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件
D.工业生产白酒发酵结束后,采取过滤、沉淀的方法获得产品
4.(24-25高二下·河南开封·期末)有一段时间,水果“酵素”风靡各地。其制作的大致过程是:将洗净、切成块状的水果放入洁净的容器,再加入糖和水,密封,置于阴凉处发酵一至两周。下列叙述错误的是( )
A.吃水果“酵素”可以美容、减肥、提高免疫力
B.“酵素”制作就是利用微生物进行像泡菜一样的发酵
C.“酵素”中可能有糖类、蛋白质、有机酸等成分
D.“酵素”宣传中提到某酶能延缓衰老无科学道理
5.(24-25高二下·河南焦作·期末)焦作市温县的铁棍山药醋选用上等山西大曲和江西小曲(含有菌种),采用传统的瓦缸酿造而成。江西大曲以大麦、小麦、豌豆等为原料,经粉碎、加水混捏压成曲醅,形似砖块;江西小曲则通常以大米和中草药为原料制成。下列叙述错误的是( )
A.在酿造铁棍山药醋时,需要对菌种进行扩大培养
B.大麦、小麦等材料可为江西大曲的制备提供合适的碳源
C.乙酸发酵时需定期“翻醅”以增大曲醅与空气的接触面积
D.在制作铁棍山药醋的过程中,培养液的pH会逐渐降低
6.(24-25高二下·河南南阳·期末)黄豆酱是人们喜爱的传统天食,早在存秋时期就有制作方法的相关记载.它以黄豆为主要原料,经米曲霉(好氧菌)、酵母菌、乳酸菌等微生物发酵而成。劳动人民在制作过程中不断改进发酵技术,总结出以下经验。下列叙述错误的是( )
①选用具有高蛋白酶活性的米曲霉
②用蒸煮后的大豆与米曲霉混合堆积
③将初步发酵后含米曲霉等微生物的曲料摊薄,并适当通风
④在装坛时,添加适量食盐
⑤发酵过程中,需保持发酵坛密封
⑥发酵过程中,需定期搅拌
A.①和④对黄豆酱风味的形成起重要作用,利于提升品质
B.②大豆蒸煮后,蛋白质空间结构发生改变,提高发酵效率
C.③有利于米曲霉和酵母菌进行有氧呼吸并快速大量增殖
D.⑤中乳酸菌主要集中于发酵坛上部而米曲霉集中于下部
7.(24-25高二下·河南开封·期末)山西陈醋含有多种营养成分,可促进胃液分泌,有调节血脂、保护肝脏等功效。其独特风味来源于对微生物代谢和风味物质生成的调控,最终形成酸、香、色、醇俱佳的品质,其工艺流程如图所示。下列叙述错误的是( )
高粱蒸煮→拌曲→酒精发酵→醋酸发酵→熏醅→淋醋→陈酿
A.菌种可从自然界中筛选出来,也可以通过人工育种获得
B.发酵过程中要随时检测培养液的微生物数量、产物浓度等
C.发酵环境条件:初期温度约为28℃、无氧,后调为30℃-35℃,有氧
D.发酵结束后,用过滤、沉淀的方法将菌体分离和干燥后即可获得产品
8.(24-25高二下·河南洛阳·期末)传统泡菜是利用植物体表而天然的乳酸菌发酵制成的,其中4个操作是:①配制质量分数为20%的盐水,煮沸冷却后加入泡菜坛;②在发酵前期适当的向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”;③向坛盖边沿的水槽中注满水,密封泡菜坛;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是( )
A.提高①中盐水的质量分数,能更好地抑制杂菌污染,提升泡菜品质
B.②加入陈泡菜水的主要目的是增加乳酸含量,提高泡菜的口感
C.③是为了使气体不能从泡菜坛排出且不能进入,抑制好氧型杂菌
D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐的含量先增高后逐渐降低
二、非选择题
9.(24-25高二下·河南三门峡·期末)贾氏贡醋是河南三门峡的传统名产,最初以柿子为主,随着工艺的发展,其原料已拓展到苹果、大枣、山楂、葡萄等多种水果,这些不同的原料在酿造的过程中被加入,使贾氏贡醋更加富有营养。贾氏贡醋正是这些原料通过糖化、酒精发酵和醋酸发酵制成。请回答下列问题:
(1)贾氏贡醋在酿造过程中一般需经过酒精发酵,此阶段需在_____(填“有氧”或“无氧”)条件下进行,其中起主要作用的微生物的代谢类型是______。
(2)在果酒的基础上进行的醋酸发酵过程中,发生的主要反应(写反应方程式)_________,该过程改变的条件有________(至少写出2点)。
(3)制作果酒和果醋的过程中,均会引起发酵液的pH_____(填“变大”或“变小”),其中涉及到的物质分别是________
(4)先制果酒再制果醋的原理是______。
地 城
考点02
微生物的培养与应用
一、单选题
1.(24-25高二下·河南许昌·期末)在器械灭菌时,通常会在高压蒸汽灭菌锅中放置生物指示剂来检测灭菌效果,自含型生物指示剂如图所示。为检验生物指示剂是否出现阳性变化,需用工具在塑料瓶外挤破安瓿瓶,使含芽孢的菌片浸没在培养液内,培养后观察颜色变化(例如变黄表示阳性)。最终根据灭菌与未灭菌的生物指示剂的阳性变化情况,判断器械灭菌效果。下列叙述错误的是( )
A.安瓿瓶中培养液含有营养物质,其作用之一是使芽孢复苏
B.菌片中芽孢的耐热性大于医疗器械上的可能污染菌
C.培养液中可能含有pH指示剂,微生物代谢导致pH变化而出现颜色变化
D.若灭菌和未灭菌的生物指示剂均不出现阳性变化,则说明灭菌效果良好
2.(24-25高二下·河南南阳·期末)工业废水中含有多种有机污染物,如苯酚等。欲分离和纯化高效降解苯酚的细菌,下列相关操作正确的是( )
A.利用以苯酚为唯一氮源的平板能分离出苯酚降解菌
B.配制培养基时,先将pH调至酸性,再灭菌
C.选择培养基分离得到的单菌落不一定能降解苯酚
D.稀释涂布平板时,可用涂布器蘸取菌液均匀涂布在固体平板表面
3.(24-25高二下·河南三门峡·期末)灭菌、消毒、无菌操作是微生物实验中常见的操作。下列叙述正确的是( )
A.实验中所使用的培养基、涂布器、镊子等物品可用干热灭菌
B.培养细菌的培养基,需先灭菌再加入酸性物质调pH
C.植物组织培养中外植体只能消毒,动物细胞培养基需添加一定量的抗生素以防止污染
D.为避免周围环境微生物的污染,常用紫外线与消毒液相配合对接种室、超净工作台灭菌
4.(24-25高二下·河南三门峡·期末)精氨酸依赖型谷氨酸棒状杆菌缺乏将鸟氨酸转化为精氨酸的酶,导致鸟氨酸在细胞内积累,这种菌可作为鸟氨酸发酵的优良菌种。如图为野生型谷氨酸棒状杆菌经诱变获得精氨酸依赖型菌并进行筛选的过程示意图,其中,待培养基甲上的菌落不再增加时,经过程②向培养基中添加物质a,继续培养。下列相关叙述正确的是( )
A.实验过程中用到的培养基和培养皿必须采用高压蒸汽灭菌法灭菌
B.紫外线照射可诱发基因突变或染色体变异,从而提高获得目的菌株的概率
C.培养基甲是一种完全培养基,过程②向培养基甲中添加的物质a是精氨酸
D.菌落B是诱变产生的精氨酸依赖型菌种,可作为鸟氨酸发酵的优良菌种
5.(24-25高二下·河南信阳·期末)基本培养基中包含能满足野生型菌株营养要求的最低成分。由于氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸,培养该突变株需要在基本培养基中额外加入对应的氨基酸。利用下列装置诱变育种,并初步筛选出苯丙氨酸营养缺陷型的菌株。下列说法正确的是( )
A.a环节中,使用紫外线的主要目的是使用物理方法进行消毒
B.①、②和④所用培养基,与③所用培养基成分有所不同
C.b使用了平板划线法,每次划线后接种环都应灼烧灭菌
D.经过c过程的处理和培养后,③培养皿的菌落就是目标菌株
6.(24-25高二下·河南焦作·期末)球孢白僵菌的分生孢子在侵染昆虫后,能够萌发并溶解昆虫表皮,且能产生白僵菌素等有毒代谢产物使虫体中毒死亡,故可将其分生孢子制成微生物杀虫剂。选育产孢量高、毒力强且遗传稳定的球孢白僵菌菌株的流程如下:①制备原始菌株孢子悬液→②紫外灯照射→③平板培养→④筛选高孢子产量菌株→⑤毒力测定。下列叙述正确的是( )
A.若要获得纯培养物,则最好利用蒸馏水制备孢子悬液
B.紫外线照射的目的是直接提高菌株的产孢基因表达量
C.进行平板培养时以有毒代谢产物的产量作为筛选指标
D.毒力测定后还需通过进一步培养以检测菌株的遗传稳定性
7.(24-25高二下·河南濮阳·期末)研究人员发现某地区长期使用的一种除草剂Q会对土壤造成污染,现计划筛选能高效降解该除草剂的微生物用于土壤修复。已知除草剂Q是含氮有机化合物,难溶于水,含此除草剂的培养基不透明。下列相关操作及分析,错误的是( )
A.从长期使用该除草剂的土壤中取样,是因为该环境中降解菌的数量可能较多
B.操作Ⅰ若采用稀释涂布平板法,涂布器需酒精浸泡→火焰灼烧→冷却后使用
C.操作Ⅱ完成后经过一段时间培养,1~5区域所含有的微生物菌体数量有差异
D.操作Ⅲ的培养基中添加的唯一氮源是除草剂Q,应选择无透明圈的菌落继续培养
8.(24-25高二下·河南鹤壁·期末)侧孢短芽孢杆菌能降解制革厂废水中的单宁、苯酚和甲苯等含碳有机物,常见于富含有机质的土壤中。为获得能高效分解单宁、苯酚和甲苯的侧孢短芽孢杆菌,某小组同学进行了相关实验,过程如图所示,①②③培养基中分别加入了单宁、苯酚、甲苯,下列有关叙述正确的是( )
A.培养基①②③中应添加抗生素以抑制其他细菌生长,方便筛选目标菌
B.图中④的接种方法是平板划线法或稀释涂布平板法,后者可对细菌计数
C.④中同时添加单宁、苯酚和甲苯作为碳源,属于选择培养基,可筛选目标菌
D.应从④中选择菌落直径大的单菌落接种到固体培养基⑤上进行扩大培养
9.(24-25高二下·河南驻马店·期末)为宣传正确佩戴口罩可降低呼吸道传染疾病的风险,某生物兴趣小组进行了相关实验。实验中将牛肉膏蛋白胨培养基置于距正确佩戴口罩的实验者口部50cm处,然后对着培养基讲话1min或咳嗽2次,再进行微生物培养和观察。下列相关叙述错误的是( )
A.培养基中的牛肉膏为微生物的生长主要提供碳源、氮源、磷酸盐和维生素
B.实验中需将未接种的培养基与处理后的培养基一起放入37℃恒温箱中培养1~2d
C.为了防止蛋白质变性,不能使用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D.培养结束后可根据菌落的数目、形状、大小、颜色等特征确定微生物的数量和种类
10.(24-25高二下·河南开封·期末)为观察某种能促进植物生长且抗盐碱的植物根际细菌生长情况,某研究小组取相应土壤并对其进行如图所示的处理过程。下列叙述错误的是( )
A.图中处理方法称为稀释涂布平板法
B.培养基调至酸性有利于该细菌生长
C.用这种方法可得到该菌的纯培养物
D.每克土壤中菌株数约为1.5×108个
11.(24-25高二下·河南洛阳·期末)养殖场粪便是农家肥的重要来源,其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH₃,影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH₃产生的微生物,兴趣小组进行如图所示的实验。下列分析错误的是( )
A.过程①将样本加无菌水等比例稀释后用平板划线法获取单个菌落
B.过程②要筛选能在 A 培养基生长却不能在 B 培养基生长的单个菌落
C.过程③可通过添加脲酶并检测其活性来鉴别并筛选出甲、乙菌株
D.在养殖场粪便中添加菌株乙比菌株甲更有利于减少 NH₃的产生
12.(24-25高二下·河南洛阳·期末)无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开,主要包括消毒和灭菌。下列说法正确的是( )
A.日常生活中常用煮沸消毒法对牛奶进行消毒灭菌
B.将发酵好的果醋用巴氏消毒法消毒后可直接饮用
C.用灼烧灭菌法对耐高温的和需要保持干燥的物品灭菌
D.实验室常用干热灭菌法对培养基、培养皿等进行灭菌
二、非选择题
13.(24-25高二下·河南商丘·期末)取农田表层土壤样品10g,放入无菌研钵中,并注入5mL无菌水制成稀泥浆,再将稀泥浆接种到无氮培养基上进行培养。该方法可将自生固氮菌与其他细菌分离开来。阿须贝氏无氮培养基配方如下所示。回答下列问题:
甘露醇10g(可用蔗糖代替);磷酸氢二钾0.2g,硫酸镁0.2g;氯化钠0.1g;硫酸钙0.1g,碳酸钙5g;琼脂15~18g;水1000mL;pH=7.0.
(1)阿须贝氏培养基各成分中作为碳源的是_______;利用该培养基能分离出自生固氮菌的原理是________
(2)制备好的无氮培养基需用______法进行灭菌,灭菌后,需将盛有无氮培养基的培养皿放在37℃的恒温箱中两天。随后,选取培养基上没有生长任何微生物的培养皿供实验用,这一操作的目的是_____。
(3)如图所示,接种可采用涂布平板法和倾注平板法。两种接种方法都需要先将样液进行充分稀释,目的是______。涂布平板时需将涂布器放在酒精灯的火焰上灭菌,略微打开培养皿盖,将冷却的涂布器伸进培养皿对加入的稀泥浆进行涂布,涂布时可转动培养皿,目的是________。倾注平板法接种时先向培养皿中加入稀泥浆,再倾注培养基。这两种接种方法培养得到的菌落在培养基空间分布的情况是_________。
(4)在使用培养皿前,需在________上写明实验内容、接种人的姓名和接种日期等;使用后的培养基丢弃前需要进行灭菌处理,目的是________。
14.(24-25高二下·河南郑州·期末)微生物驯化是指在微生物培养过程中,逐步加入某种物质,让其逐渐适应,从而得到对此物质高耐受或能降解该物质的微生物。科研人员现采用微生物驯化结合传统接种的方法筛选能高效降解有机磷农药——敌敌畏的微生物,并设计了如下实验流程。请据此回答以下问题。
(1)驯化培养基A中含有_____、水、无机盐等,培养基中加入的无机盐的作用为_____(答出2点即可)。培养基B中加入而驯化培养基 A 中没有加入的物质是_____。
(2)驯化时逐步加入的物质X是_____。从培养基C到培养基D的操作方法为_____。
(3)将培养基B中分离得到的单菌落分别接种于以敌敌畏为唯一碳源的多个相同培养基C,培养24小时后,通过测定培养基中_____,可筛选分解敌敌畏能力较强的微生物。为统计培养基C中的微生物数量,在如图所示的稀释度下涂布了3个平板培养基D,统计菌落数分别为250、247、253,最终测得培养基 C 中菌落数为个5×10⁷个/mL,则涂布的菌液 Y 为_____mL。该统计数据往往比活菌的实际数目_____(填“多”或“少”),理由是_____。
15.(24-25高二下·河南南阳·期末)石油进入土壤后,会破坏土壤结构,分散土粒,使土壤的透水性降低,而且石油中的有毒物质能通过农作物进入食物链,最终危害人类。为解决石油污染问题,某科研小组从被石油污染较严重的土壤中分离出了能高效分解石油的细菌,操作过程如图1所示。
(1)图1中过程③的操作主要目的是_______:过程③中进行振荡培养的目的是_______。
(2)图1中过程④用涂布平板法接种后,若出现图2所示结果,其原因可能是________。用稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目:将1mL样品稀释100倍,在4个平板上分别接种0.1mL稀释液,培差一段时间后,4个平板上的菌落数分别为80、82、78和88,据此可得出每毫升样品中的活菌数为____________个。
(3)过程④培养一段时间后,培养基上出现了多种菌落特征,说明能够分解石油的微生物不止一种。为了判断培养基上生长的多个菌落是否为同一种类,可以观察菌落的____________(写出两点特征)等。过程⑤是将不同菌株分别接种到含有等量石油的培养基中进行培养并取样测定石油含量,这一操作的主要目的是_______。
16.(24-25高二下·河南信阳·期末)具有溶菌特性的细菌是指能够直接裂解其他细菌的细菌,或者能产生溶菌酶的细菌。这类细菌在医药领域具有重要的应用潜力。废水处理厂的活性污泥是一个微生物密度极高、种类极其丰富的生态系统。科学家计划从废水处理厂的污泥中提取能够对大肠杆菌有溶菌特性的细菌。请回答下列问题:
(1)使用固体培养基培养细菌时,培养基中除加入水、Nacl、牛肉膏和蛋白陈等营养物质外,还需加入_______。
(2)使用_________准确量取并涂布0.1mL的大肠杆菌液体至透明培养基表面。一段时间后,培养基平板表面变得浑浊。
(3)称取10g污泥加入盛有90mL________的锥形瓶中,充分摇匀,然后取1mL上清液经处理后,涂布在上述浑浊平板上。一段时间后,能溶解大肠杆菌的细菌形成的菌落周围会出现透明圈,该菌落即为有溶菌特性的细菌(目标菌)。
(4)以含有目标菌的培养液、浑浊平板、微孔滤膜(细菌不能通过,大分子物质可通过)等为主里的目要材料,探究目标菌是直接裂解,还是产生某种物质裂解大肠杆菌。实验思路:__________,观察培养基表面浑浊度的变化。
地 城
考点03
发酵工程及其应用
一、单选题
1.(24-25高二下·河南驻马店·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,如果酒、果醋、酱油、腐乳、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。下列关于发酵的叙述,正确的是( )
A.啤酒的工业化生产过程中,使用的都是天然菌种
B.果醋、酱油、腐乳的发酵利用的主要菌种都是真核生物
C.发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法进行分离和干燥即可得到产品
D.发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径
2.(24-25高二下·河南许昌·期末)油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃,制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。下列有关叙述正确的是( )
A.卤汁中营养物质有限,乳酸菌和芽孢杆菌主要因争夺生存空间而存在竞争关系
B.乳酸菌发酵过程中会产生大量CO2气体,这是卤汁中产生气泡的主要原因
C.卤汁中不同微生物的代谢活动产生了多种不同的代谢产物,这是赋予臭豆腐特殊风味的关键
D.提高卤汁的盐浓度,有利于所有微生物的发酵活动,从而加速制作过程
3.(24-25高二下·河南许昌·期末)固态发酵法是我国酿造白酒的传统方法之一,是一种利用多种天然微生物接种、固态糖化发酵同时进行、固态甑桶蒸馏的酿酒法。以高粱、小麦、大米、玉米等为原料,在蒸煮、糖化、发酵、蒸馏等主要酿造过程中采用固态基质形态生产白酒。下列有关叙述正确的是( )
A.参与发酵过程的多种微生物之间可能存在着竞争关系
B.固态发酵法的糖化过程中主要利用了微生物产生的蛋白酶
C.生产白酒的发酵过程一般要采取密封措施以防止杂菌的污染
D.参与发酵的菌种越单一,最终生产出来的白酒品质就会越高
4.(24-25高二下·河南开封·期末)西瓜酱是开封的传统美食之一,以西瓜和大豆为原料自然发酵而成。制作西瓜酱的流程如下:泡豆→煮豆→冷却→捂豆(大豆裹上面粉不粘连)→制曲→醅料混合(加盐、香辛料、西瓜瓤)→装坛→发酵(在烈日下曝晒、定期翻酱)。下列叙述错误的是( )
A.制曲时利用的是天然混合菌种
B.煮后冷却可防止高温杀死菌种
C.翻酱能抑制需氧型微生物的生长
D.环境条件会影响西瓜酱的风味
5.(24-25高二下·河南三门峡·期末)谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0,通过以下代谢途径发酵生产L—谷氨酰胺。下列叙述正确的是( )
A.通过发酵工程从微生物细胞中提取的单细胞蛋白,可制成微生物饲料
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.通过光学显微镜观察,可以判断发酵过程中是否发生球状细菌污染
D.发酵结束后,采用过滤、沉淀的方法将菌体分离和干燥即可获得产品
6.(24-25高二下·河南洛阳·期末)井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素,它由吸水链霉菌井冈变种(JGs,一种放线菌,菌体呈丝状生长)发酵而来,在水稻枯纹病防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述,正确的是( )
A.通过定向改造JGs中编码井冈霉素的基因,可获得井冈霉素产量高的菌株
B.JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程不影响井冈霉素的产量
C.井冈霉素是JGs生长必需的物质,其产量与培养基中营养物质的浓度呈正相关
D.井冈霉素作为微生物农药来防治水稻病害,有利于农业的可持续发展
试卷第1页,共3页
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专题01 发酵工程
答案版
地 城
考点01
传统发酵技术的应用
一、单选题
1.B
2.D
3.D
4.A
5.A
6.D
7.D
8.D
三、非选择题
9.(1)无氧 异养兼性厌氧型
(2) C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量 通入氧气、升高温度
(3)变小 二氧化碳、醋酸
(4)酒精发酵是用酵母菌将葡萄糖转化为乙醇,酿醋的醋酸菌可以将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸(醋酸)
地 城
考点02
微生物的培养与应用
一、单选题
1.D
2.C
3.C
4.D
5.B
6.D
7.D
8.C
9.C
10.B
11.A
12.B
二、非选择题
13.(1)甘露醇 该培养基中无氮源,自生固氮菌能利用空气中的氮气来生长繁殖,没有固氮能力的微生物生长会受到抑制
(2)湿热灭菌 保证无氮培养基未被杂菌污染
(3)降低样液中菌种的浓度,以便接种后能获得单个菌落 使涂布均匀 涂布平板法得到的菌落仅分布在培养基表面;倾注平板法得到的菌落分布在培养基表面和内部
(4)(培养皿)皿底 防止培养基中的微生物污染环境
14.(1)碳源、氮源 维持培养基的渗透压、维持培养基的酸碱平衡、提供微生物生长所需的元素 琼脂 (凝固剂)
(2)敌敌畏 稀释涂布平板法
(3)敌敌畏的剩余量 0.05/1/20 少 有时两个或多个细菌只形成一个菌落
15.(1)增加分解石油的细菌的浓度 增加培养液中的溶氧量;菌体与营养物质充分接触
(2)涂布不均匀 8.2×104
(3)颜色、形状、大小 比较不同菌株分解石油的能力,从而筛选出分解石油能力较强的菌株
16.(1)琼脂
(2)移液器
(3)无菌水
(4)将含有目标菌的培养液用微孔滤膜过滤,得到不含目标菌的滤液
地 城
考点03
发酵工程及其应用
一、单选题
1.D
2.C
3.A
4.C
5.B
6.D
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 微生物的培养与应用
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·河南信阳·期末)中国工业微生物菌种保藏管理中心长期开展传统发酵食品微生物资源收集、保护、挖掘与评价研究。《中国传统发酵食品用微生物菌种名单》在2017年首次发布并不断更新,推动了中国传统发酵食品国际化进程。下列有关发酵微生物的说法错误的是( )
A.参与豆腐发酵的微生物,如酵母、曲霉和毛霉等都属于异养型真核生物
B.制作果醋时,若发酵液中缺少糖源,则醋酸菌直接将乙醇转变成乙酸
C.温度是影响酵母菌生长的重要因素,发酵时应将温度控制在18~30℃
D.制作传统泡菜不需要额外加入乳酸菌,利用的是蔬菜表面天然的乳酸菌
【答案】B
【分析】1、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一段时间使其繁殖,再隔绝氧气进行发酵;酒精发酵的最佳温度是在18℃~25℃,pH最好是弱酸性。
2、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、参与豆腐发酵的毛霉、曲霉和酵母菌均为真菌,属于异养型真核生物,A正确;
B、醋酸菌在缺少糖源时,能以乙醇为底物,首先可转变成乙醛,进而转变成乙酸,B错误;
C、酵母菌酒精发酵的适宜温度为18~30℃,因此应将发酵温度控制在18~30℃左右,C正确;
D、传统泡菜制作依赖蔬菜表面附着的天然乳酸菌,无需人工接种,D正确。
故选B。
2.(24-25高二下·河南·期末)如图是老陈醋的生产流程,大曲是指用优质大米、小麦等为原料经自然发酵制成的发酵剂。下列叙述正确的是( )
A.酒精发酵阶段加入的大曲中仅含有酵母菌
B.从酒精发酵到醋酸发酵,发酵温度应适当降低
C.醋酸菌需在无氧条件下将糖或酒精转化为乙酸
D.加入香辛料的目的包括抑制微生物生长和形成独特风味
【答案】D
【详解】A、大曲是一种复合酶制剂,其中不仅含有酵母菌,还含有多种霉菌等微生物以及相应的酶类,A错误;
B、酒精发酵的适宜温度为18~30℃,醋酸发酵的适宜温度为30~35℃。从酒精发酵到醋酸发酵,发酵温度应该适当升高,而不是降低,B错误;
C、醋酸菌是好氧细菌,需要在有氧条件下将糖或酒精转化为乙酸,C错误;
D、在老陈醋生产过程中,浓缩阶段后加入香辛料,香辛料除可杀菌外,香辛料中的成分会与醋中的成分相互作用,形成独特风味,D正确。
故选D。
3.(24-25高二下·河南郑州·期末)下列关于白酒、啤酒和果酒的相关叙述错误的是( )
A.家庭制作果酒、果醋通常都是混合菌种发酵
B.在白酒、啤酒和果酒的发酵中主要利用了微生物的无氧呼吸
C.工业生产啤酒要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件
D.工业生产白酒发酵结束后,采取过滤、沉淀的方法获得产品
【答案】D
【分析】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。
【详解】A.家庭制作果酒时,在酵母菌作用下发酵成果酒;果醋制作时,利用醋酸菌在有氧条件发酵成果醋。但家庭制作属于传统发酵,环境可能存在多种菌,属于混合菌种发酵,A正确;
B.白酒、啤酒和果酒的生产均依赖酵母菌的无氧呼吸产酒精,B正确;
C.啤酒工业需控制温度、pH,并在主发酵阶段调节溶解氧(前期有氧促进酵母繁殖,后期无氧产酒精),C正确;
D.白酒通过蒸馏提纯以提高酒精度,而非过滤、沉淀(常用于啤酒或果酒),D错误。
故选D。
4.(24-25高二下·河南开封·期末)有一段时间,水果“酵素”风靡各地。其制作的大致过程是:将洗净、切成块状的水果放入洁净的容器,再加入糖和水,密封,置于阴凉处发酵一至两周。下列叙述错误的是( )
A.吃水果“酵素”可以美容、减肥、提高免疫力
B.“酵素”制作就是利用微生物进行像泡菜一样的发酵
C.“酵素”中可能有糖类、蛋白质、有机酸等成分
D.“酵素”宣传中提到某酶能延缓衰老无科学道理
【答案】A
【分析】泡菜的制作原理是微生物的发酵在食品的制作而成,制作泡菜时要用到乳酸菌,乳酸菌是一种厌氧菌,在无氧的条件下,乳酸菌发酵产生乳酸,使得菜呈现一种特殊的风味,还不改变菜的品质。因此泡菜制作的原理是需利用乳酸菌在无氧条件下发酵形成乳酸菌,在无氧的条件下,乳酸菌发酵产生乳酸,然后制作成泡菜。
【详解】A、水果“酵素”中的酶(蛋白质)经口服后会被胃蛋白酶分解为氨基酸,失去活性,无法直接发挥美容、减肥或提高免疫力的作用;其可能含有的有机酸或维生素等成分虽有益健康,但题干中宣传的功效缺乏科学依据,A错误。
B、水果“酵素”制作需密封,利用酵母菌(初期)和乳酸菌(后期)等微生物进行无氧发酵,与泡菜制作原理相似,B正确。
C、发酵过程中,微生物分解糖类生成有机酸(如乳酸),同时自身代谢可能产生酶(蛋白质)及未被分解的糖类,C正确。
D、酶在体内需特定条件才能发挥作用,口服的酶会被消化分解,无法延缓衰老,D正确。
故选A。
5.(24-25高二下·河南焦作·期末)焦作市温县的铁棍山药醋选用上等山西大曲和江西小曲(含有菌种),采用传统的瓦缸酿造而成。江西大曲以大麦、小麦、豌豆等为原料,经粉碎、加水混捏压成曲醅,形似砖块;江西小曲则通常以大米和中草药为原料制成。下列叙述错误的是( )
A.在酿造铁棍山药醋时,需要对菌种进行扩大培养
B.大麦、小麦等材料可为江西大曲的制备提供合适的碳源
C.乙酸发酵时需定期“翻醅”以增大曲醅与空气的接触面积
D.在制作铁棍山药醋的过程中,培养液的pH会逐渐降低
【答案】A
【详解】1、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18~30℃;生产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。
2、果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌,醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动,其代谢类型属于异养需氧型。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解为醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
【分析】A、在传统酿造工艺中,大曲和小曲本身已含有足够菌种(如霉菌、酵母菌、醋酸菌等),直接用于发酵即可,无需额外进行扩大培养,A错误;
B、大麦、小麦富含淀粉,属于多糖类物质,可为微生物提供碳源,B正确;
C、乙酸发酵依赖好氧的醋酸菌,定期“翻醅”可增加溶氧量,促进醋酸菌的代谢活动,C正确;
D、酒精发酵阶段产生CO2和酒精,pH下降,醋酸发酵阶段将酒精转化为乙酸,pH进一步降低,D正确。
故选A。
6.(24-25高二下·河南南阳·期末)黄豆酱是人们喜爱的传统天食,早在存秋时期就有制作方法的相关记载.它以黄豆为主要原料,经米曲霉(好氧菌)、酵母菌、乳酸菌等微生物发酵而成。劳动人民在制作过程中不断改进发酵技术,总结出以下经验。下列叙述错误的是( )
①选用具有高蛋白酶活性的米曲霉
②用蒸煮后的大豆与米曲霉混合堆积
③将初步发酵后含米曲霉等微生物的曲料摊薄,并适当通风
④在装坛时,添加适量食盐
⑤发酵过程中,需保持发酵坛密封
⑥发酵过程中,需定期搅拌
A.①和④对黄豆酱风味的形成起重要作用,利于提升品质
B.②大豆蒸煮后,蛋白质空间结构发生改变,提高发酵效率
C.③有利于米曲霉和酵母菌进行有氧呼吸并快速大量增殖
D.⑤中乳酸菌主要集中于发酵坛上部而米曲霉集中于下部
【答案】D
【详解】本题考查微生物发酵过程中不同菌种的代谢特点及环境条件控制,需结合米曲霉(好氧)、酵母菌(兼性厌氧)、乳酸菌(厌氧)的生理特性,分析各操作步骤的科学依据。
【分析】A、①选用高蛋白酶活性的米曲霉可高效分解黄豆蛋白质,产生风味物质;④添加食盐可抑制杂菌繁殖并调节风味,两者均对风味形成起重要作用,A正确;
B、蒸煮使大豆蛋白质空间结构破坏(变性),更易被蛋白酶水解,提高发酵效率,B正确;
C、摊薄并通风可增加溶氧量,促进米曲霉(好氧)和酵母菌(有氧呼吸阶段)的增殖,C正确;
D、乳酸菌属于厌氧菌,米曲霉是好氧菌,故⑤中米曲霉主要集中于发酵坛上部而乳酸菌集中于下部,D错误。
故选D。
7.(24-25高二下·河南开封·期末)山西陈醋含有多种营养成分,可促进胃液分泌,有调节血脂、保护肝脏等功效。其独特风味来源于对微生物代谢和风味物质生成的调控,最终形成酸、香、色、醇俱佳的品质,其工艺流程如图所示。下列叙述错误的是( )
高粱蒸煮→拌曲→酒精发酵→醋酸发酵→熏醅→淋醋→陈酿
A.菌种可从自然界中筛选出来,也可以通过人工育种获得
B.发酵过程中要随时检测培养液的微生物数量、产物浓度等
C.发酵环境条件:初期温度约为28℃、无氧,后调为30℃-35℃,有氧
D.发酵结束后,用过滤、沉淀的方法将菌体分离和干燥后即可获得产品
【答案】D
【详解】酒精发酵起主要作用的是酵母菌,通常前期通气使酵母菌进行有氧呼吸,以便大量繁殖,后期密封使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,醋酸发酵起主要作用的菌种是醋酸菌,在有氧的条件下发酵形成醋酸。
【分析】A、菌种选育是通过改良微生物遗传特性以获得优良菌株的技术,可从自然界中筛选出来,也可以通过人工育种获得,A正确;
B、在发酵过程中,需要随时检测培养液的微生物数量和产物浓度,以了解发酵进程,B正确;
C、酒精发酵阶段由酵母菌主导,适宜酵母菌生长的温度范围是18~30℃,酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵,果醋制作是由醋酸菌在有氧条件下进行,醋酸菌适宜生长的温度范围是30-35°C,因此发酵环境条件:初期温度约为28℃、无氧,后调为30℃-35℃,有氧,C正确;
D、醋为发酵产物而非菌体本身,因此发酵结束后,应根据醋酸的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品,D错误。
故选D。
8.(24-25高二下·河南洛阳·期末)传统泡菜是利用植物体表而天然的乳酸菌发酵制成的,其中4个操作是:①配制质量分数为20%的盐水,煮沸冷却后加入泡菜坛;②在发酵前期适当的向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”;③向坛盖边沿的水槽中注满水,密封泡菜坛;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是( )
A.提高①中盐水的质量分数,能更好地抑制杂菌污染,提升泡菜品质
B.②加入陈泡菜水的主要目的是增加乳酸含量,提高泡菜的口感
C.③是为了使气体不能从泡菜坛排出且不能进入,抑制好氧型杂菌
D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐的含量先增高后逐渐降低
【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。
(1)泡菜的制作流程是:选择原料、配置盐水、调味装坛、密封发酵。
(2)选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。
(3)原料加工:将新鲜蔬菜修整、洗涤、晾晒、切分成条状或片状。
(4)配制盐水:按照比例配制盐水,并煮沸冷却。原因是为了杀灭杂菌,冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。
(5)泡菜的制作:将经过预处理的新鲜蔬菜混合均匀,装入泡菜坛内,装至半坛时,放入蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至八成满,再徐徐注入配制好的盐水,使盐水没过全部菜料,盖好坛盖。在坛盖边沿的水槽中注满水,以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。在发酵过程中要注意经常补充水槽中的水。
【详解】A、配置质量分数为20%的盐水,煮沸冷却后加入泡菜坛。煮沸的目的是杀菌,防止杂菌污染;冷却后再加入是为了避免高温杀死乳酸菌。若提高①中盐水的质量分数,会导致泡菜细胞失水过多,影响泡菜的口感和品质,而且过高的盐分也不利于乳酸菌的生长和发酵,不能更好地抑制杂菌污染并提升泡菜品质,一般盐水质量分数控制在5%−20%较为适宜,A错误;
B、在发酵前期适当向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”。“陈泡菜水”中含有大量的乳酸菌,加入“陈泡菜水”的主要目的是增加乳酸菌的数量,加快发酵进程,而不是增加乳酸含量,因为乳酸是乳酸菌发酵产生的,发酵初期乳酸含量较少,B错误;
C、向坛盖边沿的水槽中注满水,密封泡菜坛。这样做的目的是创造无氧环境,因为乳酸菌是厌氧菌,在无氧条件下才能将葡萄糖分解为乳酸;同时密封可以防止外界空气进入,避免杂菌污染,但并不是使气体不能从泡菜坛排出且不能进入,在发酵过程中会产生二氧化碳等气体,气体可以通过水槽中的水排出,C错误;
D、检测泡菜中亚硝酸盐的含量。在泡菜发酵过程中,由于硝酸盐还原菌的作用,亚硝酸盐的含量会先增高,随着乳酸菌大量繁殖,产生乳酸抑制了硝酸盐还原菌的生长,亚硝酸盐的产生量减少,同时部分亚硝酸盐会被分解,所以亚硝酸盐的含量会逐渐降低。因此,可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐的含量先增高后逐渐降低,D正确。
故选D。
二、非选择题
9.(24-25高二下·河南三门峡·期末)贾氏贡醋是河南三门峡的传统名产,最初以柿子为主,随着工艺的发展,其原料已拓展到苹果、大枣、山楂、葡萄等多种水果,这些不同的原料在酿造的过程中被加入,使贾氏贡醋更加富有营养。贾氏贡醋正是这些原料通过糖化、酒精发酵和醋酸发酵制成。请回答下列问题:
(1)贾氏贡醋在酿造过程中一般需经过酒精发酵,此阶段需在_____(填“有氧”或“无氧”)条件下进行,其中起主要作用的微生物的代谢类型是______。
(2)在果酒的基础上进行的醋酸发酵过程中,发生的主要反应(写反应方程式)_________,该过程改变的条件有________(至少写出2点)。
(3)制作果酒和果醋的过程中,均会引起发酵液的pH_____(填“变大”或“变小”),其中涉及到的物质分别是________
(4)先制果酒再制果醋的原理是______。
【答案】(1)无氧 异养兼性厌氧型
(2) C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量 通入氧气、升高温度
(3)变小 二氧化碳、醋酸
(4)酒精发酵是用酵母菌将葡萄糖转化为乙醇,酿醋的醋酸菌可以将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸(醋酸)
【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。
【详解】(1)酒精发酵是利用酵母菌将葡萄糖转化为酒精的过程,酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵,其代谢类型是异养兼性厌氧型。所以此阶段需在无氧条件下进行,起主要作用的微生物(酵母菌)的代谢类型是异养兼性厌氧型。
(2)在果酒的基础上进行醋酸发酵,是乙醇在醋酸菌的作用下转化为醋酸的过程,反应方程式为C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量。醋酸菌是好氧菌,最适生长温度为30−35∘C,而酵母菌酒精发酵时一般将温度控制在18−30∘C ,所以该过程改变的条件有通入氧气、温度由18−30∘C 调整为30−35∘C 。
(3)在制作果酒过程中,酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳,二氧化碳溶于水形成碳酸,使发酵液pH变小;在制作果醋过程中,醋酸菌产生醋酸,也会使发酵液pH变小。所以制作果酒和果醋的过程中,均会引起发酵液的pH变小。涉及到的物质分别是二氧化碳和醋酸。
(4)先制果酒再制果醋的原理是:酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵产生果酒,当氧气和糖源充足时,醋酸菌可将葡萄糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌可将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,所以在果酒的基础上可以进行醋酸发酵。
地 城
考点02
微生物的培养与应用
一、单选题
1.(24-25高二下·河南许昌·期末)在器械灭菌时,通常会在高压蒸汽灭菌锅中放置生物指示剂来检测灭菌效果,自含型生物指示剂如图所示。为检验生物指示剂是否出现阳性变化,需用工具在塑料瓶外挤破安瓿瓶,使含芽孢的菌片浸没在培养液内,培养后观察颜色变化(例如变黄表示阳性)。最终根据灭菌与未灭菌的生物指示剂的阳性变化情况,判断器械灭菌效果。下列叙述错误的是( )
A.安瓿瓶中培养液含有营养物质,其作用之一是使芽孢复苏
B.菌片中芽孢的耐热性大于医疗器械上的可能污染菌
C.培养液中可能含有pH指示剂,微生物代谢导致pH变化而出现颜色变化
D.若灭菌和未灭菌的生物指示剂均不出现阳性变化,则说明灭菌效果良好
【答案】D
【详解】A、芽孢复苏需要营养物质,培养液含营养物质可使芽孢复苏,A正确;
B、芽孢是细菌的休眠体,芽孢壁厚,含水量极低,代谢缓慢,抗逆性强,能经受高温紫外线、电离辐射以及多种化学物质灭杀,可以帮助细菌度过不良环境,因此菌片中芽孢的耐热性大于器械上的可能污染菌,B正确;
C、微生物代谢改变培养液pH(微生物在培养液中生长代谢时,会进行呼吸作用等生理过程,产生如CO2等代谢产物,CO2溶解在培养液中会使培养液的pH发生变化),若有pH指示剂会显色,可据此判断,C正确;
D、若灭菌与未灭菌的生物指示剂均不出现阳性变化,则说明灭菌前无有活性芽孢,也就无法说明灭菌效果,D错误。
故选D。
2.(24-25高二下·河南南阳·期末)工业废水中含有多种有机污染物,如苯酚等。欲分离和纯化高效降解苯酚的细菌,下列相关操作正确的是( )
A.利用以苯酚为唯一氮源的平板能分离出苯酚降解菌
B.配制培养基时,先将pH调至酸性,再灭菌
C.选择培养基分离得到的单菌落不一定能降解苯酚
D.稀释涂布平板时,可用涂布器蘸取菌液均匀涂布在固体平板表面
【答案】C
【详解】A、苯酚不含氮元素,不能作为氮源,A错误;
B、培养基配制应先调pH再灭菌,但在培养细菌时,需要将pH调至中性或弱碱性,B错误;
C、选择培养基虽能富集目标菌,但若存在其他碳源或操作污染,部分菌可能依赖其他途径生长,未必能降解苯酚,需进一步验证,C正确;
D、稀释涂布平板时,应先用移液管滴加菌液至平板,再用无菌涂布器涂布,D错误。
故选C。
3.(24-25高二下·河南三门峡·期末)灭菌、消毒、无菌操作是微生物实验中常见的操作。下列叙述正确的是( )
A.实验中所使用的培养基、涂布器、镊子等物品可用干热灭菌
B.培养细菌的培养基,需先灭菌再加入酸性物质调pH
C.植物组织培养中外植体只能消毒,动物细胞培养基需添加一定量的抗生素以防止污染
D.为避免周围环境微生物的污染,常用紫外线与消毒液相配合对接种室、超净工作台灭菌
【答案】C
【分析】1、消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包芽孢和孢子),包括煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法。
2、杀菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物(包括芽孢和孢子),包括灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
【详解】A、培养基通常采用高压蒸汽灭菌法灭菌,涂布器、镊子进行灼烧灭菌,A错误;
B、培养基制备的正确流程为“先调pH,后灭菌”,若灭菌后再调pH会导致杂菌污染,B错误;
C、植物组织培养中,外植体需消毒,灭菌会杀死细胞;动物细胞培养基中添加抗生素可抑制细菌污染,C正确;
D、紫外线与消毒液属于消毒手段,仅能减少微生物数量,无法达到灭菌效果,D错误。
故选C。
4.(24-25高二下·河南三门峡·期末)精氨酸依赖型谷氨酸棒状杆菌缺乏将鸟氨酸转化为精氨酸的酶,导致鸟氨酸在细胞内积累,这种菌可作为鸟氨酸发酵的优良菌种。如图为野生型谷氨酸棒状杆菌经诱变获得精氨酸依赖型菌并进行筛选的过程示意图,其中,待培养基甲上的菌落不再增加时,经过程②向培养基中添加物质a,继续培养。下列相关叙述正确的是( )
A.实验过程中用到的培养基和培养皿必须采用高压蒸汽灭菌法灭菌
B.紫外线照射可诱发基因突变或染色体变异,从而提高获得目的菌株的概率
C.培养基甲是一种完全培养基,过程②向培养基甲中添加的物质a是精氨酸
D.菌落B是诱变产生的精氨酸依赖型菌种,可作为鸟氨酸发酵的优良菌种
【答案】D
【详解】A、培养基通常采用高压蒸汽灭菌法灭菌,但培养皿属于玻璃器皿,除高压蒸汽灭菌外,也可采用干热灭菌法,A错误;
B、谷氨酸棒状杆菌是原核生物,细胞内无染色体,只能发生基因突变,B错误;
C、培养基甲的作用是筛选诱变后的菌株。精氨酸依赖型菌不能自身合成精氨酸,若培养基甲是完全培养基(含精氨酸),则所有菌株均可生长,无法筛选。实际培养基甲应为基本培养基(不含精氨酸),此时只有野生型菌能生长,精氨酸依赖型菌不能生长。过程②添加的物质 a 是精氨酸,使精氨酸依赖型菌(原本不能生长)得以生长(形成菌落B),C错误;
D、菌落A在不含精氨酸的培养基甲上能生长,为野生型菌(可合成精氨酸),菌落B在添加精氨酸后才生长,说明是精氨酸依赖型菌,其缺乏将鸟氨酸转化为精氨酸的酶,导致鸟氨酸积累,可作为鸟氨酸发酵的优良菌种,D正确。
故选D。
5.(24-25高二下·河南信阳·期末)基本培养基中包含能满足野生型菌株营养要求的最低成分。由于氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸,培养该突变株需要在基本培养基中额外加入对应的氨基酸。利用下列装置诱变育种,并初步筛选出苯丙氨酸营养缺陷型的菌株。下列说法正确的是( )
A.a环节中,使用紫外线的主要目的是使用物理方法进行消毒
B.①、②和④所用培养基,与③所用培养基成分有所不同
C.b使用了平板划线法,每次划线后接种环都应灼烧灭菌
D.经过c过程的处理和培养后,③培养皿的菌落就是目标菌株
【答案】B
【详解】A 、a环节中使用紫外线的主要目的是诱发基因突变,属于物理诱变方法,而非消毒,消毒是杀死物体表面或内部的部分微生物,不能引起基因突变,A错误;
B 、①②④用完全培养基(含苯丙氨酸等),③用基本培养基(不含苯丙氨酸),成分不同(筛选苯丙氨酸缺陷型),B正确;
C 、b 是涂布分离(不是平板划线,平板划线需多次划线且灼烧),C错误;
D 、经过c过程的处理和培养后,③培养皿中有菌落生长,④培养皿中对应位置无菌落生长,④培养皿中对应③培养皿中无菌落位置的菌株才是目标菌株,D错误。
故选B。
6.(24-25高二下·河南焦作·期末)球孢白僵菌的分生孢子在侵染昆虫后,能够萌发并溶解昆虫表皮,且能产生白僵菌素等有毒代谢产物使虫体中毒死亡,故可将其分生孢子制成微生物杀虫剂。选育产孢量高、毒力强且遗传稳定的球孢白僵菌菌株的流程如下:①制备原始菌株孢子悬液→②紫外灯照射→③平板培养→④筛选高孢子产量菌株→⑤毒力测定。下列叙述正确的是( )
A.若要获得纯培养物,则最好利用蒸馏水制备孢子悬液
B.紫外线照射的目的是直接提高菌株的产孢基因表达量
C.进行平板培养时以有毒代谢产物的产量作为筛选指标
D.毒力测定后还需通过进一步培养以检测菌株的遗传稳定性
【答案】D
【详解】1、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。
3、微生物的接种方法:
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足够稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后,可形成单菌落。
【分析】A、制备孢子悬液时,若使用蒸馏水可能导致孢子吸水涨破,影响后续培养,应使用适宜浓度的无菌水或缓冲液,而不是蒸馏水,A错误;
B、紫外线属于物理诱变因素,其作用是通过诱导DNA突变产生新性状,而非直接提高基因表达量,B错误;
C、流程中步骤④明确筛选高孢子产量菌株,此时筛选指标为产孢量,毒力测定在步骤⑤进行,而不是有毒代谢产物的产量,C错误;
D、毒力测定后需通过多代培养观察菌株性状是否稳定,以确认突变性状可遗传,D正确。
故选D。
7.(24-25高二下·河南濮阳·期末)研究人员发现某地区长期使用的一种除草剂Q会对土壤造成污染,现计划筛选能高效降解该除草剂的微生物用于土壤修复。已知除草剂Q是含氮有机化合物,难溶于水,含此除草剂的培养基不透明。下列相关操作及分析,错误的是( )
A.从长期使用该除草剂的土壤中取样,是因为该环境中降解菌的数量可能较多
B.操作Ⅰ若采用稀释涂布平板法,涂布器需酒精浸泡→火焰灼烧→冷却后使用
C.操作Ⅱ完成后经过一段时间培养,1~5区域所含有的微生物菌体数量有差异
D.操作Ⅲ的培养基中添加的唯一氮源是除草剂Q,应选择无透明圈的菌落继续培养
【答案】D
【分析】微生物常用的接种方法:1、平板划线法:这是最常用的接种方法之一。通过在固体培养基表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线,使微生物在琼脂平板表面分散开来,形成单个菌落,从而达到分离纯种的目的;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,可以对微生物进行数量统计。
【详解】A、长期使用该除草剂的土壤中,由于除草剂的选择作用,降解菌的数量可能较多,所以可以从长期使用该除草剂的土壤中取样,A正确;
B、若采用稀释涂布平板法,涂布器需先用酒精浸泡,然后火焰灼烧进行灭菌,待冷却后使用,以避免高温杀死菌种,B正确;
C、操作Ⅱ(平板划线操作)完成后经过一段时间培养,1~5区域划线时的菌种数量逐渐减少,所以所含有的微生物菌体数量有差异,C正确;
D、能降解除草剂Q的微生物会将其分解,在含除草剂Q的不透明培养基上形成透明圈,应选择有透明圈的菌落继续培养,因为有透明圈说明该菌落的微生物能降解除草剂Q,而不是无透明圈的菌落,D错误;
故选D。
8.(24-25高二下·河南鹤壁·期末)侧孢短芽孢杆菌能降解制革厂废水中的单宁、苯酚和甲苯等含碳有机物,常见于富含有机质的土壤中。为获得能高效分解单宁、苯酚和甲苯的侧孢短芽孢杆菌,某小组同学进行了相关实验,过程如图所示,①②③培养基中分别加入了单宁、苯酚、甲苯,下列有关叙述正确的是( )
A.培养基①②③中应添加抗生素以抑制其他细菌生长,方便筛选目标菌
B.图中④的接种方法是平板划线法或稀释涂布平板法,后者可对细菌计数
C.④中同时添加单宁、苯酚和甲苯作为碳源,属于选择培养基,可筛选目标菌
D.应从④中选择菌落直径大的单菌落接种到固体培养基⑤上进行扩大培养
【答案】C
【详解】A、培养基①②③中添加抗生素会抑制杂菌和目标菌的生长,无法筛选目标菌,A错误;
B、据图可知,培养基④的接种方法是稀释涂布平板法,该方法可对微生物进行计数,B错误;
C、④中同时添加单宁、苯酚和甲苯作为碳源,属于选择培养基,可用于筛选分解单宁、苯酚、甲苯能力强的目标菌,C正确;
D、一般用液体培养基对筛选获得的目标菌进行扩大培养,以便获得更多的目标菌,D错误。
故选C。
9.(24-25高二下·河南驻马店·期末)为宣传正确佩戴口罩可降低呼吸道传染疾病的风险,某生物兴趣小组进行了相关实验。实验中将牛肉膏蛋白胨培养基置于距正确佩戴口罩的实验者口部50cm处,然后对着培养基讲话1min或咳嗽2次,再进行微生物培养和观察。下列相关叙述错误的是( )
A.培养基中的牛肉膏为微生物的生长主要提供碳源、氮源、磷酸盐和维生素
B.实验中需将未接种的培养基与处理后的培养基一起放入37℃恒温箱中培养1~2d
C.为了防止蛋白质变性,不能使用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D.培养结束后可根据菌落的数目、形状、大小、颜色等特征确定微生物的数量和种类
【答案】C
【分析】菌落是指由一个微生物细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度,形成肉眼可见的子细胞群体。菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等,每一种细菌在一定条件下形成固定的菌落特征。
【详解】A、牛肉膏蛋白陈培养基中,牛肉膏主要提供碳源、氮源、磷酸盐和维生素,A正确;
B、未接种的培养基作为空白对照,用于验证培养基灭菌是否彻底,故实验中需将未接种的培养基与处理后的培养基一起放入37℃恒温箱中培养1~2d,B正确;
C、高压蒸汽灭菌是培养基灭菌的标准方法,虽然高温会使蛋白质变性,但灭菌后分解产物仍可被微生物利用,C错误;
D、不同种类的微生物形成的菌落具有不同的形状、大小、颜色等特征,培养结束后可根据菌落的这些特征初步确定微生物的种类;可根据菌落的数目确定微生物的数量,D正确。
故选C。
10.(24-25高二下·河南开封·期末)为观察某种能促进植物生长且抗盐碱的植物根际细菌生长情况,某研究小组取相应土壤并对其进行如图所示的处理过程。下列叙述错误的是( )
A.图中处理方法称为稀释涂布平板法
B.培养基调至酸性有利于该细菌生长
C.用这种方法可得到该菌的纯培养物
D.每克土壤中菌株数约为1.5×108个
【答案】B
【分析】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。 计数时,首先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(否则一个菌落就不只是代表 一个细胞),再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中,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】A、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,图中处理方法称为稀释涂布平板法,A正确;
B、细菌适宜的pH中性偏碱,B错误;
C、用这种方法可分离纯化得到单菌落,即得到该菌的纯培养物,C正确;
D、0.1mL含有(152+143+155)÷3=150,4号试管的1mL中含有1500个细菌,三角瓶的1mL中应含有1500×104,三角瓶一共有100mL(10g土样约为10mL),因此10g土样中一共有1500×104×100=1.5×109个,每克土壤中菌株数约为1.5×109÷10=1.5×108个,D正确。
故选B。
11.(24-25高二下·河南洛阳·期末)养殖场粪便是农家肥的重要来源,其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH₃,影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH₃产生的微生物,兴趣小组进行如图所示的实验。下列分析错误的是( )
A.过程①将样本加无菌水等比例稀释后用平板划线法获取单个菌落
B.过程②要筛选能在 A 培养基生长却不能在 B 培养基生长的单个菌落
C.过程③可通过添加脲酶并检测其活性来鉴别并筛选出甲、乙菌株
D.在养殖场粪便中添加菌株乙比菌株甲更有利于减少 NH₃的产生
【答案】A
【分析】由图可知,所筛选出的菌株之所以不能利用尿素,可能是由于不产生脲酶或分泌脲酶抑制剂。图中②筛选的是不能在尿素唯一氮源培养基上生长,而能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌株用于后续实验。
【详解】A、平板划线法无需稀释,A错误;
B、由图可知,②筛选不能在尿素唯一氮源培养基上生长,而能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌株用于后续的实验,B正确;
C、所筛选出的菌株之所以不能利用尿素,可能是由于不产生脲酶或分泌脲酶抑制剂,所以③可通过添加脲酶并检测活性,筛选得到甲、乙菌株,C正确;
D、由图可知,甲不产生脲酶而乙可以产生脲酶,且乙同时分泌脲酶抑制剂,粪便中可能还含有其他能产生脲酶的菌株使甲能够产生NH3,所以粪便中添加菌株乙比甲更有利于NH3的减少,D正确。
故选A。
12.(24-25高二下·河南洛阳·期末)无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开,主要包括消毒和灭菌。下列说法正确的是( )
A.日常生活中常用煮沸消毒法对牛奶进行消毒灭菌
B.将发酵好的果醋用巴氏消毒法消毒后可直接饮用
C.用灼烧灭菌法对耐高温的和需要保持干燥的物品灭菌
D.实验室常用干热灭菌法对培养基、培养皿等进行灭菌
【答案】B
【分析】1、消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子),灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
2、无菌技术的主要内容: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将用干微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。③为避免周围环境中微生物的污染,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、日常生活中常用煮沸消毒法对牛奶进行消毒,不是灭菌,A错误;
B、将发酵好的果醋用巴氏消毒法消毒后可直接饮用,B正确;
C、用干热灭菌法对耐高温的和需要保持干燥的物品灭菌,C错误;
D、实验室常用湿热灭菌法对培养基进行灭菌,D错误。
故选B。
二、非选择题
13.(24-25高二下·河南商丘·期末)取农田表层土壤样品10g,放入无菌研钵中,并注入5mL无菌水制成稀泥浆,再将稀泥浆接种到无氮培养基上进行培养。该方法可将自生固氮菌与其他细菌分离开来。阿须贝氏无氮培养基配方如下所示。回答下列问题:
甘露醇10g(可用蔗糖代替);磷酸氢二钾0.2g,硫酸镁0.2g;氯化钠0.1g;硫酸钙0.1g,碳酸钙5g;琼脂15~18g;水1000mL;pH=7.0.
(1)阿须贝氏培养基各成分中作为碳源的是_______;利用该培养基能分离出自生固氮菌的原理是________
(2)制备好的无氮培养基需用______法进行灭菌,灭菌后,需将盛有无氮培养基的培养皿放在37℃的恒温箱中两天。随后,选取培养基上没有生长任何微生物的培养皿供实验用,这一操作的目的是_____。
(3)如图所示,接种可采用涂布平板法和倾注平板法。两种接种方法都需要先将样液进行充分稀释,目的是______。涂布平板时需将涂布器放在酒精灯的火焰上灭菌,略微打开培养皿盖,将冷却的涂布器伸进培养皿对加入的稀泥浆进行涂布,涂布时可转动培养皿,目的是________。倾注平板法接种时先向培养皿中加入稀泥浆,再倾注培养基。这两种接种方法培养得到的菌落在培养基空间分布的情况是_________。
(4)在使用培养皿前,需在________上写明实验内容、接种人的姓名和接种日期等;使用后的培养基丢弃前需要进行灭菌处理,目的是________。
【答案】(1)甘露醇 该培养基中无氮源,自生固氮菌能利用空气中的氮气来生长繁殖,没有固氮能力的微生物生长会受到抑制
(2)湿热灭菌 保证无氮培养基未被杂菌污染
(3)降低样液中菌种的浓度,以便接种后能获得单个菌落 使涂布均匀 涂布平板法得到的菌落仅分布在培养基表面;倾注平板法得到的菌落分布在培养基表面和内部
(4)(培养皿)皿底 防止培养基中的微生物污染环境
【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)培养基中作为碳源的是甘露醇;利用该培养基能分离出自生固氮菌的原理是无氮培养基中,自生固氮菌能利用空气中氮气作为氮源来生长繁殖,其他没有固氮能力的微生物因缺氮源生长会受到抑制。
(2)培养基灭菌用湿热灭菌法(或高压蒸汽灭菌法)进行灭菌,将未长微生物的培养皿用于实验,目的是保证无氮培养基未被杂菌污染(或检测培养基灭菌是否彻底)。
(3)样液充分稀释是为了降低样液中菌种的浓度,以便接种后能获得单个菌落(避免菌体重叠,便于计数和分离);涂布时转动培养皿是为使菌液均匀涂布在培养基表面;由题图分析可知,涂布平板法得到的菌落仅分布在培养基表面;倾注平板法得到的菌落分布在培养基表面和内部。
(4)在使用培养皿前,需在培养皿底部写信息;使用后灭菌是为防止培养基中的微生物污染环境。
14.(24-25高二下·河南郑州·期末)微生物驯化是指在微生物培养过程中,逐步加入某种物质,让其逐渐适应,从而得到对此物质高耐受或能降解该物质的微生物。科研人员现采用微生物驯化结合传统接种的方法筛选能高效降解有机磷农药——敌敌畏的微生物,并设计了如下实验流程。请据此回答以下问题。
(1)驯化培养基A中含有_____、水、无机盐等,培养基中加入的无机盐的作用为_____(答出2点即可)。培养基B中加入而驯化培养基 A 中没有加入的物质是_____。
(2)驯化时逐步加入的物质X是_____。从培养基C到培养基D的操作方法为_____。
(3)将培养基B中分离得到的单菌落分别接种于以敌敌畏为唯一碳源的多个相同培养基C,培养24小时后,通过测定培养基中_____,可筛选分解敌敌畏能力较强的微生物。为统计培养基C中的微生物数量,在如图所示的稀释度下涂布了3个平板培养基D,统计菌落数分别为250、247、253,最终测得培养基 C 中菌落数为个5×10⁷个/mL,则涂布的菌液 Y 为_____mL。该统计数据往往比活菌的实际数目_____(填“多”或“少”),理由是_____。
【答案】(1)碳源、氮源 维持培养基的渗透压、维持培养基的酸碱平衡、提供微生物生长所需的元素 琼脂 (凝固剂)
(2)敌敌畏 稀释涂布平板法
(3)敌敌畏的剩余量 0.05/1/20 少 有时两个或多个细菌只形成一个菌落
【分析】培养基从功能上可划分为选择培养基和鉴别培养基,从物理性质上可划分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基,从成分上可划分为天然培养基和合成培养基。
【详解】(1)本实验目的是采用微生物驯化结合传统接种的方法筛选能高效降解有机磷农药——敌敌畏的微生物,故驯化时,驯化培养基A中含有碳源、氮源、水、无机盐等,培养基中加入的无机盐的作用为维持培养基的渗透压、维持培养基的酸碱平衡、提供微生物生长所需的元素。由图可知,该驯化培养基A中并未加入凝固剂如琼脂等,故依照物理性质划分,驯化培养基属于液体培养基,蛋白胨来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质,可以为微生物生长提供碳源、氮源和维生素。
(2)该实验的目的是从土壤中筛选能高效降解有机磷农药-敌敌畏的微生物,故驯化时逐步加入的物质X是敌敌畏,这样操作的目的是筛选出高效分解敌敌畏的微生物;结合题图可知,将驯化后的微生物接种于培养基B的方法为稀释涂布平板法。
(3)单菌落分别接种于以敌敌畏为唯一碳源的培养基C,单位时间内剩余的敌敌畏越少,说明筛选出的微生物分解敌敌畏的能力越强,故通过测定培养瓶中敌敌畏的剩余量,可筛选出分解敌敌畏能力较强的微生物。微生物计数时应选择菌落数目在30-300之间的进行计数,统计菌落数分别为250、247、253,则菌落的平均数(250+247+253)/3=250个,图中稀释倍数是104,由公式可知250/Y×104=5×107个/mL可知,涂布菌液Y=0.05mL。用该方法计数时,由于可能存在两个或多个细菌只形成一个菌落,所以计数的微生物数目比实际活菌数少。
15.(24-25高二下·河南南阳·期末)石油进入土壤后,会破坏土壤结构,分散土粒,使土壤的透水性降低,而且石油中的有毒物质能通过农作物进入食物链,最终危害人类。为解决石油污染问题,某科研小组从被石油污染较严重的土壤中分离出了能高效分解石油的细菌,操作过程如图1所示。
(1)图1中过程③的操作主要目的是_______:过程③中进行振荡培养的目的是_______。
(2)图1中过程④用涂布平板法接种后,若出现图2所示结果,其原因可能是________。用稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目:将1mL样品稀释100倍,在4个平板上分别接种0.1mL稀释液,培差一段时间后,4个平板上的菌落数分别为80、82、78和88,据此可得出每毫升样品中的活菌数为____________个。
(3)过程④培养一段时间后,培养基上出现了多种菌落特征,说明能够分解石油的微生物不止一种。为了判断培养基上生长的多个菌落是否为同一种类,可以观察菌落的____________(写出两点特征)等。过程⑤是将不同菌株分别接种到含有等量石油的培养基中进行培养并取样测定石油含量,这一操作的主要目的是_______。
【答案】(1)增加分解石油的细菌的浓度 增加培养液中的溶氧量;菌体与营养物质充分接触
(2)涂布不均匀 8.2×104
(3)颜色、形状、大小 比较不同菌株分解石油的能力,从而筛选出分解石油能力较强的菌株
【分析】常用的接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法,前者还可以用于计数。
【详解】(1)过程③用液体培养基加石油进行振荡培养,石油可以筛选出石油降解菌,液体培养基可以增加该菌的数量,故该操作的主要目的是增加分解石油的细菌的浓度。过程③在振荡的过程中,有利于细菌与营养物质的充分接触,也可以增加培养液中的溶氧量,有利于细菌数量的增加。
(2)根据图2中菌落的分布情况可知,出现图2所示结果的原因可能是用涂布平板法接种时涂布不均匀。将1mL样品稀释100倍,在4个平板上分别接种0.1mL稀释液,培养一段时间后,4个平板上的菌落数分别为80、82、78和88,则每毫升样品中的活菌数为(80+82+78+88)÷4÷0.1×100=8.2×104(个)。
(3)一定培养条件下同种微生物表现出稳定的菌落特征,这些特征包括颜色、形状、大小等方面。将不同菌株分别接种到含有等量石油的培养基中,培养一段时间后,根据不同培养基中石油的剩余量来比较不同菌株分解石油的能力,从而筛选出分解石油能力较强的菌株。
16.(24-25高二下·河南信阳·期末)具有溶菌特性的细菌是指能够直接裂解其他细菌的细菌,或者能产生溶菌酶的细菌。这类细菌在医药领域具有重要的应用潜力。废水处理厂的活性污泥是一个微生物密度极高、种类极其丰富的生态系统。科学家计划从废水处理厂的污泥中提取能够对大肠杆菌有溶菌特性的细菌。请回答下列问题:
(1)使用固体培养基培养细菌时,培养基中除加入水、Nacl、牛肉膏和蛋白陈等营养物质外,还需加入_______。
(2)使用_________准确量取并涂布0.1mL的大肠杆菌液体至透明培养基表面。一段时间后,培养基平板表面变得浑浊。
(3)称取10g污泥加入盛有90mL________的锥形瓶中,充分摇匀,然后取1mL上清液经处理后,涂布在上述浑浊平板上。一段时间后,能溶解大肠杆菌的细菌形成的菌落周围会出现透明圈,该菌落即为有溶菌特性的细菌(目标菌)。
(4)以含有目标菌的培养液、浑浊平板、微孔滤膜(细菌不能通过,大分子物质可通过)等为主里的目要材料,探究目标菌是直接裂解,还是产生某种物质裂解大肠杆菌。实验思路:__________,观察培养基表面浑浊度的变化。
【答案】(1)琼脂
(2)移液器
(3)无菌水
(4)将含有目标菌的培养液用微孔滤膜过滤,得到不含目标菌的滤液
【分析】微生物的营养成分主要有碳源、氮源、水和无机盐等。微生物的培养基按其特殊用途可分为选择性培养基和鉴别培养基,培养基按其物理状态可分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基三类。
【详解】(1)固体培养基中需要加入凝固剂,琼脂是一种常用的凝固剂,它可以使液体培养基凝固成固体状态,便于细菌的分离和培养。
(2)移液器是一种用于准确量取和转移一定体积液体的仪器,在微生物实验中,常使用移液器准确量取并涂布一定体积的菌液。
(3)在进行微生物的稀释和培养实验时,为了防止杂菌污染,需要使用无菌水来稀释污泥。所以称取10g污泥应加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中。
(4)要探究目标菌是直接裂解还是产生某种物质裂解大肠杆菌,关键在于分离目标菌和其可能产生的物质。微孔滤膜可以让大分子物质通过,而细菌不能通过。将含有目标菌的培养液用微孔滤膜过滤,得到不含目标菌的滤液,该滤液中可能含有目标菌产生的能裂解大肠杆菌的物质。将滤液涂布在浑浊平板上,如果培养基表面浑浊度降低,说明滤液中有能裂解大肠杆菌的物质,即目标菌是产生某种物质裂解大肠杆菌;如果培养基表面浑浊度无明显变化,说明目标菌是直接裂解大肠杆菌。所以实验思路为将含有目标菌的培养液用微孔滤膜过滤,得到不含目标菌的滤液,将滤液涂布在浑浊平板上。
地 城
考点03
发酵工程及其应用
一、单选题
1.(24-25高二下·河南驻马店·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,如果酒、果醋、酱油、腐乳、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。下列关于发酵的叙述,正确的是( )
A.啤酒的工业化生产过程中,使用的都是天然菌种
B.果醋、酱油、腐乳的发酵利用的主要菌种都是真核生物
C.发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法进行分离和干燥即可得到产品
D.发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径
【答案】D
【详解】A、传统发酵技术所利用的菌株是原料上的自带菌株,多是混合菌种发酵;而发酵工程是利用人工培育的菌株进行发酵,菌株多为人工分离、选择和培育所得,一般为单一菌种,因此啤酒的工业化生产过程中,使用的是单一菌种,A错误;
B、果醋发酵菌种为醋酸菌(原核生物),酱油和腐乳分别利用霉菌(真核)和毛霉(真核),B错误;
C、发酵产物分离需根据产物性质选择不同方法(如蒸馏、离心等),并非仅过滤和沉淀即可完成,C错误;
D、发酵条件(如氧气、温度、pH)变化会影响微生物的酶活性,从而改变其代谢途径及生长繁殖,D正确。
故选D。
2.(24-25高二下·河南许昌·期末)油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃,制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。下列有关叙述正确的是( )
A.卤汁中营养物质有限,乳酸菌和芽孢杆菌主要因争夺生存空间而存在竞争关系
B.乳酸菌发酵过程中会产生大量CO2气体,这是卤汁中产生气泡的主要原因
C.卤汁中不同微生物的代谢活动产生了多种不同的代谢产物,这是赋予臭豆腐特殊风味的关键
D.提高卤汁的盐浓度,有利于所有微生物的发酵活动,从而加速制作过程
【答案】C
【详解】A、乳酸菌和芽孢杆菌的代谢类型不同,但所需某些营养物质是相同的,竞争关系除了体现在争夺生存空间外,也体现在对有限营养物质的争夺,A错误;
B、乳酸菌进行无氧呼吸(乳酸发酵),产物为乳酸,不产生CO2;卤汁中的气泡可能由其他微生物(如芽孢杆菌)的代谢活动产生,B错误;
C、不同微生物代谢产生的多种产物(如乳酸、氨基酸、多肽等)共同作用,形成臭豆腐的特殊风味,C正确;
D、高盐浓度会抑制多数微生物的生长(如杂菌),仅耐盐微生物(如乳酸菌)可存活,因此提高盐浓度会抑制部分微生物,而非促进所有微生物的发酵,D错误。
故选C。
3.(24-25高二下·河南许昌·期末)固态发酵法是我国酿造白酒的传统方法之一,是一种利用多种天然微生物接种、固态糖化发酵同时进行、固态甑桶蒸馏的酿酒法。以高粱、小麦、大米、玉米等为原料,在蒸煮、糖化、发酵、蒸馏等主要酿造过程中采用固态基质形态生产白酒。下列有关叙述正确的是( )
A.参与发酵过程的多种微生物之间可能存在着竞争关系
B.固态发酵法的糖化过程中主要利用了微生物产生的蛋白酶
C.生产白酒的发酵过程一般要采取密封措施以防止杂菌的污染
D.参与发酵的菌种越单一,最终生产出来的白酒品质就会越高
【答案】A
【详解】A、固态发酵法利用多种天然微生物,它们在相同环境中会争夺营养和空间,存在竞争关系,A正确;
B、糖化过程是将淀粉分解为葡萄糖,需淀粉酶而非蛋白酶,蛋白酶用于分解蛋白质,B错误;
C、密封的主要目的是为酵母菌无氧发酵创造条件,酒精本身可抑制杂菌,而非单纯防止污染,C错误;
D、多种微生物共同作用可产生丰富风味物质,单一菌种可能降低白酒品质,D错误。
故选A。
4.(24-25高二下·河南开封·期末)西瓜酱是开封的传统美食之一,以西瓜和大豆为原料自然发酵而成。制作西瓜酱的流程如下:泡豆→煮豆→冷却→捂豆(大豆裹上面粉不粘连)→制曲→醅料混合(加盐、香辛料、西瓜瓤)→装坛→发酵(在烈日下曝晒、定期翻酱)。下列叙述错误的是( )
A.制曲时利用的是天然混合菌种
B.煮后冷却可防止高温杀死菌种
C.翻酱能抑制需氧型微生物的生长
D.环境条件会影响西瓜酱的风味
【答案】C
【详解】A、制曲阶段未进行灭菌处理,利用的是自然环境中的多种微生物(如霉菌、酵母菌等)进行发酵,属于天然混合菌种,A正确;
B、煮豆后高温会杀死微生物,冷却至适宜温度可避免后续捂豆时高温抑制菌种生长(如面粉中的霉菌孢子萌发),B正确;
C、翻酱会搅拌醅料,增加氧气含量,促进需氧型微生物(如霉菌)的代谢活动,而非抑制其生长,C错误;
D、西瓜酱的风味由微生物种类及其代谢产物决定,而微生物活动受温度、盐浓度、氧气等环境条件影响,D正确。
故选C。
5.(24-25高二下·河南三门峡·期末)谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0,通过以下代谢途径发酵生产L—谷氨酰胺。下列叙述正确的是( )
A.通过发酵工程从微生物细胞中提取的单细胞蛋白,可制成微生物饲料
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.通过光学显微镜观察,可以判断发酵过程中是否发生球状细菌污染
D.发酵结束后,采用过滤、沉淀的方法将菌体分离和干燥即可获得产品
【答案】B
【详解】A、单细胞蛋白即微生物菌体,不需要从微生物细胞中提取,A错误;
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、虽然谷氨酸棒状杆菌呈杆状、而球状细菌为球状,但通过光学显微镜观察,不能判断发酵过程中是否发生球状细菌污染,可通过电镜观察或利用稀释涂布平板法,通过观察菌落特征,判断是否发生球状细菌污染,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错误。
故选B。
6.(24-25高二下·河南洛阳·期末)井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素,它由吸水链霉菌井冈变种(JGs,一种放线菌,菌体呈丝状生长)发酵而来,在水稻枯纹病防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述,正确的是( )
A.通过定向改造JGs中编码井冈霉素的基因,可获得井冈霉素产量高的菌株
B.JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程不影响井冈霉素的产量
C.井冈霉素是JGs生长必需的物质,其产量与培养基中营养物质的浓度呈正相关
D.井冈霉素作为微生物农药来防治水稻病害,有利于农业的可持续发展
【答案】D
【分析】1、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
2、 产品不同,分离提纯的方法般不同。(1)如果产品是菌体,可采用过滤,沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来;(2) 如果产品是代谢产物,可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
3、 发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。
4、 发酵过程一般来说都是在常温常压下进行,条件温和、反应安全,原料简单、污染小,反应专一性强, 因而可以得到较为专的产物。
【详解】A、基因表达的产物是蛋白质,井冈霉素属于一中抗生素,化学本质不是蛋白质,故不能定向改造JGs中编码井冈霉素的基因,A错误;
B、JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程会影响JGs的数量,进而影响井冈霉素的产量,B错误;
C、井冈霉素不是JGs生长必需的物质,属于次生代谢产物,C错误;
D、井冈霉素作为微生物农药来防治水稻病害,属于生物防治,不污染环境,有利于农业的可持续发展,D正确。
故选D。
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