2027届高三生物人教版一轮复习导学案第37讲　发酵工程

该高中生物学高考复习学案系统覆盖发酵工程核心考点，包括传统发酵技术（腐乳、泡菜、果酒果醋制作）、发酵工程及应用、微生物基本培养技术、选择培养与计数，按“传统技术-现代工程-基础操作-应用拓展”逻辑架构知识网络，通过“夯实基础”填空、“思维延伸”问题链、“归纳比较”表格引导学生自主梳理，体现考点系统性与层次性。 亮点在于“诊断-梳理-应用”三阶自主学习设计，如“判断对错”即时诊断易错点，“高考联接”真题演练（2024江苏卷泡菜题等）强化应用，培养科学思维与探究实践素养。每个考点配思维导图任务和错题归因表，助力个性化提升，教师可借学情数据精准指导，支持因材施教。

第十单元　生物技术与工程 第37讲　发酵工程 【思维导图】 考点一　传统发酵技术 【夯实基础】 1.发酵的概念 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。  2.传统发酵技术 3.制作腐乳 (1)原理:蛋白质　小分子的肽和氨基酸　。  脂肪　甘油和脂肪酸　。  (2)腐乳制作过程中参与的微生物:多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是　毛霉　,它是一种丝状　真菌　,代谢类型是　异养需氧型　。  4.制作泡菜 (1)菌种来源:植物体表面天然的　乳酸菌　。  (2)制作原理:在　无氧　条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成　乳酸　。  反应式:C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量。 (3)制作流程 【关键操作】 (4)泡菜腌制过程中,乳酸菌数量、乳酸和亚硝酸盐含量的变化 发酵 时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 发酵 初期 少(有O2,乳酸菌活动受抑制) 少 增加(硝酸盐还原菌的作用) 发酵 中期 ①　最多(乳酸抑制其他菌的活动)　  增多,pH下降 下降(硝酸盐还原菌受抑制,部分亚硝酸盐被分解) 发酵 后期 减少(乳酸继续积累,pH继续下降,抑制其活动) ②　继续增多,pH继续下降　  下降至相对稳定(硝酸盐还原菌完全被抑制) 变化 曲线 【思维延伸】 (1)制作的泡菜“咸而不酸”的原因:　可能是食盐浓度过高、发酵温度过低抑制乳酸菌的活性,导致泡菜未能正常发酵　。  (2)乳酸菌是厌氧菌,发酵时需控制严格的无氧环境。尝试说出泡菜制作过程中制造无氧环境的措施:　①选择气密性好的泡菜坛。②盐水煮沸后冷却待用。③装坛时压实,盐水没过全部菜料。④盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满水;发酵期间不宜开盖,并在发酵过程中经常向水槽中补充水　。  (3)(选择性必修3 P6“探究·实践”延伸思考)膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,但人过量摄入会中毒甚至死亡。日常生活中不能吃存放时间过长、变质的蔬菜的原因是什么?　存放时间过长、变质的蔬菜中含有大量的亚硝酸盐,亚硝酸盐在特定的条件下会转变成亚硝胺,亚硝胺有致癌作用　。  【判断对错】 (1)泡菜制作过程中,泡菜坛内的白色菌膜是乳酸菌大量繁殖形成的。 (×) 　　【提示】 泡菜坛内的液体表面的白膜是由产膜酵母繁殖形成的。 (2)在配制泡菜水时,应将清水煮沸冷却后再配制质量分数为5%~20%的盐水。 (×) 　　【提示】 在配制泡菜水时,应先配制质量分数为5%~20%的盐水,然后再煮沸冷却。 5.制作果酒和果醋 (1)制作原理 ①果酒制作:酵母菌进行酒精发酵。 ②果醋制作:醋酸菌将糖或乙醇氧化为乙酸。 (2)反应式比较 果酒制作 有氧 条件 C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量 无氧 条件 C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量 果醋制作 氧气、 糖源 充足 C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O+能量 缺少 糖源 C2H5OH+O2　CH3COOH+H2O+能量　  (3)制作流程 【思维延伸】 (1)(选择性必修3 P7“探究·实践”延伸思考)在用传统方法制作果酒的过程中,为何不需要添加酵母菌?为何用传统方法制作的果酒的风味不如酒厂出品的果酒?　许多新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。果酒中除了酵母菌,还有乳酸菌、醋酸菌等微生物,传统方法不能将酵母菌有效分离,而乳酸菌可能分解果酒中的糖等,从而使果酒变质,导致果酒的口感和品质下降　。  (2)果酒发酵时先通气后密封的目的是　先通气使酵母菌大量繁殖,后密封使酵母菌进行酒精发酵　。  【判断对错】 (1)葡萄酒制作过程中,随着发酵的进行,发酵液中糖含量增加。 (×) 　　【提示】 随着发酵的进行,发酵液中糖含量减少。 (2)乙酸发酵过程中只要持续通入氧气,就能保证醋酸菌大量繁殖并产生大量乙酸。 (×) 　　【提示】 还需提高温度等。 【高考联接】 一、泡菜的制作 (2024·江苏卷,T14)关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验,下列叙述正确的是()。 A.制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中 B.制作酸奶的牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌 C.发酵装置需加满菜料或牛奶并封装,以抑制乳酸菌的无氧呼吸 D.控制好发酵时间,以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质 　　【答案】 D 　　【解析】 制作泡菜是利用乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸,所以为制造无氧环境,制作泡菜的菜料要完全淹没在煮沸后冷却的盐水中,A错误。制作酸奶时,将牛奶倒入灭菌后的奶瓶中,倒入的奶液量不要超过奶瓶容积的2/3,再将牛奶加热至72~76 ℃处理15 s或80~85 ℃处理15 s;采用市售未开封的鲜奶可直接使用,不需要灭菌,B错误。发酵时将菜料装至八成满,然后加煮沸后冷却的盐水,以利于乳酸菌的无氧呼吸,C错误。 二、果酒和果醋的制作 1.(2025·江苏卷,T6)某同学利用红叶李果实制作果醋,下图表示其操作的简易流程。下列相关叙述正确的是()。 A.果酒、果醋发酵所需菌种的细胞结构相同 B.在过程①中添加适量果胶酶,有利于提高出汁率 C.过程②中,为使菌种充分吸收营养物质,需每日多次开盖搅拌 D.过程③发酵时会产生大量气泡,需拧松瓶盖放气 　　【答案】 B 　　【解析】 果酒发酵利用的菌种是酵母菌,酵母菌是真核生物;果醋发酵利用的菌种是醋酸菌,醋酸菌是原核生物,两者的细胞结构不同,A错误。过程①为榨汁,果胶酶能分解细胞壁中的果胶,故在过程①中添加适量果胶酶有利于提高出汁率,B正确。过程②为果酒发酵,酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵,多次开盖搅拌会通入氧气,从而抑制酵母菌进行无氧呼吸并增加杂菌污染的风险,C错误。过程③为果醋发酵,醋酸菌利用酒精产生乙酸的过程中不产生气体,因此过程③不会产生大量气泡,不需要拧松瓶盖,D错误。 2.(2025·河南卷,T6)食醋和黄酒是我国传统的日常调味品,均通过发酵技术生产。下列叙述错误的是()。 A.醋酸的发酵是好氧发酵,而酒精的发酵是厌氧发酵 B.以谷物为原料酿造食醋和黄酒时,伴有pH下降和气体产生 C.食醋和黄酒发酵过程中,微生物繁殖越快发酵产物产率越高 D.使用天然混合菌种发酵往往会造成传统发酵食品的品质不一 　　【答案】 C 　　【解析】 参与醋酸发酵的微生物是醋酸菌,属于好氧细菌,故醋酸的发酵是好氧发酵,而参与酒精发酵的微生物是酵母菌,酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵,故酒精的发酵是厌氧发酵,A正确;以谷物为原料酿造食醋和黄酒时,产物中的乙酸、二氧化碳等会使pH下降,B正确;黄酒发酵过程中,酵母菌在有氧条件下繁殖较快但不产生酒精,在无氧条件下繁殖较慢但产生酒精,C错误;传统发酵利用的是自然菌种,没有进行严格的灭菌,以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,往往会造成传统发酵食品的品质不一,D正确。 3.(2025·浙江卷1月,T8)传统发酵技术为我们提供了多种食品、饮料及调味品。下列叙述错误的是()。 A.泡菜的风味仅由乳酸菌的种类决定 B.用果酒发酵制作果醋的主要菌种是醋酸菌 C.家庭酿制米酒的过程既有有氧呼吸又有无氧呼吸 D.传统发酵通常是利用多种微生物进行的混合发酵 　　【答案】 A 　　【解析】 泡菜的风味由原料、发酵菌的种类、发酵环境等因素共同决定,A错误;家庭酿制米酒利用的主要菌种是酵母菌,在酿制米酒的过程中,首先让酵母菌在有氧的环境中进行增殖,然后在无氧的环境中进行发酵,C正确。 考点二　发酵工程及其应用 【夯实基础】 1.发酵工程的概念 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。  2.发酵工程的基本环节 【提醒】①传统发酵技术得到的产品一般不进行分离、提纯,而发酵工程得到的产品需根据发酵产品类型进行分离、提纯。②发酵工程产生的气体和废弃物不能直接排放到外界环境中,以避免对环境造成污染。 【归纳比较】 发酵工程与传统发酵技术的比较 类型 发酵工程 传统发酵技术 区别 菌种 通过微生物纯培养技术筛选或其他技术生产的优良菌种,大多是单一菌种 原材料中天然存在的混合菌种 续表 类型 发酵工程 传统发酵技术 区别 发酵 方式 以液体发酵为主 以固体发酵或半固体发酵为主 对发酵 条件的 控制 严格无菌操作,防止杂菌污染。现代工程技术对发酵条件精确控制,使发酵条件处于最佳状态 不是无菌操作,容易受到杂菌污染;对发酵条件不能严格控制,易受外界环境影响 生产规 模和 产品 生产规模大,实现了工业化生产;原料来源丰富,成本低;产物多样,产量高 通常是家庭式或作坊式的,产量低,生产往往受季节和原料限制;产品风味及品种比较单一,质量不稳定 联系 ①都利用了微生物的作用 ②发酵工程是在传统发酵技术的基础上发展起来的 3.啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的 4.发酵工程的应用 在食品工业上的应用 ①生产传统的发酵产品;②生产各种各样的食品添加剂;③生产酶制剂 在医药工业上的应用 ①与基因工程、蛋白质工程结合生产药物(如生长激素释放抑制激素);②可能用微生物生产过去只能从植物体内分离提取的化合物;③生产疫苗 在农牧业上的应用 ①生产微生物肥料;②生产微生物农药;③生产微生物饲料(如获得单细胞蛋白) 在其他方面的应用 ①用纤维废料生产酒精、乙烯等能源物质;②利用极端微生物生产洗涤剂等 【判断对错】 (1)发酵结束后,只需通过离心分离就能获得高纯度的发酵产物。 (×) 　　【提示】 产物常混有菌体碎片、杂质等,需结合萃取、纯化等步骤获得高纯度的发酵产物。 (2)在连续培养过程中补充的同种培养液和空气必须先灭菌。 (√) (3)发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关。 (√) (4)(2025·甘肃卷,T15)通过诱变育种或基因工程育种能够改良葡萄酒发酵菌种的性状。 (√) 【高考联接】 发酵工程及应用 1.(2025·陕晋宁青卷,T3)我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸,流程如下图。下列叙述错误的是()。 A.淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源 B.扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种 C.培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同 D.通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累 　　【答案】 C 　　【解析】 淀粉水解形成的糖类可以作为黑曲霉生存所需的碳源,其氧化分解可以为黑曲霉提供能源,A正确;液体培养基的扩大培养可以为后续的发酵罐内发酵提供足量的黑曲霉菌种,B正确;空气一般采用过滤除菌的方式,培养基一般采用高压蒸汽灭菌的方式,发酵罐可以采用高温灭菌的方式,因此它们的灭菌方法不同,C错误;可利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸,说明通气、搅拌有利于溶解氧增加,有利于发酵产物柠檬酸的积累,D正确。 2.(经典高考真题改编)乳酸链球菌素(Nisin)是乳酸链球菌分泌的一种抗菌肽。研究者对Nisin发酵生产过程相关指标进行了检测,结果如图。下列叙述错误的是()。 A.适度提高乳酸链球菌接种量可缩短Nisin发酵生产周期 B.发酵的中后期适量补加蔗糖溶液可促进菌体生长 C.向发酵罐内适时适量添加碱溶液可提高Nisin产量 D.发酵结束后主要通过收获并破碎菌体以分离获得Nisin产品 　　【答案】 D 　　【解析】 适度提高乳酸链球菌的接种量,可以使菌体数量增加较快,进而使Nisin浓度更快提高,从而缩短发酵生产周期,A正确。蔗糖是乳酸链球菌的营养物质,随着发酵的进行,发酵液中蔗糖含量逐渐降低,因此发酵中后期补加一定量的蔗糖溶液有利于菌体生长,B正确。乳酸链球菌生长过程中产生的乳酸会使发酵罐内的pH下降,因此在发酵过程中向发酵罐内适时适量添加碱溶液,可以创造适于Nisin生产的pH条件,C正确。若发酵产品是微生物细胞本身,则可在发酵结束后采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥来获得产品;若产品是代谢物,则可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施从发酵液中获得产品。Nisin为乳酸链球菌的分泌产物,主要存在于发酵液中,D错误。 考点三　微生物的基本培养技术 【夯实基础】 一、培养基 1.概念: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。  2.用途:　培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物　。  3.种类、特点及其用途 4.成分 成分 含义 作用 来源 碳源 提供碳元素的物质 构建细胞结构的“碳骨架”,有些也是异养生物的能源物质 无机碳源:CO2、NaHCO3等; 有机碳源:糖类、牛肉膏等 　氮源　  提供氮元素的物质 合成蛋白质、核酸等物质 无机氮源:N2、NH3、铵盐、硝酸盐等; 有机氮源:蛋白胨等 无机盐 为微生物提供除碳、氮之外的各种重要元素,包括大量元素和微量元素 为微生物提供无机营养,调节培养基的pH等 无机化合物: KH2PO4、 K2HPO4、 NaCl等 　水　  生物体含量最高的无机化合物 良好的溶剂,参与化学反应等 培养基、代谢物 【提醒】(1)其他成分:还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及　O2　的需求。  微生物 对培养基的需求 乳酸杆菌 添加　维生素　  霉菌 一般将培养基调至　酸　性  细菌 一般将培养基调至　中性或弱碱　性  厌氧微生物 提供　无氧　的条件  (2)牛肉膏和蛋白胨中含有　糖　、维生素和　有机氮　等营养物质。  【判断对错】 (1)配制培养基时应根据微生物的种类来调节培养基的pH。 (√) (2)固体培养基中琼脂的作用是为微生物提供碳源,若无琼脂则无法培养微生物。 (×) 二、无菌技术 1.概念:在培养微生物的操作中,所有防止　杂菌污染　的方法。  2.关键:　防止杂菌污染　。  3.目的:　获得纯净的微生物培养物　。  4.两种无菌技术的比较 比较项目 消毒 灭菌 作用强度 较为温和的物理、化学或生物等方法 强烈的理化方法 作用程度 杀死①　物体表面或内部一部分微生物　  杀死④　物体内外所有的微生物　  能否杀灭 芽孢和孢子 一般不能 能 适用对象 操作空间、活体生物材料、操作者的衣着和手等 接种用具、培养器皿、培养基等 常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、②　化学药物消毒法　、③　紫外线消毒法　  湿热灭菌法、⑤　干热灭菌法　、⑥　灼烧灭菌法　  【归纳提升】 常用的消毒和灭菌方法比较 三、微生物的纯培养 1.概念辨析 2.酵母菌的纯培养 3.倒平板与平板划线法 (1)倒平板的操作步骤 (2)平板划线法的操作步骤 (3)平板划线操作的注意事项 ①平板划线操作中灼烧接种环的目的 项目 目的 第一次划线前灼烧 避免接种环上可能存在的微生物污染菌种 第二次及之后每次划线前灼烧 杀死上一次划线结束后接种环上残留的菌种,使下一次划线时接种环上的菌种直接来源于上一次划线的末端 划线结束后灼烧 及时杀死接种环上残留的菌种,避免菌种污染环境和感染操作者 ②灼烧接种环之后,要等其冷却再进行划线,避免温度过高杀死菌种。 ③除第一次划线外,每次划线都从上一次划线的末端开始,这样能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少,最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。最后一次的划线不能和第一次的划线相连。 ④划线时用力要适当,防止用力过大将培养基划破。 【思维延伸】 (1)(选择性必修3 P12~13“探究·实践”延伸思考)将培养基灭菌后,需要待其冷却至50 ℃左右才能倒平板的原因是　琼脂是一种多糖,在98 ℃以上熔化,在44 ℃以下凝固,倒平板时高于50 ℃则会烫手,低于50 ℃时若不及时操作,琼脂会凝固　。用什么方法来估计培养基的温度?　可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶,感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时,即可以进行倒平板操作　。  (2)平板冷凝后,要将平板倒置,目的是　防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染,避免培养基中的水分过快地挥发　。  【判断对错】 (1)培养微生物时,倒置培养皿可防止皿盖上的水珠滴落而污染培养基。 (√) (2)为了防止污染,将接种环灼烧灭菌后应趁热快速挑取菌落。 (×) 　　【提示】 将接种环灼烧灭菌后,需要待其冷却后才能挑取菌落,否则温度过高会将菌种杀死。 (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。 (√) 【高考联接】 一、培养基的配制与无菌技术 (2025·黑吉辽内蒙古卷,T4)科研人员通过稀释涂布平板法筛选出高耐受且降解金霉素(C22H23ClN2O8)能力强的菌株,旨在解决金霉素过量使用所导致的环境污染问题。下列叙述错误的是()。 A.以金霉素为唯一碳源可制备选择培养基 B.逐步提高培养基中金霉素的浓度有助于获得高耐受的菌株 C.配制选择培养基时,需确保pH满足实验要求 D.用接种环将菌液均匀地涂布在培养基表面 　　【答案】 D 　　【解析】 以金霉素为唯一碳源的选择培养基仅允许能利用金霉素的微生物生长,符合选择培养基的设计原理,A正确;逐步提高培养基中金霉素的浓度可模拟环境胁迫,筛选出耐受性更高的菌株,B正确;培养基的pH需根据目标微生物的生长需求调整,这是配制培养基的基本要求,C正确;稀释涂布平板法需用涂布器将菌液均匀涂布在培养基表面,用接种环无法保证菌液涂布均匀,D错误。 二、微生物的纯培养 (2025·江苏卷,T11)从种植草莓的土壤中分离致病菌,简易流程如下:制备土壤悬液、分离、纯化、鉴定。下列相关叙述正确的是()。 A.制备的培养基可用紫外线照射进行灭菌 B.将土样加入无菌水混匀,梯度稀释后取悬液加入平板并涂布 C.连续划线时,接上次划线的起始端开始划线 D.鉴定后的致病菌,可接种在斜面培养基上,并在室温下长期保存 　　【答案】 B 　　【解析】 制备的培养基需用高压蒸汽灭菌法灭菌,紫外线仅用于物体表面或空气消毒,无法严格灭菌,A错误;将土样加入无菌水制成悬液,经梯度稀释后取各稀释度的菌液分别涂布于培养基表面,B正确;连续划线时,每次应从上次划线的末端开始划线,以逐步稀释菌体浓度,若从起始端开始划线,则无法有效分离得到单菌落,C错误;斜面培养基保存菌种时需置于4 ℃环境中,且仅可以短期保存,D错误。 考点四　微生物的选择培养和计数 【夯实基础】 一、选择培养基 1.概念:在微生物学中,将允许特定种类微生物生长,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。  2.选择培养基配方的设计 (1)加入某些特定的物质(前提是培养基具备全部营养成分) (2)改变培养基的营养成分 (3)利用培养基“特定化学成分”分离 (4)通过某些“特殊环境”分离 【判断对错】 (1)富集培养时,通过调整培养基的成分以增加目标菌比例,该过程属于选择培养的范畴。 (√) (2)在寻找目的菌株时,要根据它对生存环境的要求,到相应环境中去寻找。 (√) 二、微生物的选择培养 1.方法:稀释涂布平板法,即将菌液进行一系列的梯度稀释后,将不同稀释度的菌液分别涂布到　琼脂固体培养基表面　进行培养。  2.操作步骤 (1)系列稀释操作:常用在将细胞接种到培养基之前,通过液体稀释的方法分散细胞,随着稀释倍数的增大,单位体积中的微生物细胞数量减少,细胞得以分散。 (2)涂布平板操作 (3)培养:待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板　倒置　,放入30~37 ℃的恒温培养箱中培养1~2 d。在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落。  【判断对错】 (2025·安徽卷,T20)从含有多种微生物的研磨液中分离出单一菌落并接种到选择培养基中,常用的接种方法是稀释涂布平板法。 (√) 三、微生物的数量测定 1.显微镜直接计数法 2.间接计数法——活菌计数法(稀释涂布平板法) (1)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。 (2)计数标准:为了保证结果准确,一般选择菌落数为　30~300　、适于计数的平板进行计数,并且在同一稀释度下,应至少对　3　个平板进行重复计数,并求平均值。  (3)误差分析:用此种方法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目　少　,这是因为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,统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。  【归纳提升】 用稀释涂布平板法计数微生物的注意事项 (1)只得到1个菌落数为30~300的平板是错误的,这不符合实验的重复原则,易受到偶然因素的影响。 (2)得到3个或3个以上菌落数为30~300的平板,也不一定正确。 ①不同平板间菌落数差异较大,如得到3个平板,菌落数分别为230、34、240,虽然菌落数均为30~300,但是34与230、240差距太大,应找出原因,重新实验。 ②不同平板之间菌落数差异不大,且符合菌落数为30~300的要求,可用其平均值估算最终结果。 【归纳提升】 采集园内土壤样本探究校内植物园土壤中的细菌种类时,土壤溶液稀释倍数越低,越容易得到单菌落。 (×) 　　【提示】 土壤溶液稀释倍数足够高时,才能将聚集的细菌分散开,有助于在培养基表面形成单菌落。 四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1.分离原理 (1)土壤中的细菌之所以能分解尿素,是因为它们能合成　脲酶　。  (2)配制以　尿素　为唯一氮源的培养基,能够在该培养基中生长的细菌就是能分解尿素的细菌。  【思考】 (1)在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌的原因是　由于生物与环境的相互依存关系,在富含纤维素的环境中,纤维素分解菌的含量相对较高,从这种土样中获得目的微生物的概率要高于普通环境　。  (2)(选择性必修3 P19“探究·实践”延伸思考)能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源,原因是　能分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物　。  2.分离流程 3.实验结果分析与评价 【思考】 若在培养基中观察到不同形态的菌落,原因可能是　菌液不纯,混入其他杂菌或实验操作过程被杂菌污染　。  五、微生物的鉴别方法 菌落特征 鉴别法 根据微生物在固体培养基表面形成的菌落的形状、大小和颜色等特征进行鉴别 指示剂 鉴别法 如在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,培养某种微生物后,培养基变红说明该种微生物能够分解尿素 染色 鉴别法 如利用刚果红染色法,根据培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈来鉴别能分解纤维素的微生物 【深化探究】 噬菌体生物扩增法是一种检测样本中有害菌数量的方法,原理是噬菌体能感染宿主细胞,进入宿主细胞的噬菌体将不会被杀病毒剂灭活,裂解宿主细胞后继续在平板上感染周围的指示菌,从而形成噬菌斑。现以该方法估算某样本中有害菌的数量,操作步骤及结果分别如下表、下图: 步骤 实验组 ① 将0.2 mL一定浓度的T2噬菌体悬液与0.1 mL待测水样混合,保温约5 min ② 向混合液中加入0.2 mL杀病毒剂和1.5 mL无菌培养液 ③ 全部接种到长满指示菌的平板上,培养约24 h ④ 观察并计数平板上出现的透明噬菌斑数量,统计得到的平均噬菌斑数量为73个 下列分析错误的是()。 A.实验中的指示菌应选择对噬菌体敏感度高的菌种 B.若步骤①中保温的时间过长,会导致统计结果偏小 C.噬菌体悬液应充分稀释,以保证所有噬菌体都能侵染有害菌 D.待测受污染水样中有害菌的密度为730个·mL-1 　　【答案】 C 　　【解析】 噬菌体生物扩增法的原理是噬菌体能感染宿主细胞,进入宿主细胞的噬菌体将不会被杀病毒剂灭活,裂解宿主细胞后继续在平板上感染周围的指示菌,从而形成噬菌斑,故实验中的指示菌应选择对噬菌体敏感度高的菌种,有利于噬菌体感染宿主细胞,A正确;若步骤①中保温的时间过长,部分有害菌裂解,释放出的噬菌体被杀灭,使得最终形成的噬菌斑数量减少,即统计结果偏小,B正确;噬菌体悬液不需要充分稀释,该实验过程中需确保噬菌体与有害菌充分混合,若充分稀释,可能导致噬菌体数量过少而不能充分侵染有害菌,进而影响实验结果,C错误;73个噬菌斑对应的是0.1 mL待测水样中的活菌平均数,则待测受污染水样中有害菌的密度为73÷0.1=730个· mL-1,D正确。 【高考联接】 一、微生物的选择培养(高频) (2025·山东卷,T15)深海淤泥中含有某种能降解纤维素的细菌。探究不同压强下,该细菌在以纤维素或淀粉为唯一碳源的培养基上的生长情况。其他条件相同且适宜,实验处理及结果如表所示。下列说法正确的是( ) 组别 压强 纤维素 淀粉 菌落 ① 常压 - + - ② 常压 + - - ③ 高压 - + - ④ 高压 + - + 注:“+”表示有,“-”表示无。 A.可用平板划线法对该菌计数 B.制备培养基的过程中,应先倒平板再进行高压蒸汽灭菌 C.由②④组可知,在以纤维素为唯一碳源的培养基上,该菌可在常压下生长 D.由③④组可知,高压下该菌不能在以淀粉为唯一碳源的培养基上生长 　　【答案】 D 　　【解析】 平板划线法主要用于微生物的分离和纯化,不能用于计数,A错误;制备培养基时,应先进行高压蒸汽灭菌再倒平板,若先倒平板再灭菌,会导致培养基被污染,B错误;对比②④组可知,②组(常压、以纤维素为唯一碳源)无菌落生长,④组(高压、以纤维素为唯一碳源)有菌落生长,说明在以纤维素为唯一碳源的培养基上,该菌可在高压下生长,C错误;对比③④组可知,③组(高压、以淀粉为唯一碳源)无菌落生长,④组(高压、以纤维素为唯一碳源)有菌落生长,说明高压下该菌不能在以淀粉为唯一碳源的培养基上生长,D正确。 二、微生物的数量测定 (2025·四川卷,T8)微塑料由塑料废弃物风化形成,难以降解,会危害生态环境和人体健康。有人分离到X和Y两种微塑料降解菌,将总菌量相同的X、Y、X+Y(X∶Y=1∶1)分别接种于含有等量微塑料的蛋白胨液体培养基中,培养一段时间后测定微塑料的残留率(残留率=剩余量/添加量×100%),结果如下图。下列叙述正确的是()。 A.用平板划线法能测定X菌组中的活菌数 B.Y菌组微塑料残留率较高,故菌浓度也高 C.混合菌种对微塑料的降解能力高于单一菌种 D.能在该培养基中生长繁殖的微生物都能降解微塑料 　　【答案】 C 　　【解析】 平板划线法主要用于微生物的分离和纯化,不能用于测定活菌数,A错误;Y菌组的微塑料残留率较高,说明Y菌对微塑料的降解能力相对较弱,微塑料残留率与菌对微塑料的降解能力有关,而非直接与菌浓度有关,B错误;由图可知,X+Y混合菌种组的微塑料残留率低于X菌组和Y菌组,说明混合菌种对微塑料的降解能力高于单一菌种,C正确;该培养基中含有蛋白胨,能在该培养基中生长繁殖的微生物可能利用蛋白胨作为碳源和氮源等,不一定都能降解微塑料,D错误。 三、微生物的鉴定 (经典高考真题)下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计,不合理的是()。 A.选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株 B.在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源 C.适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落 D.可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌 　　【答案】 D 　　【解析】 农田或公园土壤中含有较多产脲酶的微生物,A合理;为了筛选能分解尿素的细菌,配制的培养基应以尿素作为唯一氮源,仅产脲酶的微生物能在该培养基上生长,B合理;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,C合理;在细菌分解尿素的化学反应中,细菌合成的脲酶将尿素分解成氨,氨会使培养基的pH升高,酚红指示剂将变红,因此在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,能进一步鉴定分离的菌种,D不合理。 1 学科网（北京）股份有限公司 $