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所属成套资源：2024年高考生物一轮复习考点通关卷（新高考通用）
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考点通关卷35 发酵工程-2024年高考生物一轮复习考点通关卷（新高考通用）
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这是一份考点通关卷35 发酵工程-2024年高考生物一轮复习考点通关卷（新高考通用），文件包含考点通关卷35发酵工程原卷版docx、考点通关卷35发酵工程解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共43页， 欢迎下载使用。
2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。
3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
通关卷35 发酵工程
（必备知识填空+优选试题精练）
考点01 传统发酵技术的应用
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：5分钟
1．千百年来，腐乳一直受到人们的喜爱。这是因为经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存。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。（P5）
2．像这种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化发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。传统发酵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。（P5）
3．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（反应简式①），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。
①C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶),\s\d5( ))2C3H6O3（乳酸）＋能量（P5）
4．酵母菌是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵（反应简式②），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 ℃。
②C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶),\s\d5( ))2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量（P6）
5．泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡。（P6“探究·实践”）
6．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（反应简式③）；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（反应简式④）。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 ℃。
③C6H12O6＋2O2eq \(――→,\s\up7(酶),\s\d5( ))2CH3COOH（乙酸）＋2H2O＋2CO2＋能量
④C2H5OH＋O2eq \(――→,\s\up7(酶),\s\d5( ))CH3COOH（乙酸）＋H2O＋能量（P7）
7．果酒自然发酵时，利用葡萄皮上的野生酵母菌；工业生产时，人工接种纯化的酵母菌，以提高发酵效率。（P7“探究·实践”）
8．果酒变果醋发酵改变两个条件：一、通氧，因为醋酸菌是好氧细菌；二、升高温度，因为果酒的发酵温度在18～30 ℃，而果醋的发酵温度在30～35 ℃。（P7“探究·实践”）
9．果酒与果醋发酵流程：挑选葡萄→冲洗（再去梗）→榨汁→酒精发酵eq \(――→,\s\up7(通氧),\s\d5(升温))乙酸发酵。（P7）
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
一、单选题
1．早在《诗经·邯风·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。下列叙述错误的是（ ）
A．条件适宜时乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸
B．常通过比色法对泡菜中的亚硝酸盐进行大致的估算
C．制作泡菜时腌制时间过长会引起细菌大量繁殖
D．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
【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、条件适宜时乳酸菌通过无氧呼吸可将蔬菜汁中的糖分解成乳酸，A正确；
B、通过比色法将显色反应后的样品与标准显色液进行比较，可对泡菜中的亚硝酸盐进行大致的估算，以确定泡菜中的亚硝酸盐的含量，B正确；
C、温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加，C错误；
D、向泡菜坛沿边水槽注水可以保持无氧环境，适宜发酵，D正确。
故选C。
2．下列关于果酒、果醋和腐乳制作的叙述，正确的是（ ）
A．为了防止发酵液受污染，应将选取的葡萄先去枝梗，再反复冲洗
B．醋酸发酵前，必须先将葡萄汁进行酒精发酵
C．当缺少糖源和氧气时，醋酸菌将乙醇转变为乙酸
D．腐乳制作过程中，有机物种类增加，但有机物的干重减少
【答案】D
【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.醋酸菌好氧型细菌，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℃。
3.豆腐的主要营养成分是蛋白质和脂肪，都是大分子有机化合物，难以消化、吸收，毛霉、酵母菌等多种微生物分泌的蛋白酶，能将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，在多种微生物的协同下，豆腐转变成腐乳．制作过程中需要加盐腌制。
【详解】A、为了防止发酵液受污染，应将选取的葡萄先冲洗再去枝梗，A错误；
B、当氧气、糖源都充足时，醋酸菌能将葡萄汁中的葡萄糖分解为醋酸，因而未必需要先进行酒精发酵，B错误；
C、当缺少糖源时，醋酸菌在有氧条件下，可将乙醇转变为乙酸，C错误；
D、腐乳制作过程中，由于微生物的作用，有机物种类增加，但有机物的干重减少，D正确。
故选D。
3．腐乳、泡菜、乳制品等传统发酵食品的制作离不开各种各样的微生物，其制作可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发酵物中的微生物进行发酵。下列相关叙述错误的是（ ）
A．制作腐乳过程中多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是毛霉
B．酵母菌是兼性厌氧微生物，可用于酿酒、制作馒头和面包等
C．泡菜制作时，加入“陈泡菜水”降低了发酵速度
D．醋酸菌是好氧细菌，可用于制作各种风味的醋
【答案】C
【分析】果酒的制作，选用的菌种为兼性厌氧型的酵母菌。果醋的制作，使用的醋酸菌是一种好氧菌，当氧气、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。制作腐乳的原理是：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。泡菜制作的原理是：乳酸菌在无氧条件下，将糖分解为乳酸。
【详解】A、制作腐乳时，多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，A 正确；
B、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，B正确；
C、“陈泡菜水”中含有现成的乳酸菌，在制作泡菜时，加入“陈泡菜水”的作用是增加乳酸菌含量，提高了发酵速度，C错误；
D、醋酸菌是好氧细菌，能将糖分解成醋酸，或将乙醇转化为乙醛、再将乙醛变为醋酸，可用于制作各种风味的醋，D正确。
故选C。
4．蓝莓鲜果肉质细腻，富含多种维生素及微量元素等营养物质，被誉为“浆果之王”。除生食外，蓝莓也可加工为蓝莓酒和蓝莓醋等。下列有关叙述正确的是（ ）
A．蓝莓酒和蓝莓醋的制作都必须在无菌条件下进行
B．用带盖的瓶子制作蓝莓酒时，拧松瓶盖的间隔时间一定要相同
C．当缺少糖源和O2时，醋酸菌能直接将乙醇转化为乙醛，再转化为乙酸
D．在蓝莓醋发酵完成时，在发酵液的液面上通常会出现一层醋酸菌膜
【答案】D
【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。在有氧的情况下酵母菌生长繁殖速度快，把糖分解成二氧化碳和水。在无氧的环境中酵母菌把糖分解成酒精和二氧化碳。
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】A、制作蓝莓酒时，利用蓝莓上携带的酵母菌进行发酵，制作蓝莓醋时，可直接将醋酸菌接种在蓝莓酒的发酵液中，二者不能在严格无菌的条件下进行，A错误；
B、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，但由于不同发酵瓶中酵母菌的数量不一定相同，因此放气时间间隔不一定相同，B错误；
C、当缺少糖源，但O2充足时，醋酸菌能直接将乙醇转化为乙醛，再转化为乙酸，因为醋酸菌是好氧菌，C错误；
D、蓝莓醋发酵过程中一般不会出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜，D正确。
故选D。
5．中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是（ ）
A．泡菜制作过程中，乳酸菌将葡萄糖分解生成H2O和CO2
B．馒头制作过程中，先用开水将酵母粉充分溶解，添加至面粉中
C．米酒制作过程中，将容器密封有利于酵母菌繁殖
D．酸奶制作过程中，制作后期乳酸菌会大量死亡
【答案】D
【分析】利用微生物的作用可制作美食，泡菜和酸奶的制作都是利用乳酸菌，乳酸菌是厌氧菌，可将葡萄糖分解成乳酸。
【详解】A、乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸，A错误；
B、酵母菌在开水中会死亡，不能进行呼吸作用，不能制成馒头，B错误；
C、酵母菌在有氧的条件下繁殖，密封有利于酒精产生，不利于繁殖，C错误；
D、酸奶制作后期，乳酸含量高，乳酸菌会大量死亡，D正确。
故选D。
6．蓝莓酒以蓝莓为原料酿造，富含花青素、蛋白质、脂肪、维生素、微量元素，被称为“液体黄金”，适量饮用能够养颜瘦身、延缓衰老、提高智力等；在蓝莓酒酿造过程中由于操作不慎，有的蓝莓酒转化成蓝莓醋，而蓝莓醋也具有养颜护肤、降压降脂以及改善记忆力等功效。下面关于蓝莓酒和蓝莓醋的叙述错误的是（ ）
A．参与蓝莓酒和蓝莓醋发酵的微生物来自蓝莓果实表面上的酵母菌和醋酸菌
B．蓝莓酒酿制的原理是蓝莓中的糖类通过酵母菌的无氧呼吸生成了酒精
C．蓝莓酒转化成蓝莓醋是因为醋酸菌在无氧的条件下将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸
D．酿制的蓝莓酒和蓝莓醋由于含有蓝莓果皮细胞中的花青素等而呈现不同颜色
【答案】C
【分析】果酒的发酵主要是利用酵母菌无氧呼吸产生酒精，酵母菌的代谢类型是兼性厌氧型，
果醋的发酵主要是利用醋酸菌无氧呼吸产生醋酸，醋酸菌的代谢类型是厌氧型。
【详解】A、参与蓝莓酒和蓝莓醋发酵的微生物来自蓝莓果实表面的酵母菌和醋酸菌，不需要接种，A正确；
B、酵母菌能进行无氧呼吸，在无氧的条件下，能把糖类分解成酒精和CO2，B正确；
C、醋酸菌是有氧呼吸菌，蓝莓酒转化成蓝莓醋是因为醋酸菌在有氧的条件下，将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转变为乙酸，C错误：
D、蓝莓果皮细胞中的液泡内含有花青素等多种色素，在酿制的过程中，这些色素进入了蓝莓酒和蓝莓醋中，呈现出不同的颜色，D正确。
故选C。
7．约9000年前，我们的祖先就会利用传统发酵技术生产果酒、果醋、泡菜和腐乳等发酵产品，后来又发展了发酵工程。下列有关叙述错误的是（ ）
A．传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，发酵工程则以单一菌种的液体发酵为主
B．果酒、腐乳发酵利用的主要菌种均是真核生物，果醋、泡菜发酵利用的主要菌种均是原核生物
C．果酒发酵的最适温度为18～30℃，果醋发酵的最适温度为30～35℃
D．进行泡菜发酵时，原材料只能装至八成满，是为了防止乳酸菌产生的CO2导致发酵液溢出
【答案】D
【分析】果酒发酵的主要菌种是酵母菌，果醋发酵的主要菌种是醋酸杆菌，腐乳制作的微生物主要是毛霉，泡菜制作的主要菌种是乳酸菌。
【详解】A、传统发酵技术所用的是天然存在的菌种，没有进行严格的灭菌，以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主；发酵工程为液体发酵和半固体发酵，A正确；
B、果酒、腐乳发酵利用的主要菌种分别是酵母菌和毛霉，均是真核生物，果醋、泡菜发酵利用的主要菌种分别是醋酸杆菌和乳酸菌，均是原核生物，B正确；
C、果酒发酵的最适温度为18～30℃，果醋发酵的最适温度为30～35℃，C正确；
D、乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸，不产生CO2，D错误。
故选D。
8．图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．发酵过程中酒精的产生速率越来越快
B．集气管中的气体都是酵母菌无氧呼吸产生的 CO2
C．发酵过程中酵母种群呈“J”型增长
D．如果发酵瓶漏气，发酵液表面可能会出现菌膜
【答案】D
【分析】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20℃左右；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℃。
【详解】A、酒精发酵过程中，开始时，酒精的产生速率逐渐加快，后来保持相对稳定，最后由于营养物质逐渐被消耗等原因，酒精的产生速率逐渐减慢，A错误；
B、集气管中的气体是酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2，B错误；
C、发酵过程中酵母种群呈“S”型增长，而后减少，C错误；
D、如果发酵瓶漏气，醋酸菌大量繁殖，发酵液表面可能会出现菌膜，D正确。
故选D。
二、实验题
9．啤酒是人类最古老的酒精饮料之一，以大麦芽、酒花、板栗花和水为主要原料发酵生产啤酒的流程如下，酒花、板栗花可以防腐并可使啤酒具有特殊风味。回答下列问题:
(1)大麦粉碎后经淀粉酶糖化会产生 和葡萄糖等，经过滤后得到糖浆，后加入酒花和板栗花浸提液后进行煮沸的目的是 。在主发酵过程中加入的啤酒酵母的代谢类型是 。
(2)酿酒的原理是 (用反应式表示)。
(3)下图1和图2分别表示板栗花浸提液添加量和板栗花浸提液投入阶段对板栗花啤酒的影响，由图1可知，随着板栗花浸提液添加量的增加，酒精度变化较小，感官评分呈现 的趋势。由图2可知，在麦汁煮沸阶段过早加入板栗花浸提液和在啤酒后发酵阶段加入板栗花浸提液，板栗花啤酒口感和气味的协调性均 后发酵前的接种阶段。
注:图2中1—5分别为麦汁煮沸后10min,煮沸后30min、煮沸后50min,接种阶段和后发酵阶段。
【答案】(1) 麦芽糖 消毒 异养兼性厌氧型
(2)
(3) 先升高后降低 低于
【分析】果酒制作的原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，酵母菌是兼性厌氧微生物，在缺氧条件下进行无氧呼吸，在氧气充足的条件下进行有氧呼吸，酵母菌具有核膜包被的细胞核，属于真核生物，适宜酵母菌生长的温度范围是18~25°C。
【详解】（1）大麦粉碎后，其中的淀粉经淀粉酶糖化会产生麦芽糖和葡萄糖等；经过滤后得到糖浆，后加入酒花和板栗花浸提液后进行煮沸的目的是对糖浆进行灭菌；酵母菌既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸，有氧呼吸产生二氧化碳和水，无氧呼吸产生活精和二氧化碳，其代谢类型是异养兼性厌氧型。
（2）参与啤酒制作的微生物主要是酵母菌，酵母菌无氧呼吸能产生酒精，化学式为。
（3）由图1可知，酿酒酵母主要完成酒精发酵，随着板栗花浸提液添加量的增加，酒精度变化较小，感官评分呈现先升高后降低的趋势；由图2可知，在麦汁煮沸阶段过早加入板栗花浸提液和在啤酒后酵阶段加入板栗花浸提液，板栗花啤酒口感和气味的协调性均低于主发酵前的接种阶段。
三、综合题
10．郫县豆瓣有着300多年的生产历史，它酱香醇厚浓郁，无需任何香精、香料，是川味食谱中常用的调味佳品，有着“川菜之魂”的称号，结合所学知识，回答下列问题：
(1)在豆瓣生产初期，要将蚕豆用水泡发后裹上酵母菌种与面粉放入无需密封的大缸中，一段时间后，在发酵液表面出现一定的气泡和泡沫，这些气泡主要是 （填气体名称）。
(2)发酵缸的底部随着时间的延长，酒味愈浓，产生酒精的反应式为 。
(3)完成上述步骤后，工人们将大缸中初步发酵的蚕豆放进曲坊，该工序称为“制曲”，曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断曲霉属于 （填“自养厌氧型”“异养厌氧型”或“异养需氧型”）微生物。
(4)将上述制得的霉瓣子与食盐、辣椒按照一定比例混合均匀，完成后期发酵，加入食盐的目的是 （写出两点）；后期发酵过程中，通过霉菌分泌的蛋白酶将蛋白质水解成小分子的 和氨基酸，同时分泌的脂肪酶能将脂肪分解成甘油和 ，从而使豆瓣口感细腻醇香。
【答案】(1)二氧化碳
(2)
(3)异养需氧型
(4) 抑制杂菌生长和调味 肽 脂肪酸
【分析】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.
2、腐乳制作过程中常用的菌种主要是毛霉，毛霉的菌丝分为直立菌丝和匍匐菌丝，直立菌丝产生孢子，又叫生殖菌丝，匍匐菌丝吸收营养，又称营养菌丝；腐乳制作的流程是：让豆腐长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制，加盐的目的是析出豆腐中的水分使其变硬，防止腐乳酥烂，同时抑制微生物生长，避免豆腐块变质。
【详解】（1）豆瓣是发酵产品，在无需密封的大缸中酵母菌进行有氧呼吸会产生水和CO2，形成气泡，故这些气泡主要是二氧化碳。
（2）酵母菌无氧呼吸产生酒精的反应式为：。
（3）不能将无机物（二氧化碳）合成有机物的生物属于异养型生物，根据题意“曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌”可知，曲霉需要营养物质有机物和氧气，故曲霉是异养需氧型微生物。
（4）豆瓣后期加入食盐的目的是抑制杂菌生长和调味。霉菌可以分泌蛋白酶和脂肪酶，蛋白酶能将蛋白质催化分解为小分子肽和氨基酸，脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸，从而使豆瓣口感细腻醇香。
考点02 微生物的培养技术及应用
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1．培养基的化学成分包括 水、无机盐、碳源、氮源 （基本成分）和生长因子等。
2．培养基的种类及用途：
（1）按物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。液体培养基应用于工业或生活生产，固体培养基应用于微生物的分离和鉴定，半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。
（2）按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴别培养基。
3．比较消毒和灭菌
4．微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。（P11）
5．分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是菌落。采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。（P12“探究·实践”）
6．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。（P16）
7．样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目。在实际操作中，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数为30～300、适于计数的平板。在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。（P18）
8．值得注意的是，统计的菌落数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。（P18）
9．除上述的活菌计数外，利用显微镜进行直接计数，也是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数得，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。（P18）
10．细菌计数板和血细胞计数板的计数原理相同。血细胞计数板比细菌计数板厚，常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数。用细菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数。（P18“相关信息”）
11．绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。（P18“探究·实践”）
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
一、单选题
1．下列关于无菌操作的叙述，正确的是（ ）
A．煮沸消毒不能杀死微生物的细胞
B．应尽量选择脱脂棉塞住试管口，否则容易造成吸水污染
C．配置培养基时应该先灭菌再调节pH
D．对于接种间应采用紫外线或药物熏蒸的方法进行杀菌或消毒
【答案】D
【分析】微生物实验室的培养的关键是无菌操作，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、接种用具和培养基等进行灭菌；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接触。
【详解】A、煮沸消毒法100℃煮沸5-6分钟只能杀死部分生活状态的微生物细胞，不能杀死芽孢、孢子，A错误；
B、由于脱脂棉吸水后容易引起污染，所以制作棉塞应该使用普通棉花，而不能使用医用的脱脂棉，B错误；
C、为避免杂菌污染，应先调节pH再灭菌，C错误；
D、紫外线能破坏DNA结构，对于接种间应采用紫外线或药物熏蒸的方法进行杀菌或消毒，以营造无菌环境，D正确。
故选D。
2．下列关于测定土壤中微生物数量的叙述，不正确的是（ ）
A．显微镜直接计数计算的结果比实际值偏大
B．当样品的稀释度足够高时，一个活菌会形成一个菌落
C．采用稀释涂布平板计数法获得的菌落数往往少于实际的活菌数
D．统计菌落数目时，只要菌落数目在30～300的平板都可以计数，并以它们的平均值作为统计结果
【答案】D
【分析】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。若要对微生物进行取样计数，接种方法只能是稀释涂布平板法。稀释涂布平板法则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。
【详解】A、由于显微镜直接计数无法区分死菌和活菌，故采用显微镜直接计数统计的结果比实际活菌数多，A正确；
B、当样品的稀释度足够高时，一个活菌会形成一个菌落，因而可用稀释涂布平板法进行微生物分离和计数，B正确；
C、采用稀释涂布平板计数法获得的菌落有可能是由多个细胞聚集在一起繁殖形成的，所以往往少于实际的活菌数，C正确；
D、为了保证结果准确，一般采用菌落数在30-300的平板进行计数，且要求在同一个稀释倍数下，且空白对照的菌落上没有菌落出现，D错误。
故选D。
3．实验室常用高压蒸汽灭菌锅进行灭菌，下列相关叙述正确的是（ ）
A．放入待灭菌物品后，关闭排气阀，即可打开电源加热
B．一般在压力为100kPa、温度121℃的条件下灭菌10min
C．高压蒸汽灭菌法可以杀灭物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子
D．若压力达到设定要求时，锅内没有达到相应温度，说明灭菌锅的温度计测量有误
【答案】C
【分析】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。
【详解】A、放入待灭菌物品后，加热灭菌锅，打开排气阀，排除锅内冷空气，A错误；
B、为达到良好的灭菌效果，一般在压力为100KPa，温度为121℃的条件下，维持15-30min，B错误；
C、高压蒸汽灭菌法是常用的湿热灭菌法之一，可以杀灭物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子，C正确；
D、若压力达到设定要求，而锅内没有达到相应温度，最可能的原因是未将锅内冷空气排尽，D错误。
故选C。
4．灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是（ ）
A．为了防止杂菌污染，应将配制好的选择培养基分装到培养皿中再进行高压蒸汽灭菌
B．配制培养基、倒平板、接种均需要在酒精灯火焰旁进行
C．为防止蛋白质变性，不能用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D．可用干热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
【答案】D
【分析】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。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、干热灭菌和湿热灭菌。
【详解】A、配制好的选择培养基应先进行高压蒸汽灭菌然后再进行倒平板操作，即分装到培养皿，A错误；
B、配置好的培养基需要灭菌，故配制培养基不需要在酒精灯火焰旁进行，倒平板、接种均需要在酒精灯火焰旁进行，B错误；
C、一般用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌，防止杂菌污染，C错误；
D、可用高压蒸汽灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌，也可用干热灭菌法进行，D正确。
故选D。
5．下表是培养某种微生物的培养基配方，以下说法正确的是（ ）
A．该培养基中含有碳源、氮源、水和无机盐四类物质
B．该培养基可用来培养硝化细菌，不能用来培养酵母菌
C．该培养基在培养硝化细菌时，需要密封
D．要用该培养基培养酵母菌，需要加入葡萄糖作为氮源
【答案】B
【分析】培养基：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，是进行微生物培养的物质基础。微生物培养基需要为微生物繁殖提供碳源、氮源、水、无机盐等营养物质，此外还要满足微生物对特殊营养物质，pH和O2的需求。
【详解】A、分析题表可知，该培养基中不含有碳源，A错误；
B、由A分析可知，该培养基中不含有碳源，而酵母菌是异养生物，硝化细菌是自养生物，其可以利用空气中CO2来合成有机物，因此该培养基可用来培养硝化细菌，不能用来培养酵母菌，B正确；
C、硝化细菌需要利用空气中的CO2来合成有机物，因此该培养基在培养硝化细菌时，不能密封，C错误；
D、要用该培养基培养酵母菌，需要加入葡萄糖作为碳源，D错误。
故选B。
6．在微生物培养的过程中，需要通过选择培养或鉴别培养的方法来筛选出目标菌种，下列与之相关的叙述中不正确的是（ ）
A．纤维素分解菌能够将淀粉分解为葡萄糖
B．尿素分解菌能够将尿素分解为氨，从而使酚红指示剂变红
C．在培养基中加入抗生素能够筛选出具有相应抗性的菌株
D．在含有碳酸钙的培养基上生长的乳酸菌菌落周围会出现“溶钙圈”
【答案】A
【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】A、纤维素分解菌可以产生纤维素酶将纤维素分解为葡萄糖，根据酶的专一性可推测，纤维素分解菌应该不能够分解将淀粉分解为葡萄糖，A错误；
B、尿素分解菌能够将尿素分解为氨，从而使培养基的pH上升，酚红指示剂变红，B正确；
C、在培养基中加入抗生素能够正常生长的是具有相应抗性的菌株，进而可将其筛选出来，C正确；
D、在含有碳酸钙的培养基上生长的乳酸菌菌落周围会出现“溶钙圈”，因为乳酸菌产生的乳酸可以和碳酸钙反应并将其溶剂，表现出溶钙圈，D正确。
故选A。
7．某同学用下表所示的培养基培养纤维素分解菌。下列叙述正确的是（ ）（青霉素会抑制细菌生长）
A．根据物理性质，该培养基属于固体培养基
B．该培养基可用来筛选抗青霉素的微生物
C．该微生物的培养基适合新冠病毒的培养
D．该培养基用于培养纤维素分解菌，应除去葡萄糖，添加纤维素
【答案】B
【分析】1.培养基的营养构成一般都含有碳源、氮源、水和无机盐。此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。
2.培养基按照物理性质分为固体培养基和液体培养基；按照用途分为选择培养基和鉴别培养基。
【详解】A、该培养基不含琼脂，根据物理性质，该培养基属于液体培养基，A错误；
B、该培养基中加入了青霉素，具有抑制细菌生长的作用，可用来筛选抗青霉素的微生物，B正确；
C、病毒必须依赖于活细胞才能生存，而培养基是没有生命的有机物或无机物，病毒在上面不能生存，C错误；
D、青霉素能抑制细菌生长，故该培养基中除去（CH2O）和青霉素，添加纤维素才可进行培养纤维素分解菌，D错误。
故选B。
8．原油中含有大量有害的、致癌的多环芳烃，土壤中有些细菌可以利用原油中的多环芳烃作为碳源，在培养基中形成分解圈。为筛选出能高效降解原油的菌株并投入除污，某小组同学设计了相关实验。下列有关实验的叙述，不正确的是（ ）
A．应配制来源于被原油污染土壤的土壤稀释液备用
B．配制以多环芳烃为唯一碳源的选择培养基
C．将土壤稀释液灭菌后接种到选择培养基上
D．在选择培养基上能形成分解圈的可能为所需菌种
【答案】C
【分析】筛选分离目的微生物的一般步骤是：样品取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株。选择培养基是指通过培养混合的微生物，仅得到或筛选出所需要的微生物，其他不需要的种类在这种培养基上是不能生存的。筛选分离能够利用原油中的多环芳烃为碳源的细菌需要以原油（多环芳烃）为唯一碳源的选择培养基，用稀释涂布平板法或平板划线法接种分离。
【详解】A、筛选能够利用多环芳烃为碳源的菌种，应在被原油污染的土壤中获取，所以应配制来源于被原油污染的土壤稀释液作为菌液进行接种，A正确；
B、配制选择性培养基，该培养基与通用培养基成分的主要区别应该是以原油（多环芳烃）为唯一碳源，这样在该培养基上只有能分解原油的微生物能在该培养基上生长，而其他微生物的生长被抑制，B正确；
C、在无菌环境下，将土壤稀释液接种到选择培养上，若将土壤稀释液灭菌后会杀死原有菌种，导致实验失败，C错误；
D、题意显示，有些细菌可以利用原油中的多环芳烃为碳源，在培养基中形成分解圈”，据此可知，在选择性培养基上能形成分解圈的即为所需菌种，D正确。
故选C。
二、综合题
9．饲养动物常用的植物饲料中含有难溶解的植物钙，很难被动物吸收利用，如在饲料中添加植酸酶，则能催化其水解成为可以吸收利用的磷酸盐等。以下是科研人员从土壤中分离产植酸酶细菌菌株的过程示意图。
(1)在实验室培养微生物， 是研究和应用微生物的前提。
(2)为了解土壤中产植酸酶的细菌数量，取1g土壤加入99mL无菌水，制备成细菌悬液，经 后，获得细胞密度不同的细菌悬液。若将最后一个试管中的菌液每次吸取0.1mL涂布到三个培养基。一段时间后，菌落数分别是168、175、167个，则1g土壤中含有此菌的菌体数 个。该方法计数结果往往比实际值偏低，原因是 。
(3)制备产植酸酶的细菌菌株初筛平板是，需要将培养基的pH调至 性。该培养基可采用 法进行灭菌，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌植酸钙粉末，充分混合后到平板，加入植酸钙的目的是 ，达到检测菌种分泌植酸酶的能力。
(4)实验结果显示A~E五种菌株中， 是产植酸酶最理想的菌株。
【答案】(1)防止杂菌污染获得纯净的微生物培养物
(2) 等比稀释 1.7×108 当2个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只有一个菌落
(3) 中性或弱碱性 湿热灭菌 使培养基不透明，从而培养形成的产植酸酶菌落的周围形成透明圈
(4)E
【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；根据物理性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。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）防止杂菌污染，获得纯净的微生物培养物是研究和应用微生物的前提。
（2）接种前进行的一系列操作，目的是在固体培养基表面形成单菌落，一般用等比稀释（系列梯度稀释）的方法获得细胞密度不同的细菌悬液；微生物培养计数时应选择菌落在30-300之间的进行计数，一段时间后，菌落数分别是168、175、167个，此时稀释倍数是105倍，则1g土壤中含有此菌的菌体数=（168+175+167）÷3×105÷0.1=1.7×108个；由于当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只有一个菌落，所以该方法计数结果往往比实际值偏低。
（3）制备产植酸酶的细菌菌株初筛平板时，需要将培养基的pH调至中性或微碱性；该培养基可采用湿热灭菌（或湿热灭菌中的高压蒸汽灭菌）；由题干信息可知，固体培养基中加入植酸钙会导致培养基不透明，微生物发酵产生的酸能溶解植酸钙形成透明圈，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌植酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入植酸钙的目的是使培养基不透明，从而使经培养形成的产植酸酶菌落的周围形成透明圈，达到检测菌种分泌植酸酶的能力。
（4）实验结果显示A～E五种菌株中，E菌种周围的透明圈最大，则E是产植酸酶最理想的菌株。
10．市政污泥堆肥过程中大量释放的含硫臭气不仅会污染周围环境，也会降低堆肥质量。研究人员按下图所示流程从污泥堆肥物料中筛选纯化出一株耐高温硫氧化菌LYH-1。
(1)实验中用到的培养基常用 法进行灭菌，该方法灭菌的原理是 。
(2)③过程配置一系列不同浓度的菌液，若将不同浓度的菌液分别涂布到平板上培养，从中选择出菌落数为 的平板可用于进行计数。
(3)涂布平板后每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目 时的记录作为结果。
(4)⑤过程发现以葡萄糖为碳源时，LYH-1菌株硫氧化产物硫酸盐产量最高，葡萄糖在LYH-1菌株生长代谢过程中的作用是 （答出两点即可）。
(5)将筛选出的LYH-1菌株连续培养多代，将每一代都接种在适宜培养基上，在55℃高温条件下培养，比较硫酸盐的生产量。若每代硫酸盐产量 ，说明其能稳定遗传。
【答案】(1) 高压蒸汽 高温破坏了构成菌体的蛋白质结构，使蛋白质变性失活
(2)30～300
(3)稳定
(4)提供能量、为其他有机物的合成提供原料
(5)基本一致
【分析】实验室常用的灭菌方法：
（1）灼烧灭菌：将微生物的接种工具，如接种环、接种针或其他金属工具，直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以迅速彻底地灭菌。
（2）干热灭菌：能耐高温的，需要保持干燥的物品，如玻璃器皿（吸管、培养皿）和金属用具等，可以采用这种方法灭菌。
（3）高压蒸汽灭菌：将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内，为达到良好的灭菌效果，一般在压力为100kPa,温度为121℃的条件下，维持15～30min。
【详解】（1）实验中用到的培养基常用高压蒸汽灭菌，该方法能灭菌的原理是：高温破坏了构成菌体的蛋白质结构，使蛋白质变性失活，从而达到杀死细菌的目的。
（2）稀释涂布之前要先进行一系列梯度的稀释，③过程配制一系列不同浓度的菌液，若将不同浓度的菌液分别涂布到平板上培养，从中选择出菌落数为30～300的平板可用于进行计数，通过计算获得平均值得到相应的数据。
（3）涂布平板后每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。
（4）⑤过程发现以葡萄糖为碳源时，LYH-1菌株硫氧化产物硫酸盐产量最高，葡萄糖在LYH-1菌株生长代谢过程中的作用表现为既可以作为能源物质为LYH-1菌株生长提供能量，代谢过程中的中间物质也可以为其他有机物的合成提供原料。
（5）将筛选出的LYH-1菌株连续培养多代，将每一代都接种在适宜培养基上，在55℃高温条件下培养，比较硫酸盐的生产量。若每代硫酸盐产量基本一致，说明其能稳定遗传，可作为生产用菌种。
考点03 发酵工程及其应用
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1．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。（P22）
2．性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。（P22）
3．现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。（P23）
4．环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。如谷氨酸的发酵生产：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。（P23）
5．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，即可得到产品。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。（P23）
6．在我们的日常生活中，利用发酵工程生产的食品以及与食品有关的产品比比皆是，主要包括以下三个方面。第一，生产传统的发酵产品。第二，生产各种各样的食品添加剂。第三，生产酶制剂。（P24～26）
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
一、单选题
1．啤酒发酵依赖于发酵工程，产品质检可应用“电子舌”，“电子舌”可根据不同滋味信号传感器呈现的响应值对啤酒风味进行评价。右图为用“电子舌”对发酵液 L1、L2、L3的检测结果，相关叙述错误的是（ ）
A．大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成
B．装置密闭发酵过程中，酒精浓度会持续上升
C．不同的啤酒风味不同，受发酵的温度和时间影响
D．发酵液 L1和L2风味相近，而 L3涩味较重
【答案】B
【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、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，A正确；
B、装置密闭发酵过程中，随着酒精浓度的增加会抑制酵母菌的代谢，因此酒精浓度不会持续上升，B错误；
C、温度会影响酶的活性，不同的啤酒风味不同，受发酵的温度和时间影响，C正确；
D、由题图可知， L1和 L2两种发酵液在味觉雷达图中的分布情况差不多，说明这两种发酵液的口味相近，而L3涩味较强，D正确。
故选B。
2．下图是奶酪的简要制作过程，其中凝乳即凝固的牛奶。下列叙述正确的是（ ）
A．发酵前应使用煮沸消毒法处理牛奶
B．参与乳酸发酵的主要微生物具核膜
C．加热、压缩可去除凝乳中多余的水分
D．浓盐水中含O2少，故有利于奶酪的保存
【答案】C
【分析】奶酪是以牛奶为原料，加入乳酸菌发酵而成，牛奶经乳酸菌的发酵后形成凝乳，利于消化。
【详解】A、对于牛奶等一些不耐高温的液体可使用巴氏消毒法，即在62～65℃消毒30min或80～90℃处理30s～1min，可以杀死牛奶中的绝大多数微生物，并且不破坏牛奶的营养成分，A错误；
B、参与乳酸发酵的微生物主要是乳酸菌，为原核生物，没有核膜，B错误；
C、加热有利于水分蒸发，压缩可排出水分，故加热、压缩可去除凝乳中多余的水分，C正确；
D、在浓盐水中，微生物失水过多死亡，故盐渍有利于奶酪的保存，D错误。
故选C。
3．微生物发酵工程常利用谷氨酸棒状杆菌大量生产谷氨酸，从而制取谷氨酸钠（味精）。下图为谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径。下列叙述错误的是（ ）
A．通常使用固体培养基分离获得谷氨酸棒状杆菌单菌落
B．不需要监控发酵过程的营养供给、氧气、温度及pH等变化
C．在中性或弱碱性条件下，谷氨酸棒状杆菌才能通过代谢积累谷氨酸
D．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
【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，产品的分离、提纯等方面，其中的发酵是发酵工程的中心环节。
【详解】A、微生物在固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落，因此通常使用固体培养基分离获得谷氨酸棒状杆菌单菌落，A正确；
B、在发酵过程中，要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件，因此需要监控发酵过程的营养供给、氧气、温度及pH等变化，B 错误；
C、谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下，谷氨酸棒状杆菌才能通过代谢积累谷氨酸，在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，C正确；
D、发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身，D正确。
故选B。
4．下列有关微生物培养与应用的叙述，正确的是（ ）
A．培养基中均需要加入碳源，氮源，无机盐
B．在培养细菌时一般需要将培养基调至中性或弱碱性
C．要判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置未接种的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照
D．要从多种细菌中分离出某种细菌，培养基要用液体培养基
【答案】B
【分析】生物的各种培养基配方一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四类营养；选择培养基只允许特定种类的微生物生长，又要抑制或阻止其他种类微生物生长。
【详解】A、培养基中不一定非要加入碳源或氮源，例如可进行自养的生物不需要添加碳源，A错误；
B、在培养细菌时一般需要将培养基调至中性或弱碱性，B正确；
C、要判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置接种的、没有选择作用的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，要遵循单一变量原则，C错误；
D、要从多种细菌中分离出某种细菌，需要形成菌落，培养基要用固体培养基，D错误。
故选B。
5．下列关于微生物培养的叙述，错误的是（ ）
A．获得纯培养物的关键是防止外来杂菌入侵
B．划线分离可在培养基上获得均匀分布的单菌落
C．高温灭菌的目的是杀死微生物的细胞、孢子和芽孢
D．培养时应把接种微生物的培养皿和未接种的培养皿一起培养，作为对照
【答案】B
【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、获得纯净培养物的关键是无菌操作，防止外来杂菌入侵；A正确；
B、划线分离是通过连续划线实现的，因而菌落在培养基上的分布是不均匀的，在划线的最后区域可以得到的单菌落，B错误；
C、高温灭菌的目的是高温杀死一切微生物，包括芽孢和孢子，C正确；
D、培养时应把接种微生物的培养皿和未接种的培养皿一起培养，作为对照，用于验证培养基是否合格，D正确。
故选B。
6．细菌性肺炎一般需要注射或口服抗生素进行治疗。当细菌出现耐药性时，疗效下降。金黄色葡萄球菌（SAU）是细菌性肺炎的病原体之一。A、B、C、D四种抗生素均可治疗SAU引起的肺炎。为选出最佳疗效的抗生素，研究者分别将含等剂量抗生素A、B、C、D四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于SAU均匀分布的平板培养基上，在适宜条件下培养48h，结果如图。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．可选择牛肉膏蛋白胨培养基，对SAU菌种进行扩增培养
B．SAU细胞内含由一种核酸和蛋白质构成的结构
C．A、B、C、D四种抗生素，抑菌效果最佳的是抗生素A
D．滤纸片b周围透明圈中出现一菌落，可能是该菌落在抗生素B的作用下发生了基因突变
【答案】D
【分析】分析题图：图示表示分别将含等剂量抗生素A、B、C、D四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于SAU均匀分布的平板培养基上，抑菌圈越大，说明该抗生素的抑菌效果越好。
【详解】A、由于牛肉膏蛋白胨通用培养基中含有SAU菌种生长所需要的全部营养，故可选择牛肉膏蛋白胨培养基，对SAU菌种进行扩增培养，A正确；
B、SAU细胞内含核糖体，核糖体是由一种核酸（RNA）和蛋白质构成的结构，B正确；
C、A、B、C、D四种抗生素均可抑制SAU的增殖，所形成的透明圈与菌落直径越大，说明抑制效果越强，因此抑菌效果最佳的是抗生素A，C正确；
D、滤纸片b周围透明圈中出现一菌落，说明抗生素B不能抑制该细菌，则可能是该菌落发生了基因突变，但抗生素B只是起到选择作用，不是抗生素B诱导产生的，该变异本身就存在，D错误。
故选D。
7．野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长，发生基因突变产生的氨基酸依赖型菌株需要在基本培养基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N单独接种在基本培养基上时，均不会产生菌落。某同学实验过程中发现，将M、N菌株混合培养一段时间，充分稀释后再涂布到基本培养基上，培养后出现许多由单个细菌形成的菌落，将这些菌落分别接种到基本培养基上，培养后均有菌落出现。下列对该同学实验过程及结果的分析，不合理的是（ ）
A．操作过程中可能出现了杂菌污染
B．M、N菌株能互为对方提供所缺失的氨基酸
C．混合培养过程中，菌株中已突变的基因可能再次发生突变
D．观察菌落的颜色、形状和大小等可对菌种进行初步鉴定
【答案】B
【分析】甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N由于各自不能够合成甲硫氨酸和苏氨酸导致无法在基本培养基上生长，而两者要单独在基本培养基中存活需要各自添加甲硫氨酸、苏氨酸。
【详解】A、操作过程当中出现杂菌污染，基本培养基上生长的为杂菌，A正确；
B、若M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸形成的菌落，需要MN混合在一起才能生存，而该菌落来自于单个细菌形成的菌落，而题干中进行了充分稀释，单个细菌缺少必须的氨基酸，不能形成菌落，B错误；
C、基因突变是不定向的，在混合培养过程中，菌株当中已突变的基因也可能再次发生突变得到可在基本培养基上生存的野生型大肠杆菌，C正确；
D、通过观察菌落的颜色、形状和大小等可对菌种进行初步鉴定，D正确。
故选B。
8．酿酒和酿醋技术在我国有相当悠久的历史，古诗有记载“风吹柳花满店香，吴姬压酒唤客尝”“酒顷一斗鸢肩客，醋设三杯羊鼻公”。下列关于果酒和果醋酿制的叙述，错误的是（ ）
A．果酒发酵中酒精浓度过高不利于酵母菌的生长繁殖
B．果酒发酵转变为果醋发酵需要改变氧气含量和温度等条件
C．与野生菌种相比，在果汁中加入人工培养的酵母菌可加快发酵进程
D．若利用发酵罐进行发酵，在发酵彻底结束后对发酵液进行监测即可
【答案】D
【分析】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℃。
【详解】A、酒精浓度过高，会抑制酵母菌的生长繁殖，A正确；
B、果酒发酵后期为无氧环境，温度需控制在18～30℃，而果醋发酵需有氧环境，温度需控制在30～35℃，因此，果酒发酵转变为果醋发酵需要改变氧气含量和温度等条件，B正确；
C、人工培养的酵母菌纯度较高，可加快发酵进程，因此，与野生菌种相比，在果汁中加入人工培养的酵母菌可加快发酵进程，C正确；
D、发酵过程中需要定期对发酵液进行监测，D错误。
故选D。
二、综合题
9．国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜（甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖）为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值，工艺流程如图所示。
回答下列问题：
(1)发酵工程一般包括菌种的选育、 、培养基的配制、灭菌、接种、 、产品的分离、提纯等方面。
(2)三位同学用稀释涂布平板法测定某一时间段内嗜盐单胞菌H的数量，在对应稀释倍数为106的稀释液中各取0.1mL涂布平板，得到以下统计结果：
甲同学涂布了两个平板，统计的菌落数是236和260，取平均值248；
乙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是209、240和250，取平均值233；
丙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是21、212和256，取平均值163。
在三位同学的统计中， 同学的统计是正确的。据此计算，每克土壤样品中含该细菌 个。稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，原因是 。
(3)为获得对蔗糖的耐受能力和利用效率高的菌株H，可将蔗糖作为液体培养基的 ，并不断提高其浓度，多代培养选择。从功能上看，所用培养基为 。
(4)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60d以上。该系统不需要灭菌，分析原因一是培养基的盐浓度设为60g/L，其他杂菌因 而死亡：二是pH为10的条件下，其他杂菌 ，生长繁殖受抑制。
(5)研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中 可能是高密度培养的限制因素。
【答案】(1) 扩大培养 发酵或发酵罐内发酵
(2) 乙 2.33×109 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的往往只是一个菌落
(3) 唯一碳源 选择培养基
(4) 失水过多 酶变性失活
(5)氧气（或溶解氧）
【分析】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。发酵工程的基本环节：选育菌种、扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵罐内发酵、产品的分离、提纯等方面。
【详解】（1）发酵工程的内容包括菌种选育、扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵罐内发酵、产品的分离、提纯（生物分离工程）等方面。
（2）为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300、适于计数的平板计数，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，增强实验的说服力与准确性。在三位同学的统计中，甲同学只涂布了两个平板，偶然性太大，丙同学应选择菌落数在30～300、适于计数的平板计数，故只有乙同学的统计是正确的。据此计算，每克土壤样品中含该细菌=（233÷0.1）×106=2.33×109个。稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，原因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。
（3）根据题意分析，该实验的目的是提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，结合微生物的代谢需求，其液体培养基应该以蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度，经多次传代培养可筛选出目标菌株，从功能上看，能进行筛选的培养基是选择培养基。
（4）已知菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，因此当培养基盐浓度为60g/L，pH为10时，菌株H可正常持续发酵60d以上，而盐浓度为60g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制，故该系统不需要灭菌。
（5）分析题意，扩大培养时，在适宜的营养物浓度、温度、pH等条件下，发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中氧气不足，使菌种进行无氧呼吸产生乙醇，即氧气（O2或溶解氧）是限制高密度培养的重要因素。
10．如图是利用发酵技术获得产品的过程图，①、②都表示这一过程中的步骤或者操作，根据该图以及学过的相关知识回答问题：
(1)写出数字标号处的操作：① 。其中②的目的是防止发酵过程中混入 ，进而影响生产的效率，甚至导致发酵失败。
(2)配制培养基时，一般要保证培养基中具有几类基本成分，分别是碳源、氮源、水、 。
(3)在发酵过程中，我们要不间断地监测发酵罐中的情况，了解发酵进程，必要时要添加营养物质，同时要严格控制发酵条件，如温度、PH、 等，因为环境条件的改变，不仅影响菌种的生长繁殖，而且可能会影响 的形成。
(4)为了进一步保持发酵液的无菌环境，我们在培养基中加入了青霉素，则该培养基不能用来培养 （填“细菌”或“真菌”）类微生物，而且要注意在最后处理发酵液的时候，不能将发酵液直接排到自然水体，其原因是：①发酵液中富含 ，可能会导致水体富营养化而出现水华等；②发酵液中加入的青霉素可能会导致自然界的细菌出现 种群，对人类的健康不利。
【答案】(1) 扩大培养 杂菌
(2)无机盐
(3) 溶解氧 菌种代谢产物
(4) 细菌 有机物 耐药性
【分析】分析题图：图中①为扩大培养，②为灭菌；培养基的基本成分是水、无机盐、碳源、氮源。
【详解】（1）分析流程图可知，图中①是将选育的菌种扩大培养，目的是增加菌种数量，②为灭菌，灭菌是为了防止杂菌污染，避免发酵过程中混入杂菌，进而影响生产的效率，甚至导致发酵失败。
（2）培养基的基本成分是水、无机盐、碳源、氮源，此外还可根据微生物的特殊需求加入生长因子等。
（3）在发酵过程中，要严格控制发酵条件，如温度、pH、溶解氧等，以确保发酵过程的顺利进行；由于环境条件的改变，不仅影响菌种的生长繁殖，而且可能会影响菌种代谢产物，如谷氨酸发酵中，在中性和弱碱性条件下积累谷氨酸，在酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，
（4）青霉素是一类抗生素，能够杀灭细菌，但不能杀灭真菌，故添加青霉素的培养基不能用于培养细菌类微生物；在最后处理发酵液的时候，不能将发酵液直接排到自然水体，其原因是发酵液中富含有机物，可能会导致水体富营养化而出现水华等，此外青霉素可能会导致自然界的细菌出现耐药性种群，对人类的健康不利。
比较项
理化因素的作用强度
消灭微生物的数量
芽孢和孢子能否被消灭
消毒
较为温和
部分生活状态的微生物
不能
灭菌
强烈
全部微生物
能
成分
NH4NO3
KH2PO4
CaCl2
FeSO4
维生素
蒸馏水
含量
0.5g
3.0g
0.5g
0.5g
少许
定容至1000ml
成分
NaNO3
K2HPO4
KCl
MgSO4·7H2O
FeSO4
葡萄糖
H2O
青霉素
含量
3g
1g
0．5g
0．5g
0．01g
30g
1L
0．1万单位
2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。
3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
通关卷35 发酵工程
（必备知识填空+优选试题精练）
考点01 传统发酵技术的应用
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：5分钟
1．千百年来，腐乳一直受到人们的喜爱。这是因为经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存。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。（P5）
2．像这种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化发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。传统发酵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。（P5）
3．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（反应简式①），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。
①C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶),\s\d5( ))2C3H6O3（乳酸）＋能量（P5）
4．酵母菌是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵（反应简式②），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 ℃。
②C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶),\s\d5( ))2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量（P6）
5．泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡。（P6“探究·实践”）
6．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（反应简式③）；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（反应简式④）。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 ℃。
③C6H12O6＋2O2eq \(――→,\s\up7(酶),\s\d5( ))2CH3COOH（乙酸）＋2H2O＋2CO2＋能量
④C2H5OH＋O2eq \(――→,\s\up7(酶),\s\d5( ))CH3COOH（乙酸）＋H2O＋能量（P7）
7．果酒自然发酵时，利用葡萄皮上的野生酵母菌；工业生产时，人工接种纯化的酵母菌，以提高发酵效率。（P7“探究·实践”）
8．果酒变果醋发酵改变两个条件：一、通氧，因为醋酸菌是好氧细菌；二、升高温度，因为果酒的发酵温度在18～30 ℃，而果醋的发酵温度在30～35 ℃。（P7“探究·实践”）
9．果酒与果醋发酵流程：挑选葡萄→冲洗（再去梗）→榨汁→酒精发酵eq \(――→,\s\up7(通氧),\s\d5(升温))乙酸发酵。（P7）
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
一、单选题
1．早在《诗经·邯风·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。下列叙述错误的是（ ）
A．条件适宜时乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸
B．常通过比色法对泡菜中的亚硝酸盐进行大致的估算
C．制作泡菜时腌制时间过长会引起细菌大量繁殖
D．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
【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、条件适宜时乳酸菌通过无氧呼吸可将蔬菜汁中的糖分解成乳酸，A正确；
B、通过比色法将显色反应后的样品与标准显色液进行比较，可对泡菜中的亚硝酸盐进行大致的估算，以确定泡菜中的亚硝酸盐的含量，B正确；
C、温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加，C错误；
D、向泡菜坛沿边水槽注水可以保持无氧环境，适宜发酵，D正确。
故选C。
2．下列关于果酒、果醋和腐乳制作的叙述，正确的是（ ）
A．为了防止发酵液受污染，应将选取的葡萄先去枝梗，再反复冲洗
B．醋酸发酵前，必须先将葡萄汁进行酒精发酵
C．当缺少糖源和氧气时，醋酸菌将乙醇转变为乙酸
D．腐乳制作过程中，有机物种类增加，但有机物的干重减少
【答案】D
【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.醋酸菌好氧型细菌，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℃。
3.豆腐的主要营养成分是蛋白质和脂肪，都是大分子有机化合物，难以消化、吸收，毛霉、酵母菌等多种微生物分泌的蛋白酶，能将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，在多种微生物的协同下，豆腐转变成腐乳．制作过程中需要加盐腌制。
【详解】A、为了防止发酵液受污染，应将选取的葡萄先冲洗再去枝梗，A错误；
B、当氧气、糖源都充足时，醋酸菌能将葡萄汁中的葡萄糖分解为醋酸，因而未必需要先进行酒精发酵，B错误；
C、当缺少糖源时，醋酸菌在有氧条件下，可将乙醇转变为乙酸，C错误；
D、腐乳制作过程中，由于微生物的作用，有机物种类增加，但有机物的干重减少，D正确。
故选D。
3．腐乳、泡菜、乳制品等传统发酵食品的制作离不开各种各样的微生物，其制作可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发酵物中的微生物进行发酵。下列相关叙述错误的是（ ）
A．制作腐乳过程中多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是毛霉
B．酵母菌是兼性厌氧微生物，可用于酿酒、制作馒头和面包等
C．泡菜制作时，加入“陈泡菜水”降低了发酵速度
D．醋酸菌是好氧细菌，可用于制作各种风味的醋
【答案】C
【分析】果酒的制作，选用的菌种为兼性厌氧型的酵母菌。果醋的制作，使用的醋酸菌是一种好氧菌，当氧气、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。制作腐乳的原理是：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。泡菜制作的原理是：乳酸菌在无氧条件下，将糖分解为乳酸。
【详解】A、制作腐乳时，多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，A 正确；
B、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，B正确；
C、“陈泡菜水”中含有现成的乳酸菌，在制作泡菜时，加入“陈泡菜水”的作用是增加乳酸菌含量，提高了发酵速度，C错误；
D、醋酸菌是好氧细菌，能将糖分解成醋酸，或将乙醇转化为乙醛、再将乙醛变为醋酸，可用于制作各种风味的醋，D正确。
故选C。
4．蓝莓鲜果肉质细腻，富含多种维生素及微量元素等营养物质，被誉为“浆果之王”。除生食外，蓝莓也可加工为蓝莓酒和蓝莓醋等。下列有关叙述正确的是（ ）
A．蓝莓酒和蓝莓醋的制作都必须在无菌条件下进行
B．用带盖的瓶子制作蓝莓酒时，拧松瓶盖的间隔时间一定要相同
C．当缺少糖源和O2时，醋酸菌能直接将乙醇转化为乙醛，再转化为乙酸
D．在蓝莓醋发酵完成时，在发酵液的液面上通常会出现一层醋酸菌膜
【答案】D
【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。在有氧的情况下酵母菌生长繁殖速度快，把糖分解成二氧化碳和水。在无氧的环境中酵母菌把糖分解成酒精和二氧化碳。
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】A、制作蓝莓酒时，利用蓝莓上携带的酵母菌进行发酵，制作蓝莓醋时，可直接将醋酸菌接种在蓝莓酒的发酵液中，二者不能在严格无菌的条件下进行，A错误；
B、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，但由于不同发酵瓶中酵母菌的数量不一定相同，因此放气时间间隔不一定相同，B错误；
C、当缺少糖源，但O2充足时，醋酸菌能直接将乙醇转化为乙醛，再转化为乙酸，因为醋酸菌是好氧菌，C错误；
D、蓝莓醋发酵过程中一般不会出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，这是醋酸菌膜，D正确。
故选D。
5．中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是（ ）
A．泡菜制作过程中，乳酸菌将葡萄糖分解生成H2O和CO2
B．馒头制作过程中，先用开水将酵母粉充分溶解，添加至面粉中
C．米酒制作过程中，将容器密封有利于酵母菌繁殖
D．酸奶制作过程中，制作后期乳酸菌会大量死亡
【答案】D
【分析】利用微生物的作用可制作美食，泡菜和酸奶的制作都是利用乳酸菌，乳酸菌是厌氧菌，可将葡萄糖分解成乳酸。
【详解】A、乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸，A错误；
B、酵母菌在开水中会死亡，不能进行呼吸作用，不能制成馒头，B错误；
C、酵母菌在有氧的条件下繁殖，密封有利于酒精产生，不利于繁殖，C错误；
D、酸奶制作后期，乳酸含量高，乳酸菌会大量死亡，D正确。
故选D。
6．蓝莓酒以蓝莓为原料酿造，富含花青素、蛋白质、脂肪、维生素、微量元素，被称为“液体黄金”，适量饮用能够养颜瘦身、延缓衰老、提高智力等；在蓝莓酒酿造过程中由于操作不慎，有的蓝莓酒转化成蓝莓醋，而蓝莓醋也具有养颜护肤、降压降脂以及改善记忆力等功效。下面关于蓝莓酒和蓝莓醋的叙述错误的是（ ）
A．参与蓝莓酒和蓝莓醋发酵的微生物来自蓝莓果实表面上的酵母菌和醋酸菌
B．蓝莓酒酿制的原理是蓝莓中的糖类通过酵母菌的无氧呼吸生成了酒精
C．蓝莓酒转化成蓝莓醋是因为醋酸菌在无氧的条件下将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸
D．酿制的蓝莓酒和蓝莓醋由于含有蓝莓果皮细胞中的花青素等而呈现不同颜色
【答案】C
【分析】果酒的发酵主要是利用酵母菌无氧呼吸产生酒精，酵母菌的代谢类型是兼性厌氧型，
果醋的发酵主要是利用醋酸菌无氧呼吸产生醋酸，醋酸菌的代谢类型是厌氧型。
【详解】A、参与蓝莓酒和蓝莓醋发酵的微生物来自蓝莓果实表面的酵母菌和醋酸菌，不需要接种，A正确；
B、酵母菌能进行无氧呼吸，在无氧的条件下，能把糖类分解成酒精和CO2，B正确；
C、醋酸菌是有氧呼吸菌，蓝莓酒转化成蓝莓醋是因为醋酸菌在有氧的条件下，将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转变为乙酸，C错误：
D、蓝莓果皮细胞中的液泡内含有花青素等多种色素，在酿制的过程中，这些色素进入了蓝莓酒和蓝莓醋中，呈现出不同的颜色，D正确。
故选C。
7．约9000年前，我们的祖先就会利用传统发酵技术生产果酒、果醋、泡菜和腐乳等发酵产品，后来又发展了发酵工程。下列有关叙述错误的是（ ）
A．传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，发酵工程则以单一菌种的液体发酵为主
B．果酒、腐乳发酵利用的主要菌种均是真核生物，果醋、泡菜发酵利用的主要菌种均是原核生物
C．果酒发酵的最适温度为18～30℃，果醋发酵的最适温度为30～35℃
D．进行泡菜发酵时，原材料只能装至八成满，是为了防止乳酸菌产生的CO2导致发酵液溢出
【答案】D
【分析】果酒发酵的主要菌种是酵母菌，果醋发酵的主要菌种是醋酸杆菌，腐乳制作的微生物主要是毛霉，泡菜制作的主要菌种是乳酸菌。
【详解】A、传统发酵技术所用的是天然存在的菌种，没有进行严格的灭菌，以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主；发酵工程为液体发酵和半固体发酵，A正确；
B、果酒、腐乳发酵利用的主要菌种分别是酵母菌和毛霉，均是真核生物，果醋、泡菜发酵利用的主要菌种分别是醋酸杆菌和乳酸菌，均是原核生物，B正确；
C、果酒发酵的最适温度为18～30℃，果醋发酵的最适温度为30～35℃，C正确；
D、乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸，不产生CO2，D错误。
故选D。
8．图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．发酵过程中酒精的产生速率越来越快
B．集气管中的气体都是酵母菌无氧呼吸产生的 CO2
C．发酵过程中酵母种群呈“J”型增长
D．如果发酵瓶漏气，发酵液表面可能会出现菌膜
【答案】D
【分析】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20℃左右；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℃。
【详解】A、酒精发酵过程中，开始时，酒精的产生速率逐渐加快，后来保持相对稳定，最后由于营养物质逐渐被消耗等原因，酒精的产生速率逐渐减慢，A错误；
B、集气管中的气体是酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2，B错误；
C、发酵过程中酵母种群呈“S”型增长，而后减少，C错误；
D、如果发酵瓶漏气，醋酸菌大量繁殖，发酵液表面可能会出现菌膜，D正确。
故选D。
二、实验题
9．啤酒是人类最古老的酒精饮料之一，以大麦芽、酒花、板栗花和水为主要原料发酵生产啤酒的流程如下，酒花、板栗花可以防腐并可使啤酒具有特殊风味。回答下列问题:
(1)大麦粉碎后经淀粉酶糖化会产生 和葡萄糖等，经过滤后得到糖浆，后加入酒花和板栗花浸提液后进行煮沸的目的是 。在主发酵过程中加入的啤酒酵母的代谢类型是 。
(2)酿酒的原理是 (用反应式表示)。
(3)下图1和图2分别表示板栗花浸提液添加量和板栗花浸提液投入阶段对板栗花啤酒的影响，由图1可知，随着板栗花浸提液添加量的增加，酒精度变化较小，感官评分呈现 的趋势。由图2可知，在麦汁煮沸阶段过早加入板栗花浸提液和在啤酒后发酵阶段加入板栗花浸提液，板栗花啤酒口感和气味的协调性均 后发酵前的接种阶段。
注:图2中1—5分别为麦汁煮沸后10min,煮沸后30min、煮沸后50min,接种阶段和后发酵阶段。
【答案】(1) 麦芽糖 消毒 异养兼性厌氧型
(2)
(3) 先升高后降低 低于
【分析】果酒制作的原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，酵母菌是兼性厌氧微生物，在缺氧条件下进行无氧呼吸，在氧气充足的条件下进行有氧呼吸，酵母菌具有核膜包被的细胞核，属于真核生物，适宜酵母菌生长的温度范围是18~25°C。
【详解】（1）大麦粉碎后，其中的淀粉经淀粉酶糖化会产生麦芽糖和葡萄糖等；经过滤后得到糖浆，后加入酒花和板栗花浸提液后进行煮沸的目的是对糖浆进行灭菌；酵母菌既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸，有氧呼吸产生二氧化碳和水，无氧呼吸产生活精和二氧化碳，其代谢类型是异养兼性厌氧型。
（2）参与啤酒制作的微生物主要是酵母菌，酵母菌无氧呼吸能产生酒精，化学式为。
（3）由图1可知，酿酒酵母主要完成酒精发酵，随着板栗花浸提液添加量的增加，酒精度变化较小，感官评分呈现先升高后降低的趋势；由图2可知，在麦汁煮沸阶段过早加入板栗花浸提液和在啤酒后酵阶段加入板栗花浸提液，板栗花啤酒口感和气味的协调性均低于主发酵前的接种阶段。
三、综合题
10．郫县豆瓣有着300多年的生产历史，它酱香醇厚浓郁，无需任何香精、香料，是川味食谱中常用的调味佳品，有着“川菜之魂”的称号，结合所学知识，回答下列问题：
(1)在豆瓣生产初期，要将蚕豆用水泡发后裹上酵母菌种与面粉放入无需密封的大缸中，一段时间后，在发酵液表面出现一定的气泡和泡沫，这些气泡主要是 （填气体名称）。
(2)发酵缸的底部随着时间的延长，酒味愈浓，产生酒精的反应式为 。
(3)完成上述步骤后，工人们将大缸中初步发酵的蚕豆放进曲坊，该工序称为“制曲”，曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断曲霉属于 （填“自养厌氧型”“异养厌氧型”或“异养需氧型”）微生物。
(4)将上述制得的霉瓣子与食盐、辣椒按照一定比例混合均匀，完成后期发酵，加入食盐的目的是 （写出两点）；后期发酵过程中，通过霉菌分泌的蛋白酶将蛋白质水解成小分子的 和氨基酸，同时分泌的脂肪酶能将脂肪分解成甘油和 ，从而使豆瓣口感细腻醇香。
【答案】(1)二氧化碳
(2)
(3)异养需氧型
(4) 抑制杂菌生长和调味 肽 脂肪酸
【分析】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.
2、腐乳制作过程中常用的菌种主要是毛霉，毛霉的菌丝分为直立菌丝和匍匐菌丝，直立菌丝产生孢子，又叫生殖菌丝，匍匐菌丝吸收营养，又称营养菌丝；腐乳制作的流程是：让豆腐长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制，加盐的目的是析出豆腐中的水分使其变硬，防止腐乳酥烂，同时抑制微生物生长，避免豆腐块变质。
【详解】（1）豆瓣是发酵产品，在无需密封的大缸中酵母菌进行有氧呼吸会产生水和CO2，形成气泡，故这些气泡主要是二氧化碳。
（2）酵母菌无氧呼吸产生酒精的反应式为：。
（3）不能将无机物（二氧化碳）合成有机物的生物属于异养型生物，根据题意“曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌”可知，曲霉需要营养物质有机物和氧气，故曲霉是异养需氧型微生物。
（4）豆瓣后期加入食盐的目的是抑制杂菌生长和调味。霉菌可以分泌蛋白酶和脂肪酶，蛋白酶能将蛋白质催化分解为小分子肽和氨基酸，脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸，从而使豆瓣口感细腻醇香。
考点02 微生物的培养技术及应用
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1．培养基的化学成分包括 水、无机盐、碳源、氮源 （基本成分）和生长因子等。
2．培养基的种类及用途：
（1）按物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。液体培养基应用于工业或生活生产，固体培养基应用于微生物的分离和鉴定，半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。
（2）按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴别培养基。
3．比较消毒和灭菌
4．微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。（P11）
5．分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是菌落。采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。（P12“探究·实践”）
6．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。（P16）
7．样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目。在实际操作中，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数为30～300、适于计数的平板。在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。（P18）
8．值得注意的是，统计的菌落数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。（P18）
9．除上述的活菌计数外，利用显微镜进行直接计数，也是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数得，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。（P18）
10．细菌计数板和血细胞计数板的计数原理相同。血细胞计数板比细菌计数板厚，常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数。用细菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数。（P18“相关信息”）
11．绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。（P18“探究·实践”）
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试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
一、单选题
1．下列关于无菌操作的叙述，正确的是（ ）
A．煮沸消毒不能杀死微生物的细胞
B．应尽量选择脱脂棉塞住试管口，否则容易造成吸水污染
C．配置培养基时应该先灭菌再调节pH
D．对于接种间应采用紫外线或药物熏蒸的方法进行杀菌或消毒
【答案】D
【分析】微生物实验室的培养的关键是无菌操作，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、接种用具和培养基等进行灭菌；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接触。
【详解】A、煮沸消毒法100℃煮沸5-6分钟只能杀死部分生活状态的微生物细胞，不能杀死芽孢、孢子，A错误；
B、由于脱脂棉吸水后容易引起污染，所以制作棉塞应该使用普通棉花，而不能使用医用的脱脂棉，B错误；
C、为避免杂菌污染，应先调节pH再灭菌，C错误；
D、紫外线能破坏DNA结构，对于接种间应采用紫外线或药物熏蒸的方法进行杀菌或消毒，以营造无菌环境，D正确。
故选D。
2．下列关于测定土壤中微生物数量的叙述，不正确的是（ ）
A．显微镜直接计数计算的结果比实际值偏大
B．当样品的稀释度足够高时，一个活菌会形成一个菌落
C．采用稀释涂布平板计数法获得的菌落数往往少于实际的活菌数
D．统计菌落数目时，只要菌落数目在30～300的平板都可以计数，并以它们的平均值作为统计结果
【答案】D
【分析】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。若要对微生物进行取样计数，接种方法只能是稀释涂布平板法。稀释涂布平板法则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。
【详解】A、由于显微镜直接计数无法区分死菌和活菌，故采用显微镜直接计数统计的结果比实际活菌数多，A正确；
B、当样品的稀释度足够高时，一个活菌会形成一个菌落，因而可用稀释涂布平板法进行微生物分离和计数，B正确；
C、采用稀释涂布平板计数法获得的菌落有可能是由多个细胞聚集在一起繁殖形成的，所以往往少于实际的活菌数，C正确；
D、为了保证结果准确，一般采用菌落数在30-300的平板进行计数，且要求在同一个稀释倍数下，且空白对照的菌落上没有菌落出现，D错误。
故选D。
3．实验室常用高压蒸汽灭菌锅进行灭菌，下列相关叙述正确的是（ ）
A．放入待灭菌物品后，关闭排气阀，即可打开电源加热
B．一般在压力为100kPa、温度121℃的条件下灭菌10min
C．高压蒸汽灭菌法可以杀灭物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子
D．若压力达到设定要求时，锅内没有达到相应温度，说明灭菌锅的温度计测量有误
【答案】C
【分析】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。
【详解】A、放入待灭菌物品后，加热灭菌锅，打开排气阀，排除锅内冷空气，A错误；
B、为达到良好的灭菌效果，一般在压力为100KPa，温度为121℃的条件下，维持15-30min，B错误；
C、高压蒸汽灭菌法是常用的湿热灭菌法之一，可以杀灭物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子，C正确；
D、若压力达到设定要求，而锅内没有达到相应温度，最可能的原因是未将锅内冷空气排尽，D错误。
故选C。
4．灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是（ ）
A．为了防止杂菌污染，应将配制好的选择培养基分装到培养皿中再进行高压蒸汽灭菌
B．配制培养基、倒平板、接种均需要在酒精灯火焰旁进行
C．为防止蛋白质变性，不能用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D．可用干热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
【答案】D
【分析】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。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、干热灭菌和湿热灭菌。
【详解】A、配制好的选择培养基应先进行高压蒸汽灭菌然后再进行倒平板操作，即分装到培养皿，A错误；
B、配置好的培养基需要灭菌，故配制培养基不需要在酒精灯火焰旁进行，倒平板、接种均需要在酒精灯火焰旁进行，B错误；
C、一般用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌，防止杂菌污染，C错误；
D、可用高压蒸汽灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌，也可用干热灭菌法进行，D正确。
故选D。
5．下表是培养某种微生物的培养基配方，以下说法正确的是（ ）
A．该培养基中含有碳源、氮源、水和无机盐四类物质
B．该培养基可用来培养硝化细菌，不能用来培养酵母菌
C．该培养基在培养硝化细菌时，需要密封
D．要用该培养基培养酵母菌，需要加入葡萄糖作为氮源
【答案】B
【分析】培养基：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，是进行微生物培养的物质基础。微生物培养基需要为微生物繁殖提供碳源、氮源、水、无机盐等营养物质，此外还要满足微生物对特殊营养物质，pH和O2的需求。
【详解】A、分析题表可知，该培养基中不含有碳源，A错误；
B、由A分析可知，该培养基中不含有碳源，而酵母菌是异养生物，硝化细菌是自养生物，其可以利用空气中CO2来合成有机物，因此该培养基可用来培养硝化细菌，不能用来培养酵母菌，B正确；
C、硝化细菌需要利用空气中的CO2来合成有机物，因此该培养基在培养硝化细菌时，不能密封，C错误；
D、要用该培养基培养酵母菌，需要加入葡萄糖作为碳源，D错误。
故选B。
6．在微生物培养的过程中，需要通过选择培养或鉴别培养的方法来筛选出目标菌种，下列与之相关的叙述中不正确的是（ ）
A．纤维素分解菌能够将淀粉分解为葡萄糖
B．尿素分解菌能够将尿素分解为氨，从而使酚红指示剂变红
C．在培养基中加入抗生素能够筛选出具有相应抗性的菌株
D．在含有碳酸钙的培养基上生长的乳酸菌菌落周围会出现“溶钙圈”
【答案】A
【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】A、纤维素分解菌可以产生纤维素酶将纤维素分解为葡萄糖，根据酶的专一性可推测，纤维素分解菌应该不能够分解将淀粉分解为葡萄糖，A错误；
B、尿素分解菌能够将尿素分解为氨，从而使培养基的pH上升，酚红指示剂变红，B正确；
C、在培养基中加入抗生素能够正常生长的是具有相应抗性的菌株，进而可将其筛选出来，C正确；
D、在含有碳酸钙的培养基上生长的乳酸菌菌落周围会出现“溶钙圈”，因为乳酸菌产生的乳酸可以和碳酸钙反应并将其溶剂，表现出溶钙圈，D正确。
故选A。
7．某同学用下表所示的培养基培养纤维素分解菌。下列叙述正确的是（ ）（青霉素会抑制细菌生长）
A．根据物理性质，该培养基属于固体培养基
B．该培养基可用来筛选抗青霉素的微生物
C．该微生物的培养基适合新冠病毒的培养
D．该培养基用于培养纤维素分解菌，应除去葡萄糖，添加纤维素
【答案】B
【分析】1.培养基的营养构成一般都含有碳源、氮源、水和无机盐。此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。
2.培养基按照物理性质分为固体培养基和液体培养基；按照用途分为选择培养基和鉴别培养基。
【详解】A、该培养基不含琼脂，根据物理性质，该培养基属于液体培养基，A错误；
B、该培养基中加入了青霉素，具有抑制细菌生长的作用，可用来筛选抗青霉素的微生物，B正确；
C、病毒必须依赖于活细胞才能生存，而培养基是没有生命的有机物或无机物，病毒在上面不能生存，C错误；
D、青霉素能抑制细菌生长，故该培养基中除去（CH2O）和青霉素，添加纤维素才可进行培养纤维素分解菌，D错误。
故选B。
8．原油中含有大量有害的、致癌的多环芳烃，土壤中有些细菌可以利用原油中的多环芳烃作为碳源，在培养基中形成分解圈。为筛选出能高效降解原油的菌株并投入除污，某小组同学设计了相关实验。下列有关实验的叙述，不正确的是（ ）
A．应配制来源于被原油污染土壤的土壤稀释液备用
B．配制以多环芳烃为唯一碳源的选择培养基
C．将土壤稀释液灭菌后接种到选择培养基上
D．在选择培养基上能形成分解圈的可能为所需菌种
【答案】C
【分析】筛选分离目的微生物的一般步骤是：样品取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株。选择培养基是指通过培养混合的微生物，仅得到或筛选出所需要的微生物，其他不需要的种类在这种培养基上是不能生存的。筛选分离能够利用原油中的多环芳烃为碳源的细菌需要以原油（多环芳烃）为唯一碳源的选择培养基，用稀释涂布平板法或平板划线法接种分离。
【详解】A、筛选能够利用多环芳烃为碳源的菌种，应在被原油污染的土壤中获取，所以应配制来源于被原油污染的土壤稀释液作为菌液进行接种，A正确；
B、配制选择性培养基，该培养基与通用培养基成分的主要区别应该是以原油（多环芳烃）为唯一碳源，这样在该培养基上只有能分解原油的微生物能在该培养基上生长，而其他微生物的生长被抑制，B正确；
C、在无菌环境下，将土壤稀释液接种到选择培养上，若将土壤稀释液灭菌后会杀死原有菌种，导致实验失败，C错误；
D、题意显示，有些细菌可以利用原油中的多环芳烃为碳源，在培养基中形成分解圈”，据此可知，在选择性培养基上能形成分解圈的即为所需菌种，D正确。
故选C。
二、综合题
9．饲养动物常用的植物饲料中含有难溶解的植物钙，很难被动物吸收利用，如在饲料中添加植酸酶，则能催化其水解成为可以吸收利用的磷酸盐等。以下是科研人员从土壤中分离产植酸酶细菌菌株的过程示意图。
(1)在实验室培养微生物， 是研究和应用微生物的前提。
(2)为了解土壤中产植酸酶的细菌数量，取1g土壤加入99mL无菌水，制备成细菌悬液，经 后，获得细胞密度不同的细菌悬液。若将最后一个试管中的菌液每次吸取0.1mL涂布到三个培养基。一段时间后，菌落数分别是168、175、167个，则1g土壤中含有此菌的菌体数 个。该方法计数结果往往比实际值偏低，原因是 。
(3)制备产植酸酶的细菌菌株初筛平板是，需要将培养基的pH调至 性。该培养基可采用 法进行灭菌，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌植酸钙粉末，充分混合后到平板，加入植酸钙的目的是 ，达到检测菌种分泌植酸酶的能力。
(4)实验结果显示A~E五种菌株中， 是产植酸酶最理想的菌株。
【答案】(1)防止杂菌污染获得纯净的微生物培养物
(2) 等比稀释 1.7×108 当2个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只有一个菌落
(3) 中性或弱碱性 湿热灭菌 使培养基不透明，从而培养形成的产植酸酶菌落的周围形成透明圈
(4)E
【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；根据物理性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。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）防止杂菌污染，获得纯净的微生物培养物是研究和应用微生物的前提。
（2）接种前进行的一系列操作，目的是在固体培养基表面形成单菌落，一般用等比稀释（系列梯度稀释）的方法获得细胞密度不同的细菌悬液；微生物培养计数时应选择菌落在30-300之间的进行计数，一段时间后，菌落数分别是168、175、167个，此时稀释倍数是105倍，则1g土壤中含有此菌的菌体数=（168+175+167）÷3×105÷0.1=1.7×108个；由于当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只有一个菌落，所以该方法计数结果往往比实际值偏低。
（3）制备产植酸酶的细菌菌株初筛平板时，需要将培养基的pH调至中性或微碱性；该培养基可采用湿热灭菌（或湿热灭菌中的高压蒸汽灭菌）；由题干信息可知，固体培养基中加入植酸钙会导致培养基不透明，微生物发酵产生的酸能溶解植酸钙形成透明圈，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌植酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入植酸钙的目的是使培养基不透明，从而使经培养形成的产植酸酶菌落的周围形成透明圈，达到检测菌种分泌植酸酶的能力。
（4）实验结果显示A～E五种菌株中，E菌种周围的透明圈最大，则E是产植酸酶最理想的菌株。
10．市政污泥堆肥过程中大量释放的含硫臭气不仅会污染周围环境，也会降低堆肥质量。研究人员按下图所示流程从污泥堆肥物料中筛选纯化出一株耐高温硫氧化菌LYH-1。
(1)实验中用到的培养基常用 法进行灭菌，该方法灭菌的原理是 。
(2)③过程配置一系列不同浓度的菌液，若将不同浓度的菌液分别涂布到平板上培养，从中选择出菌落数为 的平板可用于进行计数。
(3)涂布平板后每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目 时的记录作为结果。
(4)⑤过程发现以葡萄糖为碳源时，LYH-1菌株硫氧化产物硫酸盐产量最高，葡萄糖在LYH-1菌株生长代谢过程中的作用是 （答出两点即可）。
(5)将筛选出的LYH-1菌株连续培养多代，将每一代都接种在适宜培养基上，在55℃高温条件下培养，比较硫酸盐的生产量。若每代硫酸盐产量 ，说明其能稳定遗传。
【答案】(1) 高压蒸汽 高温破坏了构成菌体的蛋白质结构，使蛋白质变性失活
(2)30～300
(3)稳定
(4)提供能量、为其他有机物的合成提供原料
(5)基本一致
【分析】实验室常用的灭菌方法：
（1）灼烧灭菌：将微生物的接种工具，如接种环、接种针或其他金属工具，直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以迅速彻底地灭菌。
（2）干热灭菌：能耐高温的，需要保持干燥的物品，如玻璃器皿（吸管、培养皿）和金属用具等，可以采用这种方法灭菌。
（3）高压蒸汽灭菌：将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内，为达到良好的灭菌效果，一般在压力为100kPa,温度为121℃的条件下，维持15～30min。
【详解】（1）实验中用到的培养基常用高压蒸汽灭菌，该方法能灭菌的原理是：高温破坏了构成菌体的蛋白质结构，使蛋白质变性失活，从而达到杀死细菌的目的。
（2）稀释涂布之前要先进行一系列梯度的稀释，③过程配制一系列不同浓度的菌液，若将不同浓度的菌液分别涂布到平板上培养，从中选择出菌落数为30～300的平板可用于进行计数，通过计算获得平均值得到相应的数据。
（3）涂布平板后每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。
（4）⑤过程发现以葡萄糖为碳源时，LYH-1菌株硫氧化产物硫酸盐产量最高，葡萄糖在LYH-1菌株生长代谢过程中的作用表现为既可以作为能源物质为LYH-1菌株生长提供能量，代谢过程中的中间物质也可以为其他有机物的合成提供原料。
（5）将筛选出的LYH-1菌株连续培养多代，将每一代都接种在适宜培养基上，在55℃高温条件下培养，比较硫酸盐的生产量。若每代硫酸盐产量基本一致，说明其能稳定遗传，可作为生产用菌种。
考点03 发酵工程及其应用
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1．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。（P22）
2．性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。（P22）
3．现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。（P23）
4．环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。如谷氨酸的发酵生产：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。（P23）
5．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，即可得到产品。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。（P23）
6．在我们的日常生活中，利用发酵工程生产的食品以及与食品有关的产品比比皆是，主要包括以下三个方面。第一，生产传统的发酵产品。第二，生产各种各样的食品添加剂。第三，生产酶制剂。（P24～26）
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一、单选题
1．啤酒发酵依赖于发酵工程，产品质检可应用“电子舌”，“电子舌”可根据不同滋味信号传感器呈现的响应值对啤酒风味进行评价。右图为用“电子舌”对发酵液 L1、L2、L3的检测结果，相关叙述错误的是（ ）
A．大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成
B．装置密闭发酵过程中，酒精浓度会持续上升
C．不同的啤酒风味不同，受发酵的温度和时间影响
D．发酵液 L1和L2风味相近，而 L3涩味较重
【答案】B
【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、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，A正确；
B、装置密闭发酵过程中，随着酒精浓度的增加会抑制酵母菌的代谢，因此酒精浓度不会持续上升，B错误；
C、温度会影响酶的活性，不同的啤酒风味不同，受发酵的温度和时间影响，C正确；
D、由题图可知， L1和 L2两种发酵液在味觉雷达图中的分布情况差不多，说明这两种发酵液的口味相近，而L3涩味较强，D正确。
故选B。
2．下图是奶酪的简要制作过程，其中凝乳即凝固的牛奶。下列叙述正确的是（ ）
A．发酵前应使用煮沸消毒法处理牛奶
B．参与乳酸发酵的主要微生物具核膜
C．加热、压缩可去除凝乳中多余的水分
D．浓盐水中含O2少，故有利于奶酪的保存
【答案】C
【分析】奶酪是以牛奶为原料，加入乳酸菌发酵而成，牛奶经乳酸菌的发酵后形成凝乳，利于消化。
【详解】A、对于牛奶等一些不耐高温的液体可使用巴氏消毒法，即在62～65℃消毒30min或80～90℃处理30s～1min，可以杀死牛奶中的绝大多数微生物，并且不破坏牛奶的营养成分，A错误；
B、参与乳酸发酵的微生物主要是乳酸菌，为原核生物，没有核膜，B错误；
C、加热有利于水分蒸发，压缩可排出水分，故加热、压缩可去除凝乳中多余的水分，C正确；
D、在浓盐水中，微生物失水过多死亡，故盐渍有利于奶酪的保存，D错误。
故选C。
3．微生物发酵工程常利用谷氨酸棒状杆菌大量生产谷氨酸，从而制取谷氨酸钠（味精）。下图为谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径。下列叙述错误的是（ ）
A．通常使用固体培养基分离获得谷氨酸棒状杆菌单菌落
B．不需要监控发酵过程的营养供给、氧气、温度及pH等变化
C．在中性或弱碱性条件下，谷氨酸棒状杆菌才能通过代谢积累谷氨酸
D．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
【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，产品的分离、提纯等方面，其中的发酵是发酵工程的中心环节。
【详解】A、微生物在固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落，因此通常使用固体培养基分离获得谷氨酸棒状杆菌单菌落，A正确；
B、在发酵过程中，要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件，因此需要监控发酵过程的营养供给、氧气、温度及pH等变化，B 错误；
C、谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下，谷氨酸棒状杆菌才能通过代谢积累谷氨酸，在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，C正确；
D、发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身，D正确。
故选B。
4．下列有关微生物培养与应用的叙述，正确的是（ ）
A．培养基中均需要加入碳源，氮源，无机盐
B．在培养细菌时一般需要将培养基调至中性或弱碱性
C．要判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置未接种的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照
D．要从多种细菌中分离出某种细菌，培养基要用液体培养基
【答案】B
【分析】生物的各种培养基配方一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四类营养；选择培养基只允许特定种类的微生物生长，又要抑制或阻止其他种类微生物生长。
【详解】A、培养基中不一定非要加入碳源或氮源，例如可进行自养的生物不需要添加碳源，A错误；
B、在培养细菌时一般需要将培养基调至中性或弱碱性，B正确；
C、要判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置接种的、没有选择作用的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，要遵循单一变量原则，C错误；
D、要从多种细菌中分离出某种细菌，需要形成菌落，培养基要用固体培养基，D错误。
故选B。
5．下列关于微生物培养的叙述，错误的是（ ）
A．获得纯培养物的关键是防止外来杂菌入侵
B．划线分离可在培养基上获得均匀分布的单菌落
C．高温灭菌的目的是杀死微生物的细胞、孢子和芽孢
D．培养时应把接种微生物的培养皿和未接种的培养皿一起培养，作为对照
【答案】B
【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、获得纯净培养物的关键是无菌操作，防止外来杂菌入侵；A正确；
B、划线分离是通过连续划线实现的，因而菌落在培养基上的分布是不均匀的，在划线的最后区域可以得到的单菌落，B错误；
C、高温灭菌的目的是高温杀死一切微生物，包括芽孢和孢子，C正确；
D、培养时应把接种微生物的培养皿和未接种的培养皿一起培养，作为对照，用于验证培养基是否合格，D正确。
故选B。
6．细菌性肺炎一般需要注射或口服抗生素进行治疗。当细菌出现耐药性时，疗效下降。金黄色葡萄球菌（SAU）是细菌性肺炎的病原体之一。A、B、C、D四种抗生素均可治疗SAU引起的肺炎。为选出最佳疗效的抗生素，研究者分别将含等剂量抗生素A、B、C、D四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于SAU均匀分布的平板培养基上，在适宜条件下培养48h，结果如图。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．可选择牛肉膏蛋白胨培养基，对SAU菌种进行扩增培养
B．SAU细胞内含由一种核酸和蛋白质构成的结构
C．A、B、C、D四种抗生素，抑菌效果最佳的是抗生素A
D．滤纸片b周围透明圈中出现一菌落，可能是该菌落在抗生素B的作用下发生了基因突变
【答案】D
【分析】分析题图：图示表示分别将含等剂量抗生素A、B、C、D四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于SAU均匀分布的平板培养基上，抑菌圈越大，说明该抗生素的抑菌效果越好。
【详解】A、由于牛肉膏蛋白胨通用培养基中含有SAU菌种生长所需要的全部营养，故可选择牛肉膏蛋白胨培养基，对SAU菌种进行扩增培养，A正确；
B、SAU细胞内含核糖体，核糖体是由一种核酸（RNA）和蛋白质构成的结构，B正确；
C、A、B、C、D四种抗生素均可抑制SAU的增殖，所形成的透明圈与菌落直径越大，说明抑制效果越强，因此抑菌效果最佳的是抗生素A，C正确；
D、滤纸片b周围透明圈中出现一菌落，说明抗生素B不能抑制该细菌，则可能是该菌落发生了基因突变，但抗生素B只是起到选择作用，不是抗生素B诱导产生的，该变异本身就存在，D错误。
故选D。
7．野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长，发生基因突变产生的氨基酸依赖型菌株需要在基本培养基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N单独接种在基本培养基上时，均不会产生菌落。某同学实验过程中发现，将M、N菌株混合培养一段时间，充分稀释后再涂布到基本培养基上，培养后出现许多由单个细菌形成的菌落，将这些菌落分别接种到基本培养基上，培养后均有菌落出现。下列对该同学实验过程及结果的分析，不合理的是（ ）
A．操作过程中可能出现了杂菌污染
B．M、N菌株能互为对方提供所缺失的氨基酸
C．混合培养过程中，菌株中已突变的基因可能再次发生突变
D．观察菌落的颜色、形状和大小等可对菌种进行初步鉴定
【答案】B
【分析】甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N由于各自不能够合成甲硫氨酸和苏氨酸导致无法在基本培养基上生长，而两者要单独在基本培养基中存活需要各自添加甲硫氨酸、苏氨酸。
【详解】A、操作过程当中出现杂菌污染，基本培养基上生长的为杂菌，A正确；
B、若M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸形成的菌落，需要MN混合在一起才能生存，而该菌落来自于单个细菌形成的菌落，而题干中进行了充分稀释，单个细菌缺少必须的氨基酸，不能形成菌落，B错误；
C、基因突变是不定向的，在混合培养过程中，菌株当中已突变的基因也可能再次发生突变得到可在基本培养基上生存的野生型大肠杆菌，C正确；
D、通过观察菌落的颜色、形状和大小等可对菌种进行初步鉴定，D正确。
故选B。
8．酿酒和酿醋技术在我国有相当悠久的历史，古诗有记载“风吹柳花满店香，吴姬压酒唤客尝”“酒顷一斗鸢肩客，醋设三杯羊鼻公”。下列关于果酒和果醋酿制的叙述，错误的是（ ）
A．果酒发酵中酒精浓度过高不利于酵母菌的生长繁殖
B．果酒发酵转变为果醋发酵需要改变氧气含量和温度等条件
C．与野生菌种相比，在果汁中加入人工培养的酵母菌可加快发酵进程
D．若利用发酵罐进行发酵，在发酵彻底结束后对发酵液进行监测即可
【答案】D
【分析】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℃。
【详解】A、酒精浓度过高，会抑制酵母菌的生长繁殖，A正确；
B、果酒发酵后期为无氧环境，温度需控制在18～30℃，而果醋发酵需有氧环境，温度需控制在30～35℃，因此，果酒发酵转变为果醋发酵需要改变氧气含量和温度等条件，B正确；
C、人工培养的酵母菌纯度较高，可加快发酵进程，因此，与野生菌种相比，在果汁中加入人工培养的酵母菌可加快发酵进程，C正确；
D、发酵过程中需要定期对发酵液进行监测，D错误。
故选D。
二、综合题
9．国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜（甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖）为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值，工艺流程如图所示。
回答下列问题：
(1)发酵工程一般包括菌种的选育、 、培养基的配制、灭菌、接种、 、产品的分离、提纯等方面。
(2)三位同学用稀释涂布平板法测定某一时间段内嗜盐单胞菌H的数量，在对应稀释倍数为106的稀释液中各取0.1mL涂布平板，得到以下统计结果：
甲同学涂布了两个平板，统计的菌落数是236和260，取平均值248；
乙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是209、240和250，取平均值233；
丙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是21、212和256，取平均值163。
在三位同学的统计中， 同学的统计是正确的。据此计算，每克土壤样品中含该细菌 个。稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，原因是 。
(3)为获得对蔗糖的耐受能力和利用效率高的菌株H，可将蔗糖作为液体培养基的 ，并不断提高其浓度，多代培养选择。从功能上看，所用培养基为 。
(4)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60d以上。该系统不需要灭菌，分析原因一是培养基的盐浓度设为60g/L，其他杂菌因 而死亡：二是pH为10的条件下，其他杂菌 ，生长繁殖受抑制。
(5)研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中 可能是高密度培养的限制因素。
【答案】(1) 扩大培养 发酵或发酵罐内发酵
(2) 乙 2.33×109 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的往往只是一个菌落
(3) 唯一碳源 选择培养基
(4) 失水过多 酶变性失活
(5)氧气（或溶解氧）
【分析】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。发酵工程的基本环节：选育菌种、扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵罐内发酵、产品的分离、提纯等方面。
【详解】（1）发酵工程的内容包括菌种选育、扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵罐内发酵、产品的分离、提纯（生物分离工程）等方面。
（2）为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300、适于计数的平板计数，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，增强实验的说服力与准确性。在三位同学的统计中，甲同学只涂布了两个平板，偶然性太大，丙同学应选择菌落数在30～300、适于计数的平板计数，故只有乙同学的统计是正确的。据此计算，每克土壤样品中含该细菌=（233÷0.1）×106=2.33×109个。稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，原因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。
（3）根据题意分析，该实验的目的是提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，结合微生物的代谢需求，其液体培养基应该以蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度，经多次传代培养可筛选出目标菌株，从功能上看，能进行筛选的培养基是选择培养基。
（4）已知菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，因此当培养基盐浓度为60g/L，pH为10时，菌株H可正常持续发酵60d以上，而盐浓度为60g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制，故该系统不需要灭菌。
（5）分析题意，扩大培养时，在适宜的营养物浓度、温度、pH等条件下，发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中氧气不足，使菌种进行无氧呼吸产生乙醇，即氧气（O2或溶解氧）是限制高密度培养的重要因素。
10．如图是利用发酵技术获得产品的过程图，①、②都表示这一过程中的步骤或者操作，根据该图以及学过的相关知识回答问题：
(1)写出数字标号处的操作：① 。其中②的目的是防止发酵过程中混入 ，进而影响生产的效率，甚至导致发酵失败。
(2)配制培养基时，一般要保证培养基中具有几类基本成分，分别是碳源、氮源、水、 。
(3)在发酵过程中，我们要不间断地监测发酵罐中的情况，了解发酵进程，必要时要添加营养物质，同时要严格控制发酵条件，如温度、PH、 等，因为环境条件的改变，不仅影响菌种的生长繁殖，而且可能会影响 的形成。
(4)为了进一步保持发酵液的无菌环境，我们在培养基中加入了青霉素，则该培养基不能用来培养 （填“细菌”或“真菌”）类微生物，而且要注意在最后处理发酵液的时候，不能将发酵液直接排到自然水体，其原因是：①发酵液中富含 ，可能会导致水体富营养化而出现水华等；②发酵液中加入的青霉素可能会导致自然界的细菌出现 种群，对人类的健康不利。
【答案】(1) 扩大培养 杂菌
(2)无机盐
(3) 溶解氧 菌种代谢产物
(4) 细菌 有机物 耐药性
【分析】分析题图：图中①为扩大培养，②为灭菌；培养基的基本成分是水、无机盐、碳源、氮源。
【详解】（1）分析流程图可知，图中①是将选育的菌种扩大培养，目的是增加菌种数量，②为灭菌，灭菌是为了防止杂菌污染，避免发酵过程中混入杂菌，进而影响生产的效率，甚至导致发酵失败。
（2）培养基的基本成分是水、无机盐、碳源、氮源，此外还可根据微生物的特殊需求加入生长因子等。
（3）在发酵过程中，要严格控制发酵条件，如温度、pH、溶解氧等，以确保发酵过程的顺利进行；由于环境条件的改变，不仅影响菌种的生长繁殖，而且可能会影响菌种代谢产物，如谷氨酸发酵中，在中性和弱碱性条件下积累谷氨酸，在酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，
（4）青霉素是一类抗生素，能够杀灭细菌，但不能杀灭真菌，故添加青霉素的培养基不能用于培养细菌类微生物；在最后处理发酵液的时候，不能将发酵液直接排到自然水体，其原因是发酵液中富含有机物，可能会导致水体富营养化而出现水华等，此外青霉素可能会导致自然界的细菌出现耐药性种群，对人类的健康不利。
比较项
理化因素的作用强度
消灭微生物的数量
芽孢和孢子能否被消灭
消毒
较为温和
部分生活状态的微生物
不能
灭菌
强烈
全部微生物
能
成分
NH4NO3
KH2PO4
CaCl2
FeSO4
维生素
蒸馏水
含量
0.5g
3.0g
0.5g
0.5g
少许
定容至1000ml
成分
NaNO3
K2HPO4
KCl
MgSO4·7H2O
FeSO4
葡萄糖
H2O
青霉素
含量
3g
1g
0．5g
0．5g
0．01g
30g
1L
0．1万单位
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