第1章 发酵工程——章末总结(共73张PPT)

(共73张PPT)
第1章　发酵工程
章末总结
泡菜、果酒、果醋制作中所用菌种及发酵条件控制的比较
比较项目 泡菜制作 果酒制作 果醋制作
条件 控制 氧气 无氧 前期有氧，后期无氧 有氧
温度 室温 18～30 ℃ 30～35 ℃
时间 腌制15天左右 10～12天 7～8天
操作提示 泡菜坛的选择；腌制的条件 材料的选择与处理；防止发酵液被污染；控制好发酵条件；正确使用发酵装置 　　　　下列关于泡菜、果酒、果醋制作相关的叙述，正确的是
(　　)
A．三者制作过程中的最适温度相同
B．在泡菜、果酒、果醋制作过程中都需要严格灭菌
C．发酵所用的菌种不同，但代谢类型相同
D．制作泡菜时泡菜坛一般要密封，主要目的是创造无氧条件
【答案】D
【解析】泡菜制作所需要的适宜温度是室温，果酒制作所需要的适宜温度是18～30 ℃，果醋制作所需要的适宜温度是30～35 ℃，A错误；传统制作泡菜、果酒、果醋过程中不需要严格灭菌，B错误；泡菜制作使用的菌种是乳酸菌，代谢类型为异养厌氧型，果酒制作使用的菌种为酵母菌，代谢类型为异养兼性厌氧型，果醋制作使用的菌种为醋酸菌，代谢类型为异养需氧型，C错误；制作泡菜时泡菜坛一般要密封，主要目的是创造无氧条件，D正确。
微生物的营养及功能、培养基类型及配制原则、无菌操作技术等是进行微生物培养与分离必不可少的知识。
1．培养基的制备
配制培养基→溶化→定容→调pH→灭菌→倒平板
微生物的纯培养
2．无菌技术
无菌技术主要包括消毒和灭菌。实验室中常用紫外线或化学药物进行消毒，如接种室、超净工作台的紫外线消毒及用酒精擦拭双手消毒；灭菌的方法主要有灼烧灭菌、湿热灭菌、干热灭菌。另外还需注意操作过程中无菌环境的营造，如在酒精灯火焰附近进行操作。
3．倒平板
严格按照教材操作步骤进行，倒平板时培养基需冷却至50 ℃左右，在酒精灯火焰附近无菌区域进行倒平板操作，注意皿盖和皿底之间的部分不能溅有培养基，平板冷凝后，将平板倒过来放置。
4．接种
常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，两者的比较如下：
项目 平板划线法 稀释涂布平板法
接种工具 接种环 涂布器
关键操作 连续划线 梯度稀释；涂布平板
操作注意 事项 每次划线前后均需灼烧接种环 稀释度要足够高，为确保实验成功可以增加稀释度的范围
结果 可以获得单个菌落 可以获得单个菌落
项目 平板划线法 稀释涂布平板法
获取菌落 从具有显著菌落特征的区域的菌落中挑取菌落 从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌落
优点 操作简单，可以观察菌落特征，可以对混合菌进行分离 可以观察菌落特征，可以进行菌落计数
缺点 不能进行计数 操作复杂，吸收量较少，平板湿度大，容易造成菌落蔓延
　　　　做“微生物的纯化培养与数量测定”实验时，下列相关叙述正确的是 (　　)
A．任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐
B．倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上
C．进行接种时，采用平板划线法和稀释涂布平板法都可获得单个菌落，都可进行计数
D．进行微生物的数量测定，应在菌落数目稳定时，选择平板数在30～300的菌落进行计数
【答案】D
【解析】不同的微生物需要的营养不同，如自生固氮菌能利用空气中的N2为氮源，因而培养基中无需添加氮源，A错误；倒平板过程中为了防止杂菌污染，应该打开一条稍大于瓶口的缝隙，B错误；进行接种时，平板划线法和稀释涂布平板法都可获得单个菌落，但平板划线法不能进行计数，C错误；进行微生物的数量测定，为了使计数结果更准确，应在菌落数目稳定时，选择平板数在30～300的菌落进行计数，D正确。
　　　　下列关于平板划线法和稀释涂布平板法的描述，正确的是 (　　)
A．都要将菌液进行一系列的梯度稀释
B．平板划线法是将不同稀释度的菌液通过接种环连续划在固体培养基表面
C．稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基上进行培养
D．都会在培养基表面形成单个菌落
【答案】D
【解析】平板划线法不需要进行梯度稀释，用接种环蘸取菌液直接在固体培养基上进行连续划线，当划线次数足够多时，可以获得单个菌落，A、B错误；稀释涂布平板法需要将不同稀释度的菌液涂布到固体培养基的表面，当稀释度足够高时，可以获得单个菌落，C错误；平板划线法和稀释涂布平板法都能在固体培养基表面形成单个菌落，D正确。
1．利用选择培养基分离纯化某种微生物
(1)在基本培养基中加入青霉素可分离纯化酵母菌、霉菌；在基本培养基中加入高浓度的食盐可分离纯化金黄色葡萄球菌。
(2)普通培养基在无氧条件下可分离出厌氧型、兼性厌氧型微生物。
(3)无氮培养基：分离纯化固氮菌，如圆褐固氮菌。
(4)不含有机碳源的培养基：分离纯化自养型细菌，如硝化细菌。
(5)将石油作为唯一碳源的培养基可分离出能分解石油的细菌。
鉴别和分离微生物的实验设计
2．利用鉴别培养基检验某种微生物是否存在
鉴别培养基时根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的，用以鉴别不同种类的微生物。例如利用刚果红染色法可以鉴别纤维素分解菌，纤维素分解菌的菌落会出现以该菌为中心的透明圈。
　　　　甲、乙、丙是三种微生物，下表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在Ⅲ中正常生长繁殖；甲能在Ⅰ中正常生长繁殖，而乙和丙都不能；乙能在Ⅱ中正常生长繁殖，甲、丙都不能。下列说法正确的是 (　　)
组 别 粉状硫10 g K2HPO4 4 g FeSO4 0.5 g 蔗糖 10 g (NH4)2SO4 0.4 g H2O 100 mL MgSO4 9.25 g CaCl2
0.5 g
Ⅰ ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ ＋
Ⅱ ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ ＋ ＋
Ⅲ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
A．甲、乙、丙都是异养微生物
B．甲、乙都是自养微生物、丙是异养微生物
C．甲是异养微生物、乙是固氮微生物、丙是自养微生物
D．甲是固氮微生物、乙是自养微生物、丙是异养微生物
【答案】D
【解析】利用不同的选择培养基可分离出所需的微生物，从表格中可以看出，Ⅰ培养基中无氮源，Ⅱ培养基中无碳源，Ⅲ为完全培养基。由此可知，能在Ⅰ中生存的甲是固氮微生物，能在Ⅱ中生存的乙是自养微生物，丙只在Ⅲ中存活，为异养微生物，故D正确。
典练·素养提升
素养解读：本章是发酵工程，通过学习传统发酵技术的应用、微生物的培养技术及应用，发酵工程及其应用，认识从传统发酵技术到发酵工程发展的过程。本章涉及的核心素养有生命观念(结合生活或生产实例，举例说出培养基、灭菌等有关微生物培养的基本概念，掌握培养基的制备、高压蒸汽灭菌、平板划线法和稀释涂布平板法等技术的基本原理)、科学思维(了解传统发酵技术和发酵工程技术在日常生活、医药、
食品、环保及其他农业生产上的重要应用)、科学探究(运用相关技术解决生产生活中有关微生物计数、微生物分离与培养等实际问题，针对人类生产或生活的某一需求，选取合适的技术和方法，尝试提出初步的构想，进行简单的设计)、社会责任(运用生物学的基本概念和原理，阐述发酵工程对人类生产和生活的影响)。
1．(生命观念)下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方，请根据表格和所学知识回答下列相关问题。
成分 蛋白胨 乳糖 蔗糖 K2HPO4 显色剂(伊红美蓝) 琼脂
含量/g 10.0 5.0 5.0 2.0 0.2 12.0
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL (1)大肠杆菌的同化类型为__________，从生态系统的成分上看，大肠杆菌属于______________________。
(2)在微生物的实验室培养中，获得纯净培养物的关键是________ ________，因此需对培养基和培养皿进行________(填“消毒”或“灭菌”)，操作者的双手需要进行清洗和______________。
(3)根据用途划分，该培养基属于________(填“选择”或“鉴别”)培养基，若要分离能分解尿素的细菌需将培养基中______换成______，若要鉴定能分解尿素的细菌还需将伊红美蓝换成____________________ ______________。
(4)培养大肠杆菌时，常用的接种方法是________和________。通过上述方法可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，称为______________________。
(5)使用以下微生物发酵生产特定产物时，所利用的主要微生物的细胞结构与大肠杆菌相同的是________(多选)。
A．制作果酒　　 B．由果酒制作果醋
C．制作泡菜 D．制作腐乳
【答案】(1)异养型　分解者
(2)防止杂菌污染　灭菌　消毒
(3)鉴别　蛋白胨　尿素　酚红指示剂
(4)平板划线法　稀释涂布平板法　单菌落
(5)BC
【解析】(1)大肠杆菌需要从培养基中获得碳源，因此其同化作用类型是异养型；大肠杆菌在生态系统的成分中充当分解者。(2)微生物培养时，关键是防止杂菌污染；对于培养基和培养皿需要进行灭菌处理，操作者的双手需要消毒处理。(3)培养基配方中的伊红美蓝是鉴定大肠杆菌的试剂，因此，从用途上划分，该培养基属于鉴别培养基；若要分离能分解尿素的细菌，则需要保证培养基中以尿素为唯一氮源，即将蛋白胨换成尿素；鉴定能分解尿素的细菌，需要使用酚红指示剂。
(4)微生物的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法；由一个细菌繁殖产生的子细胞群体，称为单菌落。(5)制备果酒使用的微生物是酵母菌；制作果醋使用的微生物是醋酸菌；制作泡菜使用的微生物是乳酸菌；制作腐乳的微生物主要是毛霉。酵母菌和毛霉属于真核生物，醋酸菌、乳酸菌和大肠杆菌都属于原核生物。
2．(科学思维)下列有关传统发酵技术和发酵工程的应用的叙述，不正确的是 (　　)
A．制作果酒时瓶口要密闭，而制作果醋时中断通氧可能会引起醋酸菌死亡
B．在变酸的果酒表面观察到的菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的
C．泡菜腌制的整个过程中，乳酸菌的数量呈先增加后稳定的趋势
D．发酵工程在农牧业上可以生产微生物肥料、微生物农药、微生物饲料等
【答案】C
【解析】酵母菌发酵产生酒精时需要缺氧的环境，所以制作果酒时瓶口应该密闭，而醋酸菌是好氧细菌，所以制作果醋时要一直通氧，若中断通氧可能会引起醋酸菌死亡，A正确；在变酸的果酒表面观察到的菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的，B正确；泡菜腌制的整个过程中，乳酸菌的数量呈先增加后下降的趋势，C错误；发酵工程在农牧业上可以用来生产微生物肥料、微生物农药、微生物饲料，D正确。
3．(科学探究)为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌分离等工作。下图是实验室内接种培养后得到的结果，下列相关叙述正确的是 (　　)
A．图B表示的是用平板划线法接种培养后得到的结果
B．可利用稀释涂布平板法测定该水样中的细菌数量
C．若该小组采用平板划线法分离水样中的细菌，操作时应注意对接种环进行干热灭菌
D．若该小组将得到的好氧型菌株接种到液体培养中并混匀，一部分静置培养，另一部分振荡培养，结果会发现：静置培养的细菌比振荡培养的细菌生长速度快
【答案】B
【解析】图B表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果，A错误；稀释涂布平板法可以用来进行微生物的分离和计数，故可利用稀释涂布平板法测定该水样中的细菌数量，B正确；若该小组采用平板划线法分离水样中的细菌，操作时应注意对接种环进行灼烧灭菌，C错误；若该小组将得到的好氧型菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分静置培养，另一部分振荡培养，结果会发现：静置培养的细菌由于缺氧而比振荡培养的细菌生长速度慢，D错误。
4．(科学探究、社会责任)莠去津是一种含氮农药，在土壤中不易降解，为修复被其污染的土壤，按下面程序选育能降解莠去津的细菌(目的菌)。已知莠去津在水中溶解度低，含过量莠去津的固体培养基不透明。据图回答问题。
(1)由图推断，从A瓶到C瓶液体培养的过程称为_____________，目的是________________________________________________。
(2)在将C瓶菌种接种到固体培养基之前通常要进行________，将菌种接种到固体培养基的方法有平板划线法和________法，从图中看本实验采用的是________(填“前者”或“后者”)。一段时间后，培养基出现无透明带菌落和有透明带菌落两种菌落，我们筛选的目的菌是________菌落中的细菌，该菌落生长所需的氮元素主要来源_________ _________________________。
(3)为弄清固体培养基中的非目的菌落来自C瓶菌种还是培养基，要如何设置对照组？__________________________。
(4)此实验中，甲同学从培养基上筛选出大约50个菌落，而乙同学却选择出大约150个菌落。乙同学的实验结果产生的原因可能是_________ _____________________________________________。
(5)目的菌株液可以通过发酵工程大量获得，在发酵过程中，要随时检测培养液中____________、产物浓度等，以了解发酵进程，及时添加必需的__________，严格控制__________、pH和溶解氧等发酵条件。
【答案】(1)选择培养　初步选择能降解莠去津的细菌(目的菌)并提高其密度
(2)梯度稀释　稀释涂布平板　后者　有透明带　莠去津
(3)配制的培养基灭菌后不接种菌种，与实验组放在相同条件下培养
(4)所取土样不同；操作失误，有杂菌混入
(5)微生物数量　营养组分　温度
【解析】(1)通过图解可以看出，从A瓶到C瓶的培养液中除莠去津外，没有其他氮源，而本实验的目的是选育能降解莠去津的细菌(目的菌)，同时通过更换培养液，提高目的菌的浓度。(2)如果直接取培养液进行接种，固体培养基中的菌落将会很密，无法进行纯化通过梯度稀释后再接种，培养基中菌落将会分开，这时就可以进行分离和纯化了，通过图中所示培养基上的菌落分布特征可以判断接种方法为稀释涂布平板法。培养基中有透明带的菌落能够降解莠去津。
(3)为了弄清非目的菌的来源，可以通过设置空白对照的方法来判断。如果不接种的培养基上依然有非目的菌，则说明非目的菌可能来自培养基；如果不接种的培养基上没有非目的菌，则说明非目的菌可能来自C瓶菌种。(4)甲、乙两同学的实验结果产生差别的原因可能有土壤取样不同，也可能是操作失误，乙同学操作时有杂菌混入。(5)发酵过程中，要随时检测培养液中微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程，及时添加必需的营养组分，严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。
典例　(2020·全国Ⅰ卷)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和Y。
回答下列问题。
(1)实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用______________的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是____________。甲、乙培养基均属于____________培养基。
(2)实验中，初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107 个/mL，若要在每个平板上涂布100 μL稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至少应将摇瓶M中的菌液稀释______________倍。
(3)在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反而下降，其原因可能是______________(答出1点即可)。
(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要实验步骤______________。
(5)上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供4类营养物质，即__________________。
考查角度 从“选择培养基的营养组成和灭菌” “微生物的选择培养” “微生物的数量测定”“实验结果分析”等多个角度综合考查。
考查目的 通过考查考生的理解能力、获取信息能力和实验与探究能力，体现对学生生命观念、科学思维、科学探究等生物学科核心素养的培养。
考查难度 考查的知识点系统性强，注重记忆和理解，难度中等偏易。
解题思路：(1)解题角度：结合微生物培养和计数有关的“选择培养基的营养组成和灭菌”“微生物的选择培养”“微生物的数量测定”“实验结果分析”等知识，进行综合分析和解题。
(2)解题步骤：找出题目中相关信息，结合教材相关知识点，进行作答。①常用高压蒸汽灭菌法处理盛有水或培养基的摇瓶，乙为固体培养基，故需要加入Y琼脂；甲和乙培养基可以用于筛选能降解S的菌株，故均属于选择培养基。②若要在每个平板上涂布100 μL稀释液后的菌液，且每个平板上长出的菌落数不超过200个，则摇瓶M中的菌液稀释的倍数至少为2×107÷1 000×100÷200＝1×104倍。
(3)当培养基中的S超过某一浓度后，可能会抑制菌株的生长，从而造成其对S的降解量下降。
(4)要测定淤泥中能降解S的细菌的细胞数，可以取淤泥加无菌水制成菌悬液，稀释涂布到乙培养基上，培养后进行计数。
(5)甲和乙培养基均含有水、无机盐、碳源、氮源。
答案：(1)高压蒸汽灭菌　琼脂　选择
(2)104
(3)S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长
(4)取淤泥加入无菌水，涂布(或稀释涂布)到乙培养基上，培养后计数
(5)水、碳源、氮源和无机盐
[高考试练]
1．(2020·山东卷)我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错误的是 (　　)
A．“浸曲发” 过程中酒曲中的微生物代谢加快
B．“鱼眼汤” 现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的
C．“净淘米” 是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施
D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡
【答案】C
【解析】“浸曲发”是将酵母菌活化，可以使微生物代谢加快，A正确；“鱼眼汤”是指酵母菌在呼吸过程中产生CO2，使溶液中出现气泡，B正确；在做酒过程中，为消除杂菌的影响主要靠“炊作饭”，即蒸熟，C错误；“舒令极冷”是将米饭摊开冷透，防止温度过高导致微生物(酵母菌死亡)，D正确。
2．(2020·江苏卷)某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告，他的做法错误的是 (　　)
A．选择新鲜的葡萄略加冲洗，除去枝梗后榨汁
B．将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁
C．酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气
D．酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行醋酸发酵
【答案】B
【解析】选择新鲜的葡萄洗1到2次，除去枝梗后榨汁，A正确；葡萄汁不能装满，需装至玻璃瓶2/3的空间，B错误；酒精发酵期间会产生二氧化碳，故需适时拧松瓶盖，防止发酵瓶爆裂，C正确；醋酸菌是好氧菌，故醋酸发酵时应去除瓶盖，加一层纱布，D正确。
3．(2020·山东卷)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。该同学对这些菌落出现原因的分析，不合理的是 (　　)
A．操作过程中出现杂菌污染
B．M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸
C．混合培养过程中，菌株获得了对方的遗传物质
D．混合培养过程中，菌株中已突变的基因再次发生突变
【答案】B
【解析】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合理；若M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸，则M、N菌株只是获取相应的氨基酸，并没有自己合成相应氨基酸的能力，将这些菌株接种到基本培养基上不能存活，B不合理；M、N菌株混合培养后在基本培养基上可以生存，推测可能是混合培养过程当中，菌株间发生了基因交流，获得了对方的遗传物质，C合理；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，D合理。
4．(2020·江苏卷)为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，培养结果如图所示。下列叙述正确的是 　 　 　 (　　)
A．倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整
B．图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单菌落
C．该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的
D．菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色
【答案】B

【解析】倒平板后无需晃动，A错误；Ⅰ区、Ⅱ区没有出现单菌落，说明细菌数量太多，故应从Ⅲ区挑取单菌落，B正确；出现单菌落即达到了菌种纯化的目的，C错误；刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应，D错误。
5．(2020·浙江卷)下列关于微生物培养及利用的叙述，错误的是
(　　)
A．利用尿素固体培养基可迅速杀死其他微生物，而保留利用尿素的微生物
B．配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pH
C．酵母菌不能直接利用糯米淀粉发酵得到糯米酒
D．适宜浓度的酒精可使醋化醋杆菌活化
【答案】A
【解析】在尿素固体培养基中，由于不能利用尿素做氮源的微生物不能生长繁殖，而保留下利用尿素的微生物，A错误；不同的微生物所需的pH不同，所以配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pH，B正确；酵母菌不能直接利用淀粉，应用酒曲中的根霉和米曲霉等微生物把淀粉糖化，再用酵母菌发酵得到糯米酒，C正确；醋化醋杆菌在有氧条件下利用酒精产生醋酸，D正确。
6．(2019·全国Ⅰ卷)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。
Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5 g/L)。
Ⅱ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(15 g/L)。
Ⅲ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X (45 g/L)。
回答下列问题。
(1)在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的是________。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是______________。
(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会________，其原因是______________。
(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是__________________________。
(4)假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供________和____________________。
【答案】(1)牛肉膏、蛋白胨　X
(2)下降　不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖
(3)稀释涂布平板法
(4)能量　合成其他物质的原料
【解析】(1)氮源是微生物生长需要的一类营养物质，是含氮化合物，可为微生物的生长提供氮元素，牛肉膏、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，因此在Ⅰ号培养基中，可为微生物提供氮源的是牛肉膏、蛋白胨。碳源也是微生物生长所需要的一类营养物质，可为微生物的生长提供碳元素，而有机物均含碳元素，Ⅱ、Ⅲ号培养基均含有有机物X，因此，Ⅱ、Ⅲ号培养基为微生物的生长提供碳源的均为有机物X。(2)由于Ⅱ号培养基含有的碳源只有有机物X，因此若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌由于无法获得碳源而无法增殖导致其比例减少。
(3)微生物的接种方法很多，最常用的有平板划线法与稀释涂布平板法，由于稀释涂布平板法中，稀释度足够高的菌液经涂布培养后，在培养基表面形成的一个菌落是由菌液中的一个活菌繁殖而来，所以常用来进行微生物的计数。(4)丙酮酸参与有氧呼吸的第二阶段，能被分解产生能量，且丙酮酸可作为许多物质合成的中间产物，因此其可为微生物的生长提供能量和合成其他物质的原料。
7．(2019·全国Ⅱ卷)物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题。
(1)要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是____________________。
(2)在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌，应该选择________菌落进一步纯化，选择的依据是______________________。
(3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论，即______________________。
(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。
①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加________，三处滴加量相同。
②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明________；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明___________。
【答案】(1)W
(2)乙　乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W
(3)将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源
(4)①缓冲液　②缓冲液不能降解W　酶E与天然酶降解W的能力相近
【解析】(1)该研究小组的目标菌是能够降解物质W的细菌，而物质W是一种含氮有机物，故可作筛选培养基中的氮源。(2)研究小组的目标菌是能够降解物质W的细菌，培养基中乙菌落的周围出现透明圈，说明乙菌落能够降解物质W，故乙菌落为该小组的目标细菌。(3)目标菌能够利用空气中的氮气作为氮源，故选用的筛选培养基不添加氮源，能够在无氮源的培养基上生存的细菌便是目的细菌，故实验操作为将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。
(4)①C处作为空白对照，要排除作为溶剂的缓冲液对实验可能造成的影响，故需要在C处滴加缓冲液，且保持滴加量相同；②培养基中的透明圈表示物质W被降解的情况，若C处不出现透明圈，则说明缓冲液不能降解物质W；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明物质W被降解的程度相近，即酶E与天然酶降解物质W的能力相近。
8．(2019·全国Ⅲ卷)回答下列与细菌培养相关的问题。
(1)在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是______________________(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是____________________________。
硝化细菌在没有碳源的培养基上________(填“能够”或“不能”)生长，原因是______________。
(2)用平板培养细菌时一般需要将平板____________(填“倒置”或“正置”)。
(3)单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是__________ ___________________________。
(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过__________________处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。
【答案】(1)蛋白胨　不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同　能够　硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源
(2)倒置
(3)在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征
(4)灭菌
【解析】(1)葡萄糖只能为细菌提供碳源，硝酸钠为细菌提供无机盐，而蛋白胨既可以为细菌提供碳源，也可以为细菌提供氮源；由于不同的细菌生长繁殖的最适宜pH是不同的，因此制备培养基时要根据所培养的细菌的不同来调节培养基的pH；硝化细菌属于化能自养型微生物，其可以利用氨氧化释放的能量将空气中的二氧化碳固定为有机物，因此硝化细菌可以在无碳培养基中生长。
(2)用平板培养细菌时，一般需要将平板倒置培养，以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。(3)由于每一大类微生物都有其独特的细胞形态，因而其菌落形态特征也各异，因此根据菌落的形态、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物。(4)有些使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理，以免污染环境。