发酵工程
题型 01 微生物的培养技术及应用
1.平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是( )
A.不含氮源的平板不能用于微生物培养
B.平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C.接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D.利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
2.研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥 温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断,下列最可能筛选到目标菌的条件组合是
( )
A. a 点时取样、尿素氮源培养基
B.b 点时取样、角蛋白氮源培养基
C. b 点时取样、蛋白胨氮源培养基
D.c 点时取样、角蛋白氮源培养基
3.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.动、植物细胞 DNA 的提取必须在无菌条件下进行
B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
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
4.为探究校内植物园土壤中的细菌种类,某兴趣小组采集园内土壤样本并开展相关实验。下列
有关叙述错误的是( )
A.采样时应随机采集植物园中多个不同地点的土壤样本
B.培养细菌时,可选用牛肉膏蛋白胨固体培养基
C.土壤溶液稀释倍数越低,越容易得到单菌落
D.鉴定细菌种类时,除形态学鉴定外,还可借助生物化学的方法
5.下列是某同学分离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株
6.为避免航天器在执行载人航天任务时出现微生物污染风险,需要对航天器及洁净的组装车间
进行环境微生物检测。下列叙述错误的是( )
A.航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物
B.细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀
C.在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品
D.采用平板划线法等分离培养微生物,观察菌落特征
7.青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时,会通过分泌青霉素杀死细菌,以保证自身生存所需 的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产,关于该生产过程,下列说法错误的是 ( )
A.发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B.可用深层通气液体发酵技术提高产量
C.选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中
D.青霉素具有杀菌作用,因此发酵罐不需严格灭菌
8.下列操作能达到灭菌目的的是( )
A.用免洗酒精凝胶擦手
B.制作泡菜前用开水烫洗容器
C.在火焰上灼烧接种环
D.防疫期间用石炭酸喷洒教室
9.人体皮肤表面存在着多种微生物,某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是( )
A.对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌
B.使用无菌棉拭子从皮肤表面取样
C.用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布
D.观察菌落的形态和颜色等进行初步判断
10.解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼 脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培
养。甲菌菌落周围呈现深蓝色,乙菌菌落周围不变色。下列说法错误的是( )
A.甲菌属于解脂菌
B.实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源
C.可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比
D.该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力
11.含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭,硫化氢可以与硫酸亚铁 铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力,用穿 刺接种的方法分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养,如图所示。若两种菌
繁殖速度相等,下列说法错误的是( )
A.乙菌的运动能力比甲菌强
B.为不影响菌的运动需选用液体培养基
C.该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量
D.穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染
12.某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是:先将粉碎的 作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种菌 T,培养一段时间后,再用清水淋洗秸
秆堆(清水淋洗时菌 T 不会流失),在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵(酒精发酵)。
实验流程如图所示。
回答下列问题。
(1)在粉碎的秸秆中接种菌 T,培养一段时间后发现菌 T 能够将秸秆中的纤维素大量分解,其原
因是 。
(2)采用液体培养基培养酵母菌,可以用淋洗液为原料制备培养基,培养基中还需要加入氮源等 营养成分,氮源的主要作用是 (答出 1 点即可)。通常,可采用高压蒸 汽灭菌法对培养基进行灭菌。在使用该方法时,为了达到良好的灭菌效果,需要注意的事项有
(答出 2 点即可)。
(3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中,拧紧瓶盖,置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主 要 目 的是 。但是在酵母菌发酵过程 中,还需适时拧松瓶盖,原 因是 。发酵液中的乙醇可用 溶液检测。
(4)本实验收集的淋洗液中的 可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵
生产乙醇相比,本实验中乙醇生产方式的优点是 。
13.研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学号 ”考察船对南 中国海科考中,中国科学家采集了某海域 1 146 米深海冷泉附近沉积物样品,分离、鉴定得到新
的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。
回答下列问题:
(1) 研究者先制备富集培养基,然后采用 法灭菌,冷却后再接入沉积物样品,28 ℃厌 氧培养一段时间后,获得了含拟杆菌的混合培养物。为了获得纯种培养,除了稀释涂布平板法,
还可采用 法。据图分析,拟杆菌新菌株在以 为碳源时生长状况最好。
(2) 研究发现,将采集的样品置于各种培养基中培养,仍有很多微生物不能被分离筛选出来,推
测其原因可能是 。 (答一点即可)
(3)藻类细胞解体后的难降解多糖物质,通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组成
成分的角度考虑,拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是 。
(4)深海冷泉环境特殊,推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶,除具有酶的一般
共性外,其特性可能还有 。
题型 02 传统发酵技术
1.以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理:①沸盐水冷却后再倒入坛中;②盐水需要浸没 全部菜料 ;③盖好坛盖后,向坛盖边沿的水槽中注满水 ;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说
法正确的是( )
A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死
B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌
C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入
D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
2.在制作发酵食品的学生实践中,控制发酵条件至关重要。下列相关叙述正确的有 ( )
A.泡菜发酵后期,尽管乳酸菌占优势,但仍有产气菌繁殖,需开盖放气
B.制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的 2/3,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料 C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌空气制作葡萄醋
D.果酒与果醋发酵时温度宜控制在 18~25 ℃,泡菜发酵时温度宜控制在 30~35 ℃
3.利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为:先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌,发酵 6 天后,再接入
活化的醋酸杆菌,发酵 5 天。下列有关叙述错误的是( )
A.乙醇既是醋酸发酵的底物,又可以抑制杂菌繁殖
B.酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖
C.酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同
D.接入醋酸杆菌后,应适当升高发酵温度
4.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,酵母菌将葡萄糖分解成乳酸
B.馒头制作过程中,酵母菌进行呼吸作用产生 CO2
C.米酒制作过程中,将容器密封可以促进酵母菌生长
D.酸奶制作过程中,后期低温处理可产生大量乳酸杆菌
5.葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是( )
A.无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖
B. 自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌
C.葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的
D.制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加
6.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
题型 03 发酵工程
1. 关于白酒、啤酒和果酒的生产,下列叙述错误的是 ( )
A.在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气
B.白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程
C.葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质,也存在于线粒体
D.生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同,但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌
2.废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路
线如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.该生产过程中,一定有气体生成
B.微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料
C.该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质
D.沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理
3.啤酒的工业化生产中,大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后,最终过
滤、调节、分装。下列说法不正确的是 ( )
A.用赤霉素处理大麦,可使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶
B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌
C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵
D.通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期
【归纳总结】 1 ．生物技术在食品加工方面的应用 (1)果酒制作的三个方面 ①菌种来源：酒精发酵的菌种来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。 ②发酵原理：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸并进行大量繁殖，在无氧条件下进行无氧呼吸 产生酒精。 ③酒精的检测：在酸性条件下，重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。 (2)果醋的制作原理：醋酸发酵是需氧发酵，需要不断通入无菌空气。 (3)泡菜制作的三个方面 ①菌种来源：制作泡菜的菌种主要来自蔬菜上的乳酸菌。 ②发酵原理：泡菜制作过程的发酵主要是乳酸菌分解葡萄糖产生乳酸的过程。
2 ．微生物的利用 (1)培养基 ①培养基的概念：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培养基的营养成分：培养基可为微生物提供碳源、氮源、无机盐和水等主要营养物质。 (2)无菌技术 ①措施：无菌技术的主要措施包括消毒和灭菌。 ②常用方法：培养基灭菌常采用高压蒸汽灭菌法，接种环灭菌常采用灼烧灭菌法。 (3)微生物的纯化与计数 ①纯化微生物的方法：常用平板划线法和稀释涂布平板法。 ②微生物的计数方法：常用显微计数法和稀释涂布平板法。 (4)微生物的筛选 ①尿素分解菌的筛选：以尿素为唯一氮源的选择培养基可以筛选能分解尿素的细菌。 ②尿素分解菌的鉴别：在以尿素为唯一氮源的选择培养基中添加酚红指示剂，可以鉴别分解尿 素的细菌。 3. 发酵工程 （1）.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用菌时需要考虑的因素： ①在低成本的培养基上能迅速生长繁殖。 ②生产所需代谢物的产量高。 ③发酵条件易控制。 ④菌种不易变异，退化等。 （2）发酵条件的调控： ①反复试验确定培养基的配方； ②对培养基和发酵设备进行严格的灭菌； ③随时检测培养液中微生物的数量、产物浓度等； ④及时添加必需的营养组分； ⑤严格控制温度、pH 和溶氧量等发酵条件， 使用计算机控制系统对各种条件进行监测和控制， 以及反馈控制。 （3）在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比的改进之处： 传统发酵技术获得的产物一般不是单一的组分， 而是成分复杂的混合物， 很多时候不会再
对产物进行分离和提纯处理， 或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离提纯产物。发酵工程 中使用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分离阶段， 常采用沉淀、萃取、膜分离、吸 附或离子交换等方法；在进一步纯化阶段，会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物 无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品。 （4）发酵工程的优点：生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境 的污染小和容易处理。
1.(2023 浙江 1 月选考,19,2 分)某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌,进行了如下实验:取泡 菜汁样品,划线接种于一定 NaCl 浓度梯度的培养基,经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是
( )
A.培养基 pH 需偏碱性
B.泡菜汁需多次稀释后才能划线接种
C.需在无氧条件下培养
D.分离得到的微生物均为乳酸菌
2.(2022 浙江 1 月选考,20,2 分)S 型肺炎双球菌的某种“转化因子 ”可使 R 型菌转化为 S 型菌。
研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.步骤①中,酶处理时间不宜过长,以免底物完全水解
B.步骤②中,甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中,固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
3.(2021 浙江 6 月选考,17,2 分)下列关于原生质体和细胞计数的叙述,错误的是( )
A.测定植物原生质体的密度时,可用血细胞计数板
B.红墨水不能进入活细胞,可用于检测细胞的存活状态并计数
C.涂布分离法和划线分离法均能得到单菌落,都可用于细菌计数
D.酵母菌在液体培养基中培养一段时间后,可用比浊计测定其密度
4.(2020 浙江 7 月选考,19,2 分)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
5.(2021 浙江 1 月选考,10,2 分)用白萝卜制作泡菜的过程中,采用适当方法可缩短腌制时间。
下列方法中错误的是( )
A.将白萝卜切成小块
B.向容器中通入无菌空气
C.添加已经腌制过的泡菜汁
D.用沸水短时处理白萝卜块
6.[2022 浙江 6 月选考,29(一),7 分]回答与产淀粉酶的枯草杆菌育种有关的问题:
(1)为快速分离产淀粉酶的枯草杆菌,可将土样用 制成悬液,再将含有悬液的三角瓶置
于 80 ℃的 中保温一段时间,其目的是 。
(2)为提高筛选效率,可将菌种的 过程与菌种的产酶性能测定一起进行:将上述悬液稀 释后涂布于淀粉为唯一碳源的固体培养基上培养,采用 显色方法,根据透明圈与菌落
直径比值的大小,可粗略估计出菌株是否产酶及产酶性能。
(3)为了获得高产淀粉酶的枯草杆菌,可利用现有菌种,通过 后再筛选获得,或利用
转基因、 等技术获得。
7.[2022 浙江 1 月选考,29(一),8 分]红曲霉合成的红曲色素是可食用的天然色素,具有防腐、
降脂等功能。研究者进行了红曲色素的提取及红色素的含量测定实验,流程如图:
(1)取红 曲霉菌种斜面,加适量 洗下菌苔,制成菌悬液并培养,解 除休 眠获得 菌种。经液体发酵,收集红曲霉菌丝体,红曲霉菌丝体与 70%乙醇溶液混合,经浸提、 , 获得的上清液即为红曲色素提取液。为了进一步提高红曲色素得率,可将红曲霉细胞进行
处理。
(2)红曲色素包括红色素、黄色素和橙黄色素等,红色素在 390 nm、420 nm 和 505 nm 波长处均有
较大吸收峰。用光电比色法测定红曲色素提取液中的红色素含量时,通常选用 505 nm 波长测定
的原因是
。测定时需用 作空白对照。
(3)生产上提取红曲色素后的残渣,经 处理后作为饲料添加剂或有机肥,这属于废弃物的
无害化和 处理。
8.(2021 浙江 6 月选考,29,15 分)回答与甘蔗醋制作有关的问题:
(1)为了获得酿造甘蔗醋的高产菌株,以自然发酵的甘蔗渣为材料进行筛选。首先配制醋酸菌选 择培养基 :将适量 的葡萄糖 、KH2PO4 、MgSO4 溶解并定容,调节 pH,再高压蒸汽灭菌,经 后加入 3%体积的无水乙醇。然后将 10 g 自然发酵的甘蔗渣加入选择培养基,振荡培养 24 h。用 将少量上述培养液涂布到含 CaCO3 的分离培养基上,在 30 ℃培养 48 h。再挑取分离培养基上具 有 的单菌落若干,分别接种到与分离培养基成分相同的 培养基上培养
24 h 后,置于 4 ℃冰箱中保存。
(2)优良产酸菌种筛选。将冰箱保存的菌种分别接入选择培养基,培养一段时间后,取合适接种 量的菌液在 30 ℃、150 r/min 条件下振荡培养。持续培养至培养液中醋酸浓度不再上升,或者 培养液中 含量达到最低时,发酵结束。筛选得到的优良菌种除了产酸量高外,还应有
(答出 2 点即可)等特点。
(3)制醋过程中,可将甘蔗渣制作成固定化介质,经 后用于发酵。其固定化方法
为 。发酵工程
题型 01 微生物的培养技术及应用
1.平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是( )
A.不含氮源的平板不能用于微生物培养
B.平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C.接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D.利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
答案 D 不含氮源的平板可以用于固氮微生物的培养,A 错误 ;平板涂布时涂布器使用前必须 进行灭菌,B错误;接种后未长出菌落的培养基需要灭菌后再丢弃,以防污染环境,C错误;能合成 脲酶(能催化尿素分解产生NH3,NH3可作为某些细菌生长的氮源)的微生物可以以尿素为氮源,其
他微生物因缺乏氮源而无法生长繁殖,D 正确。
2.研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥 温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断,下列最可能筛选到目标菌的条件组合是
( )
A. a 点时取样、尿素氮源培养基
B.b 点时取样、角蛋白氮源培养基
C. b 点时取样、蛋白胨氮源培养基
D.c 点时取样、角蛋白氮源培养基
答案 D 要筛选获得分解角蛋白的嗜热菌,培养基应以角蛋白为唯一氮源,且嗜热菌需要较高
的温度,D 正确。
3.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.动、植物细胞 DNA 的提取必须在无菌条件下进行
B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
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
答案 D 环境中的微生物对动、植物细胞 DNA 提取的材料研磨、过滤等操作无影响,故不需要 在无菌条件下进行,A 错误 ;抗生素能够杀死细菌,动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以 防止污染,但微生物如细菌的培养基中不能添加抗生素,B 错误 ;高温变性的蛋白质仍可作为微 生物的氮源,可以用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌,C 错误 ;对实验中所使用 的微量离心管、细胞培养瓶等可以采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,也可以采用干热灭菌法进行灭菌,D 正确。
4.为探究校内植物园土壤中的细菌种类,某兴趣小组采集园内土壤样本并开展相关实验。下列
有关叙述错误的是( )
A.采样时应随机采集植物园中多个不同地点的土壤样本
B.培养细菌时,可选用牛肉膏蛋白胨固体培养基
C.土壤溶液稀释倍数越低,越容易得到单菌落
D.鉴定细菌种类时,除形态学鉴定外,还可借助生物化学的方法
答案 C 采集植物园中土壤样本的原则之一是要随机采样,A 正确 ;牛肉膏蛋白胨固体培养基 中含有细菌生长所需的碳源、氮源、水、无机盐等,可用于细菌的培养,B 正确 ;土壤溶液稀释 倍数足够高时,才能将聚集的菌体分散开,有助于在培养基表面形成单菌落,C 错误 ; 不同种类 细菌的理化特性一般不同,鉴定细菌种类时,除根据菌落特征进行形态学鉴定外,还可以借助生
物化学的方法进行鉴定,D 正确。
5.下列是某同学分离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株
答案 D 农田或公园土壤中含有较多的产脲酶菌,A 合理 ;产脲酶菌产生的脲酶可将尿素分解 为 NH3,NH3 可作为其生长的氮源,因此为了筛选产脲酶菌,选择培养基中需添加尿素作为唯一 氮源,这样既有利于目的菌生长,也可抑制或阻止杂菌生长,B 合理 ;适当稀释样品,可以在平板 上形成单菌落,便于分离细菌,C 合理;产脲酶菌分解尿素产生的 NH3 会使培养基的碱性增强,酚 红指示剂在碱性条件下呈红色,据此原理可知,产脲酶菌周围出现的红色区域越大,表明该菌产
脲酶的能力越强,D 不合理。
6.为避免航天器在执行载人航天任务时出现微生物污染风险,需要对航天器及洁净的组装车间
进行环境微生物检测。下列叙述错误的是( )
A.航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物
B.细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀
C.在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品
D.采用平板划线法等分离培养微生物,观察菌落特征
答案 C 在太空中可能存在的极冷、极热、辐射及营养物质匮乏等环境的自然选择下,航天器
上可能存在适应以上极端环境的微生物,A 正确 ;航天器上的细菌可通过大量繁殖形成菌膜,并粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀,B 正确 ;为规避微生物污染的风险,需通过拭子或擦布对 航天器内外及组装车间都进行微生物采样,对样品进行检测,并不仅限于采样组装车间地面和 设备表面,C 错误 ;平板划线法可将混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞,用接 种环在平板表面上多次划线稀释而获得单个细胞,并让其成长为单菌落,进而通过观察菌落特
征确定其类型,D 正确。
7.青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时,会通过分泌青霉素杀死细菌,以保证自身生存所需 的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产,关于该生产过程,下列说法错误的是 ( )
A.发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B.可用深层通气液体发酵技术提高产量
C.选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中
D.青霉素具有杀菌作用,因此发酵罐不需严格灭菌
答案 D 由题意可知,当葡萄糖浓度不足时,青霉菌会分泌青霉素,故工业化生产青霉素时,发 酵液中的碳源不宜使用葡萄糖,A 正确 ;青霉菌为异养需氧型真菌,深层通气液体发酵技术可为 发酵提供充足的氧气,可提高产量,B 正确 ;工业发酵罐体积较大,需要接种的菌株较多,故选育 出的高产青霉素菌株经扩大培养后,才可用于工业化生产,C 正确;青霉素可抑制细菌生长,但不 抑制真菌生长,且污染发酵罐的杂菌种类多,某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解,故发酵罐
需严格灭菌,D 错误。
8.下列操作能达到灭菌目的的是( )
A.用免洗酒精凝胶擦手
B.制作泡菜前用开水烫洗容器
C.在火焰上灼烧接种环
D.防疫期间用石炭酸喷洒教室
答案 C 用免洗酒精凝胶擦手只能起到消毒的作用,无法达到灭菌的目的,A 错误;开水烫洗容 器只能起到消毒的作用,B 错误 ;在火焰上灼烧接种环可以达到灭菌的目的,C 正确 ;用石炭酸喷
洒教室只能起到消毒的作用,D 错误。
9.人体皮肤表面存在着多种微生物,某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是( )
A.对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌
B.使用无菌棉拭子从皮肤表面取样
C.用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布
D.观察菌落的形态和颜色等进行初步判断
答案 C 对培养基一般进行高压蒸汽灭菌,A 正确 ;从皮肤表面取样时可用无菌棉拭子擦拭皮 肤,B 正确;将取样后的棉拭子浸入无菌水中制备菌液(必要时需富集培养),取 0.1 mL 菌液滴加 到培养基表面,再用灼烧灭菌过的且冷却的涂布器涂布,C 错误 ;不同的微生物一般有不同的菌
落特征,可通过观察菌落的形态和颜色等进行初步判断,D 正确。
10.解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼 脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培
养。甲菌菌落周围呈现深蓝色,乙菌菌落周围不变色。下列说法错误的是( )
A.甲菌属于解脂菌
B.实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源
C.可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比
D.该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力
答案 B 甲菌菌落周围呈现深蓝色说明甲菌能分泌脂肪酶分解脂肪产生脂肪酸,故甲菌属于 解脂菌,A 正确;乙菌菌落周围不变色,说明乙菌不能分泌脂肪酶分解脂肪,但其能在此培养基中 存活并形成菌落,表明实验中所用培养基中脂肪不是唯一碳源,B 错误 ;若两种菌的接种区域之 间距离足够大,不容易相互干扰,则可以将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比,C 正确 ;由于解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸,而脂肪酸能使醇溶青琼脂 平板变为深蓝色,因此可根据平板中菌落周围深蓝色的面积大小来比较解脂菌分泌脂肪酶的能
力,D 正确。
11.含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭,硫化氢可以与硫酸亚铁 铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力,用穿 刺接种的方法分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养,如图所示。若两种菌
繁殖速度相等,下列说法错误的是( )
A.乙菌的运动能力比甲菌强
B.为不影响菌的运动需选用液体培养基
C.该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量
D.穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染
答案 B 硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀,甲、乙菌的穿刺路径相同,但乙菌在试 管中形成的黑色范围大,这说明乙菌的运动能力比甲菌强,A 正确 ;穿刺培养是将接种针深插至 半固体培养基中进行接种以培养微生物的一种方法,常用于厌氧或兼性厌氧微生物的培养,B错 误 ;在琼脂层中进行穿刺培养,可根据细菌自穿刺部位的扩散状况来了解细菌的运动性能,但不
能比较两种菌产生硫化氢的量,C 正确;穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌污染,D 正确。
12.(2023 全国乙,37,15 分)某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其 主要步骤是:先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种菌 T,培养一段 时间后,再用清水淋洗秸秆堆(清水淋洗时菌 T 不会流失),在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进
行乙醇发酵(酒精发酵)。实验流程如图所示。
回答下列问题。
(1)在粉碎的秸秆中接种菌 T,培养一段时间后发现菌 T 能够将秸秆中的纤维素大量分解,其原
因是 。
(2)采用液体培养基培养酵母菌,可以用淋洗液为原料制备培养基,培养基中还需要加入氮源等 营养成分,氮源的主要作用是 (答出 1 点即可)。通常,可采用高压蒸 汽灭菌法对培养基进行灭菌。在使用该方法时,为了达到良好的灭菌效果,需要注意的事项有
(答出 2 点即可)。
(3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中,拧紧瓶盖,置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主 要 目 的是 。但是在酵母菌发酵过程 中,还需适时拧松瓶盖,原 因
是 。发酵液中的乙醇可用 溶液检测。
(4)本实验收集的淋洗液中的 可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵
生产乙醇相比,本实验中乙醇生产方式的优点是 。
答案 (1)菌 T 能分泌分解纤维素的酶(纤维素酶) (2)为酵母菌合成蛋白质、核酸等物质提 供原料 排净锅内冷空气,使锅内均匀升温 ;蒸汽压力必须保持一段时间 ;灭菌包不宜过大过紧, 以免影响蒸汽的渗入等 (3)创造无氧环境,利于酒精发酵,同时可防止杂菌(好氧菌)污染 排 出瓶内气体 酸性重铬酸钾 (4)(纤维素的分解产物)葡萄糖 不需要消耗粮食,降低粮食短
缺风险;促进秸秆的回收利用,提高能量利用率
解析 (1)菌 T 能产生分解纤维素的酶(纤维素酶)将纤维素大量分解。 (2)蛋白质、核酸等的合 成都需要氮元素。高压蒸汽灭菌必须要保持一定的压力和温度、灭菌时间适宜,才能灭菌充分。 具体见答案。 (3)酵母菌进行酒精发酵需要无氧条件,拧紧瓶盖可以创造无氧环境,同时还可防 止杂菌污染。酵母菌发酵过程中适时拧松瓶盖是为了排出瓶内酒精发酵产生的气体。橙色的重 铬酸钾可在酸性条件下与酒精反应变成灰绿色,故发酵产生的酒精可用酸性重铬酸钾溶液检测。 (4)纤维素的分解产物葡萄糖经清水淋洗进入淋洗液中,灭菌后可作为酵母菌生产乙醇的原料。 与以粮食为原料发酵生产乙醇相比,用作物秸秆生产乙醇不需要消耗粮食,降低了粮食短缺风
险;可促进秸秆的回收利用,提高能量利用率。
13.研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学号 ”考察船对南 中国海科考中,中国科学家采集了某海域 1 146 米深海冷泉附近沉积物样品,分离、鉴定得到新
的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。
回答下列问题:
(1) 研究者先制备富集培养基,然后采用 法灭菌,冷却后再接入沉积物样品,28 ℃厌 氧培养一段时间后,获得了含拟杆菌的混合培养物。为了获得纯种培养,除了稀释涂布平板法,
还可采用 法。据图分析,拟杆菌新菌株在以 为碳源时生长状况最好。
(2) 研究发现,将采集的样品置于各种培养基中培养,仍有很多微生物不能被分离筛选出来,推
测其原因可能是 。 (答一点即可)
(3)藻类细胞解体后的难降解多糖物质,通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组成
成分的角度考虑,拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是 。
(4)深海冷泉环境特殊,推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶,除具有酶的一般
共性外,其特性可能还有 。
答案 (1)高压蒸汽灭菌 平板划线 纤维素 (2)培养基的营养成分不能满足部分微生物的 营养需求 ;培养条件不利于微生物繁殖 ;可能与其他微生物之间存在互利共生关系 (3)拟杆菌
作为分解者,可将碎屑中的有机碳分解为无机碳,加快碳循环 (4)低温条件下酶活性较高
解析 (1)对培养基一般采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。纯化菌种时常用的接种方法有平板划 线法和稀释涂布平板法。据题图可知,拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源的培养基中的生长状况 最好。 (2)深海冷泉沉积物样品中含有的微生物属于极端微生物,在此条件下生存的微生物,其 营养需求、培养条件等与常见微生物存在显著差异,故用各种培养基对此类微生物进行培养时, 仍有很多微生物不能被分离筛选出来,且生物与生物之间可能存在互利共生的关系,当某一微 生物的生存需要另一微生物提供特殊成分时,其单独存在时就可能不会存活。(3)拟杆菌作为分 解者,可将碎屑中的有机碳分解为无机碳,加快碳循环。(4)深海冷泉的温度较低,拟杆菌分泌的
多糖降解酶在此条件下可发挥催化作用,说明这些酶除具有酶的一般特性外,还能在极低温条
件下保持较高活性。
题型 02 传统发酵技术
1.以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理:①沸盐水冷却后再倒入坛中;②盐水需要浸没 全部菜料 ;③盖好坛盖后,向坛盖边沿的水槽中注满水 ;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说
法正确的是( )
A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死
B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌
C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入
D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
答案 C ①煮沸盐水是为了杀灭盐水中的微生物,去除水中的溶解氧,冷却主要是为了防止杀 死菜料表面的乳酸菌,A 错误 ;②的主要目的是创造无氧环境,B 错误 ;③是为了使气体只能从泡 菜坛排出而不能进入,给泡菜坛内创造无氧环境,C 正确 ;④检测到的亚硝酸盐含量变化是先增
后减,D 错误。
2.在制作发酵食品的学生实践中,控制发酵条件至关重要。下列相关叙述正确的有 ( )
A.泡菜发酵后期,尽管乳酸菌占优势,但仍有产气菌繁殖,需开盖放气
B.制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的 2/3,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料 C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌空气制作葡萄醋
D.果酒与果醋发酵时温度宜控制在 18~25 ℃,泡菜发酵时温度宜控制在 30~35 ℃
答案 B 乳酸菌属于厌氧细菌,开盖放气会抑制乳酸菌发酵,故泡菜发酵过程中一般不开盖放 气,A 错误。制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的 2/3,这是为了在发酵初期让酵母菌通过 有氧呼吸大量繁殖,也为了防止发酵过程中发酵液溢出 ;制作泡菜的盐水要淹没全部菜料,以保
证乳酸菌进行无氧呼吸,B 正确。制作好葡萄酒后,打开瓶盖,盖上一层纱布,空气中的醋酸菌会
进入发酵液中大量繁殖,进行葡萄醋的发酵,C 错误。果酒发酵的适宜温度是 18~30 ℃,果醋发
酵的适宜温度是 30~35 ℃,D 错误。
3.利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为:先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌,发酵 6 天后,再接入
活化的醋酸杆菌,发酵 5 天。下列有关叙述错误的是( )
A.乙醇既是醋酸发酵的底物,又可以抑制杂菌繁殖
B.酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖
C.酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同
D.接入醋酸杆菌后,应适当升高发酵温度
答案 B 当缺少糖源时,醋酸杆菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,酒精具有抑制杂菌繁 殖的作用,A 正确 ;酵母菌是真核生物,可以进行有丝分裂,但醋酸杆菌是原核生物,以二分裂的 方式进行增殖,B 错误;酵母菌是兼性厌氧微生物,醋酸杆菌是一种好氧细菌,所以酵母菌和醋酸 杆菌发酵过程中控制通气的情况不同,C 正确 ;酒精发酵时一般将温度控制在 18~30 ℃,大多数
醋酸杆菌最适生长温度为 30~35 ℃,所以接入醋酸杆菌后,应适当升高发酵温度,D 正确。
4.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,酵母菌将葡萄糖分解成乳酸
B.馒头制作过程中,酵母菌进行呼吸作用产生 CO2
C.米酒制作过程中,将容器密封可以促进酵母菌生长
D.酸奶制作过程中,后期低温处理可产生大量乳酸杆菌
答案 B 泡菜制作的原理是乳酸菌无氧呼吸分解葡萄糖并产生乳酸,A 错误 ;馒头制作过程中, 酵母菌呼吸作用产生 CO2,B 正确 ;密封容器中酵母菌无氧呼吸产能较少,不利于其生长繁殖,但 其进行无氧呼吸可产生酒精,C 错误;低温可抑制酶的活性,酸奶制作过程中的低温处理,不利于
乳酸杆菌繁殖,D 错误。
5.葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是( )
A.无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖
B. 自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌
C.葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的
D.制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加
答案 D 无氧条件下酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳及少量能量,繁殖能力弱,能 存活但不能大量繁殖,A 正确。自然发酵制作葡萄酒时,起主要作用的是葡萄表面存留的野生型
酵母菌,B 正确。葡萄皮中含有丰富的色素,发酵过程中,这些色素释放出来使葡萄酒显示相
的颜色,C 正确。酿酒过程中,酵母菌进行呼吸作用的底物是葡萄糖,发酵液中的糖由于不断消
耗而不断减少,D 错误。
6.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 长期干燥的酒曲中微生物处于休眠状态,可长时间保存,使用前使其活化,可加快微 生物的代谢,A 正确; “鱼眼汤 ”说明酒曲中的微生物进行细胞呼吸产生了二氧化碳,B 正确; “净 淘米 ”是为了去除杂质,而“蒸熟 ”是为了消除杂菌对酿酒过程的影响,C 错误 ;如果将酒曲放
入刚刚蒸好的米中则过高的温度会导致酒曲中的微生物死亡,而“舒令极冷 ”则可防止此问题
的发生,D 正确。
题型 03 发酵工程
1. 关于白酒、啤酒和果酒的生产,下列叙述错误的是 ( )
A.在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气
B.白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程
C.葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质,也存在于线粒体
D.生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同,但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌
答案 C 生产白酒、啤酒、果酒的原材料不同,但发酵的主要菌种都是酵母菌,发酵初期需要 提供一定的氧气以促进酵母菌的有氧呼吸,从而促进其大量生长繁殖,A、B、D 正确 ;葡萄糖转
化为乙醇的场所是细胞质基质,因此该反应所需的酶只存在于细胞质基质,C 错误。
解题关键 注意抓“关键词”,如题中设置的“发酵初期 ”“葡萄糖转化为乙醇所需的酶 ”。
2.废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路
线如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.该生产过程中,一定有气体生成
B.微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料
C.该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质
D.沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理
答案 A 连续搅拌反应器是为了使菌体进行有氧呼吸,快速生长繁殖,即该生产过程一定有气 体生成,A 正确 ;微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料和果糖生产废水中的含碳有机 物,B 错误;由图中“连续搅拌反应器”可知,该生产工艺利用微生物有氧发酵技术生产蛋白质,C 错误 ;杂菌对利用酿酒酵母生产蛋白质的生产工艺过程无较大影响,故不需要对加入反应器的
原料进行灭菌处理,D 错误。
3.啤酒的工业化生产中,大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后,最终过
滤、调节、分装。下列说法不正确的是 ( )
A.用赤霉素处理大麦,可使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶
B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌
C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵
D.通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期
答案 B 赤霉素可诱导大麦中与α-淀粉酶相关的基因的表达,促进α-淀粉酶的合成,使大麦 种子无须发芽就能产生α-淀粉酶,A 正确 ;焙烤的目的是杀死大麦种子胚,但不使α-淀粉酶失 活,且没有起到灭菌作用,B 错误;蒸煮糖浆是为了终止酶的进一步作用并灭菌,为防止高温杀死 酵母菌,糖浆需经冷却后才可接种酵母菌进行发酵,C 正确;利用转基因技术改造酵母菌,可减少 发酵过程中啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期,D 正确。
【归纳总结】 1 ．生物技术在食品加工方面的应用 (1)果酒制作的三个方面 ①菌种来源：酒精发酵的菌种来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。 ②发酵原理：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸并进行大量繁殖，在无氧条件下进行无氧呼吸 产生酒精。 ③酒精的检测：在酸性条件下，重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。 (2)果醋的制作原理：醋酸发酵是需氧发酵，需要不断通入无菌空气。 (3)泡菜制作的三个方面 ①菌种来源：制作泡菜的菌种主要来自蔬菜上的乳酸菌。 ②发酵原理：泡菜制作过程的发酵主要是乳酸菌分解葡萄糖产生乳酸的过程。 2 ．微生物的利用
(1)培养基 ①培养基的概念：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培养基的营养成分：培养基可为微生物提供碳源、氮源、无机盐和水等主要营养物质。 (2)无菌技术 ①措施：无菌技术的主要措施包括消毒和灭菌。 ②常用方法：培养基灭菌常采用高压蒸汽灭菌法，接种环灭菌常采用灼烧灭菌法。 (3)微生物的纯化与计数 ①纯化微生物的方法：常用平板划线法和稀释涂布平板法。 ②微生物的计数方法：常用显微计数法和稀释涂布平板法。 (4)微生物的筛选 ①尿素分解菌的筛选：以尿素为唯一氮源的选择培养基可以筛选能分解尿素的细菌。 ②尿素分解菌的鉴别：在以尿素为唯一氮源的选择培养基中添加酚红指示剂，可以鉴别分解尿 素的细菌。 3. 发酵工程 （1）.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用菌时需要考虑的因素： ①在低成本的培养基上能迅速生长繁殖。 ②生产所需代谢物的产量高。 ③发酵条件易控制。 ④菌种不易变异，退化等。 （2）发酵条件的调控： ①反复试验确定培养基的配方； ②对培养基和发酵设备进行严格的灭菌； ③随时检测培养液中微生物的数量、产物浓度等； ④及时添加必需的营养组分； ⑤严格控制温度、pH 和溶氧量等发酵条件， 使用计算机控制系统对各种条件进行监测和控制， 以及反馈控制。 （3）在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比的改进之处： 传统发酵技术获得的产物一般不是单一的组分， 而是成分复杂的混合物， 很多时候不会再 对产物进行分离和提纯处理， 或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离提纯产物。发酵工程
中使用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分离阶段， 常采用沉淀、萃取、膜分离、吸 附或离子交换等方法；在进一步纯化阶段，会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物 无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品。 （4）发酵工程的优点：生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境 的污染小和容易处理。
1.(2023 浙江 1 月选考,19,2 分)某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌,进行了如下实验:取泡 菜汁样品,划线接种于一定 NaCl 浓度梯度的培养基,经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是
( )
A.培养基 pH 需偏碱性
B.泡菜汁需多次稀释后才能划线接种
C.需在无氧条件下培养
D.分离得到的微生物均为乳酸菌
答案 C 乳酸菌在乳酸发酵过程中产生乳酸,其所适宜生活的环境偏酸性,A 错误;划线接种不 需要对泡菜汁进行多次稀释,稀释涂布平板法接种时通常需要对菌液进行稀释处理,B 错误 ;乳 酸菌是厌氧菌,需要在无氧条件下培养,C 正确 ;利用一定 NaCl 浓度梯度的培养基,可分离得到
耐高盐的微生物,但不一定都是乳酸菌,D 错误。
2.(2022 浙江 1 月选考,20,2 分)S 型肺炎双球菌的某种“转化因子 ”可使 R 型菌转化为 S 型菌。
研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.步骤①中,酶处理时间不宜过长,以免底物完全水解
B.步骤②中,甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中,固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
答案 D 审题指导明确图中相关处理的作用:(1)蛋白酶处理 S 型菌匀浆,可除去 S 型菌的蛋白
质。 (2)DNA 酶处理 S 型菌匀浆,可除去 S 型菌的 DNA。
解析 步骤①中酶处理的目的是彻底除去底物,因此时间要足够长,以使底物完全水解,A 错误 ; 步骤②中,甲或乙的加入量属于无关变量,应相同,否则会影响实验结果,B 错误;步骤④中,液体 培养基比固体培养基更有利于细菌转化,C 错误;S 型细菌有荚膜,菌落光滑,R 型细菌无荚膜,菌
落粗糙,步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态,可判断是否出现S型细菌,D正确。
3.(2021 浙江 6 月选考,17,2 分)下列关于原生质体和细胞计数的叙述,错误的是( )
A.测定植物原生质体的密度时,可用血细胞计数板
B.红墨水不能进入活细胞,可用于检测细胞的存活状态并计数
C.涂布分离法和划线分离法均能得到单菌落,都可用于细菌计数
D.酵母菌在液体培养基中培养一段时间后,可用比浊计测定其密度
答案 C 测定植物原生质体的密度时,可用血细胞计数板,A 正确 ;红墨水不能进入活细胞,其 可用于检测细胞的存活状态并计数,若细胞被红墨水染色,则说明细胞死亡,B 正确;划线分离法 只能用于细菌分离,不能用于细菌计数,C 错误;酵母菌在液体培养基中培养一段时间后,可用比
浊计测定其密度,D 正确。
4.(2020 浙江 7 月选考,19,2 分)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 尿素固体培养基属于选择培养基,尿素是唯一氮源,不能利用尿素的微生物因缺乏可 利用的氮源而不能在此培养基上生存,故尿素固体培养基的作用并不是迅速杀死这些微生 物,A 错误 ;微生物的种类不同,需要的培养条件(如温度和 pH)可能不同,B 正确 ;酵母菌没有分 解糯米淀粉的酶,故酵母菌不能直接利用糯米淀粉发酵得到糯米酒,C 正确 ;醋化醋杆菌可以利
用酒精产生醋酸,故适宜浓度的酒精能活化该菌,D 正确。
5.(2021 浙江 1 月选考,10,2 分)用白萝卜制作泡菜的过程中,采用适当方法可缩短腌制时间。
下列方法中错误的是( )
A.将白萝卜切成小块
B.向容器中通入无菌空气
C.添加已经腌制过的泡菜汁
D.用沸水短时处理白萝卜块
答案 B 用白萝卜制作泡菜的过程中,将白萝卜切成小块、用沸水短时处理白萝卜块、添加已 经腌制过的泡菜汁,都有利于缩短腌制时间。 该过程中需要将坛口用水封好,以便形成无氧环境,
因此不能向容器中通入无菌空气,B 错误。
6.[2022 浙江 6 月选考,29(一),7 分]回答与产淀粉酶的枯草杆菌育种有关的问题:
(1)为快速分离产淀粉酶的枯草杆菌,可将土样用 制成悬液,再将含有悬液的三角瓶置
于 80 ℃的 中保温一段时间,其目的是 。
(2)为提高筛选效率,可将菌种的 过程与菌种的产酶性能测定一起进行:将上述悬液稀 释后涂布于淀粉为唯一碳源的固体培养基上培养,采用 显色方法,根据透明圈与菌落
直径比值的大小,可粗略估计出菌株是否产酶及产酶性能。
(3)为了获得高产淀粉酶的枯草杆菌,可利用现有菌种,通过 后再筛选获得,或利用
转基因、 等技术获得。
答案 (每空 1 分)(1)无菌水 水浴 杀死不耐热微生物 (2)分离 KI-I2 (3)人工诱变
原生质体融合
解析 (1)制备细菌悬液应该使用无菌水,以防止杂菌的污染。将含有悬液的三角瓶置于 80 ℃ 的水浴中保温一段时间的目的是杀死不耐热微生物,初步达到筛选的目的。(2)为提高筛选效率, 可将悬液稀释后涂布于以淀粉为唯一碳源的固体培养基上培养,这样可将产淀粉酶的枯草杆菌 分离出来,同时通过KI-I2 显色法对菌种的产酶性能进行测定,其原理是淀粉可以和KI-I2 形成 蓝色复合物,当淀粉被分解后蓝色复合物消失,形成透明圈,根据透明圈与菌落直径比值的大小, 可粗略估计出菌株是否产酶及产酶性能。(3)为了获得高产淀粉酶的枯草杆菌,可利用现有菌种
进行遗传改造,其方法除了转基因技术外,还有人工诱变和原生质体融合等技术。
7.[2022 浙江 1 月选考,29(一),8 分]红曲霉合成的红曲色素是可食用的天然色素,具有防腐、
降脂等功能。研究者进行了红曲色素的提取及红色素的含量测定实验,流程如图:
(1)取红 曲霉菌种斜面,加适量 洗下菌苔,制成菌悬液并培养,解 除休 眠获得 菌种。经液体发酵,收集红曲霉菌丝体,红曲霉菌丝体与 70%乙醇溶液混合,经浸提、 , 获得的上清液即为红曲色素提取液。为了进一步提高红曲色素得率,可将红曲霉细胞进行
处理。
(2)红曲色素包括红色素、黄色素和橙黄色素等,红色素在 390 nm、420 nm 和 505 nm 波长处均有
较大吸收峰。用光电比色法测定红曲色素提取液中的红色素含量时,通常选用 505 nm 波长测定
的原因是
。测定时需用 作空白对照。
(3)生产上提取红曲色素后的残渣,经 处理后作为饲料添加剂或有机肥,这属于废弃物的
无害化和 处理。
答案 (一)(1)无菌水 活化 离心 破碎 (2)其他色素对该波长光的吸收相对较少,干扰相
对较小 70%乙醇溶液 (3)灭菌 资源化
解析 (一)(1)用适量无菌水,将红曲霉菌种斜面的菌苔洗下,可得到菌悬液并培养,解除休眠 后可得到活化的菌种。红曲霉菌丝体与乙醇的混合液经浸提、离心,得到的上清液即为红曲色 素提取液。将红曲霉细胞进行破碎处理,可进一步提高红曲色素得率。 (2)红色素在多个波长处 均有较大吸收峰,但在选用测定波长时,还要考虑避免其他色素对该波长光的吸收,以提高结果 的准确性。测定光密度值时,应采用不含红色素的 70%乙醇溶液作为空白对照。 (3)提取红曲色 素后的残渣,需要经灭菌处理以杀灭含有的杂菌等,之后可作为饲料添加剂或有机肥,这属于对
废弃物的无害化和资源化处理。
解题技巧 解答第(一)(3)小题要充分联系前后文,“灭菌处理 ”对应“无害化”,“作为饲料
添加剂或有机肥”对应“资源化 ”。
8.(2021 浙江 6 月选考,29,15 分)回答与甘蔗醋制作有关的问题:
(1)为了获得酿造甘蔗醋的高产菌株,以自然发酵的甘蔗渣为材料进行筛选。首先配制醋酸菌选 择培养基 :将适量 的葡萄糖 、KH2PO4 、MgSO4 溶解并定容,调节 pH,再高压蒸汽灭菌,经 后加入 3%体积的无水乙醇。然后将 10 g 自然发酵的甘蔗渣加入选择培养基,振荡培养 24 h。用 将少量上述培养液涂布到含 CaCO3 的分离培养基上,在 30 ℃培养 48 h。再挑取分离培养基上具 有 的单菌落若干,分别接种到与分离培养基成分相同的 培养基上培养
24 h 后,置于 4 ℃冰箱中保存。
(2)优良产酸菌种筛选。将冰箱保存的菌种分别接入选择培养基,培养一段时间后,取合适接种 量的菌液在 30 ℃、150 r/min 条件下振荡培养。持续培养至培养液中醋酸浓度不再上升,或者 培养液中 含量达到最低时,发酵结束。筛选得到的优良菌种除了产酸量高外,还应有
(答出 2 点即可)等特点。
(3)制醋过程中,可将甘蔗渣制作成固定化介质,经 后用于发酵。其固定化方法
为 。
答案 (1)冷却 玻璃刮刀 较大透明圈 斜面 (2)乙醇 耐酒精度高、耐酸高 (3)灭菌
吸附法
解析 (1)用来酿制甘蔗醋的微生物能够利用乙醇来产醋酸,可在培养基中加入无水乙醇,用来 筛选该微生物。培养基经高压蒸汽灭菌后温度较高,经冷却后再加入无水乙醇,可防止乙醇挥发。 涂布的工具是玻璃刮刀。能够利用乙醇产醋酸的细菌在含有碳酸钙(CaCO3)的培养基中能够导 致菌落周围出现透明圈,透明圈越大,其产醋酸能力越强,因此选取透明圈较大的菌落进行菌种 保存。在 4 ℃冰箱中,菌种保存时选用的培养基是斜面培养基。 (2)筛选得到的细菌能够将培养 基中的乙醇转化为醋酸,因此发酵结束的标志是乙醇含量达到最低或醋酸浓度不再上升。筛选 得到的产酸菌进行醋酸发酵时,以乙醇为发酵底物,以醋酸为发酵产物,发酵初期乙醇浓度高, 发酵后期醋酸浓度高,因此筛选得到的优良菌种耐酒精度和耐酸的能力都应很强。(3)为了避免 杂菌污染,影响产酸量,固定化介质用于发酵前需先灭菌。制醋过程中所用的固定化方法是吸附
法,即将产酸菌吸附在介质上。
