（14）发酵工程（含解析）——高考生物学一轮复习大题过关练
文档属性
| 名称 | （14）发酵工程（含解析）——高考生物学一轮复习大题过关练 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 314.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-10-25 21:03:12 | ||
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文档简介
（14）发酵工程——高考生物学一轮复习大题过关练
1.水污染是全球性的生态环境问题，利用微生物降解是治理水污染的有效手段之一。聚乙烯醇（PVA）是存在于化工污水中的一种难以降解的大分子有机物，PVA分解菌能产生PVA酶分解PVA，PVA与碘作用时能产生蓝绿色复合物，当PVA被分解时蓝绿色复合物消失，形成无色透明斑。请回答下列问题：
（1）要从土壤中筛选出能高效分解PVA的细菌，应采用以_____作为唯一碳源的选择培养基，实验中还应设置对照组。将菌液稀释相同的倍数，对照组培养基上生长的菌落数目应明显_____（填“多于”或“少于”）选择培养基上的数目，从而说明选择培养基具有筛选作用。
（2）要测定土壤稀释液中微生物的数目，可在显微镜下用_____计数板直接计数。若将100mL含有PVA分解菌的土壤样品溶液稀释104倍后，取0.1mL稀释液均匀涂布在选择培养基表面，测得菌落数的平均值为160个，空白对照组平板上未出现菌落，则100mL原菌液中有PVA分解菌_____个，该方法的测量值与实际值相比一般会_____（填“偏大”“偏小”或“相等”），原因是_____。
（3）要鉴定分离出的细菌是否为PVA分解菌，培养PVA分解菌的培养基中除了加入必需的营养物质外还需要加入_____用于鉴别PVA分解菌。要比较不同菌株降解PVA能力的大小，用含相同PVA浓度的述培养基来培养不同菌株，一定时间后，通过测定______来确定不同菌株降解PVA能力的大小。
2.[生物－选修1：生物技术实践]
合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果，结果如图所示。回答下列问题。
（1）该同学采用显微镜直接计数法和菌落计数法分别测定同一样品的细菌数量，发现测得的细菌数量前者大于后者，其原因是________________________。
（2）该同学从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液，再从稀释菌液中取200 μL涂布平板，菌落计数的结果为100，据此推算细菌原液中细菌浓度为________________个/mL。
（3）菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是________，冷却的目的是________________________。
（4）据图可知杀菌效果最好的消毒液是________，判断依据是________________。（答出两点即可）
（5）鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌的效果。大肠杆菌在伊红美蓝培养基上生长的菌落呈________色。
3.苹果醋是当下流行的风味饮品，是苹果汁经发酵后，再添加适量苹果汁等原料而制成的饮品。苹果醋中的乙酸有软化血管、降低血压的作用，能有效预防高血压和心脑血管疾病。下图是苹果醋饮品的工厂生产过程图。回答下列有关问题：
（1）得到果醋醪液需要经过两次发酵，发酵②需要的发酵条件是____________。
（2）工厂化生产中可以用固定化酵母细胞进行发酵①过程，一般采用的固定化技术是_________，发酵①过程用固定化细胞技术而不用固定化酶技术的原因是_________。与游离酵母进行发酵相比，固定化酵母细胞进行发酵的优点是_________________________。
（3）苹果醋含有较高浓度的乙酸，能够引起_______________，导致细菌死亡，使得大多数微生物不能生长繁殖，但市场保质期内的苹果醋饮品有时会发生“变质”问题。某同学分析出现“变质”的原因可能如下：
①可能在灌装或包装过程中无菌操作不够规范，引起了耐酸性细菌污染；
②两次无菌操作采用 _______________，虽然使得饮品风味口感保持不变，但不能杀死耐热性微生物；
③苹果浓缩汁中出现了食品污染常见的某种杆菌，在不利条件下形成芽孢或孢子，在条件适宜时其大量繁殖，引起变质。
4.青梅果肉营养丰富，成熟的青梅果实易腐烂，不易运输保存。进行青梅果酒研究，既可提高青梅资源利用率，又可提高产品附加值。图1为制作青梅果酒的简易装置图；由于青梅果肉含糖量低，往往在青梅果浆中加入白砂糖后再进行酿制，图2为在青梅果浆中添加白砂糖对酒精度和果酒感官评分的影响（感官评分越高，果酒的品质越高）。
（1）在青梅果酒发酵过程中，图1装置中的充气口应处于_______状态，排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，目的是_______。可在酸性条件下，用_______（填试剂名称）检测有无果酒产生。
（2）生产酒和醋都需要严格筛选菌种和控制温度条件。在酒精发酵时，使用的菌种为_______；在醋酸发酵时，使用的菌种为_______。从图2可看出，青梅果酒酿制时果浆中初始糖浓度为_______时效果最佳，在此浓度之前，果酒酒精度随初始糖浓度的增加而增加，原因是_______。在青梅果酒酿制过程中，若发酵时间过长，产酒率不再增加，但会增加被杂菌污染的风险，若被醋酸菌污染，_______（填“会”或“不会”）经发酵产生大量醋酸，理由是_______。
5.如图为发酵工程生产流程，人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品，据图回答下列问题。
（1）发酵工程一般包括菌种的选育、扩大培养、_______、灭菌、接种、发酵、产品的分离、提纯等，其中的中心环节是_______，在该时期要随时取样检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，同时要严格控制_______和通气量以及转速等条件。
（2）若高产青霉素菌种是通过①培育的，①应该是_______，扩大培养的目的是_______。
（3）发酵产品分离、提纯时要根据产品类型的不同选择合适的方法，如果⑥表示发酵产品是酵母菌单细胞蛋白，常常采用_______等方法进行分离、提纯。
（4）若发酵菌种为酵母菌，从发酵罐中取样装入甲瓶，初步估测甲瓶中酵母菌数量为3×106个/mL，若要在每个平板上涂布0.1mL用_______稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过300个，则至少应将甲瓶的菌液稀释_______倍。
6.【生物—选修1：生物技术实践】
为了从土壤中分离得到尿素分解菌和纤维素分解菌，某同学做了相关实验。如表所示是培养尿素分解菌的培养基成分和含量，如图所示是几种纤维素分解菌在培养基上形成的大小不等的透明圈，已知刚果红是一种染料，它可以与纤维素反应形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。回答下列问题：
成分 含量
KH2PO4 1.4 g
Na2HPO4 2.1 g
MgSO4·7H2O 0.2 g
葡萄糖 10.0 g
尿素 1.0 g
琼脂 15.0 g
H2O 定容至100mL
（1）分离尿素分解菌和分离纤维素分解菌的培养基的配方不同，但一般都含有_____。为了进行纯种培养，可以采用的方法有_____。
（2）表中所示培养基能够筛选出尿素分解菌的原因是_____。由于土壤中的细菌数量较多，因此在筛选之前需要对土壤所做的处理是_____。
（3）图中透明圈形成的原因是_____，鉴别纤维素分解能力较强的细菌的依据是_____。
（4）某同学欲从牛的瘤胃中分离得到纤维素分解菌。他将牛的瘤胃菌种提取液接种到适宜的培养基中，调节pH及温度等至适宜条件，并持续通入无菌空气，一段时间后发现培养基中几乎没有菌落，原因可能是_____。
7.科研人员偶然从土壤中筛选出一种可以降解塑料的细菌，它能够在30℃下经过6个星期完全降解PET薄膜。科研人员为进一步检测土壤中可降解塑料的细菌的数量，进行了如图所示实验。回答下列问题：
（1）该实验所采用的接种方法是_____，对本实验中所使用的培养皿、锥形瓶等玻璃器皿进行灭菌，常用的灭菌方法为_____。
（2）在接种前，为检测培养基灭菌是否合格，应进行的操作是_____。
（3）有三位同学各取0.1mL的培养液进行涂布培养，得到以下统计结果：甲同学涂布了两个平板，统计的菌落数分别是47和53；乙同学涂布了三个平板，统计的菌落数分别是43、47和51；丙同学涂布了三个平板，统计的菌落数分别是11、42和55。请对三位同学的统计结果进行评价，并简单阐述统计结果正确与否的原因：_____。
（4）结合图示和（3）中统计结果分析，每克样品中细菌数的理论值为_____。除了上述的计数方法外，还可采用在显微镜下直接计数。在相同条件下，采用这两种方法对同一培养液进行计数时，在操作和计算均正确的前提下，两种计数结果是否相同？原因是：_____。
8.随着游泳运动的普及，游泳池水质安全问题越来越受到人们的重视。在游泳池池水消毒中，常用的方法是用氯或含有效氯化合物的消毒剂进行氯化消毒。氯化消毒后池水中的游离性余氯可保证持续消毒效果，但游离性余氯含量过高会影响人体健康。国家规定的人工游泳池水质指标卫生标准包括游离性余氯0.3～1.0mg/L、菌落形成单位不得超过200个/mL等指标。研究人员对某地学校、酒店、健身会所、社区等场所游泳池水进行抽样检测，其中，对游泳池水活细菌总数进行检测的实验步骤如下：
①采样瓶的预处理：在采样瓶中加入适量的Na2S2O3溶液后对采样瓶进行灭菌处理。
②采样：在客流高峰时段进行采样。采集位置在水下30cm左右，取水500mL。
③接种：用灭菌吸管吸取水样1mL，注入灭菌培养皿中。将熔化并冷却至45℃的营养琼脂培养基倒入培养皿内，每皿15mL。立即旋摇培养皿，使水样和培养基充分混匀。重复若干次。
④培养并计数：待琼脂凝固后翻转培养皿，置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落数，并求平均值。
回答下列问题：
（1）检测游泳池水活细菌总数时，不宜用细菌计数板在显微镜下直接计数，原因是_____，容易造成计数结果偏大。
（2）Na2S2O3具有还原性，可消除水样中的余氯。据此分析，步骤①中在采样瓶中添加Na2S2O3溶液对检测的意义是_____。
（3）步骤③中，将培养基倒入培养皿时，应在_____附近进行。为使实验数据更准确，应至少设置_____个实验组。步骤③中还应增加对照组，下列最不宜作为对照组的是_____（单选）。
a.15mL营养琼脂培养基
b.1mL无菌水+15mL营养琼脂培养基
c.1mL清水+15mL营养琼脂培养基
（4）步骤④中，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是因为_____。若观察到培养后的某个培养皿中只有一大片细菌，则该培养皿不宜计数。出现成片的菌落的原因可能是步骤③中_____操作不妥当。
（5）不同季度微生物检测结果如表所示，第三季度合格率下降的原因可能包括_____。
a.气温升高 b.客流量增加
c.检测的场馆数多 d.游泳池氯化时间过长
季度 检测场馆数 合格场馆数 合格率（%）
一 34 34 100.0
二 40 38 95.0
三 399 329 82.5
四 36 36 100.0
根据检测结果，要进一步加强第三季度的场馆管理。下列属于提升游泳池水质安全性的合理建议有_____。
a.增加游泳池水质监测的频次
b.给游泳池装设水循环过滤装置
c.每日在临近开馆前氯化消毒
答案以及解析
1.答案：（1）聚乙烯醇（或PVA）；多于
（2）血细胞；1.6×109；偏小；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）碘透明斑的大小（或直径）
解析： （1）要从土壤中筛选出能高效分解PVA的细菌，应采用以聚乙烯醇（PVA）作为唯一碳源的选择培养基；目的是筛选出能分解聚乙烯醇（PVA）的细菌：因为对照组培养基上可以生长多种细菌，所以实验中设置的对照组培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，从而说明选择培养基具有筛选作用。
（2）要测定土壤稀释液中微生物的数目，可在显微镜下用血细胞计数板直接计数：根据题意分析，100mL原菌液中有PVA分解菌的数量为160÷0.1×104×102=1.6×109（个）；由于该方法得到的菌落可能是两个或者多个细胞共同产生的，导致统计的菌落数较实际菌落数偏小。
（3）PVA与碘作用时能产生蓝绿色复合物，当PVA被分解时蓝绿色复合物不能形成，从而形成透明斑，因此鉴定PVA分解菌，培养基中除了加入必需的营养物质外还需要加入碘。比较不同菌株降解PVA能力的大小，可用含相同PVA浓度的鉴别培养基来培养不同菌株，一定时间后，通过测定透明斑的大小（或直径），确定不同菌株降解PVA能力的大小。
2.答案：（1）用菌落计数法计数时，只有活菌被统计，且两个或多个细胞可能连在一起形成一个菌落；用显微镜直接计数法计数时，不能区分死菌和活菌，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和
（2）5×103
（3）灭菌，以防止杂菌污染；避免杀死菌种
（4）A；活细菌减少量最大且减少得最快
（5）黑
解析：（1）用菌落计数法计数时，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，故活菌统计值比实际值小；用显微镜直接计数法计数时，不能区分死菌和活菌，故测定的细菌数量往往大于实际的活菌数，因此使用显微镜直接计数法计数的结果比菌落计数法计数的结果大。
（2）100个菌落代表100个活菌，其来自200μL（0.2mL）稀释液，推出1mL稀释液中大约有500个活菌，稀释液由细菌原液稀释10倍获得，进而推出细菌原液中细蘑浓度为5×103个mL。
（3）将涂布器被在火烙上灼烧的目的是灭菌，以防止杂菌污染；涂布器冷却后再进行涂布的目的是以免高温杀死菌种。
（4）由曲线图可以直接看出，用消毒液A处理后活细菌减少量最大且活细菌减少得最快，说明消毒液A杀菌效果最好。
（5）在伊红美蓝培养基上培养大肠杆菌，大肠杆菌菌落呈黑色。
3.答案： （1）通入氧气或空气、30-35℃
（2）包埋法；酒精发酵需要一系列酶催化，只有固定化细胞才可以固定一系列酶，并催化一系列化学反应；酵母细胞可以重复利用，降低成本；便于与发酵液的分离，提高产品品质等
（3）细菌蛋白质变性、细菌失水；②巴氏消毒法
解析：（1）得到果醋醪液需要经过两次发酵，发酵②利用的醋酸菌发酵，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；醋酸菌的最适生长温度为30~35℃，故此过程需要的发酵条件是通入氧气或空气、30-35℃。
（2）工厂化生产中可以用固定化酵母细胞进行发酵①过程，一般采用的固定化技术是包埋法，发酵①过程用固定化细胞技术而不用固定化酶技术的原因是酒精发酵需要一系列酶催化，只有固定化细胞才可以固定一系列酶，并催化一系列化学反应。与游离酵母进行发酵相比，固定化酵母细胞进行发酵的优点是酵母细胞可以重复利用，降低成本；便于与发酵液的分离，提高产品品质等。
（3）苹果醋含有较高浓度的乙酸，能够引起细菌蛋白质变性、细菌失水，导致细菌死亡，使得大多数微生物不能生长繁殖，但市场保质期内的苹果醋饮品有时会发生“变质”问题。某同学分析出现“变质”的原因可能如下：①可能在灌装或包装过程中无菌操作不够规范，引起了耐酸性细菌污染；②两次无菌操作采用巴氏消毒法，虽然使得饮品风味口感保持不变，但不能杀死耐热性微生物；③苹果浓缩汁中出现了食品污染常见的某种杆菌，在不利条件下形成芽孢或孢子，在条件适宜时其大量繁殖，引起变质。
4.答案：（1）关闭；避免空气中其他微生物进入发酵装置（或防止空气中的微生物污染）；重铬酸钾溶液
（2）酵母菌；醋酸菌；20%；糖类是主要的能源物质，可为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质，还可作为酒精发酵的原料；不会；酒精发酵是无氧环境，而醋酸发酵需要氧气，且酒精发酵与醋酸发酵的温度不同
解析：（1）果酒发酵是在无氧环境下进行的，因此在青梅果酒发酵过程中，图1装置中的充气口应关闭，可用酸性重铬酸钾溶液检测有无果酒产生。
（2）据图2可知，当初始糖浓度为20%时，酒精度及果酒感官评分均最高。
5.答案：（1）培养基的配制；发酵罐内发酵；温度、pH
（2）诱变育种（或基因工程育种）；增加目的菌的数量
（3）过滤、沉淀
（4）无菌水；1000
解析：（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；发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵；在发酵过程中要及时添加必需的营养组分，严格控制温度、pH和通气量以及转速等条件。
（2）若高产青霉素菌种是通过①培育的，①应该是诱变育种或基因工程育种；扩大培养需要用液体培养基，扩大培养的目的是增加目的菌的数量。
（3）发酵产品分离、提纯时要根据产品类型的不同选择合适的方法，如果⑥表示发酵产品是酵母菌单细胞蛋白，常常采用过滤、沉淀等方法进行分离、提纯。
（4）从发酵罐中取样装入甲瓶，初步估测甲瓶中酵母菌数量为3×106个/mL，若要在每个平板上涂布0.1mL用无菌水稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过300个，则甲瓶的菌液稀释倍数至少应为3×106×0.1÷300=1000。
6.答案：（1）碳源、氮源、水、无机盐；稀释涂布平板法和平板划线法
（2）该培养基以尿素作为唯一氮源只有尿素分解菌能够生存；对土样进行充分稀释
（3）纤维素分解菌能将菌落周围的纤维素分解为纤维二糖、葡萄糖，但纤维素的分解产物不能与刚果红形成红色复合物；透明图直径与菌落直径比值较大
（4）瘤胃中的微生物为厌氧细菌，接触空气后死亡
解析：（1）因培养对象的不同，培养基的成分有所不同，但一般都含有碳源、氯源、水和无机盐；可以采用稀释涂布平板法或平板划线法，将微生物分散在固体培养基上，经过培养得到单菌落，从而获得纯种。
（2）由于培养基成分中唯一的氮源是尿素，只有尿素分解菌可以合成脲酶分解尿素，在该培养基上生存；土样中的细菌数量庞大，因此在筛选之前需要对土样进行充分稀释。
（3）纤维素分解菌将菌落周围的纤维素分解为纤维二糖、葡萄糖等，但纤维素的分解产物不能与刚果红形成红色复合物，会在培养基上形成透明圈；图中透明圈直径与菌落直径的比值越大，说明该菌落的分解能力越强。
（4）由于牛瘤胃中的微生物可能为厌氧细菌，将牛的瘤胃菌种提取液接种到适宜的培养基中后，持续通入无菌空气，会导致厌氧细菌死亡。
7.答案：（1）稀释涂布平板法干热灭菌法（或高压蒸汽灭菌法）
（2）随机取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间
（3）甲同学错误，因为甲同学只涂布了两个平板，实验数据说服力不够；乙同学正确，乙同学涂布的三个平板的计数结果相近，且均在30~300之间：丙同学错误，丙同学其中一个平板的计数结果与另外两个相差太远，说明操作过程中出现错误，数据缺乏准确性
（4）4.7×107；不相同，稀释涂布平板法的结果偏低，因为该方法只能统计活菌的数量，且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；而显微镜直接计数法统计的是活菌数和死菌数的总和
解析：（3）进行菌落计数时，一般选择菌落数在30~300之间的平板进行计数。分析3名同学的数据可知，甲同学只涂布了两个平板，实验数据不足，说服力不够：丙同学涂布的平板中有一个平板计数的结果与另外两个相差太远，说明操作过程中出现错误，数据缺乏准确性；乙同学涂布的三个平板结果相近，且均在30~300之间，能作为正确的统计结果。
（4）由题图可知，涂布平板用的稀释液的稀释倍数为105。每克样品中的细菌数=（3个平板的平均菌落数÷涂布取样量）×稀释倍数，由（3）可知，可用乙同学的结果计数，即3个平板的平均菌落数为（43+47+51）÷3=47（个），则每克样品中的细菌数为（47÷0.1）×105=4.7×107（个）。
8.答案：（1）显微镜直接计数获得的结果为活菌数和死菌数的总和
（2）避免余氯杀死活菌，使检测结果更加准确
（3）酒精灯火焰；3；c
（4）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；旋摇
（5）ab;ab
解析：（1）显微镜直接计数获得的结果为活菌数和死菌数的总和，容易造成计数结果偏大。
（2）氯化消毒后池水中的游离性余氯可保证持续消毒效果，Na2S2O3具有还原性，可消除水样中的余氯。步骤①中在采样瓶中添加Na2S2O3溶液，可以避免余氯杀死活菌，使检测结果更加准确。
（3）微生物培养时应注意无菌操作，故步骤③中，将培养基倒入培养皿时，应在酒精灯火焰附近进行。为使实验数据更准确，应至少设置3个实验组。微生物培养时应注意避免杂菌污染，由于清水中可能含有较多的微生物，故最不宜用作对照组的是c。
（4）步骤③中的接种方法类似稀释涂布平板法，采用该方法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。培养皿中出现成片的菌落的原因可能是水样与培养基没有混匀，即步骤③中旋摇操作不充分。
（5）气温升高会使微生物繁殖加快，导致合格率降低，a正确；客流量增加时进入水中的微生物增多，会导致合格率降低，b正确；由于不同场馆分别计数，故检测的场馆数多不是导致合格率降低的原因，c错误；游泳池氯化时间过长会杀灭更多的微生物，不是导致合格率降低的原因，d错误。根据检测结果，要进一步加强第三季度的场馆管理，可增加游泳池水质监测的频次、给游泳池装设水循环过滤装置。每日在临近开馆前氯化消毒，可能会使水中余氯含量过高，影响人体健康，故选ab。
1.水污染是全球性的生态环境问题，利用微生物降解是治理水污染的有效手段之一。聚乙烯醇（PVA）是存在于化工污水中的一种难以降解的大分子有机物，PVA分解菌能产生PVA酶分解PVA，PVA与碘作用时能产生蓝绿色复合物，当PVA被分解时蓝绿色复合物消失，形成无色透明斑。请回答下列问题：
（1）要从土壤中筛选出能高效分解PVA的细菌，应采用以_____作为唯一碳源的选择培养基，实验中还应设置对照组。将菌液稀释相同的倍数，对照组培养基上生长的菌落数目应明显_____（填“多于”或“少于”）选择培养基上的数目，从而说明选择培养基具有筛选作用。
（2）要测定土壤稀释液中微生物的数目，可在显微镜下用_____计数板直接计数。若将100mL含有PVA分解菌的土壤样品溶液稀释104倍后，取0.1mL稀释液均匀涂布在选择培养基表面，测得菌落数的平均值为160个，空白对照组平板上未出现菌落，则100mL原菌液中有PVA分解菌_____个，该方法的测量值与实际值相比一般会_____（填“偏大”“偏小”或“相等”），原因是_____。
（3）要鉴定分离出的细菌是否为PVA分解菌，培养PVA分解菌的培养基中除了加入必需的营养物质外还需要加入_____用于鉴别PVA分解菌。要比较不同菌株降解PVA能力的大小，用含相同PVA浓度的述培养基来培养不同菌株，一定时间后，通过测定______来确定不同菌株降解PVA能力的大小。
2.[生物－选修1：生物技术实践]
合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果，结果如图所示。回答下列问题。
（1）该同学采用显微镜直接计数法和菌落计数法分别测定同一样品的细菌数量，发现测得的细菌数量前者大于后者，其原因是________________________。
（2）该同学从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液，再从稀释菌液中取200 μL涂布平板，菌落计数的结果为100，据此推算细菌原液中细菌浓度为________________个/mL。
（3）菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是________，冷却的目的是________________________。
（4）据图可知杀菌效果最好的消毒液是________，判断依据是________________。（答出两点即可）
（5）鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌的效果。大肠杆菌在伊红美蓝培养基上生长的菌落呈________色。
3.苹果醋是当下流行的风味饮品，是苹果汁经发酵后，再添加适量苹果汁等原料而制成的饮品。苹果醋中的乙酸有软化血管、降低血压的作用，能有效预防高血压和心脑血管疾病。下图是苹果醋饮品的工厂生产过程图。回答下列有关问题：
（1）得到果醋醪液需要经过两次发酵，发酵②需要的发酵条件是____________。
（2）工厂化生产中可以用固定化酵母细胞进行发酵①过程，一般采用的固定化技术是_________，发酵①过程用固定化细胞技术而不用固定化酶技术的原因是_________。与游离酵母进行发酵相比，固定化酵母细胞进行发酵的优点是_________________________。
（3）苹果醋含有较高浓度的乙酸，能够引起_______________，导致细菌死亡，使得大多数微生物不能生长繁殖，但市场保质期内的苹果醋饮品有时会发生“变质”问题。某同学分析出现“变质”的原因可能如下：
①可能在灌装或包装过程中无菌操作不够规范，引起了耐酸性细菌污染；
②两次无菌操作采用 _______________，虽然使得饮品风味口感保持不变，但不能杀死耐热性微生物；
③苹果浓缩汁中出现了食品污染常见的某种杆菌，在不利条件下形成芽孢或孢子，在条件适宜时其大量繁殖，引起变质。
4.青梅果肉营养丰富，成熟的青梅果实易腐烂，不易运输保存。进行青梅果酒研究，既可提高青梅资源利用率，又可提高产品附加值。图1为制作青梅果酒的简易装置图；由于青梅果肉含糖量低，往往在青梅果浆中加入白砂糖后再进行酿制，图2为在青梅果浆中添加白砂糖对酒精度和果酒感官评分的影响（感官评分越高，果酒的品质越高）。
（1）在青梅果酒发酵过程中，图1装置中的充气口应处于_______状态，排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，目的是_______。可在酸性条件下，用_______（填试剂名称）检测有无果酒产生。
（2）生产酒和醋都需要严格筛选菌种和控制温度条件。在酒精发酵时，使用的菌种为_______；在醋酸发酵时，使用的菌种为_______。从图2可看出，青梅果酒酿制时果浆中初始糖浓度为_______时效果最佳，在此浓度之前，果酒酒精度随初始糖浓度的增加而增加，原因是_______。在青梅果酒酿制过程中，若发酵时间过长，产酒率不再增加，但会增加被杂菌污染的风险，若被醋酸菌污染，_______（填“会”或“不会”）经发酵产生大量醋酸，理由是_______。
5.如图为发酵工程生产流程，人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品，据图回答下列问题。
（1）发酵工程一般包括菌种的选育、扩大培养、_______、灭菌、接种、发酵、产品的分离、提纯等，其中的中心环节是_______，在该时期要随时取样检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，同时要严格控制_______和通气量以及转速等条件。
（2）若高产青霉素菌种是通过①培育的，①应该是_______，扩大培养的目的是_______。
（3）发酵产品分离、提纯时要根据产品类型的不同选择合适的方法，如果⑥表示发酵产品是酵母菌单细胞蛋白，常常采用_______等方法进行分离、提纯。
（4）若发酵菌种为酵母菌，从发酵罐中取样装入甲瓶，初步估测甲瓶中酵母菌数量为3×106个/mL，若要在每个平板上涂布0.1mL用_______稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过300个，则至少应将甲瓶的菌液稀释_______倍。
6.【生物—选修1：生物技术实践】
为了从土壤中分离得到尿素分解菌和纤维素分解菌，某同学做了相关实验。如表所示是培养尿素分解菌的培养基成分和含量，如图所示是几种纤维素分解菌在培养基上形成的大小不等的透明圈，已知刚果红是一种染料，它可以与纤维素反应形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。回答下列问题：
成分 含量
KH2PO4 1.4 g
Na2HPO4 2.1 g
MgSO4·7H2O 0.2 g
葡萄糖 10.0 g
尿素 1.0 g
琼脂 15.0 g
H2O 定容至100mL
（1）分离尿素分解菌和分离纤维素分解菌的培养基的配方不同，但一般都含有_____。为了进行纯种培养，可以采用的方法有_____。
（2）表中所示培养基能够筛选出尿素分解菌的原因是_____。由于土壤中的细菌数量较多，因此在筛选之前需要对土壤所做的处理是_____。
（3）图中透明圈形成的原因是_____，鉴别纤维素分解能力较强的细菌的依据是_____。
（4）某同学欲从牛的瘤胃中分离得到纤维素分解菌。他将牛的瘤胃菌种提取液接种到适宜的培养基中，调节pH及温度等至适宜条件，并持续通入无菌空气，一段时间后发现培养基中几乎没有菌落，原因可能是_____。
7.科研人员偶然从土壤中筛选出一种可以降解塑料的细菌，它能够在30℃下经过6个星期完全降解PET薄膜。科研人员为进一步检测土壤中可降解塑料的细菌的数量，进行了如图所示实验。回答下列问题：
（1）该实验所采用的接种方法是_____，对本实验中所使用的培养皿、锥形瓶等玻璃器皿进行灭菌，常用的灭菌方法为_____。
（2）在接种前，为检测培养基灭菌是否合格，应进行的操作是_____。
（3）有三位同学各取0.1mL的培养液进行涂布培养，得到以下统计结果：甲同学涂布了两个平板，统计的菌落数分别是47和53；乙同学涂布了三个平板，统计的菌落数分别是43、47和51；丙同学涂布了三个平板，统计的菌落数分别是11、42和55。请对三位同学的统计结果进行评价，并简单阐述统计结果正确与否的原因：_____。
（4）结合图示和（3）中统计结果分析，每克样品中细菌数的理论值为_____。除了上述的计数方法外，还可采用在显微镜下直接计数。在相同条件下，采用这两种方法对同一培养液进行计数时，在操作和计算均正确的前提下，两种计数结果是否相同？原因是：_____。
8.随着游泳运动的普及，游泳池水质安全问题越来越受到人们的重视。在游泳池池水消毒中，常用的方法是用氯或含有效氯化合物的消毒剂进行氯化消毒。氯化消毒后池水中的游离性余氯可保证持续消毒效果，但游离性余氯含量过高会影响人体健康。国家规定的人工游泳池水质指标卫生标准包括游离性余氯0.3～1.0mg/L、菌落形成单位不得超过200个/mL等指标。研究人员对某地学校、酒店、健身会所、社区等场所游泳池水进行抽样检测，其中，对游泳池水活细菌总数进行检测的实验步骤如下：
①采样瓶的预处理：在采样瓶中加入适量的Na2S2O3溶液后对采样瓶进行灭菌处理。
②采样：在客流高峰时段进行采样。采集位置在水下30cm左右，取水500mL。
③接种：用灭菌吸管吸取水样1mL，注入灭菌培养皿中。将熔化并冷却至45℃的营养琼脂培养基倒入培养皿内，每皿15mL。立即旋摇培养皿，使水样和培养基充分混匀。重复若干次。
④培养并计数：待琼脂凝固后翻转培养皿，置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落数，并求平均值。
回答下列问题：
（1）检测游泳池水活细菌总数时，不宜用细菌计数板在显微镜下直接计数，原因是_____，容易造成计数结果偏大。
（2）Na2S2O3具有还原性，可消除水样中的余氯。据此分析，步骤①中在采样瓶中添加Na2S2O3溶液对检测的意义是_____。
（3）步骤③中，将培养基倒入培养皿时，应在_____附近进行。为使实验数据更准确，应至少设置_____个实验组。步骤③中还应增加对照组，下列最不宜作为对照组的是_____（单选）。
a.15mL营养琼脂培养基
b.1mL无菌水+15mL营养琼脂培养基
c.1mL清水+15mL营养琼脂培养基
（4）步骤④中，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是因为_____。若观察到培养后的某个培养皿中只有一大片细菌，则该培养皿不宜计数。出现成片的菌落的原因可能是步骤③中_____操作不妥当。
（5）不同季度微生物检测结果如表所示，第三季度合格率下降的原因可能包括_____。
a.气温升高 b.客流量增加
c.检测的场馆数多 d.游泳池氯化时间过长
季度 检测场馆数 合格场馆数 合格率（%）
一 34 34 100.0
二 40 38 95.0
三 399 329 82.5
四 36 36 100.0
根据检测结果，要进一步加强第三季度的场馆管理。下列属于提升游泳池水质安全性的合理建议有_____。
a.增加游泳池水质监测的频次
b.给游泳池装设水循环过滤装置
c.每日在临近开馆前氯化消毒
答案以及解析
1.答案：（1）聚乙烯醇（或PVA）；多于
（2）血细胞；1.6×109；偏小；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）碘透明斑的大小（或直径）
解析： （1）要从土壤中筛选出能高效分解PVA的细菌，应采用以聚乙烯醇（PVA）作为唯一碳源的选择培养基；目的是筛选出能分解聚乙烯醇（PVA）的细菌：因为对照组培养基上可以生长多种细菌，所以实验中设置的对照组培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，从而说明选择培养基具有筛选作用。
（2）要测定土壤稀释液中微生物的数目，可在显微镜下用血细胞计数板直接计数：根据题意分析，100mL原菌液中有PVA分解菌的数量为160÷0.1×104×102=1.6×109（个）；由于该方法得到的菌落可能是两个或者多个细胞共同产生的，导致统计的菌落数较实际菌落数偏小。
（3）PVA与碘作用时能产生蓝绿色复合物，当PVA被分解时蓝绿色复合物不能形成，从而形成透明斑，因此鉴定PVA分解菌，培养基中除了加入必需的营养物质外还需要加入碘。比较不同菌株降解PVA能力的大小，可用含相同PVA浓度的鉴别培养基来培养不同菌株，一定时间后，通过测定透明斑的大小（或直径），确定不同菌株降解PVA能力的大小。
2.答案：（1）用菌落计数法计数时，只有活菌被统计，且两个或多个细胞可能连在一起形成一个菌落；用显微镜直接计数法计数时，不能区分死菌和活菌，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和
（2）5×103
（3）灭菌，以防止杂菌污染；避免杀死菌种
（4）A；活细菌减少量最大且减少得最快
（5）黑
解析：（1）用菌落计数法计数时，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，故活菌统计值比实际值小；用显微镜直接计数法计数时，不能区分死菌和活菌，故测定的细菌数量往往大于实际的活菌数，因此使用显微镜直接计数法计数的结果比菌落计数法计数的结果大。
（2）100个菌落代表100个活菌，其来自200μL（0.2mL）稀释液，推出1mL稀释液中大约有500个活菌，稀释液由细菌原液稀释10倍获得，进而推出细菌原液中细蘑浓度为5×103个mL。
（3）将涂布器被在火烙上灼烧的目的是灭菌，以防止杂菌污染；涂布器冷却后再进行涂布的目的是以免高温杀死菌种。
（4）由曲线图可以直接看出，用消毒液A处理后活细菌减少量最大且活细菌减少得最快，说明消毒液A杀菌效果最好。
（5）在伊红美蓝培养基上培养大肠杆菌，大肠杆菌菌落呈黑色。
3.答案： （1）通入氧气或空气、30-35℃
（2）包埋法；酒精发酵需要一系列酶催化，只有固定化细胞才可以固定一系列酶，并催化一系列化学反应；酵母细胞可以重复利用，降低成本；便于与发酵液的分离，提高产品品质等
（3）细菌蛋白质变性、细菌失水；②巴氏消毒法
解析：（1）得到果醋醪液需要经过两次发酵，发酵②利用的醋酸菌发酵，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；醋酸菌的最适生长温度为30~35℃，故此过程需要的发酵条件是通入氧气或空气、30-35℃。
（2）工厂化生产中可以用固定化酵母细胞进行发酵①过程，一般采用的固定化技术是包埋法，发酵①过程用固定化细胞技术而不用固定化酶技术的原因是酒精发酵需要一系列酶催化，只有固定化细胞才可以固定一系列酶，并催化一系列化学反应。与游离酵母进行发酵相比，固定化酵母细胞进行发酵的优点是酵母细胞可以重复利用，降低成本；便于与发酵液的分离，提高产品品质等。
（3）苹果醋含有较高浓度的乙酸，能够引起细菌蛋白质变性、细菌失水，导致细菌死亡，使得大多数微生物不能生长繁殖，但市场保质期内的苹果醋饮品有时会发生“变质”问题。某同学分析出现“变质”的原因可能如下：①可能在灌装或包装过程中无菌操作不够规范，引起了耐酸性细菌污染；②两次无菌操作采用巴氏消毒法，虽然使得饮品风味口感保持不变，但不能杀死耐热性微生物；③苹果浓缩汁中出现了食品污染常见的某种杆菌，在不利条件下形成芽孢或孢子，在条件适宜时其大量繁殖，引起变质。
4.答案：（1）关闭；避免空气中其他微生物进入发酵装置（或防止空气中的微生物污染）；重铬酸钾溶液
（2）酵母菌；醋酸菌；20%；糖类是主要的能源物质，可为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质，还可作为酒精发酵的原料；不会；酒精发酵是无氧环境，而醋酸发酵需要氧气，且酒精发酵与醋酸发酵的温度不同
解析：（1）果酒发酵是在无氧环境下进行的，因此在青梅果酒发酵过程中，图1装置中的充气口应关闭，可用酸性重铬酸钾溶液检测有无果酒产生。
（2）据图2可知，当初始糖浓度为20%时，酒精度及果酒感官评分均最高。
5.答案：（1）培养基的配制；发酵罐内发酵；温度、pH
（2）诱变育种（或基因工程育种）；增加目的菌的数量
（3）过滤、沉淀
（4）无菌水；1000
解析：（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；发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵；在发酵过程中要及时添加必需的营养组分，严格控制温度、pH和通气量以及转速等条件。
（2）若高产青霉素菌种是通过①培育的，①应该是诱变育种或基因工程育种；扩大培养需要用液体培养基，扩大培养的目的是增加目的菌的数量。
（3）发酵产品分离、提纯时要根据产品类型的不同选择合适的方法，如果⑥表示发酵产品是酵母菌单细胞蛋白，常常采用过滤、沉淀等方法进行分离、提纯。
（4）从发酵罐中取样装入甲瓶，初步估测甲瓶中酵母菌数量为3×106个/mL，若要在每个平板上涂布0.1mL用无菌水稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过300个，则甲瓶的菌液稀释倍数至少应为3×106×0.1÷300=1000。
6.答案：（1）碳源、氮源、水、无机盐；稀释涂布平板法和平板划线法
（2）该培养基以尿素作为唯一氮源只有尿素分解菌能够生存；对土样进行充分稀释
（3）纤维素分解菌能将菌落周围的纤维素分解为纤维二糖、葡萄糖，但纤维素的分解产物不能与刚果红形成红色复合物；透明图直径与菌落直径比值较大
（4）瘤胃中的微生物为厌氧细菌，接触空气后死亡
解析：（1）因培养对象的不同，培养基的成分有所不同，但一般都含有碳源、氯源、水和无机盐；可以采用稀释涂布平板法或平板划线法，将微生物分散在固体培养基上，经过培养得到单菌落，从而获得纯种。
（2）由于培养基成分中唯一的氮源是尿素，只有尿素分解菌可以合成脲酶分解尿素，在该培养基上生存；土样中的细菌数量庞大，因此在筛选之前需要对土样进行充分稀释。
（3）纤维素分解菌将菌落周围的纤维素分解为纤维二糖、葡萄糖等，但纤维素的分解产物不能与刚果红形成红色复合物，会在培养基上形成透明圈；图中透明圈直径与菌落直径的比值越大，说明该菌落的分解能力越强。
（4）由于牛瘤胃中的微生物可能为厌氧细菌，将牛的瘤胃菌种提取液接种到适宜的培养基中后，持续通入无菌空气，会导致厌氧细菌死亡。
7.答案：（1）稀释涂布平板法干热灭菌法（或高压蒸汽灭菌法）
（2）随机取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间
（3）甲同学错误，因为甲同学只涂布了两个平板，实验数据说服力不够；乙同学正确，乙同学涂布的三个平板的计数结果相近，且均在30~300之间：丙同学错误，丙同学其中一个平板的计数结果与另外两个相差太远，说明操作过程中出现错误，数据缺乏准确性
（4）4.7×107；不相同，稀释涂布平板法的结果偏低，因为该方法只能统计活菌的数量，且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；而显微镜直接计数法统计的是活菌数和死菌数的总和
解析：（3）进行菌落计数时，一般选择菌落数在30~300之间的平板进行计数。分析3名同学的数据可知，甲同学只涂布了两个平板，实验数据不足，说服力不够：丙同学涂布的平板中有一个平板计数的结果与另外两个相差太远，说明操作过程中出现错误，数据缺乏准确性；乙同学涂布的三个平板结果相近，且均在30~300之间，能作为正确的统计结果。
（4）由题图可知，涂布平板用的稀释液的稀释倍数为105。每克样品中的细菌数=（3个平板的平均菌落数÷涂布取样量）×稀释倍数，由（3）可知，可用乙同学的结果计数，即3个平板的平均菌落数为（43+47+51）÷3=47（个），则每克样品中的细菌数为（47÷0.1）×105=4.7×107（个）。
8.答案：（1）显微镜直接计数获得的结果为活菌数和死菌数的总和
（2）避免余氯杀死活菌，使检测结果更加准确
（3）酒精灯火焰；3；c
（4）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；旋摇
（5）ab;ab
解析：（1）显微镜直接计数获得的结果为活菌数和死菌数的总和，容易造成计数结果偏大。
（2）氯化消毒后池水中的游离性余氯可保证持续消毒效果，Na2S2O3具有还原性，可消除水样中的余氯。步骤①中在采样瓶中添加Na2S2O3溶液，可以避免余氯杀死活菌，使检测结果更加准确。
（3）微生物培养时应注意无菌操作，故步骤③中，将培养基倒入培养皿时，应在酒精灯火焰附近进行。为使实验数据更准确，应至少设置3个实验组。微生物培养时应注意避免杂菌污染，由于清水中可能含有较多的微生物，故最不宜用作对照组的是c。
（4）步骤③中的接种方法类似稀释涂布平板法，采用该方法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。培养皿中出现成片的菌落的原因可能是水样与培养基没有混匀，即步骤③中旋摇操作不充分。
（5）气温升高会使微生物繁殖加快，导致合格率降低，a正确；客流量增加时进入水中的微生物增多，会导致合格率降低，b正确；由于不同场馆分别计数，故检测的场馆数多不是导致合格率降低的原因，c错误；游泳池氯化时间过长会杀灭更多的微生物，不是导致合格率降低的原因，d错误。根据检测结果，要进一步加强第三季度的场馆管理，可增加游泳池水质监测的频次、给游泳池装设水循环过滤装置。每日在临近开馆前氯化消毒，可能会使水中余氯含量过高，影响人体健康，故选ab。
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