【增分测评卷】第一章 发酵工程（含解析）-《精讲精练》26版高中同步新教材生物浙科版选择性必修3

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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
第一章　发酵工程
全卷满分100分　考试用时90分钟
一、选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分。每小题列出的四个备选项中,只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列有关无菌技术,操作不规范的是(　　)
A.将烧红的接种环在火焰旁边冷却
B.在超净工作台操作时,必须关闭紫外灯
C.接种过程中,打开塞子前和塞上塞子后都要将瓶口或试管口在酒精灯火焰上灼烧灭菌
D.接种环和涂布器使用前均需在酒精灯火焰上灼烧,冷却后再接种
2.细菌培养基常在121 ℃高压灭菌锅中灭菌。如果只是在100 ℃条件下将细菌培养基灭菌,下列生物仍会存活的是(　　)
A.大肠杆菌
B.一种青霉菌
C.枯草芽孢杆菌的芽孢
D.沙门氏菌
3.下表是微生物培养基的配方,下列有关叙述错误的是(　　)
成分 NaNO3 K2HPO4 琼脂 MgSO4·7H2O
含量 3 g 1 g 15 g 0.5 g
成分 FeSO4 葡萄糖 H2O 抗生素
含量 0.01 g 30 g 定容至1 000 mL 0.1万单位
A.依物理性质划分,该培养基属于固体培养基
B.由培养基的原料可知,所培养微生物是异养型,培养的微生物可以是酵母菌
C.本培养基中抗生素的添加满足了微生物生长对特殊营养物质的要求
D.若用该培养基分离能分解尿素的细菌,应除去抗生素和NaNO3,并加入尿素
4.将没有吃完的西瓜盖上保鲜膜后放入冰箱,是很多人日常储藏西瓜的办法。有人认为盖上保鲜膜储藏的西瓜中细菌种类和数目反而比没用保鲜膜的多。某生物研究小组针对上述说法进行探究,他们将盖保鲜膜保存了三天的西瓜的瓜瓤制备成浸出液,再将浸出液接种到培养基平板上进行观察。下列说法正确的是(　　)
A.培养基可不加碳源是因为接种的浸出液中含糖
B.可采用稀释涂布平板法或平板划线法进行接种
C.只需要设置未接种瓜瓤浸出液的空白平板作对照
D.培养一段时间后应统计培养基上的菌落的种类和数量
阅读以下材料,回答第5、6题。
　　枯草芽孢杆菌分泌的蛋白酶在生物医药和日用化工等生产领域具有重要的经济价值,为筛选高产蛋白酶的枯草芽孢杆菌,将分别浸过不同菌株(a~e)分泌物提取液的圆纸片置于含某种高浓度蛋白质的平板培养基表面,在37 ℃恒温箱中放置2~3天,结果如图1。检测枯草芽孢杆菌的蛋白酶和其他酶的热稳定性数据(即酶在不同温度下保温足够长的时间,再在酶活性最高的温度下测其酶活性),结果如图2。
图1
图2
5.下列有关叙述正确的是(　　)
A.使用高浓度蛋白质的目的之一是使培养基呈现不透明的状态
B.为使实验数据更加可信,应增设浸过蒸馏水的圆纸片进行对照实验
C.菌株b提取液周围没有形成明显透明圈的原因一定是不能合成蛋白酶
D.蛋白酶制备时需研磨破碎枯草芽孢杆菌
6.在工业化生产过程中,制备该蛋白酶制剂前,枯草芽孢杆菌发酵液需在一定的温度下保温一定时间,下列温度区间中最合适的是(　　)
A.30~40 ℃　　　B.40~50 ℃
C.50~60 ℃　　　D.60~70 ℃
7.为纯化菌种,在培养基上划线接种纤维素降解菌,培养基中加入刚果红,它可以与纤维素反应形成红色复合物。培养结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区的细菌数量差异是不断划线稀释的结果
B.每次划线前均应灼烧,目的是减小菌量
C.倒平板后表面自然会平整,无需晃动
D.只有菌落周围的纤维素才可能被降解
8.生长图形法是一种测定微生物营养需求的简便方法。为探究某嗜热菌所需生长因子的种类,研究小组把该菌的悬浮液与不含任何生长因子但含有其他必需营养物质的培养基混合后倒成平板,然后在平板上划分数个区域,将甲、乙、丙三种生长因子分别添加到不同区域,培养结果如图所示,下列说法不正确的是(　　)
A.倒成平板后直接培养可判断有无污染
B.倒成平板前培养基需要进行灭菌处理
C.图示结果表明该菌生长需要生长因子乙或丙
D.生长图形法还可用于某些菌种的筛选
阅读下列材料,回答第9、10题。
　　发酵食品的制作就是利用有益微生物来酿造人类喜爱的风味食品。发酵食品中微生物的种类多种多样,不同的发酵食品需要不同的微生物,在发酵过程中选择和培养合适的菌种尤为重要。我国有着悠久的发酵史,除了酿酒,酱油也是我国最早生产的,在西周时期就已经有了高粱美酒变醋的传说。
9.国产食醋的发酵菌种中有曲霉、酵母菌、醋酸菌等多种微生物。下列关于培养基的叙述正确的是(　　)
A.培养基都含有水、无机盐、琼脂、碳源和氮源
B.培养基只能用来扩增、分离和鉴定菌种
C.培养基各成分都需要进行高压蒸汽灭菌
D.培养基中的成分与所培养菌种的代谢有关
10.现代工艺酿酒采用的酵母菌菌种要求发酵稳定、出酒率高。为了得到理想菌株,人们需要通过实验室培养从众多酵母类群中分离纯化出目标菌株。下列关于分离纯化操作的叙述中,错误的是(　　)
A.分离纯化的目标菌株是能耐较高浓度酒精的菌株
B.分离微生物可用平板划线法或稀释涂布平板法
C.得到的目标菌株常需要进一步稀释分离
D.常在通入足量氧气的液体培养基中进行纯化培养
11.在进行微生物数量测定时,下列情况会造成结果偏大的是(　　)
A.利用显微镜计数法计数时,滴加菌液时产生了气泡
B.进行梯度稀释时,每支试管加入了过多的无菌水
C.利用显微镜直接计数时,滴加菌液后再盖盖玻片
D.平板上有不少菌落是两个细菌长成的菌落连在一起形成的
12.如图为“能分解尿素的微生物的分离与计数”的实验过程,下列叙述错误的是(　　)
A.若D试管取出的菌液在平板上形成的菌落平均数为179,则土壤中目标微生物浓度为1.79×108个/g
B.取不同稀释倍数的土壤稀释液各0.1 mL,分别涂布于LB固体培养基、尿素固体培养基上
C.将实验组和对照组37 ℃恒温培养24~48 h时,需将平板倒置
D.在尿素固体培养基上生长的细菌都是能分解尿素的细菌
13.如图是将酵母菌培养液稀释100倍后通过显微镜观察到的结果图像。下列相关叙述正确的是(　　)
A.制片时,先用吸管滴加菌液再将盖玻片放在计数板上
B.利用血细胞计数板计数的方法属于显微镜计数法
C.需用吸水纸在盖玻片一侧吸引以加速酵母菌沉降到计数区底部
D.依据上图可估算出培养液中酵母菌密度约为6×107个·mL-1
14.如图是谷氨酸的发酵装置,关于该发酵罐结构与功能的叙述,错误的是(　　)
A.3、6处是发酵罐夹层中水的进出口,水在发酵罐夹层流动的作用是冷却
B.5的作用是把无菌空气与发酵液混合,增加溶解氧,并能使菌种与培养液充分接触
C.发酵工程的中心环节是制备适合发酵菌种生长的培养基
D.1为视窗,可观察微生物的生长状况和产品形成
15.下列对发酵产品的分离、提纯和加工的说法,错误的是(　　)
A.为了获得大量酵母菌,可采用离心等方法
B.酿制白酒时,常用真空发酵方法提取发酵产品
C.通常在微生物生长的稳定期,从放出的老培养基中分离发酵产品
D.发酵过程中的环境条件只影响微生物的生长繁殖,不影响微生物代谢产物的形成
16.发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用。在发酵过程中,发酵条件的控制至关重要。下列关于发酵条件的控制的叙述,不正确的是(　　)
A.发酵过程要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件
B.发酵过程中微生物代谢产热和机械搅拌产热,会使发酵罐温度升高,因此要及时调节发酵罐温度
C.培养基中营养物质的利用和代谢物的积累,可能会导致发酵液pH发生改变,如工业酿酒会导致pH上升
D.现代工业发酵对发酵条件的监测和控制是通过计算机系统实现的,可以使发酵过程处于最佳状态
17.《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢(‘酢’同‘醋’)法”的酿醋工艺:“大率酒一斗,用水三斗,合瓮盛,置日中曝之。七日后当臭,衣(指菌膜)生,勿得怪也,但停置,勿移动,挠搅之。数十日,醋成”。下列有关叙述错误的是(　　)
A.该方法的原理是醋酸菌将酒精转化为醋酸
B.加水的目的是对酒进行稀释,避免酒精浓度过高杀死醋酸菌
C.“置日中曝之”可以降低发酵液温度有利于醋酸菌发酵
D.“挠搅”有利于酒精与醋酸菌充分接触,还可以增加溶液中的溶解氧
18.泡菜是我国的传统美食,泡菜制作时,泡菜使用低浓度的盐水,再经乳酸菌发酵,制成一种带酸味的腌制品,只要乳酸含量达到一定的浓度,并使产品隔绝空气,就可以达到久贮的目的。下列关于泡菜腌制的叙述错误的是(　　)
A.参与泡菜腌制的微生物为厌氧乳酸菌,在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸使泡菜带酸味
B.腌制泡菜时泡菜坛要装至八成满,盐水没过全部菜料,盖上坛盖再用水密封泡菜坛
C.在泡菜腌制过程中乳酸菌、乳酸的含量会先增加后减少再趋于稳定
D.腌制泡菜时如果加入一些陈泡菜汁,可以缩短腌制时间
19.研究发现圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌组合可以将某类厨余垃圾有效降解。为制备能有效分解该类厨余垃圾的微生物菌剂,科研小组对两菌种进行了最佳接种量比的探究实验,实验结果如下图。下列叙述正确的是(　　)
A.该实验的接种方法为平板划线法
B.该类厨余垃圾可作为圆褐固氮菌扩大培养的培养基
C.处理该类厨余垃圾,两菌种的最佳接种量比为2∶1
D.圆褐固氮菌的某些代谢产物可促进巨大芽孢杆菌的增殖
20.野生型大肠杆菌菌株能在未添加某种维生素的基本培养基上生长,氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸,只能在添加了多种维生素的完全培养基上生长,下图为纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分流程图,①②③④代表培养基,A、B、C表示操作步骤,D、E为菌落。下列叙述错误的是(　　)
A.图中①②④为基本培养基,③为完全培养基
B.紫外线的目的是提高突变率,增加突变株的数量
C.B操作是用涂布器把菌液均匀涂布在②表面
D.经C过程原位影印及培养后,可从④中挑取D进行纯化培养
二、非选择题(本大题共5小题,共60分)
21.(10分)纳豆是一种历史悠久的传统大豆发酵食品,起源于我国的秦汉时期,至今已有两千多年的历史。以下是纳豆发酵的工艺流程:
精选大豆→洗净→浸泡→蒸煮→摊凉→接种发酵→放置后熟→成熟纳豆
回答以下问题:
(1)生产纳豆时,接种发酵前要进行蒸煮,为保证工业化发酵品质,可采用的灭菌方法是　　　　　　　　。
(2)纳豆芽孢杆菌是纳豆生产中最重要的菌株。从下图中可看出科研人员采用　　　　　　法从豆豉中分离出纳豆芽孢杆菌,在此过程中接种环灼烧了　　　次。图中哪个区域最容易出现单个菌落 　　　。
(3)某同学对发酵后的纳豆产品进行了菌落总数的测定,将25 g纳豆放入225 mL生理盐水中混匀制成101倍稀释液,之后依次进行10倍系列稀释,在稀释度为104的情况下,取样品0.1 mL分别涂布到三个培养基中、在37±1 ℃下培养48 h后对平板的菌落总数进行统计,结果为72、76、77,则计算出每毫升样品培养出来的菌落总数约为　　　　个。
22.(14分)黑枸杞具有治疗心热病及心脏病、降低胆固醇、兴奋大脑神经、增强免疫功能等效果。请回答下列关于利用黑枸杞制作果酒和果醋的问题:
图1
图2
(1)制作果酒时可选用图1的装置,为适当提高果酒的生产速率,进气口应　　　　　　　;排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连,这样做的原因是　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)图2中对果汁并没有进行灭菌处理,但随着果酒发酵的进行,其他微生物含量变少,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)若是从混杂的微生物中分离酵母菌应使用　　　　(填功能)培养基,从微生物培养的角度分析,黑枸杞果汁能够为酵母菌的生长提供水、无机盐、　　　　　　、生长因子等。黑枸杞果汁发酵后是否有酒精产生,可以用　　　　　　　　　来检验。
(4)图2乙过程中使用的微生物主要是　　　　,若从食醋中分离纯化该菌种,常用的接种方法是　　　　　　　　　　　　　　　。
23.(12分)中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。
回答下列问题:
(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液体培养基中将蔗糖作为　　 　　　　　,并不断提高其浓度,经多次传代培养(指培养一段时间后,将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用　　　　　　　　进行菌落计数,评估菌株增殖状况。
(2)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60 g/L,pH为10,菌株H可正常持续发酵60 d以上。该系统不需要灭菌的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)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,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。
(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA,说明其能分泌　　　　　　　　　　　　　　　。
24.(14分)对生活垃圾进行分类处理,是提高垃圾资源价值和改善生活环境的重要措施。科研小组欲分离及培养若干种微生物用于处理湿垃圾,如剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物。
(1)科研小组从土壤中筛选产脂肪酶的菌株时,配制的培养基需要以　　　　为唯一碳源。获得产脂肪酶的菌株后,在处理含油垃圾的同时,可获得单细胞蛋白,实现污染物资源化。现获得可产脂肪酶的A、B两种菌株,并进行了培养研究,结果如图1所示。据图分析,应选择菌株　 　　　进行后续相关研究,理由是　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
图1
(2)科研小组从土壤中筛选淀粉分解菌时,加碘液染色后,选择培养基上出现了A、B和C三种菌落(如图2所示)。若要得到淀粉酶活力最高的菌株,应选择　　　　菌落进一步纯化。经检测A菌落为硝化细菌,A菌落能在此培养基上生长且没有形成透明圈的原因是　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
图2
(3)在微生物分解处理垃圾的过程中,纤维素分解菌能够分泌纤维素酶,该酶可将纤维素分解为葡萄糖。若让你从土壤中分离纤维素分解菌,你认为应该选择到什么环境中采集土样 　　　　(A.污水处理厂周围　B.肉类加工厂周围　C.米酒厂周围　D.木材加工厂周围)。为什么 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
25.(10分)戴口罩、勤洗手是预防常见传染病的有效措施。为衡量某免洗手凝胶的清洗效果,研究人员检测了凝胶洗手前后,手部细菌的含量。凝胶洗手前的检测流程如图。请回答下列问题:
(1)在进行实验前需要配制培养基,通常包括计算、称量、溶解、调pH、分装、灭菌等环节,其中调pH的过程　　　　(填“需要”或“不需要”)在酒精灯火焰旁进行。
(2)根据上图所示的步骤得出的实验结果可信度较低,为了提高实验结果的可信度,请给出两点建议:①　　　　　　　　　　　　　　　　,②　　　　　　　　　　　　　　。
(3)培养一段时间后可根据　　　　　　　　　　　　(至少填两项)等菌落特征初步判断培养基上菌种的类型。为了计算洗手前手部单位面积的细菌数量,除上图所给的信息外,还需要知道　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
附加题
1.工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如图。
回答下列问题:
(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的　　 　　　可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供　　　　。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖,大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的　　　　　　、　　　　　　　能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分,如将蛋白质分解为小分子的肽和　　　　。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉属于　　　　(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养需氧”)型微生物。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于　　　　(填“真核生物”或“原核生物”);添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是　　　　　　　　。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是　　　　　　　　 　　　(答出1点即可)。
2.物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。物质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物质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物质W的酶(酶E)。为了比较酶E与天然酶降解物质W能力的差异,该小组拟进行如下实验,请完善相关内容。
①在含有一定浓度物质W的固体培养基上,A处滴加含有酶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　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
答案全解全析
1.C　将烧红的接种环在火焰旁边冷却,目的是防止杂菌污染,A正确;在超净工作台操作时,必须关闭紫外灯,避免紫外线照射对人体造成危害,B正确;接种过程中,打开塞子后和塞上塞子前都要将瓶口或试管口在酒精灯火焰上灼烧灭菌,C错误。
2.C　枯草芽孢杆菌的芽孢,抵抗高温的能力强,在100 ℃的条件下仍可存活。
3.C　该培养基中含有琼脂,属于固体培养基,A正确。从培养基成分看,配方中的葡萄糖属于有机碳源,因此所培养微生物的同化类型是异养型;抗生素能够抑制细菌的生长,因此培养的微生物可以是酵母菌,B正确,C错误。若用该培养基分离能分解尿素的细菌,应除去抗生素(抑制细菌的生长)和NaNO3(氮源),并加入尿素作为唯一氮源,D正确。
4.D　浸出液虽然含有糖类,但接种是取少量的浸出液,因此培养基中要加入碳源,A错误;欲对微生物进行计数,应采用稀释涂布平板法进行接种,平板划线法不能对微生物进行计数,B错误;探究盖上保鲜膜储藏的西瓜中细菌的种类和数目是否比没用保鲜膜的多,除了需要设置未接种瓜瓤浸出液的空白平板作对照外,还需要设置接种没用保鲜膜盖上的瓜瓤浸出液的平板作对照,C错误;由题意可推知,该实验的因变量是菌落的种类和数量,所以培养一段时间后应统计培养基上的菌落的种类和数量,D正确。
5.A　为使实验数据更加可信,应增设浸过无菌水的圆纸片进行对照实验,B错误;菌株b提取液周围没有形成明显透明圈的原因可能是不能合成蛋白酶,也可能是合成的蛋白酶不能分泌到细胞外等,C错误;枯草芽孢杆菌能分泌蛋白酶,蛋白酶制备时不需要研磨枯草芽孢杆菌,D错误。
6.D　由图可知,在60~70 ℃保温后,再在适宜温度下测得的枯草芽孢杆菌的蛋白酶相对活性较大,而其他酶的相对活性较小,D符合题意。
7.A　每次划线前均应灼烧,目的是杀死上次划线后接种环上残留的菌种,使下次划线的菌种直接来自上次划线的末端,B错误;倒平板时需轻轻晃动,以保证表面平整,C错误;其他理化因素等也可能导致纤维素被降解,D错误。
8.C　图中菌落只生长在乙和丙区域之间,说明该菌生长同时需要乙和丙,C错误;不同菌种所需生长因子不同,可利用生长图形法筛选某些菌种,D正确。
9.D　液体培养基不含琼脂,A错误;培养基还能用来对微生物进行计数等,B错误;有些培养基成分不适合用高压蒸汽灭菌,如尿素、葡萄糖等,可使用G6玻璃砂漏斗进行过滤除菌,C错误;培养基既是提供细胞营养和促使细胞增殖的基础物质,也是细胞生长和繁殖的生存环境,培养基中的成分与所培养菌种的代谢有关,D正确。
10.D　现代工艺酿酒采用的酵母菌菌种要求发酵稳定、出酒率高,因此分离纯化的目标菌株是能耐较高浓度酒精的菌株,A正确;平板划线法和稀释涂布平板法是两种常用的分离微生物的方法,B正确;得到的目标菌株常需要进一步稀释分离,才能得到纯种,C正确;酵母菌在无氧的环境下进行酒精发酵,从众多酵母类群中分离纯化目标菌株无需通入氧气,D错误。
11.C　利用显微镜计数法计数时,滴加菌液时产生了气泡,导致实际所取菌液体积偏小,造成结果偏小,A不符合题意;进行梯度稀释时,若每支试管加入了过多的无菌水,会导致培养基上菌落的数量减少,进而导致计算结果偏小,B不符合题意;利用显微镜直接计数时,如果先滴加菌液再盖盖玻片,容易使盖玻片由于液滴的表面张力而不能严密的盖到计数板表面上,使计数室内的菌液体积增大,计数结果偏大,C符合题意;平板上两个细菌长成的菌落连在一起按一个菌落计数,会使结果偏小,D不符合题意。
12.D　D试管中是稀释105倍后的菌液,则土壤中目标微生物浓度为179÷0.1×105=1.79×108(个/g),A正确;尿素固体培养基是选择培养基,LB固体培养基作为对照组,可检测选择培养基是否有选择作用,B正确;在尿素固体培养基上生长的细菌大多数是能分解尿素或以尿素为氮源的细菌,还有一些是能利用空气中的氮的微生物等,D错误。
13.B　制片时,应先将专用的盖玻片盖在计数板上,再用吸管滴加菌液,A错误;显微镜计数法是测定细菌数量的常用方法,利用血细胞计数板计数的方法属于显微镜计数法,B正确;将盖玻片放在计数板上,用滴管在盖玻片边缘滴加菌液后,让菌液自行渗入,多余的菌液再用滤纸吸去,C错误;此血细胞计数板的计数区是25×16型,即大方格内分为25个中方格,每一个中方格又分为16个小方格,计数区的规格为1 mm×1 mm×0.1 mm,图中中方格的酵母菌数为24(数上不数下、数左不数右),酵母菌培养液稀释100倍,则1 mL培养液中酵母菌数约为24×25÷0.1×100×1 000=6×108(个/mL),D错误。
14.C　在利用发酵罐进行发酵的过程中,由于微生物的呼吸作用以及搅拌等都能产生大量的热,使发酵液温度升高,为防止温度过高降低酶的活性,从而降低谷氨酸产量,采取了水在发酵罐夹层中流动进行冷却的措施,A正确;5为叶轮,叶轮的搅拌不仅使气泡与发酵液混合,而且使微生物细胞与发酵液中的营养物质接触,B正确;发酵工程的中心环节是发酵,C错误;1为视窗,可观察微生物的生长状况和产品形成,D正确。
15.D　在微生物生长的稳定期菌群总数处于稳定阶段,许多重要的发酵产物主要在此期间大量积累并达到最高峰,可在这个时期从放出的老培养基中分离发酵产品,C正确;生物代谢产物是生物体内的化学反应生成的,生物体内的化学反应几乎都需要酶的催化,与温度、pH等环境条件都有关系,D错误。
16.C　酿酒过程中不仅会产生酒精,还会产生大量的二氧化碳,因此酿酒过程中,发酵液的pH会下降,C错误。
17.C　“置日中曝之”可以提高发酵液温度,有利于醋酸菌发酵,C错误。
18.C　腌制泡菜时泡菜坛要装至八成满,盐水没过全部菜料,盖上坛盖再用水密封泡菜坛,可利用水隔绝空气,从而创造无氧条件,B正确。在泡菜腌制过程中,乳酸菌的含量先增加,后由于营养物质缺乏、pH下降而减少;乳酸的含量会一直增加,C错误。陈泡菜汁中含有乳酸菌,坛中加一些陈泡菜汁即加入乳酸菌菌种,这相当于在接种环节增加了乳酸菌的数量,可缩短腌制时间,D正确。
19.D　由于需要统计有效菌落数,该实验的接种方法为稀释涂布平板法,A错误;分析题图:
根据以上分析,B、C错误;巨大芽孢杆菌不能利用空气中的氮气合成自身所需的氮,需要添加氮源,圆褐固氮菌可以固氮,不需要添加氮源,因此,圆褐固氮菌的某些代谢产物可促进巨大芽孢杆菌的增殖,D正确。
20.A　野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长,氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸,只能在完全培养基上生长,根据题干信息和题图分析,图中①②④为完全培养基,③为基本培养基,A错误;紫外线照射的目的是诱导野生型大肠杆菌发生基因突变,通过紫外线照射处理可提高突变频率,从而增加突变株的数量,B正确;B操作是将菌液滴加到培养基表面,再用涂布器将菌液均匀涂布在②表面,C正确;从图中可看出,D在基本培养基中无法生长,在完全培养基中可生长,说明D是氨基酸营养缺陷型菌落,故经C过程原位影印及培养后,可从④培养基中挑取D菌落进行纯化培养,D正确。
21.答案　(每空2分)(1)高压蒸汽灭菌法　(2)平板划线　4　③　(3)7.5×106
解析　(2)由图可知,科研人员采用平板划线法从豆豉中分离出纳豆芽孢杆菌,图中进行了3次划线,需要灼烧接种环4次,随着划线次数的增加,菌种逐渐被分散,故图中区域③最容易出现单个菌落。(3)每毫升样品培养出来的菌落总数约为(72+76+77)÷3÷0.1×104=7.5×106(个)。
22.答案　(除标注外,每空2分)(1)先打开后关闭　既可以放气,又可避免空气中微生物的污染　(2)发酵过程形成的缺氧和酸性环境不利于其他微生物的生存(合理即可)　(3)选择(1分)　氮源、碳源　酸性重铬酸钾溶液(1分)　(4)醋酸菌　稀释涂布平板法或平板划线法
解析　(1)制作果酒时为适当提高果酒的生产速率,进气口应先打开让酵母菌进行需氧呼吸以利于繁殖,然后关闭让酵母菌进行厌氧呼吸以利于酒精发酵。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连,这样既可以放气,又可以防止空气中微生物的污染。
23.答案　(除标注外,每空2分)(1)唯一碳源　稀释涂布平板法　(2)高盐环境导致其他杂菌失水过多而死亡;较高的pH导致其他杂菌的酶变性失活,生长繁殖受抑制(4分)　(3)氧气(或溶解氧)　(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等
解析　(1)进行菌落计数需要用稀释涂布平板法。(2)菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,在适合菌株H生长的培养基上,盐浓度为60 g/L,高盐环境导致其他杂菌失水过多而死亡;pH为10,较高的pH导致其他杂菌的酶变性失活,生长繁殖受抑制。(3)发酵液中产生了少量乙醇等物质,说明菌体可能进行厌氧呼吸产生了乙醇,即发酵过程中氧气不足,限制了菌体的繁殖。(4)菌株H能分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等),说明菌株H能分泌蛋白酶分解蛋白质,能分泌淀粉酶分解淀粉,能分泌脂肪酶分解油脂。
24.答案　(每空2分)(1)脂肪　B　该菌株增殖速度快,降解脂肪能力强　(2)C　硝化细菌为自养型微生物,能够利用空气中的二氧化碳合成有机物,但硝化细菌不能产生淀粉酶,所以无透明圈　(3)D　因为纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中
解析　(1)因为科研小组要从土壤中筛选产脂肪酶的菌株,所以配制的培养基需要以脂肪为唯一碳源,此培养基为选择培养基。根据图1曲线,培养时间相同时,菌株B的细胞密度大于菌株A的,说明菌株B增殖速度快,单细胞蛋白产量高;菌株B的脂肪剩余量小于菌株A的,说明菌株B对脂肪的降解能力强于菌株A,故应选菌株B进行后续相关研究。(2)淀粉分解菌能将培养基中的淀粉水解供自身生长利用,淀粉水解后会出现透明圈,透明圈直径与菌落直径比值越大,说明其对淀粉的分解能力越强,淀粉酶活力越高,故应选择C菌落进一步纯化。硝化细菌属于自养型微生物,能将CO2和H2O合成有机物,供硝化细菌维持自身的生命活动,且硝化细菌不能合成淀粉酶,不能利用培养基中的淀粉。(3)纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中,因此若从土壤中分离纤维素分解菌,应选择到纤维素含量丰富的环境中采集土样。
25.答案　(每空2分)(1)不需要　(2)同一稀释度下涂布三个平板,取三个平板上菌落数的平均值　设置一组未接种的空白培养基,排除杂菌污染对实验结果造成的干扰　 (3)菌落的大小、形状、颜色　稀释倍数和涂布平板时所取的稀释液体积
解析　(1)调节pH的步骤在灭菌之前,因此,调pH的过程不需要在酒精灯火焰旁进行。为检验培养基是否灭菌彻底,可设置对照组,将未接种的培养基在恒温培养箱中倒置培养一段时间,观察是否出现菌落,若未接种的培养基也有菌落生长,则说明培养基灭菌不合格。(2)实验设计需要遵循对照原则和平行重复原则,需要的改进措施见答案。(3)根据菌落的大小、形状、颜色、边缘或表面光滑与否等特征可以初步判断培养基上菌种的类型。洗手前手部单位面积的细菌数量=平板上的菌落数÷涂布时取样的体积×稀释倍数×菌悬液体积(10 mL)÷取样的面积,因此,除图中所给信息外,还需要知道稀释倍数和涂布平板时所取的稀释液体积。
附加题
1.答案　(1)蛋白质　碳源　(2)蛋白酶　脂肪酶　氨基酸　异养需氧　(3)原核生物　乙醇和CO2　食盐
解析　(1)微生物培养基成分一般包括碳源、氮源、无机盐、水、生长因子等。含有氮元素且能被微生物利用的物质称为氮源,大豆中的蛋白质可为米曲霉的生长提供氮源,含有碳元素且能被微生物所利用的物质称为碳源,小麦中的淀粉属于多糖,含有C、H、O,可为米曲霉的生长提供碳源。(2)蛋白酶可将大分子的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可将脂肪水解成甘油和脂肪酸。米曲霉发酵过程需提供营养物质,需要通入空气并搅拌,故米曲霉的代谢类型为异养需氧型。(3)乳酸菌属于细菌,为原核生物。酵母菌为异养兼性厌氧型生物,在无氧条件下分解葡萄糖可生成乙醇和CO2。发酵过程中加入的食盐可以抑制杂菌的生长。
2.答案　(1)物质W　(2)乙　乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解物质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缓冲液不能降解物质W　酶E与天然酶降解物质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,故应选用以物质W为唯一氮源的选择培养基筛选目标菌。(2)培养基中乙菌落的周围出现透明圈,说明乙菌能够降解物质W,故乙菌为该小组的目标菌。(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C处应滴加等量不含酶的缓冲液。②若C处不出现透明圈,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。