2026届高三生物二轮专题复习课件第1部分专题9生物技术与工程第1讲发酵工程

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专题九　生物技术与工程
融会贯通　构建知识网络
概念辨析　筛查知识漏洞
深挖教材　练习长句描述
重难盘查　突破核心考点
课标自省　明确备考方向
1．果酒、果醋和泡菜制作过程中，发酵后形成的溶液都呈酸性。(　　)提示：√2．制作泡菜前用开水烫洗容器能达到灭菌的目的。(　　)提示：×　开水烫洗只能达到消毒的效果，灭菌需要更加强烈的理化条件。3．传统发酵食品的制作过程中，不同的食品接种不同的菌种。(　　)提示：×　传统发酵技术一般不接种菌种，而是利用天然存在的菌种。
4．啤酒的工业化生产中，大麦经过了多道工序，其中焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌。(　　)提示：×　焙烤是为了杀死大麦种子胚，但不使淀粉酶失活，因此条件较为温和，达不到灭菌的程度。5．液体培养基含有水，而固体培养基不含有水。(　　)提示：×　液体培养基和固体培养基都含有水，它们的区别为是否含有凝固剂。
6．利用尿素固体培养基可迅速杀死其他微生物，保留利用尿素的微生物。(　　)提示：×　尿素固体培养基并不能直接杀死其他微生物，但是不能利用尿素的微生物在该培养基上生长受到限制，无法形成菌落。7．用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基都要进行消毒。(　　)提示：×　用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基都要进行灭菌。
8．酵母菌中只存在一种与蛋白质合成有关的细胞器——核糖体。(　　)提示：×　酵母菌为真核生物，含有多种细胞器，如：内质网、线粒体等，都和蛋白质的合成有关。9．无菌操作的对象只要没有生物活性的材料(如培养基、接种环等)，都可采用干热灭菌法进行灭菌。(　　)提示：×　培养基的灭菌一般采用湿热灭菌法。10．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落。(　　)提示：×　接种环经火焰灭菌后应冷却后再挑取菌落，防止高温杀死菌种。
11．在微生物接种的实验中，用95%酒精对实验者的双手和超净工作台进行消毒。(　　)提示：×　常用70%酒精对实验者的双手和超净工作台进行消毒。12．倒平板时，应将打开的培养皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上。(　　)提示：×　倒平板时，将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基倒入培养皿，立即盖上皿盖。
13．分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的pH降低。(　　)提示：×　尿素转化为氨，会使培养基的pH升高，可使酚酞呈现红色。14．使用选择培养基时不需要设置对照组。(　　)提示：×　应该设置未接种的平板和接种在牛肉膏蛋白胨培养基的平板作为对照。15．发酵工程的菌种，可从自然界中筛选，也可通过基因工程育种或单倍体育种获得。(　　)提示：×　发酵工程的菌种，可从自然界中筛选，也可通过基因工程育种或诱变育种获得。
16．尿素分解菌产生的脲酶能催化尿素分解产生N2，N2可作为细菌生长的氮源。(　　)提示：×　脲酶能催化尿素分解产生NH3，NH3可作为细菌生长的氮源。17．现代发酵工程所用的菌种大多是复合菌种以提高生产效率。(　　)提示：×　发酵工程所用的菌种大多是单一菌种。
18．单细胞蛋白作为食品添加剂，能使家禽家畜增重快、产奶(蛋)高。(　　)提示：×　单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家禽家畜增重快、产奶(蛋)高。19．柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂，可以通过黄曲霉发酵制得。(　　)提示：×　柠檬酸可以通过黑曲霉发酵制得。20．利用微生物农药防治农林虫害属于化学防治。(　　)提示：×　利用微生物农药防治农林虫害属于生物防治。
1．制作泡菜时，盐水须煮沸后冷却再使用，煮沸有两大作用： ____________________________________________。冷却后再使用是为了________________________________。2．酒精发酵瓶中的果汁量不能超过总体积的三分之二的原因： _________________________________________________________________________________________。3．在平板划线时，第二次及以后的划线操作中，总是从上一次划线的末端开始的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。
一是除去水中氧气，二是杀灭盐水中的微生物
防止杀死坛内的微生物菌种
初期可以为酵母菌繁殖提供氧气，后期可以暂时储存酵母菌发酵产生的二氧化碳
每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到单个细菌繁殖所形成的菌落
4．检测固体培养基灭菌效果的常用方法是_____________________________。5．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_______________________________________________________________。6．发酵罐中设计搅拌叶轮进行搅拌的意义是____________________________________________________________。
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
使菌种与发酵底物能充分接触，提高发酵效率
7．实验室中微生物筛选的原理：_________________________________________________________________________________________。8．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：______________________________________________________________________________________________。
人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时抑制或阻止其他微生物生长
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
传统发酵技术的应用和发酵工程
1.归纳微生物在传统发酵技术中的应用
注意：生长最适温度≠发酵最适温度(酿酒酵母的最适生长温度与酒精发酵的最适温度不同，前者约为28 ℃，后者是18～30 ℃)
2.发酵工程的基本环节
(1)对发酵工程中心环节的分析(2)不同发酵条件的影响实例——谷氨酸发酵①在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸。②在酸性条件下则容易生成谷氨酰胺和N－乙酰谷胺酰胺。
常考题型一　传统发酵技术 1.(2025·河南卷)食醋和黄酒是我国传统的日常调味品，均通过发酵技术生产。下列叙述错误的是(　　)A．醋酸的发酵是好氧发酵，而酒精的发酵是厌氧发酵B．以谷物为原料酿造食醋和黄酒时，伴有pH下降和气体产生C．食醋和黄酒发酵过程中，微生物繁殖越快发酵产物产率越高D．使用天然混合菌种发酵往往会造成传统发酵食品的品质不一【答案】　C
【解析】　醋酸发酵的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型，故醋酸的发酵是好氧发酵，而酒精的发酵，参与的微生物是酵母菌，需要无氧呼吸产生酒精，故是厌氧发酵，A正确；以谷物为原料酿造食醋和黄酒时，产物中的醋酸、二氧化碳等会使pH下降，B正确；黄酒发酵过程中，酵母菌繁殖在有氧条件下，产酒精要在无氧条件下，繁殖越快则发酵产物酒精产率越低，C错误；传统发酵食品所用的是自然菌种，没有进行严格的灭菌，以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，往往会造成传统发酵食品的品质不一，D正确。
2.(2025·云南卷)黄酒是我国古老的发酵酒之一，传统酿制中，先用蒸煮过的小麦或麸皮为原料，对之前发酵留存的少量酒曲(曲种)进行扩大制曲；再将酒曲和蒸煮后的糯米、大米混合处理一段时间后，添加足量酒母(含酵母菌)完成发酵，压榨成品。下列说法错误的是(　　)A．小麦、麸皮等原料为酒曲中微生物的生长繁殖提供了碳源和氮源等营养物质B．为避免制曲过程被杂菌污染影响黄酒品质，扩大制曲前需对留存的酒曲灭菌C．糯米、大米蒸煮后立即与酒曲混合会导致酶空间结构改变而降低其催化效率D．将酒曲混合糯米、大米处理一段时间，是为了获得酒母发酵时的底物葡萄糖
【答案】　B【解析】　小麦、麸皮等原料含有蛋白质、糖类等多种营养成分，蛋白质可以为微生物提供氮源，糖类等可以为微生物提供碳源，所以能为酒曲中微生物的生长繁殖提供碳源和氮源等营养物质，A正确；扩大制曲前对留存的酒曲不能灭菌，因为酒曲本身含有发酵所需的菌种，若灭菌会杀死这些菌种，导致无法进行正常的发酵过程，B错误；糯米、大米蒸煮后温度较高，立即与酒曲混合，高温会使酶的空间结构改变，导致酶活性降低，从而降低其催化效率，C正确；酒曲中含有淀粉酶等酶类，将酒曲混合糯米、大米处理一段时间，淀粉酶可将糯米、大米中的淀粉分解为葡萄糖，从而为后续酒母(含酵母菌)发酵提供底物葡萄糖，D正确。
3.(2025·江苏卷)某同学利用红叶李果实制作果醋，图示其操作的简易流程。下列相关叙述正确的是(　　)A．果酒、果醋发酵所需菌种的细胞结构相同B．过程①中添加适量果胶酶，有利于提高出汁率C．过程②中，为使菌种充分吸收营养物质，需每日多次开盖搅拌D．过程③发酵时会产生大量气泡，需拧松瓶盖放气【答案】　B
【解析】　果酒发酵的菌种是酵母菌，是真核生物，果醋发酵的菌种是醋酸菌，是原核生物，两者的细胞结构不同，A错误；过程①为榨汁，果胶酶能分解细胞壁中的果胶，添加适量果胶酶，有利于提高出汁率，B正确；过程②为果酒发酵，酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵，若多次开盖会引入氧气抑制无氧呼吸并增加杂菌污染风险，C错误；过程③为果醋发酵，醋酸菌利用酒精产醋过程中不产生气体，不会产生大量气泡，也无需放气，D错误。
4.(2025·浙江1月卷)传统发酵技术为我们提供了多种食品、饮料及调味品。下列叙述错误的是(　　)A．泡菜的风味由乳酸菌的种类决定B．用果酒发酵制作果醋的主要菌种是醋酸菌C．家庭酿制米酒的过程既有需氧呼吸又有厌氧呼吸D．传统发酵通常是利用多种微生物进行的混合发酵【答案】　A
【解析】　泡菜的风味是由原料、发酵菌种类、发酵环境等因素共同决定的，A错误；用果酒发酵制作果醋的主要菌种是醋酸菌，醋酸菌是好氧型微生物，B正确；家庭酿制米酒主要用的是酵母菌，在酿制米酒的过程中，首先让酵母菌在有氧的环境进行增殖，然后在无氧的环境中进行发酵，C正确；传统发酵食品所用的是自然菌种，没有进行严格的灭菌，以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，D正确。
1．理清3种传统发酵食品的制作技术
2.理清泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
3．发酵过程中控制杂菌的“四大措施”(1)通过发酵条件控制杂菌①无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌。②乳酸菌发酵、酒精发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖。(2)利用盐控制杂菌：如腐乳的制作。(3)利用酒精控制杂菌：如果酒、腐乳的制作。(4)利用香辛料控制杂菌：如腐乳、泡菜的制作。
常考题型二　发酵工程 5.(2025·甘肃卷)我国葡萄酒酿造历史悠久、传统发酵技术延续至今。发酵工程通过选育菌种和控制发酵条件等措施可优化传统发酵工艺，改善葡萄酒品质。下列叙述错误的是(　　)A．传统发酵时，葡萄果皮上的多种微生物参与了葡萄酒的发酵过程B．工业化生产时，酵母菌需在无氧条件下进行扩大培养和酒精发酵C．通过诱变育种或基因工程育种能够改良葡萄酒发酵菌种的性状D．大规模发酵时，需要监测发酵温度、pH值、罐压及溶解氧等参数
【答案】　B【解析】　在传统发酵制作葡萄酒时，葡萄果皮上附着有多种微生物，如酵母菌等，这些微生物参与了葡萄酒的发酵过程，A正确；工业化生产时，酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，能大量繁殖，进行扩大培养，在无氧条件下进行酒精发酵产生酒精，B错误；通过诱变育种(利用物理、化学等因素诱导基因突变)或基因工程育种(定向改造生物的基因)能够改良葡萄酒发酵菌种(如酵母菌)的性状，比如提高发酵效率等，C正确；大规模发酵时，发酵温度、pH值、罐压及溶解氧等参数会影响微生物的生长和代谢，进而影响发酵过程和产品质量，所以需要监测这些参数，D正确。
6.(2025·云南卷)我国研究人员发明了生产维生素C的两步发酵法，流程如图甲。为了减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖，需要进行灭菌以结束第一步发酵。
在两步发酵法的基础上，我国研究人员进一步尝试用三菌混菌体系建立一步发酵法。在氧化葡糖杆菌(原始菌MCS)中利用基因工程技术导入大肠杆菌基因ccdB，得到工程菌IR3C。MCS和IR3C单菌培养时，活菌数变化曲线如图乙，MCS、IR3C分别与普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌进行三菌混菌发酵时，产物含量变化曲线如图丙。
回答下列问题：(1)要使基因ccdB在IR3C中稳定遗传、表达并发挥作用，构建的基因表达载体除启动子外，还必须有_________________________________________________________________________________________。(2)绘制图乙需统计活菌数，常用方法是________________。当活菌达到一定数量时，基因ccdB编码的蛋白质开始发挥作用，推测该蛋白质的作用是________________，开始发挥作用的时间是________，判断理由是_______________________________________________。
(3)基于图丙，利用IR3C三菌混菌发酵的产量________(填“高于”或“低于”)MCS三菌混菌发酵的产量，其原因是_______________________________________________________________________________________。【答案】　(1)标记基因、目的基因、终止子、复制原点 (2)稀释涂布平板法　能抑制细菌增殖　15 h　在15 h时，IR3C数量下降，而MSC数量上升 (3)高于　IR3C转入了ccdB基因，阻止细胞增殖，减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖，从而更多山梨糖被用于合成维生素C
【解析】　(1)基因工程中构建的基因表达载体，除启动子外、还要有标记基因、目的基因、终止子、复制原点等。(2)统计活菌数目常用稀释涂布平板法，从图乙看出，随着时间推移，种群数量不断增加，在15 h时，IR3C数量下降，而MSC数量上升，所以推测转入的基因ccdB编码的蛋白质诱导能抑制细菌增殖或诱导细菌凋亡，发挥作用的时间大约在15 h。(3)从图丙看出，IR3C三菌混菌发酵产生的2－酮－L－古龙酸含量比MSC三菌混菌发酵产量高，因此可以推测，IR3C三菌混菌发酵维生素C产量更高，可能的原因是IR3C转入了ccdB基因，诱导细菌死亡，减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖，从而更多山梨糖被用于合成维生素C。
7.(2025·山西卷)我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，流程如下图。下列叙述错误的是(　　)A．淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源B．扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种C．培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同D．通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累
【答案】　C【解析】　淀粉水解形成的糖类可以作为黑曲霉生存所需的碳源，氧化分解可以为黑曲霉提供能源，A正确；通过液体培养基的扩大培养，可以为后续的发酵罐内发酵提供足量的黑曲霉菌种，B正确；空气一般用过滤除菌的方式，培养基一般用高压蒸汽灭菌的方式，发酵罐可以用高温灭菌的方式等，因此它们的灭菌方法不相同，C错误；已知利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，说明通气、搅拌有利于溶解氧增加，有利于发酵产物柠檬酸的积累，D正确。
8.(2024·北京卷)啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中，需从密闭的发酵罐中采集酵母菌用于再发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含量下酵母菌的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。(1)酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生________和CO2。有氧培养时，酵母菌增殖速度明显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量________。
(2)本实验中，采集是指取样并培养4天。在不同的气体条件下从发酵罐中采集酵母菌，统计菌落数(图甲)。由结果可知，有利于保留占比很低菌种的采集条件是________。
(3)根据上述实验结果可知，采集酵母菌时O2浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推测，酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的过氧化氢(H2O2)浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H2O2能扩散进出细胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，分别接种至含不同浓度H2O2的培养基上，无氧培养后得到如图乙所示结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________。
(4)上述推测经证实后，研究者在有氧条件下从发酵罐中取样并分为两组，A组菌液直接滴加到H2O2溶液中，无气泡产生；B组菌液有氧培养4天后，取与A组活菌数相同的菌液，滴加到H2O2溶液中，出现明显气泡。结果说明，酵母菌可通过产生____________以抵抗H2O2的伤害。
【答案】　(1)酒精　能量(2)无氧/无氧(3)不能，该实验只能证明随着H2O2 浓度的持续上升，酵母菌存活率下降(酵母菌受损程度加深)，但不能证明酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的H2O2 浓度会持续上升；该实验在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，接种到培养基上无氧培养，并没有创造O2浓度陡然变化的条件(4)过氧化氢酶
【解析】　(1)酵母菌在密闭发酵罐中进行无氧呼吸，会产生酒精(C2H5OH)和CO2。有氧培养时，酵母菌进行有氧呼吸，有机物被彻底氧化分解，产生大量能量，而无氧呼吸中有机物不能彻底分解，只产生少量能量，故有氧培养时酵母菌增殖速度明显快于无氧培养。(2)由题图甲结果可知，无氧/无氧条件下，菌落数最多，因此有利于保留占比很低菌种的采集条件是无氧/无氧。(3)依据题图乙结果可知，随着H2O2浓度的持续上升，酵母菌存活率下降(酵母菌受损程度加深)，但不能证明酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的H2O2浓度会持续上升；由题意可知，该实验在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，接种到含不同浓度H2O2的培养基上进行无氧培养，并没有创造O2浓度陡然变化的条件，所以不能完全证实上述推测。(4)过氧化氢酶能催化H2O2分解出现明显气泡，因此实验结果说明，酵母菌可通过产生过氧化氢酶以抵抗H2O2的伤害。
熟记发酵工程的应用及一些产品的工业化流程操作等1．发酵工程的应用(1)在食品工业上的应用：生产传统的发酵产品；生产各种各样的食品添加剂；生产酶制剂。(2)在医药工业上的应用：生产抗生素、多种氨基酸；生产激素和免疫调节剂等。(3)在农牧业上的应用：生产微生物肥料；生产微生物农药；生产微生物饲料。(4)在其他方面的应用：利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂等。
2．啤酒的工业化生产流程(1)发芽：大麦种子发芽，释放淀粉酶。(2)焙烤：加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活。(3)碾磨：将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉。(4)糖化：淀粉分解，形成糖浆。(5)蒸煮：产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌。(6)发酵：酵母菌将糖转化为酒精和CO2。(7)消毒：杀死啤酒中的大多数微生物，延长它的保存期。(8)终止：过滤、调节、分装啤酒进行出售。
微生物的培养技术及应用
2.两种纯化方法的比较
3.选择培养基与鉴别培养基的比较
4.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)筛选菌株：利用选择培养基筛选菌株。(2)测定微生物数量的常用方法：稀释涂布平板法和显微镜直接计数法。(3)过程：土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。(4)鉴定方法：含酚红指示剂的以尿素为唯一氮源的培养基→培养细菌→指示剂变红，则该种细菌能分解尿素。
常考题型一　微生物培养的基本操作 1.(2024·湖南卷)微生物平板划线和培养的具体操作如图所示，下列操作正确的是(　　)
A．①②⑤⑥ B．③④⑥⑦ C．①②⑦⑧ D．①③④⑤【答案】　D
【解析】　由题图可知，②中拨出棉塞后应握住棉塞上部；⑥中划线时不能将培养皿的皿盖完全拿开，应只打开一条缝隙；⑦中划线时第5次的划线不能与第1次的划线相连；⑧中平板应倒置培养。①③④⑤正确，故选D。
2.(2023·山东卷)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
【解析】　不含氮源的平板可用于固氮菌的培养，A错误；平板涂布时涂布器使用前必须浸在酒精中，然后在火焰上灼烧灭菌，这种操作属于灭菌，不属于消毒，B错误；使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌处理，不能直接丢弃，以免污染环境，C错误；脲酶可以催化尿素分解，在以尿素为唯一氮源的平板上，能合成脲酶的微生物可以分解尿素获得氮源而进行生长繁殖，而不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而无法生长，因此以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物，D正确。故选D。
3.(2025·湖南卷)采集果园土壤进行微生物分离或计数。下列叙述正确的是(　　)A．稀释涂布平板法和平板划线法都能用于尿素分解菌的分离和计数B．完成平板划线后，培养时需增加一个未接种的平板作为对照C．土壤中分离得到的醋酸菌能在无氧条件下将葡萄糖分离成乙酸D．用于筛选尿素分解菌的培养基含有蛋白胨、尿素和无机盐等营养物质【答案】　B
【解析】　稀释涂布平板法可通过菌落数进行计数，而平板划线法仅用于分离纯化菌种，无法计数，A错误；平板划线法操作后需设置未接种的平板作为空白对照，以验证培养基灭菌是否彻底，B正确； 醋酸菌为严格好氧菌，其代谢需氧气，无氧条件下无法将葡萄糖转化为乙酸，C错误；筛选尿素分解菌的培养基应以尿素为唯一氮源，若含蛋白胨(含其他氮源)，则无法筛选目标菌，D错误。
4.(2022·全国乙卷)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。
回答下列问题。(1)通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有_______________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。(2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是________；用菌株C生产S的最适碳源是____________。菌株C的生长除需要碳源外，还需要____________________________________(答出2点即可)等营养物质。(3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是____________________。
(4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出1点即可)。
【答案】　(1)高压蒸汽灭菌、干热灭菌(2)葡萄糖　制糖废液　氮源、无机盐、水(3)菌株C中缺少淀粉酶(4)分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度即为生产S的最适碳源浓度(5)减少污染、节省原料、降低生产成本
【解析】　(1)通常在实验室培养微生物时，为防止实验用的玻璃器皿等物品中原有的微生物污染培养物，需要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，即对所需的玻璃器皿进行灭菌，玻璃器皿常用的灭菌方法有干热灭菌、高压蒸汽灭菌等。(2)由实验结果可知，与以制糖废液和以淀粉为碳源相比，以葡萄糖为碳源时菌株C的细胞干重最大，说明最适于菌株C生长的碳源是葡萄糖；而以制糖废液为碳源时，用菌株C生产S的产量高于以葡萄糖为碳源时的产量，说明最适于生产S的碳源是制糖废液。微生物的生长一般都需要水、碳源、氮源和无机盐，还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求，故菌株C的生长除需要碳源外，还需要氮源、无机盐、水等营养物质。
(3)分析题图表格可以看出在以淀粉为碳源的培养基中，菌株C不能生长，原因可能是菌株C中缺少分解淀粉的酶，不能利用淀粉。(4)以制糖废液为碳源要测定生产S的最适浓度，实验自变量为制糖废液的浓度，可分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度，即为生产S的最适碳源浓度。(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，既有利于减少污染、节省原料，又能降低生产成本。
识记微生物的培养、分离与计数提醒：平板划线法、稀释涂布平板法及显微镜直接计数法的区别
1．平板划线法适用于微生物的纯化，但不能用于微生物的计数。2．稀释涂布平板法常用于活菌计数，而显微镜直接计数法不能区分菌体的死活。3．用稀释涂布平板法进行计数时，为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300之间的平板进行计数。
常考题型二　微生物的筛选和鉴别 5.(2025·四川卷)微塑料由塑料废弃物风化形成，难以降解，会危害生态环境和人体健康。有人分离到X和Y两种微塑料降解菌，将总菌量相同的X、Y、X＋Y(X∶Y＝1∶1)分别接种于含有等量微塑料的蛋白胨液体培养基中，培养一段时间后测定微塑料的残留率(残留率＝剩余量/添加量×100%)，结果如图。下列叙述正确的是(　　)
A．用平板划线法能测定X菌组中的活菌数B．Y菌组微塑料残留率较高，故菌浓度也高C．混合菌种对微塑料的降解能力高于单一菌种D．能在该培养基中生长繁殖的微生物都能降解微塑料【答案】　C
【解析】　平板划线法主要用于微生物的分离和纯化，不能用于测定活菌数，测定活菌数常用稀释涂布平板法，A错误；Y菌组微塑料残留率较高，说明Y菌对微塑料的降解能力相对较弱，而不是菌浓度高，微塑料残留率与菌对微塑料的降解能力有关，而非直接与菌浓度相关，B错误；由图可知，X＋Y混合菌种组的微塑料残留率低于X菌组和Y菌组，说明混合菌种对微塑料的降解能力高于单一菌种，C正确；该培养基中含有蛋白胨，能在该培养基中生长繁殖的微生物可能利用蛋白胨作为碳源和氮源等，但不一定都能降解微塑料，D错误。
6.(2025·辽宁卷)科研人员通过稀释涂布平板法筛选出高耐受且降解金霉素(C22H23ClN2O8)能力强的菌株，旨在解决金霉素过量使用所导致的环境污染问题。下列叙述错误的是(　　)A．以金霉素为唯一碳源可制备选择培养基B．逐步提高培养基中金霉素的浓度有助于获得高耐受的菌株C．配制选择培养基时，需确保pH满足实验要求D．用接种环将菌液均匀地涂布在培养基表面【答案】　D
【解析】　以金霉素为唯一碳源的选择培养基，仅允许能利用金霉素的微生物生长(其他无法利用金霉素的微生物被抑制)，符合选择培养基的设计原理，A正确；逐步提高金霉素浓度可模拟环境胁迫，筛选出耐受性更强的菌株(类似“驯化”过程)，B正确；培养基的pH需根据目标微生物的生长需求调整(如细菌通常中性偏碱，真菌偏酸性)，是配制培养基的基本要求，C正确；稀释涂布平板法需用涂布器将菌液均匀涂布在培养基表面，而接种环用于平板划线法(分离单菌落)。用接种环涂布无法保证菌液均匀，D错误。
7.(2025·江苏卷)从种植草莓的土壤中分离致病菌，简易流程如下：制备土壤悬液、分离、纯化、鉴定。下列相关叙述正确的是(　　)A．制备的培养基可用紫外线照射进行灭菌B．将土样加入无菌水混匀，梯度稀释后取悬液加入平板并涂布C．连续划线时，接上次划线的起始端开始划线D．鉴定后的致病菌，可接种在斜面培养基上，并在室温下长期保存【答案】　B
【解析】　制备的培养基需用高压蒸汽灭菌法灭菌，紫外线仅用于表面或空气消毒，无法灭菌，A错误；将土样加入无菌水制成悬液，经梯度稀释后，取各稀释度菌液涂布于培养基表面，分离并计数，B正确；连续划线时，每次应从上次划线的末端开始，以逐步稀释菌体，若从起始端开始无法有效分离单菌落，C错误；斜面培养基保存菌种需置于4 ℃短期保存，长期保存应使用甘油管藏法(－20 ℃)，室温下无法长期保存，D错误。
8.(2025·山东卷)深海淤泥中含有某种能降解纤维素的细菌。探究不同压强下，该细菌在以纤维素或淀粉为唯一碳源的培养基上的生长情况。其他条件相同且适宜，实验处理及结果如表所示。下列说法正确的是(　　)
注： “＋”表示有；“一”表示无A．可用平板划线法对该菌计数B．制备培养基的过程中，应先倒平板再进行高压蒸汽灭菌C．由②④组可知，在以纤维素为唯一碳源的培养基上，该菌可在常压下生长D．由③④组可知，高压下该菌不能在以淀粉为唯一碳源的培养基上生长【答案】　D
【解析】　平板划线法是用来分离和纯化微生物，获得单个菌落的技术，其主要目的是分离而不是计数。用于活菌计数的方法通常是稀释涂布平板法，A错误；制备固体培养基(琼脂平板)的正确流程是：先将培养基成分溶解、调整pH值后，分装到三角瓶中，然后进行高压蒸汽灭菌。待培养基冷却至50 ℃左右时，再在无菌条件下(如超净工作台)倒入无菌的培养皿中(即“倒平板”)，B错误；组②为常压＋纤维素，结果无菌落，而组④为高压＋纤维素，结果是有菌落。 这个对比恰好说明，在以纤维素为碳源的条件下，该菌不能在常压下生长，而能在高压下生长，C错误；③④组形成了一个对照实验，变量是碳源。实验结果表明，在高压条件下，该细菌可以利用纤维素生长(组④)，但不能利用淀粉生长(组③)，D正确。
1．快速确认两类培养基(1)鉴别培养基：加入的物质起“鉴别”作用(该物质可能与被鉴别菌种发生特殊颜色反应)，该物质加入后并未杀死其他微生物，其培养基中可生存多种微生物。(2)选择培养基：加入的物质起“筛选”作用，该物质可抑制或杀死其他微生物，只有被选择的“目的菌种”才能生存下来。
2．微生物筛选中的各种“圈”(1)透明圈：在固体培养基中掺入可被特定菌利用的营养成分M，造成浑浊、不透明的培养基背景。同时加入能与M形成有色复合物的染色剂，待筛选菌的菌落周围会形成透明圈。(2)变色圈：将指示剂直接掺入固体培养基中，进行待筛选菌悬液的单菌落培养时，目的菌株代谢物使指示剂变色，在菌落周围形成变色圈。
(3)抑菌圈：待筛选的菌株能分泌产生某些能抑制工具菌生长的物质，或能分泌某种酶并将无毒的物质水解成对工具菌有毒的物质，从而在该菌落周围形成工具菌不能生长的抑菌圈。该法常用于抗生素产生菌的筛选，工具菌常是抗生素敏感菌。(4)生长圈：利用一些有特别营养要求的微生物作为工具菌，若待分离的菌在缺乏上述营养物的条件下，能合成该营养物，或能分泌酶将该营养物的前体转化成营养物，那么，在这些菌的周围就会有工具菌生长，形成环绕菌落生长的生长圈。该法常用来选育氨基酸、核苷酸和维生素的生产菌，工具菌往往都是对应的营养缺陷型菌株。