2023届高考生物二轮复习专题6微专题1发酵工程学案

这是一份2023届高考生物二轮复习专题6微专题1发酵工程学案，共20页。

微专题1　发酵工程
概念线索 网络构建


发酵工程及其应用
1．果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中情况相反。 (×)
提示：果醋制作过程中，醋酸菌有氧呼吸产生乙酸，导致溶液的pH逐渐降低；果酒制作过程中，酵母菌无氧呼吸会产生二氧化碳，溶于水形成碳酸，也会导致溶液的pH逐渐降低。
2．在制作果酒的实验中，将葡萄汁液装满整个发酵装置。 (×)
提示：在制作果酒的实验中，葡萄汁液不能装满发酵装置，要留有大约1/3的空间。
3．泡菜制作进行封坛发酵时，应向坛盖边沿的槽中注满水，以确保坛内乳酸菌所需的无氧环境。 (√)
4．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢产物、酶及菌体本身。 (√)
5．在啤酒生产中，使用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短生产周期。 (√)
6．变酸的酒的表面观察到的菌膜是由酵母菌在液面大量繁殖而形成的。
(×)
提示：变酸的酒的表面形成的菌膜是由醋酸菌大量繁殖而产生的。
微生物的培养技术及应用
1．倒平板用的培养皿一般采取干热灭菌。 (√)
2．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。
(×)
提示：尿素固体培养基上，由于不能利用尿素做氮源的微生物不能生长繁殖，而保留利用尿素的微生物，并非迅速杀死其他微生物。
3．一般来说，在相同的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征。
(√)
4．利用接种环进行平板划线时应将最后一区的划线与第一区的划线相连。
(×)
提示：利用接种环进行平板划线时，最后一区的划线与第一区的划线不能相连。
5．培养霉菌时，需将培养基调至碱性。 (×)
提示：培养霉菌时，需将培养基调至酸性。
6．观察细菌培养的实验时，最好是在另一块平板上接种无菌水作为对照实验。 (√)

1．制作传统泡菜的盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是什么？(选择性必修3　P6“探究·实践”)
提示：加热煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。
2．在制作果酒的第4步，每隔12 h左右就要将瓶盖拧松一次，但又不打开，这样做的目的是什么？(选择性必修3　P7“探究·实践”)
提示：使二氧化碳排出，不打开瓶盖是防止氧气和有害杂菌进入。
3．操作时，接种环通过灭菌，在第二次及以后划线时，总是从上一次的末端开始划线。这样做的目的是什么？(选择性必修3　P13“探究·实践”)
提示：将聚集的菌体逐步稀释以便获得不连续的单个菌落。
4．该实验中的选择培养基对分解尿素的细菌具有选择作用。若要判断选择培养基是否起到了筛选的作用，对照组应如何设置？(选择性必修3　P19“探究·实践”)
提示：用完全培养基接种后在相同条件下同时培养。
5．发酵罐中设计搅拌叶轮进行搅拌的意义是什么？(选择性必修3　P23“文字信息”)
提示：使菌种与发酵底物充分接触，提高发酵效率。
6．与传统的发酵相比，工业化发酵过程能明显提高啤酒产量和质量的原因有___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(至少写出两点)(选择性必修3　P25“思考·讨论”)
提示：可接种单一菌种，提高啤酒品质；批量加工原料、发酵、灌装等，可提高生产效率；严格控制发酵条件；灭菌效果好，延长保质期


1．利用植物黑加仑制备黑加仑酒时，需破碎制备果浆。破碎制备果浆前需先清洗，再除去枝梗的原因是____________________________________________
______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：去枝梗时可能造成黑加仑的浆果破损，先清洗后除去枝梗可减少杂菌污染
2．利用稀释涂布平板法进行微生物数量测定时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目要少，这是因为____________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：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．在纯化纤维素分解菌时，整个纤维素分解菌分离过程中没有受到污染，而培养基上出现了多种菌落特征，其原因是______________________________
__________________________________________________________________。
提示：纤维素分解菌不止一种(或多种微生物都能分解纤维素)

4．甜酒是人们餐桌上常见的一种饮品。碗里喝剩下的甜酒一段时间后会变酸，在变酸的甜酒表面可以观察到一层白色菌膜的原因是____________________
___________________________________________________________________。
提示：甜酒表面氧气浓度较大，醋酸菌会大量繁殖形成菌膜
5．倒平板操作中，平板冷凝后，要将平板倒置，其主要原因是__________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
提示：防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上(污染培养基和破坏菌落)和防止培养基水分过快蒸发
6．在进行土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的相关实验时，甲同学从对应106倍稀释的培养基中筛选出大约200个菌落，但是其他同学在同样稀释度下只筛选出大约90个菌落，若甲同学的结果有问题，则可能的原因是______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示：培养基被杂菌污染或培养基中混入了其他含氮物质或土壤样品不同
考点1　发酵工程及其应用


1．传统发酵技术中四种常用菌种及制作原理
项目
酵母菌
醋酸菌
毛霉
乳酸菌
生物学
分类
真核生物
原核生物
真核生物
原核
生物
代谢
类型
异养兼性
厌氧型
异养需氧型
异养需氧型
异养厌
氧型
发酵
条件
前期需氧，
后期不需氧
一直需氧
一直需氧
无氧
生长适
宜温度
18～30 ℃
30～35 ℃
15～18 ℃
室温
原理
酵母菌在无氧条件下将葡萄糖氧化成乙醇
氧气、糖源都充足时，醋酸菌将糖分解成乙酸；缺少糖源时，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸
毛霉将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸
乳酸菌
在无氧
条件下
将葡萄
糖转化
为乳酸
2．发酵工程的基本环节



1．泡菜是传统的民间美食。请在下列坐标图中画出泡菜发酵中乳酸菌数量、乳酸含量的变化趋势。

提示：


2．研究发现：经葡萄里面的糖分自然发酵而成的酒精，一般在10%～13%为最佳，发酵时的温度和时间会影响果酒发酵产生酒精的含量。为了找到适合生产的最佳发酵温度和时间。请你设计出探究的思路。
提示：设置不同的温度，分别在不同发酵时间测定发酵液中酒精的含量，酒精含量最快达到10%～13%的温度和相应时间为最佳。
3．泡菜与酸奶均采用乳酸菌进行发酵，因为菌种相同，部分研究人员猜测制作酸奶的过程中可能会产生亚硝酸盐，进而测出酸奶中的亚硝酸盐含量为1 mg/kg，于是他们认为制作酸奶的过程中会产生亚硝酸盐，但是另一些研究人员认为这个结论不可靠，请给出改进实验的思路，进一步确定此结论的可靠性。并写出预期结果和结论。
预期结果和结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提示：增设一组实验，测定鲜奶中的亚硝酸盐的含量。若酸奶中亚硝酸盐的含量高于鲜奶中亚硝酸盐的含量，则说明酸奶发酵过程中会产生亚硝酸盐。

——利用传统发酵技术制作果酒、果醋及泡菜等
1．(2021·山东等级考)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
D　[酵母菌进行有氧呼吸获得能量大量繁殖，无氧条件下，发酵产生酒精，故无氧条件下酵母菌进行无氧呼吸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菌是葡萄皮上的野生型酵母菌，B正确；葡萄皮中的色素进入发酵液使葡萄酒呈现颜色，C正确；制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量减少，D错误。]
2．(2022·山东德州高三二模)东北酸菜是白菜经腌制而成的传统食品，酸菜的制作主要靠乳酸菌的发酵作用。如图表示在发酵过程中乳酸菌种群数量、发酵液pH及抑菌能力的变化。下列分析正确的是(　　)

注：抑菌圈直径(d)为在涂布有害菌的固体培养基滴加无细胞发酵液后培养测量获得。
A．0～6 h内乳酸菌的种群数量呈“J”形增长
B．酸菜腌制过程中，发酵容器内应先通气后密封
C．发酵后期影响有害菌生长的主要因素是pH
D．发酵过程中，乳酸菌产生了抑制有害菌生长的某种物质
D　[培养到2 h时，乳酸菌的相对数量约为0.5，培养到4 h时，乳酸菌的相对数量约为1.5，培养到6 h时，乳酸菌的相对数量约为2，2～4 h的增长倍数为1.5÷0.5＝3，4～6 h的增长倍数为2÷1.5＝4/3，2～4 h的增长倍数大于4～6 h的增长倍数，因此不是“J”形增长，A错误；酸菜制作所需的菌种为乳酸菌，属于厌氧细菌，腌制过程中发酵容器内不需要通氧气，B错误；由图可知，发酵后期，抑菌圈直径较大，说明影响有害菌生长的主要因素是乳酸菌产生的某些抑菌的物质，C错误；随发酵时间的延长，乳酸菌数量增加并稳定在较高数值，而抑菌圈直径在一定时间内增加，说明发酵过程中，乳酸菌产生了抑制有害菌生长的某种物质，D正确。]
　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细菌。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。
——微生物工业发酵的基本过程
3．(2022·辽宁沈阳检测)味精是谷氨酸的钠盐，利用谷氨酸棒状杆菌经过发酵可以生产谷氨酸，进而获得味精。在利用发酵罐生产味精的过程中，需要不停地进行搅拌，并严格控制发酵条件，以提高谷氨酸的产量和品质。下列关于谷氨酸生产的说法，正确的是(　　)
A．性状优良的谷氨酸棒状杆菌只能通过诱变育种获得
B．发酵过程中的搅拌可满足菌体对氧气和养分的需求
C．发酵过程中应控制pH，酸性条件下利于谷氨酸的生产
D．发酵过程中添加新的营养液会改变培养条件，不利于增产
B　[性状优良的谷氨酸棒状杆菌可以通过基因工程育种或诱变育种获得，A错误；发酵过程中的搅拌会使营养物质和菌种充分接触且能增加溶解氧的量，故发酵过程中的搅拌可满足菌体对氧气和养分的需求，B正确；中性和弱碱性条件下利于谷氨酸的积累，酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N­乙酰谷氨酰胺，C错误；发酵过程中添加新的营养液利于持续高效地获得发酵产品，D错误。]
4．(2022·辽宁沈阳二模)“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回。”诗中提及的葡萄酒是人类利用微生物发酵制作而来的。下列叙述正确的是(　　)
A．一般会根据发酵工程最后获得的酒精产量来选育合适的酵母菌菌种
B．无论传统酿酒还是工厂化发酵都需要对培养基和发酵设备进行严格的灭菌处理
C．温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃
D．酿酒时除了要在发酵罐内完成主发酵外，还需进行后发酵来完成大部分糖的代谢过程
C　[发酵工程需要的酵母菌菌种一般需要满足能够利用廉价的原料、简单的培养基、大量高效地合成产物、产物易回收等要求，不是根据发酵工程最后获得的酒精产量来选育，而是选育好了才用于发酵工程生产酒精，A错误；传统酿酒不需要对培养基和发酵设备进行严格的灭菌处理，B错误；温度影响酶的活性，是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃，C正确；酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成，D错误。]
——发酵工程在生产上的应用价值
5．(2022·山东济南模拟预测)酱油是以蛋白质和淀粉等原料为主，经米曲霉等多种微生物共同发酵酿制而成的调味剂，主要工艺流程如图。下列相关叙述错误的是(　　)

A．对原料进行蒸煮，有利于后期酶的水解和消灭原料中的微生物
B．接种米曲霉后可借助于其产生的多种酶将原料中的大分子物质水解成小分子物质
C．酵母菌可以将有机物分解成乙醇等，与酱油香味的形成有直接关系
D．成品酱油中富含多种微生物，有助于人体对食物中营养物质的消化吸收
D　[对原料进行蒸煮，改变细胞膜的通透性有利于后期酶的水解，高温有利于消灭原料中的微生物，A正确；米曲霉产生的酶有利于将原料中的大分子物质水解成小分子物质，B正确；酵母菌为兼性厌氧微生物，在无氧条件下进行酒精发酵，可以将有机物分解成乙醇等，与酱油香味的形成有直接关系，C正确；成品酱油经过灭菌后灌装，相关微生物在灭菌时已被杀死，D错误。]
6．(不定项)(2022·山东等级考)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
ACD　[赤霉素能促进种子的萌发，据此可推测若用赤霉素处理大麦，可诱导α­淀粉酶相关基因的表达，促进α­淀粉酶的合成，进而使大麦种子无须发芽就能产生α­淀粉酶，A正确；焙烤可以杀死大麦种子的胚，但不使淀粉酶失活，没有进行灭菌，B错误；糖浆经蒸煮、冷却后再接种酵母菌进行发酵，防止高温杀死菌种，C正确；转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期，属于转基因技术在微生物领域的应用，D正确。]
考点2　微生物的培养、分离和计数


1．微生物培养中的无菌操作技术

2．培养基制备与微生物纯化技术

提醒：(1)为了确定培养基的灭菌是否合格，微生物实验一般会设置空白对照：随机取若干灭菌后的空白平板培养基在适宜条件下培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生成。
(2)观察菌落需用固体培养基，因此培养基要添加凝固剂，如琼脂。
(3)倒平板的温度一般在50 ℃左右适宜，温度过高会烫手，温度过低培养基又会凝固。
3．微生物分离与计数的两个实例




1．鉴定菌株间遗传关系时，常将待测菌株的菌丝体接种于同一培养基内，若两菌丝体间长出“拮抗线”，说明二者的遗传关系较远(图1)。借助此原理，快速筛选出一株与平菇、杏鲍菇菌株遗传关系较远的融合菌株X，请在图2中绘制模式图，标注接种菌丝体位置，注明菌株类型，并大致画出拮抗线的位置。
　
图1　菌株间的拮抗现象(右图为左图的模式图)　 　图2
提示：


2．纯化菌株时，划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。请写出造成划线无菌落可能的操作失误。
提示：接种环灼烧后未冷却；划线未从第一区域末端开始。
3．黄曲霉素B1(AFB1)是黄曲霉的代谢产物，具有极强的毒性和致癌性。不同菌落降解AFB1的能力不同，请设计实验鉴定不同菌种降解AFB1的能力，从而筛选出降解AFB1的最佳菌种，简要写出实验步骤和预期实验结果。
实验步骤：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
预期实验结果：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提示：准备含有等量AFB1的液体培养基若干瓶并分组编号；将挑取的不同菌落的等量菌种放置在不同的上述培养瓶中；在适宜且相同的条件下培养相同时间，测量各培养瓶中剩余AFB1的量。　不同培养瓶中剩余AFB1的量不同，剩余量最低的培养瓶中的菌种即为降解AFB1的最佳菌种。

——微生物培养的基本技术
1．(2022·山东济南二模)肠道菌群与人体健康存在密切关系，实验室常用硫乙醇酸盐流体培养基培养肠道菌群。硫乙醇酸盐流体培养基的主要成分包括胰酪蛋白胨、酵母浸出粉、葡萄糖、氯化钠、L­胱氨酸、硫乙醇酸钠、琼脂、刃天青等，其中L­胱氨酸、硫乙醇酸钠和葡萄糖均可防止因过氧化物的积累而对厌氧细菌产生毒害。培养基的上层、中层、下层部位可以分别提供有氧、弱氧至无氧的梯度环境。下列说法错误的是(　　)
A．厌氧细菌、兼性厌氧细菌和好氧细菌均可在硫乙醇酸盐流体培养基中生长
B．琼脂可以防止液体流动，减少二氧化碳和氧气扩散，有利于厌氧环境的形成
C．胰酪蛋白胨可为厌氧细菌提供氮源以及合成蛋白质必需的各种氨基酸
D．硫乙醇酸盐流体培养基需经高压蒸汽灭菌后使用，接种工作应在超净工作台内完成
C　[培养基的上层、中层、下层部位可以分别提供有氧、弱氧至无氧的梯度环境，故厌氧细菌、兼性厌氧细菌和好氧细菌均可在硫乙醇酸盐流体培养基中生长，A正确；培养基中加入琼脂可以防止液体流动，从而减少二氧化碳和氧气扩散，有利于厌氧环境的形成，B正确；胰酪蛋白胨可为厌氧细菌提供氮源，但不能提供合成蛋白质必需的各种氨基酸，C错误；培养基使用高压蒸汽灭菌，接种操作应在超净工作台内完成，D正确。]
2．(不定项)(2022·江苏连云港模拟预测)利用黄粉虫肠道微生物对白色污染物进行生物降解，是一种绿色环保的处理工艺。图示是从黄粉虫肠道中分离、纯化微生物的过程，下列说法错误的是(　　)


A．配制固体培养基时，不需要在无菌的环境中进行
B．平板划线用的菌浓度应控制在300～3 000个/mL
C．平板上长出的菌落一定是分解PVC塑料的微生物形成的
D．在富集培养的培养基中含有牛肉膏和琼脂等成分
BCD　[配制固体培养基时，不需要在无菌的环境中进行，因为培养基配制好之后要进行高压蒸汽灭菌，A正确；平板划线法不能计数，对于平板划线用的菌浓度没有严格要求，B错误；在培养过程中如果某个环节操作不当，平板上就有可能会混有其他微生物并长成菌落，C错误；富集培养是为了增加微生物的数量，采用的是液体培养基，液体培养基中不含琼脂，D错误。]
3．(2022·全国甲卷)某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。
培养基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。
操作步骤：
①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B菌液；
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
回答下列问题。
菌株
透明圈大小
平板Ⅰ
平板Ⅱ
A
＋＋＋
＋＋
B
＋＋
－

(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是________。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成________________________(答出2种即可)等生物大分子。
(2)步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是________。
(3)为了比较A、B两种细菌降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验，结果如表所示(“＋”表示有透明圈，“＋”越多表示透明圈越大，“－”表示无透明圈)，推测该同学的实验思路是______________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是________，理由是________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析]　(1)培养基的成分有碳源、氮源、无机盐和水等，从组成培养基的物质所含化学元素可知，作为碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白质都含有N元素，故氮源在菌体内可以参与合成这些物质。
(2)由题意“资源和空间不受限制”可知，细菌的增殖呈“J”形曲线增长，由于DNA的半保留复制，细菌每繁殖一代就是上一代的2倍，根据公式Nt＝N0·λt，λ＝2，繁殖n代后细菌的数量是N0·2n。
(3)分析表格数据可知，实验的结果是在平板Ⅰ上，A菌株降解石油的能力高于B菌株；在平板Ⅱ上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，根据实验的单一变量和对照原则，推测该同学的思路是在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜的条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B两种细菌降解石油的能力。
(4)由表格数据可知，在平板Ⅱ(无氮源的培养基)上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，所以要治理贫氮且被石油污染的土壤，应该选用A菌株，因为A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长。
[答案]　(1)石油　DNA、RNA、蛋白质　(2)N0·2n　(3)在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜的条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B两种细菌降解石油的能力　(4)A菌株　A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长
——微生物的选择培养和计数
4．(2021·山东等级考)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
B　[根据题干信息“甲菌菌落周围呈现深蓝色”，说明甲菌可以分泌脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸，脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色，因此甲菌属于解脂菌，A正确；乙菌落周围没有出现深蓝色，说明乙菌落不能产生脂肪酶使脂肪分解成甘油和脂肪酸供其吸收利用，但乙菌落也可以在培养基上生存，说明该培养基不是以脂肪为唯一碳源，B错误；可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比，更加直观，C正确；可以利用该平板来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力，可以通过菌落周围深蓝色圈的大小来比较，D正确。故选B。]
5．(2022·河北衡水一模)反硝化细菌能在无氧环境中将硝酸盐转化为氮气(2NO＋10e－＋12H＋→……→N2O→N2)，在处理工业污水、治理水体富营养化中具有重要作用。科研人员想从一污水处理厂的活性污泥中筛选分离出耐高温(42 ℃)的反硝化细菌(目的菌)，用于提升温度较高的工业污水的脱氮效率，具体流程如图所示(BTB培养基初始pH＝6.8，BTB是酸碱指示剂，酸性条件下为黄色，中性条件下为绿色，碱性条件下为蓝色)：

(1)BTB培养基灭菌后待平板凝固后，应倒置放在超净工作台上，目的是
________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)将污泥样品梯度稀释后，使用________(填工具)将样液均匀涂布在BTB培养基上，放在________________的环境中培养2～3天后，挑选显________色的单菌落在固体培养基上划线分离，获得纯菌株。
(3)将纯菌株接种在液体培养基上培养一段时间，若在培养瓶顶部检测到N2O，即可鉴定为目的菌。不能依据培养液中硝酸盐的浓度变低来鉴定目的菌，原因是______________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)C/N(碳氮含量比)对反硝化效率有一定的影响。科研人员测得不同C/N条件下目的菌对硝酸盐的去除率，结果如图所示：
科研人员提出，在利用目的菌株处理工业污水时，需要适当向污水中投放少量淀粉，据图分析这样做的主要目的是___________________________________
___________________________________________________________________。

不同C/N条件下目的菌对污水中硝酸盐去除率的影响
(5)为计数微生物的数量，一位同学在4个平板培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1 mL，培养后菌落数分别为155个、160个、176个、149个，则每毫升原土壤样液中上述微生物数量为________个。
[解析]　(1)BTB培养基灭菌后待平板凝固后，应倒置放在超净工作台上，这样做的目的是防止皿盖上的水珠落入培养基，同时也能避免培养基中的水分过快的挥发。
(2)利用稀释涂布平板法纯化菌株时，接种工具是涂布器，根据反硝化反应过程的产物可知，反硝化细菌能在无氧环境中将硝酸盐转化为氮气，为了筛选出耐高温的反硝化细菌，需要将接种后的平板放在无氧、42 ℃环境中培养2～3天，反硝化反应过程中消耗培养基中的H＋，因此会导致菌落周围呈弱碱性，故菌落周围的培养基呈蓝色。因此需要挑选显蓝色的单菌落在固体培养基上划线分离，获得纯菌株。
(3)因为其他微生物也能利用硝酸盐进行代谢，硝酸盐浓度同样会降低，因此不能用硝酸盐降低作为检测指标，而应该用反硝化作用的最终产物N2O作为检测指标。
(4)科研人员提出，在利用目的菌株处理工业污水时，需要适当向污水中投放少量淀粉，结合题图可知，C/N影响目的菌对硝酸盐的去除率，且随着该比值的增大，能提高对污水中硝酸盐的去除率，题图所示在C/N＝7时效果最好，因此在利用目的菌株处理工业污水时，向污水中投放少量淀粉的目的是适当提高污水中的C/N，从而提高目的菌对污水中硝酸盐的去除率。
(5)每毫升原土壤样液中微生物数量为(155＋160＋176＋149)÷4÷0.1×106＝1.6×109个。
[答案]　(1)防止皿盖上的水珠落入培养基，避免培养基中的水分过快的挥发　(2)涂布器　无氧、42 ℃　蓝　(3)其他微生物也能利用硝酸盐进行代谢，硝酸盐浓度同样会降低　(4)适当提高污水中的C/N，从而提高目的菌对污水中硝酸盐的去除率　(5)1.6×109
有关选择培养基作用原理的三个易错点
(1)在培养基中加入某种化学物质。例如，加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌；加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。这里的“加入”是在主要营养成分完备的基础上进行的。
(2)改变培养基中的营养成分。缺乏氮源时可以分离出固氮微生物；以石油作为唯一碳源时，可以分离出能消除石油污染的微生物。
(3)改变微生物的培养条件。例如，将培养基放在高温环境下培养，可以得到耐高温的微生物。
——微生物的培养技术及应用
6．(不定项)(2022·山东青岛一模)北京冬奥会食堂让各国运动健儿爱上中国味道，其餐余垃圾在垃圾集中点采用生化＋雾化＋膜过滤技术处理后，可以达到无次污染的标准。为筛选对抗生素有抗性、高效降解淀粉的微生物，提高“生化”处理的效率，研究人员将餐余垃圾机械化处理后加入装有无菌水的锥形瓶中制备餐余垃圾浸出液，然后进行如图所示操作，下列说法正确的是(　　)

A．餐余垃圾浸出液在接种前通常需要进行高压蒸汽灭菌处理
B．可用稀释涂布平板法将餐余垃圾浸出液接种在X培养基上
C．X培养基含有淀粉和抗生素，Y培养基是不含琼脂的液体培养基
D．图中降解淀粉最高效的微生物是⑤，可根据菌落特征初步判断微生物类型
BCD　[对餐余垃圾浸出液在接种前进行高压蒸汽灭菌会杀死菌种，导致实验失败，A错误；可用稀释涂布平板法将餐余垃圾浸出液接种在X培养基上，B正确；结合题意可知，本实验的目的是筛选对抗生素有抗性、高效降解淀粉的微生物，故题图中X培养基应以淀粉为唯一碳源，且添加抗生素起选择作用；Y培养基是液体培养基，进行扩大培养，其中不含凝固剂琼脂，C正确；淀粉遇碘变蓝色，加入碘液后，能够分解淀粉的菌落周围出现清晰区，题图中能最高效降解淀粉的微生物是⑤(分解圈最大)，不同微生物形成的菌落特征不同，可根据菌落特征初步判断微生物类型，D正确。]
7．(2022·天津红桥二模)ε­聚赖氨酸(ε­PL)能抑制多种微生物的活性，且人体可将其分解为赖氨酸，是一种优良的天然食品防腐剂。科研人员欲从土壤中分离能分泌ε­PL的微生物，做了如图所示的实验(Ⅰ～Ⅴ表示过程，①～③表示菌落)，已知ε­PL可使亚甲基蓝褪色，形成透明圈。

(1)实验中需注意无菌操作，下列需要灭菌处理的是________。
A．土样　　 B．甲培养基
C．接种环 D．涂布器
(2)图中第Ⅰ步最常用的接种方法是________。甲培养基能提供目的菌所需的全部营养，其中包括水、碳源、氮源和________等营养物质。
(3)通过第Ⅱ步能筛选出产ε­PL的菌种，因此，乙培养基属于鉴别培养基，在进行第Ⅲ步接种时，应挑选________(填“①”“②”或“③”)号菌落。第Ⅳ步的目的是__________________________。
(4)为检测上述收集到的ε­PL对不同种类微生物的抑制能力，研究人员将大肠杆菌等菌种分别涂布于某培养基表面，再将浸有不同浓度ε­PL的滤纸圆片置于平板培养基表面，培养后测量清晰区的宽度，结果见下表。注：“＋”表示无清晰区，“－”表示未进行实验。
清晰区
宽度/mm
ε­PL浓度/(mg·L－1)
20
30
40
50
60
70
微生物
大肠杆菌
＋
＋
7.2
10.8
11.6
13.3
沙门氏菌
＋
＋
6.5
9.2
10.9
13.0
酿酒酵母
7.2
9.1
12.6
13.4
14.8
－
红曲霉
＋
＋
＋
＋
＋
6.3
结果显示ε­PL对________的抑制作用最强，且ε­PL对四种微生物的抑制效果与浓度呈________(填“正相关”或“负相关”)。为使结果更具说服力，还应增加_________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
[解析]　(1)土样中含有目的菌，灭菌会杀灭所有微生物，故土样不能灭菌，A错误；培养基需要进行高压蒸汽灭菌，防止杂菌污染，B正确；接种环需要进行灼烧灭菌，C正确；涂布器需要用酒精引燃灭菌，D正确。
(2)图乙中菌落均匀分布，故第Ⅰ步最常用的接种方法是稀释涂布平板法，微生物生长所需要的营养物质包括碳源、氮源、水和无机盐等。
(3)由于ε­PL可使亚甲基蓝褪色，形成透明圈，则在进行第Ⅲ步接种时，应挑选①号菌落，这是因为透明圈越大，分泌ε­PL的量越多。第Ⅳ步培养后形成了单个菌落，因此是分离能分泌ε­PL的微生物。
(4)表中结果显示：不同浓度的ε­PL处理下，酿酒酵母清晰区的宽度最大，说明ε­PL对酿酒酵母的抑制作用最强，表中数据显示ε­PL对四种微生物的抑制效果均是随浓度增加，抑制作用增强，因此抑制效果与浓度呈正相关。为使结果更具说服力，还应增加空白对照组，以检验是否有杂菌污染或培养基是否灭菌彻底。
[答案]　(1)BCD　(2)稀释涂布平板法　无机盐　(3)①　分离能分泌ε­PL的微生物　(4)酿酒酵母　正相关　空白对照组、ε­PL浓度大于70 mg·L－1的实验组、ε­PL浓度小于20 mg·L－ 1的实验组