2020浙江高考生物二轮讲义：第18讲　微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用

第18讲　微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用考点考试内容考试要求微生物的利用1.大肠杆菌的培养和分离实验与探究能力2.分离以尿素为氮源的微生物生物技术在食品加工中的应用1.果酒及果醋的制作 实验与探究能力2.泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定　微生物的利用1．大肠杆菌的培养和分离(1)大肠杆菌的性质与作用：大肠杆菌是革兰氏阴性、兼性厌氧的肠道杆菌，是基因工程技术中被广泛采用的工具。(2)大肠杆菌的扩大培养与分离：用LB液体培养基扩大培养，再在LB固体平面培养基上划线分离，培养后形成一个个单独的菌落。(3)细菌的培养和分离①划线分离法：方法简单。②涂布分离法：单菌落易分开，但操作复杂。(4)培养和分离步骤培养基灭菌→倒平板→培养液培养→划线分离→培养单菌落―→保存。2．分离以尿素为氮源的微生物(1)实验原理：利用尿素的细菌含有脲酶，通过降解尿素作为其生长的氮源。其反应式为(NH2)2C===O＋H2O2NH3＋CO2，生成的NH3使培养基的pH由原来的中性变为碱性，于是培养基中的酚红由红黄色变成红色。(2)实验步骤：制备培养基→制备细菌悬液→涂布分离法分离→培养和观察。(3)预测本实验的结果：LB全营养固体培养基上的菌落多而杂；尿素固体培养基上的菌落少而纯；一定时间内，菌落周围出现红色区域。用浓度为10－4和10－5土壤稀释液接种，更容易形成单菌落的是10－5土壤稀释液。3．构建微生物的培养与应用网络4．有关微生物实验的基本方法(1)制备培养基：计算→称量→融化→灭菌→倒平板。(2)无菌技术：主要指消毒和灭菌。(3)倒平板操作：待培养基冷却至50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。(4)划线分离操作：划线分离是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。(5)涂布分离法：先将菌液进行一系列梯度稀释后，分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养，在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而在培养基表面形成单个菌落。如图：　(2018·浙江11月选考)回答与微生物培养及应用有关的问题：(1)对培养基进行高压蒸汽灭菌时，灭菌时间应从____________________时开始计时。对于不耐热的液体培养基，一般可将其转入G6玻璃砂漏斗中，采用________方式可较快地进行过滤灭菌。(2)与酿造果醋相比，利用大米、高粱等富含淀粉的原料制醋，需增加__________________的过程。某醋化醋杆菌培养基由蛋白胨、酵母提取物和甘露醇组成，其中甘露醇的主要作用是________________________________________________________________________。(3)为筛选胞外α­淀粉酶分泌型菌种，一般从__________(A.果园树下　B．肉类加工厂周围　C．米酒厂周围　D．枯树周围)获得土样，用无菌水稀释，涂布到含有淀粉的选择培养基上培养，一段时间后在培养基表面滴加碘液，可在菌落周围观察到透明的水解圈。若要筛选酶活性较高的菌种，需挑选若干个________________________比值大的菌落，分别利用液体培养基振荡培养进行扩增。然后将培养液离心，取________用于检测酶活性。[答案]　(1)达到设定的温度和压力值　抽滤(2)将淀粉分解成小分子糖　作为碳源(3)C　水解圈直径与菌落直径　上清液微生物纯化培养的方法(1)划线分离法(2)涂布分离法：先将菌液进行一系列梯度稀释后涂布平板，在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而在培养基表面形成单个菌落。如图所示：　  [题组突破]1．(2019·高考江苏卷)下列关于微生物实验操作的叙述，错误的是(　　)A．培养微生物的试剂和器具都要进行高压蒸汽灭菌B．接种前后，接种环都要在酒精灯火焰上进行灼烧C．接种后的培养皿要倒置，以防培养污染D．菌种分离和菌落计数都可以使用固体培养基解析：选A。培养微生物的培养基一般用高压蒸汽灭菌法灭菌，微生物的接种工具，如接种针、接种环或其他金属用具一般通过酒精灯火焰灼烧来灭菌，A错误。接种前，接种环要在酒精灯火焰上进行灼烧，防止接种环上附着的微生物对实验结果造成干扰，接种后灼烧可以防止微生物扩散，对人造成危害，B正确。接种后的培养皿要倒置，防止冷凝水落入培养基造成污染，C正确。在固体培养基表面可形成单菌落，故菌种的分离和菌落的计数可以使用固体培养基，D正确。2．牛奶是微生物生长的良好培养基。生鲜牛奶中的微生物情况反映了奶牛的健康状况，也影响奶制品的运输和贮藏。牛奶在饮用前都要经过巴氏消毒，以杀死有害微生物。为检测消毒前后牛奶中细菌含量变化情况，做如图所示操作。用无菌吸管从锥形瓶中吸取1 mL生牛奶稀释液至盛有9 mL无菌水的试管中，混合均匀，如此再重复2次。请回答下列有关问题：(1)巴氏消毒的方法是______________________，使用这种方法对生鲜牛奶进行消毒的好处是____________。(2)取最终的牛奶稀释液0.1 mL滴在培养基上进行涂布，应选择的涂布工具是图中的________。(3)图中所示方法为稀释培养法，理想情况下，培养一段时间后可在培养基表面形成菌落。若用该方法培养设置了3个培养皿，菌落数分别为35个、33个、34个，则可以推测生牛奶中每毫升含细菌数为________个，运用这种方法统计的结果往往较实际值________(填“偏大”或“偏小”)，原因是______________________________________________________________。(4)消毒后的牛奶中绝大部分细菌被杀死，若继续用该方法检测消毒后的牛奶中细菌的数量，则在操作步骤上应做什么改动？____________________________________________。(5)从生牛奶取样培养得到的菌落中，混有各种杂菌，从中检测出大肠杆菌的方法是在培养基中加入________，菌落具有____________________特征的可以认定为大肠杆菌。解析：(1)采用巴氏消毒法消毒牛奶，即在70～75 ℃煮30分钟或80 ℃煮15分钟，在杀灭牛奶中有害菌群的同时牛奶的营养成分不被破坏。(2)取最终的牛奶稀释液0.1 mL滴在培养基上进行涂布，应选择涂布器，即图中的B。(3)依题意并结合图示可推测每毫升含细菌数为[(35＋33＋34)÷3]×104÷0.1＝3.4×106个。在统计菌落时，当两个或多个菌落连在一起时，平板上观察到的只是单个菌落，所以运用这种方法统计的结果往往较实际值偏小。(4)消毒后的牛奶中绝大部分细菌被杀死，若继续用涂布分离法检测消毒后的牛奶中细菌的数量，则在操作步骤上应减少稀释次数。(5)欲检测大肠杆菌，可在培养基中加入伊红美蓝，大肠杆菌菌落会呈黑色，略带金属光泽。答案：(1)70～75 ℃煮30分钟(80 ℃煮15分钟)　牛奶的营养成分不被破坏　(2)B　(3)3.4×106　偏小　个别菌落可能是由2个或多个细菌形成的　(4)稀释次数减少　(5)伊红美蓝　(金属光泽的紫)黑色3．(高考全国卷Ⅰ改编)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。回答下列问题：(1)有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生______________________。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，原因是______________________________________________________________________________________________。但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是________________________________________________________________________(答出两点即可)。(2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择________(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”)作为氮源，不选择其他两组的原因是________________________________________________________________________。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有________________________________________________________________________(答出两点即可)。解析：(1)土壤中的某些细菌之所以能够分解尿素，是因为它们能产生脲酶。尿素分解菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物，必须利用现成的有机物(如葡萄糖)作为碳源；葡萄糖通过呼吸作用被分解时，能为细胞生命活动提供能量，同时，葡萄糖还可以转化成脂肪、某些氨基酸等物质，所以进入细菌体内的葡萄糖能为其他有机物的合成提供原料。(2)选择培养基是只允许特定种类的微生物(目的微生物)生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。本实验的目的菌是可分解尿素的细菌，因此，配制的培养基应只允许尿素分解菌生长，NH4NO3可以作为所有细菌的氮源，培养基中如含有NH4NO3，将不能起到筛选作用。(3)KH2PO4和Na2HPO4能为细菌生长提供钾盐、钠盐和磷酸盐，而H2PO/HPO可以使培养基中pH保持相对稳定。答案：(1)脲酶　分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物　为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料(2)尿素　其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用(3)为细菌生长提供无机营养，作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定　生物技术在食品加工中的应用1．果酒的制作(1)原理：酵母菌在无氧条件下将葡萄糖氧化成乙醇，而且当培养液中乙醇浓度超过16%时，酵母菌就会死亡。(2)反应式：C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2。2．果醋的制作(1)原理：醋杆菌在有氧条件下将乙醇氧化成醋酸。(2)反应式：C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O。若缺少糖源时，醋杆菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。3．泡菜的腌制(1)作用菌类：假丝酵母和乳酸菌。(2)原料：白菜、洋白菜等。(3)原理：在无氧的条件下，微生物利用蔬菜中的糖和其他营养物质进行发酵，假丝酵母发酵产生醇类，乳酸菌将糖转化为乳酸，这时杂菌被杀死。加白酒的作用是可抑制杂菌生长，也是一种调味剂，增加醇香感。4．亚硝酸盐的测定(1)危害：致癌。(2)测定：亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物再与N­1­萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物，可用光电比色法定量。5．泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况分析 　项目时期　　乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少(有氧气，乳酸菌活动受到抑制)少增加(硝酸盐还原菌作用)发酵中期最多(乳酸抑制其他菌活动)积累增多，pH下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)发酵后期减少(乳酸积累，pH下降，抑制其活动)继续增多，pH继续下降下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)6.果酒、果醋、泡菜制作的比较 比较项目果酒的制作果醋的制作泡菜的制作作用菌种酵母菌(真菌)醋杆菌(细菌)假丝酵母(真菌)和乳酸菌(细菌)原理酵母菌在无氧的条件下将葡萄糖氧化成乙醇，而且当培养液中乙醇浓度为16%时，酵母菌死亡醋杆菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸乳酸菌和假丝酵母在无氧条件下将糖转化为乳酸和醇类物质制作流程↓↓↓续　表 比较项目果酒的制作果醋的制作泡菜的制作注意事项①果酒制作过程中，紫葡萄在用高锰酸钾溶液浸泡后，一定要用清水将高锰酸钾溶液冲洗干净；②将葡萄浆放入发酵瓶时，装量不能超过2/3①果醋发酵时，通气孔需塞上脱脂棉球，以过滤空气；②醋化醋杆菌培养物与酒—水混合物混匀后需将pH调至7.0制作泡菜时，用水密封坛口，以保证坛内无氧环境，利于乳酸菌和假丝酵母发酵7.亚硝酸盐的测定方法(1)样品处理：泡菜匀浆过滤后调pH至8.0→加硫酸锌溶液25 mL→加氢氧化钠溶液至产生白色沉淀→水浴加热至60 ℃→过滤取滤液定容。(2)测定：10 mL样品溶液＋4.5 mL氯化铵缓冲液＋2.5 mL 60% 乙酸溶液＋5 mL显色液→定容→暗处静置25 min→550 nm处测定光密度值(10 mL水为空白对照)。(3)标准曲线的绘制：以亚硝酸钠质量为横坐标，以光密度值为纵坐标，绘制标准曲线。(4)计算公式：X1＝(m2×V1)/(m1×V2)X1：样品中亚硝酸盐含量，单位mg/kg；m1：样品质量，单位g；m2：通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量，单位μg；V1：样品处理液总体积；V2：测定用样品液体积。　苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的，回答下列问题：(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的__________________中进行，其产物乙醇与__________________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的________________中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度________________。(2)第二阶段是在醋杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在________________条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度________________(填“低于”或“高于”)第二阶段的。(4)醋杆菌属于________核生物，其细胞结构中________(填“含有”或“不含有”)线粒体。[解析]　(1)酵母菌需氧呼吸第一阶段及厌氧呼吸全过程在细胞溶胶中进行；酒精与重铬酸钾试剂反应呈灰绿色。图示过程③为细胞需氧呼吸第二、三阶段，在线粒体中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度快。(2)醋杆菌的呼吸作用类型为需氧呼吸，所以将乙醇转变为醋酸的过程需在有氧条件下进行。(3)酒精发酵时一般将温度控制在18～25 ℃，醋酸发酵时一般将温度控制在30～35 ℃，故在生产过程中，酒精发酵温度低于醋酸发酵温度。(4)醋杆菌属于原核生物，其细胞结构中不含线粒体。[答案]　(1)细胞溶胶　重铬酸钾　线粒体　快(2)有氧　(3)低于　(4)原　不含有(1)传统发酵食品的发酵类型①果酒制作和泡菜制作：无氧发酵，应控制无氧条件。②果醋制作：有氧发酵。(2)发酵菌种类型①果酒制作的发酵菌种：真菌。②果醋制作和泡菜制作的发酵菌种：细菌。(3)果酒和果醋发酵装置的设计思路①酵母菌繁殖需要氧气，醋杆菌是好氧细菌，则果酒制作前期和果醋制作整个过程都需要氧气；酵母菌产生酒精时是厌氧的，则在充气口处应该设置开关。②发酵过程中产生CO2，需要设置排气口；为了防止空气中微生物污染，排气口应该连接一个长而弯曲的胶管。③为便于取样及监测发酵情况，需要设置出料口。 [题组突破]1．下图为某同学设计的酿制苹果醋的基本流程图和发酵装置示意图。下列相关分析正确的是(　　)A．①过程要先切块后清洗，以减少杂菌的污染B．②过程加入果胶酶可以提高苹果的出汁率C．③过程发酵所用酵母菌无具膜结构的细胞器D．④过程需要将发酵装置中的充气口开关关闭解析：选B。①过程要先清洗后切块，以减少杂菌的污染，A项错误；植物细胞有细胞壁的保护，破坏细胞壁需要纤维素酶和果胶酶，B项正确；酵母菌是真核生物，含有具膜细胞器，如线粒体等，C项错误；醋化醋杆菌是好氧菌，因此发酵装置中的充气口开关应开启，D项错误。2．(2017·浙江4月选考)回答与泡菜腌制和亚硝酸盐测定有关的问题：(1)制作泡菜时，为缩短发酵周期，腌制前可加入乳酸菌。取少量酸奶，用无菌蒸馏水稀释后，再用________蘸取少量的稀释液，在MRS 乳酸菌专用培养基的平板上划线，以获得乳酸菌单菌落。下图所示的划线分离操作，正确的是________。(2)泡菜腌制过程中，会产生有机酸、醇类和亚硝酸盐，其中醇类是由________进行厌氧呼吸产生。亚硝酸盐对人体有害，为测定泡菜中亚硝酸盐含量，从泡菜中提取亚硝酸盐，与________发生重氮化反应，再与N­1­萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物。然后用光程为1 cm 的__________，在550 nm 光波下测定光密度值，与由一直浓度梯度亚硝酸钠制作的________比对，计算样品中亚硝酸盐的含量。(3)已知乳酸菌中的亚硝酸还原酶能降解亚硝酸盐。在一定的腌制时间内，随着腌制时间的延长，泡菜中亚硝酸盐含量逐渐降低，是由于在厌氧和________环境下亚硝酸盐被亚硝酸还原酶降解。答案：(1)接种环　B　(2)假丝酵母　对氨基苯磺酸比色杯　标准曲线　(3)酸性课后作业一、选择题1．下图为实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤，下列说法错误的是(　　)A．①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行B．步骤①中，待倒入的培养基冷却后盖上培养皿的皿盖C．步骤③中，每次划线前后都需对接种环进行灼烧处理D．划线接种结束后，将图④平板倒置后放入培养箱中培养解析：选B。由图可知，步骤①是倒平板，步骤②是用接种环蘸取菌液，步骤③是进行平板划线，步骤④是培养。①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行，防止被杂菌污染，A项正确；倒完平板后应立即盖上培养皿的皿盖，冷却后将平板倒过来放置，B项错误；每次划线前后灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到单菌落，C项正确；划线接种结束后，将平板倒置放入培养箱中培养，有利于培养基表面的水分更好地挥发和防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染，D项正确。2(2019·高考北京卷)筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后，若细菌能分解淀粉，培养平板经稀碘液处理，会出现以菌落为中心的透明圈(如图)，实验结果见下表。 菌种菌落直径：C(mm)透明圈直径：H(mm)H/C细菌Ⅰ5.111.22.2细菌Ⅱ8.113.01.6有关本实验的叙述，错误的是(　　)A．培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质B．筛选分解淀粉的细菌时，菌液应稀释后涂布C．以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外D．H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异解析：选C。微生物培养基含有四类营养物质：水、无机盐、碳源、氮源，A项正确；常用稀释涂布平板法筛选淀粉分解菌，涂布前需将菌液稀释，B项正确；由题图可知，细菌Ⅰ和Ⅱ形成的菌落周围都出现了透明圈，说明两种细菌都能将淀粉酶分泌至细胞外，C项错误；淀粉分解菌可分解淀粉，导致菌落周围的淀粉被分解，不能与碘液反应生成蓝色，故而出现透明圈，透明圈直径与菌落直径的比值越大，说明细菌分解淀粉的能力越强，D项正确。3.某同学设计了右图所示的发酵装置来制作果酒、果醋，下列有关叙述错误的是(　　)A．甲用来制作果酒，乙用来制作果醋B．乙装置需要的温度条件高于甲C．该装置便于发酵中产生气体的排出D．甲、乙装置中排液管排出液体的pH都下降解析：选C。甲装置密闭，可用来进行酵母菌的发酵制作果酒，酒精进入乙装置中，在有氧条件下，可用来制作果醋，A项正确。酵母菌的发酵温度一般为25～30 ℃，而醋化醋杆菌的最适生长温度为30～35 ℃，B项正确。甲到乙、乙到丙流入的都是发酵液，甲装置中没有气体的排出口，该装置不便于发酵中产生气体的排出，C项错误。甲装置中产生酒精和CO2，导致排出液体的pH下降；乙装置将乙醇转变为醋酸，导致排出液体的pH也下降，D项正确。二、非选择题4．下图是以鲜苹果汁为原料，利用发酵瓶制作果酒和果醋的过程简图，分析并回答下列问题：(1)在果汁加工过程中可添加__________________酶提高出汁率和澄清度。(2)在鲜苹果汁装入发酵瓶时，要留有大约________的空间。经过10～12天后，在酸性条件下用重铬酸钾检测样液，如果颜色由________色变为________色，说明产生了酒精。(3)过程乙中使用的微生物是________，可以从食醋中分离纯化获得。纯化菌种时需要对培养基进行灭菌，其方法是____________________；培养温度控制在________℃范围内。(4)在________的条件下，如果缺少糖源，乙中的微生物将甲过程的产物变为乙醛，再将其变为醋酸。答案：(1)纤维素酶和果胶　(2)1/3　橙　灰绿(3)醋杆菌　高压蒸汽灭菌法　30～35(4)氧气充足(有氧)5．图甲是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程，图乙是脲酶基因转录的mRNA部分序列。(1)图中选择培养基应以________为唯一氮源；鉴别培养基还需添加________作指示剂，产脲酶细菌在该培养基上生长一段时间后，其菌落周围的指示剂将变成________色。(2)在5个细菌培养基平板上，均接种稀释倍数为105的土壤样品溶液0.1 mL，培养一段时间后，平板上长出的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191。该过程采取的接种方法是____________________，每克土壤样品中的细菌数量为________×108个；与血细胞计数板计数法相比，此计数方法测得的细菌数较________。 (3)现有一菌株的脲酶由于基因突变而失活，突变后基因转录的mRNA在图乙箭头所示位置增加了70个核苷酸，使图乙序列中出现终止密码(终止密码有UAG、UGA和UAA)。突变基因转录的mRNA中，终止密码为________，突变基因表达的蛋白质含________个氨基酸。解析：(1)筛选产脲酶细菌的选择培养基应以尿素为唯一氮源；鉴别培养基还需要添加酚红作指示剂，产脲酶细菌产生的脲酶可以将尿素分解成氨，导致培养基的pH升高，菌落周围的指示剂将变成红色。(2)图中过程采取的接种方法是涂布分离法，每克土壤样品中的细菌数量为：(156＋178＋191)/3÷0.1×105＝1.75×108，血细胞计数板计数法所得数据包括死的细菌，且涂布分离法计数时所计菌落数少于真正的活细菌数，故与血细胞计数板计数法相比，此计数法测得的细菌数较少。(3)图乙从起始密码算起的碱基序列号为271，前270个碱基决定90个氨基酸，从271位到箭头处可以决定1个氨基酸，然后插入70个核苷酸，可决定23个氨基酸，多出一个碱基，加上后面的AG刚好可以决定1个氨基酸，则后面UGA是终止密码。因此突变基因转录的mRNA终止密码为UGA，突变基因表达的蛋白质所含氨基酸数为90＋1＋23＋1＝115(个)。答案：(1)尿素　酚红　红(2)涂布分离法　1.75　少(3)UGA　1156．下图是某细菌纯化培养过程中划线接种的培养结果。回答问题：(1)在________(填图中编号)区域出现了单个菌落，产生每个菌落的最初细菌数目是________个。据图分析，在培养基上划线接种时，划线的顺序依次是________(用编号表示)。(2)如表是某微生物培养基成分： 编号成分含量编号成分含量①粉状硫10 g②(NH4)2SO40.4 g③K2HPO44 g④MgSO49.25 g⑤FeSO40.5 g⑥CaCl20.5 g⑦H2O100 mL   ①若培养从土壤中分离出来的自生固氮菌，该培养基应添加________，去除________。②若要鉴别尿素分解菌，可在培养液中加入____________________。解析：(1)从图中可知，②号区域出现了单个菌落；1个菌落由1个细菌繁殖形成；根据①③②区域菌落数越来越少，所以划线的顺序依次是①→③→②。(2)①自生固氮菌是异养生物，需加入有机碳，不需要氮源，它可固定大气中的N2，因而培养基中应添加碳源去掉氮源。②要鉴别尿素分解菌，可在培养液中加入酚红指示剂。答案：(1)②　1　①→③→②(2)①碳源　氮源　②酚红指示剂7．太源井晒醋是自贡市的名优土特产品，该产品面市已有150多年的历史。中草药制曲和天然发酵是太源井晒醋与其他食醋的区别。如表表示太源井晒醋不同陈酿方法下的一些理化指标。回答下列问题： 项目自然陈酿恒温陈酿总酸(以乙酸计)，(g/100 mL)≥6.504.20可溶性无盐固形物，(g/100 mL)≥20.005.00不挥发酸(以乳酸计)，(g/100 mL)≥3.502.00还原糖(以葡萄糖计)，(g/100 mL)≥3.002.00(1)醋的制作需要以____________作为菌种，请写出一个表示制醋原理的反应式________________________。从生态系统的成分看，该微生物属于生态系统中的________。 (2)传统酿醋工艺中，主要是依靠自然界中的菌种，其生产性能不稳定且出醋率低，因而要对菌种进行纯化培养。纯化菌种可用________________法或涂布分离法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。接种前需随机选取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间，其目的是__________________________。(3)恒温陈酿时，需将温度控制在________范围内； 由表中数据可知________________法可提高晒醋质量。(4)用一定的方法进行脱色处理后，食醋中的还原糖可用________试剂检测，在水浴加热的条件下，该试剂与还原糖发生反应产生的现象是________________________。解析：(1)醋的制作，使用的微生物是醋杆菌。当氧气、糖源都充足时，醋杆菌将糖分解成醋酸，其反应式为(CH2O)＋O2→CH3COOH；当氧气充足、缺少糖源时，醋杆菌可以先将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式为C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O。醋杆菌属于生态系统中的分解者。(2)分离纯化菌种，常用固体培养基进行培养，采用划线分离法或涂布分离法进行接种。为检测培养基平板是否已彻底灭菌，接种前需随机选取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间。(3)醋杆菌的最适生长温度为30～35 ℃，因此在恒温陈酿时，需将培养温度控制在30～35 ℃范围内。表中信息显示：自然陈酿的相应数值均高于恒温陈酿，说明自然陈酿法可提高晒醋质量。(4)还原糖与本尼迪特试剂发生作用，在水浴加热的条件下会生成红黄色沉淀，据此可用本尼迪特试剂检测食醋中的还原糖。答案：(1)醋杆菌　C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O或(CH2O)＋O2→CH3COOH　分解者(2)划线分离　检测培养基平板是否已彻底灭菌(3)30～35 ℃　自然陈酿(4)本尼迪特　出现红黄色沉淀8．家庭中泡菜的制作方法：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”。密封后置于温度适宜的地方。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者是用盐过多，后者是用盐过少。(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是____________。密封泡菜坛的原因是①________________________________________________________________________；②__________________。(2)若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是______________________________________________________________________________________________________。(3)加入“陈泡菜水”的作用是______________________________________________。(4)制作泡菜的过程中，有机物的干重将________，泡菜坛内有机物的种类将________。(5)乳酸菌与酿制果醋的菌种在代谢方式上的主要区别是__________________________。(6)有位同学在家制作泡菜时，为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素，结果发酵失败，原因可能是____________________________________________________________________________________。答案：(1)消毒　乳酸菌是厌氧生物，密封后造成缺氧环境　防止杂菌进入　(2)大量的食盐抑制了乳酸菌发酵(大量的食盐杀死了乳酸菌)　(3)提供乳酸菌菌种(接种)(4)减少　增加　(5)乳酸菌是厌氧型细菌，醋杆菌是好氧型细菌　(6)青霉素杀死了乳酸菌9．传统生物技术与我们现代的生活依旧很贴近，下面是几则实例，请分析回答：(1)下图为某位同学设计的果酒制作装置。通气口一侧的过滤膜应阻止________通过才能达到防止杂菌污染的目的。经过一段时间后，b处有气泡产生，该气体是________。整个果酒制作过程中，酵母菌先进行需氧呼吸再进行厌氧呼吸，进行需氧呼吸的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某兴趣小组为了研究泡菜发酵过程中亚硝酸盐的含量变化，选取1、2、3号三只相同的泡菜坛，操作均正确，得出下列如图所示的结果。了解泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的目的是______________________________，据图可知，腌制到约第________天以后再食用可以较好地避免亚硝酸盐对人体健康的危害。答案：(1)细胞　CO2　使酵母菌通过出芽生殖进行大量增殖　(2)掌握取食泡菜的时间　1410．在农业生产中发现一种广泛使用的除草剂(含氮有机化合物)在土壤中不易降解，长期使用可污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤，可按下面程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明)。(1)制备土壤浸出液时，为避免菌体浓度过高，需将浸出液进行________处理。(2)要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌，上述培养皿中培养基的特点是：________体培养基且__________________________。若需要调节培养基pH，应该在各种成分都融化后且分装________(填“前”或“后”)进行。对培养基进行灭菌，常采用的方法是________________________________________________________________________。(3)在划线前，接种环应该在酒精灯火焰上____________________。培养后发现，只有很少菌落出现，大部分细菌在此培养基上不能生长的主要原因是________________________________或有氧条件抑制了这些细菌的生长。(4)在固体培养基上形成的菌落中，无透明带菌落利用的氮源主要是________，有透明带菌落利用的氮源主要是________________，据此可筛选出目的菌。(5)A细菌和B细菌都能降解该除草剂，研究发现以每克菌体计算，A细菌降解该除草剂的能力比B细菌要强，对此现象合理的假设是____________________________或________________________。答案：(1)稀释　(2)固　以除草剂作唯一氮源　前高压蒸汽灭菌　(3)灼烧灭菌　培养基中缺少这些细菌可利用的氮源　(4)氮气　该除草剂　(5)A细菌酶活性更强　A细菌酶量更多