1、 考点9 微生物与发酵工程一、选择题1.（2010四川高考T1）与酵母菌相比，硝化细菌具有的特点是 （ ）A. 无线粒体，只能通过无氧呼吸获得能量B. 无固氮酶，只能以含氮有机物作为氮源C. 无细胞核，只能通过出芽生殖方式繁殖后代D. 无染色体，只能在DNA水平产生可遗传变异 【命题立意】本题以酵母菌和硝化细菌为实例，比较了真核生物和原核生物在结构和功能上的区别，意在考查考生的分析推断能力。【思路点拨】决定生物代谢类型的是酶，而不是细胞器。只要含有无氧呼吸相关的酶，就能进行无氧呼吸；含有有氧呼吸所需的酶，就能通过有氧呼吸获得能量。【规范解答】选D。硝化细菌是原核生物，虽无线粒体，但仍可在细胞膜
2、内侧进行有氧呼吸，A错误；硝化细菌无固氮酶，但可以将氨气氧化为亚硝酸根离子和硝酸根离子，并从该过程中获得能量。这里的氨气是硝化细菌的无机氮源，B错误；硝化细菌无细胞核，其增殖方式是二分裂，C错误；硝化细菌无染色体，不可能产生染色体变异，只能在DNA水平产生可遗传变异，D正确。二、非选择题2.（2010全国卷T34）下列是与微生物培养有关的问题，请回答：某细菌固体培养基的组成成分是KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、葡萄糖、尿素、琼脂和蒸馏水，其中凝固剂是 ，碳源是 ，氮源是 。已知只有能合成脲酶的细菌才能在该培养基上生长，故该培养基属于 培养基。按照化学成分分类，该培养基属于 培养基。从
3、同化作用类型看，用该培养基的细菌属于 细菌。将少量细菌接种到一定体积的液体培养基中，适宜条件下培养，定时取样测定菌体数目，以时间为横坐标，以菌体数目的对数为纵坐标，可以得到细菌的 曲线。该曲线中以菌体数目的对数作为纵坐标的原因是 。实验室中，为了获得形态和生理特征一致的菌体，一般应在 期取材；在生产中，常收集培养至 期的细菌用于次生代谢产物的提取。【命题立意】本题以培养基的化学成分和微生物生长曲线为信息载体，综合考查微生物的营养和生长，属于考纲综合运用层次。【思路点拨】合成培养基各成分有特定的比例；天然培养基各成分无特定比例（即使其他多种物质都有特定比例，只有一种天然成分，也是天然培养基）。【
4、规范解答】固体/半固体培养基常用的凝固剂是琼脂。该培养基上只有能合成脲酶的细菌才能生长，其他细菌受到抑制不能生长。这种培养基是选择培养基。该培养基除凝固剂琼脂外，其他化学成分都是由已知明确的化学物质配成的，没有天然物质，属于合成培养基。培养基中的碳源是有机碳源，不是无机碳源，判断该细菌不能自己合成有机物，是异养型的。将少量细菌接种到一定体积的液体培养基中，适宜条件下培养，定时取样测定菌体数目，以时间为横坐标，以菌体数目的对数为纵坐标，就可以得到反映细菌生长规律的曲线，这种曲线叫做生长曲线。培养中的细菌以二分裂进行增殖，细菌数目以等比数列的形式增加，一个细菌繁殖n代，可以产生2n个细菌，因此以菌
5、体数目的对数作为纵坐标便于反映细菌群体的生长规律。若直接以菌体数目为纵坐标,因细菌数目大，变化率高，不利于作图。对数期的细菌代谢旺盛，个体的形态和生理特征比较稳定，常作为实验的菌种和科研的材料；稳定期细菌数量达到最高峰，细胞内大量积累代谢产物，特别是次级代谢产物。【参考答案】（1）琼脂 葡萄糖 尿素 选择 合成 异养型（2）生长 培养中的细菌以指数形式增殖，取对数便于反映细菌群体的生长规律（其他合理答案也给分） 对数 稳定 3.（2010全国卷T34）某种细菌体内某氨基酸（X）的生物合成途径如图：这种细菌的野生型能在基本培养基（满足野生型细菌生长的简单培养基）上生长，而由该种细菌野生型得到的两
6、种突变型（甲、乙）都不能在基本培养基上生长；在基本培养基上若添加中间产物2，则甲、乙都能生长；若添加中间产物l，则乙能生长而甲不能生长。在基本培养基上添加少量X，甲能积累中间产物l，而乙不能积累。请回答：（1）根据上述资料可推论：甲中酶_的功能丧失；乙中酶_的功能都正常。由野生型产生甲、乙这两种突变型的原因是野生型的_（同一、不同）菌体中的不同_发生了突变，从而导致不同酶的功能丧失，如果想在基本培养基上添加少量的X来生产中间产物l，则应选用_（野生型、甲、乙）。(2)将甲、乙混合接种于基本培养基上能长出少量菌落，再将这些菌落单个挑出分别接种在基本培养基上都不能生长。上述混合培养时乙首先形成菌落
7、，其原因是_.(3)在发酵过程中，菌体中X含量过高时，其后成速率下降。若要保持其合成速率，可采取的措施是改变菌体细胞膜的_，使X排出菌体外。【命题立意】本题以微生物的代谢和调节为基础,主要考查考生的分析判断能力。【思路点拨】解答本题的思路是：控制酶合成的基因发生突变中间产物不能合成不能正常生长添加中间产物正常生长。【规范解答】（1）根据题意，“在基本培养基若添加中间产物2，则甲、乙都能生长”，说明甲、乙的突变都不会导致酶c的缺失；“若添加中间产物1，则乙能生长而甲不能生长”，说明乙突变导致酶a缺失，甲的突变导致酶b缺失；“在培养基上添加少量的 X,甲能积累中间产物1，而乙不能积累”，更加证明的
8、判断正确。产生甲、乙两种突变型的原因是野生型的不同菌体产生突变，导致不同酶的功能丧失；根据（1）可知，如果在基本培养基上添加少量的X来生产中间产物1，则应选用甲类型的突变菌。（2）由于乙的突变是导致酶a缺失，而甲的突变是导致酶b缺失，所以二者混合培养，乙首先利用中间产物1，而形成菌落，而甲需等到中间产物2形成后才可完成新陈代谢，所以乙先形成菌落。(3)发酵过程中，为提高发酵产物的产量，常采用改变菌体细胞膜通透性的方法，使代谢产物排出菌体外。【参考答案】（1）b a、c 不同 基因 甲 （2）甲产生的中间产物1供给乙，使乙能够合成X，保证自身生长产生菌落（其他合理答案也给分） （3）通透性【类题
9、拓展】一般来讲，代谢产物的产生必然是某种酶调节的结果，而某种酶的合成又受相应基因的控制。某种代谢物不能合成，必然是控制代谢物合成的相应酶不能合成，而实质是控制酶合成的相应基因发生了突变，或是不能表达，或是能表达，但对这种代谢不起作用，属于一种无效表达。4.（2010重庆高考T31）炭疽病是由炭疽杆菌引起的一种人畜共患传染病。炭疽杆菌两端截平、呈竹节状排列，菌落呈卷发状。对炭疽病疑似患者，可根据噬菌体的宿主专一性，通过实验确诊。（1）细菌培养：采集疑似患者的样本，分离培养，获得可疑菌落。（2）细菌鉴定：实验流程如下图所示对配制的液体培养基等需采取方法灭菌；实验所用液体培养基的碳源为（填“无机碳”
10、或“有机碳”）。挑选可疑菌落制片后，用观察，可看到呈竹节状排列的杆菌。接种可疑菌后，35 培养24小时，液体培养基变浑浊，原因是，对照组试管中应加入，与实验组同时培养6小时后，若实验组液体培养基的浑浊度比对照组（填“高”或“低”），则可明确疑似患者被炭疽杆菌感染；反之则排除。对排除的疑似患者及易感人群，可接种炭疽杆菌疫苗，刺激机体产生相应抗体。与产生抗体相关的细胞除T细胞、B细胞外，还有。【命题立意】本题以实验为载体，通过对微生物的培养及观察，考查考生对实验过程的理解及基础知识的运用能力。【思路点拨】噬菌体大量增殖宿主细胞裂解液体培养基变澄清液体培养基浑浊度降低。【规范解答】（2）对液体培养基
11、常采用高压蒸汽（98kPa蒸汽）灭菌法。炭疽杆菌是异养型细菌，因此培养基中需添加有机碳源。细菌是单细胞生物，需在显微镜下观察，因此要制片观察。液体培养基中接种可疑菌落后，由于细菌大量繁殖，使液体培养基变浑浊。由图中实验流程可知，实验组加入了生理盐水配制的澄清噬菌体液，对照组应加入等量生理盐水。噬菌体大量增殖能引起宿主细胞裂解，因此培养液中若有炭疽杆菌，则会因噬菌体的加入而大量裂解，使液体培养基重新变澄清，所以其浑浊度会比对照组低。抗体是体液免疫中的效应物质，在体液免疫中，抗原经过吞噬细胞吞噬、处理后呈递给T细胞，进而由T细胞呈递给B细胞，引起B细胞增殖分化形成效应B细胞,浆细胞产生抗体。【参考答案】（2）高压蒸汽（98kPa蒸汽） 有机碳 显微镜 细菌大量繁殖 等量生理盐水 低 吞噬细胞、浆细胞
