1、选修1 生物技术实践 思维网络 专题1、2 传统发酵技术的应用、微生物的培养与应用 考情分析课标要求1.运用发酵食品加工的基本方法；测定食品加工中可能产生的有害物质2.进行微生物的分离和培养；测定某种微生物的数量；研究培养基对微生物的选择作用3.探讨微生物的利用；尝试利用微生物进行发酵来生产特定的产物活动建议：1.利用酒酵母由果汁制酒，再利用乙酸菌由酒制醋；设计并安装简单的生产果汁酒以及生产醋的装置2.制作腐乳，并分析制作过程的科学原理及影响腐乳品质的条件3.制作泡菜，尝试用比色法测定其亚硝酸盐含量的变化，并讨论与此相关的食品安全问题4.用大肠杆菌为材料进行平面培养，分离菌落5.用土壤浸出液进
2、行细菌培养，仅以尿素为氮源，测定能生长的细菌的数量6.观察并分离土壤中能分解纤维素的微生物，观察该微生物能否分解其他物质，讨论这类微生物的应用价值命题解读1.高考主要以综合题形式考查传统发酵技术(泡菜的制作)、微生物的分离、计数和筛选等。在本部分内容中，微生物的培养、分离及计数考查较多，属于高频考点2.命题趋势：以生活实践为背景，以综合题形式考查发酵及微生物培养的相关知识项目果酒果醋腐乳泡菜微生物酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌制作原理在无氧的条件下，酵母菌将葡萄糖分解为酒精等物质在有氧的条件下，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；缺少糖源时，醋酸菌可将乙醇(酒精)变为乙醛，再将乙醛变为醋酸毛霉等微生物产生
3、的蛋白酶和脂肪酶将豆腐中的蛋白质和脂肪分解为小分子的物质在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸考点一微生物与发酵原理 考点梳理 一、传统发酵技术的比较项目果酒果醋腐乳泡菜气体条件_有氧_无氧温度1825 _1518 _（续表）无氧3035 有氧常温(1)酒精的检测。方法：可用重铬酸钾检测酒精。原理：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。(2)亚硝酸盐含量测定的原理：在盐酸酸化条件下，亚硝酸 盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，再与 N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合，形成玫瑰红色溶液。将显色后的样品与标准显色液进行目测比较，可大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。二、果酒、果醋 1.发酵装置图及分析(
4、1)各部位的名称及作用。充气口：用来充入_(无菌空气)。排气口：排出酒精发酵时产生的_；与排气管相连的长而弯曲的胶管，可有效阻止空气中微生物的进入，避免氧气CO2来自空气的污染。出料口：用来取样。(2)该装置的使用方法。使用该装置制作果酒时，应该封闭充气口。制作果醋时，应将充气口连接充气泵，适时输入无菌空气。有氧呼吸无氧呼吸2.氧气供应状况对酒精发酵结果影响的分析方法(1)酒精发酵所需的氧气供应条件。发酵前期：需要通入空气或在发酵瓶中留有一定的空间，可以给酵母菌提供氧气以利于酵母菌通过_大量增殖。发酵后期：要通过密封严格控制无氧环境，以利于酵母菌通过_产生酒精。(2)酒精发酵异常的情况。酒精发
5、酵的前期如果供氧不足，酵母菌数量少，产生的酒精少。酒精发酵后期如果密封不严，则酵母菌数量充足，但是不能产生_。酒精3.果酒和果醋的制作原理及发酵条件比较C6H12O6C6H12O62O22CH3COOH2CO22H2O能量C2H5OHO2项目果酒制作果醋制作制作原理利用酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵利用醋酸菌在氧气、糖源充足时，将糖分解成醋酸；当缺少糖源时，将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸反应式2C2H5OH2CO2能量CH3COOHH2O能量项目果酒制作果醋制作最适发酵温度1825 3035 对氧的需求需微量氧需充足氧pH酸性环境(3.33.5)酸性环境(5.46.3)发酵时间1012 d7
6、8 d（续表）果酒和果醋制作成功的关键(1)材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，再除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。冲洗以洗去灰尘为目的，以防洗去野生型酵母菌。(2)防止发酵液被污染。榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒。发酵瓶排气管用曲颈管而不用直管。(3)控制发酵条件。葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3 的空间，目的是先让 酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2 后再进行酒精发酵，并防止发酵过程中产生的CO2 造成发酵液的溢出。严格控制温度：1825 利于酵母菌的繁殖和酒精发酵；3035 利于醋酸菌的繁殖和果醋的发酵。充气：酒精发酵为无氧发酵，需关闭充气口；醋
7、酸发酵为有氧发酵，需经充气口充气。三、腐乳的制作毛霉1.豆腐的选取：豆腐含水量以 70%为宜，若含水量过高，豆腐块不易成形；若含水量过低，则不利于_的生长。2.控制好材料的用量(1)盐的用量：制作时，应_，近瓶口处盐要铺厚一些，以防止杂菌从瓶口进入。盐的浓度过高，会影响口味。盐的浓度过低，不足以_，腐乳易腐败变质。逐层加盐抑制微生物生长(2)酒的用量：卤汤中酒的含量应控制在 12%左右。酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，会使腐乳成熟时间延长。腐败变质酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，但杂菌繁殖快，豆腐易_。3.防止杂菌的污染
8、(1)用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。(2)装瓶腌制时，操作要迅速小心，且要逐层加盐，离瓶口表面的盐要铺厚一些。(3)加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。4.发酵温度：前期发酵温度应保持在 1518，如温度过低，则菌丝生长缓慢，不能进入豆腐块的深层；温度过高，菌丝易老化和死亡，影响腐乳的品质。5.发酵时间：发酵时间影响生化反应速度及生化产物的量。传统腐乳制作与现代腐乳生产(1)条件要求：传统腐乳制作不需要灭菌，现代腐乳生产必须在严格无菌条件下进行。(2)菌种来源：传统腐乳制作，菌种来自空气中的毛霉孢子；现代腐乳生产，菌种是经过筛选的
9、优良毛霉菌种，并且直接接种在豆腐上。四、泡菜的制作亚硝酸盐1.材料的选择及用量(1)蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成_。(2)清水和盐的质量比为 41，盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用，一是除去水中_，二是杀灭盐水中其他细菌。2.防止杂菌污染：每次取样用具要洗净，要迅速封口。氧气3.氧气需求(1)泡菜坛要选择透气性差的容器，以创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。(2)泡菜坛坛盖边沿的水槽内要注满水，以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境，并注意在发酵过程中经常_。4.温度：发酵温度控制在室温即可，最好在 2636。温度过高，则易滋生杂菌；温度过低，则发酵时间延长。补水项
10、目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)曲线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微生物酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌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 异养、需氧 异养、需氧 异养、厌氧适宜温度1825 3035 1518 室温发酵条件 前期需氧，后期不需氧一直需氧一直需氧无氧生殖方式孢子生殖，适宜 条件下
11、进行出 芽生殖 二分裂生殖 孢子生殖二分裂生殖 生产应用酿酒、发面酿醋制作腐乳制作酸奶、泡菜传统发酵技术中常用菌种的比较 基础测评 1.果酒变酸、酸奶的制作、腐乳外部致密的一层“皮”，与其相关的微生物分别是()A.醋酸菌、乳酸菌、毛霉B.乳酸菌、毛霉、醋酸菌C.醋酸菌、酵母菌、毛霉D.酵母菌、醋酸菌、乳酸菌答案：A2.在果醋制作过程中，下列操作会引起发酵液受污染的是()A.榨汁机用沸水进行清洗并晾干B.发酵瓶用温水清洗，再用 75%的酒精擦拭并晾干C.葡萄先去除枝梗，再冲洗多次D.每次排气时，只需拧松瓶盖，不能将盖完全揭开答案：C3.下列有关果酒、果醋的制作和腐乳制作的说法，正确的是()A.腐
12、乳制作有多种微生物参与，其中起主要作用的是根霉B.含水量为 50%左右的豆腐适于制作腐乳C.在酒精发酵旺盛时，醋酸杆菌能将果汁中的糖发酵为醋酸D.果汁发酵后是否有酒精产生，可以用嗅气味的办法来检验答案：D考点二微生物的实验室培养 考点梳理 1.培养基(1)概念：人们按照微生物对_的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。营养物质划分标准培养基种类特点用途物理性质液体培养基不加凝固剂工业生产半固体培养基 加_，如琼脂观察微生物的运动、分类、鉴定固体培养基微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种化学成分天然培养基含化学成分不明确的_工业生产合成培养基培养基成分明确(用化学成分已知的化学物质配成)分类、
13、鉴定(2)分类和应用。凝固剂天然物质划分标准培养基种类特点用途用途选择培养基培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长培养、分离出特定微生物(如培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素；培养金黄色葡萄球菌，可在培养基中加入高浓度食盐)鉴别培养基根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种_鉴别不同种类的微生物，如可用伊红 美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有，菌落呈深紫色，并带有金属光泽)（续表）指示剂或化学药品营养要素来源功能_无机碳源CO2、NaHCO3、CaCO3 等含碳无机物构成细胞中的物质和一些代谢产物；既是碳源又是能源有机碳源糖类、脂质
14、、蛋白质、有机酸、石油、花生粉饼等_无机氮源NH3、铵盐、硝酸盐、N2等将无机氮合成含氮的代谢产物有机氮源牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物_维生素、氨基酸、碱基酶和核酸的组成成分；参与代谢过程中的酶促反应(3)培养基配方及营养要素。碳源氮源生长因子(1)各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐。此外 还要满足不同微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。(2)微生物最常用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖；最常利用的氮源是铵盐、硝酸盐。(3)对异养微生物来说，含C、H、O、N 的有机化合物既是碳源，又是氮源、能源。(4)有些培养基不需要添加特殊营养物质，生物自己
15、能合成，如大肠杆菌能合成某些维生素，作为特殊营养物质。(5)制备：计算称量溶化灭菌倒平板。(6)加入培养基中的凝固剂(如琼脂)，一般不能被微生物利用，只起到凝固作用。(7)选择培养基一般只生长具有特定目的的微生物，鉴别培养基中可以存在其他微生物，而且能鉴别特定的微生物。方法使用方法结果常用的方法消毒 较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有 害 的 _(不包括芽孢和孢子)煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法等灭菌 强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括_灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌2.微生物培养的无菌技术(1)消毒和灭菌的区别。微生物芽孢和孢子灭菌方
16、法适用材料或用具灭菌条件灭菌时间灼烧灭菌 接种环、接种针或其他金属工具酒精灯火焰的充分燃烧层直至烧红干热灭菌玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等干热灭菌箱内，160170 1 h2 h高压蒸汽灭菌培养基等高压蒸汽灭菌锅内 100 kPa，_(2)三种常用灭菌方法的比较。1211530 min细胞菌落3.微生物的纯化培养及菌种的保藏(1)原理：在培养基上将细菌稀释或分散成单个_，使其长成单个的_，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。(2)方法：平板划线法、稀释涂布平板法。比较项目平板划线法稀释涂布平板法关键操作 接种环在固体培养基表面连续划线一系列的梯度稀释涂布平板操作注意事项 每次划线前后均需灼烧
17、接种环稀释度要足够高，为确保实验成功可以增加稀释度的范围菌体获取 在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体适用范围 适用于好氧菌适用于厌氧菌和兼性厌氧菌优点可以根据菌落的特点获得某种微生物的单细胞菌落既可以获得单细胞菌落，又能对微生物计数缺点不能对微生物计数操作复杂，需要涂布多个平板(3)平板划线法和稀释涂布平板法的区别。(1)倒平板的注意事项。培养基灭菌后，需冷却至 50 左右，才能用来倒平板。整个操作过程需在酒精灯火焰旁进行，避免杂菌污染。平板冷凝后要倒置的原因：防止皿盖上的冷凝水珠落入培养基，造成污染。(2)平板划线操作的注意事项。灼烧接种环，待其冷却后才能
18、伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。划线时最后一区不要与第一区相连。划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束时，仍需灼烧接种环，每次灼烧的目的如下表：时间第一次操作每次划线之前划线结束目的 杀死接种环上原有的微生物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源于上次划线的末端，使每次划线菌种数目减少杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者 基础测评 1.下列关于微生物
19、分离和培养的叙述，错误的是()A.微生物培养前，需对培养基进行消毒B.测定土壤样品中的细菌数目，常用菌落计数法C.分离土壤中不同的微生物，要采用不同的稀释度D.分离能分解尿素的细菌，要以尿素作为培养基中的唯一氮源答案：A2.培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶所采用的灭菌或消毒方法依次是()干热灭菌紫外线消毒化学消毒高压蒸汽灭菌灼烧灭菌巴氏消毒法B.D.A.C.答案：A3.如图是微生物平板划线示意图，划线的顺序为 1、2、3、4、5，下列操作方法正确的是()A.操作前要将接种环放在火焰旁灭菌B.划线操作须在火焰上进行C.在 5 区域中才可以得到所需菌落D.在 1、2、3、4、5
20、 区域中划线前后都要对接种环灭菌答案：D比较项目土壤中分解尿素的细菌的分离分解纤维素的微生物的分离方法 利用以_ 为唯一氮源的选择培养基进行选择培养利用富含_ 的选择培养基进行选择培养原理只有分解尿素的细菌能够合成_，才能在以尿素为唯一氮源的培养基上生长因为培养基中含有丰富的纤维素，因此能够分解纤维素的微生物具有更多的生存机会而大量繁殖考点三微生物的分离与计数 考点梳理 1.土壤中分解尿素的细菌与分解纤维素的微生物的分离比较尿素纤维素脲酶比较项目土壤中分解尿素的细菌的分离分解纤维素的微生物的分离鉴别在培养基中加入_ 指示剂，指示剂变红说明菌落中的菌体为分解尿素的细菌_ 法，周围出现透明圈的菌落
21、为分解纤维素的微生物的菌落过程 土壤取样样品稀释培养与观察土壤取样选择培养梯度稀释将样品涂布于含刚果红(CR)的鉴别纤维素分解菌的培养基上挑选产生透明圈的菌落培养选择培养基_培养基，尿素为唯一氮源_培养基，纤维素为唯一碳源（续表）酚红刚果红染色固体液体间接计数法(稀释涂布平板法)直接计数法(显微计数法)原理当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量2.统计菌落数目的方法(1)方法：稀释涂布平板法和显微镜直接计数法。(2)两种微
22、生物计数方法的比较。间接计数法(稀释涂布平板法)直接计数法(显微计数法)公式C每克样品中的菌落数MVC：某稀释度下平板上生长的平均菌落数；V：涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)；M：稀释倍数每毫升原液所含细菌数：每小格内平均细菌数 400104稀释倍数缺点 当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落不能区分细胞死活结果比实际值偏小比实际值偏大(续表)临时保藏甘油管藏3.菌种的保存方法(1)对于频繁使用的菌种，可以采用_的方法。(2)对于需要长期保存的菌种，可以采用_ 的方法。基础测评 1.分离土壤中分解尿素的细菌，对培养基的要求是()加尿素不加尿素加琼脂不加琼脂加葡萄糖不加葡萄糖
23、 加硝酸盐不加硝酸盐B.D.A.C.答案：C2.以下关于分解尿素的细菌的说法，正确的是()A.能分解尿素的原因是能合成分泌蛋白酶B.以尿素作为唯一的碳源C.环境中含有大量的尿素诱导该细菌产生了分解尿素的特性D.以尿素为唯一氮源且添加了酸碱缓冲剂的培养基培养该菌后不会使酚红指示剂变红答案：D3.用添加纤维素和刚果红的培养基培养纤维素分解菌，结果是()A.菌落的周围出现红色B.菌落的周围出现紫色C.菌落的周围出现蓝色D.菌落的周围出现透明圈答案：D考向1微生物与发酵原理典例1(2019 年贵州黔东南一模)在魅力中国城初赛竞演的“城市味道”环节中，黔东南以家乡的味道为主题，通过酸汤鱼、五彩姐妹饭等十
24、几道特色农家菜，展示了黔东南州最具特色的家乡美食，回答下列问题。(1)“酸汤”是通过天然发酵而成，参与该发酵过程的主要微生物是_。(2)制作酸汤常用到煮沸的水和米汤，将水煮沸的目的是_。(3)酸汤发酵初期，亚硝酸盐的含量逐渐增加，亚硝酸盐在_和一定的微生物作用等特定条件下，才会转变成致癌物_。(4)出坛后的酸汤，若不及时食用，一段时间后会在其表面出现一层白膜，这是_(填微生物名称)繁殖引起的，与进行酸汤发酵的主要微生物相比，该微生物在结构上的最主要区别是_。(5)在酸汤制作时，密封之前向发酵液中加入少许优质的酸汤母液，这样做有什么好处？_。解析(1)酸汤是通过乳酸菌的无氧呼吸(发酵)形成的。(
25、2)制作酸汤时，将水煮沸的目的是除去水中的氧气并消毒；米汤相当于乳酸菌的培养液，可以为其提供水、无机盐、碳源、氮源等营养物质。(3)亚硝酸盐在适宜的 pH、温度和一定的微生物作用等特定条件下，会转变成亚硝胺。(4)酸汤表面氧气含量高，因此其表面出现的一层白膜是酵母菌；与原核生物乳酸菌相比，酵母菌属于真核生物，具有核膜包被的成形的细胞核。(5)在酸汤制作时，密封之前向发酵液中加入少许优质的酸汤 母液，可提供优质菌种。答案(1)乳酸菌(2)除去水中的氧气并消毒(3)适宜的 pH、温度亚硝胺(4)酵母菌具有核膜包被的细胞核(5)提供优质菌种考向预测1.(不定项)下列有关传统果酒、果醋发酵和腐乳制作的
26、比较，正确的是()A.果酒、果醋和腐乳发酵的主要微生物均属于真核生物B.三种发酵过程中都可以通过控制发酵温度实现对微生物类型的控制C.果酒发酵在无氧环境下进行，果醋和腐乳发酵在有氧条件下进行D.果酒、果醋和腐乳制作过程利用的都是微生物胞内酶答案：BC2.(2018 年海南卷)葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的。酿制葡萄酒的两个简易装置如下图所示。甲乙回答下列问题：(1)试管中的 X 溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是_(答出两点即可)。(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约 1/3 的空间，这种做法的目的是_(答出两点即可)。(3)某同学若用乙装置进行发
27、酵，并设置两个不同处理组(乙A 和乙 B)，乙 A 装置中保留一定量的氧气，乙 B 装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下，测得一段时间内乙 A 和乙 B 中酒精含量的变化趋势及乙 A 中氧气含量的变化趋势如曲线图所示。图中曲线依次表示_、_、_含量的变化趋势。(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于_生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于_(填“自养”或“异养”)生物。解析：(1)试管中的 X 溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定。与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是不需要开盖放气，避免了因开盖引起的杂菌污染。(2)葡萄汁装入甲装 置时，要留有约 1/3 的空间，这种做法的目的是为酵母菌
28、大量繁殖提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出。(3)分析题意 可知，图中曲线依次表示乙 A 中的氧气、乙 B 中的酒精、乙 A 中的酒精含量的变化趋势。(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于兼性厌氧生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于异养生物。答案：(1)不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染(2)为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出(3)乙 A 中的氧气乙 B 中的酒精乙 A 中的酒精(4)兼性厌氧异养3.(2018 年四川峨眉山联考)下图是利用山楂制作果酒果醋的流程：回答下列问题：(1)酒精发酵主要利用酵母菌的_呼吸，酵母菌与醋酸菌在结构上的主要区别是_。(2)酒精发酵
29、前加入的白砂糖主要是为酵母菌提供_。下图表示白砂糖的添加量对酒精生成量的影响，白砂糖的添加量为_左右最为合理。(3)醋酸发酵前，需要加入纯净水对山楂果酒进行稀释，原因是_。(4)将发酵好的山楂果醋在 80 左右的温度下热处理 810 min，目的是_，以及防止杂菌污染。解析：(1)酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，可把葡萄糖分解为酒精和二氧化碳；酵母菌为真核细胞，醋酸菌为原核细胞，二者最根本的区别是酵母菌有以核膜为界限的细胞核。(2)糖类是生物主要的能源物质，白砂糖组成元素为 C、H、O，可以为酵母菌提供碳源、能源。据图可知，酒精含量达到最高 值时的最小白砂糖添加量为 15%，此时的白砂糖浓度既
30、有利于酒精的产生，也可以避免物质的浪费。(3)酒精发酵后得到的果酒浓度过高，对醋酸菌的生长不利，会抑制醋酸菌的发酵，因此醋酸发酵前需要加入纯净水对山楂果酒进行稀释。(4)将发酵 好的山楂果醋在 80 左右的温度下热处理 810 min，可以杀死醋酸菌，防止醋酸菌继续发酵，破坏果醋的营养物质，同时也可以防止杂菌污染。答案：(1)无氧酵母菌具有以核膜为界限的细胞核(2)碳源15%(3)酒精浓度过高会抑制醋酸菌的发酵(4)防止醋酸菌继续发酵(或杀死醋酸菌防止果醋的营养物质被破坏)4.(2019 年山东济南模拟)利用不同微生物的发酵作用制作食品，一般称为传统发酵技术。回答下列问题：(1)果酒发酵时酵母
31、菌能在发酵液中生长繁殖，而其他绝大多数微生物则不可以，原因是_。(2)进行果醋深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡，醋酸菌的代谢类型属于_型。(3)腐乳制作时，从微生物培养的角度分析，豆腐相当于_，豆腐中的脂肪可作为微生物生长所需的_。制作腐乳还要进行卤汤腌制，卤汤由酒和香辛料配制而成，这些材料不仅可以调制腐乳的风味，还具有_的作用。卤汤中的酒可以选用料酒、黄酒、米酒、高粱酒等，含量一般控制在_左右。(4)泡菜腌制时可利用_ 法随时检测泡菜中亚硝酸盐的含量，原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应后再与 N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合呈现_色。解析：(1)酵母菌通
32、过无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，使得发酵液呈现酸性，在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长，而绝大多数其他微生物生长受到抑制。(2)根据题意分析，醋酸发酵时，短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡，说明醋酸菌的代谢类型是异养需氧型。(3)腐乳制作时，从微生物培养的角度分析，豆腐相当于固体培养基，豆腐中的脂肪可作为微生物生长所需的碳源。制作腐乳还要进行卤汤腌制，卤汤由酒和香辛料配制而成，这些材料不仅可以调制腐乳的风味，还具有抑制微生物生长的作用。卤汤中的酒含量一般控制在12%左右。(4)检测泡菜腌制时产生的亚硝酸盐含量可以用比色 法进行检测，即在盐酸酸化的条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺 酸反应后再
33、与 N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合呈现玫瑰红色。答案：(1)在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长，而绝大多数其他微生物生长受到抑制(2)异养需氧(3)固体培养基碳源抑制微生物生长12%(4)比色玫瑰红考向 2 微生物的培养典例 2(2019 年新课标卷)已知一种有机物 X(仅含有 C、H 两种元素)不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解 X 的细菌(目标菌)。号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入 X(5 g/L)。号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(15 g/L)。号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无
34、机盐(适量)，X(45 g/L)。回答下列问题。(1)在号培养基中，为微生物提供氮源的是_。、号培养基中为微生物提供碳源的有机物是_。(2)若将土壤悬浮液接种在号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解 X 的 细 菌 比 例 会 _，其 原 因 是_。(3)号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是_。(4)假设从号培养基中得到了能高效降解 X 的细菌，且该菌能将 X 代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供_和_。解析(1)在号培养基为牛肉膏蛋白胨培养基，故提供氮 源的是牛肉膏、蛋白胨，、号培养基是以有机物 X 为
35、唯一碳源的选择培养基。(2)号培养基是以有机物 X 为唯一碳源的 选择培养基，故只有能利用有机物 X 的微生物才能存活，而其 他微生物由于不能降解 X 的细菌因缺少碳源而不能增殖。(3)要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是稀释涂布平板法。(4)该菌能将 X 代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供能量和合成其他物质的原料。答案(1)牛肉膏、蛋白胨X(2)下降不能降解 X 的细菌因缺少碳源而不能繁殖，而降解 X 的细菌能够繁殖(3)稀释涂布平板法(4)能量合成其他物质的原料考向预测5.空气中的微生物在重力等作用下会有一定程度沉降。某生物兴趣小组欲利用平
36、板培养基测定教室内不同高度空气中微)生物的分布情况。下列关于实验的叙述不正确的是(A.在配制培养基时必须添加琼脂等凝固剂成分B.将平板培养基放置在教室相同地点的不同高度C.本实验需要设置不开盖的平板培养基作为对照D.菌落数在 30 至 300 之间的平板才可以用于计数答案：D6.(不定项)抗生素是某些微生物产生的能杀死或抑制其他微生物生长的化学物质。下图表示从土壤中筛选某种抗生素产生菌的过程，相关叙述正确的是()A.菌株的透明圈越大，其产生的抗生素抑菌效果越好B.没有透明圈产生的菌株一定不能产生抗生素C.接种测试菌 3 时，接种环可能在灼烧后未冷却D.测试菌 2、5 对该菌产生的抗生素具有抗性
37、解析：产生透明圈，说明菌株产生的抗生素能抑制指示菌S 的生长，透明圈越大，抑菌效果越明显，A 正确；没有透明圈产生的菌株不一定就不能产生抗生素，B 错误；接种测试菌3，发现离能产生透明圈菌株的距离较远，说明可能是产生的抗 生素抑制了测试菌 3 的生长，C 错误；测试菌 2 和 5 距离产生 透明圈菌株的距离近，说明测试菌 2、5 对该菌产生的抗生素具有抗性，D 正确。答案：AD7.(2019 年新课标卷)回答下列与细菌培养相关的问题。(1)在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是_(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的 pH
38、，其原因是_。硝化细菌在没有碳源的培养基上_(填“能够”或“不能”)生长，原因是_。(2)用平板培养细菌时一般需要将平板_(填“倒置”或“正置”)。(3)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_。(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过_处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。解析：(1)在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源 的成分是蛋白胨；由于不同细菌生长繁殖所需的最适 pH 不同，故制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的 pH；硝化细菌属于自养生物，可以利用空气中的二氧化碳作为碳源，故在没有碳源的培养基
39、上能够生长。(2)用平板培养细菌时一般需要将平板倒置，防止冷凝水倒流污染培养基。(3)由于在一定的培养条件下，不同微生物表现出各自稳定的菌落特征不同，故可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物。(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过灭菌处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物，防止污染环境。答案：(1)蛋白胨不同细菌生长繁殖所需的最适 pH 不同能够硝化细菌可以利用空气中的二氧化碳作为碳源(2)倒置(3)在一定的培养条件下，不同微生物表现出各自稳定的菌落特征(4)灭菌8.(2018 年新课标卷)，加将马铃薯去皮切块水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入
40、一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到 M 培养基。回答下列问题：(1)M 培养基若用于真菌的筛选，则培养基中应加入链霉素以抑制_的生长，加入了链霉素的培养基属于_培养基。(2)M 培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质，营养物质类型除氮源外还有_(答出两点即可)。氮源进入细胞后，可参与合成的生物大分子有_(答出两点即可)。(3)若在 M 培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入显色剂选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是_，该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是_。(4)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量，在同一稀释倍数下得
41、到以下结果：甲同学涂布了 3 个平板，统计的菌落数分别是 110、140 和149，取平均值 133；乙同学涂布了 3 个平板，统计的菌落数分别是 27、169 和176，取平均值 124。有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是_。解析：(1)M 培养基若用于真菌的筛选，说明 M 培养基能满足真菌的生长，而能抑制其他微生物的生长，链霉素是一种抗生素，可以抑制细菌的生长。加入了链霉素的培养基能筛选出真菌，该培养基属于选择培养基。(2)微生物生长需要多种营养物质，除氮源外，还需要碳源、无机盐、水以及特殊营养物质等。氮元素是蛋白质和核酸等生物大分子的组成元素，因此氮源进入细胞后，
42、可参与合成的生物大分子有蛋白质和核酸。(3)淀粉遇碘液会变成蓝色，筛选产淀粉酶的微生物，依据淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈，再根据透明圈，来筛选产淀粉酶的微生物。(4)乙同学结果不合 理，因为 1 个平板的计数结果与另 2 个相差悬殊，结果的重复性差，不能简单地用其平均数作为最终结果。答案：(1)细菌选择(2)碳源、无机盐蛋白质、核酸(3)碘液淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈(4)乙同学的结果中，1 个平板的计数结果与另 2 个相差悬殊，结果的重复性差考向 3 微生物的分离与纯化典例 3(2019 年新课标卷)物质 W 是一种含氮有机物，会
43、污染土壤。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 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(如下图所示)。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 W 的酶(酶 E)。为了比较
44、酶 E 与天然酶降解 W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。在含有一定浓度 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。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_。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，故可作筛选培养基中的氮源。(2)研究小组的目标菌，是能够降解物质 W 的细菌，培养基中乙菌 落的周围出现透明圈，说明乙菌落能够降解物质 W，故乙菌落为该小组的目标菌。(3)目标菌能够利用空气中的
45、氮气作为氮 源，故选用的筛选培养基不添加氮源，能够在无氮源的培养基 上生存的细菌便是目的细菌，故实验操作为：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)C 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，故需要在 C 处滴加缓冲液，且保持滴加量相同；培养基中的透明圈表示物质 W 被降 解的情况，若 C 处不出现透明圈，则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。答案(1)W(2)乙乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解 W(3
46、)将甲、乙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缓冲液不能降解 W酶 E 与天然酶降解(4)缓冲液W 的能力相近考向预测9.(2018 年新课标卷)回答下列与酵母菌有关的问题：(1)分离培养酵母菌通常使用_(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基，该培养基应采用_灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后会观察到菌落，菌落的含义是_。(2)酵母菌液体培养时，若通入氧气，可促进_(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)；若进行厌氧培养，可促进_(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)。(3)制作面包时，为使面包松软通
47、常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软的原因是_。解析：(1)牛肉膏蛋白胨培养基用来培养细菌，MS 培养基用于植物组织培养，麦芽汁琼脂培养基含糖量高，更适合酵母菌；该培养基应采用高压蒸汽灭菌法灭菌；若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后可观察到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，这就是菌落。(2)酵母菌液体培养时，若通入氧气，进行有氧呼吸产生H2O 和CO2，释放能量多，细 胞增殖快；若进行无氧培养，进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，释放能量少，增殖慢。(3)制作面包时，在面粉中添加一定量的酵母菌，因酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖，产生二氧化碳，二氧化碳是气体，遇热膨胀而形成小孔，使得面包松软多孔。高压蒸汽由一个细胞繁殖而来的答案：(1)麦芽汁琼脂肉眼可见的子细胞群体(2)菌体快速增殖乙醇产生(3)酵母菌分解葡萄糖会产生 CO2，CO2 使面包松软