專題突破練11發酵工程一、單項選擇題1.(2021山東濟南章丘二輪階段性測試)下列有關微生物的培養技術的敘述,正確的是()A.加入鏈霉素或者伊紅美蘭的培養基屬于選擇培養基B.在以尿素作為唯一氮源的培養基中加入酚酞指示劑培養分解尿素的細菌C.對培養皿進行編號或對菌種進行標注時,應使用記號筆在皿底標記D.利用平板劃線法可對微生物進行接種純化、分離和計數2.(2021山東德州二模)溫泉中含有能夠分解淀粉的耐熱古細菌,在固體培養基中,該類細菌分解淀粉會形成透明圈。下圖表示篩選能高效產生淀粉酶的耐熱古細菌的過程。下列分析正確的是()A.②過程是利用稀釋涂布平板法分離并篩選耐熱古細菌B.配制Ⅰ號培養基時需要加入瓊脂,并且要先滅菌再調節pHC.為防止污染,需要對Ⅰ、Ⅱ號培養基及培養皿進行干熱滅菌D.從Ⅰ號培養基中選擇透明圈最小的菌落接種到Ⅱ號培養基上3.(2021山東聊城一模)金黃色葡萄球菌是細菌性肺炎的病原體之一。細菌性肺炎一般需要注射或口服抗生素進行治療,當細菌出現耐藥性時療效會下降。A、B、C、D四種抗生素均可治療金黃色葡萄球菌引起的肺炎。為選出四種抗生素中療效最佳的一種,研究者分別將含等劑量抗生素A、B、C、D的四張大小相同的濾紙片a、b、c、d置于金黃色葡萄球菌均勻分布的平板培養基上,在適宜條件下培養48h,結果如下圖所示。下列相關敘述正確的是()A.對實驗中使用的培養皿采用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌B.A、B、C、D四種抗生素中,抑菌效果最佳的是抗生素DC.細菌出現耐藥性是由于抗生素使細菌發生變異D.濾紙片b周圍透明圈中出現一菌落,可能是該菌落發生了基因突變4.(2021山東濟南一模)某學校生物興趣小組利用蘿卜、卷心菜等新鮮蔬菜為材料制作泡菜,并對發酵過程中乳酸菌、酵母菌細胞的數量和pH的變化進行了測定,結果如下圖所示。下列敘述錯誤的是()注logCFU·mL1是指每毫升菌液可以形成的菌落總數的對數值。A.發酵初期乳酸菌的生長導致發酵液pH降低,雜菌繁殖受限甚至死亡,乳酸菌逐漸演變為優勢菌群B.發酵中期酵母菌主要通過有氧呼吸獲取能量C.統計菌落數目時,應選擇菌落數為30~300的多個平板計數并求取平均值D.發酵過程中壇蓋邊沿的水槽要保持清潔并注滿水,注意經常向水槽中補充水5.(2021山東濱州二模)《本草綱目》中記載了釀制燒酒的過程:“用濃酒和糟入甑,蒸令氣上,用器承取滴露。凡酸壞之酒,皆可蒸燒。近時惟以糯米,或粳米,或黍,或秫,或大麥蒸熟,和曲釀甕中七日,以甑蒸取。”下列說法正確的是()A.為使酵母菌進行酒精發酵,釀制時“甕”應裝滿后密封B.“糯米或粳米”中所含物質只能為微生物生長提供碳源和氮源C.在利用酵母菌發酵的“七日”中,水和酒精是同時產生的D.發酵過程中密封不嚴,醋酸菌將酒精轉化為乙酸使酒“酸壞”6.(2021山東青島三模)黃酒是中國特產,與啤酒、葡萄酒并稱為世界三大古酒。關于黃酒釀造的“古遺六法”為“秫稻必齊、曲蘗必時、湛熾必潔、水泉必香、陶器必良、火齊必得(注:曲蘗主要指酒曲,湛熾是指浸泡和蒸煮)”。下列敘述錯誤的是()A.黃酒中的酒精是酵母菌利用“秫稻”經無氧呼吸產生的代謝產物B.“曲蘗”制作的溫度不同,可能會影響酵母菌的種類和數量C.“陶器必良”和“火齊必得”是為了控制發酵過程的環境條件D.“湛熾”的目的是滅菌,確保發酵過程中無雜菌污染7.(2021山東泰安肥城高考適應性訓練)家庭中制作泡菜的方法:新鮮的蔬菜經過整理、清潔后,放入徹底清洗并用白酒擦拭過的泡菜壇中,然后向壇中加入鹽水、香辛料及一些“陳泡菜水”,密封后置于溫度適宜的地方。下列與此過程相關的敘述,錯誤的是()A.用白酒擦拭泡菜壇的目的是消毒B.加入“陳泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌種C.發酵過程中,乳酸菌與其他雜菌的競爭越來越強D.若制作的泡菜咸而不酸,可能的原因是加入的食鹽過多,抑制了乳酸菌的發酵二、不定項選擇題8.(2021山東教科所二輪模擬)泡菜是一種傳統美食,其風味也因各地做法不同而有異。下圖是制作泡菜的流程圖。下列分析正確的是()A.選擇新鮮的原料可以降低亞硝酸鹽的含量B.配制食鹽水的濃度不宜過高,防止乳酸發酵受到抑制C.為降低亞硝酸鹽含量,泡菜發酵的時間越長越好D.泡菜發酵溫度過高、食鹽用量過低等都容易造成雜菌滋生,使泡菜口感下降9.(2021山東泰安肥城高考適應性訓練)發酵工程中選擇優良的單一菌種,消滅雜菌是非常重要的工作。篩選微生物的方法包括()A.根據微生物對碳源需求的差異,使用含有不同碳源的培養基B.根據微生物對生長因子需求的差異,在培養基中加入不同的生長因子C.根據微生物遺傳組成的差異,在培養基中加入不同比例的核酸D.根據微生物對抗生素敏感性的差異,在培養基中加入不同的抗生素10.(2021山東泰安肥城高考適應性訓練)下圖為“土壤中分解尿素的細菌的分離與計數”實驗中樣品稀釋示意圖。據圖分析,下列說法正確的是()A.在用移液管吸取菌液進行梯度稀釋時,可用手指輕壓移液管上的橡皮頭,吹吸三次,使菌液與水充分混勻B.對4號試管中的稀釋液進行平板培養得到的菌落平均數必定為5號試管的10倍C.5號試管的結果表明每克土壤樣品中的細菌數為1.7×109個D.利用該實驗方法統計得到的活菌數目往往會比實際活菌數目要低11.(2021山東聊城一模)某種物質X(一種含有C、H、O、N的有機物)難以降解,會對環境造成污染,只有某些細菌能降解X。研究人員按照下圖所示流程從淤泥中分離得到能高效降解X的細菌菌株。實驗過程中需要甲、乙兩種培養基,甲的組分為無機鹽、水和X,乙的組分為無機鹽、水、X和Y。下列相關敘述正確的是()A.甲、乙兩培養基均屬于選擇培養基,乙培養基組分中的Y物質是瓊脂B.若要篩選能高效降解X的細菌菌株,則甲、乙兩培養基中X是唯一的碳源C.步驟⑤的篩選過程中,各培養瓶中的X溶液的濃度不同D.步驟⑤的篩選過程中,若培養基中X的濃度過高,則某菌株對X的降解量可能下降12.(2021山東濟南一模)聚羥基脂肪酸酯(PHA)是由嗜鹽細菌合成的一種胞內聚酯,它具有類似于合成塑料的理化特性,且廢棄后易被生物降解,可用于制造無污染的“綠色塑料”。科學家從某咸水湖中尋找生產PHA菌種的流程圖如下所示。下列說法正確的是()A.步驟②可用稀釋涂布平板法接種到含合成塑料的選擇培養基上B.步驟③需要將接種后的培養基放入恒溫培養箱中倒置培養C.步驟④所用到的培養基應加入瓊脂,以便挑取單菌落獲得純化菌株D.挑取菌落時,應挑取多個菌落并分別測定嗜鹽細菌的PHA含量三、非選擇題13.(2021山東濟南一模)目前乙醇作為可再生資源中比較理想的液態燃料正受到人們越來越多的關注。自然界中可再生的木質纖維素資源極為豐富,其主要成分之一是半纖維素。半纖維素容易被酸或者酶水解,其水解產物中的85%~90%為木糖。因此利用木糖發酵生產乙醇具有重要的應用研究價值。酵母菌是傳統的乙醇生產菌株,因其缺乏轉化木糖的酶系而不能很好地利用木糖。自然界中某些釀酒酵母能利用木糖進行酒精發酵,某研究小組欲從土壤中分離這種酵母菌并對其產酶活性進行測定,實驗基本流程為取土樣→制取土壤懸液→擴大培養→選擇培養→菌種分離→酶活性鑒定。請回答下列問題。(1)擴大培養可增加,以確保能夠從樣品中分離得到所需要的微生物。

(2)分離純化微生物的關鍵是。該研究小組將擴大培養后的混合菌液適當稀釋后接種于的選擇培養基上,倒置放入恒溫培養箱中培養。常用的接種方法有和兩種。若劃線的某個平板培養后,第一劃線區域的劃線上都長滿了菌落,第二劃線區域的第一條線上無菌落,其他劃線上有菌落,則第二劃線區域第一條線上無菌落的原因是。

(3)為進一步確定目的菌株的最佳產酶條件,該研究小組選取培養基初始pH、培養溫度、搖床轉速以及裝液量四個因素進行實驗。其中,培養基初始pH、培養溫度會影響菌株產酶主要是因為;搖床轉速因影響而影響菌株產酶。

14.(2021山東青島三模)丁草胺是一種有機除草劑,主要用于水稻田雜草的防除,具有潛在的致畸變和致突變性。而在水稻種植過程中農田有一段很長的淹水期,淹水會導致水稻田深層土壤處于無氧狀態,因此研究丁草胺厭氧降解菌對于水稻田土壤中丁草胺的降解具有重要意義。研究人員對丁草胺厭氧降解菌進行了分離、鑒定和擴大培養(如下圖所示)。請回答下列問題。(1)你認為研究小組應該在哪里取樣?。

(2)配制選擇培養基時,研究人員先加入了K2HPO4、KH2PO4、FeSO4、MgCl2、NH4Cl、CaCl2、NaCl、微量元素復合液、維生素復合液等,還需要加入一定量的。對培養基滅菌通常采用法。滅菌結束后,應趁熱將適量培養基分裝于錐形瓶中,充入氮氣,塞住膠塞并用鋁帽固定,這樣操作的目的是。若需要調節培養基的pH,則應在滅菌(填“前”或“后”)進行。

(3)步驟③中,應將平板放入厭氧罐中,置于培養箱中恒溫培養,對長出的菌落進行初步鑒定。菌落是初步區分微生物類型的重要特征,這些特征包括(至少答出兩點)等。

(4)步驟④中,從第二次劃線操作起,每次劃線總是要從上一次劃線的末端開始,其原因是。

專題突破練11發酵工程1.C解析:加入鏈霉素的培養基為選擇培養基,加入伊紅美蘭的培養基屬于鑒別培養基,A項錯誤。在以尿素作為唯一氮源的培養基中加入酚紅指示劑,如果pH升高,指示劑將變紅,說明該細菌能夠分解尿素,B項錯誤。對培養皿進行編號或對菌種進行標注時,為了便于觀察,應使用記號筆在皿底標記,C項正確。利用平板劃線法可對微生物進行接種純化、分離,但不能計數,稀釋涂布平板法可對微生物進行接種純化、分離和計數,D項錯誤。2.A解析:由題圖可知,該平板上形成的單個菌落分布均勻,②過程是利用稀釋涂布平板法分離并篩選耐熱古細菌,A項正確。配制Ⅰ號培養基時要先調節pH再滅菌,B項錯誤。為防止污染,需要對Ⅰ、Ⅱ號培養基進行高壓蒸汽滅菌,對培養皿進行干熱滅菌,C項錯誤。在固體培養基中,耐熱古細菌分解淀粉會形成透明圈,透明圈越大說明其分解淀粉的能力越強。為篩選能高效產生淀粉酶的耐熱古細菌,應從Ⅰ號培養基中選擇透明圈最大的菌落接種到Ⅱ號培養基上,D項錯誤。3.D解析:要對實驗中使用的培養皿進行干熱滅菌,A項錯誤。A、B、C、D四種抗生素中,抑菌效果最佳的是抗生素A,B項錯誤。細菌出現耐藥性是由于抗生素對細菌的耐藥基因進行了選擇,C項錯誤。濾紙片b周圍透明圈中出現一菌落,說明具有耐藥性,可能是該菌落發生了基因突變,D項正確。4.B解析:發酵初期微生物代謝活動導致氧氣減少,乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸,導致發酵液pH降低,使雜菌繁殖受限甚至死亡,乳酸菌逐漸演變為優勢菌群,A項正確。發酵初期酵母菌主要通過有氧呼吸獲取能量;發酵中期為無氧環境,酵母菌主要通過無氧呼吸獲取能量,B項錯誤。統計菌落數目時,為保證菌落計數結果準確,一般選擇菌落數為30~300的平板進行計數并求取平均值,C項正確。發酵過程中壇蓋邊沿的水槽要保持清潔并注滿水,注意經常向水槽中補充水,目的是保證壇內乳酸菌發酵所需的無氧環境,D項正確。5.D解析:釀酒時,“翁”應留有大約1/3的空間,以利于酵母菌的快速增殖,A項錯誤。“糯米或粳米”為微生物生長提供了碳源、氮源、水和無機鹽等,B項錯誤。酵母菌先進行有氧呼吸產生CO2和H2O,再進行無氧呼吸產生CO2和酒精,不能同時產生水和酒精,C項錯誤。醋酸菌在有氧條件下會將酒精轉化為乙酸,從而使酒“酸壞”,D項正確。6.D解析:酵母菌無氧呼吸產生酒精,黃酒中的酒精是酵母菌利用“秫稻”經無氧呼吸產生的代謝產物,A項正確。“曲蘗”制作的溫度、濕度不同,可能會影響酵母菌的種類和數量,B項正確。“陶器必良”是為了有良好的容器從而控制好發酵過程中的氣體條件,“火齊必得”也是為了控制發酵過程的環境條件,C項正確。“湛熾”的目的是消毒,發酵過程中酒精的產生和培養液的酸性環境會抑制其他雜菌生長,D項錯誤。7.C解析:制作泡菜時,所用的泡菜壇要用白酒擦拭消毒,防止雜菌污染,A項正確。“陳泡菜水”中含有乳酸菌,因此制作泡菜時,可以加入“陳泡菜水”,以增加乳酸菌的數量,縮短制作時間,B項正確。由于乳酸菌發酵過程中的酸性和缺氧環境不適合大部分雜菌生長,乳酸菌與其他雜菌的競爭越來越弱,C項錯誤。若制作的泡菜咸而不酸,最可能的原因是大量的食鹽抑制了乳酸菌的發酵過程,乳酸產生減少,D項正確。8.ABD解析:由于微生物的作用,放置一段時間的原料中亞硝酸鹽的含量會增加,故選擇新鮮的原料可以降低亞硝酸鹽的含量,A項正確。用清水和食鹽配制質量分數為5%~20%的食鹽水,食鹽水的濃度不宜過高,防止乳酸菌的乳酸發酵受到抑制,B項正確。發酵時間過長泡菜的品質會降低,所以不是發酵的時間越長越好,C項錯誤。泡菜發酵溫度過高、食鹽用量過低、腌制時間過短都容易造成雜菌大量滋生,使泡菜口感下降,D項正確。9.ABD解析:根據微生物對碳源需求的差異,使用含不同碳源的培養基可以選擇微生物種類,A項符合題意。不同的微生物需要不同的生長因子,可以在培養基中加入相應的生長因子進行分離,B項符合題意。在培養基中加入不同比例的核酸(DNA和RNA)不會直接影響微生物自身的遺傳組成,即使被微生物利用,也是被分解為核苷酸后利用,所以培養基中加入不同比例的核酸不會對微生物起選擇作用,C項不符合題意。根據微生物對抗生素敏感性的差異,在培養基中加入不同的抗生素屬于選擇培養,可對微生物起選擇作用,D項符合題意。10.ACD解析:在用移液管稀釋菌液時,吹吸三次的目的是使菌液與水充分混勻,防止對后續的稀釋過程造成影響,A項正確。對4號試管中的稀釋液進行平板培養,稀釋倍數比5號試管的低10倍,如果稀釋適當,得到的菌落平均數可能是5號試管的10倍,B項錯誤。由題圖可知,菌液一共稀釋了1×106倍,每克土壤樣品中的細菌數為(168+175+167)÷3÷0.1×106=1.7×109(個),C項正確。利用稀釋涂布平板法進行計數可能存在兩個或多個細菌細胞連在一起成為一個菌落的情況,使統計得到的活菌數目往往比實際活菌數目要低,D項正確。11.ABD解析:甲、乙兩培養基均以X為唯一碳源和氮源,屬于選擇培養基,其中乙培養基為固體