考情解讀考點1.微生物的分離和培養。2.某種微生物數量的測定。3.培養基對微生物的選擇作用。4.利用微生物進行發酵來生產特定的產物以及微生物在其他方面的應用。5.酶活力測定的一般原理和方法。6.酶在食品制造和洗滌等方面的應用。7.制備和應用固相化酶。8.從生物材料中提取某些特定的成分。9.運用發酵加工食品的基本方法。10.測定食品加工中可能產生的有害物質。11.蛋白質的提取和分離。考情1.考查題型：多以簡答題呈現。2.命題趨勢：常以發酵食品加工為背景考查對幾種食品加工技術的原理、操作、注意事項的理解能力；以某種微生物的培養或分離為實例考查微生物操作技術的掌握情況，以及運用生物技術解決某種實際問題的能力；以某種生物技術流程圖考查獲取信息能力。1．(選修1P2正文)20℃左右最適合酵母菌繁殖，酒精發酵時一般將溫度控制在18～25℃。2．(選修1P2正文)在發酵過程中，隨著酒精度數的提高，紅葡萄皮的色素也進入發酵液，使葡萄酒呈現深紅色。3．(選修1P3正文)醋酸菌是一種好氧細菌，只有當氧氣充足時，才能進行旺盛的生理活動，其最適生長溫度為30～35℃。4．(選修1P3正文)當氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變為乙醛，再將乙醛變為醋酸。5．(選修1P14正文)雖然各種培養基的具體配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽，倘若將尿素作為唯一氮源，可篩選出尿素分解菌，倘若將纖維素作為唯一碳源，則可篩選出纖維素分解菌。6．(選修1P15正文)無菌技術的目的是獲得純凈培養物，關鍵是防止外來雜菌的入侵。7．(選修1P18正文)微生物的接種方法最常用的是平板劃線法(工具為接種環)和稀釋涂布平板法(工具為涂布器)，后者可用于活菌計數。8．(選修1P22正文)選擇培養基是指允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其他種類微生物生長的培養基。9．(選修1P22正文)用稀釋涂布平板法計數，統計的菌落數往往比活菌的實際數目低的原因是當兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落。10．(選修1P22旁欄小字)運用稀釋涂布平板法進行計數，每克樣品中的菌株數＝(C÷V)×M。其中，C代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數，V代表涂布平板時所用的稀釋液的體積(mL)，M代表稀釋倍數。11．(選修1P22～23正文)判斷培養基是否被雜菌污染的方法是設置未接種(或接種等量無菌水)的培養基作為空白對照。12．(選修1P24資料二)當菌落數目穩定時，選取菌落數在30～300的平板進行計數，在同一稀釋度下，至少對3個平板進行重復計數，然后求出平均值，并根據平板所對應的稀釋度計算出樣品中細菌的數目。13．(選修1P28正文)在篩選纖維素分解菌時，采用剛果紅染色法，當纖維素被纖維素酶分解后，在培養基中會出現以纖維素分解菌為中心的透明圈。14．(選修1P29資料三)常用的剛果紅染色法有兩種，一種是先培養微生物，再加入剛果紅進行顏色反應，另一種是在倒平板時就加入剛果紅。15．(選修1P50正文)固定化酶和固定化細胞技術是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定的空間內的技術，包括包埋法、化學結合法和物理吸附法。16．(選修1P72正文)植物芳香油的提取方法有蒸餾、壓榨和萃取等。水蒸氣蒸餾法是植物芳香油提取的常用方法。考點一微生物的培養技術及應用1．培養基制備與微生物純化技術特別提醒(1)為了確定培養基的滅菌是否合格，微生物實驗一般會設置空白對照：隨機取若干滅菌后的空白平板培養基在適宜條件下培養一段時間，觀察培養基上是否有菌落生成。(2)觀察菌落需用固體培養基，因此培養基要添加凝固劑，如瓊脂。(3)倒平板的溫度一般在50℃左右較為適宜，溫度過高會燙手，溫度過低培養基又會凝固。2．微生物分離與計數的兩個實例3．理清“4”種傳統發酵食品的制作技術4．泡菜腌制過程中，乳酸菌數量、乳酸含量和亞硝酸鹽含量隨發酵時間變化的曲線特別提醒(1)亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進硝酸鹽還原形成的，而不是硝化細菌氧化氨形成的。(2)在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發生重氮化反應后，與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結合形成玫瑰紅色染料，通過目測比較，可大致估算出亞硝酸鹽的含量。1．(2020·全國Ⅰ，37)某種物質S(一種含有C、H、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S。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S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S，乙的組分為無機鹽、水、S和Y。回答下列問題：(1)實驗時，盛有水或培養基的搖瓶通常采用__________________的方法進行滅菌。乙培養基中的Y物質是________。甲、乙培養基均屬于________培養基。(2)實驗中初步估測搖瓶M中細菌細胞數為2×107個/mL，若要在每個平板上涂布100μL稀釋后的菌液，且保證每個平板上長出的菌落數不超過200個，則至少應將搖瓶M中的菌液稀釋________倍。(3)在步驟⑤的篩選過程中，發現當培養基中的S超過某一濃度時，某菌株對S的降解量反而下降，其原因可能是______________________________________________________________________________________________________________________________(答出1點即可)。(4)若要測定淤泥中能降解S的細菌細胞數，請寫出主要實驗步驟：_______________________________________________________________________________________________________。(5)上述實驗中，甲、乙兩種培養基所含有的組分雖然不同，但都能為細菌的生長提供4類營養物質，即_____________________________________________________________________。答案(1)高壓蒸汽滅菌瓊脂選擇(2)104(3)S的濃度超過某一值時會抑制菌株的生長(4)取淤泥加入無菌水中，涂布(或稀釋涂布)到乙培養基上，培養后計數(5)水、碳源、氮源和無機鹽解析(1)微生物培養過程中，培養基的滅菌通常采用高壓蒸汽滅菌的方法。乙培養基為固體培養基，因此培養基中加入的是可使液體培養基凝固的瓊脂。甲、乙兩種培養基都是為了分離出可降解S的細菌，因此是選擇培養基。(2)設稀釋倍數為A,1mL＝1000μL，可得(2×107/A)×0.1≤200，解得A≥104。(3)在篩選降解S物質的細菌的過程中，如果培養基中的S濃度過高，會導致細菌培養基的滲透壓增大，細菌失水而代謝活性降低，對S的降解量反而下降(或者S改變了培養基的pH，導致細菌代謝活性降低)。(4)測定淤泥中能降解S的細菌細胞數的主要步驟是①淤泥取樣，即取少量的淤泥加入無菌水中；②用稀釋涂布平板法涂布到乙培養基上；③微生物培養與觀察計數。(5)培養基中含有細菌生長所需要的4類基本營養物質，即水、碳源、氮源、無機鹽。2．(2022·全國甲，37)某同學從被石油污染的土壤中分離得到A和B兩株可以降解石油的細菌，在此基礎上采用平板培養法比較二者降解石油的能力，并分析兩個菌株的其他生理功能。實驗所用的培養基成分如下：培養基Ⅰ：K2HPO4、MgSO4、NH4NO3、石油。培養基Ⅱ：K2HPO4、MgSO4、石油。操作步驟：①將A、B菌株分別接種在兩瓶液體培養基Ⅰ中培養，得到A、B菌液；②液體培養基Ⅰ、Ⅱ中添加瓊脂，分別制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按圖中所示在平板上打甲、乙兩孔。回答下列問題：(1)實驗所用培養基中作為碳源的成分是________。培養基中NH4NO3的作用是為菌株的生長提供氮源，氮源在菌體內可以參與合成____________________(答出2種即可)等生物大分子。(2)步驟①中，在資源和空間不受限制的階段，若最初接種N0個A細菌，繁殖n代后細菌的數量是__________。(3)為了比較A、B降解石油的能力，某同學利用步驟②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ進行實驗，結果如表所示(“＋”表示有透明圈，“＋”越多表示透明圈越大，“－”表示無透明圈)，推測該同學的實驗思路是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。菌株透明圈大小平板Ⅰ平板ⅡA＋＋＋＋＋B＋＋－(4)現有一貧氮且被石油污染的土壤，根據上表所示實驗結果，治理石油污染應選用的菌株是__________，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)石油DNA、RNA、蛋白質(2)N0·2n(3)在無菌條件下，將等量等濃度的A菌液和B菌液分別接種到平板Ⅰ的甲和乙兩孔處，平板Ⅱ也進行同樣的操作，在相同且適宜條件下培養一段時間，比較兩個平板的兩孔處的透明圈大小并作記錄，根據透明圈大降解能力強，透明圈小降解能力弱，進而比較A、B降解石油的能力(4)AA菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在沒有添加氮源的培養基中也能生長解析(1)培養基的成分有碳源、氮源、無機鹽和水等，從組成培養基的物質所含化學元素可知，作為碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白質都含有氮元素，故氮源在菌體內可以參與合成這些物質。(2)由題意“資源和空間不受限制”可知，細菌呈“J”型曲線增長，由于DNA的半保留復制，細菌每繁殖一代就是上一代的2倍，根據公式Nt＝N0·λt，λ＝2，繁殖n代后細菌的數量是N0·2n。(3)分析表格數據可知，實驗結果：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。根據實驗的單一變量和對照原則，推測該同學的思路：在無菌條件下，將等量等濃度的A菌液和B菌液分別接種到平板Ⅰ的甲和乙兩孔處，平板Ⅱ也進行同樣的操作，在相同且適宜條件下培養一段時間，比較兩個平板的兩孔處的透明圈大小并作記錄，根據透明圈大降解能力強，透明圈小降解能力弱，進而比較A、B降解石油的能力。(4)由表格數據可知，在平板Ⅱ(無氮源的培養基)上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，所以要治理貧氮且被石油污染的土壤，應該選用A菌株，因為A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在沒有添加氮源的培養基中也能生長。思維延伸——判斷與填充(1)配制培養基時應根據微生物的種類調整培養基的pH(2020·浙江7月選考，19)(√)(2)可使用平板劃線法統計活細菌總數(2020·天津，19)(×)(3)為純化菌種，在鑒別培養基上劃線接種纖維素降解細菌，培養結果如圖所示。圖中Ⅰ、Ⅱ區的細菌數量均太多，應從Ⅲ區挑取單菌落(2020·江蘇，19)(√)(4)接種后的培養皿要倒置，以防培養基污染(2019·江蘇，12)(√)(5)為提高一株石油降解菌的凈化能力，將菌涂布于石油為唯一碳源的固體培養基上，以致死率為90%的輻照劑量誘變處理，涂布用的菌濃度應控制在30～300個/mL(2021·江蘇，18)(×)(6)人體皮膚表面存在著多種微生物，某同學擬從中分離出葡萄球菌，用取樣后的棉拭子在固體培養基上涂布(2021·北京，12)(×)(7)(2019·全國Ⅰ,37節選)將土壤懸浮液接種在培養基[氯化鈉(5g/L)，硝酸銨(3g/L)，其他無機鹽(適量)，X(15g/L)]上，篩選土壤中能高效降解X的細菌(僅含有C、H兩種元素)。培養一段時間后，不能降解X的細菌比例會下降，其原因是不能降解X的細菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的細菌能夠增殖。3．(2021·全國乙，37)工業上所說的發酵是指微生物在有氧或無氧條件下通過分解與合成代謝將某些原料物質轉化為特定產品的過程，利用微生物發酵制作醬油在我國具有悠久的歷史，某企業通過發酵制作醬油的過程示意圖如下。回答下列問題：(1)米曲霉發酵過程中，加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長提供營養物質，大豆中的________可為米曲霉的生長提供氮源，小麥中的淀粉可為米曲霉的生長提供________。(2)米曲霉發酵過程的主要目的是使米曲霉充分生長繁殖，大量分泌制作醬油過程所需的酶類，這些酶中的________、________能分別將發酵池中的蛋白質和脂肪分解成易于吸收、風味獨特的成分，如將蛋白質分解為小分子的肽和__________。米曲霉發酵過程需要提供營養物質，通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于________(填“自養厭氧”“異養厭氧”或“異養好氧”)微生物。(3)在發酵池發酵階段添加的乳酸菌屬于________(填“真核生物”或“原核生物”)，添加的酵母菌在無氧條件下分解葡萄糖的產物是______________。在該階段抑制雜菌污染和繁殖是保證醬油質量的重要因素，據圖分析該階段中可以抑制雜菌生長的物質是____________。答案(1)蛋白質碳源(2)蛋白酶脂肪酶氨基酸異養好氧(3)原核生物酒精和二氧化碳酒精、乳酸、食鹽解析(1)大豆中含有豐富的蛋白質，可為微生物的生長繁殖提供氮源；小麥中的淀粉可以為微生物的生長繁殖提供碳源。(2)米曲霉在發酵過程中產生的蛋白酶能將蛋白質分解為小分子的肽和氨基酸，產生的脂肪酶能將脂肪分解為甘油和脂肪酸，使發酵的產物具有獨特的風味。米曲霉發酵時需要利用氧氣分解營養物質中的有機物，說明其代謝類型是異養好氧型。(3)乳酸菌沒有由核膜包被的細胞核，屬于原核生物。酵母菌屬于兼性厭氧型微生物，既可以進行有氧呼吸，也可以進行無氧呼吸，無氧呼吸的產物是酒精和二氧化碳。在發酵池中酵母菌產生的酒精、乳酸菌產生的乳酸能抑制雜菌的生長，同時往發酵池中添加的食鹽也能抑制雜菌的生長。思維延伸——判斷與填充(1)某同學在家用帶蓋玻璃瓶制作果酒和果醋時，將玻璃瓶用酒精消毒后，裝滿葡萄汁，待酒精發酵后去除瓶蓋，蓋一層紗布，再進行醋酸發酵(2020·江蘇，18)(×)(2)利用乳酸菌制作酸奶過程中，先通氣培養，后密封發酵(2019·江蘇，9)(×)(3)果醋制作過程中發酵液pH逐漸降低，果酒制作過程中情況相反(2019·江蘇，9)(×)(4)利用發酵罐進行葡萄酒主發酵過程中可以通過監測發酵過程中殘余糖的濃度來決定何時終止發酵(2018·江蘇，16)(√)(5)(2020·全國Ⅲ，37節選)制作果酒需要酵母菌，這一過程中也需要O2，O2的作用是促進有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖。(6)(2018·全國Ⅲ，37節選)制作面包時，為使面包松軟通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松軟的原因是酵母菌分解葡萄糖會產生CO2，CO2使面包松軟。(7)(2022·重慶，25節選)先釀制果酒再生產果醋的優勢有①③(填編號)。①先釀制果酒，發酵液能抑制雜菌的生長，有利于提高果醋的產率②釀制果酒時形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的產率③果酒有利于溶出水果中的風味物質并保留在果醋中(8)(2022·重慶，25節選)果酒中的酒精含量對果醋的醋酸產率會產生一定的影響。某技術組配制發酵液研究了初始酒精濃度對醋酸含量的影響，結果見圖。該技術組使用的發酵液中，除酒精外還包括的基本營養物質有氮源、無機鹽、水(填寫兩種)。據圖可知，醋酸發酵的最適初始酒精濃度是6%；酒精濃度為10%時醋酸含量最低，此時，若要盡快提高醋酸含量，可采取的措施有適當降低初始酒精濃度，增加氧氣供應，適當提高溫度等(填寫兩個方面)。題組一微生物的培養、分離與計數1．(2022·江蘇南通高三檢測)如圖為微生物的實驗室培養的有關操作，下列相關敘述錯誤的是()A．步驟①中，需將接種環灼燒至變紅，以殺滅雜菌B．步驟②中，將接種環冷卻時不宜距酒精燈火焰太遠C．圖中接種方法的目的是使菌種逐漸稀釋，經培養后獲得單個菌落D．接種后應將培養皿倒置培養，培養后可以根據結果進行微生物計數答案D解析步驟①中，接種前灼燒接種環至變紅，目的是殺滅接種環上可能引起污染的微生物，A正確；步驟②中，將接種工具冷卻時不宜距酒精燈火焰太遠，防止受到雜菌污染，B正確；圖中所示的接種方法是平板劃線法，目的是分散聚集的菌種，培養后獲得由單個細菌繁殖而來的菌落，C正確；圖示的平板劃線法不能用于微生物的計數，D錯誤。2．(2022·山西呂梁高三二模)尿素[CO(NH2)2]含氮量高，化學性質相對穩定，是現代農業生產中一種重要的氨肥，但只有當其被細菌分解成銨態氮后，才能更好地被植物吸收。請回答下列問題：(1)某研究小組認為根據下表成分配置的培養基不能用于篩選分離尿素分解菌，理由是__________________________________________，若要篩選并鑒定該種細菌，需要對下表培養基的成分進行修改，具體修改措施為______________________________，并根據菌落周圍出現________鑒定該菌。KH2PO4Na2HPO4MgSO4·7H2O蛋白胨葡萄糖尿素蒸餾水1.4g2.1g0.2g1.0g10.0g1.0g定容至1000mL(2)圖1表示該研究小組對尿素分解菌進行分離、計數的實驗流程，經適當培養后，5個平板上的菌落數分別為155、175、150、41、160個，分析第4個平板菌落數較低的原因可能是__________________________________________，1g土壤中的活菌數約為________個(保留小數點后兩位)，用這種方法統計得到的數值往往__________(填“偏大”或“偏小”)。(3)該研究小組將分離到的尿素分解菌在最適培養溫度條件下進行振蕩培養，并測定其生長曲線如圖2所示。說明：OD600為樣品中蛋白質、核酸的濃度，用此指標來代表細菌濃度；A點為培養10h時的細菌濃度。振蕩培養的目的是________________________________________________________，通常在培養末期細菌的數量會顯著減少，但圖中研究人員實際測得的細菌濃度下降較慢，最可能的原因是________________________________________________________________________。答案(1)培養基中含蛋白胨，尿素不是唯一氮源(培養基中含蛋白胨，蛋白胨中含氮元素)去掉蛋白胨并添加瓊脂和酚紅指示劑紅色(2)涂布器灼燒滅菌后未冷卻，導致涂布時部分菌體死亡1.60×108偏小(3)增加培養液中溶解氧的含量，利于菌體與營養液的接觸死亡菌體中的蛋白質、核酸沒有分解(或測得的是蛋白質、核酸濃度而不是細胞濃度；或死亡菌體沒有自溶，不能與活菌區分)解析(1)篩選尿素分解菌的培養基應以尿素作唯一氮源，題中培養基配方中含有蛋白胨，其能為多種微生物提供氮源。對尿素分解菌進行篩選應使用固體培養基，尿素分解菌能將尿素分解為氨，氨使培養基的pH變大，故向培養基中加入酚紅指示劑，可使尿素分解菌的菌落呈現紅色。(2)第4個平板菌落數較低的原因可能是涂布器灼燒滅菌后未冷卻，導致涂布時部分菌體死亡。據圖1分析，涂布時菌液的稀釋度為105倍，利用菌落數分別為155、175、150、160個的4個平板求取菌落數的平均值為160個，故可計算出1g土壤中的活菌數約為160÷0.1×105＝1.60×108(個)，用這種方法統計的菌落數往往比活菌的數目少，因為當兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落。(3)振蕩培養的目的是增加培養液中溶解氧的含量，利于菌體與營養物質的充分接觸，通常在培養末期細菌的數量會顯著減少，但圖中研究人員實際測得的細菌濃度下降較慢，最可能的原因是死亡菌體中的蛋白質、核酸沒有分解(或測得的是蛋白質、核酸濃度而不是細胞濃度；或死亡菌體沒有自溶，不能與活菌區分)。題組二傳統發酵技術的應用3．(2022·河南高三模擬)米酒、酸奶、泡菜等都屬于傳統發酵制品，下列相關敘述正確的是()A．制作米酒時添加“酵頭”的目的是接種釀酒酵母B．米酒發酵液中冒出的“氣泡”都來源于酵母菌無氧呼吸C．酸奶和泡菜制作中均需要及時通氧，保證乳酸菌的有氧呼吸D．為降低雜菌污染，發酵前需要對器具、原料等進行滅菌答案A解析利用酵母菌的無氧呼吸可制作米酒，制作米酒時添加“酵頭”的目的是接種釀酒酵母，A正確；米酒發酵液中冒出的“氣泡”既來源于酵母菌的無氧呼吸，也來源于酵母菌的有氧呼吸，B錯誤；酸奶和泡菜的制作利用的微生物是乳酸菌，而乳酸菌是厭氧細菌，因此酸奶和泡菜制作中不需要通氧，要保證乳酸菌的無氧呼吸，C錯誤；發酵前不能對原料進行滅菌，