专题22 微生物的培养与发酵工程试题部分.docx
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专题22微生物的培养与发酵工程试题部分
第七单元 生物技术与工程
专题22 微生物的培养与发酵工程
【考情探究】
课标解读
考情分析
备考指导
考点
考向
1
传统发酵技术
果酒、果醋的制作
考查内容:
本专题考查的热点内容是微生物的培养与应用,集中在微生物的实验室培养、特定微生物数量的测定方法、培养基对微生物的选择作用等;传统发酵技术方面主要考查运用发酵加工食品的基本方法测定食品加工中可能产生的有害物质,题目情境贴近生活和科技进展,但试题答案落脚于教材主干知识
命题规律:
命题体现了对科学探究与科学素养的考查。
对微生物的培养与应用的考查多以特定情景为背景,通过对目标微生物的筛选、纯化,考查微生物的营养、代谢;传统发酵技术考查的内容较简单,常延伸到必修一,如生物的结构与功能、呼吸作用等,进行学科内综合考查
1.本专题复习时注意,在掌握各种生物技术的方法和原理的基础上进行归纳、比较
2.平常注意掌握实验设计思路、实验方法、实验分析与评价等基本知识
3.复习时注意与必修知识（生物的结构、代谢等）相联系
腐乳制作与泡菜的腌制
2
微生物的实验室培养
培养基与微生物的纯化
3
微生物的分离与计数
微生物的分离与计数
【真题探秘】
基础篇
【基础集训】
考点一 传统发酵技术
考向1 果酒、果醋的制作
1.蓝莓富含花青素等营养成分,具有保护视力、软化血管、增强人体免疫力等功能。
某同学尝试用蓝莓来制作蓝莓果酒和蓝莓果醋。
（1）制酒中利用的微生物是 ,取样后可用 观察该微生物。
发酵时一般要先通气,通气的原理是 。
制酒过程中可在酸性条件下用橙色的重铬酸钾溶液检验酒精的存在,检验后颜色变成 。
（2）为鉴定蓝莓果醋是否酿制成功,除可以通过观察菌膜、尝、嗅之外,还可以通过检测和比较发酵前后的 做进一步的鉴定。
（3）酿制蓝莓果酒时,并不需要对蓝莓进行严格的消毒处理,这是因为在 的发酵液中,绝大多数微生物无法适应这一环境而受抑制。
（4）酿制成功的蓝莓果酒如果暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现醋酸味,尤其是在气温高的夏天更易如此,分析其原因是醋酸菌最适生长温度为 。
醋酸菌将乙醇变为醋酸的环境条件是糖原 （填“充足”或“缺少”）。
答案
（1）酵母菌 （光学）显微镜 酵母菌可在有氧条件下大量繁殖 灰绿色
（2）pH（醋酸含量） （3）缺氧、成酸性 （4）30∽35℃ 缺少
考向2 腐乳制作与泡菜的腌制
2.回答下列有关腐乳制作的问题:
（1）腐乳是经微生物发酵后制成的食品,多种微生物参与了该发酵过程,其中起主要作用的微生物是 ,其产生的蛋白酶可以使豆腐中的蛋白质被分解为 和 。
（2）发酵完成后,需装瓶加盐腌制,瓶子一般采用的消毒方法是 ,加盐的目的是
。
腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配制而成的卤汤,卤汤除使腐乳具有一定的 外,还具有防腐作用。
（3）封瓶的时候,需要把瓶口在酒精灯火焰上过一下,原因是 。
（4）含水量高的豆腐不适合用来制作腐乳,原因是 。
答案
（1）毛霉 肽 氨基酸
（2）煮沸消毒法 析出豆腐中的水分,抑制微生物生长 风味 （3）防止瓶口被微生物污染 （4）含水量太高的豆腐在制作过程中容易破碎,不易成形
3.泡菜和腐乳是我国的传统食品,请回答有关问题:
（1）制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是 。
为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的目的是 。
（2）乳酸发酵第一阶段的产物是 。
泡菜制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害,影响亚硝酸盐含量的因素有 （至少两项）等。
（3）腐乳是豆腐经多种微生物发酵后制成的食品,其中起主要的作用的微生物是毛霉。
制作的后期可加入卤汤,卤汤除具有一定的防腐作用外,还能使腐乳具有独特的 。
实验室制作的腐乳可能 ,不宜直接食用。
（4）乳酸菌和毛霉在细胞结构上最主要的区别是 。
答案
（1）创造无氧环境 增加乳酸菌含量
（2）丙酮酸 温度、食盐用量、腌制时间 （3）风味 灭菌不彻底 （4）有无以核膜为界限的细胞核
考点二 微生物的实验室培养
考向 培养基与微生物的纯化
1.琼脂是一种多糖类物质,由于很少有微生物能将其降解而成为配制固体培养基时常用的凝固剂之一。
某实验室在处理一批已进行过微生物培养的废弃固体培养基时发现,几乎全部培养基上的微生物都已死亡,但在其中一个培养基上存在一个正常生长的菌落。
对此,研究人员提出了以下假说:
①此培养基内的营养未被消耗殆尽;②形成此菌落的为自养型微生物;③形成此菌落的微生物能利用琼脂。
（1）从研究人员所提的假说可以推测①所说的“营养”指的最可能是 （填“碳源”“氮源”或“无机盐”）。
（2）配制牛肉膏蛋白胨培养基的步骤包括 、 、 、调pH、灭菌、倒平板。
倒平板所用的培养皿的灭菌方法是 。
（3）为了检验上述假说①是否正确,研究人员分别使用两种培养基对上述微生物进行培养,其中一种为牛肉膏蛋白胨培养基（a）,则另一培养基b中不能加入下列的 。
A.牛肉膏 B.蛋白胨 C.氯化钠 D.琼脂
（4）用上述a、b培养足够时间,菌落生长情况为 ,证明假说①正确。
（5）若上述实验否定了假说①,为进一步检验假说②和③,研究人员想要配制一种新的培养基c,并通过b与c上是否出现菌落作为观察指标,则与b相比,c的成分需要做出的变化是 。
答案
（1）碳源
（2）计算 称量 溶化 干热灭菌法 （3）A、B （4）a培养基上长出菌落,b培养基上不长菌落 （5）将琼脂换用其他凝固剂
2.为了调查银川市自来水水源地的水质情况,某研究小组对该地自来水水样中的大肠杆菌进行了测定,请回答下列问题:
（1）该小组采用平板划线法分离提纯水样中的细菌,划线时在培养基上共画了4个区域,则需要 次灼烧接种环。
在第二次及以后划线时,总是从上一次的末端开始划线,这样做的目的是
。
（2）在纯化菌种时,所用的培养基都需要在接种前用 法进行灭菌。
将1mL水样稀释1000倍,在3个平板上用稀释涂布平板法分别接入0.1mL稀释液,在适宜条件下培养后,3个平板上的菌落数分别为51、50和49。
据此可得出每升水样中的活菌数约为 。
要使该实验所得结果可靠,还应该同时在另一平板上接种 作为对照进行实验。
（3）菌种需临时保藏时,要先将菌种接种到试管的 培养基上,在合适的温度下培养。
当菌落长成后,将试管放入 冰箱中保藏。
但此方法存在的缺点是
。
（4）在培养时,需将培养皿倒置并放在 中。
实验结束时,使用过的培养基应该进行 处理后才能丢弃。
答案
（1）5 将聚集的菌种逐步稀释以便获得单个菌种的菌落
（2）高压蒸汽灭菌 5.0×108 等量的无菌水 （3）固体斜面 4℃ 保存的时间不长,菌种容易被污染或产生变异 （4）恒温培养箱 灭菌
考点三 微生物的分离与计数
考向 微生物的分离与计数
1.幽门螺杆菌是一种微厌氧菌,它是引发胃炎的主要原因。
胃总是在不停地蠕动,里面还有胃酸（pH为1.5左右）,绝大部分的细菌都适应不了,幽门螺杆菌能产生尿素酶,它将尿素分解成氨和二氧化碳,氨可以中和胃酸保护幽门螺杆菌。
请回答以下问题:
（1）人体的胃可以为幽门螺杆菌的生长繁殖提供水、无机盐、 等营养物质,按功能分类,人体胃中的内容物相当于 培养基。
（2）根据题干信息可知,若要在体外培养幽门螺杆菌,培养温度的要求是 。
氧气条件是 。
可在添加了尿素的培养基中加入 指示剂观察菌落周围是否变红,以对幽门螺杆菌进行初步鉴定。
（3）中国人饮食习惯中的不分餐也不常使用公筷很可能会导致胃幽门螺杆菌交叉传播,为了验证这一假说,有人提取了某胃炎患者家庭的100g剩菜,加入无菌水稀释至1000mL。
取0.1mL上述稀释液分别接种到3个适宜的培养基中置于适宜的条件下进行培养,三个平板上胃幽门螺杆菌菌落数均介于30∽300之间且相差不大,求平均值得到菌落数为A个。
①实验过程中,接种的方法一般为 ,由实验可知每克剩菜中胃幽门螺杆菌数量为
个。
②本方法测得的结果一般小于实际值,原因最可能是 。
答案
（1）碳源、氮源（或有机物）（合理即可） 选择
（2）37℃左右 低氧 酚红 （3）稀释涂布平板法 A×102 当两个或两个以上的细菌连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
2.自养需氧型的硝化细菌能够降低水体中的铵盐,对水体有一定的净化作用,请回答:
（1）培养硝化细菌时,将含固体培养基的培养皿倒置的目的是 。
培养基中加入的铵盐为硝化细菌的生长提供 ,培养基中没有加入有机碳,从功能上看这种培养基属于 培养基。
（2）硝化细菌纯化并计数时,对照组应该涂布等量的 。
样液稀释103倍后,取0.1mL涂布到四个平板,统计其菌落数分别为251、265、276、348个,可推测原样液中硝化细菌的浓度为 个/mL,该方法测定的硝化细菌的含量和实际值相比,一般 （填“偏大”或“偏小”）。
（3）若要探究弱酸弱碱条件下硝化细菌对铵盐转化能力的大小,现提供足量含某铵盐的液体培养基及pH分别为5、9的弱酸和弱碱缓冲液,写出你的实验设计思路:
。
答案
（1）防止冷凝形成水滴,污染培养基（或防止培养基表面的水分过快挥发） 氮源（或氮源和能量） 选择
（2）无菌水 2.64×106 偏小 （3）将含铵盐的液体培养基均分成三等份,分别加入等量的弱酸、弱碱缓冲液和无菌水（作为对照）,将其pH依次调节为5、9、7,培养相同时间后,测定培养基中的铵盐的剩余量来判断硝化细菌对铵盐转换能力的大小
应用篇
【应用集训】
应用 制作酸奶的微生物学原理
1.关于酸奶制作,下列说法正确的是（ ）
A.含抗生素的牛奶更容易发酵
B.温度越高,制作酸奶需要的时间越长
C.牛奶变酸的同时,其中的糖类发生了变化
D.制作过程中需不断通入无菌空气
答案 C
2.酸奶不仅美味,还含有丰富的蛋白质、钙以及多种维生素等,酸奶制作也比较简单,所以广受人们的喜欢。
请结合实际生活回答下列问题:
（1）对奶牛养殖厂售出的新鲜牛奶消毒常用 法或高温瞬时消毒法,与煮沸消毒法相比,这两种方法的优点是 。
（2）某同学将超市买来的某品牌老酸奶加入鲜奶中,搅拌均匀后,放入酸奶机中,也可制作美味可口的酸奶,该同学加入适量老酸奶的目的是 。
（3）若要分离纯化得到发酵效果相对较好的乳酸菌种,所用的培养基中要加入碳酸钙（有CaCO3的培养基不透明,无CaCO3的培养基透明）,其作用除中和产生的乳酸外,还可以 ,分离纯化时应挑选出
的菌落作为候选菌。
（4）乳酸菌菌种若要长期保存,菌液中常需要加入一定量的 ,并在-20℃的环境中存放。
答案
（1）巴氏消毒 在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少
（2）接种 （3）鉴别乳酸菌 透明圈大 （4）甘油
【五年高考】
考点一传统发酵技术
1.（2017课标全国Ⅱ,37,15分）豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。
为了研究影响豆豉发酵效果的因素,某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀,再将两者置于适宜条件下进行发酵,并在32h内定期取样观测发酵效果。
回答下列问题:
（1）该实验的自变量是 、 。
（2）如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌是 。
（3）如果在实验后,发现32h内的发酵效果越来越好,且随发酵时间呈直线上升关系,则无法确定发酵的最佳时间;若要确定最佳发酵时间,还需要做的事情是 。
（4）从大豆到豆豉,大豆中的成分会发生一定的变化,其中,蛋白质转变为 ,脂肪转变为
。
答案
（1）菌种 发酵时间
（2）好氧菌 （3）延长发酵时间,观测发酵效果,最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间 （4）氨基酸和肽 脂肪酸和甘油
2.（2016课标全国Ⅱ,39,15分）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）第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,根据醋酸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）醋酸杆菌属于 核生物,其细胞结构中 （填“含有”或“不含有”）线粒体。
答案
（1）细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快
（2）有氧 （3）低于 （4）原 不含有
3.（2016天津理综,10,12分）天津独流老醋历史悠久、独具风味,其生产工艺流程如下图。
淀粉类
原料
成熟
酒醅
成熟
醋醅
（1）在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度,这是因为酶 。
（2）在酒精发酵阶段,需添加酵母菌。
在操作过程中,发酵罐先通气,后密闭。
通气能提高 的数量,有利于密闭时获得更多的酒精产物。
（3）在醋酸发酵阶段,独流老醋采用独特的分层固体发酵法,发酵30天。
工艺如下。
①发酵过程中,定期取样测定醋酸杆菌密度变化,趋势如图。
据图分析,与颠倒前相比,B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是 ,由此推测,影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因是
。
②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。
发酵过程中,发酵缸中 层的醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变,加剧了不同种类乳酸菌的 ,淘汰了部分乳酸菌种类。
答案 （12分）
（1）在最适温度条件下催化能力最强
（2）酵母菌
（3）①先快速增长后趋于稳定 氧气、营养物质、pH
②颠倒前的B层和颠倒后的A（或不翻动,或下）
③种间竞争（或竞争）
4.（2015广东理综,29,16分）泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。
某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”,查阅资料得到图。
（1）制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是 。
乳酸菌发酵第一阶段的产物有
。
（2）据图,与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用,因为后者 ;pH呈下降趋势,原因是 。
（3）该小组得到一株“优选”乳酸菌（亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍）,拟参照资料的实验方案和食盐浓度（4%∽10%）,探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低,并确定其最适条件。
请你设计一个实验结果记录表,并推测实验结论。
答案 （16分）
（1）创造无氧环境（1分） 丙酮酸、[H]、ATP（3分）
（2）亚硝酸盐含量已接近最低水平（1分） 乳酸积累（2分）
（3）结果记录表（6分）
亚硝酸盐含量（单位:
mg/kg）
食盐浓
度（%）
乳酸菌
发酵时间（d）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4
普通
优选
7
普通
优选
10
普通
优选
注:
其他合理答案酌情给分。
推测实验结论:
①用“优选”乳酸菌制作泡菜,亚硝酸盐含量更低（1分）
②最适条件是亚硝酸盐含量最低时的食盐浓度和发酵时间（2分）
考点二微生物的实验室培养
5.（2019课标全国Ⅰ,37,15分）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）。
Ⅰ号培养基:
在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X（5g/L）。
Ⅱ号培养基:
氯化钠（5g/L）,硝酸铵（3g/L）,其他无机盐（适量）,X（15g/L）。
Ⅲ号培养基:
氯化钠（5g/L）,硝酸铵（3g/L）,其他无机盐（适量）,X（45g/L）。
回答下列问题。
（1）在Ⅰ号培养基中,为微生物提供氮源的是 。
Ⅱ、Ⅲ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Ⅱ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）Ⅱ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Ⅲ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 。
答案
（1）牛肉膏、蛋白胨 X
（2）下降 不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖,而能降解X的细菌能够增殖
（3）稀释涂布平板法
（4）能量 合成其他物质的原料
6.（2019课标全国Ⅱ,37,15分）物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。
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。
①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。
②一段时间后,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 。
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）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）①缓冲液 ②缓冲液不能降解W 酶E与天然酶降解W的能力相近
7.（2019课标全国Ⅲ,37,15分）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,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。
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CO2作为
碳源
（2）倒置
（3）在一定的培养条件下,不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征
（4）灭菌
8.（2018课标全国Ⅱ,37,15分）在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。
回答下列问题:
（1）在实验室中,玻璃和金属材质的实验器具 （填“可以”或“不可以”）放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。
（2）牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法,与煮沸消毒法相比,这两种方法的优点是
。
（3）密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒,其原因是紫外线能 。
在照射前,适量喷洒 ,可强化消毒效果。
（4）水厂供应的自来水通常是经过 （填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”）消毒的。
（5）某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,而锅内并没有达到相应温度,最可能的原因是
。
答案
（1）可以
（2）在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少 （3）破坏DNA结构 消毒液 （4）氯气 （5）未将锅内冷空气排尽
9.（2018课标全国Ⅲ,37,15分）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,培养一段时间后可观察到菌落,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 。
答案
（1）麦芽汁琼脂 高压蒸汽 由一个细胞繁殖而来的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
考点三微生物的分离与计数
10.（2018课标全国Ⅰ,37,15分）将马铃薯去皮切块,加水煮沸一定时间,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
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