高考生物二轮复习《微生物的培养与利用》教案

这是一份高考生物二轮复习《微生物的培养与利用》教案，共15页。

[考纲要求] 1.微生物的分离和培养。2.某种微生物数量的测定。3.培养基对微生物的选择作用。4.利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。5.运用发酵加工食品的基本方法。6.测定食品加工中可能产生的有害物质。
1．培养基营养成分的分析方法
(1)虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。
(2)在微生物所需要的化合物中需要量最大的是碳源，新陈代谢同化作用类型的划分也是以是否能合成含碳有机物为依据，能合成含碳有机物的是自养型，反之则为异养型。
(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。
2．微生物的培养和纯化
(1)为了确定培养基的灭菌是否合格，微生物学实验一般会设置空白对照：随机取若干灭菌后的空白平板培养基在适宜条件下培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生成。
(2)观察菌落需用固体培养基，因此培养基要添加琼脂。
(3)倒平板的温度一般在50 ℃左右较为适宜，温度过高会烫手，温度过低培养基又会凝固。
(4)平板需倒置，这样既可减少培养基表面的水分挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成培养基污染。
(5)平板划线法只适用于微生物的提纯，不适合进行计数，并且在最后一次划线的末端处的菌种最纯。
(6)利用稀释涂布平板法的计算公式估算水样中的活菌数：(C÷V)×M，其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。
(7)菌种可采用甘油管藏法长期保存。
3．利用微生物加工食品的误区
(1)误认为泡菜制作过程中乳酸和亚硝酸盐的含量都是先增加后减少。实际上，泡菜制作过程中乳酸的含量是先增加后保持稳定。
(2)误认为果酒、果醋制作过程中都需要无氧条件。果醋制作过程中，利用醋酸菌的有氧呼吸，因此需要有氧条件。
1．可以用血细胞计数板直接统计自来水中的大肠杆菌数( )
2．高压蒸汽灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，再开启锅盖( )
3．腐乳制作中，控制发酵温度的主要目的是调味( )
4．腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用( )
5．果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸( )
6．果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关( )
7．通常使用液体培养基分离获得细菌单菌落( )
8．在制作果酒的实验中，将葡萄汁装满整个发酵装置( )
9．泡菜制作的过程中，乳酸菌能在缺氧条件下产生乳酸( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.√ 7.× 8.× 9.√
1．吃腐乳时，你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝(匍匐菌丝)，它能形成腐乳的“体”，使腐乳成形。
2．无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还能有效避免操作者自身被微生物感染。
3．在平板划线操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环的目的：操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物；每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端。
考点一 微生物的培养、分离与计数
1．无菌操作技术
(1)常用的3种消毒方法——煮沸消毒法、巴氏消毒法及化学药剂消毒法。
(2)常用的3种灭菌方法
①灼烧灭菌——接种环、接种针等金属器具；
②干热灭菌——主要针对玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等；
③高压蒸汽灭菌——主要针对培养基等。
2．平板划线法、稀释涂布平板法及显微镜直接计数法的区别
(1)平板划线法适用于微生物的纯化，但不能用于微生物的计数。
(2)稀释涂布平板法常用于活菌计数，而显微镜直接计数法不能区分菌体的死活。
(3)用稀释涂布平板法进行计数时，为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300间的平板进行计数。
3．选择培养基及鉴别培养基的使用方法
(1)分离纤维素分解菌的实验中先用选择培养基，再用鉴别培养基。选择培养基中无凝固剂，为液体培养基，以纤维素作为碳源的微生物可以正常生长，而其他绝大多数微生物不能正常生长；利用液体培养基能使营养成分充分利用，以增加纤维素分解菌的浓度。
(2)鉴别培养基含琼脂，为固体培养基，可在培养基上形成肉眼可见的菌落。刚果红染色法就是应用的此类培养基。
4．微生物计数的“两”种方法
(1)直接计数法：显微镜直接计数法。
(2)间接计数法：稀释涂布平板法(活菌计数法)，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。
考向一 微生物的分离和培养技术
1．(2019·全国Ⅲ，37)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
解析 (1)细菌培养时常用牛肉膏蛋白胨培养基，牛肉膏能提供碳源、氮源、磷酸盐、维生素，蛋白胨能提供碳源、氮源、维生素，而葡萄糖不能提供氮源，NaNO3不能为微生物提供碳源。不同细菌生长繁殖所需要的最适pH是不同的，应该根据培养细菌的不同来调节培养基的pH。硝化细菌是化能自养型细菌，可以空气中的CO2为碳源，因此在没有碳源的培养基上能够生长。(2)在平板培养基上培养细菌时，一般需将平板倒置，这样可以防止皿盖上的水珠落入培养基。(3)不同种类的细菌所形成的菌落，在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有一定的特征，不同种细菌在一定培养条件下表现出各自稳定的菌落特征，可以作为菌种鉴定的重要依据。(4)使用后的培养基在丢弃前需进行灭菌处理，以免污染环境。
2．(2019·泉州市3月质检)研究人员从大熊猫粪便中分离纤维素分解菌的实验流程如下图。请据图回答下列问题：
(1)进行步骤①的目的是__________________________________________________________；
液体培养基A应含有纤维素粉，其作用是_____________________________________________
_____________________________________________________________________(答出两点)。
(2)步骤②的操作是______________________________________________________________，
以让纤维素分解菌被_____________________________________________________________。
(3)鉴定纤维素分解菌时，培养基用______________染色。根据__________________________，
评定菌株的产酶能力。
答案 (1)增加纤维素分解菌的浓度 提供碳源、对纤维素分解菌有筛选作用 (2)梯度稀释(或“系列倍数稀释”) 分散成单个细胞 (3)刚果红 菌落产生的透明圈直径大小
解析 (1)题图中步骤①是将大熊猫粪便接种到液体培养基中进行培养，是为了增加纤维素分解菌的浓度；纤维素分解菌需要碳源，故要加入纤维素，另外只以纤维素为碳源可以作为筛选纤维素分解菌的指标。
(2)题图中步骤②是对纤维素分解菌进行梯度稀释处理，是为了让纤维素分解菌分散成单个细胞。
(3)可以采用刚果红染色法来鉴定纤维素分解菌，培养基需要用刚果红染色。刚果红会与纤维素形成红色复合物，若纤维素被分解，则在菌落周围会形成透明圈，故可以根据菌落产生的透明圈直径大小，评定菌株的产酶能力。
考向二 运用培养基进行微生物的筛选和纯化
3．(2019·全国Ⅰ，37)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(5 g/L)。
Ⅱ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)。
Ⅲ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(45 g/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
解析 (1)牛肉膏蛋白胨培养基中，牛肉膏、蛋白胨为微生物生长提供了氮源，而Ⅱ号、Ⅲ号培养基中除X外的其他物质均不含碳，所以能为微生物提供碳源的有机物是X。(2)因为Ⅱ号培养基中碳源只有X，属于选择培养基，只有能降解X的细菌才能增殖，而不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖。(3)要对菌落进行计数，应采用稀释涂布平板法进行接种。(4)在有氧条件下，丙酮酸参与细菌的有氧呼吸，可以为该菌的生长提供能量和合成其他物质的原料。
4．(2019·福州质检)研究表明，香菇含有多种有效药用成分，其提取物有抗菌、抗肿瘤等多种功能。为研究香菇中的酚类物质对不同菌种的抑菌活性，科研人员进行了如下实验：
(1)根据香菇中酚类物质具有____________的特点，可采用萃取法提取。
(2)制备大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉菌的菌液。
(3)用____________法将3种菌液分别接种在固体培养基上，使其均匀生长。
(4)将浸透____________的无菌圆纸片分别贴在各个平板上。
(5)将完成步骤(4)的平板置于恒温培养箱中进行培养，不同平板的培养温度不一定相同，原因是______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(6)测量抑菌圈直径，结果如下：
实验结果说明香菇酚类物质对______________没有明显的抑制作用，通过抑菌圈直径可以判断香菇酚类物质的抑菌活性高低的原理是____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
为使实验更具说服力，应如何设计对照组？___________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)易溶于有机溶剂 (3)稀释涂布平板 (4)香菇酚类物质 (5)不同微生物的最适生长温度可能不同 (6)黑曲霉菌 香菇酚类物质在平板上扩散使周围的微生物生长受到抑制，抑菌能力越强，抑菌圈直径越大 同时将用无菌水浸泡的相同大小的无菌圆纸片分别贴于接种了3种菌液的培养基上
解析 (1)根据香菇酚类物质易溶于有机溶剂的特点，可采用萃取法提取。
(3)微生物常见的接种方法包括平板划线法和稀释涂布平板法。用稀释涂布平板法将3种菌液分别接种在固体培养基上，使其均匀生长。
(4)将浸透香菇酚类物质的无菌圆纸片分别贴在各个平板上。
(5)将贴有浸透香菇酚类物质的无菌圆纸片的各个平板置于恒温培养箱中进行培养，由于不同微生物的最适生长温度可能不同，因此不同平板的培养温度不一定相同。
(6)从实验数据看出，黑曲霉菌的抑菌圈直径为0，说明香菇酚类物质对黑曲霉菌没有明显的抑制作用。通过抑菌圈直径可以判断香菇酚类物质抑菌活性高低的原理是香菇酚类物质在平板上扩散使周围的微生物生长受到抑制，抑菌能力越强，抑菌圈直径越大。为使实验更具说服力，应设计对照组，即同时将用无菌水浸泡的相同大小的无菌圆纸片分别贴于接种了3种菌液的培养基上。
考向三 微生物的计数
5．(2019·广东汕头质检)某生物兴趣小组的同学计划调查某快餐店的冰块中大肠杆菌的含量。具体实验步骤如下：
第一步：配制培养基(成分：蛋白胨、氯化钠、乳糖、水、X和Y)。
第二步：制作无菌平板。
第三步：设置空白对照组和实验组，对照组接种①，实验组接种②。
第四步：将各组平板置于37 ℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。
回答下列问题：
(1)培养基中的乳糖可以为大肠杆菌提供____________________________________________。
为了方便大肠杆菌的鉴定，需要在培养基中添加成分X________________，在该培养基表面，大肠杆菌的菌落呈现________________(填颜色)。为了完成步骤二，该培养基中的成分Y通常是________________。
(2)完善步骤三
①是___________________________________________________________________________；
②是___________________________________________________________________________。
(3)在纯化大肠杆菌前，将灭菌后的空平板先培养一段时间，目的是________________。划线的某个平板培养后，第—划线区域的划线长满了菌落，第二划线区域却无菌落产生，可能的原因是__________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是振荡培养能提高培养液中________________的含量和________________的利用率。
答案 (1)碳源 伊红美蓝 黑色 琼脂 (2)适量无菌水 取自该快餐店的等量冰块水
(3)检测培养基平板灭菌是否合格 接种环灼烧后未冷却便进行划线(或划线未从第一区域末端开始) (4)氧气 营养物质
解析 (1)乳糖是糖类物质，不含氮元素，所以培养基中的乳糖可为大肠杆菌提供碳源。鉴定大肠杆菌时，在培养基中添加的成分X是伊红美蓝，大肠杆菌的菌落呈现黑色。制作无菌平板是制作固体培养基，所以该培养基中还应加入琼脂，即成分Y是琼脂。
(2)本实验的目的是调查某快餐店的冰块中大肠杆菌的含量，故实验中对照组应接种适量无菌水，实验组应接种取自该快餐店的等量冰块水。
(3)为了检测培养基平板灭菌是否合格，常在纯化大肠杆菌前，将灭菌后的空平板先培养一段时间，若平板上有菌落生长，说明灭菌不合格。接种环在平板内的每一次划线前，都要先灼烧灭菌，待冷却后划线，而且要从上一次划线末端而非空白处划线，若不冷却会烫死上次划线末端的菌株，使以后的划线处没有菌落生长，若从空白处划线也是不会有菌落生长。所以划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线长满了菌落，第二划线区域却无菌落产生，可能的原因是接种环灼烧后未冷却便进行划线(或划线未从第一区域末端开始)。
(4)振荡培养可增加溶液中氧气的含量以及增强菌体与营养物质的接触，提高营养物质的利用率，从而使振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。
6．手机上的细菌真的比马桶还多吗？就此问题，甲、乙两位同学进行了下列实验(如图)。请回答下列相关问题：
(1)该实验需制备培养基，培养基中一般都含有水、碳源、______________________。
(2)据图，两位同学均采用______________法接种，该方法需要__________(多选)。
A．接种环 B．酒精灯 C．移液管 D．涂布器
E．无菌水
(3)通过观察菌落的__________，可知手机屏幕和马桶按钮上都存在多种微生物。两位同学的实验操作均正确且完全一致，但实验结果却截然不同，你认为原因是______________________
_______________________________________________________________________________。
(4)按图操作取样面积，实验员测定某手机屏幕的细菌数量，将10 mL菌悬液进行梯度稀释，分别取0.1 mL稀释倍数为102的样品液接种到三个培养基上，培养一段时间后，统计菌落数分别为48、50、52，则该手机屏幕的细菌数为______个/cm2。该实验对照组该如何设置？________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)氮源和无机盐 (2)稀释涂布平板 BCDE (3)形态、大小 手机的取样和马桶的取样都不相同 (4)2×104 取培养基涂布0.1 mL无菌水进行培养
解析 (1)微生物培养基的成分一般包括水、碳源、氮源和无机盐。(2)根据题图分析，该实验的接种方法为稀释涂布平板法，选项中该方法用到的工具有酒精灯、移液管、涂布器、无菌水。(3)不同的菌落形态、大小不同，图示两位同学调查的手机屏幕和马桶按钮上都有多种形态的菌落，即存在多种微生物。两位同学实验操作均正确且完全一致，但实验结果截然不同，可能是因为手机的取样和马桶的取样都不相同。(4)根据提供的数据进行计算，某手机屏幕的细菌数＝(48＋50＋52)÷3×102÷0.1×10÷(5×5)＝2×104(个/cm2)。
考点二 微生物的利用
1．理清“4”种传统发酵食品的技术
2.控制杂菌的“四大措施”
(1)通过发酵条件控制杂菌
①无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌。
②乳酸菌发酵、酒精发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖。
(2)利用盐控制杂菌：如腐乳的制作。
(3)利用酒精控制杂菌：如果酒、腐乳的制作。
(4)利用香辛料控制杂菌：如腐乳、泡菜的制作。
3．乳酸菌数量、乳酸含量、亚硝酸盐含量随发酵时间变化的曲线
考向 利用微生物进行发酵生产食品
7．(2017·全国Ⅱ，37)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32 h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32 h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
解析 (1)由题意可知该实验的自变量是菌种和发酵时间。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是好氧菌。(3)如果在实验后，发现32 h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)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为氨基酸和肽，脂肪转变为脂肪酸和甘油。
8．请回答与酿酒和制醋有关的问题：
(1)红曲主要含有红曲霉菌和酵母菌等微生物，具有糖化和发酵的双重作用，为了获得优良的酿酒红曲，将红曲制成较稀浓度的悬液后，可通过______________或______________法分离出单菌落。
(2)大米经蒸煮、红曲霉菌糖化后，用食用酵母进行发酵，发酵完毕后得到新鲜红曲酒，酒中乙醇浓度不超过15%。其主要原因是当发酵液中的乙醇浓度超过16%时，__________________
_______________________________________________________________________________。
(3)影响红曲酒风味的主要因素有__________________等环境因素。
(4)在红曲醋生产工艺中，将适量的红曲酒、水、醋酸菌等混合，醋酸生产过程的反应式是________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。醋酸发
酵时要始终保持有氧状态，原因是__________________。
答案 (1)稀释涂布平板法 平板划线 (2)会对酵母菌产生毒害作用 (3)温度、pH、氧气含量
(4)C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O 醋酸菌是好氧菌
解析 (1)据试题分析可知，为了获得优良的酿酒红曲，将红曲制成较稀浓度的悬液后，可通过稀释涂布平板法或平板划线法分离出单菌落。(2)酵母菌发酵的产物是乙醇和二氧化碳，其中较高浓度的乙醇(乙醇浓度超过16%)对酵母菌有毒害作用，因此用食用酵母进行发酵，发酵完毕后得到新鲜红曲酒，酒中乙醇浓度不超过15%。(3)红曲霉菌属于真菌，用红曲霉菌发酵可得到红曲酒，影响红曲霉菌生长繁殖的环境因素都会影响红曲酒的风味，其发酵需要适宜的温度、pH、氧气含量等环境因素。(4)在红曲醋生产工艺中，将适量的红曲酒、水、醋酸菌等混合，醋酸生产过程的反应式是C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O。因为醋酸菌是好氧菌，因此醋酸发酵时要始终保持有氧状态。
9．请回答下列有关发酵食品制作的问题：
(1)在泡菜腌制的过程中，要注意控制腌制的时间、__________和食盐的用量；最后要向坛盖边沿的水槽中注满水，这一操作的目的是_____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)在传统腐乳制作过程中，所需的微生物来源于______________________________________
____________________；而现代的腐乳生产是在严格____________________的条件下，将优良的毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染。
(3)某同学制作蓝莓果醋时，定时通过充气口充气，原因是_______________________________
_______________________________________________________________________________。
另一位同学在蓝莓果汁中直接加入某品牌活性酵母，之后先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，这一做法的目的是___________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)若制作失败，则在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由______________大量繁殖而形成的，其可在缺少糖源时将乙醇变为____________，然后变为醋酸。
答案 (1)温度 保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境 (2)空气中的毛霉孢子 无菌 (3)醋酸菌是好氧菌，生产醋酸时需要氧气参与 在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，数量增加
(4)醋酸菌 乙醛
解析 (1)在泡菜腌制的过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量；最后要向坛盖边沿的水槽中注满水，其目的是保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。(2)在传统腐乳制作过程中，所需的微生物来源于空气中的毛霉孢子；现代的腐乳生产是在严格无菌的条件下接种优良的毛霉菌种。(3)制作蓝莓果醋时，定时通过充气口充气的原因是醋酸菌是好氧菌，生产醋酸时需要氧气参与。在蓝莓果汁中直接加入某品牌活性酵母后，先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，其目的是在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，数量增加。(4)若制作失败，在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由醋酸菌大量繁殖而形成的，其可在缺少糖源时将乙醇变为乙醛，然后变为醋酸。
10．太源井晒醋是自贡市的名优土特产品，该产品面市已有150多年的历史。中草药制曲和天然发酵是太源井晒醋与其他食醋的区别。下表表示太源井晒醋不同陈酿方法下的一些理化指标。据表回答下列问题：
(1)醋的制作需要以__________作为菌种，请写出一个表示制醋原理的反应式______________
_______________________________________________________________________________。
从生态系统的成分看，该微生物属于生态系统中的______________。
(2)传统酿醋工艺中，主要是依靠自然界中的菌种，其生产性能不稳定且出醋率低，因而要对菌种进行纯化培养。纯化菌种可用__________法或稀释涂布平板法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。接种前需随机选取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间，其目的是______________________________________________________________。
(3)恒温陈酿时，需将温度控制在_____________范围内；由表中数据可知__________________法可提高晒醋质量。
(4)用一定的方法进行脱色处理后，食醋中的还原糖可用______________试剂检测，在水浴加热的条件下，该试剂与还原糖发生反应产生的现象是__________________________________。
答案 (1)醋酸菌 C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O或(CH2O)＋O2―→CH3COOH 分解者
(2)平板划线 检测培养基平板是否已彻底灭菌 (3)30～35 ℃ 自然陈酿 (4)斐林 出现砖红色沉淀
解析 (1)醋的制作使用的微生物是醋酸菌。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将糖分解成醋酸，其反应式为(CH2O)＋O2→CH3COOH；当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌可以先将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式为C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O。醋酸菌属于生态系统中的分解者。(2)分离纯化菌种，常用固体培养基进行培养，采用平板划线法或稀释涂布平板法进行接种。为检测培养基平板是否已彻底灭菌，接种前需随机选取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间。(3)醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃，因此在恒温陈酿时，需将温度控制在30～35 ℃范围内。表中信息显示：自然陈酿的相应数值均高于恒温陈酿，说明自然陈酿法可提高晒醋质量。(4)还原糖与斐林试剂发生作用，在水浴加热的条件下会生成砖红色沉淀，据此可用斐林试剂检测食醋中的还原糖。
1．(2019·全国Ⅱ，37)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
解析 (1)要从土壤中分离出能降解含氮有机物W的目标菌，所用选择培养基应以该特定物质W为氮源。(2)题图信息显示，在乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W，若要得到目标菌，应该选择乙菌落进一步纯化。(3)若要通过设计实验确定甲、乙两种细菌能否利用空气中的氮气作为氮源，需将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若某细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。(4)①实验应遵循单一变量原则，故C处应滴加缓冲液。②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明缓冲液不能降解W；若A、B处形成的透明圈大小相近，说明酶E与天然酶降解W的能力相近。
2．(2019·辽宁葫芦岛一模)在冬季部分城市出现严重雾霾，这与野外焚烧秸秆有一定关系。微生物学家试图通过微生物降解技术使秸秆尽快腐烂，以增加土壤肥力并缓解环境污染。请回答下列有关问题：
(1)专家研制的降解秸秆的“催腐剂”是十余种能分解纤维素的霉菌、细菌和酵母菌的组合。其中____________在细胞结构上与其他两者不同。
(2)纤维素酶是一种复合酶，其中______________可以将纤维素分解为二糖，______________可以将二糖分解为葡萄糖。
(3)微生物学家为从发黑的树干上分离出有分解纤维素能力的高产菌株而制备了选择培养基，将菌液进行一系列____________，并涂布到选择培养基上，从而得到单个菌落，再采用__________法进行鉴定，得到下图所示菌落。那么，图中降解纤维素能力最强的菌株是______________(填图中序号)。
(4)为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验，其发酵方法有______________和______________两种。
答案 (1)细菌 (2)C1酶、CX酶 葡萄糖苷酶 (3)梯度稀释 刚果红染色 ① (4)液体发酵 固体发酵
解析 (1)霉菌和酵母菌是真菌，属于真核生物，而细菌属于原核生物。细菌在细胞结构上与霉菌和酵母菌不同，细菌无以核膜为界限的细胞核。
(2)纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶等。其中C1酶、CX酶可以将纤维素分解为二糖，葡萄糖苷酶可以将二糖分解为葡萄糖。
(3)微生物学家为从发黑的树干上分离出有分解纤维素能力的高产菌株而制备了选择培养基，将菌液进行一系列梯度稀释，并涂布到选择培养基上从而得到单个菌落，再采用刚果红染色法进行鉴定。当纤维素被纤维素酶分解后，无法与刚果红染色剂形成红色复合物，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。菌落周围的透明圈越大，透明圈直径与菌落直径的比值越大，即被分解的纤维素越多，说明菌株降解纤维素的能力越强。因此，降解纤维素能力最强的是菌株①。
(4)为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验，其发酵方法有液体发酵和固体发酵。
3．(2019·甘肃张掖质检)酸奶和泡菜的制作都离不开乳酸菌，请回答下列有关问题：
(1)分离纯化乳酸菌的培养基中含蛋白胨，蛋白胨提供的主要营养有_____________________；
培养基灭菌常采用____________法；灭菌的标准是_____________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)培养乳酸菌一段时间后，培养基中的pH会下降，原因是______________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)家庭制作泡菜时，一般需要配制泡菜盐水，但会因其含盐量过高而影响口感。直接接种乳酸菌制作泡菜时，产生的大量乳酸能够____________，因此可以采用低盐工艺制作泡菜，从而大幅降低泡菜的含盐量。下图中能正确表示泡菜中亚硝酸盐含量随发酵时间变化的曲线是__________。
(4)乳酸菌活菌数是衡量酸奶营养价值的一个重要指标，为检测某酸奶中乳酸菌的含量，取不同稀释度的样品各1 mL 涂布到固体培养基上，在适宜条件下培养一段时间，统计得到106、107、108三个稀释度的培养基上的平均菌落数依次为433个、76个、8个，据此估算，每毫升样品中的乳酸菌数约为____________个，接种乳酸菌所用的工具是____________。
答案 (1)碳源、氮源和维生素 高压蒸汽灭菌 杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子 (2)乳酸菌通过无氧呼吸产生的乳酸进入了培养基 (3)抑制杂菌生长 B (4)7.6×108 涂布器
解析 (1)蛋白胨可以为微生物的生长提供碳源、氮源和维生素；培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌；灭菌的标准是杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
(2)乳酸菌无氧呼吸产生的乳酸进入培养基，会导致培养基的pH下降。
(3)在泡菜制作的过程中，加入一定的食盐可以抑制杂菌的生长，而乳酸菌无氧呼吸产生的大量乳酸进入培养基，也能抑制其他杂菌的生长，因此可以采用低盐工艺制作泡菜，从而大幅降低泡菜的含盐量。
(4)微生物计数时，应该采用30～300菌落数的平板，因此符合要求的菌落数为76个，则其稀释的倍数为107，因此每毫升样品中的乳酸菌数约为7.6×108个；在稀释涂布平板法中，接种乳酸菌的工具是涂布器。项目
抑菌圈直径(mm)
大肠杆菌
金黄色葡萄球菌
黑曲霉菌
香菇酚类物质
7.79
8.93
0
食品
菌种
呼吸类型
原理
温度
果酒
酵母菌
兼性厌氧
有氧呼吸大量繁殖，无氧呼吸产生酒精
18～25 ℃
果醋
醋酸菌
有氧
糖(酒精)→醋酸
30～35 ℃
腐乳
毛霉等
有氧
蛋白酶、脂肪酶水解蛋白质、脂肪
15～18 ℃
泡菜
乳酸菌
无氧
无氧呼吸产生乳酸
－
项目
自然陈酿
恒温陈酿
总酸(以乙酸计)，(g/100 mL)≥
6.50
4.20
可溶性无盐固形物，(g/100 mL)≥
20.00
5.00
不挥发酸(以乳酸计)，(g/100 mL)≥
3.50
2.00
还原糖(以葡萄糖计)，(g/100 mL)≥
3.00
2.00