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第 16 讲 发酵工程
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一、考情分析：析考情、掌规律、明预测……………1
二、知识建构：理知识、建网络、知联系……………2
三、考点突破：考向延伸、规律探寻、题型归纳……2
考点01 发酵工程及其应用……2 考点02 微生物的培养、分离和计数……13
考向1 传统发酵技术 考向1 培养基制备与微生物纯化技术
核心提炼
考向探究
考向2 发酵工程 考向2 微生物分离与计数
真题研析
真题训练、命题规律总结
规律探寻
题型归纳 题型01 传统发酵技术的应用
题型01 微生物的培养、分离与计数
以题定考 题型02 发酵工程及应用
四、情境探究…………………………………………24
1.微生物筛选与鉴定
考点要求 考题统计 考情分析
【命题规律】
2023浙江卷（2分）
从近些年的各地高考试题分析，本专
发酵工程及其 2023山东卷（3分） 题的命题形式多样，属于高考必考内容，
应用 2021辽宁卷（2分） 试题情境主要来自生产生活实际，与现实
联系密切，侧重考查学生对科学探究和科
2021山东卷（2分）
学思维及利用所学知识解决实际问题能力
的考查。不过本部分题目难度不大，分值
也不高
2023山东卷（2分） 【命题预测】
此部分内容会以选择题和非选择题的
2023北京卷（7分）
微生物的培 形式出现在高考试题中，预计会针对无菌
养、分离和计 2023全国卷（10分） 技术、培养基的配制、微生物的接种和培
数 养、发酵工程的应用等知识点进行命题，
2023广东卷（2分）
命题多联系生活、生产实践和环境治理、
有渗透科学实验与探究。考点01 发酵工程及其应用
★ 考向1 传统发酵技术
1、微生物在传统发酵技术中的应用
项目 酵母菌 醋酸菌 乳酸菌
生物学分类 真核生物 原核生物 原核生物
代谢类型 异养兼性厌氧型 异养需氧型 异养厌氧型
发酵条件 前期需氧，后期不需氧 一直需氧 无氧
发酵温度 18-30℃ 30-35℃ 室温
原理 酵母菌在无氧条件下将 氧气、糖源都充足时， 乳酸菌在无氧条件下将葡
葡萄糖氧化成乙醇 醋酸菌通过复杂的化学 萄糖转化为乳酸。
反应将糖分解成乙酸；
缺少糖源时，醋酸菌直
接将乙醇转化为乙醛，
再将乙醛变为乙酸。
温馨提示：
（1）果酒、果醋、泡菜制作过程中发酵液pH均呈下降趋势，但原因不同。
（2）传统发酵过程中一般不需要严格灭菌，目标菌种的快速建立以及发酵形成的环境条件会
抑制杂菌的生长繁殖。
（3）传统发酵一般为混合菌种发酵，品质不一，现代工业发酵一般为单一菌种发酵，品质较
高。
2、制作果酒、果醋的装置图解法
（1）各部位的作用①充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。
②排气口：排出酒精发酵时产生的CO2。
③与排气口相连的长而弯曲的胶管：防止空气中微生物的污染。
（2）该装置的使用方法
使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接充气泵，输入氧气。
3、泡菜腌制过程中，乳酸菌、pH和亚硝酸盐的变化
温馨提示：
亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的
★ 考向2 发酵工程
1、发酵工程的基本环节2、啤酒的工业化生产流程
温馨提示：
发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生
成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储
存一段时间进行后发酵，才能形成澄清、成熟的啤酒。
1、（2023·山东高考）以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的 4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡
菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是（ ）
A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死
B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌
C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入
D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
答案 C
解析：①沸盐水冷却后再倒入坛中，是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微
生物的生命活动不受影响，A错误；②盐水需要浸没全部菜料，造成无氧环境，有利于乳酸
菌无氧呼吸，B错误；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，是排气减压、隔绝空气、
防止杂菌污染等，C正确；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量，腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量
先增多后减少，D错误。
2、（2022·湖北高考）废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废
料生产蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.该生产过程中，一定有气体生成
B.微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料
C.该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质
D.沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理
答案 A
解析：连续搅拌反应器是为了使菌体进行有氧呼吸，快速生长繁殖，即该生产过程一定有气
体生成，A正确；微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料和果糖生产废水中的含碳有机
物，B错误；由图中“连续搅拌反应器”可知，该生产工艺利用微生物有氧发酵技术生产蛋
白质，C错误；沼气生产利用的是厌氧微生物，在连续搅拌反应器中厌氧微生物的生命活动
会被抑制，因此沼气池废料无需灭菌，D错误。3、(2023浙江1月选考,19,2分)某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌,进行了如下实验:取
泡菜汁样品,划线接种于一定NaCl浓度梯度的培养基,经培养得到了单菌落。下列叙述正确的
是( )
A.培养基pH需偏碱性
B.泡菜汁需多次稀释后才能划线接种
C.需在无氧条件下培养
D.分离得到的微生物均为乳酸菌
答案 C 乳酸菌在乳酸发酵过程中产生乳酸,其所适宜生活的环境偏酸性,A错误;划线接种
不需要对泡菜汁进行多次稀释,稀释涂布平板法接种时通常需要对菌液进行稀释处理,B错误;
乳酸菌是厌氧菌,需要在无氧条件下培养,C正确;利用一定NaCl浓度梯度的培养基,可分离得
到耐高盐的微生物,但不一定都是乳酸菌,D错误。
4、（2023·全国）某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步
骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌 T，培养一段时
间后，再用清水淋洗秸秆堆（清水淋洗时菌T不会流失），在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，
进行乙醇发酵（酒精发酵）。实验流程如图所示。
回答下列问题。
（1）在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，
其原因是 。
（2）采用液体培养基培养酵母菌，可以用淋洗液为原料制备培养基，培养基中还需要加入氮
源等营养成分，氮源的主要作用是 （答出1点即可）。通常，可采用高压蒸汽灭菌法
对培养基进行灭菌。在使用该方法时，为了达到良好的灭菌效果，需要注意的事项有
（答出2点即可）。
（3）将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖
的主要目的是 。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是 。发酵液中的乙醇可用 溶液检测。
（4）本实验收集的淋洗液中的 可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发
酵生产乙醇相比，本实验中乙醇生产方式的优点是 。
【答案】(1）菌T能够分泌纤维素酶
(2) 为合成微生物细胞结构提供原料（微生物细胞中的含氮物质，如核酸、蛋白质、磷
脂） ①把锅内的水加热煮沸，将其中原有的冷空气彻底排除；②为达到良好的灭菌效果，
一般在压力为100 kPa，温度为121℃的条件下，维持15~30 min；③无菌包不宜过大，不宜过
紧，各包裹间要有间隙，使蒸汽能对流易渗透到包裹中央，有利于蒸汽流通；④灭菌完成后，
应使锅内蒸气压力缓慢降低，排气时间不少于10一12分钟。
(3) 制造无氧环境 排出二氧化碳 酸性的重铬酸钾溶液
(4) 葡萄糖 节约粮食、废物利用、清洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来源
广
【解析】果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行
有氧呼吸，大量繁殖，把糖分解成二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。
故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是 18～
30℃；生产中是否有酒精的产生，可用酸性重铬酸钾来检验，该物质与酒精反应呈现灰绿色。
（1）菌T能够分泌纤维素酶，纤维素酶能将纤维素最终分解为葡萄糖，因此在粉碎的秸秆中
接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解。
（2）培养基的主要成分：水、碳源、氮源、无机盐，其中氮源主要为合成微生物的细胞结构
提供原料（微生物细胞中的含氮物质，如核酸、蛋白质、磷脂）。 高压蒸汽灭菌法的注意的
事项有①把锅内的水加热煮沸，将其中原有的冷空气彻底排除后，将锅密闭，如果高压锅内
的空气未排除或未完全排除，则蒸汽不能达到饱和，蒸汽的温度未达到要求的高度，结果导
致灭菌的失败；②为达到良好的灭菌效果，一般在压力为 100 kPa，温度为121℃的条件下，
维持15~30 min；③无菌包不宜过大，不宜过紧，各包裹间要有间隙，使蒸汽能对流易渗透到
包裹中央，有利于蒸汽流通；④灭菌完成后，应使锅内蒸气压力缓慢降低，排气时间不少于
10一12分钟，否则锅内蒸气压力突然降低，液体突然沸腾，冲走瓶盖，使液体喷出或使容
器破裂。
（3）果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，将酵母菌接种到灭菌后的培养基中进行酒
精发酵，酒精发酵需要在无氧的条件下进行，此时拧紧瓶盖的主要目的是制造无氧环境。酵
母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，在发酵过程中密闭，所以需要根据发酵进程适时拧松瓶盖放出二氧化碳，酒精可用酸性重铬酸钾溶液来检测，该物质与酒精反应呈现灰绿色。
（4）与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，利用纤维素为原料生产乙醇具有节约粮食、废物利
用、清洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来源广等优点。
传统发酵技术和发酵工程属于中频考点。考查点主要包括利用传统发酵技术制作泡菜、
果酒和果醋；利用发酵工程进行啤酒制作；发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等领
域中的应用等。试题情境多联系生活、生产实践，指导应用性较强。
题型01 传统发酵技术的应用
1.以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的 4个处理:①沸盐水冷却后再倒入坛中;②盐水需要浸
没全部菜料;③盖好坛盖后,向坛盖边沿的水槽中注满水;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列
说法正确的是( )
A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死
B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌
C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入
D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
答案 C ①煮沸盐水是为了杀灭盐水中的微生物,去除水中的溶解氧,冷却主要是为了防止杀
死菜料表面的乳酸菌,A错误;②的主要目的是创造无氧环境,B错误;③是为了使气体只能从泡
菜坛排出而不能进入,给泡菜坛内创造无氧环境,C正确;④检测到的亚硝酸盐含量变化是先增
后减,D错误。
2.在制作发酵食品的学生实践中,控制发酵条件至关重要。下列相关叙述正确的有 ( )
A.泡菜发酵后期,尽管乳酸菌占优势,但仍有产气菌繁殖,需开盖放气
B.制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料
C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌空气制作葡萄醋
D.果酒与果醋发酵时温度宜控制在18~25 ℃,泡菜发酵时温度宜控制在30~35 ℃答案 B 乳酸菌属于厌氧细菌,开盖放气会抑制乳酸菌发酵,故泡菜发酵过程中一般不开盖放
气,A错误。制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,这是为了在发酵初期让酵母菌通过
有氧呼吸大量繁殖,也为了防止发酵过程中发酵液溢出;制作泡菜的盐水要淹没全部菜料,以保
证乳酸菌进行无氧呼吸,B正确。制作好葡萄酒后,打开瓶盖,盖上一层纱布,空气中的醋酸菌
会进入发酵液中大量繁殖,进行葡萄醋的发酵,C错误。果酒发酵的适宜温度是18~30 ℃,果醋
发酵的适宜温度是30~35 ℃,D错误。
3.利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为:先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌,发酵6天后,再接入
活化的醋酸杆菌,发酵5天。下列有关叙述错误的是( )
A.乙醇既是醋酸发酵的底物,又可以抑制杂菌繁殖
B.酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖
C.酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同
D.接入醋酸杆菌后,应适当升高发酵温度
答案 B 当缺少糖源时,醋酸杆菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,酒精具有抑制杂菌繁
殖的作用,A正确;酵母菌是真核生物,可以进行有丝分裂,但醋酸杆菌是原核生物,以二分裂的
方式进行增殖,B错误;酵母菌是兼性厌氧微生物,醋酸杆菌是一种好氧细菌,所以酵母菌和醋
酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同,C正确;酒精发酵时一般将温度控制在18~30 ℃,大多
数醋酸杆菌最适生长温度为30~35 ℃,所以接入醋酸杆菌后,应适当升高发酵温度,D正确。
4.中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是( )
A.泡菜制作过程中,酵母菌将葡萄糖分解成乳酸
B.馒头制作过程中,酵母菌进行呼吸作用产生CO
2
C.米酒制作过程中,将容器密封可以促进酵母菌生长
D.酸奶制作过程中,后期低温处理可产生大量乳酸杆菌
答案 B 泡菜制作的原理是乳酸菌无氧呼吸分解葡萄糖并产生乳酸,A错误;馒头制作过程
中,酵母菌呼吸作用产生CO ,B正确;密封容器中酵母菌无氧呼吸产能较少,不利于其生长繁
2
殖,但其进行无氧呼吸可产生酒精,C错误;低温可抑制酶的活性,酸奶制作过程中的低温处理,
不利于乳酸杆菌繁殖,D错误。
5.葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是( )
A.无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖
B.自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌
C.葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的D.制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加
答案 D 无氧条件下酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳及少量能量,繁殖能力弱,能
存活但不能大量繁殖,A正确。自然发酵制作葡萄酒时,起主要作用的是葡萄表面存留的野生
型酵母菌,B正确。葡萄皮中含有丰富的色素,发酵过程中,这些色素释放出来使葡萄酒显示相
应的颜色,C正确。酿酒过程中,酵母菌进行呼吸作用的底物是葡萄糖,发酵液中的糖由于不断
消耗而不断减少,D错误。
6.我国的酿酒技术历史悠久,古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载:将蒸熟
的米和酒曲混合前需“浸曲发,如鱼眼汤,净淘米八斗,炊作饭,舒令极冷”。意思是将酒曲浸
到活化,冒出鱼眼大小的气泡,把八斗米淘净,蒸熟,摊开冷透。下列说法错误的是( )
A.“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快
B.“鱼眼汤”现象是微生物呼吸作用产生的CO 释放形成的
2
C.“净淘米”是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施
D.“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡
答案 C 长期干燥的酒曲中微生物处于休眠状态,可长时间保存,使用前使其活化,可加快微
生物的代谢,A正确;“鱼眼汤”说明酒曲中的微生物进行细胞呼吸产生了二氧化碳,B正确;
“净淘米”是为了去除杂质,而“蒸熟”是为了消除杂菌对酿酒过程的影响,C错误;如果将酒
曲放入刚刚蒸好的米中则过高的温度会导致酒曲中的微生物死亡,而“舒令极冷”则可防止此
问题的发生,D正确。
题型02 发酵工程及应用
7. 关于白酒、啤酒和果酒的生产,下列叙述错误的是 ( )
A.在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气
B.白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程
C.葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质,也存在于线粒体
D.生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同,但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌
答案 C 生产白酒、啤酒、果酒的原材料不同,但发酵的主要菌种都是酵母菌,发酵初期需要
提供一定的氧气以促进酵母菌的有氧呼吸,从而促进其大量生长繁殖,A、B、D正确;葡萄糖转
化为乙醇的场所是细胞质基质,因此该反应所需的酶只存在于细胞质基质,C错误。
解题关键 注意抓“关键词”,如题中设置的“发酵初期”“葡萄糖转化为乙醇所需的酶”。
8.废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术
路线如图所示。下列叙述正确的是 ( )A.该生产过程中,一定有气体生成
B.微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料
C.该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质
D.沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理
答案 A 连续搅拌反应器是为了使菌体进行有氧呼吸,快速生长繁殖,即该生产过程一定有气
体生成,A正确;微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料和果糖生产废水中的含碳有机
物,B错误;由图中“连续搅拌反应器”可知,该生产工艺利用微生物有氧发酵技术生产蛋白
质,C错误;杂菌对利用酿酒酵母生产蛋白质的生产工艺过程无较大影响,故不需要对加入反应
器的原料进行灭菌处理,D错误。
9.啤酒的工业化生产中,大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后,最终
过滤、调节、分装。下列说法不正确的是 ( )
A.用赤霉素处理大麦,可使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶
B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌
C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵
D.通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期
答案 B 赤霉素可诱导大麦中与α-淀粉酶相关的基因的表达,促进α-淀粉酶的合成,使大
麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶,A正确;焙烤的目的是杀死大麦种子胚,但不使α-淀粉酶
失活,且没有起到灭菌作用,B错误;蒸煮糖浆是为了终止酶的进一步作用并灭菌,为防止高温
杀死酵母菌,糖浆需经冷却后才可接种酵母菌进行发酵,C正确;利用转基因技术改造酵母菌,
可减少发酵过程中啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期,D正确。1．生物技术在食品加工方面的应用
(1)果酒制作的三个方面
①菌种来源：酒精发酵的菌种来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。
②发酵原理：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸并进行大量繁殖，在无氧条件下进行无氧
呼吸产生酒精。
③酒精的检测：在酸性条件下，重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。
(2)果醋的制作原理：醋酸发酵是需氧发酵，需要不断通入无菌空气。
(3)泡菜制作的三个方面
①菌种来源：制作泡菜的菌种主要来自蔬菜上的乳酸菌。
②发酵原理：泡菜制作过程的发酵主要是乳酸菌分解葡萄糖产生乳酸的过程。
2.发酵工程
（1）微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用菌时需要考虑的因素：
①在低成本的培养基上能迅速生长繁殖。
②生产所需代谢物的产量高。
③发酵条件易控制。
④菌种不易变异，退化等。
（2）发酵条件的调控：
①反复试验确定培养基的配方；
②对培养基和发酵设备进行严格的灭菌；
③随时检测培养液中微生物的数量、产物浓度等；
④及时添加必需的营养组分；
⑤严格控制温度、pH和溶氧量等发酵条件，使用计算机控制系统对各种条件进行监测和控
制，以及反馈控制。
考点02 微生物的培养、分离和计数
★ 考向1 培养基制备与微生物纯化技术
1、微生物培养中的无菌操作技术温馨提示：
（1）生物消毒法是指利用生物或其代谢产物除去环境中的部分微生物的方法。
（2）消毒、灭菌后，要注意避免已处理的材料用具与周围物品接触而造成污染。
2、培养基制备与微生物纯化技术
温馨提示：
（1）为了确定培养基的灭菌是否合格，微生物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，因此培养基要添加凝固剂，如琼脂。
（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。
★ 考向2 微生物分离与计数1、（2023·山东）平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是（ ）
A．不含氮源的平板不能用于微生物培养
B．平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C．接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D．利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
【答案】D
【解析】1、培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基
质，是进行微生物培养的物质基础。
2、按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基
中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物的生长。
3、消毒和灭菌是两个不同的概念，消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物的方法杀死物
体表面或内部的一部分微生物。灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，
包括芽孢和孢子。
A.不含氮源的平板可用于固氮菌的培养，A错误；
B.平板涂布时涂布器使用前必须浸在酒精中，然后在火焰上灼烧灭菌，这种操作属于灭菌，
不属于消毒，B错误；C.使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌处理，不能直接丢弃，以免污染环
境，C错误；
D.脲酶可以催化尿素分解，在以尿素为唯一氮源的平板上，能合成脲酶的微生物可以分解尿
素获得氮源而进行生长繁殖，但是不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而无法生长，因此以尿
素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物，D正确。
故选D。
2、（2022·湖北高考）灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的
是（ ）
A.动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行
B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C.为防止蛋白质变性，不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D.可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
答案 D
解析：环境中的微生物对动、植物细胞DNA提取的材料研磨、过滤等操作无影响，故不需要
在无菌条件下进行，A错误；抗生素能够杀死细菌，动物细胞培养基中需添加一定量的抗生
素以防止污染，但微生物如细菌的培养基中不能添加抗生素，B错误；高温变性的蛋白质仍
可作为微生物的氮源，可以用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌，C错误；对实验
中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等可以采用湿热灭菌法进行灭菌，也可以采用干热灭菌
法进行灭菌，D正确。
3、（2023·广东高考）研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋
白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线（如图）和选择培养基筛选原理来判断，下列最可能筛
选到目标菌的条件组合是（ ）
A.a点时取样、尿素氮源培养基
B.b点时取样、角蛋白氮源培养基
C.b点时取样、蛋白胨氮源培养基
D.c点时取样、角蛋白氮源培养基
答案 D
解析：由图可知，随着堆肥时间的延长，堆肥温度先升高后保持稳定，a点时堆肥温度最低，
c点时堆肥温度最高。该实验的目的是筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热
菌，应该用以角蛋白为唯一氮源的培养基进行筛选培养，且应该在高温条件下取样，即 c点时取样，D符合题意。
4、（2023·北京）自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性，
能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性
的细菌。
（1）用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖、蛋白胨和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为
细菌提供 和维生素等。
(2)A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度 A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板
上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层变浑浊（如图），表明 。
（4）为分离出具有溶菌作用的细菌，需要合适的菌落密度，因此应将含菌量较高的湖泊水样
后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解 A菌的菌落周
围会出现 。采用这种方法，研究者分离、培养并鉴定出P菌。
（4）为探究P菌溶解破坏A菌的方式，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验
证（主要实验材料和设备：P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱）
。
【答案】(1）氮源、碳源
(2)A菌能在培养平板中生长繁殖
(3) 稀释 溶菌圈
（4）假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂
【解析】微生物的营养成分主要有碳源、氮源、水和无机盐等。微生物的培养基按其特殊用
途可分为选择性培养基和鉴别培养基，培养基按其物理状态可分为固体培养基、液体培养基
和半固体培养基三类。
（1）蛋白胨主要为细菌提供氮源、碳源和维生素等。
（2）将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时
间后，薄层变浑浊，表明A菌能在培养平板中生长繁殖。
（3）将含菌量较高的湖泊水样稀释后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，
能溶解A菌的菌落周围会出现溶菌圈。
（4）根据实验材料和设备，圆形滤纸小片可用于吸收某种物质，离心机可用于分离菌体和细菌分泌物，为探究P菌溶解破坏A菌的方式，可假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解
破裂。
微生物的培养技术与应用、微生物的分离和计数是高频考点。试题情境常涉及生活、
生产实践和环境治理，又渗透科学实验与探究。考查无菌技术、培养基的配制、微生物的
接种方法、微生物的培养、利用选择培养基筛选目的菌株并进行鉴定等。
题型01 微生物的培养、分离与计数
1、从土壤中筛选产脲酶细菌的过程如图所示，表中记录了在适宜条件下培养一段时间后的实
验结果，下列有关说法错误的是( )
稀释度(倍) 106 107 108
平板 1 2 3 1 2 3 1 2 3
平板菌落数
432 421 445 78 67 74 9 6 8
(个)
注：表中各平板上均接种稀释土壤样品溶液0.1 mL
A．取土样时用的铁铲和取样纸袋在使用前都需要灭菌
B．进行逐级稀释操作时不需要在无菌环境中进行
C．培养基①②的作用分别是筛选和鉴定
D．应选择稀释度为107倍的平板估算土壤样品中细菌数
答案：B
解析：为了防止杂菌污染，取土样时用的铁铲和取样纸袋在使用前都需要灭菌，A项正确；
逐级稀释操作应在无菌环境中进行，以防止杂菌污染，B项错误；据图可知培养基①为选择
培养基，初步筛选的产脲酶细菌还应该进行鉴定，培养基②的作用是鉴定，C项正确；计数
时，应选择菌落数为 30～300的平板进行计数，因此应选择稀释度为 107倍的平板估算土壤
样品中细菌数，D项正确。2、灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是( )
A.动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行
B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C.为防止蛋白质变性,不能用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D.可用高压蒸汽灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
答案 D 环境中的微生物对动、植物细胞DNA提取的材料研磨、过滤等操作无影响,故不需
要在无菌条件下进行,A错误;抗生素能够杀死细菌,动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素
以防止污染,但微生物如细菌的培养基中不能添加抗生素,B错误;高温变性的蛋白质仍可作为
微生物的氮源,可以用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌,C错误;对实验中所使
用的微量离心管、细胞培养瓶等可以采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,也可以采用干热灭菌法进
行灭菌,D正确。
3、为探究校内植物园土壤中的细菌种类,某兴趣小组采集园内土壤样本并开展相关实验。下
列有关叙述错误的是( )
A.采样时应随机采集植物园中多个不同地点的土壤样本
B.培养细菌时,可选用牛肉膏蛋白胨固体培养基
C.土壤溶液稀释倍数越低,越容易得到单菌落
D.鉴定细菌种类时,除形态学鉴定外,还可借助生物化学的方法
答案 C 采集植物园中土壤样本的原则之一是要随机采样,A正确;牛肉膏蛋白胨固体培养基
中含有细菌生长所需的碳源、氮源、水、无机盐等,可用于细菌的培养,B正确;土壤溶液稀释
倍数足够高时,才能将聚集的菌体分散开,有助于在培养基表面形成单菌落,C错误; 不同种类
细菌的理化特性一般不同,鉴定细菌种类时,除根据菌落特征进行形态学鉴定外,还可以借助生
物化学的方法进行鉴定,D正确。
4、为避免航天器在执行载人航天任务时出现微生物污染风险,需要对航天器及洁净的组装车
间进行环境微生物检测。下列叙述错误的是( )
A.航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物
B.细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀
C.在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品
D.采用平板划线法等分离培养微生物,观察菌落特征
答案 C 在太空中可能存在的极冷、极热、辐射及营养物质匮乏等环境的自然选择下,航天
器上可能存在适应以上极端环境的微生物,A正确;航天器上的细菌可通过大量繁殖形成菌膜,并粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀,B正确;为规避微生物污染的风险,需通过拭子或擦布
对航天器内外及组装车间都进行微生物采样,对样品进行检测,并不仅限于采样组装车间地面
和设备表面,C错误;平板划线法可将混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞,用
接种环在平板表面上多次划线稀释而获得单个细胞,并让其成长为单菌落,进而通过观察菌落
特征确定其类型,D正确。
5、青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时,会通过分泌青霉素杀死细菌,以保证自身生存所需
的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产,关于该生产过程,下列说法错误的是 ( )
A.发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B.可用深层通气液体发酵技术提高产量
C.选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中
D.青霉素具有杀菌作用,因此发酵罐不需严格灭菌
答案 D 由题意可知,当葡萄糖浓度不足时,青霉菌会分泌青霉素,故工业化生产青霉素时,发
酵液中的碳源不宜使用葡萄糖,A正确;青霉菌为异养需氧型真菌,深层通气液体发酵技术可为
发酵提供充足的氧气,可提高产量,B正确;工业发酵罐体积较大,需要接种的菌株较多,故选育
出的高产青霉素菌株经扩大培养后,才可用于工业化生产,C正确;青霉素可抑制细菌生长,但
不抑制真菌生长,且污染发酵罐的杂菌种类多,某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解,故发酵
罐需严格灭菌,D错误。
6、解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼
脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上
培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色,乙菌菌落周围不变色。下列说法错误的是( )
A.甲菌属于解脂菌
B.实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源
C.可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比
D.该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力
答案 B 甲菌菌落周围呈现深蓝色说明甲菌能分泌脂肪酶分解脂肪产生脂肪酸,故甲菌属于
解脂菌,A正确;乙菌菌落周围不变色,说明乙菌不能分泌脂肪酶分解脂肪,但其能在此培养基
中存活并形成菌落,表明实验中所用培养基中脂肪不是唯一碳源,B错误;若两种菌的接种区域
之间距离足够大,不容易相互干扰,则可以将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对
比,C正确;由于解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸,而脂肪酸能使醇溶青琼脂平板变为深蓝色,因此可根据平板中菌落周围深蓝色的面积大小来比较解脂菌分泌脂肪酶
的能力,D正确。
7、含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭,硫化氢可以与硫酸亚铁
铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力,用穿
刺接种的方法分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养,如图所示。若两种菌
繁殖速度相等,下列说法错误的是( )
A.乙菌的运动能力比甲菌强
B.为不影响菌的运动需选用液体培养基
C.该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量
D.穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染
答案 B 硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀,甲、乙菌的穿刺路径相同,但乙菌在试
管中形成的黑色范围大,这说明乙菌的运动能力比甲菌强,A正确;穿刺培养是将接种针深插至
半固体培养基中进行接种以培养微生物的一种方法,常用于厌氧或兼性厌氧微生物的培养,B
错误;在琼脂层中进行穿刺培养,可根据细菌自穿刺部位的扩散状况来了解细菌的运动性能,但
不能比较两种菌产生硫化氢的量,C正确;穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌污染,D正
确。
8、某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是:先将粉碎
的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种菌T,培养一段时间后,再用清水淋洗
秸秆堆(清水淋洗时菌T不会流失),在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵(酒精发
酵)。实验流程如图所示。
回答下列问题。(1)在粉碎的秸秆中接种菌T,培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解,其原
因是 。
(2)采用液体培养基培养酵母菌,可以用淋洗液为原料制备培养基,培养基中还需要加入氮源等
营养成分,氮源的主要作用是 (答出1点即可)。通常,可采用高压
蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。在使用该方法时,为了达到良好的灭菌效果,需要注意的事项
有 (答出2点即可)。
(3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中,拧紧瓶盖,置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主
要目的是 。但是在酵母菌发酵过程中,还需适时拧松瓶盖,原因是
。发酵液中的乙醇可用 溶液检测。
(4)本实验收集的淋洗液中的 可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵
生产乙醇相比,本实验中乙醇生产方式的优点是 。
答案 (1)菌T能分泌分解纤维素的酶(纤维素酶) (2)为酵母菌合成蛋白质、核酸等物质提
供原料 排净锅内冷空气,使锅内均匀升温;蒸汽压力必须保持一段时间;灭菌包不宜过大过
紧,以免影响蒸汽的渗入等 (3)创造无氧环境,利于酒精发酵,同时可防止杂菌(好氧菌)污染
排出瓶内气体 酸性重铬酸钾 (4)(纤维素的分解产物)葡萄糖 不需要消耗粮食,降低粮食
短缺风险;促进秸秆的回收利用,提高能量利用率
解析 (1)菌T能产生分解纤维素的酶(纤维素酶)将纤维素大量分解。(2)蛋白质、核酸等的
合成都需要氮元素。高压蒸汽灭菌必须要保持一定的压力和温度、灭菌时间适宜,才能灭菌充
分。具体见答案。(3)酵母菌进行酒精发酵需要无氧条件,拧紧瓶盖可以创造无氧环境,同时还
可防止杂菌污染。酵母菌发酵过程中适时拧松瓶盖是为了排出瓶内酒精发酵产生的气体。橙
色的重铬酸钾可在酸性条件下与酒精反应变成灰绿色,故发酵产生的酒精可用酸性重铬酸钾溶
液检测。(4)纤维素的分解产物葡萄糖经清水淋洗进入淋洗液中,灭菌后可作为酵母菌生产乙
醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比,用作物秸秆生产乙醇不需要消耗粮食,降低了
粮食短缺风险;可促进秸秆的回收利用,提高能量利用率。
9.研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学号”考察船对南
中国海科考中,中国科学家采集了某海域1 146 米深海冷泉附近沉积物样品,分离、鉴定得到
新的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。回答下列问题:
(1) 研究者先制备富集培养基,然后采用 法灭菌,冷却后再接入沉积物样品,28 ℃厌
氧培养一段时间后,获得了含拟杆菌的混合培养物。为了获得纯种培养,除了稀释涂布平板法,
还可采用 法。据图分析,拟杆菌新菌株在以 为碳源时生长状况最好。
(2)研究发现,将采集的样品置于各种培养基中培养,仍有很多微生物不能被分离筛选出来,推
测其原因可能是 。(答一点即可)
(3)藻类细胞解体后的难降解多糖物质,通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组
成成分的角度考虑,拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是 。
(4)深海冷泉环境特殊,推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶,除具有酶的一般
共性外,其特性可能还有 。
答案 (1)高压蒸汽灭菌 平板划线 纤维素 (2)培养基的营养成分不能满足部分微生物的
营养需求;培养条件不利于微生物繁殖;可能与其他微生物之间存在互利共生关系 (3)拟杆菌
作为分解者,可将碎屑中的有机碳分解为无机碳,加快碳循环 (4)低温条件下酶活性较高
解析 (1)对培养基一般采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。纯化菌种时常用的接种方法有平板划
线法和稀释涂布平板法。据题图可知,拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源的培养基中的生长状况
最好。(2)深海冷泉沉积物样品中含有的微生物属于极端微生物,在此条件下生存的微生物,其
营养需求、培养条件等与常见微生物存在显著差异,故用各种培养基对此类微生物进行培养
时,仍有很多微生物不能被分离筛选出来,且生物与生物之间可能存在互利共生的关系,当某一
微生物的生存需要另一微生物提供特殊成分时,其单独存在时就可能不会存活。(3)拟杆菌作
为分解者,可将碎屑中的有机碳分解为无机碳,加快碳循环。(4)深海冷泉的温度较低,拟杆菌
分泌的多糖降解酶在此条件下可发挥催化作用,说明这些酶除具有酶的一般特性外,还能在极
低温条件下保持较高活性。微生物的利用
(1)培养基
①培养基的概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基
质。
②培养基的营养成分：培养基可为微生物提供碳源、氮源、无机盐和水等主要营养物质。
(2)无菌技术
①措施：无菌技术的主要措施包括消毒和灭菌。
②常用方法：培养基灭菌常采用高压蒸汽灭菌法，接种环灭菌常采用灼烧灭菌法。
(3)微生物的纯化与计数
①纯化微生物的方法：常用平板划线法和稀释涂布平板法。
②微生物的计数方法：常用显微计数法和稀释涂布平板法。
(4)微生物的筛选
①尿素分解菌的筛选：以尿素为唯一氮源的选择培养基可以筛选能分解尿素的细菌。
②尿素分解菌的鉴别：在以尿素为唯一氮源的选择培养基中添加酚红指示剂，可以鉴别分
解尿素的细菌。
1、微生物的筛选与鉴定
（1）筛选：用选择培养基进行培养（如以尿素为唯一氮源的培养基，以纤维素为唯一氮源的培养基）
（2）鉴定：在选择培养基中加入指示剂（如酚酞、刚果红等），通过颜色的反应进行判断。
（3）计数：稀释涂布平板法只能统计活菌数，显微计数法无法分辨活菌和死菌，因此显微计数法计数值
往往大于稀释涂布平板法
例1、土壤中重金属铬（Cr6＋）污染对植物的影响较大，并可通过食物链富集进入人和动物体内，危害人
畜健康。科研人员期望通过实验筛选出对重金属 Cr6＋污染具有耐受性和修复能力的细菌，实验流程如图
所示。下列分析错误的是（ ）A.处理A、培养基甲和培养基乙需要添加重铬酸钠等使Cr6＋达到一定浓度
B.培养Ⅰ能筛选耐受Cr6＋的菌株，培养Ⅱ能筛选修复Cr6＋污染能力强的菌株
C.固体培养基和液体培养基在成分上的主要差异是前者添加了琼脂
D.采样土壤、接种工具、培养基和培养皿等工具与材料都需要进行湿热灭菌
答案 D
解析：进行处理A之前为无重金属污染的土壤，需要向土壤中添加重铬酸钠使Cr6＋达到一定离子浓度，
来创造有利于该微生物生长的环境，培养基甲、乙要用于筛选或研究对重金属 Cr6＋具有耐受性和修复能
力的细菌，也需要添加重铬酸钠使Cr6＋达到一定离子浓度，A正确；培养Ⅱ用于进一步筛选耐铬菌株中对
土壤中Cr6＋的修复污染能力强的菌株，B正确；固体培养基和液体培养基在成分上的主要差异是前者添加
了琼脂作为凝固剂，C正确；接种工具一般用灼烧灭菌，培养基需要湿热灭菌（高压蒸汽灭菌），培养皿
等一般用干热灭菌，采样土壤不需要灭菌，D错误。
例2、药物敏感试验旨在了解某病原微生物对各种抗生素的敏感程度，以指导临床合理选用抗生素。纸片
扩散法是试验的常用方法，在纸片周围会形成透明的抑菌圈。下列叙述错误的是（ ）
A.抑菌圈越大，说明该病原微生物对该种抗生素敏感性越大
B.图1中Ⅳ的抑菌圈中出现了部分菌落可能是该病原微生物发生了基因突变
C.进行药敏试验，需使用涂布器将平板上布满测试菌
D.接种后的平板在培养时的放置应如图2中②所示，可以防止污染
答案 D
解析：抑菌圈越大，说明该种抗生素对该病原微生物抑制作用越强，说明该病原微生物对该种抗生素敏感性越大，A正确；图1中Ⅳ的抑菌圈中出现了部分菌落可能是该病原微生物发生了基因突变，产生了耐药
性，B正确；进行药敏试验，需使用稀释涂布平板法将平板上布满测试菌，使用的工具是涂布器，C正确；
接种后的平板在培养时应倒置，即如图2中①所示，倒置培养能防止冷凝形成的水珠滴入培养基造成污染，
D错误。
例3、（1）厨房中的厨余垃圾多为湿垃圾，湿垃圾处理的有效方法之一是用微生物对其进行降解。如图表
示筛选高效降解淀粉菌种的过程。配制培养基后需进行灭菌处理，常用的灭菌方法是
。培养基中加入的碳源是 。据图，菌落①与菌落②周围产生了透明圈，产生透明圈的原因是
（2）某公司研发的一种培养大肠杆菌的培养基配方为蛋白胨10克、葡萄糖5克、蔗糖5克、KH2PO42克、
显色剂（伊红—亚甲蓝）0.2克、琼脂12克，将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL。根据用途划
分，该培养基属于 培养基，若要分离能分解尿素的细菌，需对培养基作出的两项调整是
（3）对同一浓度的脲酶生产菌稀释液，分别用血细胞计数板计数和稀释涂布平板法计数，若不存在实验
错误操作，则前者的数量多于后者，其原因是 。
答案：（1）湿热灭菌（高压蒸汽灭菌法） 淀粉 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
（2）鉴别 将蛋白胨换为尿素，伊红—亚甲蓝换成酚红
（3）前者产脲酶菌是分散的或活菌和死菌一起计数，后者存在两个或多个产脲酶菌形成一个菌落的情况
或只计数活菌
解析：（1）培养基灭菌常用湿热灭菌（高压蒸汽灭菌法）。本实验目的是筛选高效降解淀粉的菌种，为
了抑制不能分解淀粉的菌种的繁殖，培养基中需加入淀粉作为唯一碳源。淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的
菌落周围淀粉被水解，因此会形成透明圈，图中菌落①与菌落②周围产生了透明圈，说明菌落①与菌落②
能产生淀粉酶。
（2）该培养基中含有显色剂（伊红—亚甲蓝），可用于鉴别大肠杆菌，应该属于鉴别培养基。若要分离
能分解尿素的细菌，应该以尿素为唯一氮源，因此需要将蛋白胨换成尿素；鉴别分解尿素的细菌，需要使
用酚红指示剂，所以应该将伊红—亚甲蓝换成酚红。
（3）对同一浓度的脲酶生产菌稀释液，分别用血细胞计数板计数和稀释涂布平板法计数，若不存在实验
错误操作，血细胞计数板计数是将产脲酶菌的活菌和死菌一起计数，稀释涂布平板法存在两个或多个产脲
酶菌形成的一个菌落只计数一个活菌的情况，因此前者的数量多于后者。例4、高蛋白饲草缺乏严重制约着我国畜牧业的发展。苎麻的蛋白质含量高，年生物产量大，有望成为今
后重要的植物蛋白质饲料来源。但是，苎麻含有大量木质纤维素，动物消化吸收困难。黑曲霉是一种真菌，
在发酵过程中能产生纤维素酶、木质素降解酶等多种酶。为探究黑曲霉菌液对饲用苎麻与麦麸（青贮料）
进行混合发酵后营养成分、木质纤维素降解效果的影响，并寻求黑曲霉菌液最佳添加量，科研人员做了如
下实验并得到相关结果：
注：CK：每千克青贮料中添加200 mL无菌水；
处理Ⅰ：每千克青贮料中添加50 mL黑曲霉菌液＋150 mL无菌水；
处理Ⅱ：每千克青贮料中添加100 mL黑曲霉菌液＋100 mL无菌水；
处理Ⅲ：每千克青贮料中添加150 mL黑曲霉菌液＋50 mL无菌水；
处理Ⅳ：每千克青贮料中添加200 mL黑曲霉菌液。
回答下列问题：
（1）纤维素酶分解纤维素的作用机理是 。
2）黑曲霉的PDA液体产酶培养基组成为：麸皮，豆粉饼，（NH4）2SO4，KH2PO4，MgSO4·7H2O；培养时
需要通气振荡，由此可知黑曲霉的代谢类型为 ；豆粉饼可提供黑曲霉生长所需的
；若要分离高产纤维素酶的黑曲霉菌落，上述培养基中还需要添加 ，且在培养基灭菌前将
pH调至 （填“酸性”“中性”或“微碱性”）。
（3）研究结果表明添加黑曲霉菌液的处理组青贮料的可溶性碳水化合物含量 ，纤维素和
木质素的含量 ，因此可以有效改良青贮料的品质；其中黑曲霉菌液最佳添加量为
。
（4）上述实验中所用黑曲霉菌液浓度的计数方法为：用多层纱布过滤黑曲霉培养液得到孢子悬浮液，取 1
mL用无菌水逐级稀释104倍，取0.1 mL稀释液滴加至血细胞计数板计数，统计得到计数板中平均孢子数为56.8个，则黑曲霉培养液中孢子浓度为 个·mL－1。
答案：（1）纤维素酶能降低纤维素水解反应的活化能
（2）异养需氧（型） 氮源和碳源 琼脂 酸性
（3）上升 下降 100 mL·kg－1
（4）5.68×106
解析：（1）酶的作用机理是降低化学反应的活化能，故纤维素酶分解纤维素的作用机理是纤维素酶能降
低纤维素水解反应的活化能。
（2）由黑曲霉的PDA液体产酶培养基组成中含有麸皮和豆粉饼可知，黑曲霉同化类型为异养型；由培养
时需要通气振荡可知黑曲霉的异化作用为需氧型，因此代谢类型为异养需氧型。豆粉饼可提供黑曲霉生长
所需的氮源和碳源。若要分离高产纤维素酶的黑曲霉菌落则需要固体培养基，需要在题述液体培养基中添
加琼脂。黑曲霉属于霉菌，培养霉菌的培养基需要将pH调至酸性。
（3）由表中信息可知，与对照组（不添加黑曲霉菌液）相比，添加黑曲霉菌液的处理组青贮料的可溶性
碳水化合物含量均上升，纤维素和木质素的含量均下降，说明添加黑曲霉菌液可以分解纤维素和木质素，
改良青贮料的品质。综合考虑可溶性碳水化合物含量、中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量、酸性洗涤
木质素含量的变化，相比其他3组，处理Ⅱ组可溶性碳水化合物含量最高，该条件下中性洗涤纤维含量、
酸性洗涤纤维含量、酸性洗涤木质素的总量最低（3种物质数量之和），因此处理Ⅱ组为处理的最佳方案，
由表中注解可知处理Ⅱ组的方案为每千克青贮料中添加100 mL黑曲霉菌液。
（4）由题干信息中的计数方法可知：0.1 mL稀释液滴加至血细胞计数板计数，统计得到计数板中平均孢
子数为56.8个，则1 mL稀释液中孢子数目为568个，由于孢子原液已经稀释了104倍，因此黑曲霉培养液
中孢子浓度为568×104个·mL－1，即5.68×106个·mL－1。
