曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
第十单元 生物技术与工程
专题 26 微生物的培养与发酵工程
甲组
复杂情境
1.鱼酱油制作(2022广东二模,21)鱼露(又称鱼酱油)是一种在广东、福建等地常见的调味
品,是以价廉的海捕小鱼虾为原料,用盐(盐的加入比例约20%)腌渍、发酵、曝晒、提炼
而成的。鱼露生产企业常通过添加高产蛋白酶耐盐菌株、豆粕,以及控制发酵条件等措
施加快生产速度和提升产品质量。图1为鱼露发酵缸,图2、3、4依次为豆粕添加浓度、
pH、温度对高产蛋白酶耐盐菌株蛋白酶活力的影响。
图1
图2
图3
图4
请回答下列问题:
(1)鱼露的发酵过程中,加入的豆粕可为菌株的生长提供 (写出至少
三种)等营养物质。图中豆粕添加的最适浓度是 g/L,高产蛋白酶耐盐菌株的最
适pH为 。
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(2)据图1可知,发酵缸中的菌株属于 型(选填“自养厌氧”“异养厌氧”或
“异养好氧”)微生物。发酵缸无须灭菌处理,原因是 。
(3)生物胺是鱼露、香肠、腊肠、咸肉、咸鱼、干酪等腌渍制品生产中产生的一类物质,
对食用安全性有重要影响,其含量较高时有一定的毒性。科研人员拟采用水解圈的方法,
从鱼露发酵液中筛选生物胺降解菌,其操作思路:从距发酵缸上表面8~12 cm处吸取1
mL发酵液→ →取100 μL均匀涂布在含1 mg/mL生物
胺、5 g/L NaCl的固体培养基上→ →挑取透明圈直径较
大的菌落分离纯化→测定菌株的生物胺降解活性。
答案 (1)碳源、氮源、无机盐、维生素 15 10 (2)异养厌氧 高盐、强碱和无(低)
氧环境下,其他微生物不易生长 (3)用无菌水稀释鱼露发酵液 30 ℃恒温培养箱培养至
有透明圈出现
解析 (1)豆粕中含有蛋白质、多糖等营养物质,故鱼露的发酵过程中,加入的豆粕可为菌
株的生长提供碳源、氮源、无机盐、维生素等营养物质;据图2、3可知,在豆粕添加浓
度为15 g/L、pH=10时,蛋白酶的活力最高,故豆粕添加的最适浓度是15 g/L,高产蛋白酶
耐盐菌株的最适pH为10。(2)据图1可知,发酵缸密封处理,且需要添加高产蛋白酶耐盐
菌株、豆粕,故发酵缸中的菌株属于异养厌氧型微生物,且由于高盐、强碱和无(低)氧环
境下,其他微生物不易生长,因此发酵缸无须灭菌处理。(3)从鱼露发酵液中筛选生物胺降
解菌,其操作思路:从距发酵缸上表面8~12 cm处吸取1 mL发酵液→用无菌水稀释鱼露
发酵液(避免杂菌污染,故用无菌水)→取100 μL均匀涂布在含1 mg/mL生物胺、5 g/L
NaCl的固体培养基上→30 ℃(图示30 ℃时蛋白酶活力最高)恒温培养箱培养至有透明圈
出现→挑取透明圈直径较大的菌落分离纯化→测定菌株的生物胺降解活性。
2.抗敏片检测法(2022肇庆二模,21)研究者从航天器表面上分离出N157菌株,利用抗敏片
方法检测该菌株对病原菌大肠杆菌和铜绿假单胞菌的抑菌活性,实验结果中抑菌圈直径
大小作为该菌种抑菌能力的评判指标,测菌株N157对病原菌的抑菌作用结果见表和图
(LB培养基含有细菌所需的各种营养物质,常用来培养细菌)。请回答下列问题:
病原菌菌种 抑菌圈直径/mm
大肠杆菌 16±0
铜绿假单胞菌 8±0.5
(1)将待测菌株N157和病原菌进行活化后,在LB (填“液体”或“固体”)培养
基中加入病原菌200 μL,用 使菌液分布均匀,放上无菌抗敏片,在抗敏片上加入
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20 μL待测菌液,以此作为实验组,密封后将其置于32 ℃恒温箱中培养,24 h后观察抑菌圈
的大小。
(2)对照组在抗敏片上只加入 ,设置对照组的作用是
。
(3)图中(a)和(b)的结果表明
。图中(c)和(d)的结果表明
。其中对 的抑制效果更好。
答案 (1)固体 涂布器 (2)20 μL LB液体培养基 确定LB液体培养基对铜绿假单胞
菌与大肠杆菌是否有抑制作用 (3)LB液体培养基分别对铜绿假单胞菌与大肠杆菌没有
抑制作用 N157对铜绿假单胞菌和大肠杆菌均具有抑菌活性 大肠杆菌
解析 (1)将待测菌株N157和病原菌进行活化后,在LB固体培养基中加入病原菌200
μL,用涂布器使菌液分布均匀,放上无菌抗敏片,在抗敏片上加入20 μL待测菌液,以此作
为实验组,密封后将其置于32 ℃恒温箱中培养,24 h后观察抑菌圈的大小。(2)为确定LB
液体培养基对铜绿假单胞菌与大肠杆菌是否有抑制作用,因此对照组在抗敏片上只加入
20 μL LB液体培养基。(3)图中(a)和(b)中没有观察到抑菌圈,因此表明LB液体培养基分
别对铜绿假单胞菌与大肠杆菌没有抑制作用。图中(c)中抑菌圈的直径约为8 mm,图中
(d)中抑菌圈的直径为16 mm,抑菌圈越大,表明抑菌效果越好,因此结果表明N157对铜绿
假单胞菌和大肠杆菌均具有抑菌活性,其中对大肠杆菌的抑制效果更好。
复杂陌生情境
3.厨余垃圾分解菌(2022佛山一模,21节选)我国大力推行垃圾分类处理。厨余垃圾在生
活垃圾中占比达到甚至超过一半,具有高含水率、高有机质(淀粉、油脂和蛋白质等)和
高盐分的“三高”属性。图为中小型厨余垃圾处理设备的工作原理示意图。
据图分析并回答下列问题:
(1)碳氮比(C/N)过高或者过低都不利于微生物发酵。某厨余垃圾中蛋白质占比较大,为了
提高发酵效率,可以在上料时加入一定量的 (面粉/豆粕)。该设备的控制系
统需要感应 等理化条件的变化,以保证微生物良好的发酵环境。
(2)相比原本存在于厨余垃圾中的微生物,该设备中投放的混合菌种具有耐高温和
的特性,能合成和分泌更多的 ,从而能更好地适应设备中的环
境,更快降解厨余垃圾。
(3)研究表明,米曲霉、解脂假丝酵母、绿色木霉等菌种对厨余垃圾中不同成分的分解各
有优势。餐厅、食堂和农贸市场产生的厨余垃圾成分有较大差异,可通过调整
,使设备都能达到较理想的降解效果。现不少家庭也尝试利用简易发酵桶处理厨余垃圾,
若不考虑升温和菌种投放措施,可通过 的做法提高降解效果。
(4)厨余垃圾经该设备处理后的残渣可 ,以实现就地资源
化利用。
答案 (1)面粉 O 浓度、温度 (2)耐盐 淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶 (3)各菌种的比例
2
搅拌通气、剪碎垃圾 (4)用于给作物施肥
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解析 (1)微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐等,碳氮比(C/N)过高或者过
低都不利于微生物发酵。某厨余垃圾中蛋白质占比较大,为了提高发酵效率,需要增加碳
源的比例,可以在上料时加入一定量的面粉(含C量较高)。微生物培养基还要满足微生
物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求,该设备的控制系统需要感应O 浓度、温
2
度等理化条件的变化,以保证微生物良好的发酵环境。(2)微生物分解淀粉、蛋白质、脂
肪等物质,是因为微生物能(合成)分泌淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。由于厨余垃圾具有
高含水率、高有机质(淀粉、油脂和蛋白质等)和高盐分的“三高”属性,该设备中投放
的混合菌种具有耐高温和耐盐的特性,从而能更好地适应设备中的环境,更快降解厨余垃
圾。(3)餐厅、食堂和农贸市场产生的厨余垃圾成分有较大差异,可通过调整各菌种的比
例,使设备都能达到较理想的降解效果。若利用简易发酵桶处理厨余垃圾,若不考虑升温
和菌种投放措施,可通过搅拌通气、剪碎垃圾的做法提高降解效果。(4)微生物分解后可
产生二氧化碳和无机盐,故厨余垃圾经该设备处理后的残渣可用于给作物施肥,以实现就
地资源化利用。
乙组
简单情境
1.肠道菌群的培养(2022山东济南二模,13)肠道菌群与人体健康存在密切关系,实验室常
用硫乙醇酸盐流体培养基培养肠道菌群。硫乙醇酸盐流体培养基的主要成分包括胰酪
蛋白胨、酵母浸出粉、葡萄糖、氯化钠、L-胱氨酸、硫乙醇酸钠、琼脂、刃天青等,其
中L-胱氨酸、硫乙醇酸钠和葡萄糖均可防止因过氧化物的积累而对厌氧菌产生毒害。
培养基的上层、中层、下层部位可以分别提供有氧、弱氧至无氧的梯度环境。下列说
法错误的是( )
A.厌氧细菌、兼性厌氧细菌和好氧菌均可在硫乙醇酸盐流体培养基中生长
B.琼脂可以防止液体流动,减少二氧化碳和氧气扩散,有利于厌氧环境的形成
C.胰酪蛋白胨可为厌氧菌提供氮源以及供合成蛋白质必需的各种氨基酸
D.硫乙醇酸盐流体培养基需经高压蒸汽灭菌后使用,接种工作应在超净工作台上完成
答案 C 培养基的上层、中层、下层部位可以分别提供有氧、弱氧至无氧的梯度环境,
故厌氧细菌、兼性厌氧细菌和好氧菌均可在硫乙醇酸盐流体培养基中生长,A正确;培养
基中加入琼脂可以防止液体流动,从而减少二氧化碳和氧气扩散,有利于厌氧环境的形
成,B正确;胰酪蛋白胨可为厌氧菌提供氮源,但不能提供合成蛋白质必需的各种氨基酸,C
错误;培养基需经高压蒸汽灭菌后使用,接种操作应在超净工作台上完成,D正确。
2.双层平板法(2022山东济南一模,20)(不定项)双层平板法是一种利用底层和上层均为牛
肉膏蛋白胨培养基对噬菌体进行检测的常用方法。具体操作如下:先在无菌培养皿中倒
入琼脂含量是2%的培养基凝固成底层平板后,将琼脂含量是1%的培养基融化并冷却至
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45~48 ℃,然后加入宿主细菌和待测噬菌体稀释悬液的混合液,充分混匀后立即倒入底层
平板上形成双层平板。培养一段时间后,在上层平板上看见由于噬菌体侵染周围细菌而
使宿主细胞裂解死亡形成的空斑即噬菌斑。通常一个噬菌斑来自原液中的一个噬菌体。
根据噬菌斑的数目计算原液中噬菌体的数量,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.牛肉膏蛋白胨培养基可作为选择培养基选择出噬菌体的宿主细胞
B.加入混合液后,使用灭菌后的涂布器将混合液均匀地涂布在培养基表面
C.上层培养基中琼脂浓度较低,因此形成的噬菌斑较大,更有利于计数
D.双层平板法获得的噬菌斑不易发生上下重叠现象
答案 CD 利用选择培养基可对微生物进行选择培养,直接获取目的微生物,牛肉膏蛋
白胨培养基不是选择培养基,A错误;据题干“将琼脂含量是1%的培养基融化并冷却至
45~48 ℃……充分混匀后立即倒入底层平板上形成双层平板”可知,是培养基和混合液
混匀一起倒平板,而不是将混合液涂布在培养基表面,B错误;双层平板法因上层培养基中
琼脂浓度较低,故形成的噬菌斑较大,更有利于计数,C正确;双层平板法所形成的全部噬
菌斑都接近处于同一平面上,因此不易发生上下噬菌斑重叠的现象,D正确。
复杂陌生情境
3.制备抗癌药物(2022湖南湘乡一中一模,22)植物内生真菌是指那些在其生活史的一定
阶段或全部阶段生活于健康植物的各种组织和器官内部的真菌,而宿主植物一般不表现
出外在的症状。由于植物内生真菌与宿主在长期的进化过程中形成了特殊的生态关系,
因此内生真菌能产生与宿主相同或相似的具有生理活性的代谢产物。研究人员进行了
以下实验:
实验材料与试剂:东北红豆杉树皮(红豆杉可产生紫杉醇,紫杉醇是一种良好的抗癌药物)、
80%乙醇、无菌水、葡萄糖、琼脂、青霉素、链霉素、马铃薯葡萄糖琼脂培养基(简称
PDA培养 基)等。
实验步骤:
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①将PDA培养液均分成3份,编号甲、乙、丙。待高温灭菌后,在甲、乙中都加入青霉
素 100 mg/L、链霉素200 mg/L的混合液20 mL。甲、乙、丙都制成平板。
②将东北红豆杉树皮严格按程序消毒处理,剪切成0.25 cm2的小块,放入甲平板中。28
℃恒 温培养3~15天,定时观察。
③观察到甲平板中组织块边缘有少量菌丝产生时,采用菌丝尖端挑取法将其转入乙平板
中 培养。经鉴定后最终分离出真菌并保存。
回答下列问题:
(1)从功能上来看,甲、乙中的培养基属于 培养基。PDA培养基中的碳源是
。
(2)实验中培养基需灭菌,东北红豆杉树皮需消毒,灭菌与消毒的区别是 。
平板丙的处理应该是 。
(3)获得内生真菌后可临时保藏:将菌种接种到试管的 上,在合适的温度下培养,
观察有菌丝长出后放入4 ℃冰箱保藏备用。分离红豆杉内生真菌的意义是
。
(4)研究人员利用紫杉醇、BOS172722(一种抗肿瘤药物)对乳腺癌细胞进一步展开研究,
处 理方式和实验结果如表所示:
组别 加入的药物 迫使癌细胞加速分裂以导致细胞凋亡所需的时间 癌细胞存活率
1 空白对照 不凋亡 100%
2 紫杉醇 110分钟 40%
3 BOS172722 52分钟 29%
紫杉醇+
4 15分钟 0
BOS172722
据此推测治疗乳腺癌的最好方式是 ,依据
是 。
答案 (1)选择 马铃薯(滤液)、葡萄糖 (2)灭菌是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,消毒是使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物
体表面或内部一部分微生物 接种适量无菌水,与甲放在相同的环境中培养,作为空白
对照 (3)(固体)斜面培养基 培养红豆杉内生真菌,大量生产紫杉醇,制备抗癌药物 (4)
同时使用紫杉醇和BOS172722 同时使用紫杉醇和BOS172722迫使癌细胞加速分裂以
导致细胞凋亡所需的时间最短,癌细胞存活率最低,作用快、效果好
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解析 (1)甲、乙中都加入了青霉素 100 mg/L、链霉素200 mg/L的混合液20 mL,从功
能上来看,甲、乙中的培养基属于选择培养基,PDA培养基是马铃薯葡萄糖琼脂培养基,
其中碳源是马铃薯(滤液)、葡萄糖。(2)丙作为空白对照,要接种适量无菌水,与甲放在相
同的环境中培养。(3)临时保藏方法:将菌种接种到试管的固体斜面培养基上,在合适的温
度下培养,观察有菌丝长出后放入4 ℃冰箱保藏备用。分离红豆杉内生真菌的意义是培
养红豆杉内生真菌,大量生产紫杉醇,制备抗癌药物。(4)据表可知,紫杉醇 + BOS172722
处理,迫使癌细胞加速分裂以导致细胞凋亡所需的时间最短,癌细胞存活率最低,作用快、
效果好。
4.腹泻与细菌过度繁殖(2022常德模拟考,21)某校三位同学吃冰激凌后有两人出现腹泻
现象,他们怀疑冰激凌中的大肠杆菌等多种细菌含量超标,于是进行了相关实验。请利用
所学知识解决相关问题:
(1)要检测冰激凌中的大肠杆菌的含量,首先需要制备培养基。培养基中必须含有无机盐、
水以及 等营养物质。
(2)进行样品稀释时,用无菌移液管吸取5 mL冰激凌样品原液加入盛有 mL无
菌水的三角瓶中,使样品稀释10倍,然后继续进行系列梯度稀释操作。
(3)已知接种的四个平板上的菌落数分别为36、44、18和40,每毫升冰激凌样品原液中
的大肠杆菌活菌数约为4×105个,涂布时每个平板滴加的样液体积为0.1 mL,则冰激凌样
品原液的稀释倍数为 倍。
(4)实验过程中需要设置对照组。严格来说,应该设置两组对照组。一组为阴性对照组,不
进行涂布或者用无菌水涂布平板;另一组为阳性对照组,涂布大肠杆菌。阴性对照的目的
是 ,阳性对照
的目的是 。
(5)冰激凌的配料表上有110、124、160等着色剂,这些数字分别代表了日落黄、胭脂红、
胡萝卜素等多种合成色素。常用萃取法提取胡萝卜素,萃取剂应具有的特点有
(至少答两点)。
答案 (1)碳源、氮源 (2)45 (3)1 000 (4)检验培养基是否被污染(或检验培养基的制
备是否合格) 检验该培养基能否培养大肠杆菌 (5)具有较高沸点,能充分溶解胡萝卜素,
不与水混溶
解析 (1)培养大肠杆菌的培养基中必须含有无机盐、水以及碳源、氮源等营养物质。
(2)样品稀释10倍,需把5 mL冰激凌样品原液加入45 mL无菌水中。(3)0.1 mL样液中
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含有大肠杆菌数为(36+44+40)/3=40(个),则1 mL样液中含有大肠杆菌400个,每毫升原
液中大肠杆菌活菌数约有4×105个,说明原液稀释的倍数为4×105÷400=1 000。(4)阴性对
照为不进行涂布或者用无菌水涂布平板,其目的是检验培养基是否被污染;阳性对照为涂
布大肠杆菌,其目的是检验该培养基能否培养大肠杆菌。(5)萃取胡萝卜素的萃取剂应具
有的特点:具有较高沸点,能充分溶解胡萝卜素,不与水混溶。
丙组
简单情境
1.传统发酵技术(2022北京房山一模,12)中国许多传统美食的制作过程蕴含了生物发酵
技术。下列叙述不正确的是( )
A.泡菜制作过程中,密封处理有利于醋酸菌的生长
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,将容器密封有利于酵母菌酒精发酵
D.酸奶制作过程中,密封处理有利于乳酸菌发酵
答案 A 泡菜制作应用的是乳酸发酵的原理,密封处理有利于乳酸菌的生长,A错误。
馒头制作过程中,酵母菌进行无氧呼吸产生CO ,使馒头松软;米酒制作过程中,将容器密
2
封有利于酵母菌无氧呼吸产生酒精,但要注意定期放气;酸奶制作过程中,乳酸菌在无氧
条件下发酵,分解葡萄糖生成乳酸,B、C、D正确。
2.酵母菌生产应用(2022北京丰台一模,14)酿酒酵母常用于制作葡萄酒、面包等,某同学
利用购买的酿酒酵母制作白葡萄酒。下列操作不正确的是( )
A.购买的干粉菌种需活化后再接种
B.将白葡萄清洗后捣碎有助于发酵
C.定期用斐林试剂检测发酵产物
D.接种量、温度等影响放气频率
答案 C 斐林试剂可以检测还原糖,不能检测酒精,C错误;干粉酵母处于休眠状态,需要
活化再接种,A正确;葡萄清洗后捣碎有利于酵母菌接触培养液进行发酵,B正确;接种量、
温度等因素会影响酵母菌无氧呼吸的强度(产生CO 的速率),进而影响放气的频率,D正
2
确。
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3.调查湖水中的细菌污染情况(2022北京昌平二模,13)某研究小组为调查湖水中的细菌
污染情况进行了实验。相关叙述正确的是( )
A.根据菌落和代谢特征对细菌种类进行鉴定
B.用平板划线法对细菌进行分离纯化并计数
C.对照组可在另一个培养基上接种等量清水
D.实验用过的带菌培养基经消毒后才能倒掉
答案 A 根据菌落的形态和代谢特征可以对菌种进行鉴定,A正确;平板划线法可以对
细菌分离纯化,得到单菌落,但不能计数,B错误;对照组可在另一个培养基上接种等量无
菌水,排除实验操作和培养过程中杂菌污染造成的影响,C错误;实验用过的带菌培养基经
灭菌后才能倒掉,D错误。
复杂情境
4.抑菌率的计算(2022北京西城二模,13)为筛选高效抑制苹果树腐烂病菌生长的芽孢杆
菌,取直径为3 mm的果树腐烂病菌菌落转移至A处,B处接种芽孢杆菌(图1)。培养若干
天,实验组与对照组的结果如图2所示。下列抑菌率的计算公式正确的是( )
图1
图2
D-d D-d
A. ×100%B. ×100%
D D-3
D-d-3 D-d-3
C. ×100%D. ×100%
D D-3
答案 B 由图可知,对照组病菌菌落直径为D,实验组病菌菌落直径为d,D-d为腐烂病
菌被芽孢杆菌抑制的部分,计算抑制率需要用被抑制的部分除以对照组扩增的部分(D-3)
再乘100%,故选B。
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5.微生物耐高压的机制(2022北京东城二模,16)深海具有高压、黑暗等极端环境特征,我
国科考船在南海采集到深海冷泉沉积物,从中分离培养微生物,并对深海微生物耐高压的
生存机制进行了研究。
(1)我国科学家利用如图1所示过程分离培养深海微生物。
图1
①研究发现深海沉积物中富含胞外DNA,推测这些DNA可作为微生物生存所需的
等营养物质,因此在培养基中添加了DNA。
②将Ⅰ得到的菌液与Ⅱ所用的培养基混合注入充满N 的密闭试管中。将试管在冰水混
2
合物中迅速滚动,培养一段时间后可在试管壁的薄层培养基上获得单菌落。与Ⅰ相比,Ⅱ
所用培养基中还需要添加的是 。按照对O 的需求划分,所培养的微生物属于
2
型。
③如图1Ⅲ,研究人员从 水平对微生物的种类进行了鉴定,最终获得了
纯培养物,并命名为 父鱼菌,为进一步研究奠定了基础。
(2)深海微生物能够利用TMA转运蛋白从深海环境吸收TMA,在TMA单加氧酶的作用
下合成TMAO。为研究TMAO与微生物耐受高压能力的关系,将构建的3种不同质粒分
别导入不耐高压的大肠杆菌,在高压下用含有TMA的培养基培养48 h,实验结果如图2
所示。
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图2
分析实验结果得出的结论合理的有 (选填下列选项)。
A.转基因操作对常压下甲组大肠杆菌的生存能力无明显影响
B.细胞中的TMAO降解酶能够增强大肠杆菌耐受高压的能力
C.细胞中的TMAO和TMA单加氧酶都会影响大肠杆菌耐受高压的能力
D.细胞中的TMAO含量与大肠杆菌耐受高压能力呈正相关
答案 (1)①碳源、氮源 ②琼脂 厌氧 ③分子、细胞和群体 (2)A、C、D
解析 (1)①DNA的组成元素中含有C、N,可以为微生物提供碳源和氮源。②试管壁的
薄层培养基上可形成菌落,说明该培养基为固体培养基,故需额外加入琼脂。密闭试管中
充满N ,无O ,故按照对O 需求的划分,该微生物为厌氧型。③图1Ⅲ处分别是从群体水
2 2 2
平(菌落特征)、细胞水平(电子显微镜观察)、分子水平(基因鉴定)鉴定微生物种类的。
(2)甲组常压下,四组转基因大肠杆菌细胞密度比(培养结束/培养起始)的对数(增殖情况)
大体相同,故转基因操作对常压下甲组大肠杆菌的生存能力无明显影响,A正确。甲组高
压条件下,未敲除TMAO降解酶基因且转入空质粒的大肠杆菌细胞密度比(培养结束/培
养起始)的对数约为-4,乙组高压条件下,敲除TMAO降解酶基因且转入空质粒的大肠杆
菌细胞密度比(培养结束/培养起始)的对数为-2~-1,相比较之下,敲除TMAO降解酶基因
提高了大肠杆菌耐高压的能力,也就是说TMAO降解酶能够降低大肠杆菌耐高压的能力,
B错误。由题干和题图可知,微生物吸收TMA,在TMA单加氧酶的作用下生成
TMAO,TMAO含量升高能够提高大肠杆菌耐高压的能力,C、D正确。
解题关键 本题第(2)小问解题的关键在于对题图中纵坐标的解读,培养结束/培养起始的
对数大于零,则大肠杆菌培养结束时的数目比起始时多,培养结束/培养起始的对数小于
零,则大肠杆菌培养结束时的数目比起始时少。
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丁组
简单情境
1.培养基的配制和使用(2022南京三模,12)培养基是人们按照培养对象对营养物质的不
同需求配制的营养基质。下列有关培养基的配制和使用的叙述,正确的是( )
A.微生物培养基的组成成分必须含有碳源、氮源、水和无机盐
B.用动、植物的体细胞进行细胞培养,均可用固体培养基
C.接种前要了解固体培养基是否被污染,可接种蒸馏水来培养检测
D.使用过的微生物培养基应进行高压蒸汽灭菌处理后再丢弃
答案 D 微生物培养基的组成成分通常含有碳源、氮源、水和无机盐等,对于自养微
生物来说,可不加碳源,对于固氮微生物来说可不加氮源,A错误;用动物的体细胞进行细
胞培养,需要用液体培养基,B错误;接种前要了解固体培养基是否被污染,可直接培养空
白培养基来检测,C错误;使用过的微生物培养基应进行高压蒸汽灭菌处理后再丢弃,以防
污染环境,D正确。
2.臭鳜鱼制作(2022苏北七市三模,14)臭鳜鱼是以新鲜鳜鱼为原料,配以食盐、香辛料等
在25~28 ℃的条件下由乳酸杆菌等多种微生物共同发酵制得的。相关叙述错误的是(
)
A.新鲜鳜鱼应先宰杀冲洗干净,再用高度白酒进行灭菌
B.食盐、香辛料等不仅能调味,还具有防腐功能
C.腌制时,要将鱼体整齐叠放并进行压实处理
D.发酵环境控制不严,可能会存在食品安全隐患
答案 A 新鲜鳜鱼应先宰杀冲洗干净,再用高度白酒进行消毒,A错误;食盐、香辛料等
既能调味,又具有防腐功能,B正确;根据题干信息,腌制时,要将鱼体整齐叠放并进行压实
处理,这样既能让鱼体快速入味,又能防止空气抑制乳酸杆菌等多种微生物的发酵,C正确;
发酵环境控制不严,可能会导致鱼体腐烂变质,产生安全隐患,D正确。
复杂情境
3.中国传统文化(2022苏、锡、常、镇调研二,19)北魏农学巨著《齐民要术》记载了许
多古人在实际生产中积累的经验,也蕴藏着众多生物学知识。请阅读表格中的古籍原文,
判断以下相关叙述,正确的是(多选)( )
工艺名称 古籍原文
酿酒技术 浸曲发,如鱼眼汤,净淘米八斗,炊作饭,舒令极冷
制醋技术 大率酒一斗,用水三斗,合瓮盛,置日中曝之。七日后当臭,衣生,勿得怪也,但停置,勿移动,挠搅之。数十日,醋成
泡菜制作
作盐水,令极咸,于盐水中洗菜,即内瓮中。其洗菜盐水,澄取清者,泻著瓮中,令没菜把即止,不复调和
技术
A.“浸曲发”时用的酒曲中,微生物的呼吸类型为兼性厌氧型
B.“鱼眼汤”是指液面冒出小气泡的现象,由微生物呼吸作用释放CO 形成
2
C.“衣生”指发酵液表面形成一层菌膜的现象,主要是醋酸菌大量繁殖形成的
D.“令没菜把即止”指将蔬菜全部浸没在盐水中,主要是为了让蔬菜充分吸收盐分
答案 ABC 酿酒所用的菌种是酵母菌,酵母菌的呼吸类型为兼性厌氧型,A正确;“鱼眼
汤”是指液面冒出小气泡的现象,由酵母菌呼吸作用释放CO 形成,B正确;用酒精进行醋
2
酸发酵,“置日中曝之”指使微生物充分接触氧气,同时提高温度,有利于醋酸菌发酵,酒液
表面“衣生”即指发酵液表面形成一层菌膜的现象,主要是醋酸菌大量繁殖形成的,C正
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确;“令没菜把即止”指将蔬菜全部浸没在盐水中,主要是为泡菜中乳酸菌发酵创设无氧
条件,D错误。
4.植物酵素(2022南京金陵中学3月调研,14)植物酵素是指以植物为主要原料,经微生物
发酵制得的含有特定生物活性成分的产品。苹果酵素生物发酵的流程中,需将苹果去核、
切块,加冰糖,并持续发酵90天。每隔15天测定总酸含量和乙醇含量,结果如图。有关叙
述正确的是( )
A.冰糖为微生物发酵提供养分,加入前可用紫外线照射杀灭其表面微生物
B.第一个月的隔天通气的目的是抑制厌氧型和兼性厌氧型微生物的无氧呼吸
C.第二个月总酸含量增加的主要原因可能是乳酸菌等微生物呼吸产生了CO
2
D.第三个月总酸含量和乙醇含量发生的变化可能与醋酸菌的发酵作用密切相关
答案 A 冰糖可以为微生物发酵提供碳源,紫外线照射可以杀死物体表面和空气中的
微生物,A正确;从第一个月乙醇含量上升可以推出,隔天通气并没有抑制酵母菌的无氧呼
吸,B错误;乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,不产生乙醇和CO ,C错误;第三个月密封发酵,而醋
2
酸菌是好氧微生物,故这段时间醋酸菌发酵作用很弱,总酸量和乙醇量发生的变化与醋酸
菌的发酵作用关系不大,D错误。
5.验证使用公筷的必要性(2022扬州一模,19)某检测小组为验证使用公筷的必要性,将聚
餐时的每道菜品分为两份,一份使用公筷进食,一份不使用公筷进食。通过无菌操作采集
样品,定量稀释后等量接种于牛肉膏蛋白胨培养基上,恒温培养适宜时间,进行细菌菌落总
数统计,结果如表,其中CFU/g表示每克样品在培养基上形成的菌落总数。下列叙述正确
的是(多选)( )
细菌菌落总数(CFU/g)
菜名 餐后
餐前
公筷 非公筷
凉拌黄瓜 14 000 16 000 45 000
香辣牛蛙 60 150 560
A.每道菜品应用公筷和非公筷夹取相同次数,目的是排除无关变量的干扰
B.使用公筷可明显降低菜品细菌污染,使用非公筷会导致菜品之间的交叉污染
C.实验采用稀释涂布平板法统计活菌数目,实验结果一般比实际值偏高
D.牛肉膏蛋白胨培养基需经高压蒸汽灭菌后再调整pH,完全冷却后倒平板
答案 AB 根据题干信息分析表格,该实验的目的是验证使用公筷的必要性,自变量是
菜品的种类和是否使用公筷,因变量是菌落总数。每道菜品用公筷和非公筷夹取的次数
属于无关变量,应该保持一致,以排除无关变量对实验结果的干扰,A正确;根据实验数据
分析,与使用非公筷相比,使用公筷可明显降低菜品细菌污染,使用非公筷会导致菜品间的
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交叉污染,B正确;实验采用稀释涂布平板法统计活菌数目,实验结果一般比实际值偏低,
这是因为当两个或多个细胞连在一起生长时,计数只计为一个菌落,C错误;牛肉膏蛋白胨
培养基需先调pH,经高压蒸汽灭菌后再倒平板,且不能等完全冷却后再倒平板,D错误。
6.筛选某种抗生素产生菌(2022扬州仪征中学期初,19)抗生素是某些微生物产生的能杀
死或抑制其他微生物生长的化学物质。如图表示从土壤中筛选某种抗生素产生菌的过
程,相关叙述正确的是(多选)( )
A.菌株的透明圈越大,其产生的抗生素抑菌效果越好
B.没有透明圈产生的菌株一定不能产生抗生素
C.接种测试菌3时,接种环可能在灼烧后未冷却
D.测试菌2、5对该菌产生的抗生素具有一定的抗性
答案 AD 结合题干信息分析题图,图中产生透明圈说明抗生素能抑制指示菌S的生长,
透明圈越大,抑菌效果越显著,A正确;没有透明圈产生的菌株不一定就不能产生抗生素,
可能产生的量少,B错误;接种测试菌3,发现其离能产生透明圈菌株的距离较远,说明可能
是产生的抗生素抑制了测试菌3的生长,C错误;测试菌2和5距离能产生透明圈菌株的
距离近,说明测试菌2、5对该菌产生的抗生素具有一定的抗性,D正确。
戊组
简单情境
1.泡菜的制作(2022枣庄二模,14)泡菜古称葅,是为了利于长时间存放而经过发酵的蔬菜,
古法制作用瓷坛密封,安全卫生。泡菜制作时使用5%~20%的盐水,只要乳酸含量达到一
定的浓度,并使产品隔绝空气,就可以达到久贮的目的。下列叙述正确的是( )
A.乳酸菌不具有耐盐特性,制作泡菜时尽量少放食盐
B.泡菜坛使用前需要清洗干净,并用70%酒精进行灭菌处理
C.正常乳酸发酵时,会有部分醋酸菌繁殖,以致发酵液pH下降
D.乳酸菌是一种原核生物,可以将糖类氧化成乳酸,无气体产生
答案 D 泡菜制作时食盐浓度过低,可能导致杂菌大量繁殖,故泡菜制作时使用
5%~20%的盐水为宜,A错误;70%酒精进行的是消毒处理,B错误;泡菜制作时需要密封以
隔绝空气,而醋酸菌属于好氧菌,故正常乳酸发酵时不会有醋酸菌繁殖,C错误;乳酸菌是
一种原核生物,在无氧条件下可以将糖类氧化成乳酸,该过程无气体产生,D正确。
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2.即墨老酒的制作(2022潍坊二模,15)即墨老酒被评定为中国北方黄酒的“营养酒王”,
其酒内含有的糖分、糊精、有机酸、蛋白质、氨基酸、甘油、高级醇、维生素、无机
盐等全为天然所得。造老酒的“决窍”主要是守六法:“黍米必齐、曲孽必时、水泉必香、
陶器必良、湛炽必洁、火剂必得”;把五关:“煪糜、糖化、发酵、压榨、陈储”。下列
说法错误的是( )
A.“曲蘖必时”中的曲蘖特指酵母菌,在酿造黄酒过程中只进行无氧呼吸
B.“糖化”是指将淀粉等水解为甜味糖,有利于发酵过程中酵母菌对糖类的利用
C.“湛炽必洁”是指酿造、陈储老酒的器具必须严格杀菌消毒,防止杂菌污染
D.“陈储”是指将榨出的酒放入储酒罐内陈储存放待用,要特别注意密封防止酸酒
答案 A “曲蘖必时”中的曲蘖特指酵母菌,在酿造黄酒过程中,先进行有氧呼吸,酵母
菌大量繁殖,而后进行无氧呼吸产生酒精,A错误;酵母菌是异养型生物,淀粉等水解为甜
味糖有利于发酵过程中酵母菌对糖类的利用,B正确;“湛炽必洁”是指酿造、陈储老酒
的器具必须严格杀菌消毒,由于酿酒过程是酵母菌进行发酵的过程,因此防止杂菌污染可
以使酵母菌更好地发挥作用,C正确;“陈储”是指将榨出的酒放入储酒罐内陈储存放待
用,若是密封不好,醋酸菌容易将酒精转化为醋酸,会形成“酸酒”,故存放过程要特别注
意密封,D正确。
复杂情境
3.酸菜制作(2022德州二模,13)东北酸菜是白菜经腌制而成的传统食品,酸菜的制作主要
靠乳酸菌的发酵作用。如图表示在发酵过程中乳酸菌种群数量、发酵液pH及抑菌能力
的变化。下列分析正确的是( )
A.0~6 h内乳酸菌的种群数量呈“J”形增长
B.酸菜腌制过程中,发酵容器内应先通气后密封
C.发酵后期影响有害菌生长的主要因素是pH
D.发酵过程中,乳酸菌产生了抑制有害菌生长的某种物质
答案 D 培养到2 h时,乳酸菌的相对数量约为0.5,培养到4 h时,乳酸菌的相对数量约
为1.5,培养到6 h时,乳酸菌的相对数量约为2.0,2~4 h的增长倍数为1.5÷0.5=3,4~6 h的
增长倍数为2.0÷1.5=4/3,2~4 h的增长倍数大于4~6 h的增长倍数,因此0~6 h乳酸菌的
种群数量不呈“J”形增长,A错误;酸菜制作主要靠乳酸菌的发酵作用,乳酸菌属于厌氧菌,
发酵过程中容器内不需要通氧气,B错误;随发酵时间的延长,乳酸菌数量增加并稳定在较
高数值,而抑菌圈直径在一定时间内表现增加,且发酵后期pH基本保持不变,说明发酵过
程中,乳酸菌产生了抑制有害菌生长的某种物质,影响有害菌生长的主要因素是乳酸菌产
生的某些抑菌的物质,C错误,D正确。
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名师点睛 由题图可知,发酵过程中乳酸菌种群数量逐渐增加并保持稳定;随发酵时间的
延长,发酵液的pH逐渐降低,约在16 h pH稳定在较低水平;随发酵时间的延长,抑菌圈
直径先是增加,最后略有降低。
4.自生固氮菌(2022枣庄二模,13)自生固氮菌是土壤中能独立进行固氮的细菌。科研人
员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如图。已知步
骤④获得的三个平板的菌落数分别为90、95、100,对照组平板为0。相关叙述正确的是
( )
A.步骤②振荡20 min的目的是扩大菌种数量,属于选择培养
B.步骤④使用接种环划线接种,使用前需要灼烧灭菌
C.1 g土壤中平均自生固氮菌数约为9.5×106个
D.所用培养基应加入碳源、氮源、无机盐、水和琼脂
答案 C 步骤②需充分振荡的主要目的是使土壤中的微生物充分释放到无菌水中,A
错误;由图观察可知,步骤④平板中的菌落分布均匀,故所用的接种工具是涂布器,接种方
法是稀释涂布平板法,B错误;1 g土壤中平均自生固氮菌数约
为(90+95+100)/3÷0.1×104=9.5×106(个),C正确;本实验需要分离自生固氮菌,自生固氮菌可
以利用空气中的氮气作为氮源,故所用培养基中不能加入氮源,D错误。
5.嗜热菌的筛选(2022济宁二模,13)耐高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。
嗜热菌可以在高温环境中生存,其产生的淀粉酶最适温度较高。筛选能产生耐高温淀粉
酶的嗜热菌过程如图1所示,其中Ⅰ号培养基用碘液处理的结果如图2所示。下列叙述
正确的是( )
图1
图2
A.图2中周围不显蓝色的菌落含有所需菌种
B.倒平板后对培养皿进行高压蒸汽灭菌
C.淀粉是图2所示固体培养基的唯一碳源
D.甲、乙试管中均为选择培养基
答案 A 淀粉与碘液反应呈现蓝色,能分解淀粉的嗜热菌在培养基上生长时可释放淀
粉酶,分解培养基中的淀粉,故周围不显蓝色的菌落含有所需菌种,A正确;倒平板时培养
皿和培养基都已灭菌处理,因此倒平板后不需要对培养皿再进行高压蒸汽灭菌,B错误;据
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图2可知,培养基上出现周围显蓝色的菌落,也出现了周围不显蓝色的菌落,因此淀粉可能
不是图2所示固体培养基的唯一碳源,C错误;图1中①过程是梯度稀释,②过程是用稀释
涂布平板法进行接种,因此甲、乙试管主要是对嗜热菌样品进行稀释,不具备选择作用,不
属于选择培养基,D错误。
6.抗生素的药敏试验(2022泰安二模,20)(不定项)MIC是指药敏试验中某种抗生素对测试
菌的最低抑制浓度。某研究小组将含有相同浓度抗生素Ⅰ~Ⅳ的四个大小相同的纸片分
别贴在长满测试菌的琼脂平板上,进行药敏试验以了解病原微生物对四种抗生素的敏感
程度,用于指导临床合理选用抗生素。图1为实验器材,图2为实验结果。下列说法正确
的是( )
图1
图2
A.为获得长满测试菌的琼脂平板,需要使用图1中工具①②③
B.图2中抑菌圈越大,说明该测试菌对相应抗生素的抗性越强
C.图2抑菌圈中出现菌落的原因可能是病原菌中出现了能抗抗生素Ⅳ的突变株
D.图2中抗生素Ⅰ的抑菌圈比抗生素Ⅲ的小,所以抗生素Ⅰ的MIC小于抗生素Ⅲ的MIC
答案 AC 为获得长满测试菌的琼脂平板,需要采用稀释涂布平板法,该方法需要使用
图1中①酒精灯(操作需要在酒精灯火焰旁进行)、②涂布器(接种工具)和③培养基,A正
确;图2中抑菌圈越大,说明该测试菌对相应抗生素的抗性越弱,B错误;图2抑菌圈中出现
菌落的原因可能是病原菌中出现了能抗抗生素Ⅳ的突变株,C正确;MIC是指药敏试验中
某种抗生素对测试菌的最低抑制浓度,图2中抗生素Ⅰ的抑菌圈比抗生素Ⅲ的小,说明该
测试菌对抗生素Ⅰ的抗性较抗生素Ⅲ强,所以抗生素Ⅰ的MIC大于抗生素Ⅲ的MIC,D
错误。
己组
简单情境
1.废弃油脂降解菌的筛选(2022天津新华中学一模,13)科学家从长期受到废弃油脂污染
的淤泥中得到两种油脂降解菌A和B,现对两种油脂降解菌进行培养分析,请回答下列问
题:
(1)科学家配置了含有0.3%NH NO 、0.05%KH PO 、0.05%K HPO 、0.02%MgSO 、微
4 3 2 4 2 4 4
量元素和废弃油脂等的培养基,如图1所示实验操作,该培养基中还应含有的一种成分是
,在培养基中加入0.05%KH PO 和0.05%K HPO 的作用是 。
2 4 2 4
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图1
(2)如图1所示,科学家称取5 g淤泥样品,将其加入45 mL无菌水中,进行梯度稀释,在5
个平板上分别接入0.1 mL稀释液,经适当培养后,5个平板上的菌落数分别为155、
175、150、41、160个,则1 g淤泥中的活菌数约为 个。用这种方法统计得到的
数值往往 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)废弃油脂具有污染与资源两重性,A、B两种细菌在降解废弃油脂的同时还能获得高
附加值的次生代谢产物鼠李糖脂。为评价A、B两种细菌的相关性能,对A、B两种细
菌进行分别培养,得到如图结果。据图2可知两种菌株在培养过程中都出现了 形
增长,且 菌株更适合用于降解废弃油脂。
图2
答案 (1)生长因子 提供无机盐和调节培养基的pH (2)1.60×108 偏小 (3)S B
解析 (1)题述培养基是以废弃油脂为唯一碳源的培养基,可以筛选出能降解废弃油脂的
细菌,培养基的配方一般需要碳源、氮源、水、无机盐、生长因子等,故培养基中还需加
入生长因子;微生物的生长除需要各种营养物质外,还需要适宜的环境条件,如温度、pH
等,则加入0.05% KH PO 和0.05% K HPO 的作用是为油脂降解菌的生长提供无机盐和
2 4 2 4
调节培养基的pH。(2)结合题意和图示可知,5 g淤泥样品,将其加入45 mL无菌水中,菌
液浓度为10-1,连续稀释4次,因此接种时的菌液浓度为1×10-5,经培养后5个平板上的菌
落数分别为155、175、150、41、160个,其中41数据偏差太大,可将其删除,故1 g淤泥
中的活菌数为(155+175+150+160)/(4×0.1×10-5)=1.60×108(个);运用这种方法统计时,两个
和多个相连的菌落可能会被计算为一个菌落,所以会导致比实际值偏小。(3)根据题图可
知,两种菌株的细胞密度均是先增加后趋于稳定,故两种菌株在培养过程中都出现了S形
增长;根据题图可知,相同时间内,菌株B的细胞密度高于菌株A,而菌株B的脂肪剩余低
于菌株A,说明菌株B增殖速度快,废水中脂肪剩余比例低,降解脂肪能力强,净化效果好,
因此菌株B更适合用于降解油脂。
复杂情境
2.降解双酚A(2022天津河北一模,15)双酚A(BPA)是一种含碳有机物,是重要的工业原料,
在环境中不易降解,科研人员对土壤中细菌等微生物降解BPA进行了相关研究。
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(1)BPA由多种途径进入环境,沿着 在生态系统中传递,并逐级积累,产
生富集现象。
(2)为探究BPA对土壤中细菌数量及种类的影响,科学家进行了以下实验。
①首先测定不同浓度BPA对土壤细菌生长情况的影响,结果如图1所示,实验结果表明
。
图1
图2
(注:电泳条带宽度与细菌相对数量的多少有直接关系)
②16SrDNA基因存在于所有细菌中,该基因包含多个恒定区和可变区,恒定区序列在所有
细菌间无显著差异,可变区序列具有种的特异性。为探究BPA对细菌群落多样性的影响,
利用16SrDNA基因的“恒定区”序列设计引物,PCR扩增16SrDNA片段,电泳结果如图
2。如图A、B、C条带是各处理所共有的,说明各处理土壤中具有相同的细菌种类。不
同浓度BPA处理出现了特有条带,如d,e,f,g和h条带,说明 。且共有条带中
宽度不同(如C),可推测不同浓度BPA导致不同细菌的 发生改变,由此推测
该细菌群落在发生 。
(3)经过筛选,科研人员得到3株具有降解BPA能力的菌株,下列叙述哪些是正确的
。
A.分离BPA降解菌的培养基需要以BPA为唯一碳源
B.培养基中营养物质浓度越高,对微生物生长越有利
C.依据菌落的形状、大小、颜色等可进行菌种的初步鉴定
D.比较3株菌株降解BPA能力后,剩余菌液可直接倒掉
答案 (1)食物链(网) (2)①BPA抑制细菌生长,并且随BPA浓度升高抑制作用增强 ②
经BPA处理形成了新细菌 相对数量 演替 (3)AC
解析 (1)BPA由多种途径进入环境,在环境中不易降解,会沿着食物链(网)在生态系统中
传递,并逐级积累,产生生物富集现象。(2)①由图1可知,与对照组相比,在不同浓度的
BPA下,细菌的相对数量减少,说明不同浓度的BPA均可抑制细菌数量的增加,且随BPA
浓度升高抑制作用增强。②根据题意可知,A、B、C条带是各处理所共有的,说明各处理
土壤中具有相同的细菌种类,而不同浓度BPA处理出现了特有条带,如d,e,f,g和h条带,
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说明经BPA处理形成了新细菌。条带的宽度和细菌的相对数量为正相关,故共有条带中
宽度不同(如C),可推测不同浓度BPA导致不同细菌的相对数量发生改变。由于有新的
菌体出现,因此该细菌群落在发生演替。(3)双酚A(BPA)是一种含碳有机物,可为能分解
双酚A的微生物提供碳源,因此分离BPA降解菌的培养基需要以BPA为唯一碳源,A正
确;培养基中营养物质浓度并非越高越好,若其浓度过高,可导致微生物失水过多而死亡,B
错误;不同菌体形成菌落的形状、大小、颜色等不同,因此依据菌落的形状、大小、颜色
等可进行菌种的初步鉴定,C正确;剩余菌液不可直接倒掉,需要经过高压蒸汽灭菌处理,
以防止污染环境,D错误。
3.解磷菌筛选(2021天津南开二模,14)土壤中的解磷微生物能够把难溶性磷酸盐(如磷酸
钙等)转化为可被直接利用的可溶性磷。下面是实验小组筛选具有较强解磷能力菌株的
过程,请回答下列问题:
(1)配制培养基:如表是1 L培养基的配方,此配方不能用于分离纯化解磷菌株,原因是
。
物质 质量
葡萄糖 10 g
MgSO ·7H O 0.3 g
4 2
羟基磷灰石 5 g
(NH ) SO 0.5 g
4 2 4
NaCl 0.2 g
KCl 0.2 g
MnSO 0.03 g
4
FeSO ·7H O 0.01 g
4 2
(2)解磷菌株的分离:配制不同浓度的土壤稀释液,分别取0.1 mL,采用下图中
法接种到含难溶磷的固体平板培养基上,并按图中 (选填“a”或“b”)所示放置。
这样放置的原因有 (多选题,在下列选项中选择)。培养2 d后得到单菌落,挑取
的菌落,就是解磷菌株。
A.防止水分过快蒸发,导致培养基干裂
B.防止皿盖上的冷凝水滴落,造成污染
C.有利于观察计数,辨别菌落特征
D.移动培养皿时,不容易造成皿盖打开而暴露培养基
(3)对筛选得到的3种解磷菌株A、B、C进行解磷能力测定,分别采用了固体平板解磷
能力测定法和液体培养基解磷能力测定法,结果如表,结合表中数据分析可知,解磷能力最
强的菌株是 ,理由是
(写两点)。
固体平板解磷能力测定 液体培养基解磷能力测定
菌株 菌落直径 透明圈直径 原液体培养基含 培养后含磷量
d(mm) D(mm) 磷量(mg·mL-1) (mg·mL-1)
A 18 36 0.20 0.127
B 31 59 0.20 0.165
C 19 57 0.20 0.051
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(4)选取能力最强的解磷菌放入锥形瓶中继续扩大培养,一段时间后欲通过稀释涂布平板
法观察菌落并计数,他们从中挑选了以下三个平板,其中稀释操作比较成功、并能够用于
菌落正确统计的平板是 ,不选择其他两组的理由是 。
答案 (1)该培养基配方中缺少琼脂,液体培养基不能用于分离纯化菌株 (2)稀释涂布平
板 a ABCD 产生透明(溶磷)圈 (3)C C菌株透明圈直径D与菌落直径d比值最大,
且培养后溶液中含磷量最低(或:培养前后溶液中含磷量的差值最大) (4)乙 甲组中菌
落形态多样(已被污染);丙组菌落数较少(计算后误差会较大)
解析 (1)分离和纯化微生物应该使用固体培养基,但是该培养基配方中没有添加琼脂,即
为液体培养基,而液体培养基不能用于分离和纯化微生物。(2)图中所示的接种工具为涂
布器,所用接种方法为稀释涂布平板法,接种后的平板在培养时应倒置,如图a所示。这样
放置可防止水分过快蒸发,导致培养基干裂;防止皿盖上的冷凝水滴落,造成培养基污染;
有利于观察计数,辨别菌落特征;移动培养皿时,不容易造成皿盖打开而暴露培养基,故选
ABCD。解磷菌株可利用培养基中的难溶性磷酸盐,故挑选有透明溶磷圈的菌落,就是解
磷菌株。(3)分析题表数据可知,三种菌株中C菌株透明圈直径与菌落直径比值(D/d)最大,
且培养后溶液中含磷量最低(或培养前后溶液中含磷量的差值最大),说明C菌株解磷能
力最强。(4)平板乙稀释操作比较成功,能够用于菌落的统计,而甲组中菌落形态多样,说
明已被污染,丙组菌落数较少,计算后误差会较大,因此不选择甲、丙两组。
第九单元 生物技术与工程
庚组
简单情境
1.果酒制作分析(2022浙江嘉兴二模,24)果酒制作过程中,发酵液中蔗糖、还原糖、乙醇
含量以及酵母菌数量随时间变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.表示蔗糖和还原糖含量的曲线分别是甲和乙
B.t ~t 时段,酵母菌细胞呼吸释放的能量绝大部分储存在ATP中
1 2
C.t ~t 时段,酵母菌细胞合成ATP的主要部位是线粒体基质
2 3
D.t ~t 时段,酵母菌数量下降的直接原因是蔗糖含量不足
3 4
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答案 A 果酒制作过程中,酵母菌先进行有(需)氧呼吸快速繁殖,再进行酒精(乙醇)发
酵,随着酒精增加和有毒物质积累,酵母菌数量会下降,因此丙为酵母菌数量,丁表示酒精
含量,甲和乙分别表示蔗糖和还原糖的含量,A正确;t ~t 时段, 酵母菌进行有氧呼吸 , 释放
1 2
的能量绝大部分转化成热能 ,B错误;t ~t 时段,酵母菌细胞进行酒精发酵,合成ATP的主
2 3
要部位是细胞溶胶(细胞质基质),C错误;在t 之前,蔗糖含量已降为0,在t ~t 时段酵母菌
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数量下降的直接原因可能是还原糖含量不足或酒精浓度过高,D错误。
复杂情境
2.乳糖酶的获取及应用[2022浙江嘉兴二模,29(一)]牛奶是制作冰淇淋的原料,乳糖在温
度较低时易结晶,影响产品口感。克鲁维酵母的乳糖酶适用于催化牛奶中的乳糖水解。
(1)乳糖存在于哺乳动物的乳汁中,1分子乳糖可被乳糖酶彻底水解为2分子 。
乳糖酶是克鲁维酵母的胞内酶,乳糖酶基因的表达需要葡萄糖不足且有乳糖的培养环境。
在大规模发酵生产乳糖酶时,为节省成本先用培养液A对菌种进行扩大培养,再在培养液
B中进行产酶发酵。培养液A与培养液B在成分上的主要区别是 。
提取酶时应先对细胞进行 处理,提取过程中还要防止乳糖酶被 酶破坏。
(2)用固定化乳糖酶处理牛奶,可避免牛奶中混入乳糖酶,还可提高乳糖酶的 和利
用率。在工业化生产中,调整牛奶通过固定化酶柱速率的依据有:①牛奶中 的浓度;
②固定化乳糖酶在特定温度、pH下的 。
答案 (1)单糖 培养液A中不添加乳糖,培养液B中添加乳糖而不添加葡萄糖 破碎
蛋白 (2)稳定性 乳糖 活性
解析 (1)1分子乳糖由1分子半乳糖和1分子葡萄糖组成,按题目设问,应描述为1分子
乳糖可被彻底水解为2分子单糖。为节约成本,在对菌种扩大培养时培养液中不需要添
加乳糖来诱导乳糖酶基因表达,在大规模发酵生产乳糖酶时,则需要创设缺乏葡萄糖但含
有乳糖的培养环境。乳糖酶属于胞内酶,因此提取时应先对细胞进行破碎处理,同时要防
止蛋白酶对乳糖酶的破坏。(2)固定化乳糖酶可以提高乳糖酶的稳定性和利用率。在生
产中,要根据牛奶中乳糖含量和固定化乳糖酶的活性来调节牛奶过柱的速率。
3.起泡葡萄酒[2022浙江杭州二模,29(一)]起泡葡萄酒是指含有一定量CO 的葡萄汽酒,
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需要使用产气能力强的专用酵母菌进行酿造。
(1)酿酒酵母的分离:从 等富含酵母菌处取样。将样品置于适量 中,进行
振荡,静置后进行梯度稀释,并均匀 于酵母菌平板培养基进行分离。
(2)优良起泡酵母菌种筛选:将分离得到的酿酒酵母分别接种于 酵母菌培养基
中,15 ℃培养24 h后,观测记录产气量。筛选得到的优良菌种除产气能力、酒精耐受能
力、耐酸能力强外,还应有 等特点。
(3)起泡葡萄酒发酵:首先,将葡萄与普通酿酒酵母混合,置于25 ℃条件下,进行常规发酵。
当观察到 表示发酵完毕,获得葡萄酒原酒。随后,原酒经过一定的调配和
勾兑后,在其中加入适量 和蔗糖,装瓶密封,置于15 ℃条件下,进行二次发酵。
(4)葡萄酒风味优化:β-葡萄糖苷酶(BGL)对于提升葡萄酒的香味十分重要。为增加BGL
的稳定性,可将其通过氢键及分子间的作用力固定于壳聚糖凝胶,此固定化方法为 。
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答案 (1)葡萄园土壤、葡萄皮、自然发酵的葡萄、酒厂土壤(答出1点即可) 无菌水
涂布(接种) (2)液体 低温耐受能力强或耐压能力强 (3)停止产生气泡 优良起泡酵
母 (4)吸附法
解析 (1)葡萄园土壤、葡萄皮等处含有较多的酵母菌,可用于目的菌种的获取。获取的
样品要用无菌水制成菌液。菌液经梯度稀释后,可进行涂布分离。(2)将分离得到的酿酒
酵母接种于液体培养基中进行扩大培养,再进行筛选。筛选得到的优良起泡酵母应具有
产气能力强、酒精耐受能力强、耐低温、耐压能力强等特点,以满足制取起泡葡萄酒的
需求。(3)常规发酵中,若观察到停止产生气泡,则表示发酵完毕。得到的葡萄酒原酒再加
入适量优良起泡酵母和蔗糖,进行二次发酵可获得起泡葡萄酒。(4)将BGL通过氢键及
分子间作用力固定于壳聚糖凝胶,属于固定化方法中的吸附法。
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