2023屆 二輪復習 微生物工程課件 （78張）(多項選擇)

第一部分專題復習專題七生物技術與工程考點1微生物工程脈絡梳理連點成網利用乳酸菌發(fā)酵制作酸奶或泡菜，利用酵母菌、醋酸菌分別制作果酒和果醋等傳統(tǒng)發(fā)酵技術，都離不開微生物的發(fā)酵，微生物的培養(yǎng)與分離是微生物工程的重要組成，工業(yè)化大規(guī)模生產發(fā)酵產品需要通過發(fā)酵工程來實現。重要概念優(yōu)化檢測[例1]幽門螺桿菌(能分解對熱不穩(wěn)定的尿素)是急慢性胃炎和消化道潰瘍的主要致病菌。為從帶菌者胃黏膜樣本中分離出該細菌，相關實驗步驟和方法不合理的是(

)A．配制培養(yǎng)基并滅菌后，需要加入無菌尿素B．應設置未接種的培養(yǎng)基，作為實驗的對照C．統(tǒng)計樣本中活菌數量時，可用劃線法接種D．可利用酚紅指示劑對培養(yǎng)的菌落進行鑒定答案重要概念1獲得純凈的微生物培養(yǎng)物是發(fā)酵工程的基礎解析解析因為幽門螺桿菌能以尿素(對熱不穩(wěn)定)作為氮源，因此，配制培養(yǎng)基并滅菌后，需要加入無菌尿素，A正確；在培養(yǎng)過程中，可設置一個未接種的培養(yǎng)基作為對照組，證明培養(yǎng)過程中沒有雜菌污染，B正確；樣品中活菌數量統(tǒng)計時，接種方法應采用稀釋涂布平板法，C錯誤；酚紅指示劑可用于鑒定尿素分解菌，D正確。[例2]黑茶是利用微生物的酶促進茶多酚氧化的發(fā)酵茶。研究人員對黑茶中的微生物進行了分離和鑒定，過程如圖所示。下列相關敘述不正確的是(

)A．向樣品中加入蒸餾水制成樣品懸液B．可根據菌落特征對菌種進行初步鑒定C．對菌落進行計數時要選菌落數為30～300的平板進行計數D．該過程中用于涂布、劃線的平板中應包含碳源、氮源、水、無機鹽及瓊脂等成分答案解析解析向樣品中加入無菌水制成樣品懸液，A錯誤。[例3]

(多選)(2022·北京東城高三期末改編)在土壤中分解尿素的細菌的分離和計數實驗中，某培養(yǎng)基上沒有生長菌落，某同學分析了出現上述現象的原因，其中合理的是(

)A．培養(yǎng)基中含葡萄糖 B．土壤樣品稀釋倍數過大C．培養(yǎng)時間過短 D．涂布器灼燒后立刻接種答案[例4]

(2021·遼寧適應性測試改編)微生物合成的油脂是制備生物柴油的新型原料。圖為產油脂芽孢桿菌篩選的流程，其中B平板上的5個菌落是初篩得到的芽孢桿菌，C為B平板上菌落的原位影印，利用蘇丹黑B可使脂類物質呈黑色的特性，對C進行染色，得到結果D?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖中對土壤菌液進行系列梯度稀釋的目的是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若要使菌落能在A平板上生長，下列培養(yǎng)基組分中最合理的是________(填“甲”“乙”或“丙”)，原因是________________________________________________________________________________________________。培養(yǎng)基組分甲葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨、NaCl、瓊脂、水乙葡萄糖、蔗糖、NaCl、瓊脂、水丙葡萄糖、牛肉膏、NaCl、蔗糖、水

土壤微生物數量較多，菌液濃度較大，如直接接種，菌落密集，在固體培養(yǎng)基表面無法形成單菌落，對土壤菌液進行系列梯度稀釋是為了在固體培養(yǎng)基表面形成單菌落甲

培養(yǎng)基甲含有碳源、氮源、水、無機鹽這幾類營養(yǎng)物質，且加入了瓊脂作為凝固劑，可以達到實驗效果(3)培養(yǎng)基配制完成后需要立即進行滅菌，常用的滅菌方法為__________________。(4)根據D的染色結果，可判斷B平板中的________(填圖中數字)是產油脂芽孢桿菌的菌落。高壓蒸汽滅菌法3解析解析(2)培養(yǎng)基甲含有碳源、氮源、水、無機鹽這幾類營養(yǎng)物質，且加入了瓊脂作為凝固劑，可以達到實驗效果；培養(yǎng)基乙不含牛肉膏、蛋白胨(氮源)，不合理；培養(yǎng)基丙不含凝固劑(瓊脂)，無法形成固體培養(yǎng)基，無法在培養(yǎng)基表面形成菌落。(4)蘇丹黑B可將脂類物質染成黑色，而C又是B平板上菌落的原位影印，對照實驗結果可知，平板B中的3是產油脂芽孢桿菌的菌落。[例5]某湖泊中存在有環(huán)境污染物M(一種含有C、H、O、N的有機物)難以降解。生物興趣小組查閱資料發(fā)現有一些細菌能夠降解M。因此，他們準備從該湖泊的淤泥中分離出能高效降解M的細菌菌種。請你參與他們的科學實踐活動。(1)為了從該淤泥中分離獲得能降解M的細菌的單菌落，某同學設計了甲、乙兩種培養(yǎng)基(成分見下表)：注：“＋”表示有，“－”表示無。

無機鹽淀粉M瓊脂水培養(yǎng)基甲＋＋＋－＋培養(yǎng)基乙＋＋＋＋＋據表判斷，________培養(yǎng)基不能用于分離和鑒別能降解M的細菌，原因是______________________________________________________。(2)純化降解M的細菌菌種時，發(fā)現劃線的某個平板培養(yǎng)后，第一劃線區(qū)域的劃線上都不間斷地長滿了菌落，第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無菌落，其他劃線上有菌落。造成劃線無菌落的操作失誤可能是__________________________________________________。甲

培養(yǎng)基甲不含瓊脂，是液體培養(yǎng)基，不能用于分離單菌落接種環(huán)灼燒后未冷卻或劃線未從第一區(qū)域末端開始(3)采用稀釋涂布平板法接種在適宜的選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)后，若細菌能分解M，培養(yǎng)平板會出現以菌落為中心的透明圈(如圖)，實驗結果見下表。應選擇的菌種是________。簡述理由：________________________________________________。菌種菌落直徑：C(mm)透明圈直徑：(mm)H/C細菌Ⅰ5.111.22.2細菌Ⅱ8.210.01.2細菌Ⅰ細菌Ⅰ的H/C值大，說明細菌Ⅰ分解M的能力更強解析解析(2)平板劃線法操作時要求將灼熱的接種環(huán)冷卻后再劃線，否則會灼傷菌株甚至導致菌株死亡，劃線時要從上一次劃線的末端開始，這樣接種環(huán)上才有菌株，根據題意可知，第一劃線區(qū)域的劃線上都長滿了菌落，而第二劃線區(qū)域的第一條線上無菌落，其他劃線上有菌落，可能的原因有：①接種環(huán)灼燒后未冷卻；②劃線未從第一區(qū)域末端開始。(3)H/C值越大，降解M的能力越強，根據表中數據可知，細菌Ⅰ降解M的能力比細菌Ⅱ高，因此應選擇的菌種是細菌Ⅰ。[練]寫出“微生物的基本培養(yǎng)技術”的3～4個專業(yè)術語。答案答案制備培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基、菌落、消毒、滅菌、接種、平板劃線法等。[例6]

(2022·山東青島一模)某同學嘗試自己制作酸菜，制作時向酸菜壇中加入了一些“陳酸菜水”，用質量分數為5%的食鹽水進行腌制，并在不同的腌制時間測定了酸菜中亞硝酸鹽的含量。下列說法錯誤的是(

)A．加入“陳泡菜水”的目的是提供乳酸菌B．酸菜“咸而酸”的原因是食鹽和乳酸所致C．制作酸菜時，乳酸菌繁殖會導致壇內長出一層菌膜D．不同的腌制時間，酸菜中亞硝酸鹽的含量可能相同答案解析解析泡菜壇里的菌膜通常是酵母菌繁殖導致的，不是乳酸菌繁殖導致的，C錯誤；酸菜腌制過程中，亞硝酸鹽的含量是先增加后降低，因此在不同的腌制時間，酸菜中亞硝酸鹽的含量可能相同，D正確。重要概念2發(fā)酵工程為人類提供多樣的生物產品[例7]下列關于傳統(tǒng)發(fā)酵技術的敘述正確的是(

)A．乳酸菌無氧呼吸不產生氣體，故制作泡菜時無需頻繁放氣B．酵母菌無氧呼吸產生酒精，故制作果酒過程中應始終密閉C．醋酸菌無線粒體不能進行有氧呼吸，故制作果醋時應密閉D．制作腐乳時在豆腐上接種了毛霉，故豆腐上不含其他微生物答案解析解析制作泡菜時要用到乳酸菌，乳酸菌是厭氧菌，發(fā)酵產生乳酸，故制作泡菜時無需頻繁放氣，A正確；酒精發(fā)酵時應該先通氣后密封，先通氣的目的是讓酵母菌進行有氧呼吸而大量繁殖，而密封的目的是讓酵母菌進行無氧呼吸產生酒精，且發(fā)酵過程中需間歇性進行放氣，B錯誤；果醋發(fā)酵所用醋酸菌是原核生物，無線粒體，但能進行有氧呼吸，制作果醋時應通氣，C錯誤；腐乳的制作過程中多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵，如酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，而且傳統(tǒng)發(fā)酵中制作腐乳時的微生物是自然環(huán)境中的，不是人為接種的，D錯誤。[例8]

(2022·北京海淀一模)啤酒發(fā)酵依賴于發(fā)酵工程，產品質檢可應用“電子舌”，電子舌可根據不同滋味信號傳感器呈現的響應值對啤酒風味進行評價，結果如圖。下列相關敘述不正確的是(

)A．啤酒主要經酵母菌和乳酸菌發(fā)酵制成B．發(fā)酵原料應含有糖類作為發(fā)酵菌種的碳源C．發(fā)酵液L1和L2口味相似，而L3澀味較強D．菌種選育可依賴于突變篩選或轉基因技術等解析解析啤酒是以大麥為主要原料經酵母菌無氧呼吸將糖類分解為酒精而制成的，A錯誤。答案[例9]

(多選)蘋果醋是以蘋果為原料經甲、乙兩個階段發(fā)酵而成的，如圖所示。下列說法正確的是(

)A．甲階段的發(fā)酵溫度低于乙階段的發(fā)酵溫度B．根據醋酸菌的呼吸作用類型，乙過程需要在有氧條件下完成C．過程①在酵母菌細胞的細胞質基質進行，②③在線粒體進行D．醋酸菌可直接將葡萄糖分解產生乙醛，再將乙醛變?yōu)橐宜岽鸢附馕鼋馕黾诪楣瓢l(fā)酵，乙為果醋發(fā)酵，甲階段的發(fā)酵溫度(18～30℃)低于乙階段的發(fā)酵溫度(30～35℃)，A正確；醋酸菌為好氧菌，故根據醋酸菌的呼吸作用類型，乙過程需要在有氧條件下完成，B正確；過程①是細胞呼吸第一階段，過程②是酵母菌無氧呼吸第二階段，在酵母菌細胞的細胞質基質進行，③是有氧呼吸第二、三階段在線粒體進行，C錯誤；醋酸菌如果在糖源充足的情況下，可以直接將葡萄糖變成乙酸，在缺少糖源的情況下，先將乙醇變成乙醛，再將乙醛變成乙酸，D錯誤。[例10]

(多選)(2022·山東實驗中學高三第三次診斷改編)下列關于利用大麥工廠化生產啤酒中糖化環(huán)節(jié)的敘述，正確的是(

)A．糖化前應將干燥的麥芽碾磨，以使淀粉酶與淀粉接觸更充分B．糖化罐中的溫度應控制在淀粉酶的最適溫度左右C．糖化的本質就是淀粉酶水解淀粉形成糖漿的過程D．糖化后應進行蒸煮，以終止淀粉酶的作用并對糖漿消毒答案解析解析大麥種子發(fā)芽會釋放淀粉酶，為了使淀粉酶與淀粉接觸更充分，應將干燥的麥芽碾磨成麥芽粉，A正確；酶在最適溫度下催化效率最高，故糖化罐中的溫度應控制在淀粉酶的最適溫度左右，B正確；糖化的本質就是酶促反應，即淀粉酶水解淀粉形成糖漿的過程，C正確；蒸煮的目的是終止淀粉酶的進一步作用，并對糖漿進行消毒(或滅菌)，D正確。[例11]

(2021·全國乙卷)工業(yè)上所說的發(fā)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(fā)酵制作醬油在我國具有悠久的歷史。某企業(yè)通過發(fā)酵制作醬油的流程示意圖如下。回答下列問題：(1)米曲霉發(fā)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(yǎng)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(fā)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(fā)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(fā)酵過程需要提供營養(yǎng)物質、通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于___________(填“自養(yǎng)厭氧”“異養(yǎng)厭氧”或“異養(yǎng)好氧”)微生物。蛋白質碳源蛋白酶脂肪酶氨基酸異養(yǎng)好氧(3)在發(fā)酵池發(fā)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________________________________(答出1個即可)。原核生物酒精和二氧化碳酒精、乳酸、食鹽(答1個即可)解析解析(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(fā)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(fā)酵的產物具有獨特的風味。米曲霉發(fā)酵時需要利用現有的有機物和氧氣，說明其代謝類型是異養(yǎng)好氧型。(3)乳酸菌沒有核膜包被的細胞核，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(fā)酵池中酵母菌產生的酒精能抑制雜菌的生長，乳酸菌產生的乳酸使發(fā)酵液呈酸性也能抑制雜菌的生長，同時往發(fā)酵池中添加的食鹽也能抑制雜菌的生長。[例12]

(2021·廣東選擇性考試)中國科學家運用合成生物學方法構建了一株嗜鹽單胞菌H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的廢棄液，含較多蔗糖)為原料，在實驗室發(fā)酵生產PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整體利用價值。工藝流程如圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)為提高菌株H對蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液體培養(yǎng)基中將蔗糖作為__________，并不斷提高其濃度，經多次傳代培養(yǎng)(指培養(yǎng)一段時間后，將部分培養(yǎng)物轉入新配的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng))以獲得目標菌株。培養(yǎng)過程中定期取樣并用________________的方法進行菌落計數，評估菌株增殖狀況。此外，選育優(yōu)良菌株的方法還有__________________________等(答出兩種方法即可)。唯一碳源稀釋涂布平板誘變育種、基因工程育種(2)基于菌株H嗜鹽、酸堿耐受能力強等特性，研究人員設計了一種不需要滅菌的發(fā)酵系統(tǒng)，其培養(yǎng)基鹽濃度設為60g/L，pH為10，菌株H可正常持續(xù)發(fā)酵60d以上。該系統(tǒng)不需要滅菌的原因是_____________________________________________________________________________________________________________。(答出兩點即可)(3)研究人員在工廠進行擴大培養(yǎng)，在適宜的營養(yǎng)物濃度、溫度、pH條件下發(fā)酵，結果發(fā)現發(fā)酵液中菌株H細胞增殖和PHA產量均未達到預期，并產生了少量乙醇等物質，說明發(fā)酵條件中__________________可能是高密度培養(yǎng)的限制因素。(4)菌株H還能通過分解餐廚垃圾(主要含蛋白質、淀粉、油脂等)來生產PHA，說明其能分泌____________________________。

鹽濃度為60g/L的條件下，其他雜菌因失水過多而死亡；pH為10的條件下，其他雜菌的酶變性失活，生長繁殖受抑制氧氣(O2或溶解氧)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等解析解析(1)根據題意分析，該實驗的目的是提高菌株H對蔗糖的耐受能力和利用效率，結合微生物的代謝需求，其液體培養(yǎng)基應該以蔗糖作為唯一碳源，并不斷提高其濃度，經多次傳代培養(yǎng)(指培養(yǎng)一段時間后，將部分培養(yǎng)物轉入新配的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng))以獲得目標菌株。培養(yǎng)過程中定期取樣并用稀釋涂布平板的方法進行菌落計數，評估菌株增殖狀況。此外，選育優(yōu)良菌株的方法還有誘變育種、基因工程育種等。解析(3)分析題意，擴大培養(yǎng)時，營養(yǎng)物濃度、溫度、pH等條件適宜，而發(fā)酵液中菌株H細胞增殖和PHA產量均未達到預期，并產生了少量乙醇等物質，說明發(fā)酵條件中氧氣不足，使菌種進行無氧呼吸產生乙醇，即氧氣(O2或溶解氧)是限制高密度培養(yǎng)的重要因素。(4)根據酶的專一性可知，菌株H之所以能通過分解主要含蛋白質、淀粉、油脂等的餐廚垃圾來生產PHA，說明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。[練]談談以大豆為原料，利用黑曲霉可制備醬油的基本環(huán)節(jié)。答案答案選育黑曲霉菌種、擴大培養(yǎng)、培養(yǎng)基配制、滅菌、接種、發(fā)酵、產品分離、提純(獲得醬油)。新題嚴選洞察趨勢例1

(2021·湖南適應性考試改編)研究人員欲從土壤中篩選高淀粉酶活性的細菌(目標菌)，并對其進行研究?；卮鹣铝袉栴}：(1)在細菌篩選過程中，將土壤樣品稀釋液接種至以________為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，除碳源外，該培養(yǎng)基還含有氮源、水、無機鹽和________________。(2)進行微生物菌種純化時，為得到單菌落，最常用的兩種接種方法是________________________________。淀粉瓊脂(凝固劑)稀釋涂布平板法和平板劃線法(3)從土壤中篩選目標菌時，加碘液染色后，平板上出現了A、B和C三種菌落(如圖1所示)。如果要得到淀粉酶活力最高的菌株，應該選擇________(填“A”“B”或“C”)菌落進一步純化。A菌落經檢測其為硝化細菌，據此說明A菌落能在此培養(yǎng)基上生長且沒有形成透明圈的原因是_________________________________________________________________________________。B硝化細菌為自養(yǎng)菌，不能產生淀粉酶利用淀粉，能夠利用空氣中的二氧化碳合成有機物(4)在研究過程中獲得了三種淀粉酶，其酶活性與反應溫度和pH值有關(如圖2和圖3所示)，假如要選擇一種耐酸耐高溫的淀粉酶進行后續(xù)研究，應該選擇淀粉酶________(填“甲”“乙”或“丙”)，理由是__________________________________________________。丙淀粉酶丙的最適溫度最高，最適pH最低，且為酸性解析解析(3)分析題圖可知，從土壤中篩選目標菌時，加碘液染色后，平板上B菌落的透明圈最大說明B菌產生的淀粉酶活力最高，故應該選擇B菌落進一步純化。(4)分析題中曲線可知，三種淀粉酶中，丙的最適溫度為72℃，比甲、乙的最適溫度高，最適pH是3，比甲、乙的最適pH低，故要選擇一種耐酸耐高溫的淀粉酶進行后續(xù)研究，應該選擇淀粉酶丙。[練1－1]研究人員以獼猴桃鮮果為原料，在發(fā)酵前期通過帶皮和去皮兩種方法釀制果醋，并對其品質進行分析對比，以探究果醋釀造的新思路，實驗流程如下圖所示：(1)為提高果汁的出汁率和澄清度，在步驟②后應加入________________________處理材料。(2)果醋釀制一般是在酒精發(fā)酵的基礎上再進行乙酸發(fā)酵，其中的原理是___________________________________________________________________________。(3)進行酒精發(fā)酵的微生物主要是___________，代謝類型為________________。當發(fā)酵罐液面平靜無氣泡產生時，酒精發(fā)酵停止，再向發(fā)酵液中接種醋酸菌并在________條件下繼續(xù)發(fā)酵，此階段發(fā)酵液pH的變化趨勢為__________________________________。纖維素酶和果膠酶

醋酸菌在缺少糖源但氧氣充足的條件下可將乙醇逐步氧化為乙酸(合理即可)酵母菌異養(yǎng)兼性厭氧型有氧先下降最后保持穩(wěn)定(或逐漸降低)(4)獼猴桃含有的多酚、黃酮具有減肥降脂、降血糖的功效，發(fā)酵后其含量直接關系果醋的品質。研究人員測定了帶皮發(fā)酵和去皮發(fā)酵前后總酚和總黃酮的含量，結果如下圖所示：上述實驗結果說明________(填“帶皮”或“去皮”)發(fā)酵可作為果醋發(fā)酵的新思路，請綜合上述實驗結果及你對發(fā)酵成本的考慮闡述理由：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(至少寫出兩點)。帶皮

帶皮發(fā)酵的果醋總酚和總黃酮等有效成分的含量明顯高于去皮發(fā)酵，品質更勝一籌；帶皮發(fā)酵對原料利用更加充分，提高經濟效益；帶皮發(fā)酵不丟棄果皮，產生垃圾少，減少垃圾處理的成本等(合理即可)[練1－2]

(2022·北京西城高三期末)隨著膳食營養(yǎng)的豐富，血清總膽固醇含量高的人數逐年增加。研究人員擬從酸筍發(fā)酵液中篩選能降解膽固醇的乳酸菌，為開發(fā)降膽固醇功能產品提供益生菌。(1)膽固醇屬于______________類有機物。(2)傳統(tǒng)酸筍發(fā)酵中水封腌制的目的是________________________。將酸筍發(fā)酵液稀釋后用________法接種到含有CaCO3的固體培養(yǎng)基上，以________(填選項前字母)為最佳指標，初步分離出目標菌株。A．菌落直徑大小B．溶鈣圈大小C．溶鈣圈直徑與菌落直徑的比值脂質(固醇)為乳酸菌發(fā)酵提供無氧條件涂布C(3)通過觀察菌落的____________，初步鑒定為乳酸菌。為進一步鑒定類群，擴增其16SrDNA序列并測序，從________水平確定其為植物乳桿菌。再從中篩選出降解膽固醇能力最強的菌株L。(4)科研人員研究不同碳源和溫度對菌株L降解膽固醇的影響，結果如下圖。形態(tài)特征分子根據上述結果，有人認為可確定菌株L適合開發(fā)為人體降膽固醇的功能性菌劑，有人認為不能確定，請評價這兩種觀點。均有道理但不全面。結果顯示菌株L降解膽固醇的最優(yōu)碳源是人體內含量多的葡萄糖，最適溫度是人體體溫，但缺乏安全性評估等結果。例2

(2022·全國乙卷，37)化合物S被廣泛應用于醫(yī)藥、食品和化工工業(yè)。用菌株C可生產S，S的產量與菌株C培養(yǎng)所利用的碳源關系密切。為此，某小組通過實驗比較不同碳源對菌體生長和S產量的影響，結果見表。碳源細胞干重(g/L)S產量(g/L)葡萄糖3.120.15淀粉0.010.00制糖廢液2.300.18回答下列問題。(1)通常在實驗室培養(yǎng)微生物時，需要對所需的玻璃器皿進行滅菌，滅菌的方法有__________________________(答出2點即可)。(2)由實驗結果可知，菌株C生長的最適碳源是________；用菌株C生產S的最適碳源是___________。菌株C的生長除需要碳源外，還需要______________________________(答出2點即可)等營養(yǎng)物質。(3)由實驗結果可知，碳源為淀粉時菌株C不能生長，其原因是______________________。高壓蒸汽滅菌、干熱滅菌葡萄糖制糖廢液氮源、無機鹽、生長因子菌株C中缺少淀粉酶(4)若以制糖廢液作為碳源，為進一步確定生產S的最適碳源濃度，某同學進行了相關實驗。請簡要寫出實驗思路：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)利用制糖廢液生產S可以實現廢物利用，其意義是____________________________________(答出1點即可)。

分別配制一系列不同濃度梯度的以制糖廢液為唯一碳源的培養(yǎng)基，培養(yǎng)菌株C，其他條件相同且適宜，一段時間后，測定并比較不同濃度制糖廢液中的S的產量，S產量最高時對應的制糖廢液濃度，即為生產S的最適碳源濃度減少污染、節(jié)省原料、降低生產成本解析解析(2)由實驗結果可知，以葡萄糖為碳源時菌株C的細胞干重最大，說明最適于菌株C生長的碳源是葡萄糖；而以制糖廢液為碳源時，用菌株C生產S的產量最高，說明最適于菌株C生產S的碳源是制糖廢液。(4)要確定生產S的最適制糖廢液的濃度，實驗自變量為制糖廢液的濃度，可分別配制一系列不同濃度梯度的以制糖廢液為唯一碳源的培養(yǎng)基，培養(yǎng)菌株C，因變量是S的產量，S產量最高時對應的制糖廢液濃度，即為生產S的最適碳源濃度。碳源(制糖廢液)濃度S的產量3．設置對照組和實驗組由于該實驗為對比實驗，設置一系列不同濃度制糖廢液接種等量菌株C即可。4．語言描述：包括實驗中自變量、無關變量如何處理，因變量是如何檢測的。[練2－1]

(2021·河北選擇性考試改編)葡萄酒生產過程中會產生大量的釀酒殘渣(皮渣)。目前這些皮渣主要用作飼料或肥料，同時研究者也采取多種措施拓展其利用價值。回答下列問題：(1)為了解皮渣中微生物的數量，取10g皮渣加入90mL無菌水，混勻、靜置后取上清液，用稀釋涂布平板法將0.1mL稀釋液接種于培養(yǎng)基上。104倍稀釋對應的三個平板中菌落數量分別為78、91和95，則每克皮渣中微生物數量為________個。8.8×107(2)皮渣堆積會積累醋酸菌，可從中篩選優(yōu)良菌株。制備醋酸菌初篩平板時，需要將培養(yǎng)基的pH調至____________性，滅菌后須在未凝固的培養(yǎng)基中加入無菌碳酸鈣粉末、充分混勻后倒平板，加入碳酸鈣的目的是_________________________________________________________。培養(yǎng)篩選得到的醋酸菌時，在缺少糖源的液體培養(yǎng)基中可加入乙醇作為________。中性或弱堿使培養(yǎng)基不透明，從而使醋酸菌菌落周圍出現透明圈碳源(3)皮渣堆積過程中也會積累某些兼性厭氧型乳酸菌。初篩醋酸菌時，乳酸菌有可能混入其中，且兩者菌落形態(tài)相似。請設計一個簡單實驗，區(qū)分篩選平板上的醋酸菌和乳酸菌。_________________________________________________________________________。(簡要寫出實驗步驟和預期結果)

實驗步驟：將平板置于無氧環(huán)境下繼續(xù)培養(yǎng)，觀察菌落形態(tài)和透明圈大小。預期結果：若菌落繼續(xù)生長，且透明圈增大，則為兼性厭氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能繼續(xù)生長，透明圈不再擴大，則為醋酸菌菌落解析解析(1)為了解皮渣中微生物的數量，取10g皮渣加入90mL無菌水，混勻、靜置后取上清液，用稀釋涂布平板法將0.1mL稀釋液接種于培養(yǎng)基上。104倍稀釋對應的三個平板中菌落數量分別為78、91和95，則三個平板中平均菌落數為(78＋91＋95)÷3＝88，每克皮渣中微生物數量為88÷0.1×104×100÷10＝8.8×107個。解析(2)醋酸菌屬于細菌，制備醋酸菌初篩平板時，需要將培養(yǎng)基的pH調至中性或弱堿性，滅菌后在未凝固的培養(yǎng)基中加入無菌碳酸鈣粉末、充分混勻后倒平板，加入碳酸鈣可使培養(yǎng)基不透明，醋酸菌產生的醋酸可分解碳酸鈣，產生透明圈，根據這一特點可篩選出醋酸菌，在缺少糖源的液體培養(yǎng)基中醋酸菌以乙醇為碳源，先把乙醇氧化為乙醛，再把乙醛氧化為乙酸。解析(3)醋酸菌為好氧菌，與兼性厭氧型的乳酸菌菌落形態(tài)相似，且二者產生的代謝產物均可使碳酸鈣分解，區(qū)分篩選平板上的醋酸菌和乳酸菌，可將平板置于無氧環(huán)境下繼續(xù)培養(yǎng)，觀察菌落形態(tài)和透明圈大小。若菌落繼續(xù)生長，且透明圈增大，則為兼性厭氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能繼續(xù)生長，透明圈不再擴大，則為醋酸菌菌落。[練2－2]

(2017·全國卷Ⅱ)豆豉是大豆經過發(fā)酵制成的一種食品。為了研究影響豆豉發(fā)酵效果的因素，某小組將等量的甲、乙兩菌種分別接入等量的A、B兩桶煮熟大豆中并混勻，再將兩者置于適宜條件下進行發(fā)酵，并在32h內定期取樣觀測發(fā)酵效果。回答下列問題：(1)該實驗的自變量是________、_____________。(2)如果發(fā)現發(fā)酵容器內上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好，說明該發(fā)酵菌是________。菌種發(fā)酵時間好氧菌(3)如果在實驗后，發(fā)現32h內的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時間呈直線上升關系，則無法確定發(fā)酵的最佳時間；若要確定最佳發(fā)酵時間，還需要做的事情是___________________________________________________________________________________________。(4)從大豆到豆豉，大豆中的成分會發(fā)生一定的變化，其中，蛋白質轉變?yōu)開___________，脂肪轉變?yōu)開_________________。

延長發(fā)酵時間，觀測發(fā)酵效果，最好的發(fā)酵效果所對應的時間即為最佳發(fā)酵時間氨基酸和肽脂肪酸和甘油解析解析(1)由“甲、乙兩菌種”和“32h內定期取樣觀測”可知，該實驗的自變量是菌種和發(fā)酵時間。(2)由“發(fā)酵容器內上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好”可知，該發(fā)酵菌是好氧菌。(3)因“32h內的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時間呈直線上升關系”，說明發(fā)酵的最佳時間可能超過32h，故可延長發(fā)酵時間，定期取樣觀測發(fā)酵效果，以確定最好的發(fā)酵效果所對應的時間，此時間即為最佳發(fā)酵時間。(4)發(fā)酵菌種能產生蛋白酶和脂肪酶，蛋白酶能催化蛋白質分解為小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能催化脂肪分解為甘油和脂肪酸。[練2－3]

(2019·全國卷Ⅱ)物質W是一種含氮有機物，會污染土壤。W在培養(yǎng)基中達到一定量時培養(yǎng)基表現為不透明。某研究小組欲從土壤中篩選出能降解W的細菌(目標菌)?；卮鹣铝袉栴}。(1)要從土壤中分離目標菌，所用選擇培養(yǎng)基中的氮源應該是________。(2)在從土壤中分離目標菌的過程中，發(fā)現培養(yǎng)基上甲、乙兩種細菌都能生長并形成菌落(如圖所示)。如果要得到目標菌，應該選擇________菌落進一步純化，選擇的依據是_____________________________________________。W乙乙菌落周圍出現透明圈，說明乙菌能降解W(3)土壤中的某些微生物可以利用空氣中的氮氣作為氮源。若要設計實驗進一步確定甲、乙菌能否利用空氣中的氮氣作為氮源，請簡要寫出實驗思路、預期結果和結論，即____________________________________________________________________________________________。

將甲、乙菌分別接種在無氮源培養(yǎng)基上，若細菌能生長，則說明該細菌能利用空氣中的氮氣作為氮源(4)該小組將人工合成的一段DNA轉入大腸桿菌，使大腸桿菌產生能降解W的酶(酶E)。為了比較酶E與天然酶降解W能力的差異，該小組擬進行如下實驗，請完善相關內容。①在含有一定濃度W的固體培養(yǎng)基上，A處滴加含有酶E的緩沖液，B處滴加含有相同濃度天然酶的緩沖液，C處滴加________，三處滴加量相同。②一段時間后，測量透明圈的直徑。若C處沒有出現透明圈，說明____________________；若A、B處形成的透明圈直徑大小相近，說明___________________________________。緩沖液緩沖液不能降解W酶E與天然酶降解W的能力相近解析解析(1)物質W是一種含氮有機物，要分離能夠降解物質W的細菌，需用以物質W為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基進行篩選。(2)由題圖可知，甲菌落周圍沒有透明圈，說明甲菌不能降解物質W，乙菌落周圍出現透明圈，說明乙菌能降解物質W，故要得到目標菌，應選擇乙菌落進一步純化。解析(3)要鑒定甲、乙菌能否利用空氣中的氮氣作為氮源，則培養(yǎng)基中不能添加氮源，所以將甲、乙菌分別接種在無氮源的培養(yǎng)基上(其他條件相同且適宜)，若細菌能生長，則說明該細菌能利用空氣中的氮氣作為氮源。(4)實驗目的是比較天然酶和酶E降解物質W的能力，做實驗時要設計空白對照實驗，所以C處應滴加緩沖液。C處沒有出現透明圈