第15讲微生物与发酵

第15讲微生物与发酵一、微生物1．病毒病毒（Biologicalvirus）是一种个体微小，结构简单，只含一种核酸（DNA或RNA），必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型生物（图15-1）。病毒是一种非细胞生命形态，它由一个核酸长链和蛋白质外壳构成，病毒没有自己的代谢机构，没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞，就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。它的复制、转录、和转译的能力都是在宿主细胞中进行，当它进入宿主细胞后，它就可以利用细胞中的物质和能量完成生命活动，按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。依据不同标准，病毒分为多种类型。根据宿主细胞可分为动物病毒、植物病毒和噬菌体（细菌病毒）等；根据所含核酸种类可分为DNA病毒、RNA病毒。2．细菌细菌一般都具有细胞壁、细胞质膜和拟核等结构，部分细菌还有特殊的结构，如鞭毛、糖被和芽孢。肽聚糖是细菌细胞壁的特有成分，不同种类细菌细胞壁有中肽聚糖的含量不同。青霉素能抑制肽聚糖的生物合成，不同种类的细菌对青霉素的敏感程度不同。3．放线菌放线菌是一类主要呈菌丝状生长、以孢子繁殖的原核生物，广泛分布在含水量较低、有机物丰富且微碱性的土壤中。绝大多数放线菌属于有益菌，大多数天然抗生素是由放线菌产生的，如链霉素、卡那霉素等。4.酵母菌酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌，比细菌大，属于真核微生物。通常认为酵母菌具有五个特点：①一般以单细胞非菌丝状态存在；②多数出芽繁殖，少数裂殖，也有以子囊孢子进行有性生殖的；③能发酵糖类；④细胞壁从外向内依次为甘露聚糖、蛋白质、葡聚糖，还含少量类脂和几丁质；⑤常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中。酵母菌作为第一种“家养微生物”，是传统发酵技术和现代发酵工程中的“常客”。二、发酵工程及其菌种1.发酵工程的特点发酵工程一般具有以下特点：①原料来源广，价格低，通常以淀粉等碳水化合物为主；②菌种种类多，易变异；③反应条件温和，如常温、常压、弱酸、弱碱；④代谢途径、产品多样化；⑤生产周期短，设备利用率高，生产成本低；⑥发酵过程需防止杂菌污染。2．发酵工程菌种的选育菌种是发酵工业的核心，优良菌种是提高发酵产物质量和产量的首要前提。工业菌种的收集和筛选途径有：①从菌种保藏机构获取有关菌株；②从自然界采集样品，如从土壤样品中分离筛选出目标菌株。发酵工程一般采用诱变、杂交、原生质体融合、基因工程等方式改良菌种。三、灭菌的方法1．干热灭菌常用的方法有干热空气灭菌和火焰灼烧灭菌。（1）干热空气灭菌利用干热空气进行灭菌，优点是灭菌后物品是干燥的。缺点是由于空气不是优良的传热物质，热穿透力较差，必须通过长时间高温作用，才能达到灭菌的目的。此法适用于耐高温玻璃、金属制品、陶瓷、耐高温粉末状化学药品、湿热气体无法穿透的油脂等的灭菌，不适用于橡胶、塑料及大部分药品的灭菌。（1）火焰灼烧灭菌灼烧是一种简单、彻底的干热灭菌方法，利用火焰的高温使微生物在短时间内化为灰烬。其应用范围仅限于耐热性强的物品。2．湿热灭菌湿热灭菌主要通过热蒸汽或沸水使蛋白质变性，从而杀灭微生物。常用的方法有常压间歇灭菌法、高压蒸汽灭菌法、巴氏消毒法、煮沸消毒法等。(1)常压间歇灭菌法常压间歇灭菌法适用于碳水化合物、凝胶和染料等高温下易发生变化的物质，以及不能直接放在水中煮沸的物品。(2)高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌法适用于体积大且耐热的培养基以及玻璃器皿、工作服等物品的灭菌。对砂土和石蜡油等面积大、含菌多、传热差的物品进行灭菌时，应适当延长灭菌时间。(3)巴氏消毒法高温会破坏牛奶、酱油、啤酒等的营养成分，对此类液态食品、调料等一般采用62~65℃处理30min或80~90℃处理30s~1min的灭菌方法。用这种消毒法，在消毒的同时还能保持食物的营养和风味。(4)煮沸消毒法将待消毒物品置于水中，100℃煮沸数分钟，从而杀死全部营养体和部分芽孢。此法一般适用于注射器等器具和饮用水的消毒。4．射线灭菌(1)紫外线灭菌紫外线能诱导形成胸腺嘧啶二聚体，从而抑制DNA复制，破坏核酸；经紫外线照射后，空气中的氧可以转化为臭氧，起到杀菌的作用。(2)红外线灭菌红外线是一种电磁波，它以辐射的方式向外传播，照射到待杀菌的物品上，传热直接由表面渗透到内部，热效应好，且容易被生物体如各种病菌吸收。病菌吸收的热能超过它的承受极限，会被“热”死。照射强度越大，残留的活菌数越少。红外线灭菌速度快、穿透力强，不仅适用于食品的灭菌，还适用于医疗器械等的快速灭菌。三、杂菌污染杂菌与生产菌竞争培养基中的营养物质，会造成原料损失和产量下降；杂菌及其代谢产物影响产品提纯，会降低产品获得率和质量；杂菌的代谢产物会引起发酵液酸碱度等性质发生改变，对生产菌有害。有些杂菌的生长繁殖会消耗目的产物，导致发酵生产不能正常进行。感染噬菌体会造成生产菌细胞的裂解，甚至会使发酵培养彻底失败，浪费大量原材料，造成巨额的经济损失。四、微生物的培养1．微生物的生长规律根据微生物的生长速率常数（R=分裂次数/h）的不同，一般将该曲线分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期（图15-2，表15-1）。表15-1时期概念特点延滞期开始培养的一段时间，细胞数目不增加或增加很少，R≈0。(1）细胞变长或增大。

(2）细胞内的RNA尤其是rRNA的含量增高。

(3）合成代谢十分活跃。

(4）对外界不良条件如NaCl溶液浓度、温度和抗生素等理化因素反应敏感。指数期又称对数生长期，是指生长曲线中紧接着延滞期，细胞数量以几何级数增长的时期，R最大。(1）细胞进行平衡生长，菌体各部分成分十分均匀。

(2）酶系活跃，代谢旺盛。稳定期又称恒定期或最高生长期，

R≈0。处于新繁殖细胞数与衰亡细胞数相等或正生长与负生长相等的动态平衡之中。衰亡期个体死亡的速度超过新生的速度，R<O。细胞形态多样化；有些微生物因蛋白水解酶活力增强而发生自溶，有些微生物在这期间会进一步合成或释放抗生素等次生代谢物，芽孢杆菌往往在此期间释放芽孢。2．影响微生物生长的主要因素（1）温度温度过高会导致蛋白质或核酸变性失活，温度过低会使新陈代谢活动因酶活力受抑制而减弱。（2）氧气按照微生物与氧气的关系，或将其分成好氧菌和厌氧菌两大类。厌氧菌在固体或半固体培养基表面也不能生长，只有在深层的无氧环境下才能生长。（3）pHpH对微生物生命活动的影响有3个方面：①使蛋白质、核酸等生物大分子所带电荷发生变化，从而影响其生物活性；②引起细胞质膜电荷变化，导致微生物细胞吸收营养物质的能力改变；③改变环境中营养物质的可给性及有害物质的毒性。五、醋酸发酵酿醋的微生物包括淀粉糖化微生物、乙醇发酵微生物和醋酸发酵微生物等。酿醋的方法有固态发酵法、液态发酵法等。(1)固态发酵法：将原料蒸煮、冷却后，拌入麸曲和酒母，进行糖化和乙醇发酵。酒醉中乙醇含量为7%~8%时拌入奢糠和醋酸菌种子，经约12d的醋酸发酵，在醉料表面加适量食盐，再经2d后熟即可淋醋，配兑、灭菌后包装成成品。(2)液态发酵法：乙醇发酵与醋酸发酵采用较大的发酵罐进行液态深层发酵，并需适时通气搅拌。液态深层发酵可采用半连续发酵法，即当醋酸发酵成熟时，取出1/3醋酸，再补加1/3酒酸继续发酵，如此每20~22h重复一次。六、教材拾遗1.乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。2．温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28

℃。3．醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。4．制作果酒和果醋时，先用清水冲洗葡萄1～2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒。5．在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素；在培养霉菌时，一般需要将培养基调至酸性；在培养细菌时，一般需要将培养基调至中性或弱碱性；在培养厌氧微生物时，需要提供无氧的条件。6．获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。7．采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上。8．通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。9．尿素分解菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可作为细菌生长的氮源。10．利用稀释涂布平板法计数，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。11．以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的微生物菌体，即单细胞蛋白。1．（2023·江苏5月大联考）14.在发酵工程诞生之前，葡萄酒、醋、泡菜等都是人们运用传统的发酵技术制作而成的。下列有关传统发酵技术的叙述正确的是（）A.葡萄酒酿制过程必须不断通入无菌空气以保证酵母菌的活性B.在果酒基础上的果醋发酵过程中，可观察到有大量气泡产生C.泡菜装坛时应尽可能装满容器以保证乳酸菌无氧呼吸产生乳酸D.传统发酵产品均利用微生物的天然发酵能力，但需防止杂菌污染【答案】D【解析】A、葡萄酒酿制过程主要利用酵母菌的无氧呼吸，无需不断通入空气，A错误；B、醋酸菌利用酒精进行的果醋发酵过程中，一般无气泡产生，B错误；C、泡菜装坛时不能装满容器，防止发酵液等溢出，防止杂菌污染，C错误；D、传统发酵产品均利用微生物的天然发酵能力，为保证产品质量，需严格控制发酵条件，防止杂菌污染，D正确。2．（2023·江苏5月大联考）19.下图是用于筛选营养缺陷型突变株的培养基，筛选的基本过程是先向培养皿最底部加一薄层的基本培养基丁，再加一层混有待测菌液的基本培养基丙，然后再加一薄层基本培养基乙，经培养后，对出现的菌落做上标记，最后再向培养皿中倒入完全培养基甲，继续培养并观察。相关叙述正确的是（）A.基本培养基和完全培养基配制时必须添加凝固剂B.每加一层培养基均需经过湿热灭菌后再进行培养C.加入乙后一段时间，用记号笔在皿底对长出的菌落作标记D.加入甲后经培养，长出的新菌落多数都是营养缺陷型突变株【答案】ACD【解析】A、实验中基本培养基和完全培养基为固体培养基，配制时需添加凝固剂，A正确；B、实验中使用的培养基配制时已灭菌，且丙中含有待测菌液，不能灭菌，以免将菌种杀死，B错误；C、培养基制成以后需要倒置，故为便于观察，加入乙后一段时间，用记号笔在皿底对长出的菌落作标记，C正确；D、分析题意可知，培养皿最底部是一薄层的基本培养基丁，再加一层混有待测菌液的基本培养基丙，然后再加一薄层基本培养基乙，则培养基上的菌落主要是以基本培养基为基础长出的，故新菌落多数都是营养缺陷型突变株，D正确。3．（2023·江苏·苏锡常镇二模）6.某同学为探究阿莫西林（一种常用的青霉素类抗生素）对细菌的选择作用，将菌液加到培养基上涂布均匀后，在2、3、4号位贴上沾有0.5mg/mL阿莫西林溶液的滤纸片。如图为第一代实验结果，下列叙述错误的是（）A.培养基区域l内无抑菌圈的出现，1号位贴的应是无菌滤纸片B.抑菌圈边缘细菌的抗药性高于抑菌圈外细菌的抗药性C.后续需要从抑菌圈边缘挑取细菌扩大培养后重复实验D.连续培养几代后，2、3、4号位的抑菌圈直径将会变小【答案】B【解析】A、培养基1区域无抑菌圈，故该处的滤纸片应用无菌水处理，作为对照组，A正确；B、抑菌圈外的细菌部分没有接触到阿莫西林，无法确定其抗药性，B错误；C、扩大培养细菌时，应从上一代培养基的抑菌圈边缘来挑取菌落，C正确；D、随着传代次数的增加，筛选出的细菌抗药性更强，抑菌圈也越来越小，D正确。4．（2023·江苏·苏锡常镇二模）12.下列关于发酵的叙述，正确的是（）A.制作葡萄酒过程中，可利用重铬酸钾检测发酵罐中是否有酒精产生B.泡菜制作过程中，玻璃泡菜坛水封后应置于阴凉处并经常补水以维持水封C.青霉素具有杀菌作用，其培养基和发酵罐无需严格灭菌D.在酸性条件下利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸【答案】B【解析】A、制作葡萄酒过程中，可利用酸性重铬酸钾检测发酵罐中是否有酒精产生，A错误；B、泡菜制作过程中，玻璃泡菜坛水封后应置于阴凉处并经常补水以维持水封，创造无氧环境，B正确；C、青霉素虽然具有杀菌作用，但发酵开始前，其培养基和发酵罐仍需严格灭菌，使青霉菌在开始就成为优势菌，C错误；D、谷氨酸的发酵生产，在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸，在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N—乙酰谷氨酰胺，D错误。5．（2023·江苏·苏锡常镇二模）14.用高盐稀态发酵法酿造的酱油风味独特、具有复杂香气，其生产工艺流程如图所示。下列叙述正确的是（）A.利用产生蛋白酶的米曲霉，可将蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸B.发酵阶段加入酵母菌、乳酸菌等主要用于控制米曲霉的种群密度C.制醪阶段提高冷冻盐水浓度，可降低杂菌污染概率，缩短发酵周期D.灭菌阶段常采用高压蒸汽法灭菌以保证酱油的品质和风味【答案】A【解析】A、米曲霉可产生蛋白酶将蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，A正确；B、酵母菌、乳酸菌在发酵阶段加入，也为发酵菌种，它们产生的酶可以分解蛋白质、脂肪，增加酱油的香味、口感、营养价值，B错误；C、制醪阶段提高冷冻盐水浓度，降低温度，但不能降低杂菌污染概率，不能缩短发酵周期，C错误；D、灭菌阶段不能采用高压蒸汽法灭菌，以保证酱油的品质和风味，D错误。6．（2023·江苏·苏锡常镇二模）19.为筛选出可高效抑制番茄枯萎病菌（一类真菌）的土壤芽孢杆菌菌株，科研人员从土壤中采集、分离、筛选芽孢杆菌菌株作为待测菌株，并采用平板对峙培养法观察各待测菌株的抑菌能力。如图为研究过程示意图，下列叙述正确的有（）A.过程①常利用涂布器沾取0.1mL菌液涂布平板B.过程②可根据芽孢杆菌菌落的形态、颜色进行挑选C.若甲乙丙三个平板的平均菌落数为12个，则10g土样中芽孢杆菌约有1.2×109个D.实验筛选出的菌株仍需进行大田种植试验以检测防治效果【答案】BD【解析】A、过程①常利用移液器移取0.1mL菌液涂布平板，A错误；B、每种细菌都有特定的菌落的形态、大小和颜色，所以过程②可根据芽孢杆菌菌落的形态、颜色进行挑选，B正确；C、若甲乙丙三个平板的平均菌落数为12个，平均菌落数是12个不符合30-300的菌落计数要求，C错误；D、需要进一步确定菌株的最佳条件，进行大田种植试验，检测防治效果，D正确。7．（2023·江苏考前预测）11.传说杜康的儿子杜杼在一次酿酒时发酵过头，等到第21d开缸时发现酒液变酸却香气扑鼻，酸甜可口。于是杜杼把“廿一日”加“酉”凑成“醋”字，这就是杜杼造醋的故事。下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是（）A.葡萄果皮上有野生酵母菌和醋酸菌，葡萄酒制好后直接通入无菌空气即可制醋B.酿酒时糖未耗尽，酵母菌发酵也会停止，原因可能是pH降低和酒精含量增多C.杜杼酿酒反成醋可能是因发酵装置密封不严导致酵母菌有氧呼吸大量增殖引起D.醋酸菌在O2和糖源匮乏时，可直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸【答案】B【解析】A、酵母菌的最适温度为18~30℃，是兼性厌氧性生物，醋酸菌的最适温度为30~35℃，是好氧型生物，葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可以直接通入无菌空气，同时还需适当提高发酵温度才能制醋，A错误；B、酿酒时糖类未耗尽，酵母菌的发酵过程也会停止原因可能是pH降低和酒精含量增多，对发酵起抑制作用，从而导致酵母菌发酵停止，B正确；C、醋酸菌是好氧菌，杜杼酿酒反成醋是因为醋酸菌的有氧呼吸导致的，这可能是由于发酵装置密封不严造成的，不是酵母菌的有氧呼吸，C错误；D、醋酸菌在O2充足，但糖源匮乏时，可直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸，D错误。8．（2023·江苏考前预测）19.塑料（聚乙烯）在自然界中很难降，解俗称“白色污染”，北京航空航天大学杨军教授偶然发现装米的塑料袋上有许多孔洞，还有黄粉虫幼虫和成虫爬出。带着这些疑问，杨军教授对黄粉虫幼虫消化道的微生物进行分离，在幼虫肠道中成功分离出塑料降解菌——微小杆菌YT2。图是从黄粉虫肠道中分离、纯化目的微生物的过程，下列有关叙述错误的是（）A.富集培养基中含有酵母膏、蛋白胨、琼脂等，蛋白胨能提供所需的碳源、氮源和维生素B.实验室分离塑料降解菌时应在培养基中加入葡萄糖作为碳源C.将转接至固体斜面培养基上的不同菌落置于4℃的冰箱长期保存D.若杀死微小杆菌YT2，黄粉虫无法消化塑料，推测该菌和黄粉虫幼虫的种间关系是互利共生【答案】ABC【解析】A、富集培养基是液体培养基，不需要添加琼脂，A错误；蛋白胨能提供所需的碳源、氮源和维生素，固体培养基上能长出菌落，要观察塑料降解菌的菌落，需用固体培养基进行选择培养，A正确；B、实验室分离塑料降解菌时应以在培养基中加入塑料作为唯一碳源，B错误；C、将转接至固体斜面培养基上的不同菌落置于4℃的冰箱临时保存，长期保存用的是甘油管藏法，C错误；D、微小杆菌YT2生活在黄粉虫的消化道内，若杀死微小杆菌YT2，黄粉虫无法消化塑料，可推测该菌和黄粉虫幼虫的种间关系是互利共生，D正确。9．（2023·江苏南通二模）12.下图是啤酒生产主发酵阶段工艺流程，相关叙述错误的是（）A.过程a的目的是获得大量的淀粉酶，过程b温度不宜过高B.过程d的主要目的是为酵母菌发酵提供可溶性糖C.过程f是发酵工程的中心环节，需要严格控制温度、pH和溶氧量等D.过程g通常采用高温蒸煮法进行消毒【答案】D【解析】A、大麦萌发时会产生大量的淀粉酶，过程a的目的是获得大量的淀粉酶，过程b温度不宜过高，温度过高会降低淀粉酶的活性，A正确；B、淀粉属于多糖，不能直接被细胞利用，糖化的主要目的是将淀粉在淀粉酶等的作用下转化为可利用的糖，B正确；C、发酵过程，即操作f是发酵工程的中心环节，为了提高发酵效率，该过程需要严格控制温度、pH和溶氧量等，C正确；D、过程g通常不采用高温蒸煮法进行消毒，以免影响啤酒的品质，而是采用过滤的方法进行消毒以除去啤酒中的大部分微生物，以延长其保存的时间，D错误。10．（2023·江苏南通二模）13.酸豆角因为酸脆、营养丰富和能增进食欲而成为家常小菜。下图是家庭制作酸豆角的主要流程，相关叙述错误的是（）豆角去筋后洗净、晾干→加盐揉搓至翠绿色→放入泡菜坛、注入凉开水→添加适量香辛料和白酒→密闭、腌制1~2周A.豆角的酸脆主要与乳酸菌无氧呼吸产生乳酸有关B.“加盐揉搓至翠绿色”利用了叶绿素能够溶解于高浓度NaCl溶液的特性C.食材等加入泡菜坛时不能装得太满，以防止坛口杂菌侵入影响产品的品质D.加入的食盐、香辛料、白酒等不仅能增加食品风味，也能防止杂菌污染【答案】B【解析】A、制作酸豆角个原理是乳酸菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生乳酸，乳酸使豆角变得酸脆，A正确；B、“加盐揉搓至翠绿色”利用了植物细胞渗透失水的原理，使豆角细胞的水分减少，而叶绿素易溶于有机溶剂，B错误；C、食材等加入泡菜坛时不能装得太满，以保证盐水能没过所有菜料，防止杂菌污染影响产品品质，C正确；D、加入的食盐、香辛料、白酒等一方面能抑制微生物生长，防止杂菌污染，一方面能增加食品风味，D正确。11．（2023·江苏南通三模）12.关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的叙述，错误的是（）A.用显微镜观察、计数活酵母时，可将视野适当调暗B.统计菌体数量时，不需要统计酵母菌芽体的数量C.视野中细胞数目过多，应用无菌水适当稀释后再观察计数D.血细胞计数板清洗后，若未吹干表面水分可能会导致统计结果偏小【答案】B【解析】A、在用显微镜观察酵母菌时，由于酵母菌是无色的、较透明的，所以要将显微镜的光线调得暗一些，视野太亮不易观察，A正确；B、酵母菌产生的芽体是新个体，所以统计菌体数量时，需要统计酵母菌芽体的数量，B错误；C、视野中细胞数目过多，不便于准确统计，应用无菌水适当稀释后再观察计数，计算数目时再乘以稀释倍数，C正确；D、使用清洗后未烘干（晾干）处理的血细胞计数板计数，会导致菌液浓度降低，结果偏小，D正确。12．（2023·江苏南通三模）14.科研人员将桤叶唐棣和蓝莓混合制作果醋，其主要流程为：桤叶唐棣、蓝莓→清洗破碎→酶解→过滤→混合汁→成分调整→灭菌→酒精发酵→酒液→醋酸发酵→过滤→陈酿→澄清→消毒→成品。下图分别表示初始糖度对酒精发酵的影响和醋酸菌接种量对总酸的影响，相关叙述正确的是（）A.酶解过程主要加入的是胰蛋白酶，有利于细胞膜的破裂提高出汁率B.酒精发酵和醋酸发酵过程的温度设置不同，其他发酵条件均相同C.初始糖度越高，为酵母菌提供的营养越多，越有利于酒精发酵D.醋酸菌接种量过大，生长繁殖消耗过多营养物质导致产酸量降低【答案】D【解析】A、酶解过程主要加入的是纤维素酶和果胶酶，有利于细胞膜的破裂提高出汁率，A错误；B、酒精发酵为无氧环境，温度通常为18～30℃；而醋酸发酵过程中需要通入氧气，温度控制为30～35℃，B错误；C、结合图示可知，在一定范围内，初始糖度越高，为酵母菌提供的营养越多，越有利于酒精发酵，但高于图中的18%，则酒精度反而有所下降，C错误；D、结合图示可以看出，当醋酸菌接种量过大时，其生长繁殖会消耗过多的营养物质而导致产酸量降低，D正确。13．（2023·江苏南通三模）为提高酿酒过程中淀粉糖化效率,研究人员欲从大曲中筛选高产淀粉酶的酵母菌株，实验步骤如下,相关叙述正确的是（）①配制培养基、灭菌→②取1g大曲接种于发酵培养基中培养24h→③取发酵培养液稀释涂布于选择培养基中培养24h→④挑取培养基上的菌落进行平板划线,培养24h→⑤喷洒碘液,初步筛选产淀粉酶菌株→⑥将初筛出的纯菌种接种于发酵培养基中摇床培养48h,取发酵液测定酶活力,进行再次筛选→⑦对筛选菌株进行鉴定A.与发酵培养基相比，选择培养基特有的成分是琼脂和淀粉B.步骤④应根据菌落的形状、大小、边缘粗糙程度等挑取菌落C.步骤⑤中透明圈直径与菌落直径比值较大的菌落即为初筛菌种D.步骤⑥中进行摇床培养的目的是使酵母菌充分释放淀粉酶【答案】BC【解析】A、与发酵培养基相比，选择培养基特有的成分是琼脂，淀粉是选择培养基和发酵培养基都有的营养成分，A错误；B、菌落具有种的特异性，因此，步骤④应根据菌落的形状、大小、边缘粗糙程度等挑取菌落，B正确；C、步骤⑤中透明圈直径与菌落直径比值较大的菌落说明该菌体分解淀粉的能力强，为初筛菌种，C正确；D、步骤⑥中进行摇床培养的目的是使酵母菌与培养液充分接触，同时也能增加溶氧，使酵母菌大量繁殖，进而可产生更多的淀粉酶，D错误。1．（2023·山东卷）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】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。2.（2023·山东卷）果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产相比，共同点有（）A.都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理 B.都需要一定的有氧环境供发酵菌种繁殖C.发酵前都需要对原料进行灭菌 D.发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期【答案】AB【解析】A、二者均利用了酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的原理，A正确；B、发酵前期，均需要一定的有氧环境，使酵母菌大量繁殖，B正确；C、果酒的家庭制作不需对原料进行灭菌，C错误；D、果酒的家庭制作不需要进行消毒，D错误。3．（2023·湖南卷）食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是（）A.干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长B.腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖C.低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利D.高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类【答案】C【解析】A、干制能降低食品中含水量，使微生物不易生长和繁殖，进而延长食品保存时间，A正确；B、腌制过程中添加食盐、糖等可制造高渗环境，从而微生物的生长和繁殖，B正确；C、低温保存可以抑制德生物的生命活动，但不是温度越低越好，一般果蔬的保存温度为零上低温，C错误；D、高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并通过破坏食品中的酶类，降低酶类对食品有机物的分解，有利于食品保存，D正确。4.（2023·浙江1月）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【解析】A、因为乳酸菌经过无氧呼吸产生乳酸，故其生活的环境是酸性，培养基pH需偏酸性，A错误；B、平板划线接种时不需要稀释，B错误；C、乳酸菌是厌氧型微生物，所以需在无氧条件下培养，C正确；D、参与泡菜发酵的微生物有乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等，所以分离得到的微生物除了乳酸菌，还会有其他耐高盐的微生物，D错误。5．（2023·浙江6月）阅读下列材料，完成下面小题。小曲白酒清香纯正，以大米、大麦、小麦等为原料，以小曲为发酵剂酿造而成。小曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。酿酒的原理主要是酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精。传统酿造工艺流程如图所示。5-1．小曲白酒的酿造过程中，酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确的是（）A.有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合B.有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行C.有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放D.有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化5-2．关于小曲白酒的酿造过程，下列叙述错误的是（）A.糖化主要是利用霉菌将淀粉水解为葡萄糖B.发酵液样品的蒸馏产物有无酒精，可用酸性重铬酸钾溶液检测C.若酿造过程中酒变酸，则发酵坛密封不严D.蒸熟并摊晾的原料加入糟醅，立即密封可高效进行酒精发酵【答案】5-1.A5-2.D【解析】5-1A、有氧呼吸产生的[H]在第三阶段与O2结合生成水，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合，A正确；B、有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，第二和第三阶段分别在线粒体基质和线粒体内膜中进行，无氧呼吸的两个阶段都在细胞质基质中进行，B错误；C、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程中释放的能量均大多以热能散失，但无氧呼吸是不彻底的氧化分解过程，大部分能量存留在酒精，C错误；D、有氧呼吸和无氧呼吸过程都需要酶的催化，只是酶的种类不同，D错误。5-2A、由于酿酒酵母不能直接利用淀粉发酵产生酒精（乙醇），故糖化过程主要是利用霉菌分泌的淀粉酶将淀粉分解为葡萄糖，以供发酵利用，A正确；B、发酵液样品的蒸馏产物有无酒精，可用酸性重铬酸钾溶液检测，若存在酒精，则酒精与酸性的重铬酸钾反应呈灰绿色，B正确；C、酿造过程中应在无氧条件下进行，若密封不严，会导致醋酸菌在有氧条件下发酵产生醋酸而使酒变酸，C正确；D、蒸熟并摊晾的原料需要冷却后才可加入糟醅，以免杀死菌种，且需要在有氧条件下培养一段时间，让酵母菌大量繁殖，此后再密封进行酒精发酵，D错误。6．（2023·湖南卷21题节选）某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列问题：（1）若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和____。（2）现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对_________________的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在__________μg·mL-1浓度区间进一步实验。测试菌抗菌肽浓度/（µg•mL-1）金黄色葡萄球菌-----++枯草芽孢杆菌-----++禾谷镰孢菌-++++++假丝酵母-++++++注：“+”表示长菌，“-”表示未长菌。（3）研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H的淀粉酶编码基因M构建高效表达质粒载体，转入大肠杆菌成功构建基因工程菌A。在利用A菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶M。分析可能的原因是______（答出两点即可）。【解析】(1)由题意可知，根际促生菌具有固氮作用，可利用空气中的氮气作为氮源，因此用于筛选根际促生菌的培养基的主要营养物质包括水、无机盐和淀粉。(2)由题表可知，在抗菌肽浓度为3.45-55.20μg·mL-1范围内，金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌均不能生长，表明该抗菌肽对它们的抑菌效果较好；因为抗菌肽的浓度为1.73μg·mL-1时，它们均能生长，所以要确定抗菌肽抑菌效果的最低浓度，应在1.73~3.45μg·mL-1的浓度区间进一步实验。(3)在利用A菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶M，可能的原因是淀粉酶编码基因M发生突变；或者是能产生淀粉酶M的个体在产生后代时发生性状分离。【答案】（1）无机盐、淀粉（2）金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌1.73~3.45（3）淀粉酶编码基因M发生突变；能产生淀粉酶M的个体产生后代时发生性状分离7．（2023·全国乙卷）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