发酵工程讲义-2023年高考生物二轮复习训练（新教材）

解密22发酵工程

考点热度★★★★★

年存易错解密

1.葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的。（2021∙山东卷,T12）（√）

2.自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌。（2021•山东卷,T12）（√）

3.用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋时,应将玻璃瓶用酒精消毒后,装满葡萄汁。（2020∙江苏卷,T18）

（X）

分析:葡萄汁不能装满,需装至玻璃瓶的2/3空间。

4.家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵。（2019•江苏卷,T9）。（√）

5.利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵。（2019•江苏卷,T9）（×）

分析:乳酸菌是•种严格的厌氧菌,有氧气存在时,其发酵会受到抑制,因此利用乳酸菌制作酸

奶的过程中,应一直处于密闭状态,否则会导致发酵失败。

6.泡菜腌制过程中亚硝酸盐和乳酸的含量都是先增加后减少。（×）

分析:泡菜中亚硝酸盐含量随着泡制时间的增加,亚硝酸盐含量先升高后

7.穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染。（2021•山东卷,T20）（√）

8.蚕豆瓣可提供微生物生长繁殖所需的碳源和氮源。（2020∙天津卷,T9）（√）

9.使用平板划线法统计活细菌总数。（2020.天津卷,T9）（X）

分析:平板划线法不能用来计数,统计活细菌总数要用稀释涂布平板法。

10.利用尿素固体培养基可迅速杀死其他微生物,而保留利用尿素的微生物。（2020•浙江卷,T19）

（X）

分析:利用尿素固体培养基,由于不能利用尿素做氮源的微生物不能生长繁殖,而保留利用尿

素的微生物,并非杀死其他微生物。

11.纤维素分解菌菌落周围的纤维素被降解后,可被刚果红染成红色。（2020•江苏卷,T19）

（X）

分析:刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解

后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。

12.筛选分解淀粉的细菌时,菌液应稀释后涂布。（2019∙北京卷,T3）（√）

13.可采用干热灭菌法对固体培养基灭菌。（X）

分析:培养基灭菌采用高压蒸汽灭菌法。

14.在分离以尿素为氮源的微生物时,有腺酶的细菌菌落周围会出现透明圈。（X）

分析:在分离以尿素为氮源的微生物时,有胭酶的细菌可以将尿素分解成氨,氨会使培养基的

PH升高,使酚红变成红色,有胭酶的细菌菌落周围会出现着色的环带,而不是透明圈。

15.当超净台处于紫外灯打开状态时,人必须离开。（√）

16.在固体培养基中加入无菌水稀释,可直接用于扩大化培养细菌。（X）

分析:大量培养细菌要用液体培养基。

17.划线分离操作过程,若划线4次,则接种环需要灼烧4次。（X）

分析:每次划线前后均需要对接种环灼烧,所以若划线4次,则接种环需要灼烧5次。

18.可用紫外线照射接种室,以杀死空气中的所有微生物及芽抱和抱子。（X）

分析:可用紫外线照射接种室进行消毒,以杀死空气中的微生物,但不包括芽抱和抱子。

19.菌落的大小、颜色、有无荚膜、隆起程度等特征都可作为菌种肉眼鉴定的依据。

（X）

分析:菌落的大小、颜色、隆起程度等特征都可作为菌种肉眼鉴定的依据,有无荚膜无法通过

肉眼观察。

至诟易混解密

A:泡菜制作加食盐、白酒等调味品,可有助于防止杂菌污染。W）

易混1

B:制成的果醋和泡篥籥经高压蒸汽灭菌来避免杂菌污染。（X）

A:腌制泡菜时可通过向泡菜坛沿边水槽注水保持发酵所需环境。（√j

易混2

B:制作泡菜时腌制时间过长会引起细菌大量繁殖。（X）

A:平板划线法和稀释涂布平板法纯化培养酵母菌时接种培养后均可获得单菌落。—（√）

易混3

B:平板划线法和稀释涂布平板法纯化培养酵母菌时都需要使用接种环进行接种.^^

A:巴氏消毒法常用于消毒牛奶,可以杀死牛奶中的全部微生物。（X）

易混4

B:在接种过程中,试管口、瓶口等都可以通过火焰灼烧进行灭菌。（√∏

A:对于需要长期保存的菌种,可以采用低温-4℃保藏的方法。（XF

易混5

B:对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法。（√Γ

A:纤维素水解可能生成许多麦芽糖。W~

易混6

B:分解淀粉与纤维素所需的酶不同。N）

【对点解密】

1.果酒和果醋发酵改进装置及其分析

-----［充气川-----

排气U

发酵前期充气口打

排出酒精发

开,输入无菌空气.

酵时产生的

让酵母菌增殖,后

CO

期关闭充气口，进2

彳泗精发酵；在果［长而弯管卜

醋发酵时连接充气

排气口通过

泵进行充气

一个长而弯

｛出料口｝曲的胶管与

瓶身连接，

用来取样.及时

其目的是防

监测发酵进行的

止空气中微

情况

生物的污染

2.泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化

:乳酸菌;凰囱

VVV

少（有5,增加（硝酸盐

）＞乳酸菌活少还原菌的作用）

动受抑制）

积累、下降（硝酸盐

最多（乳酸

增多、还原菌受抑制,

冲期7抑制其他

下降部分亚硝酸盐

菌活动）PH

被分解）

减少（乳酸继续增多,

下降至相对稳

灸%继续积累,PH继续下

一定（硝酸盐还原

了切＞pH继续下降，直至

菌被完全抑制）

降，抑制稳定

其活动）

亚硝酸

乳酸菌乳酸

含⅛t

变化

曲线

发酵时间发醉时间发酵时间

注意：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。

3.表解传统发酵技术：

食品菌种呼吸类型原理温度

无氧呼吸

果酒酵母菌无氧18〜25℃

产生酒精

糖（酒精）

果醋醋酸菌有氧30〜35℃

T醋酸

⅛≡酶、W

腐乳毛霉等有氧肪酶水解蛋15~18℃

白质、脂肪

4.图解无菌技术的关键与方法:

区别：能否杀死

I煮沸消毒法kι

，全部微生物L，灼烧灭菌I

化学药剂

消一_灭__I干热灭菌

消毒法高压蒸汽

关I键灭菌

防止外来杂菌初闻

5.图解细菌纯化培养的过程:

计算-称量-溶化-灭菌-倒平板

I制备固底培养基］二＞骤

平板接种纯化大接种稀释涂布

划线法肠杆菌平板法

临时∙—II长期

4菌种保存F⅛油管藏法I

4七冰箱

保存

6.倒平板的操作步骤

⅛--⅛⅛⅛⅛⅛⅛',j、;_落__麻__「__通__施__通__过__灾__,_时_1

；⅛⅛⅛⅛⅛⅞⅛⅛⅛tr：等待以亲南步而;

［开一条稍大于瓶口的缝隙，［凝固后.将培养1

［将培养基（10~20mL）倒入;皿倒过来放置：

［培养皿，立即盖上皿盖：

【注意】

（I）培养基要冷却到50。C左右时开始倒平板。温度过高会烫手，过低培养基又会凝固。

（2）要使锥形瓶的瓶口通过酒精灯火焰。通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。

（3）倒平板时，要用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，不要完全打

开，以免杂菌污染培养基。

（4）平板冷凝后，要将平板倒置。因为平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，平板倒置后，既

可避免培养基表面的水分过快地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。

（5）在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，那么这个平板

不能用来培养微生物。因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。

（6）整个操作过程要在酒精灯火焰旁进行，避免杂菌污染。

7.平板划线法操作步骤

⑧将平板倒置.

①将接种放入培养箱中

环放在火"培养

焰上灼烧,

直到接种⑦灼烧接种环,

环的金属待其冷却后,从

丝烧红第一次划线的

末端开始作第

二次划线。重

②在火焰复以上操作,作

爱冷却接第三、四、五次

种环。同划线。注意不要

时，拔出将最后一次的

装有酵母划线与第一次

菌培养液的划线相连

的试管的

棉塞⑥在火焰附

近将皿盅打

③将试开一条缝隙

管口通「用接种环在

过火焰［培养基表面

迅速划三至

五条平行线,

盖上皿盖

④在火焰

附近用接⑤将试管口

种环蘸取通过火焰，

一环菌液并塞上棉塞

(I)实验成功关键点

①第一次划线及每次划线之前都需灼烧接种环灭菌,划线操作结束仍需灼烧接种环。

②灼烧接种环之后，要等其冷却后才能伸入菌液,以免温度太高杀死菌种.

③在做第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线,这样才能使细菌

的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。

④划线时最后一区域丕要与第一区域相连。

⑤划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。

(2)平板划线操作中几次灼烧接种环的目的

---①—----②----

第一次划每次划线最后一次划

线前灼烧前灼烧线结束灼烧

杀死上次划

线结束后接杀死接种环

避免接种环

种环上残留上残印的菌

上可能存在

的菌种.使利'避免微

的微生物污

下次划线的生物污染环

染培养物

菌种均来自境和感染操

上次划线的作者

末端

8.图解微生物分离与计数的两个实例:

鳍返以“尿素”为唯一氮源的培养基

分…上述培养基中加入酸丝指示剂,指示

解

尿—剂变红则初步鉴定该细菌能分解尿素

素在显微镜下利用特定细菌

的显微镜

细计数板或血细胞计数板，

菌计数「直接计

计数一定容积的样品中微

方法数法

生物的数目

I间接计数法（活菌计数法,即稀释

涂布平板法）

用以纤维素为唯一碳源的选择培

筛选

■养基培养

纤维素酶是一种复合酶

/«\r

作用（G酶、fχ酶）（葡［,昔酶）

素分原理〔纤维素上鼻金二⅞N⅞⅞⅜

∖≡≡∕

鉴定刚果红L蛆一红色消失,出现

纤维素％合汽＜M

原理座诞一纤维素分解菌

34考法解密】

【典例分析1】（2020∙全国卷1）某种物质S（一种含有C、H、N的有机物）难以降解,会对环境

造成污染,只有某些细菌能降解So研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降

解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和S,乙的组分

为无机盐、水、S和Y。

稀释涂挑单菌多次高效

接种布平板落接种筛选降解

■即空⑨叵S的

无菌水甲乙甲菌株

回答下列问题：

（1）实验时,盛有水或培养基的摇瓶通常采用的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质

是O甲、乙培养基均属于培养基。

（2）实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2xl（）7个∕mL,若要在每个平板上涂布IOOμL稀

释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个,则至少应将摇瓶M中的菌液稀释

倍。

(3)在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的S超过某一浓度时,某菌株对S的降解量反而下

降,其原因可能是(答出1点即可)。

(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数,请写出主要实验步骤o

(5)上述实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供4类营养

物质,即o

【信息提取与转化】

关键信息转化成已有知识

某种物质S为含有C、H、N的有

能为降解S物质的细菌提供碳源和氮源

机物

语葬基浓度过低,不能为微生物的生长提供足够的营养

用培养基分离能降解S的细菌物质;培养基浓度过高,会使培养的微生物失水过多而死

亡,失去培养价值

【解析】本题主要考查培养基的类型及其应用、无菌技术和微生物的分离与计数。

(1)常用高压蒸汽灭菌法处理盛有水或培养基的摇瓶。由图中③④过程可知,甲为液体培养基,

乙为固体培养基,所以乙培养基中需要加入的Y为琼脂。甲和乙培养基可以用于筛选能降解

S的菌株,因此均属于选择培养基。

(2)若要在每个平板上涂布100μL稀释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数不超过200

个，根据计算公式：细菌细胞数=(C÷V)×M可知，稀释倍数

M=2×107×V÷C=2×107÷lOooX100÷2(X)=1(/(倍)。

⑶当培养基中的S超过某•浓度后,可能会抑制菌株的生长,从而造成其对S的降解量下降。

(4)要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数,可以取淤泥加无菌水制成菌悬液,稀释涂布到乙培养

基上,培养后进行计数。

(5)甲和乙培养基中均含有水、无机盐、碳源、氮源等成分。

【答案】(1)高压蒸汽灭菌琼脂选择

(2)IO4(3)S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长

(4)取淤泥加入无菌水,涂布(或稀释涂布)到乙培养基上,培养后计数

(5)水、碳源、氮源和无机盐

【典例分析2】(2021.全国乙卷)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分

解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有

悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。

回答下列问题：

（1）米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦熬可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的—

可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供。

（2）米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖,大量分泌制作酱油过程所需的酶类,

这些醐中的、能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的

成分,如将蛋白质分解为小分子的肽和。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空

气并搅拌,由此可以判断米曲霉属于—（填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”）微生物。

（3）在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于（填“真核生物''或"原核生物”）;添加的酵母菌

在无氧条件下分解葡萄糖的产物是；在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量

的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是（答出1点即可）。

【信息提取与转化】

关键信息转化成已有知识

碳源、氮源能提供碳元素的物质称为碳源;能提供氮元素的物质称为氮源

分解蛋白质

依据酶的专一性,分解蛋白质的酶是蛋白酶、分解脂肪的酶是脂肪酶

和脂肪

乳酸菌乳酸菌乂称乳酸杆菌,没有成形的细胞核,属于原核生物

_______________________________________________________________________________

【解析】本题主要考查传统发酵技术及其应用。（1）米曲霉发酵过程中,大豆中的蛋白质含有

氮元素,可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉是糖类,可为米曲霉的生长提供碳源。（2）

米曲霉发酵过程中,蛋白酶和脂肪酶能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风

味独特的成分,比如蛋白酶将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸。因为发酹过程需要为米曲

霉提供营养物质,所以米曲霉属于异养微生物;需要通入空气并搅拌,所以米曲霉属于好氧微

生物。（3）乳酸菌属于原核生物;酵母菌在无氧条件下将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳;发酵过

程中抑制杂菌生长的物质可以是酵母菌发酵产生的酒精、乳酸菌发酵产生的乳酸或加入的食

盐.

【答案】（1）蛋白质碳源

（2）蛋白酶脂肪酶氨基酸异养好氧

（3）原核生物酒精和二氧化碳酒精（或乳酸或食盐）

【变式解密】

【真题探究I】（2022•山东•高考真题）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

【解析】

【分析】

培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等四类营养物质。配制培养基时除了满足基本的

营养条件外，还需满足微生物生长对特殊营养物质、pH、O2的要求。

【详解】

A、青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌；提供相同含量的碳源,

葡萄糖溶液单位体枳中溶质微粒较多，会导致细胞失水，发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖,

乳糖是二糖，可被水解为半乳糖和葡萄糖，是青霉菌生长的最佳碳源，可以被青霉菌缓慢利

用而维持青霉素分泌的有利条件，A正确；

B、青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵技术提高产量，B正确；

C、选育出的高产青霉素菌株经扩大培养纯化后，才可接种到发酵罐中进行工业化生产，C

正确：

D、为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染，获得纯净的青霉素，发酵罐仍需严格灭菌，

D错误。

故选D。

【真题探究2］（2022•山东•高考真题）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酹母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期

【答案】ACD

【解析】

【分析】

果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是异养兼性厌氧微生物，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。

【详解】

A、赤霉素能促进种子的萌发，据此可推测若用赤霉素处理大麦，可诱导α-淀粉酶相关基因

的表达，促进a-淀粉酶的合成，进而使大麦种子无须发芽就能产生a-淀粉酶，A正确；

B、焙烤可以杀死大麦种子的胚，但不使淀粉酶失活，没有进行灭菌，B错误；

C、糖浆经蒸煮（产生风味组分、终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌）、冷却后再接种酵

母菌进行发酵，防止高温杀死菌种，C正确；

D、转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期，属于转基因技

术在微生物领域的应用，D正确。

故选ACDo

【真题探究3］（2021∙l月浙江选考）用白萝卜制作泡菜的过程中，采用适当方法可缩短腌

制时间。下列方法中错误的是（）

A.将白萝卜切成小块B.向容器中通入无菌空气

C.添加已经腌制过的泡菜汁D.用沸水短时处理白萝卜块

【答案】B

【分析】

1、泡菜腌制过程中起作用的主要是假丝酵母和乳酸菌，在无氧条件下乳酸菌无氧呼吸产生

乳酸。

2、泡菜的制作流程是：选择和处理原料、洗净泡菜坛、调味装坛、密封发酵。

【详解】

A、将白萝卜切成小块可以扩大白萝卜与腌料的接触面积，缩短腌制时间，A正确；

B、泡菜制作所需菌种为乳酸菌，制作过程中应保持无氧环境，向容器中通入无菌空气不利

于腌制，B错误：

C、泡菜汁中含有一定量的发酵菌种，所以在腌制过程中，加入一些己经腌制过泡菜汁可缩

短腌制时间，C正确；

D、用沸水短时处理，可抑制某些微生物的繁殖，提高泡菜品质，也可缩短腌制时间，D正

确。

故选Bo

【真题探究4】（2020•山东等级考∙T12）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CCh释放形成的

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

【分析】本题主要考查酒精发酵。由题干信息可知,“浸曲发'’是将酒曲浸到活化,在酵母菌活

化的过程中酵母菌细胞吸水代谢加快,A项正确;“鱼眼汤”是冒出鱼眼大小的气泡,气泡是酵母

菌进行呼吸作用产生的CO2释放形成的,B项正确;酿酒过程中酵母菌进行无氧呼吸产生的酒

精会抑制其他微生物的生长‘净淘米’'是防止一些杂质影响酒的品质C项错误;“舒令极冷”是

将蒸熟的米摊开冷透,其目的是防止蒸熟的米温度过高致使酒曲中的微生物死亡,D项正确。

【真题探究5］（2020•浙江7月选考∙T19）下列关于微生物培养及利用的叙述,错误的是

（）

A.利用尿素固体培养基可迅速杀死其他微生物,而保留利用尿素的微生物

B.配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的PH

C.酵母菌不能直接利用糯米淀粉发酵得到糯米酒

D.适宜浓度的酒精可使醋化醋杆菌活化

【答案】A

【分析】本题主要考查微生物的培养条件和应用。尿素固体培养基上,由于不能利用尿素做

氮源的微生物不能生长繁殖,而保留利用尿素的微生物,并非迅速杀死其他微生物,A项错误；

不同的微生物所需的PH不同,所以配制培养基时,应根据微生物的种类调整培养基的pH,B项

正确;酵母菌不能直接利用淀粉,应用酒曲中的根霉和米曲霉等微生物把淀粉糖化,再用酵母

菌发酵得到糯米酒C项正确;醋化醋杆菌在有氧条件下能利用酒精产生醋酸,所以适宜浓度

的酒精可以使醋化醋杆菌活化Q项正确。

【真题探究6］（2022•全国甲卷•高考真题）某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B

两株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两

个菌株的其他生理功能。

实验所用的培养基成分如下。

培养基I：K2HPO4,MgSo4,NH4NO3,石油。

培养基∏:K2HPO4,MgSO4,石油。

操作步骤：

①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基I中培养，得到A、B菌液；

②液体培养基I、H中添加琼脂，分别制成平板I、H，并按图中所示在平板上打甲、乙两

孔。

回答下列问题。

(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是。培养基中NH4NO3的作用是为菌株

的生长提供氮源,氮源在菌体内可以参与合成(答出2种即可)等生物大分子。

(2)步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种NO个A细菌，繁殖n代后细菌的

数量是O

(3)为了比较A、B降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板I、∏进行实验，结

果如表所示(“+”表示有透明圈，“+”越多表示透明圈越大，表示无透明圈)，推测该同学

的实验思路是。

(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株

是,理由是O

【答案】⑴石油DNA,RNA,蛋白质

⑵No∙2ιη

(3)在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板I的甲和乙两孔处，平

板H也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明

圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石

油的能力

(4)AA菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长

【解析】

【分析】

培养基对微生物具有选择作用。配置培养基时根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求，

加入某些物质或除去某些营养物质，抑制其他微生物的生长，也可以根据某些微生物对一些

物理、化学因素的抗性，在培养基中加入某种化学物质,从而筛选出待定的微生物。这种培

养基叫做选择培养基。

(1)培养基的成分有碳源、氮源、无机盐和水等，从组成培养基的物质所含化学元素可知，

作为碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白质都含有N元素，故氮源在菌体内

可以参与合成这些物质。

(2)由题意“资源和空间不受限制”可知，细菌的增殖呈J型曲线增长，由于DNA的半保留复

制，细菌每繁殖一代就是上-代的2倍，根据公式Nt=NO次，λ=2,繁殖n代后细菌的数量

是No∙2l'o

(3)分析表格数据可知，实验的结果是：在平板I上，A菌株降解石油的能力高于B菌株：

在平板II上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，根据实验的单一变量和对照原

则，推测该同学的思路是：在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平

板I的甲和乙两孔处，平板H也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较

两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录,根据透明圈大降解能力强,透明圈小降解能力弱，

进而比较A、B降解石油的能力。

(4)由表格数据可知，在平板H(无氮源的培养基)上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株

不能降解，所以要治理贫氮且被石油污染的土壤，应该选用A菌株，因为A菌株降解石油

的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长。

【真题探究7](2022•全国乙卷•高考真题)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业、

用菌株C可生产S,S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验

比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。

碳源细胞干重(g∕L)S产量(g∕L)

葡萄糖

淀粉

制糖废液

回答下列问题。

(1)通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有(答

出2点即可)。

(2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是；用菌株C生产S的最适碳源是。

菌株C的生长除需要碳源外，还需要(答出2点即可)等营养物质。

(3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是。

(4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。

请简要写出实验思路：。

(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是(答出1点即可)。

【答案】(1)高压蒸汽灭菌、干热灭菌

(2)葡萄糖制糖废液氮源、无机盐、水

(3)缺少淀粉酶

(4)分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C,其他条

件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对

应的制糖废液浓度即为生产S的最适碳源浓度

(5)减少污染、节省原料、降低生产成本

【解析】

【分析】

1、实验室常用的灭菌方法：(1)灼烧灭菌：将微生物的接种工具，如接种环、接种针或其

他金属工具，直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以迅速彻底地灭菌；(2)干热灭菌：

能耐高温的，需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等，可以采用

这种方法灭菌；(3)高压蒸汽灭菌：将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内，为

达到良好的灭菌效果，一般在压力为IOOkPa,温度为121°C的条件下，维持15〜30min.

2、培养基的营养构成：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；不同培养基还要满足不同微生物对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。

(1)通常在实验室培养微生物时，为防止实验用的玻璃器皿等物品中原有的微生物污染培养

物，需要使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽泡和徇子，即对所需的玻

璃器皿进行灭菌，玻璃器皿常用的灭菌的方法有干热灭菌、高压蒸汽灭菌等。

(2)由实验结果可知，与以制糖废液为碳源相比，以葡萄糖为碳源时菌株C的细胞干重最大，

说明最适于菌株C生长的碳源是葡萄糖；而以制糖废液为碳源时，用菌株C生产S的产量

高于以葡萄糖为碳源时的产量，说明最适于生产S的碳源是制糖废液。微生物的生长一般

都需要水、碳源、氮源和无机盐，还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的

要求，故菌株C的生长除需要碳源外，还需要氮源、无机盐、水等营养物质。

(3)分析题图表格可以看出在以淀粉为碳源的培养基中，菌株C不能生长，原因可能是菌株

C中缺少分解淀粉的酶，不能利用淀粉。

(4)要测定生产S的最适制糖废液为碳源的浓度，实验自变量为制糖废液的浓度，可分别配

制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C,其他条件相同且适

宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废

液浓度，即为生产S的最适碳源浓度。

(5)利用制糖废液生产S可以实验废物利用，既有利于减少污染、节省原料，又能降低生产

成本。

【真题探究8](2022•湖南•高考真题)黄酒源于中国，与啤酒、葡萄酒并称世界三大发酵酒。

发酵酒的酿造过程中除了产生乙醇外，也产生不利于人体健康的氨基甲酸乙酯(EC)oEC

主要由尿素与乙醇反应形成，各国对酒中的EC含量有严格的限量标准。回答下列问题：

(1)某黄酒酿制工艺流程如图所示，图中加入的菌种a是,工艺b是(填“消

毒’'或"灭菌”)，采用工艺b的目的是

米浆水a

I原料T浸泡田蒸煮∣→∣糖化川灭活四发酵川压榨I

----------------------------------------------,---------1l-1酒糟

I成品Hb灌装卜~|石讣T陈贮H1赢卜~|去『

(2)以尿素为唯一氮源的培养基中加入指示剂，根据颜色变化，可以初步鉴定分解

尿素的细菌。尿素分解菌产生的胭酶可用于降解黄酒中的尿素，胭酶固定化后稳定性和利用

效率提高，固定化方法有(答出两种即可)。

(3)研究人员利用胭酶基因构建基因工程菌L,在不同条件下分批发酵生产胭酶，结果如图所

示。推测是决定工程菌L高胭酶活力的关键因素，理由是。

3(

Z9」

∖7、697

p.0p.0

L6Ho65

≡.26654.6

XL.5dXɪ.O5

).O低1.

).9O5.0椎；Tɔ-胭酶活力

5.钟

K0..8.5KZ.5

更a.9

4电

5..OLS?T-培养PH

建

44..O5慝.O44.

置O

蚤.O2.5

246810.0

培养时间(h)培养时间(h)

(4)某公司开发了一种新的黄酒产品，发现EC含量超标。简要写出利用微生物降低该黄酒中

EC含量的思路。

【答案】(1)酵母菌灭菌

杀死黄酒中全部的微生物及芽胞、抱子，防止成品酒变酸或腐败变质

(2)酚红指示剂化学结合法、包埋法、物理吸附法

(3)pH两图中腺前活力随时间变化的曲线基本一致，而维持PH在不变与PH从降为

相比较而言，酶活力值始终要高

(4)方案一：配置一种选择培养基，筛选出产生EC降解酶的细菌，从细菌中分离得到EC降

解酶，纯化的EC降解酶进行固定化操作后，加入该黄酒中。

方案二：配置一种选择培养基，筛选出产生胭酶的细菌，从细菌中分离得到胭酶，纯化的胭

酶进行固定化操作后，在黄酒工艺流程的发酵环节中加入。

【解析】

【分析】

由于细菌分解在尿素的过程中合成服酶，服酶将尿素分解成氨，会使培养基碱性增强，PH

升高，所以可以用检测PH的变化的方法来判断尿素是否被分解，可在培养基中加入酚红指

示剂，尿素被分解后产生氨，pH升高，指示剂变红。

(1)制造果酒利用的是酵母菌的无氧呼吸，加入的菌种a是酵母菌。过滤能除去啤酒中部分

微生物，工艺b是灭菌，灭菌能杀死啤酒中全部微生物，，包括芽抱和抱子，防止杂菌污染，

延长其保存期。黄酒酿造好后须经煎酒(灭菌)后灌坛贮存,贮存一定时间后,经过滤,灌瓶压盖、

灭菌、包装。

(2)由于细菌分解尿素的过程中合成麻酶，胭酶将尿素分解成氨，会使培养基碱性增强，pH

升高，所以可以用检测PH的变化的方法来判断尿素是否被分解，故在以尿素为唯一氮源的

培养基中加入酚红指示剂可以鉴别尿素分解菌。固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水

的载体上，实现酶的反复利用，并提高酶稳定性，酶的各项特性(如高效性、专一性和作用

条件的温和性)依然保持。固定化酶的方法包括化学结合法、包埋法、物理吸附法等。

(3)对比两坐标曲线，两图中胭酶活力随时间变化的曲线基本一致，说明培养时间不是决定

因素；而维持PH在不变与PH从降为相比较而言，酶活力值始终要高，说明PH为时，有

利于酶结构的稳定，故PH是决定工程菌L高腺酶活力的关键因素。

(4)从坐标图形看，利用版酶消除其前体物质尿素可降低该黄酒中EC含量。配置一种选择培

养基，筛选出产生EC降解酶的细菌，从细菌中分离得到EC降解酶，纯化的EC降解前进

行固定化操作后，加入该黄酒中。或者配置一种选择培养基，筛选出产生胭酶的细菌，从细

菌中分离得到喔酶，纯化的胭酶进行固定化操作后，在黄酒