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第1章　发酵工程
第2节　微生物的培养技术及应用
二　微生物的选择培养和计数
课标要点 学法指导
1．举例说明选择培养基的选择作用
2．阐述微生物数量的测定原理和方法
3．简述土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作，并对实验结果进行评价 1．结合教材上水生栖热菌的发现，理解选择培养基的选择作用，并以能分解尿素的细菌的选择培养作为实例进行分析(科学思维)
2．通过阅读教材，分析微生物计数的原理，并将稀释涂布平板法与显微镜直接计数法进行比较(科学思维)
3．结合教材探究实验，归纳总结微生物计数的实验操作，并试着对结果进行分析评价(科学探究)
知识导图


课前·新知导学
　　　　　微生物的选择培养
1．微生物筛选的原理
(1)自然界中目的菌株的筛选原理：根据它对____________的要求，到相应的环境中去寻找。
(2)实验室中微生物的筛选原理：人为提供有利于_________生长的条件(包括营养、温度和pH等)，同时____________其他微生物的生长。
2．选择培养基
在微生物学中，将允许_____种类的微生物生长，同时___________其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。
生存环境　
目的菌　
抑制或阻止　
特定　
抑制或阻止　
能在选择培养基上生长的一定是目的菌吗？
__________________________________________。
【答案】原则上选择培养基只允许特定种类的微生物生长，但实际上，微生物的培养是一个非常复杂的问题，有些微生物可以利用其他微生物的代谢物生长繁殖，因此能在选择培养基上生长的不一定是目的菌，还需要进一步验证
　　　　　能分解尿素的微生物所需要的碳源和氮源分别是 (　　)
A．CO2和N2 B．葡萄糖和NH3
C．CO2和尿素 D．葡萄糖和尿素
【答案】D
【解析】能分解尿素的微生物以尿素为氮源，这种微生物是异养型微生物，不能利用CO2等无机物，需以葡萄糖为碳源，D符合题意。
　　　　　微生物的数量测定
1．活菌计数法
____________________除可以用于分离微生物外，也常用来统计样品中活菌的数目。
(1)原理：当样品的________足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的__________。通过统计平板上的________，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
稀释涂布平板法　
稀释度　
一个活菌　
菌落数　
(2)统计方法：为了保证结果准确，至少要设置_____个平板，选择菌落数在___________的平板进行计数，并求其__________。
(3)误差及原因分析：此方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目______，这是因为当______________细胞连在一起时，平板上观察到的只是____________。
3　
30～300　
平均值　
少　
两个或多个　
一个菌落　
2．显微镜直接计数法(总菌计数法)
利用特定的____________________________，在显微镜下直接观察和计数。
细菌计数板或血细胞计数板　
用稀释涂布平板法进行计数时，为什么每个稀释度下至少要设置3个重复组实验？若3个重复组实验结果相差太大，如何进行分析？
____________________________。
【答案】每个稀释度下设置3个重复组的目的是增强实验的说服力与准确性。若3个重复组的实验结果相差太大，可能意味着操作有误，应该重新实验
　　　　　用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数为1×106的培养基中，得到以下几种统计结果，正确的是 (　　)
A．涂布了一个平板，统计的菌落数是230
B．涂布了两个平板，统计的菌落数分别是215和260，取平均值238
C．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是21、212和256，取平均值163
D．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是210、240和250，取平均值233
【答案】D
【解析】用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数时，在每一个梯度浓度内，至少要涂布3个平板，确定对照组无菌后，选择菌落数在30～300的平板进行计数，求其平均值，再通过计算得出土壤中细菌总数。因此，A、B、C不符合题意，D符合题意。
　　　　　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作与提示
1．实验设计
(1)土壤取样
细菌适宜在酸碱度接近________的潮湿土壤中生长，绝大多数分布在距地表__________的土壤层。
中性　
3～8 cm　
(2)样品的稀释
①稀释的原因：样品的__________直接影响平板上生长的菌落数。
②稀释的标准：选用一定稀释范围的样品液进行培养，保证获得菌落数在___________之间，便于计数。
③细菌的稀释倍数：一般选用________________________倍稀释的稀释液。
稀释度　
30～300　
1×104、1×105、1×106　
(3)微生物的培养与观察
①培养：不同种类的微生物，往往需要不同的培养________和培养________。细菌一般在__________的温度下培养________d。
②观察：每隔______h统计一次____________，最后选取菌落数目________时的记录作为结果。
温度　
时间　
30～37 ℃　
1～2　
24　
菌落数目　
稳定　
2．操作提示
(1)将涂布器从酒精中取出时，要让多余的酒精在烧杯中________，然后再放在________上灼烧。
(2)取土样时用的铁铲和取样纸袋在使用前都需要________。操作完成后，一定要洗手。
(3)实验中用到的平板和试管使用前要做好标记。在标记培养皿时应在皿底上标上组别、____________________________________等。
滴尽　
火焰　
灭菌　
培养日期和平板上培养样品的稀释度　
根据微生物菌落的统计标准，怎样判断样品稀释倍数是否合适呢？
____________________________________________。
【答案】若菌落数目在30～300之间，说明菌液稀释倍数是合适的
　　　　　下列关于土壤取样的叙述，错误的是 (　　)
A．土壤取样，应选取肥沃、湿润的土壤
B．先铲去表层土3 cm左右，再取样
C．取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌
D．应在火焰旁称取土壤
【答案】C
【解析】微生物的培养要注意无菌操作，土壤取样用的小铁铲和信封在使用前需灭菌，后续稀释等操作均需在火焰旁进行。
课堂·重难探究
微生物的选择培养的原理和方法
[知识归纳]
1．微生物选择的原理
根据不同微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性不同而制备培养基。
2．接种的方法
平板划线法和稀释涂布平板法。两者比较如下：
比较项目 平板划线法 稀释涂布平板法
关键操作 接种环在固体培养基表面连续划线 ①一系列的梯度稀释；②涂布平板操作
注意事项 每次划线前后均需灼烧接种环 稀释度要足够高，为确保实验成功可以增加稀释度的范围
菌体获取 在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体 从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体
比较项目 平板划线法 稀释涂布平板法
优点 可根据菌落的特点获得某种微生物的单细胞菌落 既可以获得单细胞菌落，又能对微生物计数
缺点 不能对微生物计数 操作复杂，需要涂布多个平板
平板
示意图
3．选择的方法
选择的方法 实例
在培养基中加入某种化学物质 加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌；加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌
改变培养基中的营养成分 缺乏氮源时可以分离固氮微生物；石油作为唯一碳源时，可以分离出能消除石油污染的微生物；用含无机碳源的培养基分离自养型微生物
改变微生物的培养条件 将培养基放在高温环境中培养可以得到耐高温的微生物；用普通培养基在无氧条件下分离厌氧型和兼性厌氧型微生物
下面是筛选能分解尿素的细菌的培养基的配方，请分析：
KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4·7H2O 葡萄糖 尿素 琼脂
1.4 g 2.1 g 0.2 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1 000 mL
(1)从物理性质看，该培养基属于________培养基，从功能上看属于________培养基。
(2)该培养基是怎样实现对能分解尿素的细菌的选择的？
(3)怎样证明该培养基确实起到了选择作用？
(4)怎样证明所用的培养基灭菌是彻底的？
提示：(1)固体　选择
(2)该培养基中的尿素作为唯一的氮源，对能分解尿素的细菌进行了选择。
(3)设置对照，在一个全营养培养基上进行接种实验，若全营养培养基上菌落的数目多于该培养基上菌落的数目，说明该培养基确实起到了选择作用。
(4)设置一个未接种的培养基进行培养，若培养基上没有菌落生长，说明所用的培养基灭菌彻底。
[对点精练]
1．如图是微生物平板划线示意图，划线的顺序为1→2→3→4→5，下列说法正确的是 (　　)
A．操作前要将接种环用酒精消毒
B．划线操作需在酒精灯火焰附近进行
C．只有在5区才可以得到所需菌落
D．在1、2、3、4、5区域中划线前后都不需要对接种环灭菌
【答案】B
【解析】进行平板划线操作之前，以及每次划线前后都要对接种环进行灭菌，接种环的灭菌方法应是在酒精灯火焰上灼烧，不能用酒精消毒，A错误；为防止杂菌污染，划线操作需在酒精灯火焰附近进行，B正确；由题图可知，5区域是最后一个区域，有可能在5区域获得所需要的菌落，但在4区域也有可能得到所需要的菌落，C错误；每次划线前后都要灼烧接种环，目的是杀死接种环上原有的微生物(第一次划线前和每次划线结束后接种环上残留的菌种)，使每次划线的菌种都来自上一次划线的末端，划线结束后灼烧接种环以防止污染环境和感染操作者，D错误。
2．(2023·四川自贡阶段练板划线法和稀释涂布平板法是常用的两种接种方法。下列相关叙述错误的是 (　　)
A．两种方法都能获得由单个细胞繁殖而成的单菌落
B．如果菌液本来浓度不高，则可以适当降低稀释倍数
C．接种环在第一次划线前和最后一次划线后都需要灼烧灭菌，其余过程不需要
D．平板划线法要求在培养基表面连续划线，且除第一次划线外，每一次划线都是从上一次划线的末端开始
【答案】C
【解析】平板划线法和稀释涂布平板法都能获得由单个细胞繁殖而成的单菌落，A正确；如果菌液本来浓度不高，则可以适当降低稀释倍数，以保证平板上形成的菌落数在30～300个，B正确；接种环每次使用前后都要进行灼烧灭菌，C错误；平板划线法要求连续多次划线，且除了第一次划线外，每一次划线的起点都是上一次划线的终点，D正确。
[知识归纳]
微生物数量测定的方法可分为直接计数法和间接计数法，两者的比较如下：
微生物的数量测定方法分析
项目 直接计数法(显微镜计数法) 间接计数法(稀释涂布平板法)
原理 利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定体积的样品中微生物的数量 当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌
项目 直接计数法(显微镜计数法) 间接计数法(稀释涂布平板法)
主要用具 显微镜、细菌计数板 培养基
计数数据 菌体本身 培养基上菌落数
优点 技术方便、操作简单 计数的是活菌
缺点 死菌、活菌都统计在内 操作较复杂，且有一定误差
[对点精练]
1．(2023·广东佛山期中)关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验的叙述正确的是 (　　)
A．培养基应以尿素为唯一氮源，该细菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的
B．选择菌落数在30～300间的所有平板进行计数，以平均数为实验结果
C．对10 mL土样稀释10倍后，取0.1 mL该溶液进行重复的涂布实验，测得的菌落数分别为18、234、277、254，则该10 mL土样中分解尿素的细菌数为2.55×108个
D．应该设置对照以排除非测试因素对实验结果的干扰，提高可信度
【答案】D
【解析】从土壤中分离分解尿素的细菌，培养基应以尿素为唯一氮源，尿素分解菌为异养型，利用的是有机碳源，硝化细菌是自养型，以二氧化碳为碳源，二氧化碳为无机物，A错误；用稀释涂布平板法测定同一样品中的细菌数时，为了保证结果准确，在每一个梯度浓度内，至少要涂布3个平板，确定对照组无菌后，应将菌落数相差较远的平板舍弃，选择菌落数在30～300之间且相差无几的平板进行记数，求其平均值，再通过计算得出土壤中的细菌总数，B错误；
对10 mL土样稀释10倍后，取0.1 mL该溶液进行重复的涂布实验，测得的菌落数分别为18、234、277、254，舍去18，则该10 mL土样中分解尿素的细菌数为[(234＋277＋254)÷3]÷0.1×10×10＝2.55×105个，C错误；分离微生物时，需要设置不接种的培养基与实验组一起培养做空白对照，以排除实验组中非测试因素对实验结果的干扰，提高可信度，D正确。
2．(2023·广东江门期末)如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验示意图。据图分析正确的是 (　　)
A．4号稀释液培养得到的菌落平均数恰为5号试管的10倍
B．5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109个
C．将稀释液涂布到以尿素为唯一碳源的选择培养基上培养
D．该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要高
【答案】B
【解析】4号中稀释液进行平板培养，稀释倍数比5号的低10倍，如果稀释倍数适当，得到的菌落平均数可能是5号的10倍，但不一定，A错误；统计菌落时应选择30～300之间的平板进行计数，5号试管进行稀释涂布平板法计数的结果表明每克土壤中的菌株数为(168＋175＋167)÷3÷0.1×106＝1.7×109个，B正确；本实验的目的是“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”，故应将稀释液涂布到以尿素为唯一氮源的选择培养基上培养，C错误；稀释涂布平板得到的菌落可能存在两个或多个细菌细胞长成一个菌落，使该实验方法统计得到的结果往往比实际活菌数目低，D错误。
[知识归纳]
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验分析
1．实验流程
土壤取样→制备培养基→样品稀释→涂布平板→培养与观察→菌落计数。
2．实验过程分析
(1)取土样时用的小铁铲和取样纸袋在使用前都需要灭菌。
(2)制备培养基时应同时制备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基两种类型的培养基，牛肉膏蛋白胨培养基可以作为对照，用来判断选择培养基是否具有选择作用。
(3)样品稀释和涂布平板时需要注意：初次实验，可以将稀释范围放宽到1×103～1×107倍。每个稀释度下需涂布3个选择培养基、1个牛肉膏蛋白胨培养基。此外，两种培养基还应各有一个作为空白对照。
(4)不同微生物往往需要不同的培养温度和时间，应设置合适的培养温度和时间。
(5)菌落计数时应选取菌落数目稳定时的记录作为结果，以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落数目。
3．实验结果分析
内容 现象 结论
有无杂
菌污染
的判断 对照的培养基中无菌落生长 未被杂菌污染
培养基中菌落数目偏高 被杂菌污染
菌落形态多样，菌落数目偏高 培养基中混入其他杂菌
内容 现象 结论
选择培养基的选择作用 牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目大于选择培养基上的菌落数目 选择培养基具有选择作用
样品的
稀释操作 得到3个或3个以上菌落数目在30～300的平板 稀释操作成功
重复组的结果 若选取同一种土样，统计结果应接近
[对点精练]
1．分离能分解尿素的细菌的正确步骤是 (　　)
①土壤取样　②称取10 g土壤放入盛有90 g无菌水的锥形瓶中　③吸取0.1 mL进行平板涂布　④依次稀释到1×101、1×102、1×103、1×104、1×105、1×106、1×107稀释度
A．①→②→③→④ B．①→③→②→④
C．①→④→②→③ D．①→②→④→③
【答案】D
【解析】分离能分解尿素的细菌的过程：①土壤取样→②称取10 g土壤加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中→④依次稀释至1×101、1×102、1×103、1×104、1×105、1×106、1×107稀释度→③吸取0.1 mL进行平板涂布，D正确。
2．如图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素细菌的示意图，下列有关叙述错误的是 (　　)
A．在配制步骤②③的培养基时，应先调pH后高压蒸汽灭菌
B．步骤③采用稀释涂布平板法接种，并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素
C．步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种，比较细菌分解尿素的能力
D．步骤③纯化分解尿素的原理是将聚集的细菌分散，可以获得单细胞菌落
【答案】B
【解析】在配制步骤②③的培养基时，应先调pH后高压蒸汽灭菌，A正确；要筛选出能高效分解尿素的细菌，所选用的培养基要以尿素为唯一氮源，但牛肉膏和蛋白胨都能提供氮源，因此步骤③所用的培养基中不能含有牛肉膏蛋白胨，B错误；步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种，比较细菌分解尿素的能力，C正确；步骤③纯化分解尿素的原理是将聚集的细菌分散，可以获得单细胞菌落，D正确。
课堂·延伸提分
易错易混1：微生物纯化中的“多次划线”与“充分稀释”
微生物纯化培养的常见方法有平板划线法和稀释涂布平板法，两者的目的是一样的，即都是获得由单个细胞繁殖而成的菌落。但平板划线法是通过“多次划线”操作而将多个菌种稀释成单菌落的，稀释涂布平板法是通过“充分稀释”操作而将多个菌种稀释成单菌落的。若平板划线法中的划线次数太少或稀释涂布平板法中的稀释倍数不够，则得到的可能是由多个细胞繁殖而来的子细胞群体，其中甚至可能掺杂着其他杂菌，达不到纯化的目的。
例1　平板划线法和稀释涂布平板法是常用的两种接种方法。下列相关叙述错误的是 (　　)
A．平板划线法要求在培养基表面连续划线，且除第一次划线外，每一次划线的起点都是上一次划线的终点
B．除第一次划线前需要将接种环灼烧灭菌外，以后的划线可以不用灭菌即可划线
C．如果菌液本来浓度不高，则可以适当降低稀释倍数
D．“充分稀释”和“连续划线”的目的都是获得由单一细胞繁殖而成的菌落
【答案】B
【解析】在平板划线法中，连续划线的目的是使菌种的浓度降低，除第一次划线外，以后的每一次划线的起点都是上一次划线的终点，A正确；将接种环灼烧灭菌并冷却后蘸取菌液进行第一次划线，以后的每一次划线前都要将接种环进行灼烧灭菌，B错误；稀释倍数要随菌液的浓度而定，如果菌液的浓度过高，则需要更高的稀释倍数，否则就可以适当降低稀释的倍数，C正确；稀释涂布平板法中的“充分稀释”和平板划线法中的“连续划线”，目的都是获得由单个细胞繁殖而成的菌落，D正确。
错因分析：一是没有理解平板划线法和稀释涂布平板法的含义，对实验操作过程掌握程度不够；二是对平板划线法和稀释涂布平板法的操作原理和目的理解不到位，平板划线法是通过“连续划线”从而获得单个菌落，稀释涂布平板法是通过“充分稀释”从而获得单个菌落。
易错易混2：能分解尿素的细菌的分离与计数实验中的两种对照实验分析
对照组 作用 现象 结论
未接种的培养基 判断培养基是否污染 未接种的培养基中无菌落生长 培养基未污染
接种的全营养培养基 判断选择培养基是否有选择作用 全营养培养基上菌落数大于选择培养基上的数目 选择培养基具有选择作用
例2　下列与土壤中能分解尿素的细菌的分离与计数相关的叙述，不正确的是 (　　)
A．可以通过设置空白对照组来检验培养基是否受到了杂菌的污染
B．每个稀释度下至少需要接种3个选择培养基和1个全营养培养基
C．统计能分解尿素的细菌的数目时应该选择菌落数多的培养基进行计数
D．能分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解成氨后会使培养基pH上升
【答案】C
【解析】该实验可设置空白对照组，以检验培养基是否受到杂菌污染，同时也能确定培养基是否符合要求，A正确；每个稀释度下需要设置至少3个重复组，减少实验误差，同时需要设置一个全营养液培养基，判断选择培养基是否具有选择作用，B正确；统计能分解尿素的细菌的数目时，以菌落数在30～300的平板进行计数，求其平均值，C错误；能分解尿素的细菌合成的脲酶可催化尿素分解成氨，从而会使培养基pH升高，据此通常在培养基中加入酚红指示剂来鉴别能分解尿素的细菌，D正确。
错因分析：一是没有理解两种对照的作用是什么，空白对照组的作用是判断培养基是否污染，全营养液培养基的作用是判断选择培养基是否有选择作用；二是对统计菌落数的标准和计算方法没有熟记；三是对能分解尿素的细菌的进一步鉴定的原理没有掌握。
解题技巧：信息题解题方法
例3　豆瓣酱——美味川菜的灵魂，是以蚕豆、面粉、辣椒及盐水为主要原料发酵而成的传统豆类调味食品，有多种微生物参与，发酵过程中会生成多种物质，其中包含一些有毒物质，如生物胺(一类含氮有机化合物)。为控制生物胺的含量，保障食品安全，近年来，安全环保的生物学方法越来越被消费者所接受，如在食品发酵过程中添加降解生物胺的菌株控制生物胺的含量。请回答下列问题。
(1)寻找降解生物胺的菌株时，应根据它对______________的要求，到________________________________中去寻找。
(2)某科研人员欲对降解生物胺的目的菌株进行初步筛选，他取5 g酱醅于100 mL锥形瓶中，加入50 mL生理盐水，于摇床上充分振荡混匀，再接种到以生物胺为唯一氮源的固体培养基中，置于37 ℃培养箱中培养，待菌落生长良好后进行下一步实验。
①上述接种最常采用的方法有________________________。
②一段时间后，若观察到上述培养基表面仅出现了形态相同但大小不同的一种菌落，由此实验结果能否证明该培养基具有筛选功能？请作出判断并说明理由。_________________________________。
③若已知上述固体培养基具有筛选功能，根据观察到的菌落的大小，有人认为菌落更大的就是降解生物胺能力更强的菌株，你认为能得出此结论的依据是_____________________________________。
④该科研人员认为还需进一步实验鉴定才能判断菌株降解生物胺的能力大小，请补充完善其实验思路并预期结果及结论。
实验思路：取等量来自不同大小菌落的菌株分别接种到体积相同且____________的培养液中，在相同且适宜的条件下培养相同时间后，分别________________________________________；
预期结果及结论：_________________________________。
【答案】(1)营养物质　生物胺含量丰富的环境(如酱醅)　(2)①稀释涂布平板法或平板划线法　②能证明，形态相同说明为同种菌落，大小不同可能是菌落的发育起点不一样
③菌落更大，说明菌落的发育情况更好，可能是降解利用生物胺的能力更强导致的　④稀释浓度相同　对目的菌株进行计数　菌株数量多的一组，则说明该菌株降解生物胺的能力强；菌株数量少的一组，则说明该菌株降解生物胺的能力弱
审题流程：
第一步　解读题干，提取信息
分析题干内容，提取有用信息。
“豆瓣酱发酵过程中会生成多种物质，其中包含一些有毒物质，如生物胺(一类含氮有机化合物)。为控制生物胺的含量，保障食品安全，近年来，安全环保的生物学方法越来越被消费者接受，如在食品发酵过程中添加降解生物胺的菌株控制生物胺的含量。”
从题干中可以提取有用的信息“①生物胺是一种有毒物质，会危及人体健康；②为了降低发酵食品中生物胺的含量，在食品发酵过程中添加了降解生物胺的菌株”。从而本实验转化成了：如何筛选出降解生物胺的菌株？如何判断降解生物胺的菌株的降解能力？
第二步　对接教材，迁移知识
首先弄清考查的知识点，对应教材中的相关知识进行分析。
根据题干“在食品发酵过程中添加降解生物胺的菌株控制生物胺的含量”与教材中“微生物的选择培养和计数”密切相关，首先利用选择培养基选择出降解生物胺的菌株，微生物的选择培养应该根据微生物对营养物质的需求，到相应的环境中寻找；微生物纯化的方法有稀释涂布平板法和平板划线法；从平板上选择降解生物胺的菌株需要根据菌落特征进行筛选；筛选出的目的菌株降解生物胺的能力，可以根据微生物发酵分解反应物的能力进行判断。
第三步　各项击破，正确解答
根据小题设计，结合教材相关知识，进行解答。
(1)寻找降解生物胺的菌株时，应根据它对营养物质的要求，到相应环境中去寻找，即在生物胺含量丰富的环境如酱醅中寻找。
(2)①微生物常用的接种方法有稀释涂平板法和平板划线法。
②以生物胺为唯一氮源的固体培养基，能利用生物胺的微生物生长繁殖，不能利用生物胺的微生物不能生长繁殖，若观察到上述培养基表面仅出现了形态相同但大小不同的一种菌落，能证明此固体培养基具有筛选功能，形态相同说明为同种菌落，大小不同可能是菌落的发育起点不一样。
③根据观察到的菌落大小，有人认为更大的菌落就是降解生物胺能力更强的菌株，得出此结论的依据是菌落更大，说明以生物胺为氮源为繁殖后代提供的能量更多，从而说明目的菌株降解生物胺的能力更强。科研人员认为还需要进一步实验鉴定才能判断菌株降解生物胺的能力大小，取等量来自不同大小菌落的菌株分别接种到体积相同且稀释浓度相同的培养液中，在相同且适宜的条件下培养相同时间后，分别对目的菌株进行计数。菌株数量多的一组，则说明该菌株降解生物胺的能力强；菌株数量少的一组，则说明该菌株降解生物胺的能力弱。
小练·素养达成
1．(2023·广东高三统考专题练习)下图为不同稀释度的酵母菌培养液涂布后的实验结果图，下列叙述正确的是 (　　)
A．实验中使用接种环完成上述涂布过程
B．涂布时避免涂布到琼脂边缘，因为沿着琼脂边缘计数菌落更加困难
C．酵母菌扩大培养过程中需要使用液体培养基静置培养
D．计数10-5稀释度下培养皿的菌落数，可以计算出每毫升培养液的酵母细胞个数
【答案】B
【解析】由图可知，培养基上菌落分布均匀，使用的接种方法应为稀释涂布平板法，故应用涂布器完成上述涂布过程，A错误；由于菌落生长在边缘时，且易连成片，不容易计数，故涂布时避免涂布到琼脂边缘，B正确；酵母菌在氧充足的条件下大量增殖，酵母菌扩大培养过程中需要使用液体培养基振荡培养，增大培养液中氧气的含量，C错误；符合计数的培养基上的菌落数在30～300之间，10-5稀释度 下培养皿的菌落数很少，故不可用于计算每毫升培养液的酵母细胞个数，D错误。
2．某同学测得每克土壤样品中分解尿素菌落数是2×108个，涂布平板时所用稀释液的体积为0.1 mL，且每个平板上的菌落数分别为190、200、210个，则土壤样品的稀释倍数为 (　　)
A．2×103　　 B．2×104
C．2×105 D．2×106
【答案】C
【解析】根据同学测得每克土壤样品中分解尿素菌落数是2×108个，涂布平板时所用稀释液的体积为0.1 mL，且每个平板上的菌落数分别为190、200、210个，平均菌落数为200个，则土壤样品的稀释倍数M为2×108÷(200÷0.1)＝2×105，C正确。
3．(2023·广东佛山期末)某种物质X(一种含有C、H、O、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X。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解X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X，乙的组分为无机盐、水、X和Y。下列相关叙述中不正确的是 (　　)
A．甲、乙培养基均属于选择培养基，乙培养基组分中的Y物质是琼脂
B．若要筛选高效降解X的细菌菌株，甲、乙培养基中X是唯一的碳源
C．步骤⑤的筛选过程中，根据对照原则各培养瓶中X溶液的浓度不同
D．步骤⑤的筛选过程中，若X浓度过高，某菌株对X的降解量可能下降
【答案】C
【解析】甲、乙培养基均只含有机物X，属于选择培养基，乙培养基组分中除了X外，还加入了Y物质琼脂，获得固体培养基，从而分离出所需的菌种，A正确；若要筛选高效降解X的细菌菌株，需要甲、乙培养基中的X是唯一提供碳源的有机物，不能利用物质X的微生物不能在该培养基上生长，从而筛选出高效降解X的细菌菌株，B正确；步骤⑤中自变量是挑取的不同的菌落，各培养瓶中的X溶液的浓度应该是一致的，因为X溶液的浓度属于无关变量，需要保持相同，C错误；步骤⑤的筛选过程中，若培养基中的X浓度过高，可能会导致菌体失水影响菌体的正常生长，因此某菌株对X的降解量可能下降，D正确。
4．(2023·广东云浮期末)某研究小组在大肠杆菌的培养基上进行抑菌实验，在a、b、c处分别贴浸有不同抗生素(浓度相同)的无菌滤纸片，d处滤纸片浸有无菌水。培养后的结果如下图所示。下列判断错误的是 　 　 (　　)
A．图中微生物的接种方法为稀释涂布平板法
B．a、b处的抗生素的抑菌效果相差不大
C．c处的微生物发生了基因突变，产生了抗药性
D．该培养基的pH为中性或弱碱性
【答案】C

【解析】结合图示菌落可知，图中微生物的接种方法为稀释涂布平板法，A正确；a、b处的抗生素的抑菌圈大小接近，因此效果相差不大，B正确；c处未产生抑菌圈，证明c处抗生素对大肠杆菌无抑制作用，C错误；大肠杆菌属于细菌的一种，细菌适宜的pH为中性或弱碱性，D正确。
5．(2023·广东佛山期中)如图是某小组培养从土壤中分离出能够分解尿素的细菌的结果示意图，以下相关说法正确的是 (　　)
A．运用图1所示的接种方法统计所得的活菌数比实际值偏高
B．运用图2所示的接种方法需把接种环插入培养基中操作
C．若所得菌落的形状、大小、颜色不一，说明土壤中含多种分解尿素的细菌
D．分离尿素分解菌时需往完全培养基额外加入尿素制成选择培养基
【答案】C
【解析】图1菌落均匀分布，可知所示接种方法为稀释涂布平板法，由于当两个或多个细胞连在一起时，平板上显示的只是一个菌落，故统计的活菌数比实际值偏低，A错误；划线分离时，不能把接种环深入培养基中进行接种，应在培养基表面进行划线操作，B错误；不同菌体形成的菌落特征存在差异，若所得菌落的形状、大小、颜色不一，说明土壤中含多种分解尿素的细菌，C正确；对尿素分解菌进行分离时，需要在选择培养基中加入尿素作为唯一的氮源，在鉴定培养基中加入酚红指示剂，D错误。(共69张PPT)
第1章　发酵工程
第2节　微生物的培养技术及应用
一　微生物的基本培养技术
课标要点 学法指导
1．了解有关培养基的基础知识，熟悉培养基的组成、用途、分类和配制
2．进行无菌技术操作及微生物的纯培养 1．结合培养基的配方，分析微生物生长的营养构成；结合培养基的图片和实物，比较不同培养基划分的依据及用途(科学思维)
2．根据生活经验，阅读教材相关材料，比较消毒和灭菌的区别(科学思维)
3．结合教材相关材料，熟练掌握微生物纯培养的一般步骤和操作(科学思维、科学探究)
知识导图


课前·新知导学
　　　　　培养基的配制
1．培养基的概念
人们按照微生物对__________的不同需求，配制出供其__________的营养基质。
2．培养基的用途
培养基用以_______、_______、_______、保存微生物或积累其代谢物。
营养物质　
生长繁殖　
培养　
分离　
鉴定　
3．培养基的类型
不含凝固剂(如琼脂)、呈液体状态的培养基为______________，呈固体状态的培养基为______________。
4．培养基的营养物质有_______、_______、水和无机盐等。
液体培养基　
固体培养基　
碳源　
氮源　
为什么培养基需要氮源？
_____________________________________。
【答案】氮元素是合成蛋白质、核酸以及含氮代谢物的重要组成元素
　　　　　不同培养基的具体配方不同，但一般都含 (　　)
A．碳源、磷酸盐和维生素
B．氮源和维生素
C．水、碳源、氮源和无机盐
D．碳元素、氧元素、氢元素、氮元素
【答案】C
【解析】培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，此外还应考虑pH、特殊营养物质及O2等条件。
　　　　　无菌技术
消毒 灭菌
概念 使用较为①________的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部②_________微生物 使用⑤________的理化方法杀死物体内外⑥________的微生物，包括⑦____________
适用
对象 操作空间、操作者的衣着和手等 微生物培养的器皿、接种用具和培养基等
常用
方法 煮沸消毒法、③______消毒法、化学药物消毒法和④________消毒法 湿热灭菌、⑧____________、灼烧灭菌
温和　
一部分　
巴氏　
紫外线　
强烈　
所有　
芽孢和孢子　
干热灭菌　
无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么作用？
_________________________________________________。
【答案】无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染
　　　　　下列关于消毒和灭菌方法的选择，对应错误的是(　　)
A．培养基——高压蒸汽灭菌
B．牛奶——煮沸消毒
C．接种环——灼烧灭菌
D．实验者双手——化学消毒
【答案】B
【解析】对牛奶应采用巴氏消毒法进行消毒。
　　　　　微生物的纯培养——以酵母菌的纯培养为例
1．培养物、纯培养物和纯培养的概念
微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为___________。由______________________的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是____________。
2．微生物的纯培养的步骤
生物纯培养包括______________________________________等步骤。
培养物　
单一个体繁殖所获得　
纯培养　
配制培养基、灭菌、接种、分离和培养　
3．酵母细胞的纯培养
【答案】马铃薯琼脂　湿热　干热　50　酒精灯火焰　平板划线　未接种　24～48
微生物的纯培养的方法有哪些呢？平板划线法的原理是什么？
______________________________________。
【答案】平板划线法和稀释涂布平板法。平板划线法的原理是通过多次划线达到将多个菌种纯化成一个菌落的目的
　　　　　判断下列叙述的正误。
(1)由单一个体繁殖所获得的微生物群体的过程就是微生物的纯培养。 (　　)
(2)微生物在液体培养基表面生长可形成菌落。 (　　)
(3)倒平板后，待平板冷凝之后需将其倒置。 (　　)
(4)若皿盖和皿底之间溅上培养基，这个培养基还可以使用。 (　　)
(5)采取平板划线接种法时，每一次划线前都要挑取菌种。(　　)
【答案】(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×
课堂·重难探究
培养基的配制
[知识归纳]
1．培养基的种类
划分标准 培养基的种类 特点 主要用途
物理
性质 液体培养基 不加凝固剂 工业生产
半固体培养基 加凝固剂，如琼脂　 观察微生物的运动、保藏菌种等
固体培养基 微生物的分离、鉴定，活菌计数、保藏等
化学
成分 天然培养基 含化学成分不明确的天然物质 工业生产
合成培养基 培养基成分明确 微生物的分类、鉴定等
划分标准 培养基的种类 特点 主要用途
用途 选择培养基 培养基中加入或去除某种化学物质，或控制某种特定培养环境 培养、分离特定的微生物，如在加入青霉素的培养基中分离酵母菌、霉菌等；在加入高浓度食盐的培养基中分离金黄色葡萄球菌
鉴别
培养基 根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品 鉴别不同种类的微生物，如在伊红美蓝培养基上可以鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌
2．培养基的营养成分
营养物质 作用 来源
碳源 构成生物体细胞的物质和一些代谢物，有些也是异养生物的能源物质 无机碳源：CO2、NaHCO3等；有机碳源：糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等
氮源 合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢物 无机氮源：N2、NH3、铵盐、硝酸盐等
营养物质 作用 来源
水 不仅是优良的溶剂，而且可维持生物大分子结构的稳定 培养基、空气、代谢物
无机盐 是细胞的组成成分、生理调节物质、某些化能自养菌的能源、酶的激活剂等 无机化合物

3．培养基配制的基本原则
(1)目的要明确：不同的微生物需求不同，根据培养目的进行配制。
(2)营养要协调：营养物质的浓度和比例要适宜。营养物质浓度过低不能满足微生物营养的需要，过高对微生物的生长有抑制作用。
(3)pH要适宜：各种微生物适宜生长的pH范围不同，为维持pH的相对稳定，可在培养基中加入缓冲溶剂。
微生物的生长需要碳源、氮源、水和无机盐等营养物质，培养微生物时都需要在培养基上加入碳源、氮源、水和无机盐吗？请举例说明。
提示：微生物的生长需要碳源、氮源、水和无机盐等营养物质，但在配制培养基时需要根据微生物的类型进行配制，例如自养型微生物能利用无机碳源(如CO2)，培养基中可不加碳源；能够进行固氮的微生物可以利用空气中N2作为氮源，培养基中可不加氮源。
[对点精练]
1．(2023·广东佛山期中)下列关于制备大肠杆菌培养基的叙述，不正确的是 (　　)
A．制作培养基时，可不加入琼脂
B．倒好培养基的培养皿要立即倒过来放置
C．大肠杆菌培养基可用高压蒸汽灭菌法灭菌
D．倒平板时主要用到的灭菌方式是灼烧灭菌
【答案】B
【解析】制作液体培养基时，不需要加入琼脂，A正确；等培养基凝固后才能将平板倒过来放置，B错误；培养基可用高压蒸汽灭菌法灭菌，C正确；倒平板时，盛培养基的锥形瓶的瓶口需要在酒精灯火焰上灼烧，故倒平板主要用到的灭菌方式是灼烧灭菌，D正确。
2．下表为某培养基的配方，下列有关叙述错误的是 (　　)
葡萄糖 10.0 g K2SO4 0.2 g
K2HPO4 0.2 g CaCO3 5.0 g
MgSO4·7H2O 0.2 g 琼脂 20.0 g
NaCl 0.2 g — —
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1 000 mL
A．培养基中添加了一定的琼脂，可以用来观察菌落与测定菌落直径
B．该培养基生长的菌落都具有固氮能力，且都是异养微生物
C．为验证该培养基是否有选择功能需要用牛肉膏蛋白胨培养基进行对照实验
D．该培养基里不含氮源，故从功能上看，该培养基属于选择培养基
【答案】B
【解析】培养基中添加了一定的琼脂，说明该培养基为固体培养基，可以用来观察菌落与测定菌落直径，A正确；培养基没有加入氮源，该培养基生长的菌落都具有固氮能力，虽然培养基加了葡萄糖，异养型微生物能生长，但自养型微生物也能生长，故不能判断是否都是异养微生物，B错误；为验证该培养基是否有选择功能需要用牛肉膏蛋白胨培养基进行对照实验，若该培养基中微生物数量明显少于牛肉膏蛋白胨培养基，说明其具有选择功能，C正确；该培养基里不含氮源，故从功能上看，该培养基属于选择培养基，可用于筛选固氮菌，D正确。
【规律总结】几种微生物的营养和能量来源的规律总结
微生物 碳源 氮源 能源
蓝细菌 CO2 光能
硝化细菌 CO2 NH3 NH3的氧化
根瘤菌 糖类等有机物 N2 有机物
大肠杆菌 糖类等有机物 蛋白质等 有机物
[知识归纳]
无菌技术
1．无菌技术工作的主要内容
(1)对操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。
(2)将用于微生物培养的器皿、接种工具和培养基等进行灭菌。
2．消毒和灭菌的比较
内容 种类 主要方法 应用范围
消毒 煮沸消毒法 100 ℃煮沸5～6 min 一般物品
巴氏
消毒法 63～65 ℃消毒30 min或72～76 ℃处理15 s或80～85 ℃处理10～15 s 牛奶、啤酒、果酒等不宜进行高温灭菌的液体
内容 种类 主要方法 应用范围
消毒 化学药物
消毒法 用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等 用于皮肤、伤口、动植物组织表面、空气、手术器械等
紫外线
消毒法 紫外线照射30 min 接种室、接种箱、超净工作台
内容 种类 主要方法 应用范围
灭菌 湿热
灭菌法 用高压蒸汽灭菌锅，一般在100 kPa、121 ℃的条件下维持15～30 min 培养基及过重器材、物品
干热
灭菌法 用干热灭菌箱在160～170 ℃的热空气中维持1～2 h 玻璃器皿、金属用具等
灼烧灭菌 直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧 涂布器、接种环、接种针或其他金属用具，接种过程中试管口或瓶口等容易被污染的部位
[对点精练]
1．(2023·广东汕尾期末)某同学做了如下实验：将5个手指尖在贴有“洗手前”标签的培养基上轻轻按一下；然后用肥皂将该手洗干净，再将5个手指尖在贴有“洗手后”标签的同种培养基上轻轻按一下。将这两个培养皿放入37 ℃恒温培养箱中培养24小时后，发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。分析该实验，叙述错误的是 (　　)
A．培养皿和培养基均需要进行灭菌处理
B．手指尖在培养基上轻按相当于微生物培养中的接种
C．在微生物培养实验里，洗手后能直接进行无菌操作
D．该实验可说明肥皂有较明显的杀菌作用
【答案】C
【解析】培养皿和培养基均需要进行灭菌处理，以免影响实验结果，A正确；手指尖在培养基上轻按相当于微生物培养中的接种，B正确；在微生物培养实验里，洗手后还要进行消毒，才能进行无菌操作，C错误；贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少，可说明肥皂有较明显的杀菌作用，D正确。
2．(2023·广东深圳期中)下列关于无菌技术的叙述，正确的是 (　　)
A．操作者的双手清洁后，要用无水酒精擦拭消毒
B．煮沸消毒法中100 ℃煮沸5～6分钟只能杀死微生物的营养细胞和部分芽孢
C．培养基、培养皿等均需采用干热灭菌法灭菌，培养基在丢弃前还要进行灭菌处理
D．接种室、接种箱或超净工作台在使用过程中，要用紫外线照射进行消毒
【答案】B
【解析】操作者的双手清洁后，用体积分数为75%的酒精擦拭消毒，不能用无水乙醇进行消毒，这是因为过高浓度的酒精会在细菌表面形成一层保护膜，阻止其进入细菌体内，难以将细菌彻底杀死，达不到消毒的目的，A错误；消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程，煮沸消毒法中100°C煮沸5～6分钟只能杀死微生物的营养细胞和部分芽孢，B正确；培养皿等玻璃器皿可采用干热灭菌法灭菌，培养基需要用高压蒸汽灭菌法灭菌，C错误；接种室、接种箱或超净工作台在使用前，可用紫外线照射进行消毒，使用过程中不能用紫外线照射，D错误。
[知识归纳]
微生物的纯培养
1．制备培养基
配制培养基→定容→分装→灭菌→冷却→倒平板
2．平板划线法
(1)原理：通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步分散到固体培养基的表面。
(2)平板划线操作的注意事项：
①灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。
②第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，目的是使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细胞繁殖而来的菌落。
③划线时最后一区不要与第一区相连。
④第一次接种前和每次划线前都要灼烧接种环，划线操作结束后，仍需灼烧接种环。
3．培养
将接种后的培养基和一个未接种的培养基倒置后放入28 ℃的恒温培养箱中培养24～48 h后，分别观察并记录结果。
4．结果分析与评价
(1)未接种的培养基表面若有菌落生长，说明培养基被污染，若无则说明培养基没有被污染。
(2)如果接种成功，在培养基上可观察到单个菌落，这些菌落在颜色、形状和大小上相似。
若在培养基上观察到不同形态的菌落，原因可能是菌液不纯、混入其他杂菌、培养基灭菌不彻底或在实验操作过程中被杂菌污染。
制备培养基时如果需要特殊pH，则调节的操作应何时进行呢？倒平板时为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？培养基冷却凝固后为什么要将培养皿倒过来放置？
提示：制备培养基时如果需要特殊pH，调节的操作应在定容后灭菌前进行；倒平板时锥形瓶的瓶口通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基；培养基冷却凝固后倒置的目的是防止皿盖上的水珠落入培养基，造成培养基的污染。
[对点精练]
1．平板划线法和稀释涂布平板法是纯化微生物的两种常用方法，下列叙述正确的是 (　　)
A．都要将菌液进行一系列的梯度稀释
B．平板划线法是将不同稀释度的菌液通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作
C．稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基进行培养
D．都会在培养基表面形成单个的菌落
【答案】D
【解析】平板划线法不需要进行梯度稀释，平板划线法是将菌液通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，A、B错误；稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液涂布到固体培养基的表面，C错误；平板划线法和稀释涂布平板法都能在培养基表面形成单个菌落，D正确。
2．(2023·广东清远期末)将适量的菌种接种到无菌全营养的固体培养基表面上，一段时间后会形成菌落，下图表示接种后的培养结果，其中接种方法不同于其他三个培养皿的是 (　　)
【答案】C
【解析】A、B、D项培养皿的接种方法都是稀释涂布平板法，C项培养皿的接种方法是平板划线法。
【规律总结】用平板划线法进行微生物的纯培养时，每次划线前进行灼烧接种环的目的
灼烧时间 灼烧目的
第一次划线前 杀死接种环上原有的微生物，防止外来微生物干扰
每次划线前 杀死上次划线结束后残留在接种环上的菌种，保证下一次划线的菌种直接来自上一次划线的末端，使每次划线菌种数目减少，达到分离菌体的目的
划线结束后 杀死接种环上残留的菌种，避免污染环境或感染操作者
课堂·延伸提分
易错易混：消毒和灭菌
比较项目 消毒 灭菌
不同点 条件 较为温和的物理、化学或生物等方法 强烈的理化方法
结果 杀死物体表面或内部一部分微生物(不包括芽孢和孢子) 杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子
常用
方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法等 湿热灭菌法、干热灭菌法、灼烧灭菌法
相同点 两者都需要借助理化手段，营造微生物难以生存的环境；作用原理都是通过使蛋白质或核酸变性来抑制微生物的生命活动或杀死微生物
例1　下列关于消毒和灭菌的说法不正确的是 (　　)
A．灭菌是指杀灭物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子
B．消毒和灭菌的条件、结果、方法是相同的
C．消毒和灭菌都是通过使蛋白质或核酸变性的原理来抑制或杀死微生物的
D．使用过的培养基必须通过高压蒸汽灭菌法灭菌后才能丢弃
【答案】B
【解析】灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子的过程，A正确；消毒和灭菌的条件、结果、方法都不相同，B错误；消毒和灭菌的作用原理相同，都是通过使蛋白质或核酸变性来抑制或杀死微生物，C正确；使用过培养基内可能含有致病微生物，必须采用高压蒸汽灭菌法灭菌后才能丢弃，否则会污染环境或感染人或动物，D正确。
错因分析：一是不理解消毒和灭菌的概念的区别；二是对消毒和灭菌的使用条件和产生的结果区分不清；三是不能熟记常见的消毒和灭菌方法。
解题技巧：对照组和实验组的确定方法
例2　某校生物研究学习小组的同学欲调查某冷饮店的冰块中大肠杆菌的含量。具体实验步骤如下：
第一步：配制培养基(成分：蛋白胨、氯化钠、乳糖、水、琼脂和X)。
第二步：制作无菌平板。
第三步：设置空白对照组和实验组，对照组接种①，实验组接种②。
第四步：将各组平板置于37 ℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。
回答下列问题：
(1)培养基中的蛋白胨主要为大肠杆菌提供________________。为了方便大肠杆菌的鉴定，需要在培养基中添加的成分X是___________，在该培养基表面，大肠杆菌的菌落呈现__________(填颜色)。
(2)完善步骤三，①是_________________，②是_______________。
(3)若该小组在空白对照组的平板上检测到少许菌落，请分析可能的原因：_____________________________________。
审题流程：
第一步　阅读题干，获取信息
题干“调查某冷饮店的冰块中大肠杆菌的含量”，从微生物培养的角度分析，可以获得信息①需要配制培养基；信息②需要在培养基中添加伊红美蓝筛选大肠杆菌；信息③需要设置对照实验进行大肠杆菌的计数。
第二步　结合题意，分析实验
培养基配制时需要考虑培养基的配方，每一种成分提供哪种营养物质，如牛肉膏蛋白胨培养基中蛋白胨主要提供氮源和维生素。大肠杆菌的筛选需要用伊红美蓝培养基，大肠杆菌菌落呈黑色。对照组和实验组是根据是否施加自变量确定的，本实验的自变量是接种冰块水和无菌水，故接种冰块水的组别是实验组，接种无菌水的组别是对照组。若对照组的平板上检测到少许菌落，可能是培养基灭菌不彻底，或者倒平板(或接种)过程被污染了。
第三步　结合小题，逐个解答
逐个小题分析，结合教材知识和实验对照分析方法，正确解答。(1)培养基中的蛋白胨主要为大肠杆菌提供氮源和维生素。伊红美蓝培养基是一种鉴别培养基，是用来鉴别大肠杆菌的，若有大肠杆菌，则其菌落呈现黑色。(2)步骤三，空白对照就要看培养基是否合格，故对照组①接种适量无菌水，②实验组接种等量冰块水。(3)若该小组在空白对照组的平板上检测到少许菌落，可能的原因：培养基灭菌不合格或倒平板(或接种)过程被污染。
【答案】(1)氮源和维生素　伊红美蓝　黑色
(2)适量无菌水　等量冰块水
(3)培养基灭菌不合格或倒平板(或接种)过程被污染
对照组和实验组的确定方法小结：
1．根据实验目的判断实验的自变量。
2．根据是否施加自变量确定对照组和实验组，施加自变量的组别是实验组，未施加自变量的组别是对照组。如上述实验的自变量是接种冰块水和接种无菌水，故接种冰块水(即施加自变量)的组别为实验组，接种无菌水(即未施加自变量)的组别为对照组。
小练·素养达成
1．(2023·广东潮州模拟)下列有关微生物培养的叙述中，不正确的是 (　　)
A．获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染
B．单菌落的分离是消除污染杂菌的通用方法
C．菌种和培养基使用前均需灭菌处理
D．紫外线照射配合消毒液使用可以加强消毒效果
【答案】C
【解析】防止杂菌污染是获得纯净培养物的关键，A正确；单菌落是单个微生物的后代堆积而成的肉眼可见的群体，单菌落的分离是消除污染杂菌的通用方法，B正确；菌种不能进行灭菌处理，否则会破坏菌种，C错误；紫外线能破坏DNA，达到消毒灭菌的效果，紫外线配合消毒液使用可以加强消毒效果，D正确。
2．(2023·广东肇庆期末)酵母菌品质的好坏是影响葡萄酒产量和质量的重要因素。某酒业集团针对山葡萄酸高、糖低、浸出物高等特点，分离出了适合山葡萄发酵的最佳酵母菌种——长白山1号酵母。下列有关酵母菌发酵与培养的说法错误的是 (　　)
A．长白山1号酵母相较于其他酵母品种更适应酸性环境
B．为增加葡萄酒的甜度与酒精度，可适当补加一定量糖源
C．山葡萄汁中的糖分为酵母菌生长繁殖提供了碳源和氮源
D．实验室培养酵母菌时可加入适量抗生素以防杂菌污染
【答案】C
【解析】根据题意可知，长白山1号酵母是针对山葡萄酸高、糖低、浸出物高等特点而分离出的酵母菌种，故其耐酸性更好，A正确；山葡萄中糖低，可适当补加一定量糖源来增加葡萄酒的甜度与酒精度，B正确；山葡萄汁中的糖分只能为酵母菌生长繁殖提供碳源，C错误；抗生素可抑制细菌的生长、繁殖，真菌则不受影响，因此培养酵母菌时加入适量抗生素可防止杂菌污染，D正确。
3．(2023·广东佛山期末)下列关于酵母菌的纯培养实验的有关叙述，正确的是 (　　)
A．将接种环灼烧后，立即从上次划线的末端开始划线
B．已灭菌的接种环、涂布器，在操作过程中不需要再灭菌
C．完成平板划线后不需要将平板倒置，放入恒温培养箱中培养即可
D．使用后的培养基在丢弃前一定要进行灭菌处理，以免污染环境
【答案】D
【解析】将接种环灼烧后，要待接种环冷却后再从上次划线的末端开始划线，A错误；已灭菌的接种环、涂布器，在操作过程中实施接种前均需要再灭菌，B错误；完成平板划线后需要将平板倒置，再放入恒温培养箱中培养，C错误；使用后的培养基在丢弃前一定要进行灭菌处理，以免污染环境和感染操作者，D正确。
4．接种微生物的方法很多，平板划线法是最常用的一种。如图是平板划线示意图，划线的顺序为①②③④。操作方法中错误的是 (　　)
A．划线操作时，将沾有菌种的接种环插入培养基
B．平板划线后要倒置培养微生物
C．不能将第④区域的划线与第①区域的划线相连
D．在②～④区域中划线前后都要对接种环进行灭菌
【答案】A
【解析】将沾有菌种的接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线，而不能插入培养基；用平板培养基培养微生物时，为防止水蒸气凝集滴入培养基造成干扰或污染，应将平板倒过来放置培养；划线时要避免最后一区的划线与第一区相连，因为最后一区的细菌最少，而第一区的细菌最多，如果连在一起则有可能影响单个菌落的分离效果；在②～④区域中划线前都要对接种环进行灼烧灭菌，保证每次划线的菌种来自上一区域的末端，划线结束灼烧接种环是为了防止菌种污染环境。
5．(2023·广东汕头期末)醋是我国具有历史传承特色的发酵制品，某同学筛选发酵能力强的自然菌种制作果醋。他从醋表面吸取菌膜获得10 mL样液，随后加到含90 mL无菌水的锥形瓶中(见下图)，按图示进一步稀释后涂布在添加有碳酸钙的培养基上，统计平板上菌落数平均为110，其中外围有透明圈的菌落数为20。下列叙述错误的是 (　　)

A．果酒制作完成后进一步发酵成果醋时需要提高发酵的温度
B．该同学应该选择透明圈较大的菌落作为发酵菌种制作果醋
C．推测从醋表面吸取的样液每毫升含醋酸菌活菌数为2×106
D．稀释过程未振荡从试管上层菌液取样会使醋酸菌统计数偏小
【答案】C
【解析】果酒发酵的适宜温度是18～30 ℃，而果醋的菌种是醋酸菌，适宜温度是30～35 ℃，因此需要提高温度进行发酵，A正确；在碳酸钙的培养基上醋酸菌的菌落会产生醋酸溶解碳酸钙因而出现透明圈，透明圈越大说明产生的醋酸量越多，因此选择透明圈较大的菌落作为菌种有利于产生更多的乙酸，B正确；根据平板上的菌落数为110个，可根据CM/V(C为菌落数，M是稀释倍数，V是接种体积)计算得知，样液中的活菌数为(20个×105)/0.1 mL＝2×107个/ mL, C错误；稀释过程中未振荡试管从上层菌液中取样，由于菌体多数沉淀在菌液的下层，因此得到的结果会少于正常值，D正确。(共77张PPT)
第1章　发酵工程
①说出发酵与传统发酵技术的概念。
②说明泡菜制作的原理，并尝试完成泡菜的制作。
③说明果酒和果醋制作的原理，并尝试完成果酒和果醋的制作。
④列举培养基种类等基础知识，说明培养基配方。
⑤区分消毒和灭菌两种无菌技术操作。
⑥尝试进行微生物的纯培养。
⑦说明选择培养基的选择作用，尝试进行微生物的选择培养和数量测定。
⑧描述发酵工程的基本环节。
⑨说出发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业上的应用。
5个重点：①泡菜制作的原理和制作过程。
②果酒、果醋制作的原理和制作过程。
③无菌技术及微生物的纯培养。
④微生物的选择培养和微生物的数量测定。
⑤发酵工程的基本环节。
4个难点：①泡菜、果酒、果醋制作过程中发酵条件的控制。
②微生物的纯培养。
③微生物的选择培养和数量测定。
④发酵工程的基本环节。
8个考点：①发酵与传统发酵技术。
②泡菜、果酒、果醋制作的原理及制作过程。
③培养基的种类和配方。
④消毒与灭菌的异同。
⑤微生物纯培养的操作。
⑥微生物的选择培养和数量测定。
⑦发酵工程的基本环节操作。
⑧发酵工程的应用。
第1节　传统发酵技术的应用
课标要点 学法指导
1．说出发酵的概念
2．说明泡菜、果酒、果醋的原理和制作过程 1．结合传统发酵史中的重要事件，理解发酵的含义(科学思维)
2．通过尝试进行泡菜、果酒、果醋的制作，总结发酵条件的控制(科学思维、科学探究)
知识导图


课前·新知导学
　　　　　发酵与传统发酵技术
发酵的概念
人们利用_________，在适宜的条件下，将原料通过_____________转化为人类所需要的产物的过程。
微生物　
微生物的代谢　
腐乳具有味道鲜美，易于消化吸收的特点，试分析原因。
【答案】毛霉等微生物通过发酵将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，这些小分子物质易于消化吸收。氨基酸和钠盐作用会形成氨基酸钠，使其味道鲜美
　　　　　下列有关发酵的叙述，正确的是 (　　)
A．植物细胞无氧呼吸产生酒精的过程属于发酵
B．乳酸菌无氧呼吸产生乳酸的过程属于发酵
C．动物细胞无氧呼吸产生乳酸的过程属于发酵
D．发酵特指微生物细胞进行无氧呼吸的过程
【答案】B
【解析】植物细胞无氧呼吸产生酒精不属于发酵，A错误；利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸属于发酵，B正确；动物细胞无氧呼吸产生乳酸，不属于发酵，C错误；发酵是人们利用微生物制造所需的产物的过程，但发酵不一定只进行无氧呼吸，D错误。
　　　　　泡菜的制作
1．与泡菜制作有关的菌种——乳酸菌
(1)乳酸菌的种类：常见的乳酸菌有_____________和__________。
(2)乳酸菌的代谢类型：__________。
(3)乳酸菌的分布：在空气、_________、_____________、人或动物的肠道内都有分布。
乳酸链球菌　
乳酸杆菌　
异养厌氧型　
土壤　
植物体表　
2．泡菜制作的原理
在_________条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成_________。反应式为
___________________________________。
3．泡菜制作的流程
(1)配制泡菜盐水：用清水和食盐配制质量百分比为___________的盐水，并将盐水_____________待用。
(2)原料的选择和处理：选择________蔬菜，洗净，切成_______ __________，混合均匀后晾干。
无氧　
乳酸　
5%～20%　
煮沸、冷却　
新鲜　
块状　
或条状　
(3)装坛：将经过预处理的新鲜蔬菜装入泡菜坛内，装至________时，放入_____________及其他香辛料，继续装至_________，将冷却好的盐水倒入坛内，使____________________，盖好坛盖。
(4)封坛：向坛盖边沿的水槽中__________，并在发酵过程中经常向水槽中_________，根据____________控制发酵时间。
半坛　
蒜瓣、生姜　
八成满　
盐水没过全部菜料　
注满水　
补充水　
室内温度　
用水密封泡菜坛的目的是什么呢？这说明泡菜制作需要什么条件呢？
【答案】用水密封泡菜坛的目的是为乳酸菌的发酵制造无氧环境。这说明泡菜制作需要无氧条件
　　　　　泡菜制作参与的微生物及其代谢类型分别是 (　　)
A．乳酸菌、异养厌氧型
B．乳酸菌、异养需氧型
C．酵母菌、异养兼性厌氧型
D．醋酸菌、异养需氧型
【答案】A
【解析】泡菜制作所需的菌种是乳酸菌，其代谢类型是异养厌氧型，A正确。
　　　　　果酒和果醋的制作
1．果酒制作的原理
(1)与果酒制作有关的菌种——酵母菌
酵母菌的代谢类型：_________________。
酿酒酵母菌的最适生长温度约为________。
酵母菌的分布和用途：常存在于一些________________的水果、蔬菜表面，常用于_________________________等。
(2)制作的原理
酵母菌在无氧条件下能将葡萄糖转化为________，其反应式为________________________________________。
异养兼性厌氧型　
28 ℃　
含糖量较高　
酿酒、制作馒头和面包　
酒精　
2．果醋制作的原理
(1)与果醋制作有关的菌种——醋酸菌
醋酸菌的代谢类型：______________。
多数醋酸菌的最适生长温度为_____________。
(2)制作的原理：当______________时，醋酸菌将糖分解成乙酸，其
反应式为_____________________________________________________；当缺少________时，将________转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸，其
反应式为_________________________________________________。
异养需氧型　
30～35 ℃　
O2、糖源充足　
糖源　
乙醇　
3．果酒和果醋的制作流程
(1)发酵装置的清洗和消毒：发酵瓶和榨汁机用________清洗干净，用体积分数为______的酒精消毒。
(2)挑选葡萄，冲洗：取新鲜葡萄，用清水冲洗______次，再去除________和腐烂的籽粒，沥干。
(3)榨汁装瓶：用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶中。(注意：要留有大约_______的空间)
洗洁精　
70%　
1～2　
枝梗　
1/3　
(4)酒精发酵：将温度控制在___________进行发酵。发酵过程中，每隔_______左右将瓶盖拧松一次，发酵时间为__________。
(5)醋酸发酵：葡萄酒制作完成后，____________，盖上一层纱布，进行__________的发酵。发酵温度控制在__________，时间控制在__________。
18～30 ℃　
12 h　
10～12 d　
打开瓶盖　
葡萄醋　
30～35 ℃　
7～8 d　
冲洗葡萄时，为什么先冲洗再去除枝梗？
______________________________________。
【答案】避免去除枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会
　　　　　判断下列叙述的正误。
(1)果酒制作菌种来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。 (　　)
(2)酵母菌是一种单细胞的细菌，其代谢类型是异养兼性厌氧型。 (　　)
(3)当O2不足、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄糖转化为乙酸。 (　　)
【答案】(1)√　(2)×　(3)×　
(4)在缺氧和呈酸性的发酵液中，酵母菌不能生长繁殖，而其他杂菌能快速生长。 (　　)
(5)果酒制作中发酵瓶中留有1/3的空间，既可以使酵母菌大量繁殖，又可以防止发酵过程中产生的CO2使发酵液溢出。 (　　)
【答案】(4)×　(5)√
课堂·重难探究
泡菜的制作
[知识归纳]
1．泡菜制作的过程
(1)实验流程
(2)注意事项
①材料的选择要新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。
②清水和盐的质量百分比为5%～20%，盐水要煮沸、冷却后使用。煮沸有两大作用，一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的杂菌。
③装坛时注意装至半坛时，放入香辛料，再继续装至八成满。
④封坛发酵时注意泡菜坛坛沿的水槽内注满水，并在发酵过程中经常补充水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。
2．泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化
发酵时期 乳酸菌数量 乳酸含量 亚硝酸盐含量
发酵初期 少(O2抑制乳酸菌活动) 少 增加(硝酸盐还原菌的作用)
发酵中期 最多(乳酸积累抑制其他菌活动) 增多 下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)
发酵时期 乳酸菌数量 乳酸含量 亚硝酸盐含量
变化
曲线
[对点精练]
1．(2023·广东佛山期末)中央电视台曝光某企业的酸菜包为“土坑酸菜”，其制作过程为：芥菜成熟后直接倒入土坑，加入水、盐等，用薄膜包裹，盖上泥土短时间发酵而成。土坑酸菜短时间内容易发黑腐烂，制作时会添加大量的防腐剂。下列有关说法错误的是 (　　)
A．腌制过程的产酸菌主要是乳酸菌，其代谢类型为异养厌氧型
B．在土坑酸菜的制作过程中，乳酸菌发酵会产生乳酸和CO2
C．与工业标准化生产相比，土坑酸菜易变质，这可能与密封不严有关
D．土坑酸菜中的亚硝酸盐含量与发酵时间、温度、盐的用量等均有关系
【答案】B
【解析】腌制过程的产酸菌主要是乳酸菌，其代谢类型为异养厌氧型，A正确；乳酸菌无氧呼吸并不会产生CO2，B错误；与工业标准化生产相比，土坑酸菜易变质，这可能与密封不严导致杂菌污染有关，C正确；酸菜中的亚硝酸盐含量与发酵时间、温度、盐的用量等均有关系，D正确。
2．(2023·广东揭阳名校期中)《舌尖上的中国》讲述四川泡菜时曾强调“腌泡菜也有大讲究”。下列有关泡菜制作的叙述，正确的是 (　　)
A．泡菜制作过程中食盐用量越低越有利于乳酸菌的生长
B．制作泡菜时泡菜坛要密封，主要目的是避免外界杂菌的污染
C．蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量会升高
D．将配制好的盐水煮沸后冷却待用，冷却的目的是降低水中氧气的含量
【答案】C
【解析】泡菜制作过程中食盐用量过低，会造成细菌大量繁殖，不利于乳酸菌的生长，A错误；制作泡菜时泡菜坛一般要密封，主要目的是创造无氧条件，B错误；蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量较高，C正确；盐水煮沸后要冷却的目的是避免高温杀死菌种，D错误。
[知识归纳]
1．果酒和果醋的菌种比较
果酒和果醋的制作
项目 酵母菌 醋酸菌
生物学分类 真核生物 原核生物
代谢类型 异养兼性厌氧型 异养需氧型
生长的最适宜温度 约28 ℃ 30～35 ℃
主要繁殖方式 出芽生殖 二分裂
生产、生活应用 酿酒、制作馒头和面包等　 制醋
2．果酒制作与果醋制作的比较
项目 果酒制作 果醋制作
发酵菌种 酵母菌 醋酸菌
菌种来源 主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 空气中的醋酸菌或人工接种的醋酸菌
发酵条件 发酵温度 18～30 ℃ 30～35 ℃
发酵时间 10～12 d 7～8 d
氧气需求 初期需要氧气，后期不需要氧气 始终需要氧气
3．果酒和果醋的制作的过程
(1)制作流程
(2)发酵装置
①发酵装置各部位的作用如右。
充气口：在乙酸发酵时连接充气泵进行充气。
排气口：排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管，可有效阻止空气中微生物的进入，避免来自空气中杂菌的污染。
出料口：用来取样。
②装置的使用：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。
(3)果酒制作与果醋制作过程的比较
项目 制作果酒 制作果醋
相同点 材料的选择与处理时应选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗葡萄1～2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒；制作发酵液，防止发酵液被杂菌污染；将葡萄汁装入发酵瓶时，注意要留有大约1/3的空间
项目 制作果酒 制作果醋
不同点 温度控制在18～30 ℃，时间控制在10～12 d，发酵旺盛期的CO2产量较大，要及时排气，防止发酵瓶爆裂 温度控制在30～35 ℃，时间控制在7～8 d，注意适时通过充气口充气
检测指标：嗅味；品尝；镜检；用重铬酸钾检验酒精 检测指标：嗅味；品尝；观察菌膜；镜检；检测pH等
1．制作果酒时，你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？
提示：制作果酒时，需要从发酵制作的过程进行全面考虑，以防止污染。例如，榨汁机、发酵瓶要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖，不要揭开瓶盖等。
2．如图为果酒和果醋制作的实验装置图，据图
分析回答下列相关问题。
(1)图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当？为什么？
(2)醋酸菌进行发酵时，无论是利用糖源还是酒
精，甲都需要打开，请说明原因。
(3)果酒发酵时甲、乙两管应处于关闭状态，但要适时排气，为什么？
(4)利用该装置制备果酒和果醋时，为什么只能先制备果酒再制备果醋而不能先制备果醋再制备果酒？
提示：(1)不恰当，因为葡萄汁的量不能超过发酵瓶体积的2/3，而且不能将排气口淹没。
(2)醋酸菌是好氧细菌，在发酵过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌死亡。
(3)防止发酵装置爆裂。
(4)因为醋酸菌可以利用乙醇发酵产生乙酸，而酵母菌不能利用乙醇发酵产生乙酸。
[对点精练]
1．(2023·广东名校联考)苏轼的《超然台记》中提到“撷园蔬，取池鱼，酿秫(谷物)酒，瀹(煮)脱粟而食之，曰：‘乐哉游乎！’”下列有关利用秫酿造酒的叙述，正确的是 (　　)
A．秫酿造酒前要对酿酒器具和秫进行严格灭菌处理
B．秫酿造酒的酿酒酵母的最适生长温度约为30～35 ℃
C．秫酿造酒后期密封不严会促进醋酸菌发酵产生乙酸
D．秫酿造酒过程中全程要制造无氧环境
【答案】C
【解析】秫酿造酒前不需要对秫进行严格灭菌处理，只需要在酿酒前将秫清洗干净，挑去空壳即可，A错误；酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃，醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃，B错误；醋酸菌是好氧生物，可利用酒精生成乙酸，秫酿造酒后期密封不严会促进醋酸菌发酵产生乙酸，C正确；秫酿造酒过程中初期需要氧气以利于酿酒酵母的繁殖，之后要制造无氧环境，以利于酒精发酵，D错误。
2．(2023·广东湛江开学考)果醋饮料是一种新型的健康饮料，果醋对健康养生、美容养颜的功效显著，是新时代的健康饮品。下列有关果醋制作的叙述，错误的是 (　　)
A．果醋制作利用的醋酸菌是一种进行有氧呼吸的原核生物
B．在果醋制作的过程中，应将发酵温度严格控制在30～35 ℃
C．糖源不足时，醋酸菌形成乙酸的过程为乙醇→乙醛→乙酸
D．果汁发酵后是否有乙酸产生，可用酸性重铬酸钾溶液检测
【答案】D
【解析】果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌，醋酸菌是一种好氧菌，属于原核生物，A正确；醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃，B正确；当糖源不足时，醋酸菌先将乙醇转变为乙醛，再将乙醛转变为乙酸，C正确；酸性重铬酸钾溶液可以用于检测酒精，不能检测乙酸，D错误。
课堂·延伸提分
易错易混：传统发酵技术中常用菌种的比较
微生物 酵母菌 醋酸菌 乳酸菌
生物学分类 单细胞真核生物 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
适宜温度 18～30 ℃ 30～35 ℃ 室温
发酵条件 前期需氧，后期不需氧 一直需氧 无氧
生殖方式 主要进行出芽生殖 二分裂生殖 二分裂生殖
生产应用 酿酒、制作馒头和面包 酿醋 制作酸奶、泡菜　　　
例1　下列关于制作果酒、果醋和泡菜时所利用的主要微生物的说法，正确的是 (　　)
A．使用的菌种分别是酵母菌、乳酸菌和醋酸菌
B．使用的微生物的代谢类型依次是异养兼性厌氧型、异养厌氧型、异养需氧型
C．使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA
D．使用的微生物的生殖方式都为分裂生殖
【答案】C
【解析】制作果酒、果醋和泡菜所利用的主要微生物依次为酵母菌、醋酸菌、乳酸菌，A错误。酵母菌为单细胞的真核生物，代谢类型为异养兼性厌氧型，主要进行出芽生殖；醋酸菌为原核生物，代谢类型为异养需氧型，进行二分裂生殖；乳酸菌为原核生物，代谢类型为异养厌氧型，进行二分裂生殖，B、D错误。酵母菌为单细胞的真菌，有细胞壁；醋酸菌和乳酸菌为原核生物，有细胞壁；它们都是细胞生物，都有核糖体、DNA和RNA，C正确。
错因分析：一是对几种微生物不能正确地进行分类，代谢类型和生殖方式不能准确判断；二是对真核细胞和原核细胞的比较掌握不清楚；三是没有理解细胞的统一性的含义。
解题技巧：坐标曲线题的解题方法
例2　泡菜是利用乳酸菌发酵产生乳酸，辅以低盐来保存蔬菜并增进风味的一种发酵蔬菜制品，是我国广为流传的民间食品。
(1)由于传统工业的限制，泡菜自然发酵过程中亚硝酸盐残留量依然较高。如图1所示，该过程中亚硝酸盐含量的变化趋势是____________ _______________________。
(2)图2是某活动小组记录的人工接种菌种条件下两种食盐浓度的泡菜中亚硝酸盐含量与发酵天数关系图。根据此实验结果，你认为适合制作泡菜的食盐浓度为________。
审题流程：
第一步　识图
理解曲线图中横、纵坐标的含义，找出横、纵坐标的关系。图1中横坐标是发酵时间，纵坐标是亚硝酸盐的含量，图1表示的是自然发酵过程中亚硝酸盐含量随着发酵时间变化的曲线。图2横坐标是发酵时间，纵坐标是亚硝酸盐的含量，曲线中还涉及食盐的浓度第二个自变量，图2表示的是在不同食盐浓度条件下亚硝酸盐随着发酵时间变化的曲线。
第二步　析图
找出关键点，比如起点、终点、转折点、交叉点等，分析这些关键点代表的生物学含义，说出曲线的变化趋势及含义。根据横、纵坐标的含义说出在一定范围内，随着横坐标的增加，纵坐标的变化。若为多因子变量曲线，先横向分析，说出纵坐标随着横坐标的变化，再纵向分析，即做一条横坐标的垂线，说出纵坐标随着另一变量因子的变化。
图1表示的是单因子曲线，只是分析纵坐标随着横坐标的变化趋势，以转折点“发酵4 d”为界限，“在发酵4 d之前，随着发酵的进行，亚硝酸盐含量不断增加，发酵4 d时含量最高，之后其含量迅速下降，发酵6 d后缓慢下降直至相对稳定”。图2表示的是多因子曲线，先进行横向分析，分析特定食盐浓度下纵坐标亚硝酸盐的含量随着横坐标发酵时间的变化趋势，以交叉点“发酵4 d”为界限，食盐浓度为3%时，“在发酵4 d之前，随着发酵的进行，亚硝酸盐含量不断增加，发酵4 d含量最高，之后其含量缓慢下降”；
食盐浓度为5%时，“在发酵4 d之前，随着发酵的进行，亚硝酸盐含量不断增加，发酵4 d含量最高，之后其含量迅速下降，发酵10 d后逐渐稳定”。然后进行纵向分析，以交叉点“发酵6 d”为界限，“发酵6 d之前，食盐浓度为5%时的亚硝酸盐含量高于食盐浓度为3%时的亚硝酸盐含量；发酵6 d之后，食盐浓度为3%时的亚硝酸盐含量高于食盐浓度为5%时的亚硝酸盐含量”。
第三步　用图
结合选项或小题设计，与曲线相关知识点，生物学原理、规律等进行判断或作答。结合图1，答案应为“在发酵4 d之前，随着发酵的进行，亚硝酸盐含量不断增加，发酵4 d时含量最高，之后其含量迅速下降，发酵6 d后缓慢下降直至相对稳定”；结合图2，答案应为“5%”。
【答案】(1)在发酵4 d之前，随着发酵的进行，亚硝酸盐含量不断增加，发酵4 d时含量最高，之后其含量迅速下降，发酵6 d后缓慢下降直至相对稳定
(2)5%
坐标曲线类试题的解题方法小结
1．识图——理解曲线图中横、纵坐标的含义，找出横、纵坐标的关系。
2．析图——找出关键点，比如起点、终点、转折点、交叉点等，分析这些关键点代表的生物学含义，说出曲线的变化趋势及含义。
3．用图——结合选项或小题设计，与曲线相关知识点，生物学原理、规律等进行判断或作答。
小练·素养达成
1．(2023·广东番禺期中)在一些传统食品的制作过程中，灭菌、消毒、防腐等是控制有害微生物的常用方法。下列叙述正确的是 (　　)
A．金华火腿制作过程中盐腌措施只能起到调节风味的作用
B．微生物发酵培养基中均要添加一定量的抗生素以防止杂菌污染
C．泡菜的制作过程中发酵装置清洗消毒后必须经过严格的高压蒸汽灭菌
D．果酒和果醋制作过程中发酵产物对有害微生物有一定控制作用
【答案】D
【解析】金华火腿制作过程中盐腌措施除了起到调节风味的作用，还能抑制微生物生长繁殖，当细胞的盐浓度过高就会导致微生物细胞失水，从而失去活性，A错误；微生物培养基中会根据实际情况确定是否需要添加抗生素，并不是所有的培养基中都需要添加抗生素，如培养细菌的培养基中不能添加抗生素，这是因为抗生素会抑制细菌生长， B错误；泡菜的制作过程中发酵装置清洗消毒后无须严格的高压蒸汽灭菌，这是因为在整个发酵过程中乳酸菌产生大量的乳酸，使得其他细菌活动受到抑制，C错误；果酒和果醋制作过程中发酵产物分别是乙醇和乙酸，二者对有害微生物都具有一定控制作用，D正确。
2．(2023·广东广州期中)舌尖上的中国——传统泡菜的制作：新鲜的蔬菜经过清洁、整理后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封后置于温度适宜的地方。下列与此过程相关的叙述，正确的是 (　　)
A．用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒，加入“陈泡菜水”的目的是增加乳酸菌菌种的量
B．泡菜制作过程中，应先加入煮沸冷却后的盐水，然后再加入蔬菜和香辛料
C．制作泡菜过程中，亚硝酸盐的含量先增加后减少，有机物的干重和种类减少
D．若制作的泡菜咸而不酸最可能的原因是大量的食盐中和了乳酸菌的发酵产物
【答案】A
【解析】用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒，防止杂菌污染，“陈泡菜水”含有乳酸菌，加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种，可以加快发酵的速度，A正确；制作泡菜时应先加入蔬菜和香辛料，再加入煮沸冷却后的盐水，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖， B错误；制作泡菜过程中，乳酸菌会将有机物分解，故有机物的干重会减少，而种类将增多， C错误；若制作的泡菜咸而不酸最可能的原因是加入大量的食盐导致盐水浓度过高，导致乳酸菌渗透失水，抑制了乳酸菌的发酵过程，因而泡菜中乳酸含量下降，D错误。
3．(2023·广东江门期中)如图是果酒和果醋制作的实验流程图，下列叙述正确的是 (　　)

A．在冲洗葡萄前应先去除葡萄的枝梗，再进行冲洗，这样洗得彻底
B．在制作葡萄醋的过程中，温度应严格控制在18～30 ℃
C．a过程中产物的检测，除了嗅味和品尝外，还可用酸性重铬酸钾溶液检测
D．a过程是酒精发酵，a过程结束后，只需要提高一定的环境温度就能产生果醋
【答案】C
【解析】在挑选葡萄时应先冲洗1～2次，再去除枝梗以防葡萄破损汁液流失和被杂菌污染，A错误；在制作葡萄醋的过程中，温度应严格控制在30～35 ℃，B错误；a过程是酒精发酵，a过程产生的酒精除了嗅味和品尝外，也可用酸性重铬酸钾溶液进行检测，溶液颜色由橙色变为灰绿色，C正确；a过程结束后，除了需要提高一定的环境温度外，还要通入一定量的氧气才能产生果醋，D错误。
4．如图分别表示泡菜制作中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化。下列叙述正确的是 (　　)

A．据图1可知，泡菜制作过程中乳酸菌数量增长曲线为“S”形
B．图2中发酵初期乳酸产生量较少，可能与氧含量较高有关
C．据图3可知，发酵中期是取食泡菜的最佳时间
D．泡菜发酵过程中检测亚硝酸盐含量的目的是了解乳酸菌的生长状况
【答案】B
【解析】据图1可知，泡菜制作过程中乳酸菌数量先上升后下降，不是呈“S”形增长，A错误；图2中发酵初期乳酸产生量较少，与氧气含量有关，初期氧气浓度较高，抑制乳酸菌发酵产生乳酸，B正确；据图3可知，发酵后期亚硝酸盐含量较少，是食用泡菜的最佳时间，C错误；泡菜发酵过程中，检测亚硝酸盐含量的目的是把握取食泡菜的最佳时机，D错误。
5．(2023·广东湛江期末)下图为某同学设计的酿制苹果醋的基本流程图和发酵装置示意图。下列相关分析正确的是 (　　)
A．①过程要先切块后清洗以减少杂菌的污染
B．②过程发酵所用的酵母菌无具膜结构的细胞器
C．②过程中为保证无氧环境，应将果汁装满发酵瓶
D．③过程需要将发酵装置中的充气口开关打开
【答案】D
【解析】过程①如果先切块，则内部组织容易被杂菌污染，所以应先清洗后切块，A错误。酵母菌是真核生物，含有具膜结构的细胞器，如线粒体、内质网等，B错误。题图中所使用的果酒发酵装置是带盖子有充气口、排气口和出料口的发酵装置。对于该装置的液面最高高度取决于排气口的高度，即排气口不能没于液面以下。对多数发酵装置留1/3空间的意义主要有几点。
第一，让酵母菌进行有氧呼吸，从而快速繁殖。第二，防止酵母菌呼吸作用产生的CO2使发酵液溢出。第三，起缓冲作用，避免瓶内压强过大导致发酵瓶炸裂。所以，②过程中不能将果汁装满发酵瓶，C错误。③过程是醋酸菌发酵，醋酸菌是好氧菌，需要将发酵装置中的充气口开关打开，D正确。(共47张PPT)
第1章　发酵工程
第3节　发酵工程及其应用
课标要点 学法指导
1．理解发酵工程的含义
2．简述发酵工程的一般流程
3．举例说明发酵工程在生产上的应用 1．结合教材图片熟记发酵工程的流程及操作，通过教材上的思考与讨论理解发酵工程操作需要注意的事项(科学思维)
2．结合具体实例，熟记发酵工程的应用，运用发酵工程原理解释生产生活中发酵工程的实例(科学思维、社会责任)
知识导图


课前·新知导学
　　　　　发酵工程的形成及基本环节
1．发酵工程的形成
随着人们对发酵原理的认识，微生物____________的建立，以及_______________的设计成功，人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产___________，发酵工程逐步形成。
纯培养技术　
密闭式发酵罐　
发酵产品　
2．发酵工程的基本环节
【答案】①自然界　②诱变育种　③试验　④发酵设备　⑤中心环节　⑥溶解氧　⑦全过程　⑧沉淀　⑨代谢物
在发酵过程中，怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？
____________________________________
【答案】发酵过程中，通过计算机系统，随时监测培养液中的微生物数量、产物浓度，了解发酵进程，及时添加必需的营养组成，严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。
　　　　　下列关于发酵工程的操作流程的叙述，错误的是 (　　)
A．发酵所需的菌种需要进行筛选或育种获得
B．菌种在接种之前要进行扩大培养
C．发酵所用的培养基要进行灭菌，发酵设备不需要严格灭菌
D．若产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施获得
【答案】C
【解析】发酵工程所需菌种必须是性状优良的菌种，可以从自然界中筛选，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得，才能获得高品质的产品，A正确；发酵工程所用的发酵罐较大，为提高发酵效率，发酵之前需要对菌种进行扩大培养，B正确；发酵工程是在无菌条件下进行操作的，所以所用的培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌，否则很可能会造成培养基的污染，导致产品质量下降，C错误；要根据所获得的发酵产品的类型分离、提纯产物，若发酵产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。
　　　　　发酵工程的应用
1．在食品工业上的应用
(1)生产传统的__________。例如，以大豆为主要原料，利用产生________的霉菌，将原料中的蛋白质分解成____________________，然后经淋洗、调制成酱油的产品；以谷类或水果等为原料，利用酿酒酵母发酵生产的各种酒类。
(2)生产各种各样的____________。食品添加剂不仅可以增加食品的营养，改善食品的_________________，有时还可以延长食品的_______。
(3)生产__________。
发酵产品　
蛋白酶　
小分子的肽和氨基酸　
食品添加剂　
口味、色泽和品质　
保存期　
酶制剂　
2．在医药工业上的应用
人们采用____________的方法，将植物或动物的基因转移到微生物中，获得具有某种药物生产能力的微生物；或者直接对菌种进行改造，再通过____________大量生产所需要的产品。
3．在农牧业上的应用
(1)生产______________。
(2)生产______________。
(3)生产______________。
基因工程　
发酵技术　
微生物肥料　
微生物农药　
微生物饲料　
单细胞蛋白是蛋白质吗？其有哪些方面的应用？
_____________________________________________。
【答案】单细胞蛋白不是蛋白质，而是通过发酵获得的大量的微生物菌体。用酵母菌等生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂；用单细胞蛋白制成的微生物饲料，能增加家禽、家畜的重量；在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力
　　　　　下列不属于发酵工程在食品工业上应用的是 (　　)
A．生产传统的发酵产品，如酱油、酒类等
B．生产各种各样的食品添加剂，如增味剂、增稠剂等
C．生产各种酶制剂，如果胶酶、脂肪酶、α-淀粉酶等
D．生产抗生素、多种氨基酸和免疫调节剂等
【答案】D
【解析】发酵工程在食品工业上的应用包括生产传统的发酵产品、生产各种各样的食品添加剂、生产酶制剂等，A、B、C正确；生产抗生素、多种氨基酸和免疫调节剂等属于发酵工程在医药工业上的应用，D错误。
课堂·重难探究
发酵工程的基本环节分析
[知识归纳]
1．微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑哪些因素？
提示：需要考虑的因素包括：在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；生产所需代谢物的产量高；发酵条件容易控制；菌种不易变异、退化等。
2．在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？
提示：传统发酵技术获得的产物一般不是单一的组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会再对产物进行分离和提纯处理，或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离和提纯产物。在发酵工程中使用的分离和提纯产物的方法较多，发酵工程产物无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品。
[对点精练]
1．(2023·广东珠海期末)由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等，在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用，下列有关发酵工程的叙述，正确的是 (　　)
A．分离、提纯获得微生物细胞本身或其代谢物是发酵工程的中心环节
B．啤酒的工业化生产中，酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成，大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
C．将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵，可生产乙型肝炎疫苗
D．可通过发酵工程从微生物细胞中提取单细胞蛋白，制成微生物饲料
【答案】C
【解析】发酵工程一般包括菌种的选育、扩大培养、培养基的配制、灭菌，接种、发酵、产品的分离、提纯等方面，发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，A错误；啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段，其中酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成在主发酵完成，B错误；乙肝疫苗的主要成分是乙肝病毒表面的抗原蛋白，将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，可生产乙型肝炎疫苗，C正确；用单细胞蛋白制成的微生物饲料，其中的单细胞蛋白是微生物菌体，并不是通过发酵工程从微生物细胞中提取获得的，D错误。
2．(2023·广东番禺期中)下图为啤酒生产过程的简要流程，其中糖化的目的是将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子物质。下列叙述错误的是 (　　)
A．过程①可用赤霉素溶液浸泡大麦种子，使种子无需发芽就能产生α-淀粉酶
B．过程③的主发酵阶段的初期需要氧气，随后再保持厌氧环境，以便完成酒精的生成
C．在啤酒的工业化生产过程中，酒精的产生积累主要在后发酵阶段完成
D．发酵过程中要适时往外排气，后发酵时期可以延长排气时间间隔
【答案】C
【解析】大麦种子萌发的过程中，赤霉素可诱导胚乳的糊粉层大量合成 α-淀粉酶，故过程①制麦时可用赤霉素溶液浸泡大麦种子，使种子无需发芽就能产生α-淀粉酶，A正确；为了缩短发酵时间，发酵初期应适当提供氧气，有利于酵母菌有氧呼吸快速繁殖，随后再保持厌氧环境，以便完成酒精的生成，B正确；啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段，其中酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都是在主发酵阶段完成，故啤酒的工业化生产过程中，酒精的产生积累主要在主发酵阶段完成，C错误；酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸都会产生二氧化碳，故发酵过程中要适时往外排气，后发酵时期由于糖类物质不足，产生的二氧化碳减少，可以延长排气时间间隔，D正确。
[知识归纳]
发酵工程的应用及实例总结：
发酵工程的应用
项目 应用 实例
在食品工业上的应用 生产传统的发酵产品 酱油、啤酒等
生产各种各样的食品添加剂 增味剂、增稠剂、防腐剂等
生产酶制剂 α-淀粉酶、果胶酶等
在医药工业上的应用 生产各种药物 抗生素、激素、免疫调节剂等
项目 应用 实例
在农牧
业上的
应用 生产微生物肥料 根瘤菌肥、固氮菌肥等
生产微生物农药 利用苏云金杆菌防止农林虫害，利用白僵菌防止玉米螟、松毛虫等虫害
生产微生物饲料 利用酵母菌生产的单细胞蛋白作为食品添加剂，利用单细胞蛋白制成微生物饲料等
[对点精练]
1．下列关于发酵工程在农牧业上的应用的叙述，不正确的是 (　　)
A．利用发酵工程生产微生物肥料，可以增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长，但有时会引发病虫害的发生
B．利用发酵工程生产的微生物农药与传统的化学农药相比，具有成本低、无污染的特点
C．利用发酵工程生产的微生物饲料可以作为食品添加剂，也可以使家禽、家畜快速地增重
D．在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力
【答案】A
【解析】利用发酵工程生产的微生物肥料，可以增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长，有些微生物还可以抑制土壤中病原微生物的生长，减少病虫害的发生，A错误；利用发酵工程生产的微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治害虫的，与传统的化学农药相比，具有成本低、无污染的特点，B正确；利用发酵工程生产的微生物饲料可以作为食品添加剂，如酵母菌等生产的单细胞蛋白就可以作为食品添加剂，微生物饲料也可以使家禽、家畜快速地增重，C正确；在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力，D正确。
2．(2023·广东佛山阶段练习)我国是名副其实的发酵大国，发酵工程在食品工业、医药工业及农牧业等许多领域得到了广泛的应用。下列相关叙述错误的是 (　　)
A．利用黑曲霉将大豆原料中的蛋白质水解，经淋洗后可调制成酱油
B．利用酵母菌等菌种的发酵工程生产的单细胞蛋白，可作为食品添加剂
C．将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵可生产乙型肝炎疫苗
D．利用发酵工程生产的微生物农药，可作为化学防治的重要手段
【答案】D
【解析】以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌(如黑曲霉)，将原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后经淋洗、调制可以制成酱油产品，A正确；微生物含有丰富的蛋白质，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，可作为食品添加剂，B正确；可以将乙肝病毒的抗原基因转入酵母菌通过发酵工程制备乙肝疫苗，C正确；微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的，微生物农药作为生物防治的重要手段，将在农业的可持续发展方面发挥越来越重要的作用，D错误。
课堂·延伸提分
易错易混：传统发酵技术与现代发酵工程的比较
项目 传统发酵技术 现代发酵工程
菌种来源 原料或前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物 从自然界中筛选或利用生物技术培育的
是否需严格灭菌 不需严格灭菌 需要严格灭菌
发酵条件的控制 人为地控制发酵条件，没有特别严格 通过计算机系统控制发酵条件，特别严格
产品的分离、纯化 较为简单，往往直接使用 较为复杂，方法有过滤、沉淀、蒸馏、萃取等
例　下列有关传统发酵技术与现代工业发酵的描述，正确的是 (　　)
A．传统发酵技术与现代工业发酵都需要进行严格的无菌操作，防止杂菌的污染，如都要进行培养基的灭菌
B．传统发酵技术对发酵条件的控制主要通过人工控制，而现代工业发酵对发酵条件的控制是通过计算机系统进行全面的监测和控制
C．制作泡菜的菌种是人工接种的纯的乳酸菌菌种
D．果酒制作、果醋制作以及腐乳制作等都属于现代工业发酵
【答案】B
【解析】传统发酵技术与现代工业发酵都要进行无菌操作，但传统发酵技术防止发酵液污染的措施主要是进行有关发酵装置的消毒，灭菌不是很严格，传统发酵技术利用的是原料中存在的微生物，培养液是不能灭菌的，A错误；传统发酵技术对发酵条件的控制主要是通过人工控制的，现代工业发酵对发酵条件的控制是通过计算机系统自动进行监测和控制的，B正确；制作泡菜属于传统发酵技术的应用，菌种来源于附着在原材料上的天然的乳酸菌，不需要接种，C错误；果酒制作、果醋制作以及腐乳制作属于传统发酵技术的应用，D错误。
错因分析：一是没有理解传统发酵技术和现代发酵工程的操作，传统发酵技术往往通过控制发酵条件达到抑制杂菌生长的效果，没有严格的灭菌和无菌操作，现代发酵工程需要严格的灭菌技术，并全程在无菌条件下操作；二是对发酵条件的控制方式理解不到位，传统发酵技术是通过人工控制发酵条件的，现代发酵工程是通过计算机系统监测和控制发酵条件的；三是对于传统发酵技术和现代发酵工程的应用区别不清楚。
小练·素养达成
1．在发酵过程中，不会直接引起发酵液pH变化的是 (　　)
A．营养物质的消耗
B．微生物细胞数目的增多
C．微生物呼吸作用释放的CO2
D．代谢物的积累
【答案】B
【解析】在发酵过程中，能引起pH变化的因素有营养物质的消耗、微生物呼吸作用释放的CO2和代谢物的积累，A、C、D不符合题意；微生物细胞数目的变化不会引起pH的变化，B符合题意。
2．在发酵过程中有关氧气的利用，正确的是 (　　)
A．微生物可直接利用空气中的氧气
B．微生物只能利用发酵液中的溶解氧
C．温度升高，发酵液中溶解氧增多
D．机械搅拌与溶解氧浓度无关
【答案】B
【解析】发酵工程中严格无菌操作，空气中的氧气中有微生物，会造成杂菌污染，只能利用发酵液中经过灭菌的无菌氧气，A错误、B正确；温度升高是代谢产热和机械搅拌产热引起的，与发酵液中的溶解氧没有关系，C错误；机械搅拌可以增加溶解氧的浓度，D错误。
3．下面是有关啤酒的工业化生产的流程，下列有关叙述不正确的是 (　　)
发芽→焙烤→碾磨→糖化→蒸煮→发酵→消毒→终止
A．啤酒的发酵过程包括主发酵和后发酵两个阶段
B．发芽的过程中大麦会产生淀粉酶，便于将大麦中的淀粉分解为葡萄糖进行酒精发酵
C．发酵的过程就是酵母菌进行有氧呼吸的过程
D．消毒的目的是杀死啤酒中的大多数微生物，以延长它的保存期
【答案】C
【解析】酒精发酵的过程是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的过程，C错误。
4．下列关于发酵工程的说法中，不正确的是 (　　)
A．在菌种选育过程中，可以利用人工诱变、基因工程等手段
B．虽然青霉素是抗生素，但在青霉素生产过程中仍然需要严格灭菌
C．在谷氨酸棒状杆菌发酵过程中，pH呈酸性时产生乳酸或琥珀酸，pH呈碱性时产生谷氨酸
D．发酵工程的产品可以采用过滤、沉淀、蒸馏、萃取、离子交换等方法提取
【答案】C
【解析】在菌种选育过程中，可以利用人工诱变、基因工程等手段进行培育，A正确；青霉素是抗生素，但其并不能杀灭所有微生物，所以其生产过程也要灭菌，B正确；在谷氨酸发酵过程中，pH呈酸性时产生乙酰谷氨酰胺，C错误；若发酵工程的产品是菌体本身，可以采用过滤、沉淀等方法提取，若发酵工程的产品是代谢物，可以根据产物性质采用蒸馏、萃取、离子交换等方法提取，D正确。
5．发酵工程在工业生产上得到广泛应用，其生产流程如图所示。结合赖氨酸或谷氨酸的生产实际分析，下列说法错误的是 (　　)

A．①为诱变育种，②为萃取(或蒸馏、离子交换等)
B．赖氨酸或谷氨酸的生产过程中为使产物源源不断地产生，可采用连续培养的发酵方式
C．由于赖氨酸或谷氨酸的发酵菌种为好氧菌，在生产过程中常需增加通氧量
D．人工控制微生物代谢的唯一措施是控制生产过程中的各种条件
【答案】D
【解析】由题意分析可知，图中①为诱变育种，②为萃取(或蒸馏、离子交换等)，A正确；延长稳定期可以提高代谢物的产量，要达到这一目的可采用连续培养的发酵方式，B正确；由于赖氨酸或谷氨酸的发酵菌种为好氧菌，因此在生产过程中常需增加通氧量，C正确；人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物遗传特性、控制生产过程中的各种条件(即发酵条件)等，D错误。

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