资源简介

第1章 发酵工程（复习讲义）
(
目录
1.
单元目标聚焦·明核心
：
了解课标要求
，识记核心考点
2.
知识图谱梳理·固基础：
掌握知识网络、明晰知识串联
3.
教材要点精析·夯重点：
必
背知识
要点、掌握教材重点
要点
一
传统发酵技术及应用
要点二
微生物的培养及应用
要点三
发酵工程及应用
4.
考点题型突破·拓思维：
梳理常考题型、通关章节重难
题型
一
传统发酵食品的制作
题型二
消毒与灭菌
题型三
微生物的培养
题型四
微生物的分离与计数
题型五
发酵工程的应用
5.
综合高效练习·提能力：
练习解题思维、提升解题能力
)
课标要求 核心考点
阐明在发酵工程中灭菌和无菌技术的重要作用； 2.举例说明如何通过调整培养基的配方有目的地培养某种微生物； 3.概述如何利用平板划线法或稀释涂布平板法进行微生物分离和纯化；概述如何通过稀释涂布平板法和显微镜计数法进行微生物数量的测定 4.简述传统发酵技术的特点，举例说明日常生活中常见的传统发酵食品及其微生物发酵的原理；阐明发酵工程是如何利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品；举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上的重要价值； 1.传统发酵技术：概述果酒、果醋、酸奶、泡菜等传统发酵食品的制作过程及相关的原理，能说出传统发酵技术的特点（包括其在应用上的优点与不足）； 2.微生物的培养：说明培养基的概念、种类、营养成分及作用，能对比分析消毒与灭菌的差异，理解无菌技术的重要作用，能通过平板划线接种并分离出单菌落，并对实验结果进行分析与评价； 3.微生物的分离与计数：了解选择培养基的概念，举例说明如何利用选择培养基分离分解尿素的细菌，掌握微生物的分离与计数的方法，能够设计实验分离土壤中的某种微生物，并对实验结果进行分析与评价； 4.发酵工程的应用：能说出发酵工程的基本环节，分析影响发酵过程的因素，并总结出发酵工程的特点，了解其在生产和生活中的应用
要点一 传统发酵技术及应用
重点内容 具体要点 特别提醒
发酵的概念及原理 发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。 不同的发酵过程中所依赖的微生物的代谢类型和发酵原理不同。 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，可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。 2.酵母菌是一类单细胞真菌，是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵。 3.醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能将糖分解成乙酸；当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。
传统发酵食品的制作 1. 传统发酵技术是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。 2. 腐乳制作过程中有多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。由于豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，所以腐乳味道鲜美且易于吸收。 3. 泡菜制作过程中用水密封泡菜坛的目的是营造无氧环境。泡菜腌制过程中会产生亚硝酸盐，若摄入过量会导致中毒。 4.酿造果酒时应先清洗再去除枝梗，原因是避免去除枝梗时引起葡萄破损，增加杂菌污染的机会。 1.影响传统发酵食品的因素主要包括：微生物的种类、原料的差异及发酵的具体条件（包括含氧量、温度、湿度等）。 2.发酵过程中条件并非是一直不变的。如：在酿酒的过程中需要先通气，使酵母菌大量繁殖，再密封，使其无氧呼吸产生酒精。 3.不同的微生物发酵所需的条件不同：酿酒酵母的最适生长温度约28℃，醋酸菌一般适宜于30-35℃。果酒发酵过程中应每隔12小时左右将瓶盖拧松，以排出产生的的CO2，而要酿醋则应打开瓶盖，盖上一层纱布。
传统发酵技术的特点 无需灭菌，通常不需要接种菌种，而是利用天然的菌种，以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式。 其主要的不足在于：生产条件不易控制，容易受杂菌污染。
要点二 微生物的培养及应用
重点内容 具体要点 特别提醒
培养基的类型及配制 1.加入琼脂及琼脂的量不同，将培养基分成液体培养基、半固体培养基和固体培养基。 2.微生物在固体培养基中生长可形成菌落。 3.培养基的成分主要包括水、无机盐、碳源、氮源等。 为了满足微生物在生长过程中的特殊需求，在培养乳酸菌时需要添加维生素，培养霉菌时需要将培养基调至酸性，培养细菌时则应将培养基调至中性或弱碱性。
消毒与灭菌 1.消毒是指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的一部分微生物。如：煮沸消毒法、巴氏消毒法、酒精消毒、紫外线消毒、石碳酸或煤酚皂溶液。 2. 灭菌是指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。常用的灭菌方法有湿热灭菌、干热灭菌和灼烧灭菌。 3.无菌技术的主要目的是防止杂菌污染。 1.对操作空间、操作者的衣着和手常用消毒，对微生物培养的器皿、接种工具和培养基则需要进行灭菌。 2.对一些不耐高温的液体，如牛奶，应采用巴氏消毒法，即62-65℃消毒30分钟或者80-90摄氏度处理30秒到1分钟。 3.对培养基只能采用湿热灭菌法，如在压力100kpa，温度121℃的条件下，高压蒸汽灭菌15-30分钟。 4. 高压蒸汽灭菌开始之前要将锅内的冷空气排尽，灭菌完毕后，要待压力降到0时才能打开排气阀。
微生物接种 1.由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。微生物的纯培养包括配置培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。 2.倒平板需待培养基冷却至50℃左右时在酒精灯火焰附近操作，因为琼脂在44摄氏度以下会凝固。平板冷凝后应倒置，以防止皿盖上的冷凝水落入培养基，造成污染。 3.常用的接种方法包括平板划线法和稀释涂布平板法。 1．平板划线法中多次灼烧接种环的目的略有不同：第一次接种前灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物；其余每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到单个菌落。最后一次 划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。 2.放一个未接种的培养基一起培养的目的是检测培养基的配制和灭菌是否成功。
微生物的选择培养 1.培养基是指允许特定种类的微生物生长，抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。 2.在培养基中加入青霉素可以抑制细菌、放线菌，从而分离得到酵母菌、霉菌；缺乏氮源的培养基可用于分离自生固氮微生物（如圆褐固氮菌），缺乏有机碳源的培养基可用于分离自养微生物；以石油为唯一碳源的培养基可用于分离降解石油的微生物；以尿素为唯一氮源的培养基可用于分离分解尿素的微生物；高盐环境下可分离耐盐微生物。 1.有些微生物可以利用其他微生物的代谢产物生长繁殖，因此，能够在选择培养基上生长的不一定都是目的菌株。
微生物的数量测定 1.当样品稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，因此统计菌落数就能推测出样品中的活菌数。一般选择菌落数为30～300的平板进行计数。同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求平均值。 2.也可用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后换算的结果往往比活菌数偏大，因为也计入了死菌。若想解决这一问题，可加入台盼蓝。 1.利用平板划线法和稀释涂布平板法接种时，都能得到单菌落，但是只有稀释涂布平板法能用于微生物的计数。 2. 稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，原因是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。
要点三 发酵工程及其应用
重点内容 具体要点 特别提醒
发酵工程的基本环节 1.发酵工程的基本环节包括菌种的选育、扩大培养、灭菌、接种、发酵，以及产品的分离与提纯。 2.发酵工程的优点：生产条件温和、原料来源丰富、产物专一、对环境污染小、易处理 1.酿啤酒的过程中，糖化主要是将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子的过程；破碎是为了使淀粉酶释放，从而与淀粉充分接触，促进淀粉分解；蒸煮则可以终止淀粉酶的进一步作用，并对糖浆灭菌。
发酵工程的应用 1.响发酵过程的因素主要包括：温度、酸碱度、溶解氧和营养物质的浓度。 1. 酱油、酒、柠檬酸和谷氨酸的发酵生产利用的微生物分别是霉菌(如黑曲霉)、酿酒酵母、黑曲霉和谷氨酸棒状杆菌。 2. 单细胞蛋白是指通过发酵获得的大量微生物菌体，而非微生物细胞中的蛋白质。
(
题型
一
传统发酵食品的制作
)
【例1】《齐民要术》记载了许多古人在生产中运用发酵技术加工食品积累的宝贵经验，下列对记载的理解，错误的是( )
食品加工 历史记载
酿酒 酿酒浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷。
制醋 大率酒斗，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，内(纳)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。
A．“浸曲发”目的是活化酵母菌，此时酵母菌通过有氧呼吸和无氧呼吸释放CO2
B．“舒令极冷”是为了防止蒸熟的米温度过高而杀死酒曲中的酵母菌等微生物
C．“用水三斗”为避免酒精浓度过高杀死醋酸菌而不易形成醋酸菌衣膜
D．“令没菜把即止”主要目的是让蔬菜充分吸收盐分，使风味品质更佳
【答案】D
【解析】“浸曲发”目的是活化酵母菌，让酵母菌恢复到最佳状态，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，都能产生释放CO2，A正确；“舒令极冷”目的是降低温度，防止蒸熟的米温度过高而杀死酒曲中的酵母菌等微生物，导致发酵失败，B正确；“用水三斗”目的是用水稀释酒精的浓度，为避免酒精浓度过高杀死醋酸菌而不易形成醋酸菌衣膜，C正确；“令没菜把即止”主要目的是让盐水将蔬菜淹没，保证无氧环境，有利于发酵，D错误。
(
解题方法点拨
1.
明确发酵食品利用了哪种微生
物。
2.
结合题干具体信息（尤其关注其生存的环境条件），分析微生物的代谢类型。
)
【变式1-1】老坛酸菜古称菹，《周礼》中就有其名。北魏的《齐民要术》中更是详细介绍了祖先用白菜(古称菘)等原料腌渍酸菜的多种方法。2022年3.15消费者权益日曝光的“土坑酸菜”由于制作过程中操作不规范导致其中含有的杂质较多，给食品安全留下隐患。下列说法正确的是( )
A．腌制酸菜主要是利用植物体表面天然的酵母菌在无氧环境中进行发酵
B．“土坑酸菜”发酵过程中可以添加一定量的抗生素抑制杂菌生长，防止其腐败变质
C．腌制的酸菜“咸而不酸”的原因很可能是加入食盐过多，抑制了菌种发酵
D．酸菜要尽快食用，以免腌制发酵时间过长导致亚硝酸盐含量增加
【答案】C
【解析】腌制酸菜主要是利用植物体表面天然的乳酸菌在无氧环境中进行发酵，将葡萄糖分解为乳酸，A错误；抗生素会抑制细菌的生长，乳酸菌属于细菌，加入抗生素会影响乳酸菌的生长，故不能加入抗生素，B错误；腌制的酸菜“咸而不酸”的原因很可能是加入食盐过多，食盐过多会导致乳酸菌细胞失水，抑制了菌种发酵，C正确；结合题意分析可知，发酵初期由于硝酸盐还原菌的作用使亚硝酸盐增加，发酵中期硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解含量下降，发酵后期，亚硝酸盐含量下降至相对稳定，通常在腌制泡菜的第10天食用，亚硝酸盐含量较少，D错误。
【变式1-2】《诗经》有云：“十月获稻，为此春酒，以介眉寿。”记录了古人用新鲜稻米酿酒，以求延年益寿的习俗。米酒酿造主要包括蒸米、拌酒曲、发酵三步，酒曲中的微生物主要是霉菌和酵母菌，霉菌主要起到糖化的作用(把米中的淀粉转化成葡萄糖)。下列说法错误的是(　　)
A．米酒发酵过程中，酵母菌进行细胞呼吸的类型是有氧呼吸和无氧呼吸
B．蒸米后通常需要进行冷却，其目的是防止温度过高杀死酒曲中的微生物
C．米酒发酵初期，霉菌可以通过糖化作用，为酵母菌的呼吸作用提供底物
D．腐乳发酵过程中，也是利用了毛霉等微生物对多糖的分解作用
【答案】D
【解析】参与果酒制作的微生物主要是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型，米酒发酵过程中，酵母菌进行细胞呼吸的类型是有氧呼吸和无氧呼吸，A正确；蒸米后，温度较高，通常需要进行冷却，再加入酒曲，其目的是防止温度过高杀死酒曲中的微生物，B正确；酒曲中的微生物主要是霉菌和酵母菌，霉菌主要起到糖化的作用，能把米中的淀粉转化成葡萄糖，葡萄糖能为酵母菌的呼吸作用提供底物，C正确；腐乳发酵过程中，起到主要作用的是毛霉，毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸，D错误。
(
题型
二
消毒与灭菌
)
【例2】在生产和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来防止杂菌的污染。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．玻璃和金属材质的实验器具可采用干热灭菌法
B．利用平板划线法分离菌种时，若在培养基上连续划线5次，接种环灼烧5次即可
C．没有将高压蒸汽灭菌锅内的冷空气排尽，将影响培养基的灭菌效果
D．喷洒石炭酸同时配合紫外线照射可提高对超净工作台的消毒效果
【答案】B
【解析】耐高温、需要保持干燥的玻璃和金属材质的实验器具可采用干热灭菌法，A正确；利用平板划线法分离菌种时，每次划线前后都需要灼烧接种环，因此若在培养基上连续划线5次，接种环需要灼烧6次，B错误；没有将高压蒸汽灭菌锅内的冷空气排尽，会导致锅内温度不够将影响培养基的灭菌效果，C正确；喷洒石炭酸或煤酚皂等消毒液同时配合紫外线照射可提高对超净工作台的消毒效果，D正确。
(
解题方法点拨
1.
消毒仅杀死物体表面或内部的部分微生物；灭菌可杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
2.
对培养基、培养皿、接种环、实验者的
双手、空气和牛奶常采用的灭菌或消毒方法分别是
高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、化学药物消毒、紫外线消毒、巴氏消毒。
)
【变式2-1】下列关于无菌技术的叙述，错误的是( )
A．煮沸消毒、酒精消毒、干热灭菌、高压蒸汽灭菌都属于无菌技术
B．接种环直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以迅速彻底灭菌
C．高压灭菌加热结束，打开放气阀使压力表指针到零后，开启锅盖
D．紫外线照射前，喷洒适量的苯酚等消毒液，可以加强消毒效果
【答案】C
【解析】煮沸消毒、酒精消毒属于消毒，干热灭菌、高压蒸汽灭菌属于灭菌，消毒和灭菌都属于无菌技术，A正确；接种环直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，为灼烧灭菌，这可以迅速彻底灭菌，B正确；高压灭菌加热结束，让灭菌锅内的温度自然下降，当压力表的压力降到零时，打开排气阀，旋松螺旋，打开盖子，取出灭菌物品，C错误；紫外线照射前，喷洒适量的苯酚等消毒液，可以加强消毒效果，D正确。
【变式2-2】采用平板划线法能将单个微生物分散在固体培养基上，下列有关平板划线操作的叙述，错误的是( )
A．第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物
B．每次划线前，灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种
C．在第二区域内划线时，接种环上的菌种直接来源于菌液
D．划线结束后，灼烧接种环，能及时杀死接种环上的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者
【答案】C
【解析】在平板划线操作中，用接种环蘸取菌液前的第一步灼烧，目的是避免接种环上可能存在的微生物污染培养物，A正确；以后每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种，B正确；从第二次划线开始，每次划线时接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，C错误；划线结束后，仍需灼烧接种环，其目的是能及时杀死接种环上的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者，D正确。
(
题型
三
微生物的培养
)
【例3】如图中4支试管分别代表4种微生物在半固体培养基中的生长状态，其中乙试管代表幽门螺杆菌的生长状态，下表表示2号培养基成分与含量，下列叙述错误的是( )
成分 葡萄糖 KH2PO4 MgSO4 NaCl CaSO4 CaCO3 琼脂 蒸馏水
含量 10 g 0.2 g 0.2 g 0.2 g 0.2 g 5 g 3.5 g 1 L
A．甲、丙、丁三个试管中的微生物可能分别是固氮菌、产甲烷菌、酵母菌
B．将幽门螺杆菌转移到2号培养基继续培养，由于培养基营养新鲜而更有利于它的生长
C．幽门螺杆菌的代谢类型可能是微厌氧异养型
D．丁试管中的微生物在2号培养基内不能生长，但与圆褐固氮菌同时接种在2号培养基上可以正常生长
【答案】B
【解析】根据对空气的依赖程度可以判断：甲是固氮菌，严格好氧型，在上部氧气充分的条件下生长；丙是产甲烷菌，严格厌氧，只会集中在试管底部；丁是酵母菌，兼性厌氧，所以会在试管中均匀分布，A正确；乙是幽门螺杆菌，是微需氧菌，在大气或绝对厌氧环境下不能生长，但2号培养基缺少氮源，故幽门螺杆菌无法生长，B错误；根据幽门螺杆菌在试管中的分布可以看出在试管的上部和下部没有菌，说明在大气或绝对厌氧环境下不能生长，说明幽门螺杆菌是微需氧菌，所以代谢类型为微厌氧异养型，C正确；2号培养基中没有氮源，所以酵母菌无法在2号培养基中进行培养，如果和固氮菌一起培养，则自生固氮菌能固定大气中的氮气，提供氮源，D正确。
(
解题方法点拨
1.
培养基的主要营养物质有碳源、氮源、水和无机盐等，有的还需要生长因子等特殊的营养。
2.
不同微生物生长所需要的
碳源和氮源
是有差异的。自养型细菌
的碳源是
CO
2
，培养基中可以不加入碳源；异养型生物
的碳源是
有机物。自生固氮菌可直接利用空气中的氮气，培养基中不需加入氮源。
硝化细菌所利用
的氮源是
氨。因此，
培养基不一定都含有碳源、氮源。
含
C
、
H
、
O
、
N
的有机化合物可以既是碳源，又是氮源。
)
【变式3-1】下列是对四种微生物的能源、碳源、氮源、新陈代谢类型的描述，正确的一组是( )
选项 微生物种类 乳酸菌 根瘤菌 硝化细菌 衣藻
A 能源 糖类 光能 NH3 光能
B 碳源 糖类 CO2 CO2 CO2
C 氮源 NO N2 NH3 NO
D 代谢类型 异养厌氧型 自养需氧型 自养需氧型 自养需氧型
【答案】C
【解析】根瘤菌不能利用光能，A错误；根瘤菌能固氮，但不能自己制造有机物，它的碳源不是CO2，B错误；乳酸菌的氮源是NO，根瘤菌能固氮，氮源是N2，硝化细菌的氮源是NH3，衣藻的氮源是NO，C正确；根瘤菌的代谢类型是异养需氧型，D错误。
【变式3-2】物质W是一种含氮有机物，W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌，结果如图。下列说法错误的是(　　)
A．透明圈的形成是因为W物质被分解
B．所用的选择培养基应该是以物质W为唯一氮源
C．甲菌落中的细菌可能是利用空气中的氮气作为氮源
D．乙菌落中的细菌都能降解W，不需要进一步纯化
【答案】D　
【解析】W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明，因此透明圈的形成是因为W物质被分解，A正确；要筛选出能降解W的细菌，所用的选择培养基应该是以物质W为唯一氮源，B正确；该培养基以W物质为唯一氮源，而甲菌落周围未出现透明圈，因此甲菌落中的细菌可能是利用空气中的氮气作为氮源，C正确；乙菌落中的细菌不一定都能降解W，因此仍需要进一步纯化，D错误。
(
题型
四
微生物的分离与计数
)
【例4】某同学将1 mL土壤样液稀释100倍，在3个平板上用稀释涂布平板法分别接入0.1 mL稀释液，经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为56、57和58。下列叙述错误的是( )
A．可得出土壤样液中活菌大约为5.7×107个/L
B．此方法统计的菌落数往往比实际的活菌数目低
C．一般选择菌落数为30～300的平板进行计数
D．显微镜直接计数法统计的是稀释液中的活菌数
【答案】D
【解析】将1 mL样品稀释100倍，在3个平板上分别接入0.1 mL稀释液，经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为56、57和58，据此可得出每升样品中的活菌数为(56＋57＋58)÷3÷0.1×1 000×100＝5.7×107个，A正确；由于两个或多个细胞连在一起时，在平板上观察到的只是一个菌落，所以统计的菌落数往往比实际的活菌数目低，B正确；为保证结果准确，一般选择菌落数为30～300的平板进行计数，C正确；显微镜直接计数法统计的是稀释液中所有菌体的数目，包括活菌和死菌，D错误。
(
解题方法点拨
1
．稀释涂布平板操作要求：按照平行重复原则，同一稀释度下的菌液
应涂布
3
个或
3
个以上的平板。
2
．计数的时机：当各平板上菌落数目稳定时进行计数。
3
．选择可用于计数的平板：选择菌落数在
30
～
300
的平板
(
相同稀释度的平板均符合该特点
)
进行计数，然后取平均值。
4.
稀释涂布平板法
求活菌数的计算公式：每克样品中的菌落数＝
×M
其中
C
：某稀释度下平板上生长的平均菌落数；
V
：涂布平板时所用的稀释液的体积
(mL)
；
M
：稀释倍数
而
血细胞计数板法
求活菌数的计算公式：每毫升原液所含细菌数：每小格内平均细菌数
×400×104×
稀释倍数
.
5.
稀释涂布平板法统计的菌落
数往往
比活菌的实际数目少，原因是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。血细胞计数板法统计的结果一般是活菌数和
死菌数的
总和，
比活菌数更多
。
)
【变式4-1】下图为土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验中样品稀释示意图。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．3号试管的稀释倍数为103倍
B．4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数恰好为5号试管的10倍
C．5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109个
D．该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要多
【答案】C
【解析】分析题图可知，3号试管的稀释倍数为104倍，A错误；4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数不一定恰好为5号试管的10倍，B错误；5号试管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)，C正确；在固体培养基上可能存在两个或多个菌体形成一个菌落的情况，因此用稀释涂布平板法得到的结果往往会比实际活菌数目少，D错误。
【变式4-2】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
【解析】由图观察可知，步骤②振荡20 min的目的是让样品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获得菌落分散在平板上，利用的是稀释涂布平板法，使用的接种工具是涂布器，使用前需要灼烧灭菌，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；由题干信息可知，该实验的目的是分离土壤中自生固氮菌和固氮能力的测定，自生固氮菌能够利用空气中的氮作为氮源，故培养基中不需要加入氮源，D错误。
(
题型
五
发酵工程的应用
)
【例5】通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸，生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。下面有关谷氨酸发酵过程的叙述，正确的是( )
A．配制高浓度营养物质的培养基，会使谷氨酸棒状杆菌大量繁殖
B．常用的谷氨酸棒状杆菌为好氧菌，因此培养基中需严格控制溶解氧、通气量等发酵条件
C．排出发酵罐中的谷氨酸，不利于谷氨酸的合成和产量的提高
D．发酵液pH呈碱性时，谷氨酸棒状杆菌易形成谷氨酰胺
【答案】B
【解析】谷氨酸棒状杆菌在扩大培养时，培养基中营养物质的浓度要合适，若浓度过高，细胞失水而不利于谷氨酸棒状杆菌的大量繁殖，A错误；谷氨酸棒状杆菌是一种好氧菌，扩大培养应在有氧条件下进行，B正确；谷氨酸发酵过程中，当谷氨酸合成量过多时，就会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，从而使谷氨酸的合成过程中断，因此需要及时地排出谷氨酸，才可以解除此抑制作用，C错误；谷氨酸发酵过程中，当发酵液的pH为酸性时，谷氨酸棒状杆菌易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，D错误。
(
解题方法点拨
1
．影响发酵工程的主要因素包括温度、
pH
、溶解氧和营养物质的浓度。
（
1
）
温度可以影响酶活性、合成途径、发酵液的物理性质，及菌种对营养物质的分解吸收等。
（
2
）
pH
能够影响酶的活性
、
细胞膜的带电荷状况
以及
培养基中营养物质的分解等。
（
3
）
溶解氧
是
影响需氧发酵
的
关键因素。必须向发酵液中连续补充大量的氧，并不断搅拌。
（
4
）
营养物质的浓度
，尤其
是碳氮比、无机盐和维生素的浓度，会直接影响菌体的生长和代谢产物积累。
)
【变式5-1】高酒精度啤酒(酒精浓度≥7.5% vol)由于其高酒精度、高发酵度、低残糖等特点，受到越来越多消费者的青睐，其酿造工艺如图所示。下列叙述错误的是( )
A．生产啤酒用的发酵罐和大麦汁等原料都需要经过灭菌消毒
B．多次分批补加葡萄糖可以减少发酵初期的高渗透压对酵母细胞代谢的影响
C．主发酵过程中还原糖主要用于有氧呼吸，其产生的CO2会使pH下降
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】生产啤酒用的发酵罐和大麦汁等原料都需要经过灭菌消毒，防止原料自带的杂菌污染发酵，A正确；多次分批补加葡萄糖可以减少发酵初期的高渗透压对酵母细胞代谢的影响，B正确；主发酵过程中还原糖主要用于无氧呼吸产酒精，同时无氧呼吸也会产生CO2会使pH下降，C错误；发酵过程中要适时往外排气，后发酵时期由于糖类物质不充足，产生的气体变少，可以延长排气时间间隔，D正确。
【变式5-2】发酵制氢技术是我国为早日实现“碳中和”开发的新能源技术之一。传统农业中，水稻、小麦的秸秆常被焚烧，既产生浓烟污染环境，又增加了CO2排放，研究团队将秸秆制成发酵液培养某种细菌，进行发酵制氢。下列说法错误的是(　　)
A．水稻、小麦的秸秆中富含纤维素，可为产氢细菌提供碳源和氮源
B．鉴定该细菌是否为纤维素分解菌，可在含纤维素的培养基中加入刚果红试剂
C．底物浓度、温度、pH等是影响发酵产氢量的重要因素
D．与传统农业相比，发酵制氢技术既能减少CO2的排放量又能获得新能源
【答案】A
【解析】纤维素的组成元素为C、H、O，可以为产氢细菌提供碳源，无法提供氮源，A错误；刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素分解菌降解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，因此鉴定该细菌是否为纤维素分解菌，可在含纤维素的培养基中加入刚果红试剂，B正确；温度、pH会影响酶活性，底物作为发酵的原料，因此底物浓度、温度、pH等是影响发酵产氢量的重要因素，C正确；与传统农业相比，发酵制氢技术通过将秸秆中的含碳有机物转换成有机酸等工业原料，减少了CO2的排放量，又获得了新能源，D正确。
(
题型三
……
)
1.（2025云南卷）黄酒是我国古老的发酵酒之一，传统酿制中，先用蒸煮过的小麦或麸皮为原料，对之前发酵留存的少量酒曲（曲种）进行扩大制曲；再将酒曲和蒸煮后的糯米、大米混合处理一段时间后，添加足量酒母（含酵母菌）完成发酵，压榨成品。下列说法错误的是（　　）
A．小麦、麸皮等原料为酒曲中微生物的生长繁殖提供了碳源和氮源等营养物质
B．为避免制曲过程被杂菌污染影响黄酒品质，扩大制曲前需对留存的酒曲灭菌
C．糯米、大米蒸煮后立即与酒曲混合会导致酶空间结构改变而降低其催化效率
D．将酒曲混合糯米、大米处理一段时间，是为了获得酒母发酵时的底物葡萄糖
【答案】B
【分析】酵母菌是兼性厌氧菌，有氧呼吸产生二氧化碳和水，无氧呼吸产生酒精和二氧化碳；酿酒利用的是酵母菌进行无氧呼吸，从而产生酒精。
【解析】A、小麦、麸皮等原料含有蛋白质、糖类等多种营养成分，蛋白质可以为微生物提供氮源，糖类等可以为微生物提供碳源，所以能为酒曲中微生物的生长繁殖提供碳源和氮源等营养物质，A正确；
B、扩大制曲前对留存的酒曲不能灭菌，因为酒曲本身含有发酵所需的菌种，若灭菌会杀死这些菌种，导致无法进行正常的发酵过程，B错误；
C、糯米、大米蒸煮后温度较高，立即与酒曲混合，高温会使酶的空间结构改变，导致酶活性降低，从而降低其催化效率，C正确；
D、酒曲中含有淀粉酶等酶类，将酒曲混合糯米、大米处理一段时间，淀粉酶可将糯米、大米中的淀粉分解为葡萄糖，从而为后续酒母（含酵母菌）发酵提供底物葡萄糖，D正确。
故选B。
2.（2023江苏卷改编）某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌；醋醅含有醋酸菌；糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述不正确的是（　　）
A．糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化和灭菌
B．发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸
C．醋酸发酵过程中经常翻动发酵物，可控制发酵温度和改善通气状况
D．啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间
【答案】B
【分析】1.果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧型生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，20℃左右，酒精发酵时，一般将温度控制在18~30℃，在葡萄酒自然发酵过程当中，其主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
2.醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
【解析】A、糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的均有利于灭菌和糖化过程，A正确；
B、图中制酒用到了酒曲，酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌，霉菌属于真菌，其为需氧型，该过程霉菌产生的淀粉酶有利于将糯米中的淀粉分解，其中的乳酸菌进行的是无氧呼吸，酵母菌主要进行无氧呼吸过程完成酿酒的过程，醋酸发酵过程中主要利用了醋酸杆菌的有氧呼吸进行醋酸发酵，B错误；
C、醋酸发酵过程中利用了醋酸菌的有氧呼吸，在发酵过程中经常翻动发酵物，有利于散热，可控制发酵温度和改善通气状况，C正确；
D、啤酒酿造流程中利用的原理是酵母菌的无氧呼吸产生酒精的过程，若适当增加溶解氧有利于酵母菌有氧呼吸产生更多的能量满足酵母菌自身增殖的需要，因而可缩短发酵时间，D正确。
故选B。
3.(2023·威海期末)《本草纲目》中对酸奶的制作有详细记载：“用乳半杓，锅内炒过，入馀乳熬数十沸，常以杓纵横搅之，乃倾出，罐盛待冷，掠取浮皮，以为酥，入旧酪少许，纸封放之，即成矣”。下列说法错误的是( )
A．“锅内炒过，入馀乳熬数十沸”的目的是高温杀菌和反复脱水
B．“常以杓纵横搅之”的目的是提供足够的氧气以促进菌种的增殖
C．“入旧酪少许”相当于接种
D．“纸封放之”的目的是提供无氧环境将葡萄糖分解成乳酸
【答案】B
【分析】乳酸菌是一种厌氧细菌，只有当氧气浓度较低或缺氧时，才能进行生命活动。
【解析】A“锅内炒过，入馀乳熬数十沸”利用高温达到杀菌的目的，还能起到反复脱水的作用，A正确；B“常以杓纵横搅之”的目的是使乳酸菌与营养物质充分接触，并不是提供足够的氧气以促进菌种的增殖，乳酸菌是厌氧菌，应保证无氧环境，B错误；
C“入旧酪少许”的意思是加入少量旧酪，而旧酪中含有乳酸菌菌种，故相当于接种，C正确；
D乳酸菌是厌氧菌，“纸封放之”的目的是提供无氧环境将葡萄糖分解成乳酸，D正确。
4. (2023·泰州模拟)巴氏杀菌乳是以生牛(羊)乳为原料，经巴氏杀菌等工序制得的液体产品，根据国家标准(GB19645-2010)每毫升合格巴氏杀菌乳中细菌总数不得超过50 000个。某兴趣小组进行了新鲜牛奶合适的消毒温度的探究，相关实验操作不合理的是( )
A．配制牛肉膏蛋白胨培养基并在121 ℃、100 kPa条件下处理15～30 min
B．将等量的新鲜牛奶分别置于60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃恒温水浴锅中处理15 min
C．对处理后的牛奶进行依次等比稀释后，利用涂布法接种平板并在37 ℃下培养24 h
D．统计培养基上全部菌落数，以菌落数最少组的处理温度作为最适消毒温度
【答案】D
【分析】培养基需保持水分，应采用高压蒸汽灭菌。牛奶中富含蛋白质，不能灭菌，只能消毒。
【解析】A配制的牛肉膏蛋白胨培养基需使用高压蒸汽灭菌法灭菌，即在121 ℃、100 kPa条件下处理15～30 min，将培养基彻底灭菌，以避免培养基上的微生物影响实验结果，A合理；
B新鲜牛奶应使用巴氏消毒法消毒，为了探究新鲜牛奶合适的消毒温度，可将等量的新鲜牛奶分别置于60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃恒温水浴锅中处理15 min，并检测不同温度处理下的牛奶中微生物的数量进行比较，B合理；
C若要统计消毒后的牛奶中微生物的数量，可用稀释涂布平板法接种，所以可对处理后的牛奶进行依次等比稀释后，利用涂布法接种平板并在37 ℃下培养24 h，C合理；
D由于温度过高会影响蛋白质的结构，进而破坏牛奶中的营养成分，所以菌落数最少的组对应的温度不一定是最适的消毒温度，最适的消毒温度应保证每毫升合格巴氏杀菌乳中细菌总数不得超过50 000个，同时还得保证牛奶的营养价值不被破坏，D不合理。]
5.（2025山东卷）深海淤泥中含有某种能降解纤维素的细菌。探究不同压强下，该细菌在以纤维素或淀粉为唯一碳源的培养基上的生长情况。其他条件相同且适宜，实验处理及结果如表所示。下列说法正确的是（ ）
组别 压强 纤维素 淀粉 菌落
① 常压 - + -
② 常压 + - -
③ 高压 - + -
④ 高压 + - +
注： “+”表示有；“一”表示无
A．可用平板划线法对该菌计数
B．制备培养基的过程中，应先倒平板再进行高压蒸汽灭菌
C．由②④组可知，在以纤维素为唯一碳源的培养基上，该菌可在常压下生长
D．由③④组可知，高压下该菌不能在以淀粉为唯一碳源的培养基上生长
【答案】D
【分析】选择培养基是将允许特定种类的微生物生长、同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基；鉴别培养基是在培养基中加入某种试剂或化学药品，使培养后会发生某种变化，从而区别不同类型的微生物的培养基。
【解析】A、平板划线法是用来分离和纯化微生物，获得单个菌落的技术，其主要目的是分离而不是计数。用于活菌计数的方法通常是稀释涂布平板法，A错误；
B、制备固体培养基（琼脂平板）的正确流程是：先将培养基成分溶解、调整pH值后，分装到三角瓶中，然后进行高压蒸汽灭菌。待培养基冷却至50℃左右时，再在无菌条件下（如超净工作台）倒入无菌的培养皿中（即“倒平板”），B错误；
C、组②为常压 + 纤维素，结果无菌落，而组④为高压 + 纤维素，结果是有菌落。 这个对比恰好说明，在以纤维素为碳源的条件下，该菌不能在常压下生长，而能在高压下生长，C错误；
D、③④组形成了一个对照实验，变量是碳源。实验结果表明，在高压条件下，该细菌可以利用纤维素生长（组④），但不能利用淀粉生长（组③），D正确。
故选D。
6.（2024天津卷）实验中常根据菌落外表特征鉴别微生物，进而对实验结果做出判断，下列实验不是根据菌落外表特征做出判断的是（ ）
A．艾弗里证明肺炎链球菌的转化因子是DNA
B．判断分离酵母菌的固体培养基是否被毛霉污染
C．利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株
D．判断在尿素为唯一氮源的培养基上生长的尿素降解菌是否有不同种类
【答案】C
【分析】1、在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中，艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，单独的、直接的观察它们各自的作用。另外还增加了一组对照实验，即DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养。
2、培养酵母菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染．对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生。
3、抗生素消灭细菌的原理是抑制细菌细胞壁的合成、与细胞膜相互作用、干扰蛋白质的合成以及抑制核酸的复制和转录等。利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株可从抑菌圈边缘菌落挑取大肠杆菌，可能获得目的菌株。
4、将一定稀释度的样品接种在以尿素为唯一氮源的培养基上，并在适宜的条件下培养。分解尿素的微生物能在该培养基上生长繁殖，而不能利用尿素的微生物不能生长繁殖，这是因为只有能够分解尿素的微生物能够产生脲酶，从中获取氮源。
【解析】A、艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，单独的、直接的观察它们各自的作用进行对比，R型肺炎双球菌没有荚膜（菌落表面粗糙），S型肺炎双球菌有荚膜（菌落表面光滑），该实验是通过观察培养基上形成的不同菌落特征，来判断转化是否成功的，A不符合题意;
B、毛霉属于多细胞的真菌，由细胞形成菌丝，可根据毛霉的形态判定固体培养基是否是被毛霉污染了，B不符合题意;
C、抗生素可消灭细菌，利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株是从抑菌圈边缘菌落挑取大肠杆菌来获得目的菌株，没有依靠菌落外表形态特征做出判断，C符合题意;
D、不同尿素降解菌降解尿素的能力不同，因此在分离出的以尿素为唯一氮源的尿素降解菌后，若要验证其中是否有不同种类降解菌，可在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，接种并培养初步筛选的菌种，若根据菌落周围出现红色环带的大小判定其种类，D不符合题意。
故选C。
7.（2024海南卷）某小组为检测1株粗糙脉孢霉突变株的氨基酸缺陷类型，在相同培养温度和时间的条件下进行实验，结果见表。下列有关叙述错误的是（ ）
组别 培养条件 实验结果
① 基础培养基 无法生长
② 基础培养基+甲、乙、丙3种氨基酸 正常生长
③ 基础培养基+甲、乙2种氨基酸 无法生长
④ 基础培养基+甲、丙2种氨基酸 正常生长
⑤ 基础培养基+乙、丙2种氨基酸 正常生长
A．组别①是②③④⑤的对照组
B．培养温度和时间属于无关变量
C．①②结果表明，甲、乙、丙3种氨基酸中有该突变株正常生长所必需的氨基酸
D．①~⑤结果表明，该突变株为氨基酸甲缺陷型
【答案】D
【分析】实验的自变量为培养条件（基础培养基中是否添加氨基酸及添加氨基酸的种类），因变量为粗糙脉孢霉突变株的生长状况，其他的培养条件为无关变量，应该保持相同且适宜。
【解析】A、由表可知：除了组别①之外，其他组别的基础培养基中都添加了氨基酸，因此组别①是②③④⑤的对照组，A正确；
B、由题意表中信息可知：实验的自变量为培养条件，各组别的培养温度和时间均相同，说明培养温度和时间均属于无关变量，B正确；
C、由①②结果可知：粗糙脉孢霉突变株在基础培养基中无法生长，但在添加了甲、乙、丙3种氨基酸的基础培养基中能正常生长，这表明甲、乙、丙3种氨基酸中有该突变株正常生长所必需的氨基酸，C正确；
D、与组别①相比，在基础培养基中，若添加的氨基酸中含有丙种氨基酸，则粗糙脉孢霉突变株都能正常生长，但在只添加甲、乙2种氨基酸的基础培养基中无法生长，说明该突变株为氨基酸丙缺陷型，D错误。
故选D。
8．（2024重庆卷）养殖场粪便是农家肥的重要来源，其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3，影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图进行实验获得目的菌株，正确的是（ ）
A．①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落
B．②挑取在2种培养基上均能生长的用于后续的实验
C．③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙
D．粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少
【答案】C
【分析】由图可知，所筛选出的菌株之所以不能利用尿素，可能是由于不产生脲酶或分泌脲酶抑制剂。图中②筛选的是不能在尿素唯一氮源培养基上生长，而能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌株用于后续的实验。
【解析】A、平板划线法无需稀释，A错误；
B、由图可知，②筛选不能在尿素唯一氮源培养基上生长，而能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌株用于后续的实验，B错误；
C、所筛选出的菌株之所以不能利用尿素，可能是由于不产生脲酶或分泌脲酶抑制剂，所以③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙，C正确；
D、由图可知，甲不产生脲酶而乙可以产生脲酶，且乙同时分泌脲酶抑制剂，粪便中可能还含有其他能产生脲酶的菌株使甲能够产生NH3，所以粪便中添加菌株乙比甲更有利于NH3的减少，D错误。
故选C。
9．（2023重庆卷）垃圾分类有利于变废为宝，减少环境污染。如图为分类后餐厨垃圾资源化处理的流程设计。下列叙述错误的是（ ）
A．压榨出的油水混合物可再加工，生产出多种产品
B．添加的木屑有利于堆肥体通气，还可作为某些微生物的碳源
C．X中需要添加合适的菌种，才能产生沼气
D．为保证堆肥体中微生物的活性，不宜对堆肥体进行翻动
【答案】D
【分析】生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，三者缺一不可；物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态；信息传递是双向的，能量流动是单向的，物质循环具有全球性。
【解析】A、压榨出的油水混合物可再加工，生产出多种产品，有利于实现物质的循环再生和能量的多级利用，A正确；
B、添加的木屑有利于堆肥体通气，木屑也可作为某些微生物的碳源，B正确；
C、X中需要添加合适的菌种，通过分解有机物才能产生沼气，C正确；
D、为保证堆肥体中微生物的活性，可以对堆肥体进行翻动，D错误。
故选D。
10. (2023·汕头期末)测定水样是否符合饮用水卫生标准，常用滤膜法测定大肠杆菌的数目。滤膜法的大致流程如图所示：用滤膜过滤待测水样→水样中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到伊红—亚甲蓝琼脂培养基(EMB培养基)上培养→统计菌落数目。某同学尝试按照上述方法进行测定，无菌操作下将10 mL待测水样加入到90 mL无菌水中，稀释后的100 mL菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数平均为124，黑色菌落数平均为34。关于实验的叙述正确的是(　　)
A．从功能上分类，EMB培养基属于选择培养基
B．过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶需要进行消毒处理
C．将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上完成接种操作
D．根据该同学实验数据可推测1升待测水样中的大肠杆菌数目为340个
【答案】C
【分析】选择培养基主要用于分离菌种，伊红—亚甲蓝琼脂培养基可通过菌落的颜色来鉴别是否是大肠杆菌，而不能抑制其他微生物的生长。 稀释涂布平板法求活菌数的计算公式：每克样品中的菌落数＝×M 其中C：某稀释度下平板上生长的平均菌落数；V：涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)；M：稀释倍数
【解析】A从功能上看，该培养基中含有伊红—亚甲蓝，能鉴别大肠杆菌，因此属于鉴别培养基，A错误；B微生物培养的关键是无菌技术，过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶需要进行灭菌处理，B错误；
C将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上，这属于微生物培养中的接种操作，C正确；
D无菌操作下将90 mL无菌水加入到10 mL待测水样中，这样就将待测水样稀释了10倍。将稀释后的菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数为124，黑色菌落为34，根据大肠杆菌鉴定的原理可知，其中的黑色菌落为大肠杆菌形成的，因此1升待测水样中的大肠杆菌数目＝34×(1 000÷10)＝3 400个，D错误。]
11. (2023·枣庄期末)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
【分析】微生物的分离与计数常用稀释涂布平板法。稀释涂布平板法用的是固体培养基，以观察并计算菌落的数目。
【解析】A由图观察可知，步骤②振荡20 min的目的是让样品中的微生物充分释放到无菌水中，A错误；
B由图观察可知，步骤④获得菌落分散在平板上，利用的是稀释涂布平板法，使用的接种工具是涂布器，使用前需要灼烧灭菌，B错误；
C 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；
D 由题干信息可知，该实验的目的是分离土壤中自生固氮菌和固氮能力的测定，自生固氮菌能够利用空气中的氮作为氮源，故培养基中不需要加入氮源，D错误。]
12（2025陕晋青宁卷卷）我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，流程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A．淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源 B．扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种
C．培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同 D．通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累
【答案】C
【分析】黑曲霉发酵时需通入空气，为异养需氧型。
【解析】A、淀粉水解形成的糖类可以作为黑曲霉生存所需的碳源，氧化分解可以为黑曲霉提供能源，A正确；
B、通过液体培养基的扩大培养，可以为后续的发酵罐内发酵提供足量的黑曲霉菌种，B正确；
C、空气一般用过滤除菌的方式，培养基一般用高压蒸汽灭菌的方式，发酵罐可以用高温灭菌的方式等，因此它们的灭菌方法不相同，C错误；
D、已知利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，说明通气、搅拌有利于溶解氧增加，有利于发酵产物柠檬酸的积累，D正确。
故选C。
13.（2023全国乙卷卷）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，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆（清水淋洗时菌T不会流失），在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵（酒精发酵）。实验流程如图所示。
回答下列问题。
(1)在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，其原因是 。
(2)采用液体培养基培养酵母菌，可以用淋洗液为原料制备培养基，培养基中还需要加入氮源等营养成分，氮源的主要作用是 （答出1点即可）。通常，可采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。在使用该方法时，为了达到良好的灭菌效果，需要注意的事项有 （答出2点即可）。
(3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是 。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是 。发酵液中的乙醇可用 溶液检测。
(4)本实验收集的淋洗液中的 可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，本实验中乙醇生产方式的优点是 。
【答案】(1)菌T能够分泌纤维素酶
(2)为合成微生物细胞结构提供原料（微生物细胞中的含氮物质，如核酸、蛋白质、磷脂） ①把锅内的水加热煮沸，将其中原有的冷空气彻底排除；②为达到良好的灭菌效果，一般在压力为100 kPa，温度为121℃的条件下，维持15~30 min；③无菌包不宜过大，不宜过紧，各包裹间要有间隙，使蒸汽能对流易渗透到包裹中央，有利于蒸汽流通；④灭菌完成后，应使锅内蒸气压力缓慢降低，排气时间不少于10一12分钟。
(3)制造无氧环境 排出二氧化碳 酸性的重铬酸钾溶液
(4)葡萄糖 节约粮食、废物利用、清洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来源广
【分析】果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，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，酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～30℃；生产中是否有酒精的产生，可用酸性重铬酸钾来检验，该物质与酒精反应呈现灰绿色。
【解析】（1）菌T能够分泌纤维素酶，纤维素酶能将纤维素最终分解为葡萄糖，因此在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解。
（2）培养基的主要成分：水、碳源、氮源、无机盐，其中氮源主要为合成微生物的细胞结构提供原料（微生物细胞中的含氮物质，如核酸、蛋白质、磷脂）。 高压蒸汽灭菌法的注意的事项有①把锅内的水加热煮沸，将其中原有的冷空气彻底排除后，将锅密闭，如果高压锅内的空气未排除或未完全排除，则蒸汽不能达到饱和，蒸汽的温度未达到要求的高度，结果导致灭菌的失败；②为达到良好的灭菌效果，一般在压力为100 kPa，温度为121℃的条件下，维持15~30 min；③无菌包不宜过大，不宜过紧，各包裹间要有间隙，使蒸汽能对流易渗透到包裹中央，有利于蒸汽流通；④灭菌完成后，应使锅内蒸气压力缓慢降低，排气时间不少于10一12分钟，否则锅内蒸气压力突然降低，液体突然沸腾，冲走瓶盖，使液体喷出或使容器破裂。
（3）果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，将酵母菌接种到灭菌后的培养基中进行酒精发酵，酒精发酵需要在无氧的条件下进行，此时拧紧瓶盖的主要目的是制造无氧环境。酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，在发酵过程中密闭，所以需要根据发酵进程适时拧松瓶盖放出二氧化碳，酒精可用酸性重铬酸钾溶液来检测，该物质与酒精反应呈现灰绿色。
（4）与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，利用纤维素为原料生产乙醇具有节约粮食、废物利用、清洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来源广等优点。
14．（2024年全国甲卷）合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果，结果如图所示。回答下列问题。
(1)该同学采用显微镜直接计数法和菌落计数法分别测定同一样品的细菌数量，发现测得的细菌数量前者大于后者，其原因是____________________。
(2)该同学从100mL细菌原液中取1mL加入无菌水中得到10mL稀释菌液，再从稀释菌液中取200μL涂布平板，菌落计数的结果为100，据此推算细菌原液中细菌浓度为_________个/mL。
(3)菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是____，冷却的目的是______________________。
(4)据图可知杀菌效果最好的消毒液是______， 判断依据是_______________(答出两点即可)
(5)鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌的效果。大肠杆菌在伊红美蓝培养基上生长的菌落呈_____色。
【答案】(1) 前者统计的是活菌与死菌的总数，而后者只统计的活菌数
(2) 5000(5﹒0×103)
(3) 灭菌 避免高温杀死样液中的活菌
(4) A 活细菌减少量最多，杀死细菌数量最多；达到最佳杀菌效果所用时间最短。
(5) 黑（紫黑）
【解析】(1)显微镜直接计数法无法直接分辨细菌的活性，统计时有无活性的细菌均被计数，而菌落计数法通过细菌增殖形成菌落计数，相当于只统计了原液中具有活性的细菌，故前者测得的细菌数量大于后者。
(2)该同学从100mL细菌原液中取1mL加入无菌水中得到10mL稀释菌液，再从稀释菌液中取200μL涂布平板，菌落计数的结果为100，细菌原液中细菌浓度与原液体积无关，故计算方法为100×（10÷0.2)=5000个/mL。
(3)菌落计数过程中，涂布器先灼烧后冷却后再涂布，灼烧的目的是灭菌，防止杂菌污染，冷却的目的是避免涂布器高温使接种液里的细菌失活。
(4)据图可知，相同剂量处理后，相同时间内活菌减少量最大即效果最好，故消毒液A杀菌快且最大杀菌量最大，故为最佳。
(5)大肠杆菌代谢产酸，菌体会被伊红美蓝染成深紫色，且表面具有金属光泽。
15．(2023·威海期末)海洋塑料垃圾每年会造成数十万海洋动物死亡，其中聚乙烯(PE，分子式为(C2H4)n)塑料因缺乏有效的降解途径而危害巨大。2021年，中科院海洋所首次发现了能有效降解PE塑料的海洋微生物菌群。通过对该微生物菌群的组成种类和纯度进行定量分析，发现其中有5类细菌菌群为优势种群，研究人员通过微生物培养技术成功获得了上述5类细菌的纯培养菌株，将其中具有较强降解PE塑料能力的3类菌株按一定比例复配后，成功获得了一个能稳定共存且具有显著降解PE塑料能力的菌群，该菌群只需两周时间就可以将PE塑料降解为碎片。经过反复的毒理实验证实该菌群对环境无害，且在降解PE塑料的培养物中发现了能够产生有效抑制多种病原菌的活性物质。请分析回答：
(1)为筛选能有效降解PE塑料的海洋微生物菌群，在设计培养基配方时，碳源的设计上应满足的条件是________________________；在此基础上还需添加一定量的氮源，原因是　
___________________________________________________________________________。
(2)研究人员发现了能有效降解PE塑料海洋微生物菌群中的5类优势菌群后，采用了____________________法将单个细菌分散在固体培养基上，并根据菌落的_____________________________________________(至少写出2种特点)
等进行初步区分，从中获得了能稳定降解PE塑料的菌种A1、A2和A3。如需计算一定体积的样品中某菌种的数量，可以利用____________在显微镜下观察、计数，其统计结果与实际活菌数相比______(填“偏大”或“偏小”)，原因是___________________________。
(3)研究人员将经过稀释的含A1、A2和A3三种菌种的菌液进行接种，通过培养基中的分解圈来筛选分解能力强的菌种时，发现几乎每个分解圈都交错在一起，还有很多菌落紧挨在一起，此时应采取的措施是____________________________________。改进实验方案后，
培养一段时间后测得透明圈的直径(D)与菌圈的直径(d)如图所示。如需进一步选择单一菌种进行扩大培养，应选用____________菌种，理由是_____________________________________。
(4)研究人员最终获得了一个能稳定共存且具有显著降解PE塑料能力的菌群，试分析该菌群的应用前景_______________________________________________________________。
【答案】(1)将PE塑料作为唯一碳源　PE塑料不能提供氮源，而N是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的　(2)平板划线(或“稀释涂布平板”)　形状、大小(或“颜色、隆起程度”等)　细菌计数板(或“血细胞计数板”)　偏大　显微镜下统计的是活菌数和死菌数的总和　(3)将培养液适当稀释后再进行接种(或者“适当缩短培养时间”)　A1　A1的D/d值最大，对PE塑料的降解效果最佳　(4)开发对环境无害的塑料降解制品
分析：要从海洋微生物菌群中分离出能降解PE塑料的，应以PE塑料为唯一碳源配制培养基。能在该选择培养基上生长并繁殖产生菌落的，即为有降解PE塑料能力的，且菌落周围的透明圈的直径与菌落直径的比例越大，降解PE塑料的能力越强。
【解析】(1)由题干信息分析可知，为获得降解PE塑料的海洋微生物菌群，在设计培养基配方时，应将PE塑料作为唯一碳源；在此基础上还需添加一定量的氮源，原因是PE塑料不能提供氮源，而N是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的。(2)分离微生物的方法有平板划线法和稀释涂布平板法，研究人员可利用这两种方法纯化降解PE塑料的微生物菌群，使其生长出单个菌落。然后根据菌落的特征来进行初步区分，如菌落的大小、颜色、形状和隆起程度等，从中获得了能稳定降解PE塑料的菌种A1、A2和A3。可以用细菌计数板(血细胞计数板)在显微镜下计算一定体积的样品中某菌种的数量，因为有死菌的存在，因此其统计结果与实际活菌数相比总是偏大的。(3)由题图信息分析可知，降解PE塑料的菌能分解PE塑料使得菌落周围出现透明圈，在无碳固体培养基中分离培养出降解PE塑料的菌后，需通过测量透明圈大小(D)与菌圈大小，比较二者的比值以确定其降解PE塑料的能力从而筛选出目标菌株。图中三种菌对PE塑料的降解效果为A1＞A2＞A3，A1的D/d值最大，这说明A1对PE塑料的降解效果最佳，故使用单一菌种进行扩大培养，应选用A1。(4)传统填埋会污染土壤和地下水，焚烧处理会污染大气，与传统填埋、焚烧相比，该菌群的应用前景是开发对环境无害的塑料降解制品。
2 / 2第1章 发酵工程（复习讲义）
(
目录
1.
单元目标聚焦·明核心
：
了解课标要求
，识记核心考点
2.
知识图谱梳理·固基础：
掌握知识网络、明晰知识串联
3.
教材要点精析·夯重点：
必
背知识
要点、掌握教材重点
要点
一
传统发酵技术及应用
要点二
微生物的培养及应用
要点三
发酵工程及应用
4.
考点题型突破·拓思维：
梳理常考题型、通关章节重难
题型
一
传统发酵食品的制作
题型二
消毒与灭菌
题型三
微生物的培养
题型四
微生物的分离与计数
题型五
发酵工程的应用
5.
综合高效练习·提能力：
练习解题思维、提升解题能力
)
课标要求 核心考点
1.阐明在发酵工程中灭菌和无菌技术的重要作用； 2.举例说明如何通过调整培养基的配方有目的地培养某种微生物； 3.概述如何利用平板划线法或稀释涂布平板法进行微生物分离和纯化；概述如何通过稀释涂布平板法和显微镜计数法进行微生物数量的测定 4.简述传统发酵技术的特点，举例说明日常生活中常见的传统发酵食品及其微生物发酵的原理；阐明发酵工程是如何利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品；举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上的重要价值； 1.传统发酵技术：概述果酒、果醋、酸奶、泡菜等传统发酵食品的制作过程及相关的原理，能说出传统发酵技术的特点（包括其在应用上的优点与不足）； 2.微生物的培养：说明培养基的概念、种类、营养成分及作用，能对比分析消毒与灭菌的差异，理解无菌技术的重要作用，能通过平板划线接种并分离出单菌落，并对实验结果进行分析与评价； 3.微生物的分离与计数：了解选择培养基的概念，举例说明如何利用选择培养基分离分解尿素的细菌，掌握微生物的分离与计数的方法，能够设计实验分离土壤中的某种微生物，并对实验结果进行分析与评价； 4.发酵工程的应用：能说出发酵工程的基本环节，分析影响发酵过程的因素，并总结出发酵工程的特点，了解其在生产和生活中的应用
要点一 传统发酵技术及应用
重点内容 具体要点 特别提醒
发酵的概念及原理 发酵是指人们利用——————，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。不同的发酵过程中所依赖的微生物的代谢类型和发酵原理不同。 1.乳酸菌是—————细菌，在—————的情况下能将葡萄糖分解成—————，可用于制作—————等。 2.酵母菌是一类单细胞真菌，是—————微生物，在—————条件下能进行—————发酵。 3.醋酸菌是—————细菌，当—————时能将糖分解成—————；当—————时则将乙醇转化为—————，再进一步变为—————。
传统发酵食品的制作 1. 传统发酵技术是指直接利用—————————————————微生物，或利用前一次发酵保存下来的————————————等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。 2. 腐乳制作过程中有多种微生物参与了豆腐的发酵，如————————————等，其中起主要作用的是———————。由于豆腐中的—————————————————，所以腐乳味道鲜美且易于吸收。 3. 泡菜制作过程中用水密封泡菜坛的目的是————————————。泡菜腌制过程中会产生————————————，若摄入过量会导致中毒。 4.酿造果酒时应先清洗再去除枝梗，原因是—————————————————————————————————。 1.影响传统发酵食品的因素主要包括：微生物的种类、原料的差异及发酵的具体条件（包括————————————等）。 2.发酵过程中条件并非是一直不变的。如：在酿酒的过程中需要先通气，使————————————，再密封，使————————————。 3.不同的微生物发酵所需的条件不同：酿酒酵母的最适生长温度约——————，醋酸菌一般适宜于————————————。果酒发酵过程中应每隔12小时左右将瓶盖拧松，以————————————，而要酿醋则应打开瓶盖，盖上一层纱布。
传统发酵技术的特点 —————灭菌，通常—————接种菌种，而是利用—————菌种，以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式。 其主要的不足在于：—————————————————————————————————。
要点二 微生物的培养及应用
重点内容 具体要点 特别提醒
培养基的类型及配制 1.加入琼脂及琼脂的量不同，将培养基分成—————培养基、—————培养基和————培养基。 2.微生物在固体培养基中生长可形成菌落。 3.培养基的成分主要包括——————————等。 为了满足微生物在生长过程中的特殊需求，在培养乳酸菌时需要添加—————，培养霉菌时需要将培养基—————，培养细菌时则应将培养基调至——————————。
消毒与灭菌 1.消毒是指使用——————————的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部的一部分微生物。如：—————消毒法、—————消毒法、—————消毒、紫外线消毒、——————————溶液。 2. 灭菌是指用—————的理化方法杀死物体内外所有微生物，包括——————————。常用的灭菌方法有—————灭菌、—————灭菌和—————灭菌。 3.无菌技术的主要目的是———————————。 1.对操作空间、操作者的衣着和手常用—————，对微生物培养的器皿、接种工具和培养基则需要进行—————。 2.对一些不耐高温的液体，如牛奶，应采用—————消毒法，即—————消毒—————分钟或者—————℃处理30秒到1分钟。 3.对培养基只能采用—————灭菌法，如在压力—————kpa，温度—————℃的条件下，高压蒸汽灭菌—————分钟。 4. 高压蒸汽灭菌开始之前要将锅内的冷空气排尽，灭菌完毕后，要待压力降到0时才能打开排气阀。
微生物接种 1.由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为—————，获得纯培养物的过程就是—————。微生物的纯培养包括配置培养基、—————、—————、分离和培养等步骤。 2.倒平板需待培养基冷却至—————左右时在——————————————操作，因为琼脂在44摄氏度以下会凝固。平板冷凝后应—————，以防止皿盖上的冷凝水落入培养基，造成污染。 3.常用的接种方法包括——————————法和———————————————法。 1．平板划线法中多次灼烧接种环的目的略有不同：第一次接种前灼烧接种环是为了————————————————————————————；其余每次划线前灼烧接种环是为了————————————————————————————————————————————————————————。最后一次 划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。 2.放一个未接种的培养基一起培养的目的是————————————————————————————。
微生物的选择培养 1.培养基是指————特定种类的微生物生长，————————其他种类微生物生长的培养基。 2.在培养基中加入青霉素可以抑制—————，从而分离得到—————；缺乏氮源的培养基可用于分离—————微生物（如—————），缺乏有机碳源的培养基可用于分离—————微生物；以石油为唯一碳源的培养基可用于分离—————的微生物；以尿素为唯一氮源的培养基可用于分离—————的微生物；高盐环境下可分离耐盐微生物。 1.有些微生物可以利用其他微生物的代谢产物生长繁殖，因此，能够在选择培养基上生长的—————————都是目的菌株。
微生物的数量测定 1.当样品稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，因此统计菌落数就能推测出样品中的活菌数。一般选择菌落数为—————的平板进行计数。同一稀释度下，应至少对—————个平板进行重复计数，然后求平均值。 2.也可用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后换算的结果往往比活菌数—————，因为——————————。若想解决这一问题，可加入—————。 1.利用平板划线法和稀释涂布平板法接种时，都能得到单菌落，但是只有———————————————法能用于微生物的计数。 2. 稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目—————，原因是——————————————————————————。
要点三 发酵工程及其应用
重点内容 具体要点 特别提醒
发酵工程的基本环节 1.发酵工程的基本环节包括菌种的选育、扩大培养、灭菌、接种、发酵，以及产品的分离与提纯。 2.发酵工程的优点：—————————————————————————— 1.酿啤酒的过程中，糖化主要是将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子的过程；破碎是为了使淀粉酶释放，从而与淀粉充分接触，促进淀粉分解；蒸煮则可以终止淀粉酶的进一步作用，并对糖浆灭菌。
发酵工程的应用 1.响发酵过程的因素主要包括：温度、酸碱度、溶解氧和营养物质的浓度。 1. 酱油、酒、柠檬酸和谷氨酸的发酵生产利用的微生物分别是————————————————————————。 2. 单细胞蛋白是指通过发酵获得的——————————————————————，而非微生物细胞中的蛋白质。
(
题型
一
传统发酵食品的制作
)
【例1】《齐民要术》记载了许多古人在生产中运用发酵技术加工食品积累的宝贵经验，下列对记载的理解，错误的是( )
食品加工 历史记载
酿酒 酿酒浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷。
制醋 大率酒斗，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，内(纳)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。
A．“浸曲发”目的是活化酵母菌，此时酵母菌通过有氧呼吸和无氧呼吸释放CO2
B．“舒令极冷”是为了防止蒸熟的米温度过高而杀死酒曲中的酵母菌等微生物
C．“用水三斗”为避免酒精浓度过高杀死醋酸菌而不易形成醋酸菌衣膜
D．“令没菜把即止”主要目的是让蔬菜充分吸收盐分，使风味品质更佳
(
解题方法点拨
1.
明确发酵食品利用了哪种微生物。
2.
结合题干具体信息（尤其关注其生存的环境条件），分析微生物的代谢类型。
)
【变式1-1】老坛酸菜古称菹，《周礼》中就有其名。北魏的《齐民要术》中更是详细介绍了祖先用白菜(古称菘)等原料腌渍酸菜的多种方法。2022年3.15消费者权益日曝光的“土坑酸菜”由于制作过程中操作不规范导致其中含有的杂质较多，给食品安全留下隐患。下列说法正确的是( )
A．腌制酸菜主要是利用植物体表面天然的酵母菌在无氧环境中进行发酵
B．“土坑酸菜”发酵过程中可以添加一定量的抗生素抑制杂菌生长，防止其腐败变质
C．腌制的酸菜“咸而不酸”的原因很可能是加入食盐过多，抑制了菌种发酵
D．酸菜要尽快食用，以免腌制发酵时间过长导致亚硝酸盐含量增加
【变式1-2】《诗经》有云：“十月获稻，为此春酒，以介眉寿。”记录了古人用新鲜稻米酿酒，以求延年益寿的习俗。米酒酿造主要包括蒸米、拌酒曲、发酵三步，酒曲中的微生物主要是霉菌和酵母菌，霉菌主要起到糖化的作用(把米中的淀粉转化成葡萄糖)。下列说法错误的是(　　)
A．米酒发酵过程中，酵母菌进行细胞呼吸的类型是有氧呼吸和无氧呼吸
B．蒸米后通常需要进行冷却，其目的是防止温度过高杀死酒曲中的微生物
C．米酒发酵初期，霉菌可以通过糖化作用，为酵母菌的呼吸作用提供底物
D．腐乳发酵过程中，也是利用了毛霉等微生物对多糖的分解作用
(
题型
二
消毒与灭菌
)
【例2】在生产和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来防止杂菌的污染。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．玻璃和金属材质的实验器具可采用干热灭菌法
B．利用平板划线法分离菌种时，若在培养基上连续划线5次，接种环灼烧5次即可
C．没有将高压蒸汽灭菌锅内的冷空气排尽，将影响培养基的灭菌效果
D．喷洒石炭酸同时配合紫外线照射可提高对超净工作台的消毒效果
(
解题方法点拨
1.
消毒仅杀死物体表面或内部的部分微生物；灭菌可杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
2.
对培养基、培养皿、接种环、实验者的双手、空气和牛奶常采用的灭菌或消毒方法分别是
高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、化学药物消毒、紫外线消毒、巴氏消毒。
)
【变式2-1】下列关于无菌技术的叙述，错误的是( )
A．煮沸消毒、酒精消毒、干热灭菌、高压蒸汽灭菌都属于无菌技术
B．接种环直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以迅速彻底灭菌
C．高压灭菌加热结束，打开放气阀使压力表指针到零后，开启锅盖
D．紫外线照射前，喷洒适量的苯酚等消毒液，可以加强消毒效果
【变式2-2】采用平板划线法能将单个微生物分散在固体培养基上，下列有关平板划线操作的叙述，错误的是( )
A．第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物
B．每次划线前，灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种
C．在第二区域内划线时，接种环上的菌种直接来源于菌液
D．划线结束后，灼烧接种环，能及时杀死接种环上的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者
(
题型
三
微生物的培养
)
【例3】如图中4支试管分别代表4种微生物在半固体培养基中的生长状态，其中乙试管代表幽门螺杆菌的生长状态，下表表示2号培养基成分与含量，下列叙述错误的是( )
成分 葡萄糖 KH2PO4 MgSO4 NaCl CaSO4 CaCO3 琼脂 蒸馏水
含量 10 g 0.2 g 0.2 g 0.2 g 0.2 g 5 g 3.5 g 1 L
A．甲、丙、丁三个试管中的微生物可能分别是固氮菌、产甲烷菌、酵母菌
B．将幽门螺杆菌转移到2号培养基继续培养，由于培养基营养新鲜而更有利于它的生长
C．幽门螺杆菌的代谢类型可能是微厌氧异养型
D．丁试管中的微生物在2号培养基内不能生长，但与圆褐固氮菌同时接种在2号培养基上可以正常生长
(
解题方法点拨
1.
培养基的主要营养物质有碳源、氮源、水和无机盐等，有的还需要生长因子等特殊的营养。
2.
不同微生物生长所需要的
碳源和氮源
是有差异的。自养型细菌
的碳源是
CO
2
，培养基中可以不加入碳源；异养型生物
的碳源是
有机物。自生固氮菌可直接利用空气中的氮气，培养基中不需加入氮源。硝化细菌所利用
的氮源是
氨。因此，培养基不一定都含有碳源、氮源。含
C
、
H
、
O
、
N
的有机化合物可以既是碳源，又是氮源。
)
【变式3-1】下列是对四种微生物的能源、碳源、氮源、新陈代谢类型的描述，正确的一组是( )
选项 微生物种类 乳酸菌 根瘤菌 硝化细菌 衣藻
A 能源 糖类 光能 NH3 光能
B 碳源 糖类 CO2 CO2 CO2
C 氮源 NO N2 NH3 NO
D 代谢类型 异养厌氧型 自养需氧型 自养需氧型 自养需氧型
【变式3-2】物质W是一种含氮有机物，W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌，结果如图。下列说法错误的是(　　)
A．透明圈的形成是因为W物质被分解
B．所用的选择培养基应该是以物质W为唯一氮源
C．甲菌落中的细菌可能是利用空气中的氮气作为氮源
D．乙菌落中的细菌都能降解W，不需要进一步纯化
(
题型
四
微生物的分离与计数
)
【例4】某同学将1 mL土壤样液稀释100倍，在3个平板上用稀释涂布平板法分别接入0.1 mL稀释液，经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为56、57和58。下列叙述错误的是( )
A．可得出土壤样液中活菌大约为5.7×107个/L
B．此方法统计的菌落数往往比实际的活菌数目低
C．一般选择菌落数为30～300的平板进行计数
D．显微镜直接计数法统计的是稀释液中的活菌数
(
解题方法点拨
1
．稀释涂布平板操作要求：按照平行重复原则，同一稀释度下的菌液应涂布
3
个或
3
个以上的平板。
2
．计数的时机：当各平板上菌落数目稳定时进行计数。
3
．选择可用于计数的平板：选择菌落数在
30
～
300
的平板
(
相同稀释度的平板均符合该特点
)
进行计数，然后取平均值。
4.
稀释涂布平板法
求活菌数的计算公式：每克样品中的菌落数＝
×M
其中
C
：某稀释度下平板上生长的平均菌落数；
V
：涂布平板时所用的稀释液的体积
(mL)
；
M
：稀释倍数
而
血细胞计数板法
求活菌数的计算公式：每毫升原液所含细菌数：每小格内平均细菌数
×400×104×
稀释倍数
.
5.
稀释涂布平板法统计的菌落
数往往
比活菌的实际数目少，原因是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。血细胞计数板法统计的结果一般是活菌数和
死菌数的
总和，
比活菌数更多
。
)
【变式4-1】.下图为土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验中样品稀释示意图。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．3号试管的稀释倍数为103倍
B．4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数恰好为5号试管的10倍
C．5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109个
D．该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要多
【变式4-2】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
(
题型
五
发酵工程的应用
)
【例5】通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸，生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。下面有关谷氨酸发酵过程的叙述，正确的是( )
A．配制高浓度营养物质的培养基，会使谷氨酸棒状杆菌大量繁殖
B．常用的谷氨酸棒状杆菌为好氧菌，因此培养基中需严格控制溶解氧、通气量等发酵条件
C．排出发酵罐中的谷氨酸，不利于谷氨酸的合成和产量的提高
D．发酵液pH呈碱性时，谷氨酸棒状杆菌易形成谷氨酰胺
(
解题方法点拨
1
．影响发酵工程的主要因素包括温度、
pH
、溶解氧和营养物质的浓度。
（
1
）温度可以影响酶活性、合成途径、发酵液的物理性质，及菌种对营养物质的分解吸收等。
（
2
）
pH
能够影响酶的活性、细胞膜的带电荷状况以及培养基中营养物质的分解等。
（
3
）溶解氧
是影响需氧发酵的关键因素。必须向发酵液中连续补充大量的氧，并不断搅拌。
（
4
）营养物质的浓度
，尤其是碳氮比、无机盐和维生素的浓度，会直接影响菌体的生长和代谢产物积累。
)
【变式5-1】高酒精度啤酒(酒精浓度≥7.5% vol)由于其高酒精度、高发酵度、低残糖等特点，受到越来越多消费者的青睐，其酿造工艺如图所示。下列叙述错误的是( )
A．生产啤酒用的发酵罐和大麦汁等原料都需要经过灭菌消毒
B．多次分批补加葡萄糖可以减少发酵初期的高渗透压对酵母细胞代谢的影响
C．主发酵过程中还原糖主要用于有氧呼吸，其产生的CO2会使pH下降
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
【变式5-2】发酵制氢技术是我国为早日实现“碳中和”开发的新能源技术之一。传统农业中，水稻、小麦的秸秆常被焚烧，既产生浓烟污染环境，又增加了CO2排放，研究团队将秸秆制成发酵液培养某种细菌，进行发酵制氢。下列说法错误的是(　　)
A．水稻、小麦的秸秆中富含纤维素，可为产氢细菌提供碳源和氮源
B．鉴定该细菌是否为纤维素分解菌，可在含纤维素的培养基中加入刚果红试剂
C．底物浓度、温度、pH等是影响发酵产氢量的重要因素
D．与传统农业相比，发酵制氢技术既能减少CO2的排放量又能获得新能源
1.（2025云南卷）黄酒是我国古老的发酵酒之一，传统酿制中，先用蒸煮过的小麦或麸皮为原料，对之前发酵留存的少量酒曲（曲种）进行扩大制曲；再将酒曲和蒸煮后的糯米、大米混合处理一段时间后，添加足量酒母（含酵母菌）完成发酵，压榨成品。下列说法错误的是（　　）
A．小麦、麸皮等原料为酒曲中微生物的生长繁殖提供了碳源和氮源等营养物质
B．为避免制曲过程被杂菌污染影响黄酒品质，扩大制曲前需对留存的酒曲灭菌
C．糯米、大米蒸煮后立即与酒曲混合会导致酶空间结构改变而降低其催化效率
D．将酒曲混合糯米、大米处理一段时间，是为了获得酒母发酵时的底物葡萄糖
2.（2023江苏卷改编）某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌；醋醅含有醋酸菌；糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述不正确的是（　　）
A．糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化和灭菌
B．发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸
C．醋酸发酵过程中经常翻动发酵物，可控制发酵温度和改善通气状况
D．啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间
3.(2023·威海期末)《本草纲目》中对酸奶的制作有详细记载：“用乳半杓，锅内炒过，入馀乳熬数十沸，常以杓纵横搅之，乃倾出，罐盛待冷，掠取浮皮，以为酥，入旧酪少许，纸封放之，即成矣”。下列说法错误的是( )
A．“锅内炒过，入馀乳熬数十沸”的目的是高温杀菌和反复脱水
B．“常以杓纵横搅之”的目的是提供足够的氧气以促进菌种的增殖
C．“入旧酪少许”相当于接种
D．“纸封放之”的目的是提供无氧环境将葡萄糖分解成乳酸
4. (2023·泰州模拟)巴氏杀菌乳是以生牛(羊)乳为原料，经巴氏杀菌等工序制得的液体产品，根据国家标准(GB19645-2010)每毫升合格巴氏杀菌乳中细菌总数不得超过50 000个。某兴趣小组进行了新鲜牛奶合适的消毒温度的探究，相关实验操作不合理的是( )
A．配制牛肉膏蛋白胨培养基并在121 ℃、100 kPa条件下处理15～30 min
B．将等量的新鲜牛奶分别置于60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃恒温水浴锅中处理15 min
C．对处理后的牛奶进行依次等比稀释后，利用涂布法接种平板并在37 ℃下培养24 h
D．统计培养基上全部菌落数，以菌落数最少组的处理温度作为最适消毒温度
5.（2025山东卷）深海淤泥中含有某种能降解纤维素的细菌。探究不同压强下，该细菌在以纤维素或淀粉为唯一碳源的培养基上的生长情况。其他条件相同且适宜，实验处理及结果如表所示。下列说法正确的是（ ）
组别 压强 纤维素 淀粉 菌落
① 常压 - + -
② 常压 + - -
③ 高压 - + -
④ 高压 + - +
注： “+”表示有；“一”表示无
A．可用平板划线法对该菌计数
B．制备培养基的过程中，应先倒平板再进行高压蒸汽灭菌
C．由②④组可知，在以纤维素为唯一碳源的培养基上，该菌可在常压下生长
D．由③④组可知，高压下该菌不能在以淀粉为唯一碳源的培养基上生长
6.（2024天津卷）实验中常根据菌落外表特征鉴别微生物，进而对实验结果做出判断，下列实验不是根据菌落外表特征做出判断的是（ ）
A．艾弗里证明肺炎链球菌的转化因子是DNA
B．判断分离酵母菌的固体培养基是否被毛霉污染
C．利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株
D．判断在尿素为唯一氮源的培养基上生长的尿素降解菌是否有不同种类
7.（2024海南卷）某小组为检测1株粗糙脉孢霉突变株的氨基酸缺陷类型，在相同培养温度和时间的条件下进行实验，结果见表。下列有关叙述错误的是（ ）
组别 培养条件 实验结果
① 基础培养基 无法生长
② 基础培养基+甲、乙、丙3种氨基酸 正常生长
③ 基础培养基+甲、乙2种氨基酸 无法生长
④ 基础培养基+甲、丙2种氨基酸 正常生长
⑤ 基础培养基+乙、丙2种氨基酸 正常生长
A．组别①是②③④⑤的对照组
B．培养温度和时间属于无关变量
C．①②结果表明，甲、乙、丙3种氨基酸中有该突变株正常生长所必需的氨基酸
D．①~⑤结果表明，该突变株为氨基酸甲缺陷型
8．（2024重庆卷）养殖场粪便是农家肥的重要来源，其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3，影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图进行实验获得目的菌株，正确的是（ ）
A．①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落
B．②挑取在2种培养基上均能生长的用于后续的实验
C．③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙
D．粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少
9．（2023重庆卷）垃圾分类有利于变废为宝，减少环境污染。如图为分类后餐厨垃圾资源化处理的流程设计。下列叙述错误的是（ ）
A．压榨出的油水混合物可再加工，生产出多种产品
B．添加的木屑有利于堆肥体通气，还可作为某些微生物的碳源
C．X中需要添加合适的菌种，才能产生沼气
D．为保证堆肥体中微生物的活性，不宜对堆肥体进行翻动
10. (2023·汕头期末)测定水样是否符合饮用水卫生标准，常用滤膜法测定大肠杆菌的数目。滤膜法的大致流程如图所示：用滤膜过滤待测水样→水样中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到伊红—亚甲蓝琼脂培养基(EMB培养基)上培养→统计菌落数目。某同学尝试按照上述方法进行测定，无菌操作下将10 mL待测水样加入到90 mL无菌水中，稀释后的100 mL菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数平均为124，黑色菌落数平均为34。关于实验的叙述正确的是(　　)
A．从功能上分类，EMB培养基属于选择培养基
B．过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶需要进行消毒处理
C．将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上完成接种操作
D．根据该同学实验数据可推测1升待测水样中的大肠杆菌数目为340个
11. (2023·枣庄期末)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
12（2025陕晋青宁卷卷）我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，流程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A．淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源 B．扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种
C．培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同 D．通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累
13.（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，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆（清水淋洗时菌T不会流失），在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵（酒精发酵）。实验流程如图所示。
回答下列问题。
(1)在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，其原因是 。
(2)采用液体培养基培养酵母菌，可以用淋洗液为原料制备培养基，培养基中还需要加入氮源等营养成分，氮源的主要作用是 （答出1点即可）。通常，可采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。在使用该方法时，为了达到良好的灭菌效果，需要注意的事项有 （答出2点即可）。
(3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是 。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是 。发酵液中的乙醇可用 溶液检测。
(4)本实验收集的淋洗液中的 可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，本实验中乙醇生产方式的优点是 。
14（2024年全国甲卷）合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果，结果如图所示。回答下列问题。
(1)该同学采用显微镜直接计数法和菌落计数法分别测定同一样品的细菌数量，发现测得的细菌数量前者大于后者，其原因是____________________。
(2)该同学从100mL细菌原液中取1mL加入无菌水中得到10mL稀释菌液，再从稀释菌液中取200μL涂布平板，菌落计数的结果为100，据此推算细菌原液中细菌浓度为_________个/mL。
(3)菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是____，冷却的目的是______________________。
(4)据图可知杀菌效果最好的消毒液是______， 判断依据是_______________(答出两点即可)
(5)鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌的效果。大肠杆菌在伊红美蓝培养基上生长的菌落呈_____色。
15．(2023·威海期末)海洋塑料垃圾每年会造成数十万海洋动物死亡，其中聚乙烯(PE，分子式为(C2H4)n)塑料因缺乏有效的降解途径而危害巨大。2021年，中科院海洋所首次发现了能有效降解PE塑料的海洋微生物菌群。通过对该微生物菌群的组成种类和纯度进行定量分析，发现其中有5类细菌菌群为优势种群，研究人员通过微生物培养技术成功获得了上述5类细菌的纯培养菌株，将其中具有较强降解PE塑料能力的3类菌株按一定比例复配后，成功获得了一个能稳定共存且具有显著降解PE塑料能力的菌群，该菌群只需两周时间就可以将PE塑料降解为碎片。经过反复的毒理实验证实该菌群对环境无害，且在降解PE塑料的培养物中发现了能够产生有效抑制多种病原菌的活性物质。请分析回答：
(1)为筛选能有效降解PE塑料的海洋微生物菌群，在设计培养基配方时，碳源的设计上应满足的条件是________________________；在此基础上还需添加一定量的氮源，原因是　
___________________________________________________________________________。
(2)研究人员发现了能有效降解PE塑料海洋微生物菌群中的5类优势菌群后，采用了____________________法将单个细菌分散在固体培养基上，并根据菌落的_____________________________________________(至少写出2种特点)
等进行初步区分，从中获得了能稳定降解PE塑料的菌种A1、A2和A3。如需计算一定体积的样品中某菌种的数量，可以利用____________在显微镜下观察、计数，其统计结果与实际活菌数相比______(填“偏大”或“偏小”)，原因是___________________________。
(3)研究人员将经过稀释的含A1、A2和A3三种菌种的菌液进行接种，通过培养基中的分解圈来筛选分解能力强的菌种时，发现几乎每个分解圈都交错在一起，还有很多菌落紧挨在一起，此时应采取的措施是____________________________________。改进实验方案后，
培养一段时间后测得透明圈的直径(D)与菌圈的直径(d)如图所示。如需进一步选择单一菌种进行扩大培养，应选用____________菌种，理由是_____________________________________。
(4)研究人员最终获得了一个能稳定共存且具有显著降解PE塑料能力的菌群，试分析该菌群的应用前景_______________________________________________________________。
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