第33讲 发酵工程
1．(2020·临沂高三模拟)取9个洁净培养皿，均分为三组(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)，各组分别加入等量的不同培养基，每个平板均接种0.1 mL大肠杆菌菌液，37 ℃培养36小时后，统计菌落数(见表)，以下相关叙述错误的是( )
组别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 培养基 琼脂、C6H12O6、NH4NO3 琼脂、C6H12O6、NH4NO3、维生素 琼脂、NH4NO3、维生素 各平板的菌落数 1 30 169 0 2 31 178 0 3 27 193 1 A．Ⅰ组和Ⅱ组说明维生素可以促进大肠杆菌生长繁殖 B．Ⅱ组和Ⅲ组说明大肠杆菌正常生长需要葡萄糖 C．三组实验均采用了稀释涂布平板法，以便菌落计数 D．三组实验所使用的培养基均需62 ℃、30 min灭菌
解析：选D。Ⅰ组和Ⅱ组培养基成分的差异是有无维生素，结果可以说明维生素可以促进大肠杆菌的生长繁殖，A正确；Ⅱ组和Ⅲ组的差异是有无葡萄糖，结果说明，没有葡萄糖大肠杆菌不能正常生长，B正确；采用稀释涂布平板法接种大肠杆菌便于菌落计数，C正确；对培养基加热到62 ℃不能彻底灭菌，应采用高压蒸汽灭菌法灭菌，D错误。
2．(2020·山东潍坊调研)下列有关使用高压蒸汽灭菌锅的操作，错误的是( ) A．加水时，水面应与三角搁架平齐
B．加盖时，将排气软管插入内层灭菌桶的排气槽内 C．加热时，待冷空气完全排尽后关上排气阀 D．切断电源后，打开排气阀使压力表降到零后开盖
解析：选D。在使用高压蒸汽灭菌锅灭菌时，加水时，水面应与三角搁架平齐，A正确；加盖时，应该将排气软管插入内层灭菌桶的排气槽内，B正确；加热时，应该等冷空气完全排尽后再关上排气阀，C正确；切断电源后，应该等压力表降到零后再打开排气阀并开盖，D错误。
3．下列关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述，错误的是 ( ) A．用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板
B．取10、10、10倍的土壤稀释液和无菌水各0.1 mL，分别涂布于各组平板上 C．将实验组和对照组平板倒置，37 ℃恒温培养24～48小时 D．确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数
解析：选D。首先要进行培养基的制备，用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、
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高压灭菌后倒平板，A正确；取10、10、10倍的土壤稀释液和无菌水各0.1 mL，分别涂布于各组平板上，B正确；将实验组和对照组平板倒置，37 ℃恒温培养24～48小时，C正确；确定对照组无菌后，选择菌落数在30～300的实验组平板进行计数，求其平均值，再通过计算得出土壤中细菌总数，D错误。
4．(2020·四川攀枝花期末)下列有关微生物的培养或纯化的叙述，错误的是( ) A．分离自养型微生物时，培养基中加入的琼脂可作用碳源 B．培养液中溶氧量的变化会影响酵母菌的繁殖和代谢途径 C．在培养微生物前要先对培养基进行灭菌处理再接种
D．菌种可接种在斜面固体培养基上，培养后放在4 ℃冰箱中临时保藏
解析：选A。本题主要考查微生物的培养和纯化。自养型微生物能利用无机碳源，故分离的时候，培养基中应不加入有机碳源，而琼脂作为凝固剂，A错误；酵母菌是兼性厌氧菌，所以培养液中溶氧量的变化会影响酵母菌的繁殖和代谢的途径，B正确；在培养微生物前要先对培养基进行灭菌处理再接种，防止杂菌污染，C正确；菌种可接种在斜面固体培养基上，培养后放在4 ℃冰箱中临时保藏，D正确。
5．(不定项)(2020·济南高三模拟)下图所示的装置可用于生物技术实践的相关实验，下列有关叙述正确的是( )
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A．乙装置可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作
B．利用装置甲制作泡菜时，应按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水 C．用装置乙制作果酒时温度应控制在30 ℃左右，制作果醋时应适当降温 D．装置乙的排气口通过一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染
解析：选ABD。乙装置可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作，先密封后通入空气，A正确；利用装置甲制作泡菜时，应按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水，B正确；用装置乙制作果酒时温度应控制在18～25 ℃，制作果醋时温度为30～35 ℃，制作果醋时应适当升温，C错误；装置乙的排气口通过一个长而弯曲的胶管，排出果酒制备时产生的二氧化碳，而且能防止空气中微生物的污染，D正确。
6．(2020·福建宁德一模)乳酸菌是对人体有益的微生物之一，常用于生产酸奶，其发酵产物为乳酸，能溶解周围环境中的难溶性碳酸钙。回答下列问题：
(1)为检测某品牌酸奶中的乳酸菌含量是否达标，检验人员进行了相关实验。 ①配制培养基：培养基中除含水、无机盐、碳源、氮源和琼脂外，还需添加维生素和________。
②稀释样品：取1 mL待测酸奶，用________进行梯度稀释。
③接种培养：用______________法接种，培养时控制的气体条件是________。 ④观察计数：菌落周围出现___________的就是乳酸菌的菌落，选择菌落数在________的平板计数。每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，目的是________________________________________________________________________。
(2)生产上不能用含有抗生素的牛奶发酵成酸奶，原因是________________。 解析：(1)①乳酸菌的发酵产物乳酸，能溶解周围环境中的难溶性碳酸钙，因此配制培养乳酸菌的培养基除加入水、无机盐、碳源、氮源和琼脂外，还需添加维生素和CaCO3。②计数乳酸菌前，需用无菌水将待测酸奶稀释至合适浓度。③计数乳酸菌需用稀释涂布平板法接种，乳酸菌是厌氧菌，培养时控制的气体条件是无氧。④乳酸能溶解周围环境中的难溶性碳酸钙，不透明的培养基上出现透明(溶钙)圈的就是乳酸菌的菌落。细菌计数时，常选择菌落数在30～300的平板计数。每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，目的是可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。(2)生产上不能用含有抗生素的牛奶发酵成酸奶，因为抗生素会抑制乳酸菌的繁殖。
答案：(1)①CaCO3 ②无菌水 ③稀释涂布平板 无氧
④透明圈(或溶钙圈) 30～300 可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目 (2)抗生素会抑制乳酸菌(或细菌)的繁殖
7．酸奶的保质期一般在10天左右，其中乳酸活菌数的含量是衡量酸奶营养价值的一个重要指标。某兴趣小组拟探究温度对酸奶中乳酸菌含量的影响，测得结果如下图所示，回答下列问题：
(1)分离纯化乳酸菌的培养基中含蛋白胨，蛋白胨提供的主要营养有______________。培养基灭菌常采用________________法。
(2)培养乳酸菌一段时间后，培养基中的pH会下降，原因是_____________________。 (3)通过稀释涂布平板法测得的乳酸菌的菌落数比活菌实际数目低的原因是________。 (4)根据结果推测乳酸菌更适合贮藏在温度为________的环境，依据是____________。 解析：(1)培养基中蛋白胨的作用是为微生物提供碳源、氮源和维生素等营养物质。对培养基的灭菌常采用高压蒸汽灭菌法。(2)培养过程中乳酸菌可将葡萄糖分解成乳酸，乳酸积累会引起培养基的pH下降。(3)由于两个或多个细胞连在一起时，在培养基上只能形成一个菌落 ，所以通过稀释涂布平板法测定的菌落数比活菌实际数目低。(4)由题图曲线可知，
乳酸菌在7 ℃时比较适合贮藏，因为在此温度下，乳酸菌10天内始终保持一定的活菌数。
答案：(1)碳源、氮源和维生素 高压蒸汽灭菌 (2)乳酸菌通过无氧呼吸产生的乳酸进入培养基中 (3)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
(4)7 ℃ 在此温度下，乳酸菌10 d内始终保持一定的活菌数
8．(2020·湖南长沙浏阳四中模拟)高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛选出了能高效生产高温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如下图所示。回答下列问题：
(1)Ⅰ号培养基从物理状态来看，属于固体培养基，配制时要加入________作为凝固剂，从用途来看属于选择培养基，应以________作为唯一碳源。
(2)配制固体培养基的基本步骤是________。 A．计算、称量、倒平板、溶化、灭菌 B．计算、称量、溶化、倒平板、灭菌 C．计算、称量、溶化、灭菌、倒平板 D．计算、称量、灭菌、溶化、倒平板
(3)溶化时，烧杯中加入琼脂后要不停地________，防止琼脂糊底引起烧杯破裂。对培养基灭菌的方法一般为________________。
(4)①过程是________，②过程所使用的接种方法是____________法。
(5)部分嗜热菌在Ⅰ号培养基上生长时可释放________分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈，挑选相应的菌落，接种到Ⅱ号培养基上进一步分离纯化后，再对菌种进行________培养。
解析：(1)固体培养基通常加入琼脂作为凝固剂。本实验的目的是获得产生高温淀粉酶的嗜热菌，故其选择培养基中应以淀粉作为唯一碳源。(2)配制固体培养基的基本步骤是计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。(3)配制培养基加热溶化时，烧杯中加入琼脂后要不断搅拌，防止琼脂糊底引起烧杯破裂。对培养基的灭菌一般采用高压蒸汽灭菌法。(4)仔细观察题图可知，过程①是菌液稀释，过程②是采用稀释涂布平板法接种。(5)能产生淀粉酶的部分细菌能分解利用淀粉，其菌落周围会出现透明圈，取这样的菌落再分离纯化可获得相应菌种，以后可以扩大培养用于生产。
答案：(1)琼脂 淀粉 (2)C (3)搅拌 高压蒸汽灭菌法 (4)稀释 稀释涂布平板 (5)淀粉酶 扩大
9．(2019·高考全国卷Ⅰ)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。
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