第52讲 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用的解题策略
考纲要求 微生物的分离与培养、某种微生物数考情分析 命题趋势 2016，天津卷，10T 微生物的纯化培养操作与量的测定往往结合实验过程图解或2016，全国卷Ⅰ，39T 应用及传统发酵技术的应者装置图考查；培养基对微生物的选2016，全国卷Ⅱ，39T 用是高考命题的热点。试题择作用一般是填空识记题；利用微生2015，全国卷Ⅲ，39T 常联系生产生活实际考查物发酵来生产特定的产物及发酵加2015，江苏卷，19T,31T 微生物的分离和纯化培养工食品可结合具体的背景材料或实及发酵食品的制作过程分验流程考查，主要考查原理、方法、分值：2～15分 析 操作流程、现象及注意事项
1．以果酒、果醋、腐乳、泡菜制作为背景，考查最基本知识，以填空为主。 2．结合实验过程图考查微生物的分离、微生物的培养、微生物的应用。
解题方法
1．列表比较记忆法：对于微生物的应用、传统发酵技术的基础知识考查可采用此法。例如可列表比较果酒和果醋制作步骤的异同，列出相同的过程和不同的过程。再例如可列表比较微生物计数的两种计数方法的原理、方法、缺点、结果等。
2．归纳总结法：对于习题中出现过的考查内容及考查方式进行归纳总结。例如可以对微生物纯化的三种途径进行总结，最后可形成“单菌落挑取法”“选择培养法”和“鉴定培养法”。
3．联想记忆法：考查培养基时应想到培养基的成分、条件；考查范围操作就应想到消毒与灭菌；考查微生物分离就想到筛选菌株、统计菌落数目、设置对照等相关内容或操作。
答题步骤
1．首先浏览整道习题，大致了解考查什么内容，从题干获取有用信息，识图读图。 2．对于“平板划线法在操作时，接种环通过__________灭菌”的问题直接根据识记知识用生物学术语作答即可。
3．对于实验分析题，例如“为了检测某致病菌对抗生素的敏感性，将分别含有A、B、C、D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该病菌对抗生素A__________；”对这样的问题则应根据实验分析明确
自变量是什么，实验原理是什么，实验结果是什么，说明什么等。
规范答题
1．对于考查基础知识的填空只需用准确的生物学名词术语作答即可。
2．对于文字描述较多的，例如“该实验的目的是什么”“此操作是为了什么”“某现象说明了什么”等这类问题，则应根据所学知识，组织好语言，言简意赅，规范作答。
微生物的利用和生物技术在食品中的应用与自然界和社会生活联系密切，体现其社会应用价值。这类题目主要考查学生的识记、理解，同时能反映学生平时的实践情况及分析理解能力。
角度一? 微生物的纯化、计数、筛选与鉴别 一、微生物的纯化与计数 1．纯化微生物的接种方法： 比较项目 关键操作 平板划线法 接种环在固体平板培养基表面连续划线 稀释涂布平板法 ①一系列的梯度稀释 ②涂布平板法操作 稀释度要足够高，为确保实验成功可以增加稀释度的范围 从适宜的稀释度的平板上的菌落中挑取菌体 既可以获得单细胞菌落，又能对微生物计数 操作复杂，需要涂布多个平板 注意事项 每次划线前后均需灼烧接种环 在具有显著的菌落特征的区域菌落中挑取菌体 可以根据菌落的特点获得某种微生物的单细胞菌落 不能对微生物计数 菌体获取 优点 缺点 2．微生物的计数[见本书P261考法二] 二、微生物的筛选与鉴别 比较项目 土壤中分解尿素 的细菌的分离 利用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行选择培养 只有分解尿素的细菌能够合成脲酶，原理 才能在以尿素为唯一氮源的培养基上生长 鉴定 在培养基上加入酚红指示剂，指示剂变红说明菌落中的菌体为分解尿素的分解纤维素的 微生物的分离 利用富含纤维素的选择培养基进行选择培养 因为培养基中含有丰富的纤维素，因此能够分解纤维素的微生物具有更多的生存机会而大量繁殖 刚果红染色法，菌落周围出现不变红的透明圈的菌落为分解纤维素的微生方法
细菌 物的菌落
[例江苏卷)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃，可用来发酵处理秸秆，
提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果，研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌珠，并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题。
在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是__③①酒精灯 ②培养皿 ③显微镜 ④无菌水
在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是__如果过多，培养
基表面的菌悬液会出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果__。
向试管内分装含琼脂的培养基时，若试管口粘附有培养基，需要用酒精棉球擦净的
原因是__避免培养基污染棉塞__。
刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖
发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上，筛选了几株有透明降解圈的菌落如图)。图中降解圈大小与纤维素酶的__量与活性__有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是__①
填图中序号)。
填序号)。
研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4，在不同温度和pH条件下进行发
酵，测得发酵液中酶活性的结果见下图，推测菌株__J4__更适合用于人工瘤胃发酵，理由是__发酵过程会产热和产酸，J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高__。
解析 显微镜。
在样品稀释过程中需用到无菌水，涂布平板时需酒精灯、培养皿，都不需筛选纤维素酶高产菌，采用稀释涂布法时菌液不宜过多，否则菌体堆积，无法
分装培养基时，若试管口黏附有培养基，盖棉塞时其会黏
纤维素与刚果红结合
获得单菌落，影响分离效果。
附于棉塞上，易受到空气中微生物的污染，进而造成培养基污染。
形成红色复合物，当纤维素酶高产菌分泌纤维素酶降解纤维素后，红色消失，从而使菌落周围出现透明圈。纤维素酶越多，活性越强，则分解的纤维素越多，产生的透明圈越大。据此可以看出，图中菌落①透明圈最大，降解纤维素能力最强。
发酵过程，微生物细胞呼吸
产热，温度较高并产生酸性物质如CO2或乳酸使pH降低。因此，耐高温、耐酸的菌株更适合用于人工瘤胃发酵。
1．
全国卷Ⅰ)已知微生物A可以产生油脂，微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶
和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题：
显微观察时，微生物A菌体中的油脂通常可用__苏丹
物A产生的油脂不易挥发，可选用__萃取法中提取。
为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，可从含有油料作物种子腐
烂物的土壤中取样，并应选用以__油脂__为碳源的固体培养基进行培养。
若要测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用__血球计数板__直接计数；
若要测定其活菌数量，可选用__稀释涂布平板__法进行计数。
为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度，某同学测得相同时间内，在30 ℃、
40 ℃、45 ℃温度下降解10 g油脂所需酶量依次为4 mg、1 mg、6 mg，则上述三个温度中，__45__℃条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度，应围绕__40__℃设计后续实验。
解析
苏丹Ⅲ能将细胞中油脂颗粒染成橘黄色，苏丹Ⅳ能将细胞中的油脂颗粒染成
或苏丹Ⅳ)__染色。微生
填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体
红色。蒸馏是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，适用于提取挥发性强的芳香油；萃取法适用范围广，对于不易挥发的物质提取可选用。
筛选产生脂肪酶的微生物，应以
脂肪作为唯一碳源制成选择培养基，这样在培养基上存活下来的就是能产生脂肪酶利用脂肪的微生物。
测定微生物细胞数量的方法很多，通常采用显微直接计数法和稀释涂布平板
计数法。显微直接计数法需用血球计数板，一般死菌、活菌都有。而稀释涂布平板计数法是将待测样品经适当稀释之后，取一定量的稀释样液涂布到平板上，经过培养之后统计菌落数。根据其稀释倍数和取样接种量即可换算出样品中的活菌数。
相同量的底物在分解时所需
酶量越少，说明酶活力越大。根据数据可知，45 ℃时所需酶量最多，酶活力最小。根据实验结果可推测40 ℃可能低于或高于最适温度，也可能是最适温度，因此后续实验应围绕40 ℃设计。
2．
四川卷)有机农药苯磺隆是一种除草剂，长期使用会污染环境。研究发现，
苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示。
微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、__氮源和无机盐__四类，该实验
所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源，其原因是__只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖__。
与微生物培养基相比，植物组织培养的培养基常需添加生长素和__细胞分裂素__，
这些植物激素一般需要事先单独配制成__母液__保存备用。
纯化菌株时，通常使用的划线工具是__接种环__。划线的某个平板培养后，第一划
线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有__①接种环灼烧后未冷却；②划线未从第一区域末端开始__。
为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液做图乙所示实验。
该实验的假设是__目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质__，该实验设计是否全理？为什么？__不合理，缺少空白对照__。
解析
微生物生长所需的主要营养物质包括碳源、氮源、水和无机盐。使用选择培
养基是因为它是能允许特定微生物生长，同时又能抑制或阻止其他微生物的生长的培养基。
植物组织培养所用的植物激素是生长素和细胞分裂素，应将这两种植物激素单独配制成母液保存备用。
进行菌株纯化时，常用的划线工具是接种环。用接种环进行第二区域划
线前需灼烧灭菌，灭菌后的接种环温度很高，若不经冷却立即进行划线操作，会使第一条线上无活菌存在。另外，若划线未从第一区域末端开始，也会导致题述的划线无菌落现象。
据图可知，该实验的假设为该微生物产生的分解苯磺隆的物质是蛋白质。该实验的设计不合理，因为缺少空白对照实验，应将蛋白酶溶液改为等量蒸馏水，其余设置不变。
课时达标 第52讲
1．[高考题汇编]微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用。判断下列说法的正误。
江苏卷·10题节选)成品腐乳表面的黏性物质主要由细菌产生。 × ) 江苏卷·10题节选)浓缩培养的噬菌体可以用血球计数板直接计数。 × ) 全国卷Ⅰ·39题节选)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3
种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将纤维二糖分解成葡萄糖。 √ )
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