1、【考向解读】 1.微生物的分离和培养2.培养基对微生物的选择利用3.运用发酵加工食品的基本方法4.利用微生物发酵来生产特定的产物1.植物组织培养2.从生物材料中提取某些特定的成分高频考点：微生物的培养与应用 中频考点：植物有效成分的提取低频考点：传统发酵技术的应用、植物组织培养【命题热点突破一】微生物的培养与分离1培养基的成分：碳源、氮源、水和无机盐等。2细菌培养和计数方法(1)稀释涂布平板法：分离细菌，也能计数( 结果偏小)。(2)平板划线法：只能纯化细菌，不能计数。(3)显微计数法：不能区分细菌死活( 结果偏大)。3灭菌常考的 3 种方法(1)灼烧灭菌(如接种环、接种针、试管口等)(2)干
2、热灭菌(如玻璃器皿和金属用具等)(3)高压蒸汽灭菌(如配制的培养基等 )4筛选尿素分解菌：用以尿素为唯一氮源的培养基。5筛选纤维素分解菌：用以富含纤维素、添加刚果红的培养基培养(出现明显透明圈) 。例 1(2016高考全国乙卷)空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：配制培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、 NaCl、X 、H 2O)；制作无菌平板；设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；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)该培养基中微
3、生物所需的氮来源于_。若要完成步骤 ，该培养基中的成分 X 通常是_。(2)步骤中，实验组的操作是_。(3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为 36 个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6 个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了_现象。若将 30(即 366) 个/ 平板作为本组菌落数的平均值，该做法_( 填“正确”或“不正确”)。【答案】(1)牛肉膏、蛋白胨 琼脂 (2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间 (3)污染 不正确【变式探究】(2015全国卷) 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
4、有关问题：(1)显微观察时，微生物 A 菌体中的油脂通常可用 _染色。微生物 A 产生的油脂不易挥发，可选用_(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。(2)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_为碳源的固体培养基进行培养。(3)若要测定培养液中微生物 B 的菌体数，可在显微镜下用_直接计数；若要测定其活菌数量，可选用_法进行计数。(4)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 35 、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，_
5、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_设计后续实验。【解析】 (1)油脂可被苏丹染液染成橘黄色，被苏丹 染液染成红色，因此油脂通常用苏丹或苏丹染色。不易挥发的物质大多采用萃取法进行提取，水蒸气蒸馏法一般用来提取易挥发的物质。(2)能产生脂肪酶的微生物 B 能利用脂肪(油脂) 作为碳源，所以在制备选择微生物 B 的培养基时，应将油脂作为唯一的碳源。(3)用显微镜直接对微生物进行计数，需要用血细胞计数板。如果对活菌进行计数，则要用稀释涂布平板法涂布平板，培养后统计菌落数目，然后计算出活菌数量。(4)降解等量的油脂，需要的酶量越多，说明此温度下的酶的活力越小。所以三种温度中 45
6、 下酶的活力最小。从三种温度下的实验结果可知，40 下酶的活力最大，所以要想测定该酶的最适温度，应围绕该温度设计不同温度梯度，进行后续实验。学科*网【答案】 (1)苏丹(或苏丹 ) 萃取法 (2)油脂 (3) 血细胞计数板 稀释涂布平板 (4)45 40【变式探究】(2015江苏高考) 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株，并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题：(1)在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是_(填序号)。酒精灯 培养皿 显微镜 无菌水(2)在涂布平板时，滴加到培养基表面的
7、菌悬液量不宜过多的原因是_。(3)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_。(4)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，筛到了几株有透明降解圈的菌落(见下图) 。图中降解圈大小与纤维素酶的_有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是_(填图中序号) 。【答案】 (1) (2) 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 (3)避免培养基污染棉塞 (4)量与活性 【命题热点突破二】考查果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作原理和过程微生物在传统发酵技术中的应用归纳1传统发酵技术食品
8、 菌种 类型 原理 温度果酒 酵母菌 无氧 无氧呼吸产生酒精 1825 果醋 醋酸菌 需氧 糖(酒精) 醋酸 3035 腐乳 毛霉等 需氧 蛋白酶、脂肪酶水解蛋白质、脂肪 1518 泡菜 乳酸菌 无氧 无氧呼吸产生乳酸 2832 2.果酒和果醋发酵装置的设计思路(1)酵母菌繁殖需要空气，醋酸菌是好氧细菌，则果酒制作前期和果醋制作整个过程都需要氧气；酵母菌产生酒精时是厌氧的，则在充气口应该设置开关。(2)发酵过程中产生 CO2，需要设置排气口；为了防止空气中微生物污染，排气口应该连接一个长而弯曲的胶管。(3)为便于取样及监测发酵情况，需要设置出料口。例 2 （2017 年江苏卷，25）下图是探究
9、果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是（ ） A改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响B果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸C果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关D气体入口与气体出口可以交换使用【答案】AB C【解析】酵母菌是兼性厌氧菌，可进行有氧呼吸和无氧呼吸，通入氧气后，酵母菌进行有氧呼吸，通入其他气体，酵母菌进行无氧呼吸，故改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响，A正确；果酒发酵中期通入氮气，装置中氧气减少，使酵母菌从有氧呼吸转变为无氧呼吸，B 正确；温度影响酶的活性，则果醋的发酵周期与实验设定的温度有密切关系，C 正确；气体入口管通
10、入液面以下，气体出口管在液面以上，不能交换使用，D 错误。学科网【变式探究】(2016高考全国甲卷) 苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程和是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的_中进行，其产物乙醇与_试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程在酵母菌细胞的_中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度_。(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在_条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度_( 填“低于”或
11、“高于”)第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于_核生物，其细胞结构中_( 填“ 含有”或“不含有”)线粒体。【答案】(1)细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快 (2)有氧 (3)低于 (4) 原 不含有【变式探究】下图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述正确的是( )A发酵过程中酒精的产生速率越来越快B集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的 CO2C发酵过程中酵母种群呈“J”型增长D若发酵液表面出现菌膜，最可能原因是发酵瓶漏气【解析】 A 项，酵母菌发酵过程中因营养物质的消耗、pH 的变化等，酒精的产生速率会越来越慢。B 项，集气管收集的气体除酵母菌无氧呼吸产生的 CO2 外，还有有氧呼吸产生的 CO2。C
12、 项，发酵过程中，酵母菌的繁殖速度较慢，不会呈“J”型增长。D 项，发酵液表面出现的菌膜可能是醋酸菌在有氧条件下繁殖产生的，说明发酵瓶可能漏气。学科 制 作 无 菌 平 板 ； 设 置 空 白 对 照 组 和 若 干 实 验 组 ， 进 行 相 关 操 作 ； 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）该培养基中微生物所需的氮来源于_。若要完成步骤 ， 该 培 养 基 中 的 成 分X 通 常 是 _。（2）步骤 中 ， 实 验 组 的 操 作 是 _。（3）若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为 36 个/平板，而空白对照组的
13、一个平板上出现了 6 个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了_现象。若将 30（即 36-6）个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法_（填“正确”或“不正确”） 。【答案】 （1）牛肉膏、蛋白胨 琼脂（2）将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间（3）污染 不正确【考点定位】微生物的培养与应用3.（2016 四川卷.10） （12 分）图甲是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程，图乙是脲酶基因转录的 mRNA部分序列。（1）图中选择培养基应以 为唯一氮源；鉴别培养基还需添加 作指示剂，产脲酶细菌在该培养基上生长一段时间后，其菌落周围的指示剂将变成 色。（2）在 5 个细菌培养基平
14、板上，均接种稀释倍数为 105 的土壤样品液 0.1mL，培养一段时间后，平板上长出的细菌菌落数分别为 13、156、462、178 和 191。该过程采取的接种方法是 ，每克土壤样品中的细菌数量为 108个；与血细胞计数板计数法相比，此计数方法测得的细菌数较 。（3）现有一菌株的脲酶由于基因突变而失活，突变后基因转录的 mRNA 在图乙箭头所示位置增加了70 个核苷酸，使图乙序列中出现终止密码（终止密码有 UAG、UGA 和 UAA）。突变基因转录的mRNA 中，终止密码为 ，突变基因表达的蛋白质含 个氨基酸。【答案】 （1）尿素 酚 红 红 （ 2） 稀 释 涂 布 平 板 法 1.75
15、少 （3）UGA 115【考点定位】遗传信息的转录和翻译、微生物的分离与计数、基因突变4.（2016新课标2卷.39)（15分）苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的，回答下列为题：（1）酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程 和 是 苹 果 醋 生 产 的 第 一 阶 段 ， 在 酵 母 菌 细 胞 的_中进行，其产物乙醇与_试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程 在 酵 母 菌 细 胞 的 _中进行，与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增值速度_。（2）第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在_条件下才能完成。（3
16、）在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度_（填“低于”或“高于”）第二阶段。（4）醋酸杆菌属于_核生物，其细胞结构中（填“含有”或“不含有”）线粒体。【答案】 （15分）（1）细胞质基质 重铬酸甲 线粒体 快（2）有氧 （3）低于 （4）原 不含有【考点定位】果酒和果醋的制作5.（2016 新课标卷.39）某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题：（1）分离纯化乳酸菌时，首先需要用_对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是_。（2）推测在分离纯化所用的培养基中加入碳
17、酸钙的作用有_和_。分离纯化时应挑选出_的菌落作为候选菌。（3）乳酸菌在-20长期保存时，菌液中常需要加入一定量的_（填“蒸馏水” 、 “甘油”或“碳酸钙”） 。【答案】 （1）无菌水 泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落（2）鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸 具有透明圈（3）甘油【考点定位】微生物的分离和培养6.（2016 江苏卷.29） （9 分）为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响，以及固定化藻对含 Zn2+污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行试验，流程及结果如下。请回答下列问题：（1）实验中的海藻酸钠作用是 ，CaC l2 的作用是 。（2）为洗去凝胶球上残余的
18、CaC l2 和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用 洗涤。图 1 中 1. 0%海藻酸钠组培养 24 h 后,移去凝胶球,溶液呈绿色,原因是_。（3）为探索固定化藻对含 Zn2+污水的净化作用，应选用浓度为 海藻酸钠制备凝胶球。（4）图 2 中空白凝胶球组 Zn2+浓度下降的原因是 。结合图 1 和图 2 分析，固定化藻的实验组 2448h 间 Zn2+浓度下降速度较快的主要原因是 ；7296h 间 Zn2+浓度下降速度较慢的原因有 。【答案】 （1）包埋绿球藻（包埋剂） 与海藻酸钠反应形成形成凝胶球（凝固剂） （2）培养液（生理盐水） 海藻酸钠浓度过低（凝胶球孔径过大）（3）2.0% （4
19、）凝胶球吸附 Zn2+ 绿球藻生长（增殖）速度快 绿球藻生长（增殖）速度减慢，溶液中Zn2+浓度较低【考点定位】固定化细胞，海藻酸钠，CaCl 2、实验分析7.（2016 海南卷.30）回答下列问题：（1）蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随 pH 的变化如图所示。通常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不应该使用开水，原因是_。若要去除衣服上的血渍，应选择含有_（填“蛋白酶甲”、 “蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”）的碱性洗衣粉，理由是_。（2）某同学为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，该同学的做法_（填“合理”或“ 不合理”） ，理由是_。（3）已知溶液的 pH 可以影响酶的活性，请
20、推测 pH 影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中_（填“羧基和氨基”、 “氨基和甲基 ”、 “羧基和甲基”或“甲基和甲基”）等基团的解离状态。【答案】 （15 分）（1）开水使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗（3 分）蛋白酶丙（1 分）碱性条件下只有蛋白酶丙有活性（4 分）（2）不合理（1 分） 蛋白酶会降解脂肪酶（4 分）（3）羧基和氨基（2 分）【解析】 （1） ）用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，如果使用开水，会使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗。由图可知，碱性条件下只有蛋白酶丙有活性，故应选择含有蛋白酶丙的碱性洗衣粉去除衣服上的血渍。（2）脂肪酶的化学成分为蛋白质，会被洗衣
21、液中的蛋白酶水解。（3）蛋白酶和其作用的蛋白质类污渍的氨基和羧基均会发生解离，pH 会影响其解离状态。【考点定位】酶的研究1.(2015江苏卷，19)做“ 微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是( )A.高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖B.倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上C.为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落D.用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上【答案】D2.(2015江苏卷，31)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株，并对
22、其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题：(1)在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是_(填序号)。酒精灯 培养皿 显微镜 无菌水(2)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_。(3)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_。(4)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，筛到了几株有透明降解圈的菌落(见下图) 。图中降解圈大小与纤维素酶的_有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是_(填图中序号) 。(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株 J1 和 J4，
23、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_更适合用于人工瘤胃发酵，理由是_。【答案】(1)(2)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(3)避免培养基污染棉塞(4)量与活性 (5)J4 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3.(2015江苏卷，24)下图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述错误的是( )A.发酵过程中酒精的产生速率越来越快B.集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的 CO2C.发酵过程中酵母种群呈“J”型增长D.若发酵液表面出现菌膜，最可能原因是发酵瓶漏气【解析】本题主要考查果酒制作相关知识，意在考查
24、生物实验的相关知识，考查理解能力和综合运用所学知识分析问题的能力，具备对实验现象和结果进行解释、分析的能力。难度适中。A 项错，发酵后期，底物减少、酒精浓度增加等因素，都会造成酒精生产速率减慢；B 项错，发酵初期，由于发酵瓶中有氧气，酵母菌能进行有氧呼吸产生二氧化碳；C 项错，酵母菌种群增长曲线呈下降趋势；D 项对，发酵瓶漏气，会使醋酸菌大量繁殖而形成的表面观察到的菌膜。学科网【答案】ABC4.(2015江苏卷，17)关于“ 腐乳的制作”实验，下列叙述错误的是( )A.将腐乳坯堆积起来会导致堆内温度升高，影响毛霉生长B.腐乳坯若被细菌污染，则腐乳坯表面会出现黏性物C.勤向腐乳坯表面喷水，有利于毛霉菌丝的生长D.装坛阶段加入料酒，可有效防止杂菌污染【答案】C5.(2015江苏卷，25)图 1、2 分别为“DNA 的粗提取与鉴定”实验中部分操作步骤示意图，下列叙述正确的是( )A.图 1、2 中加入蒸馏水稀释的目的相同B.图 1 中完成过滤之后保留滤液C.图 2 中完成过滤之后弃去滤液D.在图 1 鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质【答案】 BCD
