第1章素养检测
一、刷速度
1．家常酱菜采用了乳酸自然发酵的传统工艺，无添加剂，但生产周期长。下列叙述正确的是（ ）
A．为确保酱菜发酵的无氧环境，将蔬菜装入坛中时应尽可能装满
B．发酵过程中乳酸菌无氧呼吸产生二氧化碳导致坛中有气泡产生
C．乳酸自然发酵属于利用混合菌种进行的传统发酵技术
D．为防止酱菜变质，发酵过程中可加入抗生素抑制杂菌生长
答案：C
解析：在酱菜发酵初期，由蔬菜带入的酵母菌等微生物较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中有二氧化碳，如果酱菜坛装得太满，发酵液可能会溢出， $ \mathrm{A} $ 错误。乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，不会产生二氧化碳， $ \mathrm{B} $ 错误。乳酸自然发酵属于利用混合菌种进行的传统发酵技术，其生产周期较长， $ \mathrm{C} $ 正确。抗生素能够抑制乳酸菌的生长和繁殖，不利于发酵，所以不能加入抗生素， $ \mathrm{D} $ 错误。
2．《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢（同‘醋’）法”的酿醋工艺:“大率酒一斗,用水三斗，合瓮盛,置日中曝之。”“七日后当臭,衣（指菌膜）生,勿得怪也,但停置，勿移动、挠搅之。数十日,酢成，衣沈（同‘沉’），反更香美。日久弥佳。”下列叙述错误的是（ ）
A．该方法依据的原理是醋酸菌在缺少糖源时可将乙醇转化为醋酸
B．加水的目的是对酒进行稀释，避免酒精浓度过高杀死醋酸菌
C．“衣”位于变酸的酒表面，是由原酒中的酵母菌大量繁殖形成的
D．现代发酵制醋时常进行通气搅拌，目的是增加培养液中的溶解氧,以利于醋酸菌生长
答案：C
解析：该方法依据的原理是醋酸菌在氧气充足、糖源不足时可将酒精（乙醇）转化为醋酸（乙酸）， $ \mathrm{A} $ 正确；加水的目的是对酒进行稀释，避免酒精浓度过高杀死醋酸菌， $ \mathrm{B} $ 正确；“衣”位于变酸的酒表面，主要是由空气中的醋酸菌大量繁殖形成的， $ \mathrm{C} $ 错误；醋酸菌是好氧菌，现代发酵制醋时常进行通气搅拌，目的是增加培养液中的溶解氧,以利于醋酸菌生长， $ \mathrm{D} $ 正确。
3．在反刍动物瘤胃中生活着多种微生物，其中许多微生物能够分解尿素。某小组计划从牛瘤胃中分离出该类微生物进行研究，如图为实验所用的培养基配方。下列说法正确的是（ ）
A．该培养基为固体培养基，倒平板操作后，进行高压蒸汽灭菌
B．该培养基应在有氧条件下培养
C．接种环可以通过灼烧灭菌，灼烧时使用酒精灯的内焰效果更好
D．尿素分解菌能够使培养基的 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 升高，可据此初步确定所需菌种
答案：D
解析：培养基配方中含有凝固剂琼脂，因此该培养基为固体培养基，应该先对培养基进行高压蒸汽灭菌再倒平板， $ \mathrm{A} $ 错误；牛瘤胃中高度缺氧，所以该培养基应在无氧条件下培养， $ \mathrm{B} $ 错误；酒精灯外焰温度更高，灼烧灭菌时使用酒精灯的外焰效果更好， $ \mathrm{C} $ 错误；尿素分解菌能够合成脲酶，催化尿素分解产生 $ {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3} $ ，导致培养基 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 升高，使酚红指示剂呈现红色，所以可以使用酚红指示剂进行菌种的初步鉴定， $ \mathrm{D} $ 正确。
4．嗜盐单胞菌是一类嗜盐微生物，能够在高 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 、高盐和高温等极端条件下生长。聚羟基脂肪酸酯 $ (\mathrm{P}\mathrm{H}\mathrm{A}) $ 是由微生物利用多种碳源发酵产生的高分子聚酯的总称，它具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性等许多优秀性能。如图为实验室利用嗜盐单胞菌生产 $ \mathrm{P}\mathrm{H}\mathrm{A} $ 的工艺流程，下列说法正确的是（ ）
A．使用嗜盐单胞菌能够节约淡水资源，还能建立抗杂菌污染的开放式发酵系统
B．实验室用嗜盐单胞菌发酵产生 $ \mathrm{P}\mathrm{H}\mathrm{A} $ 时，需要全程提供无氧等发酵条件
C．发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者可利用微生物来进行发酵
D．可在发酵结束之后，采用过滤和沉淀等方法将 $ \mathrm{P}\mathrm{H}\mathrm{A} $ 从发酵液中分离出来
答案：A
解析：嗜盐单胞菌是一类嗜盐微生物，能够在高 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 、高盐和高温等极端条件下生长，所以使用嗜盐单胞菌能够节约淡水资源，还能建立抗杂菌污染的开放式发酵系统， $ \mathrm{A} $ 正确；图示用嗜盐单胞菌发酵产生 $ \mathrm{P}\mathrm{H}\mathrm{A} $ 时有提供空气， $ \mathrm{B} $ 错误；发酵工程与传统发酵技术都需要利用微生物来进行发酵，发酵工程应用无菌技术获得纯净的微生物，大多利用单一菌种，传统发酵技术利用天然的混合菌种， $ \mathrm{C} $ 错误； $ \mathrm{P}\mathrm{H}\mathrm{A} $ 是嗜盐单胞菌的代谢产物，在发酵后应采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品，采用过滤、沉淀等方法得到的是菌体， $ \mathrm{D} $ 错误。
5．利用某种微生物发酵生产，可获取 $ \mathrm{D}\mathrm{H}\mathrm{A} $ （一种不饱和脂肪酸）。如图为发酵过程中物质含量变化曲线。下列叙述错误的是（ ）
A．图中 $ \mathrm{D}\mathrm{H}\mathrm{A} $ 的产量与生物量呈正相关
B．随着发酵的进行，生物量增长速率逐渐增大
C． $ 12～60\mathrm{h} $ ， $ \mathrm{D}\mathrm{H}\mathrm{A} $ 的合成对碳源的需求比氮源高
D．温度和溶解氧的变化能影响 $ \mathrm{D}\mathrm{H}\mathrm{A} $ 的产量
答案：B
解析： $ \mathrm{D}\mathrm{H}\mathrm{A} $ 是一种不饱和脂肪酸，含 $ \mathrm{C} $ 、 $ \mathrm{H} $ 、 $ \mathrm{O} $ 不含 $ \mathrm{N} $ ，在 $ 12～60\mathrm{h} $ ， $ \mathrm{D}\mathrm{H}\mathrm{A} $ 的合成对碳源的需求高，几乎不需要氮源， $ \mathrm{C} $ 正确。
6．野生型菌株 $ \mathrm{X} $ 能在基本培养基上生长，亮氨酸缺陷型突变株无法合成亮氨酸，只能在完全培养基上生长。如图是运用影印培养法（一种类似“盖章”的接种方法，使一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落）纯化亮氨酸缺陷型突变株的部分流程图， $ 1～5 $ 为菌落。下列叙述不正确的是（ ）
A．培养基A是基本培养基，培养基B是完全培养基
B．在基本培养基中添加亮氨酸可制成完全培养基
C．可从培养基A中挑取菌落3、5进行纯化培养
D．若要影印多个平板，要注意“盖章”的方向不能改变
答案：A
解析：由题干可知，亮氨酸缺陷型突变株无法在基本培养基上生长，但是可以在完全培养基上生长，与 $ \mathrm{A} $ 相比， $ \mathrm{B} $ 中缺少了3、5两个菌落，说明3、5菌落是亮氨酸缺陷型突变株繁殖而来的，故 $ \mathrm{A} $ 为完全培养基， $ \mathrm{B} $ 为基本培养基， $ \mathrm{A} $ 错误， $ \mathrm{C} $ 正确；在基本培养基中添加亮氨酸，则亮氨酸缺陷型突变株可以生长繁殖形成菌落，即制成了有利于其生长的完全培养基， $ \mathrm{B} $ 正确；若要影印多个平板，要注意“盖章”的方向不能改变，防止菌落位置不一致，无法进行比较， $ \mathrm{D} $ 正确。
7．茄子褐纹病是一种由褐纹病菌（一种真菌）引起的病害，给茄子的生长和产量造成很大的影响。科研人员通过筛选出对褐纹病菌有较强抑制作用的微生物，制备生物农药，用于防治茄子褐纹病。其实验主要流程如图，初步筛选步骤中需将褐纹病菌均匀涂布于 $ \mathrm{a} $ 、 $ \mathrm{b} $ 培养基表面，再将分离到的两种目标菌株分别接种在培养皿的正中心。下列叙述错误的是（ ）
A．抑菌圈实验所用的两个琼脂平板上应分别接种等量的两种目标菌
B．图示细菌分离时所采用的接种方法只能用来分离目标微生物
C．培养一段时间后，观察并比较两个培养皿上菌落及抑菌圈的大小，图中 $ \mathrm{b} $ 抑制效果优于 $ \mathrm{a} $
D．为了进一步评估目标菌的抑菌效果，可以测定其培养滤液对真菌生长和繁殖的抑制效果
答案：B
解析：抑菌圈实验要保证单一变量，两种目标菌的接种量为无关变量，两个琼脂平板应接种等量两种目标菌， $ \mathrm{A} $ 正确；图示细菌分离时的接种方法是稀释涂布平板法，可用于微生物的分离和计数， $ \mathrm{B} $ 错误；抑菌圈直径与菌落直径的比值越大，抑菌效果越好，图中 $ \mathrm{b} $ 与 $ \mathrm{a} $ 的抑菌圈直径相同，但 $ \mathrm{b} $ 的菌落直径明显小于 $ \mathrm{a} $ ，故 $ \mathrm{b} $ 抑制效果优于 $ \mathrm{a} $ ， $ \mathrm{C} $ 正确；测定培养滤液对真菌生长和繁殖的抑制效果，可以直观了解目标菌的抑菌活性，能评估目标菌抑菌效果， $ \mathrm{D} $ 正确。
8．某品牌老陈醋有丰富的营养成分，在酿造过程中产生了川芎嗪、黄酮类化合物等对人体有益的物质，极具养生价值。一企业对老配方进行了更新，并设计了制作流程，如图1。请回答下列问题：
图1
（1） 对主粮膨化处理的作用是 。酿制粮食酒时， （填“需要”或“不需要”）对主粮进行严格的消毒处理，原因是 。多次进行甜醋发酵实验发现，在发酵液的液面经常观察到一层明显的菌膜，该膜是由 繁殖而成的。
（2） 利用菌种发酵获得醋酸的条件有两种情况，一是在 时，将糖分解成醋酸；二是在缺少糖源时，利用 生成醋酸。
（3） 研究表明，在陈醋的酿造过程中，起主导作用的是醋酸菌，而乳酸菌也存在于醋醅中，其代谢产生的乳酸是影响陈醋风味的重要因素。成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期 （至少写出2种）等环境因素的变化，淘汰了部分种类乳酸菌。
（4） 乙偶姻和川芎嗪均是山西老陈醋中重要的风味物质，对熏醅阶段中二者的含量进行测定得到了如图2的结果，川芎嗪最早产生于 （填时间），乙偶姻可能在更早的醋酸发酵阶段就开始产生。熏醅阶段的第 $ 1\sim 5 $ 天，随着熏醅的进行，乙偶姻与川芎嗪的含量变化趋势 （填“相同”“相反”或“无关联”），推测二者关系为 。
图2
答案：（1） 增加与红曲霉的接触面积；不需要；随着发酵过程的进行，酒精逐渐积累，大多数杂菌对酒精不耐受，生命活动受到抑制；醋酸菌
（2） 氧气和糖源都充足；酒精
（3） 氧气、营养物质、 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $
（4） 熏醅阶段第2天；相反；川芎嗪可能是由乙偶姻转化而来的
解析：（1） 由题意可知，膨化处理是指将粮食加入密闭容器中，加热加压后突然减压，粮食中的水分汽化膨胀，使其出现许多小孔，变得松脆，这有利于加大粮食与红曲霉的接触面积，使发酵更充分。酿制粮食酒时，不需要对主粮进行严格的消毒处理，原因是随着发酵过程的进行，酒精逐渐积累，大多数杂菌对酒精不耐受，生命活动受到抑制。甜醋发酵时，发酵液的液面经常观察到一层明显的菌膜，该膜是由醋酸菌繁殖而成的。
（2） 利用醋酸菌获得醋酸的条件有两种情况，一是在氧气和糖源都充足时，将糖分解成醋酸；二是在糖源不充足时，也可以利用酒精生成醋酸。
（3） 在陈醋的酿造过程中，起主导作用的是醋酸菌，成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期氧气、营养物质、 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 等环境因素的变化（如 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 降低，营养物质缺乏等），使部分乳酸菌的生长繁殖受到抑制，从而淘汰了部分种类乳酸菌。
（4） 见题图解读。
9．聚乙烯（不溶于水，通常为白色粉末）广泛应用于塑料薄膜、塑料袋、塑料容器等制品中。这些塑料制品在环境中经过长期的物理、化学和生物作用，会逐渐破碎形成含有聚乙烯的微塑料，对生态环境和生物健康造成严重的威胁。为筛选出高效降解塑料制品的细菌，研究人员进行了如图1所示的操作。 $ \mathrm{X} $ 培养基是选择培养基，聚乙烯分解菌在该培养基上会形成透明圈。请回答下列问题：
图1
（1） 应从 的地方采集土壤才容易得到分解塑料的微生物。富集培养基和 $ \mathrm{X} $ 培养基都以 为唯一碳源。富集培养基中不添加琼脂，其主要目的是 ；平板培养时，一般需要将平板倒置，理由是 。
（2） 研究人员可挑选 $ \mathrm{X} $ 培养基中的 （填序号）接种到 $ \mathrm{Y} $ 培养基中进行培养。若其中某个平板的菌落分布如图2所示，推测该同学接种时可能的不规范操作是 。
图2
（3） 在培养过程中，定期采用稀释涂布平板法接种微生物并对菌落进行计数。实验发现，当培养液中菌体数量为 $ 4×{10}^{11} $ 个/ $ \mathrm{L} $ 时对某种塑料制品的分解效率最高，假设接种时所用的菌液体积为 $ 0.1\mathrm{m}\mathrm{L} $ ，则选取 $ {10}^{6} $ 稀释倍数是 （填“合适”或“不合适”）的，理由是 。
（4） 实验中需注意无菌操作，下列需要干热灭菌处理的是 ，需要灼烧灭菌处理的是 。
A.土样 B.培养基
C.培养皿 D.涂布器
答案：（1） 长期有塑料污染；聚乙烯；使微生物快速繁殖（扩大培养）；既能防止皿盖上的水珠滴落到培养基上影响菌落生长及形态，又能避免培养基表面的水分蒸发过快
（2） ⑤；涂布不均匀
（3） 合适；当培养液中菌体数量为 $ 4×{10}^{11} $ 个/ $ \mathrm{L} $ 、稀释倍数为 $ {10}^{6} $ 时，平板上菌落平均数为40，在 $ 30\sim 300 $ 之间
（4） C；D
解析：（1） 若想找到能分解塑料的微生物，应从长期有塑料污染的地方采集土壤。为筛选出高效降解塑料制品的细菌，富集培养基和 $ \mathrm{X} $ 培养基都需要以聚乙烯作为唯一碳源。富集培养基不添加琼脂，是液体培养基，其主要目的是使微生物快速繁殖。平板培养时，一般需要将平板倒置，防止皿盖上的水珠落入培养基，影响菌落生长及形态，同时避免培养基表面的水分蒸发过快。
（2） 透明圈直径与菌落直径的比值越大，说明该菌的降解能力越强，所以应选择⑤接种到 $ \mathrm{Y} $ 培养基中进行培养。由图2可知，该平板是利用稀释涂布平板法进行接种的，但是菌落分布不均匀，推测该同学接种时可能的不规范操作是涂布不均匀。
（3） 在实际操作中，通常选用一定稀释度的样品液进行涂布，以保证获得菌落数为 $ 30\sim 300 $ 、适于计数的平板。已知培养液中活菌数为 $ 4×{10}^{11} $ 个/ $ \mathrm{L} $ 时分解效率最高，假设在 $ {10}^{6} $ 稀释倍数下平板上菌落平均数为 $ C $ 个，可列等式 $ \dfrac{C}{0.1}×{10}^{6}×{10}^{3}=4×{10}^{11} $ ，求得 $ C $ 为40，在 $ 30\sim 300 $ 之间，故该稀释倍数符合要求。
（4） 灭菌方法有干热灭菌、湿热灭菌、灼烧灭菌等，其中，培养皿需要干热灭菌，涂布器需要灼烧灭菌，培养基需要湿热灭菌（或高压蒸汽灭菌）。