资源描述
[直击考纲] 1.微生物的分离和培养。2.培养基对微生物的选择作用。3.利用微生物发酵来生产特定的产物。4.从生物材料中提取某些特定的成分。5.运用发酵加工食品的基本方法。6.植物的组织培养。
考点39 微生物的利用
1．判断下列有关微生物的培养与应用的叙述
(1)常用液体培养基分离获得细菌单菌落(2012·大纲全国，5B)( × )
(2)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(2009·安徽，6A)( √ )
(3)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法(2011·新课标全国，39节选)( √ )
(4)测定培养液中微生物数量，可选用显微镜直接计数法计数(2010·山东，34节选)( √ )
(5)玉米秸秆中的纤维素经充分水解后的产物可被酵母菌利用发酵生产酒精。培养酵母菌时，该水解产物为酵母菌的生长提供碳源。发酵过程中检测酵母菌数量可采用显微镜直接计数法或稀释涂布平板法计数(2014·山东，35节选)( √ )
2．(2013·新课标全国Ⅱ，39)临床使用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。回答下列问题：
(1)为了从样本中获取致病菌单菌落，可用____________法或____________法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。
(2)取该单菌落适当稀释，用__________________法接种于固体培养基表面，在37 ℃培养箱中培养24 h，使其均匀生长，布满平板。
(3)为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，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，说明该致病菌对抗生素A__________________；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B__________________；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明________________________________________；含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D的__________________。
(4)根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好应选用抗生素__________。
答案 (1)划线(平板划线) 稀释涂布(或涂布)
(2)涂布 (3)敏感 不敏感 该致病菌对C的敏感性比对A的弱 耐药菌 (4)A
解析 (1)微生物纯化的方法主要有平板划线法和稀释涂布平板法。(2)根据微生物的特点对其进行一系列浓度梯度稀释，然后用涂布法接种于固体培养基表面，再在适宜条件下培养。(3)对某种抗生素越敏感的致病菌，在该抗生素存在的范围内越不易生存，形成的透明圈就越大。故含A的滤纸片周围出现透明圈，说明有抗生素A的地方该致病菌受到抑制；B的周围没有透明圈，说明致病菌对抗生素B不敏感，通过含C的透明圈要比A的透明圈小，说明该致病菌对C的敏感性比A的弱；D出现了透明圈，说明该致病菌对D敏感，但是在透明圈上出现一个菌落，又排除杂菌污染，判断此菌落的微生物对抗生素D产生了耐药性。(4)根据以上分析，为达到抗菌的目的，最好选择抗生素A。
3．(2013·四川，10节选)普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽孢杆菌的α淀粉酶基因转入酵母菌中，经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种(过程如图甲所示)。
(1)图甲中，过程①需要的酶有________________________________。为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以________作为唯一碳源。②、③过程需重复几次，目的是_____________。
(2)某同学尝试过程③的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是__________________；推测该同学接种时可能的操作失误是__________________________。
(3)以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵，接种________菌的发酵罐需要先排气，其原因是__________________________________________。
答案 (1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 淀粉 进一步筛选纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌 (2)稀释涂布平板法 涂布不均匀 (3)工程酵母 工程酵母菌分解淀粉产生葡萄糖的能力强，导致酒精发酵产生CO2的速率更快
解析 (1)图甲中过程①为构建基因表达载体，需要的酶有限制性核酸内切酶及DNA连接酶；欲筛选可直接利用淀粉的菌种，宜制备以淀粉为唯一碳源的选择培养基；图示②、③过程需重复几次，其作用在于“纯化”，从而进一步筛选出分解淀粉能力更强的酵母菌。(2)图乙所示培养基平板中的菌落呈分散分布，应为采用稀释涂布平板法接种的结果，然而，该平板上菌落并非“均匀分布”而是相对集中于左侧，这可能是由于制作平板时“涂布不均匀”所致。(3)若以“淀粉”为原料，则相对于普通菌种，工程酵母菌因转入了α淀粉酶基因，其利用淀粉的能力将更强，故发酵产生CO2的能力更强，因此需要先排气。
1．微生物的培养
(1)无菌技术：主要包括消毒和灭菌。
①消毒方法：常用煮沸消毒法、巴氏消毒法。
②常用灭菌方法：灼烧灭菌——接种环、接种针等金属器具；干热灭菌——主要针对玻璃器皿等；高压蒸汽灭菌——主要针对培养基等。
(2)如图为倒平板操作过程，操作时要待培养基冷却至50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近进行。
制备固体培养基最后要将平板倒置，其主要目的是防止培养皿盖上的水珠滴入培养基造成污染。
(3)平板划线操作
(4)稀释涂布平板法：先将菌液进行一系列梯度稀释后涂布平板，在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而在培养基表面形成单个菌落。如图所示：
2．某种微生物的分离与计数
(1)分离——选择培养基
①培养基中加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。
②培养基中加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。
③培养基中缺乏氮源时，可以分离得到固氮微生物。
④当培养基的某种营养成分为特定化学成分时，也具有分离效果。
⑤改变微生物的培养条件，也可以达到分离微生物的目的，如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。
(2)计数
①土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
a．筛选菌株：利用以尿素为唯一氮源的选择培养基筛选菌株。
b．计数方法：活菌计数法和显微镜直接计数法。前者为了增强实验的说服力和准确性，则需设置重复组，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。
c．过程：土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。
②分解纤维素的微生物的分离
a．实验原理
即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
b．流程：土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。
(3)鉴定方法
鉴定分解尿
素的细菌
含酚红指示剂的尿素为唯一氮源的培养基→细菌→指示剂变红，则该菌能分解尿素
鉴定纤维素分解菌
1．下列有关实验室中微生物培养和分离的叙述，错误的是( )
A．获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵
B．高温灭菌的目的是杀死所有微生物
C．划线分离可在培养基上获得均匀分布的单菌落
D．稀释涂布平板法可用于计数活菌数目
答案 C
解析 微生物培养过程中要进行无菌操作，防止外来杂菌的入侵，A正确；高温灭菌可杀死所有微生物，B正确；划线分离可在培养基上获得逐渐变稀分布的单菌落，C错误；稀释涂布平板法中根据菌落的数目可计数活菌数目，D正确。
2．某学者欲研究被石油污染过的土壤中细菌数量，并从中筛选出能分解石油的细菌。下列操作错误的是( )
A．利用平板划线法对细菌进行计数
B．以石油为唯一碳源的培养基筛选
C．采用稀释涂布平板法分离菌种
D．称取和稀释土壤时应在火焰旁
答案 A
解析 稀释涂布平板法有利于将细菌分离形成单个菌落，利于计数，因此，如果是通过菌落数来估算细菌的数量，应该采用稀释涂布平板法对细菌进行计数；要筛选出能分解石油的细菌，应该采用选择培养基，即以石油作为唯一碳源进行培养，在这种培养基上只有能分解石油的细菌才能生长繁殖；操作时要无菌操作，称取和稀释土壤应在火焰旁。
3．下列关于微生物的营养，说法正确的是( )
A．同一种物质不可能既作碳源又作氮源
B．凡是碳源都能提供能量
C．除水以外的无机物仅提供无机盐
D．无机氮源也可能提供能量
答案 D
解析 此题考查我们对微生物的营养和能源的理解。对一些微生物来说，含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源。CO2是光能自养细菌的碳源，但不能提供能量。CO2和N2是无机物，也是微生物的碳源和氮源。硝化细菌所利用的氮源是无机氮源氨，同时氨也为硝化细菌提供用以化能合成作用的能源。
4．下列对无菌操作转接培养物的操作顺序的叙述，正确的是( )
①接种环在火焰上灼烧灭菌 ②在火焰旁冷却接种环，并打开棉塞 ③打开棉塞的试管口通过火焰 ④将已冷却的接种环伸入菌液，沾取一环菌液转移到一装有无菌培养基的试管中 ⑤将试管口塞上棉塞 ⑥接种环再次灼烧灭菌
A．①②④⑤⑥ B．①②③④⑤
C．①②③④⑤⑥ D．①②③④
答案 C
5．(2014·新课标全国Ⅱ，39)为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌分离等工作。回答下列问题：
(1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间，这样做的目的是__________________________________；然后，将1 mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37。据此可得出每升水样中的活菌数为______________。
(2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌。操作时，接种环通过________灭菌，在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是_________________。
(3)示意图A和图B中，________表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。
(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是：振荡培养能提高培养液中__________的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高____________的利用率。
答案 (1)检测培养基平板灭菌是否合格 3.8×107
(2)灼烧 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落
(3)B (4)溶解氧 营养物质
解析 (1)为了检测培养基平板灭菌是否合格，可在涂布接种前，随机取灭菌后的空白平板先行培养一段时间。0.1 mL稀释液中平均有(39＋38＋37)/3＝38个活菌，则每毫升稀释液中活菌的数目为38/0.1＝380，则稀释前每毫升水样中活菌数目为380×100＝3.8×104，则每升水样中活菌数目为3.8×104×1 000＝3.8×107。
(2)接种环、接种针等金属用具可直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，以达到迅速彻底灭菌的目的。在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线，其目的是将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落。
(3)比较图A和图B可以看出：A培养基中细菌的分布呈线性，是用平板划线法接种培养后得到的结果；B培养基中细菌均匀分布，是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。
(4)振荡培养可以提高培养液中溶解氧的含量，还可以使菌体与培养液充分接触，提高了营养物质的利用率，因此振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。
6．(2014·四川，10)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、图乙所示。
(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、________________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___________________。
(2)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________________，这些植物激素一般需要事先单独配制成________保存备用。
(3)纯化菌株时，通常使用的划线工具是________。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_________________________________________。
(4)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________________________________，该实验设计是否合理？为什么？________________________。
答案 (1)氮源和无机盐 只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖 (2)细胞分裂素 母液 (3)接种环 ①接种环灼烧后未冷却；②划线未从第一区域末端开始
(4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质 不合理，缺少空白对照
解析 (1)微生物生长繁殖需要的主要营养物质包括碳源、氮源、水和无机盐四类。根据题意可知，土壤中某些微生物有降解苯磺隆的能力，该实验的目的是探索其降解机制，因此，需要分离出有降解苯磺隆能力的土壤中的某些微生物，故选择培养时为了排除其他碳源的干扰，培养基中唯一碳源只能是苯磺隆。(2)与微生物培养基相比，植物组织培养的培养基需要添加生长素和细胞分裂素，用于调节植物细胞再分化；这些植物激素一般需要事先单独配制成母液保存备用。(3)纯化菌株时，通常使用的划线工具是无菌接种环。划线的平板培养后，发现第一划线区域的划线上不间断地长满了菌，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，而其他划线上有菌落。造成此现象的原因可能有两个：一是接种环灼烧后未冷却，菌种接触到高温的接种环而死亡；二是划第二划线区域第一条线时未从第一区域末端开始。(4)根据图乙所示实验中的上清液加入蛋白酶溶液推测，实验目的是探究目的菌株是否能分泌降解苯磺隆的蛋白质，实验设计不合理之处是缺少不加蛋白酶溶液、其他条件同图乙的空白对照。
7．研究被石油污染过的土壤中细菌数量，并从中筛选出能分解石油的细菌。为了分离和纯化高效分解石油的细菌，科研人员利用被石油污染过的土壤进行如图A所示的实验。
(1)配制好的培养基通常可以使用________________法灭菌。与步骤②中培养基成分相比，步骤③中培养基成分的最大区别是_______________________________________________。
(2)接种细菌常用的方法有_____________________________________________。
若经过④过程后获得的结果为图B所示，则所操作方法如图________所示。
(3)步骤⑤后取样测定石油含量的目的是__________________________________________。
对步骤⑤某瓶中细菌计数的方法有两种，一种方法是________________，其菌落数可代表活菌数；另一种方法是________________，该方法需要借助一块特殊的载玻片，其名称为________________。
答案 (1)高压蒸汽灭菌 石油是唯一碳源 (2)平板划线法和稀释涂布平板法 甲 (3)筛选出分解石油能力最好的细菌 稀释涂布平板法 显微镜直接计数(血细胞计数板计数法) 血细胞计数板(血球计数板)
解析 (1)培养基灭菌用高压蒸汽灭菌，为筛选出能分解石油的细菌，所以石油是唯一碳源。(2)接种细菌常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法。图B为平板划线法，如图甲所示。(3)步骤⑤进一步操作是为筛选出分解石油能力最好的细菌，微生物计数可用稀释涂布平板法和显微镜直接计数法(血细胞计数板计数法)。
考点40 微生物在传统发酵技术中的应用
1．判断下列有关传统发酵技术的叙述
(1)在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长(2012·江苏，21A)( √ )
(2)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，让发酵装置接受光照并放在45 ℃处(2010·北京，1AD)( × )
(3)在果酒和果醋制作过程中，果酒的制作过程是在缺氧条件下，而果醋整个制作过程一直处于有氧条件下(2010·江苏，7AC改编)( × )
(4)与果醋、果酒制作相比，腐乳的制作所需要的适宜温度最高，所用菌种为乳酸菌(2011·江苏，3AC改编)( × )
(5)在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与，所用豆腐的含水量为70%左右，水分过多腐乳不易成形(2008·江苏，17AB改编)( √ )
2．(2013·江苏，14)某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是( )
A．酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高
B．先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵
C．与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好
D．适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖
答案 D
解析 醋酸菌是嗜热菌，果醋发酵所需的最适温度较高，A错误；进行果酒、果醋发酵实验，要先隔绝空气进行果酒发酵，再供氧进行果醋发酵，B错误；人工接种的菌种品质更好，且不容易存在杂菌污染，故比自然发酵获得的产品品质更好，C错误；适当加大接种量，让菌体快速形成优势菌群，可以抑制杂菌生长，提高发酵速率，D正确。
3．(2013·新课标全国Ⅰ，39)回答下列有关泡菜制作的习题：
(1)制作泡菜时，所用盐水需煮沸，其目的是__________。为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是______________________。
(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行________________的过程。该过程发生在乳酸菌细胞的______________中。
(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有______、__________和__________等。
(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸。这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是________________，原因是_________________________________。
答案 (1)杀灭杂菌 增加乳酸菌数量 (2)无氧呼吸 细胞质 (3)温度 腌制时间 食盐用量 (4)乳酸菌数量增多，杂菌数量减少 乳酸菌比杂菌更为耐酸
解析 根据泡菜制作过程中乳酸菌的来源、呼吸类型、呼吸产物所引起的环境变化回答相应问题，还要注意每步操作的目的以及一些相关物质的变化。
微生物在传统发酵技术中的应用
项目内容
果酒和果醋的制作
腐乳制作
泡菜制作
作用菌类
果酒：酵母菌果醋：醋酸菌
毛霉
乳酸菌
原理
(1)酵母菌在无氧条件下将葡萄糖氧化成乙醇；(2)醋酸菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸
毛霉将蛋白质、脂肪分解成小分子有机物
乳酸菌将糖转化为乳酸
原料选择
新鲜葡萄(或苹果)
豆腐
大白菜、花椰菜等新鲜干净的蔬菜
实验流程
让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制
制泡菜：→装坛→发酵→成品
操作注意事项
①材料选择与处理；②防止发酵液污染，控制好发酵条件
①材料用量；②防止杂菌污染；③控制温度及酒精含量
①泡菜坛的选择；②腌制条件(无氧)
共同点
都是天然的发酵，利用了微生物新陈代谢过程中代谢产物的作用或直接获取代谢产物
1．下列有关传统果酒、果醋发酵和腐乳制作的比较正确的是( )
A．果酒、腐乳发酵的主要微生物属于真核生物，果醋发酵菌种属于原核生物
B．果酒制成后只需将装置转移至温度较高的环境中即可制作果醋
C．果酒和果醋发酵在无氧环境下进行，腐乳发酵在有氧条件下进行
D．果酒、果醋和腐乳制作过程利用的都是微生物胞内酶
答案 A
解析 果酒发酵的微生物是酵母菌，为真核生物，腐乳发酵的微生物是毛霉，为真核生物，果醋发酵的微生物为醋酸菌，为原核生物，故A正确；果酒制成后转移至较高温度的环境中，还需要通入氧气，才可以制作果醋，故B错误；果酒发酵在无氧条件下进行，而果醋和腐乳发酵都需要有氧条件，故C错误；制作果酒、果醋利用的是微生物的胞内酶，腐乳利用的是微生物的胞外酶(主要是毛霉分泌的蛋白酶和脂肪酶)，故D错误。
2．利用如图装置制作果酒和果醋，下列叙述正确的是( )
A．制作果酒时应关闭阀b，适时打开阀a几秒钟
B．制作果酒时如果关闭阀a，打开阀b，会导致爆瓶
C．制作果醋时需打开阀a通气，打开阀b排气
D．制作果醋时把发酵装置放到25 ℃环境中比较适宜
答案 A
解析 图示装置中，阀a控制排气，阀b控制进气，所以制作果酒时应关闭阀b，适时打开阀a几秒钟以排出产生的气体；如果关闭阀a，打开b，产生的气体不能排出，会使发酵液从右侧导管排出，不会导致爆瓶；制作果醋时，打开阀a是为了排气，打开阀b是为了通气；制作果醋时发酵装置应放到30～35 ℃环境中比较适宜。
3．下列关于腐乳制作的叙述中，错误的是( )
A．毛霉可利用蛋白酶将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸
B．豆腐胚表面有毛霉、青霉、曲霉等微生物，它们之间存在竞争关系
C．腐乳的前期制作温度应控制在15～18 ℃环境条件下
D．加入较多的香辛料既能调味又能缩短腐乳成熟的时间
答案 D
解析 制作腐乳主要是利用毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶将豆腐内的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸，脂肪分解成甘油和脂肪酸，从而改变豆腐的成分和口味；豆腐胚表面长有毛霉、青霉、曲霉等微生物，它们都利用豆腐内的营养来维持生命活动，因而存在竞争关系；毛霉生长的适宜温度是15～18 ℃；加入较多的香辛料能调味，杀菌防腐，酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长。
4．用酵母菌使葡萄汁产生葡萄酒，当酒精含量达到12%～16%时，发酵就停止了。有关叙述不正确的是( )
A．酒精对酵母菌有毒害作用，后期细胞生命活动减弱
B．产生酒精的同时也有CO2生成，所以发酵过程中需拧松瓶盖放气
C．产物积累使pH值下降，同时营养物质减少，种群数量下降
D．氧气过少导致其无法呼吸，细胞中即无法合成ATP
答案 D
解析 酒精具有消毒的作用，对酵母菌同样有毒害作用，A正确；产生酒精的同时也有CO2生成，所以发酵过程中需拧松瓶盖放气，B正确；酒精发酵过程中，产物积累使pH值发生改变，营养物质减少，种群数量下降，C正确；酒精发酵是在无氧条件下，不需要氧气，D错误。
5．某生物兴趣小组的同学利用新鲜苹果榨取果汁并制作果酒，简要流程如下：
→发酵→果酒
(1)实验过程中，有同学发现榨取的果汁非常浑浊，解决的方法是______________。
(2)分离酵母菌应使用________培养基，固定化酵母细胞常采用________法。
(3)酵母菌的酒精发酵过程一般控制在________温度范围最适合酵母菌繁殖，请简要说明理由__________________________________。
(4)在酸性条件下，可用________________来检测发酵产物中是否有酒精产生。若想进一步检测所得果酒中酵母菌的密度，可采用________________法。
(5)果汁为酵母菌的生长和繁殖提供的营养成分是__________________________。
(6)发酵完成后，生物兴趣小组同学制作的果酒品质非常好。为了方便后续年级使用，可将菌液________________________保存。
答案 (1)用果胶酶处理 (2)选择 包埋 (3)18～25 ℃ 在此温度下，酶的活性最强，代谢最旺盛 (4)重铬酸钾 稀释涂布平板 (5)碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等 (6)转移到甘油中，与甘油充分混合后，放在－20 ℃的冷藏箱中
解析 (1)果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，若发现榨取的果汁非常浑浊，用果胶酶处理，可使果汁变得澄清。(2)分离酵母菌应使用选择培养基，因为细胞比酶分子大，故制备固定化细胞时常采用包埋法。(3)酵母菌进行酒精发酵的适宜温度是18～25 ℃，(4)果汁发酵后，可以用重铬酸钾来检验是否有酒精生成，在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色，稀释涂布平板法能用于酵母菌的计数。(5)微生物的营养物质有碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等，故果汁为酵母菌的生长和繁殖提供的营养成分是碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等。(6)长期保存菌种应将菌种转移到甘油中，与甘油充分混合后，放在－20 ℃的冷藏箱中。
6．葡萄糖经酒精发酵可以产生葡萄酒，进一步经醋酸发酵可以产生葡萄醋，请利用相关的知识回答问题：
(1)从将葡萄汁装入发酵瓶到酒精发酵完毕的过程中，酵母菌进行的细胞呼吸方式是__________________。
(2)甲、乙两位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如下图所示。
①在排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是____________________。
②请找出图中实验操作的错误：甲图中的错误是________________，乙图中的错误是________________。
(3)为了提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，常常加入人工培养的酵母菌。为了分离纯化酵母菌，最简便的接种方法是____________。
(4)若果汁中混杂有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，醋酸菌________(能/不能)将果汁中的糖发酵形成醋酸，其原因是__________________________________________________。
答案 (1)有氧呼吸、无氧呼吸 (2)①防止空气中的微生物污染发酵瓶 ②甲：未夹住发酵瓶的进气管 乙：瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口 (3)平板划线法 (4)不能 果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长，果酒发酵的最适温度也低于醋酸菌生长的最适温度
解析 (1)利用葡萄汁制作葡萄酒，装入发酵瓶后，一开始酵母菌进行有氧呼吸，迅速增加数量，随着氧气消耗，后期进行无氧呼吸，产生酒精。(2)为防止空气中的微生物污染发酵瓶，在排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接。甲图中未夹住发酵瓶的进气管，这样酵母菌会一直进行有氧呼吸，不能产生酒精；乙图中瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，这样不能排出气体，可能会排出发酵液。(3)分离纯化酵母菌，常用的接种方法是平板划线法。(4)醋酸菌进行有氧呼吸，若果汁中混杂有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长，同时果酒发酵的最适温度也低于醋酸菌生长的最适温度，所以醋酸菌不能将果汁中的糖发酵形成醋酸。
7．腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的大豆食品。下面是腐乳制作的流程示意图：
让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制
(1)现代科学研究表明，许多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是毛霉，毛霉是一种__________状真菌。
(2)腐乳制作的原理是_______________________________。
(3)传统的制作过程中，豆腐块上生长的毛霉来自______________________。而现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下，将优良的毛霉菌种接种在豆腐上，这样可以________________________。
(4)加盐的作用是____________________________________和______________________。
(5)卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的，加酒的作用是________________和________________。
答案 (1)丝 (2)毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能将脂肪水解成甘油和脂肪酸 (3)空气中的毛霉孢子 避免其他菌种的污染，保证产品的质量 (4)析出豆腐中的水分，使豆腐变硬 抑制微生物的生长，避免豆腐腐败变质
(5)抑制微生物的生长 使腐乳具有独特的风味
解析 (1)毛霉是一种丝状真菌。(2)腐乳的制作原理是毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能将脂肪水解成甘油和脂肪酸。(3)传统的腐乳制作过程中，不接种微生物，只能来自空气中的毛霉孢子；现代的腐乳生产在无菌条件下进行操作，可以防止杂菌污染，保证产品质量。(4)制作腐乳的过程中，加盐的作用有两方面：析出豆腐中的水分，使豆腐变硬；抑制微生物的生长，避免豆腐腐败变质。(5)卤汤中加酒的作用有两方面：抑制微生物的生长和使腐乳具有独特的风味。
考点41 植物有效成分的提取
1．判断下列关于植物有效成分提取的叙述(2011·海南，30和2008·宁夏，37改编)
(1)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用干薄荷叶作原料，可采用水蒸气蒸馏法提取( × )
(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是乙醚，原理是薄荷油易溶于有机溶剂乙醚中( √ )
(3)萃取法提取胡萝卜素的主要步骤是：干燥、粉碎、萃取、浓缩、过滤( × )
(4)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解( √ )
(5)提取的胡萝卜素可通过纸层析法进行鉴定，在鉴定过程中不需要对照( × )
2．(2013·山东，34)胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得，流程如下：
(1)筛选产胡萝卜素的酵母菌R时，可选用____________________或平板划线法接种。采用平板划线法接种时需先灼烧接种环，其目的是_____________________________________。
(2)培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供______________和____________。
(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程应控制好温度和________________以防止胡萝卜素的分解；萃取过程中宜采用________________方式加热以防止温度过高；萃取液浓缩前需进行过滤，其目的是__________________________________________。
(4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素。鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为______________。
答案 (1)稀释涂布平板法 杀灭接种环上的微生物 (2)碳源 氮源 (3)干燥时间 水浴加热 滤去萃取液中的不溶物 (4)(实验)对照
解析 (1)接种微生物的方法主要是稀释涂布平板法和平板划线法，接种过程为了避免其他杂菌的污染，要做无菌操作，所以接种前需对接种环进行灭菌。(2)蔗糖主要提供碳源，当然也可以作为能源物质，硝酸盐含氮元素，可提供氮源。(3)温度过高、干燥时间过长会导致胡萝卜素分解；由于萃取剂往往有挥发性，直接加热时挥发出来的有机溶剂遇明火易爆炸；萃取后需将原料中不溶于萃取剂的成分滤去。(4)提取出来的胡萝卜素往往不是纯的，用胡萝卜素标准品主要起一个对照的作用。
1．植物芳香油三种提取方法的比较
提取方法
实验原理
适用范围
水蒸气蒸馏法
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层
适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性较强的芳香油
压榨法
通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油
适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料中芳香油的提取
有机溶剂萃取
使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油
适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分溶解在有机溶剂中
2.实验流程设计
(1)玫瑰精油提取的实验流程
鲜玫瑰花＋清水(1∶4)→水蒸气蒸馏→油水混合物 分离油层除水过滤,玫瑰油。
(2)橘皮精油提取的实验流程
石灰水浸泡橘皮→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油。
(3)提取胡萝卜素的实验流程
胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。
1．如图1是在发酵罐内利用三孢布拉氏霉发酵生产β胡萝卜素过程中，菌体生物量及β胡萝卜素产量随时间变化的曲线图。图2是样品层析结果及与β胡萝卜素标准样品的比对。请回答下列问题：
(1)发酵罐内三孢布拉氏霉培养基按物理形态分应为________________，玉米粉和豆饼为微生物的生长分别主要提供______________。在接入菌种前，应对培养基进行________________，以避免杂菌污染。
(2)图1中，菌体的最快增长出现在第________h，菌体的生物量到达最大值后下降，其原因是________________________________________________________________________，
为保证连续的生产，应采取的措施是______________________________________。
(3)β胡萝卜素常用的提取方法为________________法，实验表明，石油醚的提取效果远好于丙酮和酒精，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)将萃取的胡萝卜素样品与β胡萝卜素标准样进行比对，结果如图2。从图中分析可知，色带________为β胡萝卜素。
答案 (1)液体培养基 碳源和氮源 高压蒸汽灭菌 (2)100 营养物质缺乏，有害代谢产物积累 连续加入新的培养液，同时排出代谢产物 (3)有机溶剂萃取 石油醚为水不溶性有机溶剂，萃取效果好 (4)Ⅰ
解析 (1)发酵罐内三孢布拉氏霉培养基按物理形态分应为液体培养基，玉米粉和豆饼为微生物的生长分别主要提供碳源和氮源。在接入菌种前，应对培养基进行高压蒸汽灭菌，以避免杂菌污染。
(2)图1中，菌体的最快增长出现在第100 h，菌体的生物量到达最大值后下降，其原因是营养物质缺乏，有害代谢产物积累，为保证连续的生产，应采取的措施是连续加入新的培养液，同时排出代谢产物。
(3)提取β胡萝卜素常用的方法为有机溶剂萃取法，实验表明，石油醚的提取效果远好于丙酮和酒精，原因是石油醚为水不溶性有机溶剂，萃取效果好。
2．柠檬油是植物芳香油中的一种，它是一种广谱性的杀虫剂，可杀死蚊子、苍蝇、蟑螂和臭虫等传染疾病的害虫，以及危害粮食、蔬菜的常见害虫，包括幼虫、蛹等，被称为一种绿色杀虫剂。提取柠檬油的操作步骤如图。请根据实验流程图回答下列问题：
(1)新鲜的柠檬果皮中含有大量的______________和水分，如果直接压榨，出油率较低。
(2)压榨是个机械加压过程，要求既要将原料压紧，防止原料滑脱，又要将________________挤压出来。
(3)A是________________，目的是破坏细胞结构，分解果胶，防止压榨时果皮滑脱，提高________。B过程一般加入相当于柠檬果皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠，其目的是使柠檬油易与水分离，并
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