
?第1章過關(guān)檢測
(時(shí)間:90分鐘 滿分:100分)
一、選擇題(本題共20小題,每小題2.5分,共50分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)
1.下圖是利用微生物制作果酒、果醋的流程示意圖。據(jù)圖判斷,下列說法正確的是( )
挑選葡萄→沖洗→榨汁→A→乙酸發(fā)酵→果醋
A.此過程用到的菌種主要有酵母菌和乳酸菌
B.榨汁前,榨汁機(jī)和發(fā)酵瓶都需要用體積分?jǐn)?shù)為70%的鹽酸消毒
C.A過程是酒精發(fā)酵,A過程結(jié)束后,只需要適當(dāng)提高環(huán)境溫度就能進(jìn)行乙酸發(fā)酵
D.導(dǎo)致發(fā)酵產(chǎn)物不同的重要因素有溫度、時(shí)間、菌種等
答案:D
解析:用于果酒發(fā)酵的是酵母菌,用于果醋發(fā)酵的是醋酸菌,A項(xiàng)錯(cuò)誤。榨汁機(jī)、發(fā)酵瓶要用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒,B項(xiàng)錯(cuò)誤。A過程是酒精發(fā)酵,A過程完成后,除了需要適當(dāng)提高環(huán)境溫度,還需要通入O2,才能進(jìn)行乙酸發(fā)酵,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.下圖是制作酸奶的簡易過程示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是( )
發(fā)酵瓶、鮮奶
無菌處理→新鮮原味酸奶與鮮奶按體積
比1∶10加入發(fā)酵瓶中,密封→
38~42 ℃的環(huán)境下
保溫發(fā)酵6~8 h→2~4 ℃冷藏24 h
A.用高壓蒸汽滅菌鍋對發(fā)酵瓶和鮮奶進(jìn)行滅菌處理
B.乳酸發(fā)酵菌種和乙酸發(fā)酵菌種都屬于原核生物
C.保溫發(fā)酵過程中要適時(shí)打開發(fā)酵瓶蓋放出氣體
D.酸奶發(fā)酵的適宜溫度要低于果醋發(fā)酵的適宜溫度
答案:B
解析:鮮奶是不耐高溫的液體,不能用高壓蒸汽滅菌鍋進(jìn)行滅菌,A項(xiàng)錯(cuò)誤。乳酸菌進(jìn)行無氧呼吸時(shí)沒有氣體產(chǎn)生,乳酸發(fā)酵過程中不需要排氣,C項(xiàng)錯(cuò)誤。果醋發(fā)酵的適宜溫度為30~35℃,故酸奶發(fā)酵的適宜溫度要高于果醋發(fā)酵的適宜溫度,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.小李嘗試制作果酒,他將葡萄汁放入已滅菌的發(fā)酵裝置中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(如下圖所示),下列做法恰當(dāng)?shù)氖? )
A.加入適量的酵母菌
B.一直打開閥b通氣
C.偶爾打開閥a幾秒鐘,一直關(guān)緊閥b
D.把發(fā)酵裝置放到4 ℃冰箱中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
答案:A
解析:若一直打開閥b通氣,酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸,不會產(chǎn)生酒精。酵母菌進(jìn)行無氧呼吸會產(chǎn)生CO2,適時(shí)打開閥b可排出CO2,防止裝置中CO2過多,影響酵母菌的發(fā)酵。若把裝置放到4℃冰箱中,溫度過低會導(dǎo)致與細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶的活性降低,使無氧呼吸產(chǎn)生酒精的效率降低。
4.下列關(guān)于果醋制作的說法,正確的是( )
A.醋酸菌是好氧細(xì)菌,在制作過程中發(fā)酵瓶要經(jīng)常擰松通氣
B.在制作果醋時(shí),溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在18~30 ℃
C.當(dāng)糖源不足時(shí),醋酸菌先將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛,再將乙醛變?yōu)橐宜?br />
D.醋酸菌在糖源和O2充足時(shí),能將葡萄糖分解成酒精和CO2
答案:C
解析:醋酸菌是好氧細(xì)菌,在制作過程中要打開瓶蓋,蓋上一層紗布,A項(xiàng)錯(cuò)誤。多數(shù)醋酸菌的最適生長溫度為30~35℃,B項(xiàng)錯(cuò)誤。醋酸菌在糖源和O2充足時(shí),能將葡萄糖分解成乙酸,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
5.在家庭中制作泡菜,不需要刻意滅菌,原因是( )
A.乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸可以抑制其他微生物的生長
B.各種微生物都可以用于制作泡菜
C.泡菜壇中的亞硝酸鹽殺死了其他雜菌
D.泡菜壇中液體表面有一層菌膜將泡菜與外界空氣隔開
答案:A
6.下列對泡菜制作不同時(shí)期泡菜壇中乳酸菌數(shù)量和乳酸含量的敘述,正確的是( )
A.泡菜制作初期并無乳酸菌的存在
B.腌制過程中乳酸菌數(shù)量會逐漸增多并達(dá)到最高峰,然后下降
C.腌制后期乳酸含量會急劇下降
D.腌制的全過程乳酸菌數(shù)量不變
答案:B
解析:泡菜制作初期多種微生物并存,乳酸菌也存在,A項(xiàng)錯(cuò)誤。在腌制過程中,乳酸菌數(shù)量開始時(shí)較少,進(jìn)入中期數(shù)量最多,然后又慢慢下降,B項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。腌制過程中,乳酸不斷積累,不會急劇下降,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
7.下列有關(guān)果酒發(fā)酵、果醋發(fā)酵和腐乳制作前期發(fā)酵的比較,錯(cuò)誤的是( )
A.都可以使用自然界微生物作為菌種
B.發(fā)酵的實(shí)質(zhì)都是微生物的無氧呼吸
C.控制的發(fā)酵溫度有所不同
D.發(fā)酵過程中必須盡可能防止雜菌污染
答案:B
解析:果醋和腐乳發(fā)酵利用的是微生物的有氧呼吸,果酒發(fā)酵利用的是微生物的無氧呼吸。
8.將相同的大腸桿菌樣液分別接種于成分不同的3種培養(yǎng)基中,36 h后統(tǒng)計(jì)菌落數(shù),結(jié)果如下表所示。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
培養(yǎng)皿
培養(yǎng)基成分
菌落數(shù)
Ⅰ
瓊脂、葡萄糖
35
Ⅱ
瓊脂、葡萄糖、生長因子
250
Ⅲ
瓊脂、生長因子
0
A.葡萄糖是培養(yǎng)基中的碳源也是能源
B.配制培養(yǎng)基過程中應(yīng)先滅菌后倒平板
C.Ⅰ和Ⅱ?qū)φ?說明生長因子不利于大腸桿菌的生長
D.Ⅱ和Ⅲ對照,說明大腸桿菌的生長需要葡萄糖
答案:C
9.下列有關(guān)微生物培養(yǎng)的敘述,錯(cuò)誤的是( )
A.獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止雜菌污染
B.單菌落的分離是消除雜菌污染的一種方法
C.培養(yǎng)基都必須使用高壓蒸汽滅菌法滅菌
D.倒置平板可防止培養(yǎng)皿蓋上的冷凝水滴落
答案:C
解析:防止雜菌污染是獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵,A項(xiàng)正確。單菌落由一個(gè)微生物繁殖而來,因此分離單菌落可以消除雜菌,B項(xiàng)正確。培養(yǎng)基滅菌一般采用高壓蒸汽滅菌法,但是對于含有遇高溫易分解的營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基,不能采用高壓蒸汽滅菌法進(jìn)行滅菌,C項(xiàng)錯(cuò)誤。倒置平板可以防止培養(yǎng)皿蓋上的冷凝水滴落到培養(yǎng)基表面污染培養(yǎng)基,D項(xiàng)正確。
10.消毒和滅菌是兩個(gè)不同的概念。下列適用于消毒處理的是( )
①皮膚?、陲嬘盟、叟D獭、茏⑸淦鳌、菖囵B(yǎng)皿?、藿臃N環(huán)?、吲囵B(yǎng)基?、喙、後u油?、馐中g(shù)刀
A.①②③⑧⑨ B.④⑤⑥⑦⑩
C.①②③④⑤⑥⑧ D.以上全部
答案:A
11.下列對發(fā)酵過程中滅菌操作的理解,錯(cuò)誤的是( )
A.防止雜菌污染
B.消滅雜菌
C.培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須滅菌
D.滅菌必須在接種前進(jìn)行
答案:B
解析:滅菌的目的是防止雜菌污染,但實(shí)際操作中不可能只消滅雜菌,而是消滅全部微生物。
12.某研究小組從有機(jī)廢水中分離微生物用于廢水處理。下列敘述正確的是( )
A.培養(yǎng)基分裝到培養(yǎng)皿后進(jìn)行滅菌
B.轉(zhuǎn)換劃線角度后需灼燒接種環(huán)再進(jìn)行劃線
C.接種后的培養(yǎng)皿需放在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)
D.培養(yǎng)過程中每隔一周觀察一次
答案:B
解析:培養(yǎng)基滅菌應(yīng)在分裝到培養(yǎng)皿之前進(jìn)行,A項(xiàng)錯(cuò)誤。從有機(jī)廢水中分離的微生物是異養(yǎng)微生物,其培養(yǎng)不需要光照,C項(xiàng)錯(cuò)誤。培養(yǎng)過程中應(yīng)每隔12h或24h觀察一次,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
13.右圖是微生物平板劃線示意圖,劃線的順序?yàn)?、2、3、4、5。下列敘述正確的是( )
A.操作前要將接種環(huán)放在酒精燈的火焰附近滅菌
B.劃線操作應(yīng)在酒精燈的火焰上進(jìn)行
C.在5區(qū)域中才可以得到菌落
D.在2、3、4、5區(qū)域中劃線前后都要對接種環(huán)滅菌
答案:D
解析:操作前要將接種環(huán)放在酒精燈的火焰上灼燒滅菌。劃線操作應(yīng)在酒精燈的火焰附近進(jìn)行,而不是火焰上。所有的劃線區(qū)都有可能得到菌落,只是5區(qū)域中菌落相對較少。
14.蔗糖、奶粉和經(jīng)蛋白酶水解后的玉米胚芽液按一定比例混合,經(jīng)乳酸菌發(fā)酵可生產(chǎn)新型酸奶。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A.蔗糖消耗量與乳酸生成量呈正相關(guān)
B.酸奶出現(xiàn)明顯氣泡說明有雜菌污染
C.乳酸菌是異養(yǎng)厭氧細(xì)菌
D.只有奶粉為乳酸發(fā)酵提供氮源
答案:D
解析:蔗糖是乳酸菌的碳源,乳酸菌分解蔗糖產(chǎn)生乳酸,所以蔗糖消耗量與乳酸生成量呈正相關(guān),A項(xiàng)正確。酸奶是乳酸發(fā)酵的產(chǎn)物,不應(yīng)有氣體產(chǎn)生,如果發(fā)酵時(shí)出現(xiàn)明顯的氣泡,說明肯定有其他的微生物存在,B項(xiàng)正確。乳酸菌是異養(yǎng)厭氧細(xì)菌,在無氧條件下將葡萄糖分解成乳酸,C項(xiàng)正確。經(jīng)過蛋白酶水解后的玉米胚芽液也可以提供氮源,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
15.在做分離分解尿素的細(xì)菌實(shí)驗(yàn)時(shí),甲同學(xué)從稀釋倍數(shù)為1×106對應(yīng)的培養(yǎng)基上篩選出大約150個(gè)菌落,而其他同學(xué)只選擇出大約50個(gè)菌落。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.甲同學(xué)出現(xiàn)這種結(jié)果的原因可能是土樣不同,也可能是操作過程出了問題
B.可以將甲同學(xué)配制的培養(yǎng)基在不加土樣的情況下進(jìn)行培養(yǎng)作為空白對照,以檢驗(yàn)培養(yǎng)基是否受到污染
C.讓其他同學(xué)用與甲同學(xué)一樣的土樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如果結(jié)果與甲同學(xué)一致,則可以證明甲同學(xué)無誤
D.B、C兩項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)思路都遵循了實(shí)驗(yàn)的對照原則
答案:D
解析:甲同學(xué)獲得的菌落數(shù)量遠(yuǎn)大于其他同學(xué),可能是由于所取的土樣不同,也可能是操作過程中培養(yǎng)基被污染了,A項(xiàng)正確。污染的原因可能是培養(yǎng)基滅菌不徹底,或操作過程沒有保證無菌操作,將甲同學(xué)配制的培養(yǎng)基在不加土樣的情況下進(jìn)行培養(yǎng)作為空白對照,以檢驗(yàn)培養(yǎng)基是否受到污染,B項(xiàng)正確。讓其他同學(xué)用與甲同學(xué)一樣的土樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如果結(jié)果與甲同學(xué)一致,則可以證明甲同學(xué)操作正確,C項(xiàng)正確。B項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)思路遵循了實(shí)驗(yàn)的對照原則,C項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)思路遵循了實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性原則,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
16.某同學(xué)從市場上買來了新鮮的葡萄,打算利用細(xì)胞呼吸的原理在家里釀制葡萄酒。已知葡萄的果皮表面附著有野生酵母菌。下列措施對釀酒有利的是( )
A.打開釀酒罐 B.密封釀酒罐,適時(shí)排氣
C.高溫處理 D.釀酒罐放在室內(nèi)光照處
答案:B
解析:酵母菌在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸,產(chǎn)生酒精和CO2,故應(yīng)密封釀酒罐,適時(shí)排氣。高溫處理會殺死葡萄果皮表面的酵母菌。酵母菌進(jìn)行無氧呼吸不需要光照,釀酒罐放在室內(nèi)光照處,還會造成釀酒罐內(nèi)溫度過高,不利于發(fā)酵。
17.生長圖形法是一種測定微生物營養(yǎng)需求的簡便方法。為探究某嗜熱菌所需生長因子的種類,研究小組把該菌的懸浮液與不含任何生長因子但含有其他必需營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基混合后倒入平板,然后在平板上劃分?jǐn)?shù)區(qū),將甲、乙、丙三種生長因子分別添加到不同區(qū)域,培養(yǎng)結(jié)果如下圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.倒入平板后直接培養(yǎng)可判斷培養(yǎng)基有無污染
B.倒入平板后培養(yǎng)基需要進(jìn)行滅菌處理
C.圖示結(jié)果表明該菌需要生長因子乙和丙
D.生長圖形法還可用于某些菌種的篩選
答案:B
解析:平板上不含任何生長因子,若倒入平板后直接培養(yǎng),出現(xiàn)菌落說明培養(yǎng)基已被雜菌感染,因?yàn)樵撌葻峋荒茉谌狈ιL因子的培養(yǎng)基中生長,A項(xiàng)正確。制備培養(yǎng)基時(shí),先滅菌再倒平板,B項(xiàng)錯(cuò)誤。圖中菌落生活在乙、丙區(qū)域之間,說明同時(shí)需要生長因子乙和丙,C項(xiàng)正確。不同菌種所需生長因子不同,可利用生長圖形法篩選菌種,D項(xiàng)正確。
18.下列有關(guān)用平板劃線法和稀釋涂布平板法純化大腸桿菌的敘述,正確的是( )
A.都需要用液體培養(yǎng)基
B.都需要使用接種針進(jìn)行接種
C.都需要在酒精燈火焰附近進(jìn)行接種
D.都可以用菌落數(shù)來計(jì)數(shù)活菌
答案:C
解析:平板劃線法和稀釋涂布平板法都是為了在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)菌落,所以都需要用固體培養(yǎng)基,A項(xiàng)錯(cuò)誤。平板劃線法使用接種環(huán)進(jìn)行接種,而稀釋涂布平板法采用涂布器操作,B項(xiàng)錯(cuò)誤。純化時(shí),要進(jìn)行無菌操作,為防止雜菌污染,操作時(shí)都需要在酒精燈火焰附近進(jìn)行接種,C項(xiàng)正確。平板劃線法不能用于計(jì)數(shù)活菌,只能用于分離菌種,稀釋涂布平板法可以用來計(jì)數(shù)活菌,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
19.某學(xué)者欲研究被石油污染過的土壤中細(xì)菌的數(shù)量,并從中篩選出能分解石油的細(xì)菌。下列操作錯(cuò)誤的是( )
A.利用平板劃線法對細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)
B.用以石油為唯一碳源的培養(yǎng)基篩選
C.采用稀釋涂布平板法分離菌種
D.稱取和稀釋土壤樣品需要在酒精燈火焰附近進(jìn)行
答案:A
解析:分離細(xì)菌常用的方法是平板劃線法和稀釋涂布平板法,但平板劃線法不能對細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)。
20.下列關(guān)于微生物的分離與培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是( )
A.高壓蒸汽滅菌加熱結(jié)束后,打開放氣閥使壓力表指針回到零后,開啟鍋蓋
B.倒平板時(shí),應(yīng)將打開的皿蓋放到一邊,以免培養(yǎng)基濺到皿蓋上
C.為了防止污染,接種環(huán)經(jīng)火焰滅菌后應(yīng)趁熱快速挑取菌落
D.用記號筆標(biāo)記培養(yǎng)皿中菌落時(shí),應(yīng)標(biāo)記在皿底
答案:D
解析:培養(yǎng)基等液體類的物品在滅菌結(jié)束后,切勿打開放氣閥迅速放氣,以免液體暴沸,造成溢出或炸裂,應(yīng)先關(guān)閉電源停止加熱,待其冷卻至壓力表指針回零后,再打開放氣閥放氣,A項(xiàng)錯(cuò)誤。倒平板時(shí),培養(yǎng)皿蓋不能完全打開,B項(xiàng)錯(cuò)誤。接種環(huán)灼燒滅菌后,應(yīng)冷卻后再挑取菌落,以免高溫殺死菌種,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
二、非選擇題(本題共5小題,共50分)
21.(11分)下圖為果酒與果醋發(fā)酵裝置示意圖,請據(jù)圖回答下列問題。
(1)釀造葡萄酒時(shí),在榨汁前,要先對葡萄進(jìn)行 ,再去除枝梗,該步驟可以避免去除枝梗時(shí)引起葡萄破損,增加被 污染的機(jī)會。?
(2)用體積分?jǐn)?shù)為 對上述裝置進(jìn)行 后,再裝入葡萄汁,將發(fā)酵裝置放在18~30 ℃的環(huán)境中,每天擰開氣閥b多次,排出發(fā)酵過程產(chǎn)生的大量 。裝置中d處設(shè)計(jì)成彎曲形狀的目的是 。
(3)10 d之后,利用酸性條件下的 對出料口c取樣的物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)。若呈 色,則說明產(chǎn)生了酒精。?
(4)產(chǎn)生酒精后,在發(fā)酵液中加入醋酸菌,然后將裝置放在 ℃的環(huán)境中,適時(shí)打開氣閥 向發(fā)酵液中充氣。充氣的原因是 。?
答案:(1)沖洗 雜菌 (2) 70%的酒精 消毒 CO2 防止排氣時(shí)空氣中雜菌的污染 (3)重鉻酸鉀 灰綠 (4)30~35 a 醋酸菌是好氧細(xì)菌,酒精轉(zhuǎn)變?yōu)橐宜嵝枰狾2
22.(10分)請回答下列有關(guān)泡菜發(fā)酵過程中的相關(guān)問題。
(1)蔬菜剛?cè)雺瘯r(shí),其表面帶有不抗酸的大腸桿菌和酵母菌等微生物。其中酵母菌最初的呼吸方式是 ,請寫出相關(guān)反應(yīng)式: 。?
(2)在發(fā)酵初期會有氣泡從壇沿水槽內(nèi)的水中間歇性溢出,試說明這些氣泡的來源: 。?
(3)到發(fā)酵中期,無氧狀態(tài)形成,乳酸菌開始活躍并產(chǎn)生大量乳酸,使乳酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.6%~0.8%,pH為3.5~3.8,試分析此時(shí)壇內(nèi)其他微生物的活動情況及原因: 。?
(4)發(fā)酵后期,乳酸含量繼續(xù)增加,當(dāng)乳酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到1.2%以上時(shí),發(fā)酵速度逐漸變緩甚至停止,主要原因是 。?
(5)請?jiān)谙铝凶鴺?biāo)圖中畫出該過程中乳酸菌數(shù)量、乳酸含量的變化趨勢。
答案:(1)有氧呼吸 C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量
(2)微生物呼吸作用產(chǎn)生的
(3)由于pH不適宜,其他微生物活動減慢甚至停止
(4)pH過低,抑制了乳酸菌的生長
(5)
23.(10分)檢驗(yàn)飲用水中細(xì)菌、病毒的含量是有效監(jiān)控部分疾病發(fā)生的必要措施。請回答下列與檢驗(yàn)飲用水中大腸桿菌有關(guān)的問題。
(1)檢驗(yàn)大腸桿菌的含量時(shí),通常將水樣進(jìn)行一系列的梯度稀釋,然后將不同稀釋度的水樣用涂布器分別涂布到固體培養(yǎng)基的表面進(jìn)行培養(yǎng),記錄菌落數(shù)量,這種方法稱為 法。?
(2)用上述方法統(tǒng)計(jì)樣本中的菌落數(shù)時(shí)是否需要設(shè)置對照組? (填“需要”或“不需要”),其原因是需要判斷培養(yǎng)基 ,對于固體培養(yǎng)基應(yīng)采用的檢測方法是將 的培養(yǎng)基在適宜的溫度下放置一段時(shí)間,觀察培養(yǎng)基上是否有菌落產(chǎn)生。?
(3)有三種材料或用具需要消毒或滅菌:培養(yǎng)細(xì)菌用的培養(yǎng)基與培養(yǎng)皿(甲);玻璃棒、試管、燒瓶和吸管(乙);實(shí)驗(yàn)操作者的雙手(丙)。其中需要消毒的是 ,需要滅菌的是 。(填代號)?
(4)檢驗(yàn)大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,使用過的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)物必須經(jīng)過 處理才能丟棄,以防環(huán)境的污染。?
(5)下表是一種培養(yǎng)基的配方,該培養(yǎng)基中的碳源是 ,氮源是 。瓊脂 (填“提供”或“不提供”)營養(yǎng)。?
組分
含量
蛋白胨
10.0 g
乳糖
5.0 g
蔗糖
5.0 g
K2HPO4
2.0 g
顯色劑
0.2 g
瓊脂
12.0 g
H2O
定容至1 000 mL
答案:(1)稀釋涂布平板 (2)需要 是否被雜菌污染(滅菌是否合格) 未接種 (3)丙 甲、乙 (4)滅菌 (5)乳糖、蔗糖、蛋白胨 蛋白胨 不提供
24.(10分)谷氨酸棒狀桿菌可用于微生物發(fā)酵工程生產(chǎn)谷氨酸,從而制取谷氨酸鈉(味精)。下圖為谷氨酸棒狀桿菌合成谷氨酸的途徑,通過發(fā)酵工程可以大量生產(chǎn)谷氨酸?;卮鹣铝袉栴}。
(1)與酵母菌相比,谷氨酸棒狀桿菌在結(jié)構(gòu)上的顯著特點(diǎn)是 ;谷氨酸發(fā)酵的培養(yǎng)基成分有豆餅水解液、玉米漿、尿素、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、生物素等,從物理性質(zhì)看,該培養(yǎng)基屬于 培養(yǎng)基。?
(2)發(fā)酵過程中要測定谷氨酸棒狀桿菌的數(shù)量,可采用的計(jì)數(shù)方法有顯微鏡直接計(jì)數(shù)法和 ,前者計(jì)數(shù)的結(jié)果比后者計(jì)數(shù)的結(jié)果值偏 (填“大”或“小”),原因是 ? 。?
(3)由圖可知,谷氨酸棒狀桿菌體內(nèi)若積累了較多的谷氨酸,則會抑制谷氨酸脫氫酶的活性,微生物這種對自身代謝速率的調(diào)節(jié)方式是 。
(4)谷氨酸棒狀桿菌在發(fā)酵過程中要不斷地通入無菌空氣,并通過攪拌使空氣形成細(xì)小的氣泡,迅速溶解在培養(yǎng)液中,當(dāng)培養(yǎng)基中碳氮比為4∶1時(shí),菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少;當(dāng)碳氮比為3∶1時(shí),菌體繁殖受抑制,但谷氨酸的合成量大增。在無氧條件下,谷氨酸棒狀桿菌的代謝物是乳酸或琥珀酸。由此說明谷氨酸棒狀桿菌的代謝類型是 ,由上述探究可知,通過發(fā)酵得到大量谷氨酸的發(fā)酵思路是 ? 。?
答案:(1)無以核膜為界限的細(xì)胞核 液體
(2)稀釋涂布平板法 大 前者死菌和活菌一起計(jì)數(shù),后者只計(jì)數(shù)活菌,且可能有多個(gè)菌體形成同一個(gè)菌落
(3)負(fù)反饋調(diào)節(jié)
(4)異養(yǎng)兼性厭氧型 不斷向發(fā)酵液中通入無菌空氣,使發(fā)酵液中碳氮比為4∶1,培養(yǎng)一段時(shí)間使菌種大量繁殖,后將培養(yǎng)液的碳氮比改為3∶1,使菌種合成大量谷氨酸
解析:(1)谷氨酸棒狀桿菌屬于細(xì)菌,酵母菌屬于真菌,谷氨酸棒狀桿菌在結(jié)構(gòu)上的顯著特點(diǎn)是無以核膜為界限的細(xì)胞核。谷氨酸發(fā)酵的培養(yǎng)基成分中無瓊脂等凝固劑,故從物理性質(zhì)看,該培養(yǎng)基屬于液體培養(yǎng)基。(2)測定谷氨酸棒狀桿菌的數(shù)量可采用的計(jì)數(shù)方法有顯微鏡直接計(jì)數(shù)法和稀釋涂布平板法。由于顯微鏡直接計(jì)數(shù)法中死菌和活菌一起計(jì)數(shù),而稀釋涂布平板法只計(jì)數(shù)活菌,且可能有多個(gè)菌體形成同一個(gè)菌落,因此顯微鏡直接計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)的結(jié)果比稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)的結(jié)果值大。(3)由題圖可知,當(dāng)谷氨酸過量時(shí),會抑制谷氨酸脫氫酶的活性,導(dǎo)致谷氨酸脫氫酶的活性下降,從而使谷氨酸含量下降,這種對自身代謝速率的調(diào)節(jié)方式是負(fù)反饋調(diào)節(jié)。(4)由題意可知,谷氨酸棒狀桿菌的代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型,當(dāng)培養(yǎng)基中碳氮比為4∶1時(shí),菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少;當(dāng)碳氮比為3∶1時(shí),菌體繁殖受抑制,但谷氨酸的合成量大增,因此通過發(fā)酵得到大量谷氨酸的發(fā)酵條件是不斷向發(fā)酵液中通入無菌空氣,在發(fā)酵液中碳氮比為4∶1時(shí)培養(yǎng)一段時(shí)間,使菌種大量繁殖,后將培養(yǎng)液的碳氮比改為3∶1,即可通過發(fā)酵得到大量谷氨酸。
25.(9分)某生物活動小組為探究當(dāng)?shù)剞r(nóng)田土壤中分解尿素的細(xì)菌的數(shù)量,進(jìn)行了隨機(jī)取樣、系列梯度稀釋、涂布平板、培養(yǎng)、計(jì)數(shù)等步驟,實(shí)驗(yàn)操作過程如下圖所示。請分析回答下列問題。
(1)該實(shí)驗(yàn)中含有瓊脂的培養(yǎng)基從物理性質(zhì)上來說,屬于 培養(yǎng)基,培養(yǎng)基中選擇了 作為唯一氮源。?
(2)分解尿素的細(xì)菌能產(chǎn)生 酶,催化尿素分解產(chǎn)生 。 ?
(3)需要對菌液進(jìn)行系列梯度稀釋的原因是 ,但稀釋度不宜過高的原因是 。 ?
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:6號試管涂布的三個(gè)平板的菌落數(shù)分別為550、601、688,7號試管涂布的三個(gè)平板的菌落數(shù)分別為58、73、97,8號試管涂布的三個(gè)平板的菌落數(shù)分別為8、15、28。應(yīng)選擇 號試管涂布的三個(gè)平板的菌落數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),原因是 ,則該10 g土壤樣品中含有分解尿素的細(xì)菌數(shù)是 個(gè)。?
答案:(1)固體 尿素 (2)脲 NH3 (3)只有在稀釋度足夠高時(shí),聚集在一起的微生物才能被分散成單個(gè)細(xì)胞,并形成單個(gè)菌落 稀釋度過高時(shí),得到的平板菌落數(shù)太少,實(shí)驗(yàn)的偶然性太大 (4)7 應(yīng)選擇菌落數(shù)為30~300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù) 7.6×1011
解析:為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,一般選擇菌落數(shù)為30~300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù),所以應(yīng)選擇稀釋1×108倍的7號試管涂布的三個(gè)平板的菌落數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),即該10g土壤樣品中含有分解尿素的細(xì)菌數(shù)=(58+73+97)÷3÷0.1×1×108×10=7.6×1011(個(gè))。
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