?專題強化練(十五)　發(fā)酵工程
1．(2022·廣東模擬預測)許多國家以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過發(fā)酵獲得了大量的微生物菌體——單細胞蛋白。單細胞蛋白含有豐富的蛋白質、糖類、脂質和維生素等物質，可以制成飼料，使家畜、家禽增重快，提高產(chǎn)奶、產(chǎn)蛋量，也可以作為食品添加劑。某興趣小組通過實驗分離出能分解纖維素的微生物。請回答下列相關問題：
(1)實驗小組嘗試從收割后的小麥田里分離出分解纖維素的微生物，應該配制以________為唯一碳源的培養(yǎng)基。配制的培養(yǎng)基用________法滅菌，滅菌的作用是_____________________。
(2)滅菌的培養(yǎng)基需要倒平板操作，冷凝后平板需倒置的目的是________________________。
(3)若要對培養(yǎng)的細菌計數(shù)，則需要用________法進行接種，當樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的是單菌落，運用這種方法統(tǒng)計的結果往往比實際值偏小，理由是________________________________________________________________________。
(4)能夠分解纖維素的微生物體內能夠合成纖維素酶，纖維素酶包括_________________，若需要檢測分離的微生物中是否含有目的菌株，應在培養(yǎng)基中加入________染液。
解析：(1)在以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基中，纖維素分解菌能夠很好地生長，其他微生物則不能生長。常用高壓蒸汽滅菌法對培養(yǎng)基進行滅菌處理，滅菌的作用是殺死培養(yǎng)基中的所有微生物，包括芽孢和孢子。(2)平板倒置的目的是防止皿蓋上的冷凝水落入培養(yǎng)基造成培養(yǎng)基污染、避免培養(yǎng)基中的水分過快蒸發(fā)。(3)用稀釋涂布平板法對接種的細菌進行計數(shù)，運用這種方法統(tǒng)計的結果往往比實際值偏小，原因是當兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落。(4)纖維素酶是一種復合酶，一般認為它至少包括三種組分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復合物，當纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅－纖維素的復合物不能形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。
答案：(1)纖維素　高壓蒸汽滅菌　殺死培養(yǎng)基中的所有微生物，包括芽孢和孢子
(2)防止皿蓋上的冷凝水落入培養(yǎng)基造成培養(yǎng)基污染、避免培養(yǎng)基中的水分過快蒸發(fā)
(3)稀釋涂布平板　當兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落
(4)C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶　剛果紅
2．(2022·廣東模擬預測)科研人員嘗試利用紫外線誘變的方法獲得青霉素高產(chǎn)菌株。某研究小組對誘變處理得到突變菌S(需氧型)進行分離純化、擴大培養(yǎng)、發(fā)酵培養(yǎng)，并對青霉素生產(chǎn)效能進行測定?；卮鹣铝袉栴}：
(1)對誘變處理得到的突變菌S制成較稀濃度的懸液，其目的是在培養(yǎng)時獲得________，然后將活化的突變菌接種到液體培養(yǎng)基中，并置于在搖床上進行振蕩培養(yǎng)，其中振蕩操作的目的是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)菌種的擴大培養(yǎng)和發(fā)酵培養(yǎng)涉及不同的代謝過程，生產(chǎn)中這兩個過程中的溫度要求是不同的，其原因是____________________________________。發(fā)酵過程中再添加的麩質發(fā)酵料需保持松散狀態(tài)，其目的是________。除溫度、氧氣等因素外，培養(yǎng)基的_______________(答出1點即可)也是影響突變菌S發(fā)酵產(chǎn)率的重要因素。
(3)發(fā)酵培養(yǎng)過程中菌液濃度及青霉素濃度變化如圖所示。發(fā)酵至約________h時，青霉素濃度增長速率最快。在培養(yǎng)基成分和理化因素均適宜的條件下，影響發(fā)酵最終產(chǎn)量的因素有____________________________(答出2點即可)。

解析：(1)對誘變處理得到的突變菌S制成較稀濃度的懸液，其目的是在培養(yǎng)時獲得單菌落，便于純化培養(yǎng)和計數(shù)，然后將活化的突變菌接種到液體培養(yǎng)基中，并置于在搖床上進行振蕩培養(yǎng)，這里振蕩操作是為了增加培養(yǎng)液中溶解氧含量，使菌種和營養(yǎng)物質充分接觸，從而有利于菌種的生長。(2)菌種的擴大培養(yǎng)和發(fā)酵培養(yǎng)涉及不同的代謝過程，生產(chǎn)中這兩個過程中的溫度要求是不同的，這是因為突變菌S生長繁殖和青霉素合成代謝所需酶的最適溫度不同，因此為了達到不同的目的需要設置不同的溫度培養(yǎng)。發(fā)酵過程中再添加的麩質發(fā)酵料需保持松散狀態(tài)，是為了增加通氣性，保證青霉菌代謝的需要。除溫度、氧氣等因素外，培養(yǎng)基的pH、成分、雜菌污染情況也是影響突變菌S發(fā)酵產(chǎn)率的重要因素。 (3)結合圖示可知，發(fā)酵至約75 h左右時，青霉素濃度增長速率最快，因此為了獲得青霉素的高產(chǎn)，可將培養(yǎng)時間控制在75 h左右。在培養(yǎng)基成分和理化因素均適宜的條件下，影響發(fā)酵最終產(chǎn)量的因素有菌液濃度、 菌體合成青霉素的能力、發(fā)酵時間等。
答案：(1)單菌落　增加培養(yǎng)液中溶解氧含量；使菌種和營養(yǎng)物質更好接觸
(2)突變菌S生長繁殖和青霉素合成代謝所需酶的最適溫度不同　增加通氣性　pH、成分、雜菌污染情況
(3)75(50～75 h之間均可)　菌液濃度、 菌體合成青霉素的能力(其他合理答案也可)
3．(2022·廣東模擬預測)網(wǎng)絡中有位四川姑娘發(fā)布了一系列生活視頻，視頻中的她釀制果酒果醋、腌制泡菜臘肉、手工造紙、養(yǎng)蠶絲、染布、蜀繡、再到制作各種家居物件……，田園牧歌式的生活獲得了網(wǎng)友們的熱評和點贊。回答下列問題：
(1)果酒釀造過程中，起主要作用的微生物是酵母菌，酵母菌的異化作用類型是________，發(fā)酵產(chǎn)生的果酒在醋酸菌的作用下會進一步轉變?yōu)榇姿?，與酒精發(fā)酵的條件相比，醋酸發(fā)酵需要____________________________________(答出2點)
(2)工業(yè)上生產(chǎn)酒精可采用________法固定酵母細胞，細胞固定化技術的優(yōu)點是____________________________________(答出2點)。
(3)若要測定果酒發(fā)酵液中的酵母菌密度，進行下圖所示操作。

將發(fā)酵液用________法接種到培養(yǎng)基，一段時間后，培養(yǎng)基A、B、C中菌落數(shù)分別為36、40、35，表明1 L發(fā)酵液中的酵母菌數(shù)量約為________個，統(tǒng)計結果比酵母菌的實際數(shù)目偏________(大或小)。
解析：(1)酵母菌是兼性厭氧型生物，既能有氧呼吸也能無氧呼吸；醋酸菌為好氧菌，適宜的溫度比酵母菌高，因此需持續(xù)通氧、更高的培養(yǎng)溫度(30～35 ℃)。(2)包埋法可以用來固定微生物；固定化微生物(細胞)更容易與產(chǎn)物分離，且可重復利用。(3)稀釋涂布平板常用來對微生物進行計數(shù)；0.1 mL中含有(36＋40＋35)÷3＝111÷3＝37個，則1 mL中含有370個，圖中的1 mL發(fā)酵液被稀釋了105倍，因此原發(fā)酵液1 mL中含有3.7×107個，1 L發(fā)酵液中的酵母菌數(shù)量約為3.7×1010個；由于常有幾個細菌靠的比較近，表現(xiàn)為一個菌落，因此統(tǒng)計結果比酵母菌的實際數(shù)目偏小。
答案：(1)兼性厭氧　持續(xù)通氧、更高的培養(yǎng)溫度(30～35 ℃)
(2)包埋　便于產(chǎn)物的分離，固定化的細胞可重復利用
(3)稀釋涂布平板　3.7×1010　小
4．(2022·湖南長郡中學模擬預測)甘肅某地由于TNT(主要成分為2，4二硝基甲苯磺酸鹽)紅水蒸發(fā)池滲漏，對土壤造成嚴重污染，威脅到黃河上游的水質安全。因此，TNT紅水污染土壤修復是目前亟待解決的環(huán)境問題。某實驗小組欲通過生物修復分離有效降解2，4二硝基甲苯磺酸鹽的菌株，進行了如下實驗，請回答下列問題：
(1)LB培養(yǎng)基的制備：取胰蛋白胨、NaCl和酵母提取物溶于蒸餾水中，此過程中胰蛋白胨提供的營養(yǎng)物質是__________________，用NaOH調節(jié)pH至7.2，用____________在121 ℃條件下滅菌15分鐘。若要獲得本研究所用的固體培養(yǎng)基，需在上述培養(yǎng)基中加入__________。
(2)菌株分離與鑒定：取______________________土壤，放入裝有100 mL無菌LB液體培養(yǎng)基的錐形瓶中，在30 ℃和120 rpm的恒溫搖床上振蕩24小時，此過程的目的是__________。取1 mL培養(yǎng)液，采用__________法分離純化菌株。
(3)該實驗小組欲進一步探究菌株對2，4二硝基甲苯磺酸鹽的降解能力，請幫助設計實驗，寫出實驗思路：__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)探究鹽度對菌株生長的影響研究發(fā)現(xiàn)，純化的菌株在NaCl濃度為0%～3%之間對2，4二硝基甲苯磺酸鹽的降解率在96小時后達到90%，但當NaCl濃度達到5%后，降解率幾乎為0。研究中偶然發(fā)現(xiàn)菌株B1在NaCl濃度達到5%后，降解率卻達到50%，說明________________________________________________________________________。
解析：(1)蛋白胨既可以提供碳源，也可以提供氮源；用NaOH調節(jié)pH至7.2，在121 ℃條件下用高壓蒸汽滅菌鍋滅菌15分鐘；若要獲得本研究所用的固體培養(yǎng)基，需在上述培養(yǎng)基中加入瓊脂。(2)自然界中目的菌株的篩選依據(jù)：根據(jù)它對生存環(huán)境的要求，到相應的環(huán)境中去尋找，本實驗要分離有效降解2，4二硝基甲苯磺酸鹽的菌株，因此取甘肅某TNT紅水污染場地污染土壤。放入裝有100 mL無菌LB液體培養(yǎng)基的錐形瓶中，在30 ℃和120 rpm的恒溫搖床上振蕩24小時，此過程的目的是富集培養(yǎng)，讓微生物的數(shù)目增加；取1 mL培養(yǎng)液，采用稀釋涂布平板法分離純化菌株。(3)要分析菌株對2，4二硝基甲苯磺酸鹽的降解能力，可以取人工配制的一定濃度的2，4二硝基甲苯磺酸鹽(TNT)溶液加入錐形瓶中，之后再在錐形瓶中加入一定量的純化菌液，每隔一定時間取樣，測定2，4二硝基甲苯磺酸鹽濃度。(4)由題干可知，純化菌株在NaCl濃度為0%～3%之間對2，4二硝基甲苯磺酸鹽的降解率在96小時后達到90%，但當NaCl濃度達到5%后，降解率幾乎為0。而偶然發(fā)現(xiàn)菌株B1在NaCl濃度達到5%后，降解率達到50%，說明菌株B1具有一定的耐鹽能力，能在較高鹽濃度條件下降解2，4二硝基甲苯磺酸鹽。
答案：(1)碳源和氮源　高壓蒸汽滅菌鍋　瓊脂
(2)甘肅某TNT紅水污染場地污染　富集培養(yǎng)　稀釋涂布平板
(3)取人工配制的一定濃度的2，4二硝基甲苯磺酸鹽(TNT)溶液加入錐形瓶中，之后再在錐形瓶中加入一定量的純化菌液，每隔一定時間取樣，測定2，4二硝基甲苯磺酸鹽濃度
(4)菌株B1具有一定的耐鹽能力，能在較高鹽濃度條件下降解2，4二硝基甲苯磺酸鹽
5．(2023·河南模擬預測)低密度聚乙烯(LDPE)因具有延展性等優(yōu)點而廣泛應用于保鮮膜，塑料膜等制造業(yè)，而LDPE(呈乳白色)不易被降解，對環(huán)境造成了極大的污染，通過微生物降解LDPE是綠色環(huán)保的新途徑。以下為篩選LDPE降解菌(LDPE17菌株)的過程?；卮鹣铝袉栴}：
(1)首先從塑料膜埋藏地采集樣品，將樣品加入無菌水中振蕩，靜置，取上清液用以__________為唯一碳源的液體培養(yǎng)基進行富集培養(yǎng)，富集培養(yǎng)的目的是_____________________________。用涂布器將菌液接種到固體培養(yǎng)基上，30 ℃培養(yǎng)3d。對所用的培養(yǎng)皿、錐形瓶等玻璃制品常采用__________法進行滅菌。
(2)培養(yǎng)后，挑取有透明圈的菌落在選擇培養(yǎng)基上進行連續(xù)劃線分離，直至得到純培養(yǎng)菌株—LDPE17菌株，即為初篩菌株，連續(xù)劃線時需要注意_______________________________(答兩點)。如何判斷選擇培養(yǎng)基是否具有篩選作用，簡要寫出實驗思路并預期實驗結果和結論：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在去除氮源的LDPE17菌株富集培養(yǎng)基中，分別添加蛋白胨、牛肉膏、(NH4)2SO4、NH4Cl、(NH4)2HPO4，每種氮源做三個平行實驗，培養(yǎng)48 h，測定各實驗組中LDPE 的濃度。該實驗探究的目的是__________________，該實驗的無關變量有_______________________(答2個)。
(4)欲將獲得的LDPE17菌株進行長期保存，常采用的方法是______________________。
解析：(1)為了篩選LDPE降解菌(LDPE17菌株)應以LDPE(低密度聚乙烯)為唯一碳源的液體培養(yǎng)基進行富集培養(yǎng)，富集培養(yǎng)是為了增加目的菌的濃度，以確保能從樣品中分離得到所需的微生物。耐高溫的，需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(吸管、培養(yǎng)皿)和金屬用具等，可以采用這種方法滅菌，所以實驗中對所用的培養(yǎng)皿、錐形瓶等玻璃制品應采用干熱滅菌法進行滅菌。(2)劃線的要求，劃線時，不能把接種環(huán)深入到培養(yǎng)基中進行接種，只能在培養(yǎng)基表面進行劃線操作，連續(xù)劃線時需要注意不能劃破培養(yǎng)基；劃線應該從上一區(qū)末端劃線；劃線前后要灼燒接種環(huán)；最后一區(qū)的劃線不能與第一區(qū)相連等。為了判斷選擇培養(yǎng)基是否具有篩選作用，應該在選擇培養(yǎng)基和完全培養(yǎng)基上分別接種等量的相應濃度的菌液，觀察菌落的生長情況來判斷。實驗思路：應在選擇培養(yǎng)基和完全培養(yǎng)基上分別接種等量的相應濃度的菌液，在相同且適宜條件下培養(yǎng)。預期實驗結果及結論：若選擇培養(yǎng)基上長出的菌落數(shù)量明顯少于完全培養(yǎng)基上的菌落，則證明該培養(yǎng)基具有篩選作用。(3)在去除氮源的LDPE17菌株富集培養(yǎng)基中，分別添加蛋白胨、牛肉膏、(NH4)2SO4、NH4Cl、(NH4)2HPO4，即每組的氮源不同，實驗的自變量是不同的氮源，所以該實驗探究的目的是探究不同氮源對LDPE17菌株生長繁殖的影響。該實驗中除了氮源不同，其他的條件應該相同且適宜，所以無關變量有每種氮源的含氮量、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時間等。(4)對分離出的細菌進行長期保存，常采用甘油管藏法。
答案：(1)LDPE(低密度聚乙烯)　增加目的菌的濃度，以確保能從樣品中分離得到所需的微生物　干熱滅菌
(2)不能劃破培養(yǎng)基；從上一區(qū)末端劃線；劃線前后要灼燒接種環(huán)；最后一區(qū)的劃線不能與第一區(qū)相連等　實驗思路：應在選擇培養(yǎng)基和完全培養(yǎng)基上分別接種等量的相應濃度的菌液，在相同且適宜條件下培養(yǎng)；預期實驗結果及結論：若選擇培養(yǎng)基上長出的菌落數(shù)量明顯少于完全培養(yǎng)基上的菌落，則證明該培養(yǎng)基具有篩選作用
(3)探究不同氮源對LDPE17菌株生長繁殖的影響　每種氮源的含氮量、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時間
(4)甘油管藏法
6．(2022·河北石家莊模擬預測)苧麻的蛋白質含量高，年生物產(chǎn)量大，是畜牧業(yè)植物蛋白質飼料的重要來源。但苧麻含有大量木質纖維素，動物消化吸收困難。黑曲霉為真菌，在發(fā)酵過程中能產(chǎn)生纖維素酶、木質素降解酶等多種酶。為探究黑曲霉菌液對青貯料(苧麻與麥麩)進行混合發(fā)酵后營養(yǎng)成分、木質纖維素降解效果的影響，并尋求黑曲霉菌液最佳添加量?？蒲腥藛T做了如下實驗并得到相關結果：
項目
對照CK
處理Ⅰ
處理Ⅱ
處理Ⅲ
處理Ⅳ
可溶性碳水化合物含量%　
3.14
3.38
3.38
3.25
3.21
中性洗滌纖維含量%
41.95
37.49
34.47
34.42
34.85
酸性洗滌纖維含量%
22.38
18.90
17.78
17.83
17.84
酸性洗滌木質素含量%
16.85
15.04
14.48
14.92
14.56
注：CK：每千克青貯料中添加200 mL無菌水；
處理Ⅰ：每千克青貯料中添加50 mL黑曲霉菌液＋150 mL無菌水；
處理Ⅱ：每千克青貯料中添加100 mL黑曲霉菌液＋100 mL無菌水；
處理Ⅲ：每千克青貯料中添加150 mL黑曲霉菌液＋50 mL無菌水；
處理Ⅳ：每千克青貯料中添加200 mL黑曲霉菌液。
回答下列問題：
(1)纖維素酶可以把植物細胞壁的纖維素分解為____________，從而降低青貯料中纖維素的含量。
(2)黑曲霉的PDA液體產(chǎn)酶培養(yǎng)基組成為：麩皮，豆粉餅，(NH4)2SO4，KH2PO4，MgSO4·7H2O；培養(yǎng)時需要通氣振蕩，由此可知黑曲霉的代謝類型為____________；豆粉餅可提供黑曲霉生長所需的______________；若要分離高產(chǎn)纖維素酶的黑曲霉菌落，上述培養(yǎng)基中還需要添加__________，且在培養(yǎng)基滅菌前將pH調至____________(填“酸性”、“中性”、或“微堿性”)。
(3)研究結果表明添加黑曲霉菌液可以有效改良青貯料的品質，理由是_____________
________________________________________________________________________；
其中黑曲霉菌液最佳添加量為每千克青貯料中添加______________ mL黑曲霉菌液。
(4)上述實驗中所用黑曲霉菌液濃度的計數(shù)方法為：用多層紗布過濾黑曲霉培養(yǎng)液得到孢子懸浮液，取1 mL用無菌水逐級稀釋10倍，稀釋4次，取0.1 mL稀釋液滴加至血球計數(shù)板計數(shù)，統(tǒng)計得到計數(shù)板中平均孢子數(shù)為56.8個，則黑曲霉培養(yǎng)液中孢子濃度為____________個· mL－1。
解析：(1)纖維素酶是一種復合酶，C1酶、Cx酶把纖維素分解成纖維二糖，葡萄糖苷酶把纖維二糖分解成葡萄糖。(2)由黑曲霉的PDA液體產(chǎn)酶培養(yǎng)基組成中含有麩皮和豆粉餅可知黑曲霉同化類型為異養(yǎng)型；由培養(yǎng)時需要通氣振蕩可知黑曲霉的異化作用為需氧型，因此代謝類型為異養(yǎng)需氧型。豆粉餅可提供黑曲霉生長所需的氮源和碳源。若要分離高產(chǎn)纖維素酶的黑曲霉菌落則需要固體培養(yǎng)基，需要在上述液體培養(yǎng)基中添加瓊脂。黑曲霉屬于霉菌，培養(yǎng)霉菌的培養(yǎng)基需要將pH調至酸性。(3)由表中信息可知，與對照組(不添加黑曲霉菌液)相比，添加黑曲霉菌液的處理組青貯料的可溶性碳水化合物含量均上升，纖維素和木質素的含量均下降，說明添加黑曲霉菌液可以分解纖維素和木質素，改良青貯料的品質。綜合考慮可溶性碳水化合物含量、中性洗滌纖維含量、酸性洗滌纖維含量、酸性洗滌木質素含量的變化，相比其它3組，處理Ⅱ組可溶性碳水化合物含量最高，該條件下中性洗滌纖維含量、酸性洗滌纖維含量、酸性洗滌木質素的總量最低(3種物質數(shù)量之和)，因此處理Ⅱ組為處理的最佳方案，由表中注解可知處理Ⅱ組的方案為每千克青貯料中添加100 mL黑曲霉菌液。(4)由題干信息中的計數(shù)方法可知：0.1 mL稀釋液滴加至血球計數(shù)板計數(shù)，統(tǒng)計得到計數(shù)板中平均孢子數(shù)為56.8個，則1 mL稀釋液中孢子數(shù)目為568個，由于每 mL孢子原液已經(jīng)稀釋了104倍，因此黑曲霉培養(yǎng)液中孢子濃度為568×104個· mL－1，即5.68×106個· mL－1。
答案：(1)纖維二糖和葡萄糖
(2)異養(yǎng)需氧(型)　氮源和碳源　瓊脂　酸性
(3)與對照組相比，添加黑曲霉菌液的處理組青貯料的可溶性碳水化合物含量均上升，纖維素和木質素的含量均下降　100
(4)5.68×106
7．(2022·上海虹口二模)人誤食被金黃色葡萄球菌污染的食物后，可能出現(xiàn)腹瀉、嘔吐等癥狀。研究者嘗試用蜻蜓腸道共生菌的代謝產(chǎn)物開發(fā)新型抑菌藥物，部分實驗步驟如圖所示，圖中數(shù)字編號代表實驗步驟。

(1)金黃色葡萄球菌可通過被污染的食物進入人體，這種傳播方式屬于__________。
A．空氣傳播　　　　　 B．媒介物傳播
C．病媒傳播 D．接觸傳播
(2)培養(yǎng)蜻蜓腸道共生菌的培養(yǎng)基配方如表所示。據(jù)表中信息和所學知識判斷，馬鈴薯為共生菌生長提供的營養(yǎng)成分包括__________。
馬鈴薯
葡萄糖
瓊脂
水
200.0 g
20.0 g
20.0 g
1 000 mL
A．碳源 B．氮源
C．無機鹽 D．生長因子
(3)為避免雜菌污染，圖中實驗操作應采用的正確方法是__________。
A．步驟①用自來水浸泡蜻蜓
B．步驟②在超凈工作臺上操作
C．步驟③加入蒸餾水研磨蜻蜓腸道
D．實驗器材需要高壓滅菌
(4)接種培養(yǎng)一段時間，培養(yǎng)基上共出現(xiàn)42種蜻蜓腸道共生菌。簡述從個體水平和分子水平區(qū)分這些菌株的方法______________________________________________________
________________________________________________________________________。
研究者分離出蜻蜓腸道菌株A，提取其代謝產(chǎn)物并用丙酮定容制成“藥液”。欲比較“藥液”與慶大霉素(用無菌水配制的抗菌素溶液)對金黃色葡萄球菌的抑菌效果，請在下列橫線處填寫簡要的實驗步驟，完成實驗方案(所有實驗均在無菌環(huán)境操作)。

(5)實驗主要步驟如下：
①將________均勻涂布在圖中所示的平板培養(yǎng)基上；
②用無菌鑷子將分別浸過A、B、C液和無菌水的圓紙片瀝干后均勻置于上述培養(yǎng)基表面。A、B、C液分別為___________________________________________________________；
③在恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)一段時間后，檢測“因變量”的方法是____________________；
④為使實驗結果更準確的做法是____________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)病原體通過無生命的媒介物傳播屬于媒介傳播，因此金黃色葡萄球菌可通過被污染的食物進入人體，這種傳播方式屬于媒介物傳播。故選B。(2)馬鈴薯中含有糖類、蛋白質、少量脂肪和礦物質等物質，如表所示的培養(yǎng)基中，馬鈴薯可為共生菌生長提供碳源、 氮源、 無機鹽、生長因子。(3)自然水中有雜菌，步驟①應該用無菌水浸泡蜻蜓，A錯誤；超凈工作臺是一種提供局部無塵無菌工作環(huán)境的單向流型空氣凈化設備，為防止雜菌污染，步驟②在超凈工作臺上操作，B正確；步驟③加入無菌水研磨蜻蜓腸道，C錯誤；為防止雜菌污染，實驗器材需要高壓滅菌，D正確。(4)在個體水平上，不同菌落的形狀、大小、顏色、邊緣、表面狀況等不同，可用肉眼進行形態(tài)學鑒定，觀察菌落的形狀、大小、顏色、邊緣、表面狀況等(或制成臨時裝片，在顯微鏡下觀察細菌的形態(tài))，以區(qū)分鑒定菌株；在分子水平上，不同菌株的遺傳信息不同，可提取菌體的DNA進行測序，來鑒定菌株。(5)欲比較“藥液”與慶大霉素(用無菌水配制的抗菌素溶液)對金黃色葡萄球菌的抑菌效果，則實驗的自變量為抑菌液的種類，因變量為抑菌效果，具體的實驗步驟為：將稀釋的金黃色葡萄球菌“菌液”均勻涂布在圖中所示的平板培養(yǎng)基上；用無菌鑷子將分別浸過丙酮溶液、相同濃度的藥液和慶大霉素和無菌水的圓紙片瀝干后均勻置于上述培養(yǎng)基表面；因變量為抑菌效果，金黃色葡萄球菌若受到抑菌液的抑制，則圓紙片周圍會出現(xiàn)清晰區(qū)，因此可用直尺測量每個圓紙片周圍清晰區(qū)的寬度，并記錄，從而檢測因變量；為使實驗結果更準確，應遵循實驗的平行重復原則，重復上述實驗步驟多次，并對各組測量的數(shù)據(jù)求平均值。
答案：(1)B
(2)ABCD
(3)BD
(4)個體水平：可用肉眼進行形態(tài)學鑒定，觀察菌落的形狀、大小、顏色、邊緣、表面狀況等(或制成臨時裝片，在顯微鏡下觀察細菌的形態(tài))，以區(qū)分鑒定菌株；
分子水平：提取菌體的DNA進行測序，來鑒定菌株
(5)稀釋的金黃色葡萄球菌“菌液”　丙酮溶液、相同濃度的藥液和慶大霉素　用直尺測量每個圓紙片周圍清晰區(qū)的寬度，并記錄　重復上述實驗步驟多次，并對各組測量的數(shù)據(jù)求平均值
8．(2022·廣東茂名二模)研究人員在某造紙廠附近土壤采樣篩選出菌株H，以玉米芯(玉米棒脫粒后的剩余部分，含較多的木聚糖)為原料，在實驗室發(fā)酵生產(chǎn)木寡糖等高附加值低聚糖，以期提高玉米的整體利用價值。

(1)生產(chǎn)實踐中，常在堿性的條件下高溫處理玉米芯以提取木聚糖。為篩選出能耐高溫耐堿性的木聚糖分解菌H，首先制備以木聚糖為____________的固體培養(yǎng)基，調節(jié)培養(yǎng)基pH＝10.0，然后將土壤加入含有____________的錐形瓶中稀釋，用____________法將菌種稀釋液接種到培養(yǎng)基，在50 ℃環(huán)境中培養(yǎng)以獲得單菌落。
(2)基于菌株H的特性，研究人員設計了如上圖所示的發(fā)酵設備，該設備的控制系統(tǒng)需感應____________等理化性質的變化，以保證良好的發(fā)酵環(huán)境。
(3)該設備以一定的速度在加料口不斷添加新的培養(yǎng)基，同時又以同樣速度在出料口放出舊的培養(yǎng)基，可大大提高生產(chǎn)效率，原因是__________________________________________
__________________________________________________________________(答出2點即可)。
(4)該設備處理玉米芯與將玉米芯進行焚燒處理相比，優(yōu)點是____________(答出2點即可)。
解析：(1)因為要篩選木聚糖分解菌，因此應該選擇以木聚糖為唯一碳源的固體培養(yǎng)基；因為培養(yǎng)基和器具在前面都已經(jīng)滅菌，因此稀釋的時候應該用無菌水稀釋；因為前面已經(jīng)稀釋，所以此處應該用稀釋涂布平板法。(2)由于篩選到的是耐高溫耐堿性的木聚糖分解菌。為了讓該分解菌分解效率較高，因此要控制溫度和pH。而木聚糖分解菌是好氧菌(由圖中知道該設備需要通入無菌空氣)，因此需要感應氧氣的變化。(3)不斷添加新的培養(yǎng)基可以保證微生物對營養(yǎng)物質的需求；放出舊的培養(yǎng)基可以防止代謝廢物對菌株的影響。
(4)由于充分利用了玉米芯，變廢為寶可以提高資源利用率，相比燃燒可以減少污染。然后由于將反應局限在一個容器中進行處理，可以減少占有土地資源。
答案：(1)唯一碳源　無菌水　稀釋涂布平板
(2)溫度、pH、O2濃度
(3)①保證微生物對營養(yǎng)物質的需求；②防止代謝產(chǎn)物對菌株H發(fā)酵的影響
(4)減少污染，減少占有土地資源，提高資源利用率
9．(2022·廣東深圳二模)米諾環(huán)素(分子式：C23H27N3O7)是一種四環(huán)素類抗生素，應用于人類疾病治療和畜禽養(yǎng)殖。由于進入人體或動物體內不能完全被吸收，造成其在環(huán)境中殘留。某研究人員在自然水域中篩選和分離得到了一種米諾環(huán)素高效降解菌DM13，并展開相關研究。下表是研究過程中使用的培養(yǎng)基種類及配方，回答下列問題。
培養(yǎng)基種類
配方
BP培養(yǎng)基
蛋白胨5.0 g、牛肉膏3.0 g、氯化鈉5.0 g，蒸餾水定容至1 000 mL
BPA培養(yǎng)基
蛋白胨5.0 g、牛肉膏3.0 g、氯化鈉5.0 g、瓊脂25.0 g，蒸餾水定容至1 000 mL
MM培養(yǎng)基
MgSO4·7H2O 0.15 g、FeSO4·7H2O 0.01 g、CaCl2 0.02 g、KH2PO4 1 g、Na2HPO4 1 g、NH4NO3 1 g、葡萄糖0.5 g，蒸餾水定容至1 000 mL
(1)分離微生物前，可通過選擇培養(yǎng)來增加米諾環(huán)素降解菌的濃度，需在BP培養(yǎng)基中添加一定濃度的________，該物質同時提供微生物生長需要的________。
(2)選擇培養(yǎng)得到的微生物樣品先稀釋，再涂布到________(BP/BPA/MM)培養(yǎng)基的平板進行培養(yǎng)。如果水樣中降解米諾環(huán)素的微生物數(shù)量較少，為了避免分離篩選失敗，可采取的措施是________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________(回答1點)。
(3)為了測定菌株DM13在自然水體中降解米諾環(huán)素的效果，在錐形瓶中用自然水體配制四種不同初始濃度的米諾環(huán)素溶液，進行實驗。①8 h處理后，在米諾環(huán)素溶液初始濃度100 μg/L的水體中，空白對照測得的米諾環(huán)素溶液濃度41.8 μg/L，加入菌株DM13測得的濃度24.3 μg/L，相較空白對照組，米諾環(huán)素降解菌的降解率為_________________________。
②為了測定菌株DM13的實際降解效果，可選擇表中的MM培養(yǎng)基替換自然水體，這樣做的目的是__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： (1)分離微生物前，可通過選擇培養(yǎng)來增加米諾環(huán)素降解菌的濃度，需在BP培養(yǎng)基中添加一定濃度的米諾環(huán)素溶液，以提供選擇培養(yǎng)的條件，該物質中含有碳元素和氮元素，因而可同時提供微生物生長需要的碳源和氮源。(2)選擇培養(yǎng)得到的微生物樣品先稀釋，再涂布到BPA培養(yǎng)基的平板進行培養(yǎng)，因為該培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基，且其中含有微生物生長所需的碳源和氮源。如果水樣中降解米諾環(huán)素的微生物數(shù)量較少，因而可能導致實驗失敗，為了避免分離篩選失敗，可把各種稀釋倍數(shù)的溶液都涂布到平板進行培養(yǎng)、增加重復平板的數(shù)量，從而可分離得到相應的單菌落。(3)本實驗的目的是測定菌株DM13在自然水體中降解米諾環(huán)素的效果，因而設計在錐形瓶中用自然水體配制四種不同初始濃度的米諾環(huán)素溶液，進行實驗。①8 h處理后，在米諾環(huán)素溶液初始濃度100 μg/L的水體中，空白對照測得的米諾環(huán)素溶液濃度41.8 μg/L，加入菌株DM13測得的濃度24.3 μg/L，相較空白對照組，米諾環(huán)素降解菌的降解率為[(100－24.3)－(100－41.8)]/41.8≈41.9%。②為了測定菌株DM13的實際降解效果，可選擇表中的MM培養(yǎng)基替換自然水體，這樣做的目的可排除自然水體中其他微生物的影響。
答案：(1)米諾環(huán)素溶液　碳源、氮源
(2)BPA　把各種稀釋倍數(shù)的溶液都涂布到平板進行培養(yǎng)、增加重復平板的數(shù)量
(3)41.9%([(100－24.3)－(100－41.8)]/41.8)　　 排除自然水體中其他微生物的影響

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