第1講微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

以⑤屎素作為唯

一氟源的選擇熠

⑥牌顆涂布平板

法和8微微直接

計(jì)數(shù)法

富含纖維素的選

擇培養(yǎng)基

⑦剛果紅染色法

考點(diǎn)1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)及應(yīng)用

:核心整合重難釋疑：

1.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的技術(shù)

食品菌種呼吸類型原理溫度

果酒酵母菌兼性厭氧無氧呼吸產(chǎn)生酒精18?25℃

果醋醋酸菌有氧呼吸糖（酒精）f醋酸30?35℃

腐乳王母等有氧呼吸蛋白酶、脂肪酶水解蛋白質(zhì)、脂肪15?18℃

2.比較果酒、果醋、腐乳及泡菜的制作

項(xiàng)目果酒和果醋的制作腐乳制作泡菜制作

①酵母菌在無氧條件下將葡萄糖氧化成乙

毛銀將蛋白質(zhì)、脂肪分解乳酸菌將糖

原理醇;②醋酸菌在有氧條件下將乙醇氧化為暨

成小分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為乳酸

酸

擔(dān)隨向過乜…選材一

生*T沖冼一＞榨汁—?

葡萄讓豆腐上長出毛霉一加

實(shí)驗(yàn)流配制—

一酒精—醋酸

鹽掩制f加鹵湯裝瓶f鹽水

程T發(fā)^一發(fā)酵

11密封腌制裝壇T發(fā)酵

果酒果醋—*成品

①材料用量;②防止雜菌①泡菜壇的

操作注①材料選擇與處理：

污染；③控制溫度及酒精選擇；

意事項(xiàng)②防止發(fā)酵液污染，控制好發(fā)酵條件

含量②腌制條件

(無氧)

3.掌握控制雜菌的措施

(1)通過發(fā)酵條件控制雜菌

①無氧發(fā)酹時(shí)的無氧環(huán)境可以抑制好氧菌。

②乳酸菌發(fā)酵、酒精發(fā)酵形成的酸性環(huán)境抑制雜菌繁殖。

(2)利用鹽控制雜菌：如腐乳的制作。

(3)利用酒精控制雜董：如果酒、腐乳的制作。

⑷利用香辛料控制雜菌:如腐乳、泡菜的制作。

:考向?qū)Ｓ?xùn)考能提升：

，考向傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)及應(yīng)用

1.(2017?全國卷II)豆豉是大豆經(jīng)過發(fā)酵制成的一種食品。為了研究影響豆豉發(fā)辭效果

的因素，某小組將等量的甲、乙兩菌種分別接入等量的A、B兩桶煮熟大豆中并混勻，再將兩

者置于適宜條件下進(jìn)行發(fā)酵，并在32h內(nèi)定期取樣觀測(cè)發(fā)酵效果。回答下列問題：

(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是、o

(2)如果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好，說明該發(fā)酵菌是。

(3)如果在實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)32h內(nèi)的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時(shí)間呈直線上升關(guān)系，

則無法確定發(fā)酵的最佳時(shí)間；若要確定最佳發(fā)酵時(shí)間，還需要做的事情是

(4)從大豆到豆豉，大豆中的成分會(huì)發(fā)生一定的變化，其中，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)?

脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)椤?/p>

［解析］(1)由“甲、乙兩菌種"和''在32h內(nèi)定期取樣觀測(cè)”可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量

是菌種和發(fā)酵時(shí)間。(2)由“發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好”可知，該發(fā)酵菌是

好氧菌。(3)因“32h內(nèi)的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時(shí)間呈直線上升關(guān)系”，說明發(fā)酵的

最佳時(shí)間可能超過32h,故可繼續(xù)延長發(fā)酵時(shí)間，定期取樣觀測(cè)發(fā)酵效果，以確定最好的發(fā)

酵效果所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，此時(shí)間即為最佳發(fā)酵時(shí)間。(4)發(fā)酵菌種能產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶，蛋白

酶能催化蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能催化脂肪分解為甘油和脂肪酸。

［答案］(1)菌種發(fā)酵時(shí)間(2)好氧菌(3)延長發(fā)酵時(shí)間，觀測(cè)發(fā)酵效果，最好的發(fā)

酵效果所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為最佳發(fā)酵時(shí)間(4)氨基酸和肽脂肪酸和甘油

2.紅樹莓果實(shí)柔嫩多汁，含有多種維生素及人體必需的8種氨基酸，尤其富含黃酮類、

糅花酸等活性物質(zhì)，被稱為“生命之果”。

(1)高品質(zhì)紅樹帶酒的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是色澤鮮梅，澄清透亮，酸甜可口。為此，發(fā)酵過程中要

添加果膠酶，其主要目的是，有時(shí)添加適量糯米糖化醪(淀粉水解成的甜味混合

物)，其作用是為發(fā)酵所用酵母菌補(bǔ)充,同時(shí)也有的作用。隨著

發(fā)酵過程的進(jìn)行果酒顏色逐漸加深，主要原因是o

⑵研究人員為探究發(fā)酵溫度對(duì)紅樹莓果酒發(fā)酵的影響做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)后得到如圖所示結(jié)

果:

發(fā)解酒精度(％)一殘?zhí)?g/L)

發(fā)解溫度(七)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：發(fā)酵的最適溫度是理由是

(3)釀酒時(shí)，發(fā)酵進(jìn)行一段時(shí)間后殘?zhí)橇坎辉俳档?，推測(cè)原因是

;而酒精度數(shù)逐漸下降，原因是

［解析］(1)果膠酶包括多聚半乳糖酶、果膠分解酶、果膠酯酸等，其作用是分解果膠，

瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，使果酒變得澄清。淀粉是由葡萄糖聚合而成的多糖，酵母菌生

長繁殖過程中需要碳源、氮源、水和無機(jī)鹽，在果酒制作過程中添加適量糯米糖化醪可以為

酵母菌補(bǔ)充碳源，同時(shí)也能增加果酒的甜味。在發(fā)酵過程中，紅樹莓果實(shí)中的色素進(jìn)入到發(fā)

酵液中，使果酒顏色逐漸加深。

(2)據(jù)曲線圖分析，在發(fā)酵溫度為24c時(shí)，殘?zhí)橇孔畹?，酒精度?shù)最高，因此該溫度是

發(fā)酵的最適溫度。

(3)由于發(fā)酵過程中，酒精濃度過高會(huì)殺死酵母菌，使發(fā)酵不再進(jìn)行，因此殘?zhí)橇坎辉俳?/p>

低。酒精度數(shù)逐漸下降，原因可能是發(fā)酵液中酒精被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)。

［答案］(1)使果酒變得澄清碳源增加甜味紅樹莓果實(shí)中的色素進(jìn)入到發(fā)酵液中

(2)24°C殘?zhí)橇孔畹?，酒精度?shù)最高(3)酒精度數(shù)過高導(dǎo)致酵母菌死亡(酵母菌死亡，不

再繼續(xù)產(chǎn)生酒精)發(fā)酵液中酒精被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)(或酒精被分解)

鉗警示?“

(1)腐乳制作中鹽、酒和各種香辛料的作用有共同之處：既具有調(diào)味作用，也具有殺菌防

腐的作用。

(2)酒精發(fā)酵的條件不適合醋酸發(fā)酵

①發(fā)酵溫度不同：酒精發(fā)酵18?25°C,醋酸發(fā)酵30?35°C。

②氧氣條件不同：酒精發(fā)酵需要無氧環(huán)境，醋酸發(fā)酵需要有氧環(huán)境。

考點(diǎn)2微生物的培養(yǎng)、分離與計(jì)數(shù)

:核心整合重難釋疑：

1.微生物培養(yǎng)中的無菌操作技術(shù)

I-煮沸消盛法

3種消毒

巴氏消毒法

方法

無I-化學(xué)藥劑消毒法

菌

操

作[-灼燒滅菌——接種環(huán)、接種針等金屬器具

B種滅菌-干熱滅做一主要針對(duì)玻璃器皿等

方法一

-高壓蒸汽滅曲——主要什對(duì)埒解等

2.培養(yǎng)基制備與微生物純化技術(shù)

:哥給叫計(jì)第一稱*ft—溶化一滅曲一倒平板」

通過接種環(huán)在照脫固體培養(yǎng)亞

平板表面連續(xù)劃線的極作鬲乘乘

劃城法的菌種逐步稀格分散到培養(yǎng)必

-------的表面,不宜計(jì)數(shù)

純化、方正，將曲液進(jìn)行?系列的梯度稀料,

培養(yǎng)然后將其分別涂布到瓊脂固體

稀肆注布培養(yǎng)基的表面，聚集在一起的

平板法微生物將被分放成單個(gè)細(xì)胞，從

而在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)菌落.

〔適宜計(jì)數(shù)

3.掌握微生物分離與計(jì)數(shù)的兩個(gè)實(shí)例

（1）土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)

①篩選菌株：利用選擇培養(yǎng)基篩選菌株。

②過程：土壤取樣f樣品稀釋一微生物的培養(yǎng)與觀察一細(xì)菌的計(jì)數(shù)。

③測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法：活菌計(jì)數(shù)法和顯微箕直接計(jì)數(shù)法。

④鑒定方法：用含酚紅指示劑的以磔為唯一氮源的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌一指示劑變紅，則

說明該菌能分解尿素。

（2）分解纖維素的微生物的分離

①原理

廠纖維索陶（紜合博）一|

纖維笳E、?纖維:精，B&ftl嘰葡荀糖

纖維素分解曲

纖上京.紅色消失、

簿粉紅色復(fù)合物

111現(xiàn)透明網(wǎng)

②流程：土壤取樣?選擇培養(yǎng)基f梯度稀釋一涂布平板f挑選菌落.

a.分離能分解纖維素的微生物時(shí)，有時(shí)需要進(jìn)行選擇培養(yǎng)，選擇培養(yǎng)的目的是增大選擇

對(duì)象在樣液中的濃度,以確保用幽紅染色法鑒別時(shí)確實(shí)能得到所需菌種。

b.培養(yǎng)基：以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基。

c.篩選方法：剛果紅染色法，即通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。

:考向?qū)Ｓ?xùn)考能提升：

?考向1微生物的培養(yǎng)和純化技術(shù)

1.（2019?全國卷I）已知一種有機(jī)物X（僅含有C、H兩種元素）不易降解，會(huì)造成環(huán)境

污染。某小組用三種培養(yǎng)基篩選十.壤中能高效降解X的細(xì)菌（目標(biāo)菌）。

I號(hào)培養(yǎng)基：在牛肉者蛋白膝培養(yǎng)基中加入X（5g/L）o

H號(hào)培養(yǎng)基：氯化鈉15g/L),硝酸錢(3g/L),其他無機(jī)鹽(適量),X(15g/L)o

n［號(hào)培養(yǎng)基:氯化鈉［5g/L),硝酸錢(3g/L),其他無機(jī)鹽(適量),X(45g/L)o

回答下列問題。

(1)在I號(hào)培養(yǎng)基中，為微生物提供氮源的是oII、III號(hào)培養(yǎng)基中為微生

物提供碳源的有機(jī)物是_______O

(2)若將土壤懸浮液接種在I【號(hào)液體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時(shí)間后，不能降解X的細(xì)菌比例

會(huì)____________,其原因是。

(3)II號(hào)培養(yǎng)基加入琮脂后可以制成固體培養(yǎng)基，若要以該固體培養(yǎng)基培養(yǎng)H標(biāo)菌并對(duì)菌

落進(jìn)行計(jì)數(shù)，接種時(shí)，應(yīng)采用的方法是。

(4)假設(shè)從IH號(hào)培養(yǎng)基中得到了能高效降解X的細(xì)菌，且該菌能將X代謝為內(nèi)酮酸，則在

有氧條件下，丙酮酸可為該菌的生長提供和

［解析］(1)牛肉膏蛋白腺培養(yǎng)基中，牛肉膏、蛋白陳為微生物提供了氮源。II號(hào)、II【號(hào)

培養(yǎng)基中除X外的其他物質(zhì)均不含碳，所以能為微生物提供碳源的有機(jī)物是X。(2)因?yàn)閚號(hào)

培養(yǎng)基中碳源只有X,相當(dāng)于是選擇培養(yǎng)基，只有能降解X的細(xì)菌才能增殖，而不能降解X的

細(xì)菌因缺乏碳源不能增殖。(3)要對(duì)菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，應(yīng)采用稀釋涂布平板法進(jìn)行接種。(4)在

有氧條件下，丙酮酸參與細(xì)菌的有氧呼吸，可以為該菌的生長提供能量和合成其他物質(zhì)的原

料。

［答案］(1)牛肉膏、蛋白陳X(2)下降不能降解X的細(xì)菌因缺乏碳源不能增殖，而

能降解X的細(xì)菌能夠增殖(3)稀釋涂布平板法(4)能量合成其他物質(zhì)的原料

2.(2020?江西高三期末)某研究小組欲研究手機(jī)外殼表面上的微生物種類和數(shù)量，設(shè)計(jì)

了如下實(shí)驗(yàn)步驟：

①配制培養(yǎng)基(成分：牛肉膏5g、蛋白陳10g、NaC115g、X20g、1W1000mL)并制作

無菌平板培養(yǎng)基。

②用無菌棉簽蘸蒸儲(chǔ)水擦拭手機(jī)外殼表面后將無菌程簽浸入100mL的蒸儲(chǔ)水中并充分振

蕩制成細(xì)菌懸液。

③吸取0.1mL細(xì)菌懸液，用涂布器將其接種到無菌平板上。重復(fù)操作，制成多個(gè)接種平

板。

④將平板置于37℃恒溫箱中培養(yǎng)一段時(shí)間，統(tǒng)計(jì)各組平板上菌落的平均數(shù)。

回答下列問題：

(1)該培養(yǎng)基中的成分X通常是o牛肉膏可為微生物生長提供

_______________________等營養(yǎng)物質(zhì)。

(2)倒平板時(shí)需要等到滅菌的培養(yǎng)基冷卻到℃時(shí)，再在附近進(jìn)行。

制成的無菌平板培養(yǎng)基需要待平板冷凝后，將平板倒置，其主要目的是

（3）除用上述方法接種外，還可以采用接種，但無論是哪種方法接種，核心都是

（4）上述實(shí)驗(yàn)步驟并不完整，請(qǐng)改進(jìn)：。

［解析1（1）由于配制的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，所以需要加瓊脂。牛肉膏可為微生物生長

提供碳源、氮源，磷酸鹽和維生素等營養(yǎng)物質(zhì)。（2）倒平板時(shí)要等到滅菌的培養(yǎng)基冷卻到50℃

時(shí)，再在酒精燈火焰附近進(jìn)行并制成無菌平板培養(yǎng)基。為了防止培養(yǎng)皿蓋的冷凝水落入培養(yǎng)

基造成污染，待平板冷凝后，要將平板倒置。（3）接種方法有稀釋涂布平板法和平板劃線法，

但是無論是哪種方法接種，核心都是要防止雜菌的污染，保證培養(yǎng)物的純度。（4）由于沒有設(shè)

置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，所以上述實(shí)驗(yàn)步驟不完整，需要增加對(duì)照組，對(duì)照組為蒸館水接種的平板。

［答案］（D瓊脂碳源、氮源、磷酸鹽和維生素（2）50酒精燈火焰防止培養(yǎng)皿蓋

的冷凝水落入培養(yǎng)基造成污染（3）平板劃線法要防止雜菌的污染，保證培養(yǎng)物的純度（4）

設(shè)置用蒸儲(chǔ)水接種的平板作為對(duì)照組

，考向2考查微生物的分離、計(jì)數(shù)等

1.（2019?全國卷II）物質(zhì)W是一種含氮有機(jī)物，會(huì)污染土壤。W在培養(yǎng)基中達(dá)到一定量

時(shí)培養(yǎng)基表現(xiàn)為不透明。某研究小組欲從土壤中篩選出能降解W的細(xì)菌（目標(biāo)菌）?；卮鸩?列

問題。

（I）要從土壤中分離目標(biāo)菌，所用選擇培養(yǎng)基中的氮源應(yīng)該是O

（2）在從土壤中分離目標(biāo)菌的過程中，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上甲、乙兩種細(xì)菌都能生長并形成菌落

（如圖所示）。如果要得到目標(biāo)菌，應(yīng)該選擇菌落進(jìn)一步純化，選擇的依據(jù)是

（3）土壤中的某此微生物可以利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈?。若要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確定甲、

乙菌能否利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈?，?qǐng)簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論，即

（4）該小組將人工合成的一段DNA轉(zhuǎn)入大腸桿菌，使大腸桿菌產(chǎn)生能降解W的酶（酶E）。

為了比較酶E與天然酶降解W能力的差異。該小組擬進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完善相關(guān)內(nèi)容。

①在含有一定濃度W的固體培養(yǎng)基上，A處滴加含有酶E的緩沖液，B處滴加含有相同濃

度天然酹的緩沖液，C處滴加,三處滴加量相同。

②一段時(shí)間后，測(cè)量透明圈的直徑。若C處沒有出現(xiàn)透明圈，說明；若

A、B處形成的透明圈直徑大小相近，說明o

［解析］（1）要從土壤中分離出能降解含氮有機(jī)物W的目標(biāo)菌，所用選擇培養(yǎng)基應(yīng)以該特

定物質(zhì)W為氮源。（2）圖示信息顯示，在乙菌落周圍出現(xiàn)透明圈，說明乙菌能降解W,若要得

到目標(biāo)菌，應(yīng)該選擇乙菌落進(jìn)一步純化。(3)若要通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定甲、乙兩種細(xì)菌能否利用

空氣中的氮?dú)庾鳛榈矗鑼⒓?、乙菌分別接種在無氮源培養(yǎng)基上，若某細(xì)菌能生長，則說

明該細(xì)菌能利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈础?4)①實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循單一變顯原則，故C處應(yīng)滴加緩沖

液。②一段時(shí)間后，測(cè)量透明圈的直徑。若C處沒有出現(xiàn)透明圈，說明緩沖液不能降解肌若

A、B處形成的透明圈大小相近，說明酶E與天然酶降解V的能力相近。

［答案］(1)、(2)乙乙菌落周圍出現(xiàn)透明圈，說明乙菌能降解W(3)將甲、乙菌分

別接種在無氮源培養(yǎng)基上，若細(xì)菌能生長，則說明該細(xì)菌能利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈?/p>

(4)①緩沖液②緩沖液不能降解W酶E與天然酶降解『的能力相近

2.(2020?全國卷I)某種物質(zhì)SC-種含有C、H、N的有機(jī)物)難以降解，會(huì)對(duì)環(huán)境造成

污染，只有某些細(xì)菌能降解S。研究人員按照下圖所示流程從淤泥中分離得到能高效降解S的

細(xì)菌菌株。實(shí)驗(yàn)過程中需要甲、乙兩種培養(yǎng)基，甲的組分為無機(jī)鹽、水和S,乙的組分為無機(jī)

鹽、水、S和Y。

回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，盛有水或培養(yǎng)基的搖瓶通常采用的方法進(jìn)行滅菌。乙培養(yǎng)基

中的Y物質(zhì)是。甲、乙培養(yǎng)基均屬于培養(yǎng)基。

(2)實(shí)驗(yàn)中初步估測(cè)搖瓶M中細(xì)菌細(xì)胞數(shù)為2X10,個(gè)/mL,若要在每個(gè)平板上涂布1。0PL

稀釋后的菌液，且保證每個(gè)平板上長出的菌落數(shù)不超過200個(gè)，則至少應(yīng)將搖瓶M中的菌液

稀釋倍。

(3)在步驟⑤的篩選過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)培養(yǎng)基中的S超過某一濃度時(shí)，某菌株對(duì)S的降解量

反而下降，其原因可能是___________