专题5 微专题(13) 发酵工程(专题微讲Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2025年高考生物大二轮专题复习（单选）

专题五　生物技术与工程 微专题(十三)　发酵工程 高考考点:1.传统发酵食品制作。2.微生物的培养技术及应用。 考点1　传统发酵技术 　 1.传统发酵食品的制作技术 2.制作果酒、果醋的装置图解读 (1)装置中各部位的作用。 ①充气口:在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。 ②排气口:排出酒精发酵时产生的CO2。 ③与排气口相连的长而弯曲的胶管:防止空气中微生物的污染。 ④出料口:用于取样。 (2)装置的使用方法。 使用该装置制酒时，应该关闭充气口;制醋时，应将充气口连接充气泵，输入氧气。 1.(2023·山东卷，T12)以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理:①沸盐水冷却后再倒入坛中;②盐水需要浸没全部菜料;③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是(　　) A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死 B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌 C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入 D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低 解析　沸盐水冷却后再倒入坛中，盐水煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响，A项错误;盐水需要浸没全部菜料，制造无氧环境，有利于乳酸菌的无氧呼吸，B项错误;盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，是为了隔绝空气、防止杂菌污染等，但发酵过程中产生的气体可以排出，C项正确;腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少，D项错误。 答案　C 2.(2023·全国乙卷，T37)某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是:先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆(清水淋洗时菌T不会流失)，在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵(酒精发酵)。实验流程如图所示。 回答下列问题。 (1)在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，其原因是_____________________________________________________________ ________________________________。 (2)采用液体培养基培养酵母菌，可以用淋洗液为原料制备培养基，培养基中还需要加入氮源等营养成分，氮源的主要作用是___________________________(答出1点即可)。通常，可采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。在使用该方法时，为了达到良好的灭菌效果，需要注意的事项有_______________________________________________ ______________(答出2点即可)。 (3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是______________________________。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是_____________________________________________。发酵液中的乙醇可用________溶液检测。 (4)本实验收集的淋洗液中的_______可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，本实验中乙醇生产方式的优点是_________________________ _________。 解析　(1)菌T能够将纤维素变成酵母菌发酵所需的葡萄糖，利用的是其能够产生分解纤维素的酶，能够高效催化纤维素分解。(2)N元素是构成体内一些物质的必需元素，如氨基酸，核苷酸等。高压蒸汽灭菌的注意事项包括:①待灭菌的物品放置不宜过紧;②必须将冷空气彻底排除再开始加压;③装入灭菌物品不要过多;④锥形瓶与试管口不要与桶壁接触等。(3)拧紧瓶盖的主要目的是保证密闭环境，防止杂菌进入，同时营造无氧条件。酵母菌无氧呼吸产生乙醇的同时还会产生二氧化碳，拧松瓶盖可以释放二氧化碳，防止容器压力过大发生爆炸。酸性条件下重铬酸钾溶液可以用来鉴定酒精。(4)纤维素分解产生的葡萄糖可以用来作为发酵原料。从社会责任感角度和实际生产角度出发分析即可，如减少粮食消耗，生产成本低，能同时处理秸秆，保护环境等。 答案　(1)菌T能够产生纤维素酶，纤维素酶可将纤维素分解　(2)为酵母菌蛋白质合成提供原料　待灭菌的物品放置不宜过紧;把灭菌锅内原有的冷空气排除 (3)为酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇创造无氧条件　乙醇发酵有CO2产生，拧松瓶盖可以放出CO2，避免因瓶内气压过大引起危险　酸性重铬酸钾　(4)葡萄糖　节约粮食，实现了废物利用 考题纵深进阶 判断正误与填充。 (1)向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境。(2023·北京卷，T13) (×) (2)某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋，果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时。(2021·江苏卷，T14) (√) (3)某同学在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋时，将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁，待酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行醋酸发酵。(2020·江苏卷，T18改编) (×) (4)(2021·全国乙卷，T37节选)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的蛋白酶、脂肪酶能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸。 维度　传统发酵技术的应用(考查社会责任) 1.安化黑茶是一种发酵茶，其制作流程包括杀青、初揉、渥堆、复揉、烘焙、压制和发花等。其中杀青是指将茶叶放入300 ℃左右的铁锅中炒制2分钟，而发花是形成“金花”的关键环节。“金花”是冠突散囊菌(一种霉菌)发酵的产物。冠突散囊菌是对人体有益的菌类，能分泌淀粉酶和氧化酶，可催化茶叶中的淀粉转化为单糖，并催化多酚类化合物氧化，转化成对人体有益的物质，使茶叶的口感等特性优化。下列相关叙述错误的是(　　) A.杀青能减少茶叶中营养成分的分解 B.揉捻有利于后续微生物发酵的进行 C.安化黑茶的制作需利用霉菌等多种细菌进行发酵 D.培养冠突散囊菌时往往将培养基调至酸性 解析　杀青是将茶叶放入300 ℃左右的铁锅中炒制2分钟，因此杀青既能去除茶叶中的水分，又能使一些酶失活，从而减少茶叶中营养成分的分解，A项正确;揉捻不仅有利于塑造茶叶外形，更可以使细胞破碎，将细胞内物质释放出来，从而有利于后续微生物发酵的进行，B项正确;霉菌是真菌，不是细菌，C项错误;培养冠突散囊菌时往往会在培养基中添加一些乳酸，其主要目的是调节培养基pH至酸性以抑制细菌生长，促进霉菌生长，D项正确。 答案　C 2.啤酒发酵依赖于发酵工程，产品质检可应用“电子舌”，“电子舌”可根据不同滋味信号传感器呈现的响应值对啤酒风味进行评价。如图为用“电子舌”对发酵液L1、L2、L3的检测结果，下列相关叙述正确的是(　　) A.啤酒主要经酵母菌和乳酸菌发酵制成 B.装置密闭发酵过程中，酒精浓度会先上升后下降 C.发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异 D.发酵液L1和L3口味相近，而L2涩味较重 解析　啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌无氧呼吸将糖类分解为酒精而制成的，A项错误;装置密闭发酵过程中，随着发酵的进行，酵母活细胞数量和酒精浓度逐渐增大，而在发酵后期酵母菌数量逐渐减少，使得酒精浓度趋于稳定，B项错误;由题图可知，L1和L2两种发酵液在题图中的分布情况差不多，说明这两种发酵液的口味相近，而L3涩味较重，D项错误。 答案　C 考点2　微生物培养 　 1.微生物培养中的无菌操作技术 (1)生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法。 (2)消毒、灭菌后，要注意避免已处理的材料用具与周围物品接触而造成污染。 2.两种纯化细菌方法的比较 3.微生物分离与计数的两个实例 (1)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。 (2)纤维素分解菌的分离。 关注两种对照组与一种重复组 (1)将一未接种的选择培养基与接种的选择培养基一起培养——用于确认培养基灭菌是否彻底(制备是否合格)。 (2)将一接种的普通培养基与接种的选择培养基一起培养——用于确认选择培养基是否起“筛选”作用。 (3)进行微生物计数时，每一稀释度下至少涂布三个平板，即设置重复组，是为了求平均值，提高计数准确度。 1.(2023·湖南卷，T5)食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是(　　) A.干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长 B.腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖 C.低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利 D.高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类 解析　干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生长和繁殖，进而延长食品保存时间，A项正确;腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖，B项正确;低温保存可以抑制微生物的生命活动，但不是温度越低越好，一般食品保存温度为零上低温，C项错误;高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并通过破坏食品中的酶类，降低酶类对食品有机物的分解，有利于食品保存，D项正确。 答案　C 2.(2024·全国甲卷，T11)合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果，结果如图所示。回答下列问题。 (1) 该同学采用显微镜直接计数法和菌落计数法分别测定同一样品的细菌数量，发现测得的细菌数量前者大于后者，其原因是______________________________________ _______________________________。 (2)该同学从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液，再从稀释菌液中取200 μL涂布平板，菌落计数的结果为100，据此推算细菌原液中细菌浓度为_______ 个/mL。 (3)菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是____________________，冷却的目的是________________________________。 (4)据图可知杀菌效果最好的消毒液是_______，判断依据是_____________________ ______________(答出两点即可)。 (5)鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌的效果。大肠杆菌在伊红—亚甲蓝培养基上生长的菌落呈_______色。 解析　(1)用菌落计数法计数时，当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，故活菌统计值比实际值小;用显微镜直接计数法计数时，不能区分死菌和活菌，故测定的细菌数量往往大于实际的活菌数，因此使用显微镜直接计数法计数的结果比菌落计数法计数的结果大。(2)100个菌落代表100个活菌，其来自200 μL(0.2 mL)稀释液，推出1 mL稀释液中大约有500个活菌，稀释液由细菌原液稀释10倍获得，进而推出细菌原液中细菌浓度为5×103个/mL。(3)将涂布器放在火焰上灼烧的目的是灭菌，以防止杂菌污染;涂布器冷却后再进行涂布的目的是避免高温杀死菌种。(4)由题图可以直接看出，用消毒液A处理后活细菌减少量最大且活细菌减少得最快，说明消毒液A杀菌效果最好。(5)在伊红—亚甲蓝培养基上培养大肠杆菌，大肠杆菌菌落呈深紫色。 答案　(1)用菌落计数法计数时，只有活菌被统计，且两个或多个细胞可能连在一起形成一个菌落;用显微镜直接计数法计数时，不能区分死菌和活菌，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和　(2)5×103　(3)灭菌，以防止杂菌污染　避免杀死菌种　(4)A　活细菌减少量最大且减少得最快　(5)深紫 考题纵深进阶 判断正误与填充。 (1)为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，培养结果如图所示。图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单菌落。(2020·江苏卷，T19) (√) (2)接种后的培养皿要倒置，以防培养基污染。(经典高考题) (√) (3)涂布用的菌浓度应控制在30~300个/mL。(2021·江苏卷，T18) (×) (4)(2022·河北卷，T23节选)培养过程中抽样检测活菌数量时，应采用稀释涂布平板法(填“稀释涂布平板法”或“显微镜直接计数法”)，其原因是用稀释涂布平板法在培养基上看到的每一个菌落都来自一个活细胞，而显微镜直接计数法不能直接区分死菌和活菌。 维度　微生物的培养、分离与计数(考查科学思维) 1.(2024·长沙调研)为加速我国北方冬春季秸秆原位还田的腐化过程，研究人员以冻牛粪为材料筛选出耐低温(10 ℃)的纤维素降解菌。下列相关叙述正确的是(　　) A.选用冻牛粪为材料与其富含纤维素及含耐低温微生物有关 B.初筛菌种前，要利用固体培养基在37 ℃条件下扩大培养目标菌种 C.用于筛选的培养基是加入刚果红染料的牛肉膏蛋白胨培养基 D.应选择菌落直径与周围透明圈直径比值大的菌落进行纯化 解析　筛选耐低温的纤维素降解菌需要到其所生活的环境中寻找，冻牛粪中富含纤维素和耐低温微生物，所以选用冻牛粪为材料可筛选出耐低温的纤维素降解菌，A项正确;初筛菌种前，要利用液体培养基在10 ℃条件下扩大培养目标菌种，B项错误;用于筛选的培养基是以纤维素为唯一碳源的固体培养基，加入刚果红染料起鉴别作用，C项错误;菌落直径与透明圈直径比值越小，分解纤维素的能力越强，应选择菌落直径与周围透明圈直径比值小的菌落进行纯化，D项错误。 答案　A 2.(2024·莱芜模拟)野生型谷氨酸棒状杆菌能在基本培养基上生长，精氨酸依赖型谷氨酸棒状杆菌因缺乏将鸟氨酸转化为精氨酸的酶不能在基本培养基上生长，但可作为鸟氨酸生产的优良菌种。如图为纯化精氨酸依赖型谷氨酸棒状杆菌(目的菌)的部分流程图。下列相关叙述正确的是(　　) [注]　①②③④代表培养基，a、b、c 表示操作步骤，d、e为菌落。 A.步骤a诱导菌种基因突变可增加突变株的数量 B.步骤b用平板划线法将菌种接种在②的表面 C.培养基③因缺少精氨酸导致菌落数目比④少 D.目的菌e扩大培养后可用于工业化生产鸟氨酸 解析　紫外线处理可以提高突变的频率，a操作的目的是提高突变菌株的浓度，诱导菌种基因突变应是题图中进行紫外线照射的步骤，A项错误;步骤b用稀释涂布平板法将菌种接种在②的表面，B项错误;根据题干信息和题图分析可知，题图中①②④为完全培养基，③为基本培养基，培养基③因缺少精氨酸导致菌落数目比④少，C项正确;由题图可知，d在基本培养基中无法生长，在完全培养基中可生长，说明d是精氨酸依赖型菌落，目的菌d扩大培养后可用于工业化生产鸟氨酸，D项错误。 答案　C 学科网（北京）股份有限公司 $$