第37讲 传统发酵技术和发酵工程及其应用（专项训练）（山东专用）2026年高考生物一轮复习讲练测

第37讲 传统发酵技术和发酵工程及其应用 目录 01 课标达标练 【题型一】传统发酵技术的应用 【题型二】发酵工程及其应用 02 能力突破练（新考法+新情景+新思维） 03 高考溯源练（含2025高考真题） 【题型一】传统发酵技术的应用 1.中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是(　　) A.泡菜制作过程中，酵母菌将葡萄糖分解成乳酸 B.馒头制作过程中，酵母菌进行呼吸作用产生CO2 C.米酒制作过程中，将容器密封可以促进酵母菌生长 D.酸奶制作过程中，后期低温处理可产生大量乳酸杆菌 （不定项）2.泡菜中亚硝酸盐含量超过一定值会与胺反应产生致癌物，泡菜制作过程中亚硝酸盐峰值一般出现在第5天。现用不同浓度的食醋对泡菜进行处理，测定其亚硝酸盐的含量变化，结果如图所示。下列说法正确的是(　　) A.本实验亚硝酸盐峰值出现在第3天，推测原因可能为温度更为适宜 B.不同浓度的食醋不仅影响亚硝酸盐的峰值还影响峰值出现的时间 C.食醋浓度越大，对泡菜中亚硝酸盐产生的抑制效果越明显 D.健康饮食应选择食用在此条件下酿制10天左右的酸菜 3.杨梅果实风味独特、酸甜适中，具有很高的营养和保健价值。如图是制作杨梅酒和杨梅醋的流程图。请回答下列问题： → →→ (1)传统发酵中，发酵液虽然未经过严格的灭菌处理，但杂菌却不能正常生长繁殖，这是由于果酒发酵的________条件抑制了杂菌的生长。常用来检测酒精的化学试剂是________。 (2)果酒制作过程中，酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是________，该阶段应该将温度控制为________；温度适宜时果酒发酵时间较短，原因是__________________________________________________________________。 (3)杨梅醋的发酵过程中，除必需的营养物质外，还需要往发酵液中持续地通入________。 (4)如图表示果酒发酵过程中，发酵液的糖度(葡萄糖的浓度)和酒精度(酒精浓度)随时间变化的曲线。发酵前24 h，糖度变化很小，酒精度上升很慢，其原因是___________________________________________________________________。 96 h后酒精度和糖度的变化都趋于平缓，其原因是__________________________________________________________________。 4.关于白酒、啤酒和果酒的生产，下列叙述错误的是(　　) A.在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气 B.白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程 C.葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质，也存在于线粒体 D.生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同，但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌 5.葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是(　　) A.无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖 B.自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌 C.葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的 D.制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加 （不定项）6.啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法正确的是(　　) A.用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就能产生α－淀粉酶 B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌 C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵 D.通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期 7.工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。 回答下列问题： (1)米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的________可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供________。 (2)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________、________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________。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于________(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。 (3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是________________。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是________________________(答出1点即可)。 8.蓝莓果实中含有丰富的营养成分，具有良好的营养保健作用。用新鲜蓝莓为原料家庭可以制作蓝莓酒和蓝莓醋，下列有关叙述正确的是(　　) A.蓝莓酒和蓝莓醋制作的过程是在严格无菌的条件下进行的 B.用带盖瓶子制作蓝莓酒时，拧松瓶盖间隔时间不一定相同 C.蓝莓醋发酵液中，液面处的醋酸菌密度低于瓶底处的密度 D.在蓝莓酒发酵旺盛时，醋酸菌能将果汁中的糖发酵为醋酸 9.下列有关实验室果酒、果醋制作过程的叙述，正确的是(　　) A.制作果酒时，先用清水冲洗掉葡萄皮表面的白膜 B.酒精发酵后，只需要提高一定的温度就能继续进行乙酸发酵 C.导致发酵产物不同的重要因素有温度、发酵时间、菌种等 D.榨汁前，榨汁机的发酵瓶都只需要用体积分数为70%的酒精消毒即可 10.制作泡菜利用的微生物主要是乳酸菌，在发酵初期，水槽内常有气泡产生；在泡菜坛内的液体表面有时会产生一层白膜。对上述现象分析最合理的是(　　) A.发酵初期乳酸菌进行有氧呼吸释放CO2，导致了气泡的产生 B.发酵初期活动旺盛的是酵母菌，其进行有氧呼吸释放CO2导致了气泡的产生 C.白膜是由乳酸菌发酵产生的乳酸在表面富集形成的 D.乳酸菌在发酵过程中产生了热量，加速各种杂菌在表面生长而出现白膜 11.在传统发酵技术中，果醋的制作往往在果酒制作基础上进行。下图甲是乙酸发酵装置，乙是培养液pH变化曲线图，下列叙述正确的是 (　　) A.发酵初期不通气，溶液中没有气泡产生 B.中期可以闻到酒香，说明进行了酒精发酵 C.后期接种醋酸菌，适当通气并保持原有温度 D.图乙中能正确表示pH变化的曲线是③ 12.酿造米酒以其独特的风味和丰富的营养受到消费者的青睐。传统酿造工艺生产米酒是利用酒曲作为糖化发酵剂，由于酒曲质量不稳定造成了米酒产品品质差异大，质量稳定性差。为了优化其发酵条件，科技工作者以米曲霉及酿酒酵母为发酵菌株，采用两步发酵法制备米酒，流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A.米曲中微生物分泌的酶可将大米中的淀粉转变成单糖等，会使米酒具有甜味 B.将米曲霉和酿酒酵母分别培养使两菌株处于优势地位 C.待熟米冷却至35 ℃时即可加入第一次发酵产物并在该温度下进行二次发酵 D.相对传统工艺，两步发酵法能有效提高产酒的能力 【题型二】发酵工程及其应用 13.废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.该生产过程中，一定有气体生成 B.微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料 C.该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质 D.沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理 14.啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，其工业化生产流程如下：①大麦种子发芽，释放淀粉酶；②加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活；③将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉；④淀粉分解，形成糖浆；⑤糖浆加入啤酒花，蒸煮；⑥加入酵母菌，发酵；⑥过滤，77 ℃保温30 min；⑧过滤、分装啤酒进行出售。回答下列问题： (1)大麦种子细胞中合成淀粉酶的场所是________。 (2)流程⑤蒸煮的目的是终止酶的进一步作用，并________。流程⑥在加入酵母菌前，需进行的操作为________，该操作的目的是__________________________。 (3)77 ℃保温30 min的操作类似于巴氏消毒法，该操作的目的既能杀死啤酒中的微生物，又能保证____________________________________________________。 (4)若要进一步研究淀粉酶的特性，需从发芽大麦种子中提取和分离淀粉酶，主要步骤是原料处理→________→纯化→纯度鉴定。 15.某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是(　　) A.夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理 B.乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大 C.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压 D.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵 （不定项）16.中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，其以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室通过发酵生产岀PHA等新型高附加值可降解材料，从而提高了甘蔗的整体利用价值。具体的工艺流程如下图所示。下列说法错误是(　　) A.为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，应在液体培养基中添加包含蔗糖在内的多种有机物作为碳源，并不断提高蔗糖的浓度 B.为统计培养液中H菌的数目，可在培养过程中定期取样并采用平板划线法进行菌落计数 C.若菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，则发酵系统不需要进行灭菌处理 D.若在适宜营养物浓度、温度和pH条件下发酵，菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期且产生了少量的乙醇，则说明氧气是高密度培养的限制因素 17.发酵工程广泛应用于农业、食品工业、医药工业等工业生产。下列关于发酵工程的叙述错误的是(　　) A.发酵工程的形成离不开微生物纯培养技术的建立及发酵罐等设备的成功设计 B.筛选出高产柠檬酸的黑曲霉菌种后可直接接种到发酵罐中进行发酵生产 C.若培养基或发酵设备灭菌不彻底，则可能造成青霉素发酵的产量降低 D.发酵工程生产的单细胞蛋白含有糖类、脂质等多种化合物，可作为家畜的优质饲料 18.某小组利用塑料饮水杯、充氧泵、空气过滤器、回旋式单向阀硅胶管等材料制作的一种新型的果酒、果醋两用发酵装置，如下图。请分析回答下列问题： (1)制作果酒和果醋利用的微生物分别是________、________。 (2)图中________和不锈钢气泡石能为发酵罐中的培养液进行充氧操作，________能为通入的空气进行无菌过滤，从而对发酵罐中的培养液实现无菌换气。 (3)酿制果酒时一般将温度控制在________℃，图示装置一般要先通气后紧闭软管夹，通气的目的是____________________________________________________。 若要检测果汁发酵后是否有酒精产生，可从出料口取2 mL发酵液加入试管，再滴加0.5 mL________溶液，观察是否呈现________色。 (4)图中排气构件由回旋式单向阀通过硅胶塞连接于排气口而成，使用前先在单向阀内装入约1/3体积冷却的开水。这样处理的主要好处有___________________________________________________(至少答两点)。 19.陈醋是我国发明的传统调味品之一，酿制及食用已有3 000多年历史。陈醋生产工艺流程如图所示。请分析回答下列问题： (1)在糖化阶段添加淀粉酶制剂需要控制反应温度，这是因为_________________________________________________________________。 (2)利用醋酸菌获得乙酸的条件有两种情况，一是在________时，将糖分解成乙酸；二是在缺少糖源时，利用酒精生成乙酸。 (3)研究表明，在陈醋的酿造过程中，起主导作用的是醋酸菌，而乳酸菌也存在于醋醅中，其代谢产生的乳酸是影响陈醋风味的重要因素。成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期________________(至少写出2种)等环境因素的变化，________________，淘汰了部分乳酸菌种类。 1．酸菜制作过程中会产生亚硝酸盐，亚硝酸盐含量过高会对人体健康产生危害。自然发酵条件下，杂菌较多，酸菜品质变动较大。为提高酸菜品质及稳定性，研究者在自然发酵条件下添加一定量的干酪乳酸菌进行酸菜发酵（即人工发酵），并将这两种发酵方法产生的亚硝酸盐的含量进行比较，结果如图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 随着发酵时间的延长酸菜液中的pH先升高后降低 B. 自然发酵利用了蔬菜表面附着的自然乳酸菌 C. 人工发酵制作的酸菜，其亚硝酸盐含量一直较低更安全 D. 合理延长自然发酵时间的酸菜食用更放心 2.双层平板法是对噬菌体进行计数的常用方法。在培养皿中倒入琼脂含量为2%的培养基凝固成底层平板后，将琼脂含量为1%的培养基熔化并冷却至45~48℃，然后加入敏感指示菌和待测噬菌体稀释悬液的混合液，充分混匀后立即倒入底层平板上形成双层平板。培养一段时间后，根据噬菌斑的数目可计算原液中噬菌体的数量。下列叙述错误的是（ ） A. 倒平板前需利用不同方法对培养基和培养皿进行灭菌 B. 若利用双层平板法对T2噬菌体进行计数，可选用乳酸菌为敏感指示菌 C. 上层平板中出现噬菌斑的原因是噬菌体侵染宿主细菌使其裂解死亡 D. 若上层平板中琼脂浓度较低，可能形成的噬菌斑较大，有利于计数 3．中国早在公元前22世纪就采用发酵法酿酒，制酱、制醋、制腐乳、制泡菜等也具有悠久的历史。回答下列问题。 （1）传统啤酒酿造的发酵过程是在敞开式发酵池中进行的，麦芽汁中接种酵母后通入大量无菌空气，之后会产生大量气体翻腾逸出，形成厚厚的气泡层。其中，气泡层起到______的作用，有利于酒精的生成。 （2）制作泡菜时煮沸的泡菜盐水须冷却后再倒入装好干净蔬菜的坛中，以免高温______。发酵初期发酵坛的水槽内会间歇性有气泡冒出，这是因为______。发酵过程中，除乳酸菌外，其它微生物在密封发酵2天后均大幅度减少，主要原因是______。 （3）乳酸菌常用于制作酸奶等发酵食品。制作酸奶时，若牛奶中含有抗生素，会影响酸奶的制作效果，原因是______。 （4）研究人员为探究发酵温度对红树莓果酒发酵的影响做了相关实验，得到如下图结果： ①据图可知，发酵的最适温度是24℃，理由是该温度时______。 ②发酵进行一段时间后残糖量不再降低，推测原因可能是______。 4．荧光假单胞菌野生型菌落为平滑型（SM），突变后可产生皱缩型（WS）和模糊型（FS）菌落。科研人员在液体培养基中静置培养野生型，其种群增长曲线如图1所示；在液体培养基中振荡培养野生型，其种群增长曲线如图2所示。下列叙述正确的是（　　） A. 静置培养时，增大荧光假单胞菌的接种数量会增大SM的K值 B. 静置培养后期，SM种群数量下降的原因可能与细胞密度过大有关 C. 振荡培养时，WS第4天后在竞争中占有优势并会保持S形增长 D. SM在振荡培养时的突变和适应不利于物种生存 5．有些单细胞藻类、酵母菌和细菌等微生物菌体干重中的蛋白质含量可达到40%~80%，这些通过发酵获得的大量微生物菌体，即是单细胞蛋白，将其添加到饲料中可提高饲料的蛋白质含量。下列叙述正确的是（　　） A. 在发酵之前需要对菌种进行扩大培养 B. 培养基必须经过严格的灭菌，发酵设备则只需要消毒处理 C. 发酵生产的废弃液可直接排放到外界环境中 D. 发酵结束之后，采取适当的提取、分离、纯化等方法获得单细胞蛋白 6．产黄青霉菌是一种好氧真菌，其生长繁殖的适宜温度是30℃，但在20℃的条件下才会大量合成分泌青霉素。工业上采用玉米浆、棉籽饼等作为原料，通过合理设计，进行青霉素的生产。已知青霉素在碱性条件下易水解，下列叙述，错误的是（　　） A. 要选育符合生产要求的产黄青霉菌，可采用诱变育种或基因工程育种等方法 B. 发酵过程中需要对发酵罐及时加热或降温处理，还要及时调节pH、通入无菌空气 C. 发酵过程采用单一菌种进行发酵，有助于提高青霉素的产量和品质 D. 发酵结束后，应将发酵液进行离心取菌体并进行破碎处理，从中提取青霉素 7．灰霉病是由灰葡萄孢（一种真菌）引起的农作物病害。为了绿色、高效地防治灰霉病，研究人员从灰霉病多发的大棚土壤中取样、分离出多种单菌落并进行扩大培养，随后将各组微生物的无菌发酵滤液与未凝固的普通培养基混合后倒平板，冷却后在平板中央接种灰葡萄孢，通过比较灰葡萄孢菌丝生长情况，从而筛选出高效的灰葡萄孢拮抗菌。下列叙述，错误的是（　　） A. 在灰霉病多发的大棚土壤取样，比普通土壤更有可能获得灰葡萄孢拮抗菌 B. 取无菌发酵滤液的目的是用拮抗菌的代谢产物对灰葡萄孢产生抑制作用 C. 为筛选出高效拮抗菌，只需在普通培养基接种等量灰葡萄孢作为对照 D. 灰葡萄孢菌丝生长最缓慢、稀疏的组别对应的微生物即为最高效拮抗菌 8.测定水样是否符合饮用水的卫生标准，常用滤膜法测定大肠杆菌的总数。大肠杆菌在含有伊红—亚甲蓝的固体培养基上长出的菌落呈深紫色。滤膜法测定大肠杆菌数目的流程如下：用滤膜过滤待测水样或其稀释液→水样或稀释液中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到伊红—亚甲蓝琼脂平板上培养→统计滤膜上菌落数目。下图为将待测水样稀释10倍后取100ml稀释液时的测定结果。相关叙述正确的是（　　） A. 伊红—亚甲蓝琼脂培养基属于选择培养基 B. 图中1L待测水样中含大肠杆菌约1700个 C. 为减小误差，应对所有实验组平板进行计数并取平均值 D. 为防止杂菌污染，过滤装置和培养基使用前需干热灭菌 9.蛋白S为菌株C（一种细菌）分泌产物，可被广泛应用于医药、食品和化工工业。某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和蛋白S产量的影响，结果如表所示。下列说法正确的是（ ） 碳源 细胞干重/（g·L-1） 蛋白S产量/（g·L-1） 葡萄糖 3.12 0.15 淀粉 0.01 0 制糖废液 2.30 0.18 A. 菌株C的培养基的pH一般要调节至酸性 B. 培养基中碳源物质浓度越高，菌株合成蛋白S越多 C. 适合菌体生长和生产蛋白S的碳源均为葡萄糖 D. 菌株C可能因不能合成淀粉酶而无法利用淀粉 10.青贮饲料是指将新鲜秸秆、青草等通过乳酸菌发酵而制成的饲料。它气味酸香、柔软多汁、营养丰富、保存期长，是家畜优良饲料。下列叙述，错误的是（　　） A. 选择糖类含量较高的植物作为青贮原料，保证乳酸菌生长所需的碳源 B. 作为青贮的原料应适当切碎、搅拌并通入空气，有利于乳酸菌充分发酵 C. 发酵过程中乳酸菌发酵生成乳酸，使pH降低，抑制其它微生物生长 D. 经过乳酸菌发酵，大分子有机物被分解为多种小分子物质，易于消化吸收 11.磷是维持生物体生长发育所必需的元素。植酸磷作为植物或饲料中磷的主要储存形式，由于动植物体内缺少水解植酸磷的植酸酶，不能很好地利用饲料及土壤中的植酸磷，造成了磷的浪费；同时，动物的高磷粪便排入环境，也造成土壤和水体污染，目前，产植酸酶的细菌种类有很多，如图表示科研人员从土壤中分离出植酸酶的A~E5种细菌菌株的操作过程。回答下列问题： （1）本实验用牛肉膏蛋白胨培养基，其中牛肉膏提供的主要营养是_______（答出2种即可），培养细菌时需将pH调至_______。 （2）常采用_______法对培养基进行灭菌，灭菌的培养基需要倒平板的目的一是_______，二是避免培养基中的水分过快蒸发。 （3）图中采用的接种方法是_______，为了保证结果准确，一般选择菌落数在_______的平板进行计数，统计的菌落数往往比活菌的实际数目_______（填“高”或“低”），原因是_______。 （4）经20℃恒温培养箱培养后，培养基中出现分解植酸磷的透明圈，图中透明圈最大的是_______，可挑取该菌落进行纯培养。在家畜饲料添加剂中使用植酸酶还需要考虑的因素有_______（答出2点即可），另外添加植酸酶在一定程度上起改善环境的作用，原因是_______。 1．（2025·山东·高考真题）深海淤泥中含有某种能降解纤维素的细菌。探究不同压强下，该细菌在以纤维素或淀粉为唯一碳源的培养基上的生长情况。其他条件相同且适宜，实验处理及结果如表所示。下列说法正确的是（    ） 组别 压强 纤维素 淀粉 菌落 ① 常压 - + - ② 常压 + - - ③ 高压 - + - ④ 高压 + - + 注： “+”表示有；“一”表示无 A．可用平板划线法对该菌计数 B．制备培养基的过程中，应先倒平板再进行高压蒸汽灭菌 C．由②④组可知，在以纤维素为唯一碳源的培养基上，该菌可在常压下生长 D．由③④组可知，高压下该菌不能在以淀粉为唯一碳源的培养基上生长 2.(2024年山东省）在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是（　　） A. 相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生速率越慢 B. 发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量 C. 发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长 D. 发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品 3.(2024年山东省）酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z，trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上，生长情况如图。据图分析，3种酶在该合成途径中的作用顺序为（　　） A. X→Y→Z B. Z→Y→X C. Y→X→Z D. Z→X→Y （不定项）5．（2025·山东·高考真题）酿造某大曲白酒的过程中，微生物的主要来源有大曲和窖泥。大曲主要提供白酒酿造过程中糖化所需的微生物，制曲过程需经堆积培养，培养时温度可达60℃左右；将大曲和酿酒原料混合，初步发酵后放入窖池；窖池发酵是白酒酿造过程中微生物发酵的最后阶段。下列说法正确的是（    ） A．堆积培养过程中的高温有利于筛选酿酒酵母 B．大曲中存在能分泌淀粉酶的微生物 C．窖池发酵过程中，酵母菌以无氧呼吸为主 D．窖池密封不严使酒变酸是因为乳酸含量增加 6．（2025·云南·高考真题）黄酒是我国古老的发酵酒之一，传统酿制中，先用蒸煮过的小麦或麸皮为原料，对之前发酵留存的少量酒曲（曲种）进行扩大制曲；再将酒曲和蒸煮后的糯米、大米混合处理一段时间后，添加足量酒母（含酵母菌）完成发酵，压榨成品。下列说法错误的是（　　） A．小麦、麸皮等原料为酒曲中微生物的生长繁殖提供了碳源和氮源等营养物质 B．为避免制曲过程被杂菌污染影响黄酒品质，扩大制曲前需对留存的酒曲灭菌 C．糯米、大米蒸煮后立即与酒曲混合会导致酶空间结构改变而降低其催化效率 D．将酒曲混合糯米、大米处理一段时间，是为了获得酒母发酵时的底物葡萄糖 7．（2025·四川·高考真题）微塑料由塑料废弃物风化形成，难以降解，会危害生态环境和人体健康。有人分离到X和Y两种微塑料降解菌，将总菌量相同的X、Y、X+Y（X:Y=1:1）分别接种于含有等量微塑料的蛋白胨液体培养基中，培养一段时间后测定微塑料的残留率（残留率=剩余量/添加量×100%），结果如下图。下列叙述正确的是（    ） A．用平板划线法能测定X菌组中的活菌数 B．Y菌组微塑料残留率较高，故菌浓度也高 C．混合菌种对微塑料的降解能力高于单一菌种 D．能在该培养基中生长繁殖的微生物都能降解微塑料 8．（2025·湖南·高考真题）采集果园土壤进行微生物分离或计数。下列叙述正确的是（　　） A．稀释涂布平板法和平板划线法都能用于尿素分解菌的分离和计数 B．完成平板划线后，培养时需增加一个未接种的平板作为对照 C．土壤中分离得到的醋酸菌能在无氧条件下将葡萄糖分离成乙酸 D．用于筛选尿素分解菌的培养基含有蛋白胨、尿素和无机盐等营养物质 9．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）科研人员通过稀释涂布平板法筛选出高耐受且降解金霉素（C22H23ClN2O8）能力强的菌株，旨在解决金霉素过量使用所导致的环境污染问题。下列叙述错误的是（    ） A．以金霉素为唯一碳源可制备选择培养基 B．逐步提高培养基中金霉素的浓度有助于获得高耐受的菌株 C．配制选择培养基时，需确保pH满足实验要求 D．用接种环将菌液均匀地涂布在培养基表面 10．（2025·北京·高考真题）链霉菌A能产生一种抗生素M，可用于防治植物病害，但产量很低。为提高M的产量，科研人员用紫外线和亚硝酸对野生型链霉菌A的孢子悬液进行诱变处理，筛选M产量提高的突变体（M+株），以应用于农业生产。 (1)紫外线和亚硝酸均通过改变DNA的 ，诱发基因突变。 (2)因基因突变频率低，孢子悬液中突变体占比很低；又因基因突变的 性，M+株在全部突变体中的占比低。要获得M+株，需进行筛选。 (3)链霉菌A主要进行孢子繁殖。研究者对链霉菌A发酵液进行了粗提浓缩，得到粗提液，测定粗提液对野生型链霉菌A孢子萌发的影响，结果如图。 由图可知，粗提液对野生型孢子萌发有 作用。 (4)随后研究者进行筛选实验。诱变处理后，将适量孢子悬液涂布在含有不同浓度粗提液的筛选平板上，每个浓度的筛选平板设若干个重复，28℃培养7天。从每个浓度的筛选平板上挑取100个单菌落，再次分别培养后逐一测定M产量，统计结果如下表。 组别 I II III IV V VI 筛选平板中粗提液浓度（mL/100mL） 2 5 8 10 12 15 所取菌落中M+株占比（%） 0 13 25 65 20 3 ①用图中信息，解释表中IV组M+株占比明显高于Ⅲ组的原因 。 ②表中Ⅲ组和V组中M+株占比接近，但在筛选平板上形成的菌落有差异。下列叙述正确的有 （多选）。 A．Ⅲ组中有野生型菌落，而V组中没有野生型菌落 B．V组中有M产量未提高的突变体菌落，而III组中没有 C．与Ⅲ组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的突变体在V组中被抑制 D．与Ⅲ组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的M+株在V组中被抑制 综上所述，用 粗提液筛选是获得M+株的有效方法。 11．（2025·甘肃·高考真题）我国葡萄酒酿造历史悠久、传统发酵技术延续至今。发酵工程通过选育菌种和控制发酵条件等措施可优化传统发酵工艺，改善葡萄酒品质。下列叙述错误的是（　　） A．传统发酵时，葡萄果皮上的多种微生物参与了葡萄酒的发酵过程 B．工业化生产时，酵母菌需在无氧条件下进行扩大培养和酒精发酵 C．通过诱变育种或基因工程育种能够改良葡萄酒发酵菌种的性状 D．大规模发酵时，需要监测发酵温度、pH值、罐压及溶解氧等参数 12．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，流程如下图。下列叙述错误的是（    ） A．淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源 B．扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种 C．培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同 D．通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累 （不定项）13．（2025·河北·高考真题）隐甲藻是一种好氧的异养真核微藻。多在海水中腐烂的植物叶片上生长繁殖，是工业生产DHA（一种功能性脂肪酸）的藻类之一、从海洋中筛选获得的高产油脂隐甲藻，可用于DHA的发酵生产。下列叙述正确的是（    ） A．隐甲藻可从腐烂的叶片获得生长必需的碳源 B．采集海水中腐烂的叶片，湿热灭菌后接种到固体培养基，以获得隐甲藻 C．选择培养基中可加入抑制细菌生长的抗生素，以减少杂菌生长 D．适当提高发酵时的通气量和搅拌速率均可增加溶氧量，以提高DHA产量 14．（2025·云南·高考真题）我国研究人员发明了生产维生素C的两步发酵法，流程如图甲。为了减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖，需要进行灭菌以结束第一步发酵。 在两步发酵法的基础上，我国研究人员进一步尝试用三菌混菌体系建立一步发酵法。在氧化葡糖杆菌（原始菌MCS）中利用基因工程技术导入大肠杆菌基因ccdB，得到工程菌IR3C。MCS和IR3C单菌培养时，活菌数变化曲线如图乙，MCS、IR3C分别与普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌进行三菌混菌发酵时，产物含量变化曲线如图丙。 回答下列问题： (1)要使基因ccdB在IR3C中稳定遗传、表达并发挥作用，构建的基因表达载体除启动子外，还必须有 。 (2)绘制图乙需统计活菌数，常用方法是 。当活菌达到一定数量时，基因ccdB编码的蛋白质开始发挥作用，推测该蛋白质的作用是 ，开始发挥作用的时间是 ，判断理由是 。 (3)基于图丙，利用IR3C三菌混菌发酵的产量 （填“高于”或“低于”）MCS三菌混菌发酵的产量，其原因是 。 15.（2024年高考全国甲卷）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效果。大肠杆菌在伊红美蓝培养基上生长的菌落呈________色。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第37讲 传统发酵技术和发酵工程及其应用 目录 01 课标达标练 【题型一】传统发酵技术的应用 【题型二】发酵工程及其应用 02 能力突破练（新考法+新情景+新思维） 03 高考溯源练（含2025高考真题） 【题型一】传统发酵技术的应用 1.中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是(　　) A.泡菜制作过程中，酵母菌将葡萄糖分解成乳酸 B.馒头制作过程中，酵母菌进行呼吸作用产生CO2 C.米酒制作过程中，将容器密封可以促进酵母菌生长 D.酸奶制作过程中，后期低温处理可产生大量乳酸杆菌 【答案】　B 【解析】 在泡菜制作过程中，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸，A错误；在馒头制作过程中，酵母菌进行细胞呼吸产生CO2，从而使馒头变得松软，B正确；在米酒制作过程中，将容器密封的目的是让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，将容器密封不利于酵母菌生长，C错误；在酸奶制作过程中，后期低温处理的目的是抑制微生物的生长，延长保质期，D错误。 （不定项）2.泡菜中亚硝酸盐含量超过一定值会与胺反应产生致癌物，泡菜制作过程中亚硝酸盐峰值一般出现在第5天。现用不同浓度的食醋对泡菜进行处理，测定其亚硝酸盐的含量变化，结果如图所示。下列说法正确的是(　　) A.本实验亚硝酸盐峰值出现在第3天，推测原因可能为温度更为适宜 B.不同浓度的食醋不仅影响亚硝酸盐的峰值还影响峰值出现的时间 C.食醋浓度越大，对泡菜中亚硝酸盐产生的抑制效果越明显 D.健康饮食应选择食用在此条件下酿制10天左右的酸菜 答案　AD 解析　根据题干“泡菜制作过程中亚硝酸盐峰值一般出现在第5天”，而本实验亚硝酸盐峰值出现在第3天，推测原因可能为温度更为适宜，A正确；根据题图分析可知：本实验亚硝酸盐峰值均出现在第3天，B错误；根据题图分析可知：浓度为0.60%的食醋对泡菜中亚硝酸盐产生的抑制效果相对明显，C错误；根据题图分析可知：酿制10天左右的酸菜亚硝酸盐的含量基本为0，所以健康饮食应选择食用在此条件下酿制10天左右的酸菜，D正确。 3.杨梅果实风味独特、酸甜适中，具有很高的营养和保健价值。如图是制作杨梅酒和杨梅醋的流程图。请回答下列问题： → →→ (1)传统发酵中，发酵液虽然未经过严格的灭菌处理，但杂菌却不能正常生长繁殖，这是由于果酒发酵的________条件抑制了杂菌的生长。常用来检测酒精的化学试剂是________。 (2)果酒制作过程中，酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是________，该阶段应该将温度控制为________；温度适宜时果酒发酵时间较短，原因是__________________________________________________________________。 (3)杨梅醋的发酵过程中，除必需的营养物质外，还需要往发酵液中持续地通入________。 (4)如图表示果酒发酵过程中，发酵液的糖度(葡萄糖的浓度)和酒精度(酒精浓度)随时间变化的曲线。发酵前24 h，糖度变化很小，酒精度上升很慢，其原因是___________________________________________________________________。 96 h后酒精度和糖度的变化都趋于平缓，其原因是__________________________________________________________________。 【答案】　(1)缺氧、呈酸性　重铬酸钾 (2)细胞质基质　18～30 ℃　该温度下与果酒发酵相关的酶活性高，发酵速度快 (3)无菌氧气(或无菌空气) (4)此阶段酵母菌主要进行有氧呼吸，大量增殖　营养物质的消耗、高浓度的酒精会抑制酵母菌的代谢而影响发酵 【解析】(1)传统发酵中，发酵液虽然未经过严格的灭菌处理，但杂菌却不能正常生长繁殖，这是由于果酒发酵的缺氧、呈酸性条件抑制了杂菌的生长。酒精可用重铬酸钾检测。 (2)酵母菌无氧呼吸的场所是细胞质基质，果酒发酵的适宜温度是18～30 ℃；温度适宜时果酒发酵时间较短，原因是该温度下与果酒发酵相关的酶活性最高，发酵速度快。 (3)参与果醋制作的醋酸菌是好氧细菌，因此杨梅醋的发酵过程中，除必需的营养物质外，还需要往发酵液中持续地通入无菌氧气(或无菌空气)。 (4)发酵前24 h，糖度变化很小，酒精度上升很慢，其原因是此阶段酵母菌主要进行有氧呼吸，大量增殖。96 h后酒精度和糖度的变化都趋于平缓，其原因是营养物质的消耗、高浓度的酒精会抑制酵母菌的代谢而影响发酵。 4.关于白酒、啤酒和果酒的生产，下列叙述错误的是(　　) A.在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气 B.白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程 C.葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质，也存在于线粒体 D.生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同，但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌 【答案】　C 【解析】在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气，让酵母菌大量繁殖，再进行酒精发酵，A正确；白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程，如发酵初期酵母菌大量繁殖，B正确；酒精发酵利用的菌种是酵母菌，葡萄糖转化为乙醇所需的酶存在于细胞质基质，不存在于线粒体中，C错误，D正确。 5.葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是(　　) A.无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖 B.自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌 C.葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的 D.制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加 【答案】　D 【解析】酵母菌是兼性厌氧菌，既可以进行有氧呼吸(彻底的氧化分解，释放大量的能量，有利于酵母菌的繁殖)，又可以进行无氧呼吸(释放少量能量，产生酒精)，A正确；自然发酵制作葡萄酒的菌种主要来自于葡萄皮表面的野生型酵母菌，B正确；制作的葡萄酒的颜色来自葡萄皮中的色素，C正确；随着发酵的进行，酵母菌进行呼吸作用，消耗糖，所以糖含量减少，D错误。 （不定项）6.啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法正确的是(　　) A.用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就能产生α－淀粉酶 B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌 C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵 D.通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期 【答案】　ACD 【解析】赤霉素能促进种子的萌发，可诱导α－淀粉酶相关基因的表达，促进α－淀粉酶的合成，进而使大麦种子无须发芽就能产生α－淀粉酶，A正确；焙烤可以杀死大麦种子的胚，但不使淀粉酶失活，没有进行灭菌，B错误；糖浆经蒸煮(产生风味组分、终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌)、冷却后再接种酵母菌进行发酵，防止高温杀死菌种，C正确；转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期，属于转基因技术在微生物领域的应用，D正确。 7.工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。 回答下列问题： (1)米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的________可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供________。 (2)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________、________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________。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于________(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。 (3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是________________。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是________________________(答出1点即可)。 【答案】　(1)蛋白质　碳源　(2)蛋白酶　脂肪酶　氨基酸　异养好氧　(3)原核生物 酒精和CO2　食盐 【解析】(1)大豆的主要营养成分有蛋白质，可为米曲霉的生长提供氮源。淀粉属于多糖，组成元素有C、H、O，可为米曲霉的生长提供碳源。 (2)蛋白质和脂肪的分解分别需要蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶可以将蛋白质水解为小分子的肽和氨基酸。依题意可知，米曲霉发酵过程中需要提供营养物质，且需要通入空气并搅拌，故米曲霉的代谢类型为异养好氧型。 (3)乳酸菌为原核生物；酵母菌为兼性厌氧型微生物，在无氧条件下可以通过无氧呼吸产生酒精和CO2。由题图可知，发酵池中有米曲霉发酵阶段的产物，还有发酵池发酵阶段添加的食盐，食盐可以通过提高发酵液的渗透压来抑制杂菌生长。 8.蓝莓果实中含有丰富的营养成分，具有良好的营养保健作用。用新鲜蓝莓为原料家庭可以制作蓝莓酒和蓝莓醋，下列有关叙述正确的是(　　) A.蓝莓酒和蓝莓醋制作的过程是在严格无菌的条件下进行的 B.用带盖瓶子制作蓝莓酒时，拧松瓶盖间隔时间不一定相同 C.蓝莓醋发酵液中，液面处的醋酸菌密度低于瓶底处的密度 D.在蓝莓酒发酵旺盛时，醋酸菌能将果汁中的糖发酵为醋酸 【答案】　B 【解析】制作蓝莓酒时，利用蓝莓上携带的酵母菌进行发酵，制作蓝莓醋时，可直接将醋酸菌接种在蓝莓酒的发酵液中，二者不能在严格无菌的条件下进行，A错误；醋酸菌属于好氧菌，在蓝莓醋发酵液中，液面处的醋酸菌更易接触到充足氧气，因此其密度大于瓶底处的密度，C错误；在蓝莓酒发酵旺盛时，条件为无氧条件，能够抑制醋酸菌的繁殖，醋酸菌不能将果汁中的糖发酵为醋酸，D错误。 9.下列有关实验室果酒、果醋制作过程的叙述，正确的是(　　) A.制作果酒时，先用清水冲洗掉葡萄皮表面的白膜 B.酒精发酵后，只需要提高一定的温度就能继续进行乙酸发酵 C.导致发酵产物不同的重要因素有温度、发酵时间、菌种等 D.榨汁前，榨汁机的发酵瓶都只需要用体积分数为70%的酒精消毒即可 【答案】　C 【解析】制作果酒时，不能用清水冲洗掉葡萄皮表面的白膜(其中含野生酵母菌)，A错误；酒精发酵后，若要继续进行乙酸发酵，不仅需提高温度，还要通入适量气体，B错误；导致发酵产物不同的重要因素有温度、发酵时间、菌种等，C正确；榨汁前要将榨汁机和发酵瓶用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，D错误。 10.制作泡菜利用的微生物主要是乳酸菌，在发酵初期，水槽内常有气泡产生；在泡菜坛内的液体表面有时会产生一层白膜。对上述现象分析最合理的是(　　) A.发酵初期乳酸菌进行有氧呼吸释放CO2，导致了气泡的产生 B.发酵初期活动旺盛的是酵母菌，其进行有氧呼吸释放CO2导致了气泡的产生 C.白膜是由乳酸菌发酵产生的乳酸在表面富集形成的 D.乳酸菌在发酵过程中产生了热量，加速各种杂菌在表面生长而出现白膜 【答案】　B 【解析】乳酸菌是厌氧细菌，其只能进行无氧呼吸，且其无氧呼吸只能产生乳酸，不会产生CO2，A错误；发酵初期活动旺盛的是酵母菌，其进行有氧呼吸释放CO2导致了气泡的产生，B正确；白膜是由酵母菌形成的，C、D错误。 11.在传统发酵技术中，果醋的制作往往在果酒制作基础上进行。下图甲是乙酸发酵装置，乙是培养液pH变化曲线图，下列叙述正确的是 (　　) A.发酵初期不通气，溶液中没有气泡产生 B.中期可以闻到酒香，说明进行了酒精发酵 C.后期接种醋酸菌，适当通气并保持原有温度 D.图乙中能正确表示pH变化的曲线是③ 【答案】　B 【解析】发酵初期不通气，酵母菌先利用发酵装置中的氧气进行有氧呼吸产生CO2和水，然后再进行酒精发酵产生酒精和CO2，因此溶液中有气泡产生，A错误；酒精是酵母菌无氧呼吸产生的，若中期可以闻到酒香，说明进行了酒精发酵，B正确；果酒制作需要无氧条件，且发酵温度一般为18～30 ℃，而果醋制作需要氧气，且发酵温度一般为30～35 ℃，所以后期接种醋酸菌，应适当通气并提高发酵温度，C错误；果酒制作过程中，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和CO2，pH会稍有下降，接种醋酸菌后产生乙酸，pH会下降得更快，因而图乙中能正确表示pH变化的曲线是②，D错误。 12.酿造米酒以其独特的风味和丰富的营养受到消费者的青睐。传统酿造工艺生产米酒是利用酒曲作为糖化发酵剂，由于酒曲质量不稳定造成了米酒产品品质差异大，质量稳定性差。为了优化其发酵条件，科技工作者以米曲霉及酿酒酵母为发酵菌株，采用两步发酵法制备米酒，流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A.米曲中微生物分泌的酶可将大米中的淀粉转变成单糖等，会使米酒具有甜味 B.将米曲霉和酿酒酵母分别培养使两菌株处于优势地位 C.待熟米冷却至35 ℃时即可加入第一次发酵产物并在该温度下进行二次发酵 D.相对传统工艺，两步发酵法能有效提高产酒的能力 【答案】　C 【解析】淀粉本身是多糖，无甜味，在米曲中微生物分泌的酶作用下分解为单糖葡萄糖，使米酒具有甜味，A正确；米曲霉和酿酒酵母一起培养会存在种间竞争，分开培养可以使两菌株处于优势地位，B正确；温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，20 ℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵时一般将温度控制在18～25 ℃，该方法是采用两步发酵法制备米酒，所以不能在35 ℃条件下进行，C错误；两步发酵法利用了米曲霉和酿酒酵母的扩大培养，相比于传统工艺，两步发酵法能有效提高产酒的能力，D正确。 【题型二】发酵工程及其应用 13.废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.该生产过程中，一定有气体生成 B.微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料 C.该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质 D.沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理 【答案】　A 【解析】据图可知，该生产过程中有酿酒酵母的参与，酵母菌呼吸作用会产生二氧化碳，故该生产过程中，一定有气体生成，A正确；糖类是主要的能源物质，微生物生长所需的碳源主要来源于果糖生产废水，B错误；分析图示可知，该技术中有连续搅拌反应器的过程，该操作可以增加微生物与营养物质的接触面积，此外也可增大溶解氧含量，故据此推测该生产工艺利用微生物的有氧发酵技术生产蛋白质，C错误；沼气生产利用的是厌氧微生物，在连续搅拌反应器中厌氧微生物会被抑制，因此沼气池废料无需灭菌，D错误。 14.啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，其工业化生产流程如下：①大麦种子发芽，释放淀粉酶；②加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活；③将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉；④淀粉分解，形成糖浆；⑤糖浆加入啤酒花，蒸煮；⑥加入酵母菌，发酵；⑥过滤，77 ℃保温30 min；⑧过滤、分装啤酒进行出售。回答下列问题： (1)大麦种子细胞中合成淀粉酶的场所是________。 (2)流程⑤蒸煮的目的是终止酶的进一步作用，并________。流程⑥在加入酵母菌前，需进行的操作为________，该操作的目的是__________________________。 (3)77 ℃保温30 min的操作类似于巴氏消毒法，该操作的目的既能杀死啤酒中的微生物，又能保证____________________________________________________。 (4)若要进一步研究淀粉酶的特性，需从发芽大麦种子中提取和分离淀粉酶，主要步骤是原料处理→________→纯化→纯度鉴定。 【答案】　(1)核糖体　(2)对糖浆进行灭菌　冷却　避免杀死菌种(或保持酵母细胞的活性) (3)啤酒中的营养成分不被破坏(或啤酒中的营养成分不流失)　(4)粗分离 15.某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是(　　) A.夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理 B.乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大 C.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压 D.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵 【答案】　B 【解析】果酒发酵的适宜温度为18～30 ℃，因此夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理，A正确；乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物，因此发酵过程中不需要通入空气，B错误；无氧呼吸产生了二氧化碳，但是没有消耗氧气，因此发酵罐中的气压不会低于大气压，C正确；葡萄酒发酵的原料是糖类，因此可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵，D正确。 （不定项）16.中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，其以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室通过发酵生产岀PHA等新型高附加值可降解材料，从而提高了甘蔗的整体利用价值。具体的工艺流程如下图所示。下列说法错误是(　　) A.为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，应在液体培养基中添加包含蔗糖在内的多种有机物作为碳源，并不断提高蔗糖的浓度 B.为统计培养液中H菌的数目，可在培养过程中定期取样并采用平板划线法进行菌落计数 C.若菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，则发酵系统不需要进行灭菌处理 D.若在适宜营养物浓度、温度和pH条件下发酵，菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期且产生了少量的乙醇，则说明氧气是高密度培养的限制因素 【答案】　ABC 【解析】由题可知，为提高甘蔗的整体利用价值，需提高嗜盐单胞菌H对蔗糖的耐受能力和利用效率，故在液体培养基中将蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度，A错误；平板划线法只能分离菌种，不能进行计数，B错误；若菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，在高盐、强碱条件下，也可能有杂菌生长，故该系统仍需要灭菌，C错误；若在适宜营养物浓度、温度和pH条件下发酵，菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期且产生了少量的乙醇，这说明发酵条件中氧气不足，使菌种进行无氧呼吸产生了乙醇。据此推测可知，氧气(O2或溶解氧)是限制高密度培养的重要因素，D正确。 17.发酵工程广泛应用于农业、食品工业、医药工业等工业生产。下列关于发酵工程的叙述错误的是(　　) A.发酵工程的形成离不开微生物纯培养技术的建立及发酵罐等设备的成功设计 B.筛选出高产柠檬酸的黑曲霉菌种后可直接接种到发酵罐中进行发酵生产 C.若培养基或发酵设备灭菌不彻底，则可能造成青霉素发酵的产量降低 D.发酵工程生产的单细胞蛋白含有糖类、脂质等多种化合物，可作为家畜的优质饲料 【答案】　B 【解析】发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术，因此发酵工程的形成离不开微生物纯培养技术的建立及相应设备的成功设计，A正确；筛选出能高产柠檬酸的黑曲霉菌种后不能直接接种到发酵罐中进行发酵生产，还需要进一步扩大化培养才能接种到发酵罐中进行发酵生产，以提高发酵产品的产量，B错误；若培养基或发酵设备灭菌不彻底，可能被杂菌污染或造成青霉素被分解，使产量降低，C正确；发酵工程生产的单细胞蛋白是微生物的细胞，另外还含有糖类、脂质等多种化合物，因此可作为家畜的优质饲料，D正确。 18.某小组利用塑料饮水杯、充氧泵、空气过滤器、回旋式单向阀硅胶管等材料制作的一种新型的果酒、果醋两用发酵装置，如下图。请分析回答下列问题： (1)制作果酒和果醋利用的微生物分别是________、________。 (2)图中________和不锈钢气泡石能为发酵罐中的培养液进行充氧操作，________能为通入的空气进行无菌过滤，从而对发酵罐中的培养液实现无菌换气。 (3)酿制果酒时一般将温度控制在________℃，图示装置一般要先通气后紧闭软管夹，通气的目的是____________________________________________________。 若要检测果汁发酵后是否有酒精产生，可从出料口取2 mL发酵液加入试管，再滴加0.5 mL________溶液，观察是否呈现________色。 (4)图中排气构件由回旋式单向阀通过硅胶塞连接于排气口而成，使用前先在单向阀内装入约1/3体积冷却的开水。这样处理的主要好处有___________________________________________________(至少答两点)。 【答案】　(1)酵母菌　醋酸菌　(2)充氧泵　空气过滤器　(3)18～30　有利于酵母菌的繁殖　酸性重铬酸钾　灰绿　(4)能将发酵过程产生的气体及时排出发酵罐、可通过单向阀中气泡的生成了解发酵状况、能有效隔绝外界空气对发酵介质的氧化及外界杂菌的污染、排气不需要人工控制，使用方便 19.陈醋是我国发明的传统调味品之一，酿制及食用已有3 000多年历史。陈醋生产工艺流程如图所示。请分析回答下列问题： (1)在糖化阶段添加淀粉酶制剂需要控制反应温度，这是因为_________________________________________________________________。 (2)利用醋酸菌获得乙酸的条件有两种情况，一是在________时，将糖分解成乙酸；二是在缺少糖源时，利用酒精生成乙酸。 (3)研究表明，在陈醋的酿造过程中，起主导作用的是醋酸菌，而乳酸菌也存在于醋醅中，其代谢产生的乳酸是影响陈醋风味的重要因素。成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期________________(至少写出2种)等环境因素的变化，________________，淘汰了部分乳酸菌种类。 【答案】　(1)酶在最适温度下催化能力最强　(2)氧气和糖源都充足　(3)氧气、营养物质、pH　加剧了不同种乳酸菌之间的竞争 【解析】(1)分析流程图可知，糖化阶段就是淀粉在淀粉酶作用下水解产生葡萄糖的过程，酶在最适温度下活性最强，因此在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度。 (2)利用醋酸菌获得乙酸的条件有两种情况，一是在氧气和糖源都充足时，醋酸菌将糖分解成乙酸；二是在缺少糖源时，醋酸菌利用酒精生成乙酸。 (3)成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期氧气、营养物质、pH等环境因素的变化，加剧了不同种乳酸菌之间的竞争，淘汰了部分乳酸菌种类。 1．酸菜制作过程中会产生亚硝酸盐，亚硝酸盐含量过高会对人体健康产生危害。自然发酵条件下，杂菌较多，酸菜品质变动较大。为提高酸菜品质及稳定性，研究者在自然发酵条件下添加一定量的干酪乳酸菌进行酸菜发酵（即人工发酵），并将这两种发酵方法产生的亚硝酸盐的含量进行比较，结果如图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 随着发酵时间的延长酸菜液中的pH先升高后降低 B. 自然发酵利用了蔬菜表面附着的自然乳酸菌 C. 人工发酵制作的酸菜，其亚硝酸盐含量一直较低更安全 D. 合理延长自然发酵时间的酸菜食用更放心 【答案】A 【解析】随着发酵时间的延长酸菜液中的pH降低后维持稳定，A错误；自然发酵利用了蔬菜表面附着的自然乳酸菌，B正确；据图中数据分析，人工发酵制作的酸菜，其亚硝酸盐含量一直较低更安全，C正确；合理控制自然发酵制作酸菜的发酵时间，如第9天以后，其亚硝酸盐的含量与人工发酵基本一致，因此食用更放心，D正确。 2.双层平板法是对噬菌体进行计数的常用方法。在培养皿中倒入琼脂含量为2%的培养基凝固成底层平板后，将琼脂含量为1%的培养基熔化并冷却至45~48℃，然后加入敏感指示菌和待测噬菌体稀释悬液的混合液，充分混匀后立即倒入底层平板上形成双层平板。培养一段时间后，根据噬菌斑的数目可计算原液中噬菌体的数量。下列叙述错误的是（ ） A. 倒平板前需利用不同方法对培养基和培养皿进行灭菌 B. 若利用双层平板法对T2噬菌体进行计数，可选用乳酸菌为敏感指示菌 C. 上层平板中出现噬菌斑的原因是噬菌体侵染宿主细菌使其裂解死亡 D. 若上层平板中琼脂浓度较低，可能形成的噬菌斑较大，有利于计数 【答案】B 【解析】对培养基进行灭菌，常用高压蒸汽灭菌法，而对培养皿进行灭菌，常用干热灭菌，A正确；T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌中的病毒，故T2噬菌体的宿主细菌是大肠杆菌，不能用其他细菌代替，B错误；噬菌体寄生于宿主细菌内，二者混合培养一段时间后，在上层平板上出现一些噬菌斑，这是噬菌体侵染宿主细菌使其裂解死亡所致，C正确；与底层平板相比，上层平板中琼脂浓度较低的好处是形成的噬菌斑较大，有利于计数，D正确。 3．中国早在公元前22世纪就采用发酵法酿酒，制酱、制醋、制腐乳、制泡菜等也具有悠久的历史。回答下列问题。 （1）传统啤酒酿造的发酵过程是在敞开式发酵池中进行的，麦芽汁中接种酵母后通入大量无菌空气，之后会产生大量气体翻腾逸出，形成厚厚的气泡层。其中，气泡层起到______的作用，有利于酒精的生成。 （2）制作泡菜时煮沸的泡菜盐水须冷却后再倒入装好干净蔬菜的坛中，以免高温______。发酵初期发酵坛的水槽内会间歇性有气泡冒出，这是因为______。发酵过程中，除乳酸菌外，其它微生物在密封发酵2天后均大幅度减少，主要原因是______。 （3）乳酸菌常用于制作酸奶等发酵食品。制作酸奶时，若牛奶中含有抗生素，会影响酸奶的制作效果，原因是______。 （4）研究人员为探究发酵温度对红树莓果酒发酵的影响做了相关实验，得到如下图结果： ①据图可知，发酵的最适温度是24℃，理由是该温度时______。 ②发酵进行一段时间后残糖量不再降低，推测原因可能是______。 【答案】（1）隔绝空气 （2） ①. 杀死蔬菜表面的乳酸菌 ②. 酵母菌等微生物的呼吸作用产生CO2 ③. 只有乳酸菌能耐受酸性且缺氧的发酵液环境 （3）抗生素能抑制乳酸菌的生长 （4） ①. 残糖量最低，酒精度数最高 ②. 酒精度数过高导致酵母菌死亡 【解析】（1）酵母菌酒精发酵需要无氧环境，气泡层起到隔绝空气的作用。 （2）制作泡菜时煮沸的泡菜盐水须冷却后再倒入装好干净蔬菜的坛中，防止高温杀死蔬菜表面的乳酸菌。 发酵初期发酵坛的水槽内会间歇性有气泡冒出，这是因为酵母菌等微生物的呼吸作用产生CO2。 发酵过程中，氧气含量逐渐减少，由于只有乳酸菌能耐受酸性且缺氧的发酵液环境，因此除乳酸菌外，其它微生物在密封发酵2天后均大幅度减少。 （3）由于抗生素能抑制乳酸菌的生长，因此制作酸奶时，若牛奶中含有抗生素，会影响酸奶的制作效果。 （4）据曲线图分析，在发酵温度为 24℃ 时，残糖量最低，发酵酒精度数最高，因此该温度是发酵的最适温度。由于发酵过程中，酒精浓度过高会杀死酵母菌，使发酵不再进行，残糖量不再降低，酒精度数逐渐下降。 4．荧光假单胞菌野生型菌落为平滑型（SM），突变后可产生皱缩型（WS）和模糊型（FS）菌落。科研人员在液体培养基中静置培养野生型，其种群增长曲线如图1所示；在液体培养基中振荡培养野生型，其种群增长曲线如图2所示。下列叙述正确的是（　　） A. 静置培养时，增大荧光假单胞菌的接种数量会增大SM的K值 B. 静置培养后期，SM种群数量下降的原因可能与细胞密度过大有关 C. 振荡培养时，WS第4天后在竞争中占有优势并会保持S形增长 D. SM在振荡培养时的突变和适应不利于物种生存 【答案】B 【解析】静置培养时，增大荧光假单胞菌的接种数量不会增大SM的K值，但会使达到K值的时间提前，A错误；静置培养后期，因细胞密度过大、营养物质消耗、代谢产物积累等因素导致SM种群数量下降，B正确；WS第4天后在竞争中占有优势，但第7天后种群数量下降，并不会保持S形增长，C错误；SM在振荡培养时的突变和适应利于物种生存，D错误。 5．有些单细胞藻类、酵母菌和细菌等微生物菌体干重中的蛋白质含量可达到40%~80%，这些通过发酵获得的大量微生物菌体，即是单细胞蛋白，将其添加到饲料中可提高饲料的蛋白质含量。下列叙述正确的是（　　） A. 在发酵之前需要对菌种进行扩大培养 B. 培养基必须经过严格的灭菌，发酵设备则只需要消毒处理 C. 发酵生产的废弃液可直接排放到外界环境中 D. 发酵结束之后，采取适当的提取、分离、纯化等方法获得单细胞蛋白 【答案】A 【解析】接入发酵罐中的菌种总体积需要几立方米到几十立方米，因此，在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养，A正确；发酵工程中一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降，因此，培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌，B错误；发酵液经过分离，在获得菌体的同时还会有废弃物，可作为肥料利用，不能随便排放到环境中，以防止污染环境，C错误；发酵结束后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，得到产品，D错误。 6．产黄青霉菌是一种好氧真菌，其生长繁殖的适宜温度是30℃，但在20℃的条件下才会大量合成分泌青霉素。工业上采用玉米浆、棉籽饼等作为原料，通过合理设计，进行青霉素的生产。已知青霉素在碱性条件下易水解，下列叙述，错误的是（　　） A. 要选育符合生产要求的产黄青霉菌，可采用诱变育种或基因工程育种等方法 B. 发酵过程中需要对发酵罐及时加热或降温处理，还要及时调节pH、通入无菌空气 C. 发酵过程采用单一菌种进行发酵，有助于提高青霉素的产量和品质 D. 发酵结束后，应将发酵液进行离心取菌体并进行破碎处理，从中提取青霉素 【答案】D 【解析】发酵工程中性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得，A正确；发酵过程中需要严格控制发酵条件，维持产黄青霉素菌的适宜代谢环境，包括及时加热或降温，保持适宜的温度；及时调节pH，保证菌种的生长，避免青霉素水解；通入无菌空气，使其进行有氧呼吸，B正确；在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉，C正确；青霉素是分泌到细胞外的代谢产物，提取之前不需要破碎处理，D错误。 7．灰霉病是由灰葡萄孢（一种真菌）引起的农作物病害。为了绿色、高效地防治灰霉病，研究人员从灰霉病多发的大棚土壤中取样、分离出多种单菌落并进行扩大培养，随后将各组微生物的无菌发酵滤液与未凝固的普通培养基混合后倒平板，冷却后在平板中央接种灰葡萄孢，通过比较灰葡萄孢菌丝生长情况，从而筛选出高效的灰葡萄孢拮抗菌。下列叙述，错误的是（　　） A. 在灰霉病多发的大棚土壤取样，比普通土壤更有可能获得灰葡萄孢拮抗菌 B. 取无菌发酵滤液的目的是用拮抗菌的代谢产物对灰葡萄孢产生抑制作用 C. 为筛选出高效拮抗菌，只需在普通培养基接种等量灰葡萄孢作为对照 D. 灰葡萄孢菌丝生长最缓慢、稀疏的组别对应的微生物即为最高效拮抗菌 【答案】C 【解析】由题意可知，灰霉病是由灰葡萄孢（一种真菌）引起的农作物病害，因此在灰霉病多发的大棚土壤取样，比普通土壤更有可能获得灰葡萄孢拮抗菌，A正确；取无菌发酵滤液的目的是排除其他杂菌的干扰，利用拮抗菌的代谢产物对灰葡萄孢产生抑制作用，从而获得专一性的拮抗菌，B正确；为筛选出高效拮抗菌，需在普通培养基接种等量不同浓度的灰葡萄孢来进行实验，挑选出对灰葡萄孢拮抗效果最好的拮抗菌，C错误；最高效拮抗菌对灰葡萄孢的拮抗效果是最好的，导致灰葡萄孢菌丝生长最缓慢、稀疏，D正确。 8.测定水样是否符合饮用水的卫生标准，常用滤膜法测定大肠杆菌的总数。大肠杆菌在含有伊红—亚甲蓝的固体培养基上长出的菌落呈深紫色。滤膜法测定大肠杆菌数目的流程如下：用滤膜过滤待测水样或其稀释液→水样或稀释液中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到伊红—亚甲蓝琼脂平板上培养→统计滤膜上菌落数目。下图为将待测水样稀释10倍后取100ml稀释液时的测定结果。相关叙述正确的是（　　） A. 伊红—亚甲蓝琼脂培养基属于选择培养基 B. 图中1L待测水样中含大肠杆菌约1700个 C. 为减小误差，应对所有实验组平板进行计数并取平均值 D. 为防止杂菌污染，过滤装置和培养基使用前需干热灭菌 【答案】B 【解析】伊红一亚甲蓝琼脂培养基属于鉴别培养基，A错误；识图分析可知，图中滤膜上菌落数目为17个，该图为将待测水样稀释10倍后取100ml稀释液时的测定结果，因此1L待测水样中含大肠杆菌约17÷0.1×10=1700个，B正确；为减小误差，一般需对实验组菌落数为30～300的平板进行计数并取平均值，C错误；培养基应湿热灭菌，常采用高压蒸汽灭菌法，D错误。 9.蛋白S为菌株C（一种细菌）分泌产物，可被广泛应用于医药、食品和化工工业。某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和蛋白S产量的影响，结果如表所示。下列说法正确的是（ ） 碳源 细胞干重/（g·L-1） 蛋白S产量/（g·L-1） 葡萄糖 3.12 0.15 淀粉 0.01 0 制糖废液 2.30 0.18 A. 菌株C的培养基的pH一般要调节至酸性 B. 培养基中碳源物质浓度越高，菌株合成蛋白S越多 C. 适合菌体生长和生产蛋白S的碳源均为葡萄糖 D. 菌株C可能因不能合成淀粉酶而无法利用淀粉 【答案】D 【解析】细菌的培养基的pH一般要调节至中性或弱碱性，A错误；培养基中碳源物质浓度过高，可能会使菌株失水死亡，B错误；分析题表可知，以葡萄糖为碳源时，细胞干重最大，故菌株C生长的最适碳源是葡萄糖；以制糖废液为碳源时，S产量最高，故用菌株C生产S的最适碳源是制糖废液，C错误；分析实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，说明其不能分解利用淀粉，故其不能生长的原因是缺少淀粉酶，D正确。 10.青贮饲料是指将新鲜秸秆、青草等通过乳酸菌发酵而制成的饲料。它气味酸香、柔软多汁、营养丰富、保存期长，是家畜优良饲料。下列叙述，错误的是（　　） A. 选择糖类含量较高的植物作为青贮原料，保证乳酸菌生长所需的碳源 B. 作为青贮的原料应适当切碎、搅拌并通入空气，有利于乳酸菌充分发酵 C. 发酵过程中乳酸菌发酵生成乳酸，使pH降低，抑制其它微生物生长 D. 经过乳酸菌发酵，大分子有机物被分解为多种小分子物质，易于消化吸收 【答案】B 【解析】乳酸菌为异养微生物，选择糖类含量较高的植物作为青贮原料，经过微生物发酵后，其富含的纤维素、半纤维素和果胶等物质被降解为小分子，保证乳酸菌生长所需的碳源，A正确；乳酸菌是厌氧微生物，在培养的过程中不能通入空气，否则会影响乳酸菌的无氧呼吸，B错误；发酵过程中乳酸菌发酵生成的产物是乳酸，使培养液的pH降低，会抑制其它微生物的生长，C正确；经过乳酸菌发酵，大分子有机物被相应的酶分解为多种小分子物质，易于消化吸收，D正确。 11.磷是维持生物体生长发育所必需的元素。植酸磷作为植物或饲料中磷的主要储存形式，由于动植物体内缺少水解植酸磷的植酸酶，不能很好地利用饲料及土壤中的植酸磷，造成了磷的浪费；同时，动物的高磷粪便排入环境，也造成土壤和水体污染，目前，产植酸酶的细菌种类有很多，如图表示科研人员从土壤中分离出植酸酶的A~E5种细菌菌株的操作过程。回答下列问题： （1）本实验用牛肉膏蛋白胨培养基，其中牛肉膏提供的主要营养是_______（答出2种即可），培养细菌时需将pH调至_______。 （2）常采用_______法对培养基进行灭菌，灭菌的培养基需要倒平板的目的一是_______，二是避免培养基中的水分过快蒸发。 （3）图中采用的接种方法是_______，为了保证结果准确，一般选择菌落数在_______的平板进行计数，统计的菌落数往往比活菌的实际数目_______（填“高”或“低”），原因是_______。 （4）经20℃恒温培养箱培养后，培养基中出现分解植酸磷的透明圈，图中透明圈最大的是_______，可挑取该菌落进行纯培养。在家畜饲料添加剂中使用植酸酶还需要考虑的因素有_______（答出2点即可），另外添加植酸酶在一定程度上起改善环境的作用，原因是_______。 【答案】（1）①. 碳源、氮源、磷酸盐和维生素等 ②. 中性或微碱性 （2）①. 高压蒸汽灭菌 ②. 防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成培养基污染 （3）①. 稀释涂布平板法 ②. 30~300 ③. 低 ④. 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作为信使传递信息f、g （4）①. 菌株E ②. 温度、植酸酶的用量（最适浓度）、植酸酶的储存条件等 ③. 饲料中添加植酸酶可使磷被充分吸收，减少粪便中磷的排出量，降低对环境造成的污染 【解析】（1）本实验所用培养基为牛肉膏蛋白胨培养基，其中牛肉膏提供的主要营养是碳源、氮源、磷酸盐和维生素等。蛋白胨提供的主要营养物质是碳源、氮源和维生素等；培养细菌时需将pH调至中性或微碱性。 （2）常采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌，灭菌的培养基需要倒平板的目的一是防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成培养基污染，二是避免培养基中的水分过快蒸发。 （3）图中采用的接种方法是稀释涂布平板法，为了保证结果准确，一般选择菌落数在30~300的平板进行计数，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，原因是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。 （4）经20℃恒温培养箱培养后，培养基中出现分解植酸磷的透明圈，图中透明圈最大的是菌株E，可挑取该菌落进行纯培养；在家畜饲料添加剂中使用植酸酶还需要考虑的因素有温度、植酸酶的用量（最适浓度）、植酸酶的储存条件等，另外添加植酸酶在一定程度上起改善环境的作用，原因是饲料中添加植酸酶可使磷被充分吸收，减少粪便中磷的排出量，降低对环境造成的污染。 1．（2025·山东·高考真题）深海淤泥中含有某种能降解纤维素的细菌。探究不同压强下，该细菌在以纤维素或淀粉为唯一碳源的培养基上的生长情况。其他条件相同且适宜，实验处理及结果如表所示。下列说法正确的是（    ） 组别 压强 纤维素 淀粉 菌落 ① 常压 - + - ② 常压 + - - ③ 高压 - + - ④ 高压 + - + 注： “+”表示有；“一”表示无 A．可用平板划线法对该菌计数 B．制备培养基的过程中，应先倒平板再进行高压蒸汽灭菌 C．由②④组可知，在以纤维素为唯一碳源的培养基上，该菌可在常压下生长 D．由③④组可知，高压下该菌不能在以淀粉为唯一碳源的培养基上生长 【答案】D 【解析】平板划线法是用来分离和纯化微生物，获得单个菌落的技术，其主要目的是分离而不是计数。用于活菌计数的方法通常是稀释涂布平板法，A错误；制备固体培养基（琼脂平板）的正确流程是：先将培养基成分溶解、调整pH值后，分装到三角瓶中，然后进行高压蒸汽灭菌。待培养基冷却至50℃左右时，再在无菌条件下（如超净工作台）倒入无菌的培养皿中（即“倒平板”），B错误；组②为常压 + 纤维素，结果无菌落，而组④为高压 + 纤维素，结果是有菌落。 这个对比恰好说明，在以纤维素为碳源的条件下，该菌不能在常压下生长，而能在高压下生长，C错误；③④组形成了一个对照实验，变量是碳源。实验结果表明，在高压条件下，该细菌可以利用纤维素生长（组④），但不能利用淀粉生长（组③），D正确。 2.(2024年山东省）在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是（　　） A. 相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生速率越慢 B. 发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量 C. 发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长 D. 发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品 【答案】D 【解析】黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧，相同菌体密度下，菌球体越大越不利于菌体与氧气接触，柠檬酸产生速率越慢，A正确；菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径反馈抑制，发酵中期添加一定量的硫酸铵，提高铵离子浓度，菌体内可提高柠檬酸产量，B正确；发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必须的酶失活，可抑制大部分细菌的生长，C正确；发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得柠檬酸产品，D错误。 3.(2024年山东省）酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z，trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上，生长情况如图。据图分析，3种酶在该合成途径中的作用顺序为（　　） A. X→Y→Z B. Z→Y→X C. Y→X→Z D. Z→X→Y 【答案】A 【解析】添加少量色氨酸，突变体菌株可以生长，色氨酸合成途径的中间产物积累后可排出胞外，进入培养基后，通过扩散，从而给其他突变型提供代谢原料，帮助其长出明显的菌落。trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体，据图可知，trpX不能为trpY和trpZ提供原料，trpY不能为trpZ提供原料，trpZ可以为trpX、trpY的生长提供原料，推测3种酶在该合成途径中的作用顺序为X→Y→Z。 （不定项）5．（2025·山东·高考真题）酿造某大曲白酒的过程中，微生物的主要来源有大曲和窖泥。大曲主要提供白酒酿造过程中糖化所需的微生物，制曲过程需经堆积培养，培养时温度可达60℃左右；将大曲和酿酒原料混合，初步发酵后放入窖池；窖池发酵是白酒酿造过程中微生物发酵的最后阶段。下列说法正确的是（    ） A．堆积培养过程中的高温有利于筛选酿酒酵母 B．大曲中存在能分泌淀粉酶的微生物 C．窖池发酵过程中，酵母菌以无氧呼吸为主 D．窖池密封不严使酒变酸是因为乳酸含量增加 【答案】BC 【解析】酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～30℃，堆积培养过程中温度可以达到60℃左右，高温不利于筛选酿酒酵母，A错误；大曲主要提供白酒酿造过程中糖化所需的微生物，糖化是将淀粉水解形成糖浆的过程，故大曲中应存在能分泌淀粉酶的微生物，B正确；窖池发酵开始会有氧气进行有氧呼吸，不是只进行无氧呼吸，C正确；窖池密封不严使酒变酸是因为乙醇被氧化为醋酸，D错误。 6．（2025·云南·高考真题）黄酒是我国古老的发酵酒之一，传统酿制中，先用蒸煮过的小麦或麸皮为原料，对之前发酵留存的少量酒曲（曲种）进行扩大制曲；再将酒曲和蒸煮后的糯米、大米混合处理一段时间后，添加足量酒母（含酵母菌）完成发酵，压榨成品。下列说法错误的是（　　） A．小麦、麸皮等原料为酒曲中微生物的生长繁殖提供了碳源和氮源等营养物质 B．为避免制曲过程被杂菌污染影响黄酒品质，扩大制曲前需对留存的酒曲灭菌 C．糯米、大米蒸煮后立即与酒曲混合会导致酶空间结构改变而降低其催化效率 D．将酒曲混合糯米、大米处理一段时间，是为了获得酒母发酵时的底物葡萄糖 【答案】B 【解析】小麦、麸皮等原料含有蛋白质、糖类等多种营养成分，蛋白质可以为微生物提供氮源，糖类等可以为微生物提供碳源，所以能为酒曲中微生物的生长繁殖提供碳源和氮源等营养物质，A正确；扩大制曲前对留存的酒曲不能灭菌，因为酒曲本身含有发酵所需的菌种，若灭菌会杀死这些菌种，导致无法进行正常的发酵过程，B错误；糯米、大米蒸煮后温度较高，立即与酒曲混合，高温会使酶的空间结构改变，导致酶活性降低，从而降低其催化效率，C正确；酒曲中含有淀粉酶等酶类，将酒曲混合糯米、大米处理一段时间，淀粉酶可将糯米、大米中的淀粉分解为葡萄糖，从而为后续酒母（含酵母菌）发酵提供底物葡萄糖，D正确。 7．（2025·四川·高考真题）微塑料由塑料废弃物风化形成，难以降解，会危害生态环境和人体健康。有人分离到X和Y两种微塑料降解菌，将总菌量相同的X、Y、X+Y（X:Y=1:1）分别接种于含有等量微塑料的蛋白胨液体培养基中，培养一段时间后测定微塑料的残留率（残留率=剩余量/添加量×100%），结果如下图。下列叙述正确的是（    ） A．用平板划线法能测定X菌组中的活菌数 B．Y菌组微塑料残留率较高，故菌浓度也高 C．混合菌种对微塑料的降解能力高于单一菌种 D．能在该培养基中生长繁殖的微生物都能降解微塑料 【答案】C 【解析】平板划线法主要用于微生物的分离和纯化，不能用于测定活菌数，测定活菌数常用稀释涂布平板法，A错误；Y菌组微塑料残留率较高，说明Y菌对微塑料的降解能力相对较弱，而不是菌浓度高，微塑料残留率与菌对微塑料的降解能力有关，而非直接与菌浓度相关，B错误；由图可知，X+Y混合菌种组的微塑料残留率低于X菌组和Y菌组，说明混合菌种对微塑料的降解能力高于单一菌种，C正确；该培养基中含有蛋白胨，能在该培养基中生长繁殖的微生物可能利用蛋白胨作为碳源和氮源等，但不一定都能降解微塑料，D错误。 8．（2025·湖南·高考真题）采集果园土壤进行微生物分离或计数。下列叙述正确的是（　　） A．稀释涂布平板法和平板划线法都能用于尿素分解菌的分离和计数 B．完成平板划线后，培养时需增加一个未接种的平板作为对照 C．土壤中分离得到的醋酸菌能在无氧条件下将葡萄糖分离成乙酸 D．用于筛选尿素分解菌的培养基含有蛋白胨、尿素和无机盐等营养物质 【答案】B 【解析】稀释涂布平板法可通过菌落数进行计数，而平板划线法仅用于分离纯化菌种，无法计数，A错误；平板划线法操作后需设置未接种的平板作为空白对照，以验证培养基灭菌是否彻底，B正确；醋酸菌为严格好氧菌，其代谢需氧气，无氧条件下无法将葡萄糖转化为乙酸，C错误；筛选尿素分解菌的培养基应以尿素为唯一氮源，若含蛋白胨（含其他氮源），则无法筛选目标菌，D错误。 9．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）科研人员通过稀释涂布平板法筛选出高耐受且降解金霉素（C22H23ClN2O8）能力强的菌株，旨在解决金霉素过量使用所导致的环境污染问题。下列叙述错误的是（    ） A．以金霉素为唯一碳源可制备选择培养基 B．逐步提高培养基中金霉素的浓度有助于获得高耐受的菌株 C．配制选择培养基时，需确保pH满足实验要求 D．用接种环将菌液均匀地涂布在培养基表面 【答案】D 【解析】以金霉素为唯一碳源的选择培养基，仅允许能利用金霉素的微生物生长（其他无法利用金霉素的微生物被抑制），符合选择培养基的设计原理，A正确；逐步提高金霉素浓度可模拟环境胁迫，筛选出耐受性更强的菌株（类似“驯化”过程），B正确；培养基的pH需根据目标微生物的生长需求调整（如细菌通常中性偏碱，真菌偏酸性），是配制培养基的基本要求，C正确；稀释涂布平板法需用​​涂布器​​将菌液均匀涂布在培养基表面，而接种环用于平板划线法（分离单菌落）。用接种环涂布无法保证菌液均匀，D错误。 10．（2025·北京·高考真题）链霉菌A能产生一种抗生素M，可用于防治植物病害，但产量很低。为提高M的产量，科研人员用紫外线和亚硝酸对野生型链霉菌A的孢子悬液进行诱变处理，筛选M产量提高的突变体（M+株），以应用于农业生产。 (1)紫外线和亚硝酸均通过改变DNA的 ，诱发基因突变。 (2)因基因突变频率低，孢子悬液中突变体占比很低；又因基因突变的 性，M+株在全部突变体中的占比低。要获得M+株，需进行筛选。 (3)链霉菌A主要进行孢子繁殖。研究者对链霉菌A发酵液进行了粗提浓缩，得到粗提液，测定粗提液对野生型链霉菌A孢子萌发的影响，结果如图。 由图可知，粗提液对野生型孢子萌发有 作用。 (4)随后研究者进行筛选实验。诱变处理后，将适量孢子悬液涂布在含有不同浓度粗提液的筛选平板上，每个浓度的筛选平板设若干个重复，28℃培养7天。从每个浓度的筛选平板上挑取100个单菌落，再次分别培养后逐一测定M产量，统计结果如下表。 组别 I II III IV V VI 筛选平板中粗提液浓度（mL/100mL） 2 5 8 10 12 15 所取菌落中M+株占比（%） 0 13 25 65 20 3 ①用图中信息，解释表中IV组M+株占比明显高于Ⅲ组的原因 。 ②表中Ⅲ组和V组中M+株占比接近，但在筛选平板上形成的菌落有差异。下列叙述正确的有 （多选）。 A．Ⅲ组中有野生型菌落，而V组中没有野生型菌落 B．V组中有M产量未提高的突变体菌落，而III组中没有 C．与Ⅲ组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的突变体在V组中被抑制 D．与Ⅲ组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的M+株在V组中被抑制 综上所述，用 粗提液筛选是获得M+株的有效方法。 【答案】(1)碱基序列（或脱氧核苷酸序列） (2)随机性、不定向 (3)抑制 (4)IV 组粗提液浓度高于 Ⅲ 组，更多的野生型孢子萌发受抑制，M+株相对更容易存活； AD 10 mL/100mL 【解析】（1）紫外线和亚硝酸均通过改变 DNA 的碱基序列（或脱氧核苷酸序列），诱发基因突变。因为基因突变是指 DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而这些处理会影响 DNA 的碱基组成和排列顺序。 （2）因基因突变频率低，孢子悬液中突变体占比很低；又因基因突变的随机性、不定向性，M＋株在全部突变体中的占比低。要获得 M＋株，需进行筛选。基因突变具有不定向性，即一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因，所以即使发生了基因突变，也不一定是我们想要的 M＋株。 （3）由图可知，随着培养基中粗提液浓度的升高，野生型孢子萌发率下降，所以粗提液对野生型孢子萌发有抑制作用。 （4）①IV 组粗提液浓度高于 Ⅲ 组，结合前面得出的粗提液对孢子萌发有抑制作用，且M＋株可能对粗提液有更强的耐受性，所以在较高浓度的粗提液下，更多的野生型孢子萌发受抑制，而 M＋株相对更容易存活，导致 IV 组 M＋株占比明显高于 Ⅲ 组。 ②A、Ⅲ组粗提液浓度较低，对野生型孢子抑制作用较弱，筛选平板上有野生型菌落，据（3）表可知，Ⅴ组粗提液浓度较高，对野生型孢子抑制作用较强，筛选平板上没有野生型菌落，A 正确； B、Ⅲ 组和 V 组中都可能有 M 产量未提高的突变体菌落，B 错误； CD、Ⅳ、Ⅴ组粗提液浓度较高，筛选平板上的菌落可能均为突变体，但Ⅵ组M+株显著少于Ⅳ组，说明诱变处理后的孢子悬液中更多的M+株在Ⅴ组中被抑制，使得Ⅲ组和Ⅴ组中M+株占比接近，而不是更多的突变体被抑制，C错误，D正确。 故选AD。 据表可知，用10 mL/100mL 粗提液筛选是获得M+株的有效方法。 11．（2025·甘肃·高考真题）我国葡萄酒酿造历史悠久、传统发酵技术延续至今。发酵工程通过选育菌种和控制发酵条件等措施可优化传统发酵工艺，改善葡萄酒品质。下列叙述错误的是（　　） A．传统发酵时，葡萄果皮上的多种微生物参与了葡萄酒的发酵过程 B．工业化生产时，酵母菌需在无氧条件下进行扩大培养和酒精发酵 C．通过诱变育种或基因工程育种能够改良葡萄酒发酵菌种的性状 D．大规模发酵时，需要监测发酵温度、pH值、罐压及溶解氧等参数 【答案】B 【解析】在传统发酵制作葡萄酒时，葡萄果皮上附着有多种微生物，如酵母菌等，这些微生物参与了葡萄酒的发酵过程，A正确；工业化生产时，酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，能大量繁殖，进行扩大培养，在无氧条件下进行酒精发酵产生酒精，B错误；通过诱变育种（利用物理、化学等因素诱导基因突变）或基因工程育种（定向改造生物的基因）能够改良葡萄酒发酵菌种（如酵母菌）的性状，比如提高发酵效率等，C正确；大规模发酵时，发酵温度、pH值、罐压及溶解氧等参数会影响微生物的生长和代谢，进而影响发酵过程和产品质量，所以需要监测这些参数，D正确。 12．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，流程如下图。下列叙述错误的是（    ） A．淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源 B．扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种 C．培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同 D．通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累 【答案】C 【解析】淀粉水解形成的糖类可以作为黑曲霉生存所需的碳源，氧化分解可以为黑曲霉提供能源，A正确；通过液体培养基的扩大培养，可以为后续的发酵罐内发酵提供足量的黑曲霉菌种，B正确；空气一般用过滤除菌的方式，培养基一般用高压蒸汽灭菌的方式，发酵罐可以用高温灭菌的方式等，因此它们的灭菌方法不相同，C错误；已知利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，说明通气、搅拌有利于溶解氧增加，有利于发酵产物柠檬酸的积累，D正确。 （不定项）13．（2025·河北·高考真题）隐甲藻是一种好氧的异养真核微藻。多在海水中腐烂的植物叶片上生长繁殖，是工业生产DHA（一种功能性脂肪酸）的藻类之一、从海洋中筛选获得的高产油脂隐甲藻，可用于DHA的发酵生产。下列叙述正确的是（    ） A．隐甲藻可从腐烂的叶片获得生长必需的碳源 B．采集海水中腐烂的叶片，湿热灭菌后接种到固体培养基，以获得隐甲藻 C．选择培养基中可加入抑制细菌生长的抗生素，以减少杂菌生长 D．适当提高发酵时的通气量和搅拌速率均可增加溶氧量，以提高DHA产量 【答案】ACD 【解析】根据题目信息“隐甲藻是一种好氧的异养真核微藻，多在海水中腐烂的植物叶片上生长繁殖”可知，隐甲藻可从腐烂的叶片获得生长必需的碳源，A正确；采集海水中腐烂的叶片进行湿热灭菌后，会杀死所有的微生物，此时接种到固体培养基上无法获得隐甲藻，B错误；根据题目信息可知，隐甲藻为真核生物，抗生素可通过抑制细菌细胞壁合成或影响代谢过程来抑制细菌生长，不会影响真核生物的生命活动，因此在筛选或培养隐甲藻时，加入抗生素可有效抑制细菌杂菌，提高隐甲藻的纯度和生长效率，C正确；根据题目信息可知，隐甲藻为好氧生物，因此利用隐甲藻进行DHA发酵生产时，适当提高发酵时的通气量和搅拌速率均可增加溶氧量，以提高DHA产量，D正确。 14．（2025·云南·高考真题）我国研究人员发明了生产维生素C的两步发酵法，流程如图甲。为了减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖，需要进行灭菌以结束第一步发酵。 在两步发酵法的基础上，我国研究人员进一步尝试用三菌混菌体系建立一步发酵法。在氧化葡糖杆菌（原始菌MCS）中利用基因工程技术导入大肠杆菌基因ccdB，得到工程菌IR3C。MCS和IR3C单菌培养时，活菌数变化曲线如图乙，MCS、IR3C分别与普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌进行三菌混菌发酵时，产物含量变化曲线如图丙。 回答下列问题： (1)要使基因ccdB在IR3C中稳定遗传、表达并发挥作用，构建的基因表达载体除启动子外，还必须有 。 (2)绘制图乙需统计活菌数，常用方法是 。当活菌达到一定数量时，基因ccdB编码的蛋白质开始发挥作用，推测该蛋白质的作用是 ，开始发挥作用的时间是 ，判断理由是 。 (3)基于图丙，利用IR3C三菌混菌发酵的产量 （填“高于”或“低于”）MCS三菌混菌发酵的产量，其原因是 。 【答案】(1)标记基因、目的基因、终止子、复制原点 (2) 稀释涂布平板法 能抑制细菌增殖 15h 在15h时，IR3C数量下降，而MSC数量上升 (3) 高于 IR3C转入了ccdB基因，阻止细胞增殖，减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖，从而更多山梨糖被用于合成维生素C。 【解析】（1）基因工程中构建的基因表达载体，除启动子外、还要有标记基因、目的基因、终止子、复制原点等。 （2）统计活菌数目常用稀释涂布平板法，从图2看出，随着时间推移，种群数量不断增加，在15h时，IR3C数量下降，而MSC数量上升，所以推测转入的基因ccdB编码的蛋白质诱导能抑制细菌增殖或诱导细菌凋亡，发挥作用的时间大约在15h。 （3）从图丙看出，IR3C三菌混菌发酵产生的2-酮-L-古龙酸含量比MSC三菌混菌发酵产量高，因此可以推测，IR3C三菌混菌发酵维生素C产量更高，可能的原因是IR3C转入了ccdB基因，诱导细菌死亡，减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖，从而更多山梨糖被用于合成维生素C。 15.（2024年高考全国甲卷）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效果。大肠杆菌在伊红美蓝培养基上生长的菌落呈________色。 【答案】（1）前者微生物分散的活菌和死菌一起计数，后者存在多个活菌形成一个菌落的情况且只计数活菌 （2）5000 （3） ①. 杀死涂布器上可能存在的微生物，防止涂布器上可能存在的微生物污染 ②. 防止温度过高杀死菌种 （4） ①. A ②. A消毒液活菌数减少量最多，且杀菌时间较短，效率最高 （5）黑 【解析】（1）显微镜直接计数法把死菌和活菌一起计数。菌落计数法计数只计活菌数，还可能存在多个活菌形成一个菌落的情况，故前者的数量多于后者。 （2）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，即稀释了10倍，1mL细菌原液中细菌浓度=（菌落数÷菌液体积）×稀释倍数=（100÷200 μL）×10个=5000个。 （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。灼烧目的是杀死涂布器上可能存在的微生物，防止涂布器上可能存在的微生物污染，冷却的目的是防止温度过高杀死菌种。 （4）A消毒液活菌数减少量最多，且杀菌时间较短，效率最高，因此A消毒液杀菌效果最好。 （5）大肠杆菌在伊红美蓝培养基上生长的菌落呈黑色。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $