专题通关20 发酵工程及其应用-【高考领航】2026年高考生物总复习四测通关卷

专题通关20　发酵工程及其应用 (满分：100分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分) 1．(2025·安徽芜湖模拟)生物技术与人们的生活息息相关，在食品制造方面广泛应用。下列有关说法错误的是(　　) A．在泡菜的腌制过程中，为缩短制作时间可在盐水中加入少量陈泡菜液 B．制作腐乳时，酵母、曲霉和毛霉，其中起主要作用的是毛霉 C．利用玉米进行酒精发酵时，添加纤维素酶可以提高酒精的含量 D．与葡萄酒的制作不同，葡萄醋的制作过程需要消耗氧气，且发酵温度更低 2．(2025·河南信阳模拟)《诗经·邶风谷风》中有“我有旨蓄，亦以御冬”的记载，其中“旨蓄”是蓄以过冬的美味腌菜。下列叙述正确的是(　　) A．腌制前需要对菜品严格灭菌处理以免杂菌污染 B．腌制过程中亚硝酸盐的含量先增加后保持不变 C．腌制初期乳酸菌大量繁殖会在泡菜坛表面产生一层白膜 D．可向坛盖边沿的水槽中注水保持发酵所需环境 3．豆豉是一种古老的传统发酵豆制品，下面是豆豉制作的流程图，装坛放在室外日晒，每天搅拌两次。下列说法正确的是(　　) 选料―→浸泡蒸煮前期发酵调味装坛 A．前期发酵的目的是让霉菌产生相应的酶，使味道更鲜美 B．传统方法制作豆豉，以混合菌种的液体发酵为主 C．调味过程中添加盐可抑制杂菌生长，白酒和风味料只是调节口味 D．装坛后日晒可为微生物提供能量，搅拌可为微生物提供氧气 4．培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。微生物培养时常用到无菌技术避免杂菌污染。下列相关叙述正确的是(　　) A．不同培养基的各种养分的浓度和比例可能存在差异 B．配制好的培养基转移至干热灭菌箱中灭菌 C．微生物培养时无机物可以作为碳源，但无机物不可以提供能量 D．为防止培养基溅到培养皿盖上，倒平板时应把培养皿盖完全打开 5．(2025·辽宁大连模拟)微生物培养时，常利用无菌技术来避免杂菌污染。下列相关叙述不正确的是(　　) A．无菌技术主要包括消毒和灭菌，消毒和灭菌的效果相同 B．配制好的培养基转移到锥形瓶中，再通过湿热灭菌法进行灭菌 C．为防止空气中的杂菌落入培养皿中，倒平板时须将培养皿打开一条缝隙 D．接种前接种环必须灼烧灭菌，接种后接种环也需要灼烧灭菌 6．(2025·云南昆明模拟)稀释涂布平板法是微生物培养过程中常用的接种方法，有关该方法的叙述正确的是(　　) A．要将聚集的微生物稀释分散，只能使用稀释涂布平板法 B．统计培养结束后平板上的菌落数即为此时平板上的活菌数 C．计数时，需计算各稀释度下的平板上的菌落数的平均值 D．该方法统计得到的菌落数，往往比活菌的实际数目要少 7．(2025·江苏南通模拟)某中学兴趣小组同学开展了“土壤中纤维素分解菌的分离与纯化”实验，结果如图。相关叙述正确的是(　　) A．配制培养基时应以纤维素为唯一碳源，并添加琼脂 B．接种时应用微量移液器取1 mL菌液滴加至培养基表面 C．培养时必须将平板倒置并放入CO2培养箱中培养12 h D．测定菌株对纤维素降解能力时，应优先挑取②处菌落 8．(2025·海南海口模拟)熔喷布是生产口罩的重要材料，主要成分是聚丙烯，废弃口罩会对环境造成污染。某人从土壤中分离到一种能分解聚丙烯的细菌。下列说法错误的是(　　) A．制备培养基时需要先将培养基的pH调节至中性或弱碱性，再灭菌、倒平板 B．以聚丙烯为唯一碳源的培养基，按功能划分，该培养基属于选择培养基 C．从土壤中分离能分解聚丙烯的细菌，可采用平板划线法、稀释涂布平板法接种 D．对该菌进行扩大培养时，应持续增加培养液中营养物质浓度，以提高菌种密度 9．(2025·河北秦皇岛模拟)精氨酸依赖型谷氨酸棒状杆菌缺乏将鸟氨酸转化为精氨酸的酶，不能在缺少精氨酸的培养基上正常生长，但可作为鸟氨酸发酵的优良菌种。如图为野生型谷氨酸棒状杆菌经诱变获得精氨酸依赖型菌并进行筛选的过程示意图，过程①将紫外线照射处理过的菌液接种在甲平板上，培养至菌落不再增加时，平板上的菌落如图所示。过程②是将甲平板中菌落利用影印接种法(一种能达到在一系列培养皿的相同位置上出现相同遗传型菌落的接种方法)接种到乙平板，继续培养相同时间。下列相关叙述错误的是(　　) A．与甲平板中成分相比，乙平板中不含精氨酸 B．菌落A是采用稀释涂布平板法接种后培养得到的 C．菌落B可能是鸟氨酸发酵的优良菌种 D．野生型菌经过紫外线处理后一定能获得精氨酸依赖型菌 10．(2025·贵州贵阳模拟)自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌，科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．培养自生固氮菌时，可用牛肉膏蛋白胨培养基，接种完成后培养皿应倒置 B．该纯化培养的方法是稀释涂布平板法，统计细菌数量时通常会低于真实值 C．步骤①获取土壤一般来自深层土壤，为防止其他杂菌污染可对获取土壤灭菌处理 D．若④的平板上菌落平均数为58个，则每克土壤中含有的固氮菌约5.8×105个 11．(2025·河北保定模拟)某种除草剂(一种含氮有机物，在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明)在土壤中不易降解，长期使用会污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤，按下图过程选育能降解该除草剂的细菌。下列叙述错误的是(　　) A．进行图示Ⅰ步骤前不需等比稀释土壤液 B．接种需在酒精灯火焰周围进行，每次接种前需对接种环进行灼烧灭菌 C．Ⅲ中透明圈/菌落面积比值越大说明其降解效果越好 D．除图示接种方法外还可用稀释涂布平板法，二者均可分离并进行活菌计数 12．(2025·广东惠州模拟)发酵工程在工业生产上得到广泛应用，如图表示谷氨酸的生产流程。下列说法错误的是(　　) A．①为诱变育种，②为扩大培养，目的是增加菌种数量 B．发酵过程需要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等 C．发酵罐中pH的改变，会影响菌种的生长繁殖以及谷氨酸的形成 D．发酵结束后，可采用过滤、沉淀等方法获得谷氨酸 选 择 题 答 题 栏 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 二、非选择题(本题共3小题，共52分) 13．(17分)(2025·安徽亳州模拟)葡萄酒醇厚、浓郁，含抗氧化、消炎物质，对人体的心脑血管具有保健作用；葡萄醋能抑菌消毒、有健脾安胃帮助消化等功效。某生物兴趣小组利用图1装置进行葡萄酒和葡萄醋的制作。回答下列问题： 图1 图2 (1)用图1装置制作葡萄酒过程中，要关闭________(填“阀a”或“阀b”)，以保证无气体进入发酵液。若发酵过程中操作失误导致发酵瓶爆裂，原因是____________________________________________________________。 (2)加入发酵瓶中的葡萄汁只占发酵瓶的2/3，目的是________________(答一点)。葡萄酒自然发酵时，作为原料的葡萄不需要灭菌，其原因是____________________________________________________。 (3)用图1的装置酿葡萄酒结束后，若要直接转入葡萄醋发酵，具体的操作方案为________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 在制作葡萄醋的过程中，发酵液的pH会________(填“下降”“上升”或“不变”)。 (4)为研究甲、乙、丙、丁四种酵母菌酿制葡萄酒的效果，研究人员进行了有关实验，结果如图2所示，甲、乙、丙、丁四种酵母菌酿制葡萄酒效果最差的是________。6～7 d，丁组酒精度不再上升的原因可能是_____________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________(答两点)。 14．(17分)(2025·广东佛山模拟)扩展青霉菌是腐烂苹果中常见的微生物之一，其次级代谢物棒曲霉素(Pat)是一种具有致突变作用的毒素。为研究腐烂苹果中Pat的分布，研究人员进行了如图1所示的实验，其中“病健交界处”为腐烂部位与未腐烂部位的交界处，取样分离的5个部位分别为①号、②号、③号、④号、⑤号。请回答下列问题： 图1 (1)培养扩展青霉菌使用的培养基成分如下表，根据物理性质划分，该培养基属于________培养基，其中NaNO3的作用有________________。接种至苹果之前用该培养基培养的目的是____________________________。 蔗糖 NaNO3 MgSO4 KCl FeSO4 KH2PO4 蒸馏水 30 g 2 g 0.5 g 0.5 g 0.01 g 1 g 1000 mL (2)接种前，应对苹果进行________(填“消毒”或“灭菌”)。用平板划线法分离扩展青霉菌时，划线的某个平板培养后第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，其他区域的划线上却均无菌落。操作失误的原因可能是__________________________________________________________________________________________________________________________(写出1点即可)。 (3)研究人员测定了病斑直径为1、2、3 cm的苹果中①～⑤号部位的Pat含量，结果如图2所示： 图2 根据图2结果，不能得出病斑直径越大，测定的相同部位Pat含量越高的结论，理由是___________________________________________________。 去除腐烂部位后的苹果是否可以食用，请结合图中信息说出理由：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 15．(18分)(2025·广东惠州模拟)聚苯乙烯(PS)塑料在自然界中很难降解，俗称“白色污染”。北京航空航天大学杨军教授成功从黄粉虫幼虫消化道中分离出能降解PS塑料的降解菌——微小杆菌YT2。图1是从黄粉虫肠道中分离、纯化目的微生物的过程。 图1 Ⅰ号培养基：水、无机盐、氮源、碳源 Ⅱ号培养基：水、无机盐、氮源、物质X Ⅲ号培养基：水、无机盐、氮源、物质X、物质Y (1)物质X和物质Y分别是________和________。实验过程中对培养皿、锥形瓶、试管等玻璃仪器常用________法进行灭菌。据图1分析，该接种方法是____________________________________________________________。 (2)科研人员从培养基中挑选了3株能稳定降解PS塑料的菌种P1、P2和P3。将红色PS粉碎成粉末，均匀混合在无碳固体培养基中，之后再接种经过稀释的三种菌液，一段时间后可测得透明圈大小(D)与菌圈大小(d)(如图2所示)。若使用单一菌种进行扩大培养，应选用____________菌种，理由是_________________ _____________________________________________________________________。 图2 (3)日常生活中常见的还有聚丙烯塑料袋、聚氯乙烯塑料袋等多种。为探究微小杆菌YT2对聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯的降解率差异，可将_______________________分别接种在____________________________________ __________________________________________________________________， 在相同且适宜的环境下培养相同时间后，测定培养液中相应物质的剩余量，计算出降解率。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题通关20　发酵工程及其应用 1．D　在泡菜的腌制过程中，为缩短制作时间可在盐水中加入少量陈泡菜液，进而增加了乳酸菌的数量，这相当于接种过程，A正确；腐乳的制作属于传统发酵技术，其中涉及多种菌种，如酵母、曲霉和毛霉，其中起主要作用的是毛霉，B正确；利用玉米进行酒精发酵时，添加纤维素酶可以提高酒精的含量，因为纤维素酶可以分解纤维素，植物细胞壁的成分主要是纤维素，纤维素分解后增加了糖的含量，进而能提高酒精的含量，C正确；因为葡萄酒的制作过程中涉及的菌种是酵母菌，其代谢类型为兼性厌氧型，且酒精的产生需要无氧条件，而果醋的制作涉及的菌种是醋酸菌，醋酸菌的代谢类型是异养需氧型，因此果醋制作需要消耗氧气，且醋酸菌发酵的适宜温度较高，为30～35 ℃，D错误。 2．D　菜品中含有发酵的天然菌种，故腌制前对菜品不能进行灭菌，否则会杀死发酵的天然菌种，A错误；腌制过程中亚硝酸盐的含量应该是先增加后减少最后保持不变，B错误；乳酸菌是厌氧细菌，发酵坛表面含有氧气，乳酸菌不能繁殖，出现的白膜一般是酵母菌繁殖所致，C错误；乳酸菌为厌氧菌，可通过向坛盖边沿的水槽中注水保持发酵所需的无氧环境，D正确。 3．A　豆豉前期发酵的过程中，霉菌产生的蛋白酶将蛋白质转变为小分子肽和氨基酸，使味道更鲜美，A正确；传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主， B错误；调味过程中添加盐可抑制杂菌生长，白酒和风味料既可以调节口味也可以抑制杂菌生长，C错误；该发酵过程中的微生物不能利用光能，D错误。 4．A　培养微生物的培养基中，营养物质主要有水、无机盐、碳源和氮源，不同微生物对营养物质的需求不同，所以不同培养基的各种养分的浓度和比例可能存在差异，A正确；配好的培养基应放入高压蒸汽灭菌锅内灭菌，B错误；硝化细菌可以利用氨或铵盐氧化供能，对于某些特殊生物，无机物也可提供能量，C错误；为防止空气中的杂菌落入培养皿中，倒平板时正确的操作是将培养皿打开一条稍大于锥形瓶瓶口的缝隙，D错误。 5．A　无菌技术主要包括消毒和灭菌，消毒是不彻底的，只能消灭大部分的细菌、病原体，而灭菌是彻底的，可以消灭所有的细菌、病原体，A错误；配置好的培养基转移到锥形瓶中，再通过湿热灭菌法进行灭菌，B正确；倒平板时须将培养皿打开一条缝隙，不能把培养皿盖完全打开，以免外来杂菌带来污染，C正确；接种前接种环必须灼烧灭菌，接种完成后接种环也需要灼烧灭菌，防止对环境造成污染，D正确。 6．D　要将聚集的微生物稀释分散，可使用稀释涂布平板法或平板划线法，A错误；由于平板上一个菌落可能是由两个或两个以上细胞发育而来的，统计培养结束后平板上的菌落数常小于此时平板上的活菌数，B错误，D正确；计数时，需计算适宜稀释度下的平板上的菌落数的平均值，C错误。 7．A　配制培养基时应以纤维素为唯一碳源，并添加琼脂，因为固体培养基可用于微生物的分离和鉴别，A正确；接种时不需要用微量移液器将菌液滴加至培养基表面，因为图示的接种方法是平板划线法，B错误；培养时必须将平板倒置并放入恒温培养箱中培养1～2 d，C错误；测定菌株对纤维素降解能力时，应优先挑取③处菌落，因为该处的菌落为单菌落，D错误。 8．D　培养细菌时，需将培养基调至中性或弱碱性，A正确；用以聚丙烯为唯一碳源的培养基来筛选能分解聚丙烯的细菌，按功能划分，该培养基属于选择培养基，B正确；从土壤中分离能分解聚丙烯的细菌，可采用的接种法有平板划线法和稀释涂布平板法，C正确；在对该菌进行扩大培养时，不能持续增加培养液中营养物质的浓度，因为持续增加培养液中营养物质的浓度，细菌会渗透失水，影响其生长繁殖，D错误。 9．D　根据实验结果可以推断出乙平板中无精氨酸，因此精氨酸依赖型菌不能繁殖形成菌落，甲平板中含精氨酸，精氨酸依赖型菌可繁殖形成菌落，A正确；平板上的菌落分布较均匀，故菌落A是采用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果，B正确；菌落B在甲平板上可形成，在乙平板上不能形成，可判断其为精氨酸依赖型菌，可作为鸟氨酸发酵的优良菌种，C正确；该培育菌种的方法为诱变育种，基因突变具有不定向性，因此不一定能筛选出精氨酸依赖型菌，D错误。 10．B　培养自生固氮菌时，一般不需要添加氮源，而牛肉膏蛋白胨培养基含有氮源，A错误；该纯化培养的方法是稀释涂布平板法，由于多个细菌连在一起时长出来的是单个菌落，因此统计细菌数量时通常会低于真实值，B正确；步骤①获取土壤一般来自浅层土壤，对土壤灭菌处理时也杀死了固氮菌，C错误；若在④的平板上统计的菌落的平均数量为58个，则每克土壤中含有的固氮菌为58÷0.1×104＝5.8×106(个)，D错误。 11．D　蘸取上清液前不需等比稀释土壤液，因为Ⅱ中的接种方法是平板划线法，A正确；接种需在酒精灯火焰周围进行，每次接种前需对接种环进行灼烧灭菌，以去除接种环上残留的菌液，B正确；有透明圈的菌落是以该除草剂作为氮源的，故Ⅲ中透明圈/菌落面积比值越大说明其降解效果越好，C正确；题图所用的接种方法为平板划线法，此外还可用稀释涂布平板法，二者均可用于分离微生物，但稀释涂布平板法能进行活菌计数，而平板划线法不能用于计数，D错误。 12．D　分析题图可知，图中①为诱变育种，②为扩大培养，目的是增加菌种数量，为接种做准备，A正确；发酵过程需要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以便对发酵条件和进程适时调整，B正确；发酵罐中pH的改变，会影响菌种的生长繁殖以及谷氨酸的形成，且还会对发酵产物的种类造成影响，C正确；发酵结束后，可采用萃取、离子交换等方法来分离和纯化获得谷氨酸，D错误。 13．解析：(1)用图1装置制作果酒过程中，要关闭充气管上的夹子，以便制造无氧环境，发酵温度应控制在18～30 ℃。若未及时排气，可能会导致发酵瓶爆裂。(2)加入发酵瓶中的葡萄汁只占发酵瓶的2/3，目的是让酵母菌在有氧条件下大量繁殖；防止发酵液溢出；起缓冲作用，避免发酵瓶压力过大发生炸裂。葡萄酒自然发酵时，作为原料的葡萄不需要灭菌，其原因是起主要作用的是附着在葡萄果皮上的野生型酵母菌，灭菌会杀死葡萄皮上附着的酵母菌，使发酵不能进行。(3)果醋制作的菌种是醋酸菌，代谢类型是异养需氧型，属于原核细胞，条件是30～35 ℃、一直需氧；用图1的装置酿葡萄酒结束后，若要直接转入葡萄醋发酵，具体的操作方案为打开阀a，通入无菌空气，接种醋酸菌，同时升高温度至30～35 ℃。在制作葡萄醋的过程中，会产生大量醋酸，发酵液的pH会下降。(4)由题图2分析可知，甲、乙、丙、丁四种酵母菌酿制葡萄酒中酒精度含量最低的是丙，则效果最差的是丙酵母菌。6～7 d，丁组酒精度不再上升的原因是较高的酒精度对酵母菌自身有毒害作用；葡萄汁中的葡萄糖耗尽，无法提供能源物质。 答案：(1)阀a　未及时排气　(2)让酵母菌在有氧条件下大量繁殖；防止发酵液溢出；起缓冲作用，避免发酵瓶压力过大发生炸裂　起主要作用的是附着在葡萄果皮上的野生型酵母菌，灭菌会杀死葡萄皮上附着的酵母菌，使发酵不能进行(合理即可)　(3)打开阀a，通入无菌空气，接种醋酸菌，同时升高温度至30～35 ℃(合理即可)　下降　(4)丙　较高的酒精度对酵母菌自身有毒害作用；葡萄汁中的葡萄糖耗尽 14．解析：(1)根据题表可知，培养扩展青霉菌使用的培养基成分中没有凝固剂，故根据物理性质属于液体培养基，其中能为扩展青霉菌的生长繁殖提供碳源和能源的是蔗糖，NaNO3的主要作用是为扩展青霉菌的生长提供氮源和无机盐。接种至苹果之前用该培养基培养，让扩展青霉菌在液体培养基中大量繁殖，可增大扩展青霉菌的浓度(或数量)。(2)消毒是采用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。这种方法对被消毒的物体基本无害，灭菌是采用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物。对活体生物及组织器官不能采用灭菌的方法，只能进行消毒，故接种扩展青霉菌前，为了避免苹果上其他杂菌的污染，应对苹果进行消毒处理。划线时需要从上一次划线的末端开始划线，第一次划线及每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌。用平板划线法分离扩展青霉菌时，划线的某个平板培养后第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，其他区域的划线上却均无菌落，导致操作失误的原因可能是第一区域划线结束，接种环灼烧后未冷却或第一区域划线结束后，其他区域的划线未从第一区域末端开始。(3)在题图2中，2 cm病斑的①号和④号部位的Pat含量均略高于3 cm病斑的①号和④号部位的Pat含量，所以，不能得出病斑直径越大，测定的相同部位Pat含量越高的结论。由题图2可知，远离病斑没有腐烂的苹果部位⑤仍然含有少量的Pat，Pat是一种具有致突变作用的毒素，所以，苹果去除腐烂部位后不建议食用(或不可以)，未腐烂部位仍含有一定量的Pat，食用存在健康风险。 答案：(1)液体　提供氮源和无机盐　增加扩展青霉菌的浓度(或数量)　(2)消毒　第一区域划线结束，接种环灼烧后未冷却或第一区域划线结束后，其他区域的划线未从第一区域末端开始　(3)2 cm病斑的①号和④号部位的Pat含量均略高于3 cm病斑的①号和④号部位的Pat含量　不建议食用(或不可以)，未腐烂部位仍含有一定量的Pat，食用存在健康风险 15．解析：(1)结合题干，本实验的目的是分离纯化能高效降解聚苯乙烯的细菌，故Ⅱ号培养基中含有的成分为水、无机盐、氮源、聚苯乙烯(起到选择目标菌的作用)，故物质X为聚苯乙烯。由题图1可知，该实验用到了稀释涂布平板法分离目标菌，Ⅲ号培养基应为固体培养基，便于涂布和分离目标菌，故物质Y为琼脂。干热灭菌是将灭菌物品放入密闭容器如干热灭菌箱，在160～170 ℃的热空气中维持1～2 h可以达到灭菌的目的。耐高温的和需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(如吸管、培养皿等)、金属用具等，可以采用这种方法灭菌。图中表述稀释涂布Ⅲ号培养基，说明该实验用到了稀释涂布平板法分离目标菌。(2)培养基上透明圈意味着细菌降解红色PS的多少，透明圈大小(D)与菌圈大小(d)的比值越大，说明该菌对PS塑料的降解效果越好，由题图2可知，应选用P1菌种。(3)实验是为探究微小杆菌YT2对聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯的降解率差异，自变量是材料的不同，故应将等量纯化的微小杆菌YT2分别接种在含等量的相同浓度的以聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯为唯一碳源的培养液中，保证无关变量相同且适宜的情况下培养，观察分解情况。 答案：(1)聚苯乙烯(PS)　琼脂　干热灭菌　稀释涂布平板法　(2)P1　P1的D/d值最大，对PS塑料的降解效果最佳　(3)等量纯化的微小杆菌YT2　含等量的相同浓度的以聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯为唯一碳源的培养液中 学科网（北京）股份有限公司 $