专题19 传统发酵技术的应用和微生物的培养技术与应用 题组1-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编生物

专题19　题组一 1.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。 答案　B 2.解析　醋酸发酵的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型，故醋酸的发酵是好氧发酵，而酒精的发酵，参与的微生物是酵母菌，需要无氧呼吸产生酒精，故是厌氧发酵，A正确；以谷物为原料酿造食醋和黄酒时，产物中的醋酸、二氧化碳等会使pH下降，B正确；黄酒发酵过程中，酵母菌繁殖主要在有氧条件下进行，产酒精要在无氧条件下进行，繁殖越快则发酵产物酒精产率越低，C错误；传统发酵食品所用的是自然菌种，没有进行严格的灭菌，以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，往往会造成传统发酵食品的品质不一，D正确。故选C。 答案　C 3.解析　平板划线法可以分离微生物，获得单菌落，但不能进行计数，A错误；制备培养基的过程中，应先进行高压蒸汽灭菌，再在酒精灯旁倒平板，B错误；分析表格数据，比较②④组，两组均以纤维素为唯一碳源，②组常压条件下无菌落产生，④组高压条件下有菌落产生，说明在以纤维素为唯一碳源的培养基上，该菌可在高压下生长，C错误；比较③④组，高压条件下，该菌在以淀粉为唯一碳源的培养基上不生长，而在以纤维素为唯一碳源的培养基上生长，D正确。 答案　D 4.解析　制备的培养基需用高压蒸汽灭菌法灭菌，紫外线仅用于表面或空气消毒，无法灭菌，A错误；将土样加入无菌水制成悬液，经梯度稀释后，取各稀释度菌液涂布于培养基表面，分离并计数，B正确；连续划线时，每次应从上次划线的末端开始，若从起始端开始无法有效分离单菌落，C错误；斜面培养基保存菌种需置于4 ℃短期保存，长期保存应使用甘油管藏法(－20 ℃)，室温下无法长期保存，D错误。 答案　B 5.解析　堆积培养时的高温(60 ℃)主要筛选耐高温的微生物(如霉菌、细菌)，而酿酒酵母的适宜生长温度为25～30 ℃，高温环境会抑制酵母菌的酿酒过程，因此不利于筛选酿酒酵母菌，A错误；大曲主要提供白酒酿造过程中糖化所需的微生物，故大曲中存在能分泌淀粉酶的微生物，能将酿酒原料中的淀粉分解，B正确；窖池发酵是白酒酿造过程中微生物发酵的最后阶段，该过程以酵母菌无氧呼吸产生酒精为主，C正确；窖池密封不严使酒变酸，主要是因为醋酸菌有氧呼吸将乙醇转化为乙酸，D错误。 答案　BC 6.解析　醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时，能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。乙酸有酸味，因此，食用醋的酸味主要来源于乙酸，A正确。醋酸菌是好氧细菌，不适宜在无氧条件下生存，B正确。当缺少糖源时，醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸，因此，醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C正确。醋酸菌为原核生物，其不含有线粒体，D错误。 答案　D 7.解析　由图可知，②中拔出棉塞后应握住棉塞上部；⑥中划线时不能将培养皿的皿盖完全拿开，应只打开一条缝隙；⑦中划线时第5次的划线不能与第1次的划线相连；⑧中平板应倒置培养。①③④⑤正确，故选D。 答案　D 8.解析　在氧气充足的条件下，黑曲霉可以利用糖类发酵产生柠檬酸，在相同菌体密度下，菌球体越大，越不容易获得氧气，柠檬酸产生速率越慢，A正确。由题目所给信息“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”可推出发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量，B正确。大部分细菌适合在中性或弱碱性环境中生存，发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长，C正确。如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。柠檬酸属于代谢物，故D错误。 答案　D 9.解析　根据题意可知，trpX能合成酶Y和酶Z，不能合成酶X；trpY能合成酶X和酶Z，不能合成酶Y；trpZ能合成酶X和酶Y，不能合成酶Z。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。分析题图可知，①trpX在靠近trpY区域一侧、trpZ区域一侧均能生长，说明trpX可以利用trpY、trpZ色氨酸合成途径中分泌到胞外的中间产物合成色氨酸；②trpY在靠近trpZ区域一侧可以生长，说明trpY可以利用trpZ色氨酸合成途径中分泌到胞外的中间产物合成色氨酸；③trpZ不能生长。由①②分析可知，trpX、trpY均可合成色氨酸合成途径所需的最后一种酶，又因为trpX能合成酶Y和酶Z，trpY能合成酶X和酶Z，故trpX、trpY均可合成的酶为酶Z；由①分析可知，trpY、trpZ均能合成色氨酸合成途径的中间产物，故trpY、trpZ均可合成色氨酸合成途径所需的第一种酶，又因为trpY能合成酶X和酶Z，trpZ能合成酶X和酶Y，故trpY、trpZ均可合成的酶为酶X。综上，酶X为色氨酸合成途径所需的第一种酶，酶Z为色氨酸合成途径所需的最后一种酶，则酶Y为色氨酸合成途径所需的第二种酶，即3种酶在该合成途径中的作用顺序为X→Y→Z，A符合题意。 答案　A 10.解析　研究目的是筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌，因此既要耐高温，又要能够高效降解角蛋白，所以在c点取样，并且用角蛋白氮源培养基进行选择培养，D正确，A、B、C错误。 答案　D 11.解析　糖化过程主要是利用霉菌分泌的淀粉酶将淀粉分解为葡萄糖，A正确；可用酸性重铬酸钾溶液检测，若存在酒精，则酒精与酸性的重铬酸钾反应呈灰绿色，B正确；酿造过程中应在无氧条件下进行，若密封不严，会导致醋酸菌在有氧条件下发酵产生醋酸而使酒变酸，C正确；蒸熟并摊晾的原料需要冷却后才可加入糟醅，不能马上密封，需要提供氧气先让糟醅中的好氧型霉菌将原料中的淀粉糖化，以及让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，D错误。 答案　D 12.解析　(1)石油中含有含碳有机物，可以作为碳源。菌体内的含氮生物大分子有蛋白质和核酸。(2)在资源和空间不受限制的阶段，细菌呈“J”形增长。若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后A细菌的数量是N0·2n。(3)由题表可知，A菌株降解石油的能力比B菌株强，形成的透明圈比B菌株的大，且A菌株可以固氮，在培养基中不添加氮源的情况下也可以生长繁殖，产生透明圈；B菌株不能固氮，在培养基中不添加氮源的情况下不能生长繁殖，不能产生透明圈，可据此设计实验。(4)据表格信息可知，菌株A在无NH4NO3的培养基上可以生长繁殖，而菌株B在无NH4NO3的培养基上不能生长繁殖，因此对于贫氮且被石油污染的土壤来说，治理石油污染应该选用菌株A。 答案　(1)石油　DNA、RNA和蛋白质 (2)N0·2n (3)在平板Ⅰ和平板Ⅱ的甲孔中均滴加A菌液，在平板Ⅰ和平板Ⅱ的乙孔中均滴加等量的B菌液，培养相同时间，观察透明圈大小(分解石油的能力越强，透明圈越大) (4)菌株A　菌株A在无NH4NO3的培养基上可以生长繁殖，而菌株B在无NH4NO3的培养基上不能生长繁殖，且菌株A分解石油的能力较强(合理即可) 13.解析　(1)在实验室培养微生物时，对玻璃器皿进行灭菌的方法有干热灭菌和高压蒸汽灭菌等。(2)由实验结果可知，以葡萄糖作为碳源时，细胞干重最高，最有利于菌株C生长；而以制糖废液作为碳源时，S产量最高，此时更有利于生产S。微生物生长所需的营养物质除碳源外，一般还包括水、氮源和无机盐等。(3)碳源为淀粉时菌株C不能生长，可能是因为菌株C缺乏能分解淀粉的酶，不能分解利用淀粉。(4)若要进一步确定生产S的最适制糖废液浓度，可分别向一系列含有不同浓度制糖废液的培养基中接种等量且适量的菌株C，放在相同且适宜的条件下培养，一段时间后检测培养液中S的含量。(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，减少环境污染。 答案　(1)干热灭菌和高压蒸汽灭菌 (2)葡萄糖　制糖废液　水、氮源、无机盐(答出两点) (3)菌株C缺乏能分解淀粉的酶，不能分解利用淀粉 (4)分别向一系列含有不同浓度制糖废液的培养基中接种等量且适量的菌株C，放在相同且适宜的条件下培养，一段时间后检测培养液中S的含量 (5)减少环境污染(合理即可) 14.解析　加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹容易从衣物上脱落。(1)从表格中信息可知，加酶洗衣粉A对血渍的洗涤效果比对照组的无酶洗衣粉效果好，而血渍含有大分子蛋白质，因此，加酶洗衣粉A中添加的酶是蛋白酶，同理，加酶洗衣粉B中添加的酶是脂肪酶；加酶洗衣粉C对血渍和油渍的洗涤效果比无酶洗衣粉好，油渍中有脂肪，因此，加酶洗衣粉C中添加的酶是蛋白酶和脂肪酶。(2)蚕丝织物中有蛋白质，因此，表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有加酶洗衣粉A、加酶洗衣粉C ，原因是蚕丝织物主要成分是蛋白质，会被蛋白酶催化水解。(3)据分析可知，相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是：酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而将污渍与洗涤物分开。(4)固定化酶技术是指利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，酶既能与反应物接触，又能与产物分离，所以固定在载体上的酶还可以被反复利用。所以固定化酶在生产实践中应用的优点是：降低生产成本(或产物容易分离，可提高产品的产量和质量，或固定化酶稳定性好，可持续发挥作用)。 答案　(1)蛋白酶　脂肪酶　蛋白酶和脂肪酶 (2)A和C　其中所含有的碱性蛋白酶可将蚕丝蛋白水解为可溶性氨基酸和小分子肽，对蚕丝织物造成破坏 (3)加酶洗衣粉中的酶制剂可将污渍中的蛋白质、脂肪等大分子水解为可溶性小分子，使污物更容易从衣物上脱落 (4)利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术　易于回收，可重复使用 学科网（北京）股份有限公司 $ 一、选择题 1.(2025·云南卷)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 2.(2025·河南卷)食醋和黄酒是我国传统的日常调味品，均通过发酵技术生产。下列叙述错误的是(　　) A.醋酸的发酵是好氧发酵，而酒精的发酵是厌氧发酵 B.以谷物为原料酿造食醋和黄酒时，伴有pH下降和气体产生 C.食醋和黄酒发酵过程中，微生物繁殖越快发酵产物产率越高 D.使用天然混合菌种发酵往往会造成传统发酵食品的品质不一 3.(2025·山东卷)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；“－”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 4.(2025·江苏卷)从种植草莓的土壤中分离致病菌，简易流程如下：制备土壤悬液、分离、纯化、鉴定。下列相关叙述正确的是(　　) A.制备的培养基可用紫外线照射进行灭菌 B.将土样加入无菌水混匀，梯度稀释后取悬液加入平板并涂布 C.连续划线时，接上次划线的起始端开始划线 D.鉴定后的致病菌，可接种在斜面培养基上，并在室温下长期保存 5.(2025·山东卷)(多选)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.(2024·湖北卷)制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是(　　) A.食用醋的酸味主要来源于乙酸 B.醋酸菌不适宜在无氧条件下生存 C.醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶 D.葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内 7.(2024·湖南卷)微生物平板划线和培养的具体操作如图所示。下列操作正确的是(　　) A.①②⑤⑥　　　　　 B.③④⑥⑦ C.①②⑦⑧ D.①③④⑤ 8.(2024·山东卷)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 9.(2024·山东卷)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 10.(2023·广东卷)研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断，下列最可能筛选到目标菌的条件组合是(　　) A.a点时取样、尿素氮源培养基 B.b点时取样、角蛋白氮源培养基 C.b点时取样、蛋白胨氮源培养基 D.c点时取样、角蛋白氮源培养基 11.(2023·浙江卷6月)阅读下列材料，回答问题。 小曲白酒清香纯正，以大米、大麦、小麦等为原料，以小曲为发酵剂酿造而成。小曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。酿酒的原理主要是酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精。传统酿造工艺流程如图所示。 关于小曲白酒的酿造过程，下列叙述错误的是(　　) A.糖化主要是利用霉菌将淀粉水解为葡萄糖 B.发酵液样品的蒸馏产物有无酒精，可用酸性重铬酸钾溶液检测 C.若酿造过程中酒变酸，则发酵坛密封可能不严 D.蒸熟并摊晾的原料加入糟醅，立即密封可高效进行酒精发酵 二、非选择题 12.(2022·全国甲卷)某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。 实验所用的培养基成分如下： 培养基Ⅰ：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。 培养基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。 操作步骤： ①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B菌液； ②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。 回答下列问题： (1)实验所用培养基中作为碳源的成分是________。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成____________________(答出两种即可)等生物大分子。 (2)步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是________。 (3)为了比较A、B降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验，结果如表所示(“＋”表示有透明圈，“＋”越多表示透明圈越大，“－”表示无透明圈)，推测该同学的实验思路是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 菌株 透明圈大小 平板Ⅰ 平板Ⅱ A ＋＋＋ ＋＋ B ＋＋ － (4)现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是________，理由是_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 13.(2022·全国乙卷)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。回答下列问题： 碳源 细胞干重/(g/L) S产量/(g/L) 葡萄糖 3.12 0.15 淀粉 0.01 0.00 制糖废液 2.30 0.18 (1)通常在实验室培养微生物时，需要对所用的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(答出两点即可)。 (2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是________；用菌株C生产S的最适碳源是________。菌株C的生长除需要碳源外，还需要_____________________________________________ ________________________________________________________(答出两点即可)等营养物质。 (3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是____________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是___________________________________ ________________________________________________________________________ __________________________________________________________________(答出一点即可)。 14.(2021·全国卷Ⅱ)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果，实验结果见下表。(“＋”越多表示去渍效果越好) 加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 无酶洗衣粉(对照) 血渍 ＋＋＋ ＋ ＋＋＋ ＋ 油渍 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋ ＋ 根据实验结果回答下列问题： (1)加酶洗衣粉A中添加的酶是______；加酶洗衣粉B中添加的酶是________；加酶洗衣粉C中添加的酶是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有________，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是__________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指__________________________________。固定化酶在生产实践中应用的优点是_______________________________________(答出一点即可)。 学科网（北京）股份有限公司 $