内容正文:
专题12 发酵工程
目录
第一部分 高考风向解读 洞察考向,感知前沿
第二部分 核心要点提升 要点精析、能力提升
知识串联·核心必记
要点01发酵工程的基础——微生物与培养基
要点02发酵工程的核心——培养与流程控制
要点03发酵工程的价值——应用领域与技术融合
专题拓展·能力提升
微专题拓展 发酵工程的参数优化与实验设计
第三部分 题型精准突破 固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01传统发酵技术及应用
题型02微生物的培养与筛选技术
题型03发酵工程的核心流程与控制
题型04发酵工程的应用与拓展
B组·增分能力练
第四部分 真题演练进阶 对标高考,感悟考法
考情解读
核心要点
高考考情
高考新风向
发酵工程的基础——微生物与培养基
(2025 江苏卷)果酒果醋发酵的微生物特性与操作原理
(2024 江苏卷)高产乳酸菌株的选择培养基设计依据
(2023江苏卷)腐乳 / 泡菜的微生物代谢特点与亚硝酸盐峰值
1.聚焦传统发酵情境和微生物代谢的结合,弱化单纯记忆,强化 “操作 - 原理” 的逻辑推导
2.突出 “跨技术融合” 考查,如基因工程、细胞工程与发酵工程的衔接,明确各技术的核心作用
3. 强调实验设计的科学性
发酵工程的核心——培养与流程控制
(2025江苏卷)青霉素发酵的灭菌参数与溶氧调节
(2024江苏卷)消毒 / 灭菌的适用对象辨析
(2023江苏卷)纤维素分解菌分离的划线操作与单菌落异常分析
发酵工程的价值——应用领域与技术融合
(2025江苏卷)工程菌发酵与基因工程的衔接
(2024江苏卷)降解菌发酵在农田塑料治理中的应用(2023江苏卷)发酵产品与技术类型的匹配
新风向演练
1.【新载体·地方传统食品】(2025·江苏南通·二模)“红菌豆渣”是粤东地区特有的一种传统名肴,其生产过程是:焙烤新鲜豆腐渣→将豆腐渣捏成团放入铺有荷叶的筛子、压平、冷却→在渣面上撒上菌种→发酵一天,渣面长出红毛即得到成品。相关叙述错误的是( )
A.焙烤可降低豆腐渣含水量,利于后期发酵
B.适当增加菌种量、控制发酵温度,可提高发酵效率
C.豆腐渣中的蛋白质被分解,可增加成品的营养和风味
D.渣面上长出的红毛是酵母菌繁殖形成的
2.【新情境·深海微生物分离】(2025·江苏盐城·二模)我国科考船在南海采集到深海冷泉沉积物,从中分离培养微生物,过程如下图所示。将步骤I得到的菌液与步骤Ⅱ所用的培养基混合注入充满N2的密闭试管中,培养一段时间后可在试管壁的薄层培养基上获得单菌落。下列叙述错误的是( )
A.步骤I培养基添加DNA是为微生物生长提供碳源和氮源
B.与步骤I相比,步骤Ⅱ所用的培养基中还需要添加琼脂
C.步骤Ⅱ应将试管在冰水混合物中迅速滚动模拟冷泉环境
D.步骤Ⅲ从群落、个体和分子水平对微生物种类进行鉴定
3.【新考法·磁性纳米颗粒分离】(2025·江苏南通·二模)(多选)动物肠道中的纤维素降解菌多样性高,但大多未被分离和培养。我国研究人员发明了一种全新的分离纤维素降解菌的方法,具体流程如下图。相关叙述正确的是( )
A.实验前肠道细菌扩大培养时,应摇床培养以增加溶解氧和增大菌体与培养液的接触
B.过程③中纤维素对细菌有高亲和力,有利于纤维素化磁性纳米颗粒黏附细菌
C.过程④中纤维素降解菌合成的纤维素酶经高尔基体加工后,分泌到细胞外才具有降解功能
D.该方法分离菌体的效率与细菌的浓度和纤维素化磁性纳米颗粒的粒径、浓度有关
4.【新考法·发酵参数监测】(2024·江苏泰州·一模)我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦芽为主要原料制成的。下列相关叙述错误的是( )
A.破碎麦芽有利于释放其中的淀粉酶
B.发酵过程中有机物分解会引起发酵罐温度升高
C.要随时检测发酵液中的微生物数量等以了解发酵进程
D.发酵结束后需要对啤酒进行高压蒸汽灭菌处理
5.【新情境·柴油降解菌分离】(2024·江苏南通·一模)南通某中学兴趣小组从垃圾堆放点的土壤中分离出一株分解柴油的芽孢杆菌。相关叙述正确的是( )
A.配制培养基时应以柴油为唯一氮源,并加入琼脂
B.配制好的培养基应先分装,再用湿热灭菌法灭菌
C.土壤样液可先进行富集培养,再进行涂布筛选
D.选择平板中的菌落数必须在30~300之间
知识串联·核心必记
要点01 发酵工程的基础——微生物与培养基
类别
关键要点
微生物的营养需求
1. 碳源:提供碳元素和能量(糖类为主,有机碳/无机碳)
2. 氮源:提供氮元素(铵盐、硝酸盐、蛋白胨等)
3. 生长因子:维生素、氨基酸等(微生物自身不能合成)
培养基的类型(按物理状态)
1. 液体培养基:用于大规模发酵、微生物增菌
2. 固体培养基:用于菌种分离、鉴定、保藏(加琼脂)
3. 半固体培养基:用于观察微生物运动、菌种保藏
培养基的类型(按用途)
1. 选择培养基:抑制不需要的微生物,促进目标微生物生长
2. 鉴别培养基:区分不同种类微生物
培养基的配制原则
1. 营养协调:碳氮比(C/N)影响微生物生长和代谢产物积累
2. pH适宜:细菌偏中性、真菌偏酸性
【典例1】无菌技术是生物学实验中的重要操作。下列叙述正确的是( )
A.配制培养基通常需加入碳源、氮源、无菌水、无机盐
B.培养基可置于160~170 ℃的热空气中维持2~3 h进行干热灭菌
C.酸奶灌装前进行巴氏消毒,既能防止发酵过度又能延长其保质期
D.稀释涂布过程中移液枪取稀释液后通常需消毒枪头再进行下次取样
【典例2】解钾菌能将土壤中难溶性含钾化合物分解,转变为可溶性化合物。下表是研究人员从餐厨垃圾废液中筛选解钾细菌的培养基配方,相关叙述正确的是( )
成分
钾长石粉
蔗糖
Na2HPO4
CaCO3
(NH4)2SO4
NaCl
酵母膏
MgSO4·7H20
含量/g·L-1
10
10
2
1
1
0.1
0.5
0.5
A.培养基中的钾长石粉属于可溶性钾,为目的菌提供无机盐
B.按表中配方配制好的培养基应先灭菌再将pH调至弱碱性
C.餐厨垃圾废液梯度稀释后涂布于选择培养基表面倒置培养
D.应选择透明圈直径与菌落直径比值较小的菌落进一步进行纯化
要点02发酵工程的核心——培养与流程控制
核心内容
关键要点
菌种的选育与活化
1.选育方法:诱变育种、基因工程育种、细胞工程育种
2. 活化步骤:斜面保藏菌种→接种→扩大培养
培养基的配制
1. 成分:碳源、氮源、生长因子、无机盐、水
2. 类型:固体 / 液体培养基;合成 / 天然培养基
3. 原则:目的明确、营养协调、pH 适宜
无菌技术
1. 灭菌方法:高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、过滤灭菌
2. 消毒方法:巴氏消毒、化学消毒
3. 操作要求:无菌操作台、接种环灼烧冷却
发酵条件的控制
1. 温度:影响酶活性和菌种生长速率
2. pH:通过缓冲液调节,或补加酸 / 碱、氨水
3. 溶氧量:好氧发酵需通气、搅拌;厌氧发酵需密封
4. 转速:搅拌转速影响溶氧和菌种分散度
发酵过程的监测
1. 监测指标:菌种浓度(OD 值)、营养物质浓度、pH、溶氧量、产物浓度
2. 监测方法:取样检测、在线监测传感器
发酵产物的分离提纯
1. 方法:过滤、沉淀、萃取、蒸馏、层析、电泳
2. 步骤:发酵液预处理→提取→精制→成品加工
【典例3】柠檬酸广泛应用于食品、医疗和化工领域,具有重要的商业价值。以玉米粉为原料,利用黑曲霉有氧发酵生产柠檬酸的基本流程如图所示。下列分析正确的是( )
A.黑曲霉的细胞结构与生产泡菜所用的主要微生物相同
B.发酵前将黑曲霉孢子接种到种子培养基进行扩大培养
C.发酵培养基和种子培养基加入到发酵罐内时需经过严格灭菌
D.分离提纯获得产物是发酵工程的中心环节
【典例4】啤酒主要以麦芽、水、啤酒花为原料,经酵母菌酒精发酵而来,具体生产流程如图。下列叙述错误的是( )
A.发芽的大麦细胞能合成赤霉素,促进α-淀粉酶的快速合成
B.焙烤过程的主要目的是使种子胚失活,但α-淀粉酶不失活
C.碾磨有利于淀粉与酶充分接触,淀粉经糖化作用水解为麦芽糖、果糖等水溶性糖
D.啤酒花是赋予啤酒独特风味、香气、苦味和稳定性的关键原料
要点03发酵工程的价值——应用领域与技术融合
【易错易混】
1.传统发酵多依赖天然微生物,过程粗放;现代发酵工程需基因工程改造菌株+严格的发酵罐调控,如重组菌生产胰岛素。
2.不是所有发酵产品均由微生物直接产生,可通过细胞工程将动植物细胞与发酵体系结合,或改造微生物合成相关基因,实现非微生物产物的发酵生产。
3.环境发酵不仅能降解污水中的有机物、重金属,还能通过微生物转化实现资源再生,如利用发酵产沼气回收能源。
4.不同发酵阶段参数需求不同,如对数期调控溶氧促进菌体增殖,稳定期调整pH促进产物合成,精准调控是现代发酵工程的关键。
【典例5】下列关于发酵工程及其应用的叙述,正确的是( )
A.发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,所用菌种大多是单一菌种
B.利用放线菌产生的井冈霉素防治水稻纹枯病是一种重要的化学防治手段
C.啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生和积累主要在后发酵阶段完成
D.发酵工程往往通过提取、分离和纯化代谢的产物获得单细胞蛋白产品
专题拓展·能力提升
微专题拓展 发酵工程的参数优化与实验设计
参数类型
影响机制
优化原则
高考新风向
温度
影响酶活性、微生物生长速率、代谢产物合成;高温易导致酶变性失活,低温抑制代谢
1.最适生长温度≠最适产物合成温度
2.恒温 / 变温培养(如谷氨酸发酵变温控制)
新情境实验分析:不同温度对发酵产量的影响曲线解读
pH
影响细胞膜透性、酶的空间结构、营养物质电离状态
1.酸性条件利于酵母菌酒精发酵,中性偏碱利于谷氨酸棒状杆菌发酵
2.缓冲液调节(如磷酸盐缓冲液)或补加酸碱
新考法:设计实验验证pH对发酵的影响及调控措施
溶氧量
好氧发酵(如青霉素发酵)需充足氧,厌氧发酵(如乳酸发酵)需严格无氧
1.好氧发酵:搅拌、通气、增大通气量
2.厌氧发酵:密封、隔绝空气
高频考点:溶氧量对不同发酵类型产物的影响差异
搅拌速度
提高溶氧量、促进营养物质均匀分布、防止菌体沉降
速度过快易损伤菌体,需结合菌种特性调整
实验设计:探究搅拌速度与发酵产量的关系
【典例6】柠檬酸是一种常见的食品酸度调节剂,它可由黑曲霉(一种真菌,菌体呈丝状生长)在氧气充足的条件下发酵而来。在发酵过程中多个黑曲霉的菌丝体会相互缠绕,聚集成团形成菌球体,菌球体的大小由其中菌体的数量决定。下列相关叙述正确的是( )
A.提高发酵罐中营养物质的浓度不一定会提高柠檬酸的产量
B.可用稀释涂布平板法监测发酵过程中黑曲霉活菌数量的变化
C.发酵结束后仅通过过滤、沉淀等方法获得柠檬酸产品
D.相同菌体密度下,菌球体越大柠檬酸产生速率越快
【典例7】利用发酵工程生产蓝莓酒需经过“清洗破碎→酶解→过滤→调整成分→接种→主发酵→倒灌过滤→后发酵→消毒→终止”等主要环节。下列叙述正确的是( )
A.酶解环节需要添加胰蛋白酶和纤维素酶并控制酶解温度
B.在蓝莓酒发酵旺盛时,醋酸菌能将果汁中的糖发酵为醋酸
C.若发酵装置中初始糖浓度过高,所制得的蓝莓酒酒精浓度反而偏低
D.后发酵时需搅拌处理,以便菌种充分接触营养物质并增加溶解氧的含量
01 传统发酵技术及应用
1.(2025·江苏盐城·二模)下列有关发酵技术的叙述,正确的是( )
A.制作泡菜过程中,泡菜盐水浓度过高可能会导致泡菜咸而不酸
B.传统制作果酒时,葡萄要尽量清洗干净,以免杂菌污染使果酒变质
C.以大豆为主要原料制作酱油,应选择分泌脂肪酶能力强的黑曲霉
D.果酒和果醋发酵过程中均有pH值先升高后明显下降的现象
2.(2024·江苏泰州·一模)下图为传统白酒酿造工艺流程,相关叙述正确的是( )
A.制成的酒曲中的多种微生物参与了糖化和发酵过程
B.糖化时采用的温度越高,淀粉水解的速度越快
C.密坛发酵温度控制在30~35℃,每隔12小时需将坛盖拧松排气
D.制成的白酒需经湿热灭菌后并窖藏一段时间后才可饮用
3.(2024·江苏宿迁·三模)传统制醋工艺是以霉菌、酵母菌、醋酸菌和乳酸菌等混合菌为主的固体发酵,如图是醋醅(微生物发酵的基质,由粮食等组成)的不同层面酵母菌、醋酸菌数量变化曲线。下列说法中不正确的是( )
A.发酵初期上层酵母菌增速最快可能与上层溶氧量更高有关
B.酵母菌发酵产生的酒精为醋酸菌的生长提供碳源和能源
C.醋酸的积累、营养物质减少是限制醋酸菌生长的密度制约因素
D.传统制醋工艺菌种杂、发酵过程粗放、食醋品质不一
4.(2024·江苏苏州·三模)(多选)沙洲牌黄酒作为苏派黄酒的典型代表,以其清爽的口感和独特的酿造技艺而闻名。该黄酒采用的后塍黄酒酿造技艺是江苏省非物质文化遗产,彰显了深厚的历史底蕴。黄酒酿造主要有以下几个步骤:
下面说法错误的是( )
A.浸米目的是使淀粉吸水膨胀,有利于后续蒸煮糖化
B.冷却时要缓慢地把蒸煮后的米饭温度降至微生物发酵的适宜温度
C.糖化发酵中要严格密封,避免气体进入抑制菌种发酵
D.煎酒又称灭菌,便于对液态发酵酿制得到的黄酒贮存和保管
02 微生物的培养与筛选技术
1.(2025·江苏徐州·三模)乙醇是酵母菌发酵的重要产物,积累到一定程度会对酵母菌产生毒害作用。乙醇在发酵过程中易被一些不耐酸的微生物污染,造成重大经济损失,因此生产中需要加强耐酸酵母菌进行筛选,现对某酒厂耐酸性酿酒酵母菌进行分离与筛选,下列有关叙述错误的是( )
A.从窖池底泥黄浆水中寻找耐酸酵母菌的原因是有机酸含量高,有利于耐酸酵母菌的筛选
B.过程②需充分振荡以增大培养液的溶氧量,使碳源、氮源等营养物质与菌体充分接触
C.过程③能直接统计出窖池底泥中耐酸酵母菌的数量
D.将④菌株接种到以赖氨酸为唯一氨源的培养基上,无菌落说明赖氨酸不是耐酸酵母菌的氮源
2.(2025·江苏南通·二模)研究人员用刚果红培养基从蔗渣堆肥中筛选、分离出4株具有降解纤维素能力的真菌(图示①-④)。下列说法正确的是( )
A.不宜通过接种蒸馏水检测所配制的固体培养基是否被污染
B.图示结果为采用平板划线法接种后倒置于恒温箱中静置培养的结果
C.④号真菌的红色圈与菌落的直径比值最大,降解纤维素的能力最强
D.采用稀释涂布平板法对①~④菌株分离培养24h后进行计数
3.(2024·江苏泰州·一模)科研人员试图从土壤中筛选出能高效降解几丁质的菌株,通过微生物培养获得几丁质酶,用于生物防治。下列相关叙述错误的是( )
A.土壤样品应加到以几丁质为唯一碳源的选择培养基中培养
B.目的菌的纯化和计数可以使用平板划线法或稀释涂布平板法
C.可依据单菌落周围“水解圈直径/菌落直径”的值来筛选目的菌株
D.获得的几丁质酶可用于防治某些有害的甲壳类动物、昆虫等生物
4.木质素是植物秸秆的成分之一。自然界中,木质素在真菌和细菌共同作用下被降解。研究人员在自然界中筛选出了能降解木质素的假单胞杆菌,并探究了木质素降解率和培养基中木质素添加量之间的关系。结果如图所示,下列相关叙述不正确的有( )
A.可从芦苇湿地获取菌样,采用稀释涂布平板法或细菌计数板对假单胞杆菌计数
B.假单胞杆菌能够吸收秸秆中的木质素,并利用木质素作为直接能源物质
C.木质素的浓度过高时可能会抑制假单胞杆菌的生长,从而导致木质素降解率下降
D.农业上可通过联合使用假单胞杆菌与真菌来提升秸秆降解的效率
03 发酵工程的核心流程与控制
1.(2025·江苏·二模)某研究小组以软枣猕猴桃和苹果为原料制备复合果醋饮料,工艺流程如下图。下列叙述错误的是( )
A.发酵的原理主要是利用酵母菌的无氧呼吸和醋酸菌的有氧呼吸
B.步骤①中加入适量的纤维素酶和果胶酶以提高出汁率
C.步骤②中加入绵白糖能促进酵母菌的生长、繁殖和发酵
D.流程中两次杀菌处理的目的、方式及强度均相同
2.(2025·江苏南通·一模)下图是核桃紫米酸奶的制作工艺流程,相关叙述错误的是( )
A.核桃仁中蛋白质含量相对较高,是制作植物酸奶的良好原料
B.核桃紫米乳冷却后添加植物乳杆菌,先通气后密封发酵产生乳酸
C.酸奶灌装前进行巴氏消毒,既能防止发酵过度又能保持营养价值
D.可通过调整紫米和核桃的比例来调整核桃紫米酸奶的营养和口味
3.(2025·江苏·一模)如图是老陈醋的生产流程,下列相关叙述正确的是( )
A.蒸熟的高粱米应先加入大曲再冷却
B.“糖化”是将高粱中的淀粉等大分子氧化分解为小分子,为酒精发酵提供原料
C.“醋醅”中含有的醋酸菌,是一种异养的单细胞真核生物
D.“醋酸发酵”步骤中每天翻料两次,可为醋酸菌提供更多氧气
04 发酵工程的应用与拓展
1.(2024·江苏泰州·一模)研究者用酸笋开发具有降低胆固醇功能的益生菌。先将酸笋发酵液接种到含有CaCO3固体培养基上,筛选出乳酸菌,然后将扩大培养后的乳酸菌接种到含胆固醇培养液中,筛选出能高效降解胆固醇的乳酸菌。下列叙述正确的是( )
A.酸笋发酵过程中需要定期排气以确保发酵罐内压强稳定
B.培养基上生长的菌落直径与溶钙圈直径比值小的菌落为目标菌落
C.与酸笋风味形成相关的乳酸菌为厌氧型,所以不会分布在空气中
D.胆固醇既可为乳酸菌的生长提供氮源,也可参与动物细胞膜的组成
2.(2025·江苏苏州·三模)番茄灰霉病由灰葡萄孢菌引起,严重影响番茄的产量和品质。某些番茄植株组织中存在的内生菌可防治灰葡萄孢菌,科研人员在大量感染番茄灰霉病的田中,取样、分离并纯化出一种芽孢杆菌,为探究其对番茄灰霉病的防治作用,开展了有关实验,结果如图。下列有关分析错误的是( )
A.应选择田中患病番茄植株进行采样,并对样品进行充分消毒
B.操作过程中的无菌技术可以保护操作者,避免被微生物感染
C.A组作为对照可排除培养基成分及小圆片对实验结果的影响
D.据实验结果推测,该种芽孢杆菌可以用于番茄灰霉病的防治
3.(2024·江苏南通·二模)下列关于发酵工程及其应用的叙述正确的是( )
A.发酵工程选育出性状优良的菌种后,即可进行中心环节——发酵罐内发酵
B.发酵过程中环境条件既会影响微生物生长繁殖,也会影响微生物代谢物形成
C.一些极端微生物已应用于生产实践,例如嗜热菌有助于提高热敏性产品的产量
D.生产各种各样的食品添加剂,可改善食品的口味和色泽,但不能增加食品的营养及防腐
4.(2024·江苏泰州·一模)某种物质A(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解A.研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解A的细菌菌株。图中③将M中的菌液稀释一定倍数后,取0.1mL涂布到平板上,初步估测摇瓶M中1mL菌液中细菌数为2.4x108个。相关叙述正确的是( )
A.实验时,淤泥及盛有培养基的摇瓶通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌
B.乙中需要加琼脂和物质A等,实验需设平行重复实验,无需另外设置空白对照
C.③接种方法为稀释涂布平板法,涂布时用涂布器蘸取菌液均匀涂布于平板上
D.若乙平板上菌落数平均为240个,则接种的菌液的稀释倍数为105
1.(2025·江苏南通·一模)许多食品的生产需要借助微生物发酵过程,下列叙述正确的是( )
A.适当减少泡菜的腌制时间可避免亚硝酸盐含量过高
B.酿造干红时,实时取发酵液利用重铬酸钾测定酒精含量
C.当糖源和氧气不足时醋酸菌可利用乙醇生产醋酸
D.制作酸奶时不可向牛奶中添加抗生素抑制杂菌污染
2.(2025·江苏·二模)青贮饲料是指将新鲜秸秆、青草等通过乳酸菌等微生物发酵而制成的饲料。它气味酸香、 柔软多汁、营养丰富、保存期长,是家畜优良饲料。相关叙述正确的是( )
A.选择纤维素含量较高的植物作为青贮原料,保证乳酸菌生长所需的氮源
B.将青贮的原料适当切碎、搅拌并通入空气,利于乳酸菌充分发酵
C.发酵过程中乳酸菌生成 NADH,使 降低,抑制杂菌的生长
D.青贮饲料有利于植食性动物对饲料的消化吸收,提高能量传递效率
3.(2025·江苏苏州·三模)发酵乳制品具有独特风味和保健功能,可缓解“乳糖不耐症”,维持肠道菌群平衡。图示一种搅拌型酸乳生产流程。下列相关叙述错误的是( )
A.原料鲜乳过滤净化的目的是除去杂质和减少微生物的数量
B.热预处理与巴氏杀菌组合能有效去除氧气和实现协同杀菌
C.培养发酵后破碎凝乳是将菌种混合均匀并提高其发酵活性
D.冷却、后熟既防止过度发酵产酸并能形成独特的风味物质
4.(2025·江苏南京·二模)高中生物实验中常用蒸馏水、无菌水、生理盐水开展相关实验。下列叙述正确的是( )
A.在微生物分离与计数实验中,常用蒸馏水对菌液进行梯度稀释
B.在PCR 实验中,用无菌水配制相关反应液置于微量离心管中
C.在植物细胞质壁分离及复原的实验中,常用生理盐水置换蔗糖溶液
D.在植物组织培养实验中,常用无菌水对外植体进行消毒
5.(2025·江苏·三模)酸笋具有独特的酸味和香气,是乳酸菌、酵母菌、醋酸菌等多种微生物发酵而成的传统食品,主要流程如下图。相关叙述错误的是( )
A.竹笋杀青、漂烫既能使酶失活保持竹笋天然色泽,又能有效杀灭竹笋表面的微生物
B.乳酸菌是酸笋发酵的主要菌群,其产酸既能抑制腐败菌生长,又能形成独特的酸香
C.酵母菌是酸笋发酵的次要菌群,其产酒精既能增加醇香,又能为醋酸菌发酵提供底物
D.发酵过程监控好条件使微生物同时发酵,既能缩短发酵时长,又能提高酸度
6.(2025·江苏·一模)关于微生物培养中的无菌操作,下列叙述正确的是( )
A.倒平板时,可将培养皿打开稍大于瓶口的缝隙倒入培养基
B.平板凝固后,可将其置于干热灭菌箱中继续灭菌1~2h
C.接种室使用前,应在对其进行紫外线照射同时适量喷洒苯酚
D.接种时,接种环灼烧后立即在平板表面快速划线
1.(2025·江苏·高考真题)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
2.(2025·江苏·高考真题)某同学利用红叶李果实制作果醋,图示其操作的简易流程。下列相关叙述正确的是( )
A.果酒、果醋发酵所需菌种的细胞结构相同
B.过程①中添加适量果胶酶,有利于提高出汁率
C.过程②中,为使菌种充分吸收营养物质,需每日多次开盖搅拌
D.过程③发酵时会产生大量气泡,需拧松瓶盖放气
3.(2024·江苏·高考真题)关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验,下列叙述正确的是( )
A.制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中
B.制作酸奶的牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌
C.发酵装置需加满菜料或牛奶并封装,以抑制乳酸菌的无氧呼吸
D.控制好发酵时间,以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质
4.(2024·江苏·高考真题)酵母菌是基因工程中常用的表达系统。下列相关叙述正确的是( )
A.酵母菌培养液使用前要灭活所有细菌,但不能灭活真菌
B.酵母菌是真核细胞,需放置在CO2培养箱中进行培养
C.可用稀释涂布平板法对酵母菌计数
D.该表达系统不能对合成的蛋白质进行加工和修饰
5.(2024·江苏·高考真题)某同学进行下列实验时,相关操作合理的是( )
A.从试管取菌种前,先在火焰旁拔棉塞,再将试管口迅速通过火焰以灭菌
B.观察黑藻的细胞质流动时,在高倍镜下先调粗准焦螺旋,再调细准焦螺旋
C.探究温度对酶活性的影响时,先将酶与底物混合,然后在不同温度下水浴处理
D.鉴定脂肪时,子叶临时切片先用体积分数为50%的乙醇浸泡,再用苏丹Ⅲ染液染色
6.(2023·江苏·高考真题)下列关于细菌和酵母菌实验的叙述正确的是( )
A.通常酵母菌培养基比细菌培养基有更高的碳氮比
B.通常细菌的生长速度比酵母菌快,菌落比酵母菌落大
C.通常细菌培养基用高压蒸汽灭菌法灭菌,酵母菌培养基用过滤除菌法除菌
D.血细胞计数板既可用于酵母菌的数量测定,也可用于细菌的数量测定
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专题12 发酵工程
目录
第一部分 高考风向解读 洞察考向,感知前沿
第二部分 核心要点提升 要点精析、能力提升
知识串联·核心必记
要点01发酵工程的基础——微生物与培养基
要点02发酵工程的核心——培养与流程控制
要点03发酵工程的价值——应用领域与技术融合
专题拓展·能力提升
微专题拓展 发酵工程的参数优化与实验设计
第三部分 题型精准突破 固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01传统发酵技术及应用
题型02微生物的培养与筛选技术
题型03发酵工程的核心流程与控制
题型04发酵工程的应用与拓展
B组·增分能力练
第四部分 真题演练进阶 对标高考,感悟考法
考情解读
核心要点
高考考情
高考新风向
发酵工程的基础——微生物与培养基
(2025 江苏卷)果酒果醋发酵的微生物特性与操作原理
(2024 江苏卷)高产乳酸菌株的选择培养基设计依据
(2023江苏卷)腐乳 / 泡菜的微生物代谢特点与亚硝酸盐峰值
1.聚焦传统发酵情境和微生物代谢的结合,弱化单纯记忆,强化 “操作 - 原理” 的逻辑推导
2.突出 “跨技术融合” 考查,如基因工程、细胞工程与发酵工程的衔接,明确各技术的核心作用
3. 强调实验设计的科学性
发酵工程的核心——培养与流程控制
(2025江苏卷)青霉素发酵的灭菌参数与溶氧调节
(2024江苏卷)消毒 / 灭菌的适用对象辨析
(2023江苏卷)纤维素分解菌分离的划线操作与单菌落异常分析
发酵工程的价值——应用领域与技术融合
(2025江苏卷)工程菌发酵与基因工程的衔接
(2024江苏卷)降解菌发酵在农田塑料治理中的应用(2023江苏卷)发酵产品与技术类型的匹配
新风向演练
1.【新载体·地方传统食品】(2025·江苏南通·二模)“红菌豆渣”是粤东地区特有的一种传统名肴,其生产过程是:焙烤新鲜豆腐渣→将豆腐渣捏成团放入铺有荷叶的筛子、压平、冷却→在渣面上撒上菌种→发酵一天,渣面长出红毛即得到成品。相关叙述错误的是( )
A.焙烤可降低豆腐渣含水量,利于后期发酵
B.适当增加菌种量、控制发酵温度,可提高发酵效率
C.豆腐渣中的蛋白质被分解,可增加成品的营养和风味
D.渣面上长出的红毛是酵母菌繁殖形成的
【答案】D
【解析】A、过多的水分可能导致腐败菌滋生,而适当的干燥有利于目标菌种的生长,焙烤可以降低豆腐渣的含水量,同时可以杀死部分微生物,有利于后期发酵,A正确;
B、适当增加菌种量可加快发酵速度,缩短发酵时间,适宜温度能优化微生物代谢活性,有利于菌种生长,提高发酵效率,B正确;
C、豆腐中的蛋白质可以被分解成小分子的肽和氨基酸,味道鲜美,易于消化吸收,可增加成品的营养和风味,C正确;
D、渣面上长出的红毛是霉菌的菌丝,酵母菌为单细胞生物,无法产生菌丝,D错误。
故选D。
2.【新情境·深海微生物分离】(2025·江苏盐城·二模)我国科考船在南海采集到深海冷泉沉积物,从中分离培养微生物,过程如下图所示。将步骤I得到的菌液与步骤Ⅱ所用的培养基混合注入充满N2的密闭试管中,培养一段时间后可在试管壁的薄层培养基上获得单菌落。下列叙述错误的是( )
A.步骤I培养基添加DNA是为微生物生长提供碳源和氮源
B.与步骤I相比,步骤Ⅱ所用的培养基中还需要添加琼脂
C.步骤Ⅱ应将试管在冰水混合物中迅速滚动模拟冷泉环境
D.步骤Ⅲ从群落、个体和分子水平对微生物种类进行鉴定
【答案】D
【解析】A、微生物培养所需的培养基成分通常有水、碳源、氮源和无机盐,而DNA的元素组成为C、H、O、N、P,深海沉积物中富含胞外DNA,推测这些DNA可以作为微生物生存所需的碳源和氮源,故在培养基中添加了DNA,A正确;
B、据图可知,在Ⅱ培养基上培养后的菌落需要进行菌落特征观察,故应为固体培养基,故与I相比,Ⅱ所用培养基中还需要添加的是凝固剂琼脂,B正确;
C、该微生物采集于深海冷泉,所以步骤Ⅱ应将试管在冰水混合物中迅速滚动模拟冷泉环境,C正确;
D、据图可知,Ⅲ鉴定是从菌落特征、电子显微镜、基因鉴定等方面进行的分析和鉴定,分别是种群、细胞和分子水平,D错误。
故选D。
3.【新考法·磁性纳米颗粒分离】(2025·江苏南通·二模)(多选)动物肠道中的纤维素降解菌多样性高,但大多未被分离和培养。我国研究人员发明了一种全新的分离纤维素降解菌的方法,具体流程如下图。相关叙述正确的是( )
A.实验前肠道细菌扩大培养时,应摇床培养以增加溶解氧和增大菌体与培养液的接触
B.过程③中纤维素对细菌有高亲和力,有利于纤维素化磁性纳米颗粒黏附细菌
C.过程④中纤维素降解菌合成的纤维素酶经高尔基体加工后,分泌到细胞外才具有降解功能
D.该方法分离菌体的效率与细菌的浓度和纤维素化磁性纳米颗粒的粒径、浓度有关
【答案】BD
【解析】A、肠道细菌一般为厌氧菌,扩大培养时不需要增加培养液中的溶解氧,A错误;
B、过程③是纤维素化磁性纳米颗粒黏附细菌的过程,要求纤维素对细菌有较高亲和力,B正确;
C、原核细胞不存在高尔基体,C错误;
D、根据流程图可知该方法分离菌体的效率与细菌的浓度和纤维素化磁性纳米颗粒的粒径、浓度有关,D正确。
故选BD。
4.【新考法·发酵参数监测】(2024·江苏泰州·一模)我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦芽为主要原料制成的。下列相关叙述错误的是( )
A.破碎麦芽有利于释放其中的淀粉酶
B.发酵过程中有机物分解会引起发酵罐温度升高
C.要随时检测发酵液中的微生物数量等以了解发酵进程
D.发酵结束后需要对啤酒进行高压蒸汽灭菌处理
【答案】D
【解析】A、麦芽中含有淀粉酶可以将淀粉水解,破碎麦芽有利于释放其中的淀粉酶 ,更充分地水解淀粉,A正确;
B、发酵过程中有机物分解会释放热量使发酵罐温度升高,B正确;
C、发酵过程中要随时检测发酵液中的微生物数量等以了解发酵进程,C正确;
D、啤酒不需要高压蒸汽灭菌,只需消毒,D错误。
故选D。
5.【新情境·柴油降解菌分离】(2024·江苏南通·一模)南通某中学兴趣小组从垃圾堆放点的土壤中分离出一株分解柴油的芽孢杆菌。相关叙述正确的是( )
A.配制培养基时应以柴油为唯一氮源,并加入琼脂
B.配制好的培养基应先分装,再用湿热灭菌法灭菌
C.土壤样液可先进行富集培养,再进行涂布筛选
D.选择平板中的菌落数必须在30~300之间
【答案】C
【解析】A、配制培养基时应以柴油为唯一碳源,A错误;
B、培养基灭菌采用湿热灭菌,培养皿采用干热灭菌,配制好的培养基应先灭菌再分装,B错误;
C、土壤样液可先进行富集培养,再进行涂布筛选,C正确;
D、分离分解柴油的芽孢杆菌,采用涂布平板法时,对平板中的菌落数可以不作要求,D错误。
故选C。
知识串联·核心必记
要点01 发酵工程的基础——微生物与培养基
类别
关键要点
微生物的营养需求
1. 碳源:提供碳元素和能量(糖类为主,有机碳/无机碳)
2. 氮源:提供氮元素(铵盐、硝酸盐、蛋白胨等)
3. 生长因子:维生素、氨基酸等(微生物自身不能合成)
培养基的类型(按物理状态)
1. 液体培养基:用于大规模发酵、微生物增菌
2. 固体培养基:用于菌种分离、鉴定、保藏(加琼脂)
3. 半固体培养基:用于观察微生物运动、菌种保藏
培养基的类型(按用途)
1. 选择培养基:抑制不需要的微生物,促进目标微生物生长
2. 鉴别培养基:区分不同种类微生物
培养基的配制原则
1. 营养协调:碳氮比(C/N)影响微生物生长和代谢产物积累
2. pH适宜:细菌偏中性、真菌偏酸性
【典例1】无菌技术是生物学实验中的重要操作。下列叙述正确的是( )
A.配制培养基通常需加入碳源、氮源、无菌水、无机盐
B.培养基可置于160~170 ℃的热空气中维持2~3 h进行干热灭菌
C.酸奶灌装前进行巴氏消毒,既能防止发酵过度又能延长其保质期
D.稀释涂布过程中移液枪取稀释液后通常需消毒枪头再进行下次取样
【答案】C
【解析】A、配制培养基的核心成分是碳源、氮源、无机盐和水,但此处的水无需提前无菌处理,培养基配制完成后,会通过高压蒸汽灭菌等方式进行整体灭菌,A错误;
B、培养基灭菌需用高压蒸汽灭菌法,而干热灭菌适用于耐高温且干燥的物品(如玻璃器皿),B错误;
C、巴氏消毒在酸奶制作中通常用于原料牛奶的灭菌,但若在发酵完成后、灌装前进行,可杀死乳酸菌以终止发酵,防止过度产酸并延长保质期,C正确;
D、稀释涂布时,移液枪枪头需每次更换灭菌枪头,而非仅消毒,否则可能导致交叉污染,D错误。
故选C。
【典例2】解钾菌能将土壤中难溶性含钾化合物分解,转变为可溶性化合物。下表是研究人员从餐厨垃圾废液中筛选解钾细菌的培养基配方,相关叙述正确的是( )
成分
钾长石粉
蔗糖
Na2HPO4
CaCO3
(NH4)2SO4
NaCl
酵母膏
MgSO4·7H20
含量/g·L-1
10
10
2
1
1
0.1
0.5
0.5
A.培养基中的钾长石粉属于可溶性钾,为目的菌提供无机盐
B.按表中配方配制好的培养基应先灭菌再将pH调至弱碱性
C.餐厨垃圾废液梯度稀释后涂布于选择培养基表面倒置培养
D.应选择透明圈直径与菌落直径比值较小的菌落进一步进行纯化
【答案】C
【分析】培养基的营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐,筛选和分离微生物需要使用选择培养基,微生物接种的方法很多,最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法,微生物培养的关键是无菌操作。
【详解】A、解钾菌能将土壤中难溶性含钾化合物分解,转变为可溶性化合物。培养基中的钾长石粉属于不溶性钾,钾长石粉为唯一钾源,目的是筛选出解钾菌,A错误;
B、按表中配方配制好的培养基应先将pH调至弱碱性再灭菌,B错误;
C、餐厨垃圾废液梯度稀释后涂布于选择培养基表面倒置培养,培养基皿底有标记,C正确;
D、应选择透明圈直径与菌落直径比值较大的菌落,进一步进行纯化,比值较大,解钾细菌分解能力越强,D错误。
故选C。
要点02发酵工程的核心——培养与流程控制
核心内容
关键要点
菌种的选育与活化
1.选育方法:诱变育种、基因工程育种、细胞工程育种
2. 活化步骤:斜面保藏菌种→接种→扩大培养
培养基的配制
1. 成分:碳源、氮源、生长因子、无机盐、水
2. 类型:固体 / 液体培养基;合成 / 天然培养基
3. 原则:目的明确、营养协调、pH 适宜
无菌技术
1. 灭菌方法:高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、过滤灭菌
2. 消毒方法:巴氏消毒、化学消毒
3. 操作要求:无菌操作台、接种环灼烧冷却
发酵条件的控制
1. 温度:影响酶活性和菌种生长速率
2. pH:通过缓冲液调节,或补加酸 / 碱、氨水
3. 溶氧量:好氧发酵需通气、搅拌;厌氧发酵需密封
4. 转速:搅拌转速影响溶氧和菌种分散度
发酵过程的监测
1. 监测指标:菌种浓度(OD 值)、营养物质浓度、pH、溶氧量、产物浓度
2. 监测方法:取样检测、在线监测传感器
发酵产物的分离提纯
1. 方法:过滤、沉淀、萃取、蒸馏、层析、电泳
2. 步骤:发酵液预处理→提取→精制→成品加工
【典例3】柠檬酸广泛应用于食品、医疗和化工领域,具有重要的商业价值。以玉米粉为原料,利用黑曲霉有氧发酵生产柠檬酸的基本流程如图所示。下列分析正确的是( )
A.黑曲霉的细胞结构与生产泡菜所用的主要微生物相同
B.发酵前将黑曲霉孢子接种到种子培养基进行扩大培养
C.发酵培养基和种子培养基加入到发酵罐内时需经过严格灭菌
D.分离提纯获得产物是发酵工程的中心环节
【答案】B
【解析】A、生产泡菜所用主要微生物是乳酸菌,为原核生物,而黑曲霉是真核生物,二者的细胞结构不同,A错误;
B、据图可知,发酵前将黑曲霉孢子接种到种子培养基,该措施的目的是进行扩大培养,增加黑曲霉孢子的数量,B正确;
C、种子培养基中有发酵所需的菌种,若进行灭菌处理会杀灭菌种而导致发酵失败,C错误;
D、发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵,D错误。
故选B。
【典例4】啤酒主要以麦芽、水、啤酒花为原料,经酵母菌酒精发酵而来,具体生产流程如图。下列叙述错误的是( )
A.发芽的大麦细胞能合成赤霉素,促进α-淀粉酶的快速合成
B.焙烤过程的主要目的是使种子胚失活,但α-淀粉酶不失活
C.碾磨有利于淀粉与酶充分接触,淀粉经糖化作用水解为麦芽糖、果糖等水溶性糖
D.啤酒花是赋予啤酒独特风味、香气、苦味和稳定性的关键原料
【答案】C
【解析】A、发芽的大麦细胞确实能合成赤霉素,赤霉素可以促进α - 淀粉酶的快速合成,A正确;
B、焙烤过程主要目的是使种子胚失活,防止其在后续过程中萌发,同时α - 淀粉酶不失活,以便后续糖化等过程的进行,该选项符合啤酒生产流程中的焙烤作用,B正确;
C、碾磨有利于淀粉与酶充分接触,但是淀粉经糖化作用水解为麦芽糖和葡萄糖等水溶性糖,而不是果糖,C错误;
D、啤酒花是桑科葎草属植物,其雌花序和果穗可用于啤酒酿造,啤酒花是赋予啤酒独特风味、香气、苦味和稳定性的关键原料,D正确。
故选C。
要点03发酵工程的价值——应用领域与技术融合
【易错易混】
1.传统发酵多依赖天然微生物,过程粗放;现代发酵工程需基因工程改造菌株+严格的发酵罐调控,如重组菌生产胰岛素。
2.不是所有发酵产品均由微生物直接产生,可通过细胞工程将动植物细胞与发酵体系结合,或改造微生物合成相关基因,实现非微生物产物的发酵生产。
3.环境发酵不仅能降解污水中的有机物、重金属,还能通过微生物转化实现资源再生,如利用发酵产沼气回收能源。
4.不同发酵阶段参数需求不同,如对数期调控溶氧促进菌体增殖,稳定期调整pH促进产物合成,精准调控是现代发酵工程的关键。
【典例5】下列关于发酵工程及其应用的叙述,正确的是( )
A.发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,所用菌种大多是单一菌种
B.利用放线菌产生的井冈霉素防治水稻纹枯病是一种重要的化学防治手段
C.啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生和积累主要在后发酵阶段完成
D.发酵工程往往通过提取、分离和纯化代谢的产物获得单细胞蛋白产品
【答案】A
【解析】A、发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵,此阶段菌种大量繁殖并形成代谢产物。工业发酵通常采用单一菌种以避免杂菌污染,确保产物纯度,A正确;
B、井冈霉素由放线菌产生,属于抗生素,其应用属于生物防治(利用微生物代谢产物),而非化学防治(化学农药),B错误;
C、啤酒生产的主发酵阶段酵母菌活跃,糖分分解为酒精和CO₂,酒精主要在此阶段产生;后发酵阶段在低温下进行,酵母菌活动减弱,主要完成剩余糖分发酵和澄清,C错误;
D、单细胞蛋白指菌体本身(如酵母菌),需通过菌体分离获得;而代谢产物(如抗生素)需提取、分离和纯化,D错误。
故选A。
专题拓展·能力提升
微专题拓展 发酵工程的参数优化与实验设计
参数类型
影响机制
优化原则
高考新风向
温度
影响酶活性、微生物生长速率、代谢产物合成;高温易导致酶变性失活,低温抑制代谢
1.最适生长温度≠最适产物合成温度
2.恒温 / 变温培养(如谷氨酸发酵变温控制)
新情境实验分析:不同温度对发酵产量的影响曲线解读
pH
影响细胞膜透性、酶的空间结构、营养物质电离状态
1.酸性条件利于酵母菌酒精发酵,中性偏碱利于谷氨酸棒状杆菌发酵
2.缓冲液调节(如磷酸盐缓冲液)或补加酸碱
新考法:设计实验验证 pH 对发酵的影响及调控措施
溶氧量
好氧发酵(如青霉素发酵)需充足氧,厌氧发酵(如乳酸发酵)需严格无氧
1. 好氧发酵:搅拌、通气、增大通气量
2.厌氧发酵:密封、隔绝空气
高频考点:溶氧量对不同发酵类型产物的影响差异
搅拌速度
提高溶氧量、促进营养物质均匀分布、防止菌体沉降
速度过快易损伤菌体,需结合菌种特性调整
实验设计:探究搅拌速度与发酵产量的关系
【典例6】柠檬酸是一种常见的食品酸度调节剂,它可由黑曲霉(一种真菌,菌体呈丝状生长)在氧气充足的条件下发酵而来。在发酵过程中多个黑曲霉的菌丝体会相互缠绕,聚集成团形成菌球体,菌球体的大小由其中菌体的数量决定。下列相关叙述正确的是( )
A.提高发酵罐中营养物质的浓度不一定会提高柠檬酸的产量
B.可用稀释涂布平板法监测发酵过程中黑曲霉活菌数量的变化
C.发酵结束后仅通过过滤、沉淀等方法获得柠檬酸产品
D.相同菌体密度下,菌球体越大柠檬酸产生速率越快
【答案】A
【解析】A、黑曲霉的生长和代谢受营养物质浓度影响,若浓度过高会导致渗透压升高,抑制菌体活性,反而降低柠檬酸产量,因此提高浓度不一定会提高产量,A正确;
B、稀释涂布平板法适用于单细胞微生物的活菌计数,而黑曲霉为丝状真菌,菌丝体聚集成团时无法形成单菌落,计数结果不准确,B错误;
C、柠檬酸是胞外代谢物,发酵后需通过过滤、沉淀去除菌体,但后续还需从培养液中进一步纯化(如浓缩、结晶等),仅用过滤沉淀无法直接获得产品,C错误;
D、菌球体越大,内部菌体因氧气和营养物质扩散受限,代谢速率降低,导致柠檬酸整体产率下降,D错误。
故选A。
【典例7】利用发酵工程生产蓝莓酒需经过“清洗破碎→酶解→过滤→调整成分→接种→主发酵→倒灌过滤→后发酵→消毒→终止”等主要环节。下列叙述正确的是( )
A.酶解环节需要添加胰蛋白酶和纤维素酶并控制酶解温度
B.在蓝莓酒发酵旺盛时,醋酸菌能将果汁中的糖发酵为醋酸
C.若发酵装置中初始糖浓度过高,所制得的蓝莓酒酒精浓度反而偏低
D.后发酵时需搅拌处理,以便菌种充分接触营养物质并增加溶解氧的含量
【答案】C
【解析】A、在果浆中添加果胶酶和纤维素酶可以酶解细胞壁,促进细胞内容物的释放,酶的活性受到温度的影响,所以酶解环节需要控制酶解温度,A错误;
B、在蓝莓酒发酵旺盛时,要接种醋酸菌,同时改变或者满足特定条件,例如注意醋酸菌是好氧细菌,才能将果汁中的糖发酵为醋酸,否则不能出现醋酸,B错误;
C、若发酵装置中初始糖浓度过高,会造成酵母菌失水,活力下降甚至大量死亡,无氧呼吸减弱,所制得的蓝莓酒酒精浓度反而偏低,C正确;
D、主发酵结束后,发酵 液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄 清、成熟的啤酒,D错误。
故选C。
01 传统发酵技术及应用
1.(2025·江苏盐城·二模)下列有关发酵技术的叙述,正确的是( )
A.制作泡菜过程中,泡菜盐水浓度过高可能会导致泡菜咸而不酸
B.传统制作果酒时,葡萄要尽量清洗干净,以免杂菌污染使果酒变质
C.以大豆为主要原料制作酱油,应选择分泌脂肪酶能力强的黑曲霉
D.果酒和果醋发酵过程中均有pH值先升高后明显下降的现象
【答案】A
【解析】A、泡菜制作过程中,盐水浓度过高会抑制乳酸菌的发酵活动,导致乳酸产生减少,从而泡菜会显得咸而不酸,A正确;
B、传统制作果酒时,葡萄不能过度清洗,因为葡萄表面的野生酵母菌是果酒发酵的关键微生物,过度清洗会将这些酵母菌冲掉,导致发酵失败或杂菌污染,B错误;
C、制作酱油主要依赖黑曲霉分泌的蛋白酶,而不是脂肪酶,C错误;
D、果酒发酵过程中,酵母菌分解糖产生酒精和二氧化碳,同时会产生有机酸,导致pH值逐渐下降,果醋发酵过程中,醋酸菌将酒精转化为醋酸,pH值也会持续下降,D错误。
故选A。
2.(2024·江苏泰州·一模)下图为传统白酒酿造工艺流程,相关叙述正确的是( )
A.制成的酒曲中的多种微生物参与了糖化和发酵过程
B.糖化时采用的温度越高,淀粉水解的速度越快
C.密坛发酵温度控制在30~35℃,每隔12小时需将坛盖拧松排气
D.制成的白酒需经湿热灭菌后并窖藏一段时间后才可饮用
【答案】A
【解析】A、糖化主要是利用酒曲中的多种微生物将淀粉水解为葡萄糖,参与酒制作的微生物有多种但起主要作用的是酵母菌,A正确;
B、温度高,蛋白质会发生变性,会使酶失去催化作用,所以温度太高,淀粉水解速度会变慢,B错误;
C、液态酒精发酵阶段的温度应控制在18~30℃,由于酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,故每隔12小时需将坛盖拧松进行排气,C错误;
D、传统酿造的白酒不需经湿热灭菌,D错误。
故选A。
3.(2024·江苏宿迁·三模)传统制醋工艺是以霉菌、酵母菌、醋酸菌和乳酸菌等混合菌为主的固体发酵,如图是醋醅(微生物发酵的基质,由粮食等组成)的不同层面酵母菌、醋酸菌数量变化曲线。下列说法中不正确的是( )
A.发酵初期上层酵母菌增速最快可能与上层溶氧量更高有关
B.酵母菌发酵产生的酒精为醋酸菌的生长提供碳源和能源
C.醋酸的积累、营养物质减少是限制醋酸菌生长的密度制约因素
D.传统制醋工艺菌种杂、发酵过程粗放、食醋品质不一
【答案】C
【解析】A、发酵初期,上层溶解氧的浓度高,因而上层菌增殖速度高于中层及下层菌,A正确;
B、酵母菌发酵产生的酒精(C2H5OH)是含碳有机物,为醋酸菌的生长提供碳源和能源,B正确;
C、发酵后期营养物质消耗等环境因素的变化对于醋酸菌生长的影响属于非密度制约因素,C错误;
D、传统制醋工艺菌种杂、发酵过程粗放,没有经过严格的灭菌等环节,食醋品质不一,D正确。
故选C。
4.(2024·江苏苏州·三模)(多选)沙洲牌黄酒作为苏派黄酒的典型代表,以其清爽的口感和独特的酿造技艺而闻名。该黄酒采用的后塍黄酒酿造技艺是江苏省非物质文化遗产,彰显了深厚的历史底蕴。黄酒酿造主要有以下几个步骤:
下面说法错误的是( )
A.浸米目的是使淀粉吸水膨胀,有利于后续蒸煮糖化
B.冷却时要缓慢地把蒸煮后的米饭温度降至微生物发酵的适宜温度
C.糖化发酵中要严格密封,避免气体进入抑制菌种发酵
D.煎酒又称灭菌,便于对液态发酵酿制得到的黄酒贮存和保管
【答案】CD
【分析】果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。
【详解】A、浸米目的是使淀粉吸水膨胀,有利于后续蒸煮糖化,A正确;
B、冷却时要缓慢地把蒸煮后的米饭温度降至微生物发酵的适宜温度,避免温度过高使发酵菌种死亡,B正确;
C、糖化发酵前期,应适当让空气进入,以促使酵母菌大量繁殖,C错误;
D、煎酒又称消毒,煎酒目的是杀死黄酒中的大部分微生物,减少有机物的消耗,以延长它的保存期,D错误。
故选CD。
02 微生物的培养与筛选技术
1.(2025·江苏徐州·三模)乙醇是酵母菌发酵的重要产物,积累到一定程度会对酵母菌产生毒害作用。乙醇在发酵过程中易被一些不耐酸的微生物污染,造成重大经济损失,因此生产中需要加强耐酸酵母菌进行筛选,现对某酒厂耐酸性酿酒酵母菌进行分离与筛选,下列有关叙述错误的是( )
A.从窖池底泥黄浆水中寻找耐酸酵母菌的原因是有机酸含量高,有利于耐酸酵母菌的筛选
B.过程②需充分振荡以增大培养液的溶氧量,使碳源、氮源等营养物质与菌体充分接触
C.过程③能直接统计出窖池底泥中耐酸酵母菌的数量
D.将④菌株接种到以赖氨酸为唯一氨源的培养基上,无菌落说明赖氨酸不是耐酸酵母菌的氮源
【答案】C
【解析】A、寻找目的菌株时,要根据它对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找,从窖池底泥黄浆水寻找耐酸酵母菌的原因是有机酸含量高,有利于耐酸酵母菌的筛选,A正确;
B、过程②需要充分振荡以增大培养液的溶氧量,有利于酵母菌的繁殖,同时还使碳源、氮源等营养物质与菌体充分接触,B正确;
C、过程③的接种方法为平板划线法,该方法不能统计窖池底泥中耐酸酵母菌的数量,C错误;
D、将④中的菌株接种到以赖氨酸为唯一氮源的培养基上,无菌落生长说明耐酸酵母菌不能利用赖氨酸,即赖氨酸不是耐酸酵母菌的氮源,D正确。
故选C。
2.(2025·江苏南通·二模)研究人员用刚果红培养基从蔗渣堆肥中筛选、分离出4株具有降解纤维素能力的真菌(图示①-④)。下列说法正确的是( )
A.不宜通过接种蒸馏水检测所配制的固体培养基是否被污染
B.图示结果为采用平板划线法接种后倒置于恒温箱中静置培养的结果
C.④号真菌的红色圈与菌落的直径比值最大,降解纤维素的能力最强
D.采用稀释涂布平板法对①~④菌株分离培养24h后进行计数
【答案】A
【解析】A、检测所配制的固体培养基是否被污染,应接种无菌水,而不是蒸馏水,A正确;
B、图示结果中菌落分布均匀,应为采用稀释涂布平板法接种后倒置于恒温箱中静置培养的结果,而平板划线法接种后,菌落会沿着划线的路径分布,不会如此均匀,B错误;
C、刚果红可以与纤维素形成红色复合物,当纤维素被纤维素酶分解后,在菌落周围会出现透明圈(即红色圈消失),透明圈与菌落的直径比值越大,说明该菌降解纤维素的能力越强,而不是红色圈与菌落的直径比值,C错误;
D、一般采用稀释涂布平板法对微生物进行分离培养后,需要培养较长时间(如48h),等菌落充分生长后再进行计数,24h可能时间过短,菌落生长不充分,导致计数不准确,D错误。
故选A。
3.(2024·江苏泰州·一模)科研人员试图从土壤中筛选出能高效降解几丁质的菌株,通过微生物培养获得几丁质酶,用于生物防治。下列相关叙述错误的是( )
A.土壤样品应加到以几丁质为唯一碳源的选择培养基中培养
B.目的菌的纯化和计数可以使用平板划线法或稀释涂布平板法
C.可依据单菌落周围“水解圈直径/菌落直径”的值来筛选目的菌株
D.获得的几丁质酶可用于防治某些有害的甲壳类动物、昆虫等生物
【答案】B
【解析】A、据题意可知,要从土壤中筛选出能高效降解几丁质的菌株,那么应该用以几丁质为唯一碳源的选择培养基培养,A正确;
B、目的菌的纯化和计数可以使用稀释涂布平板法,平板划线法只能用于目的菌的纯化,不能计数,B错误;
C、水解圈直径/菌落直径的值可以表示该菌水解能力的大小,水解圈直径/菌落直径的值越大,说明该菌降解几丁质能力越强,反之越弱,因此可依据单菌落周围“水解圈直径/菌落直径”的值来筛选目的菌株,C正确;
D、几丁质酶广泛存在于甲壳类动物的外壳、昆虫的甲壳和真菌的胞壁中,因此获得的几丁质酶可用于防治某些有害的甲壳类动物、昆虫等生物,D正确。
故选B。
4.木质素是植物秸秆的成分之一。自然界中,木质素在真菌和细菌共同作用下被降解。研究人员在自然界中筛选出了能降解木质素的假单胞杆菌,并探究了木质素降解率和培养基中木质素添加量之间的关系。结果如图所示,下列相关叙述不正确的有( )
A.可从芦苇湿地获取菌样,采用稀释涂布平板法或细菌计数板对假单胞杆菌计数
B.假单胞杆菌能够吸收秸秆中的木质素,并利用木质素作为直接能源物质
C.木质素的浓度过高时可能会抑制假单胞杆菌的生长,从而导致木质素降解率下降
D.农业上可通过联合使用假单胞杆菌与真菌来提升秸秆降解的效率
【答案】B
【解析】A、芦苇中富含纤维素,容易筛选出能降解木质素的假单胞杆菌,因此可从芦苇湿地获取菌样,并采用稀释涂布平板法或细菌计数板对假单胞杆菌计数,A正确;
B、生物体利用的直接能源物质一般是ATP,木质素不能作为直接能源物质,B错误;
C、由图可知,木质素的浓度过高时木质素降解率下降,可能是高浓度的木质素抑制了假单胞杆菌的生长,使其分解木质素的能力下降,C正确;
D、木质素是植物秸秆的成分之一。自然界中,木质素在真菌和细菌共同作用下被降解。因此农业上可通过联合使用假单胞杆菌与真菌来提升秸秆降解的效率,D正确。
故选B。
03 发酵工程的核心流程与控制
1.(2025·江苏·二模)某研究小组以软枣猕猴桃和苹果为原料制备复合果醋饮料,工艺流程如下图。下列叙述错误的是( )
A.发酵的原理主要是利用酵母菌的无氧呼吸和醋酸菌的有氧呼吸
B.步骤①中加入适量的纤维素酶和果胶酶以提高出汁率
C.步骤②中加入绵白糖能促进酵母菌的生长、繁殖和发酵
D.流程中两次杀菌处理的目的、方式及强度均相同
【答案】D
【解析】A、酒精发酵阶段(酵母菌)需无氧条件,酵母菌通过无氧呼吸将糖转化为乙醇和CO2;醋酸发酵是醋酸菌在氧气参与下将乙醇氧化为醋酸,A正确;
B、软枣猕猴桃和苹果的细胞壁主要成分为纤维素和果胶。步骤①中加入纤维素酶和果胶酶可水解细胞壁,破坏细胞结构,释放细胞内的汁液,显著提高出汁率,B正确;
C、绵白糖(蔗糖)可被酵母菌分泌的蔗糖酶分解为葡萄糖和果糖,为酵母菌的生长、繁殖及酒精发酵提供碳源和能量。因此,步骤②中添加绵白糖对酵母菌的代谢活动具有促进作用,C正确;
D、流程中两次杀菌处理的目的、方式及强度均不同:第一次杀菌(发酵前):目的:杀灭原料中的杂菌,避免其与酵母菌竞争营养或干扰发酵。方式:可能采用巴氏消毒(60~70℃处理一定时间),既能灭菌又减少对原料营养的破坏。强度:温和杀菌。第二次杀菌(醋酸发酵后、产品灌装前):目的:彻底杀灭果醋中的微生物(包括醋酸菌),防止产品腐败变质,延长保质期。方式:通常采用高温高压灭菌或超高温瞬时灭菌(是把加热温度设为135-150℃、加热时间为2—8s、加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程。)。强度:彻底灭菌。综上,两次杀菌在目的(阶段性灭菌vs终产品灭菌)、方式(巴氏消毒vs高温灭菌)及强度(温和vs彻底)上均不同,D错误。
故选D。
2.(2025·江苏南通·一模)下图是核桃紫米酸奶的制作工艺流程,相关叙述错误的是( )
A.核桃仁中蛋白质含量相对较高,是制作植物酸奶的良好原料
B.核桃紫米乳冷却后添加植物乳杆菌,先通气后密封发酵产生乳酸
C.酸奶灌装前进行巴氏消毒,既能防止发酵过度又能保持营养价值
D.可通过调整紫米和核桃的比例来调整核桃紫米酸奶的营养和口味
【答案】B
【解析】A、核桃仁中蛋白质含量丰富,是制作植物酸奶的良好原料,A正确;
B、植物乳杆菌属于厌氧菌,核桃紫米乳冷却后添加植物乳杆菌,密封发酵产生乳酸,B错误;
C、巴氏消毒法是指在62~65℃消毒30min或在80~90℃消毒30s~1min,可以杀死牛奶中的绝大多数微生物,并且牛奶的营养成分不被破坏,酸奶灌装前进行巴氏消毒,既能防止发酵过度又能保持营养价值,C正确;
D、可通过调整紫米和核桃的比例来调整核桃紫米酸奶的营养和口味,D正确。
故选B。
3.(2025·江苏·一模)如图是老陈醋的生产流程,下列相关叙述正确的是( )
A.蒸熟的高粱米应先加入大曲再冷却
B.“糖化”是将高粱中的淀粉等大分子氧化分解为小分子,为酒精发酵提供原料
C.“醋醅”中含有的醋酸菌,是一种异养的单细胞真核生物
D.“醋酸发酵”步骤中每天翻料两次,可为醋酸菌提供更多氧气
【答案】D
【解析】A、高粱蒸熟后温度较高,不冷却直接投入发酵菌种会造成菌种大量死亡,影响发酵效率,应先冷却再加入大曲,A错误;
B、糖化是将淀粉等大分子物质通过水解酶的作用转化为可发酵的小分子糖(如葡萄糖),而不是氧化分解,B错误;
C、醋酸菌是细菌,是一种异养的单细胞原核生物,C错误;
D、醋酸发酵需要氧气,所以每天翻料两次,可为醋酸菌提供更多氧气,D正确。
故选D。
04 发酵工程的应用与拓展
1.(2024·江苏泰州·一模)研究者用酸笋开发具有降低胆固醇功能的益生菌。先将酸笋发酵液接种到含有CaCO3固体培养基上,筛选出乳酸菌,然后将扩大培养后的乳酸菌接种到含胆固醇培养液中,筛选出能高效降解胆固醇的乳酸菌。下列叙述正确的是( )
A.酸笋发酵过程中需要定期排气以确保发酵罐内压强稳定
B.培养基上生长的菌落直径与溶钙圈直径比值小的菌落为目标菌落
C.与酸笋风味形成相关的乳酸菌为厌氧型,所以不会分布在空气中
D.胆固醇既可为乳酸菌的生长提供氮源,也可参与动物细胞膜的组成
【答案】B
【解析】A、乳酸菌是厌氧菌,发酵过程中不产生气体,不需要定期排气,A错误;
B、乳酸菌发酵产生的乳酸能与CaCO3发生反应,使CaCO3分解成可溶性物质乳酸钙和CO2,导致菌落周围出现溶钙圈,故溶钙圈直径与菌落直径的比值可代表微生物溶解CaCO3的能力大小,比值越大微生物溶解CaCO3的能力越大,培养基上生长的菌落直径与溶钙圈直径比值小的菌落即为目标菌落,B正确;
C、在自然界中,乳酸菌分布广泛,空气、土壤、植物体表、人和动物的肠道内都分布有乳酸菌,C错误;
D、胆固醇属于脂质,含有C、H、O元素,主要为微生物的生长提供碳源,胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,D错误。
故选B。
2.(2025·江苏苏州·三模)番茄灰霉病由灰葡萄孢菌引起,严重影响番茄的产量和品质。某些番茄植株组织中存在的内生菌可防治灰葡萄孢菌,科研人员在大量感染番茄灰霉病的田中,取样、分离并纯化出一种芽孢杆菌,为探究其对番茄灰霉病的防治作用,开展了有关实验,结果如图。下列有关分析错误的是( )
A.应选择田中患病番茄植株进行采样,并对样品进行充分消毒
B.操作过程中的无菌技术可以保护操作者,避免被微生物感染
C.A组作为对照可排除培养基成分及小圆片对实验结果的影响
D.据实验结果推测,该种芽孢杆菌可以用于番茄灰霉病的防治
【答案】A
【解析】A、实验目的是探究芽孢杆菌对番茄灰霉病的防治作用,所以应该选择田中患病番茄植株进行采样,培养灰葡萄孢菌,不能对样品消毒,A错误;
B、操作过程中的无菌技术可以防止杂菌污染,同时保护操作者,避免被微生物感染,B正确;
C、A组中央接种灰葡萄孢菌,周边三个小圆片接种无菌水,作为对照,可以排除培养基成分及小圆片对实验结果的影响,C正确;
D、从图中可以看出,B组周边三个小圆片接种了芽孢杆菌,在其周围没有灰葡萄孢菌的生长,说明该种芽孢杆菌可以抑制灰葡萄孢菌的生长,可以用于番茄灰霉病的防治,D正确。
故选A。
3.(2024·江苏南通·二模)下列关于发酵工程及其应用的叙述正确的是( )
A.发酵工程选育出性状优良的菌种后,即可进行中心环节——发酵罐内发酵
B.发酵过程中环境条件既会影响微生物生长繁殖,也会影响微生物代谢物形成
C.一些极端微生物已应用于生产实践,例如嗜热菌有助于提高热敏性产品的产量
D.生产各种各样的食品添加剂,可改善食品的口味和色泽,但不能增加食品的营养及防腐
【答案】B
【解析】A、发酵工程选育出性状优良的菌种后要进行扩大培养,A错误;
B、发酵过程中环境条件既会影响微生物生长繁殖,也会影响微生物代谢物形成,B正确;
C、一些极端微生物已应用于生产实践,例如嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量,C错误;
D、生活水平的提高,人们对食品的需求越来越多样化,食品添加剂应运 而生,它不仅可以增加食品的营养,改善食品的口味、色 泽和品质,有时还可以延长食品的保存期。许多食品添加剂都能通过发酵工程生产。D错误。
故选B
4.(2024·江苏泰州·一模)某种物质A(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解A.研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解A的细菌菌株。图中③将M中的菌液稀释一定倍数后,取0.1mL涂布到平板上,初步估测摇瓶M中1mL菌液中细菌数为2.4x108个。相关叙述正确的是( )
A.实验时,淤泥及盛有培养基的摇瓶通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌
B.乙中需要加琼脂和物质A等,实验需设平行重复实验,无需另外设置空白对照
C.③接种方法为稀释涂布平板法,涂布时用涂布器蘸取菌液均匀涂布于平板上
D.若乙平板上菌落数平均为240个,则接种的菌液的稀释倍数为105
【答案】D
【解析】A、实验时,要从淤泥中分离得到能高效降解A的细菌菌株,则图①为淤泥取样进行稀释,可以取淤泥加无菌水制成菌悬液,淤泥中有菌种,因此不能进行灭菌处理;盛有培养基的摇瓶通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,A错误;
B、识图分析可知,③是稀释涂布平板法接种到以A为唯一碳源和氮源的选择培养基上,因此乙为固体培养基,需要加琼脂和物质A等,为了提高准确度,实验需设平行重复实验,且需要另外设置空白对照,检测培养基配制是否合格,B错误;
C、③接种方法为稀释涂布平板法,接种工具是涂布器,但是不能用涂布器蘸取菌液,应该将菌液用微量移液管加入到培养基中,用涂布器进行均匀涂抹,C错误;
D、若乙平板上长出的菌落数平均为240个,假设稀释倍数为a,根据摇瓶M中1mL菌液中细菌数为2.4×108个,在每个平板上涂布0.1mL稀释后的菌液,则有240×a÷0.1=2.4×108,则稀释倍数a=105,D正确。
故选D。
1.(2025·江苏南通·一模)许多食品的生产需要借助微生物发酵过程,下列叙述正确的是( )
A.适当减少泡菜的腌制时间可避免亚硝酸盐含量过高
B.酿造干红时,实时取发酵液利用重铬酸钾测定酒精含量
C.当糖源和氧气不足时醋酸菌可利用乙醇生产醋酸
D.制作酸奶时不可向牛奶中添加抗生素抑制杂菌污染
【答案】D
【解析】A、泡菜腌制过程中,亚硝酸盐含量先增加后减少。若减少腌制时间,可能在亚硝酸盐峰值前取出,此时含量仍较高,故“适当减少时间”无法避免过高,A错误;
B、干红颜色深红,影响颜色观察,B错误;
C、醋酸菌为好氧菌,需在有氧条件下将乙醇转化为醋酸。若氧气不足,无法进行该过程,C错误;
D、抗生素会抑制乳酸菌(益生菌)生长,导致酸奶发酵失败,故不可添加,D正确。
故选D。
2.(2025·江苏·二模)青贮饲料是指将新鲜秸秆、青草等通过乳酸菌等微生物发酵而制成的饲料。它气味酸香、 柔软多汁、营养丰富、保存期长,是家畜优良饲料。相关叙述正确的是( )
A.选择纤维素含量较高的植物作为青贮原料,保证乳酸菌生长所需的氮源
B.将青贮的原料适当切碎、搅拌并通入空气,利于乳酸菌充分发酵
C.发酵过程中乳酸菌生成 NADH,使 降低,抑制杂菌的生长
D.青贮饲料有利于植食性动物对饲料的消化吸收,提高能量传递效率
【答案】D
【解析】A、纤维素的元素组成为C、H、O,不能为乳酸菌生长提供氮源,A错误;
B、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;
C、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,会抑制其他微生物的生长,C错误;
D、青贮饲料是指将新鲜秸秆、青草等通过乳酸菌等微生物发酵而制成的饲料,由此可知,青贮饲料有利于植食性动物对饲料的消化吸收,提高能量传递效率,D正确。
故选D。
3.(2025·江苏苏州·三模)发酵乳制品具有独特风味和保健功能,可缓解“乳糖不耐症”,维持肠道菌群平衡。图示一种搅拌型酸乳生产流程。下列相关叙述错误的是( )
A.原料鲜乳过滤净化的目的是除去杂质和减少微生物的数量
B.热预处理与巴氏杀菌组合能有效去除氧气和实现协同杀菌
C.培养发酵后破碎凝乳是将菌种混合均匀并提高其发酵活性
D.冷却、后熟既防止过度发酵产酸并能形成独特的风味物质
【答案】C
【解析】A、发酵过程中要减少杂菌的污染,因此原料鲜乳过滤净化的目的是除去杂质和减少微生物的数量,A正确;
B、乳制品的制作过程中主要依靠乳酸菌,乳酸菌是厌氧菌,加热过程可使发酵液中氧气被排出,为乳酸菌创造无氧环境,同时可抑制需氧菌的繁殖,因此热预处理与巴氏杀菌组合能有效去除氧气和实现协同杀菌,B正确;
C、培养发酵后破碎凝乳是将固化的乳汁破碎,同时便于与其他配料均匀混合,为后续的灌装奠定基础,该过程不能提高菌种的发酵活性,C错误;
D、冷却可终止发酵,防止过度发酵产酸,后熟阶段依靠酶的作用能促进风味物质的生成,因此冷却、后熟既防止过度发酵产酸并能形成独特的风味物质,D正确。
故选C。
4.(2025·江苏南京·二模)高中生物实验中常用蒸馏水、无菌水、生理盐水开展相关实验。下列叙述正确的是( )
A.在微生物分离与计数实验中,常用蒸馏水对菌液进行梯度稀释
B.在PCR 实验中,用无菌水配制相关反应液置于微量离心管中
C.在植物细胞质壁分离及复原的实验中,常用生理盐水置换蔗糖溶液
D.在植物组织培养实验中,常用无菌水对外植体进行消毒
【答案】B
【解析】A、在微生物分离与计数实验中,常用无菌水对菌液进行梯度稀释,A错误;
B、在PCR 实验中,用无菌水配制相关反应液置于微量离心管中,这样可以避免造成污染,B正确;
C、在植物细胞质壁分离及复原的实验中,常用清水置换蔗糖溶液,C错误;
D、为了避免微生物污染,植物组织培养实验中需使用无菌水对消毒后的外植体进行多次漂洗,外植体消毒依次使用的是酒精和次氯酸钠,D错误。
故选B。
5.(2025·江苏·三模)酸笋具有独特的酸味和香气,是乳酸菌、酵母菌、醋酸菌等多种微生物发酵而成的传统食品,主要流程如下图。相关叙述错误的是( )
A.竹笋杀青、漂烫既能使酶失活保持竹笋天然色泽,又能有效杀灭竹笋表面的微生物
B.乳酸菌是酸笋发酵的主要菌群,其产酸既能抑制腐败菌生长,又能形成独特的酸香
C.酵母菌是酸笋发酵的次要菌群,其产酒精既能增加醇香,又能为醋酸菌发酵提供底物
D.发酵过程监控好条件使微生物同时发酵,既能缩短发酵时长,又能提高酸度
【答案】D
【解析】A、杀青和漂烫通过高温使酶失活,防止褐变并杀灭表面微生物,确保发酵过程由目标菌群主导,A正确;
B、乳酸菌作为主要菌群,产酸抑制腐败菌,同时赋予酸味和香气,符合实际发酵机制,B正确;
C、酵母菌在无氧条件下产酒精,酒精可为醋酸菌(需氧条件下)提供底物转化为醋酸,但酸笋发酵以厌氧为主,若存在短暂有氧阶段,此过程可行,C正确;
D、乳酸菌(厌氧)与醋酸菌(需氧)对氧气需求矛盾,无法同时高效活动。实际发酵分阶段进行:初期酵母菌产酒精(微氧或无氧),后期乳酸菌主导产酸(厌氧)。若强制同时发酵,需交替条件,反而延长时长且降低效率。因此,“同时发酵缩短时长并提高酸度”的表述不符合科学实际,D错误。
故选D。
6.(2025·江苏·一模)关于微生物培养中的无菌操作,下列叙述正确的是( )
A.倒平板时,可将培养皿打开稍大于瓶口的缝隙倒入培养基
B.平板凝固后,可将其置于干热灭菌箱中继续灭菌1~2h
C.接种室使用前,应在对其进行紫外线照射同时适量喷洒苯酚
D.接种时,接种环灼烧后立即在平板表面快速划线
【答案】A
【解析】A、倒平板时,在酒精灯火焰附近打开培养皿形成稍大于瓶口的缝隙,可确保培养基顺利倒入并减少杂菌污染,A正确;
B、培养基灭菌(常用高压蒸汽灭菌)应在倒入培养皿前完成,凝固后的平板无法再次高温灭菌(干热灭菌会破坏培养基),B错误;
C、紫外线灭菌需在无人环境下进行,苯酚喷洒通常用于物体表面消毒,两者不宜同时操作,且紫外线照射后无需额外喷洒苯酚,C错误;
D、灼烧后的接种环需冷却再接触菌种,否则高温会杀死微生物,D错误。
故选A。
1.(2025·江苏·高考真题)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
【答案】B
【解析】A、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;
B、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;
C、连续划线时,每次应从上次划线的末端开始,以逐步稀释菌体,若从起始端开始无法有效分离单菌落,C错误;
D、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。
故选B。
2.(2025·江苏·高考真题)某同学利用红叶李果实制作果醋,图示其操作的简易流程。下列相关叙述正确的是( )
A.果酒、果醋发酵所需菌种的细胞结构相同
B.过程①中添加适量果胶酶,有利于提高出汁率
C.过程②中,为使菌种充分吸收营养物质,需每日多次开盖搅拌
D.过程③发酵时会产生大量气泡,需拧松瓶盖放气
【答案】B
【解析】A、果酒发酵的菌种是酵母菌,是真核生物,果醋发酵的菌种是醋酸菌,是原核生物,两者的细胞结构不同,A错误;
B、过程①为榨汁,果胶酶能分解细胞壁中的果胶,添加适量果胶酶,有利于提高出汁率,B正确;
C、过程②为果酒发酵,酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵,若多次开盖会引入氧气抑制无氧呼吸并增加杂菌污染风险,C错误;
D、醋酸菌为好氧微生物,发酵过程中要保证通气,不能盖盖,因此不存在拧松瓶盖的操作,D错误。
故选B。
3.(2024·江苏·高考真题)关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验,下列叙述正确的是( )
A.制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中
B.制作酸奶的牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌
C.发酵装置需加满菜料或牛奶并封装,以抑制乳酸菌的无氧呼吸
D.控制好发酵时间,以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质
【答案】D
【解析】A、制作泡菜是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,所以为制造无氧环境,制作泡菜的菜料要完全淹没在煮沸后冷却的盐水,A错误;
B、制作酸奶时,将牛奶倒入灭菌后的奶瓶中,倒入的奶液量不要超过奶瓶容积的2/3,再将牛奶加热至90 ℃,保温5 min,或将牛奶置于80 ℃恒温水浴箱中 15 min。如果采用市售未开封的鲜奶,可直接使用,不需要灭菌,B错误;
C、发酵时菜料装至八成满,然后加盐水,以利于乳酸菌的无氧呼吸,C错误;
D、制作酸奶或泡菜时,控制好发酵时间,以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质,D正确。
故选D。
4.(2024·江苏·高考真题)酵母菌是基因工程中常用的表达系统。下列相关叙述正确的是( )
A.酵母菌培养液使用前要灭活所有细菌,但不能灭活真菌
B.酵母菌是真核细胞,需放置在CO2培养箱中进行培养
C.可用稀释涂布平板法对酵母菌计数
D.该表达系统不能对合成的蛋白质进行加工和修饰
【答案】C
【解析】A、酵母菌培养液使用前要灭活所有细菌和真菌,A错误;
B、将含有酵母菌的培养基放置在28℃恒温培养箱中进行培养,B错误;
C、稀释涂布平板法常用来统计样品中活菌的数目,当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌,由此可知,可用稀释涂布平板法对酵母菌计数,C正确;
D、酵母菌是真核细胞,具有高尔基体和内质网,可以对合成的蛋白质进行加工和修饰,D错误。
故选C。
5.(2024·江苏·高考真题)某同学进行下列实验时,相关操作合理的是( )
A.从试管取菌种前,先在火焰旁拔棉塞,再将试管口迅速通过火焰以灭菌
B.观察黑藻的细胞质流动时,在高倍镜下先调粗准焦螺旋,再调细准焦螺旋
C.探究温度对酶活性的影响时,先将酶与底物混合,然后在不同温度下水浴处理
D.鉴定脂肪时,子叶临时切片先用体积分数为50%的乙醇浸泡,再用苏丹Ⅲ染液染色
【答案】A
【解析】 A 、从试管取菌种前,先在火焰旁拔棉塞,再将试管口迅速通过火焰,这样可以避免菌种被污染,A正确;
B、在高倍镜下观察时,只能调节细准焦螺旋,B错误;
C、探究温度对酶活性的影响时,应先将酶和底物分别在不同温度下处理,然后再混合,若先将酶与底物混合,再在不同温度下水浴处理,会在达到设定温度前就发生反应,影响实验结果,C错误;
D、鉴定脂肪时,子叶临时切片先用苏丹Ⅲ染液染色,然后用体积分数为50%的乙醇洗去浮色,D错误。
故选A。
6.(2023·江苏·高考真题)下列关于细菌和酵母菌实验的叙述正确的是( )
A.通常酵母菌培养基比细菌培养基有更高的碳氮比
B.通常细菌的生长速度比酵母菌快,菌落比酵母菌落大
C.通常细菌培养基用高压蒸汽灭菌法灭菌,酵母菌培养基用过滤除菌法除菌
D.血细胞计数板既可用于酵母菌的数量测定,也可用于细菌的数量测定
【答案】A
【解析】A、细菌是原核生物,酵母菌是真核生物,不同微生物对营养物质的需求是不一样,通常酵母菌培养基比细菌培养基有更高的碳氮比,A正确;
B、通常细菌的生长速度比酵母菌快,但形成的菌落,不一定细菌的大于酵母菌的,与细菌的种类有关,部分细菌的菌落小于酵母菌,B错误;
C、通常细菌和酵母菌的培养基都可以用高压蒸汽灭菌法灭菌,C错误;
D、血细胞计数板适用于真菌的计数,细菌计数板用于细菌的数量测定等,D错误。
故选A。
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