专题11 发酵工程与传统发酵技术（3大串讲+3大题型）（复习讲义）（北京专用）2026年高考生物二轮复习讲练测

该高中生物学高考复习讲义聚焦发酵工程与传统发酵技术专题，整合传统发酵技术、微生物培养与应用、发酵工程等核心考点，通过知识网络构建、考向解读、核心串讲、分层突破、真题实战的教学流程，帮助学生系统梳理知识逻辑，突破重难点。 资料以新情境探究和能力进阶为特色，如设计微塑料降解菌实验培养科学思维，对比微生物计数方法强化探究实践，结合mRNA疫苗等热点情境提升应用能力。分层练习与真题演练保障复习效果，助力教师精准把控节奏，有效提升学生应考能力。

专题11 发酵工程与传统发酵技术 ( 目录 第一部分 知识网络构建 思维导航，融会贯通 第二部分 高考风向解读 洞察考向，感知前沿 第三部分 核心知识串讲 核心串讲 串讲 1 传统发酵技术 串讲 2 微生物的培养技术与应用 串讲 3 发酵工程 能力进阶 能力1 微生物计数方法比较 能力2 几种常见的鉴别培养基 热点情境 mRNA疫苗与发酵工程 第四部分 分层精准突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 传统发酵技术 题型02 微生物的培养技术与应用 题型03 发酵工程 B组· 增分能力练 第五部分 真题 实战进阶 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 传统发酵技术 （2024北京卷）果酒和果醋的制作原理 1. 传统发酵技术的新视角，泡菜发酵安全性：从食品安全角度分析亚硝酸盐峰值变化，考查发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的动态变化。 2. 发酵工程的前沿应用，环境治理，生物医药，资源利用。 3. 实验探究的创新设计 微生物的培养、分离与鉴定 （2025北京卷）微生物的分离与计数 （2023北京卷）培养基的成分与功能 发酵工程 （2024北京卷）发酵工程的应用 新风向演练 1．【新情境·微塑料】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。有人分离得到X和Y两种微塑料降解菌，将这两种降解菌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%）。下列叙述正确的是（    ） A．微塑料残留率一定与培养基中的降解菌数量呈正比 B．平板划线法和稀释涂布平板法都能用于X菌和Y菌的分离和计数 C．该实验的因变量是微塑料残留率，实验过程中无需定期更换培养基 D．制备实验所需培养基时，应用紫外线照射进行灭菌 2．【新载体-实验探究】水产养殖引发的水质富营养化会导致水体中病原菌大量繁殖，研究者检测了植物提取物H的抑菌效果，如下图。下列叙述正确的是（　　） A．实验所用的菌体应选自富营养化的水体 B．采用稀释涂布平板法或平板划线法接种 C．应增加已知抗菌药物组作为实验组 D．透明圈直径与H的抑菌能力呈负相关 3．【新情境-DMF】DMF（一种含碳有机物）是一种优良的工业溶剂和有机合成材料，它广泛应用于制革、医药、农药等多个生产行业。含DMF的废水毒性大，会对环境造成严重危害，某实验小组筛选分离得到能够高效降解DMF的细菌，用于DMF的降解。相关叙述正确的是（    ） A．分离高效降解DMF的菌株所用的培养基可以是液体培养基 B．可采用平板划线法或稀释涂布平板法对细菌进行分离并计数 C．利用平板划线法接种时，灼烧接种环的次数等于划线次数 D．利用显微镜进行直接计数时，统计的结果往往大于实际活菌数 4．【新考法-数据分析】（24-25高三上·北京朝阳·期末）研究者将核酸酶固定在壳聚糖微球上，置于废水处理池中，用于去除废水中的抗生素抗性基因。废水排出时，微球被过滤留在池中。实验检测该固定化核酸酶的可重复使用性，结果如图。相关推测错误的是（    ） A．废水水温越高，核酸酶催化核酸水解的速率越快 B．酶活性下降和从微球上丢失会导致重复使用效果变差 C．5组实验使用同一批固定化核酸酶，且实验条件相同 D．去除废水中抗生素抗性基因有利于降低环境中耐药菌产生率 5．【新载体-菌株筛选】（24-25高三上·北京朝阳·期中）枯草杆菌是一种无害微生物，在恶劣环境中能形成休眠体——芽孢，环境改善时芽孢萌发为菌体。研究者对枯草杆菌进行处理（如图），筛选出耐热性强的芽孢。在热塑性聚氨酯中掺入这种芽孢，不仅能提高热塑性聚氨酯的韧性，还能加快废弃热塑性聚氨酯的降解。相关叙述错误的是（    ） A．热处理的目的是促使菌体形成芽孢 B．在热处理之前菌群中已产生耐热性变异 C．筛出的芽孢能耐受热塑性聚氨酯制造中的高温 D．处理废弃热塑性聚氨酯时应为芽孢萌发提供适宜条件 核心串讲1 传统发酵技术 1.概念：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。 2.常见的发酵产品及其发酵使用的微生物 发酵产品 微生物 代谢类型 生物类型 繁殖方式 腐乳 毛霉菌 异养需氧型 真核 孢子生殖 泡菜 乳酸菌 异养厌氧型 原核 分裂生殖 果酒 酵母菌 异养兼性厌氧 真核 出芽生殖 果醋 醋酸菌 异养需氧型 原核 分裂生殖 3.控制情况 泡菜 果酒 果醋 条件 控制 O2 无氧 前期有氧，后期无氧 有氧 温度 室温 18-30℃ 30-35℃ 时间 腌制15天左右 10～12天 7～8天 其他条件 控制盐与水的比例 - - 操作提示 泡菜坛的选择；腌制条件的控制 材料的选择与处理；防止发酵液被污染；控制好发酵条件；正确使用发酵装置 【易错提醒】果酒发酵，发酵罐要留有大约1/3的空间原因？ 1.先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵； 2.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。 【典例1】（2025·北京朝阳·二模）应用传统发酵技术可制作多种食品。下表相关叙述中，错误的是（　　） 选项 食品名称 操作 目的 A 馒头 加入前一次发酵保存的面团 接种酵母菌 B 果醋 将发酵液置于30～35℃环境中 为醋酸菌提供适宜的生长温度 C 果酒 每隔12h左右将瓶盖拧松一次 为酵母菌的有氧呼吸提供氧气 D 泡菜 使用的盐水需煮沸处理过 减少杂菌污染 A．A B．B C．C D．D 【典例2】（2025·北京门头沟·一模）柿子具有较高的营养价值和药用价值。采用液体发酵法可酿制出醋香浓郁、酸味纯正的柿子醋，提高了柿子的经济价值。柿子醋的酿造工艺流程如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．加酶榨汁环节加入果胶酶，有利于提高柿子汁产量 B．酒精发酵前可对柿子汁进行杀菌，以利于酒精发酵 C．若柿子酒的酒精度过高，应稀释后再用于醋酸发酵 D．酒精发酵和醋酸发酵都需要充足的氧气，温度不同 核心串讲2 微生物的培养技术及应用 1.培养基的类型 划分标准 培养基种类 特点 用途 物理性质 液体培养基 不加凝固剂 工业生产 半固体培养基 加凝固剂，如琼脂 观察微生物的运动 固体培养基 微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种 化学成分 天然培养基 含化学成分不明确的天然物质 工业生产 合成培养基 培养基成分明确 分类、鉴定 用途 选择培养基 允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基 培养、分离出特定微生物 鉴别培养基 在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物 鉴别不同种类微生物 2.培养基基本成分：碳源、氮源、水、无机盐 碳源 无机碳源（自养型生物） CO2、CO32-、HCO3- 有机碳源（异养型生物） 葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等 氮源 无机氮源 NH4＋、NO3-、NH3等 有机氮源 牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等 无机盐 大量元素 Ca、K 、Mg 微量元素 Zn、Cu、Mn、Co、Mo等 3.常用的灭菌、消毒方法比较 条件 结果 常用方法 应用范围 消毒 较为温和的物理或化学方法 仅杀死物体表面或内部的部分微生物，不能消灭芽孢和孢子。 煮沸消毒法 日常用品 巴氏消毒法 不耐高温的液体 化学药剂消毒法 用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源 紫外线消毒法 用紫外灯照射接种室、接种箱、超净工作台。 灭菌 强烈的理化因素 杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子 灼烧灭菌法 接种工具(涂布器、接种环)、试管口或瓶口 干热灭菌法 玻璃器皿、金属用具 湿热灭菌法 培养基及容器 4.微生物的选择培养基和计数 （1）常用微生物分离方法比较 比较 平板划线法 稀释涂布平板法 工具 接种环 涂布器 原理 通过接种环在琼脂固体培养基的表面连续划线操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。 将菌液进行一系列的梯度稀释，稀释度足够高时，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞。 特点 方法简单，但不适宜计数 单菌落更易分开，可以计数，但操作复杂 示意图 共同点 使培养基上形成由单个细菌细胞繁殖而来的子细胞群体——菌落 【易错提醒】平板划线法的注意事项 1.几次灼烧接种环的目的 （1）第一次划线前：杀死接种环上的微生物，避免污染培养物。 （2）每次划线后：杀死残留菌种，保证每次划线菌种来自上一次划线的末端。 （3）划线操作结束后：杀死残留菌种，避免污染环境和感染操作者。 2.灼烧接种环之后，要冷却后再进行操作，以免接种环因温度过高而杀死菌种。 3.划线力度要适当，防止用力过大将培养基表面划破。 4.培养皿盖不能完全打开，应只打开一条缝隙。 【典例1】（25-26高三上·北京朝阳·期末）研究者欲从深海热液口分离能高效降解原油中长链烷烃的细菌。已知深海热液口沉积物样品中微生物种类繁多，但目标菌含量可能极低。下列实验方案中，最能达成实验目的是（　　） A．样品直接稀释涂布于选择培养基 B．先富集，再稀释涂布于选择培养基 C．先涂布固体培养基，再挑菌富集 D．非选择性富集后，涂布普通培养基 【典例2】（25-26高三上·北京东城·期末）活性黑5是一种低毒性、难褪色的含氮染料，常用于棉、麻等染色。现欲从染料废水堆积池的污泥中获得能分解活性黑5的假单胞杆菌菌株，流程如下图。下列说法不正确的是（　　） A．从染料废水堆积池污泥中取样的原因是此处目的菌存在的可能性大 B．培养基Ⅰ、Ⅱ均以活性黑5为唯一氮源，属于选择培养基 C．在培养基Ⅰ、Ⅱ中都利用稀释涂布平板法进行接种，获得单菌落 D．逐渐提高培养液中活性黑5浓度有助于获得具高效分解能力的目的菌 【典例3】（2025·北京顺义·一模）大肠杆菌在伊红-亚甲蓝琼脂培养基（EMB）上会形成有金属光泽的深紫色菌落。利用EMB鉴定自制酸奶中的大肠杆菌，相关操作错误的是（    ） A．培养基经湿热灭菌后再倒平板 B．将酸奶样品稀释后涂抹在EMB表面 C．观察菌落颜色进行初步鉴定 D．将使用过的培养基直接丢弃 核心串讲3 发酵工程 1.基本过程 （1）选育菌种：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。生产柠檬酸就需要筛选产酸量高的黑曲霉。在啤酒生产中，使用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短生产周期。 （2）扩大培养：工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米，接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以，在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养。 （3）配制培养基：在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定。 （4）灭菌：发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。例如，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。因此，培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。 （5）接种：将扩大培养的菌种投放到发酵罐中。 （6）发酵罐内发酵：这是发酵工程的中心环节。在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。例如，谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。 （7）分离、提纯产物：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。 2.正确区分传统发酵技术与发酵工程 项目 传统发酵技术 发酵工程 概念 直接利用原料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术 利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品 菌种来源 来源于空气、蔬菜、面团发酵物等，菌种不纯 性状优良的菌种，可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 过程 无菌种选育、扩大培养、接种，无严格的灭菌等 菌种选育，培养基的配制、灭菌，扩大培养，接种，发酵，产品的分离和提纯 发酵条件控制 通过微生物自身的代谢调节 pH,通过充气口、排气口及其他人工措施调节溶解氧 通过计算机控制系统，对发酵过程中的温度、pH和溶解氧等进行监测和控制 应用 果酒、果醋的制作，腐乳、泡菜的制作等 应用于食品工业、医药工业、农牧业等 【典例1】青霉素发酵是高耗氧过程，在发酵过程中总有头孢霉素产生。人们通过对青霉菌代谢途径的研究发现，在青霉素与头孢霉素的合成过程中，它们有一个共同的前体，这个前体经过两种不同酶的作用分别合成两种产物。下列相关叙述错误的是（    ） A．工业化生产之前需要进行青霉菌纯培养和扩大培养后才能接种到发酵罐中发酵 B．青霉素属于抗生素，因此在青霉素生产过程中不会发生杂菌污染 C．通过敲除其中一种酶的基因，从而使青霉菌只产生一种产物 D．将血红蛋白基因导入青霉菌是一种保证发酵过程中高效供氧的思路 【典例2】（24-25高三上·北京西城·期末）单细胞蛋白即微生物菌体，是一种新型的蛋白质来源，利用发酵工程能提高其产量和品质。下列工艺流程中不合理的是（    ） A．可通过诱变育种等手段获得优良菌种 B．培养基和发酵设备均需高温消毒 C．发酵过程需控制合适的温度和pH D．采用过滤、沉淀、干燥等方法获得菌体 能力1 微生物计数方法比较 1.微生物的计数方法比较 内容 直接计数法 间接计数法 主要用具 显微镜、细菌计数板或血细胞计数板 涂布器 计数依据 细菌个数 培养基上菌落数 优点 计数方便、操作简单 计数的是活菌 计算公式 每毫升原液含菌株数＝每小格平均菌株数×400×1 0000×稀释倍数 每克样品中的菌株数:(C÷V)×M C:某稀释度下平板上生长的平均菌落数;V:涂布平板时所用的稀释液的体积(mL);M:稀释倍数 缺点 不能区分死菌与活菌 当两个或多个菌体连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落 结果 比实际值偏大 比实际值偏小 【典例1】（24-25高三上·北京海淀·期末）从马盲肠中分离出能够降解纤维素的厌氧细菌并对其进行鉴定，实验流程和结果如下图。下列叙述错误的是（　　） A．①~③的培养基以纤维素为唯一碳源 B．①~③应在无氧条件下倒置培养 C．菌落甲分泌的纤维素分解酶的降解能力低于乙 D．筛选出的菌株可研发为反刍动物的饲料添加剂 【典例2】两位同学食用冰激凌后出现腹泻症状，为此他们检验冰激凌中大肠杆菌数量是否超标。他们的实验流程和结果如下图。下列叙述不合理的是（    ） A．①应采用涂布平板法 B．实验方案应增设仅接种无菌水的组别 C．①应接种至少3个平板 D．仅以深紫色菌落数估测会导致结果偏高 能力2 几种常见的鉴别培养基 名称 主要用途 主要化学物质 特征性变化 伊红一亚甲蓝琼脂培养基 鉴别大肠杆菌 伊红、亚甲蓝 出现带金属光泽的深紫色菌落 刚果红培养基 鉴别纤维素分解菌 刚果红、纤维素 纤维素被分解后出现透明圈 淀粉培养基 鉴别纤维素分解菌 可溶性淀粉 淀粉被水解后出现淀粉水解圈 H2S试验培养基 鉴别产淀粉酶菌株鉴别产H2S菌株 醋酸铅 产生黑色沉淀 【典例1】（2023·北京海淀·二模）为探究抗生素对细菌的选择作用，将含抗生素的滤纸片放到接种了大肠杆菌的平板培养基上（如下图），一段时间后测量并记录抑菌圈的直径。从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌扩大培养，重复实验2~5次。下列叙述不正确的是（　　） A．接种时，将高浓度菌液涂布在平板培养基上 B．①处滤纸片上不含抗生素，起对照作用 C．重复2~5次实验后，抑菌圈的直径会变大 D．抑菌圈边缘的菌落上挑取的细菌抗药性较强 热点情境01 mRNA疫苗与发酵工程 情境解读： mRNA疫苗的生产与发酵工程密切相关，发酵工程是mRNA疫苗生产的关键环节，尤其在质粒DNA模板的制备阶段发挥着核心作用，通过优化微生物培养条件实现高产率、高质量的疫苗原料生产。 1. 质粒DNA生产：发酵工程的核心应用 ①质粒DNA模板制备：mRNA疫苗生产的第一步是制备高质量的质粒DNA模板，这需要利用大肠杆菌作为宿主细胞进行发酵培养。 ②发酵工艺流程：包括质粒生产菌株培养→质粒DNA提取→纯化→线性化等步骤，其中高密度发酵技术是提高质粒产量的关键。 2. 发酵工程在mRNA疫苗生产中的具体作用 ①质粒产量提升：通过提高接种量减少发酵时分裂次数，降低质粒丢失风险；分阶段控制发酵温度（前期低温、后期35℃以上）和补料速度，使细菌生长更稳定。 ②工艺参数优化：发酵过程中pH值、溶氧量、营养物质配比等参数的精确控制，直接影响质粒DNA的产量和质量。 典型例题：制药产业是关系国计民生的重要产业，利用基因工程技术构建和选育稳定、高产的生产菌种并利用发酵工程制药，给制药产业的发展注入了强劲的动力，如利用大肠杆菌重组表达系统生产HPV疫苗。请回答下列问题。 (1)利用基因工程生产HPV疫苗的核心工作是 ，该过程需要用到的工具酶主要有 。 (2)大肠杆菌可作为HPV疫苗生产的受体细胞，原因是 。将重组质粒导入大肠杆菌时，一般先用 处理大肠杆菌细胞，目的是 。 (3)经过基因工程操作得到的工程菌是否符合发酵生产，是否可以维持稳定和表达出人类所需要的HPV疫苗，有些同学认为还需要进一步检测，他们的方案如下： 方案一：通过PCR技术检测大肠杆菌的质粒DNA上是否插入了HPV的衣壳蛋白基因，如果已经插入，则该工程菌制备成功。 方案二：通过PCR技术检测大肠杆菌内是否转录出了HPV的衣壳蛋白的mRNA，如果能检测到，则证明工程菌制备成功。 方案三：进行抗原—抗体杂交实验，检测HPV的衣壳蛋白基因是否翻译出HPV的衣壳蛋白，如果能检测到，则证明工程菌制备成功。 但有些同学认为这些方案仍不能说明该工程菌已符合要求并提出了进一步的方案，这些同学的理由和方案是 。 (4)在发酵生产HPV疫苗的过程中培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌，原因是 。 (5)除在医药工业方面的应用，发酵工程在食品及其他工农业生产上也有重要的应用价值，请列举两例 。 01 传统发酵技术 1．（25-26高三上·北京石景山·期末）下列有关高中生物学相关实验的叙述，不正确的是（    ） A．洋葱表皮细胞在质壁分离复原过程中，吸水速率逐渐减小 B．在模拟生物体维持pH稳定的实验中，实验组进行了前后对照 C．用血细胞计数板计数时，应先放盖玻片再从边缘处滴加培养液 D．利用果酒制作果醋时应适当降低温度，并打开瓶盖 2．以下发酵食品与发酵条件或发酵过程的变化对应关系正确的是（　　） A．腐乳与泡菜：持续无氧发酵 B．泡菜与果醋：pH下降 C．酸奶与果酒：密封并定期放气 D．果酒和果醋：发酵温度相同 3．（2025·北京西城·二模）啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，下列叙述正确的是（　　） A．酵母菌为兼性厌氧微生物 B．淀粉分解形成糖浆后无需灭菌 C．发酵时发酵罐中pH恒定不变 D．发酵后直接消毒分装获得产品 4．（2025·北京石景山·一模）基于我国传统的酿醋工艺，一种以果汁为原料生产果醋的流程如下图。下列叙述中不正确的是（　　） A．制取果汁时添加果胶酶可提高果汁产量 B．醋酸发酵阶段通入充足的氧气有利于醋酸菌将酒精转化为醋酸 C．进行酒精发酵和醋酸发酵的微生物呼吸方式相同，最适生长温度不同 D．发酵生产结束后，需根据果醋保存时间选择消毒方法 5．（2024·北京丰台·二模）原浆苹果醋的简要工艺流程为：苹果采摘→挑选清洗→破碎榨汁→酵母发酵→醋酸发酵→陈酿2年左右。下列有关叙述正确的是（　　） A．酵母发酵结束后，改变通气条件和升高温度有利于醋酸发酵 B．工艺流程中的“酵母发酵”发生在苹果细胞的细胞质基质中 C．酿醋过程中发酵液的pH逐渐降低，与酿酒制作过程中相反 D．醋酸发酵阶段中释放的CO2是由醋酸菌的线粒体基质释放的 02 微生物的培养技术与应用 6．（2025·北京海淀·一模）生产L-谷氨酸主要依赖有氧发酵，常用菌种谷氨酸棒状杆菌大多为生物素合成缺陷型。在各组发酵罐中分别添加不同浓度的生物素，检测结果如下图。下列叙述错误的是（　　） A．发酵过程将空气直接通入发酵罐以保证有氧条件 B．甲~丁组谷氨酸棒状杆菌数量均呈现“S”形增长 C．乙~丁组L-谷氨酸产量不与菌体细胞密度呈正比 D．发酵前用平板划线法进行谷氨酸棒状杆菌的纯培养 7．（2025·北京房山·一模）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。下列叙述错误的是（    ） A．大豆中的蛋白质可为菌种生长提供碳源、氮源 B．该过程利用乳酸菌、酵母菌等微生物的有氧呼吸 C．发酵罐和原料需要灭菌，加盐可调味并防止杂菌滋生 D．米曲霉分泌蛋白酶、淀粉酶等利于原料中有机物的分解 8．（2025·北京朝阳·一模）下列高中生物学实验中，不需要严格无菌操作即可达成实验目的的是（    ） A．探究抗生素对细菌的选择作用 B．用马铃薯琼脂培养基进行酵母菌纯培养 C．菊花的组织培养 D．DNA片段的扩增及电泳鉴定 9．（2025·北京通州·模拟预测）青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉索杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。关于青霉索的工业化生产过程叙述错误的是（　　） A．青霉素有杀菌作用发酵罐不需灭菌 B．深层通气液体发酵技术可提高产量 C．高产菌株扩大培养后接种到发酵罐中 D．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖 10．（2024·北京海淀·二模）细菌素是某些细菌产生的具有抑菌活性的多肽类物质，可代替食品防腐剂使用。研究人员将乳酸菌在液体培养基中发酵，取发酵液上清滴加到长有金黄色葡萄球菌的固体培养基的孔洞中，测定所形成的抑菌圈直径，结果如下图。下列叙述不正确的是（　　） A．固体培养基孔洞中滴加的上清液体积需保持一致 B．培养约8h收获细菌素相对节约成本 C．整个培养过程中上清液的抑菌活性与乳酸菌密度呈正相关 D．细菌素进入人体肠道可以被消化酶分解，安全性较高 03 发酵工程 1．（2025·北京东城·二模）米曲霉常用来生产酱油，在生产过程中原材料可能会被黄曲霉污染，导致酱油中含有黄曲霉素（Ⅰ类致癌物）。下列叙述错误的是（    ） A．两种霉菌在液体培养基上可以形成菌落，观察菌落特征可鉴定菌种 B．利用米曲霉进行发酵生产时，需要为微生物提供适宜的温度和pH C．利用米曲霉工业发酵生产出的酱油，可通过灭菌延长保质期 D．家庭自制酱油时，黄曲霉污染风险较大，应谨慎食用 2．（2024·北京海淀·二模）乙醇梭菌可利用氧化H2释放的能量，以CO和氨水等为主要原料合成乙醇、蛋白质等有机物。我国科学家利用乙醇梭菌发酵，收集发酵产物和菌体，作为燃料和饲料。以下有关叙述不正确的是（　　） A．乙醇梭菌属于生态系统组成成分中的生产者 B．利用乙醇梭菌生产燃料和饲料体现了生物多样性的间接价值 C．以乙醇梭菌菌体蛋白作为饲料有助于提高能量利用率 D．使用乙醇梭菌发酵产物作为燃料有助于减少化石燃料导致的污染 3．（2024·北京朝阳·二模）糖化酶可将淀粉、麦芽糖等水解为葡萄糖，常用于淀粉加工产业。研究者使用好氧真菌黑曲霉以麦芽糖为碳源生产糖化酶，不同发酵阶段菌体细胞干重、麦芽糖浓度及糖化酶活性如下图所示。 注：20h后根据发酵状态进行陆续补料 以下叙述错误的是（    ） A．前20h消耗的麦芽糖主要用于菌体的生长、繁殖 B．仅需在发酵前期检测罐内溶氧量以保证菌体生长 C．20~70h糖化酶活性快速增加与菌数增加、补料有关 D．可进一步调控补料方式以期实现糖化酶产量的提高 4．（2024·北京房山·一模）透明质酸（HA）是关节滑液的主要成分，若HA长链遭受攻击会被分解为短链，则关节软骨容易磨损而患上骨关节炎。科研人员通过改造谷氨酸棒杆菌获得几种工程菌生产HA，几种工程菌所产生的HA产量和分子量如下图，相关说法不正确的是（    ） A．应选择工程菌株3进行扩大培养 B．工程菌接种前需要扩大培养 C．接种工程菌前培养基需要灭菌 D．发酵过程需要及时检测温度和pH 5．（2023·北京平谷·一模）木质纤维素水解产物为葡萄糖和木糖。研究者筛选出能利用木糖发酵的酿酒酵母菌株YB，YB能利用可再生木质纤维素生产乙醇，在木质纤维素酶解液的培养基中接种YB进行发酵，得到如下结果： 以下分析错误的是（    ） A．生产过程中YB优先利用葡萄糖，其次利用木糖 B．0-24h之间，木质纤维素被酶催化分解为葡萄糖和木糖 C．可以采用平板划线法统计YB菌株的数量 D．发酵初期，发酵罐中应该保留适量的氧气 1．（25-26高三上·北京通州·期末）科研人员通过稀释涂布平板法筛选出高耐受且降解DDT（C14H9Cl15）能力强的菌株。下列叙述错误的是（　　） A．筛选使用的选择培养基要以DDT为唯一碳源 B．逐步提高培养基中DDT浓度获得高耐受菌株 C．优先采集DDT使用过量的土壤样品进行筛选 D．用接种环将稀释的菌液均匀地涂布在培养基表面 2．（2025·北京·模拟预测）纳他霉素是链霉菌产生的一种真菌抑制剂。为解决发酵过程中链霉菌耐酸性差、产量低的问题，研究者尝试利用如下过程选育高产且耐低pH的菌株。相关叙述正确的是（　　） A．过程①用盐酸和酒精混合液去除链霉菌细胞壁 B．②需用灭活的病毒诱导融合并经低pH平板培养 C．融合菌株中可能发生了DNA片段的交换与重组 D．目标菌株可直接用于纳他霉素的工业发酵生产 3.黑曲霉多不耐高温，发酵获得柠檬酸的过程需大量冷却水控制温度，生产成本高。现利用原生质体融合技术获得耐高温高产黑曲霉，过程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．处理①培养基中黄色圈大的菌落不一定为高产菌株 B．处理②、③用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 C．处理④升高温度即可筛选出耐高温高产黑曲霉 D．发酵结束后通过适当的过滤、沉淀等方法获得柠檬酸 4．（25-26高三上·北京丰台·开学考试）兴趣小组将从葡萄皮上分离来的野生酵母菌分别接种于3个盛有等量同种液体培养基的密闭锥形瓶中，培养时间与酵母菌种群密度的关系如下图。下列分析正确的是（    ） A．10h后更换等量同种新鲜培养液，酵母菌K值继续增大 B．培养后期pH下降是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2导致 C．对接种后的培养基进行高压蒸汽灭菌，能防止杂菌污染 D．使用摇床培养可增加溶氧量，且使酵母菌与营养物质充分接触 5.为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌，在37℃条件下进行玉米秸秆降解实验，结果如下表所示。下列分析正确的是（    ） 菌株 秸秆总重（g） 秸秆残重（g） 秸秆失重（%） 纤维素降解率（%） A 2.00 1.51 24.50 16.14 B 2.00 1.53 23.50 14.92 C 2.00 1.42 29.00 23.32 A．从土壤中筛选纤维素分解菌的培养基中的唯一氮源是纤维素 B．如果将上述实验中的温度条件调整至25℃，效果会更明显 C．实验中需要设置一个不接种纤维素分解菌的空白对照实验 D．实验完成后，用于筛选的培养基可以直接进行丢弃处理 6.豆浆中蛋白质和脂肪含量丰富，在实际生产和存储过程中易滋生腐败菌，导致腐败变质。将分离纯化的腐败菌接种到豆浆中，检测不同时间豆浆中菌落总数，结果如图。相关叙述正确的是（　　） A．豆浆中的脂肪为腐败菌生长提供碳源和氮源 B．利用平板划线法可对腐败菌进行分离和计数 C．蜡样芽孢杆菌可促进豆浆中原有腐败菌的生长 D．将腐败菌接种至固体培养基获得菌落后鉴定 7.为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如下图。由图中实验结果能直接得出的结论是（　　） A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强 B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力 C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同 D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力 8．（2024·北京海淀·一模）橄榄油的主要成分是甘油三酯。研究者利用“橄榄油平板透明圈法”筛选获得两株产脂肪酶的菌株X 和Y， 检测结果如表。下列相关叙述不正确的是（    ） 酶活性（U•mL-1） 透明圈 空白 - 菌株X 6.9 菌株Y 7.7 A．可将样液梯度稀释后涂布于平板进行筛选 B．培养基中的橄榄油提供微生物生长的碳源 C．图中透明圈大小仅与酶活性的大小成正比 D．以上两株菌株均可将脂肪酶分泌至细胞外 9．（23-24高三上·北京海淀·期末）嗜盐单胞菌可利用海水合成聚羟基脂肪酸酯（PHA，一种新型生物塑料），在细胞内形成由膜包裹的不溶性颗粒。科研人员从海水中分离得到一株嗜盐单胞菌，在非灭菌、高盐、高pH的发酵液中连续发酵生产PHA，其流程如下图所示。下列相关叙述不正确的是（    ） A．利用含PHA的选择培养基筛选嗜盐单胞菌 B．高盐、高pH的发酵液抑制了杂菌生长 C．培养液上清循环利用，有利于节约物质和能量 D．发酵完成后收集沉淀的菌体以得到PHA 10.某实验小组利用滤膜法检测饮料中微生物的数量，原理是将待测样品通过微孔滤膜过滤富集后，再将滤膜置于培养基上培养，根据滤膜上的菌落数推算出样品中微生物的数量。过程如图所示。 下列说法错误的是（    ） A．实验用到滤膜和水样都需要提前灭菌处理 B．应选取菌落数为30~300的平板进行计数 C．统计的菌落数目往往比活菌的实际数目少 D．滤膜孔径过大可能导致平板上长不出菌落 11.（25-26高三上·北京海淀·期末）L-精氨酸在制药等行业被广泛应用。研究者改造大肠杆菌以获得L-精氨酸高产菌株。 (1)大肠杆菌被接种至经 灭菌处理的培养基后，利用葡萄糖代谢产生L-精氨酸或乙酸，如图1。 (2)检测发现野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低，研究者开展实验探究其原因，结果如图2。 ①图2结果说明，野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低的原因不是L-精氨酸被快速降解，而是L-精氨酸会抑制内源L-精氨酸合成酶活性，依据是 。 ②菌株2的L-精氨酸产率低于预期，据图1和图2分析，原因是 。 (3)发酵过程中，菌株2在对数期快速增殖，之后进入稳定期。葡萄糖投入量一定的前提下，菌株2在对数期大量产生L-精氨酸，会导致用于自身生长的 不足，增殖减慢，稳定期的种群密度较低，进而影响L-精氨酸产量。 (4)综上，研究人员继续改造菌株2，以进一步提高L-精氨酸产率。下列选项中合理的改造方案是 （选填下列字母）。 a．敲除细胞呼吸酶基因 b．敲除乙酸合成酶基因 c．敲除外源L-精氨酸合成酶基因 d．将细胞呼吸酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子 e．将外源L-精氨酸合成酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子 12.（2025·北京·模拟预测）乳酸菌产生的乳酸在食品行业用途广泛。研究者利用重组大肠杆菌生产乳酸，提高生产效率。 (1)大肠杆菌通过下图所示细胞呼吸的第一阶段将其分解为[A] （填A的名称），进而发酵产生乳酸，同时还有乙酸、琥珀酸等副产物，据图可知大肠杆菌的呼吸作用类型为 。 (2)研究人员从野生型大肠杆菌中筛选到菌株甲，先通过转入重组片段实现甲拟核上的F酶基因敲除，再将庆大霉素抗性基因（Gm’）去除，最终获得菌株乙，过程如图所示（图中只显示与基因敲除有关的片段）。 在实际发酵中，使用的菌株乙需要将重组片段上庆大霉素抗性基因（Gm’）去除，其目的是 。 (3)用相同方法获得F酶、T酶双基因敲除菌株丙。将等量乙、丙分别接种于发酵罐中。 ①前期发酵供给充足的氧气，当菌体浓度达到一定浓度，调整后期发酵条件，使体系从好氧生长阶段进入厌氧发酵阶段。前期和后期发酵条件不同设置的目的为 。为达到该目的，可以调整发酵罐的温度、 等外界条件。 ②实践生产中进入厌氧发酵阶段后，需要随时监测并及时补充营养物质保证连续发酵。乙、丙菌株两阶段发酵过程各产物的变化如图3所示。综合下图结果和生产实践，你认为哪种菌株更适合做生产菌种并阐述理由 。 13．（25-26高三上·北京平谷·开学考试）儿茶素(C)是从茶叶中提取的一种天然多酚类化合物，有一定的抗菌作用，但作用较弱。研究人员用稀土离子Yb3+对儿茶素(C)进行化学修饰，形成配合物Yb3+-C，并探究其抗菌效果和机理。 (1)细菌的细胞膜以 为基本支架，儿茶素(C)与细胞膜的亲和力强，可以穿过细胞膜。稀土离子Yb3+可与细菌内的某些酶发生竞争性结合而降低酶的活性，也可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质 。但稀土离子与细胞的亲和力较弱，难以到达作用靶点，影响了其抗菌活性。 (2)为了确定配合物中Yb3+：C的最佳摩尔比，研究人员利用 方法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上。待培养基布满菌落后，用不同摩尔比的Yb3+-C配合物处理滤纸片，将其置于培养基中(见下图)一段时间后，结果显示Yb3+：C的最佳摩尔比为 1：4，理由是 。 编号 Yb3+：C的摩尔比 1 1:1 2 1:2 3 1:3 4 1:4 5 1:5 (3)将金黄色葡萄球菌制成菌悬液，分别加入等量的C、Yb3+和最佳摩尔比的Yb3+-C，测定24h内金黄色葡萄球菌存活数量变化(A600值越大，细菌数量越多)、结果见下表。 时间组别A600 0h 2h 4h 8h 16h 24h 对照组 0.40 0.40 0.38 0.35 0.35 0.35 C处理 0.40 0.12 0.13 0.07 0.02 0.01 Yb3+处理 0.40 0.14 0.11 0.04 0.02 0.01 Yb3+-C处理 0.40 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 由此得出的结论是 。 (4)为探究配合物Yb3+-C的抗菌机理，研究人利用透射电镜观察了各组金黄色葡萄球菌细胞内的超微结构，结果如下图。 结果显示： （a）未加抗菌剂、细菌菌体较小，其细胞质分布均匀； （b）C处理.细胞壁和细胞膜等结构不光滑，略显粗糙； （c）Yb3+处理：细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象； （d） Yb3+-C理：细胞壁及细胞膜等结构发生破裂，细胞质出现了严重的固缩及空泡化现象。由此可见，儿茶素(C)和 Yb3+作用的主要位点分别是 ，推测 Yb3+-C具有更强抗菌作用的机理是 。 1．（2025·北京·高考真题）动物细胞培养基一般呈淡红色。某次实验时，调控pH的CO2耗尽，培养基转为黄色。由此推断使培养基呈淡红色的是（    ） A．必需氨基酸 B．抗生素 C．酸碱指示剂 D．血清 2．（2023·北京·高考真题）高中生物学实验中，下列实验操作能达成所述目标的是（　　） A．用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离 B．向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境 C．在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度 D．对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染 3．（2021·北京·高考真题）野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点，除用于生态治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是（　　） A．种植此类草本植物可以减少水土流失 B．菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用 C．用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源 D．菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移 4．（2021·北京·高考真题）人体皮肤表面存在着多种微生物，某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是（　　） A．对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌 B．使用无菌棉拭子从皮肤表面取样 C．用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布 D．观察菌落的形态和颜色等进行初步判断 5．（2019·北京·高考真题）筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后，若细菌能分解淀粉，培养平板经稀碘液处理，会出现以菌落为中心的透明圈（如图），实验结果见下表。 菌种 菌落直径：C（mm） 透明圈直径：H（mm） H/C 细菌Ⅰ 5.1 11.2 2.2 细菌Ⅱ 8.1 13.0 1.6 有关本实验的叙述，错误的是 A．培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质 B．筛选分解淀粉的细菌时，菌液应稀释后涂布 C．以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外 D．H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 发酵工程与传统发酵技术 ( 目录 第一部分 知识网络构建 思维导航，融会贯通 第二部分 高考风向解读 洞察考向，感知前沿 第三部分 核心知识串讲 核心串讲 串讲 1 传统发酵技术 串讲 2 微生物的培养技术与应用 串讲 3 发酵工程 能力进阶 能力1 微生物计数方法比较 能力2 几种常见的鉴别培养基 热点情境 mRNA疫苗与发酵工程 第四部分 分层精准突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 传统发酵技术 题型02 微生物的培养技术与应用 题型03 发酵工程 B组· 增分能力练 第五部分 真题 实战进阶 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 传统发酵技术 （2024北京卷）果酒和果醋的制作原理 1. 传统发酵技术的新视角，泡菜发酵安全性：从食品安全角度分析亚硝酸盐峰值变化，考查发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的动态变化。 2. 发酵工程的前沿应用，环境治理，生物医药，资源利用。 3. 实验探究的创新设计 微生物的培养、分离与鉴定 （2025北京卷）微生物的分离与计数 （2023北京卷）培养基的成分与功能 发酵工程 （2024北京卷）发酵工程的应用 新风向演练 1．【新情境·微塑料】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。有人分离得到X和Y两种微塑料降解菌，将这两种降解菌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%）。下列叙述正确的是（    ） A．微塑料残留率一定与培养基中的降解菌数量呈正比 B．平板划线法和稀释涂布平板法都能用于X菌和Y菌的分离和计数 C．该实验的因变量是微塑料残留率，实验过程中无需定期更换培养基 D．制备实验所需培养基时，应用紫外线照射进行灭菌 【答案】C 【详解】A、微塑料残留率与降解菌数量不一定呈正比。降解菌数量增加可能提高降解效率，但若菌群进入稳定期或死亡期，降解能力可能下降，残留率与菌数量可能呈非线性关系，A错误； B、平板划线法用于菌种分离，但无法直接计数（菌落可能重叠）；稀释涂布平板法可用于分离和计数，B错误； C、实验的因变量是微塑料残留率。液体培养基中无需更换培养基，因实验目的是测定一段时间内的降解效果，而非长期连续培养，C正确； D、培养基灭菌需用高压蒸汽灭菌法，紫外线仅用于表面或空气灭菌，无法穿透培养基，D错误。 故选C。 2．【新载体-实验探究】水产养殖引发的水质富营养化会导致水体中病原菌大量繁殖，研究者检测了植物提取物H的抑菌效果，如下图。下列叙述正确的是（　　） A．实验所用的菌体应选自富营养化的水体 B．采用稀释涂布平板法或平板划线法接种 C．应增加已知抗菌药物组作为实验组 D．透明圈直径与H的抑菌能力呈负相关 【答案】A 【详解】A、实验目的是检测植物提取物 H 对水产养殖富营养化水体中病原菌的抑菌效果，故菌体应选自富营养化水体 ，保证实验相关性，A正确； B、该实验需定量检测抑菌效果，稀释涂布平板法 可计数，平板划线法难定量，一般不用于此实验接种，B错误； C、应增加不加植物提取物 H 的对照组（如加无菌水 ），而非已知抗菌药物组（实验目的是测 H 的效果 ），C错误 ； D、透明圈直径越大，说明 H 抑菌能力越强，二者呈正相关 ，D错误 。 故选A。 3．【新情境-DMF】DMF（一种含碳有机物）是一种优良的工业溶剂和有机合成材料，它广泛应用于制革、医药、农药等多个生产行业。含DMF的废水毒性大，会对环境造成严重危害，某实验小组筛选分离得到能够高效降解DMF的细菌，用于DMF的降解。相关叙述正确的是（    ） A．分离高效降解DMF的菌株所用的培养基可以是液体培养基 B．可采用平板划线法或稀释涂布平板法对细菌进行分离并计数 C．利用平板划线法接种时，灼烧接种环的次数等于划线次数 D．利用显微镜进行直接计数时，统计的结果往往大于实际活菌数 【答案】D 【详解】A、对微生物的分离采用固体培养基，液体培养基可以用于微生物的扩大培养，A错误； B、可采用平板划线法或稀释涂布平板法对细菌进行分离，后者还可用于微生物的计数，B错误； C、利用平板划线法接种时，由于接种前需要对接种环灭菌，因此灼烧接种环的次数比划线次数多一次，C错误； D、利用显微镜对细菌进行直接计数时，由于不能区分死菌和活菌，因此统计的结果往往大于实际活菌数，D正确。 故选D。 4．【新考法-数据分析】（24-25高三上·北京朝阳·期末）研究者将核酸酶固定在壳聚糖微球上，置于废水处理池中，用于去除废水中的抗生素抗性基因。废水排出时，微球被过滤留在池中。实验检测该固定化核酸酶的可重复使用性，结果如图。相关推测错误的是（    ） A．废水水温越高，核酸酶催化核酸水解的速率越快 B．酶活性下降和从微球上丢失会导致重复使用效果变差 C．5组实验使用同一批固定化核酸酶，且实验条件相同 D．去除废水中抗生素抗性基因有利于降低环境中耐药菌产生率 【答案】A 【详解】A、酶催化作用的发挥需要适宜的温度，因此，废水水温越高，核酸酶催化核酸水解的速率未必越快，A错误； B、实验结果显示，随着使用次数增加，抗生素抗性基因的去除率有所下降，其原因可能是酶活性下降和核酸酶从微球上丢失导致，B正确； C、实验过程中无关变量的处理应该是相同且适宜，因此，5组实验使用同一批固定化核酸酶，且实验条件相同，C正确； D、去除废水中抗生素抗性基因可减少抗生素抗性基因在环境中的传播，因而有利于降低环境中耐药菌产生率，D正确。 故选A。 5．【新载体-菌株筛选】（24-25高三上·北京朝阳·期中）枯草杆菌是一种无害微生物，在恶劣环境中能形成休眠体——芽孢，环境改善时芽孢萌发为菌体。研究者对枯草杆菌进行处理（如图），筛选出耐热性强的芽孢。在热塑性聚氨酯中掺入这种芽孢，不仅能提高热塑性聚氨酯的韧性，还能加快废弃热塑性聚氨酯的降解。相关叙述错误的是（    ） A．热处理的目的是促使菌体形成芽孢 B．在热处理之前菌群中已产生耐热性变异 C．筛出的芽孢能耐受热塑性聚氨酯制造中的高温 D．处理废弃热塑性聚氨酯时应为芽孢萌发提供适宜条件 【答案】A 【详解】A、根据题干的目的是筛选出耐热性强的芽孢，因此热处理是为了筛选出耐热性强的芽孢，而不是促使菌体形成芽孢，A错误； B、在进行热处理之前，枯草杆菌菌群中就已经存在一些变异的个体具有耐热性，这些个体在热处理的过程中能够生存下来并形成芽孢，B正确； C、因为要在热塑性聚氨酯中掺入这种芽孢，而在制造热塑性聚氨酯时会有高温环境，所以筛出的芽孢必须能耐受热塑性聚氨酯制造中的高温，C正确； D、在热塑性聚氨酯中掺入芽孢是为了利用芽孢提高热塑性聚氨酯的韧性并加快其降解，应为芽孢萌发提供适宜条件，D正确。 故选A。 核心串讲1 传统发酵技术 1.概念：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。 2.常见的发酵产品及其发酵使用的微生物 发酵产品 微生物 代谢类型 生物类型 繁殖方式 腐乳 毛霉菌 异养需氧型 真核 孢子生殖 泡菜 乳酸菌 异养厌氧型 原核 分裂生殖 果酒 酵母菌 异养兼性厌氧 真核 出芽生殖 果醋 醋酸菌 异养需氧型 原核 分裂生殖 3.控制情况 泡菜 果酒 果醋 条件 控制 O2 无氧 前期有氧，后期无氧 有氧 温度 室温 18-30℃ 30-35℃ 时间 腌制15天左右 10～12天 7～8天 其他条件 控制盐与水的比例 - - 操作提示 泡菜坛的选择；腌制条件的控制 材料的选择与处理；防止发酵液被污染；控制好发酵条件；正确使用发酵装置 【易错提醒】果酒发酵，发酵罐要留有大约1/3的空间原因？ 1.先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵； 2.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。 【典例1】（2025·北京朝阳·二模）应用传统发酵技术可制作多种食品。下表相关叙述中，错误的是（　　） 选项 食品名称 操作 目的 A 馒头 加入前一次发酵保存的面团 接种酵母菌 B 果醋 将发酵液置于30～35℃环境中 为醋酸菌提供适宜的生长温度 C 果酒 每隔12h左右将瓶盖拧松一次 为酵母菌的有氧呼吸提供氧气 D 泡菜 使用的盐水需煮沸处理过 减少杂菌污染 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A、传统制作馒头时，加入前一次发酵的面团（老面）是为了接种酵母菌。酵母菌在发酵过程中产生CO₂，使面团膨胀松软，A正确； B、醋酸菌的最适生长温度为30～35℃，制作果醋时需保持此温度以促进其代谢活动，B正确； C、果酒发酵的主阶段需无氧环境（酵母菌无氧呼吸产酒精），每隔12小时拧松瓶盖的主要目的是排出CO₂（防止容器压力过大），而非提供氧气，C错误； D、泡菜制作中，煮沸盐水可杀菌并减少杂菌污染，同时高浓度盐水抑制多数微生物生长，而乳酸菌可在此环境中繁殖，D正确。 故选C。 【典例2】（2025·北京门头沟·一模）柿子具有较高的营养价值和药用价值。采用液体发酵法可酿制出醋香浓郁、酸味纯正的柿子醋，提高了柿子的经济价值。柿子醋的酿造工艺流程如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．加酶榨汁环节加入果胶酶，有利于提高柿子汁产量 B．酒精发酵前可对柿子汁进行杀菌，以利于酒精发酵 C．若柿子酒的酒精度过高，应稀释后再用于醋酸发酵 D．酒精发酵和醋酸发酵都需要充足的氧气，温度不同 【答案】D 【详解】A、加酶榨汁环节加入果胶酶，破坏其细胞壁，有利于提高柿子汁产量，A正确； B、酒精发酵前可以可对柿子汁进行杀菌，再接种酵母菌，以利于酒精发酵，B正确； C、若柿子酒的酒精度过高，应稀释后再用于醋酸发酵，避免酒精浓度过高影响醋酸菌生命活动，C正确； D、酒精发酵是利用酵母菌无氧呼吸而醋酸发酵是利用醋酸菌有氧呼吸，所以酒精发酵中前期需要氧气，有利于酵母菌增殖，后期需要无氧条件，有利于酵母菌无氧呼吸产生酒精，D错误。 故选D。 核心串讲2 微生物的培养技术及应用 1.培养基的类型 划分标准 培养基种类 特点 用途 物理性质 液体培养基 不加凝固剂 工业生产 半固体培养基 加凝固剂，如琼脂 观察微生物的运动 固体培养基 微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种 化学成分 天然培养基 含化学成分不明确的天然物质 工业生产 合成培养基 培养基成分明确 分类、鉴定 用途 选择培养基 允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基 培养、分离出特定微生物 鉴别培养基 在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物 鉴别不同种类微生物 2.培养基基本成分：碳源、氮源、水、无机盐 碳源 无机碳源（自养型生物） CO2、CO32-、HCO3- 有机碳源（异养型生物） 葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等 氮源 无机氮源 NH4＋、NO3-、NH3等 有机氮源 牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等 无机盐 大量元素 Ca、K 、Mg 微量元素 Zn、Cu、Mn、Co、Mo等 3.常用的灭菌、消毒方法比较 条件 结果 常用方法 应用范围 消毒 较为温和的物理或化学方法 仅杀死物体表面或内部的部分微生物，不能消灭芽孢和孢子。 煮沸消毒法 日常用品 巴氏消毒法 不耐高温的液体 化学药剂消毒法 用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源 紫外线消毒法 用紫外灯照射接种室、接种箱、超净工作台。 灭菌 强烈的理化因素 杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子 灼烧灭菌法 接种工具(涂布器、接种环)、试管口或瓶口 干热灭菌法 玻璃器皿、金属用具 湿热灭菌法 培养基及容器 4.微生物的选择培养基和计数 （1）常用微生物分离方法比较 比较 平板划线法 稀释涂布平板法 工具 接种环 涂布器 原理 通过接种环在琼脂固体培养基的表面连续划线操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。 将菌液进行一系列的梯度稀释，稀释度足够高时，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞。 特点 方法简单，但不适宜计数 单菌落更易分开，可以计数，但操作复杂 示意图 共同点 使培养基上形成由单个细菌细胞繁殖而来的子细胞群体——菌落 【易错提醒】平板划线法的注意事项 1.几次灼烧接种环的目的 （1）第一次划线前：杀死接种环上的微生物，避免污染培养物。 （2）每次划线后：杀死残留菌种，保证每次划线菌种来自上一次划线的末端。 （3）划线操作结束后：杀死残留菌种，避免污染环境和感染操作者。 2.灼烧接种环之后，要冷却后再进行操作，以免接种环因温度过高而杀死菌种。 3.划线力度要适当，防止用力过大将培养基表面划破。 4.培养皿盖不能完全打开，应只打开一条缝隙。 【典例1】（25-26高三上·北京朝阳·期末）研究者欲从深海热液口分离能高效降解原油中长链烷烃的细菌。已知深海热液口沉积物样品中微生物种类繁多，但目标菌含量可能极低。下列实验方案中，最能达成实验目的是（　　） A．样品直接稀释涂布于选择培养基 B．先富集，再稀释涂布于选择培养基 C．先涂布固体培养基，再挑菌富集 D．非选择性富集后，涂布普通培养基 【答案】B 【详解】先使用以原油中长链烷烃为唯一碳源的选择培养基进行富集培养，能让目标细菌大量繁殖，提高其在样品中的比例，富集后再稀释涂布于选择培养基，可更高效地分离出目标细菌，ACD错误，B正确。 故选B。 【典例2】（25-26高三上·北京东城·期末）活性黑5是一种低毒性、难褪色的含氮染料，常用于棉、麻等染色。现欲从染料废水堆积池的污泥中获得能分解活性黑5的假单胞杆菌菌株，流程如下图。下列说法不正确的是（　　） A．从染料废水堆积池污泥中取样的原因是此处目的菌存在的可能性大 B．培养基Ⅰ、Ⅱ均以活性黑5为唯一氮源，属于选择培养基 C．在培养基Ⅰ、Ⅱ中都利用稀释涂布平板法进行接种，获得单菌落 D．逐渐提高培养液中活性黑5浓度有助于获得具高效分解能力的目的菌 【答案】C 【详解】A、用染料废水堆积池的污泥作为样品更容易筛选出能分解活性黑5的假单胞杆菌。因为染料废水堆积池的污泥中可能存在大量适应了染料环境且能够分解活性黑5的微生物，在这样的环境中筛选目标微生物的成功率更高，A正确； B、培养基Ⅰ和Ⅱ都是以活性黑5为唯一氮源的选择培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长，B正确； C、根据图示可以看出，培养基Ⅰ、Ⅱ中都可获得单菌落，前者的接种方法是稀释涂布平板法，后者的接种方法是划线法，C错误； D、不断升高培养液中活性黑5的浓度，相当于对假单胞杆菌进行浓度梯度驯化。在这种选择压力下，能够适应高浓度活性黑5环境并具有较强分解能力的假单胞杆菌会被保留下来，经过多代筛选和驯化，有利于获得具高效分解能力的目的菌，D正确。 故选C。 【典例3】（2025·北京顺义·一模）大肠杆菌在伊红-亚甲蓝琼脂培养基（EMB）上会形成有金属光泽的深紫色菌落。利用EMB鉴定自制酸奶中的大肠杆菌，相关操作错误的是（    ） A．培养基经湿热灭菌后再倒平板 B．将酸奶样品稀释后涂抹在EMB表面 C．观察菌落颜色进行初步鉴定 D．将使用过的培养基直接丢弃 【答案】D 【详解】A、为防止杂菌污染，微生物培养基配制之后用湿热灭菌法进行灭菌再倒平板，冷却的平板需要倒置，防止对培养基造成污染，且可避免水分过快蒸发，A正确； B、大肠杆菌在伊红-亚甲蓝琼脂培养基（EMB）上会形成有金属光泽的深紫色菌落，将酸奶样品充分稀释后涂抹在EMB表面进行鉴定是否含有大肠杆菌，B正确； C、大肠杆菌在伊红-亚甲蓝琼脂培养基（EMB）上会形成有金属光泽的深紫色菌落，所以可以通过观察菌落的颜色对菌种进行初步鉴定，C正确； D、使用过的培养基应进行灭菌，不应直接丢弃，以免污染环境，D错误。 故选D。 核心串讲3 发酵工程 1.基本过程 （1）选育菌种：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。生产柠檬酸就需要筛选产酸量高的黑曲霉。在啤酒生产中，使用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短生产周期。 （2）扩大培养：工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米，接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以，在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养。 （3）配制培养基：在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定。 （4）灭菌：发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。例如，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。因此，培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。 （5）接种：将扩大培养的菌种投放到发酵罐中。 （6）发酵罐内发酵：这是发酵工程的中心环节。在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。例如，谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。 （7）分离、提纯产物：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。 2.正确区分传统发酵技术与发酵工程 项目 传统发酵技术 发酵工程 概念 直接利用原料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术 利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品 菌种来源 来源于空气、蔬菜、面团发酵物等，菌种不纯 性状优良的菌种，可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 过程 无菌种选育、扩大培养、接种，无严格的灭菌等 菌种选育，培养基的配制、灭菌，扩大培养，接种，发酵，产品的分离和提纯 发酵条件控制 通过微生物自身的代谢调节 pH,通过充气口、排气口及其他人工措施调节溶解氧 通过计算机控制系统，对发酵过程中的温度、pH和溶解氧等进行监测和控制 应用 果酒、果醋的制作，腐乳、泡菜的制作等 应用于食品工业、医药工业、农牧业等 【典例1】青霉素发酵是高耗氧过程，在发酵过程中总有头孢霉素产生。人们通过对青霉菌代谢途径的研究发现，在青霉素与头孢霉素的合成过程中，它们有一个共同的前体，这个前体经过两种不同酶的作用分别合成两种产物。下列相关叙述错误的是（    ） A．工业化生产之前需要进行青霉菌纯培养和扩大培养后才能接种到发酵罐中发酵 B．青霉素属于抗生素，因此在青霉素生产过程中不会发生杂菌污染 C．通过敲除其中一种酶的基因，从而使青霉菌只产生一种产物 D．将血红蛋白基因导入青霉菌是一种保证发酵过程中高效供氧的思路 【答案】B 【详解】A、工业化生产前需对青霉菌进行纯培养以获取单一菌种，再通过扩大培养增加菌体数量，确保发酵效率，A正确； B、青霉素虽能抑制某些细菌，但对真菌（如杂菌）无效，发酵过程仍需严格无菌操作，否则可能导致污染，B错误； C、两种产物由不同酶催化同一前体形成，敲除其中一种酶的基因可阻断对应代谢途径，使青霉菌仅合成另一产物，C正确； D、将血红蛋白基因导入青霉菌可增强其利用氧气的能力，缓解发酵中高耗氧的限制，D正确。 故选B。 【典例2】（24-25高三上·北京西城·期末）单细胞蛋白即微生物菌体，是一种新型的蛋白质来源，利用发酵工程能提高其产量和品质。下列工艺流程中不合理的是（    ） A．可通过诱变育种等手段获得优良菌种 B．培养基和发酵设备均需高温消毒 C．发酵过程需控制合适的温度和pH D．采用过滤、沉淀、干燥等方法获得菌体 【答案】B 【详解】A、诱变育种可以通过物理、化学等因素诱导微生物发生基因突变，从而有可能获得优良菌种，提高单细胞蛋白的产量和品质，该做法合理，A正确； B、培养基和发酵设备应该进行灭菌处理，而不是高温消毒，消毒一般只能杀死部分微生物，不能彻底杀灭包括芽孢和孢子在内的所有微生物，灭菌能更彻底地消灭微生物，保证发酵过程不受杂菌污染，B错误； C、不同的微生物发酵需要适宜的温度和pH环境，控制合适的温度和pH有利于微生物的生长和代谢，从而提高单细胞蛋白的产量和品质，该做法合理，C正确； D、采用过滤、沉淀、干燥等方法可以将发酵后的微生物菌体从发酵液等体系中分离出来并进行干燥处理，从而获得单细胞蛋白，该做法合理，D正确。 故选B。 能力1 微生物计数方法比较 1.微生物的计数方法比较 内容 直接计数法 间接计数法 主要用具 显微镜、细菌计数板或血细胞计数板 涂布器 计数依据 细菌个数 培养基上菌落数 优点 计数方便、操作简单 计数的是活菌 计算公式 每毫升原液含菌株数＝每小格平均菌株数×400×1 0000×稀释倍数 每克样品中的菌株数:(C÷V)×M C:某稀释度下平板上生长的平均菌落数;V:涂布平板时所用的稀释液的体积(mL);M:稀释倍数 缺点 不能区分死菌与活菌 当两个或多个菌体连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落 结果 比实际值偏大 比实际值偏小 【典例1】（24-25高三上·北京海淀·期末）从马盲肠中分离出能够降解纤维素的厌氧细菌并对其进行鉴定，实验流程和结果如下图。下列叙述错误的是（　　） A．①~③的培养基以纤维素为唯一碳源 B．①~③应在无氧条件下倒置培养 C．菌落甲分泌的纤维素分解酶的降解能力低于乙 D．筛选出的菌株可研发为反刍动物的饲料添加剂 【答案】C 【详解】A、①~③的培养基以纤维素为唯一碳源，选择能够降解纤维素的厌氧细菌并对其进行鉴定，A正确； B、厌氧细菌氧气对其有毒害作用，因此①~③应在无氧条件下倒置培养，B正确； C、菌落甲的透明圈与菌落直径比值大于乙，因此分泌的纤维素分解酶的降解能力高于乙，C错误； D、从马盲肠中分离出能够降解纤维素的厌氧细菌，可研发为反刍动物的饲料添加剂，D正确。 故选C。 【典例2】两位同学食用冰激凌后出现腹泻症状，为此他们检验冰激凌中大肠杆菌数量是否超标。他们的实验流程和结果如下图。下列叙述不合理的是（    ） A．①应采用涂布平板法 B．实验方案应增设仅接种无菌水的组别 C．①应接种至少3个平板 D．仅以深紫色菌落数估测会导致结果偏高 【答案】D 【详解】A、图中①是稀释涂布平板法，A正确； B、为排除无菌水的干扰，应增设仅接种无菌水的组别作为空白对照，B正确； C、每个稀释梯度应设置3个平行实验，减小误差，C正确； D、稀释涂布平板法，可能两个单菌落长到一起，所以仅以深紫色菌落数估测会导致结果偏低，D错误。 故选D。 能力2 几种常见的鉴别培养基 名称 主要用途 主要化学物质 特征性变化 伊红一亚甲蓝琼脂培养基 鉴别大肠杆菌 伊红、亚甲蓝 出现带金属光泽的深紫色菌落 刚果红培养基 鉴别纤维素分解菌 刚果红、纤维素 纤维素被分解后出现透明圈 淀粉培养基 鉴别纤维素分解菌 可溶性淀粉 淀粉被水解后出现淀粉水解圈 H2S试验培养基 鉴别产淀粉酶菌株鉴别产H2S菌株 醋酸铅 产生黑色沉淀 【典例1】（2023·北京海淀·二模）为探究抗生素对细菌的选择作用，将含抗生素的滤纸片放到接种了大肠杆菌的平板培养基上（如下图），一段时间后测量并记录抑菌圈的直径。从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌扩大培养，重复实验2~5次。下列叙述不正确的是（　　） A．接种时，将高浓度菌液涂布在平板培养基上 B．①处滤纸片上不含抗生素，起对照作用 C．重复2~5次实验后，抑菌圈的直径会变大 D．抑菌圈边缘的菌落上挑取的细菌抗药性较强 【答案】C 【详解】A、将高浓度菌液涂布在平板培养基上，使平板上长出密集菌落，利于观察抑菌圈，A正确； B、①处滤纸片周围未出现抑菌圈，滤纸片上不含抗生素，起对照作用，B正确； C、随重复次数增加，抗药菌株的比例增加，抑菌圈的直径会变小，C错误； D、抑菌圈边缘的菌落可能是耐药菌，所以，抑菌圈边缘的菌落上挑取的细菌抗药性较强，D正确。 故选C。 热点情境01 mRNA疫苗与发酵工程 情境解读： mRNA疫苗的生产与发酵工程密切相关，发酵工程是mRNA疫苗生产的关键环节，尤其在质粒DNA模板的制备阶段发挥着核心作用，通过优化微生物培养条件实现高产率、高质量的疫苗原料生产。 1. 质粒DNA生产：发酵工程的核心应用 ①质粒DNA模板制备：mRNA疫苗生产的第一步是制备高质量的质粒DNA模板，这需要利用大肠杆菌作为宿主细胞进行发酵培养。 ②发酵工艺流程：包括质粒生产菌株培养→质粒DNA提取→纯化→线性化等步骤，其中高密度发酵技术是提高质粒产量的关键。 2. 发酵工程在mRNA疫苗生产中的具体作用 ①质粒产量提升：通过提高接种量减少发酵时分裂次数，降低质粒丢失风险；分阶段控制发酵温度（前期低温、后期35℃以上）和补料速度，使细菌生长更稳定。 ②工艺参数优化：发酵过程中pH值、溶氧量、营养物质配比等参数的精确控制，直接影响质粒DNA的产量和质量。 典型例题：制药产业是关系国计民生的重要产业，利用基因工程技术构建和选育稳定、高产的生产菌种并利用发酵工程制药，给制药产业的发展注入了强劲的动力，如利用大肠杆菌重组表达系统生产HPV疫苗。请回答下列问题。 (1)利用基因工程生产HPV疫苗的核心工作是 ，该过程需要用到的工具酶主要有 。 (2)大肠杆菌可作为HPV疫苗生产的受体细胞，原因是 。将重组质粒导入大肠杆菌时，一般先用 处理大肠杆菌细胞，目的是 。 (3)经过基因工程操作得到的工程菌是否符合发酵生产，是否可以维持稳定和表达出人类所需要的HPV疫苗，有些同学认为还需要进一步检测，他们的方案如下： 方案一：通过PCR技术检测大肠杆菌的质粒DNA上是否插入了HPV的衣壳蛋白基因，如果已经插入，则该工程菌制备成功。 方案二：通过PCR技术检测大肠杆菌内是否转录出了HPV的衣壳蛋白的mRNA，如果能检测到，则证明工程菌制备成功。 方案三：进行抗原—抗体杂交实验，检测HPV的衣壳蛋白基因是否翻译出HPV的衣壳蛋白，如果能检测到，则证明工程菌制备成功。 但有些同学认为这些方案仍不能说明该工程菌已符合要求并提出了进一步的方案，这些同学的理由和方案是 。 (4)在发酵生产HPV疫苗的过程中培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌，原因是 。 (5)除在医药工业方面的应用，发酵工程在食品及其他工农业生产上也有重要的应用价值，请列举两例 。 【答案】(1) 基因表达载体的构建 限制酶、DNA连接酶 (2) 大肠杆菌多为单细胞，繁殖快，遗传物质相对较少 Ca2+ 使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态（使细胞处于感受态） (3)即使已经得到了HPV的衣壳蛋白，但可能没有活性，仍需进行个体生物学水平的鉴定 (4)发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种，一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降 (5)生产传统的发酵产品、食品添加剂、酶制剂；生产微生物肥料、微生物农药、微生物饲料以及其他方面的应用等，合理即可 【详解】（1）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，基因工程中，需要用到的工具酶主要有限制酶（限制性核酸内切酶）和DNA连接酶，限制酶切割DNA分子，DNA连接酶能连接DNA分子片段。 （2）大肠杆菌多为单细胞，繁殖快，遗传物质相对较少，所以大肠杆菌可作为HPV疫苗生产的受体细胞。重组质粒导入大肠杆菌时，一般先用Ca2+处理大肠杆菌细胞使大肠杆菌处于感受态，使大肠杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。 （3）方案一可检验目的基因是否导入受体细胞，方案二可检验DNA分子是否转录，方案三可检验目的基因是否表达出蛋白质，即使已经得到了HPV的衣壳蛋白，但可能没有活性，仍需进行个体生物学水平的鉴定。 （4）发酵生产HPV疫苗的过程中培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌，因为杂菌会与发酵菌种竞争营养物质，并且会产生代谢废物影响发酵产品的质量和产量。发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种，一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。 （5）发酵工程在食品及其他工农业生产上也有重要的应用价值，生产传统的发酵产品、食品添加剂、酶制剂；生产微生物肥料、微生物农药、微生物饲料以及其他方面的应用等。 01 传统发酵技术 1．（25-26高三上·北京石景山·期末）下列有关高中生物学相关实验的叙述，不正确的是（    ） A．洋葱表皮细胞在质壁分离复原过程中，吸水速率逐渐减小 B．在模拟生物体维持pH稳定的实验中，实验组进行了前后对照 C．用血细胞计数板计数时，应先放盖玻片再从边缘处滴加培养液 D．利用果酒制作果醋时应适当降低温度，并打开瓶盖 【答案】D 【详解】A、洋葱表皮细胞质壁分离复原时，细胞吸水导致细胞液浓度逐渐降低，吸水能力（吸水速率）减小，A正确； B、模拟生物体维持pH稳定的实验中，通过比较加入酸/碱前后溶液pH的变化，体现缓冲物质的调节作用，属于前后自身对照，B正确； C、使用血细胞计数板时，需先加盖盖玻片，再通过边缘缝隙滴加培养液，利用毛细作用使液体均匀充满计数室，避免气泡或外溢，C正确； D、果醋制作需醋酸菌（需氧菌），但醋酸菌最适生长温度为30~35℃，应升高温度而非降低，D错误。 故选D。 2．以下发酵食品与发酵条件或发酵过程的变化对应关系正确的是（　　） A．腐乳与泡菜：持续无氧发酵 B．泡菜与果醋：pH下降 C．酸奶与果酒：密封并定期放气 D．果酒和果醋：发酵温度相同 【答案】B 【详解】A、腐乳制作初期需有氧条件促进毛霉等霉菌的生长，后期腌制才处于无氧环境，而泡菜全程无氧发酵。因此腐乳并非持续无氧，A错误； B、包菜（泡菜）发酵中乳酸菌产乳酸，果醋发酵中醋酸菌产醋酸，两者均导致pH下降，B正确； C、酸奶制作需密封但无需放气（乳酸菌不产气体），果酒发酵需密封且定期放气（酵母菌产CO₂），C错误； D、果酒发酵（酵母菌最适20℃）与果醋发酵（醋酸菌最适30-35℃）温度不同，D错误。 故选B。 3．（2025·北京西城·二模）啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，下列叙述正确的是（　　） A．酵母菌为兼性厌氧微生物 B．淀粉分解形成糖浆后无需灭菌 C．发酵时发酵罐中pH恒定不变 D．发酵后直接消毒分装获得产品 【答案】A 【详解】A、酵母菌为兼性厌氧微生物，既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，A正确； B、淀粉分解形成糖浆后需灭菌，B错误； C、发酵时产生CO2，会使发酵罐中pH下降，C错误； D、消毒后还需要进行过滤，D错误。 故选A。 4．（2025·北京石景山·一模）基于我国传统的酿醋工艺，一种以果汁为原料生产果醋的流程如下图。下列叙述中不正确的是（　　） A．制取果汁时添加果胶酶可提高果汁产量 B．醋酸发酵阶段通入充足的氧气有利于醋酸菌将酒精转化为醋酸 C．进行酒精发酵和醋酸发酵的微生物呼吸方式相同，最适生长温度不同 D．发酵生产结束后，需根据果醋保存时间选择消毒方法 【答案】C 【详解】A、制取果汁时添加果胶酶可提高果汁产量，因为果胶酶能分解果胶，使不溶性的果胶变成可溶性的半乳糖醛酸，因而可以提高果汁产量，A正确； B、醋酸菌是好氧菌，醋酸发酵阶段通入充足的氧气有利于微生物将乙醇转化为乙酸，B正确； C、酒精发酵和醋酸发酵的微生物呼吸方式不同，前者涉及的微生物是酵母菌，利用的是酵母菌的无氧呼吸，后者涉及的微生物主要是醋酸菌，醋酸菌是好氧菌，二者最适生长温度不同，醋酸菌适宜的温度为30～35℃，酵母菌适宜的温度范围是18～30℃，C错误； D、发酵生产结束后，果醋中可能还残留有微生物和其他杂质。为了延长果醋的保存时间并防止变质，需要根据果醋的保存时间和条件选择合适的消毒方法，D正确。 故选C。 5．（2024·北京丰台·二模）原浆苹果醋的简要工艺流程为：苹果采摘→挑选清洗→破碎榨汁→酵母发酵→醋酸发酵→陈酿2年左右。下列有关叙述正确的是（　　） A．酵母发酵结束后，改变通气条件和升高温度有利于醋酸发酵 B．工艺流程中的“酵母发酵”发生在苹果细胞的细胞质基质中 C．酿醋过程中发酵液的pH逐渐降低，与酿酒制作过程中相反 D．醋酸发酵阶段中释放的CO2是由醋酸菌的线粒体基质释放的 【答案】A 【详解】A、醋酸发酵需要通入氧气，且温度比果酒发酵温度高，所以酵母发酵结束后，改变通气条件和升高温度有利于醋酸发酵，A正确； B、果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，其场所是细胞质基质，因此工艺流程中的“酵母发酵”发生在酵母菌的细胞质基质中，B错误； C、果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中产生二氧化碳，发酵液pH也逐渐降低，C错误； D、醋酸菌属于原核细胞，只有核糖体一种细胞器，没有线粒体，D错误。 故选A。 02 微生物的培养技术与应用 6．（2025·北京海淀·一模）生产L-谷氨酸主要依赖有氧发酵，常用菌种谷氨酸棒状杆菌大多为生物素合成缺陷型。在各组发酵罐中分别添加不同浓度的生物素，检测结果如下图。下列叙述错误的是（　　） A．发酵过程将空气直接通入发酵罐以保证有氧条件 B．甲~丁组谷氨酸棒状杆菌数量均呈现“S”形增长 C．乙~丁组L-谷氨酸产量不与菌体细胞密度呈正比 D．发酵前用平板划线法进行谷氨酸棒状杆菌的纯培养 【答案】A 【详解】A、发酵过程不能将空气直接通入发酵罐，因为空气中可能含有杂菌等，会污染发酵液，应该对通入的空气进行过滤等处理后再通入发酵罐，A错误； B、从左图中可以看出，甲 - 丁组谷氨酸棒状杆菌的数量都是先增加，然后趋于稳定，均呈现 “S” 形增长，B正确； C、观察右图和左图，对比乙～丁组菌体细胞密度和L-谷氨酸产量的变化趋势，发现L-谷氨酸产量并不随着菌体细胞密度的增加而一直增加，即乙～丁组 L - 谷氨酸产量不与菌体细胞密度呈正比，C正确； D、平板划线法是微生物纯培养的常用方法之一，发酵前可以用平板划线法进行谷氨酸棒状杆菌的纯培养，以便增加菌种的数量，D正确。 故选A。 7．（2025·北京房山·一模）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。下列叙述错误的是（    ） A．大豆中的蛋白质可为菌种生长提供碳源、氮源 B．该过程利用乳酸菌、酵母菌等微生物的有氧呼吸 C．发酵罐和原料需要灭菌，加盐可调味并防止杂菌滋生 D．米曲霉分泌蛋白酶、淀粉酶等利于原料中有机物的分解 【答案】B 【详解】A、大豆中含有丰富的蛋白质，蛋白质由C、H、O、N等元素组成。 在微生物的生长过程中，蛋白质可以被分解利用，其中的碳元素可作为碳源，氮元素可作为氮源，为菌种生长提供所需的物质和能量，A正确； B、乳酸菌是厌氧菌，主要进行无氧呼吸产生乳酸。 而酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸大量繁殖，在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精等。在酱油发酵过程中，乳酸菌进行无氧呼吸参与发酵，不是利用其有氧呼吸，B错误； C、发酵罐和原料灭菌是为了防止杂菌污染，避免杂菌与发酵菌种竞争营养物质等，影响发酵过程。 加盐一方面可以增加酱油的风味，进行调味；另一方面高浓度的盐可以抑制杂菌的生长繁殖，防止杂菌滋生，C正确； D、米曲霉能够分泌蛋白酶、淀粉酶等多种酶。 蛋白酶可以分解原料中的蛋白质为小分子肽和氨基酸，淀粉酶可以分解淀粉为葡萄糖等，有利于原料中有机物的分解，为后续发酵提供更易被利用的营养物质，D正确。 故选B。 8．（2025·北京朝阳·一模）下列高中生物学实验中，不需要严格无菌操作即可达成实验目的的是（    ） A．探究抗生素对细菌的选择作用 B．用马铃薯琼脂培养基进行酵母菌纯培养 C．菊花的组织培养 D．DNA片段的扩增及电泳鉴定 【答案】D 【详解】A、探究抗生素对细菌的选择作用，要避免杂菌污染，因此要严格执行无菌操作，A不符合题意； B、用马铃薯琼脂培养基对酵母菌进行纯培养属于微生物的培养，要严格执行无菌操作，B不符合题意； C、运用植物组织培养技术培育菊花幼苗：离体的组织器官首先脱分化，形成愈伤组织，愈伤组织进行再分化形成胚状体，胚状体再进行根芽的分化形成完整植株，要严格执行无菌操作，C不符合题； D、DNA片段的扩增依赖于引物与目标片段的特异性结合，电泳时，DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，不需要严格无菌操作，D符合题意。 故选D。 9．（2025·北京通州·模拟预测）青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉索杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。关于青霉索的工业化生产过程叙述错误的是（　　） A．青霉素有杀菌作用发酵罐不需灭菌 B．深层通气液体发酵技术可提高产量 C．高产菌株扩大培养后接种到发酵罐中 D．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖 【答案】A 【详解】A、青霉素只能抑制细菌的生长，不能抑制其他真菌的生长，发酵罐仍需严格灭菌，A错误； B、青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵技术提高产量，B正确； C、选育出的高产青霉素菌株经扩大培养纯化后，才可接种到发酵罐中进行工业化生产，C正确； D、青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌；提供相同含量的碳源，葡萄糖溶液单位体积中溶质微粒较多，会导致细胞失水，发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，乳糖是二糖，可被水解为半乳糖和葡萄糖，是青霉菌生长的最佳碳源，可以被青霉菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利条件，D正确。 故选A。 10．（2024·北京海淀·二模）细菌素是某些细菌产生的具有抑菌活性的多肽类物质，可代替食品防腐剂使用。研究人员将乳酸菌在液体培养基中发酵，取发酵液上清滴加到长有金黄色葡萄球菌的固体培养基的孔洞中，测定所形成的抑菌圈直径，结果如下图。下列叙述不正确的是（　　） A．固体培养基孔洞中滴加的上清液体积需保持一致 B．培养约8h收获细菌素相对节约成本 C．整个培养过程中上清液的抑菌活性与乳酸菌密度呈正相关 D．细菌素进入人体肠道可以被消化酶分解，安全性较高 【答案】C 【详解】A、为了遵循单一变量原则，固体培养基孔洞中滴加的上清液体积需保持一致，A正确； B、培养约8h抑菌圈直径相对较大并且对应的乳酸菌密度也较大，此时收获细菌素相对节约成本，B正确； C、当液体培养基培养时间大于24h时，乳酸菌密度基本不变而抑菌活性会减少，C错误； D、细菌素是某些细菌产生的具有抑菌活性的多肽类物质，进入人体肠道可以被消化酶分解，安全性较高，D正确。 故选C。 03 发酵工程 1．（2025·北京东城·二模）米曲霉常用来生产酱油，在生产过程中原材料可能会被黄曲霉污染，导致酱油中含有黄曲霉素（Ⅰ类致癌物）。下列叙述错误的是（    ） A．两种霉菌在液体培养基上可以形成菌落，观察菌落特征可鉴定菌种 B．利用米曲霉进行发酵生产时，需要为微生物提供适宜的温度和pH C．利用米曲霉工业发酵生产出的酱油，可通过灭菌延长保质期 D．家庭自制酱油时，黄曲霉污染风险较大，应谨慎食用 【答案】A 【详解】A、菌落是在固体培养基上形成的，A错误； B、温度和pH影响微生物生长，进而影响发酵过程，所以利用米曲霉进行发酵生产时，需要为微生物提供适宜的温度和pH，B正确； C、利用米曲霉工业发酵生产出的酱油，通过灭菌减少杂菌污染，可以延长保质期，C正确； D、家庭自制酱油时，酱油中含有黄曲霉素，风险较大，应谨慎食用，D正确。 故选A。 2．（2024·北京海淀·二模）乙醇梭菌可利用氧化H2释放的能量，以CO和氨水等为主要原料合成乙醇、蛋白质等有机物。我国科学家利用乙醇梭菌发酵，收集发酵产物和菌体，作为燃料和饲料。以下有关叙述不正确的是（　　） A．乙醇梭菌属于生态系统组成成分中的生产者 B．利用乙醇梭菌生产燃料和饲料体现了生物多样性的间接价值 C．以乙醇梭菌菌体蛋白作为饲料有助于提高能量利用率 D．使用乙醇梭菌发酵产物作为燃料有助于减少化石燃料导致的污染 【答案】B 【详解】A、乙醇梭菌能以无机物为原料，合成有机物，属于生态系统组成成分中的生产者，A正确； B、利用乙醇梭菌生产燃料和饲料体现了生物多样性的直接价值，B错误； C、乙醇梭菌可利用氧化H2释放的能量，利用乙醇梭菌发酵，收集发酵产物和菌体，作为燃料和饲料，有助于提高能量利用率，C正确； D、化石燃料燃烧会形成污染，乙醇梭菌可利用氧化H2释放的能量，以CO和氨水等为主要原料合成乙醇、蛋白质等有机物，使用乙醇梭菌发酵产物作为燃料有助于减少化石燃料导致的污染，D正确。 故选B。 3．（2024·北京朝阳·二模）糖化酶可将淀粉、麦芽糖等水解为葡萄糖，常用于淀粉加工产业。研究者使用好氧真菌黑曲霉以麦芽糖为碳源生产糖化酶，不同发酵阶段菌体细胞干重、麦芽糖浓度及糖化酶活性如下图所示。 注：20h后根据发酵状态进行陆续补料 以下叙述错误的是（    ） A．前20h消耗的麦芽糖主要用于菌体的生长、繁殖 B．仅需在发酵前期检测罐内溶氧量以保证菌体生长 C．20~70h糖化酶活性快速增加与菌数增加、补料有关 D．可进一步调控补料方式以期实现糖化酶产量的提高 【答案】B 【详解】A、由图可知，前20h麦芽糖的浓度在下降，细胞干重快速增加，推断消耗的麦芽糖主要用于菌体的生长、繁殖，A正确； B、由题干信息可知，研究者使用好氧真菌黑曲霉以麦芽糖为碳源生产糖化酶，所以在发酵的不同时期都要检测罐内溶氧量，B错误； C、好氧真菌黑曲霉可以以麦芽糖为碳源生产糖化酶，所以在20~70h糖化酶活性快速增加与菌数增加、补料有关，C正确； D、由图中信息可知，20h后根据发酵状态进行陆续补料，得到上述曲线图，所以可进一步调控补料方式以期实现糖化酶产量的提高，D正确。 故选B。 4．（2024·北京房山·一模）透明质酸（HA）是关节滑液的主要成分，若HA长链遭受攻击会被分解为短链，则关节软骨容易磨损而患上骨关节炎。科研人员通过改造谷氨酸棒杆菌获得几种工程菌生产HA，几种工程菌所产生的HA产量和分子量如下图，相关说法不正确的是（    ） A．应选择工程菌株3进行扩大培养 B．工程菌接种前需要扩大培养 C．接种工程菌前培养基需要灭菌 D．发酵过程需要及时检测温度和pH 【答案】A 【详解】A、由题意可知，应选择产生HA分子量较大，且产量较高的工程菌，所以应选择工程菌株2进行扩大培养，A错误； B、为了获得更多的菌种，接种前需要，将菌种多次扩大培养，B正确； C、为了避免污染，接种工程菌前培养基需要灭菌，C正确； D、菌株的生长需要特定的温度和pH，所以发酵过程需要及时检测温度和pH，D正确。 故选A。 5．（2023·北京平谷·一模）木质纤维素水解产物为葡萄糖和木糖。研究者筛选出能利用木糖发酵的酿酒酵母菌株YB，YB能利用可再生木质纤维素生产乙醇，在木质纤维素酶解液的培养基中接种YB进行发酵，得到如下结果： 以下分析错误的是（    ） A．生产过程中YB优先利用葡萄糖，其次利用木糖 B．0-24h之间，木质纤维素被酶催化分解为葡萄糖和木糖 C．可以采用平板划线法统计YB菌株的数量 D．发酵初期，发酵罐中应该保留适量的氧气 【答案】C 【详解】A、木质纤维素酶解液的培养基上有葡萄糖和木糖，根据图示结果显示，葡萄糖在48小时时已利用完，而木醇在48小时之后的一段时间浓度在降低， 说明生产过程中YB优先利用葡萄糖，其次利用木糖，A正确； B、图中0-24h之间，葡萄糖和木糖浓度在上升，乙醇含量为0，说明此时木质纤维素被酶催化分解为葡萄糖和木糖，而菌株YB还没有进行发酵，B正确； C、平板划线法可用于分离纯化YB菌株，但不能用于统计YB菌株的数量，C错误； D、酿酒酵母为兼性厌氧型微生物，发酵初期，发酵罐中应该保留适量的氧气，用于其繁殖以增加数量，D正确。 故选C。 1．（25-26高三上·北京通州·期末）科研人员通过稀释涂布平板法筛选出高耐受且降解DDT（C14H9Cl15）能力强的菌株。下列叙述错误的是（　　） A．筛选使用的选择培养基要以DDT为唯一碳源 B．逐步提高培养基中DDT浓度获得高耐受菌株 C．优先采集DDT使用过量的土壤样品进行筛选 D．用接种环将稀释的菌液均匀地涂布在培养基表面 【答案】D 【详解】A、选择培养基需以目标物质作为唯一碳源或氮源，以筛选能利用该物质的菌株。DDT 是目标降解物，故培养基应以 DDT 为唯一碳源，A 正确； B、逐步提高 DDT 浓度可施加选择压力，使仅耐受高浓度 DDT 的菌株存活，从而筛选高耐受菌株，B 正确； C、DDT 使用过量的土壤中，长期选择压力可能富集降解 DDT 的微生物，采集此类样品可提高筛选效率，C 正确； D、稀释涂布平板法需用无菌涂布器将菌液均匀涂布，接种环适用于划线平板法而非涂布，且难以保证均匀性，D 错误。 故选 D。 2．（2025·北京·模拟预测）纳他霉素是链霉菌产生的一种真菌抑制剂。为解决发酵过程中链霉菌耐酸性差、产量低的问题，研究者尝试利用如下过程选育高产且耐低pH的菌株。相关叙述正确的是（　　） A．过程①用盐酸和酒精混合液去除链霉菌细胞壁 B．②需用灭活的病毒诱导融合并经低pH平板培养 C．融合菌株中可能发生了DNA片段的交换与重组 D．目标菌株可直接用于纳他霉素的工业发酵生产 【答案】C 【详解】A、链霉菌是原核生物，细胞壁主要成分为肽聚糖，盐酸和酒精混合液（解离液）用于植物细胞解离，不能去除原核生物细胞壁；制备原生质体需用溶菌酶处理，A错误； B、灭活的病毒是动物细胞融合的常用诱导剂，微生物原生质体融合常用聚乙二醇（PEG）、电融合法等；低pH平板用于筛选耐低pH菌株，B错误； C、原生质体融合时，两个菌株的遗传物质可接触，可能发生DNA 片段的交换与重组，使融合菌株同时获得高产、耐低pH等优良性状，C正确； D、目标菌株需经发酵条件优化、安全性检测等进一步鉴定，不能直接用于工业发酵生产，需确保产量稳定、无有害代谢产物等，D错误。 故选C。 3.黑曲霉多不耐高温，发酵获得柠檬酸的过程需大量冷却水控制温度，生产成本高。现利用原生质体融合技术获得耐高温高产黑曲霉，过程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．处理①培养基中黄色圈大的菌落不一定为高产菌株 B．处理②、③用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 C．处理④升高温度即可筛选出耐高温高产黑曲霉 D．发酵结束后通过适当的过滤、沉淀等方法获得柠檬酸 【答案】A 【详解】A、诱变的原理是基因突变，而基因突变具有不定向性，故处理①培养基中黄色圈大的菌落不一定为高产菌株，A正确； B、黑曲霉的细胞壁成分不是纤维素和果胶，故处理②、③不可以用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，B错误； C、处理④升高温度后还需要进一步验证才能筛选出耐高温高产黑曲霉，C错误； D、发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物，另一类是菌体本身。如果产品是菌体，可采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取，可见题图发酵结束后不能通过适当的过滤、沉淀等方法获得柠檬酸，D错误。 故选A。 4．（25-26高三上·北京丰台·开学考试）兴趣小组将从葡萄皮上分离来的野生酵母菌分别接种于3个盛有等量同种液体培养基的密闭锥形瓶中，培养时间与酵母菌种群密度的关系如下图。下列分析正确的是（    ） A．10h后更换等量同种新鲜培养液，酵母菌K值继续增大 B．培养后期pH下降是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2导致 C．对接种后的培养基进行高压蒸汽灭菌，能防止杂菌污染 D．使用摇床培养可增加溶氧量，且使酵母菌与营养物质充分接触 【答案】D 【详解】A、K值（环境容纳量）是由环境资源量决定的，更换等量同种新鲜培养液，环境资源量没有改变，所以酵母菌的K值不会继续增大，A错误； B、培养后期氧气不足，酵母菌进行无氧呼吸也会产生二氧化碳，二氧化碳溶于水形成碳酸，导致pH下降，即培养后期pH下降并非只是有氧呼吸产生CO2导致，B错误； C、接种前应对培养基进行高压蒸汽灭菌，若接种后再灭菌，会杀死酵母菌，C错误； D、使用摇床培养，一方面可增加培养液中的溶氧量，有利于酵母菌的呼吸作用；另一方面能使酵母菌与营养物质充分接触，有利于酵母菌的生长繁殖，D正确。 故选D。 5.为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌，在37℃条件下进行玉米秸秆降解实验，结果如下表所示。下列分析正确的是（    ） 菌株 秸秆总重（g） 秸秆残重（g） 秸秆失重（%） 纤维素降解率（%） A 2.00 1.51 24.50 16.14 B 2.00 1.53 23.50 14.92 C 2.00 1.42 29.00 23.32 A．从土壤中筛选纤维素分解菌的培养基中的唯一氮源是纤维素 B．如果将上述实验中的温度条件调整至25℃，效果会更明显 C．实验中需要设置一个不接种纤维素分解菌的空白对照实验 D．实验完成后，用于筛选的培养基可以直接进行丢弃处理 【答案】C 【详解】A、纤维素不含氮，可为纤维素分解菌提供碳源，因此从土壤中筛选纤维素分解菌的培养基中的唯一碳源是纤维素，A错误； B、本实验的温度是37℃，但根据实验设计不能确定最适温度，因此将上述实验中的温度条件调整至25℃，效果不一定会更明显，B错误； C、实验中需要设置一个不接种纤维素分解菌的空白对照实验，以检验培养基灭菌是否彻底，C正确； D、实验完成后，用于筛选的培养基需要经过灭菌后才能丢弃处理，避免污染环境和旁人，D错误。 故选C。 6.豆浆中蛋白质和脂肪含量丰富，在实际生产和存储过程中易滋生腐败菌，导致腐败变质。将分离纯化的腐败菌接种到豆浆中，检测不同时间豆浆中菌落总数，结果如图。相关叙述正确的是（　　） A．豆浆中的脂肪为腐败菌生长提供碳源和氮源 B．利用平板划线法可对腐败菌进行分离和计数 C．蜡样芽孢杆菌可促进豆浆中原有腐败菌的生长 D．将腐败菌接种至固体培养基获得菌落后鉴定 【答案】D 【详解】A、脂肪的组成元素是C、H、O，能为微生物生长提供碳源，但不能提供氮源，A错误； B、平板划线法可以对微生物进行分离，但不能用于计数，稀释涂布平板法可用于微生物的分离和计数，B错误； C、从图中无法得出蜡样芽孢杆菌可促进豆浆中原有腐败菌生长的结论，C错误； D、将腐败菌接种至固体培养基获得菌落后，可根据菌落的特征等对其进行鉴定，D正确。 故选D。 7.为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如下图。由图中实验结果能直接得出的结论是（　　） A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强 B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力 C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同 D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力 【答案】C 【详解】A、20U/L的碱性纤维素酶处理对污布类型1，去污力为60%，30U/L的碱性纤维素酶处理污布类型2，去污力约为80%，则单位碱性纤维素酶对污布类型1去污力最强，A错误； B、由于污布类型不同，不能探究不同类型的洗衣粉对碱性蛋白酶的去污力的影响，B错误； C、对污布类型2、3而言，都是Y型洗衣粉，30%的酶用量，但去污力不同，说明碱性纤维素酶对污布类型2、3 的去污力不同，C正确； D、该实验没有针对同一类型的洗衣粉加大酶用量的探究，则不能判断加大酶用量是否提高洗衣粉的去污力，D错误。 故选C。 8．（2024·北京海淀·一模）橄榄油的主要成分是甘油三酯。研究者利用“橄榄油平板透明圈法”筛选获得两株产脂肪酶的菌株X 和Y， 检测结果如表。下列相关叙述不正确的是（    ） 酶活性（U•mL-1） 透明圈 空白 - 菌株X 6.9 菌株Y 7.7 A．可将样液梯度稀释后涂布于平板进行筛选 B．培养基中的橄榄油提供微生物生长的碳源 C．图中透明圈大小仅与酶活性的大小成正比 D．以上两株菌株均可将脂肪酶分泌至细胞外 【答案】C 【详解】A、可利用稀释涂布平板法将样液梯度稀释后涂布于平板进行筛选，A正确； B、橄榄油的主要成分是甘油三酯，要筛选产脂肪酶的菌株X和Y，则培养基中的橄榄油提供微生物生长的碳源，B正确； C、图中透明圈大小不仅与酶活性的大小成正比，也和产酶量相关，C错误； D、两株菌株均可将脂肪酶分泌至细胞外，对培养基中的橄榄油进行分解，D正确。 故选C。 9．（23-24高三上·北京海淀·期末）嗜盐单胞菌可利用海水合成聚羟基脂肪酸酯（PHA，一种新型生物塑料），在细胞内形成由膜包裹的不溶性颗粒。科研人员从海水中分离得到一株嗜盐单胞菌，在非灭菌、高盐、高pH的发酵液中连续发酵生产PHA，其流程如下图所示。下列相关叙述不正确的是（    ） A．利用含PHA的选择培养基筛选嗜盐单胞菌 B．高盐、高pH的发酵液抑制了杂菌生长 C．培养液上清循环利用，有利于节约物质和能量 D．发酵完成后收集沉淀的菌体以得到PHA 【答案】A 【详解】A、嗜盐单胞菌可利用海水合成PHA，不能用含PHA的选择培养基筛选嗜盐单胞菌，A错误； B、高盐、高pH的发酵液使杂菌因失水过多或蛋白质变性而死亡，故可抑制杂菌生长，B正确； C、培养液上清可以循环利用，可避免物质和能量的浪费，有利于节约物质和能量，C正确； D、嗜盐单胞菌可利用海水合成PHA，在细胞内形成由膜包裹的不溶性颗粒，因此发酵完成后收集沉淀的菌体以得到PHA，D正确。 故选A。 10.某实验小组利用滤膜法检测饮料中微生物的数量，原理是将待测样品通过微孔滤膜过滤富集后，再将滤膜置于培养基上培养，根据滤膜上的菌落数推算出样品中微生物的数量。过程如图所示。 下列说法错误的是（    ） A．实验用到滤膜和水样都需要提前灭菌处理 B．应选取菌落数为30~300的平板进行计数 C．统计的菌落数目往往比活菌的实际数目少 D．滤膜孔径过大可能导致平板上长不出菌落 【答案】A 【详解】A、实验用到滤膜需要提前灭菌处理，水样不能灭菌，A错误； B、对微生物进行计数时，为了保证结果准确，通常选择菌落数在30~300的平板进行计数，B正确； C、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，导致统计的菌落数目往往比活菌的实际数目少，C正确； D、滤膜孔径过大，微生物可能没有被过滤出来，因而可能导致平板上长不出菌落，D正确。 故选A。 （25-26高三上·北京海淀·期末）L-精氨酸在制药等行业被广泛应用。研究者改造大肠杆菌以获得L-精氨酸高产菌株。 (1)大肠杆菌被接种至经 灭菌处理的培养基后，利用葡萄糖代谢产生L-精氨酸或乙酸，如图1。 (2)检测发现野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低，研究者开展实验探究其原因，结果如图2。 ①图2结果说明，野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低的原因不是L-精氨酸被快速降解，而是L-精氨酸会抑制内源L-精氨酸合成酶活性，依据是 。 ②菌株2的L-精氨酸产率低于预期，据图1和图2分析，原因是 。 (3)发酵过程中，菌株2在对数期快速增殖，之后进入稳定期。葡萄糖投入量一定的前提下，菌株2在对数期大量产生L-精氨酸，会导致用于自身生长的 不足，增殖减慢，稳定期的种群密度较低，进而影响L-精氨酸产量。 (4)综上，研究人员继续改造菌株2，以进一步提高L-精氨酸产率。下列选项中合理的改造方案是 （选填下列字母）。 a．敲除细胞呼吸酶基因 b．敲除乙酸合成酶基因 c．敲除外源L-精氨酸合成酶基因 d．将细胞呼吸酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子 e．将外源L-精氨酸合成酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子 【答案】(1)高压蒸汽灭菌法 (2) 菌株1中敲除了L‐精氨酸降解酶基因后，L‐精氨酸积累仍很低，且菌株2比菌株1积累L-精氨酸更多 丙酮酸在转变成L-精氨酸的同时还会转变成乙酸，同时催化乙酸合成的相关酶活性也不再被抑制 (3)物质和能量 (4)be 【分析】基因工程的基本操作程序主要包括以下四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）大肠杆菌被接种至经高压蒸汽灭菌法灭菌处理的培养基后，利用葡萄糖代谢产生L-精氨酸或乙酸，即培养基的灭菌方法是湿热灭菌法，其中高压蒸汽灭菌法是常用的一种。 （2）①图2结果显示，菌株1中敲除了L‐精氨酸降解酶基因后，L‐精氨酸积累仍很低，且菌株2比菌株1积累L-精氨酸更多，结合两种菌株改造的区别可推测，野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低的原因不是L-精氨酸被快速降解，而是L-精氨酸会抑制内源L-精氨酸合成酶活性。 ②菌株2的L-精氨酸产率低于预期，据图1和图2分析，丙酮酸在转变成L-精氨酸的同时还会转变成乙酸，同时催化乙酸合成的相关酶活性也不再被抑制，因而L-精氨酸的含量低于预期。 （3）发酵过程中，菌株2在对数期快速增殖，之后进入稳定期。葡萄糖投入量一定的前提下，菌株2在对数期大量产生L-精氨酸，会导致用于自身生长的物质和能量不足，因而菌株增殖缓慢，进而影响L-精氨酸产量。 （4）a．敲除细胞呼吸酶基因是不合理的，因为细胞呼吸过程能为菌株的代谢活动提供能量，否则会影响其正常生长，也不能达到相应的目的，a错误； b．敲除乙酸合成酶基因会让更多的丙酮酸转变成L-精氨酸，进而达到生产目的，b正确； c．敲除外源L-精氨酸合成酶基因则恢复到野生状态，则生产的L-精氨酸很有限，c错误； d．将细胞呼吸酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子能加快呼吸作用，但未必能增加L-精氨酸在稳定期的产量，d错误； e．将外源L-精氨酸合成酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子，该操作会使菌株在对数期稳定增长，在稳定期大量合成L-精氨酸实现增产，e正确。 故选be。 11.（2025·北京·模拟预测）乳酸菌产生的乳酸在食品行业用途广泛。研究者利用重组大肠杆菌生产乳酸，提高生产效率。 (1)大肠杆菌通过下图所示细胞呼吸的第一阶段将其分解为[A] （填A的名称），进而发酵产生乳酸，同时还有乙酸、琥珀酸等副产物，据图可知大肠杆菌的呼吸作用类型为 。 (2)研究人员从野生型大肠杆菌中筛选到菌株甲，先通过转入重组片段实现甲拟核上的F酶基因敲除，再将庆大霉素抗性基因（Gm’）去除，最终获得菌株乙，过程如图所示（图中只显示与基因敲除有关的片段）。 在实际发酵中，使用的菌株乙需要将重组片段上庆大霉素抗性基因（Gm’）去除，其目的是 。 (3)用相同方法获得F酶、T酶双基因敲除菌株丙。将等量乙、丙分别接种于发酵罐中。 ①前期发酵供给充足的氧气，当菌体浓度达到一定浓度，调整后期发酵条件，使体系从好氧生长阶段进入厌氧发酵阶段。前期和后期发酵条件不同设置的目的为 。为达到该目的，可以调整发酵罐的温度、 等外界条件。 ②实践生产中进入厌氧发酵阶段后，需要随时监测并及时补充营养物质保证连续发酵。乙、丙菌株两阶段发酵过程各产物的变化如图3所示。综合下图结果和生产实践，你认为哪种菌株更适合做生产菌种并阐述理由 。 【答案】(1) 丙酮酸 有氧呼吸和无氧呼吸 (2)菌株的Gmr基因表达需要消耗物质和能量，造成浪费（发酵产品中含有抗生素会引发安全性问题） (3) 前期促进菌体快速增殖，后期转向乳酸高效发酵 pH、氧气浓度 丙 【详解】（1）大肠杆菌通过细胞呼吸第一阶段将葡萄糖分解为丙酮酸，从图中看出大肠杆菌可以将葡萄糖分解为CO2和H2O，也可以将其分解为乳酸，所以大肠杆菌的呼吸作用类型为有氧呼吸和无氧呼吸。 （2）庆大霉素属于抗生素，在实际发酵中，使用的菌株乙需要将重组片段上庆大霉素抗性基因（Gm’）去除，Gmr是抗生素抗性基因，只是用于筛选，若发酵产品中含有抗生素会引发安全性问题，因此实际发酵使用的菌株乙要将引入的Gmr去除。 （3）①前期发酵供给充足的氧气，可以促进大肠杆菌增殖，当菌体浓度达到一定浓度，调整后期发酵条件，使体系从好氧生长阶段进入厌氧发酵阶段，获得产物，所以前期和后期发酵条件不同设置的目的为前期促进菌体快速增殖，后期转向乳酸高效发酵。发酵过程中调整调整发酵罐的温度、pH、氧气浓度等外界条件。 ②菌株乙敲除了F酶基因和庆大霉素抗性基因（Gm’），菌株丙敲除了F酶、T酶双基因，实验目的是利用重组大肠杆菌生产乳酸，比较菌株乙和菌株丙两图，菌株乙副产物含量更高，乳酸含量二者基本相同，所以选择菌株丙更适合做生产菌种。 12．（25-26高三上·北京平谷·开学考试）儿茶素(C)是从茶叶中提取的一种天然多酚类化合物，有一定的抗菌作用，但作用较弱。研究人员用稀土离子Yb3+对儿茶素(C)进行化学修饰，形成配合物Yb3+-C，并探究其抗菌效果和机理。 (1)细菌的细胞膜以 为基本支架，儿茶素(C)与细胞膜的亲和力强，可以穿过细胞膜。稀土离子Yb3+可与细菌内的某些酶发生竞争性结合而降低酶的活性，也可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质 。但稀土离子与细胞的亲和力较弱，难以到达作用靶点，影响了其抗菌活性。 (2)为了确定配合物中Yb3+：C的最佳摩尔比，研究人员利用 方法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上。待培养基布满菌落后，用不同摩尔比的Yb3+-C配合物处理滤纸片，将其置于培养基中(见下图)一段时间后，结果显示Yb3+：C的最佳摩尔比为 1：4，理由是 。 编号 Yb3+：C的摩尔比 1 1:1 2 1:2 3 1:3 4 1:4 5 1:5 (3)将金黄色葡萄球菌制成菌悬液，分别加入等量的C、Yb3+和最佳摩尔比的Yb3+-C，测定24h内金黄色葡萄球菌存活数量变化(A600值越大，细菌数量越多)、结果见下表。 时间组别A600 0h 2h 4h 8h 16h 24h 对照组 0.40 0.40 0.38 0.35 0.35 0.35 C处理 0.40 0.12 0.13 0.07 0.02 0.01 Yb3+处理 0.40 0.14 0.11 0.04 0.02 0.01 Yb3+-C处理 0.40 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 由此得出的结论是 。 (4)为探究配合物Yb3+-C的抗菌机理，研究人利用透射电镜观察了各组金黄色葡萄球菌细胞内的超微结构，结果如下图。 结果显示： （a）未加抗菌剂、细菌菌体较小，其细胞质分布均匀； （b）C处理.细胞壁和细胞膜等结构不光滑，略显粗糙； （c）Yb3+处理：细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象； （d） Yb3+-C理：细胞壁及细胞膜等结构发生破裂，细胞质出现了严重的固缩及空泡化现象。由此可见，儿茶素(C)和 Yb3+作用的主要位点分别是 ，推测 Yb3+-C具有更强抗菌作用的机理是 。 【答案】(1) 磷脂双分子层 DNA (2) 稀释涂布平板 透明圈直径越大，抗菌效果越好 (3)与C、Yb3+相比， Yb3+-C能有效缩短杀菌时间 (4) 细胞壁和细胞膜（或细胞膜或细胞表面）、细胞质 儿茶素作用于细胞表面，使Yb3+更容易进入细胞内，破坏细胞结构，导致细胞死亡 【详解】（1）细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，其基本支架是磷脂双分子层（脂双层）。细菌属于原核生物，遗传物质是DNA，稀土离子Yb3+可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质DNA。 （2）图中菌落分布均匀，应是用稀释涂布平板法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上。由于配合物Yb3+-C有抗菌的作用，所以在含Yb3+-C的滤纸片周围不会有细菌生长，所以会形成透明圈，测定透明圈的直径可以比较抗菌效果，透明圈直径越大，抗菌效果越好，所以效果最好的是第4组Yb3+：C的摩尔比为1：4。 （3）分析表格中的数据，在相同的时间内，单独用C和Yb3+处理其A600值都比用Yb3+-C处理的值大，说明细菌数目多，特别是在2h时更加明显，由此得出结论与C、Yb3+相比，Yb3+-C能有效缩短杀菌时间。 （4）根据b信息用C处理细胞壁和细胞膜等结构不光滑，略显粗糙，说明C作用于细胞壁和细胞膜，根据c信息Yb3+处理：细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象，说明其作用于细胞质，用Yb3+-C处理，由于C改变了膜的通透性，所以Yb3+能够更快的进入细胞，破坏细胞结构，导致细胞死亡。 1．（2025·北京·高考真题）动物细胞培养基一般呈淡红色。某次实验时，调控pH的CO2耗尽，培养基转为黄色。由此推断使培养基呈淡红色的是（    ） A．必需氨基酸 B．抗生素 C．酸碱指示剂 D．血清 【答案】C 【详解】A、必需氨基酸是细胞生长的营养成分，不参与指示pH变化，A错误； B、抗生素用于抑制微生物污染，与培养基颜色无关，B错误； C、酸碱指示剂（如酚红）在培养基中用于显示pH变化，在低pH值时酚红使培养液呈黄色，而较高的pH值时使培养液呈紫色，pH值7.2-7.4时为红色，C正确； D、血清提供生长因子，不直接导致颜色变化，D错误。 故选C。 2．（2023·北京·高考真题）高中生物学实验中，下列实验操作能达成所述目标的是（　　） A．用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离 B．向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境 C．在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度 D．对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染 【答案】A 【详解】A、成熟的植物细胞有中央大液泡，用高浓度蔗糖溶液处理，细胞会失水，成熟植物细胞能发生质壁分离，因此用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离，A正确； B、向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无氧环境，不能创造无菌环境，B错误； C、在用样方法调查种群密度时，应该做到随机取样，而不是在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度，C错误； D、对外植体进行消毒可以 减少外植体携带的微生物，但不能杜绝接种过程中的微生物污染，D错误。 故选A。 3．（2021·北京·高考真题）野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点，除用于生态治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是（　　） A．种植此类草本植物可以减少水土流失 B．菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用 C．用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源 D．菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移 【答案】B 【详解】A、此类草本植物根系发达可以固定更多的土壤，故种植此类草本植物可以减少水土流失，A正确； B、能量可多级利用，但不能循环利用，B错误； C、草本植物含有蛋白质和纤维素，可给食用菌提供碳源和氮源，C正确； D、草本植物可栽培食用菌，而菌渣可作肥料或饲料，故实现了物质在植物、真菌和动物间的转移，D正确。 故选B。 4．（2021·北京·高考真题）人体皮肤表面存在着多种微生物，某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是（　　） A．对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌 B．使用无菌棉拭子从皮肤表面取样 C．用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布 D．观察菌落的形态和颜色等进行初步判断 【答案】C 【详解】A、为避免杂菌污染干扰，需对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌，A正确； B、葡萄球菌需从人体皮肤的微生物中分离，为避免杂菌污染，故需要使用无菌棉拭子从皮肤表面取样，B正确； C、用取样后的棉拭子浸出液在固体培养基上涂布，C错误； D、根据微生物在固体平板培养基表面形成的菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征进行鉴别，D正确。 故选C。 5．（2019·北京·高考真题）筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后，若细菌能分解淀粉，培养平板经稀碘液处理，会出现以菌落为中心的透明圈（如图），实验结果见下表。 菌种 菌落直径：C（mm） 透明圈直径：H（mm） H/C 细菌Ⅰ 5.1 11.2 2.2 细菌Ⅱ 8.1 13.0 1.6 有关本实验的叙述，错误的是 A．培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质 B．筛选分解淀粉的细菌时，菌液应稀释后涂布 C．以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外 D．H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异 【答案】C 【详解】培养基一般含有碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等成分，A正确；筛选淀粉分解菌时，需要对菌液进行一系列的梯度稀释，再将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基上进行培养，B正确；由题意可知，以上两种菌均会产生透明圈，说明两种菌均可以产生淀粉酶并分泌到细胞外分解淀粉，C错误；淀粉分解菌的H/C越大，说明其产生的淀粉酶分解的淀粉相对越多，可说明该淀粉分解菌分解淀粉的能力越强，D正确。因此，本题答案选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $