专题16 发酵工程(3大要点+3大题型)(专题专练)(浙江专用)2026年高考生物二轮复习讲练测
2026-02-28
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 发酵工程 |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.74 MB |
| 发布时间 | 2026-02-28 |
| 更新时间 | 2026-03-05 |
| 作者 | 浮浪幼虫- |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-02-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56600798.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题16 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 发酵工程的基本概念与核心原理
要点02 发酵工程的基本操作流程
要点03 传统发酵技术的应用(果酒、果醋、腐乳、泡菜)
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发酵工程的基本原理与流程分析
题型02传统发酵技术的原理与操作判断
题型03培养基的配制与纯化、灭菌操作
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
发酵工程的基本原理和流程
(2025浙江卷)微生物的代谢类型与发酵条件控制
(2024浙江卷)发酵工程的基本操作步骤
(2023浙江卷)菌种的选育和扩大培养
1. 结合食品加工、生物医药生产实际情境,考查发酵工程的综合应用
2. 聚焦微生物代谢调控,考查发酵条件对发酵产物的影响
3. 结合家庭发酵和工业生产的差异,考查发酵技术的优化
4. 引入发酵食品的安全问题,考查相关检测方法和原理
传统发酵技术的应用
(2025浙江卷)果酒、果醋、腐乳的制作原理与操作
(2024浙江卷)泡菜制作的菌种及亚硝酸盐含量测定
发酵工程的菌种与培养基
(2025浙江卷)培养基的配制原则和类型
(2023浙江卷)菌种的分离、纯化和保藏
发酵工程的应用
(2024浙江卷)发酵工程在医药、食品、环保领域的应用
新风向演练
1.【新情境·柠檬酸生产】(2025·浙江绍兴·一模)柠檬酸是食品工业常用的酸味剂,可通过黑曲霉(需氧型丝状真菌)液体发酵生产。下列叙述错误的是( )
A.接种前需对黑曲霉菌种进行扩大培养,以缩短发酵周期
B.发酵过程中需持续通入无菌空气并搅拌,以保证溶解氧充足
C.通过检测发酵液中柠檬酸的积累量,判断发酵进程
D.将发酵液滴加在血细胞计数板上置于显微镜下观察,实时监测活菌数量
2.【新载体·果醋制作】(2025·浙江·一模)某同学利用桃形李果实制作果醋,简易流程如图。下列相关叙述正确的是( )
A.果酒、果醋都是采用单一菌种发酵而成
B.过程①前要对果实灭菌,以防杂菌污染
C.过程②中会产生大量气泡,需适时拧松瓶盖放气
D.过程③菌种主要利用果酒中的酒精进行厌氧发酵
3.【新考法·滤膜法】(2025·浙江·一模)我国常用滤膜法测定饮用水中的大肠杆菌数目来检测水样是否符合饮用水标准,流程图如下,其中EMB培养基中的伊红美蓝可使大肠杆菌菌落呈紫黑色。某研究小组将10mL待测水样加入90mL无菌水中,稀释后的菌液通过滤膜法测得EMB培养基上紫黑色菌落数平均为33。以下说法正确的是( )
A.从功能上看伊红美蓝培养基属于选择培养基
B.过滤装置和水样等均需高压蒸汽灭菌后使用
C.沾在滤杯杯壁上的部分微生物需用蒸馏水冲洗,并再次过滤
D.经推测1L待测水样中大肠杆菌数目约为3300个
知识串联·核心必记
要点01 发酵工程的基本概念与原理
发酵的定义:利用微生物的代谢活动,将原料中的有机物转化为特定产物的过程,分为有氧发酵(如果醋、谷氨酸发酵)和无氧发酵(如果酒、乳酸发酵)。
发酵工程的含义:是指利用微生物的特定性状,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品的技术体系,包括菌种选育、培养基配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程控制、产物的分离和提纯等核心步骤。
核心原理:利用微生物的代谢多样性,通过调控环境条件(温度、pH、溶氧量、营养物质等),使微生物的代谢朝着目标产物的方向进行。
【易错易混】
1.发酵不一定都在无氧条件下进行,有氧发酵需保证充足的溶氧量,无氧发酵需严格隔绝空气。
2.工程与传统发酵技术的区别:发酵工程是规模化、标准化、现代化的生产技术,需严格的无菌操作和精准的条件控制,而传统发酵技术多为自然发酵,菌种复杂。
【典例1】现代发酵工业大大提升了发酵的效率,下列相关叙述错误的是( )
A.选育高产、优质的菌种是发酵工业的前提条件
B.发酵之前需对菌种进行多次扩大培养
C.好氧以及混菌发酵是现代发酵工业的主流
D.发酵过程中需监控温度、pH、溶解氧、营养供给等变化
要点02 发酵工程的基本操作流程
操作步骤
核心要求
注意要点
菌种选育
获得产量高、性状稳定、适应发酵条件的菌种
常用方法:自然选育、诱变育种、基因工程育种(最具针对性);菌种需具备不产毒素、生长快等特点
培养基配制
遵循目的明确、营养协调、pH适宜原则
营养成分:碳源、氮源、水、无机盐、生长因子;根据用途分为选择培养基、鉴别培养基、液体培养基(工业发酵常用)
灭菌
杀死培养基和发酵设备中的所有微生物(包括芽孢和孢子)
常用方法:高压蒸汽灭菌(培养基)、干热灭菌(玻璃器皿)、灼烧灭菌(接种工具);与消毒的区别:灭菌是彻底杀菌,消毒是部分杀菌
扩大培养和接种
将选育的菌种培养至一定数量后,接种到发酵罐中
扩大培养的目的:缩短发酵罐中菌种的调整期,提高发酵效率;接种需在无菌环境下进行
发酵过程控制
实时调控温度、pH、溶氧量、搅拌速度等条件
不同菌种的最适条件不同:如酵母菌果酒发酵最适温度1825℃、无氧,醋酸菌果醋发酵最适温度3035℃、有氧
产物的分离和提纯
根据产物的性质选择合适的方法
方法:蒸馏、萃取、过滤、沉淀、层析等;发酵产物分为初级代谢产物(如氨基酸、核苷酸,与微生物生长繁殖密切相关)和次级代谢产物(如抗生素、毒素,生长稳定期产生)
【易错易混】
1.发酵罐中的关键装置:通气口(控制溶氧量)、搅拌器(增加溶氧、使菌种与培养基充分接触)、pH传感器和温度传感器(实时监测并调控条件)、放料口(收集发酵产物)。
2.物生长的四个时期:调整期→对数期→稳定期→衰亡期,稳定期是发酵生产中获取产物的主要时期。
【典例2】我国科学家通过基因工程改造产甲烷古菌,利用工业废气中的CO2和H2为原料合成生物可降解塑料PHA(PHA是微生物在体内合成的高分子物质,用作能量储备),其工艺流程如下图所示。相关叙述错误的是( )
A.改造后的产甲烷古菌的代谢类型是自养厌氧型
B.改造后的产甲烷古菌在接种前需要利用液体培养基扩大培养
C.发酵工程的中心环节是灭菌,尤其是发酵罐必须进行严格灭菌
D.用稀释涂布平板法对产甲烷古菌进行计数,计数的结果往往比实际活菌数少
要点03 传统发酵技术的应用(果酒、果醋、腐乳、泡菜)
发酵食品
菌种
代谢类型
发酵条件
主要原理
关键操作
果酒
酵母菌
异养兼性厌氧型
18~25℃、无氧、pH偏酸性
无氧呼吸将葡萄糖分解为酒精和CO₂
榨汁后先通气让酵母菌大量繁殖,再密封发酵;及时排出CO₂
果醋
醋酸菌
异养需氧型
30~35℃、有氧、pH偏酸性
有氧呼吸将酒精(或葡萄糖)分解为醋酸
保证持续通气(如摇床、通气口连接气泵);果酒制作完成后转入果醋发酵条件
腐乳
毛霉等
异养需氧型
15~18℃、有氧、加盐腌制
毛霉产生的蛋白酶将蛋白质分解为多肽和氨基酸,脂肪酶将脂肪分解为甘油和脂肪酸
加盐抑制杂菌生长、析出豆腐水分;加酒和香辛料调味并防腐
泡菜
乳酸菌
异养厌氧型
常温、无氧、加盐水
无氧呼吸将葡萄糖分解为乳酸
盐水煮沸冷却后使用(灭菌并避免杀死乳酸菌);密封泡菜坛,保证无氧环境;测定亚硝酸盐含量(盐酸萘乙二胺法)
【易错易混】
1.果酒制作中,酵母菌的有氧呼吸仅用于菌种的扩大繁殖,无氧呼吸才产生酒精,若通气过晚或密封不严,会导致酒精产量降低。
2.腐乳制作的菌种是毛霉,豆腐上的“白毛”是毛霉的菌丝,加盐腌制时盐的浓度不宜过高或过低,过高会抑制毛霉生长,过低会导致杂菌污染。
【典例3】我国传统发酵技术中流传着“无曲不成酒”、“腌菜坛口若敞口,不出几天菜就臭”等谚语,下列关于这些谚语背后微生物发酵原理的叙述,正确的是( )
A.“无曲不成酒”中的“曲”含酵母菌,酵母菌在有氧条件下将葡萄糖分解为酒精,是酿酒的关键菌种
B.“腌菜坛口敞口菜会臭”是因为氧气充足时,乳酸菌大量繁殖并产生乳酸,导致腌菜腐败变质
C.酿酒时“曲”中的微生物与制作泡菜时的乳酸菌,均为异养生物,且都能在无氧环境中进行代谢
D.腌菜时坛口密封的目的是阻止杂菌进入,与微生物的呼吸方式无关
01 发酵工程的基本原理与流程分析
(2025·浙江·模拟预测)米曲霉是一类产复合酶的霉菌,主要分布在粮食、发酵食品、腐败有机物和土壤等处,工业上常用厚层通风池制曲,是我国传统酿造酱油的生产菌种。我国利用米曲霉发酵制作酱油的历史悠久,如图是通过发酵制作酱油的流程示意图。阅读材料完成下列小题:
1.下列关于米曲霉的叙述,错误的是( )
A.可用稀释涂布平板法从土壤中分离米曲霉
B.米曲霉具有不同于植物细胞的细胞壁
C.米曲霉发酵需在无氧的条件下进行
D.添加适量的醋酸有利于缩短制曲时间
2.下列关于酱油酿造过程的叙述,错误的是( )
A.制曲过程中小麦、大豆可为米曲霉提供碳源和氮源
B.为利于发酵的进行,应将大豆蒸熟后趁热立即加入米曲霉
C.米曲霉分泌的蛋白酶将蛋白质分解为肽或氨基酸
D.发酵过程中加盐不仅可以调味还可以抑制杂菌的生长
3.(24-25高三上·浙江绍兴·阶段练习)发酵工程的基本流程如下图,其中①~④代表不同的过程。下列叙述错误的是( )
A.①过程中菌种选育的方法有转基因技术、人工诱变、细胞融合等
B.②过程中菌种在扩大培养前通常需先进行活化
C.③过程中发酵罐和配制好的培养基不需要严格灭菌处理
D.④过程中可通过沉淀、过滤、离心等方法分离出微生物菌体
4.(2024·浙江·三模)种子扩大培养是指将保存在冷冻干燥管中的工业菌种接入试管斜面,再经逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程,一般流程如下:斜面菌种→一级种子培养(摇瓶)→二级种子培养(种子罐)→发酵(发酵罐)。下列叙述错误的是( )
A.优良菌种无需扩大培养可直接接种到发酵罐中
B.接入试管斜面的目的是让处于休眠状态的菌种活化
C.将菌种放入摇瓶进行振荡培养,有利于充分获得营养物质和O2
D.种子罐的培养基应接近发酵罐培养的成分和条件,以便菌体适应发酵环境
5.(2023·浙江嘉兴·二模)在工业发酵中广泛应用补料分批发酵。补料分批发酵是指在微生物发酸由后加酵罐补加新鲜培养基的发酵方式。下列叙述正确的是( )
A.与分批发酵相比,补料分批发酵过程中微生物体内的酶种类变化较小
B.与分批发酵相比,补料分批发酵杂菌污染的概率更小
C.若采用补料分批发酵生产抗生素,补料量和补料频率越大,则产量越高
D.由于发酵罐中可以补料,发酵初期只需加入不经扩大培养的菌种
6.(2026·浙江杭州·模拟预测)发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用,形成了规模庞大的发酵工业。下列叙述正确的有( )
A.黑曲霉菌是生产谷氨酸的常用菌种,谷氨酸经过一系列处理就能制成味精
B.菌落的大小、数目、有无荚膜等肉眼可见的特征可作为菌种鉴定的依据
C.通过发酵工程从微生物细胞中提取出的单细胞蛋白,可制成微生物饲料
D.乳酸发酵前期产生的乳酸会抑制杂菌生长,积累过多也会抑制乳杆菌
02 传统发酵技术的原理与操作判断
1.(2024·浙江绍兴·二模)红茶菌液是一种以糖茶水为原料的微生物发酵饮料,能帮助消化,治疗多种胃病。红茶菌种是酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的共生体,其制备流程为:红茶糖液→接种红茶菌种→发酵→红茶菌液。下列叙述错误的是( )
A.为防止杂菌污染,接种前要将红茶糖液煮沸杀菌
B.可通过加入陈红茶菌液的方法进行接种
C.温度高低既会影响发酵速度,也会影响菌液口味
D.发酵过程需要在严格的无氧条件下进行
2.(2026·浙江·模拟预测)某工厂用液态法酿造黄酒的工艺流程如图,其中糯米需经蒸煮、糖化后进行混合菌种发酵。下列关于该工艺的分析,错误的是( )
A.温度、pH、酶浓度等会影响过程①②的酶促反应
B.过程②中的糖化酶可使用米曲霉等霉菌替代
C.过程③初期通入无菌空气,可提高黄酒乙醇含量
D.加入植物乳杆菌联合发酵有利于黄酒风味的形成
3.(2025·浙江·模拟预测)果酒和啤酒是两种常见的饮用酒。相较家酿果酒,工业化生产啤酒的制作工艺稍显复杂,需历经大麦发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序。下列叙述正确的是( )
A.两种酒发酵前都需要对原料进行灭菌
B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌
C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵
D.通过配制培养基、灭菌、分离和培养能获得目标酵母菌
4.(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
5.(2025·浙江·模拟预测)下图是以糯米为原料制作米酒的酿造流程。下列叙述错误的是( )
A.蒸煮既可达到对大米的杀菌,又可使淀粉糊化,利于微生物利用
B.摊饭的目的是使米饭冷却,避免高温引起的微生物死亡
C.糖化发酵是酵母菌将淀粉分解为葡萄糖,后发酵则是酵母菌将葡萄糖分解为酒精
D.煎酒的目的是杀灭其中的微生物,有利于成品酒的贮存、保管
03 培养基的配制与纯化、灭菌操作
1.(2024·浙江·模拟预测)碱性蛋白酶是当前市场上流行的洗涤添加剂。为了培育和分离能产生碱性蛋白酶的地衣芽孢杆菌,实验的基本流程为:采集菌样→扩大培养→纯种分离→计数及性能检测。下列叙述正确的是( )
A.采集的菌样需高压蒸汽灭菌后再进行扩大培养
B.地衣芽孢杆菌的培养基pH值通常要求为中性偏碱
C.用于纯化分离地衣芽孢杆菌的培养基属于鉴别培养基
D.对地衣芽孢杆菌进行分离和计数常采用平板划线法接种
2.(2023·浙江·三模)下图为不同稀释度的酵母菌培养液涂布后的实验结果图,下列叙述正确的是( )
A.实验中使用接种环完成上述涂布过程
B.涂布时避免涂布到琼脂边缘,因为沿着琼脂边缘计数菌落更加困难
C.酵母菌扩大培养过程中需要使用液体培养基静置培养
D.计数10-5稀释度下培养皿的菌落数,可以计算出每毫升培养液的酵母细胞个数
3.(2024·浙江·模拟预测)某同学将生鱼肉加盐腌在冰箱,两个月后发现鱼肉看着还很新鲜但表面出现黄色颗粒,经专家检测这些黄色颗粒为金黄色葡萄球菌菌落,金黄色葡萄球菌对高温、高盐有一定耐受力,被误食后会导致食物中毒。下列叙述错误的是( )
A.该腌鱼可看作一种天然的选择培养基
B.该同学应对冰箱进行消毒处理
C.腌鱼通过烹煮做熟后,仍可安全食用
D.可用LB 液体培养基大规模快速繁殖金黄色葡萄球菌
(2023·浙江台州·模拟预测)阅读下列材料,回答下列题。
当培养基以尿素为唯一氮源时,只有能分泌脲酶的微生物才能在该培养基中生长,利用这种培养基就可分离出土壤中能产生脲酶的微生物。微生物利用脲酶分解尿素产生的氨会使培养基的碱性增强,使培养基中的酚红指示剂呈红色,根据菌落周围是否出现红色区域,就可进一步鉴定尿素分解菌。
4.尿素分解菌能在只有尿素作为氮源的尿素固体培养基中生长,其直接利用的氮源是( )
A.尿素 B.氨 C.脲酶 D.蛋白胨
5.在进行“能分解尿素的微生物的分离与计数”活动时,用来判断培养基是否发挥选择作用的对照组是( )
A.未接种的选择培养基 B.已接种的选择培养基
C.未接种的全营养培养基 D.已接种的全营养培养基
6.(2023·浙江·模拟预测)人们为了方便培养基的制作、运输和存储,把培养基所具有的成分脱水后获得干粉或颗粒,称为脱水培养基。下列有关脱水培养基的说法正确的是( )
A.可以直接用来培养细菌
B.使用时不需要再进行灭菌处理
C.脱水培养基中含有碳源和氮源
D.可以用来培养各种微生物
1.(2025·浙江杭州·一模)发酵工程具有生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等特点,在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用,使用如图中的发酵罐可进行相应产品的工业发酵。下列说法错误的是( )
A.培养基和发酵罐内都必须经过严格的灭菌,若被杂菌污染,将会导致产量下降
B.在菌种选育过程中,可以利用诱变育种或基因工程育种等手段
C.若发酵罐内正进行果酒发酵,则使用叶轮搅拌的目的是增加发酵液中的溶解氧
D.水在发酵罐夹层流动的作用是冷却,通过控制流速调节罐温
2.(2025·浙江·一模)下列有关乳酸菌的叙述,正确的是( )
A.无同源染色体,可进行无丝分裂
B.抗生素不能抑制乳酸菌的增殖生长
C.可用于乳制品的发酵和泡菜的制作
D.可作为工程菌表达出有活性的胰岛素
3.(2025·浙江嘉兴·模拟预测)愈创木酚是酒类产品中重要的风味物质。科学家从发酵的酒醅中筛选得到10株产愈创木酚菌株(菌株1-10),然后用不同底物发酵测定它们的生产能力,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.菌株5、6、10在两种发酵液中的产量均较高
B.可以从发酵的酒醅中分离得到产愈创木酚菌株
C.可以采用稀释涂布平板法分离产愈创木酚菌株
D.为使菌株10发酵获得更多产物应选择高粱糖化液做底物
4.(2025·浙江绍兴·二模)下图表示利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线,该过程可变废为宝,提高经济效益,下列叙述错误的是( )
A.该生产过程需先通入一定量空气再隔绝空气的条件下进行
B.可采取过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来
C.使用连续搅拌反应器有助于营养物质和微生物的充分混合
D.该生产过程中,一定有气体生成
5.(2025·浙江温州·三模)实验小组提取葡萄皮表面的微生物来探究葡萄皮上酵母菌菌株类型及酒精发酵能力,基本流程如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.①的目的是获得大量葡萄皮表面的微生物
B.②结果有霉菌,说明实验中出现杂菌污染
C.③可直接观察菌落或制作临时装片观察菌体
D.⑤可通过酸性重铬酸钾显灰绿色的深浅判断
6.(2025·浙江·三模)为检测自来水中细菌数量,研究人员向3个试管中各加入9mL无菌水,取自来水水样1mL,加入到A试管中,摇匀后从A试管取1mL加入B试管中,重复此步骤,直到完成所有预定稀释。从每个试管中分别取0.1mL接种至两个平行平板中,培养后进行菌落计数。4个不同水样的检测结果如下表。下列叙述错误的是( )
水样编号
A平行1
A平行2
B平行1
B平行2
C平行1
C平行2
1
0
0
0
0
0
0
2
数不清
数不清
150
160
15
20
3
数不清
数不清
236
248
35
33
4
数不清
数不清
数不清
数不清
320
330
A.本实验所用的培养基为LB固体培养基
B.从每个试管分别取0.1mL涂布接种两个平行平板是为了减少误差,使实验结果更准确
C.水样2的细菌数约为1.75×104个/mL,水样4的细菌数明显比其他水样多
D.水样3中B组平板上菌落数明显低于C组的10倍,原因可能是B组平板上出现多个细菌形成同一个菌落的现象
7.(2025·浙江衢州·模拟预测)糯米酒是一种传统发酵食品,其制作工艺流程为:洗米→浸米→蒸米→拌曲→发酵→成品。拌入的酒曲由糖化菌和酵母菌混合制成。下列叙述正确的是( )
A.糯米酒采用混菌发酵,使用的器具无需消毒灭菌
B.糯米蒸熟后立即拌入酒曲,可以缩短发酵时间
C.糖化菌和酵母菌均可直接利用淀粉进行酒精发酵
D.酒曲中糖化菌和酵母菌的比例会影响糯米酒风味
8.(2025·浙江台州·模拟预测)齐民要术记载了一种酿酒的方法:“一斗曲,杀(消耗)米二石一斗。其酒饭,欲得弱炊(要蒸到很软),炊如食饭法。舒(摊开)使极冷,然后纳之(下酿瓮中)。”下列叙述错误的是( )
A.一斗曲中微生物种类会影响酒的风味
B.二石一斗米被曲中微生物代谢生成酒精等
C.“弱炊”可促进微生物对二石一斗米的利用
D.“舒使极冷”可降低发酵时被杂菌污染的风险
9.(2025·浙江金华·二模)某制醋工艺流程如下图所示。酒曲中含有霉菌、酵母菌、乳酸菌等菌种,霉菌能够产生糖化酶将淀粉水解。醋醅含有醋酸菌。下列叙述错误的是( )
A.该发酵过程属于混菌发酵,可改善成品的风味
B.醋酸发酵过程中经常翻动发酵物,有利于改善通气状况
C.糖化和酒精发酵阶段的温度应高于醋酸发酵阶段的温度
D.装坛的成品中不含有醋酸菌等发酵菌种
1.(2026·浙江·高考真题)现代发酵工程已广泛应用于食品、医药等领域。下列叙述错误的是( )
A.发酵原料无需灭菌处理 B.标准化工艺可控制药品质量
C.常用经选育的优良菌种 D.调控发酵条件可改善食品风味
2.(2025·浙江·高考真题)猕猴桃醋生产的基本工艺流程如下,其中①②③表示发酵的三个环节,糖化是将淀粉转化为葡萄糖的过程。
下列叙述错误的是( )
A.通过蒸煮可以杀灭猕猴桃自带的绝大多数微生物
B.麸曲中曲霉的主要作用是对糖类进行氧化分解
C.环节③需要通入无菌空气
D.①②③都需要控制温度、pH 等条件
3.(2025·浙江·高考真题)传统发酵技术为我们提供了多种食品、饮料及调味品。下列叙述错误的是( )
A.泡菜的风味由乳酸菌的种类决定
B.用果酒发酵制作果醋的主要菌种是醋酸菌
C.家庭酿制米酒的过程既有需氧呼吸又有厌氧呼吸
D.传统发酵通常是利用多种微生物进行的混合发酵
(2024·浙江·高考真题)阅读下列材料,完成下面小题。
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。
4.下列关于酒精发酵和醋酸发酵的叙述,错误的是( )
A.酒精发酵是吸能反应 B.酒精发酵在无氧条件下进行
C.醋酸发酵是放能反应 D.醋酸发酵在有氧条件下进行
5.下列关于柿子醋酿造过程的叙述,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.用不同品种和成熟度的柿子酿造的柿子醋风味相同
(2023·浙江·高考真题)阅读下列材料,完成下面小题。
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。
6.小曲白酒的酿造过程中,酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用,下列叙述正确的是( )
A.有氧呼吸产生的[H]与O2结合,无氧呼吸产生的[H]不与O2结合
B.有氧呼吸在线粒体中进行,无氧呼吸在细胞质基质中进行
C.有氧呼吸有热能的释放,无氧呼吸没有热能的释放
D.有氧呼吸需要酶催化,无氧呼吸不需要酶催化
7.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
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专题16 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 发酵工程的基本概念与核心原理
要点02 发酵工程的基本操作流程
要点03 传统发酵技术的应用(果酒、果醋、腐乳、泡菜)
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发酵工程的基本原理与流程分析
题型02传统发酵技术的原理与操作判断
题型03培养基的配制与纯化、灭菌操作
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
发酵工程的基本原理和流程
(2025浙江卷)微生物的代谢类型与发酵条件控制
(2024浙江卷)发酵工程的基本操作步骤
(2023浙江卷)菌种的选育和扩大培养
1. 结合食品加工、生物医药生产实际情境,考查发酵工程的综合应用
2. 聚焦微生物代谢调控,考查发酵条件对发酵产物的影响
3. 结合家庭发酵和工业生产的差异,考查发酵技术的优化
4. 引入发酵食品的安全问题,考查相关检测方法和原理
传统发酵技术的应用
(2025浙江卷)果酒、果醋、腐乳的制作原理与操作
(2024浙江卷)泡菜制作的菌种及亚硝酸盐含量测定
发酵工程的菌种与培养基
(2025浙江卷)培养基的配制原则和类型
(2023浙江卷)菌种的分离、纯化和保藏
发酵工程的应用
(2024浙江卷)发酵工程在医药、食品、环保领域的应用
新风向演练
1.【新情境·柠檬酸生产】(2025·浙江绍兴·一模)柠檬酸是食品工业常用的酸味剂,可通过黑曲霉(需氧型丝状真菌)液体发酵生产。下列叙述错误的是( )
A.接种前需对黑曲霉菌种进行扩大培养,以缩短发酵周期
B.发酵过程中需持续通入无菌空气并搅拌,以保证溶解氧充足
C.通过检测发酵液中柠檬酸的积累量,判断发酵进程
D.将发酵液滴加在血细胞计数板上置于显微镜下观察,实时监测活菌数量
【答案】D
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。发酵过程的监测和调控包括对发酵过程中微生物生长、代谢产物的生成和消耗等进行实时监测和调控,以保证发酵过程的稳定和产物的质量。因此,发酵过程是发酵工程的中心环节,对于发酵工程的成功和产物的质量具有至关重要的作用。
【详解】A、接种前对黑曲霉菌种进行扩大培养,可增加菌体数量,加速发酵启动,从而缩短发酵周期,A正确;
B、黑曲霉为需氧型真菌,其有氧呼吸和柠檬酸合成需充足氧气,持续通入无菌空气并搅拌可提高溶解氧浓度,满足代谢需求,B正确;
C、柠檬酸是目标产物,其积累量直接反映黑曲霉代谢活性和发酵效率,检测该指标可有效判断发酵进程(如产物生成速率和终点),C正确;
D、血细胞计数板在显微镜下仅能统计总菌数(包括活菌和死菌),无法通过形态区分活菌,实时监测活菌数量需采用活菌计数法(如稀释涂布平板法),D错误。
故选D。
2.【新载体·果醋制作】(2025·浙江·一模)某同学利用桃形李果实制作果醋,简易流程如图。下列相关叙述正确的是( )
A.果酒、果醋都是采用单一菌种发酵而成
B.过程①前要对果实灭菌,以防杂菌污染
C.过程②中会产生大量气泡,需适时拧松瓶盖放气
D.过程③菌种主要利用果酒中的酒精进行厌氧发酵
【答案】C
【详解】A、果酒和果醋发酵均为传统发酵,采用混菌发酵方式,A错误;
B、不需要对果实进行灭菌操作,可适当消毒处理,B错误;
C、过程②为果酒发酵,主要利用了酵母菌的厌氧呼吸,能产生酒精和CO2,故需适时拧松瓶盖放气,C正确;
D、过程③为果醋发酵,菌种为好氧型的醋酸杆菌,D错误。
故选C。
3.【新考法·滤膜法】(2025·浙江·一模)我国常用滤膜法测定饮用水中的大肠杆菌数目来检测水样是否符合饮用水标准,流程图如下,其中EMB培养基中的伊红美蓝可使大肠杆菌菌落呈紫黑色。某研究小组将10mL待测水样加入90mL无菌水中,稀释后的菌液通过滤膜法测得EMB培养基上紫黑色菌落数平均为33。以下说法正确的是( )
A.从功能上看伊红美蓝培养基属于选择培养基
B.过滤装置和水样等均需高压蒸汽灭菌后使用
C.沾在滤杯杯壁上的部分微生物需用蒸馏水冲洗,并再次过滤
D.经推测1L待测水样中大肠杆菌数目约为3300个
【答案】D
【详解】A、含伊红美蓝的培养基从功能上看属于鉴定培养基,A错误;
B、过滤装置和需高压蒸汽灭菌,水样不能灭菌,B错误;
C、沾在滤杯杯壁上的部分微生物需用无菌水冲洗,避免杂菌混入,C错误;
D、10mL菌液中大肠杆菌数目为33个,则1L中的数目为100×33=3300,D正确。
故选D。
知识串联·核心必记
要点01 发酵工程的基本概念与原理
发酵的定义:利用微生物的代谢活动,将原料中的有机物转化为特定产物的过程,分为有氧发酵(如果醋、谷氨酸发酵)和无氧发酵(如果酒、乳酸发酵)。
发酵工程的含义:是指利用微生物的特定性状,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品的技术体系,包括菌种选育、培养基配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程控制、产物的分离和提纯等核心步骤。
核心原理:利用微生物的代谢多样性,通过调控环境条件(温度、pH、溶氧量、营养物质等),使微生物的代谢朝着目标产物的方向进行。
【易错易混】
1.发酵不一定都在无氧条件下进行,有氧发酵需保证充足的溶氧量,无氧发酵需严格隔绝空气。
2.工程与传统发酵技术的区别:发酵工程是规模化、标准化、现代化的生产技术,需严格的无菌操作和精准的条件控制,而传统发酵技术多为自然发酵,菌种复杂。
【典例1】现代发酵工业大大提升了发酵的效率,下列相关叙述错误的是( )
A.选育高产、优质的菌种是发酵工业的前提条件
B.发酵之前需对菌种进行多次扩大培养
C.好氧以及混菌发酵是现代发酵工业的主流
D.发酵过程中需监控温度、pH、溶解氧、营养供给等变化
【答案】C
【详解】A、优良菌种是发酵工业的基础,选育高产、优质菌种可提升产物效率与质量,A正确;
B、工业发酵前需将少量菌种逐级扩大培养至足够数量,以满足大规模发酵需求,B正确;
C、现代发酵工业中,厌氧发酵(如酒精、乳酸发酵)和单一纯种培养(如抗生素生产)仍占主导,混菌发酵应用范围有限,C错误;
D、发酵过程中需实时监测并调控温度、pH、溶解氧、营养物质等参数,以维持微生物最适生长条件,D正确。
故选C。
要点02 发酵工程的基本操作流程
操作步骤
核心要求
注意要点
菌种选育
获得产量高、性状稳定、适应发酵条件的菌种
常用方法:自然选育、诱变育种、基因工程育种(最具针对性);菌种需具备不产毒素、生长快等特点
培养基配制
遵循目的明确、营养协调、pH适宜原则
营养成分:碳源、氮源、水、无机盐、生长因子;根据用途分为选择培养基、鉴别培养基、液体培养基(工业发酵常用)
灭菌
杀死培养基和发酵设备中的所有微生物(包括芽孢和孢子)
常用方法:高压蒸汽灭菌(培养基)、干热灭菌(玻璃器皿)、灼烧灭菌(接种工具);与消毒的区别:灭菌是彻底杀菌,消毒是部分杀菌
扩大培养和接种
将选育的菌种培养至一定数量后,接种到发酵罐中
扩大培养的目的:缩短发酵罐中菌种的调整期,提高发酵效率;接种需在无菌环境下进行
发酵过程控制
实时调控温度、pH、溶氧量、搅拌速度等条件
不同菌种的最适条件不同:如酵母菌果酒发酵最适温度1825℃、无氧,醋酸菌果醋发酵最适温度3035℃、有氧
产物的分离和提纯
根据产物的性质选择合适的方法
方法:蒸馏、萃取、过滤、沉淀、层析等;发酵产物分为初级代谢产物(如氨基酸、核苷酸,与微生物生长繁殖密切相关)和次级代谢产物(如抗生素、毒素,生长稳定期产生)
【易错易混】
1.发酵罐中的关键装置:通气口(控制溶氧量)、搅拌器(增加溶氧、使菌种与培养基充分接触)、pH传感器和温度传感器(实时监测并调控条件)、放料口(收集发酵产物)。
2.物生长的四个时期:调整期→对数期→稳定期→衰亡期,稳定期是发酵生产中获取产物的主要时期。
【典例2】我国科学家通过基因工程改造产甲烷古菌,利用工业废气中的CO2和H2为原料合成生物可降解塑料PHA(PHA是微生物在体内合成的高分子物质,用作能量储备),其工艺流程如下图所示。相关叙述错误的是( )
A.改造后的产甲烷古菌的代谢类型是自养厌氧型
B.改造后的产甲烷古菌在接种前需要利用液体培养基扩大培养
C.发酵工程的中心环节是灭菌,尤其是发酵罐必须进行严格灭菌
D.用稀释涂布平板法对产甲烷古菌进行计数,计数的结果往往比实际活菌数少
【答案】C
【详解】A、改造后的产甲烷古菌可利用工业废气中的CO2和H2为原料合成生物可降解塑料PHA,PHA是微生物在体内合成的高分子物质,用作能量储备,再结合图可知,代谢类型是自养厌氧型,A正确;
B、接种前需要扩大培养增加菌体的数量,扩大培养时使用液体培养基,有利于菌体增殖,B正确;
C、发酵工程的中心环节是发酵罐中的发酵,C错误;
D、用稀释涂布平板法对产甲烷古菌进行计数,当两个或多个细胞连在一起时,在平板上只能观察到一个菌落,因此计数的结果往往比实际活菌数少,D正确。
故选C。
要点03 传统发酵技术的应用(果酒、果醋、腐乳、泡菜)
发酵食品
菌种
代谢类型
发酵条件
主要原理
关键操作
果酒
酵母菌
异养兼性厌氧型
18~25℃、无氧、pH偏酸性
无氧呼吸将葡萄糖分解为酒精和CO₂
榨汁后先通气让酵母菌大量繁殖,再密封发酵;及时排出CO₂
果醋
醋酸菌
异养需氧型
30~35℃、有氧、pH偏酸性
有氧呼吸将酒精(或葡萄糖)分解为醋酸
保证持续通气(如摇床、通气口连接气泵);果酒制作完成后转入果醋发酵条件
腐乳
毛霉等
异养需氧型
15~18℃、有氧、加盐腌制
毛霉产生的蛋白酶将蛋白质分解为多肽和氨基酸,脂肪酶将脂肪分解为甘油和脂肪酸
加盐抑制杂菌生长、析出豆腐水分;加酒和香辛料调味并防腐
泡菜
乳酸菌
异养厌氧型
常温、无氧、加盐水
无氧呼吸将葡萄糖分解为乳酸
盐水煮沸冷却后使用(灭菌并避免杀死乳酸菌);密封泡菜坛,保证无氧环境;测定亚硝酸盐含量(盐酸萘乙二胺法)
【易错易混】
1.果酒制作中,酵母菌的有氧呼吸仅用于菌种的扩大繁殖,无氧呼吸才产生酒精,若通气过晚或密封不严,会导致酒精产量降低。
2.腐乳制作的菌种是毛霉,豆腐上的“白毛”是毛霉的菌丝,加盐腌制时盐的浓度不宜过高或过低,过高会抑制毛霉生长,过低会导致杂菌污染。
【典例3】我国传统发酵技术中流传着“无曲不成酒”、“腌菜坛口若敞口,不出几天菜就臭”等谚语,下列关于这些谚语背后微生物发酵原理的叙述,正确的是( )
A.“无曲不成酒”中的“曲”含酵母菌,酵母菌在有氧条件下将葡萄糖分解为酒精,是酿酒的关键菌种
B.“腌菜坛口敞口菜会臭”是因为氧气充足时,乳酸菌大量繁殖并产生乳酸,导致腌菜腐败变质
C.酿酒时“曲”中的微生物与制作泡菜时的乳酸菌,均为异养生物,且都能在无氧环境中进行代谢
D.腌菜时坛口密封的目的是阻止杂菌进入,与微生物的呼吸方式无关
【答案】C
【详解】A、“无曲不成酒”中的“曲”含酵母菌,但酵母菌在无氧条件下将葡萄糖分解为酒精(酒精发酵),有氧条件下进行有氧呼吸产生CO2和H2O,A错误;
B、“腌菜坛口敞口菜会臭”是因氧气充足时,需氧型杂菌(如腐败菌)大量繁殖导致腐败,乳酸菌为厌氧菌,需无氧环境才能发酵产生乳酸,B错误。
C、酿酒的酵母菌和制作泡菜的乳酸菌都是异养生物,且都能在无氧环境下进行代谢(酵母菌无氧发酵产酒精,乳酸菌无氧发酵产乳酸),C正确;
D、腌菜时坛口密封的目的不仅是阻止杂菌进入,更重要的是创造无氧环境,利于乳酸菌发酵并抑制好氧腐败菌,D错误。
故选C。
01 发酵工程的基本原理与流程分析
(2025·浙江·模拟预测)米曲霉是一类产复合酶的霉菌,主要分布在粮食、发酵食品、腐败有机物和土壤等处,工业上常用厚层通风池制曲,是我国传统酿造酱油的生产菌种。我国利用米曲霉发酵制作酱油的历史悠久,如图是通过发酵制作酱油的流程示意图。阅读材料完成下列小题:
1.下列关于米曲霉的叙述,错误的是( )
A.可用稀释涂布平板法从土壤中分离米曲霉
B.米曲霉具有不同于植物细胞的细胞壁
C.米曲霉发酵需在无氧的条件下进行
D.添加适量的醋酸有利于缩短制曲时间
2.下列关于酱油酿造过程的叙述,错误的是( )
A.制曲过程中小麦、大豆可为米曲霉提供碳源和氮源
B.为利于发酵的进行,应将大豆蒸熟后趁热立即加入米曲霉
C.米曲霉分泌的蛋白酶将蛋白质分解为肽或氨基酸
D.发酵过程中加盐不仅可以调味还可以抑制杂菌的生长
【答案】1.C 2.B
【分析】发酵,是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。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、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。
1.A、可以用稀释涂布平板法从土壤中分离微生物,A正确;
B、米曲霉的细胞壁的主要成分是几丁质,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,B正确;
C、米曲霉发酵需在有氧的条件下进行,C错误;
D、加入醋酸营造酸性环境,更有利于米曲霉的繁殖,D正确。
故选C。
2.A、小麦含有丰富的淀粉、大豆含有丰富的蛋白质,制曲过程中小麦、大豆可为米曲霉提供碳源和氮源,A正确;
B、为利于发酵的进行,应将大豆蒸熟,待冷却后再加入米曲霉,防止高温条件下米曲霉死亡,B错误;
C、发酵过程中,米曲霉合成和分泌蛋白酶,蛋白酶将蛋白质分解为肽或氨基酸,C正确;
D、抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,在发酵池中添加食盐能抑制杂菌的生长,还能调节酱油的风味,D。
故选B。
3.(24-25高三上·浙江绍兴·阶段练习)发酵工程的基本流程如下图,其中①~④代表不同的过程。下列叙述错误的是( )
A.①过程中菌种选育的方法有转基因技术、人工诱变、细胞融合等
B.②过程中菌种在扩大培养前通常需先进行活化
C.③过程中发酵罐和配制好的培养基不需要严格灭菌处理
D.④过程中可通过沉淀、过滤、离心等方法分离出微生物菌体
【答案】C
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配置、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯(生物分离工程)等方面。
【详解】A、菌种选育的方法有自然选育、诱变育种、微生物杂交育种、原生质体融合、基因工程技术等,A正确;
B、菌种活化就是将保藏状态的菌种放入适宜的培养基中培养, 逐级扩大培养是为了 得到纯而壮的培养物,即获得活力旺盛的、接种数量足够的培养物,活化是为了提高活菌浓度和活性,达到好的实验结果,B正确;
C、灭菌就是杀灭其他微生物,以排除对生产、实验的干扰,关键是要对培养基和发酵设备灭菌,C错误;
D、产品不同,分离提纯的方法一般不同。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,D正确。
故选C。
4.(2024·浙江·三模)种子扩大培养是指将保存在冷冻干燥管中的工业菌种接入试管斜面,再经逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程,一般流程如下:斜面菌种→一级种子培养(摇瓶)→二级种子培养(种子罐)→发酵(发酵罐)。下列叙述错误的是( )
A.优良菌种无需扩大培养可直接接种到发酵罐中
B.接入试管斜面的目的是让处于休眠状态的菌种活化
C.将菌种放入摇瓶进行振荡培养,有利于充分获得营养物质和O2
D.种子罐的培养基应接近发酵罐培养的成分和条件,以便菌体适应发酵环境
【答案】A
【分析】发酵工程的基本环节:
(1)菌种的选育: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。
(2)扩大培养:在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养。
(3)培养基的配制: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:培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。
(5)接种:将菌种接种到发酵罐培养液中。
(6)发酵:这是发酵工程的中心环节。①在发酵过程中,要随时检测培养波中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程。②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。
(7)产品的分离、提纯:①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,即得到产品。②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。
【详解】A、优良菌种也需要扩大培养,A错误;
B、接入试管斜面的目的是让处于休眠状态的菌种活化,使之恢复为正常的生活状态,B正确;
C、将菌种放入摇瓶进行振荡培养,振荡培养有利于物质充分利用,也能为目的菌的生长繁殖提供充足的氧气,C正确;
D、种子罐是为了扩大菌种的数量,发酵罐是为了得到发酵产物,种子罐的培养基应接近发酵罐培养的成分和条件,以便菌体适应发酵环境,D正确。
故选A。
5.(2023·浙江嘉兴·二模)在工业发酵中广泛应用补料分批发酵。补料分批发酵是指在微生物发酸由后加酵罐补加新鲜培养基的发酵方式。下列叙述正确的是( )
A.与分批发酵相比,补料分批发酵过程中微生物体内的酶种类变化较小
B.与分批发酵相比,补料分批发酵杂菌污染的概率更小
C.若采用补料分批发酵生产抗生素,补料量和补料频率越大,则产量越高
D.由于发酵罐中可以补料,发酵初期只需加入不经扩大培养的菌种
【答案】A
【分析】分批发酵定义:一封闭系统内含有初始限量基质的发酵方式。特点:环境在发酵过程中不断变化。物理、化学、生物参数都随时间而变化,是一个不稳定的体系。优点:操作简单,操作引起染菌的概率低,不会产生菌种老化和变异等稳定。缺点:非生产时间较长,设备利用率低。
补料分批发酵定义:在发酵过程中,间歇或连续地补加新鲜培养基的发酵方式。优点:使发酵系统中维持很低的基质浓度和连续相比,不需要严格的无菌不产生菌种老化、变异等问题。缺点:存在一定的非生产时间和分批发酵比,中途要流加新鲜培养基,增加了染菌的危险。
【详解】A、补料分批发酵过程中微生物可以处于某一代谢阶段,而不是像分批发酵细胞会完成一个完整的周期,因此微生物体内的酶种类变化较小,A正确;
B、补料分批发酵定义:在发酵过程中,间歇或连续地补加新鲜培养基的发酵方式。优点:使发酵系统中维持很低的基质浓度和连续相比,不需要严格的无菌不产生菌种老化、变异等问题。缺点:存在一定的非生产时间和分批发酵比,中途要流加新鲜培养基,增加了染菌的危险,故与分批发酵相比,补料分批发酵杂菌污染的概率更大,B错误;
C、若采用补料分批发酵生产抗生素,补料量和补料频率越大,其产量并不一定越高,还需考虑微生物的繁殖和代谢情况,C错误;
D、补料使发酵系统中维持很低的基质浓度和连续相比,不需要严格的无菌不产生菌种老化、变异等问题,但是在发酵初期仍需加入经扩大培养的菌种,以便扩大化培养,D错误。
故选A。
6.(2026·浙江杭州·模拟预测)发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用,形成了规模庞大的发酵工业。下列叙述正确的有( )
A.黑曲霉菌是生产谷氨酸的常用菌种,谷氨酸经过一系列处理就能制成味精
B.菌落的大小、数目、有无荚膜等肉眼可见的特征可作为菌种鉴定的依据
C.通过发酵工程从微生物细胞中提取出的单细胞蛋白,可制成微生物饲料
D.乳酸发酵前期产生的乳酸会抑制杂菌生长,积累过多也会抑制乳杆菌
【答案】D
【详解】A、谷氨酸发酵生产常用菌种为谷氨酸棒杆菌,A错误;
B、菌落的鉴定依据是大小、形状、颜色等肉眼可见的菌落特征,“数目” 并非菌种鉴定的特征;而 “荚膜” 是细菌细胞的微观结构,肉眼无法观察,B错误;
C、单细胞蛋白指微生物菌体本身,可直接制成饲料,无需从细胞中提取,C错误;
D、乳酸发酵初期,乳酸菌开始代谢产生乳酸,随着乳酸浓度逐渐升高,发酵环境的pH值会下降,许多杂菌(如大肠杆菌、酵母菌等)对酸性环境耐受性较差,当pH值降低到一定程度,会使杂菌的酶活性受到抑制,细胞膜的稳定性受到影响,从而抑制其生长和繁殖。当乳酸积累到较高浓度时,会对乳杆菌自身产生抑制作用,D正确。
故选D。
02 传统发酵技术的原理与操作判断
1.(2024·浙江绍兴·二模)红茶菌液是一种以糖茶水为原料的微生物发酵饮料,能帮助消化,治疗多种胃病。红茶菌种是酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的共生体,其制备流程为:红茶糖液→接种红茶菌种→发酵→红茶菌液。下列叙述错误的是( )
A.为防止杂菌污染,接种前要将红茶糖液煮沸杀菌
B.可通过加入陈红茶菌液的方法进行接种
C.温度高低既会影响发酵速度,也会影响菌液口味
D.发酵过程需要在严格的无氧条件下进行
【答案】D
【分析】根据题目信息可知,红茶菌是由含酵母菌、醋酸菌和乳酸菌三种菌的混合菌液共同发酵完成,酵母菌为兼性厌氧菌,醋酸菌为好氧菌,乳酸菌为厌氧菌。
【详解】A、接种前要将红茶糖液煮沸杀菌,目的是防止杂菌污染,A正确;
B、可通过加入陈红茶菌液的方法进行接种,目的是增加菌种的数量,B正确;
C、温度会影响细胞呼吸酶的活性,所以温度高低既会影响发酵速度,进而影响菌液口味,C正确;
D、酵母菌属于兼性厌氧菌,醋酸菌属于严格的好氧细菌,乳酸菌属于厌氧细菌,活菌饮料由3种菌共同发酵产生,因此发酵的整个过程不需要在严格的无氧条件下进行,D错误。
故选D。
2.(2026·浙江·模拟预测)某工厂用液态法酿造黄酒的工艺流程如图,其中糯米需经蒸煮、糖化后进行混合菌种发酵。下列关于该工艺的分析,错误的是( )
A.温度、pH、酶浓度等会影响过程①②的酶促反应
B.过程②中的糖化酶可使用米曲霉等霉菌替代
C.过程③初期通入无菌空气,可提高黄酒乙醇含量
D.加入植物乳杆菌联合发酵有利于黄酒风味的形成
【答案】C
【详解】A、酶促反应的速率会受到温度、pH、酶浓度等因素的影响(温度 /pH 过高过低会影响酶活性,酶浓度不足会限制反应速率)。过程①②均是酶催化的反应,因此这些因素会影响过程①②,A正确;
B、米曲霉等霉菌可以产生糖化酶(例如米曲霉能分泌淀粉酶,可将淀粉水解为糖),因此过程②中的糖化酶可以用米曲霉等霉菌替代,B正确;
C、过程③是黄酒发酵,主要依靠酿酒酵母的无氧呼吸产生乙醇。若初期通入无菌空气,酵母会进行有氧呼吸(大量繁殖但不产生乙醇),反而会减少乙醇的生成量,C错误;
D、植物乳杆菌属于乳酸菌,联合发酵时会产生有机酸等代谢产物,这些物质能丰富黄酒的风味(例如增加酸味、香气层次),D正确。
故选C。
3.(2025·浙江·模拟预测)果酒和啤酒是两种常见的饮用酒。相较家酿果酒,工业化生产啤酒的制作工艺稍显复杂,需历经大麦发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序。下列叙述正确的是( )
A.两种酒发酵前都需要对原料进行灭菌
B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌
C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵
D.通过配制培养基、灭菌、分离和培养能获得目标酵母菌
【答案】C
【分析】发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。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。发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。
【详解】A、家酿果酒时一般不对原料进行严格的灭菌处理,因为如果对水果等原料进行灭菌,会杀死水果表面的野生酵母菌,不利于果酒的自然发酵。而工业化生产啤酒时,虽然会对部分原料和设备进行消毒,但也并非对所有原料都进行严格的灭菌,因为过度灭菌可能会破坏原料的营养成分和风味物质,A错误;
B、焙烤的主要目的是使大麦种子停止发芽,同时赋予啤酒独特的风味和色泽,而不是单纯为了杀死大麦种子胚并进行灭菌。在焙烤过程中,高温会使大麦中的酶失活,终止发芽过程,并且会发生一系列的化学反应,产生一些风味物质,B错误;
C、在啤酒制作过程中,经过糖化得到的糖浆含有丰富的糖类等营养物质,经蒸煮可以起到消毒的作用,冷却后接种酵母菌进行发酵,因为酵母菌在适宜的温度下可以将糖类等有机物分解产生酒精和二氧化碳,C正确;
D、通过配制培养基、灭菌、分离和培养可以从自然界中筛选和纯化酵母菌,但不一定能获得目标酵母菌,目标酵母菌可能具有特定的发酵性能和品质要求,仅仅通过常规的分离和培养方法不一定能准确获得符合要求的目标酵母菌,可能还需要进一步的筛选和鉴定,D错误。
故选C。
4.(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
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【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。
5.(2025·浙江·模拟预测)下图是以糯米为原料制作米酒的酿造流程。下列叙述错误的是( )
A.蒸煮既可达到对大米的杀菌,又可使淀粉糊化,利于微生物利用
B.摊饭的目的是使米饭冷却,避免高温引起的微生物死亡
C.糖化发酵是酵母菌将淀粉分解为葡萄糖,后发酵则是酵母菌将葡萄糖分解为酒精
D.煎酒的目的是杀灭其中的微生物,有利于成品酒的贮存、保管
【答案】C
【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、蒸煮时温度高可以杀死杂菌,还可使淀粉糊化,有利于酵母菌中的淀粉酶充分发挥作用,A正确;
B、摊饭的目的是使米饭冷却,待米饭冷却后再加入酒曲是为了避免高温使微生物死亡。因为高温会破坏微生物的细胞结构,导致其失去活性,B正确;
C、酵母菌无法完成糖化发酵,一般需要的是霉菌,C错误;
D、通过煎酒杀死微生物,可防止杂菌污染,有利于成品酒的贮存、保管,且基本不破坏其中的营养成分,D正确。
故选C。
03 培养基的配制与纯化、灭菌操作
1.(2024·浙江·模拟预测)碱性蛋白酶是当前市场上流行的洗涤添加剂。为了培育和分离能产生碱性蛋白酶的地衣芽孢杆菌,实验的基本流程为:采集菌样→扩大培养→纯种分离→计数及性能检测。下列叙述正确的是( )
A.采集的菌样需高压蒸汽灭菌后再进行扩大培养
B.地衣芽孢杆菌的培养基pH值通常要求为中性偏碱
C.用于纯化分离地衣芽孢杆菌的培养基属于鉴别培养基
D.对地衣芽孢杆菌进行分离和计数常采用平板划线法接种
【答案】B
【分析】获得微生物纯培养物是发酵工程的重要基础,可通过纯培养来实现。进行纯培养时,人们需要按照微生物对营养物质的不同需求配制培养基;还需要防止杂菌污染,无菌技术围绕这一点展开,主要包括消毒和灭菌。获得微生物纯培养物的常用方法有平板划线法和稀释涂布平板法。有时,还需要借助选择培养基才能有目的地分离某种微生物。
【详解】A、采集的菌样进行灭菌操作后会把菌种也杀死,A错误;
B、地衣芽孢杆菌是细菌,其培养基pH值通常要求为中性或弱碱性,B正确;
C、用于纯化分离地衣芽孢杆菌的培养基属于选择培养基,C错误;
D、对地衣芽孢杆菌进行分离和计数常采用平板涂布法接种,D错误。
故选B。
2.(2023·浙江·三模)下图为不同稀释度的酵母菌培养液涂布后的实验结果图,下列叙述正确的是( )
A.实验中使用接种环完成上述涂布过程
B.涂布时避免涂布到琼脂边缘,因为沿着琼脂边缘计数菌落更加困难
C.酵母菌扩大培养过程中需要使用液体培养基静置培养
D.计数10-5稀释度下培养皿的菌落数,可以计算出每毫升培养液的酵母细胞个数
【答案】B
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养基表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、由图可知,培养基上菌落分布均匀,使用的接种方法应为稀释涂布平板法,故应用涂布器完成上述涂布过程,A错误;
B、由于菌落生长在边缘时,且易连成片,不容易计数,故涂布时避免涂布到琼脂边缘,B正确;
C、酵母菌在氧气充足的条件下大量增殖,酵母菌扩大培养过程中需要使用液体培养基需震荡培养,增大培养液中氧气的含量,C错误;
D、符合计数的培养基上的菌落数在30-300之间,10-5稀释度下培养皿的菌落数很少,故不可用于计算每毫升培养液的酵母细胞个数,D错误。
故选B。
3.(2024·浙江·模拟预测)某同学将生鱼肉加盐腌在冰箱,两个月后发现鱼肉看着还很新鲜但表面出现黄色颗粒,经专家检测这些黄色颗粒为金黄色葡萄球菌菌落,金黄色葡萄球菌对高温、高盐有一定耐受力,被误食后会导致食物中毒。下列叙述错误的是( )
A.该腌鱼可看作一种天然的选择培养基
B.该同学应对冰箱进行消毒处理
C.腌鱼通过烹煮做熟后,仍可安全食用
D.可用LB 液体培养基大规模快速繁殖金黄色葡萄球菌
【答案】C
【分析】1、观察菌落的形态特征应在固体培养基上进行接种完成后,接种人员必须进行消毒处理,而不是灭菌,因对人无法灭菌,只能消毒;
2、天然培养基主要取自动物体液或从动物组织分离提取。其优点是营养成分丰富,培养效果良好,缺点是成分复杂,来源受限;天然培养基/液的种类很多,包括生物性液体(如血清);组织浸液(如胚胎浸液);凝固剂(如血浆)等;
3、选择培养基是指一类根据特定微生物的特殊营养要求或其对某理化因素抗性的原理而设计的培养基。具有只允许特定的微生物生长,而同时抑制或阻止其他微生物生长的功能。
【详解】A、由题意可知,腌鱼表面生长有金黄色葡萄球菌菌落,可见腌鱼为金黄色葡萄球菌的生长提供了一些天然的营养成分,可以看作一种天然的选择培养基,A正确;
B、由于冰箱内腌鱼表面生长有金黄色葡萄球菌菌落,就需要对冰箱进行消毒处理,B正确;
C、由于该腌鱼已有细菌生长,即使烹煮做熟后还会有有细菌污染,不能食用,C错误;
D、可以用LB液体培养基来大规模快速繁殖金黄色葡萄球菌,D正确。
故选C。
(2023·浙江台州·模拟预测)阅读下列材料,回答下列题。
当培养基以尿素为唯一氮源时,只有能分泌脲酶的微生物才能在该培养基中生长,利用这种培养基就可分离出土壤中能产生脲酶的微生物。微生物利用脲酶分解尿素产生的氨会使培养基的碱性增强,使培养基中的酚红指示剂呈红色,根据菌落周围是否出现红色区域,就可进一步鉴定尿素分解菌。
4.尿素分解菌能在只有尿素作为氮源的尿素固体培养基中生长,其直接利用的氮源是( )
A.尿素 B.氨 C.脲酶 D.蛋白胨
5.在进行“能分解尿素的微生物的分离与计数”活动时,用来判断培养基是否发挥选择作用的对照组是( )
A.未接种的选择培养基 B.已接种的选择培养基
C.未接种的全营养培养基 D.已接种的全营养培养基
【答案】4.B 5.D
【分析】在培养基中添加 (或减去) 某种化学成分,使得只有某些特定的微生物能够生长,其他微生物均不能生长,这样的培养基称为选择培养基。 如在培养基中添加了青霉素后,只有对青霉素有抗性的细菌才能生长,对青霉素敏感的细菌则不能生长。而在不添加任何氮源的培养基上,只有能固氮的微生物才能生 长。使用选择培养基能从混杂的微生物群体中快速筛选出所需种类的目标微生物,也可以从已知种类的混杂的细胞群体中筛选出特定的细胞。
4.题干信息:能分泌脲酶的微生物利用脲酶分解尿素产生的氨,故尿素分解菌能在只有尿素作为氮源的尿素固体培养基中生长,其直接利用的氮源是氨,ACD错误,B正确。
故选B。
5.实验遵循单一变量和对照原则,实验:进行“能分解尿素的微生物的分离与计数”活动,该实验使用的培养基是选择培养基,故用来判断培养基是否发挥选择作用的对照组是已接种的全营养培养基,ABC错误,D正确。
故选D。
6.(2023·浙江·模拟预测)人们为了方便培养基的制作、运输和存储,把培养基所具有的成分脱水后获得干粉或颗粒,称为脱水培养基。下列有关脱水培养基的说法正确的是( )
A.可以直接用来培养细菌
B.使用时不需要再进行灭菌处理
C.脱水培养基中含有碳源和氮源
D.可以用来培养各种微生物
【答案】C
【分析】培养基的化学成分包括 水、无机盐、碳源、氮源 (基本成分)和生长因子等。
【详解】AB、脱水培养基需要加入适量水分,并灭菌后,再用于细菌的培养,A、B错误;
C、脱水培养基中应含有碳源、氮源和无机盐等物质,C正确;
D、脱水培养基不能培养病毒,D错误。
故选C。
1.(2025·浙江杭州·一模)发酵工程具有生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等特点,在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用,使用如图中的发酵罐可进行相应产品的工业发酵。下列说法错误的是( )
A.培养基和发酵罐内都必须经过严格的灭菌,若被杂菌污染,将会导致产量下降
B.在菌种选育过程中,可以利用诱变育种或基因工程育种等手段
C.若发酵罐内正进行果酒发酵,则使用叶轮搅拌的目的是增加发酵液中的溶解氧
D.水在发酵罐夹层流动的作用是冷却,通过控制流速调节罐温
【答案】C
【详解】A、培养基和发酵罐内都必须经过严格的灭菌,若被杂菌污染,杂菌会与发酵菌竞争营养,甚至分泌某些物质杀死发酵用菌种,或者会分解发酵产物从而使产量降低,A正确;
B、菌种选育过程中,可通过诱变育种改良菌种性状,也可通过基因工程育种将优良基因导入原有菌种从而改良性状,B正确;
C、果酒发酵为厌氧发酵,所以搅拌的目的不是为了增加溶解氧,而是为了让菌体和发酵液充分接触,C错误;
D、水可带走发酵罐的热量,从而起到冷却的作用,通过控制流速可调节带走热量的多少从而调节罐温,D正确。
故选C。
2.(2025·浙江·一模)下列有关乳酸菌的叙述,正确的是( )
A.无同源染色体,可进行无丝分裂
B.抗生素不能抑制乳酸菌的增殖生长
C.可用于乳制品的发酵和泡菜的制作
D.可作为工程菌表达出有活性的胰岛素
【答案】C
【详解】A、乳酸菌属于原核生物,其细胞进行二分裂,而无丝分裂是真核生物的细胞分裂方式(如蛙的红细胞),A错误;
B、抗生素通过抑制细菌细胞壁合成或干扰蛋白质合成等机制发挥作用,乳酸菌作为细菌会被抗生素抑制,B错误;
C、乳酸菌在无氧条件下发酵可产生乳酸,用于制作酸奶、泡菜等,C正确;
D、乳酸菌缺乏内质网和高尔基体,无法对真核生物的蛋白质(如胰岛素)进行加工,无法表达有活性的产物,D错误。
故选C。
3.(2025·浙江嘉兴·模拟预测)愈创木酚是酒类产品中重要的风味物质。科学家从发酵的酒醅中筛选得到10株产愈创木酚菌株(菌株1-10),然后用不同底物发酵测定它们的生产能力,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.菌株5、6、10在两种发酵液中的产量均较高
B.可以从发酵的酒醅中分离得到产愈创木酚菌株
C.可以采用稀释涂布平板法分离产愈创木酚菌株
D.为使菌株10发酵获得更多产物应选择高粱糖化液做底物
【答案】D
【分析】微生物常见的接种方法:
1、平板划线分离法:使用接种环在平板培养基表面通过分区划线稀释,以得到单个细胞,进而培养成单菌落;
2、斜面接种法:适用于单个菌落的纯培养、保存菌种或观察细菌的某些特性;
3、液体接种法:将微生物直接接种于液体培养基中,通过振荡或搅拌使微生物均匀生长繁殖;
4、涂布接种法:先倒好平板并凝固,然后将菌液倒入平板上,用涂布棒使其均匀分布,以长出单个菌落。
【详解】A、对比图1(麸皮发酵液 )和图2(高粱糖化发酵液 ),菌株5、6、10在两种发酵液中的液相色谱面积(代表产量 )均相对较高,说明产量较高,A 正确;
B、由题干 “从发酵的酒醅中筛选得到 10 株产愈创木酚菌株”可知,所以可以从发酵酒醅中分离产愈创木酚菌株,B 确;
C、分离微生物常用稀释涂布平板法或平板划线法,对于产愈创木酚菌株,可采用稀释涂布平板法分离,C正确;
D、比较图2(高粱糖化发酵液 )和图1(麸皮发酵液 )可知,菌株10在麸皮发酵液中的液相色谱面积更大(产量更高 ),所以为使菌株10发酵获得更多产物,应选择麸皮发酵液做底物,而非高粱糖化液,D错误。
故选D。
4.(2025·浙江绍兴·二模)下图表示利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线,该过程可变废为宝,提高经济效益,下列叙述错误的是( )
A.该生产过程需先通入一定量空气再隔绝空气的条件下进行
B.可采取过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来
C.使用连续搅拌反应器有助于营养物质和微生物的充分混合
D.该生产过程中,一定有气体生成
【答案】A
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
【详解】A、图示为果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线,对于蛋白质生产,通常需要持续有氧条件以保证菌体生长,不需要隔绝空气,A错误;
B、微生物菌体属于多细胞蛋白,微生物菌体可采取过滤、沉淀等方法从培养液中将其分离出来,B正确;
C、连续搅拌反应器通过搅拌能使营养物质和微生物充分混合,有利于微生物对营养物质的摄取和代谢反应的进行,C正确;
D、酵母菌在无氧条件下和有氧条件下均有二氧化碳产生,即图示生产过程中,一定有气体生成,D正确。
故选A。
5.(2025·浙江温州·三模)实验小组提取葡萄皮表面的微生物来探究葡萄皮上酵母菌菌株类型及酒精发酵能力,基本流程如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.①的目的是获得大量葡萄皮表面的微生物
B.②结果有霉菌,说明实验中出现杂菌污染
C.③可直接观察菌落或制作临时装片观察菌体
D.⑤可通过酸性重铬酸钾显灰绿色的深浅判断
【答案】B
【分析】橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,在酸性条件下,变成灰绿色。
【详解】A、①的目的是获得大量葡萄皮表面的微生物,从中筛选出发酵能力强的酵母菌,A正确;
B、②结果有霉菌,说明葡萄皮上有霉菌,不是杂菌污染引起的,B错误;
C、③过程为菌种鉴定,可直接观察菌落或制作临时装片观察菌体,C正确;
D、⑤过程为发酵能力鉴定,可通过酸性重铬酸钾显灰绿色的深浅判断,因为灰绿色的深浅代表了酒精的多少,D正确。
故选B。
6.(2025·浙江·三模)为检测自来水中细菌数量,研究人员向3个试管中各加入9mL无菌水,取自来水水样1mL,加入到A试管中,摇匀后从A试管取1mL加入B试管中,重复此步骤,直到完成所有预定稀释。从每个试管中分别取0.1mL接种至两个平行平板中,培养后进行菌落计数。4个不同水样的检测结果如下表。下列叙述错误的是( )
水样编号
A平行1
A平行2
B平行1
B平行2
C平行1
C平行2
1
0
0
0
0
0
0
2
数不清
数不清
150
160
15
20
3
数不清
数不清
236
248
35
33
4
数不清
数不清
数不清
数不清
320
330
A.本实验所用的培养基为LB固体培养基
B.从每个试管分别取0.1mL涂布接种两个平行平板是为了减少误差,使实验结果更准确
C.水样2的细菌数约为1.75×104个/mL,水样4的细菌数明显比其他水样多
D.水样3中B组平板上菌落数明显低于C组的10倍,原因可能是B组平板上出现多个细菌形成同一个菌落的现象
【答案】C
【分析】1、配制乳酸菌分离培养基:制备该培养基的步骤是:计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。该培养基的化学成分包括碳源、氮源、水、无机盐四类营养成分,在培养该细菌的培养基中还需要添加维生素。培养基常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法。
2、分离微生物常用的方法:①平板划线法:通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。②稀释涂布平板法:将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。其中,稀释涂布平板法还可以用于对微生物进行计数。
【详解】A、本实验是检测自来水中细菌数量,所用的培养基为细菌通用的LB培养基,由于要数菌落数,因此是固体培养基,A正确;
B、涂布接种两个平行平板是为了减少误差,使实验结果更准确,B正确;
C、A、B、C试管的稀释倍数分别是101、102、103,水样2的细菌数约为103×(15+20)/2/0.1=1.75×105个/mL,C错误;
D、B组平板上菌落数较多,B组稀释度不够,B组平板上很可能出现多个细菌形成同一个菌落的现象,D正确。
故选C。
7.(2025·浙江衢州·模拟预测)糯米酒是一种传统发酵食品,其制作工艺流程为:洗米→浸米→蒸米→拌曲→发酵→成品。拌入的酒曲由糖化菌和酵母菌混合制成。下列叙述正确的是( )
A.糯米酒采用混菌发酵,使用的器具无需消毒灭菌
B.糯米蒸熟后立即拌入酒曲,可以缩短发酵时间
C.糖化菌和酵母菌均可直接利用淀粉进行酒精发酵
D.酒曲中糖化菌和酵母菌的比例会影响糯米酒风味
【答案】D
【分析】糖化菌可以直接利用淀粉将其分解为葡萄糖等糖类,但酵母菌不能直接利用淀粉,它需要先将淀粉分解为葡萄糖等单糖后,才能利用这些单糖进行酒精发酵。
【详解】A、虽然糯米酒采用混菌发酵,但使用的器具需要进行消毒灭菌。因为在发酵过程中,如果器具不进行消毒灭菌,可能会有杂菌污染,杂菌可能会与糖化菌和酵母菌竞争营养物质和生存空间,还可能会产生一些有害物质,影响糯米酒的品质和风味,甚至导致发酵失败,A错误;
B、糯米蒸熟后不能立即拌入酒曲。因为刚蒸熟的糯米温度较高,而高温会杀死酒曲中的糖化菌和酵母菌,导致发酵无法正常进行。通常需要将蒸熟的糯米冷却到适宜的温度(一般为30 ∘ C左右)后再拌入酒曲,这样可以保证微生物的活性,有利于发酵的正常进行,B错误;
C、糖化菌可以直接利用淀粉将其分解为葡萄糖等糖类,但酵母菌不能直接利用淀粉,它需要先将淀粉分解为葡萄糖等单糖后,才能利用这些单糖进行酒精发酵,C错误;
D、酒曲中糖化菌和酵母菌的比例会影响糯米酒的风味。糖化菌的主要作用是将淀粉分解为葡萄糖等糖类,为酵母菌的发酵提供底物;酵母菌则将糖类转化为酒精和二氧化碳。如果糖化菌比例较高,在发酵过程中会产生更多的糖类,后续酵母菌发酵产生的酒精量可能相对较多,酒的口感可能会更甜、酒精度更高;如果酵母菌比例较高,在糖类充足的情况下,会产生更多的酒精,酒的酒精度会更高,但甜味可能会相对降低。此外,不同的比例还可能影响发酵过程中其他代谢产物的生成,从而影响糯米酒的风味,D正确。
故选D。
8.(2025·浙江台州·模拟预测)齐民要术记载了一种酿酒的方法:“一斗曲,杀(消耗)米二石一斗。其酒饭,欲得弱炊(要蒸到很软),炊如食饭法。舒(摊开)使极冷,然后纳之(下酿瓮中)。”下列叙述错误的是( )
A.一斗曲中微生物种类会影响酒的风味
B.二石一斗米被曲中微生物代谢生成酒精等
C.“弱炊”可促进微生物对二石一斗米的利用
D.“舒使极冷”可降低发酵时被杂菌污染的风险
【答案】D
【分析】酵母菌是兼性厌氧菌,无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。酿酒就是利用酵母菌的无氧呼吸,但在酿酒前期需通气培养,以利于酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖。
【详解】A、酒曲中含有多种微生物(如霉菌、酵母菌),不同微生物代谢产物不同,影响酒的风味,A正确;
B、米的主要成分是淀粉,淀粉需先经微生物水解生成葡萄糖,再由酵母菌在无氧条件下呼吸生成酒精,B正确;
C、“弱炊”使米松软,便于微生物分泌的酶水解淀粉,提高淀粉利用率,C正确;
D、“舒使极冷”可以避免高温杀死发酵所需的菌种,D错误。
故选D。
9.(2025·浙江金华·二模)某制醋工艺流程如下图所示。酒曲中含有霉菌、酵母菌、乳酸菌等菌种,霉菌能够产生糖化酶将淀粉水解。醋醅含有醋酸菌。下列叙述错误的是( )
A.该发酵过程属于混菌发酵,可改善成品的风味
B.醋酸发酵过程中经常翻动发酵物,有利于改善通气状况
C.糖化和酒精发酵阶段的温度应高于醋酸发酵阶段的温度
D.装坛的成品中不含有醋酸菌等发酵菌种
【答案】C
【分析】酵母菌是兼性厌氧型真菌,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵,可用于酿酒等。醋酸菌是一种好氧细菌,当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,可用于制作各种风味的醋。
【详解】A、该发酵为传统发酵,属于混菌发酵,可改善成品的风味,A正确;
B、醋酸菌为好氧菌,醋酸发酵过程中经常翻动发酵物,有利于改善通气状况,B正确;
C、糖化和酒精发酵阶段的温度应低于醋酸发酵阶段的温度,C错误;
D、装坛的成品中不含有醋酸菌等发酵菌种,以免成品受杂菌污染而腐败变质,D正确。
故选C。
1.(2026·浙江·高考真题)现代发酵工程已广泛应用于食品、医药等领域。下列叙述错误的是( )
A.发酵原料无需灭菌处理 B.标准化工艺可控制药品质量
C.常用经选育的优良菌种 D.调控发酵条件可改善食品风味
【答案】A
【详解】A、发酵原料需彻底灭菌(如高压蒸汽灭菌),以消灭杂菌,避免干扰目标菌种代谢或产生有害物质。若原料不灭菌,杂菌繁殖会导致发酵失败,A错误;
B、标准化工艺通过控制温度、pH、溶氧量等参数,确保微生物代谢稳定,使药品有效成分含量一致,B正确;
C、优良菌种(如高产青霉素的青霉菌)经诱变育种或基因工程改造,可提升产物产量和纯度,是发酵工程的核心要素,C正确;
D、调控发酵条件(如乳酸菌发酵的温度、时间)直接影响代谢产物种类(如有机酸、酯类),从而改善酸奶、奶酪等食品的风味和质地,D正确。
故选A。
2.(2025·浙江·高考真题)猕猴桃醋生产的基本工艺流程如下,其中①②③表示发酵的三个环节,糖化是将淀粉转化为葡萄糖的过程。
下列叙述错误的是( )
A.通过蒸煮可以杀灭猕猴桃自带的绝大多数微生物
B.麸曲中曲霉的主要作用是对糖类进行氧化分解
C.环节③需要通入无菌空气
D.①②③都需要控制温度、pH 等条件
【答案】B
【详解】A、蒸煮过程中高温可以破坏微生物的细胞结构等,从而杀灭猕猴桃自带的绝大多数微生物,A正确;
B、麸曲中的曲霉主要作用是将淀粉等多糖分解为葡萄糖等单糖,而不是对糖类进行氧化分解,B错误;
C、环节③是醋酸发酵,醋酸菌是好氧菌,所以需要通入无菌空气,C正确;
D、①糖化过程、②酒精发酵、③醋酸发酵都需要适宜的温度和pH等条件来保证微生物的正常生长和代谢,D正确。
故选B。
3.(2025·浙江·高考真题)传统发酵技术为我们提供了多种食品、饮料及调味品。下列叙述错误的是( )
A.泡菜的风味由乳酸菌的种类决定
B.用果酒发酵制作果醋的主要菌种是醋酸菌
C.家庭酿制米酒的过程既有需氧呼吸又有厌氧呼吸
D.传统发酵通常是利用多种微生物进行的混合发酵
【答案】A
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、泡菜的风味由原料、发酵菌种类、发酵环境等因素共同决定的,A错误;
B、用果酒发酵制作果醋的主要菌种是醋酸菌,醋酸菌是好氧型微生物,B正确;
C、家庭酿制米酒主要用的是酵母菌,在酿制米酒的过程中,首先让酵母菌在有氧的环境进行增殖,然后在无氧的环境中进行发酵,C正确;
D、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,D正确。
故选A。
(2024·浙江·高考真题)阅读下列材料,完成下面小题。
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。
4.下列关于酒精发酵和醋酸发酵的叙述,错误的是( )
A.酒精发酵是吸能反应 B.酒精发酵在无氧条件下进行
C.醋酸发酵是放能反应 D.醋酸发酵在有氧条件下进行
5.下列关于柿子醋酿造过程的叙述,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.用不同品种和成熟度的柿子酿造的柿子醋风味相同
【答案】4.A 5.D
【分析】酒精发酵是利用的酵母菌的无氧呼吸,需要的是无氧条件;醋酸发酵利用的是醋酸菌的有氧呼吸,需要的是有氧条件。
4.A、酒精发酵是利用的酵母菌的无氧呼吸,属于放能反应,A错误;
B、酒精发酵是利用的酵母菌的无氧呼吸,需要的是无氧条件,B正确;
C、醋酸发酵利用的是醋酸菌的有氧呼吸,属于放能反应,C正确;
D、醋酸发酵利用的是醋酸菌的有氧呼吸,需要的是有氧条件,D正确。
故选A。
5.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,避免浓度过高影响醋酸菌生命活动,C正确;
D、用不同品种和成熟度的柿子酿造的柿子醋风味不相同,D错误。
故选D。
(2023·浙江·高考真题)阅读下列材料,完成下面小题。
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。
6.小曲白酒的酿造过程中,酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用,下列叙述正确的是( )
A.有氧呼吸产生的[H]与O2结合,无氧呼吸产生的[H]不与O2结合
B.有氧呼吸在线粒体中进行,无氧呼吸在细胞质基质中进行
C.有氧呼吸有热能的释放,无氧呼吸没有热能的释放
D.有氧呼吸需要酶催化,无氧呼吸不需要酶催化
7.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
【答案】6.A 7.D
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
6.A、有氧呼吸产生的[H]在第三阶段与O2结合生成水,无氧呼吸产生的[H]不与O2结合,A正确;
B、有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行,第二和第三阶段分别在线粒体基质和线粒体内膜中进行,无氧呼吸的两个阶段都在细胞质基质中进行,B错误;
C、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程中释放的能量均大多以热能散失,但无氧呼吸是不彻底的氧化分解过程,大部分能量存留在酒精,C错误;
D、有氧呼吸和无氧呼吸过程都需要酶的催化,只是酶的种类不同,D错误。
故选A。
7.A、由于酿酒酵母不能直接利用淀粉发酵产生酒精(乙醇),故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,以供发酵利用,A正确;
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,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;
C、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;
D、蒸熟并摊晾的原料需要冷却后才可加入糟醅,以免杀死菌种,且需要在有氧条件下培养一段时间,让酵母菌大量繁殖,此后再密封进行酒精发酵,D错误。
故选D。
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