2026届高三复习：微生物培养发酵工程高考题解题技巧和高考题目类型

微生物培养发酵工程高考题解题技巧和高考题目类型 一、高考核心命题规律 微生物培养与发酵工程是高考生物生物技术与工程模块的核心考点，多以选择题 + 非选择题组合形式考查，分值稳定在 8-12 分。命题侧重教材基础实验实操、传统发酵技术应用、微生物分离纯化与计数，常结合生产生活实例、环境治理、菌种筛选等真实情境命题，注重考查知识迁移、实验分析与规范答题能力，难度中等，是高考生物的易得分、易失分重难点。 二、高考题目类型及核心考点 （一）传统发酵技术应用类 1. 题型特征 以果酒、果醋、泡菜、腐乳等传统发酵食品制作为情境，考查发酵菌种、原理、条件控制、操作细节及物质变化。 2. 核心考点 · 发酵菌种辨析：酵母菌（兼性厌氧、真核生物）、醋酸菌（好氧、原核生物）、乳酸菌（厌氧、原核生物）、毛霉（异养需氧、真核生物）的代谢特点； · 发酵条件控制：温度（果酒 18-25℃、果醋 30-35℃、泡菜常温）、氧气、盐 / 酒精浓度； · 发酵原理：无氧呼吸产酒精、醋酸发酵、乳酸发酵的反应式与过程； · 操作易错点：泡菜坛密封、防止杂菌污染、亚硝酸盐含量变化规律。 【真题 / 模拟题】 1. 2021 乙卷・（酱油发酵） （2021•乙卷）工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物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图。 回答下列问题： （1）米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的　蛋白质　 可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供　碳源和能量　 。 （2）米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的　蛋白酶　 、　脂肪酶　 能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和　氨基酸　 。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于　异养好氧　 （填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”）微生物。 （3）在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于　原核生物　 （填“真核生物”或“原核生物”）；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是　酒精和二氧化碳　 。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是　食盐　 （答出1点即可）。 【答案】（1）蛋白质 碳源和能量 （2）蛋白酶 脂肪酶 氨基酸 异养好氧 （3）原核生物 酒精和二氧化碳 食盐 【分析】1、微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求．对异养微生物来说，含C、N的化合物既是碳源，也是氮源，即有些化合物作为营养要素成分时并不是起单一方面的作用． 2、毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸． 【解答】解：（1）米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的蛋白质含有N，可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供碳源和能量。 （2）米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程，蛋白酶、脂肪酶能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，说明米曲霉属于异养好氧型微生物。 （3）在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于原核生物；添加的酵母菌在无氧条件下将葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是食盐、酒精等． 故答案为： （1）蛋白质 碳源和能量 （2）蛋白酶 脂肪酶 氨基酸 异养好氧 （3）原核生物 酒精和二氧化碳 食盐 2. 2026 模拟・（酸笋） （2026•丰满区校级模拟）酸笋的制作常采用“米汤发酵法”。其流程为选取新鲜竹笋，去壳切分后放入泡菜坛中，注入米汤完全浸没笋体，撒上适量食盐，盖上坛盖并在坛沿注水密封，置于适宜温度下发酵。下列叙述错误的是（　　） A．竹笋切片可缩短发酵时长 B．无需间歇打开坛盖排出二氧化碳 C．坛沿注水密封以创造无氧环境 D．使用米汤能为微生物提供丰富碳源和氮源 【答案】D 【分析】泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌，在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。 【解答】解：A、竹笋切片可以增大竹笋与发酵微生物、发酵液的接触面积，加快发酵反应速率，缩短发酵时长，A正确； B、酸笋发酵的核心菌种为乳酸菌，乳酸菌无氧呼吸只生成乳酸，不产生CO2，并且开盖会引入O2抑制乳酸菌代谢、增加杂菌污染风险，所以不需要间歇打开坛盖排气，B正确； C、乳酸菌属于厌氧型微生物，坛沿注水密封可以隔绝外界空气，为乳酸菌发酵创造所需的无氧环境，C正确； D、米汤的主要成分为淀粉，可以为微生物提供丰富碳源，但是米汤中蛋白质等含氮物质含量极低，不能提供丰富氮源，D错误。 故选：D。 （二）微生物的实验室培养类 1. 题型特征 围绕培养基制备、无菌技术、微生物接种与培养展开，考查基础操作、原理及注意事项，选择题和非选择题均有涉及。 2. 核心考点 · 培养基相关：成分（碳源、氮源、水、无机盐、生长因子）、分类（液体 / 固体 / 半固体、选择 / 鉴别培养基）、制备流程； · 无菌技术：消毒（煮沸、巴氏、化学药剂、紫外线）与灭菌（灼烧、干热、高压蒸汽）的方法、适用对象及区别； · 培养操作：倒平板、接种、平板倒置培养、空白对照设置（检测培养基灭菌是否合格）。 【真题 / 模拟题】 1. 2022 乙卷・（菌株 C 培养） （2022•乙卷）化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。 碳源 细胞干重（g/L） S产量（g/L） 葡萄糖 3.12 0.15 淀粉 0.01 0.00 制糖废液 2.30 0.18 回答下列问题。 （1）通常在实验室培养微生物时，需要对所用的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有 　干热灭菌、湿热灭菌（或高压蒸汽灭菌）　 （答出2点即可）。 （2）由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是 　葡萄糖　 ；用菌株C生产S的最适碳源是 　制糖废液　 。菌株C的生长除需要碳源外，还需要 　氮源、无机盐、生长因子　 （答出2点即可）等营养物质。 （3）由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是 　缺少淀粉酶　 。 （4）若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：　设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株C，测定不同浓度制糖废液中S产量，寻找S产量最大的碳源浓度，确定最适碳源浓度　 。 （5）利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是 　减少污染、节省原料、降低生产成本　 （答出1点即可）。 【答案】（1）干热灭菌、湿热灭菌（或高压蒸汽灭菌） （2）葡萄糖 制糖废液 氮源、无机盐、生长因子 （3）缺少淀粉酶 （4）设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株C，测定不同浓度制糖废液中S产量，寻找S产量最大的碳源浓度，确定最适碳源浓度 （5）减少污染、节省原料、降低生产成本 【分析】1、培养基要满足微生物生长所需的水、无机盐、碳源、氮源，以及微生物对pH、O2、特殊营养物质（如维生素）的需求。 2、题干分析：以不同碳源（碳源种类）为自变量，细胞干重作为因变量来判断菌体生长情况，S产量也是因变量。若要进一步研究某种碳源的浓度对菌体生长和S产量的影响，则要以该碳源的浓度作为自变量。 【解答】解：（1）防止杂菌污染是获得纯净的微生物培养物的关键，对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有干热灭菌、湿热灭菌、高压蒸汽灭菌（湿热灭菌中效果最好的方法）。 （2）分析题干实验结果，以葡萄糖为碳源时，细胞干重最大，故菌株C生长的最适碳源是葡萄糖；以制糖废液为碳源时，S产量最高，故用菌株C生产S的最适碳源是制糖废液。微生物的生长需要水、无机盐、碳源、氮源以及特殊的营养物质，故菌株C的生长除需要碳源外，还需要氮源、无机盐、生长因子等营养物质。 （3）由实验结果可知，菌株C可以利用葡萄糖，但在以淀粉为碳源时，菌株C不能生长，说明菌株C无法利用淀粉，分析其原因是菌株C不能合成淀粉酶，导致其无法利用淀粉。 （4）以制糖废液作为碳源，进一步确定生产S的最适碳源浓度，可以以碳源浓度作为自变量，不同碳源浓度下S产量作为因变量，实验思路为：设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株C，测定不同浓度制糖废液中S产量，寻找S产量最大的碳源浓度，从而确定最适碳源浓度。 （5）利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是减少污染、节省原料、降低生产成本等。 故答案为： （1）干热灭菌、湿热灭菌（或高压蒸汽灭菌） （2）葡萄糖 制糖废液 氮源、无机盐、生长因子 （3）缺少淀粉酶 （4）设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株C，测定不同浓度制糖废液中S产量，寻找S产量最大的碳源浓度，确定最适碳源浓度 （5）减少污染、节省原料、降低生产成本 2. 2018 新课标 Ⅱ・（消毒灭菌） （2018•新课标Ⅱ）在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。 回答下列问题： （1）在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具　可以　 （填“可以”或“不可以”）放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。 （2）牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是　既可以杀死病菌，又能保持物品中营养物质风味不变　 。 （3）密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能　破坏DNA结构　 。在照射前，适量喷洒　消毒液　 ，可强化消毒效果。 （4）水厂供应的自来水通常是经过　氯气　 （填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”）消毒的。 （5）某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是　冷空气没有排除充分　 。 【答案】见试题解答内容 【分析】1、无菌技术的主要内容 ①对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒； ②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌 ③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行； ④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。 2、消毒和灭菌 消毒 灭菌 概念 使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包芽孢和孢子） 使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物（包括芽孢和孢子） 常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌 适用对象 操作空间、某些液体、双手等 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等 【解答】解：（1）在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌，并且金属材质的也可以用灼烧灭菌。 （2）与煮沸消毒法相比，巴氏消毒法或高温瞬时消毒法在较低温度下，既可以杀死病菌，又能保持物品中营养物质风味不变。 （3）紫外线照射消毒的原因是紫外线能破坏DNA结构。在照射前，适量喷洒消毒液，可强化消毒效果。 （4）水厂供应的自来水通常是经过氯气消毒的。 （5）某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是冷空气没有排除充分。 故答案为： （1）可以 （2）既可以杀死病菌，又能保持物品中营养物质风味不变 （3）破坏DNA结构 消毒液 （4）氯气 （5）冷空气没有排除充分 （三）微生物的分离与计数类 1. 题型特征 高考高频非选择题，以菌种筛选、活菌计数为核心，侧重实验流程、方法选择、结果计算与误差分析。 2. 核心考点 · 接种方法：平板划线法（纯化、不可计数）、稀释涂布平板法（纯化、活菌计数）的操作、工具、适用场景； · 选择培养基应用：筛选尿素分解菌、纤维素分解菌、耐药菌的原理； · 计数方法：稀释涂布平板法计数（计算公式、菌落数 30-300 平板选择）、显微镜直接计数法（血细胞计数板、总菌数计数）； · 菌种鉴定：纤维素分解菌的刚果红染色法、尿素分解菌的酚红指示剂鉴定； · 误差分析：计数结果偏大 / 偏小的原因、杂菌污染的影响。 【真题 / 模拟题】 1. 2019 新课标 Ⅱ・（降解 W 细菌筛选） （2019•新课标Ⅱ）物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌（目标菌）。回答下列问题。 （1）要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是　W　 。 （2）在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落（如图所示）。如果要得到目标菌，应该选择　乙　 菌落进一步纯化。选择的依据是　乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W　 。 （3）土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源，若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论，即　将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源　 。 （4）该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶（酶E）。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。 ①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加　缓冲液　 ，三处滴加量相同。 ②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明　缓冲液不能降解W　 ；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明　酶E与天然酶降解W的能力相近　 。 【答案】见试题解答内容 【分析】筛选培养基是指根据某种微生物的特殊营养要求或对某些化学、物理因素的抗性而设计的，能选择性地区分这种微生物的培养基。利用选择培养基，可使混合菌群中的目标菌种变成优势种群，从而提高该种微生物的筛选效率。 【解答】解：（1）该研究小组的目标菌是能够降解物质W的细菌，而物质W是一种含氮有机物，故可作筛选培养基中的氮源。 （2）研究小组的目标菌，是能够降解物质W的细菌，培养基中乙菌落的周围出现透明圈，说明乙菌落能够降解物质W，故乙菌落为该小组的目标细菌。 （3）目标菌能够利用空气中的氮气作为氮源，故选用的筛选培养基不添加氮源，能够在无氮源的培养基上生存的细菌便是目的细菌，故实验操作为：将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。 （4）①C处作为空白对照，要排除作为溶剂的缓冲液对实验可能造成的影响，故需要在C处滴加缓冲液，且保持滴加量相同；②培养基中的透明圈表示物质W被降解的情况，若C处不出现透明圈，则说明缓冲液不能降解物质W；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明物质W被降解的程度相近，即酶E与天然酶降解物质W的能力相近。 故答案为：（1）W （2）乙 乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W （3）将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源 （4）①缓冲液 ②缓冲液不能降解W 酶E与天然酶降解W的能力相近 2. 2026 模拟・（尿素分解菌计数） （2026•西城区模拟）某同学探究公园土壤中分解尿素的细菌的数量，部分结果如图。相关叙述正确的是（　　） A．培养基以尿素为唯一碳源 B．采用平板划线法进行接种 C．用无菌水对土壤浸出液进行梯度稀释 D．菌落太少，不适合分解尿素细菌的计数 【答案】C 【分析】1、分解尿素的细菌的鉴定：细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基的碱性增强，在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养细菌，若指示剂变红，可确定该种细菌能够分解尿素。 2、平板划线法通过接种环在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的表面。经数次划线后培养，可以分离得到单菌落。 【解答】解：A、培养基以尿素为唯一氮源，不是唯一碳源，A错误； B、对细菌数量进行计数需要采用稀释涂布平板法，平板划线法不能用于菌落计数，且图中菌落均匀分布，也不符合平板划线法的菌落分布特征，B错误； C、稀释涂布平板法操作中，需要用无菌水对土壤浸出液进行梯度稀释，既可以避免杂菌污染，也能获得合适浓度的菌液，C正确； D、微生物计数要求平板上的菌落数在30～300之间，图中菌落数符合该范围，可用于计数，D错误。 故选：C。 （四）发酵工程及应用类 1. 题型特征 结合工业发酵生产、生物制药、环境治理等情境，考查发酵工程流程、菌种选育、发酵条件调控及产物分离。 2. 核心考点 · 发酵工程基本流程：菌种选育→培养基配制→灭菌→接种→发酵培养→分离提纯； · 发酵条件调控：温度、pH、溶氧量、营养物质浓度对发酵的影响； · 菌种选育：诱变育种、基因工程育种的应用； · 发酵产物：初级代谢产物（氨基酸、维生素）、次级代谢产物（抗生素、毒素）的特点。 【配套真题 / 模拟题插入】 1. 2023 乙卷・（秸秆生产乙醇） （2023•乙卷）某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆（清水淋洗时菌T不会流失），在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵（酒精发酵）。实验流程如图所示。 回答下列问题。 （1）在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，其原因是 　T菌能分泌纤维素酶，将纤维素分解生成葡萄糖　 。 （2）采用液体培养基培养酵母菌，可以用淋洗液为原料制备培养基，培养基中还需要加入氮源等营养成分，氮源的主要作用是 　参与合成含氮化合物（蛋白质和核酸）　 （答出1点即可）。通常，可采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。在使用该方法时，为了达到良好的灭菌效果，需要注意的事项有 　①灭菌物品不要放的太挤；②冷空气完全排尽后，开始加压　 （答出2点即可）。 （3）将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是 　制造无氧环境，使酵母菌进行酒精发酵，同时保证密闭环境，防止杂菌进入　 。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是 　排出酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳，防止完全打开瓶盖，杂菌污染　 。发酵液中的乙醇可用 　酸化的重铬酸钾　 溶液检测。 （4）本实验收集的淋洗液中的 　葡萄糖　 可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，本实验中乙醇生产方式的优点是 　可以节约粮食，降低生产成本，同时保护环境。　 。 【答案】（1）T菌能分泌纤维素酶，将纤维素分解生成葡萄糖 （2）参与合成含氮化合物（蛋白质和核酸）；①灭菌物品不要放的太挤，②冷空气完全排尽后，开始加压 （3）制造无氧环境，使酵母菌进行酒精发酵，同时保证密闭环境，防止杂菌进入；排出酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳，防止完全打开瓶盖，杂菌污染；酸化的重铬酸钾 （4）葡萄糖；可以节约粮食，降低生产成本，同时保护环境。 【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。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～25℃；生产中是否有酒精的产生，可用酸性重铬酸钾来检验，该物质与酒精反应呈现灰绿色。 【解答】解：（1）在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，说明T菌能分泌纤维素酶，将纤维素分解生成葡萄糖。 （2）氮源进入细胞后，可参与合成含氮化合物，其中的生物大分子有蛋白质和核酸，通常，可采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。在使用该方法时，为了达到良好的灭菌效果，需要注意的事项有：①灭菌物品不要放的太挤；②冷空气完全排尽后，开始加压；③压力表压力降为零时，再打开排气阀，打开盖子；④同时旋转相对的两个螺栓，使螺栓松紧一致等。 （3）拧紧瓶盖的主要目的是：制造无氧环境，使酵母菌进行酒精发酵，同时保证密闭环境，防止杂菌进入。拧松的目的是排出酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳，不完全打开的目的是防止杂菌污染，发酵液中的乙醇可用酸化的重铬酸钾溶液检测。 （4）本实验收集的淋洗液中的葡萄糖可以作为酵母菌生产乙醇的原料。作物秸秆生产燃料乙醇，可以节约粮食，降低生产成本，同时保护环境。 故答案为： （1）T菌能分泌纤维素酶，将纤维素分解生成葡萄糖 （2）参与合成含氮化合物（蛋白质和核酸）；①灭菌物品不要放的太挤，②冷空气完全排尽后，开始加压 （3）制造无氧环境，使酵母菌进行酒精发酵，同时保证密闭环境，防止杂菌进入；排出酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳，防止完全打开瓶盖，杂菌污染；酸化的重铬酸钾 （4）葡萄糖；可以节约粮食，降低生产成本，同时保护环境。 2. 2026 模拟・（青霉素发酵） （2026•成都模拟）青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素，它的研制成功大大增强了人类抵抗细菌性感染的能力，带动了抗生素家族的诞生。工业上生产青霉素的发酵工程流程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．①为菌种选育，②为扩大培养，种子罐不需要进行灭菌 B．③环节常用高压蒸汽灭菌，之后用涂布平板法完成接种 C．④为发酵中心环节，要随时检测青霉菌数量、产物浓度 D．⑤过程从发酵液提取青霉素，常用的方法是过滤和沉淀 【答案】C 【分析】（1）发酵工程的基本环节有：发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等方面。 （2）发酵工程的中心环节应该注意： 发酵罐内的发酵是发酵工程的中心环节，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产物的形成。 【解答】解：A、发酵工程的所有设备（包括种子罐）都必须进行严格灭菌，防止杂菌污染，否则会导致发酵失败；A错误； B、③是培养基灭菌，常用高压蒸汽灭菌；但后续接种是将二级种子罐的菌种接入发酵罐，属于液体接种，B错误 C、④是发酵罐发酵阶段，是整个流程的核心环节。发酵过程中需要实时监测温度、pH、溶氧量、菌体数量、产物浓度等参数，以便及时调整发酵条件，保证青霉素的产量，C正确； D、青霉素是次级代谢产物，存在于发酵液中，其提取方法通常是萃取、蒸馏或离子交换；过滤和沉淀是用于分离菌体（如单细胞蛋白）的方法，不适合提取青霉素这类小分子代谢产物，D错误。 故选：C。 （五）综合实验探究类 1. 题型特征 结合多种知识点，设置探究性实验，考查实验设计、变量控制、结果分析与结论推导，难度较高。 2. 核心考点 · 实验变量控制：单一变量原则、对照原则（空白对照、条件对照、相互对照）； · 实验方案完善：探究发酵条件、菌种活性、培养基成分对实验的影响； · 实验结果分析：数据处理、曲线解读、异常结果原因分析。 【真题 / 模拟题】 1. 2026 模拟・（纤维素酶基因工程菌） （2026•石河子校级模拟）某研究小组将纤维素酶基因（N）插入某种细菌（B1）的基因组中，构建高效降解纤维素的菌株（B2）。该小组在含有N基因的质粒中插入B1基因组的M1与M2片段；再经限制酶切割获得含N基因的片段甲，片段甲两端分别为M1与M2；利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术将片段甲插入B1的基因组，得到菌株B2。酶切位点（Ⅰ～Ⅳ）、引物（P1～P4）的结合位置、片段甲替换区如图所示，→表示引物5'→3'方向。回答下列问题。 （1）从自然界中取得土壤样品，为筛选出能够降解纤维素的菌株，应以　纤维素　 为唯一碳源，制备　选择　 培养基，除碳源外培养基中还应有　氮源、水、无机盐　 等营养物质。 （2）在培养基中加入　刚果红　 染液，菌株若可降解纤维素会分泌降解纤维素的酶，使菌株周围出现透明圈，可通过透明圈的大小初步判断纤维素酶的能力，但有人指出透明圈大小不能作为判断纤维素酶能力的唯一标准，从平板制作的角度分析原因　涂布可能会造成菌落大小不一，则透明圈直径的大小不同，且透明圈直径的大小还可能与平板的厚薄、平整度等有关　 。 （3）该小组在含有N基因的质粒中插入B1基因组的M1与M2片段应该位于　M1位于质粒的Ⅰ和Ⅱ位点之间，M2位于质粒的Ⅲ和Ⅳ位点之间　 位置。 （4）启动子可以被　RNA聚合酶　 识别和结合，从而启动转录。利用PCR扩增目的基因时，需要的原料是　4种脱氧核苷酸　 ，引物通过　碱基互补配对　 原则与模板特异性结合。若目标扩增片段的长度　大于　 （大于、小于或等于）B1扩增片段的长度，则表明高效降解纤维素的菌株B2构建成功，原因是　与原来正常的B1扩增片段相比，构建的B2菌株是将N基因插入其中，发生了碱基对的增添，因此B2的序列应该更长　 。 【答案】（1）纤维素 选择 氮源、水、无机盐 （2）刚果红 涂布可能会造成菌落大小不一，则透明圈直径的大小不同，且透明圈直径的大小还可能与平板的厚薄、平整度等有关 （3）M1位于质粒的Ⅰ和Ⅱ位点之间，M2位于质粒的Ⅲ和Ⅳ位点之间 （4）RNA聚合酶 4种脱氧核苷酸 碱基互补配对 大于 与原来正常的B1扩增片段相比，构建的B2菌株是将N基因插入其中，发生了碱基对的增添，因此B2的序列应该更长 【分析】1、PCR原理：在高温作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。 2、PCR反应过程是：变性→复性→延伸。 【解答】解：（1）以纤维素为唯一碳源的培养基可筛选降解纤维素的菌株，这样的培养基为选择培养基。微生物培养基所含的营养物质有碳源、氮源、水、无机盐。 （2）纤维素可与刚果红形成红色复合物，若纤维素被酶分解，则围绕菌株形成透明圈。涂布可能会造成菌落大小不一，则透明圈直径的大小不同，且透明圈直径的大小还可能与平板的厚薄、平整度等有关，故不能以水解圈大小作为判断微生物产纤维素酶能力的唯一依据。 （3）将M1插入质粒的Ⅰ和Ⅱ位点之间，M2插入质粒的Ⅲ和Ⅳ位点之间可确保片段甲含有启动子和终止子。 （4）转录过程中RNA聚合酶可特异性地识别并结合启动子序列，起始转录。PCR扩增目的基因时，需要的原料是4种脱氧核苷酸，引物通过碱基互补配对的原则与模板结合。与原来正常的B1扩增片段相比，构建的B2菌株是将N基因插入其中，发生了碱基对的增添，因此B2的序列应该更长。 故答案为： （1）纤维素 选择 氮源、水、无机盐 （2）刚果红 涂布可能会造成菌落大小不一，则透明圈直径的大小不同，且透明圈直径的大小还可能与平板的厚薄、平整度等有关 （3）M1位于质粒的Ⅰ和Ⅱ位点之间，M2位于质粒的Ⅲ和Ⅳ位点之间 （4）RNA聚合酶 4种脱氧核苷酸 碱基互补配对 大于 与原来正常的B1扩增片段相比，构建的B2菌株是将N基因插入其中，发生了碱基对的增添，因此B2的序列应该更长 2. 2026 模拟・（乳酸菌细菌素抑菌） （2026•新疆模拟）细菌素是由细菌产生的对同种不同菌株或近缘菌株具有抑制作用的蛋白质，对产生菌自身无抑制作用，可作为安全的食品防腐剂。某研究团队开展筛选产细菌素的乳酸菌实验。回答下列问题。 （1）培养乳酸菌常用MRS培养基，MRS培养基的配方（每升）是：蛋白胨10.0g，牛肉粉5.0g，酵母粉4.0g，葡萄糖20.0g，磷酸氢二钾2.0g，乙酸钠5.0g，柠檬酸三铵[（NH4）3C6H5O7]2.0g，硫酸镁0.2g，硫酸锰0.05g，吐温80（C64H124O26）1.0g，pH6.5。以上培养基的组分中能提供氮源的是　蛋白胨、牛肉粉、酵母粉和柠檬酸三铵　 。为使乳酸菌在该培养基中正常生长繁殖，还需要提供的外界环境条件是　适宜的温度、无氧环境　 （答出2点）。从传统发酵乳制品中得到不同乳酸菌纯培养物的接种方法是　稀释涂布平板法（或“平板划线法”）　 。 （2）除细菌素外，乳酸菌产生的乳酸、H2O2等物质也可能起到抑菌作用。为确定该种乳酸菌是否仅通过细菌素发挥抑菌作用，进行了如下实验： ①将无乳酸菌培养液（甲）和含乳酸菌培养液（乙）的pH调节至某相同数值，若该pH条件下甲、乙的抑菌结果分别是　无抑菌作用、有抑菌作用　 ，则可排除是该种乳酸菌产生的乳酸起抑菌作用。 ②将乳酸菌培养液用较高的适宜温度水浴一段时间，若水浴前后的抑菌效果　相同　 ，则可排除是该种乳酸菌产生的H2O2起抑菌作用。 ③设计实验证明该种乳酸菌仅通过细菌素发挥抑菌作用，简要写出实验思路及预期结果　实验思路：用某种蛋白酶处理乳酸菌培养液，比较处理前后的乳酸菌培养液培养液有无抑菌作用。预期结果：处理后的乳酸菌培养液无抑菌作用　 。 【答案】（1）蛋白胨、牛肉粉、酵母粉和柠檬酸三铵；适宜的温度、无氧环境；稀释涂布平板法（或“平板划线法”） （2）无抑菌作用、有抑菌作用；相同；实验思路：用某种蛋白酶处理乳酸菌培养液，比较处理前后的乳酸菌培养液培养液有无抑菌作用。预期结果：处理后的乳酸菌培养液无抑菌作用 【分析】培养基一般都含有水、碳源 （提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无 机盐等营养物质。此外，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。例如，在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素；在培养霉菌时，需要将培养基调至酸性；在培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性；在培养厌氧微生物时，需要提供无氧的条件。 【解答】解：（1）氮源是能为微生物生长提供氮元素的物质。蛋白胨、牛肉浸膏、酵母粉、柠檬酸三铵[（NH4）3C6H5O7]中都含有氮元素，所以能提供氮源的是蛋白胨、牛肉浸膏、酵母粉、柠檬酸三铵。乳酸菌是厌氧菌，其生长繁殖需要无氧环境；同时，微生物的生长繁殖对温度有要求，温度会影响微生物体内酶的活性等，也是需要提供的外界环境条件。从传统发酵乳制品中得到不同乳酸菌纯培养物，常用的方法是稀释涂布平板法或平板划线法。 （2）①调节至相同的pH值，是为了创造一个“酸性不起作用”的对照条件。在这个基础上，如果甲无抑菌作用，乙仍然有抑菌作用，那就说明乙中存在除乳酸（酸性）以外的抑菌物质，从而将乳酸的抑菌作用排除掉。 ②H2O2受热易分解。将乳酸菌培养液用较高的适宜温度水浴一段时间，不杀死细菌素但能分解H2O2，前后抑菌效果相同，则说明不是H2O2的作用。 ③要证明“仅通过细菌素发挥抑菌作用”，需要排除其他抑菌物质的作用，并验证细菌素的作用。实验思路：用蛋白酶处理乳酸菌培养液（细菌素是蛋白质，会被蛋白酶水解），比较处理前后的抑菌效果。预期结果：处理前的培养液有抑菌作用，处理后的培养液无抑菌作用，说明抑菌作用是由细菌素（蛋白质）引起的。 故答案为： （1）蛋白胨、牛肉粉、酵母粉和柠檬酸三铵；适宜的温度、无氧环境；稀释涂布平板法（或“平板划线法”） （2）无抑菌作用、有抑菌作用；相同；实验思路：用某种蛋白酶处理乳酸菌培养液，比较处理前后的乳酸菌培养液培养液有无抑菌作用。预期结果：处理后的乳酸菌培养液无抑菌作用 3. 2026 模拟・第 28 题（萘降解菌代谢途径） （2026•武汉模拟）萘是石油污染物中难以降解的物质。科学家筛选出了能有效降解萘的微生物——假单胞菌，用于清除环境中的石油污染物。萘在假单胞菌中的代谢途径如图所示。 为了研究假单胞菌萘代谢途径中的酶和基因一一对应关系，进而优化假单胞菌的降解能力，研究者进行了如下实验。 实验一：使用化学诱变剂处理野生型假单胞菌株，得到若干基因缺陷型突变菌株，进行增殖培养，然后分别接种至培养基Ⅰ（萘为唯一碳源）上，参考生长状况筛选出一系列突变菌株，用于后续研究。 实验二：以实验一筛选出的某突变菌株X（只有一种酶的基因发生缺陷）为材料，进行如下实验，可确定菌株X中突变基因与萘代谢途径中某种酶（记为Y）的对应关系。 接种菌株 培养基的碳源 实验结果 突变菌株X 中间产物1 不生长 水杨酸 不生长 儿茶酚 生长 琥珀酸 生长 实验三：为了进一步确定实验二中酶Y对应的编码基因，从野生型假单胞菌株中提取DNA，切成片段，构建一个基因文库。然后将该文库的不同基因分别导入突变菌株X，用添加了合适碳源的培养基Ⅱ分别培养，筛选出可以生长的菌株，并对导入的相关基因进行测序比对，即可找到酶Y的编码基因。 选择实验一中其它的突变菌株，按照实验二、三的思路继续实验，可进一步确定其他酶与基因的——对应关系。 回答下列问题： （1）从功能上看，实验一中培养基Ⅰ的类型是　选择培养基　 。 （2）实验一中，应选择在培养基Ⅰ上　不生长　 （填“生长”或“不生长”）的突变菌株作为用于后续研究的材料。 （3）根据实验二的结果，可判断酶Y为萘代谢途径中的酶　乙　 。 （4）实验三中，在构建基因文库时，选择从野生型假单胞菌株中提取DNA的原因是　野生型假单胞菌株含有酶甲、酶乙、酶丙、酶丁等相关酶的基因　 。 （5）下列物质中，不宜作为培养基Ⅱ碳源的是　④⑤　 （填序号）。 ①萘②中间产物1③水杨酸④儿茶酚⑤中间产物2 （6）为进一步验证酶Y在萘代谢途径中的作用，以酶Y及某种萘的代谢产物为材料进行实验，实验思路是：　在适宜条件下，将酶Y与水杨酸混合保温反应一段时间后，检测反应体系中是否生成儿茶酚（或检测水杨酸的含量变化）　 。 【答案】（1）选择培养基 （2）不生长 （3）乙 （4）野生型假单胞菌株含有酶甲、酶乙、酶丙、酶丁等相关酶的基因 （5）④⑤ （6）在适宜条件下，将酶Y与水杨酸混合保温反应一段时间后，检测反应体系中是否生成儿茶酚（或检测水杨酸的含量变化） 【分析】选择培养基是指只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。 【解答】解：（1）培养基Ⅰ以萘为唯一碳源，可见培养基Ⅰ为选择培养基。 （2）突变菌株由于发生了基因突变，导致萘代谢途径中断，可见实验一中，应选择在培养基Ⅰ上不生长的突变菌株作为用于后续研究的材料。 （3）突变菌株只有一种酶的基因发生缺陷，突变体菌株在添加水杨酸的培养基上不能生长，而在添加儿茶酚的培养基上可以生长，表明该突变体具有酶丙、缺酶乙；突变菌株X在添加中间产物1的培养基上无法生长的原因是：在酶甲的作用下突变体菌株可以合成水杨酸，但是由于缺少酶乙后续合成途径被中断，无法生长，综合分析可知，酶Y为萘代谢途径中的酶乙。 （4）野生型假单胞菌株含有酶甲、酶乙、酶丙、酶丁等相关酶的基因，而突变体其中一种酶的基因发生了突变，在构建基因文库时，应该选择野生型假单胞菌株中提取DNA。 （5）突变体的酶乙编码的基因发生了突变，故其在添加萘、中间产物1和水杨酸的培养基上无法生长，而将文库的不同基因分别导入突变菌株X，如果导入的是酶乙编码的基因则可以在添加萘、中间产物1和水杨酸的培养基上生长，而导入其他酶编码的基因则无法生长，由此可知，不宜作为培养基Ⅱ碳源的是④儿茶酚⑤中间产物2。 （6）萘在假单胞菌中的代谢途径可知，酶乙（酶Y）的作用是催化水杨酸形成儿茶酚，进一步验证酶Y在萘代谢途径中的作用，以酶Y及某种萘的代谢产物为材料进行实验，实验思路是：在适宜条件下，将酶Y与水杨酸混合保温反应一段时间后，检测反应体系中是否生成儿茶酚（或检测水杨酸的含量变化），验证酶Y是否可以催化水杨酸转化为儿茶酚。 故答案为： （1）选择培养基 （2）不生长 （3）乙 （4）野生型假单胞菌株含有酶甲、酶乙、酶丙、酶丁等相关酶的基因 （5）④⑤ （6）在适宜条件下，将酶Y与水杨酸混合保温反应一段时间后，检测反应体系中是否生成儿茶酚（或检测水杨酸的含量变化） 三、通用解题技巧 1. 审题技巧：抓关键词，定考点 · 圈画题干核心信息：菌种类型、代谢类型、实验目的（筛选 / 计数 / 鉴别）、方法名称、条件（有氧 / 无氧、温度）； · 区分易混概念：看到 “活菌计数”→锁定稀释涂布平板法；看到 “纯化菌种”→平板划线法 / 稀释涂布平板法；看到 “筛选”→选择培养基；看到 “区分菌种”→鉴别培养基。 2. 基础知识速记技巧 · 口诀记忆无菌操作：灭菌杀所有（含芽孢孢子），消毒杀部分；培养基高压蒸汽、接种环灼烧、玻璃器皿干热； · 发酵条件速记：果酒密封控温、果醋通气升温、泡菜全程无氧； · 计数公式牢记：每克样品活菌数 =（平板平均菌落数 ÷ 涂布体积）× 稀释倍数。 3. 答题规范技巧 · 专业术语精准：杜绝错别字（如 “稀释涂布”≠“稀析涂布”、“刚果红”≠“刚果红”）； · 原因分析完整：遵循 “原理 + 操作 + 结果” 逻辑，如 “平板倒置原因：防止皿盖水珠落入培养基造成污染，避免培养基水分过快挥发”； · 误差分析模板：稀释涂布计数偏小→多个活菌形成一个菌落；显微镜计数偏大→包含死菌，无法区分死活。 4. 避错技巧 · 易错点规避：平板划线法不能计数、选择培养基并非只长目的菌、灭菌不能处理待筛选样品； · 情境题答题：紧扣题干情境，结合教材基础知识点迁移，不脱离题干凭空作答。 四、分题型专项解题技巧 （一）选择题解题技巧 1. 排除法：优先排除明显错误选项（如 “醋酸菌无氧发酵产醋”“高压蒸汽灭菌土壤样品”）； 2. 对比法：对比易混知识点（消毒 vs 灭菌、两种接种方法、两种计数法），快速锁定答案； 3. 回归教材：选项均来自教材基础知识点，牢记教材实验细节即可秒杀。 （二）非选择题解题技巧 1. 流程类题目：按 “实验目的→选材→制备→接种→培养→检测→计数” 梳理答题，步骤不颠倒； 2. 计算类题目：找准稀释倍数、涂布体积、平均菌落数，单位统一，计算后检查数值范围； 3. 实验设计类：明确自变量、因变量、无关变量，对照组设置合理，语言简洁规范； 4. 表述类题目：分点作答，条理清晰，多用教材原话，保证答案严谨性。 五、高考高频易错点总结 1. 混淆消毒与灭菌，误判适用对象； 2. 混淆平板划线法与稀释涂布平板法的功能，错用计数方法； 3. 稀释涂布平板法计数时，选错菌落数范围（非 30-300）； 4. 忽略发酵过程中氧气、温度对菌种代谢的影响； 5. 选择培养基原理理解错误，不能精准判断培养基类型； 6. 答题口语化，专业术语使用不规范，导致失分。 学科网（北京）股份有限公司 $