2026届高三生物一轮复习核心素养测评 第十单元 第48讲　发酵工程

**基本信息** 聚焦发酵工程核心素养，以微生物培养技术为基础，串联传统发酵与现代工程应用，构建“操作-原理-应用”三维知识逻辑链。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |微生物培养技术|8题（如第1-8题）|实验分析题为主，考查灭菌、接种、计数等操作细节|从无菌技术（干热灭菌）到接种方法（平板划线法），再到计数原理（稀释涂布平板法误差分析），形成操作技能体系| |传统发酵应用|4题（如第9-12题）|情境应用题，结合泡菜、腐乳等制作过程|基于乳酸菌、毛霉等微生物代谢类型（异养厌氧/需氧），阐释发酵条件控制（温度、pH）与产品品质的关系| |现代发酵工程|4题（如第13-16题）|工程流程题，涉及青霉素生产、乙醇梭菌发酵|从菌种选育（工程菌改造）到发酵罐调控（溶氧量、营养补充），体现“菌种-培养基-工艺”的工程化思维|

核心素养测评 第十单元 第48讲　发酵工程 (20分钟　24分) 选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.工业化生产食品时,为了延长保质期,常采用的处理方法有罐藏法、巴氏消毒法、冷藏法、干燥法或加防腐剂等,这些处理方法的共性在于能抑制或阻止微生物生长和繁殖。下列相关叙述错误的是(　　) A.腐烂变质的食品能为微生物的生长提供碳源 B.利用巴氏消毒法可以杀死牛奶中的绝大多数微生物 C.干燥法可以延长食品的保质期,说明微生物的生长繁殖离不开水 D.冷藏法能抑制微生物繁殖的原因是低温会破坏蛋白质的结构 【解析】选D。食品腐烂与微生物的大量繁殖有关,微生物能在食品上生长和繁殖,说明食品中的含碳有机物如葡萄糖等能为微生物的生长提供碳源,A正确;巴氏消毒法是一种相对较温和的消毒方法,可以杀死牛奶中的绝大多数微生物,B正确;食品经干燥处理以后,可以延长其保质期,说明微生物的生长繁殖离不开水,C正确;冷藏法能抑制微生物繁殖的原因是低温会抑制蛋白质的活性,并非破坏蛋白质的结构,D错误。 2.细菌性肺炎一般需要注射或口服抗生素进行治疗。当细菌出现耐药性时,疗效下降。金黄色葡萄球菌(SAU)是细菌性肺炎的病原体之一。A、B、C、D四种抗生素均可治疗SAU引起的肺炎。为选出最佳疗效的抗生素,研究者分别将含等剂量抗生素A、B、C、D四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于SAU均匀分布的平板培养基上,在适宜条件下培养48 h,结果如图。下列相关叙述不正确的是(　　) A.对实验使用的培养皿进行灭菌,可以采用干热灭菌的方法 B.用一定稀释倍数的菌液涂布在不含抗生素的培养基上可获得SAU均匀分布的平板 C.该实验表明,临床上疗效较好的是抗生素D D.滤纸片b周围抑菌圈中出现一菌落,可能是形成该菌落的SAU发生了基因突变 【解析】选C。对培养皿等玻璃器皿进行灭菌可采用干热灭菌的方法,A正确;抗生素会抑制细菌生长,用一定稀释倍数的菌液涂布在不含抗生素的培养基上可获得SAU均匀分布的平板,B正确;抑菌圈越大,说明抗生素的抑菌效果越好,因此A、B、C、D四种抗生素,抑菌效果较好的是抗生素A,C错误;滤纸片b周围抑菌圈中出现一菌落,可能是该菌落的SAU发生了基因突变,产生抗性,D正确。 3.为纯化菌种,在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌,培养结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.倒平板后需间歇晃动,以保证表面平整 B.图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多,应从Ⅲ区挑取单菌落 C.该实验结果因单菌落太多,不能达到菌种纯化的目的 D.每次划线前都需要蘸取菌液 【解析】选B。由于倒平板的时候是液体,具有流动性,所以倒平板后不需要间歇晃动,A错误;图中Ⅰ、Ⅱ区没有出现单菌落,说明细菌数量太多,所以应该从Ⅲ区挑取单菌落,B正确;培养基中已经出现单菌落,说明达到了菌种纯化的目的,C错误;为了保证得到单菌落,不需要每次划线前都蘸取菌液,只需要每次从上次划线的最末端开始即可,D错误。 4.下列关于微生物计数的叙述,错误的是(　　) A.在某一浓度下涂布三个平板,若三个平板统计的菌落数差别不大,则应以它们的平均值作为统计结果 B.采用稀释涂布平板法获得的菌落数往往少于实际活菌数,采用细菌计数板统计的结果往往多于实际活菌数 C.为了保证结果准确,应该设置空白对照,统计的结果应该是实验组统计的平均值减去对照组统计数量 D.当稀释度足够高时,一个活菌往往会形成一个菌落,为保证计数的准确,应该在菌落数量稳定时计数 【解析】选C。设计实验时,一般要至少用三个平板做重复实验,才能增强实验的说服力和准确性;分析结果时,一定要考虑所设置的重复实验的结果是否一致,差别不大时取平均值作为统计结果,A正确。稀释涂布平板法形成的菌落有可能是由多个细菌形成的,所以往往少于实际的活菌数;采用细菌计数板计数,不能区分活菌和死菌,统计的结果往往偏大,B正确。若空白对照组含有菌落,则说明灭菌不彻底,故培养基不能用作微生物培养,也不能用作微生物计数,C错误。当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌,为防止因培养时间不足而遗漏菌落数目,应在菌落数量稳定时计数,D正确。 5.(2026·揭阳模拟)某种含氮有机物的除草剂,在水中溶解度低,含一定量该除草剂的培养基不透明,其在土壤中不易降解,长期使用会污染土壤,破坏生态环境。为修复被破坏的生态环境,按下图选育能降解该除草剂的细菌。下列叙述正确的是(　　) A.有透明圈的菌落能够利用除草剂中的氮源,应扩大培养 B.图中Ⅱ划线5个区域,接种环需要灼烧灭菌5次 C.实验过程中需要将培养基调至中性或弱酸性 D.图中接种方法为平板划线法,可对细菌进行计数 【解析】选A。由题意可知,含除草剂的培养基是不透明的,如果某个菌落周围出现透明圈,说明该菌落能够降解除草剂,从而使培养基中的除草剂被分解,形成透明圈,这表明这些细菌能够利用除草剂中的氮源进行生长,因此,这些菌落是目标菌株,应该被扩大培养用于后续的降解实验等,A正确;图中Ⅱ划线5个区域,接种环需要灼烧灭菌6次,即在接种前后以及每次划线前都需要灼烧接种环,B错误;在培养细菌时,一般把pH调至中性或弱碱性,C错误;平板划线法主要用来分离单个菌落,而不是计数,细菌计数通常采用稀释涂布平板法,D错误。 6.根据抗菌特性可将抗菌剂分为抑菌剂和杀菌剂,其中抑菌剂可抑制细菌生长,杀菌剂能杀死细菌。为分析抗菌剂的抗菌特性,有人将不同抗菌剂分别添加到培养的细菌悬液中,用稀释涂布平板法或显微镜直接计数法测定细菌数量,评估细菌的生长情况,变化趋势曲线如图所示(不考虑抗菌剂残留对计数的影响),其中曲线1为仅添加无菌水的实验结果。下列叙述错误的是(　　) A.添加抑菌剂后,通过稀释涂布平板法进行计数,统计的细菌数量会保持不变 B.若添加某抗菌剂后两种方法计数结果为曲线2和3,其差异是由于死菌被计数 C.曲线2代表添加抑菌剂后的细菌数量,曲线3代表添加杀菌剂后的细菌数量 D.若添加某抗菌剂后两种方法统计的细菌数量均下降,推测细菌出现裂解而死亡 【解析】选A。添加抑菌剂后,抑菌剂会抑制细菌的生长,细菌的正常死亡仍会发生,且通过稀释涂布平板法进行计数时会存在误差等因素,统计的细菌数量不会保持不变,A错误;稀释涂布平板法计数的是活菌,而显微镜直接计数法统计的是死菌和活菌的总数,若添加某抗菌剂后两种方法计数结果为曲线2和3,其差异是由于死菌被计数,B正确;添加抗菌剂后,曲线2细菌数量的对数值不变,曲线3细菌数量的对数值下降,说明曲线2代表添加抑菌剂后的细菌数量,曲线3代表添加杀菌剂后的细菌数量,C正确;稀释涂布平板法计数的是活菌,而显微镜直接计数法统计的是死菌和活菌的总数,若细菌裂解死亡,则无法被计数,因此若添加某抗菌剂后两种方法统计的细菌数量均下降,推测细菌出现裂解而死亡,D正确。 7.实验室保存的菌种W不慎被其他杂菌污染,下面罗列了若干种消灭杂菌、获得纯种的方法,其中不合理的是(　　) A.根据微生物对碳源需要的差别,选择使用不同碳源的培养基 B.根据微生物缺乏特殊营养物质的种类,选择使用含有不同特殊营养物质的培养基 C.根据微生物对抗生素敏感性的差异,选择使用添加不同抗生素的培养基 D.将被污染的菌种稀释,使用液体培养基,采用划线法接种,获得单菌落,根据菌落特征甄别,筛选后继续培养 【解析】选D。不同的微生物对碳源的要求也不同,根据微生物对碳源需要的差别,选择使用不同碳源的培养基可筛选目的菌种,因此找到菌种W特异性利用的碳源,可以使其他杂菌因为缺乏维持生命所必需的营养物质而死亡,A正确;不同微生物需要的生长因子不同,加入适宜菌种W的生长因子,加速生长,形成竞争,加快杂菌死亡,B正确;加入菌种W具有相应抗性的抗生素可使菌种W生存而其他菌种死亡,C正确;不同菌体形成的菌落特征不同,应使用固体培养基,采用划线法接种,获得单菌落,然后进一步纯化菌种可获得菌种W,D错误。 8.★热纤梭菌是一种能高效降解纤维素的嗜热厌氧细菌,可分泌一种多酶复合体将纤维素水解为可溶性糖,在农林废弃物的转化利用中具有应用价值。如图是筛选该菌的过程,相关叙述错误的是(　　) A.从牛粪堆的深层取样比从表层取样更加合理 B.甲、丙都是以纤维素为唯一碳源的选择培养基 C.用平板乙统计菌落数可准确反映该菌的真实数量 D.丙中纤维素的残留量可反映该菌降解纤维素的能力 【解析】选C。热纤梭菌是一种嗜热厌氧细菌,牛粪堆的深层比表层氧气含量更低,温度更高,更适合热纤梭菌生存,因此从牛粪堆的深层取样比从表层取样更加合理,A正确;图示是筛选能高效降解纤维素的嗜热厌氧细菌,因此甲、丙都是以纤维素为唯一碳源的选择培养基,B正确;根据图乙的菌落分布均匀,可知为稀释涂布平板法接种的菌种,由于当两个或多个菌体连在一起时,平板上观察到的只有一个菌落,因此用该方法统计的菌体数量会比活菌的实际数量少,C错误;热纤梭菌可分泌一种多酶复合体将纤维素水解为可溶性糖,因此丙中纤维素的残留量可反映该菌降解纤维素的能力,D正确。 9.泡菜、腐乳、米酒和米醋等传统发酵食品的制作离不开各种各样的微生物,下列叙述正确的是(　　) A.为防止乳酸菌产生的CO2导致发酵液溢出,泡菜坛不能装满 B.腐乳的制作过程中,毛霉等多种微生物参与了豆腐的发酵 C.米饭蒸熟后应立即撒上制好的酒曲粉,并趁热装入发酵缸中 D.与酒精发酵相比,醋酸发酵需要在较低的温度条件下进行 【解析】选B。无氧条件下,乳酸菌能将葡萄糖分解成乳酸,不会产生CO2,A错误;参与腐乳制作的微生物是毛霉等多种微生物,B正确;米饭蒸熟后温度过高,立即撒上制好的酒曲粉会导致酵母菌死亡,C错误;与酒精发酵相比,醋酸发酵需要在较高的温度条件下进行,D错误。 10.传统发酵食品的制作在我国具有悠久的历史,下列关于制作传统泡菜的说法正确的是(　　) A.制作泡菜利用了乳酸菌发酵产生的乳酸和CO2 B.制作泡菜时加入“陈泡菜水”可以缩短发酵时间 C.为保证泡菜坛内的无氧环境,腌制时应尽量将泡菜坛装满 D.为防止杂菌污染,腌制时要多放盐并将盐水与食材一同煮沸 【解析】选B。泡菜发酵时利用的菌种是乳酸菌,乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸,无CO2,A错误;在泡菜制作时加入“陈泡菜水”相当于增加了泡菜中乳酸菌的含量,可以缩短发酵时间,B正确;泡菜腌制时装至八成满,再注入配制好的盐水,使盐水没过全部菜料,盖好坛盖,向坛盖边沿的水槽中注满水,以保证乳酸菌发酵所需的无氧环境,C错误;腌制时温度和食盐用量应适宜,且盐水需要煮沸,防止杂菌污染,食材一般不需要煮沸,D错误。 11.(2025·河南高考)食醋和黄酒是我国传统的日常调味品,均通过发酵技术生产。下列叙述错误的是(　　) A.醋酸的发酵是好氧发酵,而酒精的发酵是厌氧发酵 B.以谷物为原料酿造食醋和黄酒时,伴有pH下降和气体产生 C.食醋和黄酒发酵过程中,微生物繁殖越快发酵产物产率越高 D.使用天然混合菌种发酵往往会造成传统发酵食品的品质不一 【解析】选C。醋酸发酵的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型,故醋酸的发酵是好氧发酵,而参与酒精发酵的微生物是酵母菌,需要无氧呼吸产生酒精,故是厌氧发酵,A正确;以谷物为原料酿造食醋和黄酒时,产物中的醋酸、二氧化碳等会使pH下降,B正确;黄酒发酵过程中,酵母菌繁殖在有氧条件下,产生酒精要在无氧条件下,繁殖越快则发酵产物酒精产率越低,C错误;传统发酵食品所用的是自然菌种,没有进行严格的灭菌,以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,往往会造成传统发酵食品的品质不一,D正确。 12.青霉素是人类发现的第一种抗生素,其工业化生产流程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.青霉素具有杀菌作用,不需要对发酵罐进行灭菌 B.过程③中需从下方的充气口通入无菌空气以提高溶解氧 C.过程⑤常用的方法是过滤和沉淀,分离出的菌种可以再使用 D.发酵过程中温度、pH、溶解氧可能发生变化,需及时调整或补充 【解析】选A。青霉素虽然具有杀菌作用,但主要针对细菌起作用,真菌等其他类型的微生物可以继续生长,杂菌的存在会影响发酵的效果以及产品的品质,因此对发酵罐必须严格的灭菌,A错误。青霉菌是异养需氧型,因此在发酵过程中需从下方的充气口通入无菌空气以提高溶解氧,B正确。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,分离出的菌种具有生物活性,可以再使用,C正确。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成分,要严格控制温度、pH 和溶解氧等发酵条件,D正确。 13.我国科学家利用如图所示的液态厌氧发酵工艺,实现了高效产出乙醇和乙醇梭菌单细胞蛋白。下列叙述错误的是(　　) A.乙醇梭菌以CO、CO2为主要的碳源和能源,具有较强的固碳潜力 B.乙醇梭菌是自养厌氧型细菌,其厌氧发酵的过程需要进行搅拌 C.通过该工艺高效生产清洁能源乙醇,可降低生态足迹 D.乙醇梭菌单细胞蛋白是通过发酵工程而生产的微生物菌体 【解析】选A。题图中显示,乙醇梭菌以CO2为主要的碳源,以CO为主要能源,将无机物转变成有机物,为自养微生物,A错误;乙醇梭菌是自养厌氧型细菌,其厌氧发酵的过程需要进行搅拌,通过搅拌可使细菌和营养物质充分混合,提高培养基的使用效率,B正确;通过该工艺高效生产清洁能源乙醇,可减少化石燃料的燃烧,进而降低生态足迹,C正确;乙醇梭菌单细胞蛋白是通过发酵工程而生产的微生物菌体,即单细胞蛋白是微生物菌体本身,D正确。 14.利用大豆与奶粉混合,经乳酸菌发酵后可制成酸豆奶,具体生产流程如图所示。下列说法正确的是(　　) 混合→消毒→接种→发酵→产品 A.醋酸菌能够在上述同样条件下将糖发酵生成乙酸 B.消毒是指采用强烈的理化方法杀死培养基中包括芽孢和孢子在内的所有微生物 C.上述发酵过程早期需要密封,后期需要不断通入无菌空气 D.发酵罐内发酵是该生产流程的中心环节,需随时检测培养液中微生物的数量和乳酸的浓度 【解析】选D。乳酸菌为厌氧菌,而醋酸菌为严格的好氧菌,因此上述同样的条件下,醋酸菌不能正常代谢,A错误;灭菌是指采用强烈的理化方法杀死培养基中包括芽孢和孢子在内的所有微生物,B错误;发酵用的菌种是乳酸菌,必须在无氧环境下生存,故整个发酵过程中不能通入氧气,C错误;发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,发酵过程中只在最初添加一次菌种,中途需要随时取样检测培养液中的微生物数量、产物浓度,以便了解发酵进程,D正确。 15.透明质酸(HA)是关节滑液的主要成分,若HA长链被分解为短链,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状杆菌获得三种工程菌,对它们产生的HA进行检测,结果如图,下列说法错误的是(　　) A.对培养基进行灭菌和菌株的扩大培养均需在接种前完成 B.发酵工业中应选择HA相对分子质量小且产量较高的菌株作为工程菌 C.发酵生产中需定期测定发酵液的pH、溶氧量、底物消耗及HA生成情况 D.把新鲜培养基加入发酵系统中的同时将含HA的发酵液移出有利于工业化生产 【解析】选B。对培养基进行灭菌可以防止杂菌对工程菌的污染,为了获得更多的菌种,接种前需要将菌种多次扩大培养,因此均需在接种前完成,A正确;由题意可知,应选择产生HA相对分子质量较大,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,B错误;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、pH、溶氧量、底物消耗及HA生成情况,C正确;由于产物的积累可能会抑制产物的进一步生成,因此把新鲜培养基加入发酵系统中的同时将含HA的发酵液移出有利于工业化生产,D正确。 16.(2026·清远模拟)清远英德市是我国“麻竹笋之乡”,近年来“活性益生菌发酵技术”广泛应用于益生菌麻竹笋的研制中,与传统酱腌笋发酵相比,该技术既能防腐,又能最大限度地保持麻竹笋的鲜味,安全绿色。下列叙述正确的是(　　) A.传统酱腌笋发酵中,发酵装置密封以抑制乳酸菌的有氧呼吸 B.传统发酵过程中,发酵时间越长,麻竹笋的口味和品质越佳 C.益生菌发酵技术与传统发酵技术最大的区别是前者可利用微生物来进行发酵 D.现代发酵工程利用计算机控制系统,监测和控制发酵过程中的温度、pH 【解析】选D。乳酸菌是厌氧菌,只能进行无氧呼吸,传统酱腌笋发酵中,发酵装置密封是为乳酸菌创造无氧环境,促进其无氧呼吸,而非抑制其有氧呼吸,A错误。传统发酵过程中,并非发酵时间越长,麻竹笋的口味和品质越佳。发酵时间过长,可能会导致杂菌污染,产生不良代谢产物,影响麻竹笋的风味和品质,B错误。传统发酵技术和益生菌发酵技术都利用微生物进行发酵,二者最大的区别是益生菌发酵技术能更好地防腐并保持鲜味,C错误。现代发酵工程借助计算机控制系统,能够实时监测和精准控制发酵过程中的温度、pH 等条件,确保发酵过程顺利进行,提高发酵产品的质量和产量,D正确。 17.(14分)人类利用微生物发酵制作食品的历史源远流长,其中果酒、果醋、腐乳、泡菜是人们非常喜爱的发酵食品。请回答下列相关问题: (1)果酒制作通常将温度控制在  18~30 ℃。某同学通过发酵制作果酒时,发现在制作原料中添加一定量的糖,可以提高酒精度数,原因是  糖类是主要的能源物质,可以为酵母菌的生长、繁殖提供能量,还可以作为酒精发酵的原料 。  【解析】(1)果酒制作的适宜温度是18~30 ℃。糖类是主要的能源物质,可以为酵母菌的生长、繁殖提供能量,还可以作为酒精发酵的原料,因此果酒发酵过程中,在制作原料中添加一定量的糖,可以提高酒精度数。 (2)醋酸菌是  好氧 (填“好氧”“厌氧”或“兼性厌氧”)型细菌;与酵母菌相比,醋酸菌细胞结构的主要特点是  无以核膜为界限的细胞核 。  【解析】(2)醋酸菌是好氧型细菌;酵母菌是真核生物,醋酸菌是原核生物,与真核细胞相比,原核细胞在结构上的主要特点是无以核膜为界限的细胞核。 (3)腐乳味道鲜美,易于消化吸收,原因是毛霉等微生物产生的  蛋白酶和脂肪酶 将豆腐中的蛋白质和脂肪分解成小分子。腐乳制作过程中,加盐和加酒发挥的相同作用是  抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质 。  【解析】(3)腐乳制作时,毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶将豆腐中的蛋白质和脂肪分解成小分子,因此腐乳味道鲜美,易于消化吸收。腐乳制作过程中,加盐和加酒发挥的相同作用是抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质。 (4)泡菜制作利用的微生物主要是  乳酸菌 。  家庭制作泡菜时无须刻意灭菌,原因是  乳酸菌发酵产生的乳酸可以抑制其他微生物的生长 。  【解析】(4)制作泡菜利用的微生物主要是乳酸菌。由于乳酸菌发酵产生的乳酸可以抑制其他微生物的生长,因此家庭制作泡菜时无须刻意灭菌。 【知识纵横】不同微生物的代谢类型 微生物 类型 代谢类型 适宜生长条件 应用举例 酵母菌 真核生物 异养兼性厌氧型 18~30 ℃; 偏酸性环境 果酒发酵 面包制作 醋酸菌 原核生物 异养需氧型 30~35 ℃; 偏酸性环境 果醋发酵 毛霉 真核生物 异养需氧型 15~18 ℃, 高湿度环境 腐乳的制作 - 7 - 学科网（北京）股份有限公司 $