专题13 发酵工程（7年汇编）（北京专用）2020-2026年高考生物真题分类汇编

**基本信息** 聚焦发酵工程核心考点，整合2021-2024年北京高考真题及2026年模拟题，以啤酒发酵、土壤重金属修复等真实情境考查微生物代谢、培养及实验设计。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |非选择题|5道|酵母菌代谢（2024北京题）、复合菌剂构建（2026东城一模）、纤维素酶产酶条件优化（2026顺义二模）|以工程化生产为背景，突出实验方案评价与结果分析，如H₂O₂对酵母菌影响的推测验证| |选择题|11道|无菌操作（2021北京题）、发酵微生物类型（2026房山二模）、培养基功能（2023北京题）|结合生活生产情境，考查基础原理迁移，如老面馒头发酵中乳酸菌作用分析|

专题13 发酵工程 7年汇编1年模拟 考点分类 北京考情 命题规律 考点1 传统发酵技术的应用 2024北京(1题) · 情境设置：以啤酒工业化发酵为背景，结合密闭发酵罐与菌种再发酵的真实工艺。 · 考查重点：酵母菌发酵原理、发酵条件控制、菌种采集与再发酵操作的评价。 · 命题趋势：从工程化生产视角设问，强调操作目的分析与工艺优化，考查实验思维。 考点2 微生物的培养与应用 2023北京(1题)、2021北京(1题) · 情境设置：以微生物互作、人体体表微生物等科研或生活情境切入，突出真实问题探究。 · 考查重点：微生物选择培养、分离纯化、无菌操作及实验方案评价。 · 命题趋势：强化实验设计与结果分析，关注微生物功能应用，要求迁移与批判性思维。 考点1 传统发酵技术的应用 1.（2024·北京·高考真题）啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中，需从密闭的发酵罐中采集酵母菌用于再发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含量下酵母菌的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。 （1）酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生　　　　　　　　　　　和CO2。有氧培养时，酵母菌增殖速度明显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量　　　　　　　　　　　。 （2）本实验中，采集是指取样并培养4天。在不同的气体条件下从发酵罐中采集酵母菌，统计菌落数（图甲）。由结果可知，有利于保留占比很低菌种的采集条件是　　　　　　。 （3）根据上述实验结果可知，采集酵母菌时O2浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推测，酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的过氧化氢（H2O2）浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H2O2能扩散进出细胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，分别接种至含不同浓度H2O2的培养基上，无氧培养后得到如图乙所示结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由　　　　　。 （4）上述推测经证实后，研究者在有氧条件下从发酵罐中取样并分为两组，A组菌液直接滴加到H2O2溶液中，无气泡产生；B组菌液有氧培养4天后，取与A组活菌数相同的菌液，滴加到H2O2溶液中，出现明显气泡。结果说明，酵母菌可通过产生　　　　　　　　　　以抵抗H2O2的伤害。 考点2 微生物的培养与应用 1.（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 2.（2023·北京·高考真题）自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性，能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。 （1）用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖、蛋白胨和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供　　　　　　　　　　　和维生素等。 （2）A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层变浑浊（如图），表明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）为分离出具有溶菌作用的细菌，需要合适的菌落密度，因此应将含菌量较高的湖泊水样　　　　　　　　　　　后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围会出现　　　　　　　　　　　。采用这种方法，研究者分离、培养并鉴定出P菌。 （4）为探究P菌溶解破坏A菌的方式，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验证（主要实验材料和设备：P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱）　　　　　　　　　　　。 1.（2026·北京门头沟·一模）豆瓣酱是我国地方特色调味品，生产豆瓣酱时要将蚕豆瓣制作成豆瓣曲，再添加调料进一步发酵，下列说法错误的是（       ） A. 沸水浸泡能杀死蚕豆细胞，减少有机物消耗 B. 面粉可为菌种的快速繁殖和生长提供营养 C. 菌种中含有产蛋白酶和淀粉酶的微生物 D. 豆瓣酱的制备主要是利用厌氧微生物发酵 2.（2026·北京通州·一模）老面馒头制作常用面肥发酵，面肥中除酵母菌外还含有乳酸菌，蒸制前需加碱中和乳酸。下列叙述正确的是（　　） A. 酵母菌与乳酸菌的代谢类型完全相同 B. 乳酸菌与酵母菌共同决定面团的发酵风味 C. 面肥发酵时乳酸菌无氧呼吸产生大量CO2 D. 此过程中应对面肥和器具进行严格灭菌 3.（2026·北京东城·一模）下图表示猕猴桃醋生产的基本工艺流程，下列叙述正确的是（       ） A. 与酵母菌相比，乳酸菌和醋酸菌均没有核膜包被的细胞核 B. 75℃和121℃处理都属于灭菌，能杀灭发酵液中所有微生物 C. 酒精发酵阶段所添加的乳酸菌能够无氧呼吸产生酒精 D. 醋酸发酵阶段需要密封，以免有氧时醋酸被分解为二氧化碳 4.（2026·北京朝阳·一模）研究者筛选西北高原乳酸菌株，通过深层液态发酵中药，提升药效。下列叙述错误的是（　　） A. 筛选菌株活性优于野生菌，更适配中药成分环境 B. 发酵降解大分子为小分子，可提升药物吸收效率 C. 液态发酵较固体发酵，更易规模化与连续化生产 D. 液态发酵需通氧并搅拌，利于菌株大量快速增殖 5.（2026·北京顺义·一模）科研人员将等量药液注入培养基表面的4个牛津杯中，测定药物的抑菌效果。如图所示，下列选项不正确的是（　　） A. 培养基、培养皿、牛津杯需提前灭菌 B. 需采用涂布法将细菌接种在平板上 C. 牛津杯中的药液可扩散进入培养基 D. 3号药物的抑菌效果优于4号 6.（2026·北京昌平·一模）研究人员从重金属污染土壤中筛选出一株耐镉并促进植物生长的菌株——高地芽胞杆菌。相关叙述错误的是（       ） A. 实验中应使用含镉培养基作为选择培养基 B. 可用稀释涂布法或平板划线法筛选高地芽胞杆菌 C. 大规模发酵培养该菌株需控制溶氧、温度、pH等条件 D. 高地芽胞杆菌可替代化肥用于镉污染农田的农业生产 7.（2026·北京房山·二模）家庭版水果酵素制作：将水果切碎、加糖，利用酵母菌、乳酸菌、醋酸菌依次进行发酵，先后出现酒味、酸味，最终得到酸性发酵液。下列相关叙述正确的是（       ） A. 整个发酵过程须持续通入氧气 B. 发酵过程中有机物的种类会减少 C. 产生酒味主要与乳酸菌的无氧呼吸有关 D. 酵母菌、乳酸菌、醋酸菌均能使发酵液pH下降 8.（2026·北京石景山·二模）利用灰色链霉菌（一种需氧细菌）发酵生产链霉素。生产中相关操作不恰当的是（       ） A. 接种前对菌种进行扩大培养 B. 监控pH、温度、溶解氧等参数 C. 用稀释涂布平板法实时监测活菌数量 D. 通过提取、分离和纯化获取链霉素 9.（2026·北京海淀·二模）某同学进行“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验，结果在以尿素为唯一氮源的选择培养基上没有出现菌落。该同学进行反思时，对可能原因的分析，不合理的是（       ） A. 土壤样品稀释度过高 B. 接种时未设置对照 C. 涂布器灼烧后未彻底冷却 D. 培养时间不足尚未形成菌落 10.（2026·北京昌平·二模）酵母菌可利用甲醇生产单细胞蛋白，野生型菌株甲醇利用率低，我国科研人员选育出高效利用甲醇的工程菌株并实现工业化生产。相关叙述正确的是（　　） A. 甲醇为酵母菌提供碳源和氮源 B. 菌种扩大培养是发酵工程的中心环节 C. 提高通气量与搅拌速率可增加溶氧，提升产量 D. 单细胞蛋白是通过分离纯化获得的代谢产物 11.（2026·北京顺义·二模）菌株甲不能合成组氨酸,因此不能在无组氨酸的培养基上繁殖。为检测四种物质 、 C、D 的诱变效果，将菌株甲分别接种于添加四种物质的无组氨酸培养基上，检测每个平板中的菌落数，统计结果如下图。下列分析不合理的是（       ） A. 组氨酸是菌株甲繁殖的必要条件 B. 按功能划分该培养基属于选择培养基 C. 四种物质中 A 的诱变效果最佳 D. 各菌落所含的遗传物质均相同 12.（2026·北京丰台·二模）水稻根部富集土壤中镉离子后，会导致稻米镉含量超标。研究者开展相关研究，探究水稻内生微生物在修复重金属污染中的作用。 （1）水稻能够“招募”特定内生细菌长期共生以抵御毒害。在这一共生关系中，水稻可为内生细菌提供水、碳源、　　　　　　　　（写出两种）等营养物质。 （2）分离并培养水稻中多种内生细菌，下列四种菌株间均无拮抗作用，测定其各项指标，结果如下表。结合菌株的各项指标，选取　　　　　　　　两种菌株构建复合菌剂，并说明理由　　　　　　　　。 指标菌株 溶血性：菌株分泌毒性物质，有危害 SPB（mg/L）：选择性吸收阳离子，增加叶绿素含量 ACC脱氨酶（U/mg）：促进根系伸长和生物量增加 MIC（μM）：镉离子对菌株的最小抑制浓度 1 有 12.3 5.7 1280 2 无 21.5 11.4 640 3 无 19.6 8.3 40 4 无 24.3 7.2 640 （3）加入上述复合菌剂培养水稻一段时间。与对照组相比，实验组水稻根部的镉含量无显著变化，茎部和籽粒中镉含量变化如下图，结果表明：　　　　　　　　。 （4）综合上述研究结果，由内生细菌构建的复合菌剂在缓解水稻镉胁迫、保障粮食安全等方面展现出优良潜力。请写出将复合菌剂投入田间生产时需要考虑的因素　　　　　　　　。（至少答两点） 13.（2026·北京东城·一模）阿卡波糖是治疗Ⅱ型糖尿病的药物，部分患者长期使用后出现耐药现象，推测与肠道微生物有关。 （1）阿卡波糖是绝大多数生物不能利用的低聚糖，但能抑制淀粉酶等的活性，通过　　　　　　来降低糖尿病患者的血糖浓度。 （2）为寻找影响阿卡波糖疗效的肠道微生物，研究者收集耐药患者的粪便样本，进行图1实验。经过图中①～⑤的步骤实现目的菌　　　　　　，⑥采用　　　　　　法接种以分离单个菌落，筛选后鉴定出能降解阿卡波糖的菌种TD1。 （3）为研究TD1对阿卡波糖治疗Ⅱ型糖尿病疗效的影响，研究者将Ⅱ型糖尿病模型小鼠分为4组，用如图2所示的溶液进行灌胃15天，每天1次。第15天同时还用　　　　　　溶液对4组小鼠灌胃，检测结果表明TD1能够降低阿卡波糖的疗效，依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）进一步从TD1中筛选到编码阿卡波糖降解酶的apg基因。基于以上信息，请提出一种解决使用阿卡波糖后出现耐药问题的思路　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 14.（2026·北京顺义·二模）秸秆还田是提升土壤肥力的重要措施,但自然条件下秸秆纤维素降解缓慢。山西老陈醋酿造环境中具有丰富的微生物资源。 （1）科研人员从醋糟中筛选高效分解纤维素的菌株,将 醋糟样品加入 无菌水中振荡混匀，取 上清液接种于以羧甲基纤维素钠为唯一　　　　　的培养基，振荡培养 2 天，将菌液系列稀释涂布培养，筛选出 3 株纤维素酶高产菌株，分别命名为 J1、J2、J3。 （2）纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分，即 酶、 酶和葡萄糖苷酶，纤维素分解过程如下:纤维素 纤维二糖 葡萄糖研究发现, 单菌株通常分泌的纤维素酶种类有限. 难以实现纤维素的高效分解。因此构建含多种菌株的复合菌系以提高分解效率。 ① 首先，将三种菌以两两相交的方式划线接种于固体培养基上，37℃培养 24h，观察到相交处均无断开现象，如图 1 。这一实验步骤的目的是　　　　　。 ② 基于上述实验结果，将三种菌液等量混合构建复合菌系，发酵后离心取上清液，加入等量纤维素，测定葡萄糖的生成量，计算酶活性，结果如图 2。据此推测:三株菌分泌的纤维素酶优势互补是复合菌系 D 降解能力提升的核心原因。请评价该实验结果能否完全证实上述推测，并说明理由　　　　　。 （3）研究人员进一步优化复合菌系 D的产酶条件。初始 pH、接种量及发酵温度的交互作用对纤维素酶活性的影响如图 3。 据图判断，在工业化发酵产纤维素酶时，应优先控制初始 和接种量的最优组合为　　　　　。发酵过程中最佳发酵温度为　　　　　。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题13 发酵工程 7年汇编1年模拟 考点分类 北京考情 命题规律 考点1 传统发酵技术的应用 2024北京(1题) · 情境设置：以啤酒工业化发酵为背景，结合密闭发酵罐与菌种再发酵的真实工艺。 · 考查重点：酵母菌发酵原理、发酵条件控制、菌种采集与再发酵操作的评价。 · 命题趋势：从工程化生产视角设问，强调操作目的分析与工艺优化，考查实验思维。 考点2 微生物的培养与应用 2023北京(1题)、2021北京(1题) · 情境设置：以微生物互作、人体体表微生物等科研或生活情境切入，突出真实问题探究。 · 考查重点：微生物选择培养、分离纯化、无菌操作及实验方案评价。 · 命题趋势：强化实验设计与结果分析，关注微生物功能应用，要求迁移与批判性思维。 考点1 传统发酵技术的应用 1.（2024·北京·高考真题）啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中，需从密闭的发酵罐中采集酵母菌用于再发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含量下酵母菌的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。 （1）酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生　　　　　　　　　　　和CO2。有氧培养时，酵母菌增殖速度明显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量　　　　　　　　　　　。 （2）本实验中，采集是指取样并培养4天。在不同的气体条件下从发酵罐中采集酵母菌，统计菌落数（图甲）。由结果可知，有利于保留占比很低菌种的采集条件是　　　　　　。 （3）根据上述实验结果可知，采集酵母菌时O2浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推测，酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的过氧化氢（H2O2）浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H2O2能扩散进出细胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，分别接种至含不同浓度H2O2的培养基上，无氧培养后得到如图乙所示结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由　　　　　。 （4）上述推测经证实后，研究者在有氧条件下从发酵罐中取样并分为两组，A组菌液直接滴加到H2O2溶液中，无气泡产生；B组菌液有氧培养4天后，取与A组活菌数相同的菌液，滴加到H2O2溶液中，出现明显气泡。结果说明，酵母菌可通过产生　　　　　　　　　　以抵抗H2O2的伤害。 【答案】（1）① 酒精C2H5OH    ② ATP     （2）无氧取样，无氧培养     （3）不能，因为没有“接触 O2 后，酵母菌内源 H2O2 浓度上升”的证据     （4）过氧化氢酶H2O2 酶      【解析】(1) 酵母菌在密闭发酵罐中进行无氧呼吸，会产生酒精（C2H5OH）和CO2。有氧培养时，酵母菌进行有氧呼吸，有机物被彻底氧化分解，产生大量能量，而无氧呼吸中有机物不能彻底分解，只产生少量能量，故有氧培养时酵母菌增殖速度明显快于无氧培养。(2) 由图甲结果可知，无氧/无氧条件下，菌落数最多，因此有利于保留占比很低菌种的采集条件是无氧/无氧。(3) 依据图乙结果可知，随着H2O2浓度的持续上升，酵母菌存活率下降（酵母菌受损程度加深），但不能证明酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的H2O2浓度会持续上升，因为没有“接触 O2 后，酵母菌内源 H2O2 浓度上升”的证据。(4) 过氧化氢酶能催化H2O2分解出现明显气泡，因此实验结果说明，酵母菌可通过产生过氧化氢酶以抵抗H2O2的伤害。 考点2 微生物的培养与应用 1.（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 【解析】实验室常用的消毒和灭菌方法的比较：1、消毒：煮沸消毒法（一般物品）、巴氏消毒法（一些不耐高温的液体，如牛奶）、化学药剂消毒法（如用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源等）、紫外线消毒法（接种室、操作台）；2、灭菌：灼烧灭菌（接种工具）、干热灭菌（玻璃器皿、金属用具）、高压蒸汽灭菌（培养基及容器）。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。 2.（2023·北京·高考真题）自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性，能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。 （1）用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖、蛋白胨和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供　　　　　　　　　　　和维生素等。 （2）A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层变浑浊（如图），表明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）为分离出具有溶菌作用的细菌，需要合适的菌落密度，因此应将含菌量较高的湖泊水样　　　　　　　　　　　后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围会出现　　　　　　　　　　　。采用这种方法，研究者分离、培养并鉴定出P菌。 （4）为探究P菌溶解破坏A菌的方式，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验证（主要实验材料和设备：P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱）　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）氮源、碳源     （2）A菌能在培养平板中生长繁殖     （3）① 梯度稀释    ② 透明圈     （4）假设一：P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂假设二：P菌被A菌刺激后释放可溶性物质溶解A菌      【解析】微生物的营养成分主要有碳源、氮源、水和无机盐等。微生物的培养基按其特殊用途可分为选择性培养基和鉴别培养基，培养基按其物理状态可分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基三类。(1) 蛋白胨主要为细菌提供氮源、碳源和维生素等。(2) 将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层变浑浊，表明A菌能在培养平板中生长繁殖。(3) 将含菌量较高的湖泊水样稀释后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围会出现透明圈。　(4) 根据实验材料和设备，圆形滤纸小片可用于吸收某种物质，离心机可用于分离菌体和细菌分泌物，为探究P菌溶解破坏A菌的方式，可假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂，也可假设P菌被A菌刺激后释放可溶性物质溶解A菌。 1.（2026·北京门头沟·一模）豆瓣酱是我国地方特色调味品，生产豆瓣酱时要将蚕豆瓣制作成豆瓣曲，再添加调料进一步发酵，下列说法错误的是（       ） A. 沸水浸泡能杀死蚕豆细胞，减少有机物消耗 B. 面粉可为菌种的快速繁殖和生长提供营养 C. 菌种中含有产蛋白酶和淀粉酶的微生物 D. 豆瓣酱的制备主要是利用厌氧微生物发酵 【答案】D 【解析】A、沸水浸泡能使蚕豆细胞死亡，从而减少细胞呼吸等对有机物的消耗，A正确；B、面粉中含有淀粉等营养物质，可为菌种的快速繁殖和生长提供营养，B正确；C、在发酵过程中需要将蛋白质和淀粉等分解，所以菌种中含有产蛋白酶和淀粉酶的微生物，C正确；D、从图中可以看出，在制作豆瓣曲过程中有翻拌操作，且整个过程不是完全密封的，说明主要利用的是好氧微生物发酵，而不是厌氧微生物发酵，D错误。故选D。 2.（2026·北京通州·一模）老面馒头制作常用面肥发酵，面肥中除酵母菌外还含有乳酸菌，蒸制前需加碱中和乳酸。下列叙述正确的是（　　） A. 酵母菌与乳酸菌的代谢类型完全相同 B. 乳酸菌与酵母菌共同决定面团的发酵风味 C. 面肥发酵时乳酸菌无氧呼吸产生大量CO2 D. 此过程中应对面肥和器具进行严格灭菌 【答案】B 【解析】A、酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型，乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型，二者代谢类型不完全相同，A错误；B、酵母菌发酵产生酒精和CO₂，乳酸菌发酵产生乳酸，二者的代谢产物共同决定面团的发酵风味，B正确；C、乳酸菌无氧呼吸的产物只有乳酸，不产生CO₂，C错误；D、面肥发酵需要利用面肥自带的酵母菌和乳酸菌，严格灭菌会杀死发酵所需的目的菌种，无法完成发酵过程，D错误。 3.（2026·北京东城·一模）下图表示猕猴桃醋生产的基本工艺流程，下列叙述正确的是（       ） A. 与酵母菌相比，乳酸菌和醋酸菌均没有核膜包被的细胞核 B. 75℃和121℃处理都属于灭菌，能杀灭发酵液中所有微生物 C. 酒精发酵阶段所添加的乳酸菌能够无氧呼吸产生酒精 D. 醋酸发酵阶段需要密封，以免有氧时醋酸被分解为二氧化碳 【答案】A 【解析】A、酵母菌是真核生物，有核膜包被的细胞核；乳酸菌和醋酸菌都是原核生物，都没有核膜包被的细胞核，A正确；B、75℃处理30分钟属于消毒，只能杀死部分微生物，无法杀灭芽孢等休眠体，不能杀死所有微生物，只有121℃的处理属于灭菌，B错误；C、乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸，不能产生酒精，酒精发酵的酒精来自酵母菌的无氧呼吸，C错误；D、醋酸菌是好氧细菌，醋酸发酵过程需要持续通入氧气，醋酸不会在有氧条件下被分解为二氧化碳，D错误。 4.（2026·北京朝阳·一模）研究者筛选西北高原乳酸菌株，通过深层液态发酵中药，提升药效。下列叙述错误的是（　　） A. 筛选菌株活性优于野生菌，更适配中药成分环境 B. 发酵降解大分子为小分子，可提升药物吸收效率 C. 液态发酵较固体发酵，更易规模化与连续化生产 D. 液态发酵需通氧并搅拌，利于菌株大量快速增殖 【答案】D 【解析】A、筛选菌株的目的就是获得比野生菌活性更优、对中药成分环境适配性更强的菌株，以满足发酵需求，A正确；B、发酵过程中微生物产生的相关酶可将中药中的大分子物质降解为小分子，小分子物质更易被机体吸收，因此可提升药物吸收效率，B正确；C、液态发酵的发酵基质混合均匀，发酵条件更易精准调控，相比固体发酵更易实现规模化和连续化生产，C正确；D、乳酸菌属于厌氧型微生物，无氧条件下才能正常生长繁殖和进行乳酸发酵，液态发酵过程不能通氧，通氧会抑制乳酸菌的代谢和增殖，D错误。 5.（2026·北京顺义·一模）科研人员将等量药液注入培养基表面的4个牛津杯中，测定药物的抑菌效果。如图所示，下列选项不正确的是（　　） A. 培养基、培养皿、牛津杯需提前灭菌 B. 需采用涂布法将细菌接种在平板上 C. 牛津杯中的药液可扩散进入培养基 D. 3号药物的抑菌效果优于4号 【答案】D 【解析】A、为防止杂菌污染，培养基、培养皿、牛津杯需提前灭菌，A正确；B、图示的情况是采用涂布法将细菌接种在平板上，B正确；C、牛津杯中的药液可扩散进入培养基，以此来判断药液的抑菌效果，C正确；D、抑菌效果的评估应使用抑菌圈的直径比上菌落直径，比值越大，说明抑菌效果越好，因此4号药物的抑菌效果优于3号，D错误。 6.（2026·北京昌平·一模）研究人员从重金属污染土壤中筛选出一株耐镉并促进植物生长的菌株——高地芽胞杆菌。相关叙述错误的是（       ） A. 实验中应使用含镉培养基作为选择培养基 B. 可用稀释涂布法或平板划线法筛选高地芽胞杆菌 C. 大规模发酵培养该菌株需控制溶氧、温度、pH等条件 D. 高地芽胞杆菌可替代化肥用于镉污染农田的农业生产 【答案】D 【解析】A、选择培养基可允许特定类型微生物生长，抑制其他微生物，筛选耐镉菌株时使用含镉的选择培养基，只有耐镉的菌株可存活，A正确；B、稀释涂布平板法和平板划线法是分离纯化微生物的常用接种方法，可用来筛选获得高地芽胞杆菌的单菌落，B正确；C、大规模发酵培养高地芽胞杆菌时，溶氧、温度、pH等条件会直接影响菌株的生长代谢，需进行精准调控，C正确；D、高地芽胞杆菌仅具备耐镉、促进植物生长的作用，无法为植物提供生长必需的N、P、K等矿质营养，不能替代化肥的功能，D错误。故选D。 7.（2026·北京房山·二模）家庭版水果酵素制作：将水果切碎、加糖，利用酵母菌、乳酸菌、醋酸菌依次进行发酵，先后出现酒味、酸味，最终得到酸性发酵液。下列相关叙述正确的是（       ） A. 整个发酵过程须持续通入氧气 B. 发酵过程中有机物的种类会减少 C. 产生酒味主要与乳酸菌的无氧呼吸有关 D. 酵母菌、乳酸菌、醋酸菌均能使发酵液pH下降 【答案】D 【解析】A、酵母菌无氧呼吸才能产生酒精，因此发酵产生酒味的阶段需要保持无氧环境，不能持续通入氧气，A错误；B、发酵过程中微生物会分解大分子有机物，产生多种小分子代谢产物，因此有机物的种类会增加，B错误；C、酒味是酵母菌无氧呼吸产生酒精导致的，乳酸菌无氧呼吸产物为乳酸，C错误；D、酵母菌呼吸作用产生的CO₂溶于水形成碳酸可使pH下降，乳酸菌代谢产生乳酸、醋酸菌代谢产生醋酸都可使发酵液pH下降，D正确。 8.（2026·北京石景山·二模）利用灰色链霉菌（一种需氧细菌）发酵生产链霉素。生产中相关操作不恰当的是（       ） A. 接种前对菌种进行扩大培养 B. 监控pH、温度、溶解氧等参数 C. 用稀释涂布平板法实时监测活菌数量 D. 通过提取、分离和纯化获取链霉素 【答案】C 【解析】A、接种前对菌种进行扩大培养，可增加接种时的菌种量，缩短发酵过程的调整期，提高发酵效率，操作恰当，A正确；B、灰色链霉菌为需氧细菌，其生长代谢和链霉素的合成受pH、温度、溶解氧等环境因素影响，发酵过程中监控这些参数可保证发酵正常进行，操作恰当，B正确；C、稀释涂布平板法统计活菌数量需要对样品稀释后接种到培养基上培养一段时间才能计数，无法实现实时监测，且频繁取样易造成发酵体系杂菌污染，操作不恰当，C错误；D、链霉素是灰色链霉菌产生的次级代谢产物，发酵结束后需要通过提取、分离和纯化步骤才能获得纯净的链霉素产品，操作恰当，D正确。 9.（2026·北京海淀·二模）某同学进行“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验，结果在以尿素为唯一氮源的选择培养基上没有出现菌落。该同学进行反思时，对可能原因的分析，不合理的是（       ） A. 土壤样品稀释度过高 B. 接种时未设置对照 C. 涂布器灼烧后未彻底冷却 D. 培养时间不足尚未形成菌落 【答案】B 【解析】A、若土壤样品稀释度过高，涂布的菌液中分解尿素的细菌活菌数量极少，甚至平板上不存在目的菌，就无法形成菌落，A不符合题意；B、接种时设置对照的作用是检测培养基是否被杂菌污染、验证选择培养基的筛选功能，对照是否设置不会影响实验组本身的菌落生长情况，未设置对照不是实验组无菌落的原因，B符合题意；C、涂布器灼烧后未彻底冷却，高温会直接杀死待接种的目的菌，导致无法形成菌落，C不符合题意；D、若培养时间不足，目的菌还未繁殖到形成肉眼可见菌落的数量，会暂时观察不到菌落，D不符合题意。 10.（2026·北京昌平·二模）酵母菌可利用甲醇生产单细胞蛋白，野生型菌株甲醇利用率低，我国科研人员选育出高效利用甲醇的工程菌株并实现工业化生产。相关叙述正确的是（　　） A. 甲醇为酵母菌提供碳源和氮源 B. 菌种扩大培养是发酵工程的中心环节 C. 提高通气量与搅拌速率可增加溶氧，提升产量 D. 单细胞蛋白是通过分离纯化获得的代谢产物 【答案】C 【解析】A、甲醇仅含C、H、O三种元素，不含N元素，只能为酵母菌提供碳源，无法提供氮源，A错误；B、发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵过程，菌种扩大培养是发酵前的种子制备环节，并非中心环节，B错误；C、酵母菌为兼性厌氧型微生物，有氧条件下可大量繁殖，单细胞蛋白是酵母菌菌体本身，提高通气量与搅拌速率可增加溶氧量，促进酵母菌有氧呼吸大量增殖，进而提升产量，C正确；D、单细胞蛋白是微生物菌体本身，并非微生物的代谢产物，不需要分离纯化代谢产物，D错误。 11.（2026·北京顺义·二模）菌株甲不能合成组氨酸,因此不能在无组氨酸的培养基上繁殖。为检测四种物质 、 C、D 的诱变效果，将菌株甲分别接种于添加四种物质的无组氨酸培养基上，检测每个平板中的菌落数，统计结果如下图。下列分析不合理的是（       ） A. 组氨酸是菌株甲繁殖的必要条件 B. 按功能划分该培养基属于选择培养基 C. 四种物质中 A 的诱变效果最佳 D. 各菌落所含的遗传物质均相同 【答案】D 【解析】A、题干明确说明菌株甲不能合成组氨酸，无法在无组氨酸的培养基上繁殖，说明组氨酸是菌株甲繁殖的必要条件，A正确； B、该培养基不含组氨酸，只有发生突变、能自主合成组氨酸的菌株可以生长，按功能划分属于选择培养基，B正确； C、由图可知，相同添加量下，添加物质A的平板菌落数最多，说明A诱导菌株产生可合成组氨酸突变的效率最高，即A的诱变效果最佳，C正确； D、基因突变具有不定向性，不同菌落的突变位点可能存在差异，因此各菌落的遗传物质不一定均相同，D错误。 12.（2026·北京丰台·二模）水稻根部富集土壤中镉离子后，会导致稻米镉含量超标。研究者开展相关研究，探究水稻内生微生物在修复重金属污染中的作用。 （1）水稻能够“招募”特定内生细菌长期共生以抵御毒害。在这一共生关系中，水稻可为内生细菌提供水、碳源、　　　　　　　　（写出两种）等营养物质。 （2）分离并培养水稻中多种内生细菌，下列四种菌株间均无拮抗作用，测定其各项指标，结果如下表。结合菌株的各项指标，选取　　　　　　　　两种菌株构建复合菌剂，并说明理由　　　　　　　　。 指标菌株 溶血性：菌株分泌毒性物质，有危害 SPB（mg/L）：选择性吸收阳离子，增加叶绿素含量 ACC脱氨酶（U/mg）：促进根系伸长和生物量增加 MIC（μM）：镉离子对菌株的最小抑制浓度 1 有 12.3 5.7 1280 2 无 21.5 11.4 640 3 无 19.6 8.3 40 4 无 24.3 7.2 640 （3）加入上述复合菌剂培养水稻一段时间。与对照组相比，实验组水稻根部的镉含量无显著变化，茎部和籽粒中镉含量变化如下图，结果表明：　　　　　　　　。 （4）综合上述研究结果，由内生细菌构建的复合菌剂在缓解水稻镉胁迫、保障粮食安全等方面展现出优良潜力。请写出将复合菌剂投入田间生产时需要考虑的因素　　　　　　　　。（至少答两点） 【答案】（1）无机盐、氮源     （2）① 菌株2、菌株4    ② 两菌株均无溶血性，安全性高；MIC高，强镉耐受性：菌株2的ACC脱氨酶活性高，菌株4的SPB较高，共同促进植物各部分生长     （3）复合菌剂抑制镉离子从根部到茎部方向的运输，从而降低籽粒镉含量     （4）① 生态安全方面：应用前需评估菌剂对土壤微生态平衡的影响，排查有毒代谢产物的生物积累风险，并防止其进入食物链，造成二次污染。② 菌株稳定性方面：需验证菌株在不同pH、温度及镉浓度梯度下的定殖存活能力，从而保障修复效果的可靠性      【解析】(1) 水稻能够“招募”特定内生细菌长期共生以抵御毒害。在这一共生关系中，水稻可为内生细菌提供水、碳源、氮源、无机盐等营养物质。(2) 根据图表分析可知，菌株1有溶血性具有毒性，菌株3最小抑制浓度（MIC）低，耐镉能力差，均不适合选用；菌株2和4均无溶血性，无安全性问题，二者耐镉能力强；同时菌株2的ACC脱氨酶活性高，更能促进根系生长，菌株4的SPB含量更高，更利于提升叶绿素含量，二者性状互补，适合构建复合菌剂。(3) 根据题意和柱状图的结果，水稻根部的镉含量无显著变化，茎部实验组与对照组比较，茎部实验组镉含量下降，籽粒实验组和对照组比较，籽粒实验组镉含量也下降，说明复合菌剂抑制镉离子从根部到茎部方向的运输，从而降低籽粒镉含量。(4) 由内生细菌构建的复合菌剂在缓解水稻镉胁迫、保障粮食安全等方面展现出优良潜力。将复合菌剂投入田间生产时需要考虑生态安全方面：应用前需评估菌剂对土壤微生态平衡的影响，排查有毒代谢产物的生物积累风险，并防止其进入食物链，造成二次污染。菌株稳定性方面：需验证菌株在不同pH、温度及镉浓度梯度下的定殖存活能力，从而保障修复效果的可靠性。 13.（2026·北京东城·一模）阿卡波糖是治疗Ⅱ型糖尿病的药物，部分患者长期使用后出现耐药现象，推测与肠道微生物有关。 （1）阿卡波糖是绝大多数生物不能利用的低聚糖，但能抑制淀粉酶等的活性，通过　　　　　　来降低糖尿病患者的血糖浓度。 （2）为寻找影响阿卡波糖疗效的肠道微生物，研究者收集耐药患者的粪便样本，进行图1实验。经过图中①～⑤的步骤实现目的菌　　　　　　，⑥采用　　　　　　法接种以分离单个菌落，筛选后鉴定出能降解阿卡波糖的菌种TD1。 （3）为研究TD1对阿卡波糖治疗Ⅱ型糖尿病疗效的影响，研究者将Ⅱ型糖尿病模型小鼠分为4组，用如图2所示的溶液进行灌胃15天，每天1次。第15天同时还用　　　　　　溶液对4组小鼠灌胃，检测结果表明TD1能够降低阿卡波糖的疗效，依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）进一步从TD1中筛选到编码阿卡波糖降解酶的apg基因。基于以上信息，请提出一种解决使用阿卡波糖后出现耐药问题的思路　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）抑制淀粉的消化      （2）① 浓度增加    ② 稀释涂布平板     （3）① 淀粉    ② 血糖增量相对水平组2显著低于组1，组4显著高于组2     （4）抑制apg基因的表达；抑制阿卡波糖降解酶的活性      【解析】(1) 阿卡波糖抑制淀粉酶等糖类消化酶的活性，可抑制淀粉的消化，减少葡萄糖的生成和肠道吸收，从而降低糖尿病患者的血糖。(2) 图1逐步提高阿卡波糖浓度，可筛选出能降解阿卡波糖的目的菌，同时让目的菌数量增加，该过程实现目的菌的浓度增加；由图示可知分离获得单个菌落，采用的接种方法为稀释涂布平板法。(3) 阿卡波糖作用是降低餐后血糖，因此第15天需要给各组灌胃等量的淀粉，再检测血糖增量；根据图2结果，血糖增量相对水平组2显著低于组1，组4显著高于组2，证明阿卡波糖降血糖效果下降，即TD1会降低阿卡波糖的疗效。(4) 耐药的原因是TD1产生降解阿卡波糖的酶，因此可从抑制apg基因的表达；抑制阿卡波糖降解酶的活性等角度提出思路。 14.（2026·北京顺义·二模）秸秆还田是提升土壤肥力的重要措施,但自然条件下秸秆纤维素降解缓慢。山西老陈醋酿造环境中具有丰富的微生物资源。 （1）科研人员从醋糟中筛选高效分解纤维素的菌株,将 醋糟样品加入 无菌水中振荡混匀，取 上清液接种于以羧甲基纤维素钠为唯一　　　　　的培养基，振荡培养 2 天，将菌液系列稀释涂布培养，筛选出 3 株纤维素酶高产菌株，分别命名为 J1、J2、J3。 （2）纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分，即 酶、 酶和葡萄糖苷酶，纤维素分解过程如下:纤维素 纤维二糖 葡萄糖研究发现, 单菌株通常分泌的纤维素酶种类有限. 难以实现纤维素的高效分解。因此构建含多种菌株的复合菌系以提高分解效率。 ① 首先，将三种菌以两两相交的方式划线接种于固体培养基上，37℃培养 24h，观察到相交处均无断开现象，如图 1 。这一实验步骤的目的是　　　　　。 ② 基于上述实验结果，将三种菌液等量混合构建复合菌系，发酵后离心取上清液，加入等量纤维素，测定葡萄糖的生成量，计算酶活性，结果如图 2。据此推测:三株菌分泌的纤维素酶优势互补是复合菌系 D 降解能力提升的核心原因。请评价该实验结果能否完全证实上述推测，并说明理由　　　　　。 （3）研究人员进一步优化复合菌系 D的产酶条件。初始 pH、接种量及发酵温度的交互作用对纤维素酶活性的影响如图 3。 据图判断，在工业化发酵产纤维素酶时，应优先控制初始 和接种量的最优组合为　　　　　。发酵过程中最佳发酵温度为　　　　　。 【答案】（1）碳源     （2）① 判断各菌株是否相互抑制    ② 不能，因为缺少各菌株产纤维素酶种类的证据     （3）① 初始pH 7.4、 接种量9%    ② 40℃      【解析】(1) 筛选分解纤维素的菌株时，需使用选择培养基。以羧甲基纤维素钠为唯一碳源，这样只有能利用纤维素（分解纤维素）的菌株才能在该培养基上生长繁殖，从而起到筛选作用。(2) ① 将三种菌两两相交划线接种，观察相交处是否有断开现象（抑菌圈），目的是判断各菌株之间是否存在相互抑制（拮抗）作用。若相交处无菌落生长，说明菌株间存在抑制；若菌落连续生长（无断开），则说明菌株间无抑制作用，可混合构建复合菌系。② 该实验结果不能完全证实“三株菌分泌的纤维素酶优势互补是复合菌系D降解能力提升的核心原因”。理由：实验仅测定了复合菌系与单菌的纤维素酶总活性，证明了复合菌系酶活性更高，但没有直接证据证明各菌株分泌的纤维素酶种类（C₁酶、Cx酶、葡萄糖苷酶）存在差异、实现了优势互补，也无法排除“菌株间协同促进酶的总分泌量增加”等其他因素导致酶活性提升的可能性。(3) ① 图3中前两个等高线图分别反映初始pH、接种量对酶活性的影响，等高线越靠近中心，酶活性越高。结合曲面最高点对应的数值，最优组合为初始pH7.4、接种量9%（此时酶活性达到峰值）。② 图3第三个等高线图中，曲面最高点对应的发酵温度为40℃，此时纤维素酶活性最高，为工业化发酵的最佳温度。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题13 发酵工程 考点1 传统发酵技术的应用 1.【答案】（1）① 酒精C2H5OH    ② ATP     （2）无氧取样，无氧培养     （3）不能，因为没有“接触 O2 后，酵母菌内源 H2O2 浓度上升”的证据     （4）过氧化氢酶H2O2 酶      考点2 微生物的培养与应用 1.【答案】C 2.【答案】（1）氮源、碳源     （2）A菌能在培养平板中生长繁殖     （3）① 梯度稀释    ② 透明圈     （4）假设一：P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂假设二：P菌被A菌刺激后释放可溶性物质溶解A菌      1.【答案】D 2.【答案】B 3.【答案】A 4.【答案】D 5.【答案】D 6.【答案】D 7.【答案】D 8.【答案】C 9.【答案】B 10.【答案】C 11.【答案】D 12.【答案】（1）无机盐、氮源     （2）① 菌株2、菌株4    ② 两菌株均无溶血性，安全性高；MIC高，强镉耐受性：菌株2的ACC脱氨酶活性高，菌株4的SPB较高，共同促进植物各部分生长     （3）复合菌剂抑制镉离子从根部到茎部方向的运输，从而降低籽粒镉含量     （4）① 生态安全方面：应用前需评估菌剂对土壤微生态平衡的影响，排查有毒代谢产物的生物积累风险，并防止其进入食物链，造成二次污染。② 菌株稳定性方面：需验证菌株在不同pH、温度及镉浓度梯度下的定殖存活能力，从而保障修复效果的可靠性      13.【答案】（1）抑制淀粉的消化      （2）① 浓度增加    ② 稀释涂布平板     （3）① 淀粉    ② 血糖增量相对水平组2显著低于组1，组4显著高于组2     （4）抑制apg基因的表达；抑制阿卡波糖降解酶的活性      14.【答案】（1）碳源     （2）① 判断各菌株是否相互抑制    ② 不能，因为缺少各菌株产纤维素酶种类的证据     （3）① 初始pH 7.4、 接种量9%    ② 40℃      试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $