第37讲 传统发酵技术和发酵工程（5年考情+2大核心速记+3大题型专攻）（专项训练）（北京专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

**基本信息** 以北京本土发酵情境为载体，构建“考情定向-核心速记-分层专练”体系，融合情境破题模型与核心考点答题模板，实现传统发酵技术与发酵工程的系统突破。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |五年考情·精准定向|2个本土情境|建立传统与现代发酵对比模型，总结4类答题模板|从新课标要求到北京考频，聚焦两大核心板块| |两大核心·主干速记|2大核心知识|一图串联知识网络，表格对比易混概念|按“概念-原理-应用”递进，构建发酵技术逻辑链| |分层专练·靶向攻关|基础题（2题型）、情境题、压轴题|题型专攻对应核心考点，真题压轴适配高考设问|从基础判断到综合情境分析，梯度提升解题能力|

第37讲 传统发酵技术和发酵工程 第一部分 五年考情·精准定向 北京考情概览 北京热点情境 北京备考策略 第二部分 两大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·易错辨析 核心知识01 传统发酵技术 核心知识02 发酵工程 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（北京视野，单选，2大题型） 两年重难·情境题（北京模拟，单选、非选择题） 五年真题·压轴题（北京视野，单选、非选择题，含2026年高考真题） 第一部分 五年考情·精准定向 考情概览 新课标要求 考题统计 1. 什么是传统发酵技术？ 2. 制作泡菜、果酒和果醋的原理是什么？怎样制作泡菜？怎样制作果酒和果醋？ 3. 什么是发酵工程？ 4. 发酵工程的一般流程是什么？ 5. 发酵工程在生产上有哪些重要的价值？ 2024年北京卷，发酵工程的应用，果酒和果醋的制作 1．考查频次：该专题在高考中考查频率不是很高，近5年北京高考，只有2024年考查。该专题内容在高考中主要会以选择题的形式呈现。 2．考查要点：考查内容聚焦二大板块：一是传统发酵技术；二是发酵工程。 热点情境 情境1：北京顺义传统老酱酿造拥有百年传承，依托本地干燥通风的气候条件、优质地下水，采用天然开放式自然发酵工艺，全程不接种人工菌种，依靠原料、空气、老缸卤汁中的天然微生物菌群发酵。传统酱酿历经浸泡、蒸煮、制曲、晒缸、发酵、熟化等二十余道工序，依靠四季温度变化自然控温，是北京极具代表性的传统混合菌种发酵工艺。如今当地非遗传承人结合生物技术改良古法工艺，实现传统手艺的现代化延续。 对应知识点：传统发酵技术特点；传统发酵技术与发酵工程的区别。 情境2：北京平谷为全国知名大桃产区，依托万亩桃园资源，联合北京工商大学食品学院开展产学研合作，推进传统桃果自然发酵向现代工业发酵工程升级。传统平谷桃酒依靠破损桃果天然微生物自然发酵，存在发酵不稳定、易腐败、产量低、风味参差等问题。现代化改造后，团队采用菌种筛选纯化、无菌培养基配制、恒温密闭发酵、发酵参数实时调控等发酵工程核心技术，实现桃酒标准化、规模化生产，助力首都乡村特色农业产业化发展，是北京本地发酵工程应用的典型乡土案例。 对应知识点：发酵工程基本环节（菌种选育、培养基、灭菌、发酵调控、产物分离）、传统发酵与现代发酵工程的对比、发酵条件优化、产业应用与社会责任。 备考策略 1. 情境破题策略：区分两类发酵模型，建立固定答题框架 北京高考必考传统自然发酵与现代工业发酵工程双向对比，针对本专题顺义酱酿、二锅头、平谷桃酒三类本土情境，建立标准化解题模型，规避答题混乱。传统发酵（古法酱酿、传统白酒、原始桃酒）核心记忆关键词：天然混合菌种、开放式/半开放式环境、无严格灭菌、自然温度调控、代谢产物丰富、风味独特但稳定性差；现代发酵工程（改良酱酿、工业化白酒、标准化桃酒）核心记忆关键词：人工选育纯菌种、无菌环境、严格灭菌、精准参数调控、产物单一稳定、可规模化量产。所有对比类、原因分析类大题，均可围绕这两组核心关键词展开作答，贴合北京阅卷得分要点。 2.核心考点专项突破：聚焦北京高频设问角度 （1） 微生物代谢与发酵条件调控（最高频）：重点掌握酵母菌、霉菌、醋酸菌三类情境核心菌种的代谢类型、呼吸方式、适宜温度、氧气需求。牢记“前期通气扩繁菌种、后期密闭发酵产物”的通用逻辑，能结合白酒、桃酒发酵场景分析温度、氧气、pH异常导致的发酵失败、风味变差、杂菌污染等问题。 （2）传统发酵不灭菌的经典答题模板：针对顺义古法酱酿等传统工艺高频设问，固定答题思路：优势菌种代谢旺盛、快速占据生态位；发酵体系高盐、高糖、无氧/微氧的特殊环境，抑制杂菌繁殖；长期自然驯化形成稳定的本土微生物菌群，形成生态制衡，因此无需灭菌即可正常发酵。 （3）发酵工程五大环节精准踩分：结合平谷桃酒产业升级情境，熟记菌种选育、培养基配制、灭菌、发酵调控、产物分离纯化全流程。重点区分：消毒与灭菌的差异、液体培养基工业发酵优势、纯菌种筛选纯化的核心操作、发酵参数实时调控的生产意义，适配高考工艺流程分析大题。 （4）乡土产业情境的社会责任答题模板：针对北京乡村振兴、非遗工艺升级类设问，固定答题维度：提升本土农产品附加值、带动地方产业发展、传承传统非遗工艺、依托高校科研实现技术革新、绿色低碳发酵、减少资源浪费、助力乡村产业化升级。 第二部分 两大核心·主干速记 内容速览：传统发酵技术；发酵工程 一图串联 核心梳理 核心知识1 传统发酵技术 考点1:发酵与传统发酵技术 1.发酵的概念和种类： （1）概念：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。 （2）种类：有氧发酵(如醋酸发酵、谷氨酸发酵)和无氧发酵(如酒精发酵)。 2.传统发酵技术的概念： 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。 考点2：传统发酵食品的制作 1.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 2.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】 1.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。 2.泡菜发酵过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化 时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 发酵前期 少（O2抑制乳酸菌活动） 少 增加（硝酸盐还原菌的作用） 发酵中期 最多（乳酸菌比其他杂菌更耐酸。乳酸积累，抑制其他菌活动） 增多 达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解） 发酵后期 减少（乳酸积累，pH下降，抑制乳酸菌活动） 继续增多，最后保持稳定 下降至保持相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制） 变化曲线 核心知识2 发酵工程 考点1：发酵工程的基本环节 1.发酵工程的概念：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。 2.发酵工程的特点：生产条件温和；原料来源丰富且价格低廉；产物专一；废弃物对环境的污染小、容易处理等。 3.发酵工程的基本环节 （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。 考点2：发酵工程的应用 应用 内容 实例 食品工业 生产传统的发酵产品 ①利用霉菌生产酱油； ②利用酿酒酵母生产酒类 生产食品添加剂 ①利用黑曲霉生产柠檬酸； ②利用谷氨酸棒状杆菌生产味精 生产酶制剂 α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶和脂肪酶等 医药工业 生产抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等 生长激素释放抑制激素、乙型肝炎疫苗等 农牧业 生产微生物肥料 根瘤菌肥、固氮菌肥等 生产微生物农药 利用苏云金杆菌防治农林虫害等 生产微生物饲料 用单细胞蛋白制作微生物饲料，能使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高 其他方面 能源物质上的应用 利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等 极端微生物的应用 嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，嗜 低温菌有助于提高热敏性产品的产量 考点3：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 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（北京视野，单选，2大题型） 考查重点：传统发酵技术；发酵工程 题型一：传统发酵技术 1．（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 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．（25-26高三下·北京海淀·期中）对比传统的家庭果酒制作过程与利用啤酒酵母工业化生产啤酒过程，二者均需要（　　） A．选育产酒精量高的菌种 B．进行严格灭菌和密封 C．定期排出装置中的气体 D．监测pH和溶氧等条件 4．（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 5．（2026·北京·二模）传统发酵技术是人类利用微生物的智慧结晶，不仅丰富了饮食文化，也为现代发酵工业奠定了基础。下列叙述错误的是（　　） A．传统果醋发酵时，主要通过产生气泡量来判定发酵程度 B．泡菜发酵过程中泡菜液中的亚硝酸盐含量先增多后减少 C．可利用乳酸菌厌氧发酵产生乳酸，使酸奶具有独特风味 D．发酵产品的品质受原料、菌种、发酵条件等多种因素影响 6．（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 7．（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 8．（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 9．（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下图所示。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 10．（2025·北京丰台·一模）研究者对比了家庭米酒制作与工业化啤酒生产的微生物调控策略。相关叙述正确的是（    ） A．两者均需对原料进行严格灭菌以保证单一菌种的优势 B．两种工艺均需在发酵后期降低温度以加速产物的生成 C．米酒制作中酵母菌的繁殖与产乙醇阶段对氧气的需求不同 D．啤酒生产的主发酵阶段需持续通入无菌空气以促进乙醇合成 题型二：发酵工程 11．（2026·北京海淀·三模）下列关于发酵工程生产谷氨酸的叙述，正确的是（　　） A．诱变后的谷氨酸棒状杆菌无需筛选即可用于发酵 B．培养基中pH越高，越利于菌体繁殖和谷氨酸积累 C．发酵罐持续搅拌的目的仅是为了增加培养液溶氧量 D．发酵结束后可通过萃取、沉淀等方法分离提纯谷氨酸 12．（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 13．（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 14．（25-26高三上·北京海淀·阶段检测）将纤维素、半纤维素预处理和酶解后，利用某大肠杆菌菌株发酵产乳酸的过程如图。阻断该菌株产乙酸（或乙醇）的代谢途径，构建了高产乳酸工程菌。相关叙述错误的是（　　） A．丙酮酸到乳酸环节会释放少量能量，部分储存在ATP中 B．可将纤维素酶基因等导入工程菌以简化生产环节 C．葡萄糖可作为大肠杆菌的碳源和能源物质 D．发酵过程中需保证厌氧环境以代谢生产乳酸 15．（25-26高三上·北京朝阳·期末）乙醇汽油由燃料乙醇和普通汽油按比例调和而成。可降低空气中污染物的排放。下列叙述错误的是（　　） A．燃料乙醇可通过微生物发酵制得，属于可再生能源 B．生产燃料乙醇的主要原料可以是玉米、小麦等粮食作物 C．使用乙醇汽油减少NO2等污染物排放，可改善空气质量 D．大量使用粮食生产燃料乙醇不会对粮食安全造成风险 16．（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 17．（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 18．（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 19．（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 20．（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，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。关于青霉素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 两年重难·情境题（主要北京模拟，单选、非选择题） 设题创新:工业生产谷氨酸，考查环发酵工程(T1);生长圈法，考查微生物的培养（T7）;新型乙醇发酵技术，考查发酵工程(T9);阿卡波糖，考查微生物的培养(T11) 1．工业上常用谷氨酸棒状杆菌作为生产谷氨酸的菌种，如图1是工业生产流程图，图2是菌种数量和谷氨酸产量随生物素浓度的变化过程。相关叙述正确的是（     ） A．发酵前将高产谷氨酸菌种进行扩大培养是该发酵技术的中心环节 B．菌种扩大培养时最好在生物素浓度为a的条件下进行 C．发酵过程中pH需一直保持酸性，利于获得更多的谷氨酸 D．在发酵结束后，采用分离、纯化等方法获取谷氨酸 2．火龙果在常温下极易腐败变质产生醋味，可从火龙果上筛选优质醋酸菌种，筛选过程如下图（其中的CaCO3可被醋酸溶解）。下列叙述错误的是（　　） A．“富集培养基”为液体培养基，培养时需振荡培养 B．加入CaCO3的培养基只允许产醋酸的微生物生长 C．测定菌株的醋酸耐受性是为了筛选出在高浓度醋酸条件下仍能保持较强活性的菌株 D．以火龙果为原料产酸时发酵罐内有气泡产生，而以果酒为底物产酸通常无气泡产生 3．渣海椒是重庆传统发酵美食，制作时需将新鲜红辣椒剁碎，与玉米面、糯米粉等混合，加盐拌匀后装坛，用水封住坛口进行密封发酵。发酵初期坛沿水可见少量气泡冒出，此后气泡逐渐停止，最终成熟的渣海椒具有独特的酸辣风味。下列相关叙述错误的是（     ） A．发酵初期少量气泡的产生，与酵母菌等微生物的细胞呼吸有关 B．随着发酵进行，醋酸菌逐渐占据优势并将糖类转化为醋酸 C．发酵过程中应避免频繁打开坛盖，以防止杂菌污染和破坏无氧环境 D．食盐的加入可以调味以及创造高渗环境抑制杂菌生长 4．食醋固态发酵依靠醋酸菌转化酒精生成醋酸。若发酵过程中被芽孢杆菌污染，其大量增殖会消耗糖类生成异味物质，降低食醋品质。芽孢杆菌为好氧型产芽孢细菌，高温短时蒸煮难以彻底灭活芽孢。下列叙述正确的是（     ） A．醋酸菌进行醋酸发酵时，需要全程严格隔绝氧气 B．芽孢杆菌细胞内含有线粒体，可通过有氧呼吸分解糖类 C．高压蒸汽灭菌可有效杀灭芽孢，避免发酵原料污染变质 D．发酵过程持续通入无菌空气，既能满足醋酸菌需求，也能抑制芽孢杆菌繁殖 5．MAC琼脂培养基常用于分离和初步鉴定肠道致病菌(通常为革兰氏阴性菌)，其典型配方包含：蛋白胨、乳糖、胆盐和结晶紫(抑制革兰氏阳性菌)、中性红(pH指示剂，细菌分解乳糖产生的酸可使其从无色转为粉色)和琼脂。研究人员欲利用该培养基从粪便样本中初步分离不能分解乳糖的致病菌，下列叙述错误的是（　　） A．该培养基中蛋白胨、乳糖可为所培养的细菌提供碳源 B．配制好的MAC培养基经高压蒸汽灭菌后，在使用前应调节其pH C．若将配方中的乳糖替换为葡萄糖，该培养基将失去鉴别作用 D．利用平板划线法接种时，接种环需多次灼烧灭菌 6．产酯能力高的酵母菌酿制的酒往往具有较好的香型，而产酯能力往往与胞外的酯水解酶活力正相关，因此常用含有不透明的三丁酸甘油酯的培养基初筛酿酒酵母。研究人员以商业酿酒酵母F33为对照，采用稀释涂布平板法从土壤和果实样品中分离酵母菌ZL-16和X-1，初步筛选结果如表所示。下列叙述错误的是（　　） A．稀释涂布平板法计数时得到的菌落数小于实际的活菌数 B．培养基接种后需将平板倒置，从而防止冷凝水落入平板 C．透明圈是酵母菌分泌的酯酶水解三丁酸甘油酯所形成的 D．D、d分别表示菌落和透明圈直径，挑选ZL-16菌株复筛 7．生长圈法是基于营养缺陷型指示菌与目的菌株共生关系建立的微生物筛选技术。目前，工业上用大肠杆菌赖氨酸缺陷型指示菌，从土壤中筛选谷氨酸棒状杆菌高产赖氨酸菌株，通过生长圈大小快速初筛，再结合发酵复筛确定生产株。如图表示初筛目的菌株时，某一平板上的菌落及生长圈的形成情况。下列叙述正确的是（　　） A．若在初筛培养基中额外添加赖氨酸，则平板上所有菌落周围都会出现等大的生长圈，便于直接比较各菌株产量 B．生长圈的形成原理是目的菌株分泌的赖氨酸在琼脂中扩散，为周围缺陷型指示菌提供了必需生长因子 C．若从图中平板初筛高产目的菌株，应优先选择菌落直径最大的戊或己，菌落越大代谢越旺盛 D．若对后续发酵得到的菌株计数，可采用平板划线法，在培养基上划线培养后统计菌落数 8．稻瘟病是一种真菌病害，水稻叶片中的某些内生放线菌对该致病菌具有抑制作用。科研小组采集样品，经过表面消毒和研磨处理后，制备研磨液，将研磨液接种到如图所示的选择培养基中，分离筛选出内生放线菌，并进行抗性检测。下列叙述正确的是（     ） A．在大量感染稻瘟病的稻田中，本实验从未感病植株上采集样品 B．稀释涂布平板法和平板划线法都能用于内生放线菌的分离和计数 C．选择培养基中可加入抑制细菌生长的抗生素，以减少杂菌生长 D．仅通过观察接种内生菌平板上的病原菌菌斑大小即可判断其抗性 9．传统乙醇生产依赖玉米、甘蔗等作物，研究人员以工业尾气和氨水为主要原料进行液态发酵，实现了利用乙醇梭菌高效生产乙醇的目的并获得了乙醇梭菌单细胞蛋白，相关流程如图所示。以下有关叙述正确的是（     ） A．处理后的工业尾气可为发酵提供碳源、氮源、无机盐和水 B．乙醇梭菌属于自养型微生物，厌氧发酵过程中通过搅拌使菌种和氧气充分混合 C．可采用过滤、沉淀等方法对乙醇梭菌进行分离，从而获得单细胞蛋白 D．通过该工艺生产乙醇，可以增加人类生态足迹 10．2015年，屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获得了诺贝尔奖。工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取，产量低，价格高。科研人员利用基因工程改造酵母菌，使其高效生产青蒿酸（青蒿素前体），再通过优化代谢途径、发酵条件，极大地提高了青蒿酸的产量，最终再经化学转化即可合成青蒿素，这一技术将青蒿素生产成本降低80%。下列叙述正确的是（     ） A．需要利用农杆菌转化法将青蒿酸合成基因导入酵母菌 B．青蒿素不是青蒿生长所必需的，在特定的组织或器官中生成。 C．发酵结束后，可通过过滤、沉淀等手段从发酵液中获得青蒿酸 D．利用发酵工程产生青蒿酸的核心步骤是选育菌种 11．（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________________________。 12．（25-26高三上·北京朝阳·期末）炎症性肠病是一种常见的肠道疾病，目前诊断主要依赖侵入性的肠镜检查。研究者利用大肠杆菌尼氏菌株（EcN），构建可响应肠道炎症标志物硫代硫酸盐的益生菌传感器，以实现该疾病的无创超声成像检查。 (1)大肠杆菌是一种常见的微生物，常被改造为基因工程菌，其原因包括_________（写出2点）。 (2)为实现超声成像，研究者将声学报告基因（ARG）导入EcN。ARG编码的蛋白组装成气囊能产生超声信号。图1为硫代硫酸盐感应及ARG表达调控的示意图。 S和R基因的启动子是________（填“组成型”或“硫代硫酸盐诱导型”）。硫代硫酸盐作为________与膜传感器激酶S结合，进而磷酸化响应调节蛋白R，磷酸化的R蛋白形成________后结合P启动子激活ARG基因表达。 (3)为进一步提高传感器的灵敏度，研究者引入了Bxb1重组酶系统（如图2）。该系统在感应硫代硫酸盐后，表达Bxb1重组酶，催化attB与attP位点之间的不可逆重组。 ①与图1相比，Bxb1重组酶系统的引入使传感器的信号强度“不可逆放大”，其机制是________。 ②温度响应型终止子TR在37℃（体温）条件下失活。Bxb1上游加入TR的作用是________。 (4)将优化后的传感器应用于肠道炎症诊断，采用“先定植-后检测”的模式（先口服工程益生菌，24小时后超声检查），检测效果显著优于“口服后立即检查”。推测“先定植-后检查”模式效果好的原因________。 (5)在ARG基因后添加attB-P7-attP-抗炎蛋白基因模块可实现________。 13．（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_________。 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 90ml 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_____。 15．（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） 五年真题·压轴题（主要北京视野，单选、非选择题） 高频考点：传统发酵技术；发酵工程 1．（2026·四川·高考真题）四川主产的浓香型白酒畅销全国。其发酵用的酒曲富含霉菌、酵母菌、细菌等微生物。从酒曲中分离纯化的某些酵母菌可利用其产生的乙醇合成低水溶性的乙酸乙酯，催化该反应的酶也能催化酯分解。下列叙述正确的是（     ） A．向培养基中加入青霉素，可有效抑制细菌和霉菌的生长 B．向培养基中添加乙酸乙酯，可根据透明圈筛选产酯酵母 C．酵母菌被破碎处理成匀浆后，不能催化乙酸乙酯的合成 D．与无氧相比，有氧条件培养酵母菌能产生更多乙酸乙酯 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．（2026·贵州·高考真题）棘白菌素是一类新型抗真菌药物。科研人员在构巢曲霉中导入ecd基因后获得棘白菌素的高产菌株，并用发酵罐分时段控制搅拌转速进行发酵生产。下列叙述正确的是（     ） A．获取上述高产菌株采用了微生物菌种选育的自然育种技术 B．该高产菌株在发酵过程中的不同阶段对溶解氧的需求不同 C．从平板上挑取单菌落直接接种到发酵罐的灭菌培养基中 D．为防止杂菌污染，不能在发酵过程中向发酵罐添加物质 4．（2026·山东·高考真题）某酱厂制作甜面酱的流程为：选料→蒸料→接种→制曲→恒温发酵→蒸煮→灌装。除米曲霉外，酵母菌、乳酸菌等多种微生物也参与发酵过程。下列说法错误的是（　　） A．制曲应在有氧条件下进行，以便于发酵过程所用微生物均迅速增殖 B．恒温发酵过程中，pH和溶解氧的改变会影响微生物代谢物的形成 C．蒸煮具有终止发酵和延长产品保存期的作用 D．酵母菌和乳酸菌在参与发酵的过程中存在竞争 5．（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 6．（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 7．（2018·北京·高考真题）以下高中生物学实验中，操作不正确的是（　　） A．在制作果酒的实验中，将葡萄汁液装满整个发酵装置 B．鉴定DNA时，将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴 C．用苏丹Ⅲ染液染色，观察花生子叶细胞中的脂肪滴（颗粒） D．用龙胆紫染液染色，观察洋葱根尖分生区细胞中的染色体 8．（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。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第37讲 传统发酵技术和发酵工程 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C A A D D C D C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 D C C A D C A A B A 二年重难·情境题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B B C B D B A C B 11．(1)抑制淀粉的消化 (2) 浓度增加 稀释涂布平板 (3) 淀粉 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 12．(1)繁殖速度，能快速获得大量工程菌； 遗传物质相对简单，易于进行基因操作。 (2) 组成型 信号分子 同源二聚体 (3) 单次硫代硫酸盐感应即可触发Bxbl 表达，催化attB与atP位点之间的不可逆重组， 使P7方向翻转，持续驱动ARG 高表达 避免体外环境(37°C以下)Bxbl的表达 (4)先定植可使益生菌在肠道内增殖达到足够数量，提升信号强度 (5)实现肠道炎症的无创超声诊断与抗炎治疗的双重效果（工程菌既能通过ARG基因表达产生超声信号实现诊断，又能表达抗炎蛋白发挥治疗作用） 13．(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 14．(1)碳源 (2) 判断各菌株是否相互抑制 不能，因为缺少各菌株产纤维素酶种类的证据 (3) 初始pH 7.4、 接种量9% 40℃ 15．(1)无机盐、氮源 (2) 菌株2、菌株4 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 五年真题·压轴题 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 B B B A A A A 8．(1) 酒精/C2H5OH 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 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第37讲 传统发酵技术和发酵工程 第一部分 五年考情·精准定向 北京考情概览 北京热点情境 北京备考策略 第二部分 两大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·易错辨析 核心知识01 传统发酵技术 核心知识02 发酵工程 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（北京视野，单选，3大题型） 两年重难·情境题（北京模拟，单选、非选择题） 五年真题·压轴题（北京视野，单选、非选择题，含2026年高考真题） 第一部分 五年考情·精准定向 考情概览 新课标要求 考题统计 1. 什么是传统发酵技术？ 2. 制作泡菜、果酒和果醋的原理是什么？怎样制作泡菜？怎样制作果酒和果醋？ 3. 什么是发酵工程？ 4. 发酵工程的一般流程是什么？ 5. 发酵工程在生产上有哪些重要的价值？ 2024年北京卷，发酵工程的应用，果酒和果醋的制作 1．考查频次：该专题在高考中考查频率不是很高，近5年北京高考，只有2024年考查。该专题内容在高考中主要会以选择题的形式呈现。 2．考查要点：考查内容聚焦二大板块：一是传统发酵技术；二是发酵工程。 热点情境 情境1：北京顺义传统老酱酿造拥有百年传承，依托本地干燥通风的气候条件、优质地下水，采用天然开放式自然发酵工艺，全程不接种人工菌种，依靠原料、空气、老缸卤汁中的天然微生物菌群发酵。传统酱酿历经浸泡、蒸煮、制曲、晒缸、发酵、熟化等二十余道工序，依靠四季温度变化自然控温，是北京极具代表性的传统混合菌种发酵工艺。如今当地非遗传承人结合生物技术改良古法工艺，实现传统手艺的现代化延续。 对应知识点：传统发酵技术特点；传统发酵技术与发酵工程的区别。 情境2：北京平谷为全国知名大桃产区，依托万亩桃园资源，联合北京工商大学食品学院开展产学研合作，推进传统桃果自然发酵向现代工业发酵工程升级。传统平谷桃酒依靠破损桃果天然微生物自然发酵，存在发酵不稳定、易腐败、产量低、风味参差等问题。现代化改造后，团队采用菌种筛选纯化、无菌培养基配制、恒温密闭发酵、发酵参数实时调控等发酵工程核心技术，实现桃酒标准化、规模化生产，助力首都乡村特色农业产业化发展，是北京本地发酵工程应用的典型乡土案例。 对应知识点：发酵工程基本环节（菌种选育、培养基、灭菌、发酵调控、产物分离）、传统发酵与现代发酵工程的对比、发酵条件优化、产业应用与社会责任。 备考策略 1. 情境破题策略：区分两类发酵模型，建立固定答题框架 北京高考必考传统自然发酵与现代工业发酵工程双向对比，针对本专题顺义酱酿、二锅头、平谷桃酒三类本土情境，建立标准化解题模型，规避答题混乱。传统发酵（古法酱酿、传统白酒、原始桃酒）核心记忆关键词：天然混合菌种、开放式/半开放式环境、无严格灭菌、自然温度调控、代谢产物丰富、风味独特但稳定性差；现代发酵工程（改良酱酿、工业化白酒、标准化桃酒）核心记忆关键词：人工选育纯菌种、无菌环境、严格灭菌、精准参数调控、产物单一稳定、可规模化量产。所有对比类、原因分析类大题，均可围绕这两组核心关键词展开作答，贴合北京阅卷得分要点。 2.核心考点专项突破：聚焦北京高频设问角度 （1） 微生物代谢与发酵条件调控（最高频）：重点掌握酵母菌、霉菌、醋酸菌三类情境核心菌种的代谢类型、呼吸方式、适宜温度、氧气需求。牢记“前期通气扩繁菌种、后期密闭发酵产物”的通用逻辑，能结合白酒、桃酒发酵场景分析温度、氧气、pH异常导致的发酵失败、风味变差、杂菌污染等问题。 （2）传统发酵不灭菌的经典答题模板：针对顺义古法酱酿等传统工艺高频设问，固定答题思路：优势菌种代谢旺盛、快速占据生态位；发酵体系高盐、高糖、无氧/微氧的特殊环境，抑制杂菌繁殖；长期自然驯化形成稳定的本土微生物菌群，形成生态制衡，因此无需灭菌即可正常发酵。 （3）发酵工程五大环节精准踩分：结合平谷桃酒产业升级情境，熟记菌种选育、培养基配制、灭菌、发酵调控、产物分离纯化全流程。重点区分：消毒与灭菌的差异、液体培养基工业发酵优势、纯菌种筛选纯化的核心操作、发酵参数实时调控的生产意义，适配高考工艺流程分析大题。 （4）乡土产业情境的社会责任答题模板：针对北京乡村振兴、非遗工艺升级类设问，固定答题维度：提升本土农产品附加值、带动地方产业发展、传承传统非遗工艺、依托高校科研实现技术革新、绿色低碳发酵、减少资源浪费、助力乡村产业化升级。 第二部分 两大核心·主干速记 内容速览：传统发酵技术；发酵工程 一图串联 核心梳理 核心知识1 传统发酵技术 考点1:发酵与传统发酵技术 1.发酵的概念和种类： （1）概念：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。 （2）种类：有氧发酵(如醋酸发酵、谷氨酸发酵)和无氧发酵(如酒精发酵)。 2.传统发酵技术的概念： 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。 考点2：传统发酵食品的制作 1.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 2.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】 1.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。 2.泡菜发酵过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量变化 时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 发酵前期 少（O2抑制乳酸菌活动） 少 增加（硝酸盐还原菌的作用） 发酵中期 最多（乳酸菌比其他杂菌更耐酸。乳酸积累，抑制其他菌活动） 增多 达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解） 发酵后期 减少（乳酸积累，pH下降，抑制乳酸菌活动） 继续增多，最后保持稳定 下降至保持相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制） 变化曲线 核心知识2 发酵工程 考点1：发酵工程的基本环节 1.发酵工程的概念：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。 2.发酵工程的特点：生产条件温和；原料来源丰富且价格低廉；产物专一；废弃物对环境的污染小、容易处理等。 3.发酵工程的基本环节 （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。 考点2：发酵工程的应用 应用 内容 实例 食品工业 生产传统的发酵产品 ①利用霉菌生产酱油； ②利用酿酒酵母生产酒类 生产食品添加剂 ①利用黑曲霉生产柠檬酸； ②利用谷氨酸棒状杆菌生产味精 生产酶制剂 α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶和脂肪酶等 医药工业 生产抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等 生长激素释放抑制激素、乙型肝炎疫苗等 农牧业 生产微生物肥料 根瘤菌肥、固氮菌肥等 生产微生物农药 利用苏云金杆菌防治农林虫害等 生产微生物饲料 用单细胞蛋白制作微生物饲料，能使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高 其他方面 能源物质上的应用 利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等 极端微生物的应用 嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，嗜 低温菌有助于提高热敏性产品的产量 考点3：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 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（北京视野，单选，3大题型） 考查重点：传统发酵技术；发酵工程 题型一：传统发酵技术 1．（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 【详解】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。 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 【详解】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．（25-26高三下·北京海淀·期中）对比传统的家庭果酒制作过程与利用啤酒酵母工业化生产啤酒过程，二者均需要（　　） A．选育产酒精量高的菌种 B．进行严格灭菌和密封 C．定期排出装置中的气体 D．监测pH和溶氧等条件 【答案】C 【详解】A、传统家庭果酒制作的菌种为葡萄皮表面附着的野生酵母菌，无需专门选育高产菌种，工业化啤酒生产需要选育优良菌种，A错误； B、传统家庭果酒制作不需要严格灭菌，发酵液的缺氧、酸性环境可抑制绝大多数杂菌繁殖，严格灭菌反而会杀死野生酵母菌种，B错误； C、酵母菌无氧呼吸产生酒精的同时会生成CO₂，两类生产过程都需要定期排出装置内的CO₂，避免装置内压强过大发生爆裂，C正确； D、传统家庭果酒制作操作简单，无需专门监测pH、溶氧等参数，工业化生产为保证产品品质和产量需要监测相关条件，D错误。 4．（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 【详解】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。 5．（2026·北京·二模）传统发酵技术是人类利用微生物的智慧结晶，不仅丰富了饮食文化，也为现代发酵工业奠定了基础。下列叙述错误的是（　　） A．传统果醋发酵时，主要通过产生气泡量来判定发酵程度 B．泡菜发酵过程中泡菜液中的亚硝酸盐含量先增多后减少 C．可利用乳酸菌厌氧发酵产生乳酸，使酸奶具有独特风味 D．发酵产品的品质受原料、菌种、发酵条件等多种因素影响 【答案】A 【详解】A、果醋发酵的菌种为醋酸菌，当以酒精为底物进行醋酸发酵时，反应过程无CO2生成，不会产生气泡，因此不能通过产生气泡量判定发酵程度，A错误； B、泡菜发酵初期，硝酸盐还原菌活动旺盛，将硝酸盐还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐含量升高；后期发酵环境pH降低，硝酸盐还原菌活性受抑制，同时亚硝酸盐被分解，含量下降，因此泡菜液中亚硝酸盐含量先增多后减少，B正确； C、乳酸菌为厌氧微生物，无氧呼吸可产生乳酸，酸奶制作就是利用乳酸菌的厌氧发酵产生乳酸，赋予酸奶独特风味，C正确； D、发酵产品的品质受原料的种类和品质、菌种的活性和纯度、发酵的温度、pH、氧气条件等多种因素共同影响，D正确。 6．（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 【详解】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。 7．（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。 8．（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。 9．（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下图所示。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 【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。 【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。 10．（2025·北京丰台·一模）研究者对比了家庭米酒制作与工业化啤酒生产的微生物调控策略。相关叙述正确的是（    ） A．两者均需对原料进行严格灭菌以保证单一菌种的优势 B．两种工艺均需在发酵后期降低温度以加速产物的生成 C．米酒制作中酵母菌的繁殖与产乙醇阶段对氧气的需求不同 D．啤酒生产的主发酵阶段需持续通入无菌空气以促进乙醇合成 【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、家庭米酒制作通常不会对原料严格灭菌，以免杀死菌种，工业化啤酒生产虽会进行高温处理（如糖化阶段），但主要依赖酵母菌的快速繁殖形成优势菌群，而非依赖严格灭菌，A错误； B、米酒制作全程在常温下进行，无需后期降温；啤酒生产的后期降温（如后发酵阶段）是为了抑制微生物活动、促进沉淀或稳定风味，而非加速产物生成，B错误； C、米酒制作中，酵母菌的繁殖阶段需氧气（有氧呼吸），而产乙醇阶段需无氧条件，两者对氧气的需求不同，C正确； D、啤酒主发酵阶段初期通入氧气促进酵母菌增殖，但后期需无氧环境以进行酒精发酵。持续通入空气会抑制乙醇合成，D错误。 故选C。 题型二：发酵工程 11．（2026·北京海淀·三模）下列关于发酵工程生产谷氨酸的叙述，正确的是（　　） A．诱变后的谷氨酸棒状杆菌无需筛选即可用于发酵 B．培养基中pH越高，越利于菌体繁殖和谷氨酸积累 C．发酵罐持续搅拌的目的仅是为了增加培养液溶氧量 D．发酵结束后可通过萃取、沉淀等方法分离提纯谷氨酸 【答案】D 【详解】A、诱变育种的原理是基因突变，基因突变具有不定向性，诱变后得到的菌株性状多样，必须经过筛选获得高产优良菌株才能用于发酵，A错误； B、谷氨酸棒状杆菌发酵的适宜pH为中性或弱碱性，pH过高会抑制菌体相关酶的活性，甚至破坏菌体结构，不利于菌体繁殖和谷氨酸积累，B错误； C、发酵罐持续搅拌除了增加培养液溶氧量外，还可使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率，C错误； D、谷氨酸是发酵生成的代谢产物，发酵结束后可通过萃取、沉淀、离子交换等方法分离提纯谷氨酸，D正确。 12．（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 【详解】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。 13．（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 【详解】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。 14．（25-26高三上·北京海淀·阶段检测）将纤维素、半纤维素预处理和酶解后，利用某大肠杆菌菌株发酵产乳酸的过程如图。阻断该菌株产乙酸（或乙醇）的代谢途径，构建了高产乳酸工程菌。相关叙述错误的是（　　） A．丙酮酸到乳酸环节会释放少量能量，部分储存在ATP中 B．可将纤维素酶基因等导入工程菌以简化生产环节 C．葡萄糖可作为大肠杆菌的碳源和能源物质 D．发酵过程中需保证厌氧环境以代谢生产乳酸 【答案】A 【详解】A、丙酮酸到乳酸的过程属于无氧呼吸的第二阶段，这个过程不会释放能量，也不会生成ATP，A错误； B、将纤维素酶基因导入工程菌后，工程菌可以自行分解纤维素产生可发酵糖，能够简化生产环节，B正确； C、葡萄糖可以为大肠杆菌提供碳源，同时通过分解代谢为大肠杆菌提供能量，C正确； D、乳酸发酵属于无氧呼吸，发酵过程需要保证厌氧环境，才能让大肠杆菌代谢生产乳酸，D正确。        故选A。 15．（25-26高三上·北京朝阳·期末）乙醇汽油由燃料乙醇和普通汽油按比例调和而成。可降低空气中污染物的排放。下列叙述错误的是（　　） A．燃料乙醇可通过微生物发酵制得，属于可再生能源 B．生产燃料乙醇的主要原料可以是玉米、小麦等粮食作物 C．使用乙醇汽油减少NO2等污染物排放，可改善空气质量 D．大量使用粮食生产燃料乙醇不会对粮食安全造成风险 【答案】D 【详解】A、燃料乙醇可通过酵母菌等微生物的无氧呼吸（发酵）将淀粉或糖类转化为乙醇，该过程利用生物质能，属于可再生能源，A正确； B、玉米、小麦等粮食作物富含淀粉，经酶水解为葡萄糖后可作为微生物发酵的原料生产乙醇，B正确； C、乙醇燃烧产物主要为CO₂和H₂O，相比普通汽油，能减少氮氧化物（如NO₂）、碳氢化合物等污染物的排放，从而改善空气质量，C正确； D、粮食作物是重要的食物来源，若大规模用于生产燃料乙醇，可能加剧粮食供需矛盾，对粮食安全构成风险，D错误。 故选D。 16．（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。 17．（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 【分析】发酵工程的应用： 在食品工业的应用：生产传统的发酵产品，生产各种各样的食品添加剂，生产酶制剂等。 在医药工业的应用：如生产抗生素、氨基酸、激素、免疫调节剂等。 在农牧业上的应用：生产微生物肥料、微生物农药、微生物饲料等。 【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。 18．（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 【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、培养基的配制、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、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。 19．（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 【分析】1、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。 2、由题图信息分析可知，酿造酱油主要利用的是米曲霉，能够产生蛋白酶和脂肪酶，将蛋白质和脂肪分别水解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸。 【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。 20．（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，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。关于青霉素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 【分析】培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等四类营养物质。配制培养基时除了满足基本的营养条件外，还需满足微生物生长对特殊营养物质、pH、O2的要求。 【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。 两年重难·情境题（主要北京模拟，单选、非选择题） 设题创新:工业生产谷氨酸，考查环发酵工程(T1);生长圈法，考查微生物的培养（T7）;新型乙醇发酵技术，考查发酵工程(T9);阿卡波糖，考查微生物的培养(T11) 1．工业上常用谷氨酸棒状杆菌作为生产谷氨酸的菌种，如图1是工业生产流程图，图2是菌种数量和谷氨酸产量随生物素浓度的变化过程。相关叙述正确的是（     ） A．发酵前将高产谷氨酸菌种进行扩大培养是该发酵技术的中心环节 B．菌种扩大培养时最好在生物素浓度为a的条件下进行 C．发酵过程中pH需一直保持酸性，利于获得更多的谷氨酸 D．在发酵结束后，采用分离、纯化等方法获取谷氨酸 【答案】D 【详解】A、发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵过程，菌种扩大培养属于发酵前的菌种制备环节，并非中心环节，A错误； B、菌种扩大培养的目的是获得大量菌体，由图2可知，生物素浓度为a时谷氨酸产量最高，但细菌数量仍随生物素浓度升高而增加，说明a浓度不是最适合菌体增殖的浓度，不适合用于扩大培养，B错误； C、由图1可知，是发酵结束后将pH调至酸性以利于谷氨酸晶体析出，发酵过程中不需要一直保持酸性，持续酸性会抑制菌种代谢活性，不利于谷氨酸生产，C错误； D、谷氨酸是菌体的代谢产物，存在于发酵液中，发酵结束后需要采用分离、纯化等方法才能获取纯净的谷氨酸，D正确。 2．火龙果在常温下极易腐败变质产生醋味，可从火龙果上筛选优质醋酸菌种，筛选过程如下图（其中的CaCO3可被醋酸溶解）。下列叙述错误的是（　　） A．“富集培养基”为液体培养基，培养时需振荡培养 B．加入CaCO3的培养基只允许产醋酸的微生物生长 C．测定菌株的醋酸耐受性是为了筛选出在高浓度醋酸条件下仍能保持较强活性的菌株 D．以火龙果为原料产酸时发酵罐内有气泡产生，而以果酒为底物产酸通常无气泡产生 【答案】B 【详解】A、扩大培养时用的都是液体培养基，为了增加溶液中溶氧量和提高培养基的利用率，通常还需振荡培养，A正确； B、加入CaCO3的培养基属于鉴别培养基，不会抑制其他菌的生长，B错误； C、测定醋酸耐受性，目的筛选高浓度醋酸环境下依旧活性强的高产醋酸菌株，发酵后期产物醋酸浓度高，耐受能力强的菌株更适合工业生产，C正确； D、以葡萄糖为底物进行醋酸发酵时会产生二氧化碳，以乙醇作为底物进行醋酸发酵时不会产生二氧化碳，D正确。 3．渣海椒是重庆传统发酵美食，制作时需将新鲜红辣椒剁碎，与玉米面、糯米粉等混合，加盐拌匀后装坛，用水封住坛口进行密封发酵。发酵初期坛沿水可见少量气泡冒出，此后气泡逐渐停止，最终成熟的渣海椒具有独特的酸辣风味。下列相关叙述错误的是（     ） A．发酵初期少量气泡的产生，与酵母菌等微生物的细胞呼吸有关 B．随着发酵进行，醋酸菌逐渐占据优势并将糖类转化为醋酸 C．发酵过程中应避免频繁打开坛盖，以防止杂菌污染和破坏无氧环境 D．食盐的加入可以调味以及创造高渗环境抑制杂菌生长 【答案】B 【详解】A、发酵初期坛内残留有氧气，酵母菌等兼性厌氧微生物可进行有氧呼吸产生CO2，因此会有少量气泡冒出，A正确； B、醋酸菌是好氧微生物，密封发酵的环境为无氧环境，醋酸菌无法生存繁殖，不可能逐渐占据优势将糖类转化为醋酸，B错误； C、频繁打开坛盖会引入外界杂菌，同时会使氧气进入坛内破坏无氧发酵环境，影响发酵进程，因此应避免频繁开盖，C正确； D、食盐一方面可起到调味作用，另一方面可形成高渗环境，使杂菌细胞失水从而抑制杂菌生长，D正确。 4．食醋固态发酵依靠醋酸菌转化酒精生成醋酸。若发酵过程中被芽孢杆菌污染，其大量增殖会消耗糖类生成异味物质，降低食醋品质。芽孢杆菌为好氧型产芽孢细菌，高温短时蒸煮难以彻底灭活芽孢。下列叙述正确的是（     ） A．醋酸菌进行醋酸发酵时，需要全程严格隔绝氧气 B．芽孢杆菌细胞内含有线粒体，可通过有氧呼吸分解糖类 C．高压蒸汽灭菌可有效杀灭芽孢，避免发酵原料污染变质 D．发酵过程持续通入无菌空气，既能满足醋酸菌需求，也能抑制芽孢杆菌繁殖 【答案】C 【详解】A、醋酸菌是好氧细菌，进行醋酸发酵时需要持续通入氧气，全程严格隔绝氧气会导致醋酸菌死亡，无法生成醋酸，A错误； B、芽孢杆菌是细菌，属于原核生物，细胞内仅含有核糖体一种细胞器，没有线粒体，其有氧呼吸的场所为细胞质基质和细胞膜，B错误； C、高压蒸汽灭菌可在高温高压条件下长时间作用，能有效杀灭芽孢等抗性结构，避免发酵原料被芽孢杆菌污染，C正确； D、芽孢杆菌为好氧型细菌，持续通入无菌空气会满足其有氧呼吸需求，促进芽孢杆菌繁殖，加重污染，D错误。 5．MAC琼脂培养基常用于分离和初步鉴定肠道致病菌(通常为革兰氏阴性菌)，其典型配方包含：蛋白胨、乳糖、胆盐和结晶紫(抑制革兰氏阳性菌)、中性红(pH指示剂，细菌分解乳糖产生的酸可使其从无色转为粉色)和琼脂。研究人员欲利用该培养基从粪便样本中初步分离不能分解乳糖的致病菌，下列叙述错误的是（　　） A．该培养基中蛋白胨、乳糖可为所培养的细菌提供碳源 B．配制好的MAC培养基经高压蒸汽灭菌后，在使用前应调节其pH C．若将配方中的乳糖替换为葡萄糖，该培养基将失去鉴别作用 D．利用平板划线法接种时，接种环需多次灼烧灭菌 【答案】B 【详解】A、蛋白胨含有含碳有机物可作为碳源，乳糖属于糖类也能为细菌提供碳源，A正确； B、配制培养基的流程为：计算→称量→溶化→调pH→灭菌→倒平板，需先调pH再灭菌，若灭菌后再调pH会引入杂菌造成污染，B错误； C、该培养基的鉴别原理是依据细菌能否分解乳糖产酸，使中性红变色实现鉴别，若将乳糖替换为葡萄糖，多数细菌都可分解葡萄糖产酸，无法区分是否为不能分解乳糖的致病菌，C正确； D、平板划线法接种时，首次划线前、每次划线结束后、操作全部完成后都需要灼烧接种环，因此接种环需多次灼烧灭菌，D正确。 6．产酯能力高的酵母菌酿制的酒往往具有较好的香型，而产酯能力往往与胞外的酯水解酶活力正相关，因此常用含有不透明的三丁酸甘油酯的培养基初筛酿酒酵母。研究人员以商业酿酒酵母F33为对照，采用稀释涂布平板法从土壤和果实样品中分离酵母菌ZL-16和X-1，初步筛选结果如表所示。下列叙述错误的是（　　） A．稀释涂布平板法计数时得到的菌落数小于实际的活菌数 B．培养基接种后需将平板倒置，从而防止冷凝水落入平板 C．透明圈是酵母菌分泌的酯酶水解三丁酸甘油酯所形成的 D．D、d分别表示菌落和透明圈直径，挑选ZL-16菌株复筛 【答案】D 【详解】A、稀释涂布平板法计数时，若两个或多个活菌连在一起，平板上只会形成一个菌落，因此统计得到的菌落数小于实际的活菌数，A正确； B、培养基接种后倒置培养，可防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染，同时也能减少培养基水分过快蒸发，B正确； C、培养基中的三丁酸甘油酯是不透明的，酵母菌分泌的酯酶可将其水解为可溶性小分子物质，从而形成透明圈，C正确； D、D为透明圈直径、d为菌落直径，D/d值越大说明相同菌落大小的菌株产酯酶能力越强，表中X-1的D/d值最大，应挑选X-1菌株复筛，D错误。 7．生长圈法是基于营养缺陷型指示菌与目的菌株共生关系建立的微生物筛选技术。目前，工业上用大肠杆菌赖氨酸缺陷型指示菌，从土壤中筛选谷氨酸棒状杆菌高产赖氨酸菌株，通过生长圈大小快速初筛，再结合发酵复筛确定生产株。如图表示初筛目的菌株时，某一平板上的菌落及生长圈的形成情况。下列叙述正确的是（　　） A．若在初筛培养基中额外添加赖氨酸，则平板上所有菌落周围都会出现等大的生长圈，便于直接比较各菌株产量 B．生长圈的形成原理是目的菌株分泌的赖氨酸在琼脂中扩散，为周围缺陷型指示菌提供了必需生长因子 C．若从图中平板初筛高产目的菌株，应优先选择菌落直径最大的戊或己，菌落越大代谢越旺盛 D．若对后续发酵得到的菌株计数，可采用平板划线法，在培养基上划线培养后统计菌落数 【答案】B 【详解】A、若在初筛培养基中额外添加赖氨酸，整个培养基都存在赖氨酸，赖氨酸缺陷型指示菌在培养基各处都可生长，不会仅在菌落周围形成生长圈，也无法比较各菌株产赖氨酸的能力，A错误； B、本实验的指示菌为赖氨酸缺陷型大肠杆菌，自身无法合成赖氨酸，必须从外界获取赖氨酸才能生长，目的菌株分泌的赖氨酸在琼脂中扩散后，可为周围的指示菌提供必需的生长因子（赖氨酸），使指示菌生长形成生长圈，B正确； C、筛选高产赖氨酸菌株，应选择生长圈直径与菌落直径的比值最大的菌株，该比值越大说明菌株产赖氨酸能力越强，仅根据菌落大小无法判断产量高低，C错误； D、平板划线法的作用是分离纯化微生物，无法用于微生物计数，对发酵菌株计数应采用稀释涂布平板法或血细胞计数板计数法，D错误。 8．稻瘟病是一种真菌病害，水稻叶片中的某些内生放线菌对该致病菌具有抑制作用。科研小组采集样品，经过表面消毒和研磨处理后，制备研磨液，将研磨液接种到如图所示的选择培养基中，分离筛选出内生放线菌，并进行抗性检测。下列叙述正确的是（     ） A．在大量感染稻瘟病的稻田中，本实验从未感病植株上采集样品 B．稀释涂布平板法和平板划线法都能用于内生放线菌的分离和计数 C．选择培养基中可加入抑制细菌生长的抗生素，以减少杂菌生长 D．仅通过观察接种内生菌平板上的病原菌菌斑大小即可判断其抗性 【答案】A 【详解】A、大量感染稻瘟病的稻田中，未感病植株大概率含有可抑制稻瘟病致病菌的内生放线菌，是符合实验目的的采样对象，A正确； B、平板划线法仅能用于内生放线菌的分离纯化，无法实现计数，只有稀释涂布平板法可同时用于分离和计数，B错误； C、放线菌属于原核生物，多数抑制细菌生长的抗生素也会抑制放线菌的生长，若加入该类抗生素会导致目的菌无法存活，无法完成筛选，C错误； D、判断抗性需要设置不接种内生菌的空白对照，对比对照组和实验组的病原菌菌斑大小、抑菌圈大小等指标，仅观察接种内生菌平板的菌斑大小无法得出抗性结论，D错误。 9．传统乙醇生产依赖玉米、甘蔗等作物，研究人员以工业尾气和氨水为主要原料进行液态发酵，实现了利用乙醇梭菌高效生产乙醇的目的并获得了乙醇梭菌单细胞蛋白，相关流程如图所示。以下有关叙述正确的是（     ） A．处理后的工业尾气可为发酵提供碳源、氮源、无机盐和水 B．乙醇梭菌属于自养型微生物，厌氧发酵过程中通过搅拌使菌种和氧气充分混合 C．可采用过滤、沉淀等方法对乙醇梭菌进行分离，从而获得单细胞蛋白 D．通过该工艺生产乙醇，可以增加人类生态足迹 【答案】C 【详解】A、处理后的工业尾气主要成分为CO、CO₂、H₂，不含氮源、无机盐，氮源由流程中的氨水提供，A错误； B、该发酵为厌氧发酵，需要严格的无氧环境，不能使菌种与氧气接触混合，B错误； C、单细胞蛋白的本质是微生物菌体，发酵液中的乙醇梭菌可通过过滤、沉淀等方法分离得到，从而获得单细胞蛋白，C正确； D、该工艺以工业尾气为原料生产乙醇，不需要消耗玉米、甘蔗等农作物，减少了耕地等资源的占用，会降低人类生态足迹，D错误。 10．2015年，屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获得了诺贝尔奖。工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取，产量低，价格高。科研人员利用基因工程改造酵母菌，使其高效生产青蒿酸（青蒿素前体），再通过优化代谢途径、发酵条件，极大地提高了青蒿酸的产量，最终再经化学转化即可合成青蒿素，这一技术将青蒿素生产成本降低80%。下列叙述正确的是（     ） A．需要利用农杆菌转化法将青蒿酸合成基因导入酵母菌 B．青蒿素不是青蒿生长所必需的，在特定的组织或器官中生成。 C．发酵结束后，可通过过滤、沉淀等手段从发酵液中获得青蒿酸 D．利用发酵工程产生青蒿酸的核心步骤是选育菌种 【答案】B 【详解】A、农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法，酵母菌属于微生物，导入目的基因常用钙离子处理的感受态细胞法，无需使用农杆菌转化法，A错误； B、青蒿素是青蒿的次级代谢产物，不是青蒿生长繁殖所必需的物质，由于基因的选择性表达，青蒿素合成相关基因仅在特定组织或器官中表达，因此青蒿素在特定组织或器官中生成，B正确； C、过滤、沉淀是发酵过程中分离收集菌体的方法，青蒿酸属于代谢产物，若为胞外产物需要用萃取、离子交换等方法提取，若为胞内产物需要先破碎细胞再提取，无法通过过滤、沉淀直接获得，C错误； D、发酵工程的核心步骤是发酵罐内的发酵过程，选育菌种是发酵工程的前提步骤，并非核心，D错误。 11．（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) 浓度增加 稀释涂布平板 (3) 淀粉 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 【详解】（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。 12．（25-26高三上·北京朝阳·期末）炎症性肠病是一种常见的肠道疾病，目前诊断主要依赖侵入性的肠镜检查。研究者利用大肠杆菌尼氏菌株（EcN），构建可响应肠道炎症标志物硫代硫酸盐的益生菌传感器，以实现该疾病的无创超声成像检查。 (1)大肠杆菌是一种常见的微生物，常被改造为基因工程菌，其原因包括_________（写出2点）。 (2)为实现超声成像，研究者将声学报告基因（ARG）导入EcN。ARG编码的蛋白组装成气囊能产生超声信号。图1为硫代硫酸盐感应及ARG表达调控的示意图。 S和R基因的启动子是________（填“组成型”或“硫代硫酸盐诱导型”）。硫代硫酸盐作为________与膜传感器激酶S结合，进而磷酸化响应调节蛋白R，磷酸化的R蛋白形成________后结合P启动子激活ARG基因表达。 (3)为进一步提高传感器的灵敏度，研究者引入了Bxb1重组酶系统（如图2）。该系统在感应硫代硫酸盐后，表达Bxb1重组酶，催化attB与attP位点之间的不可逆重组。 ①与图1相比，Bxb1重组酶系统的引入使传感器的信号强度“不可逆放大”，其机制是________。 ②温度响应型终止子TR在37℃（体温）条件下失活。Bxb1上游加入TR的作用是________。 (4)将优化后的传感器应用于肠道炎症诊断，采用“先定植-后检测”的模式（先口服工程益生菌，24小时后超声检查），检测效果显著优于“口服后立即检查”。推测“先定植-后检查”模式效果好的原因________。 (5)在ARG基因后添加attB-P7-attP-抗炎蛋白基因模块可实现________。 【答案】(1)繁殖速度，能快速获得大量工程菌； 遗传物质相对简单，易于进行基因操作。 (2) 组成型 信号分子 同源二聚体 (3) 单次硫代硫酸盐感应即可触发Bxbl 表达，催化attB与atP位点之间的不可逆重组， 使P7方向翻转，持续驱动ARG 高表达 避免体外环境(37°C以下)Bxbl的表达 (4)先定植可使益生菌在肠道内增殖达到足够数量，提升信号强度 (5)实现肠道炎症的无创超声诊断与抗炎治疗的双重效果（工程菌既能通过ARG基因表达产生超声信号实现诊断，又能表达抗炎蛋白发挥治疗作用） 【分析】这道题以构建响应硫代硫酸盐的益生菌超声传感器为背景，改造大肠杆菌构建益生菌传感器，实现肠道炎症的无创超声诊断； 从受体细胞选择→基因表达调控→重组酶系统优化→实际应用分析→基因功能拓展，让声学报告基因（ARG）的表达与炎症标志物硫代硫酸盐关联，通过重组酶系统放大信号，最终实现诊断（甚至治疗）。   二、各小问考点与核心知识点   1. (1)：问大肠杆菌作为基因工程菌的原因，核心知识点是基因工程受体细胞的选择依据（繁殖快、遗传物质简单、培养条件易、无核膜阻隔便于外源基因导入）。 2. (2)：判断S/R基因启动子类型、硫代硫酸盐的作用、磷酸化R蛋白的变化，核心知识点包括组成型/诱导型启动子的区别、信号分子的作用、蛋白磷酸化与二聚体形成对基因表达的调控， 3. (3)：①Bxb1重组酶系统使信号“不可逆放大”的机制，核心是重组酶催化位点不可逆重组，让ARG基因与组成型启动子P7永久连接，持续表达；②温度响应型终止子TR的作用，核心是终止子的时空调控，避免体外提前重组，保证肠道特异性。 4. (4)：推测“先定植-后检查”效果好的原因，核心知识点是微生物定植增殖特性、基因表达产物量与检测信号强度的关系。 5. (5)：添加抗炎蛋白基因模块的作用，核心是基因工程多功能化设计，实现诊断（ARG）与治疗（抗炎蛋白）的双重效应。   【详解】（1）繁殖速度快：大肠杆菌为原核生物，二分裂增殖，短时间内可获得大量工程菌，便于快速生产目的产物； -遗传物质简单：只有拟核中的环状DNA和质粒，无核膜阻隔，外源基因易导入且易进行基因编辑； - 培养条件简单：异养兼性厌氧，培养基成分易配置，培养成本低 （2）① S和R基因的启动子类型： 从图1可知，无论是否存在硫代硫酸盐，S、R基因都能表达出S蛋白和R蛋白（是后续响应硫代硫酸盐的基础），因此其启动子为组成型（组成型启动子不受外界信号诱导，持续驱动基因表达；诱导型启动子仅在特定信号下启动表达）。 ②硫代硫酸盐的作用： 硫代硫酸盐是肠道炎症标志物，作为信号分子（配体）与膜上的S蛋白（膜传感器激酶）结合，触发后续的磷酸化信号通路。 ③磷酸化R蛋白的变化： 磷酸化的R蛋白会形成二聚体（同源二聚体），该二聚体能特异性结合P启动子，进而激活ARG基因的转录和翻译，最终表达出组装气囊的蛋白。 （3）① 信号不可逆放大的机制： 图1中ARG基因仅受硫代硫酸盐诱导的P启动子调控，撤去诱导后表达停止；而图2中，硫代硫酸盐诱导Bxb1重组酶表达后，该酶催化attB与attP位点不可逆重组，使ARG基因与组成型启动子P7永久连接，ARG基因不再依赖诱导，持续高效表达，因此信号被不可逆放大。 ② 温度响应型终止子TR的作用： TR在37℃（体温）下失活，在体外非体温环境中能发挥终止作用，抑制Bxb1重组酶的表达，避免工程菌在体外提前发生重组；仅在肠道（体温）环境中，TR失活，Bxb1重组酶表达并启动重组，保证传感器仅在肠道内实现信号放大，提高检测的特异性，防止体外重组导致的信号误触发。 （4）口服的工程益生菌需要24小时在肠道内定植、增殖，达到足够的数量后，才能表达足量的ARG蛋白组装气囊，产生可被检测到的超声信号；若立即检查，菌量过少，信号强度不足，无法检测。 减少未定植的益生菌随消化道排出，避免超声信号被稀释，进一步提升检测的灵敏度。 （5）在ARG基因后添加attB-P7-attP-抗炎蛋白基因 模块，结合图2的重组酶系统可知： ARG基因表达产生气囊，实现无创超声诊断； - 重组酶催化位点重组后，抗炎蛋白基因也会与组成型启动子P7连接，表达抗炎蛋白，实现抗炎治疗； 因此该设计实现了肠道炎症的无创超声诊断与抗炎治疗的双重功能。 13．（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 【分析】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。 【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。 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 90ml 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) 判断各菌株是否相互抑制 不能，因为缺少各菌株产纤维素酶种类的证据 (3) 初始pH 7.4、 接种量9% 40℃ 【详解】（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。 15．（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) 菌株2、菌株4 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 【详解】（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。 五年真题·压轴题（主要北京视野，单选、非选择题） 高频考点：传统发酵技术；发酵工程 1．（2026·四川·高考真题）四川主产的浓香型白酒畅销全国。其发酵用的酒曲富含霉菌、酵母菌、细菌等微生物。从酒曲中分离纯化的某些酵母菌可利用其产生的乙醇合成低水溶性的乙酸乙酯，催化该反应的酶也能催化酯分解。下列叙述正确的是（     ） A．向培养基中加入青霉素，可有效抑制细菌和霉菌的生长 B．向培养基中添加乙酸乙酯，可根据透明圈筛选产酯酵母 C．酵母菌被破碎处理成匀浆后，不能催化乙酸乙酯的合成 D．与无氧相比，有氧条件培养酵母菌能产生更多乙酸乙酯 【答案】B 【详解】A、青霉素的作用机理是抑制细菌肽聚糖细胞壁的合成，只能抑制细菌生长；霉菌属于真菌，细胞壁成分为几丁质，青霉素对霉菌无抑制作用，A错误； B、据题干信息可知，乙酸乙酯是低水溶性物质，加入培养基后会使培养基呈浑浊状态；目标酵母菌能产生催化酯合成/分解的酯酶，可分解菌落周围的乙酸乙酯，从而形成透明圈，因此可以根据透明圈筛选出产酯酵母，B正确； C、催化乙酸乙酯合成的是酵母菌产生的酶，酵母菌破碎成匀浆后，酵母菌匀浆中仍含有催化乙酸乙酯合成的相关酶，只要温度、pH等反应条件适宜，依然可以催化反应进行，C错误； D、合成乙酸乙酯的原料是酵母菌产生的乙醇，乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物；有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，不产生乙醇，缺少原料无法合成更多乙酸乙酯，D错误。 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．（2026·贵州·高考真题）棘白菌素是一类新型抗真菌药物。科研人员在构巢曲霉中导入ecd基因后获得棘白菌素的高产菌株，并用发酵罐分时段控制搅拌转速进行发酵生产。下列叙述正确的是（     ） A．获取上述高产菌株采用了微生物菌种选育的自然育种技术 B．该高产菌株在发酵过程中的不同阶段对溶解氧的需求不同 C．从平板上挑取单菌落直接接种到发酵罐的灭菌培养基中 D．为防止杂菌污染，不能在发酵过程中向发酵罐添加物质 【答案】B 【详解】A、该高产菌株是通过人工导入外源ecd基因培育获得的，属于基因工程育种，并非利用自然变异筛选的自然育种技术，A错误； B、搅拌转速可改变发酵液中的溶解氧含量，题干明确说明分时段控制搅拌转速，说明该菌株发酵的不同阶段（如菌体增殖期、产物积累期）对溶解氧的需求不同，B正确； C、从平板挑取的单菌落数量少、活性不足，需先经过种子扩大培养，获得活力适宜、足量的种子液后才能接种到发酵罐，直接接种会延长发酵周期、降低生产效率，C错误； D、发酵过程中可通过无菌操作向发酵罐补充营养物质、调节pH等，并非不能添加任何物质，D错误。 4．（2026·山东·高考真题）某酱厂制作甜面酱的流程为：选料→蒸料→接种→制曲→恒温发酵→蒸煮→灌装。除米曲霉外，酵母菌、乳酸菌等多种微生物也参与发酵过程。下列说法错误的是（　　） A．制曲应在有氧条件下进行，以便于发酵过程所用微生物均迅速增殖 B．恒温发酵过程中，pH和溶解氧的改变会影响微生物代谢物的形成 C．蒸煮具有终止发酵和延长产品保存期的作用 D．酵母菌和乳酸菌在参与发酵的过程中存在竞争 【答案】A 【详解】A、参与发酵的微生物包含乳酸菌，乳酸菌为厌氧型微生物，有氧条件下其增殖会受到抑制，因此有氧条件无法让所有发酵所用微生物均迅速增殖，A错误； B、pH、溶解氧会影响微生物酶的活性，进而改变微生物代谢途径，最终影响代谢物的种类与产量，B正确； C、高温蒸煮可以杀灭发酵过程中的活性微生物，起到终止发酵的作用，同时可杀灭杂菌，减少杂菌污染以延长产品的保存期，C正确； D、酵母菌和乳酸菌共同利用发酵体系中的营养物质，且生存空间重叠，因此二者在发酵过程中存在竞争关系，D正确。 5．（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。 6．（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 【分析】成熟的植物细胞有一大液泡。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，即发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中，液泡逐渐变大，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，即发生了质壁分离复原。 【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。 7．（2018·北京·高考真题）以下高中生物学实验中，操作不正确的是（　　） A．在制作果酒的实验中，将葡萄汁液装满整个发酵装置 B．鉴定DNA时，将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴 C．用苏丹Ⅲ染液染色，观察花生子叶细胞中的脂肪滴（颗粒） D．用龙胆紫染液染色，观察洋葱根尖分生区细胞中的染色体 【答案】A 【详解】【分析】该题考查高中几个主要实验的材料选择、试剂选择、操作步骤等 【详解】在制作果酒的实验中，葡萄汁液不能装满发酵装置，要留出1/3的空间，A错误；在DNA鉴定实验中，DNA遇二苯胺(沸水浴)会染成蓝色，B正确；用苏丹Ⅲ染液可以把花生子叶细胞中的脂肪颗粒染成橘黄色，C正确；用龙胆紫染液能将细胞中的染色体染成深紫色，在洋葱根尖分生区细胞中能清晰地观察到，D正确，所以选A。 【点睛】注意题目中的“果酒”、“装满” 8．（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) 酒精/C2H5OH 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 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 酵母菌 兼性厌氧型微生物 无氧条件（密闭发酵罐）：酵母进行无氧呼吸，产生酒精和CO2 有氧条件：酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖 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 自变量是不同氧气含量，因变量是酵母菌生长分支及相关调控情况 图甲中，无氧取样，无氧培养条件下，菌落数最多，说明该条件下，占比较低的菌种也会产生菌落，有利于保留占比很低菌种 （2）逻辑推理与论证 【详解】（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。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $