专题13 发酵工程(1年汇编)(全国通用)2026年高考生物真题分类汇编
2026-09-30
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内容正文:
专题13 发酵工程
考点分类
考情示例
命题规律
考点1 传统发酵技术的应用
2026甘肃(1题)、2026云南(1题)
·情境源于甜醅、腌制肉等地方传统食品制作。
·重点考查微生物种类、发酵条件、物质变化及防腐原理。
·趋势是结合生活实践,综合考查传统工艺与微生物代谢。
考点2 微生物的培养与应用
2026浙江(1题)、2026湖南(1题)、2026江西(1题)、2026四川(1题)、2026广东(1题)、2026河北(1题)、2026山东(1题)、2026黑吉辽蒙(1题)、2026河南(1题)、2026安徽(1题)
·情境涵盖环境修复、食品酿造、污染物降解和营养检测。
·重点考查培养基设计、无菌操作、分离纯化、筛选鉴定及对照实验。
·趋势是联系生产实践,突出实验方案评价与结果分析。
考点3 发酵工程及其应用
2026重庆(1题)、2026贵州(1题)、2026山东(1题)、2026浙江(1题)
·情境涉及抗生素、药物和传统食品的工业发酵。
·重点考查菌种选育、代谢途径、发酵条件控制及灭菌等流程。
·趋势是强化代谢调控、工程菌应用和发酵罐参数综合分析。
考点1 传统发酵技术的应用
1.(2026·云南·高考真题)肉类在低温下可经过高盐腌制、晾挂、发酵(乳酸菌、酵母菌为主)后延长保存期。下列说法错误的是( )
A.高盐腌制提高了细胞外渗透压使细胞脱水
B.其中微生物大多数属于耐盐或嗜盐微生物
C.发酵产生的乳酸可抑制杂菌生长强化防腐
D.乳酸菌、酵母菌发酵过程中均可产生CO2
2.(2026·甘肃·高考真题)甜醅是西北地区的传统小吃,可由燕麦发酵而成。燕麦经清洗、浸泡、蒸煮、摊凉后,加入酒曲(含酵母菌等微生物)发酵,即可制成甜醅。回答下列问题。
(1)燕麦中的淀粉被淀粉酶水解成还原糖,为酵母菌提供__________。
(2)甜醅制作时,蒸煮原料的操作属于无菌技术中的__________;加入酒曲前摊凉是为了避免原料温度过高导致__________
(3)发酵初期,需要将温度控制在28℃左右是因为__________;发酵后期,密封发酵容器可促进酵母菌的__________,使乙醇含量__________。
(4)为了推动甜醅的工业化生产,研发人员利用基因工程技术从甜醅中克隆了α-淀粉酶基因,构建了表达载体。实验所用载体结构、引物设计图和限制酶识别序列及酶切位点如下。
①在设计α-淀粉酶引物序列时,为了将目的基因正确插入表达载体,引物1的5′端引入了BamH Ⅰ识别序列,引物2的5′端需引入__________酶的识别序列。
②构建成功的重组质粒,用BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ双酶切__________(填“可以”或“不可以”)切割出完整的α-淀粉酶基因。理由是__________。
考点2 微生物的培养与应用
1.(2026·浙江·高考真题)在含CaCO3的培养基中,醋酸菌产生的乙酸能与CaCO3反应,使其菌落周围出现透明圈。拟从果园附近的土壤中筛选产酸能力强的醋酸菌,按照取样、扩大培养、筛选、鉴定等步骤进行实验。下列叙述正确的是( )
A.采集土壤样本时,取地表以下30cm的深层土
B.将土样稀释后,接种至以葡萄糖为唯一碳源的液体培养基进行振荡培养
C.将扩大培养后的菌液进行梯度稀释,涂布于含乙醇及CaCO3的平板上培养
D.挑选平板上直径最大的菌落,提取DNA,测序后比对序列进行鉴定
2.(2026·湖南·高考真题)(多选)科研人员拟筛选耐镉细菌用于生态修复。下列叙述正确的是( )
A.宜从镉污染的土壤或水体中分离耐镉细菌
B.配制培养基时需添加碳源、氮源和无机盐等营养成分
C.含氯化镉的培养基可选择耐镉细菌并鉴定其种属
D.利用稀释涂布平板法计数时,统计的菌落数往往比活菌实际数目多
3.(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
4.(2026·广东·高考真题)“酵母菌的纯培养”实验中,下列操作不规范的是( )
A.在火焰旁冷却接种环 B.试管棉塞放超净台上
C.接种前灼烧试管口 D.划线时轻柔而迅速
5.(2026·河北·高考真题)(多选)窖泥中的微生物是影响白酒风味的因素之一。现从某酒厂窖泥中分离筛选与白酒风味物质形成相关的己酸菌,下列分析错误的是( )
A.分离培养己酸菌时,需对培养基、培养皿和窖泥进行灭菌
B.通过稀释涂布平板法统计的菌落数一般比活菌的实际数偏多
C.依据己酸菌的特异基因序列设计引物,可通过PCR对目的菌株进行鉴定
D.获得的己酸菌优良菌种需扩大培养后再用于白酒的规模化生产
6.(2026·山东·高考真题)(多选)刚果红与纤维素可形成红色复合物。在含刚果红和纤维素的培养基中培养细菌时,细菌产生的纤维素酶将纤维素分解,使菌落周围形成透明圈。为获得分解纤维素能力强的菌株,将筛选到的菌株a进行诱变处理得到菌株b、c、d。在相同且适宜的条件下培养,选取大小相近的菌落进行统计,相关数据如表所示。下列说法正确的是( )
菌株
a
b
c
d
菌落直径与透明圈直径的比值
0.5
0.3
0.5
0.7
A.筛选菌株a所用培养基应以纤维素为唯一碳源
B.将菌液接种到培养基进行菌株筛选时必须使用平板划线法
C.从表中数据可得出,菌株c的纤维素酶合成基因未发生突变
D.在4种菌株中,菌株b分解纤维素的能力最强
7.(2026·黑吉辽蒙·高考真题)(多选)某奶酒以牛奶为主要原料,经微生物发酵酿制而成。为提高发酵效率,需筛选具有乳糖利用率高、乙醇产量高等特性的酵母菌菌株。下列叙述正确的是( )
A.选择培养基应以葡萄糖为唯一碳源
B.选择培养基中可添加抗生素抑制细菌生长
C.制备固体培养基需先高压蒸汽灭菌再倒平板
D.接种后的平板应在37℃恒温培养
8.(2026·河南·高考真题)自然界存在着甲、乙两种降解PET塑料(含碳有机物)的细菌。为筛选这两种细菌,并探究两种细菌的协同降解效果,研究人员进行了相关实验。下列叙述错误的是( )
A.为筛选出目的菌,培养基应以PET塑料为唯一碳源
B.细菌纯培养时,需用涂布器蘸取单个菌落进行涂布
C.利用显微镜直接计数,可估算出菌悬液中细菌的总数
D.探究甲、乙降解效果的协同性,至少需设三个实验组
9.(2026·安徽·高考真题)某种营养缺陷型细菌在完全培养基上能生长,但在基本培养基上需添加组氨酸才能生长。将等量的营养缺陷型菌株涂布到两种培养基上(基本培养基中添加了少量组氨酸供细菌繁殖,但不足以形成菌落),再分别放入含低浓度和高浓度物质M的滤纸片,培养一段时间后菌落的生长情况如图。下列叙述正确的是( )
A.固体培养基配制后需要采用干热灭菌法进行灭菌
B.牛肉膏蛋白胨培养基能用于培养该营养缺陷型细菌
C.物质M有诱变作用,菌落a中细菌合成蛋白质时不需要组氨酸
D.物质M有抑制作用,抑菌圈边缘的菌落多数能在基本培养基上生长
10.(2026·江西·高考真题)检测食品中维生素B12(VB12)的含量具有重要意义。微生物法是一种检测VB12含量的常用方法,其基本原理是测试菌的生长依赖VB12,培养的生物量与培养基提供的VB12量成对应关系,流程如图(培养物OD值是一种能反映菌体浓度的测量指标,与菌体浓度正相关)。
回答下列问题:
(1)图中液体培养基(b)与(c)________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)制备测试菌液的“洗涤”和“重悬”操作需使用________溶液,以防止杂菌污染、保证菌体活性。
(3)在“检测食品中的VB12含量”过程中需设计空白(阴性)对照实验,其培养管内包括________【选填序号①液体培养基(c);②测试菌液;③一定浓度的VB12;④待测样品液;⑤用于提取VB12的溶液】;同时还需设计“不接种测试菌液”的培养管作为另一组对照实验,具体目的是___________________________________。
(4)实验中需每隔一段时间检测培养物OD值。当OD值________时才能用于计算食品中VB12浓度,原因是___________________________________。
考点3 发酵工程及其应用
1.(2026·重庆·高考真题)在发酵生产青霉素的过程中总会有头孢霉素产生,下图为青霉菌的部分代谢途径。结合发酵工程生产青霉素的过程,下列叙述正确的是( )
A.可通过选育高表达酰基转移酶的青霉菌来阻断头孢霉素的合成
B.扩大培养时,培养基中添加Lys,青霉菌才能繁殖
C.可通过检测培养液中青霉菌数量和青霉素浓度了解发酵进程
D.发酵结束后,将菌体分离干燥可获得纯化的青霉素
2.(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
3.(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
4.(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
试卷第1页,共3页
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专题13 发酵工程
考点分类
考情示例
命题规律
考点1 传统发酵技术的应用
2026甘肃(1题)、2026云南(1题)
·情境源于甜醅、腌制肉等地方传统食品制作。
·重点考查微生物种类、发酵条件、物质变化及防腐原理。
·趋势是结合生活实践,综合考查传统工艺与微生物代谢。
考点2 微生物的培养与应用
2026浙江(1题)、2026湖南(1题)、2026江西(1题)、2026四川(1题)、2026广东(1题)、2026河北(1题)、2026山东(1题)、2026黑吉辽蒙(1题)、2026河南(1题)、2026安徽(1题)
·情境涵盖环境修复、食品酿造、污染物降解和营养检测。
·重点考查培养基设计、无菌操作、分离纯化、筛选鉴定及对照实验。
·趋势是联系生产实践,突出实验方案评价与结果分析。
考点3 发酵工程及其应用
2026重庆(1题)、2026贵州(1题)、2026山东(1题)、2026浙江(1题)
·情境涉及抗生素、药物和传统食品的工业发酵。
·重点考查菌种选育、代谢途径、发酵条件控制及灭菌等流程。
·趋势是强化代谢调控、工程菌应用和发酵罐参数综合分析。
考点1 传统发酵技术的应用
1.(2026·云南·高考真题)肉类在低温下可经过高盐腌制、晾挂、发酵(乳酸菌、酵母菌为主)后延长保存期。下列说法错误的是( )
A.高盐腌制提高了细胞外渗透压使细胞脱水
B.其中微生物大多数属于耐盐或嗜盐微生物
C.发酵产生的乳酸可抑制杂菌生长强化防腐
D.乳酸菌、酵母菌发酵过程中均可产生CO2
【答案】D
【解析】A、高盐腌制时细胞外的盐溶液浓度远高于细胞内液浓度,细胞外渗透压更高,会导致细胞渗透失水,A正确;
B、高盐环境会抑制绝大多数不耐盐微生物的生长,能在该环境中存活并参与发酵的微生物大多是耐盐或嗜盐微生物,B正确;
C、发酵产生的乳酸会降低环境的pH,多数杂菌不适宜在酸性环境中生长,因此乳酸可抑制杂菌生长,强化防腐效果,C正确;
D、乳酸菌是厌氧微生物,无氧呼吸的产物只有乳酸,不产生CO2,仅酵母菌发酵过程可产生CO2,D错误。
2.(2026·甘肃·高考真题)甜醅是西北地区的传统小吃,可由燕麦发酵而成。燕麦经清洗、浸泡、蒸煮、摊凉后,加入酒曲(含酵母菌等微生物)发酵,即可制成甜醅。回答下列问题。
(1)燕麦中的淀粉被淀粉酶水解成还原糖,为酵母菌提供__________。
(2)甜醅制作时,蒸煮原料的操作属于无菌技术中的__________;加入酒曲前摊凉是为了避免原料温度过高导致__________
(3)发酵初期,需要将温度控制在28℃左右是因为__________;发酵后期,密封发酵容器可促进酵母菌的__________,使乙醇含量__________。
(4)为了推动甜醅的工业化生产,研发人员利用基因工程技术从甜醅中克隆了α-淀粉酶基因,构建了表达载体。实验所用载体结构、引物设计图和限制酶识别序列及酶切位点如下。
①在设计α-淀粉酶引物序列时,为了将目的基因正确插入表达载体,引物1的5′端引入了BamH Ⅰ识别序列,引物2的5′端需引入__________酶的识别序列。
②构建成功的重组质粒,用BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ双酶切__________(填“可以”或“不可以”)切割出完整的α-淀粉酶基因。理由是__________。
【答案】(1)碳源/碳源和能源物质
(2)消毒 酒曲中的微生物失活
(3)28℃是酵母菌的最适生长温度,有利于酵母菌快速增殖,扩大菌种数量 无氧呼吸/酒精发酵 升高
(4)Mfe Ⅰ 不可以 α-淀粉酶基因的序列内部存在EcoR Ⅰ的酶切位点,用EcoR Ⅰ酶切后目的基因会断裂
【解析】(1)淀粉属于多糖,水解产生的还原糖含有碳元素,既可作为碳源为酵母菌的生命活动提供碳元素;又可通过细胞呼吸分解,释放能量,为酵母菌提供能源物质。
(2)消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。蒸煮原料通过高温杀灭一部分杂菌,属于传统发酵中的消毒操作。微生物的活性受温度影响,高温会使酵母菌等微生物的蛋白质变性失活,造成菌种死亡,因此摊凉降温可以避免高温杀死接种的发酵菌种,保护酒曲内酵母菌等微生物的活性。
(3)酵母菌的最适生长温度约为28℃,此条件下酵母菌代谢旺盛、增殖速度快,可扩大菌种数量,为后续发酵提供足够的菌种;发酵后期,密封容器内氧气含量快速下降,会抑制酵母菌的有氧呼吸,促进酵母菌进行无氧呼吸(酒精发酵)产生乙醇,使发酵体系内乙醇含量逐渐升高。
(4)①构建基因表达载体时,目的基因应当插入到启动子和终止子之间,且限制酶不能破坏目的基因和载体上的启动子、终止子和标记基因等,由图可知,EcoR Ⅰ会破坏目的基因;Mfe Ⅰ会破坏载体上的启动子;Hind Ⅲ会破坏载体上的抗性基因(卡那霉素抗性基因),结合限制酶识别序列可知,EcoR Ⅰ和Mfe Ⅰ属于同尾酶,可产生相同的黏性末端,因此构建基因表达载体时,可用BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ切割质粒,在目的基因的两端分别添加上BamH Ⅰ和Mfe Ⅰ的识别序列。为了保证目的基因能够正常表达,结合目的基因的转录方向,在表达载体上,目的基因的转录方向为从启动子到终止子,因此引物1的5′端引入BamH Ⅰ的识别序列,引物2的5′端需要引入Mfe Ⅰ的识别序列。
②由图可知,α-淀粉酶基因的序列内部存在一个EcoR Ⅰ的酶切位点,用EcoR Ⅰ切割重组质粒时,EcoRⅠ会从目的基因的内部将其切断,造成目的基因断裂,因此无法获得完整的α-淀粉酶基因。
考点2 微生物的培养与应用
1.(2026·浙江·高考真题)在含CaCO3的培养基中,醋酸菌产生的乙酸能与CaCO3反应,使其菌落周围出现透明圈。拟从果园附近的土壤中筛选产酸能力强的醋酸菌,按照取样、扩大培养、筛选、鉴定等步骤进行实验。下列叙述正确的是( )
A.采集土壤样本时,取地表以下30cm的深层土
B.将土样稀释后,接种至以葡萄糖为唯一碳源的液体培养基进行振荡培养
C.将扩大培养后的菌液进行梯度稀释,涂布于含乙醇及CaCO3的平板上培养
D.挑选平板上直径最大的菌落,提取DNA,测序后比对序列进行鉴定
【答案】C
【解析】A、醋酸菌是好氧微生物,主要分布在氧气充足的土壤表层,30cm深层土氧气含量低,醋酸菌数量少,A错误;
B、筛选醋酸菌应使用以乙醇为唯一碳源的选择培养基,葡萄糖为唯一碳源的培养基可支持多种异养微生物生长,无法针对性筛选醋酸菌,B错误;
C、梯度稀释后涂布平板可分离得到单菌落,含乙醇的培养基能筛选出可利用乙醇的醋酸菌,CaCO3 可与醋酸菌产生的乙酸反应形成透明圈,便于筛选产酸菌株,C正确;
D、产酸能力的判断依据是透明圈直径与菌落直径的比值,比值越大产酸能力越强,而非直接挑选菌落直径最大的菌落,D错误。
2.(2026·湖南·高考真题)(多选)科研人员拟筛选耐镉细菌用于生态修复。下列叙述正确的是( )
A.宜从镉污染的土壤或水体中分离耐镉细菌
B.配制培养基时需添加碳源、氮源和无机盐等营养成分
C.含氯化镉的培养基可选择耐镉细菌并鉴定其种属
D.利用稀释涂布平板法计数时,统计的菌落数往往比活菌实际数目多
【答案】AB
【解析】A、镉污染的土壤或水体中镉含量高,在长期自然选择下,该环境中耐镉细菌的比例远高于普通环境,因此宜从该类环境中分离目的菌,A正确;
B、培养基的基本营养成分一般包含碳源、氮源、无机盐、水,因此配制时需添加碳源、氮源和无机盐等营养成分,B正确;
C、含氯化镉的培养基属于选择培养基,仅能筛选出耐镉细菌,无法鉴定其种属,鉴定种属还需要结合形态观察、生理生化检测等其他实验,C错误;
D、利用稀释涂布平板法计数时,若两个或多个活菌连在一起,平板上只能形成一个菌落,因此统计的菌落数往往比活菌实际数目少,D错误。
3.(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
【解析】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。
4.(2026·广东·高考真题)“酵母菌的纯培养”实验中,下列操作不规范的是( )
A.在火焰旁冷却接种环 B.试管棉塞放超净台上
C.接种前灼烧试管口 D.划线时轻柔而迅速
【答案】B
【解析】A、接种环灼烧灭菌后需在酒精灯火焰旁的无菌区冷却,既可以避免高温烫死待接种的酵母菌,也能防止接种环被环境杂菌污染,操作规范,A不符合题意;
B、试管棉塞放在超净台台面上时,会被台面上可能存在的杂菌污染,后续塞回试管时会造成培养基、菌种污染,正确操作应将棉塞夹在手指缝隙中,该操作不规范,B符合题意;
C、接种前灼烧试管口可以杀灭试管口附着的杂菌,避免杂菌侵入试管内部污染培养物,属于标准无菌操作,C不符合题意;
D、划线时动作轻柔可防止划破固体培养基表面影响菌落分离,动作迅速可减少培养物和空气的接触时间,降低杂菌污染概率,操作规范,D不符合题意。
5.(2026·河北·高考真题)(多选)窖泥中的微生物是影响白酒风味的因素之一。现从某酒厂窖泥中分离筛选与白酒风味物质形成相关的己酸菌,下列分析错误的是( )
A.分离培养己酸菌时,需对培养基、培养皿和窖泥进行灭菌
B.通过稀释涂布平板法统计的菌落数一般比活菌的实际数偏多
C.依据己酸菌的特异基因序列设计引物,可通过PCR对目的菌株进行鉴定
D.获得的己酸菌优良菌种需扩大培养后再用于白酒的规模化生产
【答案】AB
【解析】A、分离培养己酸菌时,为避免杂菌污染,需对培养基、培养皿进行灭菌,但窖泥是分离目标菌的原材料,若对窖泥灭菌会杀死其中的己酸菌,无法完成目标菌的分离筛选,A错误;
B、使用稀释涂布平板法统计活菌数时,若两个或多个活菌聚集在一起,平板上只会形成一个菌落,因此统计得到的菌落数一般比活菌的实际数偏少,B错误;
C、不同物种的基因序列具有特异性,依据己酸菌的特异基因序列设计引物进行PCR,可根据是否扩增出目标产物完成对目的菌株的鉴定,C正确;
D、筛选获得的己酸菌优良菌种初始数量较少,需先进行扩大培养,获得足够多的菌种后才能用于白酒的规模化生产,D正确。
6.(2026·山东·高考真题)(多选)刚果红与纤维素可形成红色复合物。在含刚果红和纤维素的培养基中培养细菌时,细菌产生的纤维素酶将纤维素分解,使菌落周围形成透明圈。为获得分解纤维素能力强的菌株,将筛选到的菌株a进行诱变处理得到菌株b、c、d。在相同且适宜的条件下培养,选取大小相近的菌落进行统计,相关数据如表所示。下列说法正确的是( )
菌株
a
b
c
d
菌落直径与透明圈直径的比值
0.5
0.3
0.5
0.7
A.筛选菌株a所用培养基应以纤维素为唯一碳源
B.将菌液接种到培养基进行菌株筛选时必须使用平板划线法
C.从表中数据可得出,菌株c的纤维素酶合成基因未发生突变
D.在4种菌株中,菌株b分解纤维素的能力最强
【答案】AD
【解析】A、筛选可分解纤维素的菌株a时,需使用以纤维素为唯一碳源的选择培养基,只有能分解利用纤维素的微生物可在该培养基上存活繁殖,A正确;
B、将菌液接种到培养基进行菌株筛选时应使用稀释涂布平板法,B错误;
C、菌株c的比值和菌株a相同仅说明二者分解纤维素的能力相近,若发生同义突变、突变未影响纤维素酶的活性或表达量,也会出现该结果,不能判定其纤维素酶合成基因未发生突变,C错误;
D、菌落直径与透明圈直径的比值越小,说明同等大小的菌落分解纤维素的范围越大,分解能力越强,菌株b的比值最小,故其分解纤维素的能力最强,D正确。
7.(2026·黑吉辽蒙·高考真题)(多选)某奶酒以牛奶为主要原料,经微生物发酵酿制而成。为提高发酵效率,需筛选具有乳糖利用率高、乙醇产量高等特性的酵母菌菌株。下列叙述正确的是( )
A.选择培养基应以葡萄糖为唯一碳源
B.选择培养基中可添加抗生素抑制细菌生长
C.制备固体培养基需先高压蒸汽灭菌再倒平板
D.接种后的平板应在37℃恒温培养
【答案】BC
【解析】A、本实验目的是筛选乳糖利用率高的酵母菌,选择培养基应以乳糖为唯一碳源,才能保证仅能利用乳糖的菌株存活,以葡萄糖为唯一碳源无法达到筛选目的,A错误;
B、抗生素可抑制细菌生长繁殖,酵母菌属于真菌,对抗生素不敏感,因此添加抗生素可排除细菌杂菌的干扰,B正确;
C、制备固体培养基的流程为计算→称量→溶化→调pH→高压蒸汽灭菌→倒平板,先灭菌再倒平板可避免杂菌污染,C正确;
D、酵母菌的最适培养温度约为28℃,37℃是细菌培养的常用温度,不符合酵母菌的培养要求,D错误。
8.(2026·河南·高考真题)自然界存在着甲、乙两种降解PET塑料(含碳有机物)的细菌。为筛选这两种细菌,并探究两种细菌的协同降解效果,研究人员进行了相关实验。下列叙述错误的是( )
A.为筛选出目的菌,培养基应以PET塑料为唯一碳源
B.细菌纯培养时,需用涂布器蘸取单个菌落进行涂布
C.利用显微镜直接计数,可估算出菌悬液中细菌的总数
D.探究甲、乙降解效果的协同性,至少需设三个实验组
【答案】B
【解析】A、以PET为唯一碳源的选择培养基中,只有能分解利用PET的目的菌可以获取碳源存活繁殖,其他微生物无法生长,能实现目的菌的筛选,A正确;
B、细菌纯培养时,涂布器的作用是将梯度稀释后的菌悬液均匀涂布在培养基表面;若要利用单个菌落进行纯培养,应使用接种环挑取单个菌落,进行平板划线或接种到液体培养基中,不能用涂布器蘸取单个菌落涂布,B错误;
C、使用血细胞计数板可在显微镜下直接统计单位体积菌悬液中的细菌数量(含活菌和死菌),能够估算菌悬液的细菌总数,C正确;
D、探究甲、乙的协同降解效果,需要设置单独接种甲、单独接种乙、同时接种甲和乙三个实验组,对比三组的降解效果才可判断是否存在协同作用,因此至少设三个实验组,D正确。
9.(2026·安徽·高考真题)某种营养缺陷型细菌在完全培养基上能生长,但在基本培养基上需添加组氨酸才能生长。将等量的营养缺陷型菌株涂布到两种培养基上(基本培养基中添加了少量组氨酸供细菌繁殖,但不足以形成菌落),再分别放入含低浓度和高浓度物质M的滤纸片,培养一段时间后菌落的生长情况如图。下列叙述正确的是( )
A.固体培养基配制后需要采用干热灭菌法进行灭菌
B.牛肉膏蛋白胨培养基能用于培养该营养缺陷型细菌
C.物质M有诱变作用,菌落a中细菌合成蛋白质时不需要组氨酸
D.物质M有抑制作用,抑菌圈边缘的菌落多数能在基本培养基上生长
【答案】B
【解析】A、培养基需要采用湿热灭菌法进行灭菌,A错误;
B、牛肉膏蛋白胨培养基中含有微生物生长所需的碳源、氮源(包括组氨酸在内的有机氮源)、磷酸盐和维生素等,属于完全培养基,因此牛肉膏蛋白胨培养基能用于培养该营养缺陷型细菌,B正确;
C、已知基本培养基中添加了少量组氨酸供细菌繁殖,但不足以形成菌落,据图示可知,基本培养基上只有滤纸片周围出现了少数的几个菌落a,其它部位的营养缺陷型菌体没有形成菌落,因此可推测低浓度的物质M具有诱变作用,可使营养缺陷型菌体突变为可自身合成组氨酸的突变体,该突变体可利用自身合成的组氨酸合成蛋白质,因此可形成菌落a,并非菌落a中细菌合成蛋白质时不需要组氨酸,C错误;
D、根据右图可知,含有高浓度M的滤纸片周围缺陷型菌体不能生长形成菌落,说明物质M有抑制作用,即使M有诱变作用,但由于基因突变的频率较低,因此抑菌圈边缘的菌落大多数仍为缺陷型菌体,不能在基本培养基上生长,D错误。
10.(2026·江西·高考真题)检测食品中维生素B12(VB12)的含量具有重要意义。微生物法是一种检测VB12含量的常用方法,其基本原理是测试菌的生长依赖VB12,培养的生物量与培养基提供的VB12量成对应关系,流程如图(培养物OD值是一种能反映菌体浓度的测量指标,与菌体浓度正相关)。
回答下列问题:
(1)图中液体培养基(b)与(c)________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)制备测试菌液的“洗涤”和“重悬”操作需使用________溶液,以防止杂菌污染、保证菌体活性。
(3)在“检测食品中的VB12含量”过程中需设计空白(阴性)对照实验,其培养管内包括________【选填序号①液体培养基(c);②测试菌液;③一定浓度的VB12;④待测样品液;⑤用于提取VB12的溶液】;同时还需设计“不接种测试菌液”的培养管作为另一组对照实验,具体目的是___________________________________。
(4)实验中需每隔一段时间检测培养物OD值。当OD值________时才能用于计算食品中VB12浓度,原因是___________________________________。
【答案】(1)不相同
(2)无菌等渗
(3)①②⑤ 检测培养基和培养过程是否被杂菌污染,排除杂菌污染对OD值检测结果的干扰
(4)稳定不再变化 VB12是测试菌生长的限制因子,只有当菌体生长达到稳定期,菌体浓度不再改变,OD 值才能稳定,OD值才与VB12浓度形成稳定对应关系,保证计算结果准确
【解析】(1)液体培养基(b)用于培养活化测试菌,需要含有VB12才能供测试菌生长繁殖;液体培养基(c)用于检测样品中VB12含量,本身不含VB12,因此二者成分不相同。
(2)无菌的等渗溶液,可维持菌体正常形态和活性,同时无菌条件能防止杂菌污染,符合操作要求。
(3)阴性空白对照的目的是排除提取VB12的溶剂本身对实验的影响,因此需要保留液体培养基(c)、测试菌液,用提取VB12的溶液代替待测样品液,故选①②⑤。不接种测试菌的对照,可通过OD值变化判断培养体系是否被杂菌污染,排除杂菌对结果的干扰。
(4)该方法依靠最终菌体生物量反映初始VB12浓度,VB12是测试菌生长的限制因子,只有当菌体生长达到稳定期,菌体浓度不再改变,OD 值才能稳定,OD值才与VB12浓度形成稳定对应关系,保证计算结果准确。
考点3 发酵工程及其应用
1.(2026·重庆·高考真题)在发酵生产青霉素的过程中总会有头孢霉素产生,下图为青霉菌的部分代谢途径。结合发酵工程生产青霉素的过程,下列叙述正确的是( )
A.可通过选育高表达酰基转移酶的青霉菌来阻断头孢霉素的合成
B.扩大培养时,培养基中添加Lys,青霉菌才能繁殖
C.可通过检测培养液中青霉菌数量和青霉素浓度了解发酵进程
D.发酵结束后,将菌体分离干燥可获得纯化的青霉素
【答案】C
【解析】A、由代谢途径可知,IPN在酰基转移酶催化下生成青霉素,在扩环酶催化下生成头孢霉素。高表达酰基转移酶只会使更多IPN流向青霉素合成途径,无法阻断头孢霉素的合成,A错误;
B、青霉菌可利用基础营养物质自行合成Lys,扩大培养时无需额外添加Lys青霉菌即可繁殖,B错误;
C、发酵过程中,青霉菌的种群数量、产物青霉素的积累浓度可反映发酵的进程,因此可通过检测这两个指标了解发酵情况,C正确;
D、青霉素是青霉菌分泌到发酵液中的次级代谢产物,需从发酵液中提取纯化,D错误。
2.(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
【解析】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。
3.(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
【解析】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。
4.(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
【解析】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。
试卷第1页,共3页
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专题13 发酵工程
考点1 传统发酵技术的应用
1.【答案】D
2.【答案】(1)碳源/碳源和能源物质
(2)消毒 酒曲中的微生物失活
(3)28℃是酵母菌的最适生长温度,有利于酵母菌快速增殖,扩大菌种数量 无氧呼吸/酒精发酵 升高
(4)Mfe Ⅰ 不可以 α-淀粉酶基因的序列内部存在EcoR Ⅰ的酶切位点,用EcoR Ⅰ酶切后目的基因会断裂
考点2 微生物的培养与应用
1.【答案】C
2.【答案】AB
3.【答案】B
4.【答案】B
5.【答案】AB
6.【答案】AD
7.【答案】BC
8.【答案】B
9.【答案】B
10.【答案】(1)不相同
(2)无菌等渗
(3)①②⑤ 检测培养基和培养过程是否被杂菌污染,排除杂菌污染对OD值检测结果的干扰
(4)稳定不再变化 VB12是测试菌生长的限制因子,只有当菌体生长达到稳定期,菌体浓度不再改变,OD 值才能稳定,OD值才与VB12浓度形成稳定对应关系,保证计算结果准确
考点3 发酵工程及其应用
1.【答案】C
2.【答案】B
3.【答案】A
4.【答案】A
试卷第1页,共3页
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