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专题 19 发酵工程
考点 1 微生物的培养与应用
〖2023年高考真题〗
1．（2023·北京·统考高考真题）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
2．（2023·山东·高考真题）平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是（ ）
A．不含氮源的平板不能用于微生物培养
B．平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C．接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D．利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
3．（2023·广东·统考高考真题）研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的
嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线（如图）和选择培养基筛选原理来判断，下列最可能筛选到目标菌的条件
组合是（ ）
A．a点时取样、尿素氮源培养基
B．b点时取样、角蛋白氮源培养基
C．b点时取样、蛋白胨氮源培养基
D．c点时取样、角蛋白氮源培养基
4．（2023·浙江·统考高考真题）某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌，进行了如下实验：取泡菜汁样品，
划线接种于一定NaCl浓度梯度的培养基，经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是（ ）
A．培养基pH需偏碱性 B．泡菜汁需多次稀释后才能划线接种
C．需在无氧条件下培养 D．分离得到的微生物均为乳酸菌
5．（2023·北京·统考高考真题）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） 。
6．（2023·湖南·统考高考真题）某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答
下列问题：
(1)若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和 。
(2)现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽
对 的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在 μg·mL-1浓度
区间进一步实验。
抗菌肽浓度/（µg•mL-1）
测试菌
55.20 27.60 13.80 6.90 3.45 1.73 0.86
金黄色葡萄球
- - - - - + +
菌
枯草芽孢杆菌 - - - - - + +
禾谷镰孢菌 - + + + + + +
假丝酵母 - + + + + + +
注：“+”表示长菌，“-”表示未长菌。
(3)研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H的淀粉酶编码基因M构建高效表达质粒载体，转入大肠杆菌成功构建
基因工程菌A。在利用A菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再
产生淀粉酶M。分析可能的原因是 （答出两点即可）。
(4)研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。
肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH以及 （答出两点）等基本条件。肺类装配
体形成过程中是否运用了动物细胞融合技术 （填“是”或“否”）。(5)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用MRSA感染肺
类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力。以下实验
材料中必备的是 。
①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体 ②MRSA感染的肺类装配体 ③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽 ④生理
盐水 ⑤青霉素（抗金黄色葡萄球菌的药物） ⑥万古霉素（抗MRSA的药物）
〖2022年高考真题〗
7．（2022·天津·高考真题）下图所示实验方法的应用或原理，不恰当的是（ ）
实验方法 应用 原理
A．分离绿叶中的色素 B．不同色素在层析液中溶解度不同
C．细菌计数 D．逐步稀释
A．A B．B C．C D．D
8．（2022·辽宁·统考高考真题）为避免航天器在执行载人航天任务时出现微生物污染风险，需要对航天器
及洁净的组装车间进行环境微生物检测。下列叙述错误的是（ ）
A．航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物
B．细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀
C．在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品
D．采用平板划线法等分离培养微生物，观察菌落特征9．（2022·江苏·统考高考真题）航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
B．培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳
C．心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
D．心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
10．（2022·江苏·统考高考真题）下列有关实验方法的描述合理的是（ ）
A．将一定量胡萝卜切碎，加适量水、石英砂，充分研磨，过滤，获取胡萝卜素提取液
B．适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片，可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象
C．检测样品中的蛋白质时，须加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应
D．用溴麝香草酚蓝水溶液检测发酵液中酒精含量的多少，可判断酵母菌的呼吸方式
11．（2022·江苏·统考高考真题）下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计，不合理的是（ ）
A．选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株
B．在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源
C．适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落
D．可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌
12．（2022·海南·统考高考真题）为探究校内植物园土壤中的细菌种类，某兴趣小组采集园内土壤样本并
开展相关实验。下列有关叙述错误的是（ ）
A．采样时应随机采集植物园中多个不同地点的土壤样本
B．培养细菌时，可选用牛肉膏蛋白胨固体培养基
C．土壤溶液稀释倍数越低，越容易得到单菌落
D．鉴定细菌种类时，除形态学鉴定外，还可借助生物化学的方法
13．（2022·湖北·统考高考真题）灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是
（ ）
A．动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行
B．微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C．为防止蛋白质变性，不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D．可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
14．（2022·湖北·统考高考真题）灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是
（ ）
A．动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行
B．微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C．为防止蛋白质变性，不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D．可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
15．（2022·浙江·高考真题）回答下列（一）、（二）小题：
（一）回答与产淀粉酶的枯草杆菌育种有关的问题：(1)为快速分离产淀粉酶的枯草杆菌，可将土样用 制成悬液，再将含有悬液的三角瓶置于80℃
的 中保温一段时间，其目的是 。
(2)为提高筛选效率，可将菌种的 过程与菌种的产酶性能测定一起进行：将上述悬液稀释后涂
布于淀粉为唯一碳源的固体培养基上培养，采用 显色方法，根据透明圈与菌落直径比值的大
小，可粗略估计出菌株是否产酶及产酶性能。
(3)为了获得高产淀粉酶的枯草杆菌，可利用现有菌种，通过 后再筛选获得，或利用转基因、
等技术获得。
（二）回答与植物转基因和植物克隆有关的问题：
(4)在用农杆菌侵染的方法进行植物转基因过程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制 生长，
二是筛选转化细胞。当选择培养基中抗生素浓度 时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转
基因前需要对受体进行抗生素的 检测。
(5)为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较强的 能力和遗传稳定性。对培
养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内 形态是否改变进行判断，也可通过
观察分裂期染色体的 ，分析染色体组型是否改变进行判断。
(6)植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和 长短
等有关。同时也与受体的取材有关，其中受体为 时全能性表达能力最高。
16．（2022·重庆·统考高考真题）研究发现柑橘精油可抑制大肠杆菌的生长。某兴趣小组采用水蒸气蒸馏
法和压榨法提取了某种橘皮的精油（分别简称为HDO和CPO），并研究其抑菌效果的差异。
(1)为便于精油的提取，压榨前需用 浸泡橘皮一段时间。在两种方法收集的油水混合物中均加入
NaCl，其作用是 ；为除去油层中的水分，需加入 。
(2)无菌条件下，该小组制备了两个大肠杆菌平板，用两片大小相同的无菌滤纸分别蘸取HDO和CPO贴于
含菌平板上，37℃培养24h，抑菌效果见如图。有同学提出该实验存在明显不足：①未设置对照，设置本
实验对照的做法是 ，其作用是 ；②不足之处还有 （答两点）。
(3)若HDO的抑菌效果低于CPO，从提取方法的角度分析，主要原因是 。
17．（2022·河北·统考高考真题）番茄灰霉病菌严重影响番茄生产，枯草芽孢杆菌可以产生对多种病原菌
具有抑制作用的蛋白质。为探究枯草芽孢杆菌能否用于番茄灰霉病的生物防治，研究者设计了相关实验。回答下列问题：
(1)检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用时，取适量 菌液涂布于固体培养基上，将无菌滤
纸片（直径5mm）在 菌液中浸泡后覆盖于固体培养基中心，数秒后取出滤纸片，培养皿倒置培养
后测量 大小以判定抑菌效果。
(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物，液体培养时应采用 （填“静置”或“摇床震荡”）培养。培养过
程中抽样检测活菌数量时，应采用 （填“稀释涂布平板法”或“显微镜直接计数法”），其原因
是 。
(3)电泳分离蛋白质混合样品的原理是 。利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定枯草芽孢杆菌的抗菌
蛋白分子量时，SDS的作用是 。
(4)枯草芽孢杆菌长期保藏时，常以其 作为保藏对象。
18．（2022·北京·统考高考真题）人体细胞因表面有可被巨噬细胞识别的“自体”标志蛋白C，从而免于
被吞噬。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C，更易逃脱吞噬作用。研究者以蛋白C为靶点，构建了可感应
群体密度而裂解的细菌菌株，拟用于制备治疗癌症的“智能炸弹”。
(1)引起群体感应的信号分子A是一种脂质小分子，通常以 的方式进出细胞。细胞内外的A随细菌
密度的增加而增加，A积累至一定浓度时才与胞内受体结合，调控特定基因表达，表现出细菌的群体响应。
(2)研究者将A分子合成酶基因、A受体基因及可使细菌裂解的L蛋白基因同时转入大肠杆菌，制成AL菌
株。培养的AL菌密度变化如图1。其中，AL菌密度骤降的原因是：AL菌密度增加引起A积累至临界浓
度并与受体结合， 。
(3)蛋白K能与蛋白C特异性结合并阻断其功能。研究者将K基因转入AL菌，制成ALK菌株，以期用于
肿瘤治疗。为验证ALK菌能产生蛋白K，应以 菌株裂解的上清液为对照进行实验。请从下列选项
中选取所需材料与试剂的序号，完善实验组的方案。
实验材料与试剂：①ALK菌裂解的上清液②带荧光标记的K的抗体③带荧光标记的C的抗体④肿瘤细胞
实验步骤：先加入 保温后漂洗，再加入 保温后漂洗，检测荧光强度。
(4)研究者向下图2所示小鼠左侧肿瘤内注射ALK菌后，发现ALK菌只存在于该侧瘤内，两周内即观察到
双侧肿瘤生长均受到明显抑制。而向瘤内单独注射蛋白K或AL菌，对肿瘤无明显抑制作用。请应用免疫
学原理解释“智能炸弹”ALK菌能有效抑制对侧肿瘤生长的原因 。19．（2022·广东·高考真题）研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学
号”考察船对中国南海科考中，中国科学家采集了某海域1146米深海冷泉附近沉积物样品，分离、鉴定得
到新的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。
回答下列问题：
(1)研究者先制备富集培养基，然后采用 法灭菌，冷却后再接入沉积物样品，28℃厌氧培
养一段时间后，获得了含拟杆菌的混合培养物，为了获得纯种培养物，除了稀释涂布平板法，还可采用
法。据图分析，拟杆菌新菌株在以 为碳源时生长状况最好。
(2)研究发现，将采集的样品置于各种培养基中培养，仍有很多微生物不能被分离筛选出来，推测其原因可
能是 。（答一点即可）
(3)藻类细胞解体后的难降解多糖物质，通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组成成分的角度
考虑，拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是 。
(4)深海冷泉环境特殊，推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，除具有酶的一般共性外，其
特性可能还有 。
20．（2022·全国·统考高考真题）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，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有 （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 ；用菌株C生产S的最适碳源是 。菌株C的生
长除需要碳源外，还需要 （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 。
(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： 。
(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是 （答出1点即可）。21．（2022·全国·高考真题）某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，在
此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ：KHPO ，MgSO ，NH NO ，石油。
2 4 4 4 3
培养基Ⅱ：KHPO ，MgSO ，石油。
2 4 4
操作步骤：
①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B菌液；
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
回答下列问题。
透明圈大小
菌
平板 平板
株
Ⅰ Ⅱ
A +++ ++
B ++ -
(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是 。培养基中NH NO 的作用是为菌
4 3
株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成 （答出2种即可）等生物大分子。
(2)步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N 个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是
0
。
(3)为了比较A、B降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验，结果如表所示
（“+”表示有透明圈，“+”越多表示透明圈越大，“-”表示无透明圈），推测该同学的实验思路是
。
(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是 ，
理由是 。
〖2021年高考真题〗
22．（2021·天津·统考高考真题）下列操作能达到灭菌目的的是（ ）
A．用免洗酒精凝胶擦手 B．制作泡菜前用开水烫洗容器
C．在火焰上灼烧接种环 D．防疫期间用石炭酸喷洒教室
23．（2021·北京·统考高考真题）野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点，除用于生
态治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是（
）A．种植此类草本植物可以减少水土流失
B．菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用
C．用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源
D．菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移
24．（2021·北京·统考高考真题）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
25．（2021·山东·统考高考真题）解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂
肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲，乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平
板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法错误的是（ ）
A．甲菌属于解脂菌
B．实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源
C．可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比
D．该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力
26．（2021·浙江·统考高考真题）下列关于原生质体和细胞计数的叙述，错误的是（ ）
A．测定植物原生质体的密度时，可用血细胞计数板
B．红墨水不能进入活细胞，可用于检测细胞的存活状态并计数
C．涂布分离法和划线分离法均能得到单菌落，都可用于细胞计数
D．酵母菌在液体培养基中培养一段时间后，可用比浊计测定其密度
27．（2021·江苏·高考真题）为提高一株石油降解菌的净化能力，将菌涂布于石油为唯一碳源的固体培养
基上，以致死率为90%的辐照剂量诱变处理，下列叙述不合理的是（ ）
A．将培养基分装于培养皿中后灭菌，可降低培养基污染的概率
B．涂布用的菌浓度应控制在30~300个/mL
C．需通过预实验考察辐射时间对存活率的影响，以确定最佳诱变时间
D．挑取培养基上长出的较大单菌落，给纯化后进行降解效率分析
28．（2021·山东·统考高考真题）含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭。硫化
氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力，
用穿刺接种的方法，分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养，如图所示。若两种菌繁殖
速度相等，下列说法错误的是（ ）A．乙菌的运动能力比甲菌强
B．为不影响菌的运动需选用液体培养基
C．该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量
D．穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染
29．（2021·浙江·统考高考真题）回答下列（一）、（二）小题：
（一）某环保公司从淤泥中分离到一种高效降解富营养化污水污染物的细菌菌株，制备了固定化菌株。
（1）从淤泥中分离细菌时常用划线分离法或 法，两种方法均能在固体培养基上形成 。
对分离的菌株进行诱变、 和鉴定，从而获得能高效降解富营养化污水污染物的菌株。该菌株只能
在添加了特定成分X的培养基上繁殖。
（2）固定化菌株的制备流程如下；①将菌株与该公司研制的特定介质结合；②用蒸馏水去除 ；
③检验固定化菌株的 。菌株与特定介质的结合不宜直接采用交联法和共价偶联法，可以采用的2
种方法是 。
（3）对外，只提供固定化菌株有利于保护该公司的知识产权，推测其原因是 。
（二）三叶青为蔓生的藤本植物，以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求非常苛刻，以及生态环境的
破坏和过度的采挖，目前我国野生三叶青已十分珍稀。
（1）为保护三叶青的 多样性和保证药材的品质，科技工作者依据生态工程原理，利用
技术，实现了三叶青的林下种植。
（2）依据基因工程原理，利用发根农杆菌侵染三叶青带伤口的叶片，叶片产生酚类化合物，诱导发根农
杆菌质粒上vir系列基因表达形成 和限制性核酸内切酶等，进而从质粒上复制并切割出一段可转
移的DNA片段（T-DNA）。T-DNA进入叶片细胞并整合到染色体上，T-DNA上rol系列基因表达，产生
相应的植物激素，促使叶片细胞持续不断地分裂形成 ，再分化形成毛状根。
（3）剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次 培养，培养基中添加抗生素的
主要目的是 。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的
和温度，调节培养基成分中的 ，获得大量毛状根，用于提取药用成分。
30．（2021·重庆·高考真题）为了研究PDCD4基因对小鼠子宫内膜基质细胞凋亡的影响，进行了相关实验。
(1)取小鼠子宫时，为避免细菌污染，手术器具应进行 处理；子宫取出剪碎后，用 处理一定时
间，可获得分散的子宫内膜组织细胞，再分离获得基质细胞用于培养。
(2)培养基中营养物质应有 （填写两种）；培养箱中CO 浓度为5%，其主要作用是 。
2
(3)在含PDCD4基因的表达载体中，启动子的作用是 。为了证明PDCD4基因对基质细
胞凋亡的作用，以含PDCD4基因的表达载体和基质细胞的混合培养为实验组，还应设立两个对照组，分
别为 。经检测，实验组中PDCD4表达水平和细胞凋亡率显著高于对照组，说明该基因对基质细胞凋亡具有 （填“抑制”或“促进”）作用。
31．（2021·浙江·统考高考真题）回答下列（一）、（二）小题：
（一）回答与甘蔗醋制作有关的问题：
（1）为了获得酿造甘蔗醋的高产菌株，以自然发酵的甘蔗渣为材料进行筛选。首先配制醋酸菌选择培养
基：将适量的葡萄糖、KH PO 、MgSO 溶解并定容，调节pH，再高压蒸汽灭菌，经 后加入3%
2 4 4
体积的无水乙醇。然后将10 g自然发酵的甘蔗渣加入选择培养基，振荡培养24 h。用 将少量上
述培养液涂布到含CaCO 的分离培养基上，在30 ℃培养48h。再挑取分离培养基上具有 的单菌
3
落若干，分别接种到与分离培养基成分相同的 培养基上培养24 h后，置于4 ℃冰箱中保存。
（2）优良产酸菌种筛选。将冰箱保存的菌种分别接入选择培养基，培养一段时间后，取合适接种量的菌
液在30 ℃、150 r/min 条件下振荡培养。持续培养至培养液中醋酸浓度不再上升，或者培养液中 含
量达到最低时，发酵结束。筛选得到的优良菌种除了产酸量高外，还应有 （答出2
点即可）等特点。
（3）制醋过程中，可将甘蔗渣制作成固定化介质，经 后用于发酵。其固定化方法为 。
（二）斑马鱼是一种模式动物，体外受精发育，胚胎透明、便于观察，可用于水质监测，基因功能分析以
及药物毒性与安全性评价等。
（1）由于人类活动产生的生活污水日益增多，大量未经处理的污水直接排入河流、湖泊会引起水体
，导致藻类大量繁殖形成水华。取水样喂养斑马鱼，可用斑马鱼每周的体重和死亡率等指标监测水体污染
程度。
（2）为了研究某基因在斑马鱼血管发育过程中的分子调控机制，用 DNA 连接酶将该基因连接到质粒载
体形成 ，导入到大肠杆菌菌株 DH5α 中。为了能够连接上该目的基因、并有利于获得含该目的基
因的 DH5α 阳性细胞克隆，质粒载体应含有 （答出2点即可）。提取质粒后，采用 法，将
该基因导入到斑马鱼受精卵细胞中，培养并观察转基因斑马鱼胚胎血管的发育情况。
（3）为了获取大量斑马鱼胚胎细胞用于药物筛选，可用 分散斑马鱼囊胚的内细胞团，取分散
细胞作为初始材料进行 培养。培养瓶中添加成纤维细胞作为 ，以提高斑马鱼胚胎细
胞克隆的形成率。
32．（2021·湖南·统考高考真题）大熊猫是我国特有的珍稀野生动物，每只成年大熊猫每日进食竹子量可
达12~38kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤
维素分解菌。回答下列问题：
（1）纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即 。为筛选纤维素分解菌，将大
熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以 为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分
类属于 培养基。
（2）配制的培养基必须进行 灭菌处理，目的是 。检测固体培养基灭菌效果的
常用方法是 。
（3）简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路 。
（4）为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌，在37℃条件下
进行玉米秸秆降解实验，结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株 ，理由是
。菌
秸秆总重(g) 秸秆残重(g) 秸秆失重（%） 纤维素降解率（%）
株
A 2.00 1.51 24.50 16.14
B 2.00 1.53 23.50 14.92
C 2.00 1.42 29.00 23.32
〖2020年高考真题〗
33．（2020·江苏·统考高考真题）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．菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色
34．（2020·江苏·统考高考真题）甲、乙两个实验小组分别进行了“酵母细胞固定化技术”的实验，结果
如下图所示。出现乙组实验结果的原因可能为（ ）
A．CaCl 溶液浓度过高 B．海藻酸钠溶液浓度过高
2
C．注射器滴加速度过慢 D．滴加时注射器出口浸入到CaCl 溶液中
2
35．（2020·山东·统考高考真题）野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长，发生基因突变产生的氨基酸
依赖型菌株需要在基本培养基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株
N单独接种在基本培养基上时，均不会产生菌落。某同学实验过程中发现，将M、N菌株混合培养一段时
间，充分稀释后再涂布到基本培养基上，培养后出现许多由单个细菌形成的菌落，将这些菌落分别接种到
基本培养基上，培养后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现原因的分析，不合理的是（ ）
A．操作过程中出现杂菌污染
B．M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸C．混合培养过程中，菌株获得了对方的遗传物质
D．混合培养过程中，菌株中已突变的基因再次发生突变
36．（2020·浙江·高考真题）下列关于微生物培养及利用的叙述，错误的是（ ）
A．利用尿素固体培养基可迅速杀死其他微生物，而保留利用尿素的微生物
B．配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pH
C．酵母菌不能直接利用糯米淀粉发酵得到糯米酒
D．适宜浓度的酒精可使醋化醋杆菌活化
37．（2020·浙江·统考高考真题）下列关于淀粉酶的叙述，错误的是
A．植物、动物和微生物能产生淀粉酶
B．固相淀粉酶比水溶液中的淀粉酶稳定性更高
C．枯草杆菌 淀粉酶的最适温度比唾液淀粉酶的高
D．淀粉被淀粉酶水解形成的糊精遇碘-碘化钾溶液不显色
38．（2020·浙江·统考高考真题）回答下列（一）、（二）小题：
（一）回答与泡菜制作有关的问题：
（1）用萝卜等根菜类蔬菜制作泡菜，用热水短时处理，可抑制某些微生物产生 ，从而使成品泡菜口
感较脆。同时，该处理也会使泡菜发酵时间缩短，其原因是 。
（2）泡菜发酵初期，由于泡菜罐加盖并水封，会使 菌被逐渐抑制。发酵中期，乳酸菌大量繁殖，
会使 菌受到抑制。发酵后期，乳酸生产过多，会使乳酸菌受到抑制。
（3）从泡菜汁中可分离制作酸奶的乳酸菌，首先对经多次发酵的泡菜汁进行过滤，然后取滤液进行
，再用 的方法在某种含牛乳的专用的培养基中进行初步筛选。该培养基必须含有 ，以便于观
察是否产酸。
（4）自然界中醋杆菌常与乳酸菌共同生长。若要筛选出醋杆菌，则其专用的培养基中应添加 。
（二）回答与基因工程和植物克隆有关的问题：
（1）为了获取某植物叶片无菌的原生质体，先将叶片经表面消毒并去除下表皮，再将其置于经 处
理的较高渗透压的混合酶液中。酶解后，经多次离心获得原生质体。然后测定该原生质体的活性，可采用
的方法有 （答出2点即可）。
（2）若要获得已知序列的抗病基因，可采用 或PCR的方法。为了提高目的基因和质粒重组的成功
率，选择使用 ，对含目的基因的DNA片段进行处理，使其两端形成不同的黏性末端，对质粒也进
行相同的处理，然后用DNA连接酶连接形成重组质粒。通过在大肠杆菌中 ，以获得大量的重组质
粒，最终将其导入原生质体中。
（3）原生质体在培养过程中，只有重新形成 后，才可进行有丝分裂。多次分裂形成的小细胞团可
通过 或器官发生的途径再生植株。
39．（2020·江苏·统考高考真题）产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株，科研人
员开展了相关研究。请回答下列问题：
（1）常规微生物实验中，下列物品及其灭菌方法错误的是 （填编号）。
编号 ① ② ③ ④物品 培养基 接种环 培养皿 涂布器
高压蒸
灭菌方法 火焰灼烧 干热 臭氧
汽
（2）称取1．0g某土壤样品，转入99mL无菌水中，制备成菌悬液，经 后，获得细胞密度不同
的菌悬液。分别取0．1mL菌悬液涂布在固体培养基上，其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个
酵母菌落，则该样本中每克土壤约含酵母菌 个。
（3）为了进一步提高酵母菌产酶能力，对分离所得的菌株，采用射线辐照进行 育种。将辐照
处理后的酵母菌涂布在以 为唯一碳源的固体培养基上，培养一段时间后，按照菌落直径大小进
行初筛，选择直径 的菌落，纯化后获得A、B两突变菌株。
（4）在处理含油废水的同时，可获得单细胞蛋白，实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相关性能，
进行了培养研究，结果如图。据图分析，应选择菌株 进行后续相关研究，理由是 。
40．（2020·全国·统考高考真题）某种物质S（一种含有C、H、N的有机物）难以降解，会对环境造成污
染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实
验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和Y。
回答下列问题：
（1）实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用 的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是
。甲、乙培养基均属于 培养基。
（2）实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107 个/mL，若要在每个平板上涂布100μL稀释后的菌液，
且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至少应将摇瓶M中的菌液稀释 倍。
（3）在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反而下降，其原
因可能是 （答出1点即可）。
（4）若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要实验步骤 。
（5）上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供4类营养物质，即
。
〖2019年高考真题〗41．（2019·上海·高考真题）下图表示利用β-糖苷酶时使用的一种酶的固定化技术，该技术是（ ）
A．交联 B．包埋 C．沉淀 D．载体结合
42．（2019·江苏·统考高考真题）下列关于加酶洗涤剂的叙述，错误的是
A．加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶
B．用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水
C．含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物
D．加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的
43．（2019·江苏·统考高考真题）下列关于产纤维素酶菌分离及运用的叙述，不合理的是
A．筛选培养基中应含有大量的葡萄糖或蔗糖提供生长营养
B．可从富含腐殖质的林下土壤中筛选产纤维素酶菌
C．在分离平板上长出的菌落需进一步确定其产纤维素酶的能力
D．用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆可提高其饲用价值
44．（2019·江苏·统考高考真题）下列关于微生物实验操作的叙述，错误的是
A．培养微生物的试剂和器具都要进行高压蒸汽灭菌
B．接种前后，接种环都要在酒精灯火焰上进行灼烧
C．接种后的培养皿要倒置，以防培养污染
D．菌种分离和菌落计数都可以使用固体培养基
45．（2019·北京·统考高考真题）筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后，若细
菌能分解淀粉，培养平板经稀碘液处理，会出现以菌落为中心的透明圈（如图），实验结果见下表。
菌种 菌落直径：C（mm） 透明圈直径：H（mm） H/C
细菌
5.1 11.2 2.2
Ⅰ
细菌
8.1 13.0 1.6
Ⅱ
有关本实验的叙述，错误的是
A．培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质B．筛选分解淀粉的细菌时，菌液应稀释后涂布
C．以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外
D．H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异
46．（2019·全国·统考高考真题）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 。
（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 菌落进一步纯化，选择的依据是 。
（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 。
（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 ，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 ；若A、B处形成的透明圈
直径大小相近，说明 。
（2019·上海·高考真题）2019 年 7 月，《上海市生活垃圾分类管理条例》施行，生活垃圾分类成为市民
的日常生活方式，生活垃圾分类中的湿垃圾是指可被微生物降解的有机物。
47．下列属于湿垃圾的是 。
①剩余饭菜 ②玻璃碎片 ③植物落叶 ④过期面包 ⑤果皮果壳
48．湿垃圾降解后才能被植物利用，是因为根毛细胞难吸收 。
A．尿素 B．矿物质 C．HO D．大分子有机物
2
处理是垃圾的有效方法之一是用微生物对其进行降解。下图表示筛选高效降解淀粉菌种的过程。
49．培养基中加入碳源是 。根据上图，将菌液接种到培养基的方法是 。50．据图，菌落①与菌落②周围透明圈的大小不同，原因可能是两个菌群 。
A．对碘液分解能力不同 B．分泌的淀粉酶活性不同
C．合成淀粉量不同 D．受淀粉抑制程度不同
51．对筛选到的菌落①与菌落②进行鉴定，发现①属于真菌，②属于细菌，两者的本质区别是 。
A．细胞膜的成分 B．有无细胞结构 C．核糖体的有无 D．有无完整核膜
52．若垃圾分类不当，在湿垃圾中混入了过期的抗生素或电池等，将不利于微生物分解，原因是 。
A．会抑制微生物生长 B．是微生物的生长因子
C．促进有机物的合成 D．为微生物提供碳源和氮源
53．（2019·全国·统考高考真题）回答下列与细菌培养相关的问题。
（1）在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是 （填“蛋白胨”“葡萄糖”
或“NaNO ”）。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是 。
3
硝化细菌在没有碳源的培养基上 （填“能够”或“不能”）生长，原因是 。
（2）用平板培养细菌时一般需要将平板 （填“倒置”或“正置”）。
（3）单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不
同种的微生物，原因是 。
（4）有些使用后的培养基在丢弃前需要经过 处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生
物。
54．（2019·全国·统考高考真题）已知一种有机物X（仅含有C、H两种元素）不易降解，会造成环境污染。
某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌（目标菌）。
Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X（5g/L）。
Ⅱ号培养基：氯化钠（5g/L），硝酸铵（3g/L），其他无机盐（适量），X（15g/L）。
Ⅲ号培养基：氯化钠（5g/L），硝酸铵（3g/L），其他无机盐（适量）。X（45g/L）。
回答下列问题。
（1）在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的是 。Ⅱ、Ⅲ号培养基为微生物提供碳源的有机物
是 。
（2）若将土壤悬浮液种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会 ，其
原因是 。
（3）Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，
接种时，应采用的方法是 。
（4）假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，
丙酮酸可为该菌的生长提供 和 。
考点 2 传统发酵技术与应用
〖2023年高考真题〗
（2023·浙江·统考高考真题）阅读下列材料，完成下面小题。
小曲白酒清香纯正，以大米、大麦、小麦等为原料，以小曲为发酵剂酿造而成。小曲中所含的微生物主要
有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。酿酒的原理主要是酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精。传统酿造工艺流程如图所示。
1．小曲白酒的酿造过程中，酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确
的是（ ）
A．有氧呼吸产生的[H]与O 结合，无氧呼吸产生的[H]不与O 结合
2 2
B．有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行
C．有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放
D．有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化
2．关于小曲白酒的酿造过程，下列叙述错误的是（ ）
A．糖化主要是利用霉菌将淀粉水解为葡萄糖
B．发酵液样品的蒸馏产物有无酒精，可用酸性重铬酸钾溶液检测
C．若酿造过程中酒变酸，则发酵坛密封不严
D．蒸熟并摊晾的原料加入糟醅，立即密封可高效进行酒精发酵
3．（2023·山东·高考真题）以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；
②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。
下列说法正确的是（ ）
A．①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死
B．②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌
C．③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入
D．④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
〖2022年高考真题〗
4．（2022·湖南·高考真题）“清明时节雨纷纷，路上行人欲断魂。借问酒家何处有，牧童遥指杏花村。”
徜徉古诗意境，思考科学问题。下列观点错误的是（ ）
A．纷纷细雨能为杏树开花提供必需的水分
B．杏树开花体现了植物生长发育的季节周期性
C．花开花落与细胞生长和细胞凋亡相关联
D．“杏花村酒”的酿制，酵母菌只进行无氧呼吸
5．（2022·江苏·统考高考真题）在制作发酵食品的学生实践中，控制发酵条件至关重要。下列相关叙述错
误的有（ ）
A．泡菜发酵后期，尽管乳酸菌占优势，但仍有产气菌繁殖，需开盖放气
B．制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3，制作泡菜的盐水要淹没全部菜料
C．葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入无菌空气制作葡萄醋D．果酒发酵时温度宜控制在18-25℃，泡菜发酵时温度宜控制在30-35℃
6．（2022·湖南·高考真题）黄酒源于中国，与啤酒、葡萄酒并称世界三大发酵酒。发酵酒的酿造过程中除
了产生乙醇外，也产生不利于人体健康的氨基甲酸乙酯（EC）。EC主要由尿素与乙醇反应形成，各国对
酒中的EC含量有严格的限量标准。回答下列问题:
(1)某黄酒酿制工艺流程如图所示，图中加入的菌种a是 ，工艺b是 （填“消毒”或“灭
菌”），采用工艺b的目的是 。
(2)以尿素为唯一氮源的培养基中加入 指示剂，根据颜色变化，可以初步鉴定分解尿素的细菌。尿
素分解菌产生的脲酶可用于降解黄酒中的尿素，脲酶固定化后稳定性和利用效率提高，固定化方法有
（答出两种即可）。
(3)研究人员利用脲酶基因构建基因工程菌L，在不同条件下分批发酵生产脲酶，结果如图所示。推测
是决定工程菌L高脲酶活力的关键因素，理由是 。
(4)某公司开发了一种新的黄酒产品，发现EC含量超标。简要写出利用微生物降低该黄酒中EC含量的思
路 。
〖2021年高考真题〗
7．（2021·江苏·高考真题）某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相关叙述正确的是（ ）
A．果酒发酵时，每日迅速打开瓶盖放气，避免空气回流进入发酵容器
B．果酒发酵时，用斐林试剂检测还原糖的含量，砖红色沉淀逐日增多
C．果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵产生的气泡量
D．果醋发酵时，重铬酸钾测定醋酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深
8．（2021·海南·高考真题）关于果酒、果醋和泡菜这三种传统发酵产物的制作，下列叙述正确的是（ ）
A．发酵所利用的微生物都属于原核生物B．发酵过程都在无氧条件下进行
C．发酵过程都在同一温度下进行 D．发酵后形成的溶液都呈酸性
9．（2021·湖北·统考高考真题）中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是（
）
A．泡菜制作过程中，酵母菌将葡萄糖分解成乳酸B．馒头制作过程中，酵母菌进行呼吸作用产生CO
2
C．米酒制作过程中，将容器密封可以促进酵母菌生长
D．酸奶制作过程中，后期低温处理可产生大量乳酸杆菌
10．（2021·辽宁·统考高考真题）利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为：先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌，
发酵6天后，再接入活化的醋酸杆菌，发酵5天。下列有关叙述错误的是（ ）
A．乙醇既是醋酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖
B．酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖
C．酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同
D．接入醋酸杆菌后，应适当升高发酵温度
11．（2021·山东·统考高考真题）葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是（ ）
A．无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖
B．自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌
C．葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的
D．制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加
12．（2021·浙江·统考高考真题）用白萝卜制作泡菜的过程中，采用适当方法可缩短腌制时间。下列方法
中错误的是（ ）
A．将白萝卜切成小块 B．向容器中通入无菌空气
C．添加已经腌制过的泡菜汁 D．用沸水短时处理白萝卜块
〖2020年高考真题〗
13．（2020·江苏·统考高考真题）某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告，他的
做法错误的是（ ）
A．选择新鲜的葡萄略加冲洗，除去枝梗后榨汁
B．将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁
C．酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气
D．酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行醋酸发酵
〖2019年高考真题〗
14．（2019·江苏·统考高考真题）下列关于传统发酵技术应用的叙述，正确的是
A．利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养，后密封发酵
B．家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵
C．果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中情况相反
D．毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵
考点 3 发酵工程与应用
〖2023年高考真题〗
1．（2023·山东·高考真题）果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产相比，共同点有（ ）A．都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理 B．都需要一定的有氧环境供发酵菌种繁殖
C．发酵前都需要对原料进行灭菌 D．发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期
2．（2023·全国·统考高考真题）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
。
(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 （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 （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
。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是 。发酵液中的乙醇可用 溶液检测。
(4)本实验收集的淋洗液中的 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 。
〖2022年高考真题〗
3．（2022·湖北·统考高考真题）废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生
产蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．该生产过程中，一定有气体生成
B．微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料
C．该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质
D．沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理
4．（2022·湖北·统考高考真题）关于白酒、啤酒和果酒的生产，下列叙述错误的是（ ）A．在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气
B．白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程
C．葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质，也存在于线粒体
D．生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同，但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌
5．（2022·山东·高考真题）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。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是（ ）
A．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B．可用深层通气液体发酵技术提高产量
C．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中
D．青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌
6．（2022·湖南·高考真题）洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正
常碱性蛋白酶特异性识别并降解（自溶）失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述
错误的是（ ）
A．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染
7．（2022·浙江·统考高考真题）用果胶酶处理草莓，可以得到比较澄清的草莓汁；而利用稀盐酸处理草莓
可以制得糊状的草莓酱。果胶酶和盐酸催化果胶水解的不同点在于（ ）
A．两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同
B．两者催化果胶水解得到的单糖不同
C．两者催化果胶主链水解断裂的化学键不同
D．酶催化需要最适温度，盐酸水解果胶不需要最适温度
8．（2022·辽宁·统考高考真题）β-苯乙醇是赋予白酒特征风味的物质。从某酒厂采集并筛选到一株产β-苯
乙醇的酵母菌应用于白酒生产。下列叙述正确的是（ ）
A．所用培养基及接种工具分别采用湿热灭菌和灼烧灭菌
B．通过配制培养基、灭菌、分离和培养能获得该酵母菌
C．还需进行发酵实验检测该酵母菌产β-苯乙醇的能力
D．该酵母菌的应用有利于白酒新产品的开发
9．（2022·山东·高考真题）啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等
工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法正确的是（ ）A．用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶
B．焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌
C．糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵
D．通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期
10．（2022·广东·高考真题）“绿水逶迤去，青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于
某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气（含CO 等一碳温室气体，多来自高污染排放企业）
2
为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。
回答下列问题：
(1)研究者针对每个需要扩增的酶基因（如图）设计一对 ，利用PCR技术，在优化反应
条件后扩增得到目标酶基因。
(2)研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙酮的合
成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是
，终止子的作用是 。
(3)培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推测其原因可能是
，此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。
(4)这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了 ，体现了循环经济特点。从“碳中和”
的角度看，该技术的优势在于 ，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
〖2021年高考真题〗
11．（2021·重庆·高考真题）人类很早就能制作果酒，并用果酒进一步发酵生产果醋。
(1)人们利用水果及附着在果皮上的 菌，在18～25℃、无氧条件下酿造果酒；在利用醋酸菌在
条件下，将酒精转化成醋酸酿得果醋。酿造果醋时，得到了醋酸产率较高的醋酸菌群，为进一步纯化获得
优良醋酸菌菌种，采用的接种方法是 。
(2)先酿制果酒再生产果醋的优势有 （填编号）。
①先酿制果酒，发酵液能抑制杂菌的生长，有利于提高果醋的产率
②酿制果酒时形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的产率
③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中
(3)果酒中的酒精含量对果醋的醋酸产率会产生一定的影响。某技术组配制发酵液研究了初始酒精浓度对醋
酸含量的影响，结果见图。该技术组使用的发酵液中，除酒精外还包括的基本营养物质有 （填写两种）。据图可知，
醋酸发酵的最适初始酒精浓度是 ；酒精浓度为10%时醋酸含量最低，此时，若要尽快提高醋酸含量，
可采取的措施有 （填写两个方面）。
12．（2021·河北·统考高考真题）葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣（皮渣）。目前这些皮渣主要
用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。
回答下列问题：
（1）皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷，可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是
，萃取效率主要取决于萃取剂的 。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷
。研究发现，萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率，原因是 。
（2）为了解皮渣中微生物的数量，取10g皮渣加入90mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平
板法将0.1mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克
皮渣中微生物数量为 个。
（3）皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至
性，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是
。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为 。
（4）皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者
菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌 。（简要写出实验步
骤和预期结果）
13．（2021·广东·统考高考真题）中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜（甘
蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖）为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高
甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。回答下列问题：
（1）为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为 ，并不断提
高其浓度，经多次传代培养（指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养）以获得目
标菌株。培养过程中定期取样并用 的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优
良菌株的方法还有 等。（答出两种方法即可）
（2）基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基
盐浓度设为60g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60d以上。该系统不需要灭菌的原因是 。
（答出两点即可）
（3）研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌
株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中 可能是
高密度培养的限制因素。
（4）菌株H还能通过分解餐厨垃圾（主要含蛋白质、淀粉、油脂等）来生产PHA，说明其能分泌
。
14．（2021·全国·统考高考真题）加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣
粉的去渍效果（“+”越多表示去渍效果越好），实验结果见下表。
加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 无酶洗衣粉(对照)
血渍 +++ + +++ +
油渍 + +++ +++ +
根据实验结果回答下列问题：
（1）加酶洗衣粉A中添加的酶是 ；加酶洗衣粉B中添加的酶是 ；加酶洗衣粉C中
添加的酶是 。
（2）表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有 ，原因是 。
（3）相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是 。
（4）关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖
异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指 。固定化酶在生产实践中应用的优点是
（答出1点即可）。15．（2021·全国·高考真题）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下。
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
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 。
（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 、 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 。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 （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 （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 。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 （答出1点即可）。
〖2020年高考真题〗
（2020·天津·统考高考真题）阅读下列材料，回答下列小题。
甜瓣子是豆瓣酱的重要成分，风味受蚕豆蛋白分解产生的氨基酸影响，也受发酵过程中不同微生物的多种
代谢产物影响。其生产工艺如下图所示。
某研究团队对加盐水后的发酵阶段的传统工艺（盐度15%，温度37 ℃，发酵30天）进行了改良，改良后
甜瓣子风味得以提升。新工艺参数如下表所示。
时
时段（天） 盐度（%） 温度（℃）
期
前
0~12 6 12
期
中
12~16 6 37
期
后 16~30 15 37期
两种工艺的结果比较见下图。
16．下列关于本研究的实验方法与原理的描述，错误的是（ ）
A．发酵开始阶段的微生物主要来源于制曲过程的积累
B．蚕豆瓣可提供微生物生长繁殖所需的碳源和氮源
C．温度与盐度都影响微生物的生长繁殖
D．定期取样，使用平板划线法统计活细菌总数
17．下列对实验结果的分析，错误的是（ ）
A．新工艺中期活霉菌总数下降由温度升高导致
B．新工艺后期活细菌总数下降由温度、盐度均升高导致
C．新工艺中期氨基酸产生速率较前期末加快，是因为温度升高提高了蛋白酶活性
D．新工艺中甜瓣子风味提升，与前、中期活微生物总数高和氨基酸终产量高均有关
18．（2020·浙江·高考真题）回答下列（一）、（二）小题：
（一）回答与柑橘加工与再利用有关的问题：
（1）柑橘果实经挤压获得果汁后，需用果胶酶处理，主要目的是提高果汁的 。为确定果胶酶
的处理效果，对分别加入不同浓度果胶酶的果汁样品，可采用3种方法进行实验：①取各处理样品，添加
相同体积的 ，沉淀生成量较少的处理效果好。②对不同处理进行离心，用比色计对上清液进行
测定，OD值 的处理效果好。③对不同处理进行 ，记录相同体积果汁通过的时间，
时间较短的处理效果好。
（2）加工后的柑橘残渣含有抑菌作用的香精油及较多的果胶等。为筛选生长不被香精油抑制且能高效利
用果胶的细菌，从腐烂残渣中分离得到若干菌株，分别用无菌水配制成 ，再均匀涂布在LB固
体培养基上。配制适宜浓度的香精油，浸润大小适宜并已 的圆形滤纸片若干，再贴在上述培养
基上。培养一段时间后，测量滤纸片周围抑制菌体生长形成的透明圈的直径大小。从直径 的菌
株中取菌接种到含有适量果胶的液体培养基试管中培养，若有果胶酶产生，摇晃试管并观察，与接种前相
比，液体培养基的 下降。
（二）回答与基因工程和植物克隆有关的问题：
（1）天然农杆菌的Ti质粒上存在着一段DNA片段（T-DNA），该片段可转移并整合到植物细胞染色体上。
为便于转基因植物在组织培养阶段的筛选，设计重组Ti质粒时，应考虑T-DNA中要有可表达的目的基因，
还需要有可表达的 。（2）结合植物克隆技术进行转基因实验，为获得转基因植株，农杆菌侵染的宿主一般要选用具有优良性
状、较高的遗传稳定性、 及易被农杆菌侵染等特点的植物材料。若植物材料对农杆菌不敏感，
则可用 的转基因方法。
（3）利用带侧芽的茎段获得丛状苗的过程与利用茎段诱导产生愈伤组织再获得丛状苗的过程相比，前者
总培养时间 ，且不经历 过程，因而其遗传性状稳定，是大多数植物快速繁殖的常用
方法。
（4）与发芽培养基相比，配制转基因丛状苗生根培养基时，可根据实际情况适当添加 ，促进
丛状苗基部细胞分裂形成愈伤组织并进一步分化形成 ，最终形成根。还可通过改变MS培养基
促进生根，如 （A．提高蔗糖浓度B．降低培养基浓度C．提高大量元素浓度D．不添加琼脂）。
19．（2020·全国·统考高考真题）水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题：
（1）制作果汁时，可以使用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果胶酶是分解果胶的一类
酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、 （答出2种即可）。纤维素酶可以分解植物
（填细胞膜或细胞壁）中的纤维素。
（2）用果胶酶处理果泥时，为了提高出汁率，需要控制反应的温度，原因是 。
（3）现有甲乙丙三种不同来源的果胶酶，某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都相同的前提下比
较这三种酶的活性。通常，酶活性的高低可用 来表示。
（4）获得的果汁（如苹果汁）可以用来制作果酒或者果醋，制作果酒需要 菌，这一
过程中也需要O，O 的作用是 。制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌属于
2 2
（填好氧或厌氧）细菌。
20．（2020·全国·统考高考真题）研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶
A，并对其进行了研究。回答下列问题：
3
（1）在以淀粉为底物测定A 酶活性时，既可检测淀粉的减少，检测应采用的试剂是 ，也可采用
3
斐林试剂检测 的增加。
（2）在A 的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常会在凝胶中添加SDS，SDS的作用
3
是 和 。
（3）本实验中，研究人员在确定A 的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统，结果如图所示。某同
3
学据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依据是 。
（4）在制备A 的固定化酶时，一般不宜采用包埋法，原因是 （答出1 点
3
即可）。〖2019年高考真题〗
21．（2019·海南·统考高考真题）回答下列问题。
（1）玫瑰精油可用玫瑰花瓣为原料，采用水蒸气蒸馏法提取。水蒸气蒸馏法的原理是
。在进行蒸馏时，冷凝管的进水口比出水口 （填“高”或“低”）。蒸馏收集到的乳浊液是
玫瑰精油和水的混合物，要得到玫瑰精油，需要向乳浊液中加入NaCl，其目的是 ；得到
的油层还需要加入无水NaSO ，其目的是 。
2 4
（2）某同学在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，原因是
。在家庭以葡萄为原料制作葡萄酒时，可以不添加酵母菌，原因是 ；在制作葡
萄酒的过程中，如果密封不严混入空气，发酵液会变酸，可能的原因是 。
22．（2019·浙江·统考高考真题）回答下列（一）、（二）小题：
（一）回答与果胶和果胶酶有关的问题：
（1）通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其原因除水果中果胶含量较高外，还因为 。
（2）为了获得高产果胶酶微生物的单菌落，通常对分离或诱变后的微生物悬液进行 。
（3）在某种果汁生产中，用果胶酶处理显著增加了产量，其主要原因是果胶酶水解果胶使 。果汁
生产中的残渣果皮等用于果胶生产，通常将其提取液浓缩后再加入 。使之形成絮状物，然后通过离
心、真空干燥等步骤获得果胶制品。
（4）常用固定化果胶酶处理含果胶的污水，其主要优点有 和可连续处理等。在建立和优化固定化
果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等环境因素外，还需考虑
的主要有 和 。
（二）回答与利用生物技术培育抗病品种有关的问题：
（1）通过抗病性强的植株获取抗病目的基因有多种方法。现已获得纯度高的抗病蛋白（可作为抗原），
可通过 技术获得特异性探针，并将 中所有基因进行表达，然后利用该探针，找出能与探针特
异性结合的表达产物，进而获得与之对应的目的基因。
（2）将上述抗病基因通过转基因的方法导入植物的分生组织可获得抗病性强的植株。若在试管苗期间用
分子水平方法判断抗病基因是否表达，应检测 （A．质粒载体 B．转录产物 C．抗性基因 D．病
原微生物）。
（3）植物细胞在培养过程中往往会发生 ，可利用这一特性筛选抗致病真菌能力强的细胞。筛选时
在培养基中加入 ，并将存活的细胞进一步培养至再生植株。若利用 培养建立的细胞系用于筛
选，则可快速获得稳定遗传的抗病植株。
（4）用抗病品种与高产品种进行杂交育种过程中，有时会遇到因胚发育中止而得不到可育种子的情况。
若要使该胚继续发育获得植株，可采用的方法是 。
