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专题 13 发酵工程
一、单选题
1．(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
2．(2022·山东·高考真题)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是( )
A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀
C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色
D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质
3．(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
4．(2022年1月·浙江·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
二、多选题
5．(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
三、非选择题
6．(2022·全国甲卷·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
株 平板 平板
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 的作用是为菌株的生长提供氮源，
4 3
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___________。
7．(2022·全国乙卷·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)。
8．(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_____________________________。
9．(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________________。10．(2022年6月·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。
1．(2022·河南开封·模拟预测)橘子中含有丰富的碳水化合物、胡萝卜素、蛋白质维生素C、维生素B．维
生素E、有机酸、膳食纤维、钙、铁、锌等。某生物兴趣小组利用橘子制作橘子果酒，大致流程如下：将
橘子去皮榨汁→倒入发酵瓶至2/3处→添加适量的糖→用温水活化酵母并倒入发酵瓶→发酵15天→橘子酒。
回答下列问题：
(1)橘子榨汁时可加入一定量的果胶酶，目的是______________________.橘子汁不能装满发酵瓶的原因是
__________________________。
(2)根据实际经验，添加适量的糖能够增加酒精度，原因是________________________.枸橼酸是橘子中一种
重要的有机酸，其含量会影响橘子酒的风味，相对含量在4. 5左右为宜；枸橼酸还能参与动物血液中脂质
的运输，人体中另--种具有类似功能的脂类物质是_____________。
(3)该生物兴趣小组继续研究了酵母菌接种量对酒精度及枸橼酸构4.7p+ 枸橼酸含量的影响，结果如图示。
据图可知橘子酒中酒精含量高且风味最佳时，酵母菌的最适接种量为________。随着酵母菌接种量的增大，酒精度和枸櫞酸都不再增加，原因是________________________。
(4)该生物兴趣小组用橘皮提取橘皮精油时，不用水中蒸馏法的理由是___________________。橘皮精油都
用黑色不透光的瓶子包装，原因可能是____________________________________。
2．(2022·湖南师大附中三模)自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中N 的细菌，将玉米种子用自生固氮菌
2
拌种后播种，可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力
测定的研究，部分实验流程如下图。回答下列问题：
(1)步骤①土样应取自表层土壤的原因是_____。
(2)下表为两种培养基的配方，步骤④应选其中的_____培养基，原因是_____。
培养基类型 培养基组分
Ashby培养基 甘露醇(C H O)、KH PO 、MgSO ·7H O、NaCl、KSO 、CaCO 、蒸馏水、琼脂
6 14 6 2 4 4 2 2 4 3
LB培养基 蛋白胨、酵母提取物、NaCl、蒸馏水、琼脂
(3)步骤④所用的接种工具是_____，若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126个，则每克土壤中含有
的固氮菌为_____个。
(4)将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48小时，经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进行固氮能力的测定，筛选出固氮能力最强的菌种CM12，为进一步鉴定其固氮能力，科研人员选用发芽一
致的玉米种子进行3组盆栽实验，30天后测定土壤微生物有机氮含量，结果如下图。
注：CK：对照处理组；N：尿素处理组(每盆土壤中50mL有氮全营养液：成分为在1000mL无氮植物营养
液中加入0．12g尿素)；CM12：自生固氮菌CM12处理组(每盆土壤浇50mL，接种自身固氮菌的无氮植物
营养液)。
①对照组(CK)的处理为_____。
②实验结果表明：施用尿素处理和接种固氮菌CM12处理均能显著增加土壤微生物有机氮含量。与CK组
相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加了约_____%。
③自生固氮菌较共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广，原因是_____。
3．(2022·湖南·长郡中学模拟预测)甘肃某地由于TNT(主要成分为2，4-二硝基甲苯磺酸盐)红水蒸发池渗漏，
对土壤造成严重污染，威胁到黄河上游的水质安全。因此，TNT红水污染土壤修复是目前亟待解决的环境
问题。某实验小组欲通过生物修复分离有效降解2，4-二硝基甲苯磺酸盐的菌株，进行了如下实验，请回
答下列问题：
(1)LB培养基的制备：取胰蛋白胨、NaCl和酵母提取物溶于蒸馏水中，此过程中胰蛋白胨提供的营养物质
是___________，用NaOH调节pH至7．2，用___________在121°C条件下灭菌15分钟。若要获得本研究
所用的固体培养基，需在上述培养基中加入___________。
(2)菌株分离与鉴定：取___________土壤，放入装有100mL无菌LB液体培养基的锥形瓶中，在30°C和
120rpm的恒温摇床．上振荡24小时，此过程的目的是___________。取1mL培养液，采用___________法
分离纯化菌株。
(3)该实验小组欲进一步探究菌株对2，4-二硝基甲苯磺酸盐的降解能力，请帮助设计实验，写出实验思路：
___________________________________________。
(4)探究盐度对菌株生长的影响研究发现，纯化的菌株在NaCl浓度为0%～3%之间对2，4-二硝基甲苯磺酸
盐的降解率在96小时后达到90%，但当NaCl浓度达到5%后，降解率几乎为0。研究中偶然发现菌株B1在NaCl浓度达到5%后，降解率却达到50%，说明___________________________________________。
4．(2022·青海·海东市第一中学模拟预测)很多食品都是利用微生物的发酵制作而成的。请回答下列相关问
题：
(1)制作葡萄酒时，酵母菌的培养状态可以分为两个阶段：第一阶段是酵母菌利用发酵装置中少量的氧气进
行有氧呼吸，其目的是________________；第二阶段是在无氧环境中酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。在
________的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物会被抑制生长，所以葡萄仅需要经过
冲洗即可以用于酒精发酵。
(2)泡椒属于泡菜的一种，制作泡椒主要利用的微生物是________。制作泡椒时要先将盐水煮沸，目的是
_______________。为了缩短泡椒的制作时间，可加入少量的陈泡椒液，目的是____________________。
(3)豆豉是把黄豆或黑豆泡透、蒸熟或煮熟，经过毛霉、曲霉等发酵而成的食品，可以调味，也可以入药。
大豆经过蒸煮不仅可以灭菌，还能使发酵变得更容易，原因是____________________________________。
煮熟的大豆可为毛霉的生长提供__________________________等营养物质，而毛霉分泌的蛋白酶又能将大
豆中的蛋白质分解成________________等，以被人体消化吸收。
5．(2022·河北·石家庄二中模拟预测)测定水样是否符合饮用水卫生标准，常用滤膜法测定大肠杆菌的数目。
流程如图所示，滤膜法的大致流程：用滤膜过滤待测水样→水样中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到伊红
美蓝的培养基(EMB培养基)上培养→统计菌落数目。据图回答问题：
(1)过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶首先需要进行消毒灭菌处理，保证实验不受其它微生物干扰。与
过滤有关的操作都要在___________________旁进行。
(2)将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上，这属于微生物培养中的_______________操作。从物理状
态角度分析，EMB培养基属于_______________培养基，制备培养基时需要采用_______________法灭菌。
(3)某生物兴趣小组的某同学尝试按照上述方法进行测定，无菌操作下将10ml待测水样加入到90ml无菌水
中，稀释后的100ml菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数平均为124，黑色菌落数平均为31，则推
测1升待测水样中的大肠杆菌数目为___________________个。
(4)该同学进一步思考，利用滤膜法也可能用于测定待测水样中其他微生物的数目。他取了两份水样，一份
待测水样来自变酸的果酒，从中检测到两种微生物，它们在结构上的主要区别是___________________。另一份来自某公园的观赏湖，若要通过测量蓝细菌的数目来研究水华，培养基配方中则必需添加
___________________(水、无机盐、碳源、氮源)。
6．(2022·内蒙古·海拉尔第二中学模拟预测)牛奶富含钙和蛋白质等多种营养，已经成为很多家庭的必需品。
市场上供应的牛奶一般有两种，一种是使用巴氏消毒法的牛奶，在70~75℃煮30min或在80℃煮15min，
需冷藏保存；另一种是超高温灭菌牛奶(常温奶)，用134~135℃的高温彻底灭菌，采用利乐包装，保存期长
达数月。回答下列问题：
(1)灭菌比消毒杀菌作用更彻底，在强烈的理化因素作用下杀死所有微生物，包括______。巴氏消毒法处理
的牛奶需冷藏保存的原因是__________。采用利乐包装的常温奶，可以与外界空气隔绝，避免氧气和外界
微生物作用导致营养素被破坏。
(2)兴趣小组同学欲探究两种牛奶中是否存在高度耐盐生物金黄色葡萄球菌，采用培养基中添加适量血液的
血平板法，金黄色葡萄球菌生长会破坏菌落周围的血细胞使其褪色。分别取适量的两种牛奶培养在
7.5%NaCl牛肉膏蛋白胨培养基中，从功能上看，这种培养基属于___培养基，牛肉膏可以提供的主要营养
物质是______(至少答出3种)微生物接种方法中，通过接种环，将聚集的菌种逐步稀释分散在培养基的表
面的方法叫________。若血平板菌落_________周围，则证明该牛奶中存在金黄色葡萄球菌。
(3)有的人喝鲜奶时出现腹胀、腹泻等乳糖不耐症状，喝酸奶可以防治。在家制作酸奶时，需要在牛奶中接
种_______(菌种)该菌种的代谢类型是________，该菌种定植在人体内可有效抑制有害菌的生长，减少由于
肠道内有害菌产生的毒素对整个机体的毒害。
7．(2022·安徽淮北·二模)学校食堂餐厨垃圾，成分相对简单，以淀粉为主。为筛选高效产生淀粉酶的微生
物以降解餐厨垃圾，研究人员将餐厨垃圾除去杂质后加入无菌水，制备餐厨垃圾浸出液，然后进行以下操
作，回答下列问题：
(1)为筛选能分泌淀粉酶的微生物，x培养基应以_______________为唯一碳源，此外还需要添加的成分有
_________________，该培养基从功能上属于_____________培养基。
(2)③过程加入的显色剂是_______________，产淀粉酶的菌落周围会出现______________。为确定目的菌
的种类，可结合菌落的________________等特征进行判断。
(3)该研究所使用的接种方法是_____________。该方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为______________________________。
