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发酵技术与发酵工程的应用
1、（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
【答案】C
【解析】A、在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气，让酵母菌大量繁殖，再
进行酒精发酵，A正确；
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，如发酵初期酵母菌大量繁殖，
B正确；
CD、酒精发酵利用的菌种是酵母菌，葡萄糖转化为乙醇所需的酶存在于细胞质基质，不存
在线粒体中，C错误，D正确。
故选C。
2、（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
【答案】B
【解析】A、泡菜制作过程中，主要是乳酸菌将葡萄糖分解形成乳酸，A错误；
B、做馒头或面包时，经常要用到酵母菌，酵母菌可以进行有氧呼吸分解面粉中的葡萄糖，
产生二氧化碳和水，二氧化碳是气体，遇热膨胀而形成小孔，使得馒头或面包暄软多孔，B
正确；
C、酵母菌在有氧条件下可以大量繁殖，在密封也就是无氧条件下产生酒精，C错误；
D、酸奶制作过程中，后期低温处理时大部分乳酸杆菌已死亡，不会大量繁殖，D错误。
故选B。
3、（2023·山东菏泽·山东省鄄城县第一中学校考三模）葡萄酒开启后，敞口时间稍长或将
余酒倒回酒瓶中，贮存温度在30℃左右，葡萄酒会缓慢“变成”葡萄醋。下列相关叙述错
误的是（ ）
A．酿造葡萄酒和葡萄醋所利用微生物的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核
B．酿造葡萄酒和葡萄醋所利用的微生物都能通过线粒体进行有氧呼吸
C．把葡萄酒缓慢“变成”葡萄醋的微生物可能来自空气
D．葡萄酒变成了葡萄醋是因为乙醇在醋酸菌的作用下生成了醋酸
【答案】B【解析】A、酿造葡萄酒的菌种是酵母菌，属于真核生物，酿制葡萄醋所需的菌种是醋酸菌，
属于原核生物，真核生物与原核生物的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核，A正确；
B、酿制葡萄醋所需的菌种是醋酸菌，属于原核生物，原核生物无线粒体，B错误；
C、把葡萄酒缓慢“变成”葡萄醋的微生物是醋酸菌，醋酸菌可能来自空气，C正确；
D、葡萄酒变成了葡萄醋是因为乙醇在醋酸菌的作用下生成了醋酸：此时缺少糖源，醋酸菌
将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，D正确。
故选B。
4、（2023·山东·统考模拟预测）利用微生物发酵可以生产很多产品，下列关于发酵工程的
叙述正确的是（ ）
A．利用醋酸菌发酵生产果醋需提供充足的无菌空气
B．利用酵母菌发酵产生的赤霉素可以降低啤酒的生产成本
C．腌制泡菜时，要将材料装满泡菜坛，以提供无氧环境
D．利用传统发酵技术制作果酒、果醋和泡菜时需要人工接种菌种
【答案】A
【解析】A、醋酸菌是严格好氧菌，利用醋酸菌发酵生产果醋需提供充足的无菌空气，A正
确；
B、利用赤霉菌发酵产生的赤霉素可以降低啤酒的生产成本，B错误；
C、腌制泡菜时，应将材料装至八分满，C错误；
D、利用传统发酵技术制作果酒、果醋和泡菜时，菌种来源于附着在原材料上的天然的菌种，
不需要人工接种菌种，D错误。
故选A。
5、（2023·山东潍坊·潍坊一中统考模拟预测）传统的啤酒发酵流程为：定型麦汁(适宜的发
酵液)→添加酵母→前发酵(有氧条件)→主发酵(分为高泡期、低泡期)→后发酵→贮酒等阶
段。下列说法错误的是（ ）
A．定型麦汁前大麦种子需要发芽与糖化处理
B．加大酵母菌菌种的接种量可缩短发酵时间
C．前发酵期葡萄糖的消耗速率大于高泡期
D．在高泡期酵母菌进行无氧呼吸产生酒精
【答案】C
【解析】A、定型麦汁前大麦种子需要发芽与糖化处理，发芽的目的：使麦粒内部产生一定
数量的水解酶，并利用这些水解酶，分解胚乳的储藏物质，使其进行合理的降解。麦芽的
糖化过程可以起到调整麦汁组分的作用，A正确；
B、加大酵母菌的菌种的接种量，可能会使发酵进程加快，发酵时间会缩短，B正确；
C、前发酵阶段，酵母菌有氧呼吸大量繁殖，该过程需要消耗葡萄糖，高泡期酵母菌无氧呼
吸产生酒精和二氧化碳。酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖量小于无氧呼吸消耗葡萄糖的量，C
错误；
D、高泡期酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，D正确。
故选C。6、（2023·山东·高考真题）（多选题）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
【答案】AB
【解析】A、二者均利用了酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的原理，A正确；
B、发酵前期，均需要一定的有氧环境，使酵母菌大量繁殖，B正确；
C、果酒的家庭制作不需对原料进行灭菌，C错误；
D、果酒的家庭制作不需要进行消毒，D错误。
故选AB。
7、（2022·辽宁·统考高考真题）（多选题）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
【答案】ACD
【解析】A、培养基一般选择高压蒸汽灭菌，接种工具一般用灼烧灭菌，A正确；
B、分离纯化酵母菌，操作如下：配制培养基→灭菌→接种→培养→挑选菌落，B错误；
C、为了筛选的到目的菌，应该进行发酵实验检测该酵母菌产β-苯乙醇的能力，C正确；
D、筛选到一株产β-苯乙醇的酵母菌可应用于白酒新产品的开发，D正确。
故选ACD。
8、（2022·山东·高考真题）（多选题）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
【答案】ACD
【解析】A、赤霉素能促进种子的萌发，据此可推测若用赤霉素处理大麦，可诱导 α-淀粉
酶相关基因的表达，促进α-淀粉酶的合成，进而使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶，
A正确；
B、焙烤可以杀死大麦种子的胚，但不使淀粉酶失活，没有进行灭菌，B错误；
C、糖浆经蒸煮（产生风味组分、终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌）、冷却后再接种酵
母菌进行发酵，防止高温杀死菌种，C正确；
D、转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期，属于转基因技
术在微生物领域的应用，D正确。故选ACD。
9、（2023·山东泰安·统考模拟预测）（多选题）传统啤酒酿造过程中，发酵在敞开式发酵
池中进行，麦芽汁中接入酿酒酵母后通入大量无菌空气，之后会产生大量气体翻腾逸出，
在麦芽汁表面形成25~30cm厚的泡盖（气泡层），然后停止通气，进入静止发酵阶段，一
段时间后可得啤酒。下列说法错误的是（ ）
A．静止发酵阶段酵母菌可直接将淀粉转化为酒精和CO
2
B．泡盖的形成是由于酵母菌有氧呼吸产生大量CO，能将麦芽汁与空气隔绝
2
C．用脱落酸溶液浸泡大麦种子可以增加麦芽汁中可发酵糖的含量
D．现代发酵工程选育出性状优良的菌种后，即可进行发酵罐内的发酵
【答案】ACD
【解析】A、酵母菌一般不能直接将淀粉转化为酒精，酿酒的原理是酵母菌可以将葡萄糖转
化为酒精和CO2，A错误；
B、泡盖的形成是由于向发酵池中通入无菌空气后，酵母菌有氧呼吸产生大量的 CO2，形成
的25～30cm厚气泡层，能将麦芽汁与空气隔绝，B正确；
C、脱落酸抑制细胞分裂、抑制植物的生长、也能抑制种子萌发，故用脱落酸溶液浸泡大麦
种子不能促进α-淀粉酶的合成，用赤霉素溶液浸泡大麦种子可以有效促进 α-淀粉酶合成，
增加麦芽汁中可发酵糖的含量，C错误；
D、现代发酵工程选育出性状优良的菌种后，为满足发酵过程的需要，还要对菌种进行扩大
培养，才能进行发酵罐内的发酵，D错误。
故选ACD。
10、（2023·山东德州·德州市第一中学统考三模）（多选题）桑黄是生物治癌效率最高的
药用真菌，人工栽培难度较大，利用发酵罐进行发酵培养具有广阔前景。科研人员研究发
现，发酵罐中蔗糖为70g/L、氯化铵为10g/L、搅拌转速为150r/min、28℃下发酵120h,产生
的菌丝量最大。下列说法正确的是（ ）
A．蔗糖、氯化铵分别为桑黄生长提供碳源和氮源
B．控制温度、营养等都可提高桑黄的种间竞争力
C．适当提高搅拌转速可增加培养液溶氧量提高菌丝产量
D．发酵120h后，因发酵环境改变可导致菌丝量下降
【答案】AD
【解析】A、蔗糖为糖类为桑黄生长提供碳源，氯化铵含有N元素为桑黄生长提供氮源，A
正确；
B、发酵工程中只有单一物种桑黄，因此不存在种间竞争力的影响，B错误；
C、匀速搅拌主要能使发酵液中的营养物质分布均匀，进而提高发酵效率，C错误；
D、发酵120h后，发酵环境内营养物质减少，代谢产物增加等改变可导致菌丝量下降，D
正确。
故选AD。
11、（2023·山东济南·山东省济南市莱芜第一中学校考模拟预测）（多选题）利用黑曲霉
发酵可获得柠檬酸。发酵时采用精制糖如葡萄糖、蔗糖为原料，能够获得较高产量，但是成本较高。采用淀粉质原料甚至农产品加工废物替代精制糖来生产柠檬酸，可以降低成本。
下列叙述正确的是（ ）
A．以玉米粉为原料时，一般需经糖化获得精制糖
B．随着发酵的进行，发酵液的pH值会逐渐变小
C．实验室可配制以葡萄糖为唯一碳源的培养基筛选黑曲霉
D．发酵结束后，采用提取、分离和纯化等措施获得柠檬酸
【答案】ABD
【解析】A、淀粉的糖化作用是在发酵过程中继续利用微生物所分泌的淀粉酶将碳水化合物
分解成葡萄糖、麦芽糖、糊精等，便于微生物利用，A正确；
B、发酵产物柠檬酸呈酸性，随着发酵进程的进行，柠檬酸含量增多，发酵液酸性增强，溶
液PH逐渐减小，B正确；
C、结合题干可知，发酵时采用精制糖如葡萄糖、蔗糖为原料，能够获得较高产量，故实验
室配制培养基筛选黑曲霉不一定以葡萄糖为唯一碳源，C错误；
D、如果产品是代谢物，可以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，
故发酵结束后，采用提取、分离和纯化等措施获得柠檬酸，D正确。
故选ABD。
12、（2022·山东潍坊·统考三模）假结核耶尔森氏菌（细菌Y）在与其他细菌的竞争中常
常占据优势，推测与其tce1基因和tei1基因的表达有关。
(1)研究者用获取的基因分别构建重组质粒，将转化后的大肠杆菌进行培养和计数，绘制出
大肠杆菌生长曲线，如图1。
转化前需先将大肠杆菌处理为感受态细胞，对照组大肠杆菌导入 。据图1结
果推测，tce1蛋白对大肠杆菌具有毒性，tci1蛋白的作用是 tce1蛋白的毒性。
(2)研究者利用野生型细菌Y及其不同突变体进行了如下实验：在固体培养基表面放置一张
能隔离并吸附细菌的滤膜，将一种菌（下层菌）滴加在滤膜上后再放置第二张滤膜，滴加
等量的另一种菌（上层菌），共同培养48h后，将两张滤膜上菌体刮下计数，计算上层菌
与下层菌数量的比值，得到图2结果。①实验中的 等均需灭菌处理；对菌体进行计数的方法是：先将菌体进行梯度稀
释，再 到固体培养基表面，待菌落数稳定时计数。
②图2结果 （支持/不支持）（1）推测。请解释乙组结果出现的原因
。
(3)tce1蛋白能与细菌表面的B蛋白识别并结合。研究者设计基因表达载体转化获得工程菌，
生产出能发出绿色荧光的tce1蛋白（GFP基因控制合成的蛋白可发出绿色荧光），将该蛋
白与野生型细菌Y及其B蛋白突变体菌接触后，结果证实tce1蛋白可通过B蛋白进入靶细
胞内发挥作用。请填写基因表达载体的基本结构，并预期实验结果。
①~④依次为 ，预期结果： 。
(4)进一步研究表明tce1蛋白具有DNA水解酶活性。综合，上述研究，阐明细菌Y在与其
他细菌的竞争中占据优势的原因 。
【答案】(1) 空质粒 中和/消除
(2) 滤膜、固体培养基 涂布 支持 野生型可产生 tce1蛋白作用于
tce1-tei1双突变体，后者无法产生tci1蛋白中和tce1蛋白的毒性，生长受抑制，使野生
菌在竞争中占据优势
(3) 启动子、GFP-tce1融合基因、终止子、标记基因 细菌Y检测到绿色荧光，B
蛋白突变体未检测到绿色荧光
(4)细菌Y可产生tce1蛋白，tce1蛋白通过B蛋白进入其他细菌的细胞内水解其DNA，导
致其他细菌的死亡；同时细菌Y产生的tci1蛋白可中和tce1的毒性，从而使细菌Y自身
得到保护
【解析】1、微生物常见的接种的方法：①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随
着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法：将待分离的菌
液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。
2、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外 DNA重组和转基因技术，赋
予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是
在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
3、基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因启动子终
止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导
入植物细胞的方法有农杆菌转化法基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最
有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的 DNA是否插
入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③
检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定抗病
鉴定活性鉴定等。
(1)
在构建重组质粒过程中，将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法，转化前需先
将大肠杆菌处理为感受态，由题图信息分析可知，该实验的自变量是导入基因的不同，则
对照组的大肠杆菌应为不导入基因，即导入空质粒；与对照组相比，转 tcel基因的实验组
大肠杆菌数量相对值减少，而转tcel-teil基因的实验组该数量相对值与对照组差别不大，
据此推测tcel蛋白对大肠杆菌具有毒性，而teil蛋白的作用是中和tcel蛋白的毒性。
(2)
①为避免杂菌的污染，实验中的滤膜、固体培养基等均需灭菌处理；对活菌进行计数的方
法是稀释涂布平板法，具体方法是：先将菌体进行梯度稀释，再涂布到固体培养基表面，
待菌落数稳定时进行计数。
②由（2）可知，tcel蛋白对大肠杆菌具有毒性，而teil蛋白的作用是中和tcel蛋白的毒
性，由图2分析可知，与甲组相比，丙组的竞争指数降低，而乙组的竞争指数明显升高，
故支持（2）的推测；乙组的上层菌是野生型，而下层菌是 tcel-tcil双突变体，野生型可
产生tcel蛋白作用于tcel-teil双突变体，后者无法产生teil蛋白中和tcel蛋白的毒性，
生长受抑制，使野生菌在竞争中占据优势。
(3)
结合分析可知，基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和标记基
因，其中目的基因应插入到启动子和终止子之间，故据此推测，②是目的基因（GFP-cel
融合基因），其上下游①和③分别为启动子和终止子，则④是标记基因。预期结果：由于
tcel蛋白能与细菌表面的B蛋白识别并结合，使tcel蛋白可通过B蛋白进入靶细胞内发挥
作用，故预期实验结果为：细菌Y检测到绿色荧光，B蛋白突变体未检测到绿色荧光。
(4)由于tcel蛋白具有DNA水解酶活性，而细菌Y可产生tcel蛋白，则tcel蛋白通过B蛋白
进入其他细菌的细胞内水解其DNA，导致其他细菌的死亡，同时细菌Y产生的teil蛋白可
中和tcel的毒性，从而使细菌Y自身得到保护，细菌Y在与其他细菌的竞争中占据优势。
