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第38讲 传统发酵技术和发酵工程的应用
1．（2024·河南·高三统考专题练习）青霉素别名为盘尼西林，它是最早发现、最先提纯、临床上应用最广
的一种抗生素，发酵工程中常利用产黄青霉来生产青霉素。下列相关叙述正确的是（ ）
A．选育菌种时，可以借助诱变育种、杂交育种等技术获取高产青霉素的产黄青霉菌株
B．由于青霉素对细菌具有广泛的抑制作用，所以对生产青霉素的发酵设备进行消毒处理即可
C．由于产黄青霉生长最适温度和生产青霉素的适宜温度不同，所以发酵时不同阶段要控制不同温度
D．发酵结束后，可根据青霉素的化学性质采用过滤、沉淀等方法从发酵液中提取青霉素
【答案】C
【分析】发酵工程是指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，主要
包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配置、灭菌，
接种，发酵、产品的分离、提纯等方面。
【详解】A、产黄青霉属于真菌，不能利用杂交育种技术获取高产青霉素的菌种，A错误；
B、有些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉，因此对生产青霉素的发酵设备要进行严格的灭菌处理，B
错误；
C、发酵过程中要根据微生物生长和代谢等因素来确定控制的温度，因此发酵时不同阶段要控制不同温度，
C正确；
D、青霉素属于代谢产物，根据其化学性质采用分离、提纯等方法从发酵液中提取青霉素，D错误。
故选C。
2．（2020·高二课时练习）下列有关传统发酵技术的描述，正确的是（ ）
A．传统发酵技术所用的菌种一般是接种的纯净的菌种
B．传统发酵技术是各种微生物在有氧条件下将大分子有机物分解成小分子有机物
C．传统发酵技术的目的是获得发酵产品或更多的微生物
D．果酒、果醋、泡菜等是传统发酵技术的产物
【答案】D
【分析】传统发酵技术是指利用微生物的发酵作用，运用一些技术手段控制发酵过程，大规模的生产发酵
产品的技术。发酵工业起源很早，中国早在公元前22世纪就用发酵法酿酒，然后开始制酱，制醋，制腐乳
等，这些都是我国传统的发酵产品。
【详解】A、传统发酵技术所用的菌种一般是原料中天然存在的微生物，或是面团、卤汁等发酵物中的微
生物，A错误；
B、传统发酵技术是微生物在有氧或无氧条件下的物质的氧化分解，B错误；
C、传统发酵技术的目的是生产各种发酵产品，C错误；
D、传统发酵技术的应用包括果酒、果醋、泡菜等的制作，D正确。
故选D。
3．（2023秋·河南周口·高三统考阶段练习）乳酸菌发酵过程中，牛奶中约20%的糖、蛋白质被分解成为小
分子，因此酸奶比牛奶更容易被人体吸收。下列叙述正确的是（ ）A．乳酸菌细胞中没有线粒体、核糖体等复杂的细胞器
B．乳酸菌的一个细胞属于生命系统的细胞层次和个体层次
C．乳酸菌细胞中具有拟核，其DNA 的主要载体是染色体
D．乳酸菌发酵过程中通入氧气有利于其繁殖和产生乳酸
【答案】B
【分析】乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行无氧呼吸的过程，场所是细胞质基质中．在泡菜的制作过程中，
影响亚硝酸盐含量的因素有温度过高、食盐用量不足、腌制时间等。
【详解】A、乳酸菌细胞含有核糖体，A错误；
B、乳酸菌的一个细胞属于生命系统的细胞层次和个体层次，B正确；
C、乳酸菌属于单细胞原核生物，原核生物细胞内无染色体，C错误；
D、乳酸菌是厌氧生物，生长繁殖和发酵产生乳酸均不消耗氧气，D错误。
故选B。
4．（2023春·四川成都·高二统考期末）豆腐乳是用豆腐发酵形成的，其味道鲜美，下列与豆腐乳相关的叙
述，错误的是（ ）
A．腐乳味道鲜美与发酵过程中产生的小分子物质有关
B．豆腐表面长出的匍匐菌丝有助于豆腐乳形成方块状
C．腐乳腌制过程中加盐的目的是为避免豆腐腐败变质
D．在腐乳发酵后期进行密封腌制处理利于毛霉的繁殖
【答案】D
【分析】1、腐乳的制作原理：参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种，其中起主要作
用的是毛霉，其代谢类型为异养需氧型；毛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。
2、腐乳的制作过程主要是：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。
【详解】A、毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，因而腐乳味道
鲜美，易于消化吸收，A正确；
B、豆腐表面长出的匍匐菌丝有助于豆腐乳形成方块状，利于腐乳的制作，B正确；
C、加盐可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期的制作过程中不会过早酥烂，同时，盐能抑制微
生物的生长，避免豆腐块腐败变质，C正确；
D、毛霉的代谢类型为异养需氧型，腐乳发酵后期密封处理不利于毛霉繁殖，D错误。
故选D。
5．（2023春·浙江·高二随堂练习）豆豉是一种古老的传统发酵豆制品，下面是豆豉制作的流程图，装坛放
在室外日晒，每天搅拌两次。下列说法正确的是（ ）
选料→浸泡 蒸煮 前期发酵 调味 装坛
A．前期发酵的目的是让霉菌产生相应的酶，营养更丰富
B．传统方法制作豆豉，以混合菌种的液体发酵为主
C．调味过程中添加盐可抑制杂菌生长，白酒和风味料只是调节口味D．装坛后日晒可为微生物提供能量，搅拌可为微生物提供氧气
【答案】A
【分析】参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理：毛霉等微
生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
【详解】A、豆豉前期发酵的过程中，霉菌产生的蛋白酶将蛋白质转变为小分子肽和氨基酸，脂肪酶将脂
肪转变为脂肪酸和甘油，营养更丰富，A正确；
B、传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主, B错误；
C、调味过程中添加盐可抑制杂菌生长，白酒和风味料既可以调节口味也可以抑制杂菌生长，C错误；
D、该发酵过程中的微生物不能利用光能，D错误。
故选A。
6．（2023春·全国·高二随堂练习）下列有关腐乳制作的叙述中，正确的是（ ）
①在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与②用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形③腐乳外
部有一层致密的“皮”，对人体是有害的④腐乳制作后期酒精含量过低使腐乳成熟时间延长⑤装瓶密封瓶
口时，最好进行灼烧灭菌，以防止瓶口污染⑥可用豆腐本身渗出的水加盐腌制成绵软油滑、异臭奇香的青
方腐乳
A．①②③⑤ B．②③④⑤ C．①②⑤⑥ D．②④⑤⑥
【答案】C
【分析】腐乳的制作是多种微生物共同作用的结果，毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解
成肽和氨基酸，豆腐的表面长出毛霉仅是制作腐乳的第一步，还需要加盐腌制、配制卤汤等，加盐一方面
有利于析出水分，另一方面可以抑制微生物的生长。
【详解】①微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，①正确；
②含水量为70%左右的豆腐适于制作腐乳，含水量过高的豆腐制腐乳不易成形，②正确；
③腐乳外部有一层致密的“皮”是毛霉菌丝，对人体无害，③错误；
④卤汤中酒的含最应控制在12%左右，酒精含量过低，不足以抑制微生物，④错误；
⑤越接近瓶口，杂菌污染的可能性越大，因此密封瓶口前最好将瓶口通过酒精灯火焰以防杂菌污染，⑤正
确；
⑥用豆腐本身渗出的水加盐腌制成绵软油滑、异臭奇香的青方腐乳，⑥正确。
综上所述，①②⑤⑥正确，ABD错误，C正确。
故选C。
7．（2023春·全国·高二随堂练习）发酵产品已经深入千家万户，果酒、果醋、泡菜、酸奶等的制作均离不
开微生物发酵技术。下列关于发酵技术的说法，错误的是（ ）
A．变酸的醋表面有菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖而形成
B．利用葡萄制作果酒的过程中，应先用清水冲洗葡萄1-2次，再去除枝梗
C．泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格控制无氧条件
D．制作泡菜时加“陈泡菜”水的目的是增加乳酸菌的数量以缩短发酵时间
【答案】C
【分析】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果糖分解成醋酸；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、变酸的醋表面有菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖而形成 ，A正确；
B、利用葡萄制作果酒的过程中，应先用清水冲洗葡萄1-2次，再去除枝梗，如果先去除枝梗，再冲洗，会
造成污染，B正确；
C、泡菜的制作是依赖于乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸，所以在制作过程中不能通入氧气，C错误；
D、“陈泡菜”水含有乳酸菌，所以制作泡菜时加“陈泡菜”水的目的是增加乳酸菌的数量以缩短发酵时
间，D正确。
故选C。
8．（2023秋·湖南·高三校联考阶段练习）酿酒前期适量通入无菌氧气或无菌空气，后期需要密闭利于酵母
菌发酵。下列叙述错误的是（ ）
A．酿酒前期和后期都有水生成
B．酿酒前期酵母菌数量会增加
C．酿酒后期有二氧化碳的释放
D．酿酒前期和后期都有[H]的消耗
【答案】A
【分析】果酒的制作离不开酵母菌，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。果酒的制作原理是酵母菌无
氧呼吸产生酒精，酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～25℃；生产中是否有酒精的产生，可用酸性重
铬酸钾来检验，该物质与酒精反应呈现灰绿色。
【详解】A、酿酒前期酵母菌进行有氧呼吸，可以产生水；酿酒后期酵母菌无氧呼吸产生酒精，没有水生
成，A错误；
B、酿酒前期无菌氧气或无菌空气，酵母菌有氧呼吸产生大量能量，有利于酵母菌增殖，故酵母菌数量会
增加，B正确；
C、酿酒后期需要密闭利于酵母菌酒精发酵，酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，故后期有二氧化碳的
释放，C正确；
D、酿酒前期进行有氧呼吸，后期进行无氧呼吸，两者都有[H]的产生和消耗，D正确。
故选A。
9．（2023春·全国·高二随堂练习）红薯酿制的黄酒，酒精度约为9%，制作过程如下图所示，下列叙述错
误的是（ ）
A．浸出液过滤后应保存于密闭容器中，留1/3的空间
B．麦芽中含有淀粉酶可将红薯中的淀粉水解，利于酵母菌获得更多发酵底物
C．酵母菌的最适温度是30℃，温度上升至30℃有利于酵母菌大量繁殖
D．温度上升至30℃，此后每半天搅拌一次，搅拌的目的使酵母菌与营养物质充分混合【答案】C
【分析】1 、果酒制作的菌种是酵母菌，来源于葡萄皮上野生型酵母菌或者菌种保藏中心，条件是无氧、
适宜温度是 18 ～ 25℃ ， pH 值呈酸性。
2 、在制作葡萄酒的过程中，葡萄汁装入瓶中时要留出大约1/3的空间，这样有利于酵母菌大量繁殖，并
能防止发酵液溢出；酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精和CO，使培养瓶内气体增多，所以每隔
2
12 h左右将瓶盖拧松一次， 此后再拧紧，目的是放出发酵产生的CO，同时尽量不让O 进入瓶中。
2 2
【详解】A、制造果酒利用的是酵母菌的无氧呼吸，因此浸出液过滤后应保存于密闭容器中，但不能将容
器装满，要留1/3的空间，这样有利于酵母菌大量繁殖，并能防止发酵液溢出，A正确；
B、麦芽中含有淀粉酶，淀粉酶可以水解红薯中的的淀粉得到葡萄糖，因此拌入麦芽利于酵母菌获得更多
发酵底物，B正确；
C、酵母菌的最适温度是20℃，因此20℃保持24h有利于提高发酵液中酵母菌数量，温度上升至30℃有利
于酵母菌发酵，C错误；
D、温度上升至30℃，有利于酵母菌发酵，此后每半天搅拌一次，搅拌有利于酵母菌与营养物质充分混合，
D正确。
故选C。
10．（2023·辽宁·统考高考真题）利用某种微生物发酵生产DHA油脂，可获取DHA（一种不饱和脂肪
酸）。下图为发酵过程中物质含量变化曲线。下列叙述错误的是（ ）
A．DHA油脂的产量与生物量呈正相关
B．温度和溶解氧的变化能影响DHA油脂的产量
C．葡萄糖代谢可为DHA油脂的合成提供能量
D．12～60h，DHA油脂的合成对氮源的需求比碳源高
【答案】D
【分析】1、发酵罐内的发酵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。2、题图分析：横坐标为发酵时间，纵坐标为发酵过程各种相关物质的含量及生物量。从图可知，随着发
酵的进行，葡萄糖逐渐减少，发酵到96h左右减少至0；蛋白胨在0~12h间快速减少，然后缓慢减少，发
酵到96小时左右减少至0；生物量和DHA油脂的产量随着发酵进程逐渐上升。
【详解】A、由图可知，DHA油脂的产量随着发酵进程逐渐增加，生物量也随着发酵进程逐渐增加，它们
的变化呈正相关，A正确；
B、由图可知，生物量与DHA油脂的产量呈正相关，温度和溶解氧影响微生物的生长繁殖，进而影响
DHA油脂的产量，B正确；
C、发酵液中葡萄糖被微生物吸收用于呼吸作用产生能量，供其合成DHA油脂，C正确；
D、DHA油脂是一种不饱和脂肪酸，含C、H、O不含N，所以在12～60h，DHA油脂的合成对碳源的需
求高，不需要氮源，D错误。
故选D。
11．（2023秋·安徽·高三校联考阶段练习）刺梨是云贵川的特有水果，富含超氧化物歧化酶和大量的维生
素C、花青素等，是制作果酒和果醋的优质原料。刺梨酒和刺梨醋的主要生产流程如图所示。下列叙述正
确的是（ ）
A．发酵过程Ⅱ需要氧并产生大量CO
2
B．图示发酵过程中发酵液pH先升高后降低
C．发酵I过程的温度比发酵过程Ⅱ高
D．发酵I、Ⅱ是此生产过程的中心环节
【答案】D
【分析】果酒制作菌种是酵母菌，代谢类型是异养兼性厌氧型，属于真核细胞，果酒制作的前期需氧，后
期不需氧。果醋制作菌种是醋酸菌，属于原核细胞，适宜温度为30～35℃，需要持续通入氧气。
【详解】A、果酒制作所用菌种是酵母菌，代谢类型是异养兼性厌氧型真菌，属于真核细胞，果酒制作的
前期需氧，后期不需氧。果醋制作所用菌种是醋酸菌，属于原核细胞，适宜温度为30~35℃，需要持续通
入氧气。发酵过程Ⅱ是醋酸菌利用酒精生产醋酸的过程，醋酸菌为需氧菌，可将酒精分解为乙醛，乙醛再
变为醋酸，该过程需要氧但不产生CO，A错误；
2
B、酒精生产过程中酵母菌无氧呼吸会产生CO，使发酵液pH降低，醋酸发酵过程中产生的醋酸会使发酵
2
液的pH再度降低，B错误；
C、酒精发酵的适宜温度为28℃左右，醋酸发酵的适宜温度为30~35°C，因此发酵过程Ⅰ（酒精发酵）的
温度比发酵过程Ⅱ（醋酸发酵）低，C错误；
D、酒精发酵是酵母菌在无氧条件下产生酒精，上述醋酸发酵是醋酸菌利用酒精生产醋酸，因此发酵Ⅰ、
Ⅱ是此生产过程的中心环节，D正确。
故选D。
12．（2024·全国·高三专题练习）早在《诗经·邯风·谷风）中就有“我有旨蓄，亦以御冬”的记载。“旨
蓄”就是储藏的美味食品，也就是腌制的酸菜、泡菜。下列叙述错误的是（ ）A．条件适宜时乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸
B．常通过比色法对泡菜中的亚硝酸盐进行大致的估算
C．制作泡菜时腌制时间过长会引起细菌大量繁殖
D．腌制泡菜时可通过向泡菜坛沿边水槽注水保持发酵所需环境
【答案】C
【分析】泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
【详解】A、条件适宜时乳酸菌通过无氧呼吸可将蔬菜汁中的糖分解成乳酸，A正确；
B、通过比色法将显色反应后的样品与标准显色液进行比较，可对泡菜中的亚硝酸盐进行大致的估算，以
确定泡菜中的亚硝酸盐的含量，B正确；
C、温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加，C错误；
D、向泡菜坛沿边水槽注水可以保持无氧环境，适宜发酵，D正确。
故选C。
13．（浙江省天域全国名校协作体2023-2024学年高三10月联考生物试题）下列关于传统发酵技术的说法，
正确的是（ ）
A．传统发酵技术的目的是获得发酵产品或更多的微生物
B．当缺少糖源时醋酸菌进行无氧呼吸将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸
C．以乙醇为底物进行果醋发酵时发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时的气泡量
D．进行泡菜发酵时，原材料只能装至八成满，是为了防止乳酸菌产生CO 导致发酵液溢出
2
【答案】C
【分析】1.参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。参与腐乳制作的微生物主
要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋
白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
【详解】A、传统发酵技术的目的是获得将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程，A错
误；
B、醋酸菌为好氧菌，当缺少糖源时醋酸菌进行有氧呼吸将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸，B错
误；
C、以酒精为底物进行醋酸发酵，产物是醋酸和水，几乎不产生气泡，而果酒发酵会产生二氧化碳，故果
醋发酵时产生的气泡量明显少于果酒发酵，C正确；
D、进行泡菜发酵时，原材料只能装至八成满，是为了防止发酵液溢出，乳酸菌无氧呼吸不产生气体，D
错误。
故选C。
14．（2023春·全国·高二随堂练习）蓝莓酸甜宜人、细腻多汁、气味清香，由蓝莓酿制的蓝莓酒和蓝莓醋
被称为“液体黄金”和“口服化妆品”等。如图是以鲜蓝莓为原料天然发酵制作蓝莓酒和蓝莓醋的过程简
图。结合图形和相关知识回答下列问题:(1)制作蓝莓酒的微生物来自 ，因此过程①冲洗时不要过度冲洗，防止酵母菌被冲洗掉，该生物
的呼吸类型是 型，利用该生物生产蓝莓酒的原理是 （用反应式表达）。
(2)在过程③发酵阶段，绝大多数微生物都因无法适应 的环境而受到抑制，而酵母菌可以生长繁殖。
(3)酿制蓝莓醋的微生物是 ，该微生物只有在 时，才能进行旺盛的生理活动；在酿制蓝莓酒的过程
中出现酒变酸的原因是 ，同时在酒的表面观察到的 就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。
(4)当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将蓝莓汁中的糖分解成乙酸；当缺少 时，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，
再将乙醛转化为乙酸，此时酒精为醋酸菌提供了 。
(5)果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验，在 条件下，重铬酸钾溶液与酒精反应呈现
色。
【答案】(1) 附着在蓝莓皮上的野生酵母菌 兼性厌氧
(2)缺氧、呈酸性
(3) 醋酸菌 氧气充足 醋酸菌把酒精转化成乙酸 菌膜
(4) 糖源 碳源和能源
(5) 酸性 灰绿
【分析】当氧气、糖源都充足时，醋酸菌能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当缺少糖源时，醋酸菌
将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸。在酸性条件下，重铬酸钾溶液与酒精反应呈现灰绿色。
【详解】（1）制作蓝莓酒的微生物来自附着在蓝莓皮上的野生酵母菌，因此过程①冲洗时不要过度冲洗，
防止酵母菌被冲洗掉，酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，故该生物的呼吸类型是兼性厌氧型，
利用该生物生产蓝莓酒的原理是：C H O 2C HOH +2CO+能量。
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（2）过程③发酵阶段，在缺氧，呈酸性的发酵液中酵母菌能生长繁殖，而绝大多数其它微生物都因无法
适应这一环境而受到抑制。
（3）酿制蓝莓醋的微生物是醋酸菌，是好氧型微生物，故该微生物只有在氧气充足的时候，才能进行旺
盛的生理活动；在酿制蓝莓酒的过程中出现酒变酸的原因是醋酸菌把酒精转化成乙酸，同时在酒的表面观
察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。
（4）当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将蓝莓汁中的糖分解成乙酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇转化为
乙醛，再将乙醛转化为乙酸，此时酒精为醋酸菌提供了碳源和能源。
（5）在酸性条件下，重铬酸钾溶液与酒精反应呈现灰绿色，故果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬
酸钾来检验。15．（2023·贵州·统考模拟预测）反刍动物的瘤胃中含有分解尿素的微生物，科研小组利用图所示过程从
瘤胃中分离培养分解尿素的微生物。回答下列问题：
(1)配制培养基时，培养基的灭菌应该在分装到各试管 （填“之前”或“之后”），培养基常用的灭
菌方法是 。为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择尿素作为氮源，不选择NH NO
4 3
作为氮源的原因是 。
(2)将I得到的菌液接种到充满N 的密闭试管Ⅱ中，培养一段时间后可在试管壁的薄层培养基上获得单菌落。
2
与I相比，Ⅱ所用培养基中还需要添加的物质是 。按照对O 的需求划分，所培养的微生物属于
2
型。
(3)Ⅲ过程中，科研小组从 （填“细胞”“种群”或“群落”）水平对微生物的种类进行了鉴定，可
根据菌落特征来初步区分不同种的微生物，原因是 。
【答案】(1) 之前 高压蒸汽灭菌法 能分解尿素和不能分解尿素的细菌都能利用 NH NO ，
4 3
不能起到筛选作用
(2) 琼脂 厌氧
(3) 群落
在一定培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征
【分析】人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质——培养基，用以培养、
分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。其中，不含凝固剂(如琼脂)、呈液体状态的培养基为液体培养
基，呈固体状态的培养基为固体培养基。在液体培养基中加入琼脂后制成的琼脂固体培养基，是实验室中
最常用的培养基之一。微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落。
人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度和pH等)，同时抑制或阻止其他微生物的生长。在微生
物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。
【详解】（1）培养基的制备过程为计算、称量、溶化、灭菌、倒平板，即灭菌应在分装（倒平板）之前，
否则会杀死装入的细菌；培养基、无菌水等常使用高压蒸汽灭菌法，所用器械为高压蒸汽灭菌锅；能分解
尿素和不能分解尿素的微生物都能以NH NO 为氮源，起不到筛选作用。
4 3
（2）据图可知，在 II 培养基上培养的菌落需进行菌落特征观察，应为固体培养基，应加入凝固剂琼脂；
密闭试管营造无氧环境，故其类型应为厌氧型微生物。
（3）菌落为生活在一定区域的同种生物的所有个体，对微生物的种类进行鉴定，属于群落水平的研究；
在一定的培养条件下（相同的培养基、温度及培养时间），同种生物表现出稳定的菌落特征，包括菌落性
状、大小、隆起程度和颜色等方面，进而区分不同种微生物。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
【答案】D
【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、O 的要求。
2
【详解】A、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，A正确；
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、为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染，获得纯净的青霉素，发酵罐仍需严格灭菌，D错误。
故选D。
2．（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
【分析】果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧型生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大
量繁殖，在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵。
【详解】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。
3．（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
【答案】D
【分析】细胞凋亡是指由基因控制的细胞自动结束生命的过程，又称细胞编程性死亡，细胞凋亡有利于生
物个体完成正常发育，维持内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰。
【详解】A、生命活动离不开水，纷纷细雨能为杏树开花提供必需的水分，A正确；
B、高等植物的生长发育受到环境因素调节，杏树在特定季节开花，体现了植物生长发育的季节周期性，B
正确；
C、细胞开花过程中涉及细胞的体积增大和数目增多等过程，花落是由基因控制的细胞自动结束生命的过
程，又称细胞编程性死亡，故花开花落与细胞生长和细胞凋亡相关联，C正确；
D、“杏花村酒”的酿制过程中起主要作用的微生物是酵母菌，酵母菌在发酵过程中需要先在有氧条件下
大量繁殖，再在无氧条件下进行发酵，D错误。
故选D。
4．（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
【答案】C
【分析】泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
（1）泡菜的制作流程是：选择原料、配置盐水、调味装坛、密封发酵。
（2）选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。
（3）原料加工：将新鲜蔬菜修整、洗涤、晾晒、切分成条状或片状。
（4）配制盐水：按照比例配制盐水，并煮沸冷却。原因是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸
菌等微生物的生命活动不受影响。
（5）泡菜的制作：将经过预处理的新鲜蔬菜混合均匀，装入泡菜坛内，装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及
其他香辛料，继续装至八成满，再徐徐注入配制好的盐水，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。在坛盖边沿
的水槽中注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。在发酵过程中要注意经常补充水槽中的水。
【详解】A、盐水煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响，A
错误；
B、②盐水需要浸没全部菜料，造成无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；
C、③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；
D、④检测泡菜中亚硝酸盐的含量，腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少，D错误。
故选C。5．（2023·辽宁·统考高考真题）利用某种微生物发酵生产DHA油脂，可获取DHA（一种不饱和脂肪酸）。
下图为发酵过程中物质含量变化曲线。下列叙述错误的是（ ）
A．DHA油脂的产量与生物量呈正相关
B．温度和溶解氧的变化能影响DHA油脂的产量
C．葡萄糖代谢可为DHA油脂的合成提供能量
D．12～60h，DHA油脂的合成对氮源的需求比碳源高
【答案】D
【分析】1、发酵罐内的发酵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。
2、题图分析：横坐标为发酵时间，纵坐标为发酵过程各种相关物质的含量及生物量。从图可知，随着发
酵的进行，葡萄糖逐渐减少，发酵到96h左右减少至0；蛋白胨在0~12h间快速减少，然后缓慢减少，发
酵到96小时左右减少至0；生物量和DHA油脂的产量随着发酵进程逐渐上升。
【详解】A、由图可知，DHA油脂的产量随着发酵进程逐渐增加，生物量也随着发酵进程逐渐增加，它们
的变化呈正相关，A正确；
B、由图可知，生物量与DHA油脂的产量呈正相关，温度和溶解氧影响微生物的生长繁殖，进而影响
DHA油脂的产量，B正确；
C、发酵液中葡萄糖被微生物吸收用于呼吸作用产生能量，供其合成DHA油脂，C正确；
D、DHA油脂是一种不饱和脂肪酸，含C、H、O不含N，所以在12～60h，DHA油脂的合成对碳源的需
求高，不需要氮源，D错误。
故选D。
6．（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
【答案】A
【分析】培养基的主要成分有水、无机盐、碳源与氮源，统计微生物的方法有稀释涂布平板法和显微镜直
接计数法。
【详解】A、据图可知，该生产过程中有酿酒酵母的参与，酵母菌呼吸作用会产生二氧化碳，故该生产过
程中，一定有气体生成，A正确；
B、糖类是主要的能源物质，微生物生长所需的碳源主要来源于果糖生产废水，B错误；
C、分析图示可知，该技术中有连续搅拌反应器的过程，该操作的可以增加微生物与营养物质的接触面积，
此外也可增大溶解氧含量，故据此推测该生产工艺利用微生物的有氧发酵技术生产蛋白质，C错误；
D、沼气生产利用的是厌氧微生物，在连续搅拌反应器中厌氧微生物会被抑制，因此沼气池废料无需灭菌，
D错误。
故选A。
7．（2023·江苏·统考高考真题）某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌；
醋醅含有醋酸菌；糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述正确的有（ ）
A．糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化和灭菌
B．发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸
C．醋酸发酵过程中经常翻动发酵物，可控制发酵温度和改善通气状况
D．啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间
【答案】AD
【分析】1.果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧型生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，
大量繁殖，在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，20℃左右，酒精
发酵时，一般将温度控制在18~30℃，在葡萄酒自然发酵过程当中，其主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
2.醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。醋酸菌对氧气的含量特别敏感，
当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时，醋酸
菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最
适生长温度为30~35℃。
【详解】A、糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的均有利于灭菌和糖化过程，A正确；
B、图中制酒用到了酒曲，酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌，霉菌属于真菌，其为需氧型，该过程霉菌产
生的淀粉酶有利于将糯米中的淀粉分解，其中的乳酸菌进行的是无氧呼吸，酵母菌主要进行无氧呼吸过程
完成酿酒的过程，醋酸发酵过程中主要利用了醋酸杆菌的有氧呼吸进行醋酸发酵，B错误；
C、醋酸发酵过程中利用了醋酸菌的有氧呼吸，在发酵过程中经常翻动发酵物，有利于散热，但不能控制
发酵温度，C错误；
D、啤酒酿造流程中利用的原理是酵母菌的无氧呼吸产生酒精的过程，若适当增加溶解氧有利于酵母菌有
氧呼吸产生更多的能量满足酵母菌自身增殖的需要，因而可缩短发酵时间，D正确。
故选AD。
8．（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
【答案】ACD
【分析】果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是异养兼性厌氧微生物，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。故果酒的制作原理是酵母
菌无氧呼吸产生酒精。
【详解】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·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
【答案】AB
【分析】果酒与啤酒的发酵原理均是酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精。【详解】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。
10．（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
【答案】ACD
【分析】选择培养基是根据某种微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基，
使混合菌样中的劣势菌变成优势菌，从而提高该菌的筛选率。
【详解】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。
（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。
11．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
12．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
【答案】11．A 12．D
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第
一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合
成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
11．A、有氧呼吸产生的[H]在第三阶段与O 结合生成水，无氧呼吸产生的[H]不与O 结合，A正确；
2 2
B、有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，第二和第三阶段分别在线粒体基质和线粒体内膜中进行，
无氧呼吸的两个阶段都在细胞质基质中进行，B错误；
C、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程中释放的能量均大多以热能散失，但无氧呼吸是不彻底的氧化分解过
程，大部分能量存留在酒精，C错误；
D、有氧呼吸和无氧呼吸过程都需要酶的催化，只是酶的种类不同，D错误。
故选A。
12．A、由于酿酒酵母不能直接利用淀粉发酵产生酒精（乙醇），故糖化过程主要是利用霉菌分泌的淀粉
酶将淀粉分解为葡萄糖，以供发酵利用，A正确；
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，若存在酒精，则酒精与酸性的重铬酸
钾反应呈灰绿色，B正确；
C、酿造过程中应在无氧条件下进行，若密封不严，会导致醋酸菌在有氧条件下发酵产生醋酸而使酒变酸，
C正确；
D、蒸熟并摊晾的原料需要冷却后才可加入糟醅，以免杀死菌种，且需要在有氧条件下培养一段时间，让
酵母菌大量繁殖，此后再密封进行酒精发酵，D错误。
故选D。
13．（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 。
【答案】(1) 高压蒸汽灭菌 平板划线 纤维素
(2)某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存（或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活）
(3)拟杆菌作为分解者，将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳
循环的顺利进行
(4) 耐低温
【分析】进行微生物纯种培养物时，人们需要按照微生物对营养物质的不同需求配制培养基；还需要防止
杂菌污染，无菌技术主要包括消毒和灭菌。获得微生物纯培养物的常用方法有平板划线法和稀释涂布平板
法。
【详解】（1）培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。可以采用稀释涂布平板法或平板划线法，将单
个微生物分散在固体培养基上，经过培养得到单菌落，从而获得纯净培养物。分析图12可知，在以纤维素
为碳源的培养基中，细胞数量最多，可推知拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源时生长状况最好。
（2）深海冷泉中可能存在某些微生物，只有利用冷泉中的特有物质才能生存（或需要在深海冷泉的特定
环境中才能存活），故将采集的样品置于各种培养基中培养，仍可能有很多微生物不能被分离筛选出来。
（3）拟杆菌为异养生物，作为该生态系统的分解者，能将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机
物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行。
（4）深海冷泉温度较低，故生活在其中的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，应具有耐低温的特性，才能
高效降解多糖，保证拟杆菌的正常生命活动所需。
14．（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
菌株
平板Ⅰ 平板ⅡA +++ ++
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 。
【答案】(1) 石油 DNA、RNA、蛋白质
(2)N •2n
0
(3)在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样
的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈
大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力
(4) A A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长
【分析】培养基对微生物具有选择作用。配置培养基时根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求, 加入
某些物质或除去某些营养物质，抑制其他微生物的生长，也可以根据某些微生物对一些物理、化学因素的
抗性，在培养基中加入某种化学物质,从而筛选出待定的微生物。这种培养基叫做选择培养基。
【详解】（1）培养基的成分有碳源、氮源、无机盐和水等，从组成培养基的物质所含化学元素可知，作
为碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白质都含有N元素，故氮源在菌体内可以参与合成这
些物质。
（2）由题意“资源和空间不受限制”可知，细菌的种群数量呈J型曲线增长，由于细菌进行二分裂，细菌
每繁殖一代就是上一代的2倍，根据公式N=N •λt，λ=2，繁殖n代后细菌的数量是N•2n。
t 0 0
（3）分析表格数据可知，实验的结果是：在平板Ⅰ上，A菌株降解石油的能力高于B菌株；在平板Ⅱ上，
A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，根据实验的单一变量和对照原则，推测该同学的思路是：在
无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操
作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降
解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力。
（4）由表格数据可知，在平板Ⅱ（无氮源的培养基）上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，所以要治理贫氮且被石油污染的土壤，应该选用A菌株，因为A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在
没有添加氮源的培养基中也能生长。
15．（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。
【答案】(1) 番茄灰霉病菌 枯草芽孢杆菌 抑菌圈
(2) 摇床震荡 稀释涂布平板法 用稀释涂布平板法在培养基上看到的每一个菌落都来自一个
活细胞，而显微镜直接计数法会将死亡的枯草芽孢杆菌也计算在内
(3) 利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不
同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离 SDS带有大量的负电荷，且能使蛋白质变性成为肽
链，使蛋白质的迁移速率只与蛋白质的相对分子质量有关，而与所带电荷性质无关
(4)菌液
【分析】统计菌落数目的方法：
（1）显微镜直接计数法
原理：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量。
（2）间接计数法（活菌计数法）
原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌．通过统
计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
【详解】（1）分析题意，要检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用，先把适量的番茄灰霉病菌菌
液涂布于固体培养基上，将无菌滤纸片在枯草芽孢杆菌菌液中浸泡后覆盖于固体培养基中心，若对番茄灰
霉病菌有抑制作用，被覆盖的位置的番茄灰霉病菌就会被杀死，培养皿倒置培养后会出现抑菌圈，测量抑
菌圈大小以判定抑菌效果强弱。
（2）枯草芽孢杆菌为好氧微生物，采用摇床震荡培养可增大培养液的溶氧量，有利于枯草芽孢杆菌的生
长繁殖。培养过程中要抽样检测活菌数量，应该采用稀释涂布平板法，用稀释涂布平板法在培养基上看到
的每一个菌落都来自一个活细胞，而显微镜直接计数法会将死亡的枯草芽孢杆菌也计算在内。
（3）电泳分离蛋白质混合样品的原理是：利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、
形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。SDS带有大量的负电荷，
且能使蛋白质变性成为肽链，使蛋白质的迁移速率只与蛋白质的相对分子质量有关，而与所带电荷性质无关。
（4）长期保藏枯草芽孢杆菌，应该将培养的菌液转移到灭菌好的甘油瓶中，与甘油充分混合，放在-20℃
的冷冻箱中保存。
16．（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 。【答案】(1)自由扩散
(2)启动L蛋白表达引起AL菌短时间内大量裂解
(3) AL ①④ ②/③
(4)注入瘤内的ALK菌群体裂解后释放的蛋白K与蛋白C结合，且释放的细菌产物激活巨噬细胞，从而增
强了巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用，巨噬细胞加工呈递肿瘤抗原，激活细胞免疫，肿瘤细胞被特异性杀
伤，因此有效抑制对侧肿瘤生长。
【分析】1、免疫系统对病原体的识别：在人体所有细胞膜的表面，有一组作为分子标签来起作用的蛋白
质，它们能被自身的免疫细胞所识别。病毒、细菌等病原体也带有各自的身份标签，当它们侵入人体后，
能被免疫细胞识别出来。免疫细胞是靠细胞表面的受体来辨认它们的。
2、体液免疫与细胞免疫的关系：B细胞和细胞毒性T细胞的活化离不开辅助性T细胞的辅助；体液免疫中
产生的抗体，能消灭细胞外液中的病原体；而消灭侵入细胞内的病原体，要依靠细胞免疫将靶细胞裂解，
使病原体失去藏身之所，此时体液免疫又能发挥作用了。
【详解】（1）引起群体感应的信号分子A是一种脂质小分子，脂溶性的小分子物质通常以自由扩散的方
式进出细胞。
（2）由图可知，AL菌密度达到相应的值后会骤降，而L蛋白可使细菌裂解。可推测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，启动L蛋白表达引起AL菌短时间内大量裂解。
（3）AL菌株不含K基因，ALK菌株含K基因，因此，为验证ALK菌能产生蛋白K，应以AL菌株裂解
的上清液为对照进行实验。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C，蛋白K能与蛋白C特异性结合并阻断其功
能，为验证ALK菌能产生蛋白K，可用带荧光标记的K的抗体，如果有K蛋白生成，则K蛋白与K的抗
体结合，可发出荧光；由于蛋白K能与蛋白C特异性结合，因此也可用带荧光标记的C的抗体，如果有蛋
白K生成，对照组与实验组荧光强度会有差异。具体的实验步骤为，先加入①ALK菌裂解的上清液和④
肿瘤细胞，保温后漂洗，再加入②带荧光标记的K的抗体或加入③带荧光标记的C的抗体，保温后漂洗，
检测荧光强度。
（4）“智能炸弹”ALK菌能有效抑制对侧肿瘤生长是因为注入瘤内的ALK菌群体裂解后释放的蛋白K与
蛋白C结合，且释放的细菌产物激活巨噬细胞，从而增强了巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用，巨噬细胞加
工呈递肿瘤抗原，激活细胞免疫，肿瘤细胞被特异性杀伤，因此有效抑制对侧肿瘤生长。而单独注射蛋白
K不能有效激活细胞免疫，单独注射AL菌也无法阻断蛋白C的功能。
