文档内容
专题 15 发酵工程
1.（2020·北京等级模考，15）发酵食品是中国传统食品中一个重要的类别，承载了中华民族悠久的历史和
丰富的文化内涵。请结合所学发酵知识和生活经验，指出下列未经发酵的商品是（ ）
A.泡菜 B.食醋 C.豆腐 D.酸奶
答案 C
解析 泡菜的制作需要经过乳酸菌发酵，A不符合题意；食醋的制作需要经过醋酸菌发酵，B不符合题意
豆腐的制作不需要经过发酵，C符合题意；酸奶是通过乳酸菌发酵制成的，D不符合题意。
2. （2022·山东日照模拟）下列关于果酒、果醋和泡菜制作的叙述，正确的是 （ ）
A.制作果酒时，反复冲洗葡萄以避免杂菌污染
B.控制好温度和酸碱度既有利于目的菌的繁殖，又可抑制杂菌的生长
C.制作果醋和泡菜的主要微生物是原核生物，呼吸类型相同
D.发酵过程中所有材料都需要进行严格的灭菌处理，以免杂菌污染
答案 B
解析 传统发酵时，果酒制作过程中不能反复冲洗葡萄，以免葡萄皮上的酵母菌丢失，A错误；控制好温
度和酸碱度既有利于目的菌的繁殖，又可抑制杂菌的生长，B正确；制作果醋和泡菜的主要微生物分别是
醋酸菌、乳酸菌，它们都是原核生物，但呼吸类型不同，醋酸菌是好氧细菌，乳酸菌是厌氧细菌，C错误；
传统发酵的操作过程中进行消毒处理，但没有进行严格的灭菌处理，D错误。
3.（2022·东北师大附中调研）下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是（ ）
A.制作果酒最快捷的途径是先制果醋，再制果酒
B.酿制果醋所需的酵母菌和醋酸菌的发酵底物、条件完全相同
C.制作腐乳需利用毛霉产生的酶分解豆腐中的蛋白质等物质
D.制作果酒、果醋和腐乳过程都应防止微生物的生长、繁殖
答案 C
解析 制作果酒最快捷的途径是利用酵母菌发酵，A错误；酵母菌的发酵底物一般是葡萄糖，醋酸菌的发
酵底物是葡萄糖或乙醇，且发酵条件相同，B错误；毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶，能将蛋白质分解成
小分子的肽和氨基酸，C正确；制作果酒、果醋和腐乳过程都需要微生物的生长、繁殖，果酒制作利用的
菌种是酵母菌，果醋制作利用的菌种是醋酸菌，腐乳制作利用的菌种是毛霉，D错误。
4.（2022·山东烟台调研）利用卷心菜发酵制作泡菜的过程中，乳酸菌、酵母菌细胞数量和 pH的变化如图
所示。下列叙述不正确的是（ ）A.酵母菌和乳酸菌均有核膜包被的细胞核 B.发酵初期乳酸菌建立了明显的菌种优势
C.前6天pH下降主要由乳酸菌代谢引起 D.发酵中期酵母菌通过无氧呼吸为细胞增殖提供能量
答案 A
解析 乳酸菌是原核生物，细胞内没有核膜包被的细胞核，A错误；根据题图中乳酸菌和酵母菌的数量变
化曲线对比分析可知，发酵初期乳酸菌远多于酵母菌，所以乳酸菌成了明显的优势菌种，B正确；结合曲
线图分析，前6天，由于乳酸菌远多于酵母菌，其产生的乳酸会降低培养液的pH，C正确；由于整个发酵
过程都是在无氧条件下进行的，在发酵中期，酵母菌只能通过无氧呼吸为细胞增殖提供能量，D正确。
5.（2022·辽宁大连模拟）发酵工程在现代生物工程中的地位越来越重要。下列有关发酵过程的叙述，错误
的是（ ）
A.密闭式发酵罐的设计成功使大规模生产发酵产品得以实现
B.要随时取样，检测培养液的细菌数目、产物浓度等，以了解发酵进程
C.在发酵过程中不需要向装置中再添加必需的营养组分
D.要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件
答案 C
解析 在发酵过程中需要向装置中添加必需的营养组分，C错误。
6.（2022·襄阳四中调研）下列关于发酵工程的说法，错误的是（ ）
A.在菌种选育过程中，可以利用人工诱变或基因工程等手段
B.虽然青霉素是抗生素，但在青霉素生产过程中仍然需要严格灭菌
C.发酵时，发酵条件变化会影响微生物生长，不影响微生物的代谢途径
D.发酵工程的产品可以采用过滤、沉淀、蒸馏、萃取等方法提取
答案 C
解析 在菌种选育过程中，可以利用人工诱变和基因工程等手段，A正确；青霉素是抗生素，但其并不能
杀灭所有微生物，所以其生产过程也要灭菌，B正确；在谷氨酸发酵过程中，pH呈中性和弱碱性时积累谷
氨酸，而pH呈酸性时易形成谷氨酰胺和N乙酰谷氨酰胺，C错误；发酵工程的产品可以采用过滤、沉淀、
蒸馏、萃取、离子交换等方法提取，D正确。
7.（2022·广东东莞调研）从传统发酵技术到发酵工程，发酵技术的发展为人们提供了丰富多样的食品和药
物等。下列相关叙述错误的是（ ）
A.醋酸菌能以酵母菌的某种代谢产物为原料合成醋酸
B.无氧条件下利用大肠杆菌发酵大规模生产青霉素
C.腐乳味道鲜美是因为毛霉等产生的蛋白酶将蛋白质分解为氨基酸和小分子的肽
D.甜面酱、酱油、豆豉等都是利用传统发酵技术制作的食品答案 B
解析 醋酸菌在缺乏糖源时，能以酒精为原料合成醋酸，A正确；青霉素由青霉菌合成，青霉菌为需氧型
生物，需在有氧条件下发酵，另外，青霉素对许多细菌具有较强的杀伤性，不宜用大肠杆菌生产青霉素，
B错误；毛霉等产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质分解为氨基酸和小分子的肽，使腐乳味道鲜美、易于消
化吸收，C正确；除泡菜、果酒、果醋、腐乳外，甜面酱、酱油、豆豉等也是利用传统发酵技术制作的食
品，D正确。
8.（2022·辽宁大连模拟）陈醋是我国发明的传统调味品之一，酿制及食用已有3 000多年历史。陈醋生产
工艺流程如图所示。
（ 1 ） 在 糖 化 阶 段 添 加 淀 粉 酶 制 剂 需 要 控 制 反 应 温 度 ， 这 是 因 为
______________________________________。
（2）在酒精发酵阶段需添加酵母菌，在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。先通气的目的是
_____________。
技术员定时抽取发酵液，向发酵液中滴加酸性重铬酸钾溶液，以是否呈现 色来判断是否有酒
精产生，若要使检验的结果更有说服力，应该 。
（3）利用醋酸菌获得醋酸的条件有两种情况，一是在 时，将糖分解成醋酸；二是在缺少糖源时，
利用酒精生成醋酸。
（4）研究表明，在陈醋的酿造过程中，起主导作用的是醋酸菌，而乳酸菌也存在于醋醅中，其代谢产生
的乳酸是影响陈醋风味的重要因素。成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期
（至少写出2种）等环境因素的变化， ，淘汰了部分乳酸菌种类。
答案 （1）酶在最适温度下催化能力最强 （2）让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，有利于密闭发酵时获
得更多的酒精 灰绿 设计对照实验 （3）氧气和糖源都充足 （4）氧气、营养物质、pH 加剧了不
同种乳酸菌之间的种间竞争
解析 （1）分析流程图可知，糖化阶段就是淀粉在淀粉酶作用下水解产生葡萄糖的过程，酶在最适温度
下活性最强，因此在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度。（2）酵母菌属于兼性厌氧型微生物，在有
氧条件下能够大量繁殖，在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精。因此在酒精发酵阶段，发酵罐先通气，后
密闭。通气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，有利于密闭时获得更多的酒精。酸性条件下重铬酸
钾与酒精反应呈灰绿色，故可滴加酸性重铬酸钾溶液观察是否呈现灰绿色来判断是否有酒精产生，若要使
检验的结果更有说服力，应该设计对照实验。（3）利用醋酸菌获得醋酸的条件有两种情况，一是在氧气
和糖源都充足时，醋酸菌将糖分解成醋酸；二是在缺少糖源时，醋酸菌利用酒精生成醋酸。（4）成熟醋
醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期氧气、营养物质、pH等环境因素的变化，加剧了不同种
乳酸菌之间的种间竞争，淘汰了部分乳酸菌种类。
9.（2022·山东部分重点中学模拟）泡菜在我国历史悠久，流传广泛，是人们喜爱的开胃食品。泡菜的制作离不开乳酸菌。请回答下列问题：
（1）欲用新鲜的泡菜滤液分离纯化乳酸菌，首先需要对泡菜滤液进行 后涂平板，以便分离得到
单菌落。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌代谢过程中产生的乳酸能溶解培养基
中的碳酸钙，故分离纯化时应挑选出具有 的菌落作为候选菌。
（2）在泡菜制作过程中，需要加入一定量的食盐。如果食盐加入过多，会导致所制作的泡菜咸而不酸，
其原因是_______________________________________。
（3）在泡菜制作过程中，密封发酵坛的目的是 。在泡菜制作过程中，向发酵坛中加入香辛料
的主要作用是 。
（4）为了身体健康，应少吃泡菜，这是因为泡菜中含有较多的亚硝酸盐。测定亚硝酸盐含量时，从泡菜
坛中取样后应迅速封坛，其目的是_________________。
答案 （1）梯度稀释 透明圈 （2）食盐浓度过高会抑制乳酸菌的发酵
（3）给乳酸菌发酵提供无氧环境 调制泡菜的风味 （4）防止泡菜被污染
解析 （1）由于泡菜滤液中乳酸菌的浓度高，直接取泡菜滤液培养乳酸菌很难分离得到单菌落，故分离
纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释。由于乳酸菌代谢过程中产生的乳酸可以溶解
培养基中的碳酸钙，从而形成透明圈，故应挑选出培养基中具有透明圈的菌落作为候选菌。（2）盐水浓
度过大会抑制乳酸菌发酵，导致产生的乳酸过少。（3）因为乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸，所以为了给
乳酸菌发酵提供无氧环境，发酵坛需要密封。香辛料可以调制泡菜的风味。（4）测定亚硝酸盐含量时，
从泡菜坛中取样后应迅速封坛，防止泡菜被污染。
10.（2022·山东济宁期中）如图是传统发酵技术的部分制作装置及操作步骤示意图。请据图回答下列问题：
（1）A和B装置中，适用于果醋制作的是 ，判断的理由是___________________________。
（2）在葡萄酒的自然发酵过程中，酵母菌主要来源于 。
（3）醋酸菌是一种好氧细菌，只有当条件适宜时，才能进行旺盛的生理活动。当 都充足时，醋
酸菌可将糖分解成醋酸；在缺少糖源时，醋酸菌可将乙醇转化为 ，再进一步转变为醋酸。
（4）进行果酒制作时，A 装置中的发酵液不能装满，从微生物代谢的角度分析，其目的是
，该发酵需要的温度条件是 ℃。
（ 5 ） C 装 置 是 制 作 的 装 置 ， 其 中 在 发 酵 坛 盖 沿 上 加 水 的 目 的 是
_______________________________。
答案 （1）B 该装置可不断通气，以满足制作果醋时醋酸菌对氧气的需求
（2）附着在葡萄皮上的野生酵母菌 （3）氧气和糖源 乙醛 （4）满足酵母菌进行有氧呼吸时对氧气
的需求 18～30 （5）泡菜 增强密封性，创造无氧环境
解析 （1）A装置属于密封装置，B装置有通气孔，A和B装置中，适用于果醋制作的是B装置，因为醋
酸菌是好氧细菌，发酵容器需要设有通气孔。（2）在葡萄酒的自然发酵过程中，酵母菌主要来源于附着
在葡萄皮上的野生酵母菌。（3）醋酸菌是一种好氧细菌，只有当条件适宜时，才能进行旺盛的生理活动。当糖源和氧气都充足时，
醋酸菌可将糖分解成醋酸；在缺少糖源的条件下，醋酸菌可将乙醇转化为乙醛，再进一步转变为醋酸。
（4）A装置中的发酵液不能装满，因为果酒制作初期，酵母菌要进行有氧呼吸产生能量以满足自身大量繁
殖所需，酵母菌酒精发酵需要的温度条件是18～30 ℃。（5）C装置是制作泡菜的装置，其中在发酵坛盖
沿上加水的目的是增强密封性，创造无氧环境。
2022年高考真题：
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
【答案】D
【解析】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
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。
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
【答案】B
【解析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是：①DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达
到分离的目的；②DNA不容易酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋
白质和DNA进一步分离；③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
A、低温时DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确；
B、离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B错误；
C、在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；
D、细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，可能有蛋白质不溶于酒精，在95%的冷酒精中与DNA一块儿析
出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。
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
【答案】B
【解析】碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸。衣物上附着的血渍、汗渍、奶渍、酱油
渍等污物，都会在碱性蛋白酶的作用下，结构松弛、膨胀解体，起到去污的效果。
A、由题“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”可知，碱性蛋白酶在一定
条件下可发生自溶失活，A正确；
B、由图可知，加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复
到天然状态，因此加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的 ，B错误；
C、碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，而且加热也能使碱性蛋白酶失活，会降低碱性蛋白酶的
洗涤剂去污效果，添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，C正确；
D、酶具有高效性，碱性蛋白酶能使蛋白质水解成多肽和氨基酸，具有很强的分解蛋白质的能力，可有效
地清除汗渍、奶渍、酱油渍等污渍，添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染，D正确。
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
【答案】A
【解析】酶和无机催化剂的不同点：酶降低化学反应活化能的效果更显著。酶和无机催化剂的相同点：都
能降低化学反应的活化能，加速化学反应的进行；都不能为化学反应提供能量；都不能改变化学反应的平
衡点；在化学反应前后质和量都不变。
A、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，说
明两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同，A正确；
BC、盐酸属于无机催化剂，与果胶酶催化果胶主链水解断裂的化学键、催化果胶水解得到的单糖是相同的，
BC错误；
D、无论是酶和盐酸催化化学反应，反应的过程中温度达到最适的话，可以让反应更加充分， 但可能酶的
效果比盐酸更好，D错误。
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
【答案】ACD
【解析】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。
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。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___________。
【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
【解析】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。
(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，细菌的增殖呈J型曲线增长，由于DNA的半保留复制，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。
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）。
【答案】(1)高压蒸汽灭菌、干热灭菌 (2)葡萄糖 制糖废液 氮源、无机盐、水
(3)缺少淀粉酶
(4)分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，
一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度即为生产S
的最适碳源浓度
(5)减少污染、节省原料、降低生产成本
【解析】1、实验室常用的灭菌方法：（1）灼烧灭菌：将微生物的接种工具，如接种环、接种针或其他金
属工具，直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以迅速彻底地灭菌；（2）干热灭菌：能耐高温的，需
要保持干燥的物品，如玻璃器皿（吸管、培养皿）和金属用具等，可以采用这种方法灭菌；（3）高压蒸
汽灭菌：将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内，为达到良好的灭菌效果，一般在压力为100
kPa，温度为121℃的条件下，维持15～30 min。
2、培养基的营养构成：各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐；不同培养
基还要满足不同微生物对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
(1)通常在实验室培养微生物时，为防止实验用的玻璃器皿等物品中原有的微生物污染培养物，需要使用强
烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子，即对所需的玻璃器皿进行灭菌，玻璃器皿常
用的灭菌的方法有干热灭菌、高压蒸汽灭菌等。
(2)由实验结果可知，与以制糖废液为碳源相比，以葡萄糖为碳源时菌株C的细胞干重最大，说明最适于菌
株C生长的碳源是葡萄糖；而以制糖废液为碳源时，用菌株C生产S的产量高于以葡萄糖为碳源时的产量，
说明最适于生产S的碳源是制糖废液。微生物的生长一般都需要水、碳源、氮源和无机盐，还需要满足微
生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求，故菌株C的生长除需要碳源外，还需要氮源、无机盐、
水等营养物质。
(3)分析题图表格可以看出在以淀粉为碳源的培养基中，菌株C不能生长，原因可能是菌株C中缺少分解淀
粉的酶，不能利用淀粉。
(4)要测定生产S的最适制糖废液为碳源的浓度，实验自变量为制糖废液的浓度，可分别配制一系列不同浓
度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较
不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度，即为生产S的最适碳源浓度。
(5)利用制糖废液生产S可以实验废物利用，既有利于减少污染、节省原料，又能降低生产成本。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_____________________________。
【答案】(1)酵母菌 灭菌 杀死黄酒中全部的微生物及芽孢、孢子，防止成品酒变酸或腐败变质
(2)酚红指示剂 化学结合法、包埋法、物理吸附法
(3) pH 两图中脲酶活力随时间变化的曲线基本一致，而维持pH在6.5不变与pH从6.5降为4.5相比较
而言，酶活力值始终要高
(4)方案一：配置一种选择培养基，筛选出产生EC降解酶的细菌，从细菌中分离得到EC降解酶，纯化的
EC降解酶进行固定化操作后，加入该黄酒中。
方案二：配置一种选择培养基，筛选出产生脲酶的细菌，从细菌中分离得到脲酶，纯化的脲酶进行固定化
操作后，在黄酒工艺流程的发酵环节中加入。
【解析】由于细菌分解在尿素的过程中合成脲酶，脲酶将尿素分解成氨，会使培养基碱性增强，pH升高，
所以可以用检测pH的变化的方法来判断尿素是否被分解，可在培养基中加入酚红指示剂，尿素被分解后
产生氨，pH升高，指示剂变红。(1)制造果酒利用的是酵母菌的无氧呼吸，加入的菌种a是酵母菌。过滤能除去啤酒中部分微生物，工艺b
是灭菌，灭菌能杀死啤酒中全部微生物，，包括芽孢和孢子，防止杂菌污染，延长其保存期。黄酒酿造好
后须经煎酒(灭菌)后灌坛贮存,贮存一定时间后,经过滤,灌瓶压盖、灭菌、包装。
(2)由于细菌分解尿素的过程中合成脲酶，脲酶将尿素分解成氨，会使培养基碱性增强，pH升高，所以可
以用检测pH的变化的方法来判断尿素是否被分解，故在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂可
以鉴别尿素分解菌。固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上，实现酶的反复利用，并提高酶
稳定性，酶的各项特性（如高效性、专一性和作用条件的温和性）依然保持。固定化酶的方法包括化学结
合法、包埋法、物理吸附法等。
(3)对比两坐标曲线，两图中脲酶活力随时间变化的曲线基本一致，说明培养时间不是决定因素；而维持
pH在6.5不变与pH从6.5降为4.5相比较而言，酶活力值始终要高，说明pH为6.5时，有利于酶结构的稳
定，故pH是决定工程菌L高脲酶活力的关键因素。
(4)从坐标图形看，利用脲酶消除其前体物质尿素可降低该黄酒中EC含量。配置一种选择培养基，筛选出
产生EC降解酶的细菌，从细菌中分离得到EC降解酶，纯化的EC降解酶进行固定化操作后，加入该黄酒
中。或者配置一种选择培养基，筛选出产生脲酶的细菌，从细菌中分离得到脲酶，纯化的脲酶进行固定化
操作后，在黄酒工艺流程的发酵环节中加入。
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________________。
【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
【解析】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。
(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。
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。
【答案】(1)无菌水 水浴 杀死不耐热微生物 (2)分离 KI-I
2
(3)人工诱变 原生质体融合 (4)农杆菌 过低 敏感性
(5)再生 细胞核 形态特征和数量 (6)培养时间 受精卵
【解析】（一）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。
（二）农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农
杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基
因整合到植物细胞中染色体的DNA上。转化过程：目的基因插入Ti质粒的T-DNA上农杆菌→导入植物细
胞→目的基因整合到植物细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
(1)产生淀粉酶的枯草杆菌的最适温度为50-75℃，要快速分离枯草杆菌，先将土样加入无菌水制成枯草杆
菌悬液，再将含有悬液的三角瓶置于80℃的水浴中保温一段时间，杀死不耐热的微生物。
(2)将菌种的分离过程与菌种的产酶性能测定同时进行可以提高筛选效率。用稀释涂布平板法可以分离枯草
杆菌，在培养基中添加淀粉作为唯一碳源，并且在培养基中添加KI-I ，能合成淀粉酶的枯草杆菌因为能利
2
用淀粉而存活，同时淀粉由于被分解在菌落周围会出现透明圈，比较透明圈与菌落直径比值的大小，比值
大的说明该菌株产酶性能较高。
(3)要获得高产淀粉酶的枯草杆菌，可利用诱变育种，由于变异的不定向性，人工诱变后还需要再筛选才能
获得高产淀粉酶的枯草杆菌。也可以利用转基因、原生质体融合等技术，从其他生物那里获得与高产淀粉
酶有关的基因，进而获得相应的高产性状。
(4)野生的农杆菌没有抗性基因，用于转化植物细胞的农杆菌一般在其T—DNA中插入一种抗生素抗性基因。
抗生素的作用是抑制细菌生长，农杆菌属于细菌，在其侵染植物过程中，可以用另一种抗生素抑制农杆菌
的生长，从而达到在后续实验中消除转化植物细胞中农杆菌的作用。具有T-DNA中抗性基因的细胞能在含
有相应抗生素的培养基上存活。当培养基中抗生素浓度过低时，很多没有抗性的细胞也存活下来，因此出
现假阳性，故在转基因前要对受体进行抗生素的敏感性检测。
(5)转基因植株要经过植物组织培育，要提高培育转基因植株的成功率，应该选再生能力和遗传稳定性较强的受体，这种受体全能性较高，能保持生物的性状。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观
察细胞核形态是否改变进行判断，也可以直接在光学显微镜下观察分裂期染色体的形态特征和数量，分析
染色体组型是否改变。
(6)植物转基因受体全能性表达程度高低除了与受体基因型、培养环境、继代次数有关外，还与培养时间长
短和受体的取材有关，受精卵是没分化的细胞，分裂和分化能力都很强，故受体为受精卵时全能性表达能
力最高。
