文档文本内容
专题 15 发酵工程
考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势
1.高考对传统发酵技术及其应用的
考点1 传统发
考查，多以选择题呈现，主要考
酵技术的应用 2024、2023、2021年都有考查
查果酒与果醋的制作，泡菜的制
（5年3考）
作过程与影响风味的因素。
2.高考对微生物的培养技术及应
用，发酵工程的考查主要以选择
考点2 发酵工
题形式呈现，主要内容包括微生
程及其应用 2025-2021年都有考查
物的基本培养技术，微生物的筛
（5年5考）
选与鉴定过程中需要注意的问题
等。
考点 01 传统发酵技术的应用
1．（2023·北京·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．（2021·北京·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
3．（2021·北京·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4．（2024·北京·高考真题）啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中，需从密闭的发酵罐中采集酵母菌用于再
发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含量下酵母菌
的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。
(1)酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生 和CO 。有氧培养时，酵母菌增殖速度明
2
显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量 。
(2)本实验中，采集是指取样并培养4天。在不同的气体条件下从发酵罐中采集酵母菌，统计菌落数（图
甲）。由结果可知，有利于保留占比很低菌种的采集条件是 。
(3)根据上述实验结果可知，采集酵母菌时O 浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推测，酵母菌接
2
触O 的最初阶段，细胞产生的过氧化氢（H O ）浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H O 能扩散进出细
2 2 2 2 2
胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，分别接种至含不同浓度H O 的培养基上，无氧培养后得
2 2
到如图乙所示结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由 。
(4)上述推测经证实后，研究者在有氧条件下从发酵罐中取样并分为两组，A组菌液直接滴加到H O 溶液中，
2 2
无气泡产生；B组菌液有氧培养4天后，取与A组活菌数相同的菌液，滴加到H O 溶液中，出现明显气泡。
2 2
结果说明，酵母菌可通过产生 以抵抗H O 的伤害。
2 2
考点 02 发酵工程及应用
1．（2025·北京·高考真题）动物细胞培养基一般呈淡红色。某次实验时，调控pH的CO 耗尽，培养基转为
2
黄色。由此推断使培养基呈淡红色的是（ ）
A．必需氨基酸 B．抗生素
C．酸碱指示剂 D．血清
2．（2023·北京·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
3．（2021·北京·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
4．（2021·北京·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
5．（2025·北京·高考真题）链霉菌A能产生一种抗生素M，可用于防治植物病害，但产量很低。为提高M
的产量，科研人员用紫外线和亚硝酸对野生型链霉菌A的孢子悬液进行诱变处理，筛选M产量提高的突变
体（M+株），以应用于农业生产。
(1)紫外线和亚硝酸均通过改变DNA的 ，诱发基因突变。
(2)因基因突变频率低，孢子悬液中突变体占比很低；又因基因突变的 性，M+株在全部突变体中的
占比低。要获得M+株，需进行筛选。
(3)链霉菌A主要进行孢子繁殖。研究者对链霉菌A发酵液进行了粗提浓缩，得到粗提液，测定粗提液对野
生型链霉菌A孢子萌发的影响，结果如图。
由图可知，粗提液对野生型孢子萌发有 作用。
(4)随后研究者进行筛选实验。诱变处理后，将适量孢子悬液涂布在含有不同浓度粗提液的筛选平板上，每
个浓度的筛选平板设若干个重复，28℃培养7天。从每个浓度的筛选平板上挑取100个单菌落，再次分别培养后逐一测定M产量，统计结果如下表。
组别 I II III IV V VI
筛选平板中粗提液浓度（mL/100mL） 2 5 8 10 12 15
所取菌落中M+株占比（%） 0 13 25 65 20 3
①用图中信息，解释表中IV组M+株占比明显高于Ⅲ组的原因 。
②表中Ⅲ组和V组中M+株占比接近，但在筛选平板上形成的菌落有差异。下列叙述正确的有 （多
选）。
A．Ⅲ组中有野生型菌落，而V组中没有野生型菌落
B．V组中有M产量未提高的突变体菌落，而III组中没有
C．与Ⅲ组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的突变体在V组中被抑制
D．与Ⅲ组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的M+株在V组中被抑制
综上所述，用 粗提液筛选是获得M+株的有效方法。
6．（2023·北京·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） 。
7．（2022·北京·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菌只存在于该侧肿瘤内，两周内即观察到
双侧肿瘤生长均受到明显抑制。而向肿瘤内单独注射蛋白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 。
8．（2024·北京·高考真题）啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中，需从密闭的发酵罐中采集酵母菌用于再
发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含量下酵母菌
的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。
(1)酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生 和CO 。有氧培养时，酵母菌增殖速度明
2
显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量 。
(2)本实验中，采集是指取样并培养4天。在不同的气体条件下从发酵罐中采集酵母菌，统计菌落数（图
甲）。由结果可知，有利于保留占比很低菌种的采集条件是 。(3)根据上述实验结果可知，采集酵母菌时O 浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推测，酵母菌接
2
触O 的最初阶段，细胞产生的过氧化氢（H O ）浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H O 能扩散进出细
2 2 2 2 2
胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，分别接种至含不同浓度H O 的培养基上，无氧培养后得
2 2
到如图乙所示结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由 。
(4)上述推测经证实后，研究者在有氧条件下从发酵罐中取样并分为两组，A组菌液直接滴加到H O 溶液中，
2 2
无气泡产生；B组菌液有氧培养4天后，取与A组活菌数相同的菌液，滴加到H O 溶液中，出现明显气泡。
2 2
结果说明，酵母菌可通过产生 以抵抗H O 的伤害。
2 2
1．（2025·北京延庆·模拟预测）用蔗糖、奶粉和经蛋白酶水解后的玉米胚芽液，通过乳酸菌发酵可生产新
型酸奶，下列相关叙述错误的是（ ）
A．蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关
B．酸奶出现明显气泡说明有杂菌污染
C．乳酸菌通过无氧呼吸产生乳酸
D．只有奶粉为乳酸菌发酵提供氮源
2．（2025·北京大兴·模拟预测）为了构建叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线。下表中目的和步骤对应
有误的一项是（ ）
选项 实验目的 简要操作步骤
测定样液蓝细菌数
A 将不同浓度蓝细菌摇匀，稀释后分别用细菌计数板计数
量B 浓缩蓝细菌 分别对等量样液离心，取下层沉淀物
C 提取叶绿素 将浓缩的蓝细菌用等量无水乙醇重新悬浮
D 测定叶绿素a含量 以无菌水作对照，利用分光光度计进行定量测定
A．A B．B C．C D．D
3．（2025·北京·模拟预测）关注生物安全，人人有责。下列操作中错误的是（ ）
A．微生物培养物用完应灭菌后丢弃 B．谨慎对个人的DNA进行基因测序
C．将养殖动物尽快放生至野外环境 D．实验室中发酵果酒不能直接饮用
4．（2025·北京朝阳·二模）应用传统发酵技术可制作多种食品。下表相关叙述中，错误的是（ ）
食品名
选项 操作 目的
称
A 馒头 加入前一次发酵保存的面团 接种酵母菌
B 果醋 将发酵液置于30～35℃环境中 为醋酸菌提供适宜的生长温度
C 果酒 每隔12h左右将瓶盖拧松一次 为酵母菌的有氧呼吸提供氧气
D 泡菜 使用的盐水需煮沸处理过 减少杂菌污染
A．A B．B C．C D．D
5．（2025·北京西城·二模）啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，下列叙述正确的是（ ）
A．酵母菌为兼性厌氧微生物
B．淀粉分解形成糖浆后无需灭菌
C．发酵时发酵罐中pH恒定不变
D．发酵后直接消毒分装获得产品
6．（2025·北京东城·二模）米曲霉常用来生产酱油，在生产过程中原材料可能会被黄曲霉污染，导致酱油
中含有黄曲霉素（Ⅰ类致癌物）。下列叙述错误的是（ ）
A．两种霉菌在液体培养基上可以形成菌落，观察菌落特征可鉴定菌种
B．利用米曲霉进行发酵生产时，需要为微生物提供适宜的温度和pH
C．利用米曲霉工业发酵生产出的酱油，可通过灭菌延长保质期
D．家庭自制酱油时，黄曲霉污染风险较大，应谨慎食用
7．（2025·北京海淀·二模）木霉菌可降解环境中的纤维素。为筛选纤维素酶高产菌株，用紫外线对木霉菌
进行诱变处理。已知纤维素与刚果红结合形成红色复合物。下列叙述错误的是（ ）
A．木霉菌属于生态系统中的分解者
B．筛选培养基中应添加纤维素和刚果红
C．用平板划线法将菌液接种于筛选培养基上
D．应筛选透明圈与菌落直径比值大的菌落8．（2025·北京海淀·一模）生产L-谷氨酸主要依赖有氧发酵，常用菌种谷氨酸棒状杆菌大多为生物素合成
缺陷型。在各组发酵罐中分别添加不同浓度的生物素，检测结果如下图。下列叙述错误的是（ ）
A．发酵前用平板划线法进行谷氨酸棒状杆菌的纯培养
B．发酵过程将空气直接通入发酵罐以保证有氧条件
C．甲～丁组谷氨酸棒状杆菌数量均呈现“S”形增长
D．乙～丁组L-谷氨酸产量不与菌体细胞密度呈正比
9．（2025·北京顺义·一模）大肠杆菌在伊红-亚甲蓝琼脂培养基（EMB）上会形成有金属光泽的深紫色菌落。
利用EMB鉴定自制酸奶中的大肠杆菌，相关操作错误的是（ ）
A．培养基经湿热灭菌后再倒平板
B．将酸奶样品稀释后涂抹在EMB表面
C．观察菌落颜色进行初步鉴定
D．将使用过的培养基直接丢弃
10．（2025·北京顺义·一模）取样调查法强调从总体中抽取样本调查，并根据样本数据推断总体特征。下
列研究活动中，没有采用取样调查法的是（ ）
A．测定土壤中尿素分解菌的数量
B．研究土壤中小动物类群丰富度
C．调查人群中红绿色盲发病率
D．我国开展的七次全国人口普查
11．（2025·北京朝阳·一模）下列高中生物学实验中，不需要严格无菌操作即可达成实验目的的是（ ）
A．探究抗生素对细菌的选择作用
B．用马铃薯琼脂培养基进行酵母菌纯培养
C．菊花的组织培养
D．DNA片段的扩增及电泳鉴定
12．（2025·北京通州·模拟预测）青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉索杀死细菌，
以保证自身生存所需的能量供应。关于青霉索的工业化生产过程叙述错误的是（ ）
A．青霉素有杀菌作用发酵罐不需灭菌
B．深层通气液体发酵技术可提高产量
C．高产菌株扩大培养后接种到发酵罐中
D．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖13．（2025·北京·模拟预测）乳酸菌产生的乳酸在食品行业用途广泛。研究者利用重组大肠杆菌生产乳酸，
提高生产效率。
(1)大肠杆菌通过下图所示细胞呼吸的第一阶段将其分解为[A] （填A的名称），进而发酵产生乳
酸，同时还有乙酸、琥珀酸等副产物，据图可知大肠杆菌的呼吸作用类型为 。
(2)研究人员从野生型大肠杆菌中筛选到菌株甲，先通过转入重组片段实现甲拟核上的F酶基因敲除，再将
庆大霉素抗性基因（Gm’）去除，最终获得菌株乙，过程如图所示（图中只显示与基因敲除有关的片段）。
在实际发酵中，使用的菌株乙需要将重组片段上庆大霉素抗性基因（Gm’）去除，其目的是 。
(3)用相同方法获得F酶、T酶双基因敲除菌株丙。将等量乙、丙分别接种于发酵罐中。
①前期发酵供给充足的氧气，当菌体浓度达到一定浓度，调整后期发酵条件，使体系从好氧生长阶段进入
厌氧发酵阶段。前期和后期发酵条件不同设置的目的为 。为达到该目的，可以调整发酵罐的温
度、 等外界条件。
②实践生产中进入厌氧发酵阶段后，需要随时监测并及时补充营养物质保证连续发酵。乙、丙菌株两阶段
发酵过程各产物的变化如图3所示。综合下图结果和生产实践，你认为哪种菌株更适合做生产菌种并阐述
理由 。
14．（2025·北京东城·二模）癌症是人类健康的重大威胁之一，传统治疗手段难以实现精准治疗。超声波
具有非侵入、组织穿透性强、时空特异性等特点，科研人员拟开发“响应超声波的药物递送系统”细菌以
实现癌症的精准治疗。
(1)用于培养药物递送细菌的液体培养基中包含水、酵母提取物、蛋白胨等成分，其中蛋白胨主要为细菌提
供 和维生素。可利用 的方法快速直观地测定细菌数量，以便即时使用适量的细菌进行治
疗。(2)C蛋白有抗肿瘤作用，超声波可导致局部温度升高到42℃。科研人员制备了工程菌1，其中含有图1所
示的基因表达载体。37℃培养的工程菌1接受超声波刺激后，可升温至42℃， 从而发挥抗肿瘤作
用。
(3)T蛋白有T1、T2和T3三种亚型，具有相似的功能，制备分别含有这三种基因的工程菌1，并检测C蛋白
表达量，结果如图2所示。科研人员最终选择T3基因进行后续研究，判断的依据是 。
(4)工程菌1只能在超声波刺激期间发挥作用，科研人员设计了含图3所示的基因表达载体的工程菌2，可
以实现在短时间的超声波刺激后维持长时间的治疗。已知B基因编码的B酶可以作用于识别位点a和b，
使a、b处的DNA发生断裂，最终导致a、b之间的DNA片段发生倒转。请根据以上信息，使用下列选项将
表达载体补充完整。 ； ； ； ； 。
①P1启动子 ②P3启动子（持续表达型启动子）
③T3基因 ④C基因 ⑤B基因
