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专题18 发酵工程
目录
1.命题趋势：明考情知方向
2.重难诠释：知重难、攻薄弱（核心背记+长难句作答）
3.创新情境练：知情境、练突破（10min 限时练)
4.限时提升练：综合能力提升（30min 限时练）
考点
三年考情分析
2025 考向预测
传统发酵技术及
发酵工程
2024 河北T18,2024 山T14,
2023 全国乙T37,2023 山东T12 ,
2023 山东T20,2022 山东T20,
2022 江苏T16，2022 湖北T13，
2022 山东T20，
1.考点预测：该命题点是对必修所学细胞的结
构与功能、细胞的代谢类型内容的拓展应用。
考查微生物的培养技术，包括无菌技术、培养
基成分、培养基制备、微生物的分离和纯化。
2.考法预测：题目情境的呈现形式多样。简单
情境大部分以教材中的发酵实例考查相关内
容，主要有传统发酵制品制作过程，特殊环境
条件的细菌的分离，以及细菌的纯化和计数
等。题目的情境来源多样，部分来自大学教
材，部分来自当前科学热点的相关论文。
在高考命题中，立意主要有两种。
一是直接考查单一产物发酵过程的方法、步
骤、培养基成分、培养基制备方法、无菌技术
操作等基础知识的识记。
二是考查在特定情境下，如何根据微生物的代
谢特点控制发酵条件，或设计实验方案，最终
获取代谢产物。特定情境下对某一微生物的培
养、鉴别和筛选能力，即实验探究能力。
微生物培养与计
数
2024 全国甲T37，2023 全国乙T37,
2023 全国新课标T35，2023 山东
T15,
2023 湖南T21，2022 广东T21，
2022 山东T14, 2022 全国甲T37,
2022 全国乙T37, 2022 广东T21，
2022 广东T21,
重难点核心背记
1．传统发酵食品的制作
(1)果酒制作的三个方面
①菌种来源：酒精发酵的菌种来自附着在果皮上的野生酵母菌。
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②发酵原理：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸并进行大量繁殖，在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精。
③酒精的检测：在酸性条件下，重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。
(2)果醋的制作原理：醋酸发酵是需氧发酵，需要不断通入无菌空气。
(3)泡菜制作
①菌种来源：制作泡菜的菌种主要来自植物体表面的天然的乳酸菌。
②发酵原理：乳酸菌在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸。
2．微生物的利用
(1)培养基
①培养基的概念：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。
②培养基的营养成分：培养基可为微生物提供碳源、氮源、无机盐和水等主要营养物质。
(2)无菌技术
①措施：无菌技术的主要措施包括消毒和灭菌。
②常用方法：培养基灭菌常采用湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)法，接种环灭菌常采用灼烧灭菌法。
(3)微生物的纯化与计数
①纯化微生物的方法：常用平板划线法和稀释涂布平板法。
②微生物的计数方法：常用显微镜直接计数法和稀释涂布平板法。
(4)微生物的筛选
①尿素分解菌的筛选：以尿素为唯一氮源的选择培养基可以筛选能分解尿素的细菌。
②尿素分解菌的鉴别：在以尿素为唯一氮源的选择培养基中添加酚红指示剂，可以鉴别分解尿素的细菌。
3．发酵工程的基本环节
选育菌种→扩大培养→配制培养基→灭菌→接种→发酵罐内发酵→分离、提纯产物→获得产品。
（建议用时：10 分钟）
创新情境 联系生活
1．黄酒是中国特产，为世界三大古酒之一、关于黄酒的酿造方法，《古遗六法》中描述道：秫稻必齐，
曲糵必时，湛炽必洁，水泉必香，陶器必良，火齐必得（注：曲糵主要指酒曲中含有的酵母菌大量繁殖；
湛炽是指浸泡和蒸煮）。下列相关叙述正确的是（ ）
A．黄酒中的酒精是酵母菌利用“秫稻”在无氧条件下的初生代谢物
B．曲糵必时，可能是因为酵母菌产生酒精需要适宜的温度
C．湛炽必洁，起到消毒的作用，一定程度上可避免杂菌对发酵的影响
D．黄酒酿造过程中发酵液出现的气体都是在酵母菌细胞质基质中产生的
2．猕猴桃富含维生素C、胡萝卜素、氨基酸等人体所需物质，被誉为“维C 之冠”，具有较高的营养价值
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和药用价值。采用液体发酵法可酿制出醋香浓郁、酸味纯正的猕猴桃醋，提高猕猴桃的经济价值。猕猴桃
醋的酿造工艺流程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．榨汁时，加入胰蛋白酶可提高猕猴桃汁的产量和澄清度
B．菌种a 和菌种b 发酵所需的温度不同，但通气条件完全相同
C．菌种b 在发酵过程中产生的大量CO2导致发酵液pH 不断降低
D．猕猴桃醋应采用巴氏消毒法杀菌，以确保果醋中营养成分基本不被破坏
3．精氨酸依赖型谷氨酸棒状杆菌缺乏将鸟氨酸转化为精氨酸的酶，不能在缺少精氨酸的培养基上正常生
长，但可作为鸟氨酸发酵的优良菌种。如图为野生型谷氨酸棒状杆菌经诱变获得精氨酸依赖型菌并进行筛
选的过程示意图，过程①将紫外线照射处理过的菌液接种在培养基甲上，培养至菌落不再增加时，平板上
的菌落如图所示。过程②向培养基甲中添加某种物质，继续培养。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．实验过程中用到的培养基采用湿热灭菌法、培养皿采用干热灭菌法灭菌
B．从培养基乙中挑选菌落，用平板划线法接种在培养基上可分离出单菌落
C．培养基甲是一种选择培养基，过程②向培养基甲中添加精氨酸
D．菌落A 是诱变产生的精氨酸依赖型菌种，可作为鸟氨酸发酵的优良菌种
4．白菜是常用的制作酸菜的原材料。酸菜发酵的两种主要形式为自然发酵和接种发酵。自然发酵是通过
食盐的渗透作用，利用蔬菜自身和自然环境中的微生物进行发酵的过程。接种发酵是通过从酸菜中筛选出
的优良乳酸菌制成发酵剂，运用人工接种技术，将发酵剂接种到已消毒的新鲜大白菜中，并调节发酵罐的
温度，使其充分发酵。乳酸菌接种发酵的酸菜，杂菌污染少，且亚硝酸盐含量比自然发酵的酸菜更低、产
酸更快。与自然发酵相比，接种发酵的优点不包括（ ）
A．品质有保证，发酵周期短，提高了经济价值
B．避免由杂菌污染引起的腐败、酸臭味，提高了酸菜的感官品质
C．乳酸菌分解白菜中的糖类产生的代谢产物赋予了酸菜的酸香和鲜味
D．高浓度的乳酸菌降低了酸菜中亚硝酸盐含量，减少酸菜对人体的危害
5．茅台酒以其卓越的品质赢得世界的赞誉。茅台酒的酿造包括高温制曲、高温堆积发酵等多种特色工艺，
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富含多种酿酒微生物的酒曲是形成茅台酒独特风味和香气的关键，高温制曲时，温度可达到63℃。下列说
法正确的是（ ）
A．发酵的实质是将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物
B．高温制曲主要目的是让酵母菌大量繁殖以便加速酒精发酵的速度
C．酿酒过程中密封的时间越长，酵母菌产生的酒精量越多
D．发酵结束后可通过消毒杀死茅台酒中的全部酿酒微生物以延长保存期
（建议用时：30 分钟）
一、单选题
1．（2024·天津·高考真题）实验中常根据菌落外表特征鉴别微生物，进而对实验结果做出判断，下列实验
不是根据菌落外表特征做出判断的是（ ）
A．艾弗里证明肺炎链球菌的转化因子是DNA
B．判断分离酵母菌的固体培养基是否被毛霉污染
C．利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株
D．判断在尿素为唯一氮源的培养基上生长的尿素降解菌是否有不同种类
2．（2024·福建·高考真题）虾酱是以虾为原料的传统发酵食品。在乳酸菌、芽孢杆菌等多种微生物共同作
用下，原料中的蛋白质和脂肪发生水解，形成虾酱的特有风味。下列叙述错误的是（ ）
A．虾酱特有风味的形成受发酵时间的影响
B．传统虾酱的制作过程需要严格执行无菌操作
C．原料中的蛋白质会被水解成小分子的肽和氨基酸
D．虾酱发酵过程微生物种类和数量的分析有助于改良风味
3．（2024·海南·高考真题）某小组为检测1 株粗糙脉孢霉突变株的氨基酸缺陷类型，在相同培养温度和时
间的条件下进行实验，结果见表。下列有关叙述错误的是（ ）
组
别
培养条件
实验结果
①
基础培养基
无法生长
②
基础培养基+甲、乙、丙3 种氨基酸
正常生长
③
基础培养基+甲、乙2 种氨基酸
无法生长
④
基础培养基+甲、丙2 种氨基酸
正常生长
4
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⑤
基础培养基+乙、丙2 种氨基酸
正常生长
A．组别①是②③④⑤的对照组
B．培养温度和时间属于无关变量
C．①②结果表明，甲、乙、丙3 种氨基酸中有该突变株正常生长所必需的氨基酸
D．①~⑤结果表明，该突变株为氨基酸甲缺陷型
4．（2024·江苏·高考真题）关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验，下列叙述正确的是（ ）
A．制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中
B．制作酸奶的牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌
C．发酵装置需加满菜料或牛奶并封装，以抑制乳酸菌的无氧呼吸
D．控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质
5．（2024·江苏·高考真题）酵母菌是基因工程中常用的表达系统。下列相关叙述正确的是（ ）
A．酵母菌培养液使用前要灭活所有细菌，但不能灭活真菌
B．酵母菌是真核细胞，需放置在CO2培养箱中进行培养
C．可用稀释涂布平板法对酵母菌计数
D．该表达系统不能对合成的蛋白质进行加工和修饰
6．（2024·重庆·高考真题）养殖场粪便是农家肥的重要来源，其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素
进而产生NH3，影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图
进行实验获得目的菌株，正确的是（ ）
A．①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落
B．②挑取在2 种培养基上均能生长的用于后续的实验
C．③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙
D．粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少
7．（2024·江西·高考真题）井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素，它由吸水链霉菌井冈变
种（JGs，一种放线菌，菌体呈丝状生长）发酵而来，在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于
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JGs 发酵生产井冈霉素的叙述，正确的是（ ）
A．JGs 可发酵生产井冈霉素，因为它含有能够编码井冈霉素的基因
B．JGs 接入发酵罐前需要扩大培养，该过程不影响井冈霉素的产量
C．提高JGs 发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量
D．稀释涂布平板法不宜用于监控JGs 发酵过程中活细胞数量的变化
8．（2024·湖南·高考真题）微生物平板划线和培养的具体操作如图所示，下列操作正确的是（ ）
A．①②⑤⑥
B．③④⑥⑦
C．①②⑦⑧
D．①③④⑤
9．（2024·浙江·高考真题）脲酶催化尿素水解，产生的氨可作为细菌的氮源。脲酶被去除镍后失去活性。
下列叙述错误的是（ ）
A．镍是组成脲酶的重要元素
B．镍能提高尿素水解反应的活化能
C．产脲酶细菌可在以NH4Cl 为唯一氮源的培养基生长繁殖
D．以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌
（2024·浙江·高考真题）阅读下列材料，完成下面小题。
柿子具有较高的营养价值和药用价值。采用液体发酵法可酿制出醋香浓郁、酸味纯正的柿子醋，提高了柿
子的经济价值。柿子醋的酿造工艺流程如图所示。
10．下列关于酒精发酵和醋酸发酵的叙述，错误的是（ ）
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A．酒精发酵是吸能反应
B．酒精发酵在无氧条件下进行
C．醋酸发酵是放能反应
D．醋酸发酵在有氧条件下进行
11．下列关于柿子醋酿造过程的叙述，错误的是（ ）
A．加酶榨汁环节加入果胶酶，有利于提高柿子汁产量
B．酒精发酵前可对柿子汁进行杀菌，以利于酒精发酵
C．若柿子酒的酒精度过高，应稀释后再用于醋酸发酵
D．用不同品种和成熟度的柿子酿造的柿子醋风味相同
12．（2024·山东·高考真题）酵母菌在合成色氨酸时需要3 种酶X、Y 和Z，trpX、trpY 和trpZ 分别为相应酶
的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3 种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累
到一定程度时可分泌到胞外。将这3 种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上，生长情况如图。
据图分析，3 种酶在该合成途径中的作用顺序为（ ）
A．X→Y→Z
B．Z→Y→X
C．Y→X→Z
D．Z→X→Y
13．（2024·山东·高考真题）在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌
体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸
对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是（ ）
A．相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生速率越慢
B．发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量
C．发酵过程中pH 下降可抑制大部分细菌的生长
D．发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品
14．（2024·湖北·高考真题）制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用
于食用醋的发酵。下列叙述错误的是（ ）
A．食用醋的酸味主要来源于乙酸
B．醋酸菌不适宜在无氧条件下生存
C．醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶D．葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内
二、非选择题
15．（2024·海南·高考真题）酿酒酵母是重要的发酵菌种，广泛应用于酿酒、食品加工及生物燃料生产等。
研究人员对酿酒酵母菌株A 进行基因工程改造以提高发酵中的乙醇产量。回答下列问题：
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(1)酿酒酵母在有氧和无氧的条件下都能生存，属于 微生物，在无氧条件下能进行 发酵，可用于
制作果酒等。
(2)传统发酵中，新鲜水果不接种酿酒酵母也能制备果酒，原因是 。
(3)工业上常采用单一菌种发酵生产食品。菌株A 存在于环境中，实验室获得该单一菌种的分离方法有
和 。
(4)菌株A 含有1 个FLO 基因，其表达的FLO 蛋白可提高发酵中乙醇产量，且FLO 蛋白量与乙醇产量成正相
关，研究人员基于菌株A 构建得到菌株B、C、D（如图）。该实验中，构建菌株B 的目的是 ，预期菌株
A、B、C、D 发酵中乙醇产量的高低为 。
(5)菌株A 中，X 和Y 基因的表达均可以提高发酵中乙醇产量。研究人员将X 和Y 基因融合在一起，构建了
XY 融合基因能表达的菌株E（如图），其在发酵中具有更高的乙醇产量。菌株E 中无单独的X 和Y 基因，
且其他基因未被破坏。简要写出由菌株A 到菌株E 的构建思路 。
16．（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CO2。有氧培养时，酵母菌增殖速度明
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 。
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(3)根据上述实验结果可知，采集酵母菌时O2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
触O2的最初阶段，细胞产生的过氧化氢（H2O2）浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H2O2能扩散进出细
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H2O2的培养基上，无氧培养后得
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H2O2溶液中，
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H2O2溶液中，出现明显气泡。
结果说明，酵母菌可通过产生 以抵抗H2O2的伤害。
17．（2024·宁夏四川·高考真题）合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3 款消毒液A、
B、C 杀灭细菌的效果，结果如图所示。回答下列问题。
(1)该同学采用显微镜直接计数法和菌落计数法分别测定同一样品的细菌数量，发现测得的细菌数量前者大
于后者，其原因是 。
(2)该同学从100 mL 细菌原液中取1 mL 加入无菌水中得到10 mL 稀释菌液，再从稀释菌液中取200 μL 涂布
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平板，菌落计数的结果为100，据此推算细菌原液中细菌浓度为 个/mL。
(3)菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是 ，冷却的目的是
。
(4)据图可知杀菌效果最好的消毒液是 ，判断依据是 。（答出两点即可）
(5)鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌的效果。大肠杆菌在伊红美蓝培养基上生长的菌落呈
色。
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