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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。
1
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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
【答案】C
2
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【分析】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，
产生二氧化碳和水；在无氧条件下酵母菌也能进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。在缺氧呈酸性的发酵液
中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。在利用酵母菌发酵
时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖，再隔绝氧气进行发酵；酒精发酵的最佳
温度是在18℃～30℃，pH 最好是弱酸性。
【详解】A、初生代谢物是生物生长和生存所必需的代谢产物，包括糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生
代谢物不是生物生长所必需的，在无氧条件下酵母菌能进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，酒精是次生代
谢物，A 错误；
B、曲蘖主要指酒曲，其中含有酵母菌大量繁殖，酿酒酵母的最适生长繁殖温度约为18〜30 ℃，所以曲蘖
必时，可能是受酵母菌的生长繁殖需要适宜的温度等的影响，不是酵母菌产生酒精过程，B 错误；
C、湛炽是指浸泡和蒸煮，经过高温，起到消毒的作用，一定程度上可避免杂菌对发酵的影响，C 正确；
D、参与黄酒酿造的酵母菌是兼性厌氧型真核生物，其进行有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质，而进行
无氧呼吸产生CO2的场所是细胞质基质，D 错误。
故选C。
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
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
【答案】D
【分析】图示分析，酒精发酵的微生物是菌种a 酵母菌，醋酸发酵的微生物是菌种b 醋酸菌。
【详解】A、榨汁时，加入纤维素酶和果胶酶可提高猕猴桃汁的产量和澄清度，胰蛋白酶用于动物细胞的
分离，A 错误；
B、菌种a 是酵母菌，果酒发酵的温度约25~30℃，发酵过程需要先通气后保持无氧条件，菌种b 是醋酸菌，
醋酸发酵的温度约30~35℃，发酵需要氧气，通气条件不相同，B 错误；
C、菌种b 是醋酸菌，将乙醇氧化为醋酸的过程中不产生二氧化碳，C 错误；
3
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D、巴氏消毒法杀菌的温度较为温和，采用巴氏消毒法对猕猴桃醋杀菌，可以确保果醋中营养成分基本不
被破坏，D 正确。
故选D。
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
【答案】D
【分析】培养基和培养皿通常采用高压蒸汽灭菌法灭菌，金属材料多用干热灭菌法。纯化微生物的方法有
平板划线法和稀释涂布平板法。
【详解】A、 实验过程中，培养基通常都采用高压蒸汽灭菌法灭菌，培养皿采用干热灭菌法灭，A 正确；
B、 从培养基乙中挑选菌落，平板划线法可以通过接种针在固体培养基表面连续划线，使微生物分散成单
个细胞并繁殖形成单菌落，从而达到分离单菌落的目的，B 正确；
C、野生型谷氨酸棒状杆菌可以在培养基甲中生长，而精氨酸依赖型菌不能在培养基甲中生存，因为甲是
缺少精氨酸的培养基，所以培养基甲是一种选择培养基。过程②中向培养基甲中添加精氨酸，精氨酸依赖
型菌不能在缺少精氨酸的培养基上正常生长，所以添加精氨酸后可以将精氨酸依赖型菌筛选出来，C 正确；
D、 菌落A 是野生型菌种，菌落B 为精氨酸依赖型菌株，可作为鸟氨酸发酵的优良菌种，D 错误。
故选D。
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
4
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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
【答案】C
【分析】制作泡菜时要用到乳酸菌，乳酸菌发酵产生乳酸，使得菜具有特殊的风味，乳酸菌是厌氧菌，分
解有机物是不需要氧气的，因此泡菜坛要加盖并用一圈水来封口，以避免外界空气的进入，否则如果有空
气进入，就会抑制乳酸菌的活动，影响泡菜的质量。
【详解】A、接种发酵制作酸菜时，发酵微生物只有乳酸菌，且乳酸菌浓度较自然发酵高，故发酵时间短，
A 不符合题意；
BD、发酵制作酸菜时，发酵微生物只有乳酸菌，且乳酸菌浓度较自然发酵高，故发酵时间短，产酸快，
酸菜品质稳定，不含金黄色葡萄球菌等杂菌的引起酸菜腐败、酸臭味的代谢产物，亚硝酸盐含量低，有利
于人体健康，BD 不符合题意；
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,自然发酵也有这个特点，C 符合题
意；
故选C。
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，
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
【答案】A
【分析】1、酿酒的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型，有氧条件下，酵母菌进行有氧
呼吸为菌体繁殖提供能量，无氧条件下可进行无氧呼吸产生酒精。
2、消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部的一部分微生物，灭菌则是指
使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
【详解】A、酿酒的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型，有氧条件下，酵母菌进行有氧
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呼吸为菌体繁殖提供能量，无氧条件下可进行无氧呼吸产生酒精，即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酒精，A 正确；
B、高温制曲时，发酵温度可达到63°C，周围环境中的绝大多数酵母菌不能适应这个温度，B 错误；
C、酿酒过程中密封的时间太长，发酵罐中的氧气被耗尽，不利于酵母菌的繁殖，产生的酒精量减少，C 错
误；
D、发酵结束后可通过灭菌杀死茅台酒中的全部酿酒微生物以延长保存期，D 错误。
故选A。
（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
【答案】C
【分析】1、在艾弗里证明遗传物质是DNA 的实验中，艾弗里将S 型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分
离开，单独的、直接的观察它们各自的作用。另外还增加了一组对照实验，即DNA 酶和S 型活菌中提取的
DNA 与R 型菌混合培养。
2、培养酵母菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染．对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种
的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生。
3、抗生素消灭细菌的原理是抑制细菌细胞壁的合成、与细胞膜相互作用、干扰蛋白质的合成以及抑制核
酸的复制和转录等。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可从抑菌圈边缘菌落挑取大
肠杆菌，可能获得目的菌株。
4、将一定稀释度的样品接种在以尿素为唯一氮源的培养基上，并在适宜的条件下培养。分解尿素的微生
物能在该培养基上生长繁殖，而不能利用尿素的微生物不能生长繁殖，这是因为只有能够分解尿素的微生
物能够产生脲酶，从中获取氮源。
【详解】A、艾弗里将S 型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，单独的、直接的观察它们各自的作
用进行对比，R 型肺炎双球菌没有荚膜（菌落表面粗糙），S 型肺炎双球菌有荚膜（菌落表面光滑），该实
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验是通过观察培养基上形成的不同菌落特征，来判断转化是否成功的，A 不符合题意;
B、毛霉属于多细胞的真菌，由细胞形成菌丝，可根据毛霉的形态判定固体培养基是否是被毛霉污染了，B
不符合题意;
C、抗生素可消灭细菌，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是从抑菌圈边缘菌落挑
取大肠杆菌来获得目的菌株，没有依靠菌落外表形态特征做出判断，C 符合题意;
D、不同尿素降解菌降解尿素的能力不同，因此在分离出的以尿素为唯一氮源的尿素降解菌后，若要验证
其中是否有不同种类降解菌，可在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，接种并培养初步筛选的
菌种，若根据菌落周围出现红色环带的大小判定其种类，D 不符合题意。
故选C。
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
【答案】B
【分析】直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前子发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生
物进行发酵制作食品的技术一般称为传统发酵技术。利用传统发酵技术制作的食品，还有酱、酱油、醋、
泡菜和豆豉等。
【详解】A、虾酱是由微生物发酵形成的，虾酱特有风味的形成受发酵条件、发酵温度、发酵时间的影响，
A 正确；
B、传统虾酱的制作过程利用原料中带有的微生物进行发酵，不需要经过严格无菌操作，B 错误；
C、原料中的蛋白质会被蛋白酶水解成小分子的肽和氨基酸，C 正确；
D、虾酱发酵由乳酸菌、芽孢杆菌等多种微生物共同参与，虾酱发酵过程微生物种类和数量的分析有助于
改良风味，D 正确。
故选B。
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
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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
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
【答案】D
【分析】实验的自变量为培养条件（基础培养基中是否添加氨基酸及添加氨基酸的种类），因变量为粗糙
脉孢霉突变株的生长状况，其他的培养条件为无关变量，应该保持相同且适宜。
【详解】A、由表可知：除了组别①之外，其他组别的基础培养基中都添加了氨基酸，因此组别①是
②③④⑤的对照组，A 正确；
B、由题意表中信息可知：实验的自变量为培养条件，各组别的培养温度和时间均相同，说明培养温度和
时间均属于无关变量，B 正确；
C、由①②结果可知：粗糙脉孢霉突变株在基础培养基中无法生长，但在添加了甲、乙、丙3 种氨基酸的基
础培养基中能正常生长，这表明甲、乙、丙3 种氨基酸中有该突变株正常生长所必需的氨基酸，C 正确；
D、与组别①相比，在基础培养基中，若添加的氨基酸中含有丙种氨基酸，则粗糙脉孢霉突变株都能正常
生长，但在只添加甲、乙2 种氨基酸的基础培养基中无法生长，说明该突变株为氨基酸丙缺陷型，D 错误。
故选D。
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
【答案】D
【分析】泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸的过程。
【详解】A、制作泡菜是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，所以为制造无氧环境，制作泡菜的菜料要完全淹
没在煮沸后冷却的盐水，A 错误；
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B、制作酸奶时，将牛奶倒入灭菌后的奶瓶中，倒入的奶液量不要超过奶瓶容积的2/3，再将牛奶加热至90
℃，保温5 min，或将牛奶置于80 ℃恒温水浴箱中 15 min。如果采用市售未开封的鲜奶,可直接使用，不
需要灭菌，B 错误；
C、发酵时菜料装至八成满，然后加盐水，以利于乳酸菌的无氧呼吸，C 错误；
D、制作酸奶或泡菜时，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，D 正确。
故选D。
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
【答案】C
【分析】 微生物常见的接种的方法：
（1）平板划线法：把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞用接种环在平板培养基，通过
分区划线稀释而得到较多独立分布的单个细胞，经培养后生长繁殖成单菌落，通常把这种单菌落当作待分
离微生物的纯种。
（2）稀释涂布平板法：将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培
养基的表面，进行培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在
培养基表面形成单个的菌落。
【详解】A、酵母菌培养液使用前要灭活所有细菌和真菌，A 错误；
B、将含有酵母菌的培养基放置在28℃恒温培养箱中进行培养，B 错误；
C、稀释涂布平板法常用来统计样品中活菌的数目，当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的个单菌
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，
由此可知，可用稀释涂布平板法对酵母菌计数，C 正确；
D、酵母菌是真核细胞，具有高尔基体和内质网，可以对合成的蛋白质进行加工和修饰，D 错误。
故选C。
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（ ）
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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
【答案】C
【分析】由图可知，所筛选出的菌株之所以不能利用尿素，可能是由于不产生脲酶或分泌脲酶抑制剂。图
中②筛选的是不能在尿素唯一氮源培养基上生长，而能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌株用于后续的实
验。
【详解】A、平板划线法无需稀释，A 错误；
B、由图可知，②筛选不能在尿素唯一氮源培养基上生长，而能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌株用于
后续的实验，B 错误；
C、所筛选出的菌株之所以不能利用尿素，可能是由于不产生脲酶或分泌脲酶抑制剂，所以③可通过添加
脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙，C 正确；
D、由图可知，甲不产生脲酶而乙可以产生脲酶，且乙同时分泌脲酶抑制剂，粪便中可能还含有其他能产
生脲酶的菌株使甲能够产生NH3，所以粪便中添加菌株乙比甲更有利于NH3的减少，D 错误。
故选C。
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
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
【答案】D
【分析】1、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
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2、 产品不同，分离提纯的方法般不同。（1）如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养
液中分离出来；（2） 如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
3、 发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。
4、 发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强，
因而可以得到较为专的产物。
【详解】A、基因表达的产物是蛋白质，而井冈霉素是JGs 发酵生产的一种氨基寡糖类抗生素，A 错误；
B、JGs 接入发酵罐前需要扩大培养，该过程会影响JGs 的数量，进而影响井冈霉素的产量，B 错误；
C、在一定范围内提高JGs 发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量，但若浓度过大，反而会
降低井冈霉素的产量，C 错误；
D、JGs 是一种放线菌，菌体呈丝状生长，形成的菌落难以区分，因此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，D 正确。
故选D。
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
【答案】D
【分析】微生物平板划线和培养的过程中要保证始终没有杂菌的污染，接种环、培养基、试管等都需要进
行灭菌，实验操作过程应该在酒精灯火焰旁进行。
【详解】由图可知，②中拔出棉塞后应握住棉塞上部；⑥中划线时不能将培养皿的皿盖完全拿开，应只打
开一条缝隙；⑦中划线时第5 次的划线不能与第1 次的划线相连；⑧中平板应倒置培养。
①③④⑤正确，故选D。
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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
【答案】B
【分析】1、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。
2、只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离
出分解尿素的细菌。
【详解】A、根据题意，脲酶被去除镍后失去活性，说明镍是组成脲酶的重要元素，A 正确；
B、脲酶催化尿素水解的机理为降低化学反应所需的活化能，镍作为脲酶的重要组成元素，应该与降低尿
素水解反应的活化能有关，B 错误；
C、产脲酶细菌可利用NH4Cl 里的氮源进行代谢活动，因此产脲酶细菌可在以NH4Cl 为唯一氮源的培养基生
长繁殖，C 正确；
D、产脲酶细菌能利用脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可作为细菌生长的氮源，不能产脲酶的细菌则无法
分解尿素获得氮源，因此以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌，D 正确。
故选B。
（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（ ）
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
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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
【答案】10．A 11．D
【分析】酒精发酵是利用的酵母菌的无氧呼吸，需要的是无氧条件；醋酸发酵利用的是醋酸菌的有氧呼吸，
需要的是有氧条件。
10．A、酒精发酵是利用的酵母菌的无氧呼吸，属于放能反应，A 错误；
B、酒精发酵是利用的酵母菌的无氧呼吸，需要的是无氧条件，B 正确；
C、醋酸发酵利用的是醋酸菌的有氧呼吸，属于放能反应，C 正确；
D、醋酸发酵利用的是醋酸菌的有氧呼吸，需要的是有氧条件，D 正确。
故选A。
11．A、加酶榨汁环节加入果胶酶，破坏其细胞壁，有利于提高柿子汁产量，A 正确；
B、酒精发酵前可以可对柿子汁进行杀菌，再接种酵母菌，以利于酒精发酵，B 正确；
C、醋酸菌是好氧细菌当氧气糖原充足时可以将糖分解成醋酸，当缺少糖原时可以将乙醇转化为乙醛，再
有乙醛转化为醋酸，因此若柿子酒的酒精度过高，应稀释后再用于醋酸发酵，C 正确；
D、用不同品种和成熟度的柿子酿造的柿子醋风味不相同，D 错误。
故选D。
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
【答案】A
【分析】由图可知，接种时，相当于在培养基表面划了一个三角形的三条边。左边那条边
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线是用trpY 突变型菌液划线接种的，右边那个边是用trpX 突变型菌液接种的，最下面
那个边是用trpZ 突变型菌液划线接种的。最终结果是，trpY 那条接种线左下方出现了
又黑又粗的明显的菌落，trpX 那条接种线两头出现了明显的菌落，而trpZ 那条接种线，
没有长出明显的菌落，。
【详解】ABCD、添加少量色氨酸，突变体菌株可以生长，色氨酸合成途径的中间产物积累后可排出
胞外，进入培养基后，通过扩散，从而给其他突变型提供代谢原料，帮助其长出明显
的菌落。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，据图可知，trpX 不能为
trpY 和trpZ 提供原料，trpY 不能为trpZ 提供原料，trpZ 可以为trpX、trpY 的生长提供原料，推测3 种酶在
该合成途径中的作用顺序为X→Y→Z。
故选A。
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
【答案】D
【分析】发酵工程：（1）定义：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；主要为微生物细胞本身或者其代谢产物。（2）分离、提纯产物：产品若是微生物细胞，在发酵结
束后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥；产品若是微生物代谢物，则根据产物的性质采取 适当
的提取、分离和纯化措施。
【详解】A、黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧，相同菌体密度下，菌球体越大越不利于菌
体与氧气接触，柠檬酸产生速率越慢，A 正确；
B、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，发酵中期添加一定量的硫酸铵，
提高铵离子浓度，菌体内可提高柠檬酸产量，B 正确；
C、发酵过程中pH 下降导致细菌生命活动所必须的酶失活，可抑制大部分细菌的生长，C 正确；
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D、发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得柠檬酸产
品，D 错误。
故选D。
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
【答案】D
【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、食用醋的酸味主要来自醋酸，醋酸学名乙酸，A 正确；
B、醋酸菌是好氧型细菌，不适宜在无氧的条件下生存，B 正确；
C、在制醋时，缺失原料的情况下，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，因此醋酸菌体内含有催
化乙醇氧化成乙酸的酶，C 正确；
D、醋酸菌属于细菌，没有核膜包被的细胞核和众多细胞器，因此没有线粒体，D 错误。
故选D。
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：
(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 。
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(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 。
【答案】(1) 异养兼性厌氧 酒精
(2)新鲜水果表皮附着酵母菌
(3) 平板划线法 稀释涂布平板法
(4) 作为空白对照组，排除基因表达载体对乙醇产量的影响 菌株C＞菌株A=菌株B＞菌株D
(5)从菌株A 获得X、Y 基因，使用4 种引物分别扩增X、Y 基因，其中X 基因后端和Y 基因前端的引物末端
部分序列互补配对，可形成具有重叠链的PCR 产物，接着利用融合PCR 技术构建融合基因，再将获得的融
合基因构建基因表达载体，将基因表达载体导入菌株，进行目的基因检测与鉴定，最终获得菌株E。
【分析】酵母菌是兼性厌氧菌，在无氧条件下进行酒精发酵；醋酸菌是好氧细菌，当氧气、糖源都充足时，
能将糖分分解成醋酸，当缺少糖源时，则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变成醋酸。
【详解】（1）酿酒酵母在有氧和无氧的条件下都能生存，属于异养兼性厌氧型微生物，在无氧条件下能
进行酒精发酵，因此常用于制作果酒。
（2）传统发酵中，新鲜水果不接种酿酒酵母也能制备果酒，因为新鲜水果表面附着着酵母菌。
（3）实验室获得该单一菌种的分离方法有稀释涂布平板法和平板划线法，稀释涂布平板法中，经过一定
的稀释后将菌液涂布在固体培养基上，可以获得单菌落；平板划线法是在无菌平板表面进行连续划线，微
生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少，并逐步分散开来，经多次划线培养后，可在平板表面得到单
菌落。
（4）菌株B 导入不含FLO 基因的表达载体作为空白对照组，可以排除表达载体对乙醇产量结果的影响，根
据题干可知，FLO 基因表达的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，FLO 基
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因数：菌株C＞菌株B＞菌株D，所以乙醇产量：菌株C＞菌株A=菌株B＞菌株D。
（5）菌株E 中无单独的X 和Y 基因，菌株A 含有X 和Y 基因，需要先利用限制酶从菌株A 获得X、Y 基因，
使用4 种引物分别扩增X、Y 基因，其中X 基因后端和Y 基因前端的引物末端部分序列互补配对，可形成具
有重叠链的PCR 产物，利用融合PCR 技术构建融合基因，再将获得的融合基因构建基因表达载体，将基因
表达载体导入菌株，进行目的基因检测与鉴定，最终获得菌株E。
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 。
(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。
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结果说明，酵母菌可通过产生 以抵抗H2O2的伤害。
【答案】(1) 酒精/C2H5OH ATP
(2)无氧取样，无氧培养
(3)不能，因为没有“接触 O2 后，酵母菌内源 H2O2 浓度上升”的证据
(4)过氧化氢酶/H2O2 酶
【分析】【关键能力】
（1）信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
酵母菌
兼性厌氧型微生物
无氧条件（密闭发酵罐）：酵母进进行无氧呼吸，
产生酒精和CO2
有氧条件：酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖
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
自变量是不同氧气含量，
因变量是酵母菌生长分支
即相关调控情况
图甲中，无氧取样，无氧培养条件下，菌落数最
多，说明该条件下，占比较低的菌种也会产生菌
落，有利于保留占比很低菌种
（2）逻辑推理与论证
【详解】（1）酵母菌在密闭发酵罐中进行无氧呼吸，会产生酒精（C2H5OH）和CO2。有氧培养时，酵母菌
进行有氧呼吸，有机物被彻底氧化分解，产生大量能量，而无氧呼吸中有机物不能彻底分解，只产生少量
能量，故有氧培养时酵母菌增殖速度明显快于无氧培养。
（2）由图甲结果可知，无氧/无氧条件下，菌落数最多，因此有利于保留占比很低菌种的采集条件是无
氧/无氧。
（3）依据图乙结果可知，随着H2O2浓度的持续上升，酵母菌存活率下降（酵母菌受损程度加深），但不
能证明酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的H2O2浓度会持续上升，因为没有“接触 O2 后，酵母菌内源
H2O2 浓度上升”的证据。
（4）过氧化氢酶能催化H2O2分解出现明显气泡，因此实验结果说明，酵母菌可通过产生过氧化氢酶以抵
抗H2O2的伤害。
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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
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。
【答案】(1)前者微生物分散的活菌和死菌一起计数，后者存在多个活菌形成一个菌落的情况且只计数活菌
(2)5000
(3) 杀死涂布器上可能存在的微生物，防止涂布器上可能存在的微生物污染 防止温度过高杀死菌
种
(4) A A 消毒液活菌数减少量最多，且杀菌时间较短，效率最高
(5)黑
【分析】【关键能力】
（1）信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
两种计数方法
得到的数目不
同
显微镜直接计数
法和菌落计数法
显微镜直接计数法把死菌和活菌一起计数，菌落计数法计数只计活
菌数，还可能存在多个活菌形成一个菌落的情况
涂布器应先在
酒精灯上灼烧
消毒和灭菌的方
法
菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，灼烧的目的是杀死
涂布器上可能存在的微生物，防止涂布器上可能存在的微生物污染
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鉴别培养基鉴
别大肠杆菌
鉴别培养基
大肠杆菌在伊红美蓝培养基上生长的菌落呈黑色
（2）逻辑推理与论证
【详解】（1）显微镜直接计数法把死菌和活菌一起计数。菌落计数法计数只计活菌数，还可能存在多个
活菌形成一个菌落的情况，故前者的数量多于后者。
（2）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，即稀释了10 倍，1mL 细菌原液中细
菌浓度=（菌落数÷菌液体积）×稀释倍数=（100÷200 μL）×10 个=5000 个。
（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。灼烧的目的是杀死涂布器上可能存
在的微生物，防止涂布器上可能存在的微生物污染，冷却的目的是防止温度过高杀死菌种。
（4）A 消毒液活菌数减少量最多，且杀菌时间较短，效率最高，因此A 消毒液杀菌效果最好。
（5）大肠杆菌在伊红美蓝培养基上生长的菌落呈黑色。
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