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专题十二 生物技术实践
考点一 传统发酵技术的应用
一、发酵与传统发酵技术
1．发酵的概念
发酵是人们利用微生物，在适宜的条件下，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。
2．传统发酵技术
二、传统发酵食品的制作
1．腐乳制作
(1)原理：蛋白质―――→小分子的肽和氨基酸。脂肪―――→甘油和脂肪酸。
(2)腐乳制作过程中参与的微生物：毛霉是一种丝状真菌，其繁殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需氧型。
2．泡菜的制作
(1)乳酸菌发酵制作泡菜的原理：C6H12O6――→2C3H6O3(乳酸)＋能量。
(2)制作泡菜的方法步骤
(3)泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
发酵
时期
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
发酵
初期
少(有O2，乳酸菌活动
受抑制)
少
增加(硝酸盐还原菌的
作用)
1
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发酵
中期
最多(乳酸抑制其他菌
活动)
积累、增多、pH 下降
下降(硝酸盐还原菌受
抑制，部分亚硝酸盐
被分解)
发酵
后期
减少(乳酸继续积累，
pH 继续下降，抑制其
活动)
继续增多，pH 继续下
降
下降至相对稳定(硝酸
盐还原菌被完全抑制)
变化
曲线
注意
亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化
氨形成的
深度思考
①在泡菜制作过程中营造“无氧环境”的3 项措施是什么？
提示 a．选择的泡菜坛要密封性好。b.加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料。c.盖上坛盖后
要在坛盖边沿的水槽中注满清水。
②为什么泡菜坛只能装八成满？
提示 在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中有较多
的CO2，如果泡菜坛装得太满，发酵液可能会溢出坛外。另外，泡菜坛装得太满，会使盐水不太容易完全淹没菜
料，从而导致坛内菜料变质腐烂。泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。
③盐水要煮沸后冷却使用的目的是什么？
提示 煮沸的目的是除去水中的氧气，杀灭盐水中的其他杂菌。冷却的目的是保证乳酸菌等微生物的生命活动不
受影响。
④用盐过多时，制作的泡菜会“咸而不酸”，原因是什么？
提示 盐过多，抑制了乳酸菌发酵。
3．果酒和果醋的制作
(1)原理和条件
项目
制作果酒
制作果醋
发酵菌种
酵母菌
醋酸菌
代谢类型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
发酵过程
有氧条件下，酵母菌通过有
氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋
6H2O＋6O2――→6CO2＋
12H2O＋能量；无氧条件
下，酵母菌通过无氧呼吸产
生酒精：
C6H12O6――→2C2H5OH＋
2CO2＋能量
O2、糖源充足时：
C6H12O6＋
2O2――→2CH3COOH＋
2CO2＋2H2O＋能量；
O2充足、缺少糖源时：
C2H5OH＋
O2――→CH3COOH＋H2O＋
能量
对氧的
需求
前期需氧，后期不需氧
一直需氧
2
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产物检测
闻气味、品尝、酸性条件下
的重铬酸钾(橙色→灰绿色)
酸碱指示剂(pH 试纸)、闻气
味、品尝
(2)方法步骤
深度思考
(1)制作葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～30 ℃？制作葡萄醋时，为什么要将温度控制在30～35 ℃？
提示 温度是影响酵母菌和醋酸菌生长和发酵的重要因素。酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃。因此需要将温度
控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30～35 ℃，因此要将温度控制在30～35 ℃。
(2)在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何
避免这种影响？
提示 制作果酒的过程中，除酵母菌之外，还会有其他杂菌生长，它们会在酒精发酵中污染发酵液，而避免发酵
液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如，榨汁机、发酵瓶要清洗干净，装入葡萄汁后，封闭充气口；每次
排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。
(3)在家庭制作葡萄酒的过程中，不需要严格的消毒过程也能完成发酵，原因是什么？
提示 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。
(4)醋酸菌醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要打开通气阀，请说明其原因。
提示 醋酸菌是一种好氧细菌，在发酵过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。
考点二 发酵工程及其应用
1．发酵工程基本环节
3
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2．啤酒的工业化生产流程
(1)啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的
(2)“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别
3．发酵工程的特点
4
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4．发酵工程的应用
(1)在食品工业上的应用
①生产传统的发酵产品。
②生产各种各样的食品添加剂。
③生产酶制剂。
(2)在医药工业上的应用
①获得具有某种药物生产能力的微生物。
②直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。
③利用基因工程，将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物可以作为疫苗使用。
(3)在农牧业上的应用：生产微生物肥料、农药和饲料。
(4)其他方面的应用
①利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。
②极端微生物的应用：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。
延伸应用
(1)青霉素发酵是高耗氧过程，如何能够在发酵过程中给微生物持续高效地供氧呢？(提示：血红蛋白具有携带O2的
能力。)
提示 可以用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉素生产菌来提高菌体对氧的吸收和利用率。
(2)在青霉素发酵过程中，总有头孢霉素产生。人们通过对青霉素生产菌代谢途径的研究发现，在青霉素与头孢霉
素的合成过程中，它们有一个共同的前体，这个前体经过两种不同酶的作用分别合成两个产物。如何改造青霉素
生产菌使其只生产青霉素，或者只生产头孢霉素呢？
提示 可以对两种酶的基因进行改造或敲除其中一种酶的基因，从而使青霉素生产菌只生产一种产物。
(3)引起全球新冠肺炎大流行的元凶是新冠病毒，利用发酵工程相关知识，如何大量生产新冠病毒疫苗？
提示 可将新冠病毒的抗原基因转入某种微生物体内，再通过发酵工程大量生产新冠病毒疫苗。
考点三 微生物的培养技术及应用
1．培养基的配制
(1)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)用途：用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。
(3)类型：按物理状态分类
培养基种类
特点
用途
液体培养基
不含凝固剂，呈液体状态
工业生产
固体培养基
含凝固剂(如琼脂)，呈固体状态
微生物的分离、鉴定，活菌计
数，菌种保藏
(4)成分
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成分
含义
作用
来源
碳源
提供碳元素的物质
构成生物体的细胞的物质和
一些代谢产物，有些也是异
养生物的能源物质
无机碳源：CO2、
NaHCO3等；有机
碳源：糖类、牛肉
膏等
氮源
提供氮元素的物质
合成蛋白质、核酸等物质
无机氮源：N2、
NH3、铵盐、硝酸
盐等；有机氮源：
蛋白胨等
无机盐
为微生物提供除碳、
氮之外的各种重要元
素，包括大量元素和
微量元素
为微生物提供无机营养，调
节培养基的pH 等
无机化合物：
KH2PO4、
K2HPO4、NaCl 等
水
生物体含量最高的无
机化合物
良好的溶剂，参与化学反应
等
培养基、代谢产物
2．无菌技术
(1)目的：获得纯净的培养物。
(2)关键：防止杂菌污染。
(3)区别：消毒与灭菌的比较
比较项目
条件
结果
常用方法
应用范围
消毒
较为温和
的物理、
化学或生
物等方法
仅杀死物体表面
或内部一部分微
生物
煮沸消毒法
日常用品
巴氏消毒法
不耐高温的液体
化学药物消毒法
操作空间、操作
者的衣物和手等
紫外线消毒法
接种室、接种箱
或超净工作台
灭菌
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
湿热灭菌法
培养基、容器等
干热灭菌法
玻璃器皿、
金属用具等
灼烧灭菌法
接种工具等
(4)其他操作
①做好消毒和灭菌工作后，要注意避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。
②为了避免周围环境中微生物的污染，接下来的许多操作都应在超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行。
3．微生物的纯培养
(1)概念辨析
6
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(2)酵母菌纯培养的操作步骤
请思考以下问题：
①平板冷凝后，要将平板倒置的原因是什么？
提示 因为平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，平板倒置后，既可避免培养基表面的水分过快地挥发，又可防止皿
盖上的水珠落入培养基，造成污染。
②在接种前随机取若干个灭菌后的未接种的平板，先行培养了一段时间，这样做的目的是检测培养基平板灭菌是
否合格。
(3)平板划线法操作步骤
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据图思考以下问题：
a．第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，这样做的目的是什么？
提示 能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个微生物繁殖形成的纯培养物。
b．操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束时，仍需灼烧接种环，每次
灼烧的目的填写下表：
项目
第一次操作
每次划线之前
划线结束
目的
杀死接种环上原有
的微生物
杀死上次划线后接种环上
残留的菌种，使下次划线
的菌种直接来源于上次划
线的末端，使每次划线菌
种数目减少
杀死接种环上残存的菌
种，避免微生物污染环境
和感染操作者
c．平板划线时最后一次划线为何不能与第一次划线相连？
提示 最后一次划线已经将酵母菌稀释成单个细胞，如果与第一次划线相连，则增加了酵母菌数目，得不到纯化
的效果。
考点四 微生物的选择培养和计数
1．区分选择培养基与鉴别培养基
种类
特点
用途
举例
选择培养基
允许特定种类的微生物
从众多微生物中分
加入青霉素分离得到
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生长，同时抑制或阻止
其他种类微生物生长
离所需的微生物
酵母菌和霉菌
鉴别培养基
根据微生物的代谢特点
在培养基中加入某种指
示剂或化学药品，进而
产生特定的颜色或其他
变化
鉴别不同种类的微
生物
用伊红—亚甲蓝培养
基鉴别大肠杆菌
2．微生物的选择培养和数量测定
(1)稀释涂布平板法步骤
①系列稀释操作：该操作常用在将细胞接种到培养基之前，通过液体稀释的方法分散细胞，随着稀释程度的增大，
单位体积中的微生物细胞数量减少，细胞得以分散。
操作步骤：
②涂布平板操作步骤
(2)微生物的数量测定方法
①显微镜直接计数法
②间接计数法——活菌计数法(即稀释涂布平板法)
原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平
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板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
根据图示问答以下问题：
Ⅰ.为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300 的平板进行计数。
Ⅱ.为什么用此种方法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目低？
提示 因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。
Ⅲ.某同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234 个(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1
mL)，那么稀释倍数为106 的试管中细菌的浓度是2.34×103 个/mL，稀释倍数为10 的锥形瓶中细菌的浓度为
2.34×108个/mL，所以每克样品中的细菌数是2.34×109个。
3．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作
(1)实验原理
(2)实验流程
(3)实验结果分析与评价
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考向一 果酒和果醋制作的过程
1．（2021 高三上·安顺月考）下图甲是果酒和果醋发酵的装置图，图乙是果酒和果醋制作过程中发生的物质变化。
下列有关叙述中，正确的是( )
A．甲装置可先用于果醋的制作，后用于果酒的制作
B．用甲装置制作果酒时，要加入适量的酵母菌，且一直关紧阀b
C．酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵
D．过程③和④都需要氧气的参与，但反应场所不同
考向二 泡菜的制作
2．（2022·杭州模拟）下列关于“泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定”实验的叙述，错误的是（ ）
A．用热水冲洗泡菜坛以达到消毒的目的
B．用开水浸泡蔬菜利于胞内营养物流出
C．用蒸馏水冲洗待测泡菜以去除蛋白质
D．用容量瓶进行定容有利于后续的计算
考向三 发酵工程及其应用
3．如图表示啤酒工业化生产的简要流程。下列说法错误的是（ ）
A．直接利用基因工程菌发酵生产的淀粉酶可省略制麦环节
B．发酵开始前，对于发酵罐以及各种连接管道都需要进行彻底灭菌
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C．主发酵结束后，发酵液还要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵
D．小规模酿造的“精酿”啤酒不添加食品添加剂，比“工业”啤酒更健康
考向四 培养基与无菌技术
4．无菌技术包括以下几个方面的叙述，其中正确的是( )
A．紫外线照射前，适量喷洒石炭酸等消毒液，可以加强消毒效果
B．牛奶的消毒常用紫外线消毒法
C．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D．在微生物接种的实验中，用95%酒精对实验者的双手和超净工作台进行消毒
考向五 微生物的纯培养
5．如图是微生物平板划线示意图，划线的顺序为1→2→3→4→5，下列说法正确的是( )
A．操作前要将接种环用酒精消毒
B．划线操作须在酒精灯火焰附近进行
C．只有在5 区才可以得到所需菌落
D．在1、2、3、4、5 区域中划线前后都不需要对接种环灭菌
考向六 微生物的选择培养
6．营养缺陷型菌株是野生型菌株经过人工诱变或自发突变失去合成某种成长因子的能力，只能在补充了相应的生
长因子的基本培养基中才能正常生长的变异菌株。某研究小组对酵母菌用紫外线照射后将其接种到甲培养皿的培
养基上，一段时间后将甲培养皿的菌落影印接种(不改变菌落位置)到乙、丙两培养皿的培养基中，进一步培养得到
如下图所示结果。
下列分析正确的是( )
A．接种到甲培养皿采用的是平板划线法
B．甲、丙两培养皿中的培养基是基本培养基
C．甲培养皿中菌落数有可能比接种的酵母菌数少
D．甲、乙、丙三个培养皿都可能存在营养缺陷型菌落
归纳总结 两种纯化方法的比较
项目
平板划线法
稀释涂布平板法
分离
结果
关键
操作
接种环在固体培养基表面连续划线
①一系列的梯度稀释；②涂布平
板操作
接种
接种环
涂布器
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用具
优点
可以观察菌落特征，对混合菌进行
分离
可以计数，可以观察菌落特征
缺点
不能计数
操作复杂，需要涂布多个平板
共同点
都要用到固体培养基；都需进行无菌操作；都会在培养基表面形成单
个的菌落；都可用于观察菌落特征
考向七 微生物的分离和计数
7．(2020·全国Ⅰ，37)某种物质S(一种含有C、H、N 的有机物)难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降
解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S 的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，
甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S 和Y。
回答下列问题：
(1)实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用__________________的方法进行灭菌。乙培养基中的Y 物质是
________。甲、乙培养基均属于________培养基。
(2)实验中初步估测摇瓶M 中细菌细胞数为2×107个/mL，若要在每个平板上涂布100 μL 稀释后的菌液，且保证每
个平板上长出的菌落数不超过200 个，则至少应将摇瓶M 中的菌液稀释________倍。
(3)在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S 超过某一浓度时，某菌株对S 的降解量反而下降，其原因可能是
______________________________________________________________
______________________________________________________________(答出1 点即可)。
(4)若要测定淤泥中能降解S 的细菌细胞数，请写出主要实验步骤：_____________________
________________________________________________________________________。
(5) 上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供4 类营养物质，即
________________________________________________________________。
〖2023 年高考真题〗
1．（2023·北京·统考高考真题）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.．（2023·山东·高考真题）平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是（ ）
A．不含氮源的平板不能用于微生物培养
B．平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C．接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D．利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
3.（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（ ）
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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
4．（2023·广东·统考高考真题）研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。
根据堆肥温度变化曲线（如图）和选择培养基筛选原理来判断，下列最可能筛选到目标菌的条件组合是（ ）
A．a 点时取样、尿素氮源培养基
B．b 点时取样、角蛋白氮源培养基
C．b 点时取样、蛋白胨氮源培养基
D．c 点时取样、角蛋白氮源培养基
5．（2023·浙江·统考高考真题）某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌，进行了如下实验：取泡菜汁样品，划线
接种于一定NaCl 浓度梯度的培养基，经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是（ ）
A．培养基pH 需偏碱性
B．泡菜汁需多次稀释后才能划线接种
C．需在无氧条件下培养
D．分离得到的微生物均为乳酸菌
6．（2023·江苏·统考高考真题）下列关于细菌和酵母菌实验的叙述正确的是（ ）
A．通常酵母菌培养基比细菌培养基有更高的碳氮比
B．通常细菌的生长速度比酵母菌快，菌落比酵母菌落大
C．通常细菌培养基用高压蒸汽灭菌法灭菌，酵母菌培养基用过滤除菌法除菌
D．血细胞计数板既可用于酵母菌的数量测定，也可用于细菌的数量测定
7．（2023·江苏·统考高考真题·多选）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
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D．啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间
8．（2023·山东·高考真题·多选）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
9.（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。
（1）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O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合
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
（2）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
10．（2023·北京·统考高考真题）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）
。
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11．（2023·全国·统考高考真题）某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是：
先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆
（清水淋洗时菌T 不会流失），在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵（酒精发酵）。实验流程如图所
示。
回答下列问题。
(1) 在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T 能够将秸秆中的纤维素大量分解，其原因是
。
(2) 采用液体培养基培养酵母菌，可以用淋洗液为原料制备培养基，培养基中还需要加入氮源等营养成分，氮源的
主要作用是
（答出1 点即
可）。通常，可采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。在使用该方法时，为了达到良好的灭菌效果，需要注意
的事项有
（答出2 点即可）。
(3) 将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是
。但是在酵母菌发酵过程中，还需适
时拧松瓶盖，原因是
。发酵液中的乙
醇可用
溶液检测。
(4)本实验收集的淋洗液中的
可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相
比，本实验中乙醇生产方式的优点是
。
12．（2023·全国·统考高考真题）为了研究蛋白质的结构与功能，常需要从生物材料中分离纯化蛋白质。某同学用
凝胶色谱法从某种生物材料中分离纯化得到了甲、乙、丙3 种蛋白质，并对纯化得到的3 种蛋白质进行SDS 一聚丙
烯酰胺凝胶电泳，结果如图所示（“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极）。已知甲的相对分子质量是乙的2 倍，
且甲、乙均由一条肽链组成。回答下列问题。
(1)图中甲、乙、丙在进行SDS 一聚丙烯酰胺凝胶电泳时，迁移的方向是
（填
“从上向下”或“从下向上”）。
(2)图中丙在凝胶电泳时出现2 个条带，其原因是
。
(3)凝胶色谱法可以根据蛋白质
的差异来分离蛋白质。据图判断，
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甲、乙、丙3 种蛋白质中最先从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是
，最后从凝胶色谱柱中洗脱出
来的蛋白质是
。
(4)假设甲、乙、丙为3 种酶，为了减少保存过程中酶活性的损失，应在
（答出1 点即可）条件
下保存。
〖2022 年高考真题〗
1．（2022·江苏·统考高考真题）下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计，不合理的是（ ）
A．选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株
B．在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源
C．适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落
D．可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌
2．（2022·辽宁·统考高考真题）为避免航天器在执行载人航天任务时出现微生物污染风险，需要对航天器及洁净
的组装车间进行环境微生物检测。下列叙述错误的是（ ）
A．航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物
B．细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀
C．在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品
D．采用平板划线法等分离培养微生物，观察菌落特征
3．（2022·天津·高考真题）下图所示实验方法的应用或原理，不恰当的是（ ）
实验方法
应用
原理
A．分离绿叶中的色素
B．不同色素在层析液中溶解度不同
C．细菌计数
D．逐步稀释
A．A
B．B
C．C
D．D
4．（2022·海南·统考高考真题）为探究校内植物园土壤中的细菌种类，某兴趣小组采集园内土壤样本并开展相关
实验。下列有关叙述错误的是（ ）
A．采样时应随机采集植物园中多个不同地点的土壤样本
B．培养细菌时，可选用牛肉膏蛋白胨固体培养基
C．土壤溶液稀释倍数越低，越容易得到单菌落
D．鉴定细菌种类时，除形态学鉴定外，还可借助生物化学的方法
5．（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（ ）
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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
6．（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
7．（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
8．（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
9．（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
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10．（2022·浙江·统考高考真题）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
11．（2022·江苏·统考高考真题·多选）在制作发酵食品的学生实践中，控制发酵条件至关重要。下列相关叙述错误
的有（ ）
A．泡菜发酵后期，尽管乳酸菌占优势，但仍有产气菌繁殖，需开盖放气
B．制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3，制作泡菜的盐水要淹没全部菜料
C．葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入无菌空气制作葡萄醋
D．果酒发酵时温度宜控制在18-25℃，泡菜发酵时温度宜控制在30-35℃
12．（2022·辽宁·统考高考真题·多选）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
13．（2022·山东·高考真题·多选）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
14．（2022·重庆·统考高考真题）研究发现柑橘精油可抑制大肠杆菌的生长。某兴趣小组采用水蒸气蒸馏法和压榨
法提取了某种橘皮的精油（分别简称为HDO 和CPO），并研究其抑菌效果的差异。
(1)为便于精油的提取，压榨前需用
浸泡橘皮一段时间。在两种方法收集的油水混合物中均加入
NaCl，其作用是
；为除去
油层中的水分，需加入
。
(2)无菌条件下，该小组制备了两个大肠杆菌平板，用两片大小相同的无菌滤纸分别蘸取HDO 和CPO 贴于含菌平板
上，37℃培养24h，抑菌效果见如图。有同学提出该实验存在明显不足：①未设置对照，设置本实验对照的做法是
，其作用是
；②不
足之处还有
（答两点）。
(4) 若HDO 的抑菌效果低于CPO，从提取方法的角度分析，主要原因是
。
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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。
16．（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
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。
(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
。
17．（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）
(4) 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
。
18．（2022·全国·统考高考真题）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。
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(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）。
19．（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：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。
培养基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。
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。
菌株
透明圈大小
平板Ⅰ
平板Ⅱ
A
+++
++
B
++
-
(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是
。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，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N0个A 细菌，繁殖n 代后细菌的数量是 。
(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
。
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