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专题18 发酵工程
考点概览
考点01 微生物培养
考点02 传统发酵的应用
微生物培养
1．（2024·四川攀枝花·一模）饮用被细菌污染的水后，细菌在消化道内会繁殖并产生毒素，引起急性肠胃
炎。某同学利用图1 所示方法，检测饮用水的细菌含量，图2 为不同稀释度下得到的平板。下列相关叙
述不正确的是（ ）
A．配制图1 所示固体培养基时，需要先调整到适宜的pH，再分装、灭菌
B．图1 中①～③三个培养皿菌落数的平均值乘稀释倍数即为样品中细菌数
C．图2 是稀释涂布平板法的结果，统计的菌落数比活菌的实际数目要少
D．图2 所示的平板中，a 和c 的计数结果不适合用于计算样品中的细菌数
考点01
2．（2024·四川眉山·一模）科研人员通过改良发酵工艺“把玉米变成衣服”，即利用大肠杆菌将玉米转化
戊二胺，再将戊二胺转化为尼龙布的过程，如图所示。其中，戊二胺不能从大肠杆菌体内排出，且对
细胞有毒害作用。下列相关分析正确的是（ ）
A．该工业生产中要使用淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等酶制剂
B．发酵过程中，应将培养液置于无氧、pH 酸性的环境中
C．发酵时定期更换培养液，能降低戊二胺对大肠杆菌的毒害
D．发酵结束后，可采用过滤、沉淀等方法获得戊二胺
3．（2024·四川眉山·一模）为探究农田土壤中分解尿素的细菌的数量，某研究小组取某地的相同土壤样品
制成10－3、10－4两种稀释液，分别涂布接种到牛肉膏蛋白胨固体培养基和以尿素为唯一氮源的固体培
养基中。培养48h 后，观察到其中一个培养基中菌落连成一片，无法计数，推测该培养基最可能是（
）
A．10－3稀释液+牛肉膏蛋白胨固体培养基
B．10－4稀释液+牛肉膏蛋白胨固体培养基
C．10－3稀释液+以尿素为唯一氮源的固体培养基
D．10－4稀释液+以尿素为唯一氮源的固体培养基
4．（2024·四川攀枝花·一模）北魏农学巨著《齐民要术》记载了许多古人在实际生产中积累的经验，也蕴
藏着众多生物学知识。请阅读表格中的古籍原文，判断以下相关叙述，正确的是（ ）
工艺
名称
古籍原文
酿酒
技术
浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷
制醋
技术
大率酒一斗，用水三斗，合瓮盛，置日中曝之……七日后当臭，衣生，勿得怪
也，但停置，勿移动，挠搅之。数十日，醋成
A．实验室里培养制醋微生物时，需要将培养基的pH 调至酸性
B．酿酒和制醋过程所用的微生物细胞内都有以核膜为界限的成形细胞核
C．“鱼眼汤”是指液面冒出小泡的现象，由微生物呼吸作用释放CO2形成
D．“衣生”指发酵液表面形成一层菌膜的现象，主要是由乳酸菌大量繁殖形成
5．（2024·四川成都·一模）酒曲中纷繁复杂的微生物可将谷物中的淀粉降解为葡萄糖，并进一步发酵形成
酒精等代谢产物。《尚书·说命》中记载，“若作酒醴，尔惟曲糵”。曲糵，即为酒曲的最早记录，指
发芽、发霉的谷物混合物。下列对传统白酒制作工艺的分析，错误的是（ ）
A．传统酒曲微生物种类多，发酵中不易产生杂菌污染
B．发芽的谷物、酒曲中的部分微生物可产生淀粉酶
C．传统酿酒工艺中使用的曲糵含有酵母菌等微生物
D．将老曲、新谷物混匀，可在通风条件下制成酒曲
6．（2024·四川德阳·一模）2024 年8 月，新闻报道市面上销售的部分雪糕存在大肠杆菌超标的问题。某同
学为探究他喜爱的某种雪糕是否存在同样的问题，以下思路错误的是（ ）
A．选择多支雪糕进行检测，以提高结果的可靠性
B．使用接种环接种时，注意不能划破固体培养基
C．实验需要设置空白对照，即接种无菌水作对照
D．培养大肠杆菌时，需将pH 调至中性或弱碱性
7．（2024·四川德阳·一模）生物兴趣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(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。下列说法正确的是（ ）
A．菌T 可产生分解纤维素的酶，其分解产物是酵母菌的碳源
B．为了不破坏淋洗液中的营养物质，对淋洗液进行巴氏消毒
C．为提高发酵的乙醇产量，需始终保持发酵瓶处于密闭状态
D．发酵后，产生的乙醇使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
8．（2024·四川泸州·一模）乳链菌肽是由某类乳酸菌产生的一种多肽，是天然抑菌剂。某工厂生产该类乳
酸菌用于工业发酵乳链菌肽，当发酵液中菌体的浓度为2×1011个/L 时发酵过程结束，经处理后分装、
质检后可上市。下列有关说法错误的是（ ）
A．培养菌株之前宜采用湿热灭菌的方法对培养基进行灭菌处理
B．为保证培养的活菌数符合产品要求不宜采用显微镜直接计数
C．发酵结束前取0.2mL 发酵液涂布平板计数时稀释度为10-7最合适
D．发酵结束后可采用过滤、沉淀等方法将发酵液中菌体分离和干燥
9．（2024·四川南充·一模）L-亮氨酸作为必需氨基酸，广泛应用于医药、食品、饲料和化工等各个领域。
研究人员获得一株高产L-亮氨酸的工程菌株——谷氨酸棒状杆菌，并成功实现了大规模发酵生产。下
列叙述错误的是（ ）
A．该谷氨酸棒状杆菌可通过诱变育种或基因工程育种获得
B．在发酵生产之前还需要对谷氨酸棒状杆菌进行扩大培养
C．谷氨酸棒状杆菌在发酵罐内的发酵是该工程的中心环节
D．发酵结束后可采用过滤、沉淀等方法收集获得L-亮氨酸
10．（2024·四川南充·一模）研究员从柽柳根际土壤中筛选出了某种耐盐碱促生菌，对其分别进行了耐盐
碱能力测试和对植物生长发育的影响实验，发现该菌株不仅能在盐浓度为0~160g/L、pH 为7.0~11.0
的条件下生长，还能显著促进拟南芥、玉米在盐碱胁迫下的生长发育。下列叙述错误的是（ ）
A．筛选该促生菌株需要用高盐、碱性的选择培养基
B．该促生菌株耐盐碱能力测试的试验中自变量是盐浓度
C．筛选到的促生菌株可用稀释涂布平板法进行纯培养并计数
D．该促生菌株可以作为研究盐碱地专用微生物肥料的候选菌株
11．（2024·四川南充·一模）青梅果实中含有大量的齐墩果酸、丙酮酸等活性物质，常制作成具有保健功
能的青梅饮品，其中青梅酒和青梅醋深受人们喜爱，其制作流程如下图。下列叙述正确的是（ ）
A．生物A 和生物C 都能进行无氧呼吸并产生CO2
B．可以用胰蛋白酶和果胶酶进行酶解以破坏细胞壁
C．由反应①到反应②需要提高温度并改善通气状况
D．可用澄清的石灰水来检测溶液B 中是否含有乙醇
12．（2024·四川巴中·一模）啤酒是一种以麦芽和水为主要原料，加入啤酒花和酵母发酵而制成的发酵酒，
其发酵过程分主发酵和后发酵两个阶段。啤酒的工业化生产流程如图所示，下列选项正确的是（ ）
A．图中焙烤的目的是为了加热杀死种子胚，同时使淀粉酶失活
B．图中蒸煮的目的是终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌
C．图中发酵产酒精阶段可通入适量空气促进酵母菌大量繁殖
D．后发酵阶段主要进行酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成
13．（2024·四川巴中·一模）近年来，拟除虫菊酯类农药（简称PP）因其稳定、高效被广泛应用于农业生
产中，而PP 的降解中间产物3-PBA 对环境有较大的危害性。我国研究人员在实验室中筛选分离出一
株3-PBA 的高效降解菌HA516，将该菌用于环境保护实践时，下列选项中，问题解决的优先级最低的
是（ ）
A．菌株HA516 是否会产生对环境有害的物质
B．菌株HA516 能否以3-PBA 作为唯一的碳源
C．菌株HA516 降解3-PBA 过程是否会产生二次污染
D．菌株HA516 能否在自然环境中进行大量生长繁殖
14．（2024·四川·一模）工业生产中常用谷氨酸棒状杆菌的高丝氨酸缺陷型菌作为赖氨酸的发酵菌株。科
研人员将紫外线照射处理过的野生谷氨酸棒状杆菌菌液（原菌液），经过程①（稀释10 倍）接种在
培养基甲上培养，菌落数目不再增加时如图中甲平板。过程②表示向培养基甲中添加某种物质，继续
培养。下列叙述正确的是（ ）
A．菌落A 是诱变产生的高丝氨酸营养缺陷型菌种
B．培养基甲是一种选择培养基，过程②向甲中添加赖氨酸
C．经过程①取0.2mL 菌液涂布得到甲平板所示结果，则原菌液未突变菌株数量约为450 个/mL
D．发酵结束后，将过滤得到的固体物质进行干燥即可获得赖氨酸产品
传统发酵技术的应用
1．（2024·四川眉山·一模）传统的泡菜制作工艺是以新鲜蔬菜为原料，经过择菜、洗菜、切分与晾干，加
入煮沸冷却的盐水和一些“老泡菜水”发酵制作而成。在泡菜腌制过程中会有亚硝酸盐产生。筛选分
离优质乳酸菌，既可以抑制有害菌生长，又可以快速产酸、降解亚硝酸盐，是提升泡菜品质的重要途
径。具体筛选流程为：对经多次发酵的泡菜汁进行过滤，然后取滤 液进行梯度稀释，再接种到乳酸菌
鉴别培养基上进行筛选分离，不断重复，直至分离纯化出纯菌落。请回答下列问题：
(1)传统泡菜制作时加入“老泡菜水”的目的是 ;发酵过程中泡菜罐 要加盖并水封，原因是
考点02
。
(2)在筛选分离优质乳酸菌操作过程中，接种工具需要 灭菌，常用的接种方法有 和
。此外，可通过观察菌落的 等特征(至少写出2 个),初步鉴别出乳酸菌。
(3)为获得优质乳酸菌，研究人员将从泡菜汁中筛选获得的3 株乳酸菌，接种到液体培养基中，在37℃
条件下培养72 小时，进行产酸、降亚硝酸盐能力测定实验，结果如表所示。在该条件下，最理想的
菌株是 ,理由是 。
菌株
培养液pH
亚硝酸钠降解能力(%)
A
3.6
72.5
B
3.7
97.8
C
3.6
88.2
2．（2024·四川南充·一模）传统的泡菜制作工艺是以新鲜蔬菜为原料，经过择菜、洗菜、切分与晾干，加
入煮沸冷却的盐水和一些“老泡菜水”发酵制作而成。在泡菜腌制过程中会有亚硝酸盐产生。筛选分
离优质乳酸菌，既可以抑制有害菌生长，又可以快速产酸、降解亚硝酸盐，是提升泡菜品质的重要途
径。具体筛选流程为：对经多次发酵的泡菜汁进行过滤，然后取滤液进行梯度稀释，再用涂布平板法
接种到乳酸菌鉴别培养基上进行筛选分离，不断重复，直至分离纯化出纯菌落。请回答下列问题：
(1)传统泡菜制作时加入“老泡菜水”的目的是 ；发酵过程中泡菜罐要加盖并水封，
原因是 。
(2)在筛选分离优质乳酸菌操作过程中，接种工具需要 灭菌。此外，可通过观察菌落的 等
特征（至少写出2 个），初步鉴别出乳酸菌。
(3)为获得优质乳酸菌，研究人员将从泡菜汁中筛选获得的3 株乳酸菌，接种到液体培养基中，在37℃
条件下培养72 小时，进行产酸、降亚硝酸盐能力测定实验，结果如表所示。在该条件下，最理想的
菌株是 ，理由是 。
菌
株
培养液pH
亚硝酸钠降解能力（%）
A
3.6
72.5
B
3.7
97.8
C
3.6
88.2
3．（2024·四川攀枝花·一模）In-Fusion 技术是一项新型的无缝克隆技术。该技术关键是要在目的基因两端
构建与线性化质粒末端相同的DNA 序列（即同源序列，通常为15-20bp），然后用In-Fusion 酶处理即
可实现无缝连接。它的操作步骤大致为：①质粒线性化；②PCR 扩增出两端含线性化质粒同源序列的
目的基因；③目的基因与线性化质粒同源区域在In-Fusion 酶作用下形成重组质粒；④将重组质粒导入
受体细胞。请回答下列问题：
(1)图示过程利用了PCR 技术，该技术需要一对特异性引物，引物是指 。PCR 扩增出大量两
端含线性化质粒同源序列的目的基因后，常采用 来鉴定产物。
(2)过程②经过 轮循环即可初步得到符合要求的目的基因片段。图中的同源序列1、2 中的碱
基序列一般不同，如果它们的碱基序列相同，则会导致 和 。
(3)若目的基因是氨苄青霉素抗性基因，以大肠杆菌作为受体细胞，则目的基因导入受体细胞前需要用
Ca2+处理，其目的是 。为检测已转化大肠杆菌的抗性效果，在含氨苄青霉素的液体培养基中
培养一段时间后，分别用 法和稀释涂布平板法进行计数，若计数结果分别是A、B，则致死
率= 。
4．（2024·四川成都·一模）2018 年世界燃料乙醇产量已接近1000 亿升，丰富且不可食用的各种植物纤维
素被作为潜在原料用于乙醇生产，下表为某生物兴趣小组的同学在培养纤维素分解菌时制定的培养基
组分。请回答下列问题：
纤维素
粉
NaNO3
KH2PO4
Na2HPO4•7H2O
MgSO4•7H2O
KC1
酵母膏
水解酪素
5g
1g
0.9g
1.2g
0.5g
0.5g
0.5g
0.5g
(1)用该培养基来富集培养纤维素分解菌，该培养基缺少的营养成分是 ，该培养基的配制 （填
“需要”或“不需要”）加入琼脂。
(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0.1 ml 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。在鉴别纤维
素分解菌时常采用刚果红染色法，接种并培养后，一般选择 的菌落作为进一步筛选鉴定的菌种。
(3)利用纤维素分解菌处理可回收垃圾中的废旧纸张以及棉麻衣物等，可将其中的纤维素转化成葡萄糖。
纤维素酶是一种复合酶，包括 。如果要将纤维素分解菌中的纤维素酶提取与分离，一般要经历四
个步骤，即样品处理、 和纯度鉴定。
(4)如果用固定有酵母细胞的凝胶珠发酵产酒，发酵温度应为 ℃；明胶、琼脂糖、海藻酸钠等物质
常常作为包埋细胞载体的原因是 。
