专题13 发酵工程-2025年高考生物 热点 重点 难点 专练（天津专用）

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1.命题趋势：明考情知方向
2.重难诠释：知重难、掌技巧、攻薄弱
3.创新情境练：知情境练突破
4.限时提升练：（30min）综合能力提升
考点一 传统发酵技术
1.厘清“4”种传统发酵食品的生产技术
2.泡菜制作过程中的相关曲线
图16-1
(1)在泡菜制作过程中,亚硝酸盐的含量也是变化的,一般是 先增加后降低 ,测定亚硝酸盐含量的目的是掌握取食泡菜的最佳时间。
(2)在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生 重氮化 反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成 玫瑰红色 染料,通过 目测 比较,可大致估算亚硝酸盐的含量。
(3)检测步骤:配制溶液→制备 标准显色液 →制备样品处理液→ 比色 。

考点二 微生物的分离、培养与应用
1.记住几种常用的消毒方法和灭菌方法
图16-5
2.掌握培养基制备与微生物纯化技术
图16-6
3.掌握微生物的筛选原理和两个实例
(1)原理:人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时 抑制或阻止 其他微生物的生长。因此,可以通过配制选择培养基、控制培养条件等选择目的微生物。
4.掌握统计微生物数目的方法
(1)显微镜直接计数法
①原理:利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。
②缺点:不能区分 死菌和活菌 。
(2)活菌计数法(间接计数法)
①原理:当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,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。
②计算公式:每克样品中的菌株数=(C÷V)×M,其中,C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。
③操作:设置 重复组 ,增强实验的说服力与准确性。同时为了保证结果准确,一般选择菌落数在 30~300 的平板进行计数。
（建议用时：10分钟）
1．鱼茶的发酵由多种微生物共同参与，其中起主要作用的是乳酸菌。如图是鱼茶发酵过程中不同菌种数量及发酵液pH的变化曲线。下列有关叙述错误的是（ ）
A．醋酸菌、酵母菌、乳酸菌的发酵都能影响发酵液的pH
B．在发酵前6d，醋酸菌、酵母菌的数量均先增加后减少
C．在乳酸菌发酵阶段发酵装置的充气口应关闭，以隔绝空气
D．图中醋酸菌和酵母菌消失的主要原因应该是相同的
2．酸笋是我国一种传统发酵制品，由新鲜竹笋经乳酸菌发酵后形成，是南方地区日常食用的烹饪食材。目前，我国的酸笋发酵生产工艺主要分为两种，一为传统酸笋自然发酵，二为纯种发酵法。下列关于两种发酵法的叙述错误的是（ ）
A．传统酸笋自然发酵是利用新鲜竹笋表面的微生物进行发酵
B．进行纯种发酵时需要人为地添加经纯化培养的菌种进行发酵
C．传统发酵方法简单、成本低、发酵时间短，但品质不可控
D．相对于传统发酵，纯种发酵液中乳酸菌的数量更多
3．火腿的制作包括上盐、洗腿和晾腿等环节，随后放入发酵室进行早期发酵。图为早期发酵时火腿表面和内部微生物数量变化。下列相关叙述错误的是（ ）
A．火腿乳酸菌产生的乳酸是火腿风味的关键，同时为酵母菌提供酸性生长环境
B．前10天火腿内部的酵母菌种群增长速率大于表面的酵母菌增长速率
C．火腿以及火腿上所有的菌构成了一个微型生态系统
D．上盐有助于火腿脱水和入味，同时能抑制有害微生物生长
4．谷氨酸是生产谷氨酸钠（味精）的原料，运用发酵工程生产谷氨酸需要用到谷氨酸棒状杆菌，下图1是利用玉米淀粉作为材料制备谷氨酸的流程图。图2是细菌的增长曲线图，其中阶段3表示稳定期，是代谢产物（如谷氨酸）大量积累的时期。下列叙述错误的是（ ）
A．谷氨酸棒状杆菌与醋酸菌的代谢类型相同
B．培养谷氨酸棒状杆菌和其他所有微生物时均需要添加维生素B
C．发酵工程的中心环节是接种菌种之后的发酵过程
D．在稳定期添加营养物质、流出发酵液有助于提高谷氨酸产量
5．马奶酒是具有民族传统特色的高级活性保健饮料，其发酵机理是乳酸菌和酵母菌进行乳酸发酵及酒精发酵。马奶酒酵母菌株不同于一般微生物优先利用葡萄糖，而是在生长起始期就能优先利用半乳糖，然后同时利用这两种糖进行生长。下列有关叙述错误的是（ ）
A．一般发酵食品中的酵母菌细胞中不能合成半乳糖酶
B．纯化马奶中“特殊”酵母菌常用的方法之一是平板划线法
C．马奶酒酵母菌株能优先利用半乳糖的原因是其发生了变异
D．乳酸菌和酵母菌都可进行乳酸发酵和酒精发酵
（建议用时：30分钟）
一、单选题
1．镇江香醋是一种通过固态发酵工艺制作的小曲醋，酿造的工业流程如下图所示。下列相关叙述正确的是（ ）

A．冷却目的是保证酒精发酵所需的最适温度
B．碳源不足且氧气充足时，醋酸菌可利用酒精进行发酵
C．在酒精发酵阶段需要多次补充氧气利于酵母菌的繁殖
D．醋酸发酵中经常翻动发酵物，目的是释放发酵产生的大量气体
2．若棒状杆菌中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，则称之为精氨酸依赖型菌。野生型棒状杆菌经诱变、筛选获得精氨酸依赖型菌的过程如图所示，过程①将紫外线照射处理过的菌液接种在甲培养基上，待培养至菌落不再增加时，将甲培养基中的菌落转移到乙培养基中继续培养得到如图所示的结果。下列叙述正确的是（ ）
A．实验过程中用到的培养基和培养皿必须采用高压蒸汽灭菌法灭菌
B．与甲培养基成分相比，乙培养基成分中可能缺少了鸟氨酸
C．若乙培养基中未出现菌株，则说明紫外线照射未引起基因突变
D．从甲培养基中选出的B菌株，可直接利用含精氨酸的培养液进行发酵
3．以野生型大肠杆菌为材料，诱变选育赖氨酸缺陷型大肠杆菌（失去产生赖氨酸能力，在基本培养基上不能生长）的过程如下图所示，数字代表培养基，字母表示操作步骤。有关说法错误的是（ ）
A．紫外线属于物理诱变因素，可诱导大肠杆菌发生基因突变
B．将①中的菌液接种到②上的方法为稀释涂布平板法
C．①②④培养基中需添加赖氨酸，而③培养基中不能添加赖氨酸
D．从④培养基中挑取乙菌落进行纯化培养即可获得所需突变株
4．研究小组采用预加菌液法探究氮苄青霉素（Amp）和卡那霉素（Kan）对大肠杆菌的选择作用，即将菌液直接加入培养基中，摇匀倒平板，冷却后在相应区域放置圆形滤纸片，一段时间后测量抑菌圈直径，I、Ⅱ、Ⅲ代筛选实验结果如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．预加菌液法省去涂布平板操作，在固体培养基内部形成菌落，不影响抗生素的作用
B．抑菌圈内有两个菌落，可能是具有抗药性的大肠杆菌或其他杂菌形成的
C．Kan较Amp对大肠杆菌的抑菌效果强，且随培养代数增多两者抑菌效果减弱
D．一定浓度的抗生素会诱导细菌产生耐药性的变异，故使用抗生素时需适量
5．为筛选出可高效抑制番茄枯萎病菌（一类真菌）的土壤芽孢杆菌菌株，科研人员从土壤中采集、分离、筛选芽孢杆菌菌株作为待测菌株，并采用平板对峙培养法观察各待测菌株的抑菌能力。如下图为研究过程示意图，下列叙述正确的是（ ）

注：对峙培养法是明确有益微生物或其次生代谢产物的抑（杀）菌效果和作用范围时必须采用的方法
A．过程①可用平板划线法筛选并计数芽孢杆菌菌落数
B．过程②必须通过显微镜观察挑选芽孢杆菌，再进行对峙培养
C．实验筛选出的菌株仍需进行大田种植试验以检测防治效果
D．若用过程①统计土壤中菌落数，则甲乙丙可相互对照，无需增设空白对照
6．我国科学家利用如下图所示的液态厌氧发酵工艺，实现了高效产出乙醇和乙醇梭菌蛋白。下列叙述错误的是（ ）
A．乙醇梭菌可利用CO、CO2等物质，并生成乙醇
B．乙醇梭菌是自养厌氧型细菌，其厌氧发酵的过程需要进行搅拌
C．通过该工艺高效生产清洁能源乙醇，会降低生态足迹
D．此蛋白的加工需要乙醇梭菌的内质网、高尔基体、线粒体参与
7．某中学兴趣小组尝试从土壤中分离出分解柴油的芽孢杆菌。下列相关操作错误的是（ ）
A．应当在汽车修理厂附近选取土样，柴油作为培养基中唯一的碳源
B．配制好的培养基、培养皿等器具可采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌
C．选择平板中的菌落数必须在30-300之间才符合要求
D．分离纯化菌种时可采用平板划线法或稀释涂布平板法
8．下列对发酵工程应用的描述错误的是（ ）
A．微生物肥料是利用微生物代谢产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力
B．利用发酵工程从微生物细胞中提取单细胞蛋白，生产微生物饲料
C．微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的
D．发酵工程和蛋白质工程结合能生产自然界不存在的蛋白质
9．下列有关微生物培养的叙述，错误的是（ ）
A．培养基中的营养物质浓度越高，对微生物的生长越有利
B．涂布接种时，需将涂布器沾酒精后在酒精灯外焰上引燃，冷却后再使用
C．分离计数时，可用稀释涂布平板法对需计数的微生物进行分离
D．观察菌落时，不需要将培养皿盖拿掉
10．中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是（ ）
A．泡菜制作过程中，密封处理有利于醋酸菌的生长
B．酸奶制作过程中，密封处理有不利于乳酸菌发酵
C．腐乳制作过程中，起主要作用的是曲霉
D．馒头制作过程中，酵母菌进行呼吸作用产生
11．酱油起源于我国，至今已有数千年历史。参与酱油酿造过程的微生物主要有米曲霉、酵母菌和乳酸菌等，下图是制作过程的部分流程。相关叙述错误的是（ ）
A．发酵池中的食盐、料酒、香料、乳酸等均可以抑制杂菌的生长
B．代谢产物积累和酿造环境的变化导致后期窖池微生物数量下降
C．酿造过程中多种酶系可将原料中的蛋白质、脂肪等分解为小分子
D．参与酿造过程的米曲霉、酵母菌和乳酸菌具有相同的代谢类型
12．原油开采、运输和加工过程中的污染事件给生态环境造成了巨大破坏。以微生物为主导的生物修复技术是治理原油污染的有效方法。研究人员从青藏高原班戈桥地区的土壤中分离到一株能利用原油为碳源生长的细菌（BGQ-6），该菌对原油的总降解率为74.14%。下列说法错误的是（ ）
A．可采用稀释涂布平板法对BGQ-6进行计数
B．一般选择菌落数为30-300的平板进行BGQ-6菌落计数
C．由单一的BGQ-6繁殖所获得的群体称为BGQ-6纯培养物
D．利用添加原油的普通培养基能从被原油污染的土壤中筛选BGQ-6
阅读下列材料，完成下面小题：
2023年9月，某咖啡和某白酒联合推出的“酱香拿铁”火爆出圈。经检测，这款咖啡的酒精含量约为0.02%。近年来，以大面积砍伐森林用于种植咖啡树为代价，换取了全球咖啡产量的持续上升。芬兰国家技术研究中心近期利用“细胞农业”技术（即通过细胞扩大培养形成产物），成功培育出第一杯“人造咖啡”。
13．据了解，该白酒酿造过程中使用60℃以上高温制曲，检测发现酿造环境中有1946种微生物，其中细菌1063种、酵母菌与丝状真菌883种。下列叙述正确的是（ ）
A．过度饮酒有害健康，主要原因是酿酒环境中的微生物大多数对人体有害
B．用60℃以上高温制曲，主要目的是筛选菌种并对发酵原料进行灭菌处理
C．该酿造的产物白酒可以用溴麝香草酚蓝水溶液进行检测
D．该白酒具有的独特香味与发酵微生物的代谢特点和种间关系密切相关
14．已知“人造咖啡”中含有咖啡因、单宁酸等植物基本生命活动的非必需物质，与普通咖啡几乎没有区别。下列关于利用“细胞农业”技术培育出“人造咖啡”的叙述，错误的是（ ）
A．利用“细胞农业”技术培育“人造咖啡”的原理是植物细胞具有全能性
B．利用“细胞农业”技术培育“人造咖啡”，可减少对森林的大面积砍伐
C．“人造咖啡”的生产过程中可采用液体悬浮培养，以增加其产量
D．“人造咖啡”中的咖啡因与单宁酸属于植物细胞的次生代谢产物
阅读下列材料，完成下面小题：
腐乳是大众喜爱的发酵食品，腐乳发酵时微生物通过分解蛋白质、脂肪产生的风味物质决定了腐乳的口感和品质。人工接种纯种毛霉生产的腐乳滋味平淡、香气不佳，研究人员欲从自然发酵的传统腐乳中筛选出新的毛霉菌株改良腐乳风味。
15．从自然发酵的腐乳中获取菌株用于培养毛霉菌落，以下操作正确的是（ ）
A．将培养基进行高压蒸汽灭菌
B．培养皿用75%酒精消毒
C．腐乳取样后紫外灯照射灭菌
D．接种后适宜在室温下培养
16．将原人工接种发酵工艺所用的毛霉菌株编号为M1，筛选所得的3种菌株分别编号M2、M3、M4，将M1、M2、M3、M4的毛霉孢子以1：1的比例两两混合，接种于豆腐小块表面，分别以接种单一毛霉孢子的豆腐为对照，培养后测定各豆腐毛坯蛋白酶活力和脂肪酶活力如图所示（柱状图上的误差线，“I”代表数据的波动范围）。根据下图数据，最优的毛霉菌株组合是（ ）

A．M1M2B．M2M3C．M3M4D．M1M3
17．根据以上研究，研究者想通过改造M4菌株形成新的单菌株毛霉发酵工艺，下图为M4菌株改造的基本思路。

关于图中M4菌株改造的基本思路，下列错误的是（ ）
A．预期的A指活力更高的蛋白酶或脂肪酶
B．获得A的基本策略是定点突变，
C．获取目的基因时可采用PCR技术
D．预期产品一定具备预期的蛋白质功能
二、非选择题
18．暹罗芽孢杆菌有望作为饲料发酵剂和添加剂应用于畜禽生产，以实现绿色健康养殖。
(1)大肠杆菌、沙门氏菌和产气荚膜梭菌（厌氧菌），能引起家禽和家畜的肠道疾病，常使用氨苄青霉素治疗。为检测暹罗芽孢杆菌代谢物的抑菌能力，实验过程如图所示。

I、请完善实验过程：① ；② （填选项）。
a、37℃、200转/min、恒温培养箱
b、37℃、200转/min、厌氧培养箱
c、37℃、恒温培养箱
d、37℃、厌氧培养箱
e、上层清液
f、下层沉淀
Ⅱ、该抑菌实验还需要设计作为对照 （填选项）。实验结果说明暹罗芽孢杆菌对三种病原菌有较好的抑菌活性，且不弱于氨苄青霉素。
A．等量无菌水
B．等量LB液体培养基
C．等量FTG液体培养基
D．等量含有氨苄青霉素的无菌水
E．等量含有氨苄青霉素的LB液体培养基
F．等量含有氨苄青霉素的FTG液体培养基
(2)研究者基于（1）的部分操作和检测方法，设计了如下表所示实验，发现暹罗芽孢杆菌具有较好的产酶能力。请完善表中的实验设计。
(3)已知肠道中的胆盐能够抑制肠道细菌的生长。检测暹罗芽孢杆菌酸性耐受和胆盐耐受能力，实验结果如图。

综合上述研究，阐明暹罗芽孢杆菌可以添加在畜禽生产的饲料中的理由是 。
19．为证明青霉素在某种细菌产生抗药性过程中所起的作用是选择而非诱变，实验方案如图所示。图中③平板影印是指用无菌绒布轻盖在已长好菌落的原培养基上，然后不转动任何角度，“复印”至新的培养基上进行接种的方法。
(1)从物理性质角度，图中扩大培养的过程中应选用 培养基，利用 法可获得A1培养皿上菌落。
(2)图中②过程所用培养基的配方如下（酚红可以用来检测尿素是否分解）：
根据图表分析无法得出该细菌可利用尿素作为氮源的结论，理由是 。
(3)B组培养基中添加了适宜浓度的青霉素，结果如上图。欲证明青霉素所起的作用是选择，则应选取 （A．a1 B．a2 C．b1或b2或b3）菌落继续培养在空白的A2培养皿中，待长出菌落后影印到含相同浓度青霉素的C培养皿中。预测上述A2和C培养皿中菌落的生长情况 （“相同”/“不同”），由此证明青霉素所起的作用是选择。
(4)下列关于微生物培养的叙述，错误的是______
A．实验过程中所有器皿和培养基都必须用高浓度酒精消毒
B．实验操作过程中必须全程打开紫外灯消毒
C．稀释涂布平板的分离方法，单菌落更易分开，但操作更复杂
D．采用平板划线法分离时，在每次划线前都需蘸取菌液一次
20．近年来，水环境中发现的不同程度的抗生素残留，不仅威胁水生生物的生存，还会损害微生物的生态平衡。氧氟沙星（OFL）（C18H2OFN3O4）是一种人工合成的广谱抗菌的氟喹诺酮类药物，某实验小组成功地从废水环境样品中分离得到能降解OFL的菌株X。筛选分离的操作过程如图所示。回答下列问题：
(1)利用细菌处理去除废水中的抗生素，这种方法的不足之处是 ，因此需要筛选抗生素优势降解菌株。
(2)筛选能够降解OFL的菌株时，富集培养基中需要加入 作为唯一碳源或氮源。用于培养菌株X的固体培养基含有水、蛋白胨、酵母提取物和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为菌株X提供碳源、氮源和 。
(3)过程Ⅱ、Ⅲ所利用的接种方法是 。过程Ⅱ中的总稀释次数为8次，在过程Ⅲ中，可以每隔24h统计一次菌落的数目，选取 时的记录作为结果，三个培养基中长出的菌落数量分别是135、153、144，故推测A中细菌的数量为 个·mL-1.
(4)该实验小组欲进一步探究初始OFL浓度对菌株X降解OFL能力的影响，请补充实验思路：配制等量的含一系列浓度梯度的OFL的液体培养基，将培养基灭菌后，在培养基中接种 ，计算出OFL去除率。
三年考情分析
2025命题预测
2024天津卷T8 微生物的培养与应用综合
2022天津卷T3 微生物的接种方法
发酵工程主要考查传统发酵食品制作的原理、过程、条件控制；以及微生物培养基的配制、消毒、灭菌、计数和分离等技术，尤其是培养和分离。
果酒
果醋
腐乳
泡菜
菌种
酵母菌
醋酸菌
毛霉等
乳酸菌
原理
酵母菌 无氧呼吸 产生酒精
醋酸菌 有氧呼吸 产生醋酸
毛霉等代谢产生
蛋白酶和脂肪酶
乳酸菌 无氧呼吸 产生乳酸
控制条件
前期有氧后期无氧, 18~25 ℃
有氧, 30~35 ℃
有氧, 15~18 ℃
无氧,常温
实验流程
检测酶的种类
培养基成分
检测指标
蛋白酶
① +2%琼脂
②
淀粉酶
③ +2%琼脂
④
纤维素酶
仅含纤维素+2%琼脂
加入刚果红溶液，观察有无透明圈
成分
无机盐
蔗糖
葡萄糖
尿素
牛肉膏
水
琼脂
酚红
培养基
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