2025屆高考生物二輪復習突破：生物技術與工程 選填題探析 發(fā)酵工程（含答案）

選填題探析十五發(fā)酵工程

【考情分析】

1.考查題型:該部分內容的命題以選擇題為主。

2.考查趨勢:(1)以實際發(fā)酵的過程為情境考查傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作。(2)以來自生產

生活實際、與現(xiàn)實聯(lián)系密切的實例為情境考查微生物的培養(yǎng)及應用。

考點1傳統(tǒng)發(fā)酵技術及應用

【知識歸納】

1.理清三種傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作技術

陋物

Y

酵母菌醋酸菌乳酸菌

酵母菌無氧呼醋酸菌有氧呼乳酸菌無氧呼

吸產生①一吸產生②_吸產生乳酸

前期有氧，后期有氧，無氧，常溫

無氧，18~30230~35℃

VV

用、一藤丁葡一翻

回潮,-JLp

域蜷火虹叫

慌港I盞］H

痂入詞閑煮沸鹽?

酒精爰薛斯巢酒

I生裝壇J水、冷卻i

一［蔽-

甯酸醵片巢闔諼薛渴成鬲

h

國福酸薪含強渣酬

2.泡菜腌制過程中，乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化

發(fā)酵后期，乳酸繼續(xù)

相對含量（或數(shù)量）皿齡時積累，pH繼續(xù)下降,

一再嚼菌乳酸菌活動也受到

*■-J?±.抑制，數(shù)量開始減少;

一業(yè)偵酸鹽硝酸鹽還原菌被完全

抑制，亞硝酸鹽含量

下降至相對穩(wěn)定

發(fā)酵初期，還有乳酸發(fā)酵中期，乳酸菌數(shù)量增多，

菌活動受抑制，因此數(shù)量產生的乳酸增多，導致pH下

較少，產生的乳酸也較少。降，乳酸的積累使硝酸鹽還

此時，硝酸鹽還原菌的原菌的活動受到抑制，部分

作用增強，亞硝酸鹽含量亞硝酸鹽被分解，亞硝酸鹽

增加含量開始下降

3.發(fā)酵工程的過程及應用

?選育一擴大

分離

發(fā)酵

獲得

提純

過程菌種培養(yǎng)罐內

產品

產物

?配制—滅菌.發(fā)酵

發(fā)酵—培養(yǎng)基因

工程

座為食品、醫(yī)藥、環(huán)境治理、工業(yè)生產

【高考真題】

1.（2024.湖北卷,Ti）制醋、制飴、制酒是我國傳統(tǒng)發(fā)酵技術。醋酸菌屬于好氧型原

核生物，常用于食用醋的發(fā)酵。下列敘述錯誤的是（）。

A.食用醋的酸味主要來源于乙酸

B.醋酸菌不適宜在無氧條件下生存

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發(fā)生在線粒體內

2.（2024.山東卷,丁⑷在發(fā)酵過程中，多個黑曲霉菌體常聚集成團形成菌球體，菌球

體大小僅由菌體數(shù)量決定。黑曲霉利用糖類發(fā)酵產生檸檬酸時需要充足的氧。菌

體內鏤離子濃度升高時,可解除檸檬酸對其合成途徑的反饋抑制。下列說法錯誤

的是（）。

A.相同菌體密度下，菌球體越大檸檬酸產生速率越慢

B.發(fā)酵中期添加一定量的硫酸鏤可提高檸檬酸產量

C.發(fā)酵過程中pH下降可抑制大部分細菌的生長

D.發(fā)酵結束后，將過濾所得的固體物質進行干燥即可獲得檸檬酸產品

3.（2024.河北卷,Ti8改編）中國傳統(tǒng)白酒多以泥窖為發(fā)酵基礎，素有“千年老窖萬年

糟”“以窖養(yǎng)糟，以糟養(yǎng)泥”之說。多年反復利用的老窖池內壁窖泥中含有大量與釀

酒相關的微生物。下列敘述錯誤的是（）o

A.傳統(tǒng)白酒的釀造是在以釀酒酵母為主的多種微生物共同作用下完成的

B.窖池內各種微生物形成了相對穩(wěn)定的體系，使釀造過程不易污染雜菌

C.從窖泥中分離的釀酒酵母擴大培養(yǎng)時，需在CO2或N2環(huán)境中進行

D.從谷物原料發(fā)酵形成的酒糟中,可分離出產淀粉酶的微生物

【考向速清】

（1）（2022.江蘇卷,「6）泡菜發(fā)酵后期，盡管乳酸菌占優(yōu)勢，但仍有產氣菌繁殖，需開蓋

放氣。（）

（2）（2022.湖北卷,Tio）葡萄糖轉化為乙醇所需的酶既存在于細胞質基質，也存在于

線粒體。（）

（3）（2022.湖北卷,Tio）在白酒、啤酒和果酒的發(fā)酵初期需要提供一定的氧氣。

（）

（4）（2023?北京卷,?、窍蚺莶藟w邊沿的水槽中注滿水形成內部無菌環(huán)境。（）

【對點強化】

1.（原創(chuàng)）大醬的傳統(tǒng)發(fā)酵過程可分為制曲和制醬2個階段，獲得的大醬中含有大量

的細菌和真菌，發(fā)酵過程的厭氧和高溫條件有利于細菌的快速繁殖。這種復雜的

微生物菌群通過多種生化反應，可產生初生代謝物（有機酸和氨基酸）和次生代謝

物（生育酚、異黃酮和皂甘）,微生物菌群的動態(tài)變化對大醬的品質產生一定的影響,

并賦予了大醬獨特的風味。進一步研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌屬和四聯(lián)球菌屬是影響色度和

揮發(fā)性風味的核心屬。下列說法正確的是（）。

A.乳酸菌屬和四聯(lián)球菌屬分別是厭氧型的細菌和真菌

B.大醬的傳統(tǒng)發(fā)酵過程中優(yōu)勢種產生的初生代謝物能讓其占優(yōu)勢

C.大醬的制曲過程中，升高溫度有利于細菌的快速繁殖

D.傳統(tǒng)發(fā)酵技術是利用前一次發(fā)酵保存下來的發(fā)酵物中的微生物進行發(fā)酵、制作

食品的技術

2.（2024.山東泰安三模）右圖表示利用谷氨酸棒狀桿菌生產谷氨酸的途徑，尿素是

谷氨酸生產中培養(yǎng)基的重要成分之一，尿素分解釋放的氨會使發(fā)酵液的pH上升，

而發(fā)酵過程中，氨的利用以及有機酸和谷氨酸等進入發(fā)酵液又會使發(fā)酵液pH下

降。與細胞膜通透性有關的基因發(fā)生某種堿基替換,可使細胞膜的通透性發(fā)生改

變。下列敘述錯誤的是（）。

?

中間產物

a-肩戊二肢

谷氨酸脫氫酶

vz-NH++|

I谷氨?I—抑制I

A.可通過誘變育種增加細胞膜通透性，進而提高谷氨酸產量

B.發(fā)酵過程中適時增加尿素的量,可避免酶活性的改變

C.尿素過多時,不易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺

D.過濾、沉淀是從培養(yǎng)液中提取谷氨酸最常用的方法

考點2微生物培養(yǎng)技術及應用

【知識歸納】

1.微生物培養(yǎng)中的無菌操作技術

既可殺死絕大多數(shù)微生物，又基本不損害營養(yǎng)成分

-煮沸消毒法:餐具等生活用品/

⑷消毒-巴氏消毒法:牛奶、啤酒等1

甲方法-①_______消毒法:皮膚、外植體等

L紫外線消毒法:接種室、接種箱或超凈工作臺

I「灼燒滅菌:涂布器、接種環(huán)、接種針等

京舞-干熱滅菌:主要針對玻璃器皿等

L迤獨女.：主要針對②等

下編壓蒸汽滅菌效果最好

2.兩種純化細菌方法的比較

;漏期癱〕只能純化障避道更趨困

----......弋_?不能計數(shù)

通過接種環(huán)在固體將菌液進行一系列

培養(yǎng)基表面連續(xù)劃的梯度稀釋，稀釋

純化

線的操作,將聚集度足夠高時，聚集

原理

的菌種逐步稀釋分在一起的微生物將

散到培養(yǎng)基的表面被分散成單個細胞

主要系列梯度稀釋操作

平板劃線操作步驟和涂布平板操作

每次劃線

前后均需接種

對接種環(huán)①_______工具

灼燒滅菌

平板示

意圖

3.微生物分離與計數(shù)的實例

警以“尿素”作為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基

鑒別|上述培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑,指示劑變紅

T則初步鑒定該細菌能分解尿素

尿

素不能直接區(qū)分死菌和活菌，所得數(shù)值可能“偏高”

的

<.艘閑甬痔兔而細菌訐數(shù)板豉血麗麗訐

細

菌，數(shù)板，在顯微鏡下觀察、計數(shù)，然后

一計數(shù)艘:再計算一定體積的樣品中微生物的

激量

回爨域（稀釋涂布平板法）

當樣品的稀釋度足夠高時,培養(yǎng)基表面生

長的一個單菌落，來源于樣品稀釋液中的

一個活菌。通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù),就

能推測出樣品中大約含有多少活菌

活菌計數(shù)法，所得數(shù)值一般“偏低”

【高考真題】

1.（2023?山東卷,15）平板接種常用在微生物培養(yǎng)中。下列說法正確的是（）。

A.不含氮源的平板不能用于微生物培養(yǎng)

B.平板涂布時涂布器使用前必須進行消毒

C.接種后未長出菌落的培養(yǎng)基可以直接丟棄

D.利用以尿素為唯一氮源的平板能分離出合成月尿酶的微生物

012345

堆肥時間/天

2.（2023?廣東卷,Tio）研究者擬從堆肥中取樣并篩選能高效降解羽毛、蹄角等廢棄

物中角蛋白的嗜熱菌。根據(jù)堆肥溫度變化曲線（如圖）和選擇培養(yǎng)基篩選原理來判

斷,下列最可能篩選到目標菌的條件組合是（）o

A.a點時取樣、尿素氮源培養(yǎng)基

B.b點時取樣、角蛋白氮源培養(yǎng)基

C.b點時取樣、蛋白胺氮源培養(yǎng)基

D.c點時取樣、角蛋白氮源培養(yǎng)基

3.（2024.黑吉遼卷,T19改編）某些香蕉植株組織中存在的內生菌可防治香蕉枯萎病,

其篩選流程及抗性檢測如圖。下列操作錯誤的是（）o

內生菌菌液劃線

抗性檢測

A.在大量感染香蕉枯萎病的香蕉種植園內，從未感病植株上采集樣品

B.將采集的樣品充分消毒后用蒸儲水沖洗，收集沖洗液進行無菌檢測

C.將無菌檢測合格的樣品研磨，經稀釋涂布平板法分離得到內生菌的單菌落

D.判斷內生菌的抗性效果需比較有無接種內生菌的平板上的病原菌菌斑大小

【考向速清】

⑴（2022.湖北卷,T?？捎脻駸釡缇▽嶒炛兴褂玫奈⒘侩x心管、細胞培養(yǎng)瓶

等進行滅菌。（）

（2）（2023?江蘇卷,T7）通常細菌培養(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌法滅菌,酵母菌培養(yǎng)基用過濾

除菌法除菌。（）

⑶[2022.湖南卷,T2i（2）]以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入指示劑，根據(jù)

顏色變化，可以初步鑒定分解尿素的細菌。

【對點強化】

1.G（2024?山西運城二模）研究者嘗試用蜻蜓

腸道共生菌的代謝物開發(fā)新型抑菌藥物，下圖表示從蜻蜓腸道分離共生菌的部分

步驟,圖中數(shù)字代表步驟。下列相關敘述錯誤的是（）。

無菌水無菌水無菌水

A.步驟③研磨蜻蜓腸道時需加入無菌生理鹽水，且需在無菌條件下操作

B.所用培養(yǎng)基需置于高壓蒸汽滅菌鍋內，在100kPa、121℃條件下滅菌15-30min

C.步驟④通過梯度稀釋使聚集在一起的微生物分散成單個菌落，便于在平板上觀

察計數(shù)

D.統(tǒng)計菌落數(shù)時，應選擇菌落數(shù)為30-300的平板計數(shù)，但統(tǒng)計的菌落數(shù)往往多于

實際數(shù)目

2.［考查微生物培養(yǎng)技術］（2024.湖南長沙二模）研究人員將結核桿菌分別接種在含

有不同濃度抗生素A與B的培養(yǎng)基中（“+”代表含抗生素,“+”的數(shù)量代表抗生素濃

度,代表不含抗生素）,對兩種抗生素進行藥性分析。在37。。環(huán)境下培養(yǎng)24h后,

細菌生長情況如圖。下列說法錯誤的是（）。

抗生素A-++++-H-H-+-H-++++

抗生素B----++++++++

粽④④③。⑦①

A.為排除雜菌的影響，倒平板前需對培養(yǎng)基采用高壓蒸汽滅菌

B.該實驗使用稀釋涂布平板法接種結核桿菌防菌液被吸收后方可倒置培養(yǎng)

C.長期使用抗生素A可能會增加結核桿菌的抗藥性基因頻率

D.與單獨使用抗生素A相比，聯(lián)合使用抗生素B對結核桿菌的抑制作用顯著增強

參考答案

考點1傳統(tǒng)發(fā)酵技術及應用

知識歸納

1.①酒精②乙酸

高考真題

1.D解析食用醋的酸味主要來自乙酸,A正確;醋酸菌是好氧細菌，不適宜在無

氧的條件下生存,B正確;在制醋時，缺失糖源的情況下，醋酸菌將乙醇轉化為乙醛，

再將乙醛變?yōu)橐宜?因此醋酸菌體內含有催化乙醇氧化成乙酸的酶,C正確;醋酸菌

屬于細菌，沒有核膜包被的細胞核和眾多的細胞器，因此沒有線粒體,D錯誤。

2.D解析黑曲霉利用糖類發(fā)酵產生檸檬酸時需要充足的氧則在相同菌體密

度下，菌球體越大越不利于菌體與氧氣接觸，檸檬酸產生速率越慢,A正確;由“菌體

內鏤離子濃度升高時，可解除檸檬酸對其合成途徑的反饋抑制”可知，發(fā)酵中期添

加一定量的硫酸鏤，菌體內鏤離子濃度升高，檸檬酸產量增加,B正確;發(fā)酵過程中

pH下降使細菌生命活動所必需的酶失活,可抑制大部分細菌的生長,C正確;發(fā)酵

結束后照過濾所得的固體物質進行分離、干燥等一系列操作后才能獲得檸檬酸

產品,D錯誤。

3.C解析白酒的釀造主要依靠釀酒酵母,由于窖泥中含有大量與釀酒相關的

微生物，故傳統(tǒng)白酒的釀造是在以釀酒酵母為主的多種微生物共同作用下完成

的,A正確;窖池內各種微生物形成了相對穩(wěn)定的體系，且釀造過程產生的酒精也

會抑制雜菌的生長與繁殖,使釀造過程不易污染雜菌,B正確;酵母菌是兼性厭氧菌,

與無氧呼吸相比，細胞有氧呼吸產生的能量更多，更能滿足酵母菌大量繁殖時的需

求，因此，對分離的釀酒酵母擴大培養(yǎng)時需要在有氧的條件下進行,C錯誤;谷物原

料如高粱、玉米、大米等富含淀粉,因此從谷物原料發(fā)酵形成的酒糟中，可分離出

產淀粉酶的微生物,D正確。

考向速清

(l)x提示:乳酸菌屬于厭氧菌，開蓋放氣會影響乳酸菌發(fā)酵,因此不能開蓋放氣。

(2)x提示:葡萄糖轉化為乙醇所需的酶存在于細胞質基質。

⑶7

(4)x提示響泡菜壇蓋邊沿的水槽中注滿水形成內部無氧環(huán)境，而不是無菌環(huán)境。

對點強化

1.D解析乳酸菌屬是厭氧型的細菌,四聯(lián)球菌屬是細菌,A錯誤;大醬的傳統(tǒng)發(fā)

酵過程中優(yōu)勢種產生的次生代謝物能讓其占優(yōu)勢,B錯誤;大醬的制曲過程中，只有

在一定范圍內升高溫度才有利于細菌的快速繁殖,C錯誤。

2.D解析與細胞膜通透性有關的基因發(fā)生堿基的替換,可使細胞膜的通透性

發(fā)生改變，而細胞膜通透性改變會減少細胞內的谷氨酸積累,降低谷氨酸對谷氨酸

脫氫酶的抑制作用，進而提高谷氨酸的產量,A正確。在培養(yǎng)細菌時，一般需要將培

養(yǎng)基調至中性或弱堿性。發(fā)酵過程中，有機酸和谷氨酸等進入發(fā)酵液，會使發(fā)酵液

pH下降,pH下降可能導致某些酶活性改變，而加入尿素后分解釋放氨，會使發(fā)酵液

的pH上升，從而避免酶活性的改變,B正確。谷氨酸的發(fā)酵生產中，在中性和弱堿

性條件下會積累谷氨酸，在酸性條件下則容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。

加入尿素過多，分解產生的氨增多，不會使溶液呈酸性，故尿素過多時，不易形成谷

氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,C正確。若發(fā)酵產品是菌體，采用過濾、沉淀等方法將

菌體分離和干燥;谷氨酸為代謝物，需根據(jù)產物的性質采取適當?shù)奶崛?、分離和純

化措施來獲得產品,D錯誤。

考點2微生物培養(yǎng)技術及應用

知識歸納

1.①化學藥物②培養(yǎng)基

2.①接種環(huán)②涂布器

高考真題

1.D解析不含氮源的平板可用于固氮菌的培養(yǎng),A