2023新教材高考生物二轮专题复习 整合训练（十五）发酵工程.docx

1、整合训练(十五)发酵工程全员必做题1.2022常州市高三期末学业水平监测已知固体培养基会因碳酸钙的存在而呈乳白色，且乳酸能分解培养基中碳酸钙。某同学用新鲜的泡菜滤液为材料进行了分离纯化乳酸菌的实验，下列叙述错误的是()A分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用是鉴别乳酸菌B分离纯化所用的培养基加入锥形瓶后一般还要进行灭菌处理C分离纯化乳酸菌时，需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释D分离纯化乳酸菌时，应挑选出不具有透明圈的菌落作为候选菌22022江苏省海安市高三学业质量监测牙刷在使用后残留大量的细菌，科研人员比较了2.5%的碳酸氢钠和沸水消毒牙刷的效果，实验结果如图所示，相关叙述正确的是()A培养基

2、分装于培养皿中后灭菌，可降低培养基污染的概率B涂布用的菌浓度应控制在30300个/mLC将接种后的培养基倒置于25 恒温培养箱中培养24 hD建议定期使用2.5%碳酸氢钠溶液对牙刷进行消毒32022山东省济南市高三一模(不定项选择)双层平板法是一种利用底层和上层均为牛肉膏蛋白胨培养基对噬菌体进行检测的常用方法。具体操作如下：先在无菌培养皿中倒入琼脂含量是2%的培养基凝固成底层平板后，将琼脂含量是1%的培养基融化并冷却至4548，然后加入宿主细菌和待测噬菌体稀释悬液的混合液，充分混匀后立即倒入底层平板上形成双层平板。培养一段时间后，在上层平板上看见由于噬菌体侵染周围细菌而使宿主细胞裂解死亡形成的

3、空斑即噬菌斑。通常一个噬菌斑来自原液中的一个噬菌体。根据噬菌斑的数目计算原液中噬菌体的数量，如图所示。下列叙述正确的是()A牛肉膏蛋白胨培养基可作为选择培养基选择出噬菌体的宿主细胞B加入混合液后，使用灭菌后的涂布器将混合液均匀地涂布在培养基表面C上层培养基中琼脂浓度较低，因此形成的噬菌斑较大，更有利于计数D双层平板法获得的噬菌斑不易发生上下重叠现象42022山东省日照市高三一模为研究甲、乙、丙、丁四种酵母菌酿制菠萝酒的效果，研究人员进行了有关实验，结果如图所示。下列叙述错误的是()A接种前，可以用干热灭菌法对菠萝汁进行灭菌B利用四种酵母菌酿制菠萝酒，效果最差的是丙C67d，丁组酒精度不再上升可

4、能是菠萝汁中的葡萄糖耗尽所致D利用菠萝果酒制作菠萝果醋，发酵过程中要始终保持有氧状态52022山东省烟台市、德州市高三一模 下列关于果酒、果醋制作过程的叙述，正确的是()A家庭制作果酒、果醋通常不是纯种发酵，无需对材料和用具消毒B果酒制作过程中为防止杂菌污染，只能拧松发酵瓶盖而不能打开瓶盖C果酒制成后只需要将装置移至温度略高的环境中就能酿成果醋D变酸的果酒液面上的菌膜是乳酸菌大量繁殖形成的62022广东省华师附中省实广雅、深中高三四校联考扩展青霉是腐烂苹果中常见的微生物之一，其次级代谢产物棒曲霉素(Pat)是一种具有致突变作用的毒素。为研究腐烂苹果中Pat的分布，研究人员进行了如图所示的实验，

5、其中“病健交界处”为腐烂部位(病斑)与未腐烂部位的交界处。(1)活化扩展青霉菌种使用的培养基成分如表所示，其中NaNO3的作用有_。接种至苹果前用该培养基培养的目的是_。蔗糖NaNO3MgSO4KClFeSO4KH2PO4蒸馏水30g2g0.5g0.5g0.01g1g1 000 mL(2)取10 mL活化的菌液加入90 mL无菌水进行梯度稀释，取0.1 mL稀释液涂布于培养基上。104倍稀释对应的三个平板菌落数量分别为32、40和36，每毫升菌液中扩展青霉的数量为_个，实验结果统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，其原因是_。(3)研究人员测定病斑直径为1、2、3 cm的苹果中号部位的Pat 含

6、量，结果如图。由图可知实验结论为_。去除腐烂部位后的苹果是否建议食用？请结合图中信息分析_。72022广东省佛山市高三一模我国大力推行垃圾分类处理。厨余垃圾在生活垃圾中占比达到甚至超过一半，具有高含水率、高有机质(淀粉、油脂和蛋白质等)和高盐分的“三高”属性。如图为中小型厨余垃圾处理设备的工作原理示意图。据图分析并回答下列问题：(1)碳氮比(C/N)过高或者过低都不利于微生物发酵。某厨余垃圾中蛋白质占比较大，为了提高发酵效率，可以在上料时加入一定量的_(面粉/豆粕)。该设备的控制系统需要感应_等理化条件的变化，以保证微生物良好发酵环境。(2)相比原本存在于厨余垃圾中的微生物，该设备中投放的混合

7、菌种具有耐高温和_的特性，能合成和分泌更多的_，从而能更好地适应设备中的环境，更快降解厨余垃圾。(3)研究表明，米曲霉、解脂假丝酵母、绿色木霉等菌种对厨余垃圾中不同成分的分解各有优势。餐厅食堂和农贸市场产生的厨余垃圾成分有较大差异，可通过调整_，使设备都能达到较理想的降解效果。现不少家庭也尝试利用简易发酵桶处理厨余垃圾，若不考虑升温和菌种投放措施，可通过_的做法提高降解效果。(4)厨余垃圾经该设备处理后的残渣可_，以实现就地资源化利用。除此优点外，使用该设备处理比直接填埋厨余垃圾_。重点选做题8.2022江苏省海安市高三学业质量监测利用石榴制作果醋的大致流程为：先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌。

8、发酵6天后，再接入活化的醋酸杆菌发酵5天。相关叙述正确的是()A前6天用斐林试剂检测发酵液中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日增多B前6天发酵产生的乙醇既是醋酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖C发酵后5天，用重铬酸钾测定醋酸含量变化，溶液灰绿色逐日加深D发酵后5天与发酵前6天相比，控制的通气情况不同但温度相同92022江苏省常州市高三期末学业水平监测下图为利用玉米秸秆制备绿色能源乙醇的工艺流程图，相关叙述错误的是()A对玉米秸秆进行预处理的酶也可从腐木上的霉菌中提取B图中培养产酶微生物的培养基中的碳源一般为葡萄糖C在糖液发酵过程中，发酵装置一般应严格密封处理D发酵产生的酒精可与酸性重铬酸钾溶液反应变

9、成灰绿色102022广东省广州市高三一模B(不定项选择)野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，氨基酸营养缺陷型菌株由于发生基因突变而无法合成某种氨基酸，只能在完全培养基上生长。下图为纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分流程图，数字代表培养基，A、B、C表示操作步骤。下列有关说法正确的是()A.为完全培养基，为基本培养基BA操作的目的是提高该突变菌株的浓度CB操作可用涂布器蘸取菌液均匀的涂布在表面D经C过程原位影印及培养后，可从培养基中挑取D菌落进行纯化培养112022广东省佛山市顺德区高中教学质量检测维生素C既是人与动物必需的营养成分，并有抗氧化作用而广泛应用于食品工业。中国科技工作者发明的维

10、生素C“二步发酵法”生产工艺是世界首创：第一步发酵用醋酸杆菌为菌种，第二步发酵用氧化葡萄糖酸杆菌(“小菌”)和假单胞杆菌(“大菌”)混合菌种。下图为二步发酵法的生产流程，请回答有关问题：(1)为纯化和保存菌种，将一步发酵液抽样稀释用_法接种在含有碳酸钙粉的培养基上，以_(填下列选项代号)为最佳指标，分离保存菌种。A菌落直径大小B溶钙圈大小C溶钙圈直径与菌落直径比值(2)对一步发酵培养液检测发现几乎没有杂菌存在，请推测可能的原因是_。(3)二步发酵过程中大小菌的菌种数比例会影响产酸率，种液接入发酵罐前需对种液中的大小菌计数。计数所用的培养基除含有与发酵液相同的成分外，还需添加_，根据菌落的_对培

11、养液中的大小菌分别计数。现某检测员将种液稀释接种了3个平板，统计假单孢杆菌的菌落数分别是30、100 和200，取平均值110。该结果可信度低，原因是_。(4)若要尝试固定化混合菌进行二步发酵来生产古龙酸，你认为固定化混合菌操作时要注意哪些方面？_(至少提出两点)。122022广东省惠州市高三调研考试以下是从土壤中分离获得的具有类胡萝卜素生产潜力的一株红酵母菌菌株的过程。回答下列问题：(1)菌种的筛选、纯化与鉴别。将土壤样液采用_接种在添加了琼脂的培养基上形成单菌落，利于分离纯化，再通过观察菌落的_(答两点)等进行初步鉴别。(2)菌种培养基的优化。葡萄糖浓度的优化。科研人员用不同浓度的葡萄糖培

12、养，测定菌体质量和类胡萝卜素产量，数据如下表：从培养基成分来看，葡萄糖的作用是_。由上表得出，葡萄糖质量浓度为30 g/L时类胡萝卜素产量最高，葡萄糖质量浓度在高于30 g/L时，随着质量浓度的增加类胡萝卜素产量呈现下降的趋势。可能的原因是_。硫酸铵质量浓度的优化。用同样的方法对不同的硫酸铵质量浓度进行了研究。硫酸铵的作用是_。得到的结果类似上面，即随硫酸铵质量浓度的增加类胡萝卜素产量先增后减。为了得到最优化的培养基成分配方，你认为应该：_(写出简单的实验思路即可)。(3)工厂化发酵生产产物类胡萝卜素。为了得到大量的类胡萝卜素，将(2)中的优化配方制成_(填“固体”或“液体”)培养基，以便进行

13、工厂化发酵生产。132022广东省汕头市高三期末中国是食醋酿造大国，有几千年的酿醋历史。但目前中国常用的醋酸菌菌株AS1.41产酸能力、酒精耐受性均有待提高。科研人员拟从醋醅中筛选高产酸、高耐酒精的醋酸菌，过程如图1所示。图1(1)醋酸菌是一种_细菌，因此制醋时要适时通过充气口为发酵装置充气。陈醋在生产中往往先进行酒精发酵，原因是_。(2)从物理性质看，富集培养所用的培养基属于_培养基。配制分离培养基时，除琼脂和营养物质外，还需要添加2%的碳酸钙和_，以便观察醋酸与碳酸钙反应后菌落周围形成的透明圈。(3)取保藏的三个菌株分别接种于发酵培养液(含5%酒精)中，30 培养5 d后测产酸量，筛选出高

14、产酸的醋酸菌J2菌株。将J2与AS1.41分别接种到含不同浓度酒精的培养液中，30 培养24 h后，采用_法测定活菌数量，结果如图2。据图可以得出的结论有_。(4)筛选出J2菌株后，其高产酸特性的遗传是否稳定还需检测。具体操作是_，观察并比较产生的透明圈大小。若实验结果为_，说明其高产酸特性能稳定遗传。整合训练（十五）1解析：在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有：中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸和利于乳酸菌的鉴别和分离，A正确；微生物培养时，为避免杂菌污染，分离纯化所用的培养基加入锥形瓶后一般还要进行灭菌处理，B正确；分离纯化乳酸菌时，需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释，这样做的目的是使聚

15、集在一起的乳酸菌分散成单个细胞，有利于在培养基表面形成单个菌落，C正确；分离纯化时应挑选出具有透明圈的菌落作为候选菌，D错误。答案：D2解析：培养基应该先灭菌，再在超净工作台上分装到培养皿中，A错误；涂布时所用菌液不超过0.1 mL，平板上的菌落数应介于30300个，涂布用的菌浓度应控制在3003 000个/mL，B错误；由图可知，将接种后的培养基倒置于恒温培养箱中培养7天，C错误；由图可知，与A、C组相对比，B组用2.5%碳酸氢钠溶液对牙刷进行消毒后，牙刷实际菌落数最少，可定期使用2.5%碳酸氢钠溶液对牙刷进行消毒，D正确。答案：D3解析：选择培养基就是在牛肉膏蛋白胨培养基的基础上加上一定的

16、限制条件，所以会把那些不能在选择培养基上生存的细菌淘汰掉，剩下的就是符合条件的，牛肉膏蛋白胨培养基不是选择培养基，A错误；据题意可知，将琼脂含量是1%的培养基融化并冷却至4548 ，然后加入宿主细菌和待测噬菌体稀释悬液的混合液，充分混匀后立即倒入底层平板上形成双层平板，是培养基和混合液一起倒平板，不是混合液涂布在培养基表面，B错误；双层平板法因上层培养基中琼脂较稀，故形成的噬菌斑较大，更有利于计数，C正确；双层平板法所形成的全部噬菌斑都接近处于同一平面上，因此不仅每一噬菌斑的大小接近、边缘清晰，而且不至于发生上下噬菌斑的重叠现象，D正确。答案：CD4解析：菠萝汁不能用干热灭菌法灭菌，因为干热灭

17、菌法针对于耐高温且需要保持干燥的物品，若选用干热灭菌法会使菠萝汁的水分蒸发，A错误；由图可知，四种酵母菌中，丙的酒精度最低，因此利用四种酵母菌酿制菠萝酒，效果最差的是丙，B正确；67d，丁组酒精度不再上升的原因有：较高的酒精度对细胞有毒害作用，菠萝中的葡萄糖耗尽等，C正确；由于醋酸菌是好氧菌，因此利用菠萝果酒制作菠萝果醋时，发酵过程要始终保持有氧状态，D正确。答案：A5解析：家庭制作果酒、果醋通常不是纯种发酵，但材料和用具要进行消毒，以免造成污染或影响风味，A错误；果酒制作过程会产生二氧化碳，在排气的过程中为防止杂菌污染，只能拧松发酵瓶盖而不能打开瓶盖，B正确；制作果醋利用的是醋酸菌，醋酸菌是

18、好氧菌，故果酒制成后需要将装置移至温度略高且持续通入无菌空气的环境中，便能制作果醋，C错误；变酸的果酒液面上的菌膜是醋酸菌大量繁殖形成的，D错误。答案：B6解析：（1）培养基的成分一般都有碳源、氮源、水和无机盐，题表培养基中NaNO3的作用有提供氮源和无机盐，并维持培养液一定的渗透压；为增大扩展青霉的浓度，接种至苹果前用该培养基培养。（2）104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为32、40和36，则每毫升菌液中扩展青霉的数量为（324036）30.1101043.6107个；由于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，故实验结果统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。（3）据图可

19、知，不同病斑直径的苹果中，号部位的Pat含量最高，离腐烂部位越远的果肉中Pat含量越低。据图可知，腐烂苹果去除腐烂部位后不能放心食用，这是因为Pat是一种具有致突变作用的毒素，将腐烂苹果的腐烂部位去除后，结合图2可知，未腐烂部位仍含一定量的Pat，食用仍存在健康风险。答案：（1）提供氮源和无机盐（维持培养液一定的渗透压）增大扩展青霉的浓度（扩大培养）（2）3.6107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（3）不同病斑直径的苹果中，（号部位的Pat含量最高）离腐烂部位越远的果肉中Pat含量越低不建议食用，未腐烂部位仍含有一定量的Pat，食用仍存在健康风险7解析：（1）微生物培养

20、基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，碳氮比（C/N）过高或者过低都不利于微生物发酵。某厨余垃圾中蛋白质占比较大，为了提高发酵效率，需要增加碳源的比例，可以在上料时加入一定量的面粉。微生物培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求，该设备的控制系统需要感应O2 浓度、温度等理化条件的变化，以保证微生物良好发酵环境。（2）微生物分解淀粉、蛋白质、脂肪等微溶性物质，是因为微生物能（合成）分泌淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。由于厨余垃圾具有高含水率、高有机质（淀粉、油脂和蛋白质等）和高盐分的“三高”属性，该设备中投放的混合菌种具有耐高温和耐盐的特性，从而能更好地适应设备中的环境，更快降解厨余

21、垃圾。（3）餐厅食堂和农贸市场产生的厨余垃圾成分有较大差异，可通过调整各菌种的比例，使设备都能达到较理想的降解效果。若利用简易发酵桶处理厨余垃圾，若不考虑升温和菌种投放措施，可通过搅拌通气、剪碎垃圾的做法提高降解效果。（4）厨余垃圾经该设备处理后的残渣可用于给作物施肥，微生物分解后提供二氧化碳和无机盐，以实现就地资源化利用。除此优点外，使用该设备处理比直接填埋厨余垃圾更高效。答案：（1）面粉O2浓度、温度（2）耐盐淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶（3）各菌种的比例搅拌通气/剪碎垃圾（4）用于给作物施肥更高效8解析：因为酵母菌发酵会消耗葡萄糖，而葡萄糖是还原糖，能和斐林试剂产生砖红色沉淀，因此前6天用斐林

22、试剂检测发酵液中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日减少，A错误；前6天酵母菌发酵产生的乙醇可在醋酸杆菌的作用下生成乙醛，再生成醋酸，同时乙醇也可以抑制杂菌繁殖，故前6天发酵产生的乙醇既是醋酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖，B正确；重铬酸钾可以用来测定乙醇，酸性重铬酸钾遇乙醇变灰绿色，重铬酸钾不能测定醋酸，C错误；发酵后5天与发酵前6天相比，控制的通气情况不同，温度也不同，发酵前6天控制的温度是1830 ，发酵后5天控制的温度是3035 ，D错误。答案：B9解析：生长在腐木上的霉菌能够分解利用腐木中的纤维素，可以产生纤维素酶，玉米秸秆中富含纤维素，因此对玉米秸秆进行预处理的酶也可从腐木上的霉菌中提取

23、，A正确；图中培养产酶微生物主要作用是处理玉米秸秆，因此应以纤维素为碳源，B错误；酒精发酵属于无氧呼吸，因此需要在无氧环境（密封）的条件下进行，C正确；酒精可以与酸性的重铬酸钾溶液发生反应，由橙色变为灰绿色，D正确。答案：B10解析：根据题干信息和图形分析，图中中所有大肠杆菌都能生存，为完全培养基，中突变的大肠杆菌不能生存，为基本培养基，A正确；紫外线可以提高突变的频率，A操作的目的是提高突变菌株的浓度，B正确；B操作是将菌液滴加到培养基表面，再用涂布器将菌液均匀的涂布在表面，C错误；从图中可看出，D在基本培养基中无法生长，在完全培养基中可生长，说明D是氨基酸缺陷型菌落，故经C过程影印及培养后

24、，可从培养基中挑取D菌落进行纯化培养，D正确答案：ABD11解析：（1）为纯化和保存菌种，将一步发酵液抽样稀释后用稀释涂布平板法接种在含有碳酸钙粉的培养基上，由于醋酸菌代谢过程中产生的醋酸会与培养基中的碳酸钙发生反应，形成溶钙圈，我们以溶钙圈直径与菌落直径比值，即C为最佳指标，因为该比值能更好反应醋酸菌的产酸效率，同时选择该比值最大的菌落分离并保存菌种。（2）对一步发酵培养液检测发现几乎没有杂菌存在，主要原因是醋酸菌代谢产生的醋酸使培养液呈酸性，进而抑制了杂菌的生长。（3）二步发酵过程中大小菌的菌种数比例会影响产酸率，种液接入发酵罐前需要对种液中的大小菌计数。计数所用的培养基除含有与发酵液相同

25、的成分外，还需添加琼脂以形成固体培养基，因为菌落只能在固体培养基上形成，由于菌落具有种的特异性，因而可根据菌落的大小、颜色、形状或隆起程度等对培养基中的大小菌分别计数，从而获得两种菌体的比例。某检测员将种液稀释接种了3个平板，统计假单孢杆菌的菌落数分别是30、100 和200，显然，该组数值间差距太大，也没有设置对照，因此即使选用平均值该结果可信度依然较低。（4）若要尝试固定化混合菌进行二步发酵来生产古龙酸，对于菌体细胞的固定应该用包埋法，在进行包埋菌种时需要注意的事项有大小菌的混合比例（因为二者的比例影响产量）、避免包埋方法对菌种活性影响、避免包埋时混入杂菌等。答案：（1）稀释涂布平板C（2

26、）培养液呈酸性抑制杂菌的生长（3）琼脂大小、颜色、形状或隆起程度数据值间差距太大，重复性差（4）大小菌的混合比例、避免包埋方法对菌种活性影响、避免包埋时混入杂菌等12解析：（1）获取单一菌落的接种方法有平板划线法或稀释涂布平板法；不同菌体形成的菌落的大小、形状、光泽、颜色等不同，因此可根据菌落的这些特征进行菌体的初步鉴定。（2）酵母菌为异养兼性厌氧型，葡萄糖可为酵母菌的繁殖提供碳源和能源物质。葡萄糖质量浓度在高于30g/L时，随着质量浓度的增加，类胡萝卜素产量呈现下降的趋势，可能与菌体生长量的上升有关（菌体吸收的葡萄糖用于菌体生长的比例较大）。硫酸铵含有N和S等，可为微生物生长提供氮源和无机盐

27、。为了得到最优化的培养基成分配方，应综合考虑葡萄糖与硫酸铵的浓度组合培养的结果，即用不同的葡萄糖浓度与不同的硫酸铵质量浓度进行组合配比实验以及要考虑温度、pH等对类胡萝卜素产量的影响。实验思路为：在上述基础上继续研究培养基中C/N比对类胡萝卜素产量最优的培养基组合配方或综合研究C源、N源、pH值、温度及无机盐等综合因素对类胡萝卜素产量最优的组合配方。（3）工厂化发酵一般用液体培养基，可提高菌体与营养物质的接触，从而提高营养物质的利用率。答案：（1）平板划线法（稀释涂布平板法）大小、形状、光泽、颜色等（2）碳源和能源物质与菌体生长量的上升有关为微生物生长提供N源和无机盐在上述基础上继续研究培养基

28、中C/N比对类胡萝卜素产量最优的培养基组合配方或综合研究C源、N源、pH值、温度及无机盐等综合因素对类胡萝卜素产量最优的组合配方（3）液体13解析：（1）醋酸菌是一种好氧细菌，故制醋时要适时通过充气口为发酵装置充气；陈醋在生产中往往先进行酒精发酵，原因是醋酸菌在有氧条件下能将乙醇氧化为醋酸。（2）富集培养所用的培养基可用于扩大菌种的培养，从物理性质看，富集培养所用的培养基属于液体培养基；要观察醋酸与碳酸钙反应后菌落周围形成的透明圈，在配制分离培养基时，除营养物质外，还需要添加2%的碳酸钙和酸碱指示剂。（3）测定活菌数量的方法是稀释涂布平板法；由图2可知，酒精可抑制醋酸菌的生长，且酒精浓度越高，抑制作用越强。（4）筛选出J2菌株后，其高产酸特性的遗传是否稳定还需检测，由于醋酸菌是原核生物，只能进行分裂增殖，因此检测的基本过程为：将J2 菌株连续培养多代，将每一代菌株都接种到培养基上，观察并比较产生的透明圈大小，如果透明圈大小基本一致，说明其高产酸特性能稳定遗传，如果透明圈大小不一致，说明其高产酸特性不能稳定遗传。答案：（1）好氧醋酸菌在有氧条件能将乙醇氧化为醋酸（2）液体酸碱指示剂（3）稀释涂布平板法酒精可抑制醋酸菌的生长（4）将J2菌株连续培养多代，将每一代菌株都接种到培养基上透明圈大小基本一致