高考生物真题分项汇编 三年（2021-2023）（全国通用）专题18+发酵工程

专题18   发酵工程

命题点1  传统发酵技术及其应用

1．（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（    ）

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

2．（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

3．（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

4．（2021·海南·高考真题）关于果酒、果醋和泡菜这三种传统发酵产物的制作，下列叙述正确的是（    ）

A．发酵所利用的微生物都属于原核生物 B．发酵过程都在无氧条件下进行

C．发酵过程都在同一温度下进行 D．发酵后形成的溶液都呈酸性

5．（2021·湖北·统考高考真题）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，酵母菌将葡萄糖分解成乳酸

B．馒头制作过程中，酵母菌进行呼吸作用产生CO2

C．米酒制作过程中，将容器密封可以促进酵母菌生长

D．酸奶制作过程中，后期低温处理可产生大量乳酸杆菌

6．（2021·辽宁·统考高考真题）利用菠萝蜜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，发酵6天后，再接入活化的醋酸杆菌，发酵5天。下列有关叙述错误的是（　　）

A．乙醇既是醋酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖

B．酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖

C．酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同

D．接入醋酸杆菌后，应适当升高发酵温度

7．（2021·江苏·高考真题）某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相关叙述正确的是（    ）

A．果酒发酵时，每日迅速打开瓶盖放气，避免空气回流进入发酵容器

B．果酒发酵时，用斐林试剂检测还原糖的含量，砖红色沉淀逐日增多

C．果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵产生的气泡量

D．果醋发酵时，重铬酸钾测定醋酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深

8．（2021·山东·统考高考真题）葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是（    ）

A．无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖

B．自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌

C．葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的

D．制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加

9．（2021·浙江·统考高考真题）用白萝卜制作泡菜的过程中，采用适当方法可缩短腌制时间。下列方法中错误的是（　　）

A．将白萝卜切成小块 B．向容器中通入无菌空气

C．添加已经腌制过的泡菜汁 D．用沸水短时处理白萝卜块

9．（2021·重庆·高考真题）人类很早就能制作果酒，并用果酒进一步发酵生产果醋。

(1)人们利用水果及附着在果皮上的      菌，在18～25℃、无氧条件下酿造果酒；在利用醋酸菌在      条件下，将酒精转化成醋酸酿得果醋。酿造果醋时，得到了醋酸产率较高的醋酸菌群，为进一步纯化获得优良醋酸菌菌种，采用的接种方法是               。

(2)先酿制果酒再生产果醋的优势有      （填编号）。

①先酿制果酒，发酵液能抑制杂菌的生长，有利于提高果醋的产率

②酿制果酒时形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的产率

③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中

(3)果酒中的酒精含量对果醋的醋酸产率会产生一定的影响。某技术组配制发酵液研究了初始酒精浓度对醋酸含量的影响，结果见图。

该技术组使用的发酵液中，除酒精外还包括的基本营养物质有               （填写两种）。据图可知，醋酸发酵的最适初始酒精浓度是      ；酒精浓度为10%时醋酸含量最低，此时，若要尽快提高醋酸含量，可采取的措施有                            （填写两个方面）。

10．（2021·全国·高考真题）工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。

回答下列问题：

（1）米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的           可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供           。

（2）米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的     、      能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和          。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于           （填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”）微生物。

（3）在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于           （填“真核生物”或“原核生物”）；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是           。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是           （答出1点即可）。

命题点2  微生物培养

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·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

4．（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

5．（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（    ）

A．A B．B C．C D．D

6.（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

7．（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

8．（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

9．（2021·天津·统考高考真题）下列操作能达到灭菌目的的是（    ）

A．用免洗酒精凝胶擦手 B．制作泡菜前用开水烫洗容器

C．在火焰上灼烧接种环 D．防疫期间用石炭酸喷洒教室

10．（2021·北京·统考高考真题）野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点，除用于生态治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是（　　）

A．种植此类草本植物可以减少水土流失

B．菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用

C．用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源

D．菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移

11．（2021·北京·统考高考真题）人体皮肤表面存在着多种微生物，某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是（　　）

A．对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌

B．使用无菌棉拭子从皮肤表面取样

C．用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布

D．观察菌落的形态和颜色等进行初步判断

12．（2021·山东·统考高考真题）解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲，乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法错误的是（    ）

A．甲菌属于解脂菌

B．实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源

C．可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比

D．该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力

13．（2021·浙江·统考高考真题）下列关于原生质体和细胞计数的叙述，错误的是（　　）

A．测定植物原生质体的密度时，可用血细胞计数板

B．红墨水不能进入活细胞，可用于检测细胞的存活状态并计数

C．涂布分离法和划线分离法均能得到单菌落，都可用于细胞计数

D．酵母菌在液体培养基中培养一段时间后，可用比浊计测定其密度

14．（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）           。

15．（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                  。

(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                             。

16．（2021·湖南·统考高考真题）大熊猫是我国特有的珍稀野生动物，每只成年大熊猫每日进食竹子量可达12~38kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题：

（1）纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即         。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以         为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分类属于         培养基。

（2）配制的培养基必须进行               灭菌处理，目的是         。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是         。

（3）简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路         。

（4）为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌，在37℃条件下进行玉米秸秆降解实验，结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株         ，理由是         。

17．（2021·河北·统考高考真题）葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣（皮渣）。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。

回答下列问题：

（1）皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷，可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是          ，萃取效率主要取决于萃取剂的          。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷          。研究发现，萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率，原因是                    。

（2）为了解皮渣中微生物的数量，取10g皮渣加入90mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克皮渣中微生物数量为          个。

（3）皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至          性，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是                              。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为          。

（4）皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌         。（简要写出实验步骤和预期结果）

18．（2021·广东·统考高考真题）中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜（甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖）为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。

回答下列问题：

（1）为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为           ，并不断提高其浓度，经多次传代培养（指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养）以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用           的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优良菌株的方法还有           等。（答出两种方法即可）

（2）基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60d以上。该系统不需要灭菌的原因是           。（答出两点即可）

（3）研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中           可能是高密度培养的限制因素。

（4）菌株H还能通过分解餐厨垃圾（主要含蛋白质、淀粉、油脂等）来生产PHA，说明其能分泌           。