专题十三 发酵工程——高考生物学三年(2022-2024)真题精编卷（含解析）

高考生物学三年（2022-2024）真题精编卷
专题十三 参考答案
1.答案：D
解析：不含氮源的平板可用于筛选可以固氮的微生物，A错误；平板涂布时涂 布器使用前必须进行灭菌，B错误；接种后未长出菌落的培养基中也可能含有 微生物，需进行灭菌，再丢弃，C错误；能分解尿素的细菌（能合成脲酶）能 够在以尿素为唯一氮源的培养基上正常生长和繁殖，D正确。
2.答案：D
解析：
该实验的目的是筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌，应该 用以角蛋白为唯一氮源的培养基进行筛选培养，且应该在高温条件下取样，即c 点时取样，D正确。
3.答案：D
解析：为防止杂菌污染，采样前需要对空气微生物采样器进行灭菌，A正确；
细菌气溶胶样品恒温培养时，为防止冷凝水滴落造成污染和水分大量蒸发，应 将培养皿倒置，B正确；对微生物计数时，在同一稀释度下，应至少对3个平板 进行重复计数，然后求出平均值，C正确；使用稀释涂布平板法对微生物进行 计数时，统计的数值往往比实际值低，原因是当两个或多个菌体连在一起时在 平板上观察到的只是一个菌落，D错误。
4.答案：C
解析：沸盐水冷却后再倒入坛中主要是为了防止乳酸菌被杀死，A错误；盐水 需要浸没全部菜料主要目的是创造一个无氧的环境，有利于乳酸菌的发酵，B 错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水目的是为了使气体只能从泡菜 坛排出而不能进入，保证坛内处于无氧环境，C正确；泡菜腌制过程中，亚硝
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酸盐含量先升高，后降低，D错误。 5.答案：D
解析：动、植物细胞DNA的提取不需要在无菌条件下进行，A错误；动物细胞 培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染，保证无菌环境，而微生物的培养 不能加入抗生素，B错误；一般用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌 ,以防止杂菌污染， C错误；可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、
细胞培养瓶等进行灭菌，以防止杂菌污染，D正确。
6.答案：D
解析：醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时，能通过复杂的化学反成将糖 分解成乙酸；当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。乙 酸有酸味，因此，食用醋的酸味主要来源于乙酸，A正确；醋酸菌是好氧细菌 ,不适宜在无氧条件下生存， B正确；当缺少糖源时，醋酸菌直接将乙醇转化 为乙醛，再将乙醛变为乙酸，因此，醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C 正确；醋酸菌为原核生物，其不含有线粒体，D错误。
7.答案：D
解析：压榨出的油水混合物可再加工，生产出多种产品，有利于实现物质的循 环再生和能量的多级利用，A正确；添加的木屑有利于堆肥体通气，木屑也可 作为某些微生物的碳源，B正确；X中需要添加合适的菌种，通过分解有机物才 能产生沼气，C正确；为保证堆肥体中微生物的活性，可以对堆肥体进行翻动 , D错误。
8.答案：A
解析：据图可知，该生产过程中有酿酒酵母的参与，酵母菌呼吸作用会产生二 氧化碳，故该生产过程中，一定有气体生成，A正确；糖类是主要的能源物质 ,微生物生长所需的碳源主要来源于果糖生产废水， B错误；分析图示可知，
该技术中有连续搅拌反应器的过程，该操作可以增加微生物与营养物质的接触 面积，此外也可增大溶解氧含量，故据此推测该生产工艺利用微生物的有氧发 酵技术生产蛋白质，C错误；沼气生产利用的是厌氧微生物，在连续搅拌反应 器中厌氧微生物会被抑制，因此沼气池废料无需灭菌，D错误。
9.答案：D
解析：在氧气充足的条件下，黑曲霉可以利用糖类发酵产生柠檬酸，在相同菌体
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密度下，菌球体越大，越不容易获得氧气，柠檬酸产生速率越慢，A 正确；由题 目所给信息“菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制 ” 可推出发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量，B 正确；大部分细菌适 合在中性或弱碱性环境中生存，发酵过程中 pH 下降可抑制大部分细菌的生长，
C 正确；如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀 等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物， 可根据产物的性 质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。柠檬酸属于代谢物，D 错误。 10.答案：D
解析：青霉素的工业化生产需要提供青霉菌产生青霉素的条件 ，
青霉菌分泌青霉素的条件是葡萄糖浓度不足 ， 因此发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，A正确；青霉菌的代谢类型为异养需氧 型，可用深层通气液体发酵技术，保证其有氧呼吸，提高产量，B正确；选育 出的高产菌株数量较少，故需经扩大培养纯化后才可接种到发酵罐中，C正确 ; 为了防止细菌、真菌等微生物的污染，获得纯净的青霉素，发酵罐仍然需严 格灭菌，D错误。
11.答案：AB
解析：果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精 的原理，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大 量繁殖，在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵，A 、B正确；一般认为，传统发 酵技术直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的发 酵物中的微生物，发酵前不需要对原料进行灭菌，C错误；家庭制作果酒时，
发酵结束后，一般不进行消毒，而工业化生产啤酒时，发酵结束后，一般会进 行消毒，以延长保存期，D错误。
12.答案：ACD
解析：乳酸菌属于厌氧菌，开盖放气会影响乳酸菌发酵，因此不能开盖放气，
A错误；制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3，以防止发酵过程中发酵 液溢出；制作泡菜的盐水要淹没全部菜料，防止菜料与空气接触，B正确；醋 酸发酵的温度高于果酒发酵的温度，因此制作好葡萄酒后，除需通入无菌空气 外，还需要适当提高发酵装置的温度，C错误；果醋发酵时温度宜控制在30~35 ℃ , D错误。
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13.答案：ABD
解析：传统发酵技术的应用酵母菌是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒 精发酵，可用于酿酒、制作馒头和面包等，传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为 主的多种微生物共同作用下完成的，A正确；发酵池是泥质老窖，多年反复利 用的老窖池内壁窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物，窖池内各种微生物形成 了相对稳定的体系，使酿造过程不易污染杂菌，B正确；从窖泥中分离的酿酒 酵母扩大培养时，需在有氧环境中进行，因为酵母菌在有氧条件下可大量繁殖 , C错误；谷物中含有大量淀粉，用谷物原料发酵形成酒糟的过程中，有淀粉 分解形成糖浆的过程，因此，从谷物原料发酵形成的酒糟中，可分离出产淀粉 酶的微生物，D正确。
14.答案：ACD
解析：赤霉素能促进种子萌发，故用赤霉素处理大麦，可诱导α-淀粉酶相关基 因的表达，促进α-淀粉酶的合成，使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶，A正 确；焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并保持酶的活性，不是为了灭菌，B 错误；糖浆经蒸煮、冷却后再接种酵母菌进行发酵，防止高温杀死菌种，C正 确；双乙酰是啤酒发酵过程中酵母菌自身代谢出的副产物，是啤酒成熟的限制 性指标，过高会导致啤酒变质，通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成 , 缩短啤酒的发酵周期，D正确。
15.答案：ABC
解析：适量提高乳酸链球菌的接种量，可以使菌体数量增加较快，进而使Nisin 浓度更快提高，因此可以缩短发酵生产周期，在较短时间收获产品，A正确；
蔗糖是乳酸链球菌的营养物质，随着发酵的进行，发酵液中蔗糖含量逐渐降低 ,因此中后期补加一定量的蔗糖溶液利于菌体生长，B正确；乳酸菌生长过程 中产生的乳酸会使发酵罐内pH下降，因此在发酵过程中向发酵罐内适时适量添 加碱液，可以创造适于Nisin生产的pH条件，C正确；如果发酵产品是微生物细 胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥获得产 品。如果产品是分泌到发酵液中的，可根据产物的性质采取适当的提取、分离 和纯化措施从发酵液中获得产品。Nisin为乳酸链球菌的分泌产物，主要存在于 发酵液，D错误。
16.答案：（1）碳源、氮源
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（2）PT7 、PBAD和PBAD ；基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动 基因1表达
（3）抑制杂菌；去除丢失质粒的菌株
（4）该处细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素
（5）将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶（或将酪氨酸酶替换成不同颜色 蛋白）
解析：（1）培养基的营养物质包括水、无机盐、碳源、氮源等，研究者培养工 程菌，需要优化培养基的碳源、氮源等营养条件，并控制环境条件。（2）题图
二a分析可知，蓝光照射下，T7RNAP N端-nMag与T7RNAP
C端结合，导致无活性的T7RNAP变成有活性的T7RNAP，结合图一，蓝光处理 后，RNA聚合酶（T7RNAP）识别启动子①使基因1转录获得相应的mRNA，再 以其为模板通过翻译过程获得酪氨酸酶，酪氨酸酶从而催化染色液中酪氨酸形 成黑色素，可见基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达 ,综合上述分析可知，为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为PT7 、PBAD 和PBAD。（3）光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时 在培养液中加入大观霉素，抗生素具有抑制杂菌；去除丢失质粒的菌株的作用 。（4）由小问2分析可知，细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素 ,故用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处 理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色。（5）由小问2分析可知，题干信 息的设计思路最终BC膜被染成黑色，希望生产其他颜色图案的BC膜，则需要 将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶（或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白 ) 。
17.答案：（1）在PCR反应中，需要利用高温使DNA双链解旋，普通的DNA聚 合酶在高温下会变性失活，而TaqDNA聚合酶能够耐高温，在高温条件下依然 具有活性
（2）在平板中添加氯霉素，再将在含氯霉素的培养基中生长的菌落利用影印法 影印到添加四环素的培养基中，在含有四环素的培养基中不能正常生长的菌落 由导入目的基因的菌株形成
（3）乳酸或有机酸；9
（4）大肠杆菌进行细胞呼吸时会释放大量热量
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（5）提取、分离、纯化
解析：（1）在PCR反应中，变性的温度需要90℃以上，需要利用高温使DNA双 链解旋，普通的DNA聚合酶在高温下会变性失活，而TaqDNA聚合酶能够耐高 温，在高温条件下依然具有活性，因此扩增X基因时，PCR反应中需要使用Taq
DNA聚合酶。（2）据图可知，使用BamH I和Sal
I限制酶处理质粒和X基因，四环素抗性基因被破坏，氯霉素抗性基因保留，因 此能在氯霉素培养基上生存，不能在四环素培养基上生存的大肠杆菌即是含目 的基因菌株，因此实验思路为：在平板中添加氯霉素，再将在含氯霉素的培养 基中生长的菌落利用影印法影印到添加四环素的培养基中，在含有四环素的培 养基中不能正常生长的菌落由导入目的基因的菌株形成。（3）碳源是微生物生 长所需的主要能量来源，而氮源则是构成细胞物质和合成蛋白质、核酸等生物 大分子的基本原料。当培养基中碳源相对过多时，微生物可能会优先利用碳源 进行能量代谢，而氮源的消耗相对较慢。这会导致碳源氧化不完全，形成较多 的乳酸或有机酸。这些乳酸或有机酸会在溶液中解离，使发酵液的pH值下降。 因为要筛选碳源和氮源浓度的最佳组合，木薯淀粉浓度有3种，酵母粉浓度也有 3种，因此理论上应设置3×3=9组实验。（4）大肠杆菌进行细胞呼吸时会释放 大量能量，绝大多数以热能形式释放，因此大肠杆菌在发酵罐内进行高密度发 酵时，温度会升高。（5）发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的 配制、灭菌，接种，发酵，产品分离、提纯等方面，因此发酵工业中通过菌种 选育、扩大培养和发酵后，再经提取、分离、纯化，最终获得发酵产品。
18.答案：（1）酒精（或C2H5OH）；能量
（2）无氧
（3）不能，该实验只能证明随着H2O2浓度的持续上升，酵母菌存活率下降 ( 酵母菌受损程度加深），但不能证明酵母菌接触O2 的最初阶段，细胞产生的H2 O2浓度会持续上升；该实验在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，接种到培养 基上无氧培养，并没有创造O2浓度陡然变化的条件
（4）过氧化氢酶或H2O2酶
解析：（1）酵母菌在密闭发酵罐中进行无氧呼吸，会产生酒精（C2H5OH）和 CO2。有氧培养时，酵母菌进行有氧呼吸，有机物被彻底氧化分解，产生大量 能量，而无氧呼吸中有机物不能彻底分解，只产生少量能量，故有氧培养时酵
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母菌增殖速度明显快于无氧培养。（2）由图甲结果可知，无氧/无氧条件下，
菌落数最多，因此有利于保留占比很低菌种的采集条件是无氧/无氧。（3）依 据图乙结果可知，随着H2O2浓度的持续上升，酵母菌存活率下降（酵母菌受损 程度加深），但不能证明酵母菌接触O2 的最初阶段，细胞产生的H2O2浓度会持 续上升；由题意可知，该实验在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，接种到含 不同浓度H2O2 的培养基上进行无氧培养，并没有创造O2浓度陡然变化的条件， 所以不能完全证实上述推测。（4）过氧化氢酶能催化H2O2分解出现明显气泡 ,因此实验结果说明，酵母菌可通过产生过氧化氢酶以抵抗H2O2 的伤害。
19.答案：（1）无机盐、淀粉
（2）金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌；1.73~3.45
（3）淀粉酶编码基因M发生突变；能产生淀粉酶M的个体产生后代时发生性状 分离
（4）无菌、无毒环境，含95%O2和5%CO2 的气体环境；否
（5）②③④⑥
解析：（1）由题意可知，根际促生菌具有固氮作用，因此用于筛选根际促生菌 的培养基的主要营养物质包括水、无机盐和淀粉。（2）由题表可知，在抗菌肽 浓度为3.45～55.20mg·mL-1范围内，金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌均不能生长 ,表明该抗菌肽对它们的抑菌效果较好。因为抗菌肽的浓度为1.73mg·mL-1时，
它们均能生长，所以要确定抗菌肽抑菌效果的最低浓度，应在1.73～3.45mg·mL -1浓度区间设置更小的浓度梯度进行实验。（3）A菌株在传代过程中，淀粉酶 编码基因M可能发生突变导致其不能产生淀粉酶M；或者在遗传过程中能产生 淀粉酶M的个体产生后代时发生性状分离。（4）动物细胞培养的条件除需要适 宜的营养、温度、渗透压、pH外，还需要无菌、无毒环境以及含95%O2和5%C O2 的气体环境。肺类装配体形成过程中涉及不同类型的细胞，但仅是将不同类 型细胞组装起来，而非使不同类型的细胞融合。（5）实验的目的是探究解淀粉 芽孢杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力。因此自变量为是否使用 解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽，因变量为MRSA引起的肺炎的症状是否缓解。所以实 验组用解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽处理，实验对象为MRSA感染的肺炎装配体，另 外用万古霉素（抗MRSA的药物）来检测解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽的抗菌效果。 因此所选实验材料有②③④⑥。
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高考生物学三年（2022-2024）真题精编卷
专题十三 发酵工程
一、单项选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.【2023 · 山东卷】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
2.【2023 ·广东卷】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
3.【2023 ·辽宁卷】细菌气溶胶是由悬浮于大气或附着于颗粒物表面的细菌形成的。利用空气微 生物采样器对某市人员密集型公共场所采样并检测细菌气溶胶的浓度（菌落数/m3 ）。下列叙述错
误的是 ( )
A.采样前需对空气微生物采样器进行无菌处理 B.细菌气溶胶样品恒温培养时需将平板倒置
C. 同一稀释度下至少对 3 个平板计数并取平均值
D.稀释涂布平板法检测的细菌气溶胶浓度比实际值高
4.【2023 · 山东卷】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
5.【2022 ·湖北卷】灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是( )
A.动、植物细胞 DNA 的提取必须在无菌条件下进行
B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C.为防止蛋白质变性，不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌 D.可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
6.【2024 ·湖北卷】制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用 于食用醋的发酵。下列叙述错误的是 ( )
A.食用醋的酸味主要来源于乙酸
B.醋酸菌不适宜在无氧条件下生存
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发生在线粒体内
7.垃圾分类有利于变废为宝，减少环境污染。如图为分类后餐厨垃圾资源化处理的流程设计。下 列叙述错误的是 ( )
A.压榨出的油水混合物可再加工，生产出多种产品
B.添加的木屑有利于堆肥体通气，还可作为某些微生物的碳源
C.X 中需要添加合适的菌种，才能产生沼气
D.为保证堆肥体中微生物的活性，不宜对堆肥体进行翻动
8.【2022 ·湖北卷】废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产 蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该生产过程中，一定有气体生成
B.微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料
C.该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质
D.沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理
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9.【2024 · 山东卷】在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌 体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时，可解 除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是 ( )
A.相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生速率越慢 B.发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量
C.发酵过程中 pH 下降可抑制大部分细菌的生长
D.发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品
10.【2022 · 山东卷】青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保 证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误 的是( )
A.发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B.可用深层通气液体发酵技术提高产量
C.选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中
D.青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌
二、多项选择题：在每小题给出的四个选项中，有两项以及两项以上是符合题目要求的。
11.【2023 · 山东卷】果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产相比，共同点有( )
A.都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理 B.都需要一定的有氧环境供发酵菌种繁殖
C.发酵前都需要对原料进行灭菌
D.发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期
12.【2022 ·江苏卷】在制作发酵食品的学生实践中，控制发酵条件至关重要。下列相关叙述错误 的有 ( )
A.泡菜发酵后期，尽管乳酸菌占优势，但仍有产气菌繁殖，需开盖放气
B.制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的 2/3，制作泡菜的盐水要淹没全部菜料
C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入无菌空气制作葡萄醋 D.果酒与果醋发酵时温度宜控制在 18~25℃,泡菜发酵时温度宜控制在 30~35℃
13.【2024 ·河北卷】中国传统白酒多以泥窖为发酵基础，素有“千年老窖万年糟 ”“ 以窖养糟， 以糟养泥 ”之说。多年反复利用的老窖池内壁窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物。下列叙述正 确的是 ( )
A.传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的
B.窖池内各种微生物形成了相对稳定的体系，使酿造过程不易污染杂菌
C.从窖泥中分离的酿酒酵母扩大培养时，需在 CO2 或 N2 环境中进行
D.从谷物原料发酵形成的酒糟中，可分离出产淀粉酶的微生物
14.【2022 · 山东卷】啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒
等工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法正确的是( )
A.用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就能产生 α-淀粉酶 B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌
C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵
D.通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期
15.【2023 ·河北卷】乳酸链球菌素（Nisin）是乳酸链球菌分泌的一种抗菌肽。研究者对 Nisin 发 酵生产过程相关指标进行了检测，结果如图。下列叙述正确的是 ( )
A.适度提高乳酸链球菌接种量可缩短 Nisin 发酵生产周期
B.发酵的中后期适量补加蔗糖溶液可促进菌体生长
C. 向发酵罐内适时适量添加碱溶液可提高 Nisin 产量
D.发酵结束后主要通过收获并破碎菌体以分离获得 Nisin 产品
三、填空题
16.【2024 ·广东卷】驹形杆菌可合成细菌纤维素（BC）并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性 能优异的生物材料，BC 膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶（可催化酪氨酸形成黑色素）的光控 表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成 BC 膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型 纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路（图一）。
回答下列问题：
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（1）研究者优化了培养基的 （答两点）等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程 菌株后可在气液界面处获得 BC 菌膜（菌体和 BC 膜的复合物）。
（2）研究者利用 T7 噬菌体来源的 RNA 聚合酶（T7RNAP）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可 被蓝光调控的基因表达载体（光控原理见图二a，载体的部分结构见图二 b）。构建载体时，选用 了通用型启动子 PBAD（被工程菌 RNA 聚合酶识别）和特异型启动子 PT7（仅被 T7RNAP 识别）。 为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为 ，理由是 。
（3）光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素， 其作用为 （答两点）。
（4）根据预设的图案用蓝光照射已长出的 BC 菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处 理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是 。
（5） 有企业希望生产其他颜色图案的 BC 膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思 路： 。 17.【2024 ·安徽卷】丁二醇广泛应用于化妆品和食品等领域。兴趣小组在已改造的大肠杆菌中引 入合成丁二醇的关键基因 X，以提高丁二醇的产量。回答下列问题。
（1）扩增 X 基因时，PCR 反应中需要使用 TaqDNA 聚合酶，原因是 。
（2）使用 BamH I 和 Sal I 限制酶处理质粒和 X 基因，连接后转化大肠杆菌，并涂布在无抗生素 平 板 上 （如 图 ） 。 在 此 基 础 上 ， 进 一 步 筛 选 含 目 的 基 因 菌 株 的 实 验 思 路 是 。
（3）研究表明，碳源和氮源的种类、浓度及其比例会影响微生物生长和发酵产物积累。如果培养 基中碳源相对过多，容易使其氧化不彻底，形成较多的 ，引起发酵液 pH 值下降。兴趣小组通过单因子实验确定了木薯淀粉和酵母粉的最适浓度分别为 100g ·L-1 和 15 g ·L-1。在此基础上， 设置不同浓度的木薯淀粉（90 g ·L-1 、100 g ·L-1 、110 g ·L-1）和酵母粉（12 g ·L-1 、15g ·L-1 、18 g ·L-1 ）筛选碳源和氮源浓度的最佳组合，以获得较高发酵产量，理论上应 设置 （填数字）组实验（重复组不计算在内）。
（4）大肠杆菌在发酵罐内进行高密度发酵时，温度会升高，其原因是 。
（5）发酵工业中通过菌种选育、扩大培养和发酵后， 再经 ，最终获得发酵产品。 18.【2024 ·北京卷】啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中， 需从密闭的发酵罐中采集酵母菌用于 再发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含 量下酵母菌的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。
（1）酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生 和 CO2。有氧培养时， 酵母菌增 殖速度明显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量 。
（2）本实验中，采集是指取样并培养 4 天。在不同的气体条件下从发酵罐中采集酵母菌， 统计菌 落数（图甲）。由结果可知，有利于保留占比很低菌种的采集条件是 。
甲
（3）根据上述实验结果可知，采集酵母菌时 O2 浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推
测，酵母菌接触 O2 的最初阶段，细胞产生的过氧化氢（H2O2 ）浓度会持续上升，使酵母菌受损。
已知 H2O2 能扩散进出细胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌， 分别接种至含不同浓度
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H2O2 的培养基上，无氧培养后得到如图乙所示结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说 明理由。
乙
（4）上述推测经证实后，研究者在有氧条件下从发酵罐中取样并分为两组，A 组菌液直接滴加到 H2O2 溶液中，无气泡产生；B 组菌液有氧培养 4 天后，取与 A 组活菌数相同的菌液，滴加到 H2O2 溶液中，出现明显气泡。结果说明，酵母菌可通过产生 以抵抗 H2O2 的伤害。
19.【2023 ·湖南卷】某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下 列问题：
（1）若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和 。
（2）现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌 H，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推 测该抗菌肽对 的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需 在 μg ·mL-1 浓度区间进一步实验。
测试菌 抗菌肽浓度/ ( g ·mL-1）
55.20 27.60 13.80 6.90 3.45 1.73 0.86
金黄色葡萄球菌 - - - - - + +
枯草芽孢杆菌 - - - - - + +
禾谷镰孢菌 - + + + + + +
假丝酵母 - + + + + + +
注：“+ ”表示长菌，“- ”表示未长菌。
（3）研究人员利用解淀粉芽孢杆菌 H 的淀粉酶编码基因 M 构建高效表达质粒载体，转入大肠杆 菌成功构建基因工程菌 A。在利用 A 菌株发酵生产淀粉酶 M 过程中，传代多次后，生产条件未变， 但某子代菌株不再产生淀粉酶 M。分析可能的原因是 （答出两点即可）。 （4）研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体， 如图所示。肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH 以及 （答出两点）
等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运用了动物细胞融合技术 （填“是 ”或“否 ”）。
（5）耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用 MRSA 感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌 H 抗菌肽是否对 MRSA 引起的肺 炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是 。
①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体
②MRSA 感染的肺类装配体
③解淀粉芽孢杆菌 H 抗菌肽
④生理盐水
⑤青霉素（抗金黄色葡萄球菌的药物）
⑥万古霉素（抗 MRSA 的药物）