2024年新高考生物一轮复习重难点训练专题15 发酵技术与微生物的实验室培养（含解析）

专专题分析题型解读本专题属于老高考选做题中的一大热门考点，新高考的占比明显减少，常结合其它内容进行考查，以简答题为主要考查形式。考向分析专题分析题型解读本专题属于老高考选做题中的一大热门考点，新高考的占比明显减少，常结合其它内容进行考查，以简答题为主要考查形式。考向分析围绕果酒、果醋、泡菜制作等生产实例进行考查，且侧重于考查微生物的分离、纯化等操作原理、方法等，重点考查学生的实验及探究能力。答题技巧作答本专题时，熟练掌握课本基础知识就足以应对所有问题，因而需要牢记课本，多读多背。对点训练一、单选题对点训练1．（2023·湖南·模拟预测）下列关于传统发酵技术的说法，正确的是（

）A．制作腐乳过程中主要利用毛霉将蛋白质分解成肽和氨基酸B．制作泡菜过程中先将蔬菜装至八成满，然后倒入煮沸的盐水C．当缺少糖源时醋酸菌进行无氧呼吸将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸D．制作果酒过程中应先将去除枝梗的葡萄用清水冲洗1~2次，然后晾干备用【答案】A【详解】A、制作腐乳过程中主要利用毛霉产生的蛋白酶将蛋白质分解成肽和氨基酸，产生的脂肪酶将脂肪分解为甘油和脂肪酸，A正确；B、制作泡菜过程中先将蔬菜装至半坛，然后倒入煮沸后冷却的盐水，B错误；C、醋酸菌为需氧型细菌，进行有氧呼吸，当缺少糖源时醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸，C错误；D、制作果酒过程中应该先用清水冲洗1~2次，然后再去除葡萄的枝梗，D错误。故选A。2．（2023·河北·模拟预测）我国具有悠久的酿酒文化和历史，汉代以后的相当长一段时间内，中国人喝的酒其实是各种黄酒，黄酒是曲蘖参与糖化发酵制成的谷物酒。在《说文解字》中，关于酒的记载也有着类似的描绘“曲，酒母也；蘖，芽米也”。黄酒的制作流程主要为：制曲→浸米→煮酒（浸好的小米加入开水中煮熟）→拌曲→入缸发酵→压榨→装瓶。下列有关叙述正确的是（

）A．一般选择温度较低的天气制曲，避免其腐坏变质B．浸米有利于淀粉水解产生酒精从而提高酒的产量C．入缸发酵时不能将搅拌好的煮熟的小米装满发酵缸D．煮酒完成后为避免杂菌污染要立刻拌曲【答案】C【详解】A、制曲主要是为了获得足够多的酵母菌，环境温度稍高，有利于酵母菌的生长和繁殖，A错误；B、酿酒主要是将葡萄糖不彻底氧化分解形成酒精，小米的主要成分是淀粉，经过浸泡后有利于淀粉分解成葡萄糖，B错误；C、酵母菌无氧呼吸会产生二氧化碳，为防止发酵液溢出，故入缸发酵时不能将发酵缸装满，C正确；D、煮酒完成后若立刻拌曲，材料温度过高会使酒曲中的酵母菌死亡，D错误。故选C。3．（2023·辽宁阜新·统考模拟预测）近年来，微生物学和发酵工程技术的进步为我国发酵食品提供了更多可能的发展路径，技术应用可降低发酵周期并提升质量。下列关于传统发酵技术和发酵工程的叙述，正确的是（

）A．用酵母菌发酵酿制果酒时，可选择溴麝香草酚蓝溶液检测产生的酒精B．啤酒的工业化生产过程中，酒精的产生和积累主要在后发酵阶段完成C．用单细胞蛋白制成的微生物饲料，可通过发酵工程从微生物细胞中提取D．多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉【答案】D【详解】A、用酵母菌发酵酿制果酒时，可选择酸性重铬酸钾检测产生的酒精，A错误；B、啤酒的工业化生产过程中，酒精的产生和积累主要在主发酵阶段完成，B错误；C、用单细胞蛋白制成的微生物饲料，其中的单细胞蛋白是指微生物菌体，并不是通过发酵工程从微生物细胞中提取获得，C错误；D、多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸，D正确。故选D。4．（2023·湖南·模拟预测）油炸臭豆腐，是我国一些地方的风味小吃，制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。下列说法正确的是（

）A．卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌不存在竞争关系B．乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2C．微生物发酵产生了不同的代谢物使得臭豆腐具有特殊的风味D．腐乳制作原理是毛霉等多种微生物中的蛋白酶将蛋白质和脂肪等物质分解的结果【答案】C【详解】A、卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌存在竞争关系，共同争夺空间和营养，A错误；B、乳酸菌发酵产生了乳酸，没有产生CO2，B错误；C、题中显示，制作时需要将豆腐浸入含乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵形成的，可见，臭豆腐是在多种微生物的协同作用下制作成的，C正确；D、腐乳制作原理是毛霉等多种微生物中的蛋白酶和脂肪酶能将蛋白质和脂肪等物质分解成有机小分子的结果，D产物。故选C。5．（2022·山东济宁·统考一模）腐乳是我国传统发酵食品，具有很高的营养价值。某科研机构研究了腐乳生产过程中不同浓度的食盐对腐乳中氨基酸含量的影响。下列叙述正确的是（

）A．腐乳生产过程中发挥主要作用的微生物是酵母菌B．时间和食盐浓度均可影响腐乳中氨基酸的含量C．经过发酵，豆腐中的蛋白质全部分解为氨基酸D．食盐浓度越高，对微生物抑制作用越强，对制作腐乳越有利【答案】B【详解】A、生产腐乳发挥主要作用的微生物是毛霉，A错误；B、本实验的自变量是时间和食盐浓度，从图中可以看到，在同一时间的不同食盐浓度，氨基酸含量不同；在同一食盐浓度的不同时间，氨基酸含量也不同，所以时间和食盐浓度均可影响腐乳中氨基酸的含量，B正确；C、经过发酵，豆腐中的蛋白质被分解为小分子肽和氨基酸，C错误；D、高浓度食盐能抑制微生物生长，但同样会影响腐乳的口感，D错误。故选B。6．（2021·江苏·统考模拟预测）泡菜、腐乳是人们比较喜爱的传统发酵食品。在家庭制作泡菜和腐乳过程中，下列操作错误的是（

）A．制作泡菜时向坛中加入适量陈泡菜水B．泡菜坛盖边沿的水槽中一定要保持有水C．制作腐乳时先将豆腐块进行蒸煮灭菌D．腐乳后期发酵阶段也要防止杂菌污染【答案】C【详解】A、陈泡菜水中保留有泡菜发酵需要的微生物，因此，加入陈泡菜水有利于加快泡菜成熟速度，A正确；B、泡菜发酵需要严格的无氧环境，因此泡菜发酵过程中，需要特别注意保持隔绝空气，B正确；C、制作腐乳时，豆腐块不能进行蒸煮灭菌，否则不仅会影响腐乳的“形”还会影响到野生菌种的获得，C错误；D、腐乳制作的后期发酵阶段时间比较长，需要注意防止杂菌污染，以防引起腐败变质，D正确。故选C。7．（2023·江苏·模拟预测）泡菜在我国具有悠久的历史，《诗经》中曾记载“中田有庐，疆场有瓜，是剥是菹，献之皇祖”，汉代的《说文解字》中对此解释“菹菜者，酸菜也”。下列关于泡菜制作的叙述错误的是（

）A．泡菜坛中蔬菜装量不能超过2/3，以防发酵液溢出B．泡菜的制作过程中可能有多种微生物参与发酵C．适量的食盐水和酸性条件可以抑制杂菌的生长D．腌制泡菜时如果加入一些陈泡菜汁，可以缩短腌制时间【答案】A【详解】A、泡菜坛中蔬菜装至半坛，再加入香辛料和酒至八成满，盐水没过蔬菜，A错误；B、泡菜的制作过程中利用的菌种主要是乳酸菌，泡菜坛中还可能有其他微生物，B正确；C、食盐水能增大环境溶液的浓度、酸性条件会抑制细胞代谢，适量的食盐水和酸性条件在腌制过程中可以抑制杂菌生长，C正确；D、陈泡菜汁中含有乳酸菌，坛中加一些陈泡菜汁的目的是加入乳酸菌菌种，缩短腌制时间，D正确。故选A。8．（2021·山东青岛·统考一模）泡菜起源于中国，是我国的传统食品之一。贾思勰《齐民要术》中已有制作泡菜的专述：“作盐水，令极咸，于盐水中洗菜。若先用淡水洗者，菹烂。洗菜盐水，澄取清者，泻者瓮中，令没菜把即止，不复调和。”该表述说明食盐的用量非常关键。研究小组探究泡菜制作过程中不同浓度的食盐对亚硝酸盐产生的影响，结果如图。下列相关叙述正确的是（

）A．腌制过程中，坛中出现溶液量增多现象的主要原因是细胞呼吸产生水B．食盐的浓度越低，亚硝酸盐含量的峰值越高，这与杂菌繁殖数量有关C．在泡菜发酵过程中，坛中无氧环境的创设仅依靠盐水浸没蔬菜就能实现D．达到峰值后，亚硝酸盐含量下降的原因是亚硝酸盐被微生物转变成亚硝胺【答案】B【详解】A、腌制过程中，坛中出现溶液量增多现象的主要原因是蔬菜在盐水中失水，A错误；B、由于食盐用量过低，造成微生物大量繁殖，将蔬菜中的硝酸盐还原成亚硝酸盐，所以制作泡菜时食盐的浓度越低，亚硝酸盐含量的峰值出现得越早，且峰值较高，B正确；C、为了保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境：①选择的泡菜坛要闭封性好；②加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部蔬菜；③盖上坛盖后要在坛边沿的水槽中注满清水，主要依赖①③，C错误；D、据图分析可知，食盐用量和腌制时间都会影响亚硝酸盐含量；亚硝酸盐含量达到峰值后下降，是因为缺氧和酸性环境抑制杂菌生长，使亚硝酸盐的产生量降低；同时产生的亚硝酸盐会被分解，最终导致亚硝酸盐含量下降，D错误。故选B。9．（2023·山东滨州·统考二模）土壤中的部分细菌处于“寡营养”状态，若这些细菌过度摄入营养物质，则会破坏细胞的结构甚至导致死亡。在人工培养基上，高浓度营养物质比较适合生长快的微生物，但会抑制生长较慢的微生物。下列说法错误的是（

）A．筛选“寡营养”状态微生物时，可降低营养物质的浓度B．在不更换培养液的条件下，培养后期可能更有利于生长较慢的微生物生长C．与普通培养基相比，选择培养基上生长的微生物种类一般较少D．“寡营养”状态微生物可在不含碳源的培养基上正常生长【答案】D【详解】A、“寡营养”状态微生物对营养物质的需求较少，筛选“寡营养”状态微生物时，可降低营养物质的浓度，A正确；B、在不更换培养液的条件下，培养后期营养物质减少，可能更有利于生长较慢的微生物生长，B正确；C、与普通培养基相比，选择培养基上只能生长适于选择培养基的生物，选择培养基上生长的微生物种类一般较少，C正确；D、“寡营养”状态微生物需要碳源，不含碳源的培养基上不能正常生长，D错误。故选D。10．（2023·重庆·统考模拟预测）尿素是一种重要的农业氮肥，但尿素并不能直接被农作物吸收，只有当土壤中的细菌将尿素分解成氨之后，才能被植物利用。某课题小组从土壤中分离能够分解尿素的细菌并进行计数的过程如图所示。某同学接种了3个培养基平板，一段时间后3个平板中分别长出了54个、46个、50个菌落。下列相关叙述错误的是（

）A．土壤中的某些细菌之所以能分解尿素，是因为其能合成脲酶B．该培养基应以尿素为唯一氮源，筛选的菌种可用刚果红来鉴定C．利用上述稀释涂布平板法对尿素分解菌计数的结果较真实值低D．根据实验结果，该1g土壤样本中约有分解尿素的细菌5×107个【答案】B【详解】A、尿素分解菌能分解尿素是因为能合成脲酶，脲酶可将尿素分解为氨，A正确；B、该培养基应以尿素为唯一氮源，筛选出的菌种可用酚红来鉴定，刚果红可用于鉴定纤维素，B错误；C、用稀释涂布平板法对尿素分解菌计数时，两个或多个细胞连在一起，平板上只出现一个菌落，使计数的结果较真实值低，C正确；D、对微生物进行应选择菌落数在30-300之间的菌落进行计数，根据实验结果可知，根据图解可知，对菌液进行稀释时共稀释了106倍，接种了3个培养皿，一段时间后三个培养皿中分别长出了54个、46个、50个菌落，该1g土壤样本中约有分解尿素的细菌=（54+46+50）÷3×106=5×107个，D正确。故选B。多选题1．（2023·辽宁·模拟预测）土壤中95%以上的磷为植物很难利用的无效磷。解磷菌能够将磷矿粉等无效磷转化为植物易利用的速效磷。科研人员将磷矿粉制成培养液，培养从土壤中分离出的3种解磷菌（M-3-01、B3-5-6、T1-4-01），测定培养液的上清液中pH和速效磷含量，结果如下图，下列叙述正确的是（

）A．3种解磷菌是用只含磷矿粉的培养基分离出来的B．由图2可知，在72h以内M-3-01解磷能力最强C．B3-5-6转化磷矿粉的能力与培养溶液pH显著相关D．据图推测B3-5-6可能借助分泌酸性物质溶解磷矿粉【答案】BCD【详解】A、培养基的主要成分是水、碳源、氮源、无机盐，只含磷矿粉的培养基无法满足解磷菌对全部营养物质的需求，解磷菌能够将磷矿粉等无效磷转化为植物易利用的速效磷，因此在只含磷矿粉的选择培养基上，只有解磷菌能生长，因此3种解磷菌是以磷矿粉为唯一磷源的选择培养基分离出来的，A错误；B、由图2可知，在72h以内，与B3-5-6、T1-4-01相比，M-3-01培养液中溶磷量的含量最高，故推测其解磷能力最强，B正确；CD、在120~312h之间，培养B3-5-6的培养液的pH迅速降低，溶磷量开始增加，B3-5-6转化磷矿粉的能力与培养溶液pH显著相关，据此推测B3-5-6溶磷菌可能借助分泌酸性物质溶解磷矿粉，CD正确。故选BCD。2．（2023·山东德州·统考二模）当某单一营养缺陷型菌株所需的营养大类确定后，就要确定其生长所需的特殊营养物质。首先对特殊营养物质进行编组，如表是对15种特殊营养物质进行的编组，编组完成后，将沾有组合特殊营养物质的滤纸片放在涂有试验菌甲、乙、丙的培养基上，培养并观察其生长情况，三种试验菌的生长谱如图所示。据图分析，下列叙述正确的是（

）组别组合特殊营养物质A12345B26789C37101112D48111314E59121415A．实验中所用的培养基应为不含特殊营养物质的基本培养基B．试验菌甲、乙自身分别不能合成特殊营养物质13、2C．若单缺的特殊营养物质为10、11中的一种，则在培养基上均会出现两个生长圈D．试验菌丙的生长谱结果可能是由于所加营养物质浓度过高，产生了抑菌圈【答案】ABD【详解】A、本实验要确定某单一营养缺陷型菌株所需的特殊营养物质，该菌在不含特殊营养物质的基本培养基上不能生存，加入特殊营养物质才能生存，A正确；B、与其他组（A、B、C、E组）相比，组D含有特殊营养物质13，试验菌甲在D上能生存，在其他组上不能生存，因此推测试验菌甲不能合成特殊营养物质13；同理，A和B组共同含有的特殊营养物质是2，试验菌乙在A和B上能生存，在其他组上不能生存，因此推测试验菌乙不能合成特殊营养物质2，B正确；C、与其他组相比，组A含有特殊营养物质1，据此推测试验菌丙不能合成特殊营养物质1，这三种菌都能合成10和11，因此无论营养级中是否缺乏该营养，都能生存，因此若单缺的特殊营养物质为10、11中的一种，则在培养基上均会出现5个生长圈，C错误；D、试验菌丙的生长谱结果可能是由于所加营养物质浓度过高，抑制了滤纸片周围的菌种的生长，因此产生了抑菌圈，D正确。故选ABD。3．（2023·山东泰安·统考二模）野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸，只能在完全培养基上生长。如图为得到和纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分流程图，①②③④代表培养基，A、B、C表示操作步骤，D、E为菌落。下列说法错误的是（

）A．步骤B的操作是用涂布器把1ml菌液均匀地涂布在②表面B．步骤C操作时应先将无菌绒布转运至④培养基上C．图中①②④为基本培养基，③为完全培养基D．经C过程原位影印及培养后，应从培养基④中挑取D进行纯化培养【答案】ABC【详解】A、B操作是将0.1ml菌液滴加到培养基表面，再用涂布器将菌液均匀的涂布在②表面，A错误；B、步骤C操作时应先将无菌绒布转运到③基本培养基上，再转运到④培养基上，这样可以保证③培养基中营养成分不被④影响，B错误；C、根据题干信息和图形分析，图中①②④中所有大肠杆菌都能生存，为完全培养基，③中突变的的大肠杆菌不能生存，为基本培养基，C错误；D、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，可从④培养基中挑取D菌落进行纯化培养，D正确。故选ABC。三、综合题1．（2023·广西·统考三模）幽门螺杆菌（Hp）是一种螺旋状，微需氧的致病菌，对万古霉素（抗生素）不敏感，对青霉素（抗生素）高度敏感，其危害主要是引起胃炎、胃溃疡甚至胃癌等，体检时可通过14C尿素呼气试验来检测幽门螺杆菌的感染情况。研究人员利用消化道溃疡患者胃活组织标本进行了Hp临床菌株的分离和培养，所用的培养基配方如下。回答下列问题：①制取心脑浸液琼脂培养基：称取23.5g心脑浸液溶解在500mL蒸馏水中，加入适量琼脂煮沸至完全溶解，121℃高压灭菌15分钟。取出自然冷却至50℃，加入2mL幽门螺杆菌选择剂（万古霉素5mg，头孢磺啶2.5mg，磺胺增效剂2.5mg、两性霉素B2.5mg，溶于2mL无菌蒸馏水中），再加入35mL（7%）脱纤维羊血。②制取心脑浸液液体培养基：称取0.37g心脑浸液肉汤于50mL的小烧杯中，再加入10mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌均匀。(1)上述心脑浸液琼脂培养基中，琼脂的作用是作为_________﹔心脑浸液液体培养基培养的主要目的是_________。(2)对上述配制好的心脑浸液琼脂培养基用_________法灭菌，采用平板划线法纯化培养得到单菌落。从第二次划线操作起，每次总是要从上一次划线的末端开始划线，并划线数次，其原因是_________。(3)若要研究幽门螺杆菌的生长规律，可挑取单个菌落进行液体培养，培养过程需设置好培养条件，摇床培养24小时，振荡速度保持80～130r/min的目的是_________。培养过程中为抑制杂菌的生长，培养液中需加入__________（填“万古霉素”或“青霉素”）。(4)幽门螺杆菌能分解尿素形成氨和二氧化碳，受试者口服_________标记的尿素胶囊后，检测收集受试者呼出的CO2气体，可作为诊断幽门螺杆菌的指标。医院针对幽门螺杆菌的常用治疗方案是连续服用青霉素2周，至放射性检测阴性后停药，其依据是_________。【答案】(1)凝固剂扩增菌体（数量）(2)高压蒸汽灭菌线条末端细菌的数目比线条起始处少，细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少(3)提供微需氧条件，使菌体与营养物质充分接触万古霉素(4)14C幽门螺杆菌对青霉素高度敏感，连续使用青霉素可有效抑制幽门螺杆菌生长，受试者呼出的气体中没有14CO2，说明幽门螺杆菌被清除【详解】（1）心脑浸液琼脂培养基中的琼脂的作用是作为凝固剂，使心脑浸液琼脂培养基成为固体培养基。液体培养基中的营养物质能与菌体充分接触，心脑浸液液体培养基培养的主要目的是扩大培养，即扩增菌体（数量）。（2）用高压蒸汽灭菌法（121℃高压灭菌15分钟）对心脑浸液琼脂培养基进行灭菌。从第二次划线操作起，每次总是要从上一次划线的末端开始划线，并划线数次，其原因是线条末端细菌的数目比线条起始处少，细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，进而可以得到由单个细胞长成的单菌落。（3）幽门螺杆菌是一种螺旋状，微需氧的致病菌。故振荡速度保持80~130r/min的目的是提供微需氧条件，使菌体与营养物质充分接触。振荡速度不宜过快，溶氧量不宜过大。幽门螺杆菌对万古霉素抗生素不敏感，培养过程中为抑制杂菌的生长，培养液中需加入万古霉素。（4）14C尿素呼气试验检测幽门螺杆菌原理是幽门螺杆菌能分解尿素形成氨和CO2，受试者口服14C标记的尿素胶囊后，检测收集受试者呼出的CO2气体，可作为诊断幽门螺杆菌的指标。若受试者幽门螺杆菌阳性，则呼出14CO2。幽门螺杆菌对青霉素高度敏感，连续使用青霉素2周可有效抑制幽门螺杆菌生长，受试者呼出的气体中没有14CO2，说明幽门螺杆菌被清除。2．（2023·江西·统考二模）图1表示同学甲设计的制作果酒的发酵装置示意图，图2是同学乙用带盖的瓶子制作果酒的实物图。回答下列问题。(1)图1装置中，在发酵初期利用充氧泵向发酵液充气，通过_________（答出1点即可）等途径利于酵母菌的大量增殖；增