2021-2025年高考生物真题知识点分类汇编之发酵工程（二）

第33页（共34页）2021-2025年高考生物真题知识点分类汇编之发酵工程（二）一．选择题（共12小题）1．（2024•湖北）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2．（2024•重庆）养殖场粪便是农家肥的重要来源，其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3，影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图进行实验获得目的菌株，正确的是（）A．①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落 B．②挑取在2种培养基上均能生长的用于后续的实验 C．③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙 D．粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少3．（2024•海南）某小组为检测1株粗糙脉孢霉突变株的氨基酸缺陷类型，在相同培养温度和时间的条件下进行实验，结果见表。下列有关叙述错误的是（）组别培养条件实验结果①基础培养基无法生长②基础培养基+甲、乙、丙3种氨基酸正常生长③基础培养基+甲、乙2种氨基酸无法生长④基础培养基+甲、丙2种氨基酸正常生长⑤基础培养基+乙、丙2种氨基酸正常生长A．组别①是②③④⑤的对照组 B．培养温度和时间属于无关变量 C．①②结果表明，甲、乙、丙3种氨基酸中有该突变株正常生长所必需的氨基酸 D．①～⑤结果表明，该突变株为氨基酸甲缺陷型4．（2024•天津）实验中常根据菌落外表特征鉴别微生物，进而对实验结果做出判断，下列实验不是根据菌落外表特征做出判断的是（）A．艾弗里证明肺炎链球菌的转化因子是DNA B．判断分离酵母菌的固体培养基是否被毛霉污染 C．利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株 D．判断在尿素为唯一氮源的培养基上生长的尿素降解菌是否有不同种类5．（2024•湖南）微生物平板划线和培养的具体操作如图所示，下列操作正确的是（）A．①②⑤⑥ B．③④⑥⑦ C．①②⑦⑧ D．①③④⑤6．（2024•江苏）关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验，下列叙述正确的是（）A．制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中 B．制作酸奶的牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌 C．发酵装置需加满菜料或牛奶并封装，以抑制乳酸菌的无氧呼吸 D．控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质7．（2024•山东）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8．（2024•广西）“扬美豆豉”制作技艺属于广西非物质文化遗产，该技术包括选豆、洗豆、煮豆、制曲、洗曲、调味和发酵等。下列说法错误的是（）A．煮豆可使蛋白质适度变性，易于被微生物利用 B．制曲目的是促使有益微生物生长繁殖，并分泌多种酶 C．调味时加入食盐，主要目的是促进微生物的生长繁殖 D．发酵过程中，微生物将原料转化为特定代谢产物，使豆豉风味独特9．（2024•福建）虾酱是以虾为原料的传统发酵食品。在乳酸菌、芽孢杆菌等多种微生物共同作用下，原料中的蛋白质和脂肪发生水解，形成虾酱的特有风味。下列叙述错误的是（）A．虾酱特有风味的形成受发酵时间的影响 B．传统虾酱的制作过程需要严格执行无菌操作 C．原料中的蛋白质会被水解成小分子的肽和氨基酸 D．虾酱发酵过程微生物种类和数量的分析有助于改良风味10．（2024•江苏）酵母菌是基因工程中常用的表达系统。下列相关叙述正确的是（）A．酵母菌培养液使用前要灭活所有细菌，但不能灭活真菌 B．酵母菌是真核细胞，需放置在CO2培养箱中进行培养 C．可用稀释涂布平板法对酵母菌计数 D．该表达系统不能对合成的蛋白质进行加工和修饰11．（2024•浙江）脲酶催化尿素水解，产生的氨可作为细菌的氮源。脲酶被去除镍后失去活性。下列叙述错误的是（）A．镍是组成脲酶的重要元素 B．镍能提高尿素水解反应的活化能 C．产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖 D．以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌12．（2024•江西）井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素，它由吸水链霉菌井冈变种（JGs，一种放线菌，菌体呈丝状生长）发酵而来，在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述，正确的是（）A．JGs可发酵生产井冈霉素，因为它含有能够编码井冈霉素的基因 B．JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程不影响井冈霉素的产量 C．提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量 D．稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化二．多选题（共2小题）（多选）13．（2024•选择性）某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病，其筛选流程及抗性检测如图。下列操作正确的是（）A．在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内，从感病植株上采集样品 B．将采集的样品充分消毒后，用蒸馏水冲洗，收集冲洗液进行无菌检测 C．将无菌检测合格的样品研磨，经稀释涂布平板法分离得到内生菌的单菌落 D．判断内生菌的抗性效果需比较有无接种内生菌的平板上的病原菌菌斑大小（多选）14．（2024•河北）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三．解答题（共6小题）15．（2024•江西）聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种聚酯塑料，会造成环境污染。磷脂酶可催化PET降解。为获得高产磷脂酶的微生物，研究人员试验了2种方法。回答下列问题：（1）方法1从土壤等环境样品中筛选高产磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇胺（一种磷脂类物质）为唯一碳源制备培养基，可提高该方法的筛选效率。除碳源外，该培养基中至少还应该有、、等营养物质。（2）方法2采用技术定向改造现有微生物，以获得高产磷脂酶的微生物。除了编码磷脂酶的基因外，该技术还需要、、等“分子工具”。（3）除了上述2种方法之外，还可以通过技术非定向改造现有微生物，筛选获得能够高产磷脂酶的微生物。（4）将以上获得的微生物接种到鉴别培养基（在牛肉膏蛋白胨液体培养基中添加2%的琼脂粉和适量的卵黄磷脂）平板上培养，可以通过观察卵黄磷脂水解圈的大小，初步判断微生物产磷脂酶的能力，但不能以水解圈大小作为判断微生物产磷脂酶能力的唯一依据。从平板制作的角度分析，其原因可能是。16．（2024•上海）苏氨酸的生物合成大肠杆菌可高产苏氨酸，但会混有大肠杆菌自身产生的有毒物质。谷氨酸棒状杆菌也能产生苏氨酸，虽产量低，但不会产生有毒物质。因此科学家想利用通过改良谷氨酸棒状杆菌使其达到高产苏氨酸的目的。图1显示了谷氨酸棒状杆菌和大肠杆菌合成苏氨酸的部分途径。其中细胞膜上的字母代表的是转运蛋白。（1）据图1可知，谷氨酸棒状杆菌细胞合成苏氨酸的场所是。（2）据图1可知，维持细胞内苏氨酸含量稳定的调节机制是（正反馈/负反馈）调节。（3）据图1可知，两种细胞产生的苏氨酸的过程中不同的是。（多选）A.转运蛋白的种类B.外排的氨基酸种类C.苏氨酸的碳骨架D.合成的起始底物科学家从土壤中筛选出了谷氨酸棒状杆菌，得到了一株产苏氮酸的菌株a。通过对菌株a的AK酶改良，得到了苏氨酸高产菌株b。部分操作过程如图2，其中培养基Ⅰ和培养基Ⅱ的配方相同。（4）培养基Ⅰ属于（通用/选择/鉴定）培养基；培养基Ⅰ和Ⅱ上获得的细菌种类数（相同/不同）；在培养基Ⅱ上采用的接种方法是。（5）若AK酶结构未知，为迅速获得AK酶突变株，应选用的策略是（定点突变/随机突变）。（6）据题意可知，与菌株a相比，菌株b中的AK。（单选）A.与天冬氨酸结合力增强B.与苏氨酸结合力增强C.与天冬氨酸结合力下降D.与苏氨酸结合力下降科学家利用基因工程技术将大肠杆菌H1、H2、H3三种转运蛋白基因分别导入菌株b中，获得了菌株h1、h2、h3，并测定苏氨酸产量和导入基因相对表达量，结果如图3。（7）分析并阐述h3苏氨酸产量最高的原因。17．（2024•安徽）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BamHⅠ和SalⅠ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15g•L﹣1。在此基础上，设置不同浓度的木薯淀粉（90g•L﹣1、100g•L﹣1、110g•L﹣1）和酵母粉（12g•L﹣1、15g•L﹣1、18g•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•海南）酿酒酵母是重要的发酵菌种，广泛应用于酿酒、食品加工及生物燃料生产等。研究人员对酿酒酵母菌株A进行基因工程改造以提高发酵中的乙醇产量。回答下列问题：（1）酿酒酵母在有氧和无氧的条件下都能生存，属于微生物，在无氧条件下能进行发酵，可用于制作果酒等。（2）传统发酵中，新鲜水果不接种酿酒酵母也能制备果酒，原因是。（3）工业上常采用单一菌种发酵生产食品。菌株A存在于环境中，实验室获得该单一菌种的分离方法有和。（4）菌株A含有1个FLO基因，其表达的FLO蛋白可提高发酵中乙醇产量，且FLO蛋白量与乙醇产量成正相关，研究人员基于菌株A构建得到菌株B、C、D（如图1）。该实验中，构建菌株B的目的是，预期菌株A、B、C、D发酵中乙醇产量的高低为。（5）菌株A中，X和Y基因的表达均可以提高发酵中乙醇产量。研究人员将X和Y基因融合在一起，构建了XY融合基因能表达的菌株E（如图2），其在发酵中具有更高的乙醇产量。菌株E中无单独的X和Y基因，且其他基因未被破坏。简要写出由菌株A到菌株E的构建思路。19．（2024•广东）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：（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：。20．（2024•甘肃）源于细菌的纤维素酶是一种复合酶，能降解纤维素。为了提高纤维素酶的降解效率，某课题组通过筛选高产纤维素酶菌株，克隆表达降解纤维素的三种酶（如图），研究了三种酶混合的协同降解作用，以提高生物质资源的利用效率。回答下列问题。（1）过程①②采用以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基筛选菌株X，能起到筛选作用的原因是。高产纤维素酶菌株筛选时，刚果红培养基上的菌落周围透明圈大小反映了。（2）过程④扩增不同目的基因片段需要的关键酶是。（3）过程⑤在基因工程中称为，该过程需要的主要酶有。（4）过程⑥大肠杆菌作为受体细胞的优点有。该过程用Ca2+处理细胞，使其处于一种的生理状态。（5）课题组用三种酶及酶混合物对不同生物质原料进行降解处理，结果如下表。表中协同系数存在差异的原因是（答出两点）。生物质原料降解率（%）协同系数酶A酶B酶C混1混2混1混2小麦秸秆7.086.038.198.6126.9874.33114.64玉米秸秆2.621.483.763.929.8824.9877.02玉米芯0.620.480.860.986.791.8211.34注：混1和混2表示三种酶的混合物

2021-2025年高考生物真题知识点分类汇编之发酵工程（二）参考答案与试题解析一．选择题（共12小题）题号1234567891011答案DCDCDDDCBCB题号12答案D二．多选题（共2小题）题号1314答案CDABD一．选择题（共12小题）1．（2024•湖北）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【分析】果酒、果醋制作过程中防止杂菌污染的措施（1）榨汁机、发酵瓶等器具要用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干。（2）清洗葡萄时要先冲洗，后去除枝梗和腐烂的籽粒，防止先去梗时损伤葡萄，再冲洗时增加被杂菌污染的机会。（3）用带盖的瓶子制作果酒的过程中，每隔12h左右排气时只需拧松瓶盖，不要完全打开瓶盖。（4）在制作果酒时，为更好地抑制其他微生物的生长，提高果酒品质，可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌进行发酵；制作果醋时，也可利用相同原理加入人工培养的醋酸菌进行发酵。【解答】解：A、乙酸是醋酸菌产生的，是食用醋的酸味主要来源，A正确；B、醋酸菌是好氧细菌，不适宜在无氧条件下生存，B正确；C、醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，可糖源不充足的条件下，可催化乙醇氧化成乙酸，C正确；D、醋酸菌为原核生物，没有线粒体，葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在细胞质中，D错误。故选：D。【点评】本题考查了果酒、果醋的制作的相关知识，意在考查考生理解所学知识要点、把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。2．（2024•重庆）养殖场粪便是农家肥的重要来源，其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3，影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图进行实验获得目的菌株，正确的是（）A．①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落 B．②挑取在2种培养基上均能生长的用于后续的实验 C．③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙 D．粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少【分析】微生物常见的接种的方法：（1）平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养，在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。（2）稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。【解答】解：A、①培养筛选可用平板划线法和稀释涂布平板法，而平板划线法无需进行稀释，A错误；B、牛肉膏蛋白胨培养基和尿素唯一氮源培养基作为对照实验，②筛选不能在尿素唯一氮源培养基上生长，而能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌株用于后续的实验，B错误；C、所筛选出的菌株不能利用尿素的原因可能是不产生脲酶或分泌脲酶抑制剂，③通过添加脲酶并检测活性，有活性的为甲而没活性的为乙，从而筛选得到甲、乙，C正确；D、粪便中可能还含有其他能产生脲酶的菌株使甲能够产生NH3，因此粪便中添加菌株乙比甲更有利于NH3的减少，D错误。故选：C。【点评】本题考查学生从题中获取相关信息，并结合所学微生物实验室培养的知识做出正确判断，属于识记和理解层次的内容，难度适中。3．（2024•海南）某小组为检测1株粗糙脉孢霉突变株的氨基酸缺陷类型，在相同培养温度和时间的条件下进行实验，结果见表。下列有关叙述错误的是（）组别培养条件实验结果①基础培养基无法生长②基础培养基+甲、乙、丙3种氨基酸正常生长③基础培养基+甲、乙2种氨基酸无法生长④基础培养基+甲、丙2种氨基酸正常生长⑤基础培养基+乙、丙2种氨基酸正常生长A．组别①是②③④⑤的对照组 B．培养温度和时间属于无关变量 C．①②结果表明，甲、乙、丙3种氨基酸中有该突变株正常生长所必需的氨基酸 D．①～⑤结果表明，该突变株为氨基酸甲缺陷型【分析】根据题中表格的实验条件设置分析，该实验的自变量为培养条件，即基础培养基中是否添加氨基酸及添加氨基酸的种类，而因变量为粗糙脉孢霉突变株的生长状况。【解答】解：A、根据表格培养条件设置可知，除了①组外，其他组别的基础培养基中都添加了氨基酸，因此①组是②③④⑤组的对照组，A正确；B、根据培养条件分析可知，该实验的自变量为培养条件，即基础培养基中是否添加氨基酸及添加氨基酸的种类，各组别的培养温度和时间均为无关变量，应保持相同，B正确；C、由①②两组的结果可知，粗糙脉孢霉突变株在基础培养基中无法生长，但在添加了甲、乙、丙3种氨基酸的基础培养基中能正常生长，由此可以说明甲、乙、丙3种氨基酸中有该突变株正常生长所必需的氨基酸，C正确；D、与①组相比，在基础培养基中，若添加的氨基酸中含有丙种氨基酸，则粗糙脉孢霉突变株都能正常生长，但在只添加甲、乙2种氨基酸的基础培养基中无法生长，说明该突变株为氨基酸丙缺陷型，D错误。故选：D。【点评】本题考查微生物培养的相关知识和实验设计与分析，要求考生理解识记有关技术的原理及操作步骤，掌握实验设计、分析的方法，能将教材中的知识结合题中信息进行迁移应用。4．（2024•天津）实验中常根据菌落外表特征鉴别微生物，进而对实验结果做出判断，下列实验不是根据菌落外表特征做出判断的是（）A．艾弗里证明肺炎链球菌的转化因子是DNA B．判断分离酵母菌的固体培养基是否被毛霉污染 C．利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株 D．判断在尿素为唯一氮源的培养基上生长的尿素降解菌是否有不同种类【分析】1、艾弗里肺炎链球菌转化实验关键思路：单独研究S型菌各种成分的作用，例如在培养基中添加加热杀死的S型菌和DNA酶，与R型菌混合培养。2、微生物培养中空白平板的作用：将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生。3、利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株可从抑菌圈边缘菌落挑取大肠杆菌，可能获得目的菌株。4、分离分解尿素的微生物：将一定稀释度的样品接种在以尿素为唯一氮源的培养基上，并在适宜的条件下培养。分解尿素的微生物能在该培养基上生长繁殖，而不能利用尿素的微生物不能生长繁殖，这是因为只有能够分解尿素的微生物能够产生脲酶，从中获取氮源。【解答】解：A、艾弗里在培养基中添加加热杀死的S型菌以及DNA酶、RNA酶、蛋白酶等，并培养R型菌，通过观察培养基上菌落特征来判断是否产生了S型菌，进而判断转化是否成功的，A正确；B、毛霉属于多细胞的真菌，可以产生细长的菌丝，例如制作腐乳时产生的“白毛”，而酵母菌的菌落与之有明显区别，因此可以根据毛霉菌落的形态特征判定固体培养基是否是被毛霉污染了，B正确；C、抗生素可抑制细菌的生长繁殖，利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株是从抑菌圈边缘菌落挑取大肠杆菌来获得目的菌株，并没有依靠菌落外表形态特征做出判断，C错误；D、利用以尿素为唯一氮源的培养基筛选获得的尿素降解菌可能有多种，不同种类的尿素降解菌降解尿素的能力不同，其菌落特征也不相同，因此可以根据菌落特征判断尿素降解菌是否有不同种类，D正确。故选：C。【点评】本题综合考查了多个课本经典实验，要求学生掌握相关实验的设计思路与原理，掌握微生物培养的有关基础知识，能够结合题干信息灵活运用所学知识进行分析判断。5．（2024•湖南）微生物平板划线和培养的具体操作如图所示，下列操作正确的是（）A．①②⑤⑥ B．③④⑥⑦ C．①②⑦⑧ D．①③④⑤【分析】微生物平板划线和培养的过程中要保证始终没有杂菌的污染，接种环、培养基、试管等都需要进行灭菌，实验操作过程应该在酒精灯火焰旁进行。【解答】解：由图可知，②中拨出棉塞后应握住棉塞上部；⑥中划线时不能将培养皿的皿盖完全拿开，应只打开一条缝隙；⑦中划线时第5次的划线不能与第1次的划线相连；⑧中平板应倒置培养。①③④⑤正确。故选：D。【点评】本题考查微生物培养的相关知识，学生要掌握平板划线的具体操作，结合题干图片正确解答本题。6．（2024•江苏）关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验，下列叙述正确的是（）A．制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中 B．制作酸奶的牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌 C．发酵装置需加满菜料或牛奶并封装，以抑制乳酸菌的无氧呼吸 D．控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质【分析】泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌，代谢类型是异养厌氧型，在无氧条件下乳酸菌能够将蔬菜中的葡萄糖氧化为乳酸。【解答】解：A、制作泡菜的菜料应该完全淹没在煮沸后冷却的盐水中，以防杂菌污染，A错误；B、制作酸奶的牛奶不需要经过高压蒸汽灭菌，否则会破坏牛奶的营养成分，B错误；C、发酵装置应加入菜料或牛奶至八成满并封装，避免发酵液溢出坛外，C错误；D、发酵时间过短或过长，都会影响产品的口味和品质，因此需要控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质，D正确。故选：D。【点评】本题考查微生物的发酵在食品制作和生产中的应用，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验步骤、实验条件等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。7．（2024•山东）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【分析】发酵工程：（1）定义：利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品；主要为微生物细胞本身或者其代谢产物。（2）分离、提纯产物：产品若是微生物细胞，在发酵结束后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥；产品若是微生物代谢物，则根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施。【解答】解：A、黑曲霉在氧气充足的条件下，可以利用糖类发酵产生柠檬酸；在相同菌体密度下，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；B、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的产量，B正确；C、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；D、柠檬酸属于代谢物；发酵结束后，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，D错误。故选：D。【点评】本题考查发酵工程的相关知识，意在考查考生的理解能力和实验与探究能力，进一步考查生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等核心素养。8．（2024•广西）“扬美豆豉”制作技艺属于广西非物质文化遗产，该技术包括选豆、洗豆、煮豆、制曲、洗曲、调味和发酵等。下列说法错误的是（）A．煮豆可使蛋白质适度变性，易于被微生物利用 B．制曲目的是促使有益微生物生长繁殖，并分泌多种酶 C．调味时加入食盐，主要目的是促进微生物的生长繁殖 D．发酵过程中，微生物将原料转化为特定代谢产物，使豆豉风味独特【分析】豆豉的制作原理与腐乳的制作类似：起主要作用的是真菌中的毛霉，适宜温度为15℃～18℃；毛霉能够产生蛋白酶和脂肪酶，将蛋白质和脂肪分别水解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸。【解答】解：A、煮豆可使蛋白质适度变性，使蛋白质中的肽键暴露，从而易于被微生物利用，A正确；B、制曲是指培养有益微生物来进行食品发酵的过程，即制曲是使有益微生物在基质上生长、繁殖、并分泌各种酶，B正确；C、调味时加入食盐，主要目的是抑制微生物的生长繁殖，而不是促进微生物的生长繁殖，C错误；D、发酵过程中，微生物将原料转化为特定代谢产物，使豆豉风味独特，D正确。故选：C。【点评】本题主要考查发酵过程的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。9．（2024•福建）虾酱是以虾为原料的传统发酵食品。在乳酸菌、芽孢杆菌等多种微生物共同作用下，原料中的蛋白质和脂肪发生水解，形成虾酱的特有风味。下列叙述错误的是（）A．虾酱特有风味的形成受发酵时间的影响 B．传统虾酱的制作过程需要严格执行无菌操作 C．原料中的蛋白质会被水解成小分子的肽和氨基酸 D．虾酱发酵过程微生物种类和数量的分析有助于改良风味【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产人类所需的产品，一般包括菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。发酵工程在食品工业、医药工业及其他工农业生产上有重要的应用价值。【解答】解：A、发酵时间不同，微生物发酵的程度不同，因此虾酱特有的风味形成受发酵时间影响，A正确；B、虾酱是以虾为原料的传统发酵食品，无需严格执行无菌操作，B错误；C、在微生物作用下，原料中的蛋白质会被水解成小分子的肽和氨基酸，C正确；D、在乳酸菌、芽孢杆菌等多种微生物共同作用下，原料中的蛋白质和脂肪发生水解，形成虾酱的特有风味，虾酱发酵过程微生物种类和数量的分析有助于改良风味，D正确。故选：B。【点评】本题主要考查传统发酵的相关知识，要求学生有一定的理解分析能力，能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。10．（2024•江苏）酵母菌是基因工程中常用的表达系统。下列相关叙述正确的是（）A．酵母菌培养液使用前要灭活所有细菌，但不能灭活真菌 B．酵母菌是真核细胞，需放置在CO2培养箱中进行培养 C．可用稀释涂布平板法对酵母菌计数 D．该表达系统不能对合成的蛋白质进行加工和修饰【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质，分为固体培养基和液体培养基。培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐，在提供上述几种主要营养成分的基础上，培养基还需要满足微生物生长对特殊营养物质和氧气等条件的要求。【解答】解：A、酵母菌培养液使用前要灭活所有微生物，包括细菌、真菌等，然后再接种酵母菌，A错误；B、酵母菌是真核细胞，但不需要放置在CO2培养箱中进行培养，CO2培养箱用于培养动物细胞，B错误；C、菌液经过充分稀释后，平板上的一个菌落来自一个活菌，因此可用稀释涂布平板法对酵母菌计数，C正确；D、酵母菌是真核细胞，具有内质网、高尔基体等结构，因此该表达系统可以对合成的蛋白质进行加工和修饰，D错误。故选：C。【点评】本题主要考查微生物培养的相关知识，要求学生掌握相关的基础知识，再结合选项进行分析判断，难度适中。11．（2024•浙江）脲酶催化尿素水解，产生的氨可作为细菌的氮源。脲酶被去除镍后失去活性。下列叙述错误的是（）A．镍是组成脲酶的重要元素 B．镍能提高尿素水解反应的活化能 C．产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖 D．以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌【分析】1、在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。2、只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。【解答】解：A、根据题意，脲酶被去除镍后失去活性，说明镍是组成脲酶的重要元素，A正确；B、脲酶催化尿素水解的机理为降低化学反应所需的活化能，镍作为脲酶的重要组成元素，应该与降低尿素水解反应的活化能有关，B错误；C、产脲酶细菌可利用NH4Cl里的氮源进行代谢活动，因此产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖，C正确；D、产脲酶细菌能利用脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可作为细菌生长的氮源，不能产脲酶的细菌则无法分解尿素获得氮源，因此以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌，D正确。故选：B。【点评】本题考查微生物实验室培养的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。12．（2024•江西）井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素，它由吸水链霉菌井冈变种（JGs，一种放线菌，菌体呈丝状生长）发酵而来，在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述，正确的是（）A．JGs可发酵生产井冈霉素，因为它含有能够编码井冈霉素的基因 B．JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程不影响井冈霉素的产量 C．提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量 D．稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化【分析】发酵工程的应用：1、在食品工业的应用：生产传统的发酵产品，生产各种各样的食品添加剂，生产酶制剂等。2、在医药工业的应用：如生产抗生素、氨基酸、激素、免疫调节剂等。3、在农牧业上的应用：生产微生物肥料、微生物农药、微生物饲料等【解答】解：A、根据题意，井冈霉素是由吸水链霉菌井冈变种（JGs，一种放线菌，菌体呈丝状生长）发酵产生的一种氨基寡糖类抗生素，而基因表达的产物是蛋白质，推测JGs含有能够编码井冈霉素合成的相关酶的基因，A错误；B、JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程会影响JGs的数量，进而影响井冈霉素的产量，B错误；C、适度提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量，但若浓度过大，反而会降低井冈霉素的产量，C错误；D、根据题意，JGs是一种放线菌，菌体呈丝状生长，故形成的菌落难以区分，因此稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化，D正确。故选：D。【点评】本题主要考查发酵工程的相关知识，要求学生有一定的理解分析能力，能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。二．多选题（共2小题）（多选）13．（2024•选择性）某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病，其筛选流程及抗性检测如图。下列操作正确的是（）A．在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内，从感病植株上采集样品 B．将采集的样品充分消毒后，用蒸馏水冲洗，收集冲洗液进行无菌检测 C．将无菌检测合格的样品研磨，经稀释涂布平板法分离得到内生菌的单菌落 D．判断内生菌的抗性效果需比较有无接种内生菌的平板上的病原菌菌斑大小【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质；根据物理性质分为固体培养基和液体培养基，培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐，其中碳源和氮源常采用蛋白胨和牛肉膏，因为它们来源于动物原料，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质和氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需将pH调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。【解答】解：A、由题干信息可知，某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病，所以在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内，从正常植株上可能会采集到内共生菌，A错误；B、将采集的样品充分消毒后，应用无菌水（避免杂菌干扰）进行冲洗，收集冲洗液进行无菌检测，B错误；C、将样品研磨释放香蕉组织内的内共生菌，经稀释涂布平板法分离得到内生菌的单菌落，C正确；D、无接种内生菌的平板上做为对照组，接种内生菌的平板为实验组，与对照组相比，实验组的病原菌菌斑越小，则其抗菌效果越好，D正确。故选：CD。【点评】本题考查了微生物的培养与分离的相关知识，意在考查考生理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。（多选）14．（2024•河北）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【分析】利用酵母菌制作果酒的原理是：在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。反应方程式为：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。反应方程式为：C6H12O62CO2+2C2H5OH+能量。【解答】解：AB、由题干信息“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”说明传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物参与，且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，AB正确；C、从窖泥中分离的酿酒酵母扩大培养时，酵母菌需要进行有氧呼吸，需在有O2的环境中进行，C错误；D、谷物中的淀粉需在淀粉酶的作用下分解为葡萄糖等物质，才能被酵母菌利用，故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。故选：ABD。【点评】本题考查果酒、果醋的制作等相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。三．解答题（共6小题）15．（2024•江西）聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种聚酯塑料，会造成环境污染。磷脂酶可催化PET降解。为获得高产磷脂酶的微生物，研究人员试验了2种方法。回答下列问题：（1）方法1从土壤等环境样品中筛选高产磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇胺（一种磷脂类物质）为唯一碳源制备选择培养基，可提高该方法的筛选效率。除碳源外，该培养基中至少还应该有水、无机盐、氮源等营养物质。（2）方法2采用基因工程（或转基因）技术定向改造现有微生物，以获得高产磷脂酶的微生物。除了编码磷脂酶的基因外，该技术还需要限制酶、DNA连接酶、载体（或质粒）等“分子工具”。（3）除了上述2种方法之外，还可以通过诱变育种技术非定向改造现有微生物，筛选获得能够高产磷脂酶的微生物。（4）将以上获得的微生物接种到鉴别培养基（在牛肉膏蛋白胨液体培养基中添加2%的琼脂粉和适量的卵黄磷脂）平板上培养，可以通过观察卵黄磷脂水解圈的大小，初步判断微生物产磷脂酶的能力，但不能以水解圈大小作为判断微生物产磷脂酶能力的唯一依据。从平板制作的角度分析，其原因可能是不同平板中培养基量的差异以及平板内和不同平板间培养基厚度不均匀。【分析】1、培养基一般包括：水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。2、微生物的接种方法：最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。【解答】解：（1）方法1从土壤等环境样品中筛选高产磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇酯为唯一碳源制备的培养基中只有能利用磷脂酰乙醇酯的微生物能生长，其他微生物的生长被抑制，进而获得筛选出所需要的微生物，这种培养基是选择培养基。除碳源外，培养基中至应该有水分、无机盐、碳源、氮源等营养物质。（2）方法2定向改造现有微生物，可采用基因工程技术，以获得高产磷脂酶的微生物。基因工程所需的工具，除了编码磷脂酶的基因，即目的基因外，还需要限制酶、DNA连接酶和载体（或质粒）等“分子工具”。（3）基因突变具有不定向性，故可以通过诱变育种技术非定向改造现有微生物，筛选获得能够高产磷脂酶的微生物。（4）从平板制作的角度分析，倒平板过程中没有经过定量检测，且平板倒置可能也会影响平板中培养基厚度，因此不同平板中培养基量的差异以及平板内和不同平板间培养基厚度不均匀等都会影响实验结果的判断，故不能以水解圈大小作为判断微生物产磷脂酶能力的唯一依据。故答案为：（1）选择水无机盐氮源（2）基因工程（或转基因）限制酶DNA连接酶载体（或质粒）（3）诱变育种（4）不同平板中培养基量的差异以及平板内和不同平板间培养基厚度不均匀【点评】本题主要考查微生物的培养、分离等的相关知识，注重基础知识的考查以及知识的综合运用。16．（2024•上海）苏氨酸的生物合成大肠杆菌可高产苏氨酸，但会混有大肠杆菌自身产生的有毒物质。谷氨酸棒状杆菌也能产生苏氨酸，虽产量低，但不会产生有毒物质。因此科学家想利用通过改良谷氨酸棒状杆菌使其达到高产苏氨酸的目的。图1显示了谷氨酸棒状杆菌和大肠杆菌合成苏氨酸的部分途径。其中细胞膜上的字母代表的是转运蛋白。（1）据图1可知，谷氨酸棒状杆菌细胞合成苏氨酸的场所是细胞质基质。（2）据图1可知，维持细胞内苏氨酸含量稳定的调节机制是负反馈（正反馈/负反馈）调节。（3）据图1可知，两种细胞产生的苏氨酸的过程中不同的是AB。（多选）A.转运蛋白的种类B.外排的氨基酸种类C.苏氨酸的碳骨架D.合成的起始底物科学家从土壤中筛选出了谷氨酸棒状杆菌，得到了一株产苏氮酸的菌株a。通过对菌株a的AK酶改良，得到了苏氨酸高产菌株b。部分操作过程如图2，其中培养基Ⅰ和培养基Ⅱ的配方相同。（4）培养基Ⅰ属于选择（通用/选择/鉴定）培养基；培养基Ⅰ和Ⅱ上获得的细菌种类数不同（相同/不同）；在培养基Ⅱ上采用的接种方法是平板划线法。（5）若AK酶结构未知，为迅速获得AK酶突变株，应选用的策略是随机突变（定点突变/随机突变）。（6）据题意可知，与菌株a相比，菌株b中的AKD。（单选）A.与天冬氨酸结合力增强B.与苏氨酸结合力增强C.与天冬氨酸结合力下降D.与苏氨酸结合力下降科学家利用基因工程技术将大肠杆菌H1、H2、H3三种转运蛋白基因分别导入菌株b中，获得了菌株h1、h2、h3，并测定苏氨酸产量和导入基因相对表达量，结果如图3。（7）分析并阐述h3苏氨酸产量最高的原因。由题意与对比图中b、h1、h2、h3组可知，大肠杆菌的三种H转运蛋白均能在导入后提高谷氨酸棒状杆菌膜上的苏氨酸转运能力，从而提高菌株苏氨酸产量。对比图中h1、h2、h3组可知，相对于H1而言，H2、H3基因在导入后的表达能力相对更强，得到的可用的转运蛋白数量更多，转运苏氨酸能力就更强。对比图中h2、h3组可知，尽管H2基因表达量略高于H3，但H3蛋白转运苏氨酸的能力比H2更强，使得h3苏氨酸产量更高。又由于转运效率高使得膜内苏氨酸浓度降低，对AK酶的抑制作用降低，更多的天冬氨酸顺利转化成苏氨酸前体物质天冬酰胺，进一步提高了h3的苏氨酸产量。综上，从结果上看，h3苏氨酸的产量最高【分析】1、原核细胞与真核细胞的根本区别在于有无以核膜为界限的细胞核。2、在培养基上常用的接种方法有：稀释涂布平板法和平板划线法。【解答】解：（1）谷氨酸棒状杆菌为原核生物，没有以核膜为界限的细胞核，只具有唯一的一种细胞器核糖体，据图1可知，合成苏氨酸的场所是细胞质基质。（2）依据图1可知，当苏氨酸含量过高时，会抑制天冬氨酸转化为天冬酰胺，所以维持细胞内苏氨酸含量稳定的调节机制是负反馈调节。（3）据图可知，两种细胞的细胞膜上的字母不同，说明位于细胞膜上的转运蛋白不同，转运蛋白对物质的运输具有特异性，所以外排的氨基酸种类也不同，AB正确，CD错误。故选：AB。（4）实验的目的是筛选谷氨酸棒状杆菌，所以培养基Ⅰ为选择培养基；通过选择培养后，在培养基Ⅰ和Ⅱ上获得的细菌种类数会出现差异；据图可知，在培养基Ⅱ上采用的接种方法是平板划线法。（5）由于AK酶结构未知，所以为迅速获得AK酶突变株，应进行随机突变。（6）菌株b与菌株a相比较，苏氨酸更高产，所以可推知，菌株b中AK与苏氨酸的结合力下降，D正确，ABC错误。故选：D。（7）据图可知，①由题意，对比图中b、h1、h2、h3组可知，大肠杆菌的三种H转运蛋白均能在导入后提高谷氨酸棒状杆菌膜上的苏氨酸转运能力，从而提高菌株苏氨酸产量；②对比图中h1、h2、h3组可知，相对于H1而言，H2、H3基因在导入后的表达能力相对更强，得到的可用的转运蛋白数量也更多，转运苏氨酸能力就更强；③对比图中h2、h3组可知，尽管H2基因表达量略高于H3，但H3蛋白转运苏氨酸的能力比H2更强，使得h3苏氨酸产量更高；④由于转运效率高，使得膜内苏氨酸浓度降低，而对AK酶的抑制作用降低，更多的天冬氨酸顺利转化成苏氨酸前体物质天冬酰胺，进一步提高了h3的苏氨酸产量。综上，从结果上看，h3苏氨酸的产量最高。故答案为：（1）细胞质基质（2）负反馈（3）AB（4）选择不同平板划线法（5）随机突变（6）D（7）由题意与对比图中b、h1、h2、h3组可知，大肠杆菌的三种H转运蛋白均能在导入后提高谷氨酸棒状杆菌膜上的苏氨酸转运能力，从而提高菌株苏氨酸产量。对比图中h1、h2、h3组可知，相对于H1而言，H2、H3基因在导入后的表达能力相对更强，得到的可用的转运蛋白数量更多，转运苏氨酸能力就更强。对比图中h2、h3组可知，尽管H2基因表达量略高于H3，但H3蛋白转运苏氨酸的能力比H2更强，使得h3苏氨酸产量更高。又由于转运效率高使得膜内苏氨酸浓度降低，对AK酶的抑制作用降低，更多的天冬氨酸顺利转化成苏氨酸前体物质天冬酰胺，进一步提高了h3的苏氨酸产量。综上，从结果上看，h3苏氨酸的产量最高【点评】本题考查基因工程和微生物培养的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。17．（2024•安徽）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）使用BamHⅠ和SalⅠ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）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，形成较多的乳酸或有机酸，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15g•L﹣1。在此基础上，设置不同浓度的木薯淀粉（90g•L﹣1、100g•L﹣1、110g•L﹣1）和酵母粉（12g•L﹣1、15g•L﹣1、18g•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9（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，其原因是大肠杆菌进行细胞呼吸时会释放大量热量。（5）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。【分析】PCR反应过程：变性→复性→延伸。变性：当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链，复性：温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，延伸：72℃左右时，TaqDNA聚合酶有最大活性，可使DNA新链由5'端向3'端延伸。【解答】解：（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TaqDNA聚合酶。（2）据图可知，使用BamHI和SalI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。故答案为：（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（5）提取、分离、纯化【点评】本题发酵工程等相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。18．（2024•海南）酿酒酵母是重要的发酵菌种，广泛应用于酿酒、食品加工及生物燃料生产等。研究人员对酿酒酵母菌株A进行基因工程改造以提高发酵中的乙醇产量。回答下列问题：（1）酿酒酵母在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵，可用于制作果酒等。（2）传统发酵中，新鲜水果不接种酿酒酵母也能制备果酒，原因是新鲜水果表面存在天然的野生酵母。（3）工业上常采用单一菌种发酵生产食品。菌株A存在于环境中，实验室获得该单一菌种的分离方法有平板划线法和稀释涂布法。（4）菌株A含有1个FLO基因，其表达的FLO蛋白可提高发酵中乙醇产量，且FLO蛋白量与乙醇产量成正相关，研究人员基于菌株A构建得到菌株B、C、D（如图1）。该实验中，构建菌株B的目的是作为空白对照组，排除基因表达载体对乙醇产量的影响，预期菌株A、B、C、D发酵中乙醇产量的高低为菌株C＞菌株A＞菌株B＞菌株D。（5）菌株A中，X和Y基因的表达均可以提高发酵中乙醇产量。研究人员将X和Y基因融合在一起，构建了XY融合基因能表达的菌株E（如图2），其在发酵中具有更高的乙醇产量。菌株E中无单独的X和Y基因，且其他基因未被破坏。简要写出由菌株A到菌株E的构建思路从菌株A获得X、Y基因，使用4种引物分别扩增X、Y基因，其中X基因后端和Y基因前端的引物部分序列互补配对，可形成具有重叠链的PCR产物，接着利用融合PCR技术构建融合基因，再将获得的融合基因构建基因表达载体，将基因表达载体导入菌株，进行目的基因检测与鉴定，最终获得菌株E。【分析】果酒的制作离不开酵母菌，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，把糖分解成二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～30℃；生产中是否有酒精的产生，可用酸性重铬酸钾来检验，该物质与酒精反应呈现灰绿色。【解答】解：（1）酿酒酵母在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧微生物，在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。（2）在新鲜水果的表面本身就存在着天然的野生酵母，这些野生酵母在适宜的条件下可以进行发酵，从而产生果酒。（3）对微生物进行分离、纯化可用平板划线法或稀释涂布法，即实验室获得该单一菌种的分离方法有平板划线法和稀释涂布法。（4）菌株B号入不含FL0基因的表达载体作为空白对照组，可以排除表达载体对乙醇产量结果的影响，根据题干可知，FLO基因表达的FLO蛋白可提高发酵中乙醇产量，且FLO蛋白量与乙醇产量成正相关，因为菌株A含有1个FLO基因，菌株C导入了更多的FLO基因，菌株D敲除了FLO基因，所以预期菌株发酵中乙醇产量从高到低为：菌株C＞菌株A＞菌株B＞菌株D。（5）菌株E中无单独的X和Y基因，菌株A含有X和Y基因，需要先利用限制酶从菌株A获得X、Y基因，使用4种引物分别扩增X、Y基因，其中X基因后端和Y基因前端的引物部分序列互补配对，可形成具有重叠链的PCR产物，利用融合PCR技术构建融合基因，再将获得的融合基因构建基因表达载体，将基因表达载体导入菌株，进行目的基因检测与鉴定，最终获得菌株E。故答案为：（1）兼性厌氧酒精（2）新鲜水果表面存在天然的野生酵母（3）平板划线法稀释涂布法（4）作为空白对照组，排除基因表达载体对乙醇产量的影响菌株C＞菌株A＞菌株B＞菌株D（5）从菌株A获得X、Y基因，使用4种引物分别扩增X、Y基因，其中X基因后端和Y基因前端的引物部分序列互补配对，可形成具有重叠链的PCR产物，接着利用融合PCR技术构建融合基因，再将获得的融合基因构建基因表达载体，将基因表达载体导入菌株，进行目的基因检测与鉴定，最终获得菌株E【点评】本题考查果酒发酵、基因工程的相关知识，意在考查考生理解所学知识要点、把握知识间内在联系的能力，能够运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。19．（2024•广东）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：（1）研究者优化了培养基的碳源、氮源（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PT7、PBAD、PBAD，理由是基因2和3表达不具有活性的产物，被蓝光激活后再启动基因1表达。（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，其作用为抑制细菌生长，从而防止杂菌污染；去除丢失质粒的菌种（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，其原因是该处细胞中T7RNAP被激活，合成酪氨酸酶进而合成黑色素。（5）有企业希望生产其他颜