2023-2025全国高考生物试题汇编：发酵工程及其应用

2023-2025全国高考真题生物汇编

发酵工程及其应用

一、单选题

1.（2025陕晋青宁卷高考真题）我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技

术生产柠檬酸，流程如下图。下列叙述错误的是（）

A.淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源B.扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种

C.培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同D.通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累

2.（2024天津高考真题）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

举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

3.（2024福建高考真题）虾酱是以虾为原料的传统发酵食品。在乳酸菌、芽抱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

4.（2024江西高考真题）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

5.（2024湖南高考真题）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（）

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握住棉塞上部

①灼烧接种环②冷却接种环，拔出试管棉塞③试管口通过火焰④接种环蘸取菌液

⑤试管口通过火焰⑥接种环划线操作⑦接种环划线方法⑧平板正置培养

并塞上棉塞

A.①②⑤⑥B.③④⑥⑦C.①②⑦⑧D.①③④⑤

6.（2024山东高考真题）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。菌体内镂离子浓度升高时，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镂可提高柠檬酸产量

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

7.（2023河北高考真题）为筛选能平衡肠道菌群和降解胆固醇的乳酸菌，下列相关实验设计错误的是（）

A.从酸奶和泡菜中采样分离乳酸菌B.平板倒置培养为筛选乳酸菌创造无氧环境

C.对目的菌株进行胆固醇降解能力的测定D.检测目的菌株对消化道环境的耐受力

8.（2023辽宁高考真题）利用某种微生物发酵生产DHA油脂，可获取DHA（一种不饱和脂肪酸）。下图为

发酵过程中物质含量变化曲线。下列叙述错误的是（）

25o

卜出糖

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.m生物量

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4o-隆白油脂

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o1224364860728496

发酵时间（h）

注：生物量为每升发酵液中的细胞干重（g・L“）

A.DHA油脂的产量与生物量呈正相关

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B.温度和溶解氧的变化能影响DHA油脂的产量

C.葡萄糖代谢可为DHA油脂的合成提供能量

D.12~60h,DHA油脂的合成对氮源的需求比碳源高

二、多选题

9.（2025河北高考真题）隐甲藻是一种好氧的异养真核微藻。多在海水中腐烂的植物叶片上生长繁殖，是

工业生产DHA（一种功能性脂肪酸）的藻类之一、从海洋中筛选获得的高产油脂隐甲藻，可用于DHA的

发酵生产。下列叙述正确的是（）

A.隐甲藻可从腐烂的叶片获得生长必需的碳源

B.采集海水中腐烂的叶片，湿热灭菌后接种到固体培养基，以获得隐甲藻

C.选择培养基中可加入抑制细菌生长的抗生素，以减少杂菌生长

D.适当提高发酵时的通气量和搅拌速率均可增加溶氧量，以提高DHA产量

10.（2024吉林高考真题）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（）

内生菌菌液划线

（样品采集）~＞佛品消毒）医菌砌—（样品研磨）

原菌菌斑

（抗性检测）9（获得纯培养物）―（稀释涂布）

抗性检测

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，用蒸储水冲洗，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

11.（2023河北高考真题）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

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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、实验题

12.(2024北京高考真题)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___________o

(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。

-700-

口有氧：18%。2

=500-.低氧：6%。2

।.—■■一

有氧/有氧有氧/低氧无氧/低氧无氧/无氧

气体条件(取样培养)

甲

(3)根据上述实验结果可知，采集酵母菌时02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。2的最初阶段，细胞产生的过氧化氢(压。2)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。

0mmol,L-13.75mmol,L_15.00mmol•L_|H?。?浓度

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。

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参考答案

1.C

【分析】黑曲霉发酵时需通入空气，为异养需氧型。

【详解】A、淀粉水解形成的糖类可以作为黑曲霉生存所需的碳源，氧化分解可以为黑曲霉提供能源，A正

确；

B、通过液体培养基的扩大培养，可以为后续的发酵罐内发酵提供足量的黑曲霉菌种，B正确；

C、空气一般用过滤除菌的方式，培养基一般用高压蒸汽灭菌的方式，发酵罐可以用高温灭菌的方式等，因

此它们的灭菌方法不相同，C错误；

D、已知利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，说明通气、搅拌有利于溶解氧增加，有利于发

酵产物柠檬酸的积累，D正确。

故选Co

2.C

【分析】1、在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中，艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分

离开，单独的、直接的观察它们各自的作用。另外还增加了一组对照实验，即DNA酶和S型活菌中提取的

DNA与R型菌混合培养。

2、培养酵母菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染.对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的

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、抗生素消灭细菌的原理是抑制细菌细胞壁的合成、与细胞膜相互作用、干扰蛋白质的合成以及抑制核酸

的复制和转录等。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、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

能够产生胭酶，从中获取氮源。

【详解】A、艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，单独的、直接的观察它们各自的作

用进行对比，R型肺炎双球菌没有荚膜（菌落表面粗糙），S型肺炎双球菌有荚膜（菌落表面光滑），该实验

是通过观察培养基上形成的不同菌落特征，来判断转化是否成功的，A不符合题意；

B、毛霉属于多细胞的真菌，由细胞形成菌丝，可根据毛霉的形态判定固体培养基是否是被毛霉污染了，B

不符合题意；

C、抗生素可消灭细菌，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，没有依靠菌落外表形态特征做出判断，C符合题意；

D、不同尿素降解菌降解尿素的能力不同，因此在分离出的以尿素为唯一氮源的尿素降解菌后，若要验证其

中是否有不同种类降解菌，可在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，接种并培养初步筛选的菌

种，若根据菌落周围出现红色环带的大小判定其种类，D不符合题意。

故选C。

3.B

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【分析】直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前子发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生

物进行发酵制作食品的技术一般称为传统发酵技术。利用传统发酵技术制作的食品，还有酱、酱油、醋、

泡菜和豆豉等。

【详解】A、虾酱是由微生物发酵形成的，虾酱特有风味的形成受发酵条件、发酵温度、发酵时间的影响，

A正确；

B、传统虾酱的制作过程利用原料中带有的微生物进行发酵，不需要经过严格无菌操作，B错误；

C、原料中的蛋白质会被蛋白酶水解成小分子的肽和氨基酸，C正确；

D、虾酱发酵由乳酸菌、芽抱杆菌等多种微生物共同参与，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。

4.D

【分析】1、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。

2、产品不同，分离提纯的方法般不同。（1）如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液

中分离出来；（2）如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸储、离子交换等方法进行提取。

3、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。

4、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强,

因而可以得到较为专的产物。

【详解】A、基因表达的产物是蛋白质，而井冈霉素是JGs发酵生产的一种氨基寡糖类抗生素，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、在一定范围内提高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、JGs是一种放线菌，菌体呈丝状生长，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。

5.D

【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。

【详解】由图可知，②中拔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。

6.D

【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。

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【详解】A、黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧，相同菌体密度下，菌球体越大越不利于菌体

与氧气接触，柠檬酸产生速率越慢，A正确；

B、菌体内锈离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制，发酵中期添加一定量的硫酸镂，提

高镂离子浓度，菌体内可提高柠檬酸产量，B正确；

C、发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必须的酶失活，可抑制大部分细菌的生长，C正确；

D、发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得柠檬酸产品，

D错误。

故选D。

7.B

【分析】筛选目的菌株应从富含目的菌的环境中去取样。倒平板后及平板微生物培养时需要倒置培养，微

生物初步筛选后还要进行相关实验以检测目的菌的发酵能力或特性。

【详解】A、筛选目的菌时应从富含目的菌的环境中去取样，酸奶和泡菜中富含乳酸菌，可以从中采样进行

分离纯化，A正确；

B、平板倒置培养是为了防止培养皿皿盖上的水珠落入培养基造成污染，不是创造无氧环境，B错误；

C、筛选的是能平衡肠道菌群和降解胆固醇的乳酸菌，所以，初步筛选后，还需要进一步进行目的菌胆固醇

降解能力的测定，以获得符合要求的乳酸菌，C正确；

D、因筛选出的目的菌是在肠道发挥作用，所以，还需要检测目的菌株对消化道环境的耐受力，D正确。

故选B。

8.D

【分析】1、发酵罐内的发酵是发酵工程的中心环节，在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、

产物浓度等，以了解发酵进程，还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、PH和溶解氧等发酵条件。

2、题图分析：横坐标为发酵时间，纵坐标为发酵过程各种相关物质的含量及生物量。从图可知，随着发酵

的进行，葡萄糖逐渐减少，发酵到96h左右减少至0；蛋白陈在0〜12h间快速减少，然后缓慢减少，发酵到

96小时左右减少至0；生物量和DHA油脂的产量随着发酵进程逐渐上升。

【详解】A、由图可知，DHA油脂的产量随着发酵进程逐渐增加，生物量也随着发酵进程逐渐增加，它们

的变化呈正相关，A正确；

B、由图可知，生物量与DHA油脂的产量呈正相关，温度和溶解氧影响微生物的生长繁殖，进而影响DHA

油脂的产量，B正确；

C、发酵液中葡萄糖被微生物吸收用于呼吸作用产生能量，供其合成DHA油脂，C正确；

D、DHA油脂是一种不饱和脂肪酸，含C、H、。不含N,所以在12〜60h,DHA油脂的合成对碳源的需求

高，不需要氮源，D错误。

故选D。

9.ACD

【分析】消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物；灭菌则是

指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽抱和抱子。

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【详解】A、根据题目信息“隐甲藻是一种好氧的异养真核微藻，多在海水中腐烂的植物叶片上生长繁殖”可

知，隐甲藻可从腐烂的叶片获得生长必需的碳源，A正确；

B、采集海水中腐烂的叶片进行湿热灭菌后，会杀死所有的微生物，此时接种到固体培养基上无法获得隐甲

藻,B错误；

C、根据题目信息可知，隐甲藻为真核生物，抗生素可通过抑制细菌细胞壁合成或影响代谢过程来抑制细菌

生长，不会影响真核生物的生命活动，因此在筛选或培养隐甲藻时，加入抗生素可有效抑制细菌杂菌，提

高隐甲藻的纯度和生长效率，C正确；

D、根据题目信息可知，隐甲藻为好氧生物，因此利用隐甲藻进行DHA发酵生产时，适当提高发酵时的通

气量和搅拌速率均可增加溶氧量，以提高DHA产量，D正确。

故选ACD»

10.CD

【分析】1、获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术应围绕着如何避免杂菌的污染展

开，主要包括消毒和灭菌。

2、稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外，也常用来统计样品中活菌的数目。当样品的稀释度足够高

时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能

推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数为30〜300的平板进行计数。

【详解】A、题干信息：某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病，故在大量感染香蕉枯萎病的

香蕉种植园内，从未感病植株上采集样品，A错误；

B、获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染；将采集的样品充分消毒后，用无菌水冲洗，收集冲洗

液进行无菌检测，B错误；

C、题图可知，样品研磨后进行了稀释涂布，可见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，C正确；

D、题图抗性检测可知，判断内生菌的抗性效果需设置对照组和实验组，对照组不接种内生菌得到病原菌菌

斑，实验组接种内生菌得到病原菌菌斑，然后比较对照组和实验组的菌斑大小，实验组病原菌菌斑越小表

明内生菌抗性效果越好，D正确。

故选CDo

11.ABC

【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。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。

【详解】A、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；

B、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；

C、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,

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可以创造适于Nisin生产的pH条件，C正确；

D、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。

故选ABCo

12.(1)酒精/C2H50HATP

(2)无氧取样，无氧培养

(3)不能，因为没有“接触02后，酵母菌内源H2O2浓度上升”的证据

(4)过氧化氢酶/压。2酶

【分析】【关键能力】

(1)信息获取与加工

题干关键信息所学知识信息加工

无氧条件(密闭发酵罐)：酵母进进

行无氧呼吸，产生酒精和C02

酵母菌兼性厌氧型微生物

有氧条件：酵母菌进行有氧呼吸，大

量繁殖

研究者探究了不同图甲中，无氧取样,无氧培养条件下，