2026届新高考生物热点复习：微生物培养技术和发酵工程

2026届新高考生物热点复习微生物的培养技术和发酵工程目录高考考情分析思维导图基础知识梳理重难点解析1236技巧归纳45重点题型突破1高考考情分析一、考查内容微生物的培养技术主要考查培养基的成分、制备，选择培养基的应用，微生物的接种方法（如平板划线法、稀释涂布平板法）、纯培养、计数和分离等。发酵工程则常考查发酵过程中的扩大培养、代谢产物的提取等。例如，2025年黑吉辽蒙卷考查了选择培养基、微生物接种方法；2024年江西卷考查了微生物的扩大培养、代谢产物的提取。二、考查题型题型包括选择题和解答题，且此部分内容集中在非选择题部分考查，对学生的综合应用能力要求较高。例如2024年重庆卷、浙江卷以选择题形式考查，2024年宁夏卷、2023年全国卷则以解答题形式考查微生物的培养技术及应用。1高考考情分析三、命题趋势试题侧重考查学生对科学探究和科学思维及利用所学知识解决实际问题的能力，常以生产生活中的实际问题为情境，如以微塑料降解、金霉素污染等为背景，考查对微生物培养技术和发酵工程知识的理解和应用。思维导图2基础知识梳理3一、微生物培养技术1.微生物的纯培养（1）制备培养基①概念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②成分一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，还需满足不同微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求3基础知识梳理③步骤配制培养基→灭菌一倒平板注意：倒平板应待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近操作（2）无菌技术①关键：防止杂菌污染②方法：消毒和灭菌常用的消毒方法有煮沸消毒、巴氏消毒等常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和湿热灭菌3基础知识梳理（3）接种和分离培养①方法：平板划线法、稀释涂布平板法②分离和培养：在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使其长成单个菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落2.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数（1）筛选菌株人为提供有利于目的菌生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物的生长。分解尿素的微生物能合成脲酶，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。3基础知识梳理（2）实验流程土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察→细菌的计数（3）统计菌落数目的方法①显微镜直接计数法（利用细菌计数板或血细胞计数板）a.细菌计数板可对较小细胞进行观察和计数血细胞计数板常用于相对较大的细胞的计数b.统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和3基础知识梳理②间接计数法（稀释涂布平板法）a.设置重复组，增强实验的说服力与准确性b.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c.所得数值一般比实际值偏低3基础知识梳理二、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2.内容一般包括菌种的选育，扩大培养培养基的配制和灭菌，接种，发酵罐内发酵，产品的分离和提纯等方面3基础知识梳理3.发酵工程的应用（1）在食品工业上的应用a.生产传统的发酵产品，如酱油、果酒等b.生产各种各样的食品添加剂，如柠檬酸、味精等c.生产酶制剂，如α-淀粉酶、果胶酶等（2）在医药工业上的应用生产抗生素、多种氨基酸、激素、免疫调节剂等各种药物（3）在农牧业上的应用生产微生物肥料、微生物农药及微生物饲料等3基础知识梳理（4）在其他方面的应用利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂，利用嗜低温菌提高热敏性产品的产量等，以及在解决粮食、环境、健康和能源等方面的重大问题上作出越来越大的贡献。3基础知识梳理重难点解析44重难点解析一、微生物培养技术1.培养基的成分营养物质作用功能主要来源碳源能为微生物代谢提供碳元素构成生物体的细胞物质和一些代谢产物，有些是异养生物的能源物质无机碳源：CO2、NaHCO3等；有机碳源：糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等氮源能为微生物的代谢提供氮元素合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物无机化合物：N2、NH3、铵盐、硝酸盐等；有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨等生长因子是生长必不可少的酶和核酸的组成成分维生素、氨基酸、碱基等水是生命活动所必需的不仅是优良的溶剂而且可维持生物大分子结构的稳定外界摄入无机盐为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素，包括大量元素细胞内的组成成分，生理调节物质，某些化能自养菌的能源，酶的激活剂无机化合物4重难点解析2.培养基的分类划分标准培养基种类特点用途物理性质液体培养基不加凝固剂工业生产，连续培养半固体培养基加凝固剂，如琼脂观察微生物的运动、对微生物进行分类及鉴定固体培养基对微生物进行分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种化学成分天然培养基含化学成分不明确的天然物质工业生产合成培养基培养基成分明确（用化学成分已知的化学物质配成）对微生物进行分类、鉴别用途选择培养基添加（或缺少）某种化学成分培养、分离出特定微生物鉴别培养基在培养基中加入某种指示剂或化学药品鉴别不同种类的微生物4重难点解析3.培养基的配制原则（1）目的要明确：根据微生物的种类、培养目的等选择原料配制培养基，如培养自养型微生物就不用加入有机营养物质（2）营养要协调：注意各种营养物质的浓度和比例（3）pH要适宜：不同微生物适宜生长的pH范围不同（4）不同微生物对培养基的特殊需求①

乳酸杆菌：添加维生素②

霉菌：将培养基调至酸性③

细菌：将培养基调至中性或弱碱性④

厌氧微生物：提供无氧条件4重难点解析4.无菌技术：几种常用灭菌和消毒方法的比较灭菌和消毒种类主要方法应用范围灼烧灭菌酒精灯火焰灼烧微生物接种工具，如接种环、接种针或其他金属用具等，接种过程中的试管口或瓶口等干热灭菌干热灭菌箱160～170℃加热1～2h玻璃器皿（如吸管、培养皿等）、金属用具等凡不适宜用其他方法灭菌而又能耐高温的物品高压蒸汽灭菌100kPa、121℃维持15～30min培养基及多种器材、物品煮沸消毒法100℃煮沸5～6min家庭餐具等生活用品的消毒巴氏消毒法70～75℃煮30min或80℃煮15min牛奶、啤酒、果酒和酱油等不宜进行高温灭菌的液体紫外线消毒30W紫外灯照射30min接种室、接种箱、超净工作台化学药物消毒用体积分数为70%～75%的酒精、碘酒涂抹，来苏尔喷洒等用于皮肤、伤口、动植物组织表面消毒和空气、手术器械、塑料或玻璃器皿等的消毒4重难点解析5.分离、纯化微生物的方法比较主要方法平板划线法稀释涂布平板法主要步骤接种环在固体培养基表面连续划线系列梯度稀释操作和涂布平板操作接种工具接种环涂布器菌体获取在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体能否用于计数不能计数可以计数，但是操作复杂，需涂布多个平板共同点都能将微生物分散到固体培养基表面，以获得单细胞菌落，达到分离纯化微生物的目的，也可用于观察菌落特征4重难点解析6.微生物的选择培养（1）原理①利用目的菌对某一营养物质的“嗜好”，专门在培养基中加入该营养物质，使其成为一种加富（或营养）培养基②

利用微生物对某种物质的抗性，在培养基中加入该物质，使不具有抗性的微生物的生长受抑制，而目的菌的生长占优势，从而使其富集并得到分离4重难点解析（2）常见的分离微生物的方法①改变培养基中的营养成分培养基中缺乏氮源时，可以分离固氮微生物利用以纤维素为唯一碳源的培养基分离纤维素分解菌在以尿素为唯一氮源的培养基中，分离尿素分解菌等②

当培养污染源较多时，可以在培养基中加入抗生素，如加入青霉素、链霉素，可以抑制细菌的生长，从而分离出真菌等真核微生物4重难点解析（3）利用透明圈筛选微生物①

抗生素与透明圈的关系：将含抗生素的滤纸片均匀置于平板培养基上的不同位置，某种细菌形成的透明圈越大，说明该细菌对该抗生素越敏感，该抗生素的抑菌能力越强。若不出现透明圈，说明该细菌对该抗生素不敏感②

分解圈（或透明圈）的大小与降解能力的关系在固体培养基中加入溶解性差、可被特定菌利用的营养成分，形成浑浊、不透明的培养基背景；接种培养物后，待筛选的菌落周围会形成分解圈（或透明圈），分解圈（或透明圈）的大小反映了菌落利用此物质的能力，常作为初步快速筛选菌落的方法4重难点解析利用透明圈筛选微生物如在含有纤维素的培养基中加入刚果红，刚果红与纤维素形成红色复合物，而当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈，根据透明圈的大小可以检测纤维素分解菌分解纤维素的能力。4重难点解析7.细菌培养和计数方法的易失分点（1）稀释涂布平板法：能分离细菌，也能计数（结果往往偏小）（2）平板划线法：只能分离、纯化细菌，不能计数（3）显微计数法：不能区分死细菌与活细菌（结果往往偏大）4重难点解析二、发酵工程1.菌种的选育（1）对菌种的要求能在价格低廉的原料制成的培养基上生长、代谢物产量高培养条件易于控制，所需酶活力高发酵周期短，生长迅速和反应速度快菌种性能稳定，不易变异和退化菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒性（2）获得优良菌种的方法：诱变育种、基因工程和细胞工程4重难点解析2.培养基的配制：根据培养基的配制原则选择原料进行配制，但配方需反复试验3.灭菌：培养基和发酵设备4.扩大培养和接种大规模生产中，需要菌种达到一定数量，扩大培养是将培养到一定时期的菌体分开再进行培养，以促使菌体数量快速增加而在短时间内得到大量的菌体。菌体达到一定数量以后，再进行接种。4重难点解析5.发酵罐内发酵——发酵的中心环节（1）随时取样检测培养液中的细菌数目、产物浓度等（2）及时添加必需的培养基组分，以满足菌种的营养需求（3）严格控制温度、pH、溶氧量等发酵条件6.分离提纯（1）产品是菌体本身：采用过滤、沉淀等方法（2）产品是代谢产物：采取提取、分离和纯化等措施4重难点解析7.发酵流程图4重难点解析8.发酵工程的应用（1）啤酒的工业化生产原料：小麦菌种：酵母菌流程：4重难点解析（2）发酵工程其他方面的应用具体应用成果在食品工业上的应用生产传统的发酵产品利用霉菌发酵生产酱油、利用酿酒酵母生产各种酒类生产各种各样的食品添加剂利用黑曲霉发酵生产柠檬酸、利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸生产酶制剂利用微生物发酵生产淀粉酶、果胶酶、脂肪酶和氨基肽酶等在医药工业上的应用通过工程菌生产药物利用工程菌发酵生产生长激素释放抑制激素通过改造菌种生产药物通过诱变的青霉菌发酵生产青霉素在农牧业上的应用生产微生物肥料利用根瘤菌和固氮菌生产的根瘤菌肥、固氮菌肥生产微生物农药利用苏云金杆菌防治多种农林虫害、利用白僵菌防治玉米螟和松毛虫在农牧业上的应用生产微生物饲料利用淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液通过发酵获得大量微生物菌体用于饲料生产在其他方面的应用解决资源短缺和环境污染问题利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯对极端微生物的利用利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂技巧归纳55技巧归纳高考中该模块题目主要分为“选择题（概念/操作辨析）”和“非选择题（实验分析/工程流程）”，不同题型有明确解题逻辑。（一）选择题：抓“关键信息”快速排除1.“培养基与接种方法”类选择题解题步骤：①

提取“实验目的”（如“筛选大肠杆菌”“计数活菌数”）②

匹配“培养基类型/接种方法”③

排除“原理混淆”选项2.“发酵工程条件调控”类选择题解题核心：明确“条件与微生物代谢的关系”如：谷氨酸发酵：需要有氧环境（谷氨酸棒状杆菌是需氧型），pH中性偏碱5技巧归纳（二）非选择题：分“类型”建答题模板非选择题多围绕“实验设计/分析”“发酵流程应用”展开，需构建固定答题框架，避免漏点。1.“微生物分离与计数”实验类题目（高频）答题模板：“实验目的→

培养基选择→

接种方法→

无菌操作→

结果统计→

误差分析”2.“发酵工程流程分析”类题目答题模板：“菌种→

培养基→

发酵条件→

调控目的→

产物提取”3.“实验异常现象分析”类题目答题模板：“异常现象→

可能原因（操作/培养基/微生物）→

改进措施”重点题型突破66重点题型突破1.【2025年湖南高考真题】采集果园土壤进行微生物分离或计数。下列叙述正确的是()A.稀释涂布平板法和平板划线法都能用于尿素分解菌的分离和计数B.完成平板划线后，培养时需增加一个未接种的平板作为对照C.土壤中分离得到的醋酸菌能在无氧条件下将葡萄糖分离成乙酸D.用于筛选尿素分解菌的培养基含有蛋白胨、尿素和无机盐等营养物质【答案】B【解析】A、稀释涂布平板法可通过菌落数进行计数,而平板划线法仅用于分离纯化菌种,无法计数,A错误；B、平板划线法操作后需设置未接种的平板作为空白对照,以验证培养基灭菌是否彻底,B正确；C、醋酸菌为严格好氧菌.其代谢需要氧气,无氧条件下无法将葡萄糖转化为乙酸,C错误；D、筛选尿素分解菌的培养基应以尿素为唯一氮源,若含蛋白胨(含其他氮源),则无法筛选目标菌,D错误,故选B。6重点题型突破/2.【2025届·广西南宁·三模校考】多环芳烃（PAHs）是一种常见的环境污染物，常通过微生物降解进行处理。某研究小组从多环芳烃污染的土壤中分离PAHs高效降解菌，实验流程如下：①不同土壤样品用无菌水梯度稀释；②采用稀释涂布平板法分别接种于以PAHs为唯一碳源的培养基上；③恒温培养后挑取单菌落重复纯化；④对不同纯化菌株进行降解效率评估。下列叙述错误的是()A.①中稀释液需经高压蒸汽灭菌处理B.②以PAHs为唯一碳源的培养基是选择培养基C.③中恒温培养可获得由单个微生物繁殖而来的单菌落D.④可通过测定PAHs的残留量来评估菌株对PAHs的降解效率【答案】A【解析】梯度稀释的土壤悬液不能进行高压蒸汽灭菌，否则会杀死目标菌，需在无菌操作下稀释，如对稀释液制备工具(试管、移液管)进行灭菌，A项错误；使用以PAHs为唯一碳源的培养基为选择培养基，可筛选出能降解PAHs的菌种，稀释涂布平板法可用于纯化培养菌种，B项正确；振荡培养可增加液体培养基中的氧气溶解，促进好氧菌的生长繁殖，C项正确；通过测定培养基中PAHs的残留量，可评估不同菌株对PAHs的降解效率高低，培养基中PAHs残留量越低，菌株降解PAHs的效率越高，D项正确。6重点题型突破3.【2025届·宁夏石嘴山·三模校考】某种含氮有机物的除草剂，在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明。其在土壤中不易降解，长期使用会污染土壤破坏生态环境。为修复被破坏的生态环境，按下图选育能降解该除草剂的细菌。下列叙述正确的是()A.有透明圈的菌落能够利用除草剂中的氮源，应扩大培养B.图中培养基在各种成分溶化后先湿热灭菌再调节pH值C.实验过程中需要将培养基调至中性或弱酸性D.图中接种方法为平板划线法，可对细菌进行计数【答案】A【解析】A、题目中提到，含除草剂的培养基是不透明的。如果某个菌落周围出现透明圈，说明该菌落能够降解除草剂，从而使培养基中的除草剂被分解，形成透明圈，这表明这些细菌能够利用除草剂中的氮源进行生长。因此，这些菌落是目标菌株，应该被扩大培养用于后续的降解实验或应用，A正确；B、在微生物实验中，培养基的灭菌通常是在调pH后进行的，调pH前灭菌可能导致培养基再次被污染，B错误；C、实验筛选的是细菌，需要将培养基调至中性或弱碱性，C错误；D、平板划线法的主要目的是分离单个菌落，而不是计数。细菌计数通常采用稀释涂布平板法。因此，平板划线法不能用于计数，D错误。6重点题型突破4.【2025届·山西吕梁·三模】溶磷菌可以使土壤中难以利用的磷转化为植物易吸收的磷。某研究小组按如下配方制备了分离培养基，用以筛选某植物根系附近土壤样品中的溶磷菌。分离培养基配方：葡萄糖10g、硫酸铵0.5g、硫酸镁0.3g、氯化钠0.3g、氯化钾0.2g、硫酸铁0.03g、硫酸锰0.03g、磷酸三钙5g、琼脂15g、蒸馏水定容。如图为分离溶磷菌并进行计数的过程。下列叙述错误的是()A.在该分离培养基中，为微生物提供氮源和碳源的物质分别是硫酸铵、葡萄糖B.用选择培养基筛选目的菌并对其计数时，常用的接种方法是稀释涂布平板法C.若②、③、④中菌落数分别为48、57、63，则①中溶磷菌的数目约为5.6×107个D.在农业生产中可将溶磷菌作为微生物肥料【答案】C【解析】A、该培养基中硫酸铵可作为氮源，葡萄糖可作为碳源，A正确；B、获得纯培养物的分离方法有平板划线法和稀释涂布平板法，其中稀释涂布平板法可以对微生物进行计数，B正确；C、根据计算公式N=C/V×M，①中溶磷菌密度约为（48+57+