专题21 发酵工程-2021-2025全国高考生物真题分类汇编

专题21发酵工程考点五年考情（2021-2025）命题趋势知识1传统发酵技术（5年5考）考点01果酒、果醋、泡菜的制作2025·江苏2024·湖北近五年高考试卷中，发酵工程考查频繁，重点考查传统发酵技术和微生物的基本培养技术，如2025年江苏考果酒果醋的制作等知识2微生物的培养技术及应用（5年11考）考点02微生物的培养技术及应用2025·江苏2025·山东知识3发酵工程（5年4考）考点03发酵工程的应用2024·山东2024·北京考点01果酒、果醋、泡菜的制作1．[2025年江苏高考真题]某同学利用红叶李果实制作果醋，图示其操作的简易流程。下列相关叙述正确的是()A.果酒、果醋发酵所需菌种的细胞结构相同B.过程①中添加适量果胶酶，有利于提高出汁率C.过程②中，为使菌种充分吸收营养物质，需每日多次开盖搅拌D.过程③发酵时会产生大量气泡，需拧松瓶盖放气2．[2024年湖北高考真题]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3．[2022年湖北高考真题]关于白酒、啤酒和果酒的生产，下列叙述错误的是()A.在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气B.白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程C.葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质，也存在于线粒体D.生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同，但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌4．[2021年江苏高考真题]某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋,下列相关叙述正确的是()A.果酒发酵时,每日放气需迅速,避免空气回流入发酵容器B.果酒发酵时,用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化,砖红色沉淀逐日增多C.果醋发酵时,发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时D.果醋发酵时,用重铬酸钾测定醋酸含量变化时,溶液灰绿色逐日加深5．[2022年江苏高考真题]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℃考点02微生物的培养技术及应用6．[2025年山东高考真题]深海淤泥中含有某种能降解纤维素的细菌。探究不同压强下，该细菌在以纤维素或淀粉为唯一碳源的培养基上的生长情况。其他条件相同且适宜，实验处理及结果如表所示。下列说法正确的是()组别压强纤维素淀粉菌落①常压-+-②常压+--③高压-+-④高压+-+（注：“+”表示有；“－”表示无）A.可用平板划线法对该菌计数B.制备培养基的过程中，应先倒平板再进行高压蒸汽灭菌C.由②④组可知，在以纤维素为唯一碳源的培养基上，该菌可在常压下生长D.由③④组可知，高压下该菌不能在以淀粉为唯一碳源的培养基上生长7．[2025年江苏高考真题]从种植草莓的土壤中分离致病菌，简易流程如下：制备土壤悬液、分离、纯化、鉴定。下列相关叙述正确的是()A.制备的培养基可用紫外线照射进行灭菌B.将土样加入无菌水混匀，梯度稀释后取悬液加入平板并涂布C.连续划线时，接上次划线的起始端开始划线D.鉴定后的致病菌，可接种在斜面培养基上，并在室温下长期保存8．[2024年山东高考真题]酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z、trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上，生长情况如图。据图分析，3种酶在该合成途径中的作用顺序为()A.X→Y→Z B.Z→Y→X C.Y→X→Z D.Z→X→Y9．[2023年江苏高考真题]下列关于细菌和酵母菌实验的叙述正确的是()A.通常酵母菌培养基比细菌培养基有更高的碳氮比B.通常细菌的生长速度比酵母菌快，菌落比酵母菌落大C.通常细菌培养基用高压蒸汽灭菌法灭菌，酵母菌培养基用过滤除菌法除菌D.血细胞计数板既可用于酵母菌的数量测定，也可用于细菌的数量测定10．[2023年湖南高考真题]食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是()A.干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长B.腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖C.低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利D.高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类11．[2023年河北高考真题]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12．[2022年江苏高考真题]下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计，不合理的是()A.选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株B.在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源C.适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落D.可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌13．[2025年湖南高考真题]对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放CO2。在Burk无机培养基和光照条件下，培养某栅藻（真核生物）的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚（40mg×L-1）的降解情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。回答下列问题：（1）栅藻的光合放氧反应部位是______（填细胞器名称）。图a结果表明，对硝基苯酚______栅藻的光合放氧反应。（2）细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是______。（3）若Ⅰ中对硝基苯酚含量为20mg×L-1，培养10min后，推测该培养液pH会______，培养液中对硝基苯酚相对含量______。（4）细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是______。14．[2024年广东高考真题]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：_______。15．[2021年湖南高考真题]大熊猫是我国特有的珍稀野生动物，每只成年大熊猫每日进食竹子量可达12~38kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维素，研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题：（1）纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即___________。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以___________为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分类属于_____________培养基。（2）配制的培养基必须进行灭菌处理，目的是__________。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是______________。（3）简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路：_______________。（4）为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌，在37℃条件下进行玉米秸秆降解实验，结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株________________，理由是____________。菌株秸秆总重/g秸秆残重/g秸秆杆重/%纤维素降解率/%A2.001.5124.5016.14B2.001.5323.5014.92C2.001.4229.0023.3216．[2021年河北高考真题]葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣（皮渣）。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。回答下列问题：（1）皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷，可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是________，萃取效率主要取决于萃取剂的________。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷________。研究发现，萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率，原因是________。（2）为了解皮渣中微生物的数量，取10g皮渣加入90mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克皮渣中微生物数量为_________个。（3）皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至_______性，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是________。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为________。（4）皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。（简要写出实验步骤和预期结果）。考点03发酵工程的应用17．[2024年山东高考真题]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18．[2024年河北高考真题]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19．[2023年江苏高考真题]某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌；醋醅含有醋酸菌；糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述正确的有()A.糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化和灭菌B.发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸C.醋酸发酵过程中经常翻动发酵物，可控制发酵温度和改善通气状况D.啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间20．[2024年北京高考真题]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___________。（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。

参考答案与解析考点01果酒、果醋、泡菜的制作1．答案：B解析：果酒发酵所需的菌种是酵母菌(真核生物,有细胞核等复杂细胞结构),果醋发酵所需的菌种是醋酸菌(原核生物,无成形细胞核),二者的细胞结构不同,A错误。2．答案：D解析：A、食用醋的酸味主要来自醋酸，醋酸学名乙酸，A正确；B、醋酸菌是好氧型细菌，不适宜在无氧的条件下生存，B正确；C、在制醋时，缺失原料的情况下，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，因此醋酸菌体内含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C正确；D、醋酸菌属于细菌，没有核膜包被的细胞核和众多细胞器，因此没有线粒体，D错误。故选D。3．答案：C解析：A、在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气，有利于酵母菌大量繁殖，A正确；B、白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程，如发酵初期酵母菌大量繁殖，B正确；CD、酒精发酵利用的菌种是酵母菌，其原理是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，葡萄糖转化为乙醇所需的酶存在于细胞质基质，不存在线粒体中，C错误；D正确。故选：C。4．答案：C解析：A、酒精发酵是利用酵母菌的无氧呼吸，随着果酒发酵的进行，装置内会产生气体（二氧化碳），容器内压强大于外界，所以空气不会回流，A错误；B、果酒发酵时，发酵液中的葡萄糖不断被消耗，因此用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日减少，B错误；C、以酒精为底物进行醋酸发酵，酒精与氧气发生反应产生醋酸和水，几乎没有气泡产生，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时，C正确；D、重铬酸钾用于检测酒精，不能用于测定醋酸含量，D错误。5．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。考点02微生物的培养技术及应用6．答案：D解析：对微生物进行计数时应该用稀释涂布平板法接种，A错误。制备培养基的过程中，应先进行高压蒸汽灭菌再倒平板，B错误。②④组的自变量是压强，实验结果是常压下无菌落，高压下有菌落，说明在以纤维素为唯一碳源的培养基上，该菌可在高压下生长，C错误。③④组的自变量是唯一碳源的种类，实验结果是以淀粉为唯一碳源时无菌落，以纤维素为唯一碳源时有菌落，压强条件均为高压，说明高压下该菌不能在以淀粉为唯一碳源的培养基上生长，D正确。7．答案：B解析：可用稀释涂布平板法分离土壤中的微生物,B正确。紫外线可以杀死空气中或物体表面的微生物,一般不能对培养基进行灭菌,A错误。用划线法接种时,需灼烧接种环,待其冷却后,从第一次划线的末端开始作第二次划线.重复以上操作,作第三、四、五次划线.注意不要将最后一次的划线与第一次的划线相连,C错误。鉴定后的致病菌,可接种在斜面培养基上于冰箱内短期保存,D错误。8．答案：A解析：微生物培养根据题意可知，trpX能合成酶Y和酶Z，不能合成酶X；trpY能合成酶X和酶Z，不能合成酶Y；trpZ能合成酶X和酶Y，不能合成酶Z。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。分析题图可知，①trpX在靠近trpY区域一侧、trpZ区域一侧均能生长，说明trpX可以利用trpY、trpZ色氨酸合成途径中分泌到胞外的中间产物合成色氨酸；②trpY在靠近trpZ区域一侧可以生长，说明trpY可以利用trpZ色氨酸合成途径中分泌到胞外的中间产物合成色氨酸；③trpZ不能生长。由①②分析可知，trpX、trpY均可合成色氨酸合成途径所需的最后一种酶，又因为trpX能合成酶Y和酶Z,trpY能合成酶X和酶Z，故trpX、trpY均可合成的酶为酶Z；由①分析可知，trpY、trpZ均能合成色氨酸合成途径的中间产物，故trpY、trpZ均可合成色氨酸合成途径所需的第一种酶，又因为trpY能合成酶X和酶乙，trpZ能合成酶X和酶Y，故trpY、Z均可合成的酶为酶X。综上，酶X为色氨酸合成途径所需的第一种酶，酶Z为色氨酸合成途径所需的最后一种酶，则酶Y为色氨酸合成途径所需的第二种酶，即3种酶在该合成途径中的作用顺序为X→Y→Z,A符合题意。9．答案：A解析：A、微生物种类不同，所需营养物的碳氮比也不同，具有高碳氮比的生物需要高碳氮比的营养物，反之则低；酵母菌的碳氮比高于细菌，所以培养酵母菌培养基需要更高的碳氮比，A正确；B、通常细菌的生长速度比酵母菌快，但形成的菌落不一定大于酵母菌，这与细菌种类有关，部分细菌的菌落小于酵母菌，B错误；C、微生物培养基通常都采用高压蒸汽灭菌法灭菌，C错误；D、血细胞计数板适于酵母菌的计数，不适于微小的细菌计数，细菌计数一般采用细菌计数板，D错误。10．答案：C解析：A、干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生长和繁殖，进而延长食品保存时间，A正确；B、腌制过程中添加食盐、糖等可制造高渗环境，从而微生物的生长和繁殖，B正确；C、低温保存可以抑制微生物的生命活动，但不是温度越低越好，一般果蔬的保存温度为零上低温，C错误；D、高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并通过破坏食品中的酶类，降低酶类对食品有机物的分解，有利于食品保存，D正确。故选C。11．答案：B解析：乳酸菌是厌氧细菌，在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸，可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。酸奶和泡菜是经乳酸菌发酵制成的，可从其中采样分离乳酸菌，A正确。平板倒置的目的是防止皿盖上的水珠落入培养基、避免培养基中的水分过快蒸发，平板倒置培养不能创造无氧环境，B错误。为筛选能平衡肠道菌群和降解胆固醇的乳酸菌，应对目的菌株进行胆固醇降解能力的测定，并检测目的菌株对消化道环境的耐受力，C、D正确。12．答案：D解析：农田或公园土壤中含有较多的可产脲酶的微生物，故A正确；为了筛选可分解尿素的细菌，配制的培养基应以尿素为唯一氮源，B正确；当样品的稀释度足够高时，培养基表面可形成单菌落，C正确；在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基的pH升高，pH升高，酚红指示剂将变红，因此在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，能对分离的菌种做进一步鉴定，D错误。13．答案：(1)叶绿体;抑制(2)氧气(3)升高;基本不变(4)栅藻进行光合放氧为细菌的生长提供有氧环境，细菌降解水体中的对硝基苯酚，并将产生的CO2提供给栅藻进行光合作用解析：(1)栅藻是真核生物,进行光合作用的细胞器是叶绿体。图a结果表明,对硝基苯酚可抑制栅藻光合放氧反应,且在一定范围内,随着对硝基苯酚浓度增加,栅藻的光合放氧量逐渐下降,对光合放氧的抑制作用增强。(2)由题意知,该细菌不能在无氧条件下生长,栅藻在光照下会产生氧气,分析图b可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组对比。Ⅰ组有氧气,Ⅱ、Ⅲ组有细菌+氧气,Ⅱ、Ⅲ组对硝基苯酚相对含量下降趋势基本一致,Ⅰ组基本不变,则细菌在有氧条件下可降解对硝基苯酚,可推知细菌利用对硝基苯酚的限制因子是氧气。(3)图b中,Ⅰ组为“栅藻+光照”,对硝基苯酚含量为40mg×L-1;分析图a可知,对硝基苯酚含量为20mg×L-1时,栅流进行光合放氧量较高,而光合作用会消耗培养液中的CO2,故培养液的pH会升高;结合图b的组可知,对硝基苯酚相对含量不变,栅藻不能吸收利用对硝基苯酚,所以培养液中对硝基苯酚相对含量基本不变。(4)结合题意和图的组可知,在光照条件下栅藻进行光合放氧为细菌提供有氧环境。而细菌在有氧环境下可降解对硝基苯酚,并为栅藻提供CO2,故二者可通过原始合作净化被对硝基苯酚污染的水体。14．答案：(1)碳源、氮源(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，T7RNAPN端-nMag与T7RNAPC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)。15．答案：（1）C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶；纤维素；选择（2）为了杀死培养基中的所有微生物（微生物和芽孢、孢子）；不接种培养（或空白培养）（3）将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后，取0.1mL涂布到若干个平板（每个稀释度至少涂布三个平板），对菌落数在30~300的平板进行计数，则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数（4）C；接种菌株C后秸秆失重最多，纤维素降解率最大解析：本题考查微生物实验室培养的有关知识和实验设计能力。（1）纤维素酶至少包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶等3种酶；筛选纤维素分解菌应使用以纤维素为唯一碳源的选择培养基。（2）对培养基进行灭菌的目的是杀死培养基中的所有微生物（微生物和芽孢、孢子），从而防止外来杂菌的入侵；检测固体培养基灭菌效果的常用方法是将不接种的空白培养基放在恒温培养箱中培养，看是否有菌落产生。（3）可利用稀释涂布平板法将菌液涂布在平板上，经过一段时间培养后，对平板上的菌落进行计数，并依据公式推测出菌液中的活菌数量。（4）对比几种菌株接种后秸秆的失重量和纤维素降解率可以看出，菌株C的这两项指标是最高的，因此它产生的纤维素酶的活力最强。16．答案：（1）降低含水量、使原料与萃取剂充分接触，提高溶解度；性质和使用量；分解；纤维素酶和果胶酶可破坏细胞壁，有利于提高花色苷的提取率（2）8.8×106（3）中性或微碱；使醋酸菌菌落周围出现透明圈，根据透明圈来筛选优良菌株；碳源（4）实验步骤：将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小。预期结果：若菌落继续生长，且透明圈增大，则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落。解析：本题考查发酵工程的相关知识。（1）萃取前将原料干燥的目的是降低含水量，粉碎的目的是使原料与萃取剂充分接触，提高溶解度，萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷分解。纤维素酶和果胶酶会催化纤维素和果胶水解，破坏细胞壁，有利于提高花色苷的提取率。（2）平板上菌落数平均为（78+91+95）/3=88，每克皮渣中微生物数量为88/0.1×104=8.8×106。（3）醋酸菌属于细菌，故制备醋酸菌初筛平板时，需将培养基的pH调至中性或微碱性。碳酸钙能够与醋酸反应，使醋酸菌菌落周围出现透明圈，在平板上可根据碳酸钙透明圈来筛选优良菌株，碳酸钙透明圈越大，说明菌株产生醋酸的能力越强。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中，乙醇可作为碳源。（4）乳酸菌属于兼性厌氧型，醋酸菌属于需氧型，故可将平板置于无氧环境中继续培养，观察平板上形成的菌落。考点03发酵工程的应用17．答案：D解析：发酵工程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