5年（2020-2024）高考1年模擬生物真題分類匯編（北京專用） 專題16 發(fā)酵工程（解析版）

2020-2024年五年高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題16發(fā)酵工程五年考情考情分析發(fā)酵工程2024年北京卷第17題2023年北京卷第16題2021年北京卷第12題北京卷對于科技文閱讀部分的考查主要集中在20題，考查的難度最低，得分率較高，綜合性較高。近幾年的高考題和模擬題中，對于這部分的考查比較頻繁，考生在本專題的普遍得分率較高，大家在復習的時候需要多做典型題目，進行綜合訓練1、（2024·北京·高考真題）啤酒經酵母菌發(fā)酵釀制而成。生產中，需從密閉的發(fā)酵罐中采集酵母菌用于再發(fā)酵，而直接開罐采集的傳統(tǒng)方式會損失一些占比很低的獨特菌種。研究者探究了不同氧氣含量下酵母菌的生長繁殖及相關調控，以優(yōu)化采集條件。（1）酵母菌是兼性厭氧微生物，在密閉發(fā)酵罐中會產生___________和CO2。有氧培養(yǎng)時，酵母菌增殖速度明顯快于無氧培養(yǎng)，原因是酵母菌進行有氧呼吸，產生大量___________。（2）本實驗中，采集是指取樣并培養(yǎng)4天。在不同的氣體條件下從發(fā)酵罐中采集酵母菌，統(tǒng)計菌落數（圖甲）。由結果可知，有利于保留占比很低菌種的采集條件是______。（3）根據上述實驗結果可知，采集酵母菌時O2濃度的陡然變化會導致部分菌體死亡。研究者推測，酵母菌接觸O2的最初階段，細胞產生的過氧化氫（H2O2）濃度會持續(xù)上升，使酵母菌受損。已知H2O2能擴散進出細胞。研究者在無氧條件下從發(fā)酵罐中取出酵母菌，分別接種至含不同濃度H2O2的培養(yǎng)基上，無氧培養(yǎng)后得到如圖乙所示結果。請判斷該實驗能否完全證實上述推測，并說明理由_____。（4）上述推測經證實后，研究者在有氧條件下從發(fā)酵罐中取樣并分為兩組，A組菌液直接滴加到H2O2溶液中，無氣泡產生；B組菌液有氧培養(yǎng)4天后，取與A組活菌數相同的菌液，滴加到H2O2溶液中，出現明顯氣泡。結果說明，酵母菌可通過產生__________以抵抗H2O2的傷害?！敬鸢浮浚?）①.酒精##C2H5OH②.能量（2）無氧/無氧（3）不能，該實驗只能證明隨著H2O2

濃度的持續(xù)上升，酵母菌存活率下降(酵母菌受損程度加深)，但不能證明酵母菌接觸O2的最初階段，細胞產生的H2O2

濃度會持續(xù)上升；該實驗在無氧條件下從發(fā)酵罐中取出酵母菌，接種到培養(yǎng)基上無氧培養(yǎng)，并沒有創(chuàng)造O2濃度陡然變化的條件（4）過氧化氫酶##H2O2

酶【解析】〖祥解〗（1）在有氧條件下，酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖；（2）在無氧條件下，酵母菌進行無氧呼吸產生酒精和二氧化碳?！拘?詳析】酵母菌在密閉發(fā)酵罐中進行無氧呼吸，會產生酒精（C2H5OH）和CO2。有氧培養(yǎng)時，酵母菌進行有氧呼吸，有機物被徹底氧化分解，產生大量能量，而無氧呼吸中有機物不能徹底分解，只產生少量能量，故有氧培養(yǎng)時酵母菌增殖速度明顯快于無氧培養(yǎng)。【小問2詳析】由圖甲結果可知，無氧/無氧條件下，菌落數最多，因此有利于保留占比很低菌種的采集條件是無氧/無氧?！拘?詳析】依據圖乙結果可知，隨著H2O2濃度的持續(xù)上升，酵母菌存活率下降（酵母菌受損程度加深），但不能證明酵母菌接觸O2的最初階段，細胞產生的H2O2濃度會持續(xù)上升；由題意可知，該實驗在無氧條件下從發(fā)酵罐中取出酵母菌，接種到含不同濃度H2O2的培養(yǎng)基上進行無氧培養(yǎng)，并沒有創(chuàng)造O2濃度陡然變化的條件，所以不能完全證實上述推測。【小問4詳析】過氧化氫酶能催化H2O2分解出現明顯氣泡，因此實驗結果說明，酵母菌可通過產生過氧化氫酶以抵抗H2O2的傷害。2、（2023·北京·高考真題）自然界中不同微生物之間存在著復雜的相互作用。有些細菌具有溶菌特性，能夠破壞其他細菌的結構使細胞內容物釋出?？茖W家試圖從某湖泊水樣中分離出有溶菌特性的細菌。(1)用于分離細菌的固體培養(yǎng)基包含水、葡萄糖、蛋白胨和瓊脂等成分，其中蛋白胨主要為細菌提供和維生素等。(2)A菌通常被用做溶菌對象。研究者將含有一定濃度A菌的少量培養(yǎng)基傾倒在固體培養(yǎng)平板上，凝固形成薄層。培養(yǎng)一段時間后，薄層變渾濁（如圖），表明。(3)為分離出具有溶菌作用的細菌，需要合適的菌落密度，因此應將含菌量較高的湖泊水樣后，依次分別涂布于不同的渾濁薄層上。培養(yǎng)一段時間后，能溶解A菌的菌落周圍會出現。采用這種方法，研究者分離、培養(yǎng)并鑒定出P菌。(4)為探究P菌溶解破壞A菌的方式，請?zhí)岢鲆粋€假設，該假設能用以下材料和設備加以驗證（主要實驗材料和設備：P菌、A菌、培養(yǎng)基、圓形濾紙小片、離心機和細菌培養(yǎng)箱）?！敬鸢浮?1)氮源、碳源(2)A菌能在培養(yǎng)平板中生長繁殖(3)稀釋溶菌圈(4)假設P菌通過分泌某種化學物質使A菌溶解破裂〖祥解〗微生物的營養(yǎng)成分主要有碳源、氮源、水和無機鹽等。微生物的培養(yǎng)基按其特殊用途可分為選擇性培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基，培養(yǎng)基按其物理狀態(tài)可分為固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基和半固體培養(yǎng)基三類?！驹斘觥浚?）蛋白胨主要為細菌提供氮源、碳源和維生素等。（2）將含有一定濃度A菌的少量培養(yǎng)基傾倒在固體培養(yǎng)平板上，凝固形成薄層。培養(yǎng)一段時間后，薄層變渾濁，表明A菌能在培養(yǎng)平板中生長繁殖。（3）將含菌量較高的湖泊水樣稀釋后，依次分別涂布于不同的渾濁薄層上。培養(yǎng)一段時間后，能溶解A菌的菌落周圍會出現溶菌圈。（4）根據實驗實驗材料和設備，圓形濾紙小片可用于吸收某種物質，離心機可用于分離菌體和細菌分泌物，為探究P菌溶解破壞A菌的方式，可假設P菌通過分泌某種化學物質使A菌溶解破裂。3、（2021·北京·高考真題）人體皮膚表面存在著多種微生物，某同學擬從中分離出葡萄球菌。下述操作不正確的是（）A．對配制的培養(yǎng)基進行高壓蒸汽滅菌B．使用無菌棉拭子從皮膚表面取樣C．用取樣后的棉拭子在固體培養(yǎng)基上涂布D．觀察菌落的形態(tài)和顏色等進行初步判斷【答案】C〖祥解〗實驗室常用的消毒和滅菌方法的比較：1、消毒：煮沸消毒法（一般物品）、巴氏消毒法（一些不耐高溫的液體，如牛奶）、化學藥劑消毒法（如用酒精擦拭雙手，用氯氣消毒水源等）、紫外線消毒法（接種室、操作臺）；2、滅菌：灼燒滅菌（接種工具）、干熱滅菌（玻璃器皿、金屬用具）、高壓蒸汽滅菌（培養(yǎng)基及容器）?！驹斘觥緼、為避免雜菌污染干擾，需對配制的培養(yǎng)基進行高壓蒸汽滅菌，A正確；B、葡萄球菌需從人體皮膚的微生物中分離，為避免雜菌污染，故需要使用無菌棉拭子從皮膚表面取樣，B正確；C、用取樣后的棉拭子浸出液在固體培養(yǎng)基上涂布，C錯誤；D、根據微生物在固體平板培養(yǎng)基表面形成的菌落的形狀、大小、隆起程度和顏色等特征進行鑒別，D正確。故選C。一、單選題1．（2024·北京海淀·二模）細菌素是某些細菌產生的具有抑菌活性的多肽類物質，可代替食品防腐劑使用。研究人員將乳酸菌在液體培養(yǎng)基中發(fā)酵，取發(fā)酵液上清滴加到長有金黃色葡萄球菌的固體培養(yǎng)基的孔洞中，測定所形成的抑菌圈直徑，結果如下圖。下列敘述不正確的是（）

A．固體培養(yǎng)基孔洞中滴加的上清液體積需保持一致B．培養(yǎng)約8h收獲細菌素相對節(jié)約成本C．整個培養(yǎng)過程中上清液的抑菌活性與乳酸菌密度呈正相關D．細菌素進入人體腸道可以被消化酶分解，安全性較高【答案】C〖祥解〗本實驗的自變量為液體培養(yǎng)基培養(yǎng)時間，因變量為乳酸菌密度和抑菌圈直徑?！驹斘觥緼、為了遵循單一變量原則，固體培養(yǎng)基孔洞中滴加的上清液體積需保持一致，A正確；B、培養(yǎng)約8h抑菌圈直徑相對較大并且對應的乳酸菌密度也較大，此時收獲細菌素相對節(jié)約成本，B正確；C、當液體培養(yǎng)基培養(yǎng)時間大于24h時，乳酸菌密度基本不變而抑菌活性會減少，C錯誤；D、細菌素是某些細菌產生的具有抑菌活性的多肽類物質，進入人體腸道可以被消化酶分解，安全性較高，D正確。故選C。2．（2024·北京海淀·二模）乙醇梭菌可利用氧化H2釋放的能量，以CO和氨水等為主要原料合成乙醇、蛋白質等有機物。我國科學家利用乙醇梭菌發(fā)酵，收集發(fā)酵產物和菌體，作為燃料和飼料。以下有關敘述不正確的是（）A．乙醇梭菌屬于生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的生產者B．利用乙醇梭菌生產燃料和飼料體現了生物多樣性的間接價值C．以乙醇梭菌菌體蛋白作為飼料有助于提高能量利用率D．使用乙醇梭菌發(fā)酵產物作為燃料有助于減少化石燃料導致的污染【答案】B〖祥解〗生物多樣性通常有三個主要的內涵，即生物種類的多樣性、基因（遺傳）的多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。其價值主要體現在三個方面：直接價值：指對人類的社會生活有直接影響和作用的價值，如：藥用價值、觀賞價值、食用價值和生產使用價值（野外收獲進入貿易市場）等。間接價值：一般表現為涵養(yǎng)水源、凈化水質、鞏固堤岸、防止土壤侵蝕、降低洪峰、改善地方氣候、吸收污染物，調節(jié)碳氧平衡，在調節(jié)全球氣候變化的作用，主要指維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡的作用等等。潛在價值：今天還未被利用的哪些物種在將來會有利用的價值，栽培植物的野生親緣種究竟能提供多少對農林業(yè)發(fā)展有用的遺傳材料，是不可估量的。【詳析】A、乙醇梭菌能以無機物為原料，合成有機物，屬于生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的生產者，A正確；B、利用乙醇梭菌生產燃料和飼料體現了生物多樣性的直接價值，B錯誤；C、乙醇梭菌可利用氧化H2釋放的能量，利用乙醇梭菌發(fā)酵，收集發(fā)酵產物和菌體，作為燃料和飼料，有助于提高能量利用率，C正確；D、化石燃料燃燒會形成污染，乙醇梭菌可利用氧化H2釋放的能量，以CO和氨水等為主要原料合成乙醇、蛋白質等有機物，使用乙醇梭菌發(fā)酵產物作為燃料有助于減少化石燃料導致的污染，D正確。故選B。3．（2024·北京朝陽·二模）糖化酶可將淀粉、麥芽糖等水解為葡萄糖，常用于淀粉加工產業(yè)。研究者使用好氧真菌黑曲霉以麥芽糖為碳源生產糖化酶，不同發(fā)酵階段菌體細胞干重、麥芽糖濃度及糖化酶活性如下圖所示。注：20h后根據發(fā)酵狀態(tài)進行陸續(xù)補料以下敘述錯誤的是（

）A．前20h消耗的麥芽糖主要用于菌體的生長、繁殖B．僅需在發(fā)酵前期檢測罐內溶氧量以保證菌體生長C．20~70h糖化酶活性快速增加與菌數增加、補料有關D．可進一步調控補料方式以期實現糖化酶產量的提高【答案】B〖祥解〗發(fā)酵工程是指采用現代工程技術手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產有用的產品，或直接把微生物應用于工業(yè)生產過程的一種技術。發(fā)酵工程生產的產品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身?！驹斘觥緼、由圖可知，前20h麥芽糖的濃度在下降，細胞干重快速增加，推斷消耗的麥芽糖主要用于菌體的生長、繁殖，A正確；B、由題干信息可知，研究者使用好氧真菌黑曲霉以麥芽糖為碳源生產糖化酶，所以在發(fā)酵的不同時期都要檢測罐內溶氧量，B錯誤；C、好氧真菌黑曲霉可以以麥芽糖為碳源生產糖化酶，所以在20~70h糖化酶活性快速增加與菌數增加、補料有關，C正確；D、由圖中信息可知，20h后根據發(fā)酵狀態(tài)進行陸續(xù)補料，得到上述曲線圖，所以可進一步調控補料方式以期實現糖化酶產量的提高，D正確。故選B。4．（2024·北京順義·一模）下述實驗操作需在無菌環(huán)境條件下進行的是（）A．將外植體接種到培養(yǎng)基上B．從新鮮洋蔥中粗提取DNAC．對平板中分解尿素細菌計數D．用PCR儀對DNA片段進行擴增【答案】A〖祥解〗植物組織培養(yǎng)要求非常嚴格的無菌環(huán)境，如果滅菌不徹底，培養(yǎng)過程中存在污染，會造成培養(yǎng)的幼苗生長緩慢甚至培育失敗?！驹斘觥緼、將外植體接種到培養(yǎng)基上時必須在酒精燈火焰旁進，以避免雜菌污染，A正確；B、從新鮮洋蔥中粗提取DNA不需要在無菌條件下進行，B錯誤；C、對平板中分解尿素細菌計數，統(tǒng)計的是已經形成的菌落，不需要在無菌環(huán)境條件下進行，C錯誤；D、用PCR儀對DNA片段進行擴增不需在無菌環(huán)境條件下進行，D錯誤。故選A。5．（2024·北京通州·模擬預測）為探究校內植物園土壤中的細菌種類，某興趣小組采集園內土壤樣本并開展相關實驗。下列敘述錯誤的是（

）A．土壤溶液稀釋倍數越低，越容易得到單菌落B．培養(yǎng)細菌時，可以選用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基C．采集土壤樣本時，應隨機采集植物園中多個不同地點的土壤D．鑒定細菌種類時，除形態(tài)學鑒定外，還可借助生物化學的方法【答案】A〖祥解〗1、培養(yǎng)基的營養(yǎng)構成：各種培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源、無機鹽，此外還要滿足微生物生長對pH、特殊營養(yǎng)物質以及氧氣的要求。2、統(tǒng)計菌落數目的方法：（1）稀釋涂布平板法（間接）：①當樣品的稀釋庋足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌；②通過統(tǒng)計平板上的菌落數來推測樣品中大約含有的活菌數。（2）利用顯微鏡直接計數?！驹斘觥緼、土壤溶液稀釋倍數足夠高時，才能將聚集的細菌分散開，有助于在培養(yǎng)基表面形成單菌落，A錯誤；B、牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基中含有細菌生長所需的碳源、氮源、水、無機鹽等，可用于細菌的培養(yǎng)，B正確；C、采集植物園中土壤樣本的原則之一是要隨機采樣，C正確；D、不同種類細菌的理化特性一般不同，鑒定細菌種類時，除根據菌落特征進行形態(tài)學鑒定外，還可以借助生物化學的方法進行鑒定，D正確。故選A。6．（2024·北京豐臺·二模）原漿蘋果醋的簡要工藝流程為：蘋果采摘→挑選清洗→破碎榨汁→酵母發(fā)酵→醋酸發(fā)酵→陳釀2年左右。下列有關敘述正確的是（）A．酵母發(fā)酵結束后，改變通氣條件和升高溫度有利于醋酸發(fā)酵B．工藝流程中的“酵母發(fā)酵”發(fā)生在蘋果細胞的細胞質基質中C．釀醋過程中發(fā)酵液的pH逐漸降低，與釀酒制作過程中相反D．醋酸發(fā)酵階段中釋放的CO2是由醋酸菌的線粒體基質釋放的【答案】A〖祥解〗1、果酒的制作離不開酵母菌，酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧條件下，酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖，把糖分解成二氧化碳和水；在無氧條件下，酵母菌能進行酒精發(fā)酵。故果酒的制作原理是酵母菌無氧呼吸產生酒精，酵母菌最適宜生長繁殖的溫度范圍是18～30℃；生產中是否有酒精的產生，可用酸性重鉻酸鉀來檢驗，該物質與酒精反應呈現灰綠色。2、果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌，醋酸菌是一種好氧細菌，只有當氧氣充足時，才能進行旺盛的生理活動，其代謝類型屬于異養(yǎng)需氧型。當氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解為醋酸；當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿帷４姿峋淖钸m生長溫度為30～35℃。【詳析】A、醋酸發(fā)酵需要通入氧氣，且溫度比果酒發(fā)酵溫度高，所以酵母發(fā)酵結束后，改變通氣條件和升高溫度有利于醋酸發(fā)酵，A正確；B、果酒的制作原理是酵母菌無氧呼吸產生酒精，其場所是細胞質基質，因此工藝流程中的“酵母發(fā)酵”發(fā)生在酵母菌的細胞質基質中，B錯誤；C、果醋制作過程中發(fā)酵液pH逐漸降低，果酒制作過程中產生二氧化碳，發(fā)酵液pH也逐漸降低，C錯誤；D、醋酸菌屬于原核細胞，只有核糖體一種細胞器，沒有線粒體，D錯誤。故選A。7．（2024·北京房山·一模）《中國居民膳食指南》強調均衡飲食的重要性，提倡科學飲食。下列說法不正確的是（

）A．隔夜飯菜易產生有害物質，應少食用B．保持清淡飲食習慣，少吃高鹽和油炸食品C．與長期喝飲料相比，飲用白開水更利于保持水平衡D．熏制品和腌制品口味更佳，營養(yǎng)更豐富【答案】D〖祥解〗科學飲食的核心在于合理搭配各類食物，確保營養(yǎng)均衡，同時注意飲食習慣和方式?！驹斘觥緼、隔夜飯菜的營養(yǎng)流失，可能含有致癌物，A正確；B、高鹽和油炸食品不利于身體健康，B正確；C、飲料含大量糖分、熱量、二氧化碳、香精、防腐劑等成分，可能對身體造成不良影響，C正確；D、熏制和腌漬食品雖具有獨特的風味，吃起來味道好，含有一定的亞硝酸鹽成分，長期使用危害身體健康，D錯誤。故選D。8．（2024·北京房山·一模）透明質酸（HA）是關節(jié)滑液的主要成分，若HA長鏈遭受攻擊會被分解為短鏈，則關節(jié)軟骨容易磨損而患上骨關節(jié)炎?？蒲腥藛T通過改造谷氨酸棒桿菌獲得幾種工程菌生產HA，幾種工程菌所產生的HA產量和分子量如下圖，相關說法不正確的是（

）A．應選擇工程菌株3進行擴大培養(yǎng)B．工程菌接種前需要擴大培養(yǎng)C．接種工程菌前培養(yǎng)基需要滅菌D．發(fā)酵過程需要及時檢測溫度和pH【答案】A〖祥解〗由題意可知，HA長鏈遭受攻擊會被分解為短鏈，則關節(jié)軟骨容易磨損而患上骨關節(jié)炎，所以應選擇產生HA分子量較大，且產量較高的工程菌?！驹斘觥緼、由題意可知，應選擇產生HA分子量較大，且產量較高的工程菌，所以應選擇工程菌株2進行擴大培養(yǎng)，A錯誤；B、為了獲得更多的菌種，接種前需要，將菌種多次擴大培養(yǎng)，B正確；C、為了避免污染，接種工程菌前培養(yǎng)基需要滅菌，C正確；D、菌株的生長需要特定的溫度和pH，所以發(fā)酵過程需要及時檢測溫度和pH，D正確。故選A。9．（2024·北京海淀·一模）橄欖油的主要成分是甘油三酯。研究者利用“橄欖油平板透明圈法”篩選獲得兩株產脂肪酶的菌株X和Y，檢測結果如表。下列相關敘述不正確的是（

）酶活性（U?mL-1）透明圈空白-菌株X6.9菌株Y7.7A．可將樣液梯度稀釋后涂布于平板進行篩選B．培養(yǎng)基中的橄欖油提供微生物生長的碳源C．圖中透明圈大小僅與酶活性的大小成正比D．以上兩株菌株均可將脂肪酶分泌至細胞外【答案】C〖祥解〗選擇培養(yǎng)原理：人為提供有利于目的菌株生長的條件(包括營養(yǎng)、溫度、pH等)，同時抑制或阻止其他微生物生長?！驹斘觥緼、可利用稀釋涂布平板法將樣液梯度稀釋后涂布于平板進行篩選，A正確；B、橄欖油的主要成分是甘油三酯，要篩選產脂肪酶的菌株X和Y，則培養(yǎng)基中的橄欖油提供微生物生長的碳源，B正確；C、圖中透明圈大小不僅與酶活性的大小成正比，也和產酶量相關，C錯誤；D、兩株菌株均可將脂肪酶分泌至細胞外，對培養(yǎng)基中的橄欖油進行分解，D正確。故選C。10．（2024·北京朝陽·一模）酵母菌作為模式生物被廣泛地用于科學研究。下列中學生物學實驗中，酵母菌作為實驗材料使用正確的是（）A．利用酵母菌進行無氧發(fā)酵制作酸奶或泡菜B．固體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌研究種群數量變化C．利用酵母菌探究細胞呼吸是否都需要氧氣D．觀察酵母菌細胞內葉綠體和細胞質的流動【答案】C〖祥解〗酵母菌是兼性厭氧型真菌，有氧條件下進行有氧呼吸，大量繁殖；無氧條件下，進行無氧呼吸，產生酒精?！驹斘觥緼、制作酸奶和泡菜用的菌種是乳酸菌，A錯誤；B、常用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌研究種群數量變化，B錯誤；C、酵母菌是兼性厭氧型真菌，可利用酵母菌探究細胞呼吸是否都需要氧氣，C正確；D、酵母菌無葉綠體，D錯誤。故選C。11．（2024·北京朝陽·一模）研究者從土壤中分離得到多株細菌，篩選出對草莓灰霉病病原體（G菌）有顯著抑制作用的菌株Z，Z菌株的發(fā)酵液對G菌的抑制效果如下。下列相關說法錯誤的是（）A．從土壤中分離獲得Z菌單菌落時可使用平板劃線法B．使用平板培養(yǎng)Z菌株后提取該菌株的發(fā)酵液C．對照組應加入等量培養(yǎng)Z菌株的無菌培養(yǎng)基D．實驗組、對照組G菌接觸發(fā)酵液前菌落直徑應相同【答案】B〖祥解〗微生物分離和純化的方法：平板劃線法和稀釋涂布平板法。【詳析】A、分離菌落時既可以選用平板劃線法，也可以使用稀釋涂布平板法，A正確；B、使用平板培養(yǎng)Z菌株后應挑取菌落，而不是提取該菌株的發(fā)酵液，B錯誤；C、為排除培養(yǎng)基成分對實驗的影響，對照組應加入等量培養(yǎng)Z菌株的無菌培養(yǎng)基，C正確；D、實驗組、對照組G菌接觸發(fā)酵液前菌落直徑應相同，以排除菌落直徑不同帶來的影響，D正確。故選B。12．（2024·北京西城·一模）科研人員分離并篩選發(fā)酵能力強的釀酒酵母，以提高葡萄酒產量及品質。以下說法錯誤的是（

）A．可從新鮮葡萄表面獲得天然酵母 B．可通過稀釋涂布平板法純化菌株C．根據菌落的形態(tài)等特征初步篩選酵母 D．有氧條件下檢測菌株產氣速率鑒定其發(fā)酵能力【答案】D〖祥解〗1、參與果酒制作的微生物是酵母菌，其新陳代謝類型為異養(yǎng)兼性厭氧型。果酒制作的原理：（1）在有氧條件下，酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖；（2）在無氧條件下，酵母菌進行無氧呼吸產生酒精和二氧化碳；2、稀釋涂布平板法是將菌液進行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基表面，進行培養(yǎng)；在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物將被分散成單個細胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個菌落?！驹斘觥緼、新鮮葡萄表面會有酵母菌附著，因此可從新鮮葡萄表面獲得天然酵母，A正確；B、稀釋涂布平板法是將菌液進行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基表面，進行培養(yǎng)，可以得到純化菌株，B正確；C、觀察并記錄菌落顏色與形態(tài)，然后在顯微觀察記錄細胞大小、形態(tài)，根據菌落的形態(tài)等特征初步篩選酵母，C正確。D、酵母菌在有氧和無氧條件都能產生CO2，因此不能根據菌株產氣速率鑒定其發(fā)酵能力，D錯誤。故選D。13．（2024·北京石景山·一模）曲酸（KA）對沙門氏菌具有抑制作用。為研究荷葉提取物（LLE，用乙醇作提取液）對沙門氏菌的抑菌效果，開展抑菌實驗，結果如圖。下列敘述不正確的是（）A．培養(yǎng)皿和培養(yǎng)基都要經過滅菌處理B．倒平板操作應在酒精燈火焰旁進行C．對照組的濾紙片上滴加的是無菌水D．LLE抑制沙門氏菌的效果比KA好【答案】C〖祥解〗倒平板操作的步驟：將滅過菌的培養(yǎng)皿放在火焰旁的桌面上，右手拿裝有培養(yǎng)基的錐形瓶，左手拔出棉塞；右手拿錐形瓶，將瓶口迅速通過火焰；用左手的拇指和食指將培養(yǎng)皿打開一條稍大于瓶口的縫隙，右手將錐形瓶中的培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿，左手立即蓋上培養(yǎng)皿的皿蓋；等待平板冷卻凝固后，將平板倒過來放置，使皿蓋在下、皿底在上，這樣可以防止皿蓋上的水分滴到培養(yǎng)基上造成培養(yǎng)基的污染?！驹斘觥緼、為防止雜菌污染，培養(yǎng)皿和培養(yǎng)基都要經過滅菌處理才能使用，A正確；B、倒平板時為了避免雜菌污染，故應在酒精燈火焰旁進行，B正確；C、分析題圖可知本實驗LLE，用乙醇作提取液，因此對照組的濾紙片上滴加的是乙醇，C錯誤；D、從圖中可以看出，LLE的抑菌圈更大，說明對沙門氏菌的抑菌效果更好，D正確。故選C。14．（23-24高三上·北京昌平·期末）研究者用酸筍開發(fā)具有降低膽固醇功能的益生菌。先將酸筍發(fā)酵液接種到含有CaCO3的固體培養(yǎng)基上，篩選出乳酸菌。然后將乳酸菌接種到含有膽固醇的培養(yǎng)液中，篩選出能夠降解膽固醇的乳酸菌。相關敘述不正確的是（）A．腌制酸筍需要水封，為乳酸菌發(fā)酵提供無氧環(huán)境B．將酸筍發(fā)酵液用稀釋涂布法接種到固體培養(yǎng)基中C．溶鈣圈直徑與菌落直徑比值大的菌落為目標菌落D．膽固醇屬于脂質，主要為微生物的生長提供氮源【答案】D〖祥解〗1、篩選與分離微生物常用的接種方法主要有稀釋涂布平板法和平板劃線法。2、微生物常見的接種方法①平板劃線法：將已經熔化的培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿制成平板、接種、劃線，在恒溫箱里培養(yǎng)。在線的開始部分，微生物往往連在一起生長，隨著線的延伸，菌數逐漸減少，最后可能形成單個菌落。②稀釋涂布平板法：將待分離的菌液經過梯度稀釋后，均勻涂布在培養(yǎng)皿表面，經培養(yǎng)后可形成單個菌落?！驹斘觥緼、乳酸菌是厭氧菌，腌制酸筍需要水封，為乳酸菌發(fā)酵提供無氧環(huán)境，A正確；B、可用稀釋涂布法將酸筍發(fā)酵液接種到固體培養(yǎng)基中，B正確；C、乳酸菌發(fā)酵產生的乳酸能與CaCO3發(fā)生反應，使CaCO3分解成可溶性物質乳酸鈣和氣體二氧化碳，導致菌落周圍出現透明圈，故溶鈣圈直徑與菌落直徑的比值可代表微生物溶解CaCO3的能力大小，比值越大微生物溶解CaCO3的能力越大，所以溶鈣圈直徑與菌落直徑比值大的菌落為目標菌落，C正確；D、膽固醇屬于脂質，含有C、H、O元素，主要為微生物的生長提供碳源，不能為微生物的生長提供氮源，D錯誤。故選D。15．（2024·北京密云·模擬預測）下列發(fā)酵食品與發(fā)揮作用的微生物之間的對應關系不匹配的是（）A．面包和饅頭：酵母菌 B．酸奶和泡菜：乳酸菌C．腐乳和醬油：青霉 D．米醋和果醋：醋酸菌【答案】C〖祥解〗微生物的發(fā)酵在食品、藥品等的制作和生產中具有重要的作用，如制饅頭、做面包、釀酒等要用到酵母菌；制酸奶和泡菜要用到乳酸菌；制腐乳、醬油要用到曲霉菌；制醋要用到醋酸桿菌?！驹斘觥緼、制作面包和饅頭要利用酵母菌通過細胞呼吸產生CO2，A不符合題意；B、制酸奶和泡菜要用到乳酸菌，乳酸菌通過無氧呼吸產生乳酸，B不符合題意；C、制腐乳、醬油要用到曲霉菌，C符合題意；D、制作米醋和果醋需要利用醋酸菌產生醋酸，D不符合題意。故選C。16．（23-24高三下·北京延慶·階段練習）下表是某公司研發(fā)的一種培養(yǎng)大腸桿菌菌群的培養(yǎng)基配方，下列相關敘述正確的是（

）成分蛋白胨乳糖蔗糖K2HPO4指示劑瓊脂含量（g）10．05．05．02．00．212．0將上述物質溶解后，用蒸餾水定容到1000mLA．蛋白胨可為目標微生物提供氮源B．根據用途劃分，該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基C．該培養(yǎng)基也可用來篩選土壤中的尿素分解菌D．該培養(yǎng)基的制備流程為滅菌→加入瓊脂→倒平板【答案】A〖祥解〗選擇培養(yǎng)基是將允許特定種類的微生物生長、同時抑制或阻止其他微生物生長的培養(yǎng)基;鑒別培養(yǎng)基是在培養(yǎng)基中加入某種試劑或化學藥品，使培養(yǎng)后會發(fā)生某種變化，從而區(qū)別不同類型的微生物的培養(yǎng)基?！驹斘觥緼、蛋白胨（含有蛋白質成分等）可為目標微生物主要提供氮源，A正確；B、從配方表中可看出，該培養(yǎng)基中含有指示劑，可以用來鑒別微生物，故該培養(yǎng)基屬于鑒別培養(yǎng)基，B錯誤；C、若要篩選出土壤中的尿素分解菌，需要以尿素作為唯一氮源，需要將蛋白胨改為尿素才能用來篩選土壤中的尿素分解菌，C錯誤；D、該培養(yǎng)基的制備流程為加入瓊脂→滅菌→倒平板，D錯誤。故選A。17．（23-24高三下·北京延慶·階段練習）安徽名菜“臭鱖魚”是以新鮮鱖魚為原料，配以食鹽、花椒等輔料，由乳酸菌等多種微生物共同發(fā)酵制成。下列相關敘述錯誤的是（

）A．在制作過程中加入花椒、食鹽是為了滅菌和提鮮B．經過發(fā)酵，鱖魚的蛋白質被分解為肽和氨基酸，肉質變得更加鮮嫩C．乳酸菌是厭氧微生物，家庭制作臭鱖魚需要用保鮮膜將魚裹好、用重物壓實D．利用從自然發(fā)酵的臭鱖魚中分離的乳酸菌可以制作果酒、果醋等其它發(fā)酵產品【答案】D〖祥解〗1、發(fā)酵工程是指利用微生物的特定功能，通過現代工程技術，規(guī)模化生產對人類有用的產品。它涉及菌種的選育和培養(yǎng)、產物的分離和提純等方面。2、直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保存下來的面團、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進行發(fā)酵、制作食品的技術一般稱為傳統(tǒng)發(fā)酵技術?！驹斘觥緼、花椒是香辛料，香辛料和食鹽都有調節(jié)風味、提鮮和滅菌的作用，A正確；B、發(fā)酵是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程。鱖魚發(fā)酵過程中，乳酸菌等多種微生物分泌蛋白酶把鱖魚的蛋白質被分解為肽和氨基酸，使鱖魚肉質變得更加鮮嫩，B正確；C、乳酸桿菌是厭氧型微生物，腌制時，用保鮮膜將魚裹好、并用重物進行壓實處理，營造無氧環(huán)境，有利于乳酸桿菌發(fā)酵，C正確；D、制作果酒利用的微生物是酵母菌，制作果醋利用的微生物是醋酸菌，D錯誤。故選D。二、非選擇題18．（2024·北京門頭溝·一模）為探究蘋果中基因M在蘋果響應蘋果褐斑病病原菌（A菌）侵染過程中的功能，科研人員開展了相關實驗。(1)獲取A菌：①從田間收集的蘋果褐斑病病葉取樣，用無菌水配制成懸浮液。②純化：用法將懸浮液接種于培養(yǎng)基上，一段時間后，選擇挑取邊緣少量菌絲于新的培養(yǎng)基上培養(yǎng)。如此經過3~4次，可使菌種得到純化。③鑒定：將分離純化得到的菌種接種于田間采集的健康蘋果葉片，待接種點出現病斑，與田間的相比并進行形態(tài)學觀察，以確認分離純化的菌株就是A菌。(2)研究者利用分離純化的A菌進行下列實驗。①將A菌接種于健康蘋果葉片，測定不同處理時間葉片中M基因的相對表達量，結果如圖1．對照組用處理。圖1顯示，表明A菌能促進M基因的表達。

②研究者進一步利用野生型和M基因過表達株系葉片進行實驗，處理后觀察葉片發(fā)病情況，結果如圖2實驗結果表明。(3)為探究M基因發(fā)揮作用的方式，請?zhí)岢鲆粋€假設，該假設能用以下材料和設備加以驗證。主要實驗材料和設備：A菌、純化的M蛋白、圓形濾紙小片和細菌培養(yǎng)箱?！敬鸢浮?1)平板劃線/稀釋涂布平板自然發(fā)病的葉片/蘋果褐斑病葉片(2)無菌水與對照組相比，接種A菌2~8天后，M基因的相對表達量更高M基因能提高蘋果葉片對A菌的抗性（M基因能抑制A菌對蘋果葉片的侵染）(3)M基因通過表達產生的M蛋白抑制A菌繁殖將該實驗分為兩組，甲組為用無菌水溶解純化的M蛋白，乙組為等量的無菌水，將圓形濾紙小片浸入其中，隨后將兩組圓形濾紙小片接種到含A菌的培養(yǎng)基上，置于細菌培養(yǎng)箱，一段時間后觀察兩組抑菌圈的大小，若甲組的抑菌圈大于乙組，則可說明假設成立?！枷榻狻綄ξ⑸镞M行分離、純化可用平板劃線法或稀釋涂布法：（1）平板劃線法：將已經熔化的培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿制成平板，接種，劃線，在恒溫箱里培養(yǎng)。在線的開始部分，微生物往往連在一起生長，隨著線的延伸，菌數逐漸減少，最后可能形成單個菌落。（2）稀釋涂布平板法：將待分離的菌液經過大量稀釋后，均勻涂布在培養(yǎng)皿表面，經培養(yǎng)后可形成單個菌落。【詳析】（1）對微生物進行分離、純化可用平板劃線法或稀釋涂布法。為確認分離純化的菌株就是A菌，可將分離純化得到的菌種接種于田間采集的健康蘋果葉片，待接種點出現病斑，與田間的蘋果褐斑病葉片相比并進行形態(tài)學觀察，如果二者的病斑相同，則可確定菌株就是A菌。（2）①將A菌接種于健康蘋果葉片為實驗組，對照組的處理為將無菌水接種于健康蘋果葉片，由圖1可知，與對照組相比，接種A菌2~8天后，實驗組M基因的相對表達量更高，由此說明A菌能促進M基因的表達。②由圖2可知，與野生型對比，M基因過表達株系葉片病斑情況較輕，說明M基因能提高蘋果葉片對A菌的抗性。（3）由（2）可知，M基因能提高蘋果葉片對A菌的抗性，為探究M基因發(fā)揮作用的方式，可提出M基因通過表達產生的M蛋白抑制A菌繁殖的假設。該實驗的自變量為有無M蛋白，因變量為圓形濾紙小片抑菌圈的大小，其他為無關變量，應保持相同且一致，故可設計實驗思路為：將該實驗分為兩組，甲組為用無菌水溶解純化的M蛋白，乙組為等量的無菌水，將圓形濾紙小片浸入其中，隨后將兩組圓形濾紙小片接種到含A菌的培養(yǎng)基上，置于細菌培養(yǎng)箱，一段時間后觀察兩組抑菌圈的大小，若甲組的抑菌圈大于乙組，則可說明假設成立。19．（2024·北京昌平·二模）古人為防止肉類腐爛變質，發(fā)明了臘肉這一保存方法，其中酵母菌在防腐和提升風味方面發(fā)揮重要作用。研究者從農家腌制的臘牛肉中獲取A酵母菌（來源于A地區(qū)臘牛肉）和B酵母菌（來源于B地區(qū)臘牛肉），進行系列實驗。(1)以下為獲取A、B酵母菌的實驗步驟：①配制選擇培養(yǎng)基，經處理殺死全部微生物；②將兩種臘牛肉塊分別浸泡在無菌水中，一段時間后，取等量浸泡液置于不同平板上，用無菌涂抹均勻；③將接種好的平板放置在恒溫培養(yǎng)箱中，一段時間后，挑取單菌落，以獲得目的酵母菌。(2)研究者用多種香辛料腌制牛肉，腌制過程中加入0.01%亞硝酸鈉防腐，再用上述兩種目的酵母菌分別發(fā)酵處理。檢測發(fā)酵牛肉的水分含量，結果如圖1所示，并測定其他理化指標，結果如下表所示。組別A酵母菌處理組B酵母菌處理組A地區(qū)臘牛肉B地區(qū)臘牛肉蛋白質含量（%）18.0922.1925.1129.89pH5.515.415.444.80亞硝酸鹽（mg/kg）25.2125.335.444.76N-二乙基亞硝胺NDEA（μg/kg）39.7040.6049.1565.55①據圖1可知，純化的酵母菌，可使臘肉擁有更長的保質期。②據表可知，農家臘牛肉中蛋白質含量相對較高，原因是在自然發(fā)酵時，酵母菌，合成并釋放蛋白酶少，產生的氨基酸量減少，影響風味。③兩種菌株產生的亞硝酸鹽還原酶，將亞硝酸鹽轉化為NO，NO與肉中的肌紅蛋白結合，最終使肉制品呈現鮮亮的紅色。NDEA是致癌物質之一，其主要形成途徑如圖2所示。兩種菌株發(fā)酵過程中NDEA形成最可能的是途徑。與A、B地區(qū)農家臘牛肉相比，純化菌株在發(fā)酵中通過提高產品的安全性?！敬鸢浮?1)濕熱滅菌（高壓蒸汽滅菌）涂布器(2)降低水分含量效果更好與雜菌競爭，數目較少A亞硝酸鹽還原酶促進亞硝酸鹽轉化為NO，減少NDEA的生成〖祥解〗1、分離、純化微生物的方法有稀釋涂布平板法和平板劃線法。2、消毒是指使用較為溫和的物理、化學或生物等方法殺死物體表面或內部一部分微生物。滅菌則是指使用強烈的理化方法殺死物體內外所有的微生物，包括芽孢和孢子。常用的消毒方法有煮沸消毒、巴氏消毒等；滅菌方法有濕熱滅菌、干熱滅菌和灼燒滅菌等。【詳析】（1）①滅菌則是指使用強烈的理化方法殺死物體內外所有的微生物，包括芽孢和孢子。培養(yǎng)基常用的滅菌方法是濕熱滅菌（高壓蒸汽滅菌）。②本次實驗目的是獲取A、B酵母菌單菌落，則要用稀釋涂布平板法接種，接種工具為涂布器。因此，要用無菌涂布器把浸泡液涂抹均勻。（2）①據圖1可知，經純化的A、B酵母菌處理后的牛肉，水分含量少，說明純化的酵母菌降低水分含量效果更好。②與用純化酵母菌處理相比，在自然發(fā)酵時，起作用的菌是混合菌，酵母菌與雜菌競爭，數目較少，合成并釋放蛋白酶少，產生的氨基酸量減少，影響風味。③據表中數據可知，A、B酵母菌處理組pH呈現酸性，因此兩種菌株發(fā)酵過程中NDEA形成最可能的是通過A途徑形成。依題意，兩種菌株產生的亞硝酸鹽還原酶，將亞硝酸鹽轉化為NO。結合圖2可知，與A、B地區(qū)農家臘牛肉相比，純化菌株在發(fā)酵中通過亞硝酸鹽還原酶促進亞硝酸鹽轉化為NO，減少通過圖2中A途徑生成NDEA，以提高產品的安全性。20．（2024·北京順義·一模）靈芝是一種真菌（見圖1），生長緩慢，其中的藥用成分靈芝酸（A）具有抗癌作用。為提高A的產量，科研人員進行了系列探索。(1)傳統(tǒng)獲得A的方式是從靈芝子實體和孢子中直接提取。近年來，利用菌絲體發(fā)酵生產A被廣泛應用，其優(yōu)勢包括___。A．縮短生產周期 B．提高A的產量 C．無需提純處理(2)科研人員改進了全程振蕩培養(yǎng)菌絲的方法，將錐形瓶中振蕩培養(yǎng)2天的培養(yǎng)液倒入培養(yǎng)皿中靜置培養(yǎng)14天，檢測發(fā)現靜置培養(yǎng)時A的含量顯著高于全程振蕩培養(yǎng)；進行顯微觀察，結果如圖2。①振蕩培養(yǎng)2天后，不在錐形瓶中繼續(xù)靜置培養(yǎng)，而是分裝到多個培養(yǎng)皿中靜置培養(yǎng)的原因是。②結合圖2結果推測，A的合成與細胞密切相關。(3)在靜置培養(yǎng)基中添加（Ca2+能進一步提高A產量，為驗證Ca2+通過C酶促進A的合成。請選擇以下材料設計實驗補充證據（預期結果用“+”的量代表“A”的量）。a.C酶

b.C酶抑制劑

c.CaCl2溶液

d.無菌水組別菌種實驗處理檢測指標預期結果1組野生型菌株①A含量②2組d++3組③④4組⑤⑥(4)經進一步研究，科研人員構建Ca2+促進A合成的機制，如圖3。Cr可入核與F、S、L酶基因的啟動子結合調控其表達，圖4顯示，在不同培養(yǎng)條件下，檢測A合成途徑中相關酶基因的表達。綜合以上研究，評價構建圖3中調控和代謝途徑的證據是否充分?！敬鸢浮?1)AB(2)增加培養(yǎng)液與空氣的接觸面積，增加培養(yǎng)液中的溶氧量分生孢子（無性生殖）(3)a+++c+++bc++(4)否〖祥解〗靈芝酸不是靈芝生長所必需的，一般在靈芝特定的部位中，并在一定的環(huán)境和時間條件下才進行合成，屬于次生代謝物，具有產量低，應用廣泛的特點。【詳析】（1）靈芝生長緩慢，且靈芝酸屬于次生代謝產物，具有產量低，作用廣的特點，采用菌絲體發(fā)酵產生靈芝酸的方法可以不用等待靈芝生長成熟，直接通過發(fā)酵工程體外培養(yǎng)菌絲體，采取適當的提取、分離和純化措施來獲得靈芝酸，能縮短生產周期，提高A的產量。AB正確，C錯誤。故選AB。（2）①靈芝是需氧型生物，振蕩培養(yǎng)能增加培養(yǎng)液中的溶氧量，靜置培養(yǎng)后，培養(yǎng)液與空氣的氣體交換速率下降，因此換做多個培養(yǎng)皿靜置培養(yǎng)，能增大培養(yǎng)液與空氣的接觸面積，增大培養(yǎng)液中的溶氧量。②相較于震蕩培養(yǎng)，靜置培養(yǎng)中菌絲數量較少，分生孢子數量較多，因此推測，A的合成與細胞中的分生孢子（無性生殖）密切相關。（3）本實驗自變量應為是否用鈣離子處理，以及用鈣離子處理后細胞中C酶是否能發(fā)揮作用，因變量為A的含量。表格中2組處理方式為無菌水，應為空白對照組，則1組用C酶處理，證明C酶增多是否可以促進A的合成，根據假說，預期結果A含量應高于2組；3組用CaCl2溶液處理，證明鈣離子處理是否可以提高A的含量，根據假說，3組用鈣離子處理后，能夠通過C酶促進了A的合成，產量也應高于2組；4組則在添加了鈣離子的基礎上，添加C酶抑制劑，證明鈣離子是否通過C酶促進A的合成，根據假說，C酶抑制劑抑了C酶的功能，鈣離子無法通過C酶促進A的合成，且4組結果應與2組相當（或略低于2組）。（4）圖4中自變量為是否添加C酶抑制劑和是否添加鈣離子，因變量分別檢測了F酶基因、S酶基因、L酶基因的相對表達量，由結果可知，添加C酶抑制劑，F酶基因、S酶基因、L酶基因的表達量均降低，說明C酶可促進上述三種酶基因的表達，添加鈣離子后，F酶基因、S酶基因、L酶基因的表達量均上升，說明鈣離子可促進上述三種酶基因的表達。通過題（3）可證明鈣離子是通過C酶促進A的合成，通過題圖（4）結果可證明酶C可促進F酶基因、S酶基因、L酶基因的表達，但綜合上述信息，無法證明C酶促進F酶基因、S酶基因、L酶基因的表達是否與Cr有關，也無法證明F酶基因、S酶基因、L酶基因的表達產物能促進乙酰輔酶A轉化為A。因此綜合以上研究，評價構建圖3中調控和代謝途徑的證據不充分。21．（2024·北京朝陽·一模）學習以下材料，回答（1）~（4）題。構建“動態(tài)調控”的工程酵母菌釀酒酵母作為極具潛力的細胞工廠，經遺傳改造后被廣泛的應用于生物燃料、化工產品、醫(yī)藥保健品等的合成，但代謝途徑改變常造成細胞生長受損即存在“生長”與“生產”之間的矛盾。為解決這一矛盾，我國研究者在釀酒酵母中構建了群體密度調控的蛋白降解系統(tǒng)。在釀酒酵母中表達擬南芥的細胞分裂素合成酶和細胞分裂素受體．并使細胞分裂素響應途徑與酵母菌內源的Ypd1-Skn7信號轉導途徑結合，構建出群體密度感應系統(tǒng)，如圖。當菌體密度增至足夠高時，擴散到胞外的細胞分裂素濃度達到一定閾值，會進入細胞與受體結合，引起Skn7與特定啟動子中一段重復序列（SD）結合，導致下游基因從低表達狀態(tài)顯著上調表達水平，通過選擇適當的下游基因，實現了細胞分裂素信號的正反饋激活。研究者利用綠色熒光蛋白基因（GFP）作為報告基因進行檢測，發(fā)現當酵母菌菌體數量達到一定值時，熒光強度開始隨菌體數量增加而顯著增強。生長素受體與生長素（IAA）結合后，可進一步結合特定蛋白并導致特定蛋白的降解。這些特定蛋白中共同的氨基酸序列稱為IAA蛋白降解決定子。研究者在酵母菌中表達生長素受體，并將IAA蛋白降解決定子與目標蛋白融合表達，構建了IAA誘導的蛋白降解系統(tǒng)。法尼烯是噴氣燃料的替代品。釀酒酵母可利用F酶將法尼基焦磷酸（FPP）合成為法尼烯，E酶會與F酶競爭FPP催化合成麥角固醇，麥角固醇過少時嚴重影響菌體數量增加。研究者將群體密度感應系統(tǒng)和IAA誘導的蛋白降解系統(tǒng)整合，使工程酵母菌生長到一定密度后，才啟動E酶的降解，實現對其代謝的動態(tài)調控，提高了生產效率。(1)研究者從擬南芥中目的基因，構建后再導入釀酒酵母，經檢測鑒定后獲得工程菌。(2)如何通過提高細胞分裂素濃度實現其信號的正反饋激活，請選擇適宜的基因和啟動子填在圖中。①②③基因A：基因B：a．持續(xù)表達下游基因的啟動子b．能結合細胞分裂素的啟動子c．含有SD的啟動子d．細胞分裂素合成酶基因e．細胞分裂素受體基因(3)為將群體密度感應系統(tǒng)和IAA誘導的蛋白降解系統(tǒng)整合入釀酒酵母，從而解決法尼烯生產中的問題，一方面需要將群體密度感應系統(tǒng)中的基因替換為IAA合成酶基因，一方面還需導入基因替換酵母菌內源的E酶基因。(4)綜合所學知識和文中信息，以下說法正確的是____。A．利用釀酒酵母工業(yè)生產法尼烯涉及發(fā)酵工程和基因工程技術B．文中的兩個系統(tǒng)均屬于轉錄水平的代謝調控手段C．工程菌大量增殖后，細胞分裂素合成多，IAA合成少，利于F酶催化FPP合成法尼烯D．通過引入兩個系統(tǒng)，實現了工程菌生長和生產的平衡，有利于提高法尼烯生產效率E．該策略也可推廣至釀酒酵母多種代謝途徑的調控，應用前景廣闊【答案】(1)篩選和獲取基因表達載體(2)acced(3)熒光蛋白IAA蛋白降解決定子對應的DNA序列與E酶基因的融合(4)ADE〖祥解〗基因工程的基本操作程序四個步驟：目的基因的篩選與獲取、基因表達載體的構建、將目的基因導入受體細胞、目的基因的檢測與鑒定。在基因工程的設計和操作中，用于改變受體細胞性狀或獲得預期表達產物等的基因就是目的基因。獲取目的基因的方法有多種。在我國首批具有較高抗蟲活性的轉基因抗蟲棉的培育過程中，科學家人工合成了目的基因。現在，常用PCR特異性地快速擴增目的基因。構建基因表達載體，是基因工程的核心工作。構建好的基因表達載體需要通過一定的方式才能進入受體細胞。目的基因進入受體細胞后，是否穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性，只有通過檢測與鑒定才能知道，包括分子水平檢測和個體水平檢測?！驹斘觥浚?）題干信息：在釀酒酵母中表達擬南芥的細胞分裂素合成酶和細胞分裂素受體．并使細胞分裂素響應途徑與酵母菌內源的Ypd1-Skn7信號轉導途徑結合，構建出群體密度感應系統(tǒng)；可見目的基因從擬南芥中篩選與獲取，然后構建基因表達載體，接著導入釀酒酵母，經檢測鑒定后獲得工程菌。（2）題干信息：當菌體密度增至足夠高時，擴散到胞外的細胞分裂素濃度達到一定閾值，會進入細胞與受體結合，可知基因A應該為細胞分裂素受體基因，①應該為持續(xù)表達下游基因的啟動子，啟動細胞分裂素受體基因轉錄；Skn7與特定啟動子中一段重復序列（SD）結合，導致下游基因從低表達狀態(tài)顯著上調表達水平，通過選擇適當的下游基因，實現了細胞分裂素信號的正反饋激活，可知基因B為細胞分裂素合成酶基因，②和③是含有SD的啟動子。（3）分析題圖酵母菌群體密度感應系統(tǒng)可知，只有熒光蛋白基因可以被替換，故為將群體密度感應系統(tǒng)和IAA誘導的蛋白降解系統(tǒng)整合入釀酒酵母，需要將群體密度感應系統(tǒng)中的熒光蛋白基因替換為IAA合成酶基因；題干信息IAA誘導的蛋白降解系統(tǒng)，需要IAA蛋白降解決定子與目標蛋白融合基因，故還需導入IAA蛋白降解決定子對應的DNA序列與E酶基因的融合基因替換酵母菌內源的E酶基因。（4）A、利用釀酒酵母工業(yè)生產法尼烯涉及酵母菌培養(yǎng)和群體密度感應系統(tǒng)和IAA誘導的蛋白降解系統(tǒng)，而前者屬于發(fā)酵工程，后者屬于基因工程技術，A正確；B、轉錄是由DNA到RNA的過程，由mRNA到蛋白質的過程是翻譯；文中的兩個系統(tǒng)均屬于翻譯水平的代謝調控手段，B錯誤；C、依據題意可知，工程菌大量增殖后，細胞分裂素合成多，IAA合成多，利于F酶催化FPP合成法尼烯，C錯誤；D、題干信息可知，釀酒酵母可利用F酶將法尼基焦磷酸（FPP）合成為法尼烯，E酶會與F酶競爭FPP催化合成麥角固醇，麥角固醇過少時嚴重影響菌體數量增加；通過引入兩個系統(tǒng)促進E酶降解有利于法尼烯的合成，由此可知，通過引入兩個系統(tǒng)，實現了工程菌生長和生產的平衡，有利于提高法尼烯生產效率，D正確；E、題干信息：釀酒酵母作為極具潛力的細胞工廠，經遺傳改造后被廣泛的應用于生物燃料、化工產品、醫(yī)藥保健品等的合成；綜合上述研究者的工作，可推測該策略也可推廣至釀酒酵母多種代謝途徑的調控，應用前景廣闊，E正確。故選ADE。22．（2024·北京海淀·一模）溫度是影響微生物生長的重要因素，科研人員應用基因工程以實現通過溫度控制工程菌合成所需物質。(1)大腸桿菌是一種常見的微生物，常被改造為基因工程菌，其原因包括（寫出2點）。(2)為實現溫度控制蛋白質合成，科研人員設計了方案1，構建表達載體（見圖1），將其導入大腸桿菌，獲得轉基因工程菌。大腸桿菌在30℃和37℃均可生長和繁殖，當培養(yǎng)溫度為30°C時，C基因編碼的C蛋白形成二聚體，，因而大腸桿菌表達熒光蛋白。(3)為更精準調控熒光蛋白表達，將上述表達載體改造為方案2中的載體（見圖2）。與方案1相比，方案2的主要優(yōu)勢是。(4)為檢測方案2，科研人員將該方案中的工程菌稀釋涂布在固體培養(yǎng)基上，形成單菌落，培養(yǎng)溫度周期控制見圖3.依據方案2，每個菌落生長2天后可出現4個不同的熒光環(huán)帶，請預測圖4所示菌落每個環(huán)帶的工程菌中熒光蛋白表達情況，在下面表格中按時間順序，依次寫出所表達熒光蛋白的顏色。菌落環(huán)帶1234所表達熒光蛋白的顏色綠、紅、綠(5)聚羥基脂肪酸酯（PHA）常用于制備可降解的塑料包裝材料。PHA是一種生物大分子，可由單體分子3HB和4HB隨機聚合，或通過分段聚合形成嵌段共聚物（見圖5），其中嵌段共聚物性能更優(yōu)。共聚物的合成過程如圖5.請完善以下表格，通過改造方案2以實現應用工程菌大規(guī)模生產優(yōu)質PHA（不考慮各種酶在不同溫度下的活性差異）。操作目的對方案2表達載體的改造為：。將構建好的表達載體導入大腸桿菌，獲得工程菌。獲得可以合成PHA的工程菌。以葡萄糖為原料配置培養(yǎng)基，滅菌后加入上述工程菌。配制培養(yǎng)基、接種?？刂瓢l(fā)酵條件：。發(fā)酵48小時，獲得3HB比例為25%的嵌段共聚物。【答案】(1)遺傳背景清晰、轉基因操作簡單、繁殖速度快、易于培養(yǎng)等(2)抑制啟動子R，F蛋白不表達，解除F蛋白對啟動子N的抑制綠色(3)30℃條件下減弱紅色熒光蛋白表達帶來的熒光干擾，且降低對綠色熒光蛋白表達的抑制(4)菌落環(huán)帶1234所表達熒光蛋白的顏色紅、綠、紅、綠紅、綠綠(5)將GFP基因替換為A、B酶基因，RFP基因替換為D、E酶基因，加入持續(xù)表達啟動子連接的X酶基因30℃發(fā)酵12小時，隨后切換至37℃發(fā)酵36小時〖祥解〗基因工程技術的基本步驟：（1）目的基因的篩選與獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術擴增和人工合成。（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。（4）目的基因的檢測與鑒定。【詳析】（1）大腸桿菌是一種常見菌種，其結構簡單，生理生化和遺傳背景知識，尤其是其基因表達調控機制有了清楚的了解；大腸桿菌質粒又是最常用的質粒，基因克隆表達系統(tǒng)成熟完善，轉基因操作簡單；大腸桿菌繁殖速度快，易于大規(guī)模培養(yǎng)等。（2）據圖1分析可知，當培養(yǎng)溫度為30°C時，C基因編碼的C蛋白形成二聚體，抑制啟動子R，使F基因無法表達出F蛋白，進而解除F蛋白對啟動子N的抑制，使其發(fā)生轉錄促進GFP基因編碼綠色熒光蛋白。（3）據圖2分析可知，在N啟動子之后增加了L蛋白基因，使其編碼出L蛋白，進一步抑制啟動子R，因此在30℃條件下，RFP基因無法表達出紅色熒光蛋白，減弱因紅色熒光蛋白表達帶來的熒光干擾，且進一步抑制啟動子R，使F基因無法表達出F蛋白，解除F蛋白對啟動子N的抑制，使其發(fā)生轉錄促進GFP基因編碼綠色熒光蛋白，降低對綠色熒光蛋白表達的抑制。（4）據圖分析可知，將工程菌稀釋涂布在固體培養(yǎng)基上，形成單菌落，培養(yǎng)溫度周期控制為37℃培養(yǎng)10小時，隨后切換至30℃發(fā)酵14小時，每個菌落生長2天后可出現4個不同的熒光環(huán)帶。培養(yǎng)溫度為37℃時，C基因編碼的C蛋白沒有形成二聚體，啟動子R正常啟動轉錄，F基因表達出F蛋白對啟動子N的抑制，使L蛋白基因、GFP基因表達受抑制，同時RFP基因表達出紅色熒光蛋白，培養(yǎng)溫度為30℃時，培養(yǎng)溫度為30°C時，C基因編碼的C蛋白形成二聚體，抑制啟動子R，使F基因無法表達出F蛋白，進而解除F蛋白對啟動子N的抑制，使其發(fā)生轉錄促進GFP基因編碼綠色熒光蛋白，所以菌落生長2天后出現4個不同的熒光環(huán)帶顏色為：環(huán)帶1：紅、綠、紅、綠，環(huán)帶2：綠、紅、綠，環(huán)帶3：紅、綠，環(huán)帶4：綠。（5）據圖分析獲知，4HB由D酶、E酶催化合成，3HB由A酶、B酶催化合成，再經X酶催化合成嵌段共聚物，要想發(fā)酵48小時，獲得3HB比例為25%的嵌段共聚物。對方案2表達載體的改造為：將GFP基因替換為A、B酶基因，RFP基因替換為D、E酶基因，加入持續(xù)表達啟動子連接的X酶基因構建表達載體并導入大腸桿菌，獲得工程菌，以葡萄糖為原料配置培養(yǎng)基，滅菌后加入獲得的工程菌，將接種后的培養(yǎng)基在30℃發(fā)酵12小時，隨后切換至37℃發(fā)酵36小時，最后分離獲取代謝產物。23．（2024·北京朝陽·一模）研究者從青枯菌中分離得到一種分泌蛋白C，并對其在植物抗青枯病中的作用進行了探究。(1)為獲得青枯菌的純培養(yǎng)物，可利用法將菌種接種在固體培養(yǎng)基上，培養(yǎng)獲得后，再接種到液體培養(yǎng)基中擴大培養(yǎng)，收集發(fā)酵液離心后，從（填“上清液”或“沉淀物’）分離得到C蛋白。(2)用等量C蛋白和無菌水處理番茄幼苗根部，檢測根部免疫反應的水平，結果如圖1。構建C蛋白分泌缺陷的青枯菌突變菌株，灌根接種番茄幼苗四周后，統(tǒng)計幼苗的存活率如圖2。圖1、2結果（填“支持”或“不支持”）“青枯菌侵染植物時通過分泌C蛋白激發(fā)的番茄根部的免疫反應增強植株生存能力”這一推論，理由是。(3)研究發(fā)現，青枯菌分泌的C蛋白與其分泌的A酶共同參與分解寄主植物的細胞壁，其中A酶可催化果膠分解為產物甲，而C蛋白則可催化產物甲進一步分解為產物乙。分別用果膠、產物甲、產物乙處理番茄根部，檢測免疫反應水平，結果如圖3。①綜合上述研究，在圖4中標出C蛋白、產物乙，并用“→”和簡要的文字將上述物質與植物細胞、青枯菌構建聯系，體現兩種生物的相互作用。②依據圖4，推測圖2結果出現的原因。【答案】(1)平板劃線法或稀釋涂布平板單菌落上清液(2)不支持野生型青枯菌可分泌C蛋白，但其侵染植物后，幼苗存活率降低時間較突變菌侵染的提前，可見青枯菌通過分泌C蛋白減弱了植株的生存能力(3)C蛋白激發(fā)植物的免疫反應，有利于植物存活；但同時C蛋白分解產物甲減弱了甲對植物免疫反應的激發(fā)；綜合來看，C蛋白減弱了植物的免疫反應〖祥解〗1、在微生物學中，將接種于培養(yǎng)基內，在合適條件下形成的含特定種類微生物的群體稱為培養(yǎng)物。由單一個體繁殖所獲得的微生物群體稱為純培養(yǎng)物，獲得純培養(yǎng)物的過程就是純培養(yǎng)。微生物的純培養(yǎng)包括配制培養(yǎng)基、滅菌、接種、分離和培養(yǎng)等步驟。2、常用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法?！驹斘觥浚?）常用的接種方法有平板劃線法