《2026年新高考5年真题高中生物全一册通用版广东专版》

21. [选修 1：生物技术实践](12 分)
中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌 H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室发酵生产 PHA 等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图 12。回答下列问题：
(1)为提高菌株 H 对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度，经多次传代培养(指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用血细胞计数板计数的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优良菌株的方法还有诱变育种、基因工程育种(答出两种方法即可)等。
(2)基于菌株 H 嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为 60 g/L，pH 为 10，菌株 H 可正常持续发酵 60 d 以上。该系统不需要灭菌的原因是高盐浓度下，其他杂菌因失水过多而死亡；较强的碱性环境下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受到抑制(答出两点即可)。
(3)研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH 条件下发酵，结果发现发酵液中菌株 H 细胞增殖和 PHA 产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中氧气可能是高密度培养的限制因素。
(4)菌株 H 还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产 PHA，说明其能分泌蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶。

答案： 21.参考答案
(1)唯一碳源 血细胞计数板计数 诱变育种、基因工程育种
(2)高盐浓度下，其他杂菌因失水过多而死亡；较强的碱性环境下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受到抑制
(3)氧气
(4)蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶
命题意图本题考查微生物的筛选和培养等知识，意在考查考生的理解能力及识图分析能力。
解题思路
(1)为了使菌株H对蔗糖耐受性和利用效率提高，可在液体培养基中以蔗糖作为唯一碳源，并不断提高蔗糖浓度进行培养。对菌落计数时常用血细胞计数板计数的方法。选育优良菌株的方法还有诱变育种、基因工程育种等。
(2)由于菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，因此在培养基中加入高浓度盐或调节pH为强碱性，这样其他微生物就会因失水过多而死亡或因酶变性失活而无法生长。
(3)乙醇是微生物无氧呼吸的产物，可能是高密度培养时氧气供应不足，使菌种进行无氧呼吸产生乙醇，故氧气成为高密度培养的限制因素。
(4)菌株H能分解含蛋白质、淀粉、油脂等餐厨垃圾，根据酶的专一性，说明菌株H能分泌蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶。