高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1章 发酵工程第3节 发酵工程及其应用精品精练

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一、单选题
发酵工程的第一个重要工作是选择优良的单一纯种。消灭杂菌，获得纯种的方法不包括（ ）
A. 根据微生物遗传组成的差异，在培养基中加入不同比例的核酸
B. 根据微生物缺乏生长因子的种类，在培养基中增减不同的生长因子
C. 根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基
D. 根据微生物对抗菌素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗菌素
【答案】A
【解析】
A、根据微生物遗传组成的差异，在培养基中加入不同比例的核酸（DNA和RNA），它不会直接影响到微生物自身的遗传组成，即使被微生物利用，也是被分解为核苷酸后利用，所以培养基中加入不同比例的核酸，不会对微生物起选择作用，A错误；
B、不同的微生物需要不同的生长因子，根据目的菌的需要在培养基中加入相应的生长因子进行分离，B正确；
C、根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基，例如培养自养型的菌，在培养基中不需加入有机碳源，C正确；
D、培养真菌时可以在培养基中加入青霉素来抑制细菌的生长，D正确。
下列关于发酵工程基本环节的叙述，错误的是（）
A. 发酵工程的主要环节包括选育菌种、扩大培养、灭菌和配制培养基、接种、发酵罐内发酵、分离提纯
B. 扩大培养是发酵工程的中心环节
C. 性状优良的菌种可以通过基因工程育种或诱变育种获得
D. 对于获得的产品菌种，可以采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥
【答案】B
【解析】
A、发酵工程的基本操作过程为: 菌种的选育→培养基的配制→灭菌→扩大培养和接种→发酵过程→产品的分离提纯,A正确;
B、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节, B错误;
C、基因工程育种、诱变育种均能获得优良性状的菌种,C正确;
D、产品不同,分离提纯的方法一般不同。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; 如果产品是代谢产物,可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取, D正确。
下列关于食品工业上的产品和相应的微生物，错误的是( )
A. 酱油——黑曲霉B. 啤酒——酵母菌
C. 味精——谷氨酸棒状杆菌D. 柠檬酸——乳酸菌
【答案】D
【解析】
A.酱油是通过黑曲霉发酵制得的，A正确；
B.啤酒是通过酵母菌发酵制得的，B正确；
C.味精是通过谷氨酸棒状杆菌发酵制得的，C正确；
D.柠檬酸是通过黑曲霉发酵制得的，D错误。
发酵工程的正确操作过程是( )
①接种与发酵②培养基的配制③灭菌④产品的分离与提纯⑤菌种的选育⑥扩大培养
A. ①③④⑤②⑥B. ⑤⑥②③①④C. ②⑤③①⑥④D. ⑥⑤②④③①
【答案】B
【解析】
结合分析可知，发酵工程一般步骤包括⑤菌种的选育，⑥扩大培养，②培养基的配制，③灭菌，①接种和发酵，④产品的分离，提纯等方面，B正确，ACD错误。
下列关于单细胞蛋白叙述中正确的是( )
A. 是从微生物细胞中提取的蛋白质B. 是通过发酵生产的微生物菌体
C. 是微生物细胞分泌的抗生素D. 单细胞蛋白不能作为微生物饲料
【答案】B
【解析】
在发酵工程中得到的单细胞蛋白是人工培养的微生物菌体，并不是单纯的蛋白质，也不是是微生物细胞分泌的抗生素，单细胞蛋白能作为微生物饲料。综上所述，B正确，ACD错误。
严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键,直接关系到是否能得到质量高,产量多的理想产物,通常所指的发酵条件不包括( )
A. 温度控制B. 溶氧控制C. pH控制D. 酶的控制
【答案】D
【解析】
A.温度可以影响发酵微生物酶的活性，进而影响发酵产物的生成，温度是发酵过程需要控制的条件之一，A不符合题意；
B.某些微生物的分解需要控制溶氧量，严格厌氧型生物的发酵过程不能供氧，否则也会影响发酵产物的质量，氧气是发酵过程需要控制的条件之一，B不符合题意；
C.pH可以影响发酵微生物酶的活性，进而影响发酵产物的生成，pH是发酵过程需要控制的条件之一，C不符合题意；
D.通常所指的发酵条件不包括酶的控制，D符合题意。
发酵工程的内容包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌、接种、发酵和产品的分离，提纯等方面。下列关于发酵工程的认识不科学的是（ ）
A. 发酵工程具有条件温和、产物单一、污染小的特点
B. 发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身
C. 通常所指的发酵条件包括温度控制，溶氧控制、pH控制
D. 发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者可以用微生物进行发酵
【答案】D
【解析】
A.发酵工程具有条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物单一、污染小和容易处理的特点，A不符合题意；
B.发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身，应用于食品工业、医药工业和农牧业等领域，B不符合题意；
C.通常所指的发酵条件包括温度控制、溶解氧控制、pH控制，环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成，C不符合题意；
D.传统发酵技术和现代发酵工程最大的相同之处是利用各种微生物的代谢来实现相关产品的生产，D符合题意。
下列关于发酵工程的说法中，不正确的是（ ）
A. 在菌种选育过程中，可以利用人工诱变、基因工程等手段
B. 虽然青霉素是抗生素，但在青霉素生产过程中仍然需要严格灭菌
C. 在谷氨酸发酵过程中，pH呈酸性时产生乳酸或琥珀酸，pH呈碱性时产生谷氨酸
D. 发酵工程的产品可以采用过滤、沉淀、蒸馏、萃取、离子交换等方法提取
【答案】C
【解析】
A.在菌种选育过程中，性状优良的菌种可以从自然界中筛选出，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得，A正确；
B.青霉素是抗生素，但其并不能杀灭所有微生物，所以其生产过程也要严格灭菌，B正确；
C.在谷氨酸发酵过程中，pH呈酸性时易产生乙酰谷氨酰胺，C错误；
D.若发酵工程的产品是微生物细胞本身，可在发酵结束后采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，若产品是代谢物，可以根据产物的性质采取蒸馏、萃取、离子交换等方法提取、分离和纯化产品，D正确。
下列有关发酵工程的叙述中,正确的是
A. 发酵工程生产用菌种是对自然界分离的菌种进行定向改造后获得的
B. 发酵工程生产的单细胞蛋白是从微生物菌体细胞中提取出来的
C. 发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点,在很多领域得到广泛的应用
D. 发酵工程的产品如果是微生物细胞本身，可以采用过滤、沉淀、蒸馏、萃取、离子交换等方法提取
【答案】C
【解析】
A.发酵工程生产用的菌种可通过自然界分离、诱变育种、基因工程等获得，A错误；
B.发酵工程生产的单细胞蛋白是含蛋白高的微生物菌体，B错误；
C.由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点，因此在很多领域得到广泛的应用，C正确；
D.发酵工程的产品如果是微生物细胞本身，可以采用过滤、沉淀等方法进行提取，D错误。
发酵工程在现代生物工程中的地位越来越重要。下列有关发酵过程的叙述,错误的是( )
A. 首先要对发酵设备和培养基严格灭菌
B. 要随时取样,检测培养液的微生物数目、产物浓度等,以了解发酵进程
C. 在发酵过程中不需要向装置中再添加必需的营养组分
D. 要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件
【答案】C
【解析】
A.为防止杂菌污染，发酵时首先要对发酵设备和培养基严格灭菌，A正确；
B.为了解发酵过程，要随时取样，检测培养液的微生物数量、产物浓度等，B正确；
C.在发酵过程中需要向装置中再添加必需的营养组分，C错误；
D.为保证发酵过程的顺利正常进行，要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件，D正确。
下列关于啤酒的工业化生产的叙述，不正确的是( )
A. 啤酒生产的主要原料是大麦
B. 啤酒生产的发酵过程包括主发酵阶段和后发酵阶段
C. 主发酵在低温、密闭条件下进行，发酵液澄清、成熟可以饮用
D. 发酵的温度和时间会影响啤酒的口味
【答案】C
【解析】
A.啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌无氧呼吸将糖类分解为酒精而制成的，A正确；
B.啤酒发酵的主发酵阶段主要包括酵母菌的扩大培养，即酵母菌的大量繁殖，后发酵阶段主要指酵母菌无氧呼吸产生酒精的过程，B正确；
C.啤酒生产的后发酵阶段酵母菌主要进行无氧呼吸，将糖分解产生酒精，故啤酒生产的后发酵阶段要在低温和密闭环境下进行，主发酵结束后，发酵液不适合饮用，C错误；
D.发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种的口味要求的不同而有所差异，D正确。
用发酵工程生产单细胞蛋白被认为是人类新的食物来源,为解决粮食问题开辟了新途径,具有广阔的发展前景。这种蛋白是( )
A. 微生物菌体B. 微生物代谢产物
C. 微生物合成物质D. 发酵液
【答案】A
【解析】
微生物含有丰富的蛋白质，如细菌的蛋白质含量占细菌干重的60%~80%，酵母菌的占45%~65%，而它们的生长、繁殖速度很快。通过发酵能获得大量的微生物菌体，为解决粮食问题开辟了新途径，综上所述，A正确,BCD错误。
下列关于腐乳和泡菜的制作实验，叙述正确的是 ( )
A. 主要菌种都是原核生物B. 制作过程都不必严格的无菌操作
C. 所用的装置需要密封D. 所用的菌种都需要人工接种
【答案】B
【解析】
A.制作腐乳主要利用的是毛霉，属于真核生物，A错误；
B.腐乳的作过程都不必严格无菌操作，B正确；
C.制作腐乳过程利用了毛霉生长过程产生的酶，毛霉生长在有氧环境中，因此不需要密封，C错误；
D.这两个制作过程都是利用了空气中的野生微生物，D错误。
下面微生物的细胞壁合成会受到青霉素抑制的是（ ）
A. 产甲烷细菌B. 极端嗜盐菌C. 结核分枝杆菌D. 酵母菌
【答案】C
【解析】
极端嗜盐菌和产甲烷细菌属于古细菌，其细胞壁成分与真细菌不同，青霉素对其不起作用，酵母菌属于真核生物，青霉素对其细胞壁不起作用．
下列关于发酵工程的应用，叙述不正确的是（ ）
A. 利用黑曲霉发酵可生产酱油及柠檬酸等食品添加剂
B. 食品工业中所用到的酶制剂大多通过发酵工程获得
C. 基因工程与发酵工程的结合有助于某些激素类药物的大量生产
D. 微生物富含糖类，因此通过发酵获得的微生物菌体可用作动物饲料
【答案】D
【解析】
A.利用黑曲霉发酵可生产酱油及柠檬酸等食品添加剂，A正确；
B.食品工业中所用到的酶制剂大多通过发酵工程获得，B正确；
C.基因工程与发酵工程的结合有助于某些激素类药物的大量生产，C正确；
D.微生物富含蛋白质，微生物培养液的废弃物中含丰富的糖类，不经处理排放的废弃培养液中含有大量的发酵微生物，是一种污染物或含有有害物质，通过发酵获得的微生物菌体不可用作动物饲料，D错误。
随着人们对发酵原理认识的不断深入，微生物纯培养技术的建立，以及密闭式发酵罐的成功设计，人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品。下列有关发酵工程过程的叙述，错误的是（）
A. 发酵工程的过程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制，灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等
B. 选育菌种都是通过基因工程育种、诱变育种等方法获得的
C. 扩大培养的目的是使优良菌种大量繁殖，便于得到足够多的菌种
D. 产品的分离与提纯要根据产物的类型采用不同的分离方法
【答案】B
【解析】
A.发酵工程的过程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制，灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等，A正确；
B.选育菌种的方法总体上分为两种，一种是直接从自然界中筛选出常规菌种，另一种是通过基因工程育种或者诱变育种获得工程菌种，B错误；
C.发酵工程的发酵装置足够大，必须接种足量的菌种才能保证其产量，因此接种前要进行扩大培养来增加菌种的数量，C正确；
D.发酵工程的产品有两种类型，如果发酵产品是菌体本身，可以采用过滤、沉淀等方法进行分离提纯，如果发酵产品是代谢物，需要根据其性质采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行分离提纯，D正确。
发酵工程在现代生物工程中地位越来越重要。下列有关发酵过程叙述错误的是（）
A. 首先要对发酵设备和培养基严格灭菌
B. 要随时取样，检测培养液的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵过程
C. 在发酵过程中不需要向装置中再添加必需的营养组分
D. 要严格控制温度、pH，溶解氧等发酵条件
【答案】C
【解析】
A.为防止杂菌污染，发酵时首先要对发酵设备和培养基严格灭菌，A正确；
B.为了解发酵过程，要随时取样，检测培养液的微生物数量、产物浓度等，B正确；
C.在发酵过程中需要向装置中再添加必需的营养组分，C错误；
D.为保证发酵过程的顺利正常进行，要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件，D正确。
现代发酵工程常常利用计算机系统对发酵过程中的各种指标进行检测和控制，关于发酵过程中发酵条件的描述，不正确的是（）
A. 发酵过程中，由于微生物代谢产生的热量和搅拌叶轮搅拌产生的热量达到一定的数值时，可以通过温度传感器和控制装置感受并控制冷水从进水口进入
B. 冷水从发酵罐的下方进入从上方流出的目的是使冷却更充分
C. 在发酵过程中可能需要通过营养物质加入口加入酸或碱来调节发酵液的pH
D. 培养液要一次性全部加入，在发酵过程中不能重新加入
【答案】D
【解析】
A.发酵过程中由于微生物代谢产生的热量和搅拌叶轮搅拌产生的热量，培养液的温度会升高，仅仅靠发酵罐壁散热是不能满足的，因此，通过发酵罐上的温度传感器和控制装置感受并控制冷水的进入来散热，A正确；
B.冷水从下方进入上方流出能使冷水带走大量的热量，从而可以使发酵罐冷却更充分，B正确
C.在发酵前，培养液的pH可以用缓冲液进行调节，在发酵过程中，代谢物的积累使pH发生改变可以通过加入酸或碱来调节，C正确；
D.在发酵过程中，要及时检测培养液中微生物的数量和营养物质的浓度，及时添加必备的营养成分来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更多的发酵产物，D错误。
二、识图作答题
天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如下图。

（1）在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度，这是因为酶________。
（2）在酒精发酵阶段，需添加酵母菌。在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。通气能提高________的数量，有利于密闭时获得更多的酒精产物。
（ 3）在醋酸发酵阶段，独流老醋采用独特的分层固体发酵法，发酵30天。工艺如下。

​①发酵过程中，定期取样测定醋酸杆菌密度变化，趋势如图。据图分析，与颠倒前相比，B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是________，由此推测，影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是________。

②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中，发酵缸中________层的醋醅有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变，加剧了不同种类乳酸菌的________，淘汰了部分乳酸菌种类。
【答案】
（1）在最适温度条件下催化能力最强；
（2）酵母菌；
（3）①先快速增长后趋于稳定；氧气、营养物质、pH
②颠倒前的B层和颠倒后的A（或不翻动，或下）；
​ ③种间竞争（或竞争）
阅读下列材料，回答下列题。甜瓣子是豆瓣酱的重要成分，风味受蚕豆蛋白分解产生的氨基酸影响，也受发酵过程中不同微生物的多种代谢产物影响。其生产工艺如下图所示。
某研究团队对加盐水后的发酵阶段的传统工艺（盐度15%，温度37℃，发酵30天）进行了改良，改良后甜瓣子风味得以提升。新工艺参数如下表所示。

两种工艺的结果比较见下图。
(1) 下列关于本研究的实验方法与原理的描述，错误的是
A. 发酵开始阶段的微生物主要来源于制曲过程的积累
B. 蚕豆瓣可提供微生物生长繁殖所需的碳源和氮源
C. 温度与盐度都影响微生物的生长繁殖
D. 定期取样，使用平板划线法统计活细菌总数
(2) 下列对实验结果的分析，错误的是
A. 新工艺中期活霉菌总数下降由温度升高导致
B. 新工艺后期活细菌总数下降由温度、盐度均升高导致
C. 新工艺中期氨基酸产生速率较前期末加快，是因为温度升高提高了蛋白酶活性
D. 新工艺中甜瓣子风味提升，与前、中期活微生物总数高和氨基酸终产量高均有关
【答案】
【小题1】D
【小题2】B