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

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1章 发酵工程第3节 发酵工程及其应用习题，共10页。


[基础对点]
知识点一 发酵工程的基本环节
1．下列有关发酵工程基本环节的叙述，错误的是( )
A．现代发酵工程使用的大型发酵罐均具有计算机控制系统，其能使发酵全过程处于最佳状态
B．在发酵过程中可能需要通过营养物质加入口加入物质来调节发酵液的pH
C．发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成都与搅拌速度无关
D．确定菌种之后，才能选择原料配制培养基
答案 C
2．下列关于菌种的说法错误的是( )
A．可以用诱变育种的方法获得高产青霉菌
B．可以用基因工程的方法改造啤酒酵母用于啤酒生产
C．可以从富含纤维素的环境中筛选出纤维素分解菌
D．可以用细胞工程的方法获得产酸量高的黑曲霉用于生产乳酸
答案 D
解析 生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉。
3．关于发酵工程的说法，不正确的是( )
A．发酵是发酵工程的中心环节，随时检测影响发酵过程的各种环境条件并予以控制，才能保证发酵的正常进行
B．在谷氨酸发酵过程中，当pH呈酸性时，生成的代谢产物会是乳酸或琥珀酸
C．扩大培养应选用对数期的菌种
D．在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定
答案 B
解析 谷氨酸发酵生产中，在酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N­乙酰谷氨酰胺。
4．对发酵产品的分离、提纯和加工，错误的说法是( )
A．分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可采用过滤、沉淀等方法
B．发酵过程中的环境条件只影响微生物的生长繁殖，不会影响微生物代谢物的形成
C．酿制白酒时，常用蒸馏的方法提取发酵产品
D．通常在微生物生长的稳定期，从放出的老培养基中分离发酵产品
答案 B
解析 发酵过程中的环境条件不仅影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物代谢物的形成，B错误。
知识点二 发酵工程的应用
5．下列不属于发酵工程在食品工业上的应用的是( )
A．生产传统的发酵产品
B．生产各种各样的食品添加剂
C．生产酶制剂
D．利用纤维蛋白废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质已取得成功
答案 D
6．下列关于啤酒工业化生产的相关叙述错误的是( )
A．啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的
B．生产流程为：发芽→焙烤→碾磨→糖化→蒸煮→发酵→消毒→终止
C．焙烤过程中会杀死种子胚但不使淀粉酶失活
D．产生风味组分，是在发酵步骤中产生的
答案 D
解析 在蒸煮步骤中产生风味组分。
7．下列关于发酵工程在医学工业上的应用的叙述错误的是( )
A．人们可以直接对菌种进行改造，再通过发酵技术，大量生产所需要的产品
B．通过发酵工程可以生产多种抗生素、氨基酸、激素和免疫调节剂
C．发酵工程可以生产多种药物，但是不能生产疫苗
D．发酵工程生产药物具有投入少、产量高的特点
答案 C
解析 一种生产乙肝疫苗的方法就是将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵生产。
8．下列关于发酵工程在农牧业上应用的叙述错误的是( )
A．微生物肥料主要指微生物含有的大量蛋白质
B．发酵工程可以生产微生物农药，利用微生物或其代谢物来防治病虫害
C．发酵工程可以生产微生物饲料，微生物含有丰富的蛋白质
D．利用发酵工程生产的单细胞蛋白是大量的微生物菌体
答案 A
解析 微生物肥料利用了微生物代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长。
9．下列关于发酵工程应用的叙述，错误的是( )
A．发酵工程具有成本低、产物专一和废弃物污染小等优点
B．发酵工程也可用于传统发酵食品的生产
C．利用发酵工程生产的啤酒需要经过消毒处理
D．发酵完成后分离出的菌体均可作为动物饲料
答案 D
解析 有些微生物的菌体含有激素、抗生素等，不适合作为动物饲料，D错误。
[能力提升]
10．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，废弃物对环境污染小和容易处理等特点，在医药工业、食品工业、环境保护等许多领域得到了广泛的应用。下列关于发酵工程的说法不正确的是( )
A．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物及菌体本身
B．发酵工程相比传统发酵技术，其获得的产品产量和质量明显提升
C．利用发酵工程生产的微生物农药可以作为生物防治的重要手段
D．以淀粉、纤维素的水解液等为原料，通过发酵工程可以从菌体中获取单细胞蛋白
答案 D
11．青霉素是青霉菌分泌的一种抗生素。随着高产菌种的选育、发酵技术的发展，青霉素已经步入产业化生产的道路。下列叙述不正确的是( )
A．经过不断诱变、筛选获得生产用高产青霉菌株
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．发酵过程要随时检测培养液微生物数量、产物浓度、溶解氧等
D．用过滤、沉淀等方法将青霉菌体分离、干燥即可获得青霉素
答案 D
解析 仅通过过滤、沉淀等方法将青霉菌体分离、干燥，不能获得青霉素，还需经过萃取、脱色等，D错误。
12．如图是利用发酵技术获得产品的过程图，①、②都表示这一过程中的步骤或者操作，根据该图以及学过的相关知识回答问题：
(1)写出数字标号处的操作：①________________；②________。其中②的目的是防止发酵过程中混入________，进而影响生产的效率，甚至导致发酵失败。
(2)选育菌种通常是从自然界的特定环境下筛选出需要的目的菌株，但是如果这样的菌种不符合生产的要求时，我们通常还会对菌种进行改良，改良的方法通常包括________和____________等。
(3)在发酵过程中，我们要不间断地检测发酵罐中的情况，了解发酵进程，必要时要添加营养物质，同时要严格控制发酵条件，如温度、________、________等，因为环境条件的改变，不仅影响菌种的生长繁殖，而且可能会影响____________的形成。
(4)为了进一步保持发酵液的无菌环境，我们在培养基中加入了青霉素，则该培养基不能用来培养________(填“细菌”或“真菌”)类微生物，而且要注意在最后处理发酵液的时候，不能将发酵液直接排到自然水体，其原因是：①发酵液中富含________，可能会导致水体富营养化而出现水华等；②发酵液中加入的青霉素可能会导致自然界的细菌出现________种群，对人类的健康不利。
答案 (1)扩大培养 灭菌 杂菌
(2)诱变育种 基因工程育种(两空顺序可颠倒)
(3)pH 溶解氧(两空顺序可颠倒) 菌种代谢产物
(4)细菌 有机物 耐药性
13．谷氨酸棒状杆菌可用于微生物发酵工程生产谷氨酸，从而制取谷氨酸钠(味精)。如图为谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径，通过发酵工程可以大量生产谷氨酸。回答下列问题：
(1)与酵母菌相比，谷氨酸棒状杆菌在结构上的显著特点是____________________；谷氨酸发酵的培养基成分有豆饼水解液、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁、生物素等，从物理性质看，该培养基属于________培养基。
(2)由图可知，谷氨酸棒状杆菌体内若积累了较多的谷氨酸，则会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，所以要随时检测________，同时还要检测温度，因为温度会影响________活性，而________会影响产物种类，在__________条件下发酵罐内会积累谷氨酸，在________环境下会形成谷氨酰胺和N­乙酰谷氨酰胺。
(3)谷氨酸的生产属于发酵工程在________上的应用，因为味精属于__________。发酵工程在医药工业上的应用也取得了很多成果，最先利用发酵工程生产的抗生素是________，利用微生物生产人类的激素、免疫调节剂等，还需要利用________等技术。
(4)发酵工程在农牧业上的应用主要有______________、生产微生物农药、______________，微生物农药的使用可以减少化学农药对环境的破坏，在农业的可持续发展方面发挥越来越重要的作用。
答案 (1)无核膜包被的细胞核 液体
(2)产物浓度 酶 pH 中性、弱碱性 酸性
(3)食品工业 食品添加剂 青霉素 基因工程
(4)生产微生物肥料 生产微生物饲料
14．如图为一发酵装置，据此回答下列问题：
(1)在培养过程中，发现放料口所排出的培养基中，微生物细胞形态多样。这时，微生物生长处于衰亡期，添加培养基的速度应该________。在上图的坐标系中画出添加培养基后的微生物生长变化曲线。
(2)若该培养装置pH检测及控制装置出现故障，可采取的应急措施是________，pH发生变化的原因是________________________________________。
(3)冷却水的进口是________，无菌空气的进口是________。
(4)若此装置用于酒精发酵和谷氨酸发酵，在发酵过程中，技术上的关键区别是________。
(5)若培养过程中进料和放料速度未变，但有效产物减少。如果是酒精发酵应该检查________，如果是谷氨酸发酵可能的原因是________________________________。
(6)图中5的作用是____________________________________________。若此装置损坏，对于无氧发酵，产量将______________________________。
(7)若进料和放料速度都加快，微生物细胞的变化是________________，在群体生长规律中将处于对数期。
答案 (1)加快
(2)添加缓冲液 代谢产物的积累或酸碱物质消耗不均
(3)4 3
(4)无菌空气是否输送
(5)通气量 溶氧量下降和pH降低
(6)使无菌空气形成细小的气泡，增加溶解氧，使菌种与培养液充分接触 无明显影响
(7)进入高速繁殖状态
解析 (3)冷却水的进口为4，无菌空气进口为3，下进上出使得培养基充分接触空气，充分冷却。
(4)酒精发酵为无氧条件，而谷氨酸发酵需要氧气，所以在技术上的关键区别为无菌空气是否输送。
(5)有效产物减少，酒精发酵应检查通气量，破坏无氧条件会造成产物减少，谷氨酸发酵产物减少原因是溶氧量下降和pH降低，影响菌体代谢过程。