浙教版2019 高中生物 选修3 第1章 发酵工程 能力提升单元测试（含解析）

第1章 发酵工程  能力提升——2022-2023学年高二生物浙科版（2019）选择性必修三单元测试

1.培养基是用于培养、分离、鉴定、保存微生物的营养基质。如表是某微生物培养基的成分及含量，下列有关说法正确的是(   )

A.葡萄糖和尿素分别为微生物的生长和繁殖提供碳源和氮源

B.配制好的培养基可以放入干热灭菌箱和高压蒸汽灭菌锅中灭菌

C.该培养基配制好后可以长时间放置，使用前灭菌即可

D.表中培养基的成分都是微生物生长和繁殖所必需的

2.下列有关培养基和菌种鉴定的叙述不正确的是(   )

A.培养常按成分可分为合成培养基和天然培养基
B.可利用固体培养基上菌落的特征来判断和鉴别细菌的类型
C.利用刚果红培养基上是否形成透明圈来筛选纤维素分解菌
D.在无氮培养基中加入酚红指示剂鉴定尿素分解菌

3.在生产、生活和科研实践中，经常通过无菌操作技术避免杂菌的污染。下列有关无菌操作技术的叙述，错误的是(   )

A.当超净台处于紫外灯打开状态时，人必须离开

B.高压蒸汽灭菌时，只要压力达到设定要求，锅内就可达到相应温度

C.实验操作者接种前要用70%的酒精棉球擦手消毒

D.干热灭菌时干热灭菌箱要保持无氧

4.平板划线法能纯化分离微生物获得单个菌落，下图是平板划线部分操作步骤。下列分析中错误的是(   )

A.步骤①倒平板操作时，倒好后应等待平板冷却凝固后将其倒过来放置

B.步骤②打开含菌种的试管前需通过火焰灭菌，取出菌种后需再次通过火焰后再塞上棉塞

C.步骤③需将沾有菌种的接种环插入培养基中，通过连续划线，使接种物逐渐稀释

D.步骤④操作结束后需在培养皿的皿底上做好标记并倒置后放入培养箱中进行培养

5.如图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素细菌的过程示意图，有关叙述错误的是(   )

A.在配制步骤②③的培养基时，应先调pH后高压蒸汽灭菌

B.步骤③纯化分解尿素的原理是将聚集的细菌分散，可以获得单细胞菌落

C.步骤③采用涂布平板法接种，并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素

D.步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种，比较细菌分解尿素的能力

6.新冠肺炎疫情防控期间，戴口罩、勤洗手是预防病毒感染的有效措施。研究人员用稀释涂布平板法对所戴口罩内外两侧的细菌进行培养、计数，下列相关操作正确的是(   )

A.对操作的空间、操作者的衣着和双手等必须进行严格的灭菌处理

B.培养皿上应该注明组别、培养日期和平板上培养样品的稀释度等

C.完成接种后，应将平板放入18~20℃的恒温培养箱中培养1~2d

D.某稀释倍数下的三个平板中菌落数分别是27、169和176，应取平均值124

7.在葡萄酒的发酵生产过程中，分别用不同的方法定期抽样检测培养液中的酵母菌和细菌的数量，结果如图所示。下列说法不正确的是(   )

A.对细菌进行计数可采用稀释涂布平板法

B.导致细菌数量下降的原因是培养液pH升高

C.发酵的起始阶段中细菌种群密度小于酵母菌

D.可用血细胞计数板对培养液中的酵母菌进行计数

8.下列关于统计菌落数目的方法的叙述，不正确的是(   )

A.采用稀释涂布平板法获得的菌落数往往少于实际的活菌数

B.当样品的稀释度足够高时，一个活菌往往会形成一个菌落

C.为了保证结果准确，一般采用菌落密度较大的平板进行计数

D.在某一浓度下涂布三个平板，若三个平板统计的菌落数差别不大，则应以它们的平均值作为统计结果

9.天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如下图。下列表述正确的是(   )

A.酒精发酵阶段需要多次补充氧气利于酵母菌的繁殖

B.老醋生产工艺流程只存在酵母菌、醋酸杆菌两种微生物

C.糖化阶段添加酶制剂可促进淀粉水解产生葡萄糖

D.醋酸发酵阶段需要通气的原因是促进醋酸杆菌通过有氧呼吸产生醋酸

10.下列关于传统发酵技术的说法中，正确的是(   )

A.图1能表示在果酒的制作过程中时间因素对酵母菌产生酒精速率（V1）的影响

B.图2能表示在果醋的制作过程中溶氧量对醋酸菌产生乙酸速率（V2）的影响

C.图3能表示在利用乳酸菌制作泡菜的过程中，泡菜坛内乳酸含量的变化趋势

D.图4能表示在一个普通的密闭锥形瓶中加入含酵母菌的葡萄糖溶液，溶液的pH随时间的变化

11.与啤酒、葡萄酒并称世界三大古酒的黄酒是中国特产，即墨老酒是黄酒中的珍品，按照 “黍米必齐、曲蘖必时、水泉必香、陶器必良、湛炽必洁、火剂必得”的古代造酒六法（古遗六法）酿制而成。下列关于我国传统黄酒发酵的叙述，错误的是(   )

A.黄酒中的酒精是糖类经酵母菌无氧呼吸产生的代谢产物

B.“曲蘗”指酿造老酒的酵母菌，在酿造黄酒过程中进行有氧呼吸和无氧呼吸

C.“湛炽必洁”为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施

D.“火剂必得”的目的是大火升温，保持高温是促进酵母菌无氧呼吸酿酒的前提

12.酸甜香脆的泡菜能令人胃口大开，这离不开相关微生物的发酵作用。下列叙述正确的是(   )

A.乳酸菌通过乳酸发酵可以产生乳酸和CO2

B.泡菜制作过程中要定期通气，以促进乳酸菌的繁殖

C.在泡菜制作过程中，腌制时间越长，亚硝酸盐含量会越多

D.在泡菜制作时加入“陈泡菜水”可以缩短发酵吋间

13.某学校生物兴趣小组利用萝卜、卷心菜等新鲜蔬菜为材料制作泡菜，并对发酵过程中乳酸菌、酵母菌细胞数量和pH的变化进行了测定，结果如图所示。下列叙述错误的是(   )

注：logCFU·mL-1是指每毫升菌液可以形成的菌落总数的对数值

A.发酵初期乳酸菌的生长导致发酵液pH降低，杂菌繁殖受限甚至死亡，乳酸菌逐渐演变为优势菌群

B.发酵中期酵母菌主要通过有氧呼吸获取能量

C.统计菌落数量时，应选择菌落数在30-300之间的多个平板计数并求平均值

D.发酵过程中坛口水槽要保持清洁并经常加水注满

14.发酵工程在现代生物工程中地位越来越重要。图示发酵罐常用于工业发酵。下列说法正确的是(   )

A.若发酵罐内温度过高，则只能通过调节冷却水进、出口的水流量来降低温度

B.培养液的pH由加料口添加酸和碱进行调节，也可以在培养基中添加pH缓冲液等

C.发酵罐温度的变化会影响菌种的生长繁殖，不会影响菌种代谢产物的形成

D.发酵工程的过程依次是选育菌种→培养基配制→灭菌→扩大培养→发酵→分离、提纯产物

15.发酵工程以生产条件温和、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，被广泛应用，下列说法不正确的是(   )

A.与传统发酵技术相比，发酵工程的产品种类更丰富，产量和质量明显提高

B.发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者可以利用微生物进行发酵

C.发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身

D.发酵工程指的是人们在严格控制的条件下大规模生产发酵产品的技术

16.土壤有“微生物的天然培养基”之称，与其他生物环境相比，土壤中的微生物数量最多，种类最多。现以土壤中能分解尿素的细菌为研究对象，分析并回答下列相关问题：

（1）实验需制备固体培养基，在液体培养基中加入________可配制成固体培养基。培养基将尿素作为唯一氮源，筛选出分解尿素的细菌——尿素分解菌，同时可加____________指示剂，利用指示剂的颜色变化可初步判断该细菌是否分解了尿素。

（2）甲同学采用平板划线法分离纯化土壤中的尿素分解菌，在图示操作过程中划线工具接种环至少要灼烧_____________次。观察实验结果，如果培养基上出现_____________的菌落，说明培养基已被杂菌污染。

（3）乙、丙两位同学用稀释涂布平板法分离纯化土壤中的尿素分解菌，在同一稀释倍数下得到以下结果：

乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是110、140和149，取平均值133。

丙同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是27、169和176，取平均值124。

这两位同学的结果中，________同学的结果可信度低，其原因是________________。

运用这种方法统计的结果往往比实际值偏小，理由是________________。

17.目前市场上果酒越来越受人们的青睐。请回答下列与果酒制作有关的问题：

（1）葡萄酒制作过程中，在没有严格灭菌的条件下，通过控制温度和_________的措施，使酵母菌大量繁殖而成为优势菌种。纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即稀释涂布平板法和_________。

（2）固定化酵母细胞可以用来生产果酒，固定酵母细胞常用_________法，该方法常用的载体有_________（答出一种）。与常规果酒发酵相比，利用固定化的酵母菌进行发酵的优点是__________________（答出两点）。

（3）可以利用超市买来的新鲜红葡萄自制果酒，在榨汁前对葡萄进行的操作是__________________，在发酵过程中，随着酒精度数的提高，发酵液逐渐呈现深红色，原因是__________________。

18.泡菜是指为了利于长时间存放而经过发酵的蔬菜。一般来说,只要是纤维丰富的蔬菜或水果,都可以被制成泡菜。蔬菜在经过腌渍及调味之后,有种特殊的风味,很多人会当作一种常见的配菜食用。在泡菜发酵期间,由于乳酸菌的发酵作用,发酵产物乳酸不断积累,因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量,将泡菜发酵过程分为三个阶段。

(1)发酵初期:蔬菜刚入坛时,其表面带入的微生物中,大肠杆菌和酵母菌等较为活跃。发酵初期会有气泡从坛沿水槽内间歇性地放出,从而使坛内逐渐形成厌氧状态,乳酸发酵开始。气泡的来源是                         。相应的反应式为                     。

(2)发酵中期:由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累,pH下降,厌氧状态形成,乳酸菌开始活跃,并产生大量乳酸,乳酸的积累量可达到0.6%~0.8%,pH为3.5~3.8。这一时期为泡菜完全成熟阶段,泡菜有酸味而且清香。试分析此时坛内其他微生物的活动情况及原因:                    。

(3)乳酸菌的培养条件除了适宜的温度、pH之外,还必须保证                       条件。

(4)在泡菜制作的初期,微生物之间的                   关系主要表现在乳酸菌与乳酸菌之间的以及乳酸菌与杂菌之间的                         上。中期以后坛内的生存斗争集中表现为                  。

答案以及解析

1.答案：A

解析：微生物培养基的主要营养物质有碳源、氮源、水和无机盐等，葡萄糖和尿素可分别提供碳源和氮源，A正确；培养基灭菌不能用干热灭菌法，B错误；该培养基配制好后应该立刻进行灭菌，C错误；表中培养基成分不全是微生物生长和繁殖所必需的，如琼脂，D错误。

2.答案：D

解析：

3.答案：B

解析：紫外线对人体有害，所以当紫外灯打开时，人必须离开，A正确；高压蒸汽灭菌时，若锅内冷空气未排净，即使压力达到设定要求，锅内也不会达到相应温度，B错误；实验操作者接种前需用70%的酒精棉球擦手消毒，C正确；干热灭菌时干热灭菌箱要保持无氧，以免着火，D正确。

4.答案：C

解析：

5.答案：C

解析：培养和分离微生物时，需要配制培养基，将配方中的试剂溶化以后要先调pH，再用高压蒸汽灭菌法灭菌，这样可以减少被杂菌污染的机会，A正确；纯化微生物时，不管使用哪种接种方法，目的都是将聚集在一起的细菌分散成单个细胞，从而获得单菌落，B正确；根据图示可知，接种方法是稀释涂布平板法，但是要筛选出能高效分解尿素的细菌，所使用的培养基应以尿素为唯一氮源，而牛肉膏和蛋白胨中都含有氮源，所以步骤③不能用牛肉膏蛋白胨培养基，C错误；步骤④是要对细菌分解尿素的能力进行鉴定和比较，所以需要从③中挑取不同的菌落，分别接种，彼此形成相互对照，根据结果比较分析，D正确。

6.答案：B

解析：对操作的空间、操作者的衣着和双手等进行清洁和消毒，将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行严格灭菌，A错误；该实验使用的平板和试管较多，为了避免混乱，最好在使用前做好标记，B正确；不同种类的微生物适宜生存的温度不同，细菌一般在30~37℃的条件下培养1~2d，C错误；一个平板的计数结果与另两个相差悬殊，需舍去，应取平均值（169+176）/2=172.5，或者重新实验，D错误。

7.答案：B

解析：

8.答案：C

解析：稀释涂布平板法常用来统计样品中活菌的数目，当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，值得注意的是，该方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，A、B正确。为了保证结果准确，一般选择菌落数在30~300的平板进行计数，设计实验时，一定要至少用三个平板做重复实验，才能增强实验的说服力和准确性，分析结果时，一定要考虑所设置的重复实验的结果是否一致，差别不大时，取平均值作为统计结果，C错误，D正确。

9.答案：C

解析：A. 酒精发酵阶段需要无氧环境，A错误；

B.老醋生产流程中，酒精发酵主要是酵母菌，醋酸发酵主要是醋酸菌，此外还有其他微生物的存在，B错误；

C.据分析可知，糖化阶段添加酶制剂可促进淀粉水解产生葡萄糖，C正确；

D.醋酸菌好氧性细菌，根据题图可知，当缺少糖源时和有氧条件下，可将乙醇（酒精）氧化成醋酸，D错误。

10.答案：D

解析：酵母菌酿酒初期，进行有氧呼吸，然后进行无氧呼吸，发酵后期由于产物积累，影响酒精发酵，因此曲线先从O点开始上升，再下降，A错误；在果醋的制作过程中，溶氧量越多，醋酸菌产生乙酸的速率（V2）越快，B错误；在利用乳酸菌制作泡菜的过程中，一定时间内泡菜坛内乳酸越来越多，C错误；在一个普通的密闭锥形瓶中，加入含酵母菌的葡萄糖溶液，一定时间内随时间的延长，溶液的pH逐渐降低，D正确。

11.答案：D

解析：A、黄酒中的酒精是糖类经酵母菌无氧呼吸产生的代谢产物，因为酵母菌无氧呼吸的产物是酒精，正确； B、在黄酒制作过程中同样需要酵母菌先迸行有氧呼吸大量繁殖，而后经过无氧呼吸产生酒精，据此可推测，“曲蘗”，即酿造老酒的酵母菌，在酿造黄酒过程中进行有氧呼吸和无氧呼吸，B正确； C、避免杂菌污染是酿酒过程中的必要措施，因此，“湛炽必洁”为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施，C正确； D、“火剂必得”是指控制适宜的温度保证酵母菌发酵所需，通常为18~25°C,D错误。故选D。

12.答案：D

解析：乳酸菌通过乳酸发酵可以产生乳酸，但不产生CO2，A错误；乳酸菌是厌氧细菌，在泡菜制作过程中需要无氧环境，以促进乳酸菌的繁殖，B错误；在泡菜制作过程中，随着腌制时间延长，亚硝酸盐含量先上升后下降，C错误；在泡菜制作时加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌，增加了泡菜中乳酸菌的含量，可以缩短发酵时间，D正确。

13.答案：B

解析：

14.答案：B

解析：除调节冷却水进、出口的水流量外，增加搅拌器的搅拌速度也有利于散发微生物发酵过程中产生的热量，A错误；由加料口添加酸和碱，或者在培养基中添加pH缓冲液等都能对培养液的pH进行调节，B正确；环境条件的变化不仅会影响菌种的生长繁殖，而且会影响菌种代谢产物的形成，C错误；发酵工程的过程依次是，D错误。

15.答案：B

解析：发酵工程与传统发酵技术相比，产品种类更丰富，发酵条件更精确，产量更高，产品质量更好，规模更大，A、D正确；无论是传统发酵技术还是发酵工程，均利用微生物进行发酵，B错误；发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶及菌体本身，可应用于食品工业、医药工业和农牧业等领域，C正确。

16.答案：（1）琼脂   酚红

（2）6（形状、大小、颜色、隆起程度等）不同

 （3）乙

乙同学的结果中，1个平板的计数与另2个相差悬殊，结果的重复性差

有的菌落可能是由2个或多个菌体细胞形成的

解析：

17.答案：（1）通入氧气；平板划线法

（2）包埋；明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺（答出一种即可）；固定化酵母菌可以连续使用，大大降低了生产成本，提高了果酒的产量和质量（答出两点即可）

（3）进行冲洗并除去枝梗；红葡萄皮的色素进入发酵液

解析：（1）酵母菌属于兼性厌氧菌，在有氧气的情况下，酵母菌大量繁殖，所以在没有严格灭菌的条件下，通过控制温度和通入氧气的措施，可使酵母菌大量繁殖而成为优势菌种。获取单菌落的接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法。

（2）固定化酵母细胞可以用来生产果酒，固定酵母细胞常用包埋法，该方法常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。与常规果酒发酵相比，利用固定化的酵母菌进行发酵的优点在于固定化酵母菌可以连续使用，大大降低了生产成本，提高了果酒的产量和质量等。

（3）自制葡萄酒时，选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，再除去枝梗。在发酵过程中，随着酒精度数的提高，红葡萄皮的色素进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。

18.答案：（1）有氧呼吸      C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O

（2）由于pH不适宜，大肠杆菌、酵母菌和霉菌等的活动受到抑制；由于氧气耗尽，需氧型微生物的活动受抑制现象尤为严重

（3）无氧

（4）种内互助     竞争       生物与无机环境之间的斗争

解析：在泡菜发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，发酵产物乳酸不断积累，发酵液的pH逐渐下降，大肠杆菌、酵母菌和霉菌等杂菌的活动受到抑制。到了后期，随着泡菜液酸度的进一步加大，乳酸菌的活动也受到抑制，泡菜的味道也变得越来越酸。发酵初期乳酸菌含量相对较少，乳酸菌个体之间的关系主要表现为种内互助，乳酸菌与杂菌之间因争夺养料和空间而进行竞争。中期以后，随着pH的改变，微生物生存的环境条件越来越恶化，这时坛内的生存斗争集中表现为生物与无机环境之间的斗争。