2024届高考生物考前冲刺素能提升突破练6生物技术与工程微专题1发酵工程含答案

这是一份2024届高考生物考前冲刺素能提升突破练6生物技术与工程微专题1发酵工程含答案，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

微专题突破练
一、选择题
1.(2023·河北石家庄三模)关于微生物纯培养的叙述,错误的是( A )
A.各种培养基在配制时都应包含碳源、氮源、水和无机盐等
B.在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性
C.使用涂布器涂布后,需待菌液被培养基吸收后再将平板倒置
D.使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理,以免污染环境
解析:培养基的配方中一般包含碳源、氮源、水、无机盐,但不是各种微生物的培养基配方中都要包含这四种营养物质,如固氮菌的培养基中不需要加入氮源;在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性;使用涂布器涂布后,需待菌液被培养基吸收后再将平板倒置,放入恒温培养箱中培养;使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理,以免污染环境和感染操作者。
2.(2023·山东枣庄二模)微生物培养成功的关键是防止杂菌污染。下列操作过程遵循无菌操作规范的是( D )
A.用果酒制作果醋时,打开瓶盖,盖上一层纱布以利于醋酸菌繁殖
B.将培养基放入干热灭菌箱后,然后加热至压力为100 kPa、温度为121 ℃
C.用灼烧冷却后的接种环取酵母菌纯培养物,连续划五个区后,再灼烧一次接种环
D.啤酒制作时,在糖浆中加入啤酒花蒸煮,以产生风味组分,终止酶的进一步作用
解析:果酒制作果醋时,打开瓶盖,盖上一层纱布以利于醋酸菌繁殖,但这不属于无菌操作;培养基的灭菌方法是湿热灭菌,不是干热灭菌;用灼烧冷却后的接种环取酵母菌纯培养物,在每个区划线前都需要灼烧接种环,划完最后一区后,需要再次灼烧接种环;啤酒制作时,在糖浆中加入啤酒花蒸煮,蒸煮的目的是产生风味组分,终止酶的进一步作用,同时还兼有灭菌的作用。
3.(2023·福建泉州二检)啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的。下列相关叙述错误的是( D )
A.经赤霉素处理的大麦种子可直接用于糖化过程
B.破碎有利于淀粉酶与淀粉充分接触,提升反应速率
C.煮沸过程可以终止淀粉酶的作用,同时杀死杂菌
D.应在发酵液中的糖分完全消耗后,终止酵母菌的主发酵过程
解析:经赤霉素处理的大麦种子无须发芽就可以产生淀粉酶,可直接用于糖化过程;破碎有利于淀粉酶的释放,从而使淀粉酶与淀粉充分接触,提升反应速率;煮沸过程中高温使淀粉酶失活,可以终止淀粉酶的作用,同时杀死杂菌;酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。随着酒精含量的增多,酵母菌的生长受到了抑制,因此主发酵结束时,糖分未完全消耗。
4.(2023·广东江门一模)甜瓣子是豆瓣酱的重要成分之一。生产甜瓣子时,先用蚕豆瓣和米曲霉制成豆瓣曲,待米曲霉达到一定数量后,向豆瓣曲中加一定量的盐水制成酱醅,然后将酱醅转入发酵池进行发酵。下列关于甜瓣子生产过程的分析错误的是( D )
A.制作豆瓣曲时,蚕豆瓣能为米曲霉提供碳源和氮源
B.制作酱醅时,降低含盐量有可能导致杂菌数量增加
C.将米曲霉与蚕豆瓣混合相当于微生物培养中的接种
D.发酵时米曲霉数量增加,种群数量呈现“J”形增长
解析:蚕豆瓣中含有糖类、蛋白质等多种物质,能为米曲霉提供碳源和氮源;高浓度的盐可使微生物失水死亡,降低含盐量有可能导致杂菌数量增加;蚕豆瓣相当于培养基,将米曲霉与蚕豆瓣混合相当于微生物培养中的接种;发酵时米曲霉数量增加,但空间和资源有限,种群数量呈现“S”形增长。
5.如图是以新鲜蓝莓为原料制作蓝莓酒和蓝莓醋的过程简图。下列叙述错误的是( C )
A.在制作蓝莓酒时,温度应该控制在18～30 ℃
B.若氧气、糖源充足,蓝莓汁可直接经过程③发酵为蓝莓醋
C.随着④过程时间的推进,酒精的产生速率先上升后趋于稳定
D.去除蓝莓枝梗应在冲洗之后,目的是防止杂菌污染
解析:发酵早期,酵母菌和底物充足,发酵速度较快,酒精的产生速率呈上升趋势,后来随着底物的消耗,发酵速率下降,酒精的产生速率下降,最后底物消耗完,不再产生酒精,酒精的产生速率为0。
6.(2023·湖南永州二模)刚果红是一种染料,纤维素能够与刚果红结合形成红色复合物,当纤维素被纤维素酶分解后,红色复合物就无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。为探究土壤中甲、乙两种微生物能否产生纤维素酶及分解纤维素能力的大小,某小组分别将两种微生物接种于含刚果红的培养基上并在相同条件下培养,结果如图。下列说法错误的是( B )
A.所用的培养基为固体培养基,且以纤维素为唯一碳源
B.甲、乙菌均能产生纤维素酶,但乙菌的分解能力较强
C.刚果红不能与纤维素降解产生的葡萄糖形成红色复合物
D.要筛选出高效降解菌株,应从透明圈较大的菌落中挑取微生物接种
解析:菌落只能在固体培养基中形成,且该实验探究甲、乙两种微生物能否产生纤维素酶,所以以纤维素为唯一碳源;甲、乙菌落周围都出现透明圈,说明两种微生物都能产生纤维素酶,但甲菌落周围透明圈直径大于乙菌落,说明甲菌的分解能力较强;刚果红不能与纤维素分解后产生的葡萄糖形成红色复合物,这样才能导致能分解纤维素的微生物周围出现透明圈;透明圈越大说明菌株降解纤维素的能力越强,因此要筛选出高效降解菌株,应从透明圈较大的菌落中挑取微生物接种。
7.(2023·湖南衡阳二模)为探究辣椒素和辣椒水对肠道微生物的影响,某研究小组选择标准辣椒素溶液(SC组)和含等量辣椒素的辣椒水(PE组)进行实验,部分结果如图表所示。
不同时间段各组培养液辣椒素含量变化(mg/L)
下列有关叙述错误的是( D )
A.接种肠道微生物之前,需先对含辣椒素的培养基高压蒸汽灭菌
B.可用稀释涂布平板法统计不同时间段各组肠道微生物的数量
C.据表推测,培养过程中肠道微生物可利用辣椒素进行细胞代谢
D.据图推测,辣椒水和辣椒素对肠道微生物的繁殖均具有促进作用
解析:接种微生物之前,需先对含辣椒素的培养基高压蒸汽灭菌,保证无杂菌污染;稀释涂布平板法既可以分离微生物,也可以统计微生物的数量,所以可用稀释涂布平板法统计不同时间段各组肠道微生物的数量;由表可知,培养过程中,PE组和SC组的辣椒素含量逐渐下降,直至降到0,故推测肠道微生物可利用辣椒素进行细胞代谢;分析题图可知,在0～24 h内,辣椒水和辣椒素对肠道微生物的繁殖是先抑制后促进,最后又抑制,并非一直具有促进作用。
8.泡菜,古称葅,是指为了利于长时间存放而经过发酵的蔬菜。我国最早的诗集《诗经》中有“中田有庐,疆埸有瓜,是剥是菹,献之皇祖”的诗句。“庐”和“瓜”是蔬菜,“剥”和“菹”是腌制加工的意思。泡菜历史悠久,流传广泛,几乎家家会做,人人吃,在筵席上也要上几碟泡菜。下列有关泡菜制作的描述,错误的是( D )
A.向泡菜坛盖边沿的水槽中注水并在发酵的过程中不断补充,可以提供无氧发酵环境
B.发酵过程中加入一些已经腌制过的泡菜汁可以缩短发酵时间
C.应用细菌计数板对泡菜汁中乳酸菌进行计数,应该先盖盖玻片再滴加样液
D.制作泡菜时,可将盐水煮沸,既能灭菌避免杂菌污染又能去除盐水中的氧气
解析:煮沸只能达到消毒的目的,属于消毒方法,不能灭菌。
9.某些商家为了延长保质期,在泡菜和酱油制作中均会添加一定量的防腐剂。下列有关泡菜和酱油的叙述正确的是( B )
A.泡菜发酵中期,pH下降,大肠杆菌、酵母菌等活动被抑制,发酵产物只有乳酸
B.泡菜发酵后期,乳酸菌的生长繁殖也会受到抑制
C.防腐剂属于食品添加剂,在泡菜和酱油制作中大量使用不会危害人体健康
D.泡菜属于传统发酵技术的产物,而酱油不属于传统发酵技术的产物
解析:泡菜发酵中期,由于氧气耗尽,无氧环境形成,乳酸菌代谢活跃,乳酸含量继续增加,同时,酵母菌是兼性厌氧菌,能够进行无氧呼吸,所以此时发酵产物还有酒精;泡菜发酵后期,乳酸不断积累,pH下降,过酸的环境抑制了乳酸菌的生长繁殖,进而使发酵速度逐渐变缓甚至停止;食品添加剂要在规定范围内使用,大量添加会危害人体健康;泡菜和酱油都属于传统发酵技术的产物。
10.长期使用有机农药苯磺隆会造成环境污染,研究发现土壤中某些微生物能降解苯磺隆。研究人员通过图甲、乙(乙中上清液为将该菌种的培养液过滤得到)所示实验过程分离降解苯磺隆的菌株并探索其降解机制。下列相关叙述错误的是( B )
A.对图甲锥形瓶进行振荡培养可缩短培养时间
B.选择培养后,用涂布器将菌种接种到固体培养基上进行纯化
C.图甲选择培养所用的培养基中的唯一碳源为苯磺隆
D.图乙还需增加一组空白对照才能探究苯磺隆的降解机制
解析:振荡培养有利于微生物与营养物质充分接触,繁殖加快,可缩短培养时间;由图甲中平板上菌落的分布特点及下面的文字“划线纯化”可知,其接种方法为平板划线法,用接种环将菌种接种到固体培养基上进行纯化;应增设一组空白对照(将蛋白酶溶液改为等量蒸馏水),才能说明该菌的降解机制为分泌降解苯磺隆的蛋白质。
11.胶质芽孢杆菌可以分解含钾矿物质硅酸盐并释放出钾离子供植物利用,它还可产生多种生物活性物质,促进植物生长。某实验室在土壤中分离到了胶质芽孢杆菌NS05。有关NS05的分离、纯化和计数的叙述,正确的是( D )
A.培养基中的氮源仅能提供N元素
B.培养基pH的调节在灭菌前后进行都可以
C.可采用平板划线法对胶质芽孢杆菌进行分离和计数
D.分离纯化NS05时可使用矿物质硅酸盐作为唯一钾源的培养基
解析:培养基中的氮源除提供N元素外,还可能提供O、H等元素;微生物培养应注意无菌操作,调pH应该在灭菌之前;平板划线法可对微生物进行分离,但不能用于计数,计数应选择稀释涂布平板法;分离纯化NS05时可使用含钾矿物质硅酸盐作为唯一钾源的固体培养基,在该培养基上只有能分解硅酸盐的目的菌能够生存。
12.(2023·河北唐山三模)结核分枝杆菌可以引起结核病,主要感染肺部细胞,其细胞壁厚、脂质含量高,能抵御不利自然环境。为探究不同抗生素对结核分枝杆菌的抑菌效果,将患者体内的病原菌进行分离培养,实验结果如图所示。培养基成分主要含有天冬氨酸、甘油、鸡蛋黄、KH2PO4、MgSO4等。下列分析不正确的是( B )
A.结核分枝杆菌会引起人体发生体液免疫和细胞免疫
B.此培养基成分中提供氮源的是天冬氨酸
C.接种过程所用实验器材有酒精灯、涂布器、微量移液器
D.图中D为无菌水,作为对照
解析:结核分枝杆菌主要感染肺部细胞,属于寄生细菌,会引起体液免疫和细胞免疫;培养基中的天冬氨酸和鸡蛋黄都含有N,故此培养基成分中提供氮源的是天冬氨酸和鸡蛋黄;结合题意,本探究实验采用的是稀释涂布平板法,故接种过程所用实验器材有酒精灯、涂布器、微量移液器;根据对照原则,实验中浸某种液体D的滤纸片应为实验对照组,为了保证单一变量,D应为无菌水。
13.(2023·江苏扬州三模)下列有关发酵工程应用的描述,正确的是( D )
A.酱油的制作以大麦为主要原料,利用黑曲霉将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸
B.啤酒发酵过程中酵母菌繁殖在主发酵阶段完成,糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
C.微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的,这是一种化学防治
D.在青贮饲料中添加乳酸菌,可以提高饲料的品质,使饲料保鲜,动物食用后还能提高免疫力
解析:生产酱油的菌种主要是黑曲霉,原料主要是大豆;啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成,大部分糖的分解和代谢物的生成也在主发酵阶段完成;微生物农药防治病虫害属于生物防治的重要手段;微生物含有丰富的蛋白质,在青贮饲料中添加乳酸菌,可以提高饲料的品质,使饲料保鲜,动物食用后还能提高免疫力。
二、非选择题
14.(2023·湖南岳阳一模)生活垃圾是城市环境污染的主要原因之一,例如大量厨余垃圾堆积会污染周围空气和水源。为解决相关问题,科研人员设计了如图所示的选育无臭菌种方案,根据所学知识回答问题。
(1)选育无臭菌种的培养基均是以厨余垃圾粉碎并严格灭菌后制得,目的是
。
厨余垃圾产生的异味来自细菌发酵产物,因此③过程浇注分离时需要检测 。④过程划线纯化后应该在划线的末端选择较大的菌落作为目的菌种,理由是
。
(2)厨余垃圾中高盐分、高油脂影响细菌的正常生活,很难获得高效无臭分解菌。因此研究人员从其他耐盐耐油菌种中获取了相关耐性基因,并构建表达载体,此过程中使用含有抗青霉素基因的质粒的作用是
。
将表达载体导入微生物受体细胞的方法一般是用 处理,使其处于感受态。
(3)转基因无臭分解菌经过⑤扩大培养后获得大量菌体,烘干测定发现其中蛋白质含量高达65%,有人提议大量培养该菌体,然后通过分离获得丰富的蛋白粉满足市场需求。你的意见是
。
解析:(1)选育无臭菌种的培养基是以厨余垃圾粉碎并严格灭菌后制得,这样做是为了选择适应在厨余垃圾上生长的菌种并防止杂菌污染。平板浇注法是常用的菌种分离纯化方法,厨余垃圾产生的异味来自细菌发酵产物,③过程浇注分离时需要检测产物的成分(或气味),④过程所用的方法为平板划线法,在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着划线次数的增加,菌种逐渐减少,最后划线末端可得到由单个细菌繁殖而形成的菌落,菌落越大代表菌种活性越强,因此划线纯化后应该在划线的末端选择较大的菌落作为目的菌种。
(2)用抗青霉素基因作标记基因可便于筛选成功导入目的基因的细菌,将表达载体导入微生物受体细胞的方法是感受态处理法,常用Ca2+处理微生物受体细胞,使其处于感受态。
(3)在进行大量培养该菌体获得丰富的蛋白粉之前,需要检验该菌体蛋白质的安全性和可食用性,避免带来不必要的健康风险和食品污染。
答案:(1)选择适应在厨余垃圾上生长的菌种并防止杂菌污染 产物的成分(或气味) 末端形成的菌落通常由单一细菌繁殖而来,菌落越大代表菌种活性越强
(2)便于筛选成功导入目的基因的细菌 Ca2+
(3)需要检验该菌体蛋白质的安全性和可食用性,避免带来不必要的健康风险和食品污染
15.某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌,在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力,并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ:K2HPO4,MgSO4,NH4NO3,石油。
培养基Ⅱ:K2HPO4,MgSO4,石油。
操作步骤:
①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养,得到A、B菌液。
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂,分别制成平板Ⅰ、Ⅱ,并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
回答下列问题。
(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是 。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源,氮源在菌体内可以参与合成
(答出2种即可)等生物大分子。
(2)步骤①中,在资源和空间不受限制的阶段,若最初接种N0个A细菌,繁殖n代后细菌的数量是 。
(3)为了比较A、B降解石油的能力,某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验,结果如表所示(“+”表示有透明圈,“+”越多表示透明圈越大,“-”表示无透明圈),推测该同学的实验思路是


。
(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤,根据上表所示实验结果,治理石油污染应选用的菌株是 ,理由是
。
解析:(1)石油中含有含碳有机物,可以作为碳源。菌体内的含氮生物大分子有蛋白质和核酸。(2)在资源和空间不受限制的阶段,细菌呈“J”形增长。若最初接种N0个A细菌,繁殖n代后A细菌的数量是N0·2n。(3)由题表可知,A菌株降解石油的能力比B菌株强,形成的透明圈比B菌株的大,且A菌株可以固氮,在培养基中不添加氮源的情况下也可以生长繁殖,产生透明圈;B菌株不能固氮,在培养基中不添加氮源的情况下不能生长繁殖,不能产生透明圈,可据此设计实验。(4)据表格信息可知,A菌株在无NH4NO3的培养基上可以生长繁殖,而B菌株在无NH4NO3的培养基上不能生长繁殖,因此治理贫氮且被石油污染的土壤,应该选用A菌株。
答案:(1)石油 DNA、RNA和蛋白质(合理即可)
(2)N0·2n
(3)在平板Ⅰ和平板Ⅱ的甲孔中均滴加A菌液,在平板Ⅰ和平板Ⅱ的乙孔中均滴加等量的B菌液,培养相同时间,观察透明圈大小(,分解石油的能力越强,透明圈越大)
(4)A菌株 A菌株在无NH4NO3的培养基上可以生长繁殖,而B菌株在无NH4NO3的培养基上不能生长繁殖,且A菌株分解石油的能力较强(合理即可)
16.食醋起源于中国,具有悠久的历史。传统固态酿醋工艺是我国宝贵的民族文化遗产,工艺流程如图。回答下列问题。
(1)图中加入的菌种a是 。酒精发酵前期,溶液中营养丰富,并有一定量的溶解氧,菌种a会 ,之后菌种a达到一定浓度后,在无氧的条件下将葡萄糖分解为 。
(2)菌种b的最适生长温度为 。当缺少糖源时,菌种b利用乙醇生成乙酸的过程是 。
(3)麸皮能疏松酒醅、积存和流通空气,醋酸发酵前拌麸皮的目的是
,将淋出的生醋经过沉淀进行高温浓缩,高温浓缩有 的作用。
(4)为纯化和接种醋酸菌,可采用下图中 (填字母)所示的划线分离操作。若在划线操作过程中,第一区域划第一条线后灼烧了接种环,则第一区域将出现的现象是 。
解析:(1)酒精发酵常用的微生物是酵母菌,故图中加入的菌种a是酵母菌;酵母菌是兼性厌氧菌,在有氧的条件下会大量繁殖,故发酵前期,菌种a会大量繁殖;酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳。
(2)醋酸发酵中起主要作用的微生物是醋酸菌,故菌种b是醋酸菌,醋酸菌最适生长温度为30～35 ℃;醋酸菌在缺少糖源时,先将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸。
(3)由于醋酸菌为好氧细菌,麸皮能疏松酒醅、积存和流通空气,因此拌麸皮有利于醋酸菌的繁殖和代谢;将淋出的生醋经过沉淀进行高温浓缩,高温能将生醋里的一些微生物杀死,故高温浓缩有杀菌的作用。
(4)为纯化和接种醋酸菌,可采用平板划线法,平板划线法的具体操作是,从第二次划线开始,划线应从上次划线末端开始,并且最后一次划线不能与第一次划线相连,故选A;灼烧了接种环会将接种环上的菌烧死,若在划线操作过程中,第一区域划第一条线后灼烧了接种环,则第一区域将出现的现象是第一条线上有菌落,第二、三条线上无菌落。
答案:(1)酵母菌 大量繁殖 酒精和二氧化碳
(2)30～35 ℃ 先将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸
(3)加快醋酸菌的繁殖和代谢 杀菌
(4)A 第一条线上有菌落,第二、三条线上无菌落组别
0 h
6 h
12 h
24 h
PE组
1.12
1.00
0.32
0
SC组
1.12
1.00
0
0
菌株
透明圈大小
平板Ⅰ
平板Ⅱ
A
+++
++
B
++
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