高中生物北师大版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第1章 发酵工程第五节 发酵工程的应用一课一练

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A.不要与杀菌剂产品混合使用
B.用菌肥拌种能提高种子萌发率
C.圆褐固氮菌具有较强的固氮能力,制成菌肥施入土壤中以增加土壤肥力,提高农作物的产量
D.微生物菌肥宜与氮磷钾等复合肥料共同使用
答案:D
解析:微生物菌肥中含有有益菌,与杀菌剂混合使用会被杀菌剂杀灭,影响菌肥的功效,A项正确。菌肥中的一些微生物自身会分泌一定量的植物激素,刺激作物的生根、分蘖、出芽等过程,B项正确。圆褐固氮菌具有较强的固氮能力,能够将大气中的N2固定成NH3,这些NH3进入土壤后提高了土壤肥力,进而提高了农作物产量,C项正确。微生物菌肥适合与有机质共同使用,但是与氮磷钾等复合肥料共用,会杀死菌肥中的部分微生物,降低肥效,D项错误。
2.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:发酵工程生产的单细胞蛋白其实就是微生物菌体,经过加工可以生产高蛋白食品。
3.下列有关发酵工程应用的叙述,错误的是( )。
A.人们可以利用嗜低温菌提高热敏性产品的产量
B.利用白僵菌防治玉米螟是利用微生物的代谢产物防治病虫害的实例
C.借助基因工程和发酵工程,可以利用微生物生产生长激素释放抑制激素,提高产量
D.利用头孢菌素抗细菌感染
答案:B
4.与传统发酵技术相比,发酵工程的产品种类更加丰富,产量和质量明显提高。下列相关表述错误的是( )。
A.利用发酵工程生产的微生物菌肥可用于农、林害虫的防治
B.发酵工程应用效果最显著的是医药领域
C.在发酵工程的发酵环节中,发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径
D.可以利用微生物通过发酵工程生产单细胞蛋白
答案:A
解析:微生物菌肥不能用于农、林害虫的防治,可用于农、林害虫防治的是微生物农药。
5.餐厨废水含有丰富的糖类、蛋白质等有机物,研究者将三种细菌单独或混合接种于餐厨废水培养液中,通过测定菌悬液细胞密度(结果见下表)研究三者的关系,为利用餐厨废水制备复合菌肥的研究提供依据。下列说法错误的是( )。
注CFU·mL-1指每毫升样品中培养出的活菌数。
A.上述细菌作为分解者将餐厨废水中的有机物分解
B.对照组的培养液为没有经过灭菌处理的餐厨废水
C.可用稀释涂布平板法计算不同条件下的活菌数
D.由结果可知,解磷巨大芽孢杆菌的竞争能力较强
答案:B
解析:题述细菌能够将餐厨废水中的有机物分解,属于分解者,A项正确。由题表可知,对照组三种细菌的细胞密度均为零,说明对照组的培养液为经过灭菌处理的餐厨废水或无菌水,B项错误。活菌计数时,常用稀释涂布平板法,C项正确。由题表可知,无论是将三种细菌单独接种于餐厨废水培养液中,还是混合接种于餐厨废水培养液中,解磷巨大芽孢杆菌的细胞密度均最大,说明解磷巨大芽孢杆菌的竞争能力较强,D项正确。
6.为修复长期使用农药导致有机物污染的农田,可向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂。下列相关叙述错误的是( )。
A.加入菌剂可增加土壤中的物种多样性,提高土壤生态系统的稳定性
B.该菌剂使进入农作物的残留农药减少,一定程度上阻碍了土壤中的物质循环
C.土壤中有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类,降低害虫的优势度
D.复合菌剂中的农药降解菌对农药的分解有助于生态保护
答案:B
解析:加入菌剂可增加土壤中生物的种类和数量,增加物种多样性,从而提高土壤生态系统的稳定性,A项正确。该菌剂使进入农作物的残留农药减少,有利于其他生物的生存,因而在一定程度上促进了土壤中的物质循环,B项错误。土壤中有毒物质的减少有利于其他生物的生存,从而增加了农田动物的种类,降低了害虫的优势度,C项正确。复合菌剂中的农药降解菌可降解残留农药,有利于其他生物的生存,有助于生态保护,D项正确。
7.(不定项选择题)微生物菌剂是针对作物栽培和育苗移栽面积扩大,连作重茬增多,农作物病虫害日趋严重的状况,采用高新生物技术研制而成的新型生物抗病菌肥。微生物菌剂是目标微生物(有益菌)经过工业化扩繁之后,加工制成的活菌制剂,广泛应用于经济作物种植、禽畜粪便腐熟、工业废弃物处理、环境改良等场合。下列叙述正确的是( )。
A.目标微生物若为分解尿素的细菌,它能将作物不能直接吸收的尿素分解成氨
B.如果要从土壤中筛选某目的菌株,应人为提供有利于该菌株生长的条件,同时抑制或阻止其他微生物生长
C.制作的微生物菌剂都是活菌制剂,同酶制剂一样需要适宜的温度和pH
D.若检验某微生物菌剂是否合格,可以利用连续划线法统计菌剂中的活菌数作为判断依据
答案:ABC
解析:测定活菌数量常用稀释涂布平板法。
8.(不定项选择题)微生物农药包括细菌杀虫剂、真菌杀虫剂和农用抗生素等,例如苏云金芽孢杆菌、白僵菌、放线菌酮、茴香霉素等。随着人们对环境保护越来越高的要求,微生物农药无疑是今后农药的发展方向之一。但在使用过程中也面临一些问题,下列哪些可能是微生物农药所面临的问题?( )
A.减少在农副产品中的农药残留量
B.有效成分含量是否稳定
C.有效成分的附着性
D.克服化学农药对生态环境的污染
答案:BC
解析:微生物农药是指以细菌、真菌、病毒和原生动物或经基因修饰的微生物活体为有效成分,防治病、虫、草、鼠等有害生物的生物源农药。对人、畜、农作物和自然环境安全,其最大的优势在于能克服化学农药对生态环境的污染和减少在农副产品中的农药残留量,但在使用过程中也面临一些问题:产品的理化指标和有效成分含量不稳定,成为微生物农药发展的一个瓶颈;有效成分能否在植物表面长期附着是决定其防治效果的重要因素。
9.(不定项选择题)谷氨酸棒杆菌是好氧菌,利用谷氨酸棒杆菌可以生产谷氨酸。下列有关发酵工程及发酵罐中谷氨酸发酵的叙述,正确的是( )。
A.发酵罐中需要不断通入空气
B.搅拌的目的只是使空气形成细小气泡,增加培养液中的溶氧量
C.利用谷氨酸棒杆菌生产谷氨酸是发酵工程在食品行业中的应用之一
D.若培养条件不当就不能得到所需产品
答案:CD
解析:发酵罐中应通入无菌空气,A项错误。搅拌的目的有两个:一是增加培养液中的溶解氧;二是使菌种与培养液充分接触,B项错误。谷氨酸是味精的主要成分,利用谷氨酸棒杆菌生产谷氨酸,属于发酵工程在食品行业中的应用,C项正确。培养条件不当会得不到所需产品,D项正确。
10.蝗虫被认为是世界上最具破坏性的迁徙性害虫,它们只有大约3个月的生命周期,在迁徙的过程中不断进食、产卵、死亡。回答下列问题。
(1)科学家认为采用化学农药和微生物农药(微孢子虫类和绿僵菌)等防治措施可快速有效控制蝗灾。和化学农药防治相比,微生物农药防治的优势是 。
(2)某论文指出:“蝗虫从独居到群居的转变,始于它们相互吸引而聚集在一起,发现并嗅到对方发出的气味,或者用后肢彼此触碰。”这说明了 信息在促进种群繁衍中的重要作用。
(3)蝗虫微孢子虫是一种单细胞原生动物,传统培养微孢子虫主要靠活体蝗虫,我国科学家发明了一种利用体外悬浮培养液大量培养蝗虫微孢子虫的方法,为蝗虫微孢子虫作为生物杀虫剂的大规模使用提供了技术支持。
绿僵菌的菌丝体能穿破害虫的表皮进入害虫体内,在血腔中生长,并且产生毒素,毒素刺激害虫组织变质,使害虫的质膜坏死,导致细胞脱水死亡。在外界环境适宜的条件下,长出绿色的分生孢子,以感染其他的害虫,周而复始,达到杀死大量农作物害虫的目的。开展绿僵菌的研究,对于农业害虫的生物防治,具有重要意义。
①蝗虫微孢子虫、绿僵菌与蝗虫的关系是 。
②体外培养蝗虫微孢子虫的培养液中必须添加 。
答案:(1)对环境不造成污染 (2)化学信息和行为 (3)寄生 易被微孢子虫感染的昆虫活细胞
解析:(1)微生物农药防治是生物防治,可以减少化学农药的使用,不会对环境造成污染。(2)气味属于化学信息,后肢相互触碰属于行为信息。(3)蝗虫微孢子虫、绿僵菌都是靠寄生在蝗虫体内对蝗虫进行杀伤的,它们与蝗虫的关系均为寄生。由于蝗虫微孢子虫是专门寄生在蝗虫等昆虫体内的原生动物,所以体外培养蝗虫微孢子虫的培养液中必须添加易被微孢子虫感染的昆虫活细胞。
11.某新能源研究兴趣小组尝试用木薯块根的淀粉制备燃料酒精。查阅资料后,他们用酶将木薯淀粉降解成单糖,安装的酒精发酵装置以及采用的发酵条件如图1-5-1所示。请据图回答下列问题。
图1-5-1
(1)向发酵瓶中加入5 g酵母菌开始实验,发酵初期,通气阀①需要偶尔短时间打开,并在A通气口处打气,以利于 ;实验过程中,通气阀②需要偶尔短时间打开,目的是 。
(2)发酵第3天,取出少量发酵液,滴加含有 的浓硫酸溶液来检测酒精。
(3)检测后发现,尽管酵母菌菌种合适、木薯淀粉酶解物充足、操作正确、发酵温度和pH适宜,但酒精含量比预期低。为此他们展开了讨论,认为还有其他影响因素,如 。请设计实验对此因素进行探究并预测实验结果(用表格形式呈现;用“+”表示酒精含量,最高含量为“+++++”)。
(4)请对预测的结果进行分析并得出结论。
答案:(1)酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖 排出细胞代谢产生的CO2
(2)重铬酸钾
(3)木薯淀粉酶解物浓度
(4)外界溶液浓度过高时,酵母菌细胞会因失水过多而死亡,酒精含量反而减少。一定范围内,随着木薯淀粉酶解物浓度的增大,酒精含量增多,但超过一定范围后,随着木薯淀粉酶解物浓度的增大,酒精含量逐渐减少。
解析:(1)酵母菌为兼性厌氧微生物,在A通气口处打气可让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,从而增加酵母菌的数量。通气阀②偶尔短时间打开,是为了排出细胞代谢产生的CO2。
(2)橙色的重铬酸钾在酸性条件下与酒精反应变成灰绿色。
(3)由题意“尽管酵母菌菌种合适、木薯淀粉酶解物充足、操作正确、发酵温度和pH适宜”可知,排除了O2、温度、pH、营养物质含量等因素,可能是培养液的浓度影响酒精的产生量。设计一系列不同浓度梯度的淀粉酶解物培养基进行实验,其他操作、条件等都相同,最后检测酒精的含量。
(4)若培养液的浓度过高,则酵母菌会失水死亡,影响酒精的产生量。
菌株
细胞密度/(×107 CFU·mL-1)
对照组
单独培养组
三种细菌混合培养组
解磷巨大芽孢杆菌
0
8.49
8.24
圆褐固氮菌
0
5.09
3.35
解钾胶质芽孢杆菌
0
2.81
1.41
锥形瓶编号
1
2
3
4
5
木薯淀粉酶解物浓度
浓度1
浓度2
浓度3
浓度4
浓度5
酒精含量
+++
++++
+++
++
++++
++