内容正文:
第一章 发酵工程
章末检测卷
一、选择题:本题共20小题,每小题2分,共40分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.在制作果酒、果醋、泡菜时,发酵过程中对氧气的需求情况分别是( )
A.无氧、有氧、无氧 B.有氧、无氧、无氧 C.无氧、有氧、有氧 D.无氧、无氧、有氧
2.用酵母菌使葡萄汁产生葡萄酒,当酒精含量达到12%~16%时,发酵就停止了。有关解释不正确的是( )
A.酒精对酵母菌有毒害作用 B.营养物质因消耗而不足
C.产物积累使pH发生改变 D.氧气过少导致其无法呼吸
3.家庭中制作泡菜的方法:新鲜的蔬菜经过整理、清洁后,放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中,然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”,密封后置于温度适宜的地方。下列与此过程相关的叙述不正确的是( )
A.用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒
B.加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种
C.制作泡菜过程中,有机物的干重和种类将减少
D.若制作的泡菜咸而不酸最可能的原因是大量的食盐抑制了乳酸菌的发酵过程
4.下列关于传统发酵技术涉及的微生物的描述正确的是( )
A.在葡萄酒的制作过程中,密封时间越长,酵母菌产生的酒精量就越多
B.果醋的生产过程中,具有协同作用的菌种是酵母菌和醋酸菌
C.传统发酵技术所用的微生物是经过筛选和纯培养的单一菌种
D.乳酸菌是厌氧型细菌,在无氧条件下,也可以将葡萄糖分解成酒精和CO2
5.在家庭中用鲜葡萄制作果酒时,正确的操作是( )
A.葡萄汁装瓶时,不留空间以便酵母菌无氧呼吸
B.将发酵装置放在20 ℃左右的环境中,适合酵母菌繁殖
C.定期向发酵装置通入无菌空气,便于酵母菌有氧呼吸
D.定期打开发酵瓶瓶盖进行放气,防止发酵瓶爆裂
6.下列关于传统发酵技术应用的叙述正确的是( )
A.利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵
B.家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵
C.果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反
D.毛霉可以产生蛋白酶分解豆腐中的脂肪等物质参与腐乳发酵
7.下列关于果醋制作的说法正确的是( )
A.醋酸菌是好氧菌,在制作过程中要一直打开发酵瓶
B.在制作葡萄醋的过程中,温度应严格控制在18~25 ℃
C.当糖源不足时,醋酸菌可将乙醇直接转变为乙酸
D.制作果醋时,中断通氧可能会引起醋酸菌死亡
8.下列关于无菌操作的叙述错误的是( )
A.对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌
B.将用于微生物培养的培养器皿、接种用具和培养基等进行灭菌
C.为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行
D.实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触
9.平板冷凝后,要将平板倒置,其原因是( )
A.接种时再拿起来方便 B.在皿底上标记日期等方便
C.正着放置容易破碎 D.防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染
10.下列有关细菌培养的叙述正确的是( )
A.在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌
B.在培养基中加入青霉素可抑制真菌,促进破伤风杆菌的生长
C.向液体培养基中通入氧气能促进破伤风杆菌的生长
D.在半固体培养基中接种细菌培养后可以观察其运动
11.研究人员以苹果为原料,先接种酵母菌,发酵96 h再接种老陈醋的醋醅(含醋酸菌)进行发酵,酿造苹果醋。如图为发酵液中酒精含量和总酸含量随发酵时间变化的曲线。下列相关分析不正确的是( )
A.发酵0~24 h酵母菌进行了有氧呼吸 B.接种醋醅24 h后随着发酵时间延长pH逐渐下降
C.96 h后发酵温度应适度升高调整 D.发酵过程中有机物的能量全部留在发酵产品中
12.如图为纯培养酵母菌的一个操作环节,下列相关叙述中,错误的是( )
A.该操作步骤是接种和分离酵母菌,方法是平板划线法
B.除第一次划线外,以后的每一次划线的起点是上一次划线的末端
C.图中酵母菌密度最小的是5处
D.完成此操作环节,接种环共灼烧了5次
13.科研人员拟从活性污泥中分离出高效分解甲醛的细菌,以处理废弃的福尔马林(甲醛的水溶液)。筛选和纯化甲醛分解菌的过程如图所示。LB培养基能使菌种成倍扩增。下列相关说法正确的是( )
A.LB培养基中含有碳源、氮源、水和无机盐,属于选择培养基
B.步骤④倒平板时,需待培养基冷却至室温在酒精灯火焰附近操作
C.平板划线法和稀释涂布平板法均可对目标菌株分离、纯化和计数
D.步骤⑤获得的甲醛浓度最低的培养瓶中的菌株即是筛选和纯化的目标菌
14.图1为谷氨酸发酵装置示意图,图2为谷氨酸产生机理图,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。下列对谷氨酸发酵的叙述正确的是( )
A.菌体是异养厌氧型微生物 B.培养基属于化学成分已知的液体培养基
C.谷氨酸的形成与搅拌速度有关 D.提高产物产量的关键是改变菌体膜的通透性
15.下列有关培养基的描述不正确的是( )
A.发酵工业中常用液体培养基进行菌种的扩大培养和发酵生产
B.培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性
C.培养基就是依据人们的需求,配制出的供微生物生长繁殖的营养基质
D.可在培养基中加入KH2PO4或K2HPO4,用于维持pH的相对稳定
16.下图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述不正确的是( )
A.改变通入气体种类,可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B.果酒发酵早期通入氮气,酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸
C.果醋的发酵周期与实验设定的温度有关
D.气体入口与气体出口可以交换使用
17.发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,下列哪项不是发酵过程中要完成的事( )
A.随时取样检测培养液中的微生物数目、产物浓度 B.不断添加菌种
C.及时添加必需的营养成分 D.严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件
18.将细菌放在固体培养基上培养,它会繁殖并形成菌落(如图)。某实验小组想检验两种抗生素的杀菌作用,下列合适的实验方案是( )
19.鼠疫由鼠疫杆菌引起,传染性强,人群普遍易感,位列中国法定甲类传染病第一位。下列关于鼠疫杆菌的叙述中不正确的是( )
A.鼠疫杆菌必须在相应的宿主细胞中才能增殖
B.鼠疫杆菌的分离、纯化可用平板划线法,也可以用稀释涂布平板法,但一定用固体培养基
C.通过该菌的菌落特征进行分离、纯化,是进行该菌研究的前提
D.研究过程中用的菌种和培养基必须经过严格灭菌后才可以丢弃
20.随意丢弃的塑料(聚乙烯)在自然界中很难降解,俗称“白色污染”,某大学教授偶然发现装米的塑料袋上有许多孔洞,还有黄粉虫幼虫和成虫爬出。带着这些疑问,该教授对黄粉虫幼虫消化道的微生物进行分离,在幼虫肠道中成功分离出塑料降解菌——微小杆菌YT2。下列有关叙述中不正确的是( )
A.实验室分离塑料降解菌时应以塑料(聚乙烯)为唯一碳源
B.采用平板划线法分离微小杆菌YT2时,划线时总是从上一次划线的末端开始划线
C.要观察塑料降解菌的菌落,需用液体培养基进行选择培养
D.若杀死微小杆菌YT2,黄粉虫无法消化塑料,推测该菌和黄粉虫幼虫的种间关系可能是互利共生
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
21.(8分)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题。
(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段,在酵母菌细胞的 中进行,其产物酒精与 试剂在酸性条件下反应呈现灰绿色,这一反应可用于酒精的检验;过程③在酵母菌细胞的 中进行。与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度 。
(2)第二阶段是在醋酸菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为乙酸的过程,根据醋酸菌的呼吸作用类型,该过程需要在 条件下才能完成。
(3)在生产过程中,第一阶段和第二阶段的发酵温度不同,第一阶段的温度 (填“低于”或“高于”)第二阶段。
(4)醋酸菌属于 核生物,其细胞结构中 (填“含有”或“不含有”)线粒体。
22.(14分)如图表示研究者从土壤中筛选分解尿素的细菌并计数的相关实验,请据图回答下列问题。
(1)进行过程①和②的目的分别是 和 ;图中弧线箭头上“?”的具体操作是 。
(2)进行培养基配制和灭菌时,灭菌与调节pH的先后顺序是 。倒平板时,待平板冷却凝固后,应将平板倒过来放置,并用记号笔在皿底上标明培养微生物的名称、平板上培养样品的稀释度、制作者姓名、培养日期及 等信息。纯化菌种时为了得到单一菌落,常采用的接种方法是 和 。
(3)研究者可以通过观察培养形成的菌落的 、隆起程度等特征,来判断培养基上是否感染了其他细菌。在实验中,研究者每隔24 h统计一次菌落数目,并选取菌落数目稳定时的记录作为结果,这样可以防止 。
23.(12分)科学研究发现,某种细菌能降解石油、增大石油乳化度、降低石油黏度,通过向油井中注入含有该种细菌的水可提高采油率。为了获得高纯度的该种细菌,科研人员做了相关实验,请分析回答下列问题。
(1)虽然不同微生物对营养物质的需求不同,但培养基中一般都含有
;为了防止杂菌污染,应对培养基进行 处理,常采用的处理方法是 。
(2)当以菌落数统计目的菌株数时,至少应选择3个菌落数在 (范围)的平板进行计数,并以菌落数的 作为统计结果,一般情况下该统计结果会 (填“低于”“高于”或“等于”)实际值。
(3)因分离获得的目的菌降解石油的效果不甚理想,科研人员对其进行了诱变处理(实验组)。与对照组相比,最可能的结果为:①实验组中大多数菌落周围的透明圈(石油被目的菌分解后褪色形成的圆形圈)大小 (填“有显著差异”或“无显著差异”);②实验组中少数菌落周围的透明圈 (填“变大”“变小”或“变大或变小”)。
24.(12分)某工厂的酒精发酵装置如图所示。回答下列问题。
(1)图中1是压力表,发酵时造成罐内压力增大的气体是 ,该气体通过图中 (填序号)排出罐体。
(2)2和5连接罐内冷凝水以保持适宜的发酵温度,入水口是 (填序号)。发酵过程中,4(温度计)的读数应在 。
(3)工厂化生产酒精需要在培养液中接种优良酵母菌菌种,实验室中培养酵母菌菌种时,常用培养基配方如下:
成分
含量
麦芽汁
20 g
蛋白胨
1 g
葡萄糖
20 g
琼脂
20 g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容至1 000 mL
该培养基中,葡萄糖的作用是
(答出2点即可)。
选用琼脂作凝固剂的理由是
(答出2点即可)。
25.(14分)与黄啤相比,黑啤的营养成分更加丰富,享有“黑牛奶”的美誉。如图是黑啤的酿造工艺流程简图,请回答下列相关问题。
原料→粉碎→糖化→麦汁过滤→麦汁煮沸
↓
除菌灌装←啤酒过滤←发酵←麦汁冷却←菌种
(1)啤酒花能赋予啤酒香味和爽口的苦味,加入麦汁中一起蒸煮一段时间。麦汁煮沸的主要目的是 (至少答出两点),为保证发酵时有足量的发酵菌,冷却后的麦汁中应该通入 。
(2)制作黑啤的原料是优质麦芽、黑麦芽以及其他辅料,糖化过程是将粉碎后的原料内含物在一定温度、pH等条件下,在 的作用下继续溶解和分解的过程。为保证黑啤的营养物质不被破坏,
啤酒灌装前除菌常用的方法是 。
(3)发酵过程中接种的微生物是 ,请用反应式表示发酵过程的原理
。
(4)一段时间内统计结果分析可发现,培养液中的菌种种群数量的生长曲线变化规律是 。
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第一章 发酵工程
章末检测卷
一、选择题:本题共20小题,每小题2分,共40分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.在制作果酒、果醋、泡菜时,发酵过程中对氧气的需求情况分别是( A )
A.无氧、有氧、无氧 B.有氧、无氧、无氧 C.无氧、有氧、有氧 D.无氧、无氧、有氧
解析:酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精;醋酸菌是好氧菌,因此其在进行果醋发酵时需要有氧环境;乳酸菌是厌氧型生物,其进行泡菜制作时需要无氧环境。
2.用酵母菌使葡萄汁产生葡萄酒,当酒精含量达到12%~16%时,发酵就停止了。有关解释不正确的是( D )
A.酒精对酵母菌有毒害作用 B.营养物质因消耗而不足
C.产物积累使pH发生改变 D.氧气过少导致其无法呼吸
解析:酒精对酵母菌有毒害作用;酵母菌无氧呼吸时需要消耗葡萄糖等营养物质,使营养物质减少,很难维持大量酵母菌的代谢需要;酒精发酵过程中会产生酒精和二氧化碳,导致pH发生改变,不适宜酵母菌生存;酒精发酵时进行的是无氧呼吸,不需要氧气。
3.家庭中制作泡菜的方法:新鲜的蔬菜经过整理、清洁后,放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中,然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”,密封后置于温度适宜的地方。下列与此过程相关的叙述不正确的是( C )
A.用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒
B.加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种
C.制作泡菜过程中,有机物的干重和种类将减少
D.若制作的泡菜咸而不酸最可能的原因是大量的食盐抑制了乳酸菌的发酵过程
解析:制作泡菜时,所用的泡菜坛要用白酒擦拭消毒,防止杂菌污染;加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种;制作泡菜的过程中,乳酸菌进行无氧呼吸消耗有机物产乳酸,有机物的干重减少,但种类增多;如果泡菜盐水浓度过高,乳酸菌会通过渗透作用失水,抑制乳酸菌生长,制作的泡菜会“咸而不酸”。
4.下列关于传统发酵技术涉及的微生物的描述正确的是( B )
A.在葡萄酒的制作过程中,密封时间越长,酵母菌产生的酒精量就越多
B.果醋的生产过程中,具有协同作用的菌种是酵母菌和醋酸菌
C.传统发酵技术所用的微生物是经过筛选和纯培养的单一菌种
D.乳酸菌是厌氧型细菌,在无氧条件下,也可以将葡萄糖分解成酒精和CO2
解析:在葡萄酒的制作过程中,随着发酵加深,营养物质逐渐消耗,代谢废物逐渐积累,酵母菌生存条件逐渐恶化,酵母菌死亡数量增加,代谢减弱,酵母菌产生的酒精量会逐渐减少;生产果醋时,酵母菌使糖转变成酒精,然后醋酸菌使酒精转变为乙酸,二者起协同作用;传统发酵技术所用的微生物是人类根据经验选择的混合菌种,操作过程中虽有部分无菌操作,但是并非筛选和纯培养获取单一菌种;乳酸菌在无氧条件下进行无氧呼吸,产物是乳酸,不是酒精和CO2。
5.在家庭中用鲜葡萄制作果酒时,正确的操作是( B )
A.葡萄汁装瓶时,不留空间以便酵母菌无氧呼吸
B.将发酵装置放在20 ℃左右的环境中,适合酵母菌繁殖
C.定期向发酵装置通入无菌空气,便于酵母菌有氧呼吸
D.定期打开发酵瓶瓶盖进行放气,防止发酵瓶爆裂
解析:酵母菌的呼吸作用类型是兼性厌氧型,葡萄汁装入发酵瓶时应留有大约1/3的空间,以利于酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,耗尽氧气后再进行无氧呼吸产生酒精;20 ℃左右适合酵母菌繁殖;发酵过程中酵母菌进行无氧呼吸,不能通入空气;果酒制作过程中会产生CO2,所以每隔一段时间需拧松瓶盖,放出CO2,以免造成发酵瓶爆裂。
6.下列关于传统发酵技术应用的叙述正确的是( B )
A.利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵
B.家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵
C.果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反
D.毛霉可以产生蛋白酶分解豆腐中的脂肪等物质参与腐乳发酵
解析:乳酸菌是厌氧菌,利用其制作酸奶时,应密封发酵;家庭制作果酒、果醋和腐乳时,受条件所限,通常会有杂菌混入其中,都不是纯种发酵;在果酒制作过程中,发酵液酸性增强,pH降低;蛋白酶可以分解蛋白质而不能分解脂肪。
7.下列关于果醋制作的说法正确的是( D )
A.醋酸菌是好氧菌,在制作过程中要一直打开发酵瓶
B.在制作葡萄醋的过程中,温度应严格控制在18~25 ℃
C.当糖源不足时,醋酸菌可将乙醇直接转变为乙酸
D.制作果醋时,中断通氧可能会引起醋酸菌死亡
解析:果醋制作过程中,一直打开发酵瓶会造成杂菌污染;果醋制作过程温度应严格控制在30~35 ℃;在糖源不足时,醋酸菌会将乙醇转变为乙醛,再将乙醛转变为乙酸;醋酸菌是一种好氧菌,所以在制作果醋过程中不能中断通氧。
8.下列关于无菌操作的叙述错误的是( A )
A.对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌
B.将用于微生物培养的培养器皿、接种用具和培养基等进行灭菌
C.为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行
D.实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触
解析:对实验操作的空间、操作者的衣着和手应进行清洁和消毒而不是灭菌。
9.平板冷凝后,要将平板倒置,其原因是( D )
A.接种时再拿起来方便 B.在皿底上标记日期等方便
C.正着放置容易破碎 D.防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染
解析:平板倒置主要是防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染。
10.下列有关细菌培养的叙述正确的是( D )
A.在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌
B.在培养基中加入青霉素可抑制真菌,促进破伤风杆菌的生长
C.向液体培养基中通入氧气能促进破伤风杆菌的生长
D.在半固体培养基中接种细菌培养后可以观察其运动
解析:在琼脂固体培养基上长出的单个菌落通常是由一个细菌增殖形成的,其中只含有一种细菌;青霉素能够破坏细菌的细胞壁而抑制细菌的生长繁殖,但对真菌的细胞结构无明显影响;破伤风杆菌属于厌氧菌,在通入氧气的条件下其生命活动会受到抑制;通常利用半固体培养基培养细菌以观察其运动。
11.研究人员以苹果为原料,先接种酵母菌,发酵96 h再接种老陈醋的醋醅(含醋酸菌)进行发酵,酿造苹果醋。如图为发酵液中酒精含量和总酸含量随发酵时间变化的曲线。下列相关分析不正确的是( D )
A.发酵0~24 h酵母菌进行了有氧呼吸 B.接种醋醅24 h后随着发酵时间延长pH逐渐下降
C.96 h后发酵温度应适度升高调整 D.发酵过程中有机物的能量全部留在发酵产品中
解析:发酵0~24 h没有酒精产生,说明酵母菌进行了有氧呼吸;接种醋醅24 h后随着发酵时间延长,总酸含量逐渐上升,pH逐渐下降;醋酸发酵的最适温度为30~35 ℃,酒精发酵的最适温度为18~30 ℃,故由产酒到产醋应适当升高温度;发酵过程中有机物作为呼吸底物释放的能量,部分以热能散失,部分转化为ATP中活跃的化学能,还有部分留在发酵产品中。
12.如图为纯培养酵母菌的一个操作环节,下列相关叙述中,错误的是( D )
A.该操作步骤是接种和分离酵母菌,方法是平板划线法
B.除第一次划线外,以后的每一次划线的起点是上一次划线的末端
C.图中酵母菌密度最小的是5处
D.完成此操作环节,接种环共灼烧了5次
解析:接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌,所以完成此操作环节,接种环共灼烧了6次。
13.科研人员拟从活性污泥中分离出高效分解甲醛的细菌,以处理废弃的福尔马林(甲醛的水溶液)。筛选和纯化甲醛分解菌的过程如图所示。LB培养基能使菌种成倍扩增。下列相关说法正确的是( D )
A.LB培养基中含有碳源、氮源、水和无机盐,属于选择培养基
B.步骤④倒平板时,需待培养基冷却至室温在酒精灯火焰附近操作
C.平板划线法和稀释涂布平板法均可对目标菌株分离、纯化和计数
D.步骤⑤获得的甲醛浓度最低的培养瓶中的菌株即是筛选和纯化的目标菌
解析:LB培养基是全营养培养基,目的是获得大量微生物,从而增加目标菌的数量;步骤④倒平板时,需待培养基冷却至50 ℃左右时,在酒精灯火焰附近操作;平板划线法和稀释涂布平板法均可对目标菌株分离、纯化,但能用于菌落计数的是稀释涂布平板法;经步骤⑤处理后,瓶中甲醛浓度最低的一组说明菌株分解甲醛的能力最强,故步骤⑤获得的甲醛浓度最低的培养瓶中的菌株即是筛选和纯化的目标菌。
14.图1为谷氨酸发酵装置示意图,图2为谷氨酸产生机理图,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。下列对谷氨酸发酵的叙述正确的是( D )
A.菌体是异养厌氧型微生物 B.培养基属于化学成分已知的液体培养基
C.谷氨酸的形成与搅拌速度有关 D.提高产物产量的关键是改变菌体膜的通透性
解析:发酵过程需通入无菌空气,需提供有机营养物质,故菌体是异养需氧型微生物;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,该培养基中包含多种天然物质,化学成分不确定;谷氨酸发酵的菌体为需氧型,搅拌可以增加溶氧量,故谷氨酸的形成与搅拌速度有关;当谷氨酸过量时,会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,导致谷氨酸的合成量减少,若细胞膜的通透性好,有利于代谢物分泌出来,避免了谷氨酸对谷氨酸脱氢酶活性的抑制,从而提高产物产量。
15.下列有关培养基的描述不正确的是( C )
A.发酵工业中常用液体培养基进行菌种的扩大培养和发酵生产
B.培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性
C.培养基就是依据人们的需求,配制出的供微生物生长繁殖的营养基质
D.可在培养基中加入KH2PO4或K2HPO4,用于维持pH的相对稳定
解析:固体培养基常用于菌种的分离、计数和鉴定,液体培养基常用于菌种的扩大培养和进行发酵生产;培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,而培养细菌时需将pH调至中性或弱碱性;培养基是依据微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质。
16.下图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述不正确的是( D )
A.改变通入气体种类,可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B.果酒发酵早期通入氮气,酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸
C.果醋的发酵周期与实验设定的温度有关
D.气体入口与气体出口可以交换使用
解析:酵母菌是兼性厌氧菌,可进行有氧呼吸和无氧呼吸,通入氧气后,酵母菌进行有氧呼吸,通入其他气体,酵母菌进行无氧呼吸,故改变通入气体种类,可以研究呼吸作用类型对发酵的影响;果酒发酵早期通入氮气,装置中氧气减少,使酵母菌从有氧呼吸转变为无氧呼吸;温度影响酶的活性,则果醋的发酵周期与实验设定的温度有密切关系;气体入口管通入液面以下,气体出口管在液面以上,不能交换使用。
17.发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,下列哪项不是发酵过程中要完成的事( B )
A.随时取样检测培养液中的微生物数目、产物浓度 B.不断添加菌种
C.及时添加必需的营养成分 D.严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件
解析:发酵之前菌种已经添加完毕,发酵过程中不需要额外添加菌种。
18.将细菌放在固体培养基上培养,它会繁殖并形成菌落(如图)。某实验小组想检验两种抗生素的杀菌作用,下列合适的实验方案是( C )
解析:根据题意分析本实验的目的是检验两种抗生素的杀菌作用,该实验应遵循对照原则,即设计只有细菌的空白对照组,实验组是含有抗生素甲和含有抗生素乙,然后进行对比分析,符合分析的实验方案只有C。
19.鼠疫由鼠疫杆菌引起,传染性强,人群普遍易感,位列中国法定甲类传染病第一位。下列关于鼠疫杆菌的叙述中不正确的是( A )
A.鼠疫杆菌必须在相应的宿主细胞中才能增殖
B.鼠疫杆菌的分离、纯化可用平板划线法,也可以用稀释涂布平板法,但一定用固体培养基
C.通过该菌的菌落特征进行分离、纯化,是进行该菌研究的前提
D.研究过程中用的菌种和培养基必须经过严格灭菌后才可以丢弃
解析:鼠疫杆菌是细菌,属于原核生物,病毒必须在相应的宿主细胞中才能增殖;鼠疫杆菌的分离、纯化可用平板划线法,也可以用稀释涂布平板法,但一定用固体培养基;通过该菌的菌落特征进行分离、纯化,是进行该菌研究的前提;研究过程中用的菌种和培养基必须经过严格灭菌后才可以丢弃。
20.随意丢弃的塑料(聚乙烯)在自然界中很难降解,俗称“白色污染”,某大学教授偶然发现装米的塑料袋上有许多孔洞,还有黄粉虫幼虫和成虫爬出。带着这些疑问,该教授对黄粉虫幼虫消化道的微生物进行分离,在幼虫肠道中成功分离出塑料降解菌——微小杆菌YT2。下列有关叙述中不正确的是( C )
A.实验室分离塑料降解菌时应以塑料(聚乙烯)为唯一碳源
B.采用平板划线法分离微小杆菌YT2时,划线时总是从上一次划线的末端开始划线
C.要观察塑料降解菌的菌落,需用液体培养基进行选择培养
D.若杀死微小杆菌YT2,黄粉虫无法消化塑料,推测该菌和黄粉虫幼虫的种间关系可能是互利共生
解析:实验室分离塑料降解菌时应选择塑料为唯一碳源;采用平板划线法分离微生物时,在第二次及以后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线,这样的目的是将聚集的微生物逐步稀释,以便获得单个菌落;观察塑料降解菌的菌落需要固体培养基进行培养;若杀死该菌,黄粉虫无法消化塑料,推测该菌和黄粉虫幼虫的种间关系可能是互利共生。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
21.(8分)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题。
(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段,在酵母菌细胞的 中进行,其产物酒精与 试剂在酸性条件下反应呈现灰绿色,这一反应可用于酒精的检验;过程③在酵母菌细胞的 中进行。与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度 。
(2)第二阶段是在醋酸菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为乙酸的过程,根据醋酸菌的呼吸作用类型,该过程需要在 条件下才能完成。
(3)在生产过程中,第一阶段和第二阶段的发酵温度不同,第一阶段的温度 (填“低于”或“高于”)第二阶段。
(4)醋酸菌属于 核生物,其细胞结构中 (填“含有”或“不含有”)线粒体。
解析:(1)酵母菌有氧呼吸第一阶段及无氧呼吸全过程在细胞质基质中进行,酒精与重铬酸钾试剂在酸性条件下反应呈灰绿色。图示过程③为细胞有氧呼吸的第二、第三阶段,在线粒体中进行。与无氧呼吸相比,在有氧条件下,酵母菌的繁殖速度快。(2)醋酸菌的呼吸作用类型为有氧呼吸,所以将乙醇转变为乙酸的过程需在有氧条件下进行。(3)酒精发酵时,一般将温度控制在18~30 ℃,乙酸发酵时一般将
温度控制在30~35 ℃,故在生产过程中,酒精发酵温度低于乙酸发酵温度。(4)醋酸菌属于原核生物,其细胞结构中不含有线粒体。
答案:(每空1分)
(1)细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快 (2)有氧 (3)低于 (4)原 不含有
22.(14分)如图表示研究者从土壤中筛选分解尿素的细菌并计数的相关实验,请据图回答下列问题。
(1)进行过程①和②的目的分别是 和 ;图中弧线箭头上“?”的具体操作是 。
(2)进行培养基配制和灭菌时,灭菌与调节pH的先后顺序是 。倒平板时,待平板冷却凝固后,应将平板倒过来放置,并用记号笔在皿底上标明培养微生物的名称、平板上培养样品的稀释度、制作者姓名、培养日期及 等信息。纯化菌种时为了得到单一菌落,常采用的接种方法是 和 。
(3)研究者可以通过观察培养形成的菌落的 、隆起程度等特征,来判断培养基上是否感染了其他细菌。在实验中,研究者每隔24 h统计一次菌落数目,并选取菌落数目稳定时的记录作为结果,这样可以防止 。
解析:(1)结合图示可知,进行过程①和②的目的分别是选择培养和增加分解尿素的细菌的数量。图中弧线箭头上“?”的具体操作是挑出菌落。
(2)进行培养基配制和灭菌时,为了防止调节pH过程中培养基被杂菌感染,应先调节pH后灭菌。倒平板时,待平板冷却凝固后,应将平板倒过来放置,并用记号笔在皿底上标明培养微生物的名称、平板上培养样品的稀释度、制作者姓名、培养日期及培养基种类等信息。纯化菌种时为了得到单一菌落,常采用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法。
(3)根据不同细菌形成的菌落特征不同,研究者可以通过观察培养形成的菌落的形状、大小、颜色、隆起程度等特征,来判断培养基上是否感染了其他细菌。研究者每隔24 h统计一次菌落数目,并选取菌落数目稳定时的记录作为结果,这样可以防止因培养时间不足导致遗漏细菌数目。
答案:(除标注外,每空2分)
(1)选择培养(1分) 增加分解尿素的细菌的数量 挑出菌落(1分) (2)先调节pH后灭菌 培养基种类 平板划线法(1分) 稀释涂布平板法(1分)(后两空位置可颠倒)
(3)形状、大小、颜色 因培养时间不足导致遗漏细菌数目
23.(12分)科学研究发现,某种细菌能降解石油、增大石油乳化度、降低石油黏度,通过向油井中注入含有该种细菌的水可提高采油率。为了获得高纯度的该种细菌,科研人员做了相关实验,请分析回答下列问题。
(1)虽然不同微生物对营养物质的需求不同,但培养基中一般都含有
;为了防止杂菌污染,应对培养基进行 处理,常采用的处理方法是 。
(2)当以菌落数统计目的菌株数时,至少应选择3个菌落数在 (范围)的平板进行计数,并以菌落数的 作为统计结果,一般情况下该统计结果会 (填“低于”“高于”或“等于”)实际值。
(3)因分离获得的目的菌降解石油的效果不甚理想,科研人员对其进行了诱变处理(实验组)。与对照组相比,最可能的结果为:①实验组中大多数菌落周围的透明圈(石油被目的菌分解后褪色形成的圆形圈)大小 (填“有显著差异”或“无显著差异”);②实验组中少数菌落周围的透明圈 (填“变大”“变小”或“变大或变小”)。
解析:(1)不同微生物对营养物质的需求虽有不同,但培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,应对培养基进行灭菌处理,常采用湿热灭菌法对培养基进行灭菌。(2)当以菌落数统计目的菌株数时,应至少选择3个菌落数在30~300的平板进行计数,并以菌落数的平均值作为统计结果。当2个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,因此一般情况下该统计结果会低于实际值。(3)由于基因突变的低频性,对细菌进行诱变处理后,大多数细菌不会发生基因突变,其菌落周围的透明圈大小与对照组相比无显著差异;由于基因突变的不定向性(随机性),发生基因突变的细菌中,有的降解石油的能力会增强,有的可能还会减弱,因此实验组中少数菌落周围的透明圈比对照组中的大或小。
答案:(除标注外,每空1分)
(1)水、碳源、氮源和无机盐(2分) 灭菌 湿热灭菌法 (2)30~300 平均值 低于(2分)
(3)①无显著差异(2分) ②变大或变小(2分)
24.(12分)某工厂的酒精发酵装置如图所示。回答下列问题。
(1)图中1是压力表,发酵时造成罐内压力增大的气体是 ,该气体通过图中 (填序号)排出罐体。
(2)2和5连接罐内冷凝水以保持适宜的发酵温度,入水口是 (填序号)。发酵过程中,4(温度计)的读数应在 。
(3)工厂化生产酒精需要在培养液中接种优良酵母菌菌种,实验室中培养酵母菌菌种时,常用培养基配方如下:
成分
含量
麦芽汁
20 g
蛋白胨
1 g
葡萄糖
20 g
琼脂
20 g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容至1 000 mL
该培养基中,葡萄糖的作用是
(答出2点即可)。
选用琼脂作凝固剂的理由是
(答出2点即可)。
解析:(1)酒精发酵过程中除产生酒精外,还会产生二氧化碳,因此发酵时造成罐内压力增大的气体是二氧化碳,该气体通过图中7排出罐体。
(2)2和5连接罐内冷凝水以保持适宜的发酵温度,入水口在下,即2是入水口。酒精发酵的适宜温度是18~30 ℃,因此温度计的读数应在18~30 ℃。
(3)该培养基中,葡萄糖的作用是为细胞生物生命活动提供能量;为其他有机物的合成提供原料;维持培养基的渗透压。选用琼脂作凝固剂的理由是琼脂在常规培养条件下呈固态;微生物不能分解利用琼脂,加入琼脂不改变培养基营养成分。
答案:(每空2分)
(1)二氧化碳(CO2) 7 (2)2 18~30 ℃
(3)为细胞生物生命活动提供能量;为其他有机物的合成提供原料;维持培养基的渗透压 琼脂在常规培养条件下呈固态;微生物(酵母菌)不能分解利用琼脂,加入琼脂不改变培养基营养成分
25.(14分)与黄啤相比,黑啤的营养成分更加丰富,享有“黑牛奶”的美誉。如图是黑啤的酿造工艺流程简图,请回答下列相关问题。
原料→粉碎→糖化→麦汁过滤→麦汁煮沸
↓
除菌灌装←啤酒过滤←发酵←麦汁冷却←菌种
(1)啤酒花能赋予啤酒香味和爽口的苦味,加入麦汁中一起蒸煮一段时间。麦汁煮沸的主要目的是 (至少答出两点),为保证发酵时有足量的发酵菌,冷却后的麦汁中应该通入 。
(2)制作黑啤的原料是优质麦芽、黑麦芽以及其他辅料,糖化过程是将粉碎后的原料内含物在一定温度、pH等条件下,在 的作用下继续溶解和分解的过程。为保证黑啤的营养物质不被破坏,
啤酒灌装前除菌常用的方法是 。
(3)发酵过程中接种的微生物是 ,请用反应式表示发酵过程的原理
。
(4)一段时间内统计结果分析可发现,培养液中的菌种种群数量的生长曲线变化规律是 。
解析:(1)麦汁煮沸可以杀灭其中的杂菌、浓缩麦汁的浓度,还可以利用高温破坏麦汁中酶的活性,产生风味组分。酵母菌利用有氧呼吸大量繁殖,所以为了保证发酵时有足量的发酵菌,冷却后的麦汁中应该通入无菌空气。
(2)糖化过程是将粉碎后的原料内含物在一定温度、pH等条件下,在淀粉酶等多种酶的作用下继续溶解和分解的过程。为保证黑啤的营养物质不被破坏,啤酒灌装前常用巴氏消毒法除菌。
(3)根据以上分析可知,该实验需要的菌种是酵母菌,原理是无氧呼吸,反应式为:C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量。
(4)由于营养物质和空间都是有限的,所以酵母菌的数量先增加后稳定,即呈“S”形增长。
答案:(每空2分)
(1)杀菌、终止酶的作用、产生风味组分 无菌空气
(2)淀粉酶等多种酶(或一系列酶) 巴氏消毒法
(3)酵母菌 C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量
(4)呈“S”形增长(先增加后稳定)
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