训练(16) 发酵工程-2024年高二生物暑假作业（江苏专版）

训练(十六)　发酵工程 知识点一　传统食品的制作技术 知识点二　微生物的培养技术及应用 1．微生物培养中的无菌操作技术 2．两种纯化细菌方法的比较 3．微生物分离与计数的两个实例 知识点三　发酵工程的基本环节 1．某生物活动小组分别用3种不同浓度的食盐制作泡菜，下图是活动小组记录的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图，下列描述正确的是(　　) A．发酵初期，酵母菌等活动产CO2，水槽内常有气泡产生，发酵中期乳酸菌产CO2较少，气泡减少 B．结果显示食盐浓度过低会导致亚硝酸盐含量过高，传统发酵一般按清水与盐的质量比1∶3配制盐水 C．泡菜腌制过程中，腌制时间过长、温度过低和食盐用量过少都可能导致亚硝酸含量增加 D．先用沸水短时间处理白萝卜块，再添加陈泡菜水可以缩短白萝卜制作泡菜的腌制时间 2．《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢(“酢”同“醋”)法”的酿醋工艺：“大率酒一斗，用水三斗，合瓮盛，置日中曝之。七日后当臭，衣(指菌膜)生，勿得怪也，但停置，勿移动，挠搅之。数十日，醋成”。下列有关叙述错误的是(　　) A．该方法的原理是醋酸菌在缺少糖源时可将乙醇最终转化为乙酸 B．加水的目的是对酒进行稀释，避免酒精浓度过高杀死酵母菌 C．“衣”位于变酸的酒表面，是由醋酸菌大量繁殖形成的 D．挠搅有利于酒精与醋酸菌充分接触，还可以增加溶液中的溶解氧 3．科研人员进行了土壤中分解尿素的细菌的分离和纯化培养，实验流程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．步骤①获取土壤样品要遵循无菌操作原则，土壤样品要进行高压蒸汽灭菌 B．步骤④选择的纯化培养基，加入尿素的目的是为微生物提供碳源和氮源 C．通过步骤④培养基的筛选，科研人员可以获得土壤中分解尿素的细菌 D．若步骤④平板上统计细菌菌落平均数为150，则每克土壤含该种细菌约1.5×108个 4．如图表示培养和纯化X细菌的部分操作步骤，下列相关叙述错误的是(　　) A．对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒处理 B．步骤①倒平板操作过程中，用食指和拇指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，防止周围环境中杂菌的污染 C．步骤③应多个方向划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落 D．步骤③划线结束后在培养皿盖上做好标注，培养皿需要倒置培养 5．青霉素是一种常用的抗生素，其工业化生产流程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．图中的过程①、②都属于扩大培养，目的是增加菌种的数量 B．过程③可以用化学药物进行灭菌处理，防止培养基中掺杂其他微生物 C．青霉菌在罐内发酵是中心环节，该发酵过程高耗氧，要严格监控溶解氧 D．过程④常用的方法是过滤和沉淀，分离出的菌体可再投入发酵罐使用 6．制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的过程中，关于倒平板的具体描述正确的是(　　) ①等培养基冷却至40 ℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板 ②将灭过菌的培养皿放在桌面上，左手拔出棉塞 ③右手拿锥形瓶，使瓶口迅速通过火焰 ④用左手的拇指和食指拿开皿盖 ⑤右手将锥形瓶中培养基倒入培养皿，左手立即盖上皿盖 ⑥等待平板冷却5～10 s，将平板倒过来放置，使皿盖在下，皿底在上 A．只有一项正确　　　 B．只有两项正确 C．只有三项正确 D．只有四项正确 7．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。下列相关表述正确的是(　　) A．发酵工程的中心环节是菌种的选育和扩大培养 B．通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白 C．发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢产物的形成速度都与搅拌速率有关 D．发酵过程中，条件变化会影响微生物的生长繁殖，但不会影响微生物的代谢途径 8．(多选)泡菜制作的步骤主要包括①沸盐水冷却后倒入坛中，浸没全部菜料，装至八成满；②盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；③在发酵过程中注意经常向水槽中补充水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。相关叙述正确的是(　　) A．①过程中装入的蔬菜不需要经过灭菌处理 B．②过程是为了让坛内形成绝对无氧的环境 C．各地都能制作泡菜，温度对发酵时间没有影响 D．④的结果通常是亚硝酸盐含量先升高后降低 9．使用日益广泛的手机，在方便人们通讯联络的同时也成为细菌等病原体传播的途径。为了解手机上细菌的情况，某兴趣小组进行了如下实验，请回答相关问题： (1)取附着在手机上细菌进行取样培养后，对菌液进行系列梯度稀释的目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)A平板上生长的菌落有多种形态。若要使菌落能在A平板上生长，下列培养基组分中最合理的是________(选填“甲、乙、丙”)，原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 可采取________________________________________________________来检测培养基A制备是否合格。 培养基编号 培养基组分 甲 蔗糖、NaCl、琼脂、水 乙 牛肉膏、蛋白胨、NaCl、琼脂、水 丙 牛肉膏、蛋白胨、NaCl、蔗糖、水 (3)初筛后将平板B的菌落通过“影印”方法接种到C培养基上培养，使C培养基对应位置上出现相同菌落。然后用伊红­美蓝染液对C进行染色，根据染色后D中出现的结果，可判断平板B中________(选填图中数字)是大肠杆菌的菌落。 (4)某同学采用平板划线法进一步纯化大肠杆菌，接种培养一段时间后，发现第一划线区不间断长满菌落，第二划线区上几乎无菌落，产生此情况的可能原因________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 1．细菌气溶胶是由悬浮于大气或附着于颗粒物表面的细菌形成的。利用空气微生物采样器对某市人员密集型公共场所采样并检测细菌气溶胶的浓度(菌落数/m3)。下列叙述错误的是(　　) A．采样前需对空气微生物采样器进行无菌处理 B．细菌气溶胶样品恒温培养时需将平板倒置 C．同一稀释度下至少对3个平板计数并取平均值 D．稀释涂布平板法检测的细菌气溶胶浓度比实际值高 2．(多选)某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌；醋醅含有醋酸菌；糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述正确的有(　　) A．糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化和灭菌 B．发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸 C．醋酸发酵过程中经常翻动发酵物，可控制发酵温度和改善通气状况 D．啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间 答案 训练(十六)　发酵工程 [考点突破] 知识点二　1.化学药物　培养基　2.接种环　涂布器　3.灭菌　灼烧灭菌　平板冷却凝固　接种环　酚红　变红 知识点三　诱变育种或基因工程育种　微生物数量、产物浓度　过滤、沉淀 [综合演练] 1．D　乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2，A错误；结果显示食盐浓度过低会导致亚硝酸盐含量过高，传统发酵一般按清水与盐的质量比4∶1配制盐水，B错误；在制作泡菜的过程中，要注意控制温度、时间和食盐的用量。温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加，C错误；沸水短时处理白萝卜块后，能使白萝卜的细胞破裂，细胞内营养物质外流使发酵菌种快速获得营养物质，从而缩短发酵时间，已经腌制过的泡菜汁中含有一定量的发酵菌种，所以在腌制的过程中，加入一些已经腌制的泡菜汁可以缩短腌制时间，D正确。 2．B　当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸，A正确；加水的目的是对酒进行稀释，避免酒精浓度过高杀死醋酸菌，B错误；醋酸菌为好氧菌，“衣”位于变酸的酒表面，是由醋酸菌大量繁殖形成的，C正确；醋酸菌为好氧菌，挠搅有利于酒精与醋酸菌充分接触，还可以增加溶液中的溶解氧，有利于发酵过程，D正确。 3．C　步骤①土壤样品的获取过程要遵循无菌操作原则，但不能进行高压蒸汽灭菌，不然会杀死土壤中的根瘤菌，A错误；步骤④选择的纯化培养基的营养成分应该包括碳源、氮源水和无机盐等，加入尿素的目的是为微生物提供氮源，B错误；通过步骤④培养基的筛选，以尿素作为唯一氮源的培养基可以分离得到能分解尿素的细菌，C正确；将10 g土壤先稀释100倍，再进行梯度稀释1 000倍，然后取0.1 mL进行涂布平板，若步骤④平板上统计的菌落数平均为150个，则每克土壤含固氮菌约150÷0.1×100×1 000÷10＝1.5×107个，D错误。 4．D　实验操作的空间、操作者的衣着和手，需要进行清洁和消毒，A正确；步骤①倒平板操作过程中，用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖，防止周围环境中杂菌的污染，B正确；步骤③应多个方向划线，划三至五条平行线，注意不要将最后一区的划线与第一区相连，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落，C正确；步骤③划线结束后应在皿底上做好标注，D错误。 5．B　图中的过程①、②都属于扩大培养，进行培养液的更换，有利于增加菌种的数量，A正确；过程③是配制培养基，需要利用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，以防止培养基中掺杂其他微生物，B错误；青霉菌在罐内发酵是中心环节，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，以保证发酵过程的顺利进行，C正确；过程④是获得菌种，即微生物本身，常采用过滤和沉淀等方法将菌体分离和干燥，分离出的菌种可以再使用，D正确。 6．B　等培养基冷却至50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板，防止杂菌污染，①错误；不能将灭过菌的培养皿放在桌面上，因为桌面上可能有杂菌，②错误；右手拿锥形瓶，使瓶口迅速通过火焰，高温可防止杂菌污染，③正确；倒平板时皿盖只需要打开一条缝，在酒精灯火焰旁进行，④错误；手将锥形瓶中培养基倒入培养皿，左手立即盖上皿盖，并通过酒精灯火焰，⑤正确；等待平板冷却5～10分钟，将平板倒过来放置，使皿盖在下，皿底在上，⑥错误。综上，③⑤正确，A、C、D错误，B正确。 7．C　发酵工程的内容包括菌种选育、扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵罐内发酵、产品的分离、提纯(生物分离工程)等方面，发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵，A错误；单细胞蛋白是指利用发酵工程获得的大量的微生物菌体，而并非微生物的代谢产物，B错误；发酵过程中要严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件，发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢产物的形成速度都与搅拌速率有关，C正确；在发酵工程的发酵环节中，发酵条件不仅影响微生物的生长繁殖，也会通过影响酶的活性影响微生物的代谢途径，D错误。 8．AD　①过程中装入的蔬菜不需要经过灭菌处理，A正确；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，主要是为了隔绝空气，为乳酸菌提供无氧环境，但坛内形成不了绝对无氧的环境，B错误；温度会对发酵时间造成影响，C错误；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量，腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少，D正确。 9．解析　(1)取附着在手机上细菌进行取样培养后，对菌液进行系列梯度稀释的目的是将微生物分散成单个细胞，进而获得单个的菌落。 (2)A平板上生长的菌落有多种形态，说明附着在手机细菌种类较多。牛肉膏、蛋白胨提供的主要营养是氮源、维生素和生长因子。培养基甲不含蛋白胨(氮源)，菌落无法在该培养基上生长；培养基乙含有碳源、氮源、水、无机盐这几类营养物质，且加入了琼脂作为凝固剂，可以达到实验效果；培养基丙不含凝固剂(琼脂)，无法形成固体培养基，无法在培养基表面形成菌落，因此培养基组分中最合理的是乙；检测培养基A制备是否合格，可将培养基置于适宜条件下培养一段时间，检测其是否杂菌生成。 (3)伊红为酸性染料，美蓝为碱性染料。当大肠杆菌分解乳糖产酸时细菌带正电荷被染成红色，再与美蓝结合形成紫黑色菌落，并带有绿色金属光泽。由图可知3号菌落为大肠杆菌菌落。 (4)采用平板划线法接种培养一段时间后，发现第一划线区域上都不间断长满菌落，第二划线区域几乎无菌落，原因可能是接种环灼烧后未冷却就划线或未从第一区域末端开始划线。 答案　(1)将微生物分散成单个细胞，进而获得单个的菌落 (2)乙　培养基乙含有碳源、氮源、水、无机盐这几类营养物质，且加入了琼脂作为凝固剂，可以达到实验效果　将培养基置于适宜条件下培养一段时间，检测其是否杂菌生成 (3)3　(4)第一次划线后接种环灼烧后没有冷却；未从第一次划线区开始划线 [提升演练] 1．D　为防止杂菌感染，接种前需要对培养基、培养皿、微生物采样器进行灭菌，对实验操作者的双手进行消毒，A正确；纯化培养时，为防止污染培养基和水分蒸发，培养皿应倒置放在恒温培养箱内培养，B正确；微生物计数时在同一稀释度下，应至少需要对3个菌落数目在30～300的平板进行计数，以确保实验的准确性，C正确；使用稀释涂布平板法对微生物计数，数值往往偏小，原因是两个或多个细胞连在一起时，在平板上只能观察到一个菌落，D错误。 2．ACD　糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的均有利于灭菌和糖化过程，A正确；图中制酒用到了酒曲，酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌，霉菌属于真菌，其为需氧型，该过程霉菌产生的淀粉酶有利于将糯米中的淀粉分解，其中的乳酸菌进行的是无氧呼吸，酵母菌主要进行无氧呼吸过程完成酿酒的过程，醋酸发酵过程中主要利用了醋酸杆菌的有氧呼吸进行醋酸发酵，B错误；醋酸发酵过程中利用了醋酸菌的有氧呼吸，在发酵过程中经常翻动发酵物，有利于散热，可控制发酵温度和改善通气状况，C正确；啤酒酿造流程中利用的原理是酵母菌的无氧呼吸产生酒精的过程，若适当增加溶解氧有利于酵母菌有氧呼吸产生更多的能量满足酵母菌自身增殖的需要，因而可缩短发酵时间，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$