1.3 发酵工程及其应用（分层作业）-【上好课】2024-2025学年高二生物同步精品课堂（人教版2019选择性必修3）

1.3 发酵工程及其应用 【三层刷题，基础+提升+真题，步步高升】 班级：___________ 姓名：___________ 用时：___________（建议用时：60min） 一、单选题 1．青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉索杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。关于青霉索的工业化生产过程叙述错误的是（　　） A．青霉素有杀菌作用发酵罐不需灭菌 B．深层通气液体发酵技术可提高产量 C．高产菌株扩大培养后接种到发酵罐中 D．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖 2．柠檬酸的工业化生产中主要以玉米为原料通过黑曲霉发酵制得。下列叙述错误的是（　　） A．发酵罐内发酵是通过发酵工程制备柠檬酸的中心环节 B．工业化生产柠檬酸所用的菌种是以黑曲霉为主的混合菌种 C．发酵过程中需随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等 D．发酵后可以采用适当的提取、分离和纯化等措施获取柠檬酸 3．果酒、果醋和啤酒都是发酵的产物。下列说法正确的是（    ） A．在果酒基础上，升高发酵温度，打开瓶盖会有果醋的产生 B．家庭制作果酒和果醋前需要对原料进行严格灭菌 C．啤酒生产过程中焙烤的目的是加热杀死种子胚同时使淀粉酶失活 D．啤酒生产流程中的消毒、终止属于后发酵阶段 4．发酵工程在农牧业、食品工业、医药工业等方面均有广泛的应用。下列关于发酵工程的叙述，错误的是（    ） A．发酵工程与传统发酵技术的主要区别是菌种是否单一 B．检测啤酒酿造过程中活体酵母菌的密度时，可采用平板划线法 C．可采用过滤、沉淀的方法将酵母菌从培养液中分离出来 D．酒精发酵过程中，发酵罐应先通气，后密闭 5．下图为某种啤酒的工业化生产流程。下列叙述错误的是（　　）    A．麦芽粉碎有利于糖化过程中淀粉酶发挥作用 B．啤酒花可为该产品提供风味物质，提升感官评价 C．后发酵过程应控制合适温度和较高溶解氧以保证酵母菌繁殖 D．可通过调整麦汁浓度控制啤酒中的酒精含量 6．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。下列有关发酵工程表述正确的是（    ） A．该工程的中心环节是菌种的选育 B．绝大多数酶制剂是由该技术生产 C．可从微生物细胞中提取单细胞蛋白 D．条件变化不影响微生物的代谢途径 7．谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0，通过以下代谢途径发酵生产L-谷氨酰胺。下列叙述正确的是（    ） A．提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量 B．发酵初期控制pH为7.0，后调为5.6，有利于提高L-谷氨酰胺产量 C．通过显微镜观察，可以判断发酵过程中是否发生球状细菌污染 D．发酵结束后，采用过滤、沉淀的方法将菌体分离和干燥即可获得产品 8．透明质酸（HA）是关节滑液的主要成分，若HA长链被分解为短链，则关节软骨容易磨损而患上骨关节炎。科研人员通过改造谷氨酸棒杆菌获得三种工程菌，对它们产生的HA进行检测，结果如图，下列说法错误的是（　　） A．对培养基进行灭菌和菌株的扩大培养均需在接种前完成 B．发酵工业中应选择HA分子量小且产量较高的菌株作为工程菌 C．发酵生产中需定期测定发酵液的pH值、溶氧量、底物消耗及HA生成情况 D．把新鲜培养基加入发酵系统中的同时将含HA的发酵液移出有利于工业化生产 9．单细胞蛋白即微生物菌体，是一种新型的蛋白质来源，利用发酵工程能提高其产量和品质。下列工艺流程中不合理的是（    ） A．可通过诱变育种等手段获得优良菌种 B．培养基和发酵设备均需高温消毒 C．发酵过程需控制合适的温度和pH D．采用过滤、沉淀、干燥等方法获得菌体 二、非选择题 10．啤酒是以麦芽、水为主要原料，加啤酒花（包括啤酒花制品），经酵母菌发酵酿制而成的含有二氧化碳并可形成泡沫的发酵酒，以大麦芽、啤酒花和水为主要原料发酵生产啤酒的流程如下，回答下列问题：    (1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于 菌。 (2)发酵工程一般包括选育菌种、 、配制培养基、灭菌、接种、发酵、分离提纯产物等环节。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解都在 阶段完成。发酵过程中，杂菌产生微量副产物是啤酒“上头”的原因之一，可采用 法获得纯净的酿酒微生物，同时对活菌进行计数。 (3)随着发酵技术的发展，酒的种类逐渐增多，桑葚玫瑰酒是以桑葚汁和玫瑰为材料进行发酵而来的，具有桑葚和玫瑰的果香、花香，营养丰富。下图为桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度和感官评分（感官评分越高，品质越好）的影响。由图可知，桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度的影响 ，应选择桑葚汁与玫瑰质量比为 时进行酿制。    一、单选题 11．白果具有抗肿瘤功效，但所含某种物质易诱发呕吐。酿造白果醋的过程中添加米曲霉可降解该物质，实现白果资源的高效利用，工艺流程如下图。下列叙述错误的是（    ） A．冷却的目的是防止高温杀死米曲霉 B．菌种a、b分别为酵母菌、醋酸菌 C．上述过程中持续通气有利于发酵生产 D．接种菌种b后，应适当升高发酵温度 12．谷氨酸棒状杆菌的发酵过程中会生成大量的谷氨酸，谷氨酸经加工可制成味精，下图是利用玉米淀粉作为材料制备谷氨酸的流程图。下列叙述错误的是（   ） A．发酵罐内的发酵是发酵工程的中心环节 B．培养谷氨酸棒状杆菌和其他所有微生物时均需要添加维生素B C．谷氨酸棒状杆菌培养时搅拌可以增加溶解氧、促进营养物质与菌体接触 D．在发酵罐内发酵需要严格控制溶解氧、温度和pH等条件 13．微生物絮凝剂（MBF）是一类由微生物产生的代谢产物，可以使固体悬浮物聚集凝固且下沉，从而达到除浊的效果。常规情况下，微生物产生的絮凝剂主要是粘多糖，可利用发酵工程大量生产，下列有关说法错误的是（    ） A．将菌种接入发酵罐之前，需要对菌种进行扩大培养 B．发酵过程是发酵工程的中心环节，须严格控制发酵条件 C．发酵结束之后，采取适当的过滤、沉淀措施获得粘多糖 D．发酵工程还可用于生产微生物农药，主要是利用微生物或其代谢物来防治病虫害 14．参与酱油酿造过程的微生物主要有米曲霉、酵母菌和乳酸菌等，在众多微生物及其酶系的作用下，分解大豆、小麦中的蛋白质、脂肪等有机物，最终形成具有特殊色泽和良好风味的酱油。图示表示酱油发酵过程中主要微生物的数量变化。下列叙述错误的是（    ） A．米曲霉产生的蛋白酶能将蛋白质分解成小分子多肽及氨基酸 B．在发酵初期乳酸菌含量较高，能抑制部分有害微生物的生长 C．某些代谢产物的抑制作用是后期酵母菌数量下降的原因之一 D．发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前者可以利用微生物来进行发酵 15．科研人员通过改良发酵工艺“把玉米变成衣服”，即利用大肠杆菌将玉米转化戊二胺，再将戊二胺转化为尼龙布的过程，如图所示。其中，戊二胺不能从大肠杆菌体内排出，且对细胞有毒害作用。下列相关分析正确的是（    ） A．该工业生产中要使用淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等酶制剂 B．发酵过程中，应将培养液置于无氧、pH酸性的环境中 C．发酵时定期更换培养液，能降低戊二胺对大肠杆菌的毒害 D．发酵结束后，可采用过滤、沉淀等方法获得戊二胺 16．聚羟基脂肪酸酯(PHA)吸管是一种能够在自然条件下实现生物降解的环保吸管。PHA的原料来源于废糖蜜、餐厨垃圾处理产物等绿色碳源，下图是工厂利用嗜盐单胞菌生产PHA的示意图。下列叙述错误的（　） A．发酵过程中不断搅拌能加快散热，且利于嗜盐单胞菌与营养物质充分接触 B．发酵前各种废弃原材料、发酵罐及发酵设备都必须经过严格的灭菌处理 C．适当提高发酵液中盐的浓度能为嗜盐单胞菌创造适宜环境，还能抑制杂菌生长 D．为保证PHA的产量，需要给嗜盐单胞菌创造适宜的温度、pH和无氧条件 17．分批发酵中的细菌生长曲线如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．发酵工程以单一菌种的固体发酵或半固体发酵为主 B．阶段③时期的微生物性质稳定，常用作菌种保藏 C．阶段④时期菌体数量下降的主要原因有营养物质匮乏等 D．单细胞蛋白是从发酵菌体中提取的蛋白质，可用作食品添加剂 二、非选择题 18．中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜（甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖）为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值，工艺流程如图。请回答问题。 (1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为 ，并不断提高其浓度，经多次传代培养（指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养）以获得目标菌株。培养过程中宜采用 法对样品中的活菌进行接种和计数，以评估菌株增殖状况。若某次取样中，对菌液稀释了105倍后，在每个平板上涂布菌液的体积为0.1ml，平板上的平均菌落数为220个，则菌液中H菌的细胞数为 个/L。菌落数目需要每隔一段时间统计一次，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样做的目的是 。 (2)发酵装置中搅拌器的作用是 。（答出2点） (3)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60d以上。分析该系统不需要灭菌的原因是 。 (4)研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中 可能是高密度培养的限制因素。 1．（2024·福建·高考真题）虾酱是以虾为原料的传统发酵食品。在乳酸菌、芽孢杆菌等多种微生物共同作用下，原料中的蛋白质和脂肪发生水解，形成虾酱的特有风味。下列叙述错误的是（    ） A．虾酱特有风味的形成受发酵时间的影响 B．传统虾酱的制作过程需要严格执行无菌操作 C．原料中的蛋白质会被水解成小分子的肽和氨基酸 D．虾酱发酵过程微生物种类和数量的分析有助于改良风味 2．（2024·江西·高考真题）井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素，它由吸水链霉菌井冈变种（JGs，一种放线菌，菌体呈丝状生长）发酵而来，在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述，正确的是（    ） A．JGs可发酵生产井冈霉素，因为它含有能够编码井冈霉素的基因 B．JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程不影响井冈霉素的产量 C．提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量 D．稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化 3．（2024·山东·高考真题）在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是（　　） A．相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生速率越慢 B．发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量 C．发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长 D．发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品 4．（2024·北京·高考真题）啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中，需从密闭的发酵罐中采集酵母菌用于再发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含量下酵母菌的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。 (1)酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生 和CO2。有氧培养时，酵母菌增殖速度明显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量 。 (2)本实验中，采集是指取样并培养4天。在不同的气体条件下从发酵罐中采集酵母菌，统计菌落数（图甲）。由结果可知，有利于保留占比很低菌种的采集条件是 。 (3)根据上述实验结果可知，采集酵母菌时O2浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推测，酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的过氧化氢（H2O2）浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H2O2能扩散进出细胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，分别接种至含不同浓度H2O2的培养基上，无氧培养后得到如图乙所示结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由 。 (4)上述推测经证实后，研究者在有氧条件下从发酵罐中取样并分为两组，A组菌液直接滴加到H2O2溶液中，无气泡产生；B组菌液有氧培养4天后，取与A组活菌数相同的菌液，滴加到H2O2溶液中，出现明显气泡。结果说明，酵母菌可通过产生 以抵抗H2O2的伤害。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1.3 发酵工程及其应用 【三层刷题，基础+提升+真题，步步高升】 班级：___________ 姓名：___________ 用时：___________（建议用时：60min） 一、单选题 1．青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉索杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。关于青霉索的工业化生产过程叙述错误的是（　　） A．青霉素有杀菌作用发酵罐不需灭菌 B．深层通气液体发酵技术可提高产量 C．高产菌株扩大培养后接种到发酵罐中 D．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖 【答案】A 【分析】培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等四类营养物质。配制培养基时除了满足基本的营养条件外，还需满足微生物生长对特殊营养物质、pH、O2的要求。 【详解】A、青霉素只能抑制细菌的生长，不能抑制其他真菌的生长，发酵罐仍需严格灭菌，A错误； B、青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵技术提高产量，B正确； C、选育出的高产青霉素菌株经扩大培养纯化后，才可接种到发酵罐中进行工业化生产，C正确； D、青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌；提供相同含量的碳源，葡萄糖溶液单位体积中溶质微粒较多，会导致细胞失水，发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，乳糖是二糖，可被水解为半乳糖和葡萄糖，是青霉菌生长的最佳碳源，可以被青霉菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利条件，D正确。 故选A。 2．柠檬酸的工业化生产中主要以玉米为原料通过黑曲霉发酵制得。下列叙述错误的是（　　） A．发酵罐内发酵是通过发酵工程制备柠檬酸的中心环节 B．工业化生产柠檬酸所用的菌种是以黑曲霉为主的混合菌种 C．发酵过程中需随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等 D．发酵后可以采用适当的提取、分离和纯化等措施获取柠檬酸 【答案】B 【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。 【详解】A、发酵工程中，发酵罐内发酵过程是整个柠檬酸制备过程的中心环节，A正确； B、柠檬酸的工业化生产中主要以玉米为原料通过黑曲霉发酵制得，说明工业化生产柠檬酸所用的菌种仅为黑曲霉，而非混合菌种，B错误； C、发酵过程中，随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，有利于及时了解发酵进程，对发酵条件进行调控，以保证发酵的顺利进行和目标产物的高效生产，C正确； D、发酵完成后，发酵液中除了目标产物柠檬酸外，还有一些其他成分，所以需要采用适当的提取、分离和纯化等措施获取柠檬酸，D正确。 故选B。 3．果酒、果醋和啤酒都是发酵的产物。下列说法正确的是（    ） A．在果酒基础上，升高发酵温度，打开瓶盖会有果醋的产生 B．家庭制作果酒和果醋前需要对原料进行严格灭菌 C．啤酒生产过程中焙烤的目的是加热杀死种子胚同时使淀粉酶失活 D．啤酒生产流程中的消毒、终止属于后发酵阶段 【答案】A 【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵、产品的分离、提纯等方面。 【详解】A、醋酸菌是好氧细菌，其适宜生长温度较高，在果酒基础上，升高发酵温度，打开瓶盖通气会有果醋的产生，A正确； B、家庭制作果酒所需要的酵母菌来自新鲜水果果皮的表面，所以不能对原料进行灭菌，B错误； C、啤酒的生产过程中，焙烤的目的是杀死大麦种子的胚，但不使淀粉酶失活，C错误； D、啤酒工业化生产的流程：发芽→焙烤→碾磨→糖化→蒸煮→发酵→消毒→终止。其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段，而消毒、终止属于主发酵阶段，D错误。 故选A。 4．发酵工程在农牧业、食品工业、医药工业等方面均有广泛的应用。下列关于发酵工程的叙述，错误的是（    ） A．发酵工程与传统发酵技术的主要区别是菌种是否单一 B．检测啤酒酿造过程中活体酵母菌的密度时，可采用平板划线法 C．可采用过滤、沉淀的方法将酵母菌从培养液中分离出来 D．酒精发酵过程中，发酵罐应先通气，后密闭 【答案】B 【分析】啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段，其中酵母菌的繁殖大部分糖的分解和代谢物的生成在主发酵完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能获得澄清、成熟的啤酒。 【详解】A、发酵工程一般是利用单一菌种进行发酵，传统发酵技术利用的微生物往往不是单一菌种，比如酿酒过程中除了酵母菌，可能还有其他微生物参与，所以发酵工程与传统发酵技术的主要区别是菌种是否单一，A正确； B、平板划线法主要用于分离、纯化菌种，不能用于对活体酵母菌密度的检测，检测啤酒酿造过程中活体酵母菌的密度常用的是稀释涂布平板法或血细胞计数板计数法等，B错误； C、酵母菌是单细胞微生物，可采用过滤、沉淀等方法将酵母菌从培养液中分离出来，C正确； D、酒精发酵过程中，发酵罐先通气，目的是让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，增加菌种数量，之后密闭，使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，D正确。 故选B。 5．下图为某种啤酒的工业化生产流程。下列叙述错误的是（　　）    A．麦芽粉碎有利于糖化过程中淀粉酶发挥作用 B．啤酒花可为该产品提供风味物质，提升感官评价 C．后发酵过程应控制合适温度和较高溶解氧以保证酵母菌繁殖 D．可通过调整麦汁浓度控制啤酒中的酒精含量 【答案】C 【分析】啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。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。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。 【详解】A、麦芽粉碎后，增大了与淀粉酶的接触面积，更有利于糖化过程中淀粉酶发挥作用，从而促进淀粉等物质的分解，A正确； B、啤酒花能赋予啤酒独特的香气和风味，可为产品提供风味物质，从而提升感官评价，B正确； C、后发酵阶段主要是进行一些风味物质的形成以及使啤酒成熟等过程，此时应控制合适温度，但不能有较高溶解氧，因为酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸大量繁殖，而在后发酵阶段主要是无氧呼吸产生酒精等代谢产物，较高溶解氧不利于该过程，C错误； D、麦汁浓度影响酵母菌发酵的底物浓度，进而可通过调整麦汁浓度控制啤酒中的酒精含量，D正确。 故选C。 6．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。下列有关发酵工程表述正确的是（    ） A．该工程的中心环节是菌种的选育 B．绝大多数酶制剂是由该技术生产 C．可从微生物细胞中提取单细胞蛋白 D．条件变化不影响微生物的代谢途径 【答案】B 【分析】1、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。 2、产品不同，分离提纯的方法一般不同。(1)如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来。(2)如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。 3、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。 4、发酵过程般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强，因而可以得到较为专一的产物。 【详解】A、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； B、一些酶制剂，如α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶 和脂肪酶，这些酶制剂除少数由动植物生产外，绝大多数也是通过发酵工程生产的，B正确； C、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，故不需要提取，C错误； D、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。 故选B。 7．谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0，通过以下代谢途径发酵生产L-谷氨酰胺。下列叙述正确的是（    ） A．提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量 B．发酵初期控制pH为7.0，后调为5.6，有利于提高L-谷氨酰胺产量 C．通过显微镜观察，可以判断发酵过程中是否发生球状细菌污染 D．发酵结束后，采用过滤、沉淀的方法将菌体分离和干燥即可获得产品 【答案】B 【分析】1、发酵是利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。发酵过程：菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌和接种→发酵条件的控制→分离和提纯。2、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。 3、产品不同，分离提纯的方法一般不同。（1）如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来。（2）如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。 4、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。 5、发酵过程般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强，因而可以得到较为专一的产物。 【详解】A、由图可知，提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量，但谷氨酸合成酶会使L-谷氨酰胺再转化为L-谷氨酸，反而降低L-谷氨酰胺产量，A错误； B、谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0，谷氨酰胺合成酶最适pH为5.6，因此发酵初期控制pH为7.0，有利于增加谷氨酸棒状杆菌的数量，后调为5.6，有利于提高谷氨酰胺合成酶的活性，进而提高L-谷氨酰胺产量，B正确； C、通过显微镜观察，不能判断发酵过程中是否发生球状细菌污染，可利用稀释涂布平板法，通过观察菌落特征，判断是否发生球状细菌污染，C错误； D、L-谷氨酰胺是细胞代谢产物，对细胞代谢产物可通过提取、分离和纯化措施来获得产品，D错误。 故选B。 8．透明质酸（HA）是关节滑液的主要成分，若HA长链被分解为短链，则关节软骨容易磨损而患上骨关节炎。科研人员通过改造谷氨酸棒杆菌获得三种工程菌，对它们产生的HA进行检测，结果如图，下列说法错误的是（　　） A．对培养基进行灭菌和菌株的扩大培养均需在接种前完成 B．发酵工业中应选择HA分子量小且产量较高的菌株作为工程菌 C．发酵生产中需定期测定发酵液的pH值、溶氧量、底物消耗及HA生成情况 D．把新鲜培养基加入发酵系统中的同时将含HA的发酵液移出有利于工业化生产 【答案】B 【分析】由题意可知，HA长链遭受攻击会被分解为短链，则关节软骨容易磨损而患上骨关节炎，所以应选择产生HA分子量较大，且产量较高的工程菌。 【详解】A、对培养基进行灭菌可以防止杂菌对工程菌得污染，菌为了获得更多的菌种，接种前需要，将菌种多次扩大培养，因此均需在接种前完成，A正确； B、由题意可知，应选择产生HA分子量较大，且产量较高的工程菌，所以应选择工程菌株2进行扩大培养，B错误； C、菌株的生长需要特定的温度和pH，所以发酵过程需要及时检测温度和pH的溶氧量、底物消耗及HA生成情况，C正确； D、由于产物得积累可能会抑制产物的进一步生成，因此把新鲜培养基加入发酵系统中的同时将含HA的发酵液移出有利于工业化生产，D正确。 故选B。 9．单细胞蛋白即微生物菌体，是一种新型的蛋白质来源，利用发酵工程能提高其产量和品质。下列工艺流程中不合理的是（    ） A．可通过诱变育种等手段获得优良菌种 B．培养基和发酵设备均需高温消毒 C．发酵过程需控制合适的温度和pH D．采用过滤、沉淀、干燥等方法获得菌体 【答案】B 【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配制、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯（生物分离工程）等方面。 【详解】A、诱变育种可以通过物理、化学等因素诱导微生物发生基因突变，从而有可能获得优良菌种，提高单细胞蛋白的产量和品质，该做法合理，A正确； B、培养基和发酵设备应该进行灭菌处理，而不是高温消毒，消毒一般只能杀死部分微生物，不能彻底杀灭包括芽孢和孢子在内的所有微生物，灭菌能更彻底地消灭微生物，保证发酵过程不受杂菌污染，B错误； C、不同的微生物发酵需要适宜的温度和pH环境，控制合适的温度和pH有利于微生物的生长和代谢，从而提高单细胞蛋白的产量和品质，该做法合理，C正确； D、采用过滤、沉淀、干燥等方法可以将发酵后的微生物菌体从发酵液等体系中分离出来并进行干燥处理，从而获得单细胞蛋白，该做法合理，D正确。 故选B。 二、非选择题 10．啤酒是以麦芽、水为主要原料，加啤酒花（包括啤酒花制品），经酵母菌发酵酿制而成的含有二氧化碳并可形成泡沫的发酵酒，以大麦芽、啤酒花和水为主要原料发酵生产啤酒的流程如下，回答下列问题：    (1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于 菌。 (2)发酵工程一般包括选育菌种、 、配制培养基、灭菌、接种、发酵、分离提纯产物等环节。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解都在 阶段完成。发酵过程中，杂菌产生微量副产物是啤酒“上头”的原因之一，可采用 法获得纯净的酿酒微生物，同时对活菌进行计数。 (3)随着发酵技术的发展，酒的种类逐渐增多，桑葚玫瑰酒是以桑葚汁和玫瑰为材料进行发酵而来的，具有桑葚和玫瑰的果香、花香，营养丰富。下图为桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度和感官评分（感官评分越高，品质越好）的影响。由图可知，桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度的影响 ，应选择桑葚汁与玫瑰质量比为 时进行酿制。    【答案】(1)兼性厌氧 (2) 扩大培养 主发酵 稀释涂布平板 (3) 不大 4：1 【分析】酵母菌是一类单细胞真菌，能以多种糖类作为营养物质和能量的来源，因此在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面经常可以发现酵母菌的存在。酵母菌是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵，可用于酿酒、制作馒头和面包等。温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28°C。 【详解】（1）酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，符合这种特点的微生物属于兼性厌氧菌。 （2）发酵工程的基本环节：选育菌种、扩大培养、配制培养基、灭菌、接种、发酵罐内发酵、分离提纯产物等。 啤酒制作过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都主要在主发酵阶段完成。 主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。获得纯净培养物的接种方法有平板划线法及稀释涂布平板法，用稀释涂布平板法接种培养物时，还能得到单菌落。因此，要获得纯净的酿酒微生物，同时对活菌进行计数，可采用稀释涂布平板法接种。 （3）根据题意和图示分析可知，桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度的影响不大，但对感官评分的影响较大，应选择桑葚汁与玫瑰质量比为4：1时进行发酵。 一、单选题 11．白果具有抗肿瘤功效，但所含某种物质易诱发呕吐。酿造白果醋的过程中添加米曲霉可降解该物质，实现白果资源的高效利用，工艺流程如下图。下列叙述错误的是（    ） A．冷却的目的是防止高温杀死米曲霉 B．菌种a、b分别为酵母菌、醋酸菌 C．上述过程中持续通气有利于发酵生产 D．接种菌种b后，应适当升高发酵温度 【答案】C 【分析】1、在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖，再隔绝氧气进行发酵；酒精发酵的最佳温度是在18℃~25℃，pH最好是弱酸性。 2、醋酸菌好氧型细菌，当缺少糖源时和有氧条件下，可将乙醇（酒精）氧化成醋酸；当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；醋酸菌生长的最佳温度是在30℃~35℃。 【详解】A、蒸煮的目的有利于灭菌和糖化，冷却的目的是防止高温杀死米曲霉，A正确； B、菌种a用于制备果酒，是酵母菌，菌种b用于制备果醋，是醋酸菌，B正确； C、制备果酒过程中应先通气后密闭，通气有利于酵母菌增殖，密闭有利于酵母菌酒精发酵，C错误； D、酒精发酵的最佳温度是在18℃~25℃，醋酸菌生长的最佳温度是在30℃~35℃，因此接种菌种b后，应适当升高发酵温度，D正确。 故选C。 12．谷氨酸棒状杆菌的发酵过程中会生成大量的谷氨酸，谷氨酸经加工可制成味精，下图是利用玉米淀粉作为材料制备谷氨酸的流程图。下列叙述错误的是（   ） A．发酵罐内的发酵是发酵工程的中心环节 B．培养谷氨酸棒状杆菌和其他所有微生物时均需要添加维生素B C．谷氨酸棒状杆菌培养时搅拌可以增加溶解氧、促进营养物质与菌体接触 D．在发酵罐内发酵需要严格控制溶解氧、温度和pH等条件 【答案】B 【分析】培养基中一般含有水、碳源、氮源、无机盐。在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。 发酵是利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。发酵过程：菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌和接种→发酵条件的控制→分离和提纯。 【详解】A、发酵工程的中心环节是接种菌种之后在发酵罐中的发酵过程，A正确； B、能合成维生素B的微生物，其培养基中不需要添加维生素B，B错误； C、谷氨酸棒状杆菌培养时搅拌一方面可以增加溶解氧，另一方面还能促进营养物质与菌体接触，有利于发酵的进行，C正确； D、在发酵罐内发酵需要严格控制溶解氧、温度和pH等条件，以利于发酵全过程处于最佳状态，保证所需代谢产物的生产，D正确。 故选B。 13．微生物絮凝剂（MBF）是一类由微生物产生的代谢产物，可以使固体悬浮物聚集凝固且下沉，从而达到除浊的效果。常规情况下，微生物产生的絮凝剂主要是粘多糖，可利用发酵工程大量生产，下列有关说法错误的是（    ） A．将菌种接入发酵罐之前，需要对菌种进行扩大培养 B．发酵过程是发酵工程的中心环节，须严格控制发酵条件 C．发酵结束之后，采取适当的过滤、沉淀措施获得粘多糖 D．发酵工程还可用于生产微生物农药，主要是利用微生物或其代谢物来防治病虫害 【答案】C 【分析】发酵是利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程；发酵过程：菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌和接种→发酵条件的控制→分离和提纯。 【详解】A、将菌种接入发酵罐之前，需要对菌种进行扩大培养，以获得足够数量的微生物，从而可以加快后续的发酵速度，A正确； B、发酵过程是发酵工程的中心环节，须严格控制发酵条件，发酵条件的改变会影响发酵产物的含量甚至种类，B正确； C、发酵结束之后，对于菌体，可采取适当的过滤、沉淀措施获得。粘多糖是一种代谢产物，应根据产物的性质采取适当的提纯、分离和纯化措施来获得产品，C错误； D、发酵工程可用于生产微生物农药，与传统的化学农药不同，微生物农药利用微生物或其代谢物来防治病虫害，D正确。 故选C。 14．参与酱油酿造过程的微生物主要有米曲霉、酵母菌和乳酸菌等，在众多微生物及其酶系的作用下，分解大豆、小麦中的蛋白质、脂肪等有机物，最终形成具有特殊色泽和良好风味的酱油。图示表示酱油发酵过程中主要微生物的数量变化。下列叙述错误的是（    ） A．米曲霉产生的蛋白酶能将蛋白质分解成小分子多肽及氨基酸 B．在发酵初期乳酸菌含量较高，能抑制部分有害微生物的生长 C．某些代谢产物的抑制作用是后期酵母菌数量下降的原因之一 D．发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前者可以利用微生物来进行发酵 【答案】D 【分析】霉菌等微生物产生的蛋白酶能将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸，脂肪酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸。 【详解】A、酶具有专一性，制作酱油时，米曲霉等微生物产生的蛋白酶能将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸，A正确； B、由题图可知，在发酵初期乳酸菌含量较高，乳酸菌产生的乳酸使发酵液呈酸性，可以抑制其它微生物的生长，B正确； C、随着发酵的进行，由于营养物质的消耗和代谢产物的积累，某些代谢产物会抑制酵母菌的生长繁殖，C正确； D、发酵工程与传统发酵技术都需要利用微生物来进行发酵，而发酵工程通常利用单一菌种来进行发酵，D错误。 故选D。 15．科研人员通过改良发酵工艺“把玉米变成衣服”，即利用大肠杆菌将玉米转化戊二胺，再将戊二胺转化为尼龙布的过程，如图所示。其中，戊二胺不能从大肠杆菌体内排出，且对细胞有毒害作用。下列相关分析正确的是（    ） A．该工业生产中要使用淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等酶制剂 B．发酵过程中，应将培养液置于无氧、pH酸性的环境中 C．发酵时定期更换培养液，能降低戊二胺对大肠杆菌的毒害 D．发酵结束后，可采用过滤、沉淀等方法获得戊二胺 【答案】A 【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配置、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯（生物分离工程）等方面。 【详解】A、玉米籽粒主要含淀粉、非粮原料（秸秆、玉米芯）主要含纤维素和果胶，淀粉酶、果胶酶和纤维素酶等酶制剂可以帮助分解玉米原料为葡萄糖，以利于后续发酵过程的进行，A正确； B、发酵过程利用的菌种是大肠杆菌（一种细菌），大肠杆菌适宜在有氧、pH中性或接近中性的条件下培养，B错误； C、根据题意，戊二胺因不能排出大肠杆菌而对其有毒害作用，所以可能需要通过基因工程改造大肠杆菌，使其能够耐受或排出戊二胺，仅定期更换培养液不能解决戊二胺对大肠杆菌的毒害作用，C错误； D、根据题意，发酵产品是大肠杆菌的代谢产物，不是大肠杆菌细胞本身，所以需根据戊二胺的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得戊二胺，D错误。 故选A。 16．聚羟基脂肪酸酯(PHA)吸管是一种能够在自然条件下实现生物降解的环保吸管。PHA的原料来源于废糖蜜、餐厨垃圾处理产物等绿色碳源，下图是工厂利用嗜盐单胞菌生产PHA的示意图。下列叙述错误的是（　　）    A．发酵过程中不断搅拌能加快散热，且利于嗜盐单胞菌与营养物质充分接触 B．发酵前各种废弃原材料、发酵罐及发酵设备都必须经过严格的灭菌处理 C．适当提高发酵液中盐的浓度能为嗜盐单胞菌创造适宜环境，还能抑制杂菌生长 D．为保证PHA的产量，需要给嗜盐单胞菌创造适宜的温度、pH和无氧条件 【答案】D 【分析】在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。 【详解】A、搅拌能加快散热，也利于微生物与营养物质充分接触，A正确； B、发酵需要无菌操作，因此发酵前各种废弃原材料、发酵罐及发酵设备都必须经过严格的灭菌处理，B正确； C、嗜盐单胞菌的生长需要盐，盐浓度高也能抑制其他微生物繁殖，C正确； D、图中发酵为开放式发酵，需要有氧条件，D错误。 故选D。 17．分批发酵中的细菌生长曲线如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．发酵工程以单一菌种的固体发酵或半固体发酵为主 B．阶段③时期的微生物性质稳定，常用作菌种保藏 C．阶段④时期菌体数量下降的主要原因有营养物质匮乏等 D．单细胞蛋白是从发酵菌体中提取的蛋白质，可用作食品添加剂 【答案】C 【分析】1、发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程；人们可以通过传统发酵技术或发酵工程来进行发酵生产；传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，发酵工程一般包括菌种的选育和培养物、产物的分离和提纯等环节，且发酵工程以单一菌种的液体发酵为主。 2、据图分析可知①表示调整期，②表示对数期，③表示稳定期，④表示衰亡期。 【详解】A、发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程，传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，发酵工程则以单一菌种的液体发酵为主，A错误； B、细菌数量在②对数期持续快速生长，此时期的细菌常作为生产用的菌种，B错误； C、从细菌生长曲线中可以看出，在衰亡期的细菌数目急剧下降，菌体死亡的原因可能是营养物质匮乏、代谢废物积累，C正确； D、单细胞蛋白指发酵获得的微生物菌体，不是从微生物细胞提取的蛋白质，D错误。 故选C。 二、非选择题 18．中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜（甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖）为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值，工艺流程如图。请回答问题。 (1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为 ，并不断提高其浓度，经多次传代培养（指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养）以获得目标菌株。培养过程中宜采用 法对样品中的活菌进行接种和计数，以评估菌株增殖状况。若某次取样中，对菌液稀释了105倍后，在每个平板上涂布菌液的体积为0.1ml，平板上的平均菌落数为220个，则菌液中H菌的细胞数为 个/L。菌落数目需要每隔一段时间统计一次，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样做的目的是 。 (2)发酵装置中搅拌器的作用是 。（答出2点） (3)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60d以上。分析该系统不需要灭菌的原因是 。 (4)研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中 可能是高密度培养的限制因素。 【答案】(1) 唯一碳源 稀释涂布平板 2.2×1011 防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目 (2)增加培养液中的氧含量，使菌种和培养液混匀 (3)杂菌因失水过多而死亡，酶变性失活 (4)氧气 【分析】分析题图，图中开放式发酵系统中含有微生物生长所需的蔗糖、其他营养物质和空气，搅拌器的转动有利于微生物与营养物质接触更充分，还有利于增加溶解氧，利于微生物呼吸。 【详解】（1）根据题意分析，该实验的目的是提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，结合微生物的代谢需求，其液体培养基应该以蔗糖作为唯一碳源 ；稀释涂布平板法可以通过系列稀释和涂布平板最终获得由单个细胞繁殖来的菌落，因此培养过程中可定期取样并用稀释涂布平板法将菌液接种到固体培养基上，待形成菌落后进行菌落计数，评估菌株增殖状况；菌液中H菌的细胞数为220/0.1×105×1000=2.2×1011个/L。为防止因培养时间不足而导致菌落数目遗漏，菌落数目需要每隔一段时间统计一次，选取菌落数目稳定时的记录作为结果。 （2）该装置是一个开放式发酵系统，说明该菌种为好氧菌，此时搅拌器的作用是增加培养液中的氧含量，使菌种和培养液混匀。 （3）已知菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，因此当培养基盐浓度为60g/L，pH为10时， 菌株H可正常持续发酵60d以上，而盐浓度为60g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；酶的活性需要适宜的环境，pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制，故该系统不需要灭菌。 （4）分析题意，扩大培养时，营养物浓度、温度、pH等条件下适宜，而发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中氧气不足，使菌种进行无氧呼吸产生乙醇，即氧气(O2或溶解氧)是限制高密度培养的重要因素。 1．（2024·福建·高考真题）虾酱是以虾为原料的传统发酵食品。在乳酸菌、芽孢杆菌等多种微生物共同作用下，原料中的蛋白质和脂肪发生水解，形成虾酱的特有风味。下列叙述错误的是（    ） A．虾酱特有风味的形成受发酵时间的影响 B．传统虾酱的制作过程需要严格执行无菌操作 C．原料中的蛋白质会被水解成小分子的肽和氨基酸 D．虾酱发酵过程微生物种类和数量的分析有助于改良风味 【答案】B 【分析】直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前子发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵制作食品的技术一般称为传统发酵技术。利用传统发酵技术制作的食品，还有酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。 【详解】A、虾酱是由微生物发酵形成的，虾酱特有风味的形成受发酵条件、发酵温度、发酵时间的影响，A正确； B、传统虾酱的制作过程利用原料中带有的微生物进行发酵，不需要经过严格无菌操作，B错误； C、原料中的蛋白质会被蛋白酶水解成小分子的肽和氨基酸，C正确； D、虾酱发酵由乳酸菌、芽孢杆菌等多种微生物共同参与，虾酱发酵过程微生物种类和数量的分析有助于改良风味，D正确。 故选B。 2．（2024·江西·高考真题）井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素，它由吸水链霉菌井冈变种（JGs，一种放线菌，菌体呈丝状生长）发酵而来，在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述，正确的是（    ） A．JGs可发酵生产井冈霉素，因为它含有能够编码井冈霉素的基因 B．JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程不影响井冈霉素的产量 C．提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量 D．稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化 【答案】D 【分析】1、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。 2、 产品不同，分离提纯的方法般不同。（1）如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；（2） 如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。 3、 发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。 4、 发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强， 因而可以得到较为专的产物。 【详解】A、基因表达的产物是蛋白质，而井冈霉素是JGs发酵生产的一种氨基寡糖类抗生素，A错误； B、JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程会影响JGs的数量，进而影响井冈霉素的产量，B错误； C、在一定范围内提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量，但若浓度过大，反而会降低井冈霉素的产量，C错误； D、JGs是一种放线菌，菌体呈丝状生长，形成的菌落难以区分，因此稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化，D正确。 故选D。 3．（2024·山东·高考真题）在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是（　　） A．相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生速率越慢 B．发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量 C．发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长 D．发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品 【答案】D 【分析】发酵工程：（1）定义：利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品；主要为微生物细胞本身或者其代谢产物。（2）分离、提纯产物：产品若是微生物细胞，在发酵结束后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥；产品若是微生物代谢物，则根据产物的性质采取 适当的提取、分离和纯化措施。 【详解】A、黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧，相同菌体密度下，菌球体越大越不利于菌体与氧气接触，柠檬酸产生速率越慢，A正确； B、菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制，发酵中期添加一定量的硫酸铵，提高铵离子浓度，菌体内可提高柠檬酸产量，B正确； C、发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必须的酶失活，可抑制大部分细菌的生长，C正确； D、发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得柠檬酸产品，D错误。 故选D。 4．（2024·北京·高考真题）啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中，需从密闭的发酵罐中采集酵母菌用于再发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含量下酵母菌的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。 (1)酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生 和CO2。有氧培养时，酵母菌增殖速度明显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量 。 (2)本实验中，采集是指取样并培养4天。在不同的气体条件下从发酵罐中采集酵母菌，统计菌落数（图甲）。由结果可知，有利于保留占比很低菌种的采集条件是 。 (3)根据上述实验结果可知，采集酵母菌时O2浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推测，酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的过氧化氢（H2O2）浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H2O2能扩散进出细胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，分别接种至含不同浓度H2O2的培养基上，无氧培养后得到如图乙所示结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由 。 (4)上述推测经证实后，研究者在有氧条件下从发酵罐中取样并分为两组，A组菌液直接滴加到H2O2溶液中，无气泡产生；B组菌液有氧培养4天后，取与A组活菌数相同的菌液，滴加到H2O2溶液中，出现明显气泡。结果说明，酵母菌可通过产生 以抵抗H2O2的伤害。 【答案】(1) 酒精/C2H5OH ATP (2)无氧取样，无氧培养 (3)不能，因为没有“接触 O2 后，酵母菌内源 H2O2 浓度上升”的证据 (4)过氧化氢酶/H2O2 酶 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 酵母菌 兼性厌氧型微生物 无氧条件（密闭发酵罐）：酵母进进行无氧呼吸，产生酒精和CO2 有氧条件：酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖 研究者探究了不同氧气含量下酵母菌的生长繁殖及相关调控 自变量是不同氧气含量，因变量是酵母菌生长分支即相关调控情况 图甲中，无氧取样，无氧培养条件下，菌落数最多，说明该条件下，占比较低的菌种也会产生菌落，有利于保留占比很低菌种 （2）逻辑推理与论证 【详解】（1）酵母菌在密闭发酵罐中进行无氧呼吸，会产生酒精（C2H5OH）和CO2。有氧培养时，酵母菌进行有氧呼吸，有机物被彻底氧化分解，产生大量能量，而无氧呼吸中有机物不能彻底分解，只产生少量能量，故有氧培养时酵母菌增殖速度明显快于无氧培养。 （2）由图甲结果可知，无氧/无氧条件下，菌落数最多，因此有利于保留占比很低菌种的采集条件是无氧/无氧。 （3）依据图乙结果可知，随着H2O2浓度的持续上升，酵母菌存活率下降（酵母菌受损程度加深），但不能证明酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的H2O2浓度会持续上升，因为没有“接触 O2 后，酵母菌内源 H2O2 浓度上升”的证据。 （4）过氧化氢酶能催化H2O2分解出现明显气泡，因此实验结果说明，酵母菌可通过产生过氧化氢酶以抵抗H2O2的伤害。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $$