课时作业4 发酵工程及其应用-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物学选择性必修第三册（人教版2024）

课时作业（四） 发酵工程及其应用 答案精解P I基础对点 B.要随时取样，检测培养液的细菌数目、产物浓度 题组一发酵工程的基本环节 等，以了解发酵进程 1.下列关于发酵工程的菌种的说法，错误的是( C,在发酵过程中不需要向装置中再添加必需的营 A.发酵工程的菌种可以从自然界中筛选出来 养组分 B.发酵工程可以利用原材料中含有的菌种 D.要严格控制温度、pH、溶解氧等环境因素 C.发酵工程的菌种可以来自基因工程 题组二发酵工程的应用 D.发酵工程的菌种可以来自诱变育种 5.下面是有关啤酒的工业化生产的流程。 2.发酵工程在现代生物工程中的地位越来越重要。 发芽→焙烤→碾磨→糖化→蒸煮→发酵→消毒→终止 下列有关发酵过程的叙述，错误的是 下列有关叙述不正确的是 () A.可以从自然界中选育出所需要的菌种 A.啤酒的发酵过程包括主发酵和后发酵两个阶段 B.要随时取样，检测培养液的微生物数目、产物浓 B.发芽的过程中大麦会产生淀粉酶，便于将大麦中 度等，以了解发酵进程 的淀粉分解为葡萄糖进行酒精发酵 C.在发酵过程中不需要向装置中再添加必需的营 C.发酵的过程就是酵母菌进行有氧呼吸的过程 养组分 D.消毒的目的是杀死啤酒中的大多数微生物，以延 D.要严格控制温度、pH,溶解氧等发酵条件 长它的保存期 3.下列关于发酵过程的叙述，错误的是 ( 6.通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸，生产中常用 A.对培养基灭菌是发酵生产中的一个很重要的环节 的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。下面有关谷氨 B.随时检测影响发酵过程的各种环境条件，并予以 酸发酵过程的叙述，正确的是 () 控制，才能保证发酵的正常进行 A.溶解氧充足时，发酵液中有乳酸的积累 C,在发酵过程中，要严格控制温度，pH、溶氧量、通 气量与转速等发酵条件，否则会影响菌种代谢物 B.发酵液中碳源和氮源比例的变化不影响谷氨酸 的形成 的产量 D.发酵产品的分离方法是相同的 C.菌体中谷氨酸的排出，有利于谷氨酸的合成和产 4.发酵工程在现代生物工程中的地位越来越重要。 量的提高 下列有关发酵过程叙述错误的是 D.发酵液呈弱碱性时，有利于谷氨酸棒状杆菌生成 A.首先要对发酵设备和培养基严格灭菌 V-乙酰谷氨酰胺和谷氨酰胺 ·105. 7.与传统发酵技术相比，发酵工程的产品种类更加丰 肥力、改善土壤结构、促进植株生长，如根瘤菌 富，产量和质量明显提高。下列叙述错误的是( 肥、固氨菌肥等 A.传统发酵技术多是混合菌种发酵，发酵工程一般 D.利用发酵工程生产微生物的代谢物可以用蒸馏、 过滤、沉淀等方法提取 为纯种发酵 10.发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、 B.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞 灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提 蛋白 纯等方面。下列关于发酵工程的认识错误的是 C.发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及 () 菌体本身 A.发酵工程具有条件温和、产物单一、污染小的特点 D.发酵工程通常可以采用连续培养的方法以最大 B.发酵工程的产品包括微生物的代谢产物和菌体 限度地获得人类所需的产品 本身 8.下列关于发酵工程在食品工业上的应用的叙述，错 C.通常所指的发酵条件包括温度、溶解氧和pH等 误的是 ( D.发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者可 A.生产传统发酵产品，如利用产生蛋白酶的霉菌酿 以利用微生物进行发酵 造酱油 11.由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格 B.生产各种各样的食品添加剂，可以改善食品的口 低廉等，在食品工业、医药工业、农牧业等许多领 味，但不能增加食品的营养 域得到了广泛的应用，下列有关发酵工程在食品 C生产食品酸度调节剂，如柠檬酸，可以通过黑曲 工业上应用的描述，正确的是 () 霉的发酵制得 A.日常生活中食用的酱油的制作以大麦为主要原 D.少数酶制剂由动植物生产，绝大多通过发酵工程 料，利用产生蛋白酶的霉菌的作用，将原料中的 生产 蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸 I综合强化 B.啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶 9.下列有关发酵工程及其应用的叙述中，正确的是 段，其中，酵母菊的繁殖在主发酵阶段完成，大 ( 部分糖的分解和代射物的生成在后发酵阶段完成 A.发酵工程生产用菌种是对自然界分离的菌种进 C.味精是谷氨酸棒状杆菌在无氧条件下发酵产生 行定向改造后获得的 谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理而获得的 B.发酵工程生产的单细胞蛋白是从微生物菌体细 D.由于酶制剂催化效率高、专一性强、作用条件温 胞中提取出来的 和，因此在使用时要考虑酶制剂的使用量、底物 C.可以利用发酵工程生产微生物肥料来增加土壤 的种类以及适宜的温度和pH ·106+ 12.人造蛋白食品是现代微生物工程的杰作之一，食 中树产物 用的真菌蛋白是人造蛋白的一种。真菌蛋白制造 的业一酸 谷氨酸版飘醇江过 一NTT 过程的图解如图所示，请根据图解回答下列问题： 谷氨酸 发酵菌〔红岗 在内生长)州热器（核酸从 加热器中加出) (1)与酵母菌相比，谷氨酸棒状杆菌在结构上的显 传送涉过滤器（真菌 在过滤器上T襟) 著特点是 :谷 氨酸发酵的培养基成分有豆饼水解液，玉米浆、尿 真讨蛋白收集器 素、磷酸氢二钾、硫酸镁和生物素等，从物理性质 (1)制造食用的真菌蛋白时，要向发酵能中通人空 看，该培养基属于 培养基。 气，由此可知，发酵罐中的真菌的细胞呼吸方式是 (2)测定谷氨酸棒状杆菌数目可采用的计数方法 有显微镜直接计数法和 ,前者计 (2)往发酵罐中加入的切物品都需要 数的结果比后者计数的结果偏 (填“大” ,从生态学的角度进行分析，其目的是避免 或“小”)，原因是 因其他杂菌与真菌之间的 而降低真菌蛋 白的产量。 (3)添加的糖被真菌利用，糖转化成真菌蛋白的过 (3)由图可知，谷氨酸棒状杆菌体内若积累了较多 程是淀粉①，葡萄糖→氨基酸巴，蛋白质，其中 的谷氨酸，则会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，微生物 过程①由真菌产生的酶来催化，这种酶按其作用 这种对白身代谢速率的调节方式是 部位分类应该属于 ,②过程发生的场所 (4)谷氨酸棒状杆菌在发酵过程中要不断地通入 是 无菌空气，并通过搅拌使空气形成细小的气泡，迅 (4)从自然界中分离的真菌菌种，用于制造真菌蛋 速溶解在培养液中，当培养基中碳氨质量比为4：1 白时，蛋白质的产量很低。要获得更多的真菌蛋 时，菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少：当碳氮质量 白，培育优良的真菌菌种可采用 比为3：1时，菌体繁殖受抑制，但谷氨酸的合成 方法。获得的少量优良菌种在正式用于 量大增。在无氧条件下，谷氨酸棒状杆菌代谢物 发酵生产之前，还需要进行 是乳酸或琥珀酸。由此说明谷氨酸棒状杆菌的代 13.谷氨酸棒状杆菌可用于微生物发酵工程生产谷氨 谢类型是 ,由上述探究可知，通 酸，从而制取谷氨酸钠（味精）。下图为谷氨酸棒 过发酵得到大量谷氨酸的发酵思路是 状杆菌合成谷氨酸的途径，通过发酵工程可以大 量生产谷氨酸。回答下列问题： ·107.解)氧的含量，可使菌体与培养液充分接触，提高营养物质：8B解析生产各种各样的食品添加剂，不仅可以增加食品的 的利用率。(5)步骤⑤后取样测定石油含量的目的是筛选 营养，改善食品的口味、色泽和品质，有时还可以延长食品的 出分解石油能力最强的细蔺。 保存期。 答率(1)B(2)石油是唯一碳源选择(3)稀释涂布平 :9.C解析发酵工程生产用的首种可道过自然界分离、诱变育 板法涂布不均匀(4)提高培养液中（溶解）氧的含量，使 种、基因工程获得，A项错误：发酵工程生产的单细胞蛋白本 分解石油的细菌与培养液充分接触，提高营养物质的利用 身就是含蛋白高的微生物菌体，B项错误：发酵工程在农牧 率(5)筛选出分解石油能力最强的细菌 业上的应用有生产微生物肥料、微生物农药、微生物饲料等， 15.答室(1)以尿素为唯一氮源碳源为细菌生长提供无机 微生物肥料可以增加土壤肥力、改善土壤结构、促进植株生 盐，作为缓冲液维持培养液的pH湿热灭菌(2)干热灭 长，C项正确；微生物代谢物的提取，采用蒸馏、萃取、离子交 菌稀释涂布平板法未接种的空白培养基检测培养基 换等方法进行，D项错误。 是否被污染(3)10或10当两个或多个细胞连在一起 10.D解析发酵工程和传统发酵技术都是利用各种微生物的 时，平板上观察到的只是一个菌落 代谢来实现相关产品的生产的，D项错误。 课时作业（四） 11.D解析制作酱油的主要原料是大豆，A项错误：啤酒发酵 的过程分为主发酵和后发醇两个阶段，但酵母菌的繁殖、大 1,B解析发酵工程中所用的首种大多是单一菌种，一旦有杂 部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成，主发 菌污染，可能导致产量大大下降，因此，培养基和发酵设备都 酵结束后在低温、密闭环境下储存一段时间属于后发酵，B 必须经过严格灭菌，故发酵工程的菌种不可以利用原材料中 项错误：味新的生产是谷氨酸棒状杆菌在有氧条件下发酵 含有的菌种：发酵工程的性状优良的菌种可以从自然界中筛 产生谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理而获得的，C项错误： 选出来，也可以通过诱变育种和基因工程有种获得。 酶制剂是从生物体内提取出来的具有酶特性的一类化学物 2.C解析随着发酵的进行，培养液中必需的营养组分减少， 质，因此使用时要考虑酶制剂的使用量、底物的种类、适宜 因此在发酵过程中需要及时向装置中再添加必需的营养组 的温度和pH,D项正确。 分，C项错误 12解析(1)制造真菌蛋白时向发酵罐内通入空气，说明发酵罐 3.D解扬发酵过程中一旦有杂茵污染，可能导致产量大大下 内真菌的异化作用类型为需氧型，进行有氧呼吸。(2)发酵 降，因此对培养基和发酵设备都必须经过严格的灭酋处理， 罐及添加物都须经过消毒或灭菌，都是为了近免杂菌与真 A项正确：发酵过程中，由于微生物代谢过程中产生的热量 葡之间的种间竞争，避免由种间竞争导致的真菌蛋白产量 和代谢产物的积累，发酵环境不断变化，需随时检测影响发 降低。(3)淀粉是大分子物质，不能进入细胞，所以过程①发生 酵过程的各种环境条件（如温度、H、溶氧量、通气量与转速 在细胞外，催化过程①的酶是由真菌合成并分泌的，按其作 等)，并予以控制，以保证发酵的正常进行，否则不仅会影响 用部位分类应该属于胞外酶。②过程为脱水缩合，发生的 微生物的生长繁殖，还会影响微生物代谢物的形成，B,C项 场所是核糖体。(4)从自然界中分离的真菌酋种，用于制造 正确：不同的发酵产品其分离方法各不相同，如果发酵的产 真菌蛋白时，蛋白质的产量很低。要获得更多的真菌蛋白， 品是微生物细胞本身，在发酵之后采用过滤、沉淀等方法将 培育优良的真首首种可采用诱变育种或基因工程育种。获 菌体分离和干燥，而如果发酵产品是代谢物，则需根据产物 得的少量优良菌种在正式用于发酵生产之前，还需要进行 的性质通过蒸馏、莘取或离子交换等措施提取，分离和纯化， 扩大培养，以获得更多的优良菌种。 D项错误。 答室(1)有氧呼吸(2)消毒或灭菌种间竞争(3)胞外酶 4.C解析首先要对发酵设备和培养基严格灭菌，A项正确； 核糖体(4)诱变育种或基因工程育种扩大培养 要随时取祥，检测培养液的细蔺数目、产物浓度等，以了解发 13.解析(1)与酵母菌相比，谷氨酸棒状杆菌属于原核生物，原 酵进程，B项正确；在发酵过程中需要向装置中再添加必雾 核生物在结构上的显养特点是无以核膜为界限的细胞核 的营养组分，C项错误：要严格控制温度、H、溶解氧等环境 (无核膜包被的细胞核)：谷氨酸发酵的培养基成分有豆饼 因素，D项正确。 水解液、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁和生物素等，从 5.C解析发酵的过程是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的过 物理性质看，该培养基属于液体培养基。(2)测定谷氨酸棒 程，C项错误。 状杆菌数目可采用的计数方法有显微镜直接计数法和稀释 6.C解析谷氨酸棒状杆菌是好氧细菌，在氧气充足时，不会 涂布平板法，由于前者死菌和活菌一起计数，后者只计数活 有乳酸的积累，A项错误：谷氨酸发酵过程中碳源与氮源之 菌数，且可能有多个菌体形成同一个菌落，所以前者计数的 比影响谷氨酸的产量，B项错误；谷氨酸发酵过程中，当谷氨 结果比后者计数的结果偏大。(3)由题图可知，谷氨酸棒状 酸合成量过多时，就会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，从而使谷 杆菌体内若积累了较多的谷氨酸，则会抑制谷氯酸脱氨酶 氨酸的合成过程中断，因此需要及时地排出谷氨酸，以便解 的活性，微生物这种对自身代湖速率的调节方式是负反馈 除此抑制作用，C项正确：谷氨酸发酵过程中，当发酵液呈酸 调节。(4)由于谷氨酸棒状杆菌可以在有氧和无氧条件下 性时，谷氨酸棒状杆菌会产生N乙酰谷氨酰胺和谷氢酰胺， 生存，且需要培养基中的营养物质提供碳源，所以其代谢类 D项错误。 型是异养兼性厌氧型：要想道过发酵得到大量谷氨酸，极据 7.B解枥单细胞蛋白是指以淀粉或纤雏素的水解液、制落工 题意信息可知，可不断向发酵液中通入无菌空气，发酵液中 业的废料等为原科，通过发酵获得的大量的微生物菌体，而 碳氯质量比为4：1时培养一段时间，使菌种大量繁殖后， 并非微生物的代谢产物，B项错误。 将发酵液的碳氩质量比改为3：1。 ·170- 管室1)无有以核膜为界限的细胞核（无核膜包被的细胞：9.B解析由杂种细胞发育至杂种植株幼苗过程中，需在无菌 核)液体(2)稀释涂布平板法大前者死菌和活菌一 环境下培养：由杂种植株幼苗发育至性成熟植林过程中，不 起计数，后者只计数活菌数，且可能有多个菌体形成同·个 需在无菌环境下培养，B项错误：两个品种的花粉基因型有 菌落(3)负反馈调节(4)异养兼性厌氧型不断向发酵 YR、Yr、yR、yr四种，进行原生质体的融合，若仅考虑两两融 液中通入无菌空气，发酵液中碳氮质量比为4：1时培养一 合，则可产生9种基因型的融合翻胞，C项正确：植物细胞的 段时间，使菌种大量繁殖后，将发酵液的碳氮质量比改为3：1 细胞壁主要成分是纤维素和果胶，所以除去花粉细胞壁的方 (改变细胞膜的通透性，使谷氨酸迅速排放到细胞外) 法常用酶解法，即用纤维素酶和果胶酶分解植物细胞的细胞 课时作业（五） 壁，D项正确。 10.C解析植物体细胞杂交的最大优点是可以克服远缘杂交 1,C解析高度分化的植物细胞含有发有成个体所需的全套 不亲和的障碍，A项正确：杂种细胞在体外经④和⑤过程可 遗传物质，但不能表达，A项正确：植物组织培养过程中既存 以培育成杂种植株，体现了杂种翻胞的全能性，B项正确： 在细胞分裂，又存在细胞分化，B项正确：细胞分化是不可逆 念伤组织是高度液泡化，无定形状态的薄壁细胞团，细胞内 的，但是在离体人工培养条件下，高度分化的细胞能够脱分 没有叶绿体，故不能进行光合作用，C项错误：细胞融合得 化，C项错误：新植株的形成是细胞的特定基因选择性表达 到的杂种细胞的染色体为A细胞和B细胞染色体的总和， 的结果，D项正确。 则其基因型为RrYy,D项正确。 2.C解析外植体消毒可先用体积分数为70%的酒精消毒30s 11.B解析驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质 后，用无菌水清洗2~3次，再用次氯酸钠处理30min后，立 体选行诱导融合培育而成的，采用了植物体细胞杂交技术， 即用无菌水清洗2~一3次，A项错误：诱导形成愈伤组织的一 实现了远缘杂交育种，A项正确：用纤雏素酶和果胶酶处理 般不需要光照条件，B项错误：生长素和细胞分裂素的比值 植物细胞获得原生质体，B项错误；驱蚊草培有过程不同于 低时，有利于芽的分化、抑制根的形成，即诱导生芽培养基中 植物组织培养，但需要采用植物组织培养技术培育成新植 细胞分裂素所占的比例和用量更高，C项正确：移栽时，应先 物体，C项正确：天竺葵和香茅草属于不同种植物，具有生 将培养瓶的封口膜打开一段时间，让试管苗在培养间生长几 殖隔离，故不能通过自然杂交获得驱蚊草，D项正确。 日；然后用流水清洗根部的培养基，再移植到消毒的蛭石环： 12.答率(1)纤维素酶和果胶等于或略大于(2)2X+2Y 境中，D项错误。 染色体数目变异(3)聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca+ 3.D解橱植物组织培养技术体现了植物细胞具有全能性， 高pH融合法AAaaBBBB、eceeDDdd、.AaBBecDe(4)打 A项正确：①表示脱分化过程，该过程需细胞分裂素和生长 破生殖隔离，实现远缘杂交育种 素的共同调节，B项正确：②是经脱分化过程形成的念伤组 13.答系(1)无菌离体培养基愈伤组织(2)本物种的全 织，C项正确：生长素和知胞分裂素的比例高时，诱导根的形 部遗传信息细胞全能性(3)组织细胞①胶分化②愈伤 成，比例低时，诱导芽的形成，D项错误。 4.C解析植物体细胞杂交可打破生殖隔离，实现不同生物间 组织®再分化④胚状体《4两个物种之间的基因相互影 的远缘杂交育种，故通常不需要考虑亲本间存在的生殖隔 响，导致某些基因无法正常表达 离，C项符合题意。 课时作业（六) 5.B解析野生种马铃著（二倍体）和栽培种马铃著（四倍体） 不能产生可有的后代，是两个不同的物种，存在生殖隔离，A 1.A解析水稻种子萌发并长成新个体、柳树芽发有成枝条均 项错误：可用化学法（如聚乙二醇融合法等）、物理法（如电融 属于个体发育部分：扦插的葡萄枝长成新个体属于无性繁殖 合法等)诱导原生质体融合，但不能用灭活的病毒诱导原生 中的营养繁殖。 质体融合，C项错误：制备原生质体和诱导原生质体融合不 2.C解析获取无病毒幼苗的最佳方法是取植物顶端分生区 能在低渗溶液中进行，原因是在低渗溶液中原生质体会吸水 附近（如茎尖）的细胞进行植物组织培养。 膨胀，甚至涨破，D项错误。 3.C解析植物微型繁殖属于无性生殖，可以保持亲代的优良 6.C解析植物体细胞杂交和植物组织培养都属于植物细胞 性状，A项正确、C项错误；微型繁殖可以高效快速实现种苗 工程技术，都以植物细隐一般具有全能性作为理论基础，都 的快速繁殖，在生产上应用广泛，B项正确：微型繁殖作为生 有形成愈伤组织的阶段A,B、D项正确：植物组织培养不会 物技术广泛应用于社会生产，已经应用于观赏植物、经济林 形成杂种细胞，C项错误。 木等的繁育，D项正确。 7.C解析基因影响性状，通过植物体细胞杂交技术获得“番 :4,B解析过程由花粉粒变为单倍体植株，一定要经过花药 茄一马铃薯”，但“番茄一马铃著”并没有发育成地上结番茄、 离体培养，A项正确：基因型为Aabb的玉米能产生2种基因 地下长马铃薯的理想植株，原因可能是两种生物的基因直接 型的花粉：Ab和ab,经花药离体培养后可得到2种基因型的 或间接相互作用，导致彼此影响或干扰所致，C项符合题意。 单倍体幼苗，幼苗再经秋水仙素处理后得到AAbb和aabb2 8.C解枥植物组织培养是无性生殖过程，因此甲、乙、丙三组 种基因型的可育玉米植株，B项错误：过程a和过程C、d是植 细胞内的遗传物质基本相同，A项正确：乙组细胞为脱分化 物细胞培育成了植物个体，所以能够说明植物细胞具有全能 后的愈伤组织，甲组和丙组细胞均属于分化后的细胞，所以 性，D项正确。 乙组细胞全能性最高，B项正确：培养过程是先脱分化形成： 5.A解析在植物组织培养过程中，细胞一直处于不断增殖的 愈伤组织，再分化形成根，芽，茎等植物器官，C项错误：培养 状态，即细胞的分裂能力很强，翻胞在分裂过程中，客易受到 基中生长素含量高于细胞分裂素时，愈伤组织先产生根，细 培养条件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而发生 胞分裂素含量高于生长素时，愈伤组织先产生芽，D项正确。 突变。 ·171