第1章 发酵工程 水平测试-【金版教程】2024-2025学年高中生物必修3 生物技术与工程 创新导学案word（人教版2019 单选版）

第1章　水平测试 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 难度 ★ ★ ★★ ★★ ★ ★ ★ ★★ ★★ 对点 果酒、果醋、泡菜制作的比较 传统发酵食品的制作(果酒、果醋) 传统发酵食品的制作(果酒) 传统发酵食品的制作(酒) 传统发酵食品的制作(醋) 无菌技术 微生物的选择培养 微生物的选择培养 微生物的选择培养与计数 题号 10 11 12 13 14 15 16 17 18 难度 ★ ★ ★ ★★ ★ ★ ★ ★★ ★★ 对点 发酵工程及其应用 微生物的选择培养 微生物的选择培养 微生物的计数 发酵工程基本环节 传统发酵技术 传统发酵技术 微生物的选择培养与计数 微生物的培养与相关实验探究 一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的) 1．(2021·海南高考)关于果酒、果醋和泡菜这三种传统发酵产物的制作，下列叙述正确的是(　　) A．发酵所利用的微生物都属于原核生物 B．发酵过程都在无氧条件下进行 C．发酵过程都在同一温度下进行 D．发酵后形成的溶液都呈酸性 答案　D 解析　参与果酒、果醋和泡菜制作的微生物分别是酵母菌、醋酸菌和乳酸菌，酵母菌为真核生物，A错误；醋酸菌是需氧型细菌，果醋的发酵需要O2，B错误；三种发酵温度不同，如酒精发酵将温度控制在18～30 ℃，果醋发酵的适宜温度是30～35 ℃，泡菜在室温下发酵，C错误；果酒、果醋和泡菜发酵后形成的溶液都呈酸性，D正确。 2．天津独流老醋以优质的黍米、高粱为主要原料，经原料蒸煮→大曲糖化→液态酒精发酵→固态分层醋酸发酵→淋醋等主要工序酿造而成。下列关于独流老醋酿造过程的描述，错误的是(　　) A．液态酒精发酵阶段的温度应控制在30～35 ℃ B．独流老醋的酿造过程涉及到了酵母菌、醋酸菌等多种微生物 C．固态分层醋酸发酵阶段需要对原料进行翻动 D．醋酸发酵时，应适当提高温度 答案　A 解析　液态酒精发酵阶段的温度应控制在18～30 ℃，A错误；由题干酿造过程可知，独流老醋的酿造过程涉及到了酵母菌、醋酸菌等多种微生物，B正确；醋酸菌为好氧菌，固态分层醋酸发酵阶段需要对原料进行翻动，使其充分接触氧气，C正确。 3．“踏浆发酵酿酒法”是唐朝的一种主流红酒酿造工艺。踏浆发酵即碾碎葡萄，用葡萄汁单纯发酵。“十年味不败”说明唐朝红酒技术的优良之处。下列相关说法正确的是(　　) A．“踏浆”有利于酵母菌与葡萄汁液充分混合 B．酒精生成过程合成ATP所需能量来自丙酮酸中的化学能 C．在葡萄酒酿制的整个过程中需要严格保证无氧环境 D．“十年味不败”的主要原因是酵母菌发酵生成的酒精的消毒作用 答案　A 解析　踏浆发酵即碾碎葡萄，有利于酵母菌与葡萄汁液充分混合，充分发酵，A正确；酒精生成过程只在细胞呼吸第一阶段能合成ATP，故合成ATP所需能量来自葡萄糖中的化学能，B错误；在葡萄酒酿制的过程中可先通气后密封，C错误；葡萄酒制成后，在缺氧、呈酸性的发酵液中，绝大多数微生物无法适应这一环境而受抑制，故“十年味不败”，D错误。 4．《本草纲目》中记载了酿制烧酒的过程：“近时惟以糯米或粳米或黍或秫或大麦蒸熟，和曲酿瓮中七日，以甑蒸取。其清如水，味极浓烈，盖酒露也。”下列说法正确的是(　　) A．为使酵母菌进行酒精发酵，酿制时“瓮”应装满后密封 B．“糯米或粳米”中所含物质只能为微生物提供碳源和氮源 C．在利用酵母菌发酵的“七日”中，水和酒精是同时产生的 D．若发酵过程中密封不严，醋酸菌会将乙醇转化为乙酸使酒酸败 答案　D 解析　酿酒时，“瓮”不能装满，要余有空间提供氧气，以利于酵母菌的快速增殖，发酵过程中产生CO2(产生气泡)，还可以防止发酵液溢出，A错误；“糯米或粳米”作为酵母菌的“培养基”，可为其提供碳源、氮源、生长因子、水和无机盐，B错误；酵母菌先进行有氧呼吸产生CO2和水，再进行无氧呼吸产生CO2和酒精，不能同时产生水和酒精，C错误；若发酵过程中密封不严，会导致醋酸菌的污染，同时醋酸菌在有氧气的情况下，会将乙醇转化为乙酸，从而使酒酸败，D正确。 5．《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，衣沈，反更香美。日久弥佳。”下列叙述错误的是(　　) A．该方法依据的原理是醋酸菌在缺少糖源时可将乙醇转化为乙酸 B．加水的目的是对酒进行稀释，避免酒精浓度过高杀死醋酸菌 C．“衣”位于变酸的酒表面，是由原酒中的酵母菌大量繁殖形成的 D．现代发酵制醋时常进行通气搅拌，目的是增加溶液中的溶解氧，以利于醋酸菌生长 答案　C 解析　醋酸菌在氧气充足、缺少糖源时可将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸，A正确；醋酸菌对氧气的含量特别敏感，“衣”位于变酸的酒表面，是由原酒中的醋酸菌大量繁殖形成的，C错误；醋酸菌是一种好氧菌，通气搅拌可以增加溶液中的溶解氧，有利于醋酸菌的生长，D正确。 6．消毒和灭菌是微生物培养中常用的操作方法。下列说法正确的是(　　) A．微生物接种技术的方法不同，但都要防止杂菌污染，保证培养物的纯度 B．在100 ℃条件下煮沸5～6分钟属于灭菌方法，可杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢 C．无菌技术中，若处理对象为液体，则只能消毒，不能灭菌 D．高压蒸汽灭菌锅只有当压力表的压力降到一个标准大气压时，才能打开盖子 答案　A 解析　在100 ℃条件下煮沸5～6分钟属于“消毒”中的煮沸消毒法，可杀死物体表面或内部一部分微生物，B错误；无菌技术中，若处理对象为液体，也可以采用灭菌的方法，如液体培养基，C错误；使用高压蒸汽灭菌锅进行灭菌时，只有当压力表的压力降到零时，才能打开盖子，D错误。 7．瘤胃中的微生物多为厌氧菌，某实验小组欲从牛的瘤胃中分离出能分解尿素的微生物，如图表示筛选流程，甲、乙、丙均为培养基。下列说法错误的是(　　) A．培养基上加石蜡的目的是隔绝外界的氧气 B．乙培养基上能形成肉眼可见的菌落 C．甲和丙培养基可以增加目的菌株的浓度 D．乙培养基是以尿素为唯一氮源的鉴别培养基 答案　D 解析　牛的瘤胃中的微生物多为厌氧菌，故培养基上加石蜡以隔绝外界氧气，创造无氧条件，A正确；乙培养基为固体培养基，培养基上能形成肉眼可见的菌落，B正确；甲和丙培养基是液体培养基，可扩大培养菌种，增加目的菌株的浓度，C正确；乙培养基是以尿素为唯一氮源的选择培养基，只有能分解尿素的微生物可在该培养基上形成菌落，D错误。 8．土壤中含有能将难溶性磷酸盐转变成植物可以吸收和利用的可溶性磷的优良解磷菌株Q。图1是某同学利用平板划线法分离菌株Q的示意图，图2是分离鉴别菌株Q的结果。固体培养基中难溶性磷酸盐在菌株Q的作用下溶解，会在菌落周围形成透明圈，透明圈直径(D)与菌落直径(d)的比值(D/d)代表微生物溶解难溶性磷酸盐的能力大小。如表是初步筛选出的三种优良解磷菌株。下列说法正确的是(　　) 菌株 透明圈直径(D) 菌落直径(d) M－3－01 18.8 12.3 B3－5－6 20.7 8.0 T－4－01 9.1 6.5 A．划线时将蘸有菌种的接种环插入培养基 B．图1只有在第5区域中才能得到所需菌落 C．图1中，整个过程需要对接种环至少进行6次灼烧 D．根据实验结果分析溶解难溶性磷酸盐能力最强的菌株是T－4－01 答案　C 解析　将蘸有菌种的接种环在培养基表面进行划线，不能插入培养基，A错误；在5个区域中，无论哪个区域，只要有单个活细菌，通过培养即可获得所需菌落，B错误；在每次划线前后都要对接种环进行灼烧灭菌，图1中，整个过程需要对接种环至少进行6次灼烧，C正确；透明圈直径(D)与菌落直径(d)的比值(D/d)可代表微生物溶解难溶性磷酸盐的能力大小，表格中菌株B3－5－6的D/d值最大，说明菌株B3－5－6溶解难溶性磷酸盐的能力最强，D错误。 9．某生物兴趣小组完成了“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”的实验，具体操作流程如图所示。下列相关叙述不正确的是(　　) A．纯化培养阶段使用选择培养基，应以尿素为唯一氮源 B．梯度稀释时可用移液管或微量移液器进行操作 C．中间试管涂布的3个平板的菌落平均数小于160 D．由图中数据可知10克土样中的菌株数约为1.6×108个 答案　C 解析　稀释倍数越高，平板上出现的菌落数越少，所以中间试管涂布的3个平板的菌落平均数应大于160，C错误；由图可知，10克土样中的菌株数为160÷0.1×104×10＝1.6×108(个)，D正确。 10．下列对发酵工程及其应用的叙述，正确的有几项(　　) ①生产谷氨酸需将pH调至中性或弱碱性　②生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉　③发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物及菌体本身　④利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物农药可以促进植物生长　⑤啤酒的工业化生产过程中，酒精的产生积累主要在后发酵阶段完成　⑥用诱变育种或基因工程等方法选育出性状优良的菌种并进行扩大培养　⑦用单细胞蛋白制成的微生物饲料，可通过发酵工程从微生物细胞中提取 A．2项 B．3项 C．4项 D．5项 答案　C 解析　利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料能够增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长，④错误；啤酒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是在主发酵阶段完成，故啤酒的工业化生产过程中，酒精的产生积累主要在主发酵阶段完成，⑤错误；用单细胞蛋白制成的微生物饲料，其中的单细胞蛋白是微生物菌体，并不是通过发酵工程从微生物细胞中提取获得，⑦错误。综上所述，正确项是①②③⑥。 11．某同学为了在实验室富集某种大豆根瘤菌，通过查阅资料，配制了含有如下成分的培养基，下列有关叙述正确的是(　　) 成分 浓度(质量分数) 甘露醇 1% KH2PO4 0.02% MgSO4·7H2O 0.02% NaCl 0.02% CaSO4·2H2O 0.01% A．该培养基缺少氮源，无法达到富集目的 B．对培养基的灭菌应采用高压蒸汽灭菌法 C．灭菌后冷却至50 ℃左右进行倒平板操作 D．灭菌后应将培养基调整到合适的pH 答案　B 解析　根瘤菌为固氮菌，可利用空气中的氮气作为氮源，该培养基缺少氮源，可用于筛选和富集固氮菌，A错误；对培养基的灭菌应该选用高压蒸汽灭菌法，B正确；该培养基没有加入琼脂，不属于固体培养基，不需要倒平板，C错误；调节pH应在灭菌之前，D错误。 12．苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如图所示，①为土壤样品。下列相关叙述错误的是(　　) A．图中②培养目的菌株的选择培养基中应加入苯酚作为唯一碳源 B．如果要测定②中活细菌数量，常采用稀释涂布平板法 C．若图中④为对照实验，则其中应以苯酚作为唯一的碳源 D．使用平板划线法可以在⑥上获得单菌落 答案　C 解析　用苯酚作为选择培养基中的碳源，可以起到筛选、富集苯酚分解菌的目的，A正确；测定培养液中活细菌数目常采用稀释涂布平板法，B正确；若④为对照实验，则④中应含除苯酚外的其他碳源，⑤以苯酚作为唯一碳源，C错误；使用稀释涂布平板法或平板划线法都可以在⑥上获得单菌落，D正确。 13．大肠杆菌可寄生于人和动物肠道中，其代谢产物能与染料伊红—亚甲蓝(EMB)反应，使菌落呈紫黑色。检测水样是否符合饮用水卫生标准时，常用滤膜法测定大肠杆菌的数目，流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A．从培养基的功能来看，EMB培养基为选择培养基 B．若要检测培养基是否被污染，可将未接种的培养基在相同条件下进行培养 C．用该方法测定的大肠杆菌的数目比实际值偏小 D．实验中用到的滤杯、滤膜和滤瓶都需要经过严格的灭菌处理 答案　A 解析　由题中信息可知，EMB培养基为鉴别培养基，A错误；实验中用到的滤杯、滤膜和滤瓶都需要经过灭菌处理，防止杂菌污染，D正确；当两个或多个细胞连在一起时，培养基上只能观察到一个菌落，C正确。 14．下列与发酵工程基本环节相关的叙述错误的是(　　) A．在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等不能直接排放到外界环境中 B．进行发酵之前，有必要对菌种进行扩大培养 C．如果发酵产品是微生物代谢物，可采用过滤、沉淀等方法获得产品 D．发酵设备和培养基均需经过严格的灭菌 答案　C 解析　如果发酵产品是微生物代谢物，可根据产物性质采取适当的提取、分离和纯化措施获得产品，若发酵产品为微生物细胞本身，可在发酵结束后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，C错误。 二、非选择题 15．我国利用不同微生物的发酵作用来制作果酒、果醋、腐乳和酸奶等食品的历史悠久，一般称作传统发酵技术。根据传统发酵技术的相关知识。回答以下问题： (1)制作高粱酒和苹果醋要用到的微生物分别是____________________。 (2)果酒和果醋的制作： ①传统发酵时发酵液未经过严格的灭菌处理，杂菌却不能正常生长，这是由于果酒发酵的______________条件抑制了杂菌的生长。与果酒发酵不同，果醋发酵需要在________________条件下进行。 ②温度适宜时果酒发酵时间可缩短，原因是____________________________________。 ③喝剩的葡萄酒放置一段时间后变酸的原因是____________________________________。 (3)腐乳和乳酸发酵： ①腐乳发酵主要利用的微生物是________。 ②久置变质的酸奶不能食用，原因是________________________________________。泡菜制作过程中常会产生大量的亚硝酸盐，人体摄入过量亚硝酸盐会________，甚至死亡。 答案　(1)酵母菌和醋酸菌 (2)①无氧、pH呈酸性　供氧充足、温度较高　②温度适宜时发酵菌生长繁殖迅速，同时发酵酶活性增强，发酵速度更快　③酒精转变成了乙酸 (3)①毛霉　②其他有害微生物大量繁殖，并产生了对人体有害的物质　中毒 16．(2021·全国乙卷)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。 回答下列问题： (1)米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的________可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供________。 (2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的________、________能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和________。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于________(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。 (3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是______________。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是____________________(答出1个即可)。 答案　(1)蛋白质　碳源 (2)蛋白酶　脂肪酶　氨基酸　异养好氧 (3)原核生物　酒精和二氧化碳　酒精、乳酸、食盐(答1个即可) 解析　(1)大豆中含有丰富的蛋白质，可为微生物的生长繁殖提供氮源。小麦中的淀粉可以为微生物的生长繁殖提供碳源。 (2)米曲霉在发酵过程中产生的蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，产生的脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸，使发酵的产物具有独特的风味。米曲霉发酵时需要利用现有的有机物和需要氧气，说明其代谢类型是异养好氧型。 (3)乳酸菌没有核膜包被的细胞核，属于原核生物。酵母菌属于兼性厌氧型微生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳。在发酵池中酵母菌产生的酒精能抑制杂菌的生长，乳酸菌产生的乳酸使发酵液呈酸性也能抑制杂菌的生长，同时往发酵池中添加的食盐也能抑制杂菌的生长。 17．聚乙烯是一次性口罩的主要成分之一。科学家发现了一种能分解聚乙烯(塑料的成分)的微生物——聚乙烯分解菌，它能分泌聚乙烯降解酶降解一次性口罩。 (1)要想得到聚乙烯分解菌纯培养物，应选择含废旧塑料丰富的垃圾场土样进行稀释，再将菌液涂布到制备好的________培养基上。该培养基在制作时，应将________作为培养基中的唯一碳源，这样做的依据是__________________________________________。 (2)涂布器在使用过程中，需放在火焰上灼烧，该灭菌方法称为____________。酒精燃尽后，随即进行涂布________(填“会”或“不会”)对结果产生影响，理由是______________________________________________。 (3)为了进一步测定土壤样品中聚乙烯分解菌的数量，甲、乙两位同学采用平板划线法进行统计，得到以下结果： 甲同学统计的菌落数分别是120、135和138，取平均值131。 乙同学统计的菌落数分别是25、172和184，取平均值127。 所以，该样品中菌落的数量取上述六组数据的平均值为129。 请找出上述操作中的2个问题，并加以修正。 问题①：______________________：修正处理：__________________； 问题②：____________________________________________________；修正处理：________。 答案　(1)选择　聚乙烯　只有聚乙烯分解菌能利用其中的聚乙烯维持代谢，得以存活 (2)灼烧灭菌法　会　酒精燃尽后随即涂布，涂布器的高温可能会将聚乙烯分解菌杀死 (3)平板划线法不可用于计数　采用稀释涂布平板法　乙同学统计的菌落数有一个数值为25，严重偏离正常值　重新实验 解析　(1)制作筛选聚乙烯分解菌的培养基时，应将聚乙烯作为培养基中的唯一碳源，这样可使能利用聚乙烯的微生物生长，同时抑制其他微生物的生长，从而得到聚乙烯分解菌，这样的培养基属于选择培养基。 (3)本实验要对微生物计数，平板划线法不可用于计数，应该选择稀释涂布平板法。另外，这两位同学的结果中，乙同学统计的菌落数有一个数值为25，与另2个数值相差悬殊且不在30～300范围内，故乙同学需重新实验。 18．(2022·全国乙卷，37)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。 碳源 细胞干重(g/L) S产量(g/L) 葡萄糖 3.12 0.15 淀粉 0.01 0.00 制糖废液 2.30 0.18 回答下列问题。 (1)通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有__________________________(答出2点即可)。 (2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是________；用菌株C生产S的最适碳源是________。菌株C的生长除需要碳源外，还需要______________________________(答出2点即可)等营养物质。 (3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是______________________。 (4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：____________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________。 (5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是____________________________________(答出1点即可)。 答案　(1)高压蒸汽灭菌、干热灭菌 (2)葡萄糖　制糖废液　氮源、无机盐、生长因子 (3)菌株C中缺少淀粉酶 (4)分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度，即为生产S的最适碳源浓度 (5)减少污染、节省原料、降低生产成本 解析　(2)由实验结果可知，以葡萄糖为碳源时菌株C的细胞干重最大，说明最适于菌株C生长的碳源是葡萄糖；而以制糖废液为碳源时，用菌株C生产S的产量最高，说明最适于菌株C生产S的碳源是制糖废液。 (4)要确定生产S的最适制糖废液的浓度，实验自变量为制糖废液的浓度，可分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，因变量是S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度，即为生产S的最适碳源浓度。 11 学科网（北京）股份有限公司 $$