作业(四) 发酵工程及其应用-【精讲精练】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程知能达标训练（人教版2019）

e 用火焰灼烧法进行灭菌，B正确；④的接种方 所以在培养基上接种时划线的顺序依次是① 法是平板划线法，利用平板划线法可对微生 ③②。(5)研究者在接种操作培养过程中，得 物进行接种、纯化、分离，但是不能对微生物进 到了一个菌落分布如图乙所示的平板，该接种 行计数，计数一般采用稀释涂布平板法，C错 方法为稀释涂布平板法；接种时可能的操作失 误：刚果红可以与纤雏素形成红色复合物。当 误是涂布不均匀。 纤雏素被纤维素酶分解后，红色复合物无法 答案(1)液体选择(2)先调pH后灭菌 形成，出现透明圈，因此可通过是否产生透明 A(3)(CH2O)和抗生素纤维素 圈来筛选纤维素分解菌，D正确。 (4)①③②(5)稀释涂布平板法涂布不均匀 11.ACD红酸汤制作过程中要密封发酵，利用 15.解析(1)制作传统泡莱所利用的菌种是乳酸 的微生物主要是厌氧菌，而醋酸菌是好氧菌， 菌，其来源是植物体（蔬莱）表面自带的菌种， A错误；装坛时加入成品红酸汤是为了增加 洗菜盐水中有从蔬菜上清洗下来的菌种，放 发酵菌种的数量，B正确：装坛时坛口留有一 进发酵瓮中有利于发酵的进行。(2)不合格的 定空间而不装满的目的是防止发酵液外溢， “土坑酸莱”在制作时无法保证严格的无氧环 C错误；如果发酵时间过长，会影响口感， 境，环境温度也无法控制，容易造成某些非乳 D错误。 酸菌的微生物类群大量繁殖，这样生产出来 12.ABC平板划线过程中，接种环在每次划线 的酸莱容易带有致病杂菌：还容易因为发酵 之前和之后均需要灼烧灭菌，A错误：打开含 不充分造成乳酸含量过少，无法起到防腐作 菌种的试管需将试管口通过火焰灭菌，取出 用，因此这样的酸莱容易腐败。(3)脱脂乳酶 菌种后还需通过火焰灭菌，再塞上棉塞，B错 解液培养基中的蛋白胨类、葡萄糖或乳糖、脂 误；将蘸有菌种的接种环迅速伸入平板内，划 质、植物汁液均可为菌种生长繁殖提供碳源。 三至五条平行线，盖上皿盖，灼烧接种环，冷却 培养乳酸菌时需要往培养基中添加维生素， 后从第一次划线末端开始作第二次划线，重 而植物汁液中富含维生素。接种前需要对培 复上述过程，完成三、四、五次划线，注意不要 养基进行高压蒸汽灭菌处理。(4)由题干信息 将最后一次的划线与第一次的划线相连，C错 可知，菌种代谢过程中的产物使培养基pH下 误；接种环在每次划线之前和之后均需要灼 降到菌体耐酸极限后，即使营养充足，菌体的 烧灭菌，将已冷却的接种环仲入菌液中蘸取 生长也会受到抑制，因此要想获得浓缩培养 一环菌液，D正确。 的该益生菌培养液，还需要进行的处理是补 13.AD题图中所示的纯培养酵母菌的方法是平 充营养、调节培养基pH、及时排出代谢产 板划线法，该方法要求连续划线多次，直到最 物等。 后一次划线的末端酵母菌呈单个存在，所以 答案(1)乳酸菌洗菜盐水中有（从蔬菜上 该方法仅用于纯化酵母菌但不适用于酵母菌 清洗下来的乳酸菌)菌种(2)无氧环境以及 的计数。 温度无法控制，造成某些非乳酸菌的微生物 14.解析(1)分析培养基成分可知，该培养基中 类群大量繁殖（无法抑制其他微生物生长），从 没有加入琼脂作为凝固剂，因此依物理性质， 而导致杂菌污染乳酸(3)蛋白胨类、葡萄 该培养基属于液体培养基：培养基中加入0.1 糖或乳糖、脂质（及植物汁液）提供维生素 万单位的抗生素，能够将不能抗抗生素的微生 高压蒸汽（湿热）(4)调节培养基pH、及时 物选择出来，因此依功能看，该培养基属于选 排出代谢产物（任选一点，答案合理即可） 择培养基。(2)培养基配制时，应先调pH后 作业（四）发酵工程及其应用 灭菌。对培养基进行灭菌应采用高压蒸汽灭 菌。(3)若用该培养基培养分解纤雏素的细 1,D对选育的菌种进行扩大培养，属于接种前 菌，该细菌没有抗生素抗性基因，因此应除去 的技术环节，不属于发酵罐内发酵这一环节。 抗生素；又由于该细菌能够分解纤维素，因此 2.A灭菌不仅仅是对培养基灭菌，发酵设备等 应选择用纤维素作为唯一碳源。(4)据图甲分 均需严格灭菌处理，A正确；对培养基的灭菌 析，每次划线的菌种都来自上次划线的末端， 是杀死培养基中的一切微生物，B错误：为防止 32 @ 杂菌污染，通入的空气也要经灭菌处理，但不 正常进行，否则不仅会影响微生物的生长繁 是通入无菌空气就可以达到灭菌的效果，C错 殖，还会影响微生物代谢物的形成，B、C正确； 误；灭菌效果与pH无直接关系，D错误。 不同的发酵产品其分离方法各不相同，如果发 3.A根据微生物遗传组成的差异，在培养基中 酵的产品是微生物细胞本身，在发酵之后采用 加入不同比例的核酸(DNA和RNA),它不会 过滤、沉淀等方法将菌体分离和千燥，而如果 直接影响到微生物自身的遗传组成，即使被微 发酵产品是代谢物，则需根据产物的性质通过 生物利用，也是被分解为核苷酸后利用，所以 蒸馏、萃取或离子交换等措施提取、分离和纯 培养基中加入不同比例的核酸，不会对微生物 化，D错误。 起选择作用，A符合题意：不同的微生物需要 :7.C改变面包霉的细胞膜通透性，这样氨基酸 不同的生长因子，根据目的菌的需要在培养基 A和B都可以及时排出，进而解除对中间产物 中加入相应的生长因子进行分离，B不符合题 的抑制作用，提高氨基酸A和B的产生量， 意；根据微生物对碳源需要的差别，使用含不 A错误；高温高压不利于面包霉的代谢活动， 同碳源的培养基，例如培养自养型目的菌，在 B错误；面包霉被诱变成不能合成酶③的新菌 培养基中不需加入有机碳源，C不符合题意；培 种，这样中间产物只能通过酶②催化为氨基酸 养真菌时可以在培养基中加入青霉素来抑制： A,可以大量生产氨基酸A,C正确：面包霉被 细菌的生长，D不符合题意。 诱变成不能合成酶①的新菌种，这样底物不能 4.C自然选育就是不经人工处理，利用微生物 生成种问产物，进而不能生成氨基酸A和B, 的自然突变进行菌种选育的过程，该过程盲目 D错误。 性大且费时，A正确：诱变有种的原理是基因：8.A发酵过程需要适宜的温度和pH,所以环境 突变，B正确；生产柠檬酸需要筛选产酸量高的 条件的变化会对微生物的生长繁殖和发酵产 黑曲露，在啤酒生产中使用基因工程改造的啤 品产生一定的影响，A正确：发酵所需的菌种 酒酵母，可以加速发酵过程，缩短生产周期， 不能灭菌，B错误：单细胞蛋白本身就是一种微 C错误：用基因工程的方法，使外源基因得到高 生物，并不是一种微生物细胞的提取物，C错 效表达的菌类一般称为基因工程菌，D正确。 误：杂交育种的原理是基因重组，性状优良的菌 5.D青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通 种无法进行杂交育种，D错误。 过分泌青霉素杀死细菌；提供相同含量的碳：9.BC发酵工程与传统发酵技术都需要利用微 源，葡萄糖溶液单位体积中溶质微粒较多，会 生物来进行发酵，A错误；单细胞蛋白是指利 导致细胞失水，发酵液中的碳源不宜使用葡萄 用发酵工程获得的大量的微生物菌体，D错误。 糖，乳糖是二糖，可被水解为半乳糖和葡萄糖，：10.AB果酒的家庭制作和啤酒的工业化生产所 是青霉菌生长的最佳碳源，可以被青雾菌缓慢 用的菌种都是酵母菌，都利用了酵母菌无氧 利用而维持青露素分泌的有利条件，A正确： 呼吸产生酒精的原理，A正确：发酵初期提供 青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通 一定的有氧环境，有利于酵母菌进行有氧呼 气液体发酵技术提高产量，B正确；选育出的高 吸大量繁殖，增加酵母菌数量以提高发酵效 产青霉素菌株经扩大培养纯化后，才可接种到 率，B正确：果酒的家庭制作利用的是附着在 发酵罐中进行工业化生产，C正确：为了防止细 水果果皮上的野生酵母菌，因此发酵前不能 菌、其他真菌等徽生物的污染，获得纯净的青 对原料进行灭菌，C错误；发酵结束后家庭制 霉素，发酵罐仍需严格灭菌，D错误。 作的果酒不需要再进行消毒，D错误。 6.D发酵过程中一旦有杂菌污染，可能导致产：11.解析(1)基因工程、细胞工程和诱变育种是 量大大下降，因此培养基和发酵设备都必须经 发酵工程中菌种的来源。(2)人工控制微生物 过严格的灭菌处理，A正确：发酵过程中，由于 代谢的措施包括两个方面：一方面是改变微生 微生物代谢过程中产生的热量和代谢产物的 物的遗传特性，另一方面是控制微生物的生长 积累，发酵环境不断变化，需随时检测影响发 繁殖条件。(3)在生产过程中，常需增加通氧 酵过程的各种环境条件（如温度、PH、溶氧量、 量，据此判断赖氨酸或谷氨酸发酵菌种为好氧 通气量与转速等)，并予以控制，以保证发酵的 细菌。(4)当发酵生产的产品是微生物细胞本 33 ⑧ 身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法 比值不同，愈伤组织分化的结果不同，B正确； 将菌体分离和千燥，即可得到产品。如果产品 愈伤组织为具有分生能力的薄壁组织团块， 是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提 C正确：愈伤组织在一定条件下培养可以再分 取、分离和纯化措施来获得产品。 化形成完整的植株，D正确。 答案(1)诱变育种(2)改变微生物遗传 3.D过程①获得的原生质体不能悬浮在30%的 特性控制生产过程中的各种条件(3)好氧 蔗糖溶液中，30%的蔗糖溶液可导致原生质体 (4)过滤、沉淀提取、分离 失水皱缩甚至死亡，A错误；过程②为再分化 12.解析(1)谷氨酸棒状杆菌属于细菌，而酵母 过程，需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分 菌属于真菌，所以谷氨酸棒状杆荫在结构上的 化，B错误：过程③不需用秋水仙素处理，诱导 主要特点是无以核膜为界限的细胞核。因谷 细胞壁再生，C错误；原生质体虽无细胞壁，但 氨酸发酵的培养基成分有豆饼水解液、玉米浆 含有细胞核等结构，即含有全部的遗传信息， 等，没有琼脂等凝固剂，所以从物理状态看，该 因此原生质体仍保持细胞的全能性，D正确。 培养基属于液体培养基。(2)测定谷氨酸棒状 4.C植物体细胞杂交和植物组织培养都属于植 杆菌数目可采用显微镜直接计数法和稀释涂 物细胞工程技术，都以植物细胞一般具有全能 布平板法。由于显微镜直接计数法是死菌和 性作为理论基础，A、B正确：植物组织培养不 活菌一起计数，而稀释涂布平板法只计数活 会形成杂种细胞，C错误；植物体细胞杂交过程 菌，且可能有多个菌体形成一个菌落，因此显 中原生质体融合能体现细胞膜具有流动性， 微镜直接计数法的结果比稀释涂布平板法计 D正确。 数的结果大。(3)据图分析，当谷氨酸棒状杆：5.B植物组织培养的过程要求无菌无毒的环 菌体内若积累了较多的谷氨酸时，会抑制谷氨 境，其中外植体要进行消毒处理，而培养基需 酸脱氢酶的活性，导致合成谷氨酸的速率下 灭菌处理，A正确：由配子直接发育成的个体 降，这种对自身代谢速率的调节方式是负反馈 是单倍体，B错误：高度分化的细胞首先经过脱 调节。(4)谷氨酸棒状杆菌在发酵过程中要严 分化后形成愈伤组织，由于愈伤组织细胞没有 格控制发酵液的pH。在中性和弱碱性条件 分化，全能性较高，然后再分化过程就体现了 下会积累谷氨酸：在酸性条件下则容易形成谷 愈伤组织的全能性，C正确：在植物组织培养过 氨酰胺和N乙酰谷氨酰胺。 程中需要加入细胞分裂素和生长素，来调控细 答案(1)无以核膜为界限的细胞核液体 胞的脱分化和再分化，D正确。 (2)稀释涂布平板法大前者死活菌体一起 6.D分装好的培养基连同其他器械一起进行高 计数，后者只计数活菌数，且可能有多个菌体形 压蒸汽灭菌，然后在室温下自然冷却后，存放 成同一个菌落(3)负反馈调节(4)谷氨酸 于阴凉干燥洁净处待用，A正确：幼苗要先移 谷氨酰胺N-乙酰谷氨酰胺 植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活 一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中，B正 作业（五）植物细胞工程的基本技术 确：用于植物组织培养的培养基同样适合于某 1.C受精卵是个体发育的起点，在自然条件下， 些微生物的生长，一旦被杂菌污染则培养失 通过细胞的分裂、分化形成完整的个体，所以 败，C正确；接种时用镊子夹取菊花茎段的 受精卵的全能性最高：体细胞是由受精卵通过 1,3~1/2插入培养基中，注意将形态学上端朝 有丝分裂形成的，但由于细胞分化，基因在不 上，D错误。 同的细胞中选择性表达，因而体细胞并没有表：7.B植物体细胞杂交过程中，诱导原生质体融 现出全能性；卵细胞属于已分化的细胞，卵细 合常用的诱导剂是PEG;由杂种细胞→杂种植 胞的全能性较受精卵低，两者全能性不同；分 株，要通过有丝分裂、脱分化和再分化才能形 化的植物细胞如果要表达出来全能性，需在一 成；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的 定条件下进行离体培养。 障碍。杂种细胞经组织培养形成的愈伤组织， 2.A愈伤组织是离体植物细胞经过脱分化形成 因自身不含叶绿素无法进行光合作用，其营养 的，A错误；培养基中生长素和细胞分裂素的 物质来自培养基，代谢类型是异养需氧型。 34。生物学·选择性必修3生物技术与工程（配RJ版） 作业（四） 发酵工程及其应用 [基础达标练] C.选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到 1.发酵工程由一系列工艺环节构成，下列不属于发 发酵罐中 酵罐内发酵这一环节的是 ( D.青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格 A.随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等 灭菌 6.(2024·南阳市五中期末)下列关于发酵过程的 B.及时添加必需的营养成分 叙述，错误的是 C.严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件 A.对培养基灭菌是发酵生产中的一个很重要的 D.对选育的菌种进行扩大培养 环节 2.(2024·潍坊统考)发酵工程的一项关键措施是 B.随时检测影响发酵过程的各种环境条件，并予 灭菌，下列关于灭菌的叙述正确的是 ( 以控制，才能保证发酵的正常进行 A.培养基和发酵设备等均需要严格灭菌 C.在发酵过程中，要严格控制温度、pH、溶氧量、 B.灭菌是杀死培养基中的一切细菌和真菌 通气量与转速等发酵条件，否则会影响菌种代 C.通人无菌空气可以达到灭菌的目的 谢物的形成 D.pH调到7左右灭菌效果最好 D.发酵产品的分离方法是相同的 3.发酵工程的第一个重要工作是选择优良的单一 7.如图所示为面包霉体内合成氨基酸的途径，若在 纯种。消灭杂菌，获得纯种的方法不包括( 发酵工程中利用面包霉来大量合成氨基酸A,应 A.根据微生物遗传组成的差异，在培养基中加入 采取的最佳措施是 不同比例的核酸 B.根据微生物缺乏生长因子的种类，在培养基中 : 底物一游 海2 氨基酸A +屮间产物 灰基酸B 3 增诚不同的生长因子 都过量 C.根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳 抑制 : 源的培养基 A.改变面包霉的细胞膜通透性 B.进行高温高压的发酵 D.根据微生物对抗生素敏感性的差异，在培养基 C.对面包霉进行诱变处理，选育出不能合成酶③ 中加入不同的抗生素 的新菌种 4.下列关于菌种的选育的叙述，错误的是( D.对面包霉进行诱变处理，选育出不能合成酶① A.自然选育菌种费时且盲目性大 的新菌种 B.诱变有种原理的基础是基因突变 8.(2024·德州高二期中)发酵工程涉及菌种的选 C.生产柠檬酸需要筛选产酸量高的酵母，在啤酒 育和培养、产物的分离和提纯等方面。下列叙述 生产中，使用基因工程改造的啤酒酵母，可以 正确的是 () 加速发酵过程，缩短生产周期 A.环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且 D.采用基因工程的方法可构建基因工程菌 会影响微生物代谢物的形成 5.青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过 B.为了避免杂菌污染，发酵所需的菌种和培养基 分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能 都必须经过严格的灭菌处理 量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于 C.通过发酵工程可从微生物细胞中提取单细胞 该生产过程，下列说法错误的是 ( 蛋白 A.发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖 D.性状优良的菌种无法从自然界中筛选出来，只 B.可用深层通气液体发酵技术提高产量 能通过诱变育种或杂交育种获得 10 [素能提升练] (4)当发酵生产的产品是微生物细胞本身，可在 9.(不定项)(2024·菏泽高二期末)与传统发酵技 发酵结束之后，采用 等方法将菌体分 术相比，发酵工程的产品种类更加丰富，产量和 离和干燥，即可得到产品。产品是代谢物时，可 根据产物的性质采取适当的 和纯化措 质量明显提高。下列有关说法正确的是() 施来获得产品。 A.发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前 12.(2024·济宁期末)谷氨酸棒状杆菌可用于微生 者可以利用微生物来进行发酵 物发酵工程生产谷氨酸，从而制取谷氨酸钠（味 B.发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶 精)。下图为谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途 及菌体本身 径，通过发酵工程可以大量生产谷氨酸。回答 C.发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种 下列问题： D.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细 中问产物 胞蛋白 《一附成二酸 抑制 10.(不定项)果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产 谷氨酸脱氢晦 相比，共同点有 ( NH 谷氨俊 A.都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理 (1)与酵母菌相比，谷氨酸棒状杆菌在结构上的 B.都需要一定的有氧环境供发酵菌种繁殖 主要特点是 C.发酵前都需要对原料进行灭菌 谷氨酸发酵的培养基成分有豆饼水解液、玉米 D.发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期 浆、尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁、生物素等，从物 11.发酵工程在工业生产上得到广泛应用，其生产 理状态看，该培养基属于 培养基。 流程如下图所示。结合赖氨酸或谷氨酸的生产 (2)测定谷氨酸棒状杆菌数目可采用的计数方 实际，回答相关问题： 法有显微镜直接计数法和 ,前者计数 的结果比后者计数的结果值更 从自 基内工程 然界 生产 发 敕氨 (填“大”或“小”)，原因是 分离 细胞科 一州南扩人接种 ②酸或 种 培养 罐 谷烈 菌种 ①) 陵 灭菌 (3)由图可知，谷氨酸棒状杆菌体内若积累了较 原料一培养基配制 多的谷氨酸，则会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，微 1)图中①表示的育种方法是 生物这种对自身代谢速率的调节方式是 (2)人工控制微生物代谢的措施包括 (4)谷氨酸棒状杆菌在发酵过程中要严格控制 和 发酵液的pH。在中性和弱碱性条件下会积累 (3)在生产过程中，常需增加通氧量，据此判断 :在酸性条件下则容易形成 赖氨酸或谷氨酸发酵菌种为 细菌。 和 11