第1章 发酵工程 阶段复习（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版2019 不定项）

1．如何在概念上区分发酵与发酵工程？ 答案：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。发酵工程是指利用微生物的特定功能，规模化生产人类所需产品的综合性生物工程。 2．什么是传统发酵技术？ 答案：传统发酵技术是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次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。 3．制作果酒和果醋的原理分别是什么？ 答案：制作果酒的原理：酵母菌是一类单细胞真菌，是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵。制作果醋的原理：醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。 4．什么是培养基？其一般由哪些成分组成？ 答案：培养基是指人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。其一般由水、碳源、氮源和无机盐等营养物质组成。 5．消毒和灭菌在概念上有怎样的区别？ 答案：消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。 6．如何理解菌落的概念？ 答案：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是菌落。 7．如何区分培养物、纯培养物和纯培养？ 答案：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。获得纯培养物的过程称为纯培养。 8．什么是选择培养基？ 答案：在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。 9．分离土壤中分解尿素的细菌的原理是什么？ 答案：绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。 10．利用稀释涂布平板法进行微生物计数的原则是什么？ 答案：①一般选择菌落数为30～300、适于计数的平板。②在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。 11．通过稀释涂布平板法统计的细菌的数目与它的实际数目有什么不同？为什么？ 答案：统计的细菌数往往比活菌的实际数目少。因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。 12．发酵工程包括哪些基本环节？有哪些特点？ 答案：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，产物的分离、提纯等方面。发酵工程有生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点。 1．(2024·湖北高考)制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是(　　) A．食用醋的酸味主要来源于乙酸 B．醋酸菌不适宜在无氧条件下生存 C．醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶 D．葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内 D　解析：食用醋的酸味主要来自醋酸，醋酸学名乙酸，A正确；醋酸菌是好氧细菌，不适宜在无氧的条件下生存，B正确；在制醋时，缺少糖源的情况下，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸，因此醋酸菌体内含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C正确；醋酸菌属于细菌，没有核膜包被的细胞核和众多细胞器，因此没有线粒体，D错误。 2．(不定项) (2024·吉林高考)某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病，其筛选流程及抗性检测如图。下列操作正确的是(　　) A.在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内，从感病植株上采集样品 B．将采集的样品充分消毒后，用蒸馏水冲洗，收集冲洗液进行无菌检测 C．将无菌检测合格的样品研磨，经稀释涂布平板法分离得到内生菌的单菌落 D．判断内生菌的抗性效果需比较有无接种内生菌的平板上的病原菌菌斑大小 CD　解析：根据题干信息“某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病”可知，在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内，需从未感病植株上采集样品，A错误；获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染；将采集的样品充分消毒后，用无菌水冲洗，收集冲洗液进行无菌检测，B错误；由题图可知，样品研磨后进行了稀释涂布，可见将无菌检测合格的样品研磨，经稀释涂布平板法分离得到内生菌的单菌落，C正确；由题图抗性检测可知，判断内生菌的抗性效果需设置对照组和实验组，对照组不接种内生菌得到病原菌菌斑，实验组接种内生菌得到病原菌菌斑，然后比较对照组和实验组的菌斑大小，实验组病原菌菌斑越小表明内生菌抗性效果越好，D正确。 3．(2023·湖南高考)食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是(　　) A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长 B．腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖 C．低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利 D．高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类 C　解析：干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生长和繁殖，进而延长食品保存时间，A正确；腌制过程中添加食盐、糖等可制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖，B正确；低温保存可以抑制微生物的生命活动，但不是温度越低越好，如一般果蔬的保存温度为零上低温，C错误；高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并通过破坏食品中的酶类，降低酶类对食品中有机物的分解，有利于食品保存，D正确。 4．(2023·山东高考)平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是(　　) A．不含氮源的平板不能用于微生物培养 B．平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒 C．接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃 D．利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物 D　解析：不含氮源的平板可用于固氮菌的培养，A错误；平板涂布时涂布器使用前必须浸在酒精中，然后在火焰上灼烧灭菌，该操作属于灭菌，不属于消毒，B错误；使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌处理，不能直接丢弃，以免污染环境，C错误；脲酶可以催化尿素分解，在以尿素为唯一氮源的平板上，能合成脲酶的微生物可以分解尿素获得氮源而进行生长繁殖，但是不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而无法生长，因此利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物，D正确。 5．(不定项) (2023·山东高考)果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产相比，共同点有(　　) A．都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理 B．都需要一定的有氧环境供发酵菌种繁殖 C．发酵前都需要对原料进行灭菌 D．发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期 AB　解析：两者均利用了酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的原理，A正确；发酵前期，均需要一定的有氧环境，使酵母菌大量繁殖，B正确；果酒的家庭制作不需对原料进行灭菌，C错误；果酒的家庭制作发酵结束后不需要进行消毒，D错误。 6．(2023·浙江1月高考)某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌，进行了如下实验：取泡菜汁样品，划线接种于一定NaCl浓度梯度的培养基，经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是(　　) A．培养基pH需偏碱性 B．泡菜汁需多次稀释后才能划线接种 C．需在无氧条件下培养 D．分离得到的微生物均为乳酸菌 C　解析：因为乳酸菌经过无氧呼吸产生乳酸，故其生活的环境是酸性，培养基pH需偏酸性，A错误；平板划线接种时不需要稀释，B错误；乳酸菌是厌氧型微生物，所以需在无氧条件下培养，C正确；参与泡菜发酵的微生物除了乳酸菌，还会有其他耐高盐的微生物，故分离得到的微生物不全为乳酸菌，D错误。 7．(2022·江苏高考)下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计，不合理的是(　　) A．选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株 B．在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源 C．适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落 D．可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌 D　解析：农田或公园土壤中含有较多的含脲酶的微生物，A正确；为了筛选能分解尿素的细菌，配制培养基时应选择尿素作为唯一氮源，B正确；当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落来源于样品稀释液中的一个活菌，C正确；在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成NH3，NH3会使培养基的pH升高，酚红指示剂将变红，因此在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，能对分离的菌种做进一步鉴定，D错误。 8．(2022·海南高考)为探究校内植物园土壤中的细菌种类，某兴趣小组采集园内土壤样本并开展相关实验。下列有关叙述错误的是(　　) A．采样时应随机采集植物园中多个不同地点的土壤样本 B．培养细菌时，可选用牛肉膏蛋白胨固体培养基 C．土壤溶液稀释倍数越低，越容易得到单菌落 D．鉴定细菌种类时，除形态学鉴定外，还可借助生物化学的方法 C　解析：采集植物园中土壤样本的原则之一是要随机采样，A正确；牛肉膏蛋白胨固体培养基中含有细菌生长所需的碳源、氮源、水、无机盐等，可用于细菌的培养，B正确；土壤溶液稀释倍数足够高时，才能将聚集的细菌分散开，有助于在培养基表面形成单菌落，C错误；不同种类细菌的理化特性一般不同，鉴定细菌种类时，除根据菌落特征进行形态学鉴定外，还可以借助生物化学的方法进行鉴定，D正确。 9．(2022·山东高考)青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是(　　) A．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖 B．可用深层通气液体发酵技术提高产量 C．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中 D．青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌 D　解析：青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中才会分泌青霉素，所以发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，A正确；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；选育出的高产菌株经扩大培养、纯化后，才可接种到发酵罐中进行工业化生产，C正确；为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染，以获得纯净的青霉素，发酵罐仍需严格灭菌，D错误。 10．(2023·全国乙卷节选)某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆(清水淋洗时菌T不会流失)，在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵(酒精发酵)。实验流程如下图所示。 回答下列问题。 (1)在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，其原因是________________________。 (2)采用液体培养基培养酵母菌，可以用淋洗液为原料制备培养基，培养基中还需要加入氮源等营养成分，氮源的主要作用是_____________________________(答出1点即可)。 (3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是________________________。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是____________________________。发酵液中的乙醇可用________________溶液检测。 (4)本实验收集的淋洗液中的________可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，本实验中乙醇生产方式的优点是________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)菌T能够分泌纤维素酶 (2)合成蛋白质、核苷酸等含氮物质 (3)制造无氧环境　排出二氧化碳，防止瓶内压力过大　酸性的重铬酸钾 (4)葡萄糖　节约粮食、废弃物再利用、清洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来源广 解析：(1)菌T能够分泌纤维素酶，纤维素酶能将纤维素分解为葡萄糖，因此在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解。(2)培养基一般含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质，其中氮源的主要作用是合成蛋白质、核苷酸等含氮物质。(3)果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖的主要目的是制造无氧环境，使酵母菌进行乙醇发酵。酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，所以需要根据发酵进程适时拧松瓶盖放出二氧化碳，防止瓶内压力过大。酒精可用酸性的重铬酸钾溶液来检测，该物质与酒精反应呈现灰绿色。(4)纤维素分解产生的葡萄糖可以作为发酵原材料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，利用秸秆中的纤维素为原料生产乙醇具有节约粮食、废弃物再利用、清洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来源广等优点。 学科网（北京）股份有限公司 $$