第1章 发酵工程章末模拟测评卷-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第1章 发酵工程 一、选择题:本题共20小题,1~15小题30分,16~20小题15分,共45分。每小题只有一个选项是符合题目要求的。 1.(2025湖北武汉期中)关于白酒、啤酒、果酒和果醋的生产,下列叙述错误的是(　　) A.葡萄糖转化为乙醇所需的酶只存在于细胞质基质 B.白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长、繁殖的过程 C.白酒、啤酒和果酒的发酵过程中,起主要作用的都是酵母菌 D.在白酒、啤酒、果酒和果醋的发酵中,只需要初期提供一定的氧气 2.(2025黑龙江哈尔滨期中)传统发酵食品的制作离不开各种各样的微生物。例如醋酸菌常用于食醋的发酵,酵母菌常用于各种酒类的发酵。下列叙述正确的是(　　) A.食用醋的酸味主要来源于乳酸 B.醋酸菌不适宜在无氧条件下生存 C.酒的酿制过程中需要先密封后通气 D.酒的酿制过程中需要保持30~35 ℃ 3.(2025湖北期中)中国传统发酵技术是中华文化的重要组成部分。下列叙述正确的是(　　) A.制作泡菜时,乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2 B.制作果酒、腐乳和泡菜所利用的主要微生物均含有细胞核 C.用于制作泡菜的乳酸菌在空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有分布 D.传统发酵以单一菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的 4.(2025江西赣州期中)我国的泡菜风味因各地做法不同而存在差异,但各地的泡菜制作都离不开一种关键生物——乳酸菌。下列叙述错误的是(　　) A.可以利用蔬菜表面天然的乳酸菌来进行泡菜的发酵 B.可以用陈泡菜水制作泡菜,从而缩短发酵所需的时间 C.泡菜发酵过程中乳酸菌的数量和乳酸的含量均会不断增加 D.制作的泡菜“咸而不酸”,这可能与“盐”抑制乳酸发酵有关 5.(2025河北衡水期中)凯里红酸汤是贵州省凯里市的特产,其颜色鲜红、气味清香、味道酸爽。凯里红酸汤的制作流程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.凯里红酸汤中的酸味物质主要是乳酸菌产生的乳酸 B.食盐、大蒜、白酒等既可调味又可抑制杂菌生长 C.凯里红酸汤发酵所需微生物主要来源于番茄的表皮 D.装坛时要留1/3的空间,以创设利于发酵的有氧条件 6.(2025重庆期中)某研究小组从黄色短杆菌(能合成L-亮氨酸)中筛选L-亮氨酸缺陷型(不能合成L-亮氨酸)突变菌株。如图是利用影印法(用无菌绒布轻盖在已长好菌落的原培养基上,然后不转动任何角度,“复印”至新的培养基上)初步筛选L-亮氨酸缺陷型菌株的过程。培养皿A和培养皿B的培养基中含有L-亮氨酸,培养皿C的培养基中不含有L-亮氨酸。下列叙述正确的是(　　) A.制备培养基时,药品称量、熔化和倒平板等操作都必须在酒精灯火焰旁进行 B.①过程接种方法为稀释涂布平板法,接种后的培养皿需立即进行倒置培养 C.进行②过程的顺序是先将丝绒布“复印”至培养基B上,再“复印”至培养基C上 D.L-亮氨酸缺陷型菌株应从培养基C上没有、培养基B上对应位置有的菌落中挑选 7.(2025湖南长沙期中)为减少土壤中的生物、控制病原微生物及改善土壤质量,室内实验常用紫外线、湿热灭菌和干热灭菌对土壤进行处理。下列描述错误的是(　　) A.可以通过紫外线破坏微生物DNA进行灭菌 B.可以将样品置于高压蒸汽灭菌锅中,121 ℃灭菌30 min C.干热灭菌的灭菌效果好,但样品的理化性质受影响较大 D.对土壤进行处理后采用稀释涂布平板法测定土壤中的细菌数量,以检测3种方法的处理效果 8.(2025江西赣州期中)某研究小组欲分离能在被Fe2+污染的土壤环境下生存的希瓦氏菌,并对其进行了计数,相关过程和计数结果如图所示。下列分析错误的是(　　) A.图中培养基除含碳源等基本营养物质外,还需要含有Fe2+ B.据图可知,每克土样中大约含有4×107个希瓦氏菌 C.除了图中三个接种的培养基,还需要培养未接种的培养基 D.与显微镜直接计数相比,该方法得到的希瓦氏菌的计数结果偏小 9.(2025湖南期中)某研究小组从某地土壤中分离获得能有效降解尿素的细菌菌株,为修复污染土壤提供微生物资源,并对菌株数量计数,结果如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A.用以尿素为唯一碳源的培养基进行培养可提高降解菌的浓度 B.利用该方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目多 C.绝大部分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 D.根据实验结果,1 g土壤中能分解尿素的细菌数量约为1.7×108个 10.(2025天津滨海期中)L-天冬酰胺酶可分解天冬酰胺释放出氨,氨与奈斯勒试剂反应呈棕色。为筛选获得L-天冬酰胺酶高产菌株,某研究小组用含有牛肉膏、蛋白胨、水、NaCl、奈斯勒试剂的培养基进行实验。实验结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.应该在富含天冬酰胺的环境中取样 B.该培养基中能为细菌提供氮源的物质有蛋白胨和牛肉膏 C.应选择菌落B作为高产L-天冬酰胺酶菌株进行大量培养 D.获得L-天冬酰胺酶高产菌株纯培养物的关键是防止杂菌污染 11.(2025四川泸州模拟)井冈霉素是一种葡萄糖氨基环类抗生素,在水稻病害防治等领域得到广泛应用。如图为通过发酵工程培养放线菌生产井冈霉素作为微生物农药的流程图。下列叙述正确的是(　　) A.①过程从自然界分离的菌种需含直接编码井冈霉素的基因 B.②过程是发酵工程的中心环节,直接影响井冈霉素的产量 C.培养基的配方要根据菌种来设计,并经过反复试验才能用于生产 D.用④过程获得的代谢物防治水稻枯纹病,属于化学防治 12.(2025湖北武汉期中)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。下列表述正确的是(　　) A.单细胞蛋白是通过发酵工程收获的微生物菌体 B.发酵工程的中心环节是菌种的分离纯化和扩大培养 C.用发酵工程生产的井冈霉素可作为微生物农药用于化学防治 D.发酵过程中,培养基的pH变化仅影响菌体生长,不影响代谢物合成 13.(2025河北秦皇岛三模)某同学按照“蓝莓果实→清洗破碎→酶解→过滤→硫处理→成分调整→接种→主发酵→倒灌过滤→后发酵→陈酿→澄清→配兑→灌装→杀菌→成品”的流程研究蓝莓果酒酿造工艺。下列叙述错误的是(　　) A.发酵前需要对基因工程获得的高产菌株进行扩大培养 B.主发酵和后发酵时都需要密闭,且保持温度在28 ℃左右 C.在成分调整环节按比例添加蔗糖可以提高果酒的酒精含量 D.发酵过程中要适时排气,后发酵阶段可以适当延长排气时间间隔 14.(2025江苏南通二模)啤酒主要以麦芽、水、啤酒花为原料,经酵母菌酒精发酵而来,具体生产流程如图。下列叙述错误的是(　　) A.发芽的大麦细胞能合成赤霉素,促进α-淀粉酶的快速合成 B.焙烤过程的主要目的是使种子胚失活,但α-淀粉酶不失活 C.碾磨有利于淀粉与酶充分接触,淀粉经糖化作用水解为麦芽糖、果糖等水溶性糖 D.啤酒花是赋予啤酒独特风味、香气、苦味和稳定性的关键原料 15.(2025黑龙江哈尔滨一模)玉米秸秆中含有丰富的粗纤维和粗蛋白等营养成分,为了将玉米秸秆资源化,可利用绿色木霉生产单细胞蛋白饲料,工艺流程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.绿色木霉应具有能分泌大量淀粉酶、不产生有毒物质等优点 B.玉米秸秆可为绿色木霉生长提供所需的碳源和氮源等 C.以玉米秸秆为原料获得单细胞蛋白,有利于提高能量的利用率 D.通风培养过程中,应定时检测绿色木霉的数量及原料中粗纤维、粗蛋白的含量 16.(2025江苏模拟)某工厂以红曲霉为发酵菌种生产陈醋,流程如下图所示,下列说法错误的是(　　) 注:红曲霉为真核生物,最适生长温度为32~35 ℃。 A.发酵产酒精时发酵罐需要先通气,使菌种数量增多 B.由酒精发酵转变为甜醋发酵,需要改变的环境条件有增大氧气含量和提高温度等 C.膨化可使糖化更充分,加普洱熟茶可以增加陈醋的风味 D.某“红曲”成分的保健品致人死亡,原因可能是发酵过程中产生了有害的次生代谢物 17.(2025湖南长沙期中)某同学从植物中提取了W物质,并研究其抑菌效果。在实验菌平板中央处用钢管打孔后加入提取物W,在适宜条件下培养一段时间,测量抑菌圈的大小并计算抑菌圈平均增幅速率,实验方法和结果如图所示。据图分析,下列说法正确的是(　　) A.图中的实验菌平板可能是通过平板划线法获得的 B.在平板上打孔的钢管需灼烧灭菌,以防止杂菌污染平板 C.提取物W在培养基中扩散,大约2 h后其抑菌效果最佳 D.分析图中曲线可知,提取物W浓度越大,抑菌效果一定越好 18.(2025辽宁期中)OMT是一种治疗牙周疾病的方法,该方法是将口腔微生物从健康个体转移到牙周病患者身上,目标是恢复口腔微生物群落的平衡。下列叙述错误的是(　　) A.用OMT法转移口腔微生物前需对健康人口腔进行消毒 B.可用显微镜直接计数的方法监测病人口腔中各种微生物数量的变化 C.口腔中的食物残渣可为口腔微生物提供碳源和氮源 D.在一定范围内,口腔中的细菌种类越多,其自我调节能力就越强 19.(2025辽宁大连期中)我国科学家以薯干为原料,以黑曲霉为菌种,通过深层发酵法生产柠檬酸,大致工业生产流程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.黑曲霉的代谢类型为异养需氧型 B.糖化过程中可添加淀粉酶等,以促进淀粉等物质的水解 C.种子罐培养的目的是对黑曲霉菌种进行扩大培养 D.发酵时所用的培养基和发酵设备均需要进行干热灭菌 20.(2025山东济南一模)青霉素发酵生产的工艺流程如图所示,发酵前的工作主要是选育菌种和菌种在种子罐中扩大培养。头孢霉素和青霉素的合成过程中有一个共同的前体。头孢霉素可抑制乙醛脱氢酶的活性,造成乙醛代谢受阻,导致乙醛中毒。下列说法错误的是(　　) A.菌种可通过从土壤中分离、筛选获得,一般采用深层通风搅拌发酵罐进行发酵 B.种子制备从孢子制备开始,通过固体或液体培养基使孢子大量形成菌丝或菌体 C.可在发酵过程中引入能分泌青霉素酶的菌将青霉素分解,从而只得到头孢霉素 D.患者使用头孢霉素后应避免饮酒或进食含酒精制品的主要原因是避免出现乙醛中毒 二、非选择题:本题共5小题,共55分。 21.(2025湖南邵阳期中)(10分)某研究小组用玻璃发酵罐、充氧泵、回旋式单向阀等组装了一种果酒、果醋两用发酵装置,如下图所示。回答下列问题。 (1)图中空气过滤器的作用是　　　　　　　　　　　　,果酒发酵时,发酵罐中并不装满发酵液,而是留出约1/3的空间,是为了　 。  (2)利用图中装置进行果酒发酵时,软管夹应　　　　(填“打开”或“关闭”),每隔一段时间打开单向阀排气,由果酒发酵转变为果醋发酵时,有些方面需要做出调整,例如,需要　　　(填“升高”或“降低”)发酵温度,还需要　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  22.(2025江西南昌模拟)(13分)解磷菌是土壤中存在的能够释放有机酸或无机酸,增加难溶性磷酸盐的溶解性和土壤有效磷含量,改善作物磷素营养的一类微生物,在农业生产中有广泛应用。如图为从土壤中分离解磷菌的流程图。回答下列问题。 (1)在从土壤中分离解磷菌的过程中,进行梯度稀释的目的是　　　　　　　　　　　,该过程中所用选择培养基的特点是　　　　　　　　　。  (2)分离和筛选解磷菌常用的接种方法有稀释涂布平板法和　　　　　　。解磷菌会使培养基中的磷酸根离子浓度升高,磷酸根离子会与培养基中的钙、铁等金属离子结合形成沉淀,从而在菌落周围形成溶磷圈,可通过　　　　　　　　　　　　　判断解磷菌降解磷能力的强弱,其中　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,解磷菌降解磷的能力越强。  (3)甲、乙两名同学测定某一土壤样品中解磷菌的数量,在同一稀释倍数下得到以下结果: 甲同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是110、140和149,取平均值133; 乙同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是27、169和176,取平均值124。 这两名同学的结果中,　　　　同学的结果可信度较高,原因是　   　。 (4)某工厂生产解磷菌的企业标准是当发酵液中菌体的浓度为2×1011个/L时结束发酵,然后经处理后分装、质检、上市。工作人员在发酵结束前取0.2 mL发酵液涂布平板计数,稀释倍数为　　　　(填“106”或“107”)较合适。  23.(2025黑龙江哈尔滨期中)(11分)合成塑料是一种非天然的石油基塑料,由于分子量过大而难以通过生物膜被微生物降解。研究发现,某些昆虫的肠道内存在PE(一种合成塑料)降解细菌。现欲从昆虫的肠道中筛选能够降解PE的菌株,过程如下图1所示。 图1 图2 (1)选择培养过程中,培养基中应加入　　　　作为唯一碳源,选择培养的目的是　 　　　　　　　　　。 (2)采用平板划线法纯化培养过程中,接种环在固体培养基的表面连续划线的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。某研究团队从昆虫肠道中筛选出能够降解PE的细菌,通过如图2所示的方法进行纯化培养,用移液器取最终的稀释液0.1 mL滴在培养基表面,然后将沾有少量酒精的涂布器　　　　　　　　后再进行涂布。在恒温培养箱中培养一段时间后,4个平板上菌落数分别为64个、58个、50个、60个,则可以推测原酵母菌液中每毫升含菌数为　　　　个,该数据往往比活菌的实际数目　　　　(填“多”或“少”),原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  24.(10分)大量农作物的秸秆及其附属物的焚烧,曾经一度成为人们的热门话题。有人认为,秸秆焚烧省时省力,焚烧后的灰烬可以肥田;有人认为,秸秆焚烧产生的烟雾对环境有害,也易引发火灾;有人认为,可以利用现代生物技术处理农作物秸秆及其附属物,以获得更大的经济效益和社会效益。请回答下列问题。 (1)玉米秸秆中的纤维素能被土壤中的纤维素分解菌分解,这是因为纤维素分解菌能够产生　　　　。分离纤维素分解菌的培养基称为选择培养基,培养基中的碳源为　　　。 (2)为了获得纤维素分解菌,可以把滤纸埋在土壤中,经过一段时间后,再从腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌。原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)玉米棒脱粒后的玉米芯中含较多的木聚糖,利用从土壤中筛选出来的菌株H发酵,能使木聚糖转化为木寡糖等高附加值低聚糖,发酵设备如下图所示。 ①为了得到使木聚糖转化为木寡糖等高附加值低聚糖的性状优良的菌种,可以从土壤中直接筛选,也可以通过　　　　　　　　　　获得。从土壤中获得目的菌后,为进一步纯化目的菌并计数,可将稀释度合适的、含有目的菌的土壤溶液,利用　　　　　　　法接种到培养基上,以获得单个菌落。  ②为了获得更多的发酵产品,需要进一步优化提升发酵设备性能,可将该发酵设备改造后连接计算机系统,以对发酵过程中的　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少答两点)等条件进行监测和控制,还可以进行反馈控制,使发酵全过程处于最佳状态。 ③生产过程中,以一定的速度在加料口不断添加新的培养基,同时又以同样的速度在出料口放出旧的培养基,可大大提高生产效率,原因是 　　　　　　　　　(答两点)。  25.(2025广西南宁期中)(11分)如图所示为发酵工程生产产品的流程图,回答下列问题。 (1)传统发酵与现代发酵工程有一定区别,利用传统发酵生产果酒和果醋时,二者对氧气条件的要求分别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)现代发酵工程的中心阶段是　　　　　　　　,要随时取样检测培养基中的细菌数目、产物浓度等。同时,要严格控制　　　　　　　(写出两项)和通气量、转速等发酵条件。 (3)若⑤是单细胞蛋白,可采用　　　　　　等方法将菌体从培养液中分离出来;若⑥是氨基酸、维生素、抗生素等代谢物,可采用　　　　　　　　　　等方法进行提取。  (4)在发酵过程中要不断搅拌,目的有两个:　　　　　　　;　　　　　　　　　　。 参考答案 1.D　将葡萄糖转化为乙醇的过程发生在细胞质基质中,所需要的酶只存在于细胞质基质中,A项正确。酒精发酵利用的微生物为酵母菌,酵母菌是兼性厌氧菌,在发酵初期,需要提供一定的氧气供其进行有氧呼吸,增加酵母菌数量,即酿酒本质上也是酵母菌等微生物生长、繁殖的过程,B项正确。生产白酒一般使用高粱,生产啤酒一般使用麦芽,生产果酒则使用相对应的水果,但在发酵的过程中,都主要依赖酵母菌发酵产生酒精,C项正确。醋酸菌是好氧细菌,果醋的发酵过程中需要一直通气,D项错误。 2.B　食用醋的酸味主要来自醋酸,A项错误。醋酸菌是好氧细菌,不适宜在无氧条件下生存,B项正确。酿酒时,酵母菌需先在有氧条件下快速增殖,随后在无氧条件下进行酒精发酵,即应该先通气后密封,C项错误。酒精发酵的温度应控制在18~30 ℃,醋酸发酵的温度应控制在30~35 ℃,D项错误。 3.C　制作泡菜时,乳酸菌发酵不产生CO2,A项错误。制作泡菜所利用的乳酸菌无细胞核,B项错误。乳酸菌分布范围广泛,在空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有分布,C项正确。传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,D项错误。 4.C　制作泡菜时,可利用蔬菜表面天然的乳酸菌或陈泡菜水中的乳酸菌进行发酵,后者乳酸菌含量更高,能缩短发酵所需的时间,A、B两项正确。泡菜发酵过程中乳酸菌的数量和乳酸的含量均不会不断增加,乳酸含量增加到一定程度后保持相对稳定,乳酸菌数量先增加后减少,C项错误。高盐浓度会抑制乳酸菌的生命活动,导致乳酸产量不足,出现“咸而不酸”的现象,D项正确。 5.D　凯里红酸汤中的酸味物质主要是乳酸菌产生的乳酸,A项正确。食盐、大蒜、白酒等既可调味又可抑制杂菌生长,故制作凯里红酸汤时可适当加入上述物质,B项正确。凯里红酸汤发酵为传统发酵技术,该过程中所需微生物主要来源于番茄的表皮,C项正确。装坛时坛口留有一点空间而不装满的目的是防止番茄发酵后液体膨胀外溢,乳酸菌是厌氧细菌,发酵过程需要密封创设无氧环境,D项错误。 6.D　药品称量、熔化是进行培养基配制的过程,培养基配制完成后才需要灭菌,故药品称量、熔化不需要无菌操作,倒平板过程需在无菌环境(如酒精灯火焰旁)完成,以防止污染,A项错误。①过程是将诱变处理后的菌液接种到培养皿A,采用了稀释涂布平板法,但接种后需静置片刻让菌液吸收,避免倒置时液体流出污染培养皿皿盖,B项错误。②过程为影印法,顺序应为先“复印”至不含L-亮氨酸的培养基C,再“复印”至含L-亮氨酸的培养基B。若先“复印”至培养基B,绒布可能携带残留的L-亮氨酸至培养基C,干扰缺陷型菌株的筛选,C项错误。L-亮氨酸缺陷型菌株无法在不含L-亮氨酸的培养基C上生长,但可在含L-亮氨酸的培养基B上生长。因此,L-亮氨酸缺陷型菌株应从培养基C上没有、培养基B上对应位置有的菌落中挑选,D项正确。 7.A　紫外线可用于消毒,其原理是破坏微生物DNA,A项错误。高压蒸汽灭菌锅的使用条件是100 kPa、121 ℃灭菌15~30 min,B项正确。干热灭菌的灭菌效果好,但高温会破坏蛋白质等物质的结构,导致样品的理化性质发生变化,C项正确。可以通过稀释涂布法对细菌的数量进行计数,以检测3种方法的处理效果,D项正确。 8.B　本实验的目的是分离能在被Fe2+污染的土壤环境下生存的希瓦氏菌,所以图中培养基除含碳源等基本营养物质外,还需要含有Fe2+,A项正确。据图可知,每克土样中大约含有(36+44+40)÷3÷0.1×106=4×108(个)希瓦氏菌,B项错误。除了图中三个接种的培养基,还需要培养未接种的培养基,以检测灭菌是否彻底,保证数据的准确性,C项正确。显微镜直接计数统计的一般是活菌数和死菌数的总和,用题图方法(稀释涂布平板法)得到的希瓦氏菌的数目往往比活菌的实际数目少,所以与显微镜直接计数相比,该方法得到的希瓦氏菌计数结果偏小,D项正确。 9.C　尿素在培养基中作为氮源,A项错误。图示采用的计数方法是稀释涂布平板法,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,因此稀释涂布平板法的统计结果往往比活菌的实际数目少,B项错误。葡萄糖作为一种易于被生物体利用的单糖,可作为绝大部分微生物的碳源和能源;而尿素的分解则需要特定的酶——脲酶来催化,因此只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,C项正确。由题图可知,共稀释了106倍,3个平板上菌株数量的平均值为170,计算可得1 g土壤中能分解尿素的细菌的数量约为170÷0.1×106=1.7×109(个),D项错误。 10.C　因为L-天冬酰胺酶可分解天冬酰胺,所以在富含天冬酰胺的环境中更容易找到能产生该酶的菌株,因此应该在富含天冬酰胺的环境中取样,A项正确。该培养基中添加了牛肉膏和蛋白胨,这两种物质可以为细菌提供碳源和氮源,B项正确。菌落B和菌落C周围棕色圈的直径相同,但菌落C的直径更小,因此菌落C中的单个细胞产生的L-天冬酰胺酶更多,应选择菌落C作为高产L-天冬酰胺酶菌株进行大量培养,C项错误。在微生物的培养过程中,获得纯培养物的关键就是防止杂菌污染,这是微生物培养的基本要求,所以获得L-天冬酰胺酶高产菌株纯培养物的关键是防止杂菌污染,D项正确。 11.C　井冈霉素是一种葡萄糖氨基环类抗生素,从自然界分离的菌种含有直接编码井冈霉素合成酶的基因,而不是含直接编码井冈霉素的基因,A项错误。发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵,B项错误。不同的菌种对营养物质的需求不同,所以培养基的配方要根据菌种来设计,并且需要经过反复试验优化,才能用于生产,以满足菌种生长和代谢物合成的需要,C项正确。用④过程获得的代谢物井冈霉素(一种微生物农药)防治水稻枯纹病,属于生物防治,化学防治是利用化学药剂进行防治,D项错误。 12.A　单细胞蛋白是指利用发酵工程获得的大量的微生物菌体,可作为食品添加剂,例如用酵母菌生产的单细胞蛋白可作为食品添加剂,也可制成微生物饲料,A项正确。发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵,B项错误。用发酵工程生产的井冈霉素可作为微生物农药进行生物防治,该种防治方法不污染环境,C项错误。发酵过程中,培养基的pH变化不仅影响菌体生长,还影响代谢物合成,如在谷氨酸的生产过程中,中性和弱碱性条件下利于谷氨酸的积累,酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,D项错误。 13.B　基因工程获得的高产菌株在发酵前需进行扩大培养,以增加菌种数量,确保发酵效率,A项正确。酵母菌的增殖和酒精产生均在主发酵阶段完成,主发酵时先进行通气后密闭,后发酵应在低温、密闭环境下进行,B项错误。调整成分时主要添加的是蔗糖,目的是提供营养物质,增加酒精产量,C项正确。主发酵阶段产气量大,需及时排气;后发酵阶段产气量少,可延长排气时间间隔,D项正确。 14.C　发芽的大麦细胞能合成赤霉素,赤霉素可以促进α-淀粉酶的快速合成,A项正确。焙烤过程的主要目的是使种子胚失活,但α-淀粉酶不失活,以便后续糖化等过程的进行,B项正确。碾磨有利于淀粉与酶充分接触,淀粉经糖化作用水解为麦芽糖和葡萄糖等水溶性糖,C项错误。啤酒花可用于啤酒酿造,啤酒花是赋予啤酒独特风味、香气、苦味和稳定性的关键原料,D项正确。 15.A　玉米秸秆中含有丰富的粗纤维(主要成分是纤维素)和粗蛋白等营养成分,要将玉米秸秆中的这些大分子物质分解利用,绿色木霉应能分泌大量纤维素酶和蛋白酶,A项错误。玉米秸秆中含有碳元素和氮元素等,可为绿色木霉生长提供所需的碳源和氮源等,B项正确。以玉米秸秆为原料获得单细胞蛋白,实现了对玉米秸秆中营养物质的利用,使能量更多地流向对人类有益的部分,有利于提高能量的利用率,C项正确。通风培养过程中,定时检测绿色木霉的数量可以了解其生长状况,以便及时调整培养条件;检测原料中粗纤维、粗蛋白的含量,能够判断绿色木霉对原料的分解利用情况,D项正确。 16.C　有氧条件下,酵母菌可以大量繁殖,所以发酵产酒精时发酵罐需要先通气,使菌种数量增多,A项正确。由酒精发酵转变为甜醋发酵,需要改变的环境条件有增大氧气含量和提高温度等,B项正确。膨化处理是指将粮食加入密闭容器中,加热加压后突然减压,粮食中的水分汽化膨胀,使其出现许多小孔,变得松脆,这有利于加大粮食与红曲霉的接触面积,使发酵更充分,C项错误。发酵过程中产生的不是微生物基本的生命活动所必需的物质,属于次生代谢物,某“红曲”成分的保健品致人死亡,原因可能是发酵过程中产生了有害的次生代谢物,D项正确。 17.B　该实验需要测量抑菌圈的大小并计算抑菌圈平均增幅速率,应使平板上的实验菌均匀分布,故不能使用平板划线法进行接种,可使用稀释涂布平板法,A项错误。在平板上打孔时,需要防止打孔的钢管上可能存在的微生物污染平板,因此在平板上打孔的钢管需要灼烧灭菌,B项正确。抑菌圈的大小与抑菌效果呈正相关,提取物W在培养基中扩散,加入提取物W大约2 h后,抑菌圈平均增幅速率降低,但抑菌圈直径仍在增大,说明2 h后抑菌效果并不是最佳的,C项错误。提取物W的浓度不是该实验的自变量,据图无法得出提取物W的浓度越大,抑菌效果一定越好的结论,D项错误。 18.A　OMT法是将健康个体口腔中的微生物转移到牙周病患者身上,若对健康人口腔进行消毒,会破坏健康人口腔中正常的微生物群落,这样转移的微生物就不是健康状态下的正常菌群了,无法达到恢复患者口腔微生物群落平衡的目的,A项错误。显微镜直接计数法可以通过对微生物进行直接计数来监测微生物的数量变化,虽然这种方法不能区分微生物的死活,但可以大致了解病人口腔中各种微生物数量的动态变化情况,B项正确。口腔中的食物残渣含有糖类、蛋白质等多种物质,这些物质可以为口腔微生物的生长和代谢提供碳源和氮源,C项正确。口腔的自我调节能力与微生物种类有关,在一定范围内,口腔中的细菌种类越多,营养结构越复杂,口腔的自我调节能力就越强。但细菌种类过多,反而会破坏口腔微生物群落的平衡,D项正确。 19.D　黑曲霉发酵时需通入空气,代谢类型为异养需氧型,A项正确。糖化过程中可添加淀粉酶等,以促进淀粉等物质的水解,原因是淀粉酶可催化淀粉分解成单糖,B项正确。种子罐培养的目的是对黑曲霉菌种进行扩大培养,满足发酵过程的需要,C项正确。发酵时所用的培养基需进行高压蒸汽灭菌,发酵设备需进行紫外线消毒,D项错误。 20.C　在工业生产中,青霉素生产菌种可从土壤中分离、筛选获得。深层通风搅拌发酵罐能够为发酵过程提供充足的氧气等条件,有利于青霉素的发酵生产,A项正确。种子制备从孢子制备开始,在固体或液体培养基上,孢子会大量繁殖形成菌丝或菌体,为后续的发酵提供足够数量的优良菌种,B项正确。若在发酵过程中引入能分泌青霉素酶的菌,青霉素会被分解,这样不仅无法得到青霉素,而且整个发酵过程也会受到极大干扰,不能达到只得到头孢霉素的目的,C项错误。头孢霉素可抑制乙醛脱氢酶的活性,造成乙醛代谢受阻,导致乙醛中毒,患者使用头孢霉素后饮酒或进食含酒精制品,酒精代谢产生的乙醛不能正常代谢,会出现乙醛中毒,D项正确。 21.答案 (1)对通入的空气进行无菌过滤　使酵母菌在初期进行有氧呼吸,大量增殖,同时防止发酵液溢出 (2)关闭　升高　打开软管夹和充氧泵 解析 (1)空气过滤器能对通入的空气进行无菌过滤,从而对发酵罐中的培养液实现无菌换气;发酵罐中并不装满发酵液,而是留出约1/3的空间,是为了使酵母菌在初期进行有氧呼吸,大量增殖,同时防止发酵液溢出。(2)利用图中装置进行果酒发酵时,需要的是无氧条件,因此软管夹应关闭,防止空气进入;酒精发酵的温度为18~30 ℃,乙酸发酵的温度为30~35 ℃,比酒精发酵时的温度高,且醋酸菌是好氧细菌,发酵过程中要提供充足的氧气,因此由果酒发酵转变为果醋发酵时,需要升高温度、打开软管夹和充氧泵(保持通氧)。 22.答案 (1)降低土壤悬液中微生物的浓度,便于后续分离　以难溶性磷酸盐为唯一磷酸盐 (2)平板划线法　溶磷圈直径与菌落直径的比值　溶磷圈直径与菌落直径的比值越大 (3)甲　甲同学所得的三组数据相差不大,而乙同学所得数据中一个平板的计数结果与另外两个相差很大,结果的重复性差 (4)106 解析 (1)在从土壤中分离解磷菌的过程中,进行梯度稀释的目的是降低土壤悬液中微生物的浓度,便于后续分离出单个菌落。为了从土壤中分离解磷菌,所用选择培养基要以难溶性磷酸盐为唯一磷酸盐。(2)在分离和筛选微生物时,常用的接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法。溶磷圈直径与菌落直径的比值可反映解磷菌降解磷能力的强弱,其中溶磷圈直径与菌落直径的比值越大,说明解磷菌降解磷的能力越强。(3)在甲、乙两同学的结果中,甲同学所得的三组数据相差不大,可信度较高,而乙同学所得数据的其中一个与另两个相差很大,结果的重复性差,可信度较低。(4)一般认为,菌落数为30~300的平板适合计数,若稀释倍数为107,则平板上的菌落数为2×1011×0.2×10-3÷107=4(个),结果不在30~300之间;若稀释倍数为106,则平板上菌落数为2×1011×0.2×10-3÷106=40(个),结果在30~300之间。因此稀释倍数为106较合适。 23.答案 (1)PE　提高降解PE的微生物的比例 (2)将聚集的菌种逐步稀释,获得单菌落　灼烧灭菌、冷却　5.8×107　少　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 解析 (1)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,称作选择培养基,本实验要筛选出PE(一种合成塑料)降解细菌,所使用的培养基中应加入PE作为唯一碳源,选择培养的目的是提高降解PE的微生物的比例。(2)划线纯化过程中,接种环在固体培养基的表面连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释(分散到培养基的表面),获得单菌落。利用稀释涂布平板法进行接种时,需要对涂布器进行灼烧灭菌,将涂布器灼烧灭菌、冷却后再进行涂布。由题图可知,菌液被稀释了105倍,4个平板上菌落数分别为64个、58个、50个、60个,则可以推测原酵母菌液中每毫升含菌数为(64+58+50+60)÷4÷0.1×105=5.8×107(个),由于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,因此用稀释涂布平板法进行计数时,得到的数据往往比活菌的实际数目少。 24.答案 (1)纤维素酶　纤维素 (2)人为创造适合纤维素分解菌生存的环境,腐烂的滤纸上可能密布纤维素分解菌 (3)①诱变育种或基因工程育种　稀释涂布平板　②温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌速度(答出两点即可)　③保证微生物对营养物质的需求;防止代谢物对菌株H造成危害 解析 (1)酶具有专一性,能使纤维素分解的酶是纤维素酶。纤维素分解菌能分解纤维素,所以分离纤维素分解菌的培养基中的碳源是纤维素。(2)滤纸的主要成分是纤维素,滤纸的腐烂主要是纤维素分解菌的作用。经过一段时间后,再从腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌,原因是人为创造适合纤维素分解菌生存的环境,腐烂的滤纸上可能密布纤维素分解菌。(3)①性状优良的菌种可以从自然界筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。获得单个菌落并计数应采用稀释涂布平板法。②利用计算机系统能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌速度等进行监测和控制。③微生物代谢不断消耗营养物质,同时产生的代谢物可改变发酵环境,如pH的变化,有的代谢物对微生物有害。因此,生产过程中,以一定的速度在加料口不断添加新的培养基,同时又以同样的速度在出料口放出旧的培养基,可大大提高生产效率,原因是保证微生物对营养物质的需求;防止代谢物对菌株H造成危害等。 25.答案 (1)果酒发酵前期需要氧气,保证酵母菌繁殖,后期需要无氧,保证酒精发酵;果醋发酵一直需要充足的氧气 (2)发酵罐内发酵　溶氧量、温度、pH (3)过滤、沉淀　蒸馏、萃取、离子交换 (4)增加溶氧量　使菌种与培养液充分接触,提高原料的利用率 解析 (1)果酒发酵利用的是酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下进行有氧呼吸,大量增殖,在无氧条件下进行酒精发酵,所以果酒发酵前期需要氧气,保证酵母菌繁殖,增加酵母菌的数量,后期需要无氧,保证酒精发酵;果醋发酵利用的是醋酸菌,醋酸菌是好氧细菌,在有氧条件下将酒精氧化为醋酸,所以果醋发酵一直需要充足的氧气。(2)现代发酵工程的中心阶段是发酵罐内发酵。在发酵过程中,要随时取样检测培养基中的细菌数目、产物浓度等,同时要严格控制温度、pH、溶氧量和通气量、转速等发酵条件,这些条件会影响微生物的生长和代谢。(3)若⑤是单细胞蛋白,单细胞蛋白是微生物菌体,可采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来;若⑥是氨基酸、维生素、抗生素等代谢物,可采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取。(4)在发酵过程中要不断搅拌,目的有两个:增加溶氧量,许多微生物的发酵需要氧气,搅拌可以使氧气更好地溶解在培养液中;使菌种与培养液充分接触,提高原料的利用率,让微生物能够更充分地利用培养液中的营养物质。 15 学科网（北京）股份有限公司 $$