1.3发酵工程及其应用同步练习-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

1.3发酵工程及其应用 一、发酵工程及其基本环节 1.(2025安徽阜阳月考)下列关于发酵工程与传统发酵技术的相关叙述正确的是(　　) A.人类对发酵原理的认识和密闭式发酵罐的成功设计,标志着发酵工程的诞生 B.发酵工程为厌氧发酵,而传统发酵为需氧发酵 C.传统发酵技术制作的泡菜品质不一,与食材上菌种的差异、杂菌不明等有关 D.发酵工程所用菌种都是经选育的单一菌种,可以明显提高产品的产量和质量 2.通过发酵工程可以大量制备谷氨酸,下列有关谷氨酸发酵生产的叙述,正确的是(　　) A.将优良菌种接种到灭菌后的培养基是发酵工程的中心环节 B.在发酵过程中,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程 C.发酵过程中,在酸性条件下会积累谷氨酸 D.通常所指的发酵条件包括温度、溶解氧、pH和酶的控制等 3.(2025天津河东月考)用如图所示发酵装置进行葡萄酒主发酵过程的研究,下列叙述错误的是　(　　) A.夏季生产果酒时,需常对发酵罐体进行降温处理 B.发酵过程中进气口应持续畅通,保证空气的供应 C.正常发酵过程中,罐内压力不会低于外界大气压 D.可通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定发酵终止时间 二、发酵工程的应用 4.(2025江苏南京月考)近年来,微生物肥料、微生物农药和微生物饲料在农业生产上得到广泛使用。下列关于微生物肥料、微生物农药和微生物饲料的说法,错误的是(　　) A.微生物肥料中的物质有可能会增进土壤肥力,但不可能抑制土壤病原微生物生长 B.微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的,如可用白僵菌防治松毛虫等 C.微生物饲料主要是利用细菌、酵母菌等微生物大量繁殖产生的高蛋白菌体制成的 D.使用的微生物肥料、微生物农药和微生物饲料并不一定都是利用微生物的活细胞 5.(2025福建南平月考)下列关于发酵工程应用的叙述,正确的是(　　) A.将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,可生产乙型肝炎疫苗 B.发酵工程所用菌种是对自然界分离的菌种进行定向改造后获得的 C.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取的蛋白质,可作为食品添加剂 D.如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束后,采用提取、分离和纯化措施来获得产品 6.(2025山东烟台月考)啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的,其工业化生产的简要流程如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A.制麦时需浸泡大麦,加入脱落酸不利于淀粉酶的形成 B.赤霉素处理大麦可诱导淀粉酶合成,促进糖化发生 C.糖化后煮沸,主要是为了终止酶的作用并对糖浆灭菌 D.精酿啤酒发酵完成后需要对发酵产物进行彻底的过滤和消毒 三、发酵工程及其应用 7.(2025四川成都开学考)黑曲霉是一种丝状真菌,其代谢产物广泛应用于食品加工等领域。食品工业以红薯粉为原料经黑曲霉发酵获得柠檬酸,下图为生产柠檬酸的简要流程图。下列叙述错误的是(　　) A.据图分析黑曲霉的代谢类型是需氧型 B.培养过程1使用平板划线法进行接种,培养过程2为扩大培养环节 C.α-淀粉酶将红薯中的淀粉水解成葡萄糖以提供碳源,蛋白胨提供氮源和维生素等 D.发酵罐内接种的是黑曲霉纯种,培养基C和发酵罐不需要严格灭菌 8.(2025山东济南模拟)青霉素发酵生产工艺流程如图所示,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。下列说法不正确的是(　　) 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 9.(2025湖南长沙月考)豆汁是北京独有的、久负盛名的传统风味名吃,以其独特的风味及丰富的营养深受当地居民的喜爱。下图是以绿豆为原料制备豆汁的传统工艺流程。在此过程中,淀粉分离和发酵产酸是豆汁加工的关键工序。 (1)豆汁中的酸味主要来自乳酸菌在　　　　　条件下所产生的乳酸,绿豆液中的糖类为乳酸菌的生命活动提供了　　　　　　。  (2)研究人员通过筛选豆汁中的关键发酵菌株,优化发酵工艺。将额外添加了碳酸钙的培养基经　　　　　法灭菌后倒平板,将经自然发酵得到的生豆汁采用　　　　　　法接种于平板上,进行分离和计数。在适宜条件下培养一段时间后,选取培养基上　　(填“有”或“没有”)碳酸钙溶解圈的菌落进一步纯化和培养。  (3)将得到的乳酸菌分别接种到绿豆液后,在相同条件下,检测相关指标,结果见下表。应优先选取菌株　　　作为优化发酵工艺的菌种,理由是　 。  检测指标 菌株A 菌株B 菌株C 菌株D 絮凝率(%) 51.61 65.42 53.87 61.37 发酵液pH 3.59 4.09 4.15 3.78 豆汁风味 腐味 清香味 清香味 弱清香味 注:絮凝率与淀粉沉降分离速度呈正相关,淀粉沉降分离速度越快,豆汁品质越佳。 答案与解析 1.C　人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品,发酵工程逐步形成,A错误;发酵工程和传统发酵均既有需氧发酵又有厌氧发酵,主要由菌种代谢类型决定其是否需氧,B错误;发酵工程所用菌种大多是经选育的单一菌种,可以明显提高产品的产量和质量,D错误。 2.B　发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵,A错误;环境条件会影响微生物代谢物的形成,谷氨酸的发酵生产,在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸,在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,C错误;通常所指的发酵条件包括温度控制、溶氧控制、pH控制等,不包括酶的控制,D错误。 3.B 关键信息 选项判断 果酒发酵利用的是酵母菌的无氧呼吸; 酵母菌进行果酒发酵的适宜温度为18~30 ℃ 夏天温度较高,生产果酒时常需对罐体进行降温处理,A正确 利用酵母菌发酵产生酒精过程需要无氧环境 发酵过程中进气口应关闭,B错误 酵母菌无氧呼吸不消耗气体,但是不断产生二氧化碳 正常发酵过程中,罐内的压力不会低于大气压,C正确 发酵过程需要消耗糖 可通过监测残余糖的浓度来决定何时终止发酵,D正确 4.A　有的微生物肥料可以抑制病原微生物的生长,从而减少病害的发生,A错误;如微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的,D正确。 5.A　乙型肝炎疫苗的主要成分是乙型肝炎病毒表面的抗原蛋白,将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,可生产乙型肝炎疫苗,A正确;发酵工程生产用菌种的培育有多种方法(从自然界分离获得、诱变育种获得、基因工程获得和细胞工程获得等),不一定能定向改造微生物(如诱变育种不能定向改造微生物),B错误;单细胞蛋白是通过发酵获得的微生物菌体,C错误;如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,D错误。 6.D　浸泡大麦的目的是提高自由水与结合水的比例,进而提高细胞代谢速率和淀粉酶的形成,而加入脱落酸促进休眠,不利于淀粉酶的形成,A正确;赤霉素处理大麦可诱导淀粉酶合成,淀粉酶催化淀粉分解,促进糖化发生,B正确;精酿啤酒发酵完成后一般不进行过滤和消毒处理,D错误。 7.D　据图分析,培养过程2是振荡培养,且柠檬酸发酵时需搅拌,故黑曲霉的代谢类型为需氧型,A正确。虽然发酵罐内接种的是黑曲霉纯培养物,但是在发酵工业中一旦有杂菌污染,会导致产量大大下降,所以培养基C和发酵设备都必须经过严格的灭菌,D错误。 8.C　生产青霉素的菌种可从土壤中分离、筛选获得,青霉素发酵是一个高耗氧过程,深层通风搅拌发酵罐能促进菌株与营养物质充分接触和增加溶解氧,从而提高青霉素的产量,A正确;种子制备从孢子制备开始,在固体或液体培养基上,孢子会萌发生长成大量的菌丝或菌体,为后续的发酵提供足够数量的优良菌种,B正确;如果在发酵过程中引入能分泌青霉素酶的菌,会将青霉素分解,这样不仅无法得到青霉素,而且可能会影响整个发酵过程,因为青霉素酶的作用可能会破坏发酵体系的平衡,同时也不一定能保证只得到头孢霉素,C错误。 9.答案　(1)无氧　碳源(和能源)　(2)高压蒸汽灭菌　稀释涂布平板　有　(3)B　菌株B的发酵液酸味柔和、有清香味,且絮凝率高 解析　(2)关注培养基中“新物质”碳酸钙:碳酸钙是一种沉淀,可与酸反应→发酵产物乳酸可以溶解碳酸钙→推测含碳酸钙的培养基有特殊外观(如不透明等),能产生乳酸的微生物菌落分解周围碳酸钙形成溶解圈(类似透明圈)。 (3) 7 学科网（北京）股份有限公司 $