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专题19
传统发酵技术的应用
班级:
组
姓名:
和微生物的培养技术与应用
学号:
一、选择题
1.(2025江苏卷)某同学利用红叶李果实制作果醋,图示其操作的简易流程。下列相关叙述正确
的是()
果实①果汁果活果醋
A果酒、果醋发酵所需菌种的细胞结构相同
B过程①中添加适量果胶酶,有利于提高出汁率
C过程②中,为使菌种充分吸收营养物质,需每日多次开盖搅拌
D.过程③发酵时会产生大量气泡,需拧松瓶盖放气
2.(2025陕晋宁青卷)我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技
术生产柠檬酸,流程如下图。下列叙述错误的是(
淀粉水解糖
灭菌
选育
扩大
菌种
培养
接种
发酵罐内发酵
分离、提
纯产物
无菌空气
A淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源
B扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种
C培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同
D.通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累
3.(2025河北卷)(多选)隐甲藻是一种好氧的异养真核微藻。多在海水中腐烂的植物叶片上生长繁
殖,是工业生产DHA(一种功能性脂肪酸)的藻类之一、从海洋中筛选获得的高产油脂隐甲藻,可用
于DHA的发酵生产。下列叙述正确的是()
A.隐甲藻可从腐烂的叶片获得生长必需的碳源
B采集海水中腐烂的叶片,湿热灭菌后接种到固体培养基,以获得隐甲藻
C选择培养基中可加入抑制细菌生长的抗生素,以减少杂菌生长
D.适当提高发酵时的通气量和搅拌速率均可增加溶氧量,以提高DHA产量
4.(2024河北卷)下列相关实验操作正确的是()
A.配制PCR反应体系时,加入等量的4种核糖核苷酸溶液作为扩增原料
B.利用添加核酸染料的凝胶对PC℉产物进行电泳后,在紫外灯下观察结果
C将配制的酵母培养基煮沸并冷却后,在酒精灯火焰旁倒平板
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D将接种环烧红,迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养,获得单菌落
5.(2022山东卷)石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关。为研究植物生长调节剂
对石蒜鳞茎产量的影响,将适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水
稀释,处理长势相同的石蒜幼苗,鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性如图。下列说法正确的
是()
口多效唑
0
0
·对照
女4赤霉素
01234567
时间h)
A.多效唑通过增强AGPase活性直接参与细胞代谢
B.对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的石蒜幼苗
C.喷施赤霉素能促进石蒜植株的生长,提高鳞茎产量
D.该实验设计遵循了实验变量控制中的“加法原理”
6.(2022海南卷)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
二、非选择题
7.(2022湖南卷)黄酒源于中国,与啤酒、葡萄酒并称世界三大发酵酒。发酵酒的酿造过程中除
了产生乙醇外,也产生不利于人体健康的氨基甲酸乙酯EC。EC主要由尿素与乙醇反应形成,各国
对酒中的EC含量有严格的限量标准。回答下列问题:
(1)某黄酒酿制工艺流程如图所示,图中加入的菌种a是
,工艺b是
(填“消毒”
或“灭菌”),采用工艺b的目的是
、
米浆水
原料-浸泡蒸煮糖化灭活发酵压榨
酒糟
成品b灌装勾兑陈贮煎酒过滤
(②)以尿素为唯一氮源的培养基中加入
指示剂,根据颜色变化,可以初步鉴定分解尿素
的细菌。尿素分解菌产生的脲酶可用于降解黄酒中的尿素,脲酶固定化后稳定性和利用效率提高,
固定化方法有
(答出两种即可)
(3)研究人员利用脲酶基因构建基因工程菌L,在不同条件下分批发酵生产脲酶,结果如图所示。
推测
是决定工程菌工高脲酶活力的关键因素,理由是
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0
20
1.6
0
1
0-脲酶活力
.0
1.0
蓉+培养pH
4.5
0
246810
4.0
02681010
培养时间
培养时间h
(④某公司开发了一种新的黄酒产品,发现EC含量超标。简要写出利用微生物降低该黄酒中EC
含量的思路:
8.(2021·河北卷)葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或
肥料,同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。回答下列问题:
(1)皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷,可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的
分别是
萃取效率主要取决于萃取剂的
萃取过程需要在适宜温度下进行,温度过高会导致花
色苷
。
研究发现,萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率,原因是
(2)为了解皮渣中微生物的数量,取10g皮渣加入90L无菌水,混匀、静置后取上清液,用稀
释涂布平板法将0.1mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、
91和95,则每克皮渣中微生物数量为
个。
(3)皮渣堆积会积累醋酸菌,可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的pH
调至
性,灭菌后需要在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入
碳酸钙的目的是
培养筛选得到的醋酸菌时,在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为
(④皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时,乳酸菌有可能混入其中,
且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验,区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌:
(简要写出实验步骤和预期结果)
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专题19 题组二
1.解析 果酒发酵的菌种是酵母菌,是真核生物,果醋发酵的菌种是醋酸菌,是原核生物,两者的细胞结构不同,A错误;过程①为榨汁,果胶酶能分解细胞壁中的果胶,添加适量果胶酶,有利于提高出汁率,B正确;过程②为果酒发酵,酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵,若多次开盖会引入氧气抑制无氧呼吸并增加杂菌污染风险,C错误;过程③为果醋发酵,醋酸菌利用酒精产醋过程中不产生气体,不会产生大量气泡,也无需放气,D错误。
答案 B
2.解析 淀粉水解形成的糖类可以作为黑曲霉生存所需的碳源,氧化分解可以为黑曲霉提供能源,A正确;通过液体培养基的扩大培养,可以为后续的发酵罐内发酵提供足量的黑曲霉菌种,B正确;空气一般用过滤除菌的方式,培养基一般用高压蒸汽灭菌的方式,发酵罐可以用高温灭菌的方式等,因此它们的灭菌方法不相同,C错误;已知利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸,说明通气、搅拌有利于溶解氧增加,有利于发酵产物柠檬酸的积累,D正确。
答案 C
3.解析 根据题目信息“隐甲藻是一种好氧的异养真核微藻,多在海水中腐烂的植物叶片上生长繁殖”可知,隐甲藻可从腐烂的叶片获得生长必需的碳源,A正确;采集海水中腐烂的叶片进行湿热灭菌后,会杀死所有的微生物,此时接种到固体培养基上无法获得隐甲藻,B错误;根据题目信息可知,隐甲藻为真核生物,抗生素可通过抑制细菌细胞壁合成或影响代谢过程来抑制细菌生长,不会影响真核生物的生命活动,因此在筛选或培养隐甲藻时,加入抗生素可有效抑制细菌杂菌生长,提高隐甲藻的纯度和生长效率,C正确;根据题目信息可知,隐甲藻为好氧生物,因此利用隐甲藻进行DHA发酵生产时,适当提高发酵时的通气量和搅拌速率均可增加溶氧量,以提高DHA产量,D正确。
答案 ACD
4.解析 配制PCR反应体系时,应加入4种脱氧核糖核苷酸溶液作为扩增原料,A错误;凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来,故B正确;配制的酵母培养基先进行高压蒸汽灭菌处理,然后再倒平板,C错误;烧红的接种环需在酒精灯火焰旁冷却后才能蘸取菌液,否则会杀死菌种,D错误。
答案 B
5.解析 由图可知,多效唑可以增强AGPase活性,促进鳞茎中淀粉的合成,间接参与细胞代谢,A错误;由题“适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释”可知,对照组应使用等量的甲醇以及清水稀释液处理,B错误;由题可知,赤霉素降低AGPase的活性,进而抑制鳞茎中淀粉的积累,根据石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关,喷施赤霉素不能提高鳞茎产量,反而使得鳞茎产量减少,C错误;与常态比较,人为增加某种影响因素的称为“加法原理”,该实验用外源激素赤霉素和植物生长调节剂多效唑处理实验材料遵循了实验变量控制中的“加法原理”,D正确。
答案 D
6.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,才能将聚集的菌体分散开,容易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。
答案 C
7.解析 (1)制造果酒利用的是酵母菌的无氧呼吸,加入的菌种a是酵母菌。过滤能除去啤酒中部分微生物,工艺b是消毒,消毒能杀死啤酒中部分微生物,防止杂菌污染,延长其保存期。(2)由于细菌分解尿素的过程中合成脲酶,脲酶将尿素分解成氨,会使培养基碱性增强,pH升高,所以可以用检测pH的变化的方法来判断尿素是否被分解,故在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂可以鉴别尿素分解菌。固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上,实现酶的反复利用,并提高酶稳定性,酶的各项特性(如高效性、专一性和作用条件的温和性)依然保持。固定化酶的方法包括化学结合法、包埋法、物理吸附法等。(3)对比两坐标曲线,随着培养时间延长,两图形中脲酶活力先增加后保持相对稳定,两者变化曲线基本一致,所以培养时间不是决定工程菌L高脲酶活力的关键因素。左图中当pH从6.5降为4.5时,酶活力由1.6逐渐下降后相对稳定,右图中当pH为6.5时,酶活力可以达到5.0并保持不变,故pH值是决定工程菌L高脲酶活力的关键因素。(4)从坐标图形看,利用酸性脲酶消除其前体物质尿素可降低该黄酒中EC含量。该实验的实验思路为:获取含有酸性脲酶菌样品,扩大培养,经过酸性培养基的初筛后,在添加酚红的培养基上进行复筛,挑选目标菌株接种培养,从酸性脲酶菌中提取脲酶纯化后制备成固定化酶,加入发酵环节达到降解尿素的目的。
答案 (1)酵母菌 消毒 杀死啤酒中部分微生物,防止杂菌污染,延长其保存期
(2)酚红 化学结合法、包埋法、物理吸附法
(3)pH 随着培养时间延长,两图形中脲酶活力变化曲线基本一致,当pH从6.5降为4.5时,酶活力逐渐下降后保持相对稳定
(4)获取含有酸性脲酶菌样品,经过酸性培养基的初筛后,在添加酚红的培养基上进行复筛,挑选目标菌株接种培养,从酸性脲酶菌中提取脲酶纯化后制备成固定化酶,加入发酵环节
8.解析 (1)天然食用色素花色苷可用萃取法提取,萃取剂与水应不混溶,萃取前将原料干燥,有利于萃取剂溶解花色苷,提高溶解率;粉碎的目的是使原料与萃取剂充分接触;萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。萃取过程需要在适宜温度下进行,温度过高会导致花色苷分解。萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理,可破坏细胞壁,有利于提高花色苷的提取率。(2)为了解皮渣中微生物的数量,取10 g皮渣加入90 mL无菌水,混匀、静置后取上清液,用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95,则三个平板中平均菌落数为(78+91+95)÷3=88,每克皮渣中微生物数量为88÷0.1×104=8.8×106个。(3)醋酸菌属于细菌,制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的pH调至中性或弱碱性,灭菌后在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入碳酸钙可使培养基不透明,醋酸菌产生的醋酸可分解碳酸钙,产生透明圈,根据这一特点可筛选出醋酸菌,在缺少糖源的液体培养基中醋酸菌以乙醇为碳源,先把乙醇氧化为乙醛,再把乙醛氧化为乙酸。(4)醋酸菌为好氧菌,与兼性厌氧型的乳酸菌菌落形态相似,且二者产生的代谢产物均可使碳酸钙分解,区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌,可将平板置于无氧环境下继续培养,观察菌落形态和透明圈大小。若菌落继续生长,且透明圈增大,则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落,若菌落不能继续生长,透明圈不再扩大,则为醋酸菌菌落。
答案 (1)利于萃取剂溶解花色苷、使原料与萃取剂充分接触 性质和使用量 分解 纤维素酶、果胶酶可破坏细胞壁,有利于提高花色苷的提取率
(2)8.8×106
(3)中性或偏碱 使培养基不透明,从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈 碳源
(4)实验步骤:将平板置于无氧环境下继续培养,观察菌落形态和透明圈大小
预期结果:若菌落继续生长,且透明圈增大,则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落,若菌落不能继续生长,透明圈不再扩大,则为醋酸菌菌落
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