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课下巩固检测练(十六) 发酵工程
(选择题每题5分,非选择题每题15分)
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
解析:选D。醋酸菌为原核生物,其不含有线粒体,D错误。
2.(2024·山东高考)在发酵过程中,多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体,菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时,可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是( )
A.相同菌体密度下,菌球体越大柠檬酸产生速率越慢
B.发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量
C.发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长
D.发酵结束后,将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品
解析:选D。柠檬酸属于代谢物,可根据其性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品,D错误。
3.(2025·黑吉辽蒙高考)科研人员通过稀释涂布平板法筛选出高耐受且降解金霉素(C22H23ClN2O8)能力强的菌株,旨在解决金霉素过量使用所导致的环境污染问题。下列叙述错误的是( )
A.以金霉素为唯一碳源可制备选择培养基
B.逐步提高培养基中金霉素的浓度有助于获得高耐受的菌株
C.配制选择培养基时,需确保pH满足实验要求
D.用接种环将菌液均匀地涂布在培养基表面
解析:选D。该研究的目的是筛选出高耐受且降解金霉素能力强的菌株,可以以金霉素为唯一碳源制备选择培养基进行筛选,且逐步提高培养基中金霉素的浓度有助于获得高耐受的菌株,A、B正确;用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面,D错误。
4.(2025·河北高考·改编)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
解析:选B。由题干信息知,隐甲藻属于异养真核微藻,多在海水中腐烂的植物叶片(富含有机碳)上生长繁殖,说明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,会杀死叶片上所有的微生物,此时接种到固体培养基上无法获得隐甲藻,B错误。选择培养基中加入能抑制细菌生长而对隐甲藻无毒害作用的抗生素,有利于获得隐甲藻,C正确。隐甲藻属于好氧型藻类,适当提高发酵时的通气量和搅拌速率可增加溶氧量,有利于隐甲藻的生长繁殖,以提高DHA产量,D正确。
5.(2025·河北唐山模拟)黑曲霉生长迅速,发酵周期短,不产毒素的黑曲霉是优良的发酵菌种,古代人们利用黑曲霉制作酱油、酱料和米酒等。黑曲霉还可产生纤维素酶、脂肪酶和糖化酶等多种酶,也是工业上生产酶制剂和柠檬酸发酵的优良菌种。下列相关说法错误的是( )
A.制备黑曲霉培养基时,除了添加必要的营养成分外,还需要将pH调至酸性
B.柠檬酸发酵过程中要研究黑曲霉菌的生长规律,通常采用稀释涂布平板法计数
C.利用刚果红染色法测定黑曲霉产纤维素酶的能力时,应测定菌落直径与透明圈直径
D.啤酒生产中可以先利用黑曲霉对富含淀粉的原料进行糖化处理
解析:选D。利用刚果红染色法测定黑曲霉产纤维素酶的能力时,应测定菌落直径与透明圈直径,获取比值进行分析,该比值可以反映黑曲霉产纤维素的能力,C正确;啤酒生产应使用大麦种子发芽产生的酶进行糖化,而后将黑曲霉接种到糖化处理的培养液中进行发酵,D错误。
6.(2025·辽宁盘锦模拟)酸笋是竹笋通过微生物发酵工艺制作而成的传统食品,具有独特的酸味和香气。下图为利用乳酸菌、酵母菌、醋酸菌等微生物发酵制作酸笋的工艺流程图,有关叙述合理的是( )
A.杀青、漂烫步骤是通过高温灭菌避免杂菌污染
B.酸笋的酸味以乳酸菌产生乳酸为主,接种菌种后需立即通入氧气
C.醋酸菌能将酵母菌产生的乙醇氧化为乙酸,进一步丰富酸笋的酸味层次
D.发酵过程中要随时检测培养液中微生物数量,可以采用平板划线法和稀释涂布平板法
解析:选C。在选材、清洗、切割后进行杀青、漂烫,目的是给材料消毒,而不是灭菌,A错误;酸笋中的细菌微生物以乳酸菌为主,乳酸菌的代谢类型为异养厌氧型,因此接种菌种后立即通入氧气会抑制乳酸菌的发酵,影响发酵效果,B错误。
7.(2025·山东潍坊二模)臭豆腐一般是以蛋白质含量高的优质黄豆为原料,经过泡豆、磨浆、滤浆、点卤、前期发酵、腌制、灌汤、后期发酵等多道工序制成的,其加工制作流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.图中卤水发酵的菌种可能来源于B,原因是B未采取灭菌措施
B.取样检测时,按上图所示发酵时间并注意取样时摇匀即可
C.在发酵过程中,由于不止有一种微生物,发酵液的pH前期可能会下降
D.若要对样品中某一菌种计数,适宜采取的方法是稀释涂布平板法
解析:选B。A中原料经过高温灭菌,而B是现做热豆腐片或豆腐脑等,仍含有微生物,因此发酵所需的微生物有可能主要来自B,A正确;微生物发酵过程的取样检测需采取无菌操作,而不仅是摇匀,B错误。
8.(2025·吉林松原模拟)在低锌土壤接种解锌微生物,被认为是一种活化土壤锌、促进植物吸收锌的有效途径。将绿豆的根际土壤稀释后涂布于以ZnO为唯一锌源的固体培养基上,具有溶锌圈的菌落被认为是具有解锌能力的菌株。科研人员分离并获得3株解锌细菌——芬氏纤维微菌(B1)、黄瓜白蚁菌(B2)、暗灰链霉菌(B3)的菌落,结果如表。
菌株
表面
颜色
边缘
D/mm
d/mm
B1
光滑黏稠
白色
波状
5
1
5
B2
光滑黏稠
白色
波状
6
1.5
4
B3
较干黏稠
褐色
整齐
7.5
3
2.5
注:D代表溶锌圈直径;d代表菌落直径;代表二者比值。
下列叙述错误的是( )
A.分离过程中用涂布器直接蘸取少量稀释液进行涂布平板
B.可以通过颜色、形状、大小等特征区分不同菌落
C.据结果可知,三种细菌中B1的解锌能力最强
D.欲探究解锌细菌促进植物吸收锌的能力还需进一步实验
解析:选A。将菌液滴加到培养基表面,涂布器浸泡酒精后,放在火焰上灼烧,待酒精燃尽、涂布器冷却后进行涂布,A错误。越大,细菌的解锌能力越强,C正确。
9.(2025·四川广安模拟)图1为啤酒酿造的流程图,请回答与啤酒酿造有关的问题:
(1)麦芽粉碎和糖化可将麦芽中的非水溶性组分转化成水溶性组分,是啤酒发酵过程中的重要步骤。糖化的主要过程是水解淀粉,参与该过程的水解酶最适温度以及产物信息如下表。
淀粉酶种类
最适温度
主要产物
次要产物
α淀粉酶
72~75 ℃
糊精
麦芽三糖、麦芽糖
β淀粉酶
62~65 ℃
麦芽糖
麦芽三糖、葡萄糖
其中糊精不可作为发酵底物,酵母菌进行发酵时底物使用的优先顺序是葡萄糖>麦芽糖>麦芽三糖,因此,若想获得低乙醇含量的啤酒,糖化时温度应________。
A.快速提升至62~65 ℃
B.快速提升至72~75 ℃
C.缓慢提升至72~75 ℃
D.缓慢提升至62~65 ℃
(2)糖化完毕后,需要将糖浆加入啤酒花并将麦汁蒸煮,蒸煮的目的是_________________,发酵早期____________(填“需要”或“不需要”)保持无氧。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,需要在低温、____________环境中储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
(3)研究发现,某些青霉菌属于维生素营养缺陷型菌株,失去合成某种维生素的能力,只有在基本培养基中补充所缺乏的维生素后才能生长。某研究小组筛选出某种维生素营养缺陷型菌株,为了进一步确定该菌株的具体类型,他们把15种维生素按照不同组合分为5个小组,用5个滤纸片分别蘸取不同小组的维生素,然后覆于接种后的琼脂平板上培养一段时间。结果如下:
组别
维生素组合
1
维生
素A
维生
素B1
维生
素B2
维生
素B6
维生
素B12
2
维生
素C
维生
素B1
维生
素D2
维生
素E
烟酰胺
3
叶酸
维生
素B2
维生
素D2
胆碱
泛酸钙
4
对氨基
苯甲酸
维生
素B6
维生
素E
胆碱
肌醇
5
生物素
维生
素B12
烟酰胺
泛酸钙
肌醇
实验结果显示1组和2组滤纸片周围产生生长圈(图2),则该营养缺陷型大肠杆菌不能合成的维生素是__________。若该菌株为叶酸和生物素的双营养缺陷型大肠杆菌,则其在培养基上形成菌落的位置是____________的交界处。
解析:(1)糊精不可作为发酵底物,酵母菌进行发酵时底物使用的优先顺序是葡萄糖>麦芽糖>麦芽三糖,因此,若想获得低乙醇含量的啤酒,应该使淀粉水解后的产物中糊精增加,葡萄糖和麦芽糖的含量减少,因此该过程应该保证α淀粉酶的活性,降低β淀粉酶的活性,又因为α淀粉酶的最适温度在72~75 ℃,β淀粉酶的最适温度在62~65 ℃,所以糖化时温度应快速提升至72~75 ℃,此时α淀粉酶的活性最高,β淀粉酶的活性最低,B正确。(2)糖化完毕后,需要将糖浆加入啤酒花并将麦汁蒸煮,蒸煮的目的是杀菌消毒,终止酶的进一步作用,发酵早期不需要保持无氧,这样可以促进酵母菌的有氧呼吸,产生更多的能量用于酵母菌增殖过程。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,需要在低温、密闭环境中储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。(3)实验结果显示1组和2组滤纸片周围产生生长圈,比较表格中各种维生素组合,1组和2组含有而其他组不含有的维生素是维生素B1,所以该营养缺陷型大肠杆菌不能合成的维生素是维生素B1。只有3组含有叶酸,只有5组含有生物素,所以若菌株为叶酸和生物素的双营养缺陷型大肠杆菌,则其在培养基上形成菌落的位置是3与5的交界处。
答案:(1)B (2)杀菌消毒,终止酶的进一步作用 不需要 密闭(无氧) (3)维生素B1 3与5
10.(2025·吉林松原模拟)为筛选出性能优良的耐冻藏酵母菌,某研究小组从冷冻老面中初步分离到多个耐冻酵母菌株,并从中选择产气效果较好的AY003、AY005、AY007、AY026菌株进行性能测试,图1和图2为发酵能力测试和耐冻藏能力的测试结果。回答下列问题:
(1)为了使实验数据更加准确、可信,需要严格控制实验中的无关变量。图1实验中需要控制的无关变量有___________________________________________________(答两点)。
(2)图1中面团体积变大的原因是________________________。同一温度条件下,若提高发酵面团中菌株AY003的起始数量,则面团体积达到最大时所需时间将________(填“延长”“缩短”或“保持不变”),与未提高菌种起始数量时相比,面团体积达到最大时,其内的AY003数量_______________(填“增多”“减少”或“基本不变”)。
(3)酵母菌通常不会在0 ℃以下或47 ℃以上增殖。在图2的4个菌株中,随着冻藏时间的延长,具有活性的细胞的数目变化趋势是___________。菌株AY005在-18 ℃环境下储存60 d,酵母菌存活率为_______%。
(4)测定活酵母菌的数目时可用显微镜直接计数和稀释涂布平板法计数。前者需要先将盖玻片放在_________的计数室上,再在盖玻片边缘滴加_________染液处理过的培养液,待酵母菌全部沉降到计数室底部后再计数;后者一般用__________表示活菌数,且统计的结果往往比活菌的实际数目少,原因是___________________________________________。
答案:(1)发酵面团初始体积、各种菌株接种量、发酵温度等 (2)酵母菌通过细胞呼吸产生了大量的CO2使面团膨胀 缩短 基本不变 (3)逐渐减少后趋于稳定 62.5 (4)血细胞计数板 台盼蓝 菌落数 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
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