第1章 第3节 发酵工程及其应用(课时跟踪检测)(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

第3节　发酵工程及其应用 知识点一　发酵工程的基本环节 1.（2025·北京西城期末）单细胞蛋白即微生物菌体，是一种新型的蛋白质来源，利用发酵工程能提高其产量和品质。下列工艺流程中不合理的是（　　） A.可通过诱变育种等手段获得优良菌种 B.培养基和发酵设备均需高温消毒 C.发酵过程需控制合适的温度和pH D.采用过滤、沉淀、干燥等方法获得菌体 2.（2025·湖南长沙期末）谷氨酸棒状杆菌的发酵过程中会生成大量的谷氨酸，谷氨酸经加工可制成味精，如图是利用玉米淀粉作为材料制备谷氨酸的流程图。下列叙述错误的是（　　） A.维生素B能为发酵菌提供特殊的营养物质 B.培养谷氨酸棒状杆菌和其他所有微生物时均需要添加维生素B C.谷氨酸棒状杆菌培养时搅拌可以增加溶解氧、促进营养物质与菌体接触 D.在发酵罐内发酵需要严格控制溶解氧、温度和pH等条件 3.（2025·江苏盐城开学考试）青霉素是临床上广泛应用的一种抗生素。利用发酵工程生产青霉素的流程如图所示，图中①～⑤代表相应过程。下列叙述错误的是（　　） A.接种前的过程①、②都属于扩大培养环节 B.发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种 C.过程③可选择干热灭菌法对培养基进行灭菌 D.过程④可用过滤、沉淀的方法将菌体分离干燥 知识点二　发酵工程的应用 4.发酵工程与农业、食品工业、医药工业等领域有着密切的联系。下列关于发酵工程的叙述，正确的是（　　） A.发酵工程具有原料来源丰富、产物混杂、废弃物对环境污染小等特点 B.利用乳酸菌、霉菌等发酵工业化生产啤酒可提高产品产量和质量 C.用嗜热菌、嗜盐菌发酵生产洗涤剂可提高产品的耐热性和耐盐性 D.从纤维素分解菌发酵纤维素的水解液中提取发酵产物获得单细胞蛋白 5.（2025·辽宁鞍山期末）下列关于发酵工程及其应用的叙述，正确的是（　　） A.分离、提纯获得微生物细胞本身或其代谢物是发酵工程的中心环节 B.利用发酵工程生产的微生物农药可以作为生物防治的重要手段 C.发酵过程中不需要随时取样检测培养液中的微生物数目、产物浓度 D.培养微生物的试剂和器具都要进行高压蒸汽灭菌 6.微生物的发酵可以为人类提供丰富的食品和食品添加剂，促进了丰富多彩的饮食文化的形成。下列相关叙述正确的是（　　） A.从自然界中筛选、通过诱变育种等获得优良菌种是发酵工程的中心环节 B.发酵罐中微生物的生长繁殖速度、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关 C.通过发酵工程生产的苏云金杆菌可以制成微生物农药，这属于化学防治手段 D.利用谷氨酸棒状杆菌生产味精时，需采用过滤等方法将菌体分离、干燥以获得产品 7.（2025·江苏泰州期末）如图为啤酒生产过程的简要流程。下列叙述错误的是（　　） A.过程①需要适宜的温度、水等条件以便于产生淀粉酶 B.过程②焙烤是利用高温杀死种子胚但不使淀粉酶失活 C.过程③糖化是将淀粉分解形成糖浆以利于酵母菌利用 D.过程④的发酵阶段要始终保持无氧环境以保障发酵效果 8.（2025·湖北宜昌开学考试）啤酒、味精和胰岛素的工业化生产比传统发酵生产要复杂的多，需要通过发酵工程来实现。下列相关叙述错误的是（　　） A.利用酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可作为食品添加剂 B.以大豆为主要原料，利用黑曲霉水解其中的蛋白质，经淋洗、调制成酱油 C.青贮饲料中添加酵母菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力 D.传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，发酵工程则以单一菌种的液体发酵为主 9.（2025·河北邯郸联考）谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0，通过以下代谢途径发酵生产L-谷氨酰胺。下列叙述正确的是（　　） A.提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量 B.发酵初期控制pH为7.0，后调为5.6，有利于提高L-谷氨酰胺产量 C.通过光学显微镜观察，可以判断发酵过程中是否发生球状细菌污染 D.发酵结束后，采用过滤、沉淀的方法将菌体分离和干燥即可获得产品 10.（2025·河南驻马店期末）下列有关发酵及发酵工程的叙述，正确的是（　　） A.酵母菌酿酒过程中产生的气泡和醋酸菌以酒精为底物的醋酸发酵中产生的气泡一样多 B.啤酒制作过程中，主发酵过程主要是为了促进酵母菌的大量繁殖，而后发酵主要是为了使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精 C.如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品 D.发酵工程的特点是生产条件温和、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 11.（2025·吉林白山期末）啤酒是以麦芽、水为主要原料，加啤酒花（包括啤酒花制品），经酵母菌发酵酿制而成的含有二氧化碳并可形成泡沫的发酵酒，以大麦芽、啤酒花和水为主要原料发酵生产啤酒的流程如下，回答下列问题： （1）酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于　　　　　　菌。 （2）发酵工程一般包括选育菌种、　　　　　　、配制培养基、灭菌、接种、发酵罐内发酵、分离提纯产物等环节。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解都在　　　　阶段完成。发酵过程中，杂菌产生微量副产物是啤酒“上头”的原因之一，可采用　　　　　　　　法获得纯净的酿酒微生物，同时对活菌进行计数。 （3）随着发酵技术的发展，酒的种类逐渐增多，桑葚玫瑰酒是以桑葚汁和玫瑰为材料进行发酵而来的，具有桑葚和玫瑰的果香、花香，营养丰富。如图为桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度和感官评分（感官评分越高，品质越好）的影响。由图可知，桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度的影响　　　　，应选择桑葚汁与玫瑰质量比为　　　　时进行酿制。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节　发酵工程及其应用 1.B　诱变育种可以通过物理、化学等因素诱导微生物发生基因突变，从而有可能获得优良菌种，提高单细胞蛋白的产量和品质，该做法合理，A正确；培养基和发酵设备应该进行灭菌处理，而不是高温消毒，消毒一般只能杀死部分微生物，不能彻底杀灭包括芽孢和孢子在内的所有微生物，灭菌能更彻底灭杀微生物，保证发酵过程不受杂菌污染，B错误；不同的微生物发酵需要适宜的温度和pH环境，控制合适的温度和pH有利于微生物的生长和代谢，从而提高单细胞蛋白的产量和品质，该做法合理，C正确；采用过滤、沉淀、干燥等方法可以将发酵后的微生物菌体从发酵液等体系中分离出来并进行干燥处理，从而获得单细胞蛋白，该做法合理，D正确。 2.B　糖液中的糖为发酵菌提供碳源，尿素提供氮源，另外，还有水和无机盐，因此，维生素B为发酵菌的生长提供特殊的营养物质，A正确；能合成维生素B的微生物，其培养基中不需要添加维生素B，B错误；谷氨酸棒状杆菌培养时搅拌一方面可以增加溶解氧，另一方面还能促进营养物质与菌体接触，有利于发酵的进行，C正确；在发酵罐内发酵需要严格控制溶解氧、温度和pH等条件，以利于发酵全过程处于最佳状态，保证所需代谢物的生产，D正确。 3.C　图中的过程①、②都属于扩大培养，该过程需要进行培养液的更换，这样有利于增加菌种的数量，A正确；过程③是配制培养基，需要利用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，以防止培养基中掺杂其他微生物，不能利用干热灭菌法灭菌，C错误；过程④是获得菌种，即微生物本身，常采用过滤和沉淀等方法将菌体分离和干燥，分离出的菌种可以再使用，D正确。 4.C　发酵工程具有原料来源丰富、产物专一、废弃物对环境污染小等特点，A错误；利用酵母菌发酵工业化生产啤酒可提高产品的产量和质量，B错误；嗜热菌耐高温，嗜盐菌耐盐，用嗜热菌、嗜盐菌发酵生产洗涤剂可提高产品的耐热性和耐盐性，C正确；单细胞蛋白是指纤维素分解菌菌体，D错误。 5.B　发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，发酵罐培养的环境条件会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物代谢物的形成，A错误；微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的，其作为生物防治的重要手段，将在农业的可持续发展方面发挥越来越重要的作用，B正确；发酵过程中只在最初添加一次菌种，中途需随时取样检测培养液中的细菌数目、产物浓度，以便了解发酵进程，同时还应严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等条件，并及时添加必需的培养液组分以延长稳定期，增加产量，C错误；接种室、接种箱等常用紫外线消毒法处理，接种环等常用灼烧灭菌法处理，吸管、培养皿等常用干热灭菌法处理，培养基及多种器材用高压蒸汽灭菌法处理，D错误。 6.B　在发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，A错误；搅拌可增加发酵液中的溶氧量，使菌体与发酵液中的营养物质充分接触，故发酵罐中微生物的生长繁殖速度、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关，B正确；通过发酵工程生产的苏云金杆菌可以制成微生物农药，用来防治多种农林虫害，这属于生物防治手段，C错误；利用谷氨酸棒状杆菌生产味精时，发酵产品是谷氨酸棒状杆菌产生的谷氨酸，而不是微生物细胞本身，故可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品，D错误。 7.D　过程①需要适宜的温度、水等条件，以便于产生淀粉酶，A正确；焙烤可以去除种子的水分和停止酶的分解作用，它的目的是加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活，B正确；糖化可以将麦芽和非麦芽谷物原料中的不溶性固形物（淀粉、蛋白质、核酸、植酸盐、半纤维素等）通过麦芽中的各种水解酶作用，转化为可溶性的，并可以浸出一定组成比例的浸出物，使淀粉分解形成糖浆，C正确；为了提高菌种数量、缩短发酵时间，过程④的主发酵初期应提供氧气，酵母菌在有氧条件下能快速繁殖，D错误。 8.C　用酵母菌等生产的单细胞蛋白可作为食品添加剂，甚至制成“人造肉”供人们直接食用，A正确；酱油产品的生产，以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌（如黑曲霉）进行发酵，霉菌产生的蛋白酶和肽酶将原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后经淋洗、调制成酱油产品，B正确；在青贮饲料中添加乳酸菌，通过乳酸菌的发酵，可以提高饲料品质，使饲料保鲜，同时动物食用后还能提高动物免疫力，C错误；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，传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，发酵工程则以单一菌种的液体发酵为主，D正确。 9.B　由图可知，提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量，但谷氨酸合成酶会使L-谷氨酰胺再转化为L-谷氨酸，反而降低L-谷氨酰胺产量，A错误；谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0，谷氨酰胺合成酶最适pH为5.6，因此发酵初期控制pH为7.0，有利于增加谷氨酸棒状杆菌的数量，后调为5.6，有利于提高谷氨酰胺合成酶的活性，进而提高L-谷氨酰胺产量，B正确；虽然谷氨酸棒状杆菌呈杆状、而球状细菌为球状，但通过光学显微镜观察，不能判断发酵过程中是否发生球状细菌污染，可通过电镜观察或利用稀释涂布平板法，通过观察菌落特征，判断是否发生球状细菌污染，C错误；L-谷氨酰胺是细胞代谢物，对细胞代谢物可通过提取、分离和纯化措施来获得产品，D错误。 10.D　醋酸菌可将乙醇（酒精）转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸，该过程不产生气体，即醋酸菌以酒精为底物的醋酸发酵中不产生气泡，A错误。啤酒制作过程中，酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都是在主发酵阶段完成的；后发酵即在低温、密闭的条件下储存一段时间，B错误。如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采取过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品，C错误。发酵工程以其生产条件温和、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，在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用，D正确。 11.（1）兼性厌氧　（2）扩大培养　主发酵　稀释涂布平板　（3）不大　4∶1 解析：（1）酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，符合这种特点的微生物属于兼性厌氧菌。（2）发酵工程的基本环节：选育菌种、扩大培养、配制培养基、灭菌、接种、发酵罐内发酵、分离提纯产物等。啤酒制作过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都主要在主发酵阶段完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。获得纯净培养物的接种方法有平板划线法及稀释涂布平板法，若要获得纯净的酿酒微生物，同时对活菌进行计数，可采用稀释涂布平板法接种。（3）根据题意和图示分析可知，桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度的影响不大，但对感官评分的影响较大，应选择桑葚汁与玫瑰质量比为4∶1时进行发酵。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $