1.3发酵工程及其应用练习题2026-2027学年高二下学期生物人教版选择性必修3

**基本信息** 本同步练习围绕发酵工程核心知识，通过基础概念辨析、实验操作分析及综合应用设计，构建从单一知识点到生产实践的巩固路径，分层梯度清晰，适配新授课知识内化与科学思维、探究实践能力培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|发酵工程概念、传统与现代发酵比较等|选择题1-7以实例辨析核心概念，强化结构与功能观等生命观念| |进阶层|菌种筛选、计数及发酵条件控制|选择题8及填空题9(1)(2)结合图表分析，考查实验设计与数据处理等科学思维| |综合层|工艺流程分析与实际应用|填空题9(3)(4)、10、11以秸秆乙醇、柠檬酸生产等情境，培养探究实践能力与社会责任态度|

2026-2027学年高中生物人教版选择性必修三 1.3发酵工程及其应用 模拟练习题 一、选择题 1 . 南昌霉素可抑制多种植物病原真菌，由链霉菌异养需氧发酵生产。该发酵存在糖代谢阻遏：葡萄糖浓度较高时，菌体优先进行糖酵解供能，抑制南昌霉素合成基因转录。下列说法正确的是（        ） A．南昌霉素是链霉菌的初生代谢物，其合成受发酵环境与基因的共同调控 B．发酵生产前，应在高氧低糖的液体培养基中对链霉菌进行扩大培养 C．为提高南昌霉素产量，可在发酵中后期通过分批补料维持低糖环境 D．给植物喷施南昌霉素可有效降低病原真菌的抗药性问题 2 . 发酵工程依托微生物代谢特性，结合现代工程技术，规模化生产食品、调味品及发酵制品，在食品工业中应用广泛。合理调控发酵条件，是保障发酵产品品质与产量的关键。下列叙述正确的是（        ） A．传统发酵与发酵工程均需要人工接种单一菌种 B．常通过杂交育种、基因工程育种等获得性状优良的菌种 C．谷氨酸的发酵生产中，在酸性条件下有利于谷氨酸的积累 D．若发酵产品是单细胞蛋白，可用过滤、沉淀等方法得到产品 3. 下图为以糯米为原料制醋的工艺流程，其中涉及两次接种与发酵。下列叙述正确的是（        ） A．蒸煮的目的之一是高温杀灭糯米中的杂菌 B．发酵2所利用的底物全部为发酵1的产物 C．接种2的菌种为乳酸菌，发酵2需要在无氧条件下进行 D．发酵2后进行煮沸与接种1前进行蒸煮的目的完全相同 4 . 传统酿酒的工艺流程如图所示。下列关于传统酿酒过程的叙述，错误的是（        ） A．“泡粮”与“蒸粮”的过程利于糖化和灭菌 B．“撒曲糖化”中的“曲”含酵母菌等多种微生物 C．若酿造过程中酒变酸，则是发酵坛密封不严导致 D．糟醅经高温、干燥处理后，可为下次酿酒提供大量的发酵菌 5 . 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。下列相关说法中不符合客观事实的是（        ） A．发酵工程以发酵原理和微生物纯培养技术为基础 B．通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白 C．发酵工程通常在严格控制的无菌条件下进行，传统发酵相对宽松 D．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身 6 . 与传统发酵技术相比，发酵工程的产品种类丰富，产量和质量明显提高。下列相关叙述正确的是（        ） A．传统发酵技术利用的是人工选育的单一菌种 B．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身 C．发酵条件变化会影响微生物的生长繁殖，不会影响微生物的代谢途径 D．通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白 7 . 与现代发酵工程相比，传统发酵技术的主要特征是（        ） A．发酵过程中通常利用天然存在的混合菌种 B．制作前需对所有器具进行严格灭菌处理 C．发酵过程中需保持无氧环境条件 D．获得的产品为微生物的初生代谢产物 8 . 胞苷（胞嘧啶核苷）是某些抗肿瘤药物的原料，大肠杆菌组氨酸合成途径会与胞苷合成途径竞争相同前体物质，为得到胞苷高产菌种，可用紫外线诱变后进行筛选，过程如图所示。下列说法正确的是（        ） A．紫外线可造成K-12发生基因突变或染色体变异影响组氨酸合成 B．与筛选培养平板3相比平板2需要在培养基中添加组氨酸 C．经图示筛选培养后可确定A、C、D为诱变成功的K-12菌株 D．图示筛选得到的菌株可直接用培养液培养后进行工业化生产 二、填空题 9.  传统生物乙醇生产多依赖玉米、小麦等粮食作物中的淀粉发酵，存在“与人争粮”的问题。为推动农业废弃物资源化利用，某工厂以农作物秸秆为原料，通过纤维素乙醇技术实现秸秆的高值化利用，工艺流程：①原料预处理：通过物理、化学方法对秸秆进行破碎、脱木质素（木质素常包裹在纤维素外）等处理，分离出纤维素组分；②酶解转化：利用高效纤维素分解菌产生的酶，将纤维素分解为可发酵糖；③发酵与提炼：可发酵糖在酵母菌的作用下，经无氧呼吸生成乙醇，再通过蒸馏、纯化得到燃料级乙醇。纤维素分解菌的筛选与计数流程如下图所示，回答下列问题： (1)流程①中，预处理秸秆的目的是_________________________，促进后续酶解转化高效进行。 (2)流程②中，为筛选出高效纤维素分解菌，应使用以___________为唯一碳源的选择培养基；鉴别分解菌时，可在培养基中加入刚果红染料，通过___________判断菌株的产酶能力。图中稀释梯度为10倍，横线处应填写___________mL无菌水；若最终在稀释倍数为106的平板上，涂布0.1mL菌液后得到平均菌落数为240个，则每克土壤中的活菌数约为___________个。 (3)发酵工程的中心环节是__________________；发酵过程中需要严格控制的条件有___________（至少写出两点）。发酵后期乙醇浓度升高会抑制酵母菌活性，工业生产中可通过___________的方式提高乙醇产量。 (4)纤维素乙醇作为新型生物质能源，相较于传统粮食乙醇，其优势在于__________________。 10. 柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂，它可以通过黑曲霉发酵制得。食品工业上以红薯粉为原料生产柠檬酸的简要流程如图所示，其中发酵罐内发酵采用连续培养工艺，即以一定的速度从加料口不断添加新的培养基丙，同时又以同样的速度从放料口放出旧的培养基。回答下列问题： (1)为了获得生产柠檬酸的优良黑曲霉菌种，请写出一种方法：________________________________。 (2)甲为培养黑曲霉的平板，向培养基中加入的琼脂的作用是________________；根据培养基甲上的菌落特点分析，接种时，对接种环至少进行了________次灼烧灭菌。平板培养35℃恒温72h后，挑取单菌落转入乙锥形瓶振荡培养，振荡的作用是________________________，乙瓶培养的目的是________________。 (3)为了解发酵进程，图中发酵过程中，可以通过取样管随时取样检测培养液中的黑曲霉数量、________浓度等。连续培养工艺可大大提高生产效率，原因是________________________________。 11. 臭豆腐是一种发酵豆制品，制作流程如下：①制作原料豆腐；②配制卤水；③卤水浸泡；④油炸臭豆腐。卤水中的微生物种类、数量是影响臭豆腐风味的重要因素。回答下列问题。 (1)用传统发酵技术制作原料豆腐时，主要利用毛霉等微生物将豆腐中的蛋白质分解成_________。传统发酵食品品质不一，原因是_________（答出1点即可）。 (2)卤水中含有多种微生物，为获得微生物的单菌落，可采用的方法有_________或稀释涂布平板法。利用显微镜直接计数和稀释涂布平板法分别测定同一卤水中的微生物数量，发现前者测得的微生物数量大于后者，原因是_________。 (3)食品工业中大规模生产品质稳定的臭豆腐，需要控制的主要发酵条件有_________（答出1点即可）。 答案 一、选择题答案 + 解析 1 答案：C 解析：葡萄糖会阻遏南昌霉素合成，发酵中后期分批补料维持低糖环境，可解除阻遏、提高产量；南昌霉素为次级代谢物；扩大培养阶段需充足葡萄糖供菌体增殖，不能低糖；长期喷施单一抗生素易诱导真菌产生抗药性。 2 答案：D 解析：单细胞蛋白是微生物菌体，可通过过滤、沉淀分离；传统发酵依靠天然混合菌种，无需人工单一接种；菌种选育包括诱变、基因工程，不能杂交（微生物无有性杂交）；谷氨酸发酵中性 / 弱碱性利于积累，酸性易生成乙酰谷氨酰胺。 3 答案：A 解析：高温蒸煮杀灭糯米自带杂菌；发酵 1 产酒精，发酵 2 醋酸发酵底物包含酒精与少量糖类；发酵 2 菌种为醋酸菌，严格需氧；发酵后煮沸是灭菌终止发酵，蒸煮原料是灭菌 + 糖化，目的不同。 4 答案：D 解析：糟醅经高温干燥后微生物大量死亡，无法作为发酵菌种；泡粮蒸粮破碎淀粉、杀灭杂；酒曲含酵母、霉菌；密封不严氧气进入，醋酸菌产酸变酸。 5 答案：B 解析：单细胞蛋白指微生物菌体，不是细胞内提取物；发酵工程基于纯培养；全程无菌可控；产品包含菌体、代谢物、酶。 6 答案：B 解析：发酵工程产品分为菌体、初级 / 次级代谢物、酶；传统发酵为天然混合菌种；温度、pH 会改变微生物代谢途径；单细胞蛋白是菌体整体，不从细胞内提取。 7 答案：A 解析：传统发酵依靠原料自带天然混合微生物；现代发酵才严格灭菌；传统发酵有氧、厌氧均存在；产物可初生、次级代谢物。 8 答案：B 解析：野生型大肠杆菌能合成组氨酸，平板 2 添加组可正常生长；平板 3 无组，只有组氨酸合成缺陷株才能高产胞苷；大肠杆菌无染色体，不会发生染色体变异；筛选菌株还需发酵验证产量，不能直接工业化。 二、填空题答案 9 (1) 破坏木质素包裹结构，暴露纤维素，利于纤维素酶接触底物 (2) 纤维素；透明圈与菌落直径比值大小；9；2.4×108 (3) 发酵罐内发酵；温度、pH、溶氧量、转速（任两点）；及时分离提取乙醇，降低体系乙醇浓度 (4) 不消耗粮食，缓解粮食危机，利用农业废弃物，降低生产成本 10 (1) 紫外线诱变育种 / 基因工程改造 / 从自然环境分离优良菌株 (2) 作为凝固剂；划线次数 + 1 次灼烧（平板划线至少灼烧接种环 6 次）；增大溶氧，让菌体与营养充分接触；扩大培养，增加菌种数量 (3) 柠檬酸；持续补充营养、及时排出代谢废物，维持菌体稳定高速增殖，延长稳定期，持续产柠檬酸 11 (1) 小分子肽和氨基酸；菌种为天然混合菌群，发酵条件难以精准控制 (2) 平板划线法；显微镜计数包含死菌、活菌，涂布平板仅统计可活菌落 (3) 温度、pH、发酵时间、溶氧量（任一点） 学科网（北京）股份有限公司 $