2020-2021年高中生物 第1章 发酵工程 单元素养评价新人教版选择性必修3

1、2020-2021年高中生物 第1章 发酵工程 单元素养评价新人教版选择性必修32020-2021年高中生物 第1章 发酵工程 单元素养评价新人教版选择性必修3年级：姓名：- 15 -单元素养评价(一)(第1章)(60分钟100分)一、选择题(共15小题,每小题3分,共45分)1.在果醋制作过程中,获得较多醋酸菌菌种最简便的方法是()a.从变酸的葡萄酒表面获得菌膜,再培养分离b.从葡萄等水果表面获得大量醋酸菌c.从食醋中分离提取d.从土壤中分离提取【解析】选a。变酸的葡萄酒表面有一层醋酸菌形成的菌膜,将菌膜培养分离可以得到大量的醋酸菌。葡萄等水果表面虽然有醋酸菌,但是不能在短时间内大量获取。食

2、醋会经过灭菌后再出厂,且食醋的ph不适于醋酸菌生长繁殖,故食醋内几乎没有活的醋酸菌。土壤中含有各种微生物,所以分离、培养和纯化醋酸菌的过程比较烦琐。2.下列关于果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的叙述,正确的是()a.利用酵母菌酿酒时,发酵时间越长,产生的酒精量就越多b.制作果醋的醋酸菌,属于严格的厌氧型微生物c.酵母、毛霉、曲霉等真核生物均参与了腐乳的发酵d.制作泡菜的微生物是一种需氧型细菌【解析】选c。利用酵母菌酿酒时,在一定范围内,发酵时间越长,产生的酒精量就越多,但时间过长后,由于营养物质的消耗等原因,酒精量不再增加,a错误;醋酸菌属于需氧菌,b错误;酵母、毛霉、曲霉等真核生物均参与了腐乳的发

3、酵,c正确;制作泡菜的微生物是乳酸菌,属于厌氧型细菌,d错误。3.下列关于发酵过程产物检验的说法中,正确的是()a.果汁发酵是否产生酒精,可用naoh来检验b.检验醋酸产生的简单易行的方法是品尝或用ph试纸鉴定c.泡菜制作过程中亚硝酸盐的含量不能测定d.测定果酒、果醋的产生和亚硝酸盐的含量均可用品尝法【解析】选b。果汁发酵是否产生酒精,可以使用酸性重铬酸钾溶液来检测,a错误;醋酸无毒,可以用品尝的方法检测,也可以用ph试纸鉴定,b正确;泡菜制作过程中产生的亚硝酸盐的含量可以用对氨基苯磺酸和n-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液检验,亚硝酸盐的含量可以用比色法进行测量,不能用品尝法,c、d错误。4.若你尝

4、试制作果酒,将葡萄汁放入已消毒的发酵装置中进行实验(如图),恰当的做法是() a.加入适量的酵母菌b.一直打开阀b通气c.一直打开阀a,偶尔打开阀b几秒钟d.把发酵装置放到4 冰箱中进行实验【解析】选a。加入适量的酵母菌可以增加菌种数量,a正确;由于酵母菌在无氧环境中才会产生酒精,所以要关紧阀a和b,b错误;酵母菌在无氧条件下发酵产生酒精的同时还要产生二氧化碳,因此关紧阀a和b,但偶尔打开阀b几秒钟,以便释放出二氧化碳,c错误;果酒制作适宜温度是1830 ,4 的环境不利于酵母菌进行发酵,d错误。5.下列有关传统发酵技术的叙述,正确的是()a.在果酒的制作过程中,应先去除葡萄的枝梗,再进行多次

5、反复冲洗,这样才可以洗得彻底b.果酒、果醋的发酵装置中,充气口的作用是在发酵时连接充气泵进行充气,排气口的作用是在酒精发酵时排出二氧化碳c.豆腐上长满毛霉菌丝,毛霉产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸d.制作泡菜时要选火候好、无裂纹、无砂眼、盖子吻合好的坛子,全过程不需要加水密封【解析】选c。在果酒的制作过程中,应先冲洗葡萄,然后再去除葡萄的枝梗,以避免除去枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会,且冲洗以洗去灰尘为目的,不能多次反复冲洗,以防洗去附着在葡萄皮上的野生型酵母菌,a错误;果酒、果醋的发酵装置中,充气口的作用是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气,排气口的作用是在酒精发

6、酵时排出二氧化碳,b错误;豆腐上长满毛霉菌丝,毛霉产生的蛋白酶可将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸,c正确;制作泡菜时需要加水密封,目的是隔绝空气,以保证乳酸菌发酵所需的无氧环境,d错误。6.如图表示利用苹果制备果酒、果醋的流程图。下列有关叙述错误的是()a.过程接种人工培育的酵母菌可以提高苹果酒的品质b.苹果原醋可以为过程提供所需菌种c.过程所需的最适温度低于过程d.整个发酵过程都必须在严格无菌条件下才能正常进行【解析】选d。果酒发酵的适宜温度为1830 ,果醋发酵的适宜温度为3035 ;果酒发酵可以利用附着在苹果皮上的野生型酵母菌,因此发酵过程不需要严格的无菌条件。7.消毒和灭菌是微生物培养中

7、常用的操作方法。下列说法正确的是()a.微生物接种技术的方法各不相同,但核心都是要防止杂菌污染,保证培养物的纯度b.在100 煮沸56分钟属于灭菌方法,可杀死微生物细胞和一部分芽孢c.在灭菌后倒平板前,加入一定量的缓冲液以调节培养基的phd.高压蒸汽灭菌,只有当压力表的压力降到一个标准大气压时,才能打开盖子【解析】选a。微生物接种技术的方法各不相同,但核心都是要防止杂菌污染,保证获得纯净的培养物,a正确;在100 煮沸56分钟属于煮沸消毒法,可杀死微生物细胞和一部分芽孢,b错误;在灭菌前,加入一定量的缓冲液以调节培养基的ph,c错误;高压蒸汽灭菌,只有当压力表的压力降到零时,才能打开排气阀,拧

8、松螺栓,打开盖子,d错误。8.微生物接种方法很多,平板划线法是最常用的一种。如图是平板划线示意图,划线的顺序为。下列操作方法错误的是() a.划线操作时,将沾有菌种的接种环插入培养基b.平板划线后培养微生物时要倒置培养c.不能将第区域的划线与第区域的划线相连d.在区域中划线前后都要对接种环进行灭菌【解析】选a。接种是让菌种在培养基表面生长,所以不能将接种环插入培养基中,a错误;用平板培养基培养微生物时,为了防止水蒸气凝集滴入培养基造成干扰或污染,应将平板倒过来放置培养,b正确;划线时要避免最后一区的划线与第一区的划线连接,因为最后一区是细菌稀少的,而第一区是细菌最致密的,如果连在一起则可能影响

9、单个菌落的分离效果,c正确;在区域中划线前后都要对接种环进行灼烧灭菌,d正确。9.下列有关涂布平板操作的叙述,不正确的是() a.将涂布器在酒精灯火焰上灼烧,直到烧红b.取少量菌液滴加在培养基表面c.将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却810 s再用d.涂布时可转动培养皿,使菌液分布均匀【解析】选a。将涂布器在酒精灯火焰上灼烧的目的是杀死涂布器上的杂菌,只需引燃即可,不必到烧红的程度,a项错误;取少量菌液(不超过0.1ml),滴加在培养基表面,b项正确;引燃的涂布器待酒精燃尽后,需要冷却一段时间,以免温度过高杀死菌种,c项正确;涂布时转动培养皿有利于菌液分布更均匀,d项正确。

10、10.为了从牛的瘤胃中分离出能够分解纤维素的微生物,下列实验操作及叙述不科学的是()a.在富含纤维素的培养基上长出的菌落即为纤维素分解菌b.将培养基和实验器材进行严格的消毒灭菌c.将提取的胃液进行系列稀释后接种培养d.接种后在适宜温度和无氧条件下培养【解析】选a。在富含纤维素的培养基上长出的菌落除了纤维素分解菌,还有其他菌落,a项错误。培养基和实验器材消毒灭菌是为了防止杂菌污染,b项正确。为了能够得到单细胞菌落,提取的胃液需先进行系列稀释后接种培养,c项正确。牛胃的缺氧环境只能允许厌氧型的纤维素分解菌生长,因此培养牛胃中的纤维素分解菌应提供适宜的温度和无氧环境,d项正确。11.下列关于发酵工程

11、的叙述错误的是()a.发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵b.发酵过程中应对发酵条件进行控制c.发酵工程的原料来源丰富、价格低廉,产物专一,在许多领域得到了广泛应用d.发酵工程大多使用单一菌种进行发酵,所以生产过程不需要进行无菌操作【解析】选d。发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵,a正确;发酵过程中应对发酵条件进行控制,使发酵过程处于最佳状态,b正确;发酵工程的原料来源丰富、价格低廉,产物专一,废弃物对环境污染小,在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛应用,c正确;发酵工程大多使用单一菌种进行发酵,但是生产过程也需要进行无菌操作,d错误。12.泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚

12、硝酸盐对人体健康有潜在危害,某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”,查阅资料得到如图。请判断下列相关说法不正确的是() a.从细胞结构方面比较,制作泡菜和制作果醋所用的微生物相同b.从细胞代谢方面比较,制作泡菜和制作果酒所用的微生物相同c.据图曲线分析,与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用d.据图曲线分析,ph下降是因为乳酸菌产生的乳酸积累【解析】选b。从细胞结构方面比较,制作泡菜所用的乳酸菌和制作果醋所用的醋酸菌都是原核生物,a正确;从细胞代谢方面比较,制作泡菜所用的乳酸菌是厌氧菌,而制作果酒所用的酵母菌是兼性厌氧菌,b错误;据图曲线分析,与第3天相比,第8天后的泡菜中亚硝酸盐含量明显降低,更

13、适于食用,c正确;据图曲线分析,ph下降是因为乳酸菌产生的乳酸积累,d正确。13.(2020山东等级考模拟)大肠杆菌是人和动物肠道寄生菌,在一定条件下会引起胃肠道等局部组织感染。检验水样中大肠杆菌数目是否符合生活饮用水卫生标准,常用滤膜法测定,其操作流程如图。大肠杆菌的代谢产物能与伊红美蓝(emb培养基的指示剂)反应,菌落呈黑色。下列对实验操作的分析,错误的是() a.测定前,滤杯、滤膜和滤瓶均可用干热灭菌法灭菌处理b.过滤操作要在酒精灯火焰旁进行,防止杂菌污染c.将过滤完的滤膜紧贴在emb培养基上,完成大肠杆菌的接种操作d.emb培养基属于选择培养基,只有大肠杆菌能正常生长并形成黑色菌落【解

14、析】选d。干热灭菌法适用于对滤杯、滤膜和滤瓶进行灭菌,防止杂菌的污染,a正确;在酒精灯火焰附近操作可以减少空气中的杂菌污染,b正确;由于过滤完后细菌粘附在滤膜上,将滤膜紧贴在emb培养基上可以将粘附的菌种接种在培养基上,c正确;emb培养基属于鉴别培养基,没有选择作用,d错误。14.(不定项)如图是食用醋的生产工艺流程。下列表述不正确的是()a.酒精发酵阶段需要通入无菌空气有利于酵母菌的繁殖b.食醋生产工艺流程只存在酵母菌、醋酸菌两种微生物c.糖化阶段添加酶制剂可促进淀粉水解产生葡萄糖d.醋酸发酵阶段需要通气的原因是醋酸菌通过有氧呼吸把葡萄糖氧化为醋酸【解析】选a、b、d。酒精发酵阶段需要无氧

15、环境,a错误;生产流程中,糖化阶段还需要曲霉的作用,酒精发酵是酵母菌作用,醋酸发酵是醋酸菌作用,b错误;糖化阶段添加酶制剂可促进淀粉水解产生葡萄糖,c正确;醋酸菌是好氧性细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸,d错误。15.(不定项)发酵原料的改变推动着发酵工业迅速发展,利用农作物秸秆等纤维废料生产的乙醇,经加工可制成燃料乙醇,从而减少了对石油资源的依赖。如图是发酵工程生产燃料乙醇的简要流程,据图分析下列说法正确的是() a.微生物a能分解纤维素,选育菌种时最好从富含纤维素的土壤中进行筛选b.图中过程常用的微生物b是酵母菌,在接种前要进行扩大培养,缩短生产周期c.微生物a和

16、微生物b可利用的碳源相同d.可用发酵工程生产的纤维素酶制剂代替微生物b起作用【解析】选a、b。根据图解可知,微生物a的碳源是纤维素,故要想获得微生物a最好选择富含纤维素的土壤采集,a正确;图中过程表示生产乙醇的过程,常用微生物是酵母菌,为了缩短生产周期,增加菌种数量,在接种前要进行扩大培养,b正确;微生物a所用碳源为纤维素,微生物b所用碳源为纤维素降解物,c错误;微生物a之所以能利用纤维质原料是因为其含有纤维素酶,故可用纤维素酶制剂代替微生物a起作用,d错误。二、非选择题(共6小题,共55分)16.(9分)蓝莓果实中富含花青素等营养成分,具有保护视力、防止脑神经老化、强心、抗癌、软化血管、增强

17、机体免疫等功能。下面是获取蓝莓花青素、蓝莓酒和蓝莓醋的流程。结合所学知识,回答下列问题: (1)酿制蓝莓酒时,一般要先通气的目的是_。通常不需要对蓝莓进行严格的灭菌处理,是因为在缺氧、呈酸性的发酵液中_。 (2)醋酸菌将乙醇变为醋酸的环境条件是糖源_(填“充足”或“缺少”)。酿制成功的蓝莓果酒如果暴露在空气中会逐渐出现醋酸味,气温高的夏天更易如此,其原因是_。 (3)若蓝莓果汁中已含有醋酸菌,在蓝莓果酒发酵旺盛时,醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸?_,说明原因_。 【解析】(1)酿制蓝莓酒时先通气有利于酵母菌大量繁殖。通常不需要对蓝莓进行严格的灭菌处理,是因为绝大多数微生物无法适应缺氧、呈酸性

18、这一环境,生长受抑制。(2)在糖源不足的情况下,醋酸菌在有氧条件下可以将果酒发酵成果醋。醋酸菌是好氧细菌,最适生长温度为3035 ,所以酿制成功的蓝莓果酒如果暴露在空气中会导致醋酸菌大量生长而逐渐出现醋酸味。(3)如果果汁中已含有醋酸菌,在果酒发酵旺盛时,醋酸菌不能将果汁中的糖发酵为醋酸,因为果酒发酵是在缺氧环境中进行的,而醋酸菌是好氧细菌,果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长。答案:(1)让酵母菌在有氧条件下大量繁殖绝大多数微生物无法适应这一环境而受抑制(2)缺少醋酸菌是好氧细菌,最适生长温度为3035 (夏天温度较高),导致醋酸菌大量生长产生醋酸(3)不能果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生

19、长17.(9分)农村中制作泡菜时,通常将新鲜的蔬菜经整理、清洁后,放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中,泡菜坛一般是两头小中间大的陶器,坛口有坛沿,凡有裂缝的菜坛不能用。然后加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”,密封后置于阴凉处,最适环境温度为2832 。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”,前者是用盐过多,后者用盐过少。(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是_。(2)菜坛密封的原因是_。若菜坛有裂缝,可能会出现的结果是_。(3)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是_。(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内,泡菜液逐渐变酸,这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是_,原因是_。(5)泡

20、菜发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量,原因是_。【解析】(1)酒精能够消毒,这里用白酒擦拭泡菜坛的目的就是消毒、杀菌。(2)与泡菜制作有关的微生物是乳酸菌,乳酸菌为严格厌氧型微生物,这里将菜坛密封的目的是制造无氧环境,便于乳酸菌发酵过程。若菜坛有裂缝,则可能会由于缺乏严格无氧环境而抑制乳酸菌发酵,导致好氧微生物大量繁殖,使发酵失败。(3)若泡菜制作过程中加入的盐过多,会使乳酸菌失水死亡,无法生成乳酸或产生乳酸过少,则制作的泡菜会出现“咸而不酸”的现象。(4)由泡菜液逐渐变酸,可推测这段时间内泡菜坛中乳酸菌的数量逐渐上升,而后由于酸性增强,乳酸菌比杂菌更为耐酸,抑制了其他杂菌的生长,因此表现为乳

21、酸菌含量上升,而杂菌数量逐渐减少。(5)因为在发酵的不同时期亚硝酸盐含量会发生变化,从而根据测得的结果获得取食泡菜的最佳时机,因为亚硝酸盐含量过高会对身体健康有危害。答案:(1)消毒、杀菌 (2)乳酸菌是严格厌氧型微生物抑制乳酸菌发酵,导致好氧微生物大量繁殖,使发酵失败(3)盐的浓度过高,使乳酸菌失水死亡,没有生成乳酸或产生乳酸过少(4)乳酸菌数量增多,杂菌数量减少乳酸菌比杂菌更为耐酸(5)发酵的不同时期亚硝酸盐含量会发生变化,及时测定是为了把握取食泡菜的最佳时机 18.(9分)尿素是一种重要的农业肥料,但若不经细菌的分解,就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多,同学们试图

22、探究土壤中微生物对尿素是否有分解作用,设计了以下实验,并成功筛选到能高效降解尿素的细菌(目的菌)。培养基成分如表所示,实验步骤如图所示。请分析回答问题。kh2po4na2hpo4mgso47h2o葡萄糖尿素琼脂1.4 g2.1 g0.2 g10 g1 g15 g将表中物质溶解后,用蒸馏水定容到1 000 ml。 (1)按物理性质分,此培养基属于_。(2)培养基中加入尿素的目的是_,这种培养基属于_培养基。(3)“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的_和_,实验需要振荡培养,原因是_。(4)在实验中,下列材料或用具需要灭菌的是_,需要消毒的是_。(填序号)培养细菌用的培养基与培养皿玻璃

23、棒、试管、锥形瓶和吸管实验操作者的双手(5)实验结束后,使用过的培养基应该进行_处理后,才能倒掉。【解析】(1)由于该培养基中含有凝固剂琼脂,所以该培养基为固体培养基。 (2)由于尿素是该培养基的唯一氮源, 只有能分解尿素的微生物才能生存,因此该培养基具有选择作用。 (3)尿素为该细菌提供氮源,葡萄糖为该细菌提供碳源。振荡培养基可溶入氧气,为培养的目的菌提供所需的氧气。(4)无菌技术包括:对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒;对培养器皿、接种用具和培养基等进行灭菌;为避免周围微生物污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行,避免已灭菌处理的材料用具与周围物品相接触。(5)为了避免微生物污染

24、,需要将使用过的培养基灭菌后再倒掉。答案:(1)固体培养基(2)筛选目的菌选择(3)尿素葡萄糖目的菌的生长需要氧气(4)(5)灭菌19.(9分)-甘露聚糖酶能分解甘露糖,在食品、医药等方面有着广泛的应用,从土壤中筛选能产生该酶的枯草芽孢杆菌。回答下列问题:(1)稀释:在污水沟、死树桩旁采集土样,在培养前一般要进行稀释,其目的是_。(2)分离和筛选:获得稀释的菌液后,一般采取_法,将其接种于选择培养基上,该培养基的配制要求是_。(3)纯化:培养中发现,在菌落周围出现了_,挑取直径较大的菌落以_法接种,在相同的培养条件下,进行再次筛选,最终可得到纯化菌株。(4) 其他探究:某小组欲比较两种牙膏的抑

25、菌效果,用含有金黄色葡萄球菌的培养基做实验,结果如图,图中b的作用是_。请写出实验思路:_。【解析】(1)稀释的目的是降低菌液浓度,以便在培养基上形成单个菌落。(2)接种微生物常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法,因此获得稀释的菌液后,一般采取涂布平板法,将其接种于选择培养基上;要筛选能产生-甘露聚糖酶(能分解甘露糖)的枯草芽孢杆菌,应该用以甘露糖为唯一碳源的培养基。(3)培养中发现,在菌落周围出现了透明圈,挑取直径较大的菌落以平板划线法接种,在相同的培养条件下,进行再次筛选,最终可得到纯化菌株。(4)该实验的目的是比较两种牙膏的抑菌效果,根据对照原则和单一变量原则,图中b的作用是作为对照,

26、实验思路是:将等量的两种不同牙膏涂布在a、c处,b处不涂牙膏,观察a、b、c周围透明圈的出现情况。答案:(1)在培养基表面形成单个菌落(2)涂布平板把甘露糖作为唯一碳源(3)透明圈平板划线(4)对照将等量的两种不同牙膏涂布在a、c处,b处不涂牙膏,观察a、b、c周围透明圈的出现情况20.(9分)如图所示,是某工厂的葡萄酒发酵装置。回答问题: (1)图中1是压力表,发酵时造成罐内压力增大的气体是_,该气体通过图中_(填序号)排出罐体。(2)2和5连接罐内冷凝水以保持适宜的发酵温度,入水口是_。发酵过程中,4(温度计)的读数应在_。(3)工厂化生产酒精需要在培养液中接种优良酵母菌菌种,实验室中培养酵母菌菌种时,常用培养基配方如下:麦芽汁20 g蛋白胨1 g葡萄糖20 g琼脂20 g将上述物质溶解后,用蒸馏水定容至1 000 ml该培养基中,葡萄糖的作用是_(答出2点即可)。该培养基的氮源是_。【解析】(1)酒精发酵过程中除了产生酒精,还会产生大量的二氧化碳,因此发酵时造成罐内压力增大的气体是二氧化碳,该气体通过图中6排出罐体。(2)2和5连接罐内冷凝水以保持适宜的发酵温度,入水口在下,即2是入水口。果酒发酵的适宜温度是1830 ,因此温度