2022-2023学年新教材高中生物 第1章 发酵工程 第3节 发酵工程及其应用夯基提能作业 新人教版选择性必修3

1、 第1章 第3节一、选择题1如果发酵工程生产的产品是菌体，菌体分离采用的方法是(B)A蒸馏B过滤C萃取D离子交换解析：如果产品是菌体，可采用过滤、沉淀等方法；如果产品是代谢物，可采用提取、分离和纯化等措施来获得产品。2关于菌种的选育不正确的是(C)A自然选育菌种费时且盲目性大B诱变育种原理的基础是基因突变C生产柠檬酸需要筛选产酸量高的酵母，在啤酒生产中，使用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短生产周期D采用基因工程的方法可构建工程菌解析：生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉，在啤酒生产中使用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短生产周期。3发酵过程的灭菌范围不包括(A)A操作人

2、员B培养基C发酵设备D发酵工程提供的空气解析：操作人员的手可用体积分数为75%的酒精进行消毒。4下列不属于发酵工程的应用的是(C)A生产抗生素、维生素、药用氨基酸等B生产啤酒、果酒和食醋等C化学检测和水质监测D生产各种各样的食品添加剂解析：生产抗生素、维生素、药用氨基酸等为发酵工程在医药工业上的应用；生产啤酒、果酒和食醋等，生产各种各样的食品添加剂，都是发酵工程在食品工业上的应用；化学检测和水质监测不属于发酵工程的应用。5为了改善食品品质和色、香、味及防腐与加工工艺的需要，人们在食品中加入一些化学合成或天然物质，这类物质被称为食品添加剂，下列有关叙述错误的是(D)A许多食品添加剂可以通过发酵工

3、程生产，如柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得B食品工业中，常用的着色剂有胡萝卜素、红曲黄色素等C食品工业中，用来延长食品保质期的乳酸链球菌素、溶菌酶可通过发酵工程生产D食品添加剂不能增加食品的营养解析：食品添加剂不仅可以增加食品的营养，改善食品的口味、色泽和品质，有时还可以延长食品的保存期。许多食品添加剂都能通过发酵工程生产，如柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得，A项正确，D项错误。胡萝卜素、红曲黄色素等在食品工业中常用来增加食品的色泽，B项正确。食品工业中，用来延长食品保质期的乳酸链球菌素、溶菌酶可通过发酵工程生产，C项正确。6(2021山师附中模拟)基因工程培育的“工程菌”通过发酵工程生产的产品，

4、不包括(C)A白细胞介素2B干扰素C聚乙二醇D重组乙肝疫苗解析：转基因后通过发酵工程生产的药物包括白细胞介素2、干扰素、重组乙肝疫苗等，A、B、D项符合题意；聚乙二醇是诱导细胞融合的诱导剂，不是工程菌通过发酵工程生产的产品，C项不符合题意。7严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到能否得到高品质、高产量的产物。通常所指的发酵条件不包括(D)A温度B溶解氧CpHD酶浓度控制解析：通常所指的发酵条件包括pH、溶解氧、温度等。酶是微生物根据生命活动的需要自发产生的，不属于人为控制的发酵条件。8下列关于温度对发酵过程的影响的叙述，不正确的是(B)A温度过高，发酵周期缩短，产量降低B温度不影

5、响生物合成的途径C温度能影响菌种对营养物质的吸收D菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同解析：发酵过程需要适宜的温度，如果温度过高，酶很快失活，菌体衰老，发酵周期就会缩短，产量也会降低；温度能影响生物合成的途径，这是因为生物合成过程需要酶，酶的活性与温度有关；菌种吸收营养物质时，多数是主动运输，需要呼吸作用提供能量，这与温度有关；菌体生长和产物合成需以体内旺盛的代谢作为基础，而用于生长繁殖和代谢物生成的酶不同，因此所需的最适宜的温度也不一定相同。9(2021河南洛阳高二下期中)发酵工程在现代生物工程中地位越来越重要。下列有关发酵过程叙述错误的是(C)A首先要对发酵设备和培养基严格灭菌B要随

6、时取样，检测培养液的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵过程C在发酵过程中不需要向装置中再添加必需的营养组分D要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件解析：发酵时首先要对发酵设备和培养基严格灭菌，A正确；要随时取样，检测培养液的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵过程，B正确；在发酵过程中需要向装置中再添加必需的营养组分，C错误；要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件，D正确。10(不定项)传统发酵技术和现代发酵工程都是利用各种微生物的代谢来实现相关产品的生产的，下列微生物在发酵生产产品过程中需要提供空气或氧气的是(BD)A酵母菌B醋酸菌C乳酸菌D毛霉解析：酿酒利用的是酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵

7、的原理，发酵过程不需提供氧气，A不符合题意；醋酸菌在氧气充足条件下进行醋酸发酵，故需提供氧气，B符合题意；乳酸菌为厌氧菌，无氧条件下生成乳酸，不需氧气，C不符合题意；毛霉为需氧型真核生物，发酵过程需要提供空气或氧气，D符合题意。11(不定项)发酵工程的第一个重要工作是选择优良的单一纯种。消灭杂菌，获得纯种的方法包括(BCD)A根据微生物遗传组成的差异，在培养基中加入不同比例的核酸B根据微生物缺乏生长因子的种类，在培养基中增减不同的生长因子C根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基D根据微生物对抗生素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗生素解析：根据微生物遗传组成的差异，在培养基中加入

8、不同比例的核酸(DNA和RNA)并不会直接影响到微生物自身的遗传组成，即使其被微生物利用，也是被分解为核苷酸后才能利用，所以培养基中加入不同比例的核酸，不会对微生物起选择作用，A错误；不同的微生物需要不同的生长因子，根据需要可以在培养基中加入相应的生长因子进行分离，B正确；根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基，例如培养自养型的微生物时，在培养基中不需加入碳源，C正确；培养真菌时，可以在培养基中加入青霉素来抑制细菌的生长，D正确。12(2020山东卷)我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。齐民要术记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭

9、，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法正确的是(ABD)A“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快B“鱼眼汤”现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的C“净淘米”是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施D“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡解析：酒曲中含有大量的微生物，“浸曲发”的过程中，水分充足，酒曲中的微生物在适宜的条件下代谢会加快，A项正确；形成“鱼眼汤”的原因是酒曲中的微生物进行呼吸作用产生了大量的CO2，向外释放时形成了气泡，B项正确；“净淘米”主要是将米清洗干净，“蒸熟”可以消除杂菌对酿酒过程的影

10、响，C项错误；“舒令极冷”是将蒸熟的米温度降低，这样在米与酒曲混合时可以防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡，D项正确。二、非选择题13谷氨酸钠是味精的主要成分，工业生产中常用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸。下表是生物兴趣小组探究发酵条件对微生物数量和产物生产的影响。组别发酵条件谷氨酸棒状杆菌繁殖速率单个菌体产谷氨酸量第一组通入无菌空气C/N31较慢较多第二组通入无菌空气C/N41较快较少请分析回答下列问题：(1)谷氨酸棒状杆菌发酵的培养基中主要营养物质有_碳源、氮源、水和无机盐_，该培养基是一种_液体_培养基。(2)为得到谷氨酸棒状杆菌的数量可采用的计数方法是_显微镜直接计数法_，用该方

11、法计数过程：取第二组的100倍的稀释液0.1 mL滴加到计数板(由2516400个小室组成，容纳液体总体积为0.1 mm3)上，共有菌体48个，则1 mL的第二组发酵液中有菌体_4.8107_个。用该方法测定的微生物数量大于实际的活菌数，原因是_计数到的菌体数量包括了死亡的菌体_。(3)由上述探究可知，要通过发酵得到大量谷氨酸需首先不断向发酵液中通入_无菌空气_，将碳氮比设为_41_培养一段时间，然后将发酵液中碳氮比改为_31_继续培养。解析：(1)由表格可知，谷氨酸棒状杆菌发酵的培养基中含有碳源、氮源、水和无机盐，工业生产中利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，使用的培养基为液体培养基。(2)微

12、生物计数可以使用显微镜直接计数法。根据题意可知，计数板上共有谷氨酸棒状杆菌48个，并且谷氨酸棒状杆菌样品稀释了100倍，所以题述1 mL谷氨酸棒状杆菌样品中约有菌体48(0.1103)1004.8107个。由于该方法不能分辨死亡的菌体，计数时，计数到的菌体数量包括了死亡的菌体，所以用该方法测定的微生物数量大于实际的活菌数。(3)由表格可知，要发酵得到大量谷氨酸，首先需不断向发酵液中通入无菌空气，将碳氮比设为41培养一段时间，使得谷氨酸棒状杆菌大量繁殖，然后再将发酵液中碳氮比改为31继续培养，该比例有利于谷氨酸棒状杆菌产生谷氨酸。14利用紫外线诱变选育高产胡萝卜素的三孢布拉霉负菌，未突变菌不能在

13、含有一定浓度的紫罗酮的培养基上生长，菌落随胡萝卜素含量增加从黄色加深至橙红色。图甲为选育及提取获得胡萝卜素流程，请回答下列问题：(1)为选出高产突变菌种，还应在培养基中添加_一定浓度的紫罗酮_，从用途上分析，该培养基类型是_选择培养基_。在接入菌种前，应对培养基进行_高压蒸汽灭菌_，以避免杂菌污染。(2)某同学进行正确的接种操作后，培养的平板菌落分布如图乙所示。该同学所用接种工具是_(玻璃)涂布器_；由于_基因突变频率低_，所以培养基上只有少数菌能生长形成菌落。(3)进行过程时，应选取_橙红_色的菌落接种至液体培养基，进行该过程的目的是_扩大所需菌体数量_。经过程浓缩后，可用_纸层析_法对色素

14、分离并鉴定提取的胡萝卜素粗品。解析：(1)未突变菌不能在含有一定浓度的紫罗酮的培养基上生长，突变菌能在含有一定浓度的紫罗酮的培养基上生长，选出高产突变菌种，可在培养基中添加一定浓度的紫罗酮。从用途上分析，该培养基属于选择培养基。在接入菌种前，应对培养基进行高压蒸汽灭菌，以避免杂菌污染。(2)某同学进行正确的接种操作后，培养的平板菌落分布均匀，则该同学的接种方法为稀释涂布平板法，所用接种工具是玻璃涂布器；由于基因突变频率低，所以培养基上只有少数菌能生长并形成菌落。(3)菌落随胡萝卜素含量增加从黄色加深至橙红色，因此进行过程时，应选取橙红色的菌落接种至液体培养基，液体培养基可更好地满足菌体生命活动

15、的需要。进行该过程的目的是扩大所需菌体数量。经过程浓缩后，可用纸层析法分离提取的胡萝卜素粗品，并和标准样品进行对比。15目前在经济作物栽培中使用的赤霉素(GA3)大多是来自赤霉菌(属于真菌)进行发酵工程的产品。为提高发酵过程中赤霉素的产量，研究人员对发酵工艺开展了优化研究。请回答问题：(1)赤霉菌属于_真核_(填“病毒”“原核”或“真核”)生物。下表是在不同发酵温度下经过190小时(h)发酵后测得的赤霉菌菌丝得丝率(每消耗1 g还原糖所产菌丝干重)。温度()2528303235菌丝得丝率(g/1 g)0.320.360.420.430.38图甲为不同发酵温度条件下赤霉菌合成GA3的速率(每小时

16、、每升菌液汇总的合成产物量)。综合上表和图甲结果可知，菌丝得丝率和GA3合成速率的最适温度_不同_(填“相同”或“不同”)，GA3合成速率在_30_下发酵70_h_条件下相对较高。(2)研究人员采用分阶段变温调控的发酵工艺后，与恒温发酵相比，GA3的产量明显提高。发酵过程中菌丝干重、残糖浓度及GA3浓度的变化如图乙，发酵过程中残糖浓度下降的原因是_菌丝生长、各种代谢产物(或赤霉素合成)所需的碳源及能量都主要由糖类提供_。(3)菌丝产量、GA3合成速率以及维持高水平GA3产出率的时间共同决定了GA3的最终产量。要获得较高的菌丝得丝率和GA3合成速率需要不断调整温度，根据图乙所示，发酵过程前、中、后期采用的温度不同。前期采用3032 较高温度，适合_菌丝快速生长，以便产生更多的菌丝_；中期采用2830 ，有利于快速提高_GA3合成速率_；而后期则采用28 维持较长时间，有利于延长赤霉菌_高水平合成GA3_的时间，以达到研究人员的目的。解析：(1)赤霉菌属于真核生物；根据题图甲可知，菌丝得丝率在32 最高，GA3