高三生物二轮复习：发酵工程利用目标微生物生产有用的产品

发酵工程利用目标微生物生产有用的产品一、选择题1.以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是()A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低2.黑茶是一种后发酵茶，通常用采摘的鲜茶经过数道工序制成，富含多肽、氨基酸、维生素等营养物质。黑茶刚制成时有酒香气，滑润甘甜，保存时间越久的老茶，茶香味越浓厚。下列相关叙述正确的是()A.黑茶的制作需利用包括酵母菌在内的多种细菌进行发酵B.发酵过程在开放的容器内进行有利于微生物的快速繁殖C.发酵过程涉及多种酶催化，发酵后饮用有利于营养物质的吸收D.新茶发酵完成后要进行灭菌并密封，有利于茶的长期保存3.一次性口罩的主要成分为聚丙烯纤维(PP)，某科研团队准备从土壤中筛选出高效降解一次性口罩的细菌。下列操作正确的是()A.培养基中应以PP作为唯一碳源B.挖取的土壤和装土壤的纸袋都无须灭菌C.只能使用平板划线法进行接种D.培养时恒温箱的温度控制在50℃4.下列关于微生物纯化培养的叙述，正确的是()A.待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置培养B.在皿盖或皿底做标记，均不会影响对菌落的观察C.涂布器进行涂布的速度越快越好，可有效防止杂菌污染D.未接种的空白培养基上若无菌落出现，可再次利用5.发酵制氢技术是我国为早日实现“碳中和”开发的新能源技术之一。传统农业中，水稻、小麦的秸秆常被焚烧，既产生浓烟污染环境，又增加了CO2排放量，研究团队将秸秆制成发酵液培养某种细菌，进行发酵制氢。下列说法错误的是()A.鉴定该细菌是否为纤维素分解菌，可在培养基中加入伊红—亚甲蓝试剂B.水稻、小麦的秸秆中富含纤维素，可为产氢细菌提供碳源C.底物浓度、温度、pH等是影响发酵产氢量的重要因素D.与传统农业相比，发酵制氢技术既能减少CO2的排放量又能获得新能源6.A、B、C、D四种抗生素均可治疗金黄色葡萄球菌(Sau)引起的肺炎，为选出最佳疗效的抗生素，研究者将分别含等剂量抗生素的四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于Sau均匀分布的平板培养基上，在适宜条件下培养48h，结果如图。下列叙述错误的是()A.实验中一般采用干热灭菌的方法对培养皿进行灭菌处理B.四种抗生素中，抗生素A治疗Sau感染引起的肺炎效果最好C.滤纸片b周围抑菌圈中出现的菌落，离抑菌圈越远抗药性越强D.接种涂布后的培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养7.利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业利用脱脂大豆、小麦等原料通过发酵装置制作酱油，罐装前经过了严格的灭菌质检。下列有关叙述正确的是()A.脱脂大豆中的蛋白质和小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供氮源B.参与酱油酿造过程的米曲霉、酵母菌和乳酸菌都属于真核生物C.发酵装置中添加的盐水及产生的酒精、乳酸等均可抑制杂菌生长D.成品酱油中富含多种微生物，有助于人体对食物中营养物质的消化吸收8.研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断，下列最可能筛选到目标菌的条件组合是()A.A点时取样、尿素氮源培养基B.B点时取样、角蛋白氮源培养基C.B点时取样、蛋白胨氮源培养基D.C点时取样、角蛋白氮源培养基9.酵母菌细胞壁的主要成分是几丁质。酿酒酵母产酒精能力强，但没有合成淀粉酶的能力；糖化酵母能合成淀粉酶，但酒精发酵能力弱。为了实现以谷物为原料高效生产酒精的目的，科研人员进行了下图所示改良酵母菌种实验。下列叙述正确的是()A.用PEG诱导之前需用纤维素酶去除两种酵母的细胞壁B.以谷物为原料用酿酒酵母酿酒时，需对原料进行糖化处理C.在培养基X中以淀粉为唯一碳源即可筛选出杂种酵母D.以淀粉转化为还原糖的效率作为最终鉴定目的菌的指标10.(多选)安莎霉素是一类主要由海洋中的稀有放线菌产生的次生代谢物，具有较高的抗菌活性和药用价值。产安莎霉素的放线菌具有一个普遍的共性——氨基酸缺陷型(不能自身合成某些特定的氨基酸)。科研人员从深海采集淤泥样本，再分离、纯化并筛选出产安莎霉素的放线菌，过程如图所示。下列相关叙述错误的是()A.过程①用接种环从样品中挑取样品通过划线法接种于待检测培养基B.待检测培养基属于选择培养基，应以安莎霉素为唯一碳源C.分离纯化时间不足将导致遗漏菌落的种类和数目D.从培养基成分上看，基本培养基与完全培养基存在差异的成分是氨基酸11.(多选)为筛选出可高效抑制番茄枯萎病菌(一类真菌)的土壤芽孢杆菌菌株，科研人员从土壤中采集、分离、筛选芽孢杆菌菌株作为待测菌株，并采用平板对峙培养法观察各待测菌株的抑菌能力。如图为研究过程示意图，下列叙述正确的有()A.过程①常利用涂布器蘸取0.1mL菌液涂布平板B.过程②可根据芽孢杆菌菌落的形态、颜色进行挑选C.若甲、乙、丙三个平板的平均菌落数为12个，则10g土样中芽孢杆菌约有1.2×109个D.实验筛选出的菌株仍需进行大田种植试验以检测防治效果二、非选择题12.吃腐烂的水果可能会出现头晕、恶心、呕吐或者更严重的症状，这和微生物产生的毒素有关。某学习小组为了寻找腐烂的苹果中可安全食用的区域，特开展以下实验。用苹果的腐烂部位、距离腐烂部位1cm和2cm的组织做实验材料，检测不同区域中微生物的种类和数量。已知苹果的pH在3.5～4之间，下面是操作流程：(1)步骤②是________，根据题意，本实验选用的接种方法是________________________________________________________________________。(2)步骤③中，为了防止出现微生物之间抑制生长的现象，学习小组配制了不同的细菌和真菌的培养基。这些培养基是____________(填“选择培养基”或“鉴定培养基”)，它们虽然配方不同，但是一般都含有水、碳源、________________。(3)在步骤③中，可根据________对不同菌种进行初步鉴定。每隔24h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时记录作为实验结果，这是为了防止________________________________________________________________________________________________________________________________________________。统计腐烂部位的菌落数目发现，青霉菌、曲霉菌等真菌的数量较多，细菌数目很少。细菌数目很少可能的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________(答2点)。(4)分析数据发现，距离腐烂部位越远，微生物的数量越少；距离腐烂部位2cm的样品中微生物数量极少。有人认为，不能仅凭这个实验就得出距离腐烂部位2cm的部分可安全食用的结论，还需要补充实验操作_____________________________________________________________________________________________________________________。答案：1.C解析盐水煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响，A错误；②盐水需要浸没全部菜料，造成无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，能达到排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等目的，C正确；腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少，D错误。2.C解析酵母菌为真菌，不是细菌，A错误；黑茶发酵过程处于湿热少氧的环境，B错误；黑茶发酵过程是一系列化学反应，涉及多种酶催化，发酵后饮用有利于营养物质的吸收，C正确；黑茶保存要通风忌密闭，通风有助于茶品的自然氧化，同时可适当吸收空气中的水分(水分不能过高，否则容易产生霉变)，加速茶体的湿热氧化过程，也为微生物代谢提供水分和氧气，切忌密封，可用牛皮纸、皮纸等通透性较好的包装材料进行包装储存，D错误。3.A解析实验目的是获得高效降解一次性口罩的细菌，而一次性口罩的主要成分为聚丙烯纤维(PP)，故应用以PP作为唯一碳源的选择培养基，这样其他微生物便无法生存，A正确；为了防止杂菌污染，挖取土壤的铁铲和装土壤的纸袋都需灭菌，土壤不用灭菌，B错误；可以用稀释涂布平板法或平板划线法进行接种，C错误；培养时恒温箱的温度控制在30～37℃，可以每隔24h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，D错误。4.A解析涂布后的平板待菌液被培养基吸收后通常要倒置培养，既可防止皿盖上凝结的水滴滴入培养基造成污染，又可避免水分过度蒸发，A正确；因微生物培养过程中培养皿是倒置的，因此通常在皿底做标记，这样不会影响对菌落的观察，B错误；用涂布器进行涂布目的是涂均匀，该操作是在酒精灯火焰旁无菌区中进行的，可有效防止杂菌污染，C错误；未接种的空白培养基作为空白对照，其上若无菌落出现，可说明本次实验数据可靠，但不能再次使用，D错误。5.A解析鉴定某细菌是否为纤维素分解菌，可在培养基中加入刚果红，A错误；发酵过程中需要酶的催化，温度、pH等会影响酶的活性从而影响发酵产氢量，底物浓度的大小也会影响发酵产氢量的多少，C正确。6.C解析干热灭菌法是指在干燥环境(如火焰或干热空气)进行灭菌的技术，可以对培养皿进行灭菌处理，A正确；据抑菌圈的大小，抗生素D的抑菌圈最小，治疗Sau感染引起的肺炎效果最差；而抗生素A抑菌圈最大，则治疗Sau感染引起的肺炎效果最好，B正确；滤纸片b周围抑菌圈中出现的菌落，离抑菌圈越远，药性变弱，说明菌落抗药性越弱，C错误；接种涂布后的培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养，防止冷凝水滴落引发杂菌污染等，D正确。7.C解析淀粉的元素组成是C、H、O，不含N元素，故小麦中的淀粉不能为米曲霉的生长提供氮源，A错误；参与酱油酿造过程的米曲霉、酵母菌都属于真核生物，但乳酸菌属于原核生物，B错误；发酵工程中应注意无菌操作，发酵装置中添加的盐水及产生的酒精、乳酸等均可抑制杂菌生长，C正确；分析题意可知，成品酱油罐装前经过了严格的灭菌质检，故成品酱油中不含多种微生物，D错误。8.D解析研究目的是筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌，因此目标菌具有既要耐高温，又要能够高效降解角蛋白的功能，所以在C点时取样，并且用角蛋白氮源培养基进行选择培养，D正确。9.B解析根据题干信息知，酵母菌的细胞壁主要成分是几丁质，若要除去酵母菌的细胞壁，则需要用几丁质酶处理，而不能用纤维素酶去除两种酵母的细胞壁，A错误；酿酒酵母没有合成淀粉酶的能力，因此以谷物为原料用酿酒酵母酿酒时，需对原料进行糖化处理，即先将淀粉转变为葡萄糖，B正确；淀粉也可以作为糖化酵母的碳源，因此在培养基X中只以淀粉为唯一碳源无法区分杂种酵母和糖化酵母，C错误；为了实现以谷物为原料高效生产酒精的目的，目的菌最终的鉴定指标应该是产生酒精的能力，D错误。10.AB解析分析题图可知，过程①用稀释涂布平板法将样品接种于待检测培养基，A错误；安莎霉素是一类主要由海洋中的稀有放线菌产生的次生代谢物，以安莎霉素为唯一碳源起不到选择作用，B错误；分离纯化时间不足可能有些菌落未形成，将导致遗漏菌落的种类和数目，C正确；产安莎霉素的放线菌具有一个普遍的共性——氨基酸缺陷型，从培养基成分上看，基本培养基与完全培养基存在差异的成分是氨基酸，D正确。11.BD解析过程①常利用移液器移取0.1mL菌液涂布平板，A错误；每种细菌都有特定的菌落的形态、大小和颜色，所以过程②可根据芽孢杆菌菌落的形态、颜色进行挑选，B正确；若甲、乙、丙三个平板的平均菌落数为12个，则10g土样中芽孢杆菌约有12÷0.1×106＝1.2×108(个)，C错误；需要进一步确定菌株的最佳条件，进行大田种植试验，检测防治效果，D正确。12.(1)梯度稀释稀释涂布平板法(2)选择培养基氮源、无机盐(3)菌落特征(或者写成菌落的颜色、大小、形状等)因培养时间不足遗漏菌落数目细菌适宜在中性或弱碱性的环境中生长，苹果呈酸性，不适合细菌生长；青霉菌产生的青霉素等抗生素抑制细菌的生长(4)检测上述区域中微生物产生的毒素含量解析(1)不同部位中微生物的数量不一样，考虑到后续统计菌落数目的需要，所以不同的样品进行不同的梯度稀释。本实验需要统计固体培养基中的菌落数目，所以要用稀释涂布平板法接种微生物。(2)微生物产生的代谢物可能抑制其他微生物的生长，所以不能让所有的微生物都在一个培养基中生长。应该把等量的菌液接种到不同的细菌或真菌的培养基上，这些选择培养基只让目的菌株生长，后期再统计菌落数目。不同培养基的配方不同，但是一般都含