2023-2024学年高二生物下学期期末复习第1章发酵工程基错教师版新人教版选择性必修3

第1章发酵工程（基础卷）单项选择题（共44分，每道题4分，共11题）1.下面是利用微生物制作果酒，果醋的流程示意图。请据图判断，下列叙述正确的是（

）A．制作果酒时，先用清水冲洗掉葡萄皮表面的白色杂菌B．榨汁前，榨汁机和发酵瓶都需要用体积分数为70%的酒精消毒C．A过程是酒精发酵，只需要提高一定的温度就能继续进行醋酸发酵D．导致发酵产物不同的重要因素有温度、发酵时间、菌种等【答案】D【解析】【分析】1、酵母菌是兼性厌氧微生物，最适生长温度为18～25℃。在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型．果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。3、分析题图可知：A过程表示酒精发酵。【详解】A、制作果酒时，利用的是葡萄表面的野生酵母菌，因此不能冲洗掉其表面的白色菌种，A错误；B、榨汁前，榨汁机需要洗净晾干，发酵瓶需要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒，B错误；C、图中A过程是酒精发酵，若要继续进行醋酸发酵，除了需要提高一定的温度外，还需要通入氧气，C错误；D、利用微生物中的化学反应产生发酵产物，因此导致发酵产物不同的重要因素有温度、发酵时间、菌种等，D正确。故选D。2．在制作泡菜的过程中，不正确的是（

）A．按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水B．按照清水与盐的质量比为5∶1的比例配制盐水C．盐水入坛前要煮沸冷却，以防污染D．在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境【答案】B【解析】【详解】按照清水与盐的质量比为4：1的比例配制盐水，A正确；应为按照清水与盐的质量比为4：1的比例配制盐水，B错误；盐水入坛前要煮沸可以起到杀菌的作用，以防止污染，C正确；在坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内的无氧环境，应为乳酸菌为厌氧菌，进行无氧呼吸，D正确。3.某杆菌只有在含蛋白胨、牛肉膏、氯化钠和微量维生素的培养基中才能生长，此时微量维生素对该菌的培养而言属于（

）A．碳源 B．氮源 C．激素 D．特殊营养物质【答案】D【解析】微生物的营养物质有：水、碳源、氮源、无机盐、生长因子。1.碳源是指凡能为微生物提供所需碳元素的营养物质，①主要用于构成微生物体细胞的物质和一些代谢产物，②异养微生物的主要能源物质；2.氮源是指凡能为微生物提供所需氮元素的营养物质；3.无机盐对微生物的生理功能有：构成微生物细胞的组成成分；作为酶的组成成分，也是某些酶的激活剂；调节和维持微生物细胞的渗透压和pH；某些无机盐具有特殊功能，如化能自养细菌的能源物质NH4+等。4.微生物生命活动不可缺少，而微生物自身又不能合成的微量有机物称为生长因子。【详解】A、碳源是指能为微生物生长发育提供所需碳元素的营养物质，如蛋白胨、牛肉膏均可作为碳源，不符合题意，A错误；B、氮源是指能为微生物生长发育提供所需氮元素的营养物质，如蛋白胨、牛肉膏，不符合题意，B错误；C、激素不是细菌培养基的成分，C错误；D、特殊营养物质是指微生物生命活动不可缺少，而微生物自身又不能合成的微量有机物，如维生素，符合题意，D正确。故选D。4．不同的微生物对营养物质的需求各不相同。下列有关一种以CO2为唯一碳源的自养微生物营养的描述中，不正确的是（

）A．氮源物质为该微生物提供必要的氮素B．碳源物质也是该微生物的能源物质C．无机盐是该微生物不可缺少的营养物质D．水是该微生物的营养要素之一【答案】B【解析】阅读题干可知，本题是微生物的营养需求和培养基的组成和功能，确定知识点后梳理相关知识，然后根据选项提示进行判断。培养基的组成成分包括碳源、氮源，水、无机盐，有的还有生长因子，以CO2为唯一碳源的培养基培养自养微生物，培养基中还必须提供氮源、水、无机盐。【详解】A、微生物生长繁殖需要氮源，氮源物质为该微生物提供必要的氮素，A正确；B、该碳源是二氧化碳，属于无机物，不能作为微生物的能源物质，B错误；C、无机盐是微生物生长繁殖不可缺少的营养物质，C正确；D、生命活动离不开水，水是该微生物的营养要素之一，D正确。故选B。5.下列关于微生物培养基种类划分的叙述，错误的是（

）A．培养基按其物理性质可以分为液体培养基、固体培养基和半固体培养基B．培养基按其化学成分可以分为天然培养基、合成培养基和半合成培养基C．培养基按其功能用途可以分为鉴别培养基和选择培养基D．培养基按其营养构成可以分为含水培养基和无水培养基【答案】D【解析】微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。【详解】A、按其物理性质的不同，可将培养基可分为液体培养基、固体培养基和半固体培养基，A正确；B、按培养基的化学成分不同，可以分为天然培养基，合成培养基和半合成培养基，B正确；C、按其功能用途可将培养基分为鉴别培养基和选择培养基，C正确；D、水是微生物必需的营养要素之一，培养基中必须含有水，D错误。故选D。6.发酵工程的正确操作过程是：①发酵②培养基的配制③灭菌④产品的分离与提纯⑤菌种的选育⑥扩大培养和接种A．①③④⑤②⑥ B．⑤②③⑥①④C．②⑤③①⑥④ D．⑥⑤②④③①【答案】B【解析】【分析】发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。【详解】发酵工程的基本操作过程为：菌种的选育→培养基的配制→灭菌→扩大培养和接种→发酵过程→产品的分离提纯。因此正确的操作过程是⑤②③⑥①④，B正确。故选B。7、关于菌种的选育不正确的是（

）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【答案】C【解析】【分析】菌种选育是一门应用科学技术，其理论基础是微生物遗传学、生物化学等，而其研究目的是微生物产品的高产优质和发展新品种，为生产不断地提供优良菌种，从而促进生产发展。目前菌种选育常采用自然选育和诱变育种等方法，带有一定的盲目性。随着微生物学、生化遗传学的发展，出现了转化、转导、原生质体融合、代谢调控和基因工程等较为定向的育种方法。【详解】A、自然选育就是不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程，盲目性大，费时，A正确；B、诱变的原理是基因突变，B正确；C、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,C错误；D、用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”，D正确。故选C8.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（

）A．许多食品添加剂可以通过发酵工程生产，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【答案】D【解析】【分析】分析题干中可知，食品添加剂能改善食品的色香味，有化学合成和天然两大类，可以通过加工（比如基因工程）的方式获得。【详解】A、D、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。B、β-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。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，C项正确。故选D。9.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（

）①酵母菌②醋酸菌③乳酸菌④毛霉⑤谷氨酸棒状杆菌A．④⑤ B．①②④⑤ C．①②③ D．②④⑤【答案】D【解析】【分析】本题考查微生物的代谢类型，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力。【详解】酿酒是利用酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵的原理，发酵过程不需提供氧气。醋酸菌在氧气充足条件下进行醋酸发酵，故需提供氧气。乳酸菌为厌氧菌，无氧条件下生成乳酸，不需氧气。毛霉为需氧型真核生物，发酵过程需要提供空气或氧气。谷氨酸棒状杆菌为需氧菌，在生产谷氨酸过程中要不断充入空气。D正确。故选D。10.某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是（

）A．夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理B．乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大C．正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压D．可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵【答案】B【解析】【详解】【分析】葡萄酒发酵的原理是酵母菌的无氧呼吸，即葡萄糖在无氧条件下分解产生二氧化碳和酒精并释放少量的能量，发酵的温度在18℃-25℃。【详解】根据以上分析已知，果酒发酵的适宜温度为18℃-25℃，因此夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理，A正确；乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物，因此分解过程中不需要通入空气，B错误；无氧呼吸产生了二氧化碳，但是没有消耗氧气，因此发酵罐中的气压不会低于大气压，C正确；葡萄酒发酵的原料是糖类，因此可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵，D正确。11.为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，培养结果如图所示。下列叙述正确的是（

）A．倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整B．图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单菌落C．该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的D．菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色【答案】B【解析】【分析】分析平板结果可知，采用的接种方法为平板划线法，且划线顺序是Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区，可以看到Ⅲ区中出现了单菌落。【详解】A、倒平板后无需晃动，A错误；B、Ⅰ区、Ⅱ区没有出现单菌落，说明细菌数量太多，故应从Ⅲ区挑取单菌落，B正确；C、出现单菌落即达到了菌种纯化的目的，C错误；D、刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应，D错误。故选B。非选择题（共5道题，共56分）12.（10分）已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。为了测定不同泡制天数泡菜中亚硝酸盐的含量，某同学设计了一个实验，实验材料、试剂及用具包括：刻度移液管、比色管、不同浓度的亚硝酸钠标准溶液、亚硝酸盐的显色剂、不同泡制天数的泡菜滤液等。回答相关问题：（1）请完善下列实验步骤。①标准管的制备：用_____________和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。②样品管的制备：用刻度移液管分别吸取一定量的_______，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管。③将每个_________分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅_______的标准管，该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中的亚硝酸盐含量，记录各样品管亚硝酸盐的含量。（2）下图表示的是泡菜中___________趋势。（3）泡菜制作过程中产酸的细菌主要是_______（填“醋酸杆菌”或“乳酸菌”）。【答案】不同浓度亚硝酸钠标准溶液不同泡制天数的泡菜滤液样品管一致亚硝酸盐含量的含量随发酵时间的变化乳酸菌【解析】【分析】本题考查测定不同泡制天数泡菜中亚硝酸盐含量的测定，意在考查考生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用的能力。【详解】（1）在亚硝酸盐的含量测定中，用不同浓度亚硝酸钠标准溶液和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管；用刻度移液管分别吸取一定量的不同泡制天数的泡菜滤液，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管；将每个样品管分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅相近的标准管，该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中的亚硝酸盐含量，记录各样品管亚硝酸盐的含量。（2）据图可知，该图表示亚硝酸盐的含量随发酵时间的变化曲线。（3）制泡菜时使用的微生物是乳酸菌。13.（11分）酸奶是牛奶经过乳酸菌（主要是保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌）发酵制成的。乳酸菌可将牛奶中的乳糖转化为乳酸，从而减轻某些人群的乳糖不耐受症状。请回答问题：（1）为鉴别市售酸奶中的菌种，应该采用平板划线法或_______法，在_______培养基上进行接种，观察所获单菌落的特征。还要对菌落中的菌种进行涂片，并用_______进行进一步的观察和鉴定。（2）实验前需要进行灭菌的是_______。a.培养基

b.培养皿

c.恒温培养箱

d.实验者的双手

e.酸奶（3）某同学在配制平板时加入CaCO3，从而成功筛选出高效产生乳酸的菌株，其筛选依据的原理是_________________。（4）抗生素在现代商牧业中的广泛应用，不可避免地造成牛奶中抗生素残留。若长期饮用含有抗生素的牛奶，会对人体健康造成危害。利用嗜热链球菌对抗生素的高敏感性，该生进行了如下实验：将灭菌的滤纸圆片（直径8mm），分别浸润在不同处理的牛奶中一段时间后，放置在涂布了嗜热链球菌的平板上（如左图），在37℃下培养24h，测量结果如下表：组别牛奶处理方法抑菌圈宽度（mm）1含抗生素消毒鲜牛奶4.52不含抗生素消毒鲜牛奶03含抗生素鲜牛奶4.64不含抗生素鲜牛奶05待测奶样5.8注：消毒方法为80℃水浴加热5min，然后冷却至37℃通过3、4组实验可得出的结论为____________________；通过1、3组实验可得出的结论为：__________________；第5组的实验结果表明，此待测奶样是否适合用于制作酸奶？______________。【答案】稀释涂布平板

固体

显微镜

ab

乳酸会与CaCO3反应形成透明圈，透明圈直径越大，产生乳酸能力越强。

抗生素能够杀死嗜热链球菌，形成抑菌圈

80℃水浴加热5min的消毒方法不会使牛奶中的抗生素减少或消除

不适合【解析】【分析】微生物常见的接种方法：①平板划线法：将已熔化的培养基倒入培养皿制成平板，然后接种，划线，在恒温箱中培养。在最初划线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延续，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，取适量均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。无菌技术：①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒；②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌；③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行；④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。【详解】（1）菌落特征是区别不同微生物的重要依据。为鉴别市售酸奶中的菌种，应该采用平板划线法或稀释涂布平板法，在固体培养基上进行接种，观察所获单菌落的特征。还要对菌落中的菌种进行涂片，并用显微镜进行进一步的观察和鉴定。（2）消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子）；灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内所有的微生物，包括芽孢和孢子。培养基和培养皿使用前需要灭菌。恒温培养箱和实验者的双手需要消毒。酸奶中含有菌种，不能进行消毒和灭菌，故选ab。（3）某同学在配制平板时加入CaCO3，从而成功筛选出高效产生乳酸的菌株，其筛选依据的原理是乳酸会与CaCO3反应形成透明圈，透明圈直径越大，菌株产生乳酸的能力越强。（4）由表格信息可知，3、4组实验的自变量是有无抗生素，实验结果显示含抗生素鲜牛奶有抑菌圈，不含抗生素鲜牛奶没有抑菌圈，说明抗生素能够杀死嗜热链球菌，形成抑菌圈。1、3组实验的自变量是鲜牛奶是否消毒，实验结果显示不管鲜牛奶是否消毒，其抑菌圈都存在，且大小无明显差异，说明80℃水浴加热5min的消毒方法不会使牛奶中的抗生素减少或消除。第5组待测奶样抑菌圈宽度为5.8mm，说明该奶样含有抗生素，故不适合用于制作酸奶。14.（10分）豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：（1）该实验的自变量是____________________、__________________________。（2）如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是______________________。（3）如果在实验后，发现32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是__________________________。（4）从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为__________________，脂肪转变为__________________________。【答案】

菌种

发酵时间

好氧菌

延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间

氨基酸和肽

脂肪酸和甘油【解析】【详解】【试题分析】本题以传统发酵技术为背景，考查考生获取信息能力和解决问题的能力。从题干可知本实验有两个自变量，不同的菌种和发酵时间；发酵容器内上层有氧气，发酵效果好，说明该发酵菌是好氧菌；32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，无下降趋势说明发酵时间不够，需延长发酵时间才能有下降趋势，才能确定最高点。（1）根据题干信息可知，该实验的自变量是菌种和发酵时间。

（2）发酵容器内上层为有氧环境，底层为无氧环境，若发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，则说明该发酵菌是好氧（需氧）微生物。

（3）如果在实验后，发现32

h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，可在原操作的基础上，继续延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳的发酵时间。（4）从大豆到豆豉的过程中，蛋白质被蛋白酶分解成小分子肽和氨基酸，脂肪被脂肪酶分解成甘油和脂肪酸。15.（13分）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/N=3:1较慢较多第二组通入无菌空气C/N=4:1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__________，该培养基是一种__________培养基。（2）得到谷氨酸棒状杆菌数目可采用的计数方法是__________，用该方法计数过程：取第二组的100倍的稀释液0.1ml滴加到计数板（由25×16=400个小室组成，容纳液体总体积为0.1mm3）共有菌体48个，则1ml的第二组发酵液中有菌体__________个。用该方法测定的微生物数量大于实际的活菌数，原因是__________。（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__________，将碳氮比设为__________培养一段时间，然后将发酵液中碳氮比改为__________继续培养。【答案】

碳源、氮源水和无机盐

液体

显微镜直接计数法

4.8×107

计数到的菌体数量包括了死亡的菌体

无菌空气

4:1

3:1【解析】【分析】【详解】（1）由表格可知，含C源比例较高时，有利于谷氨酸棒状杆菌的繁殖，含N源比例较高时，有利于谷氨酸棒状杆菌产生谷氨酸。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）谷氨酸棒状杆菌等微生物数目计数可以使用显微镜直接计数法。根据题意可知，共有氨酸棒状杆菌48个，并且氨酸棒状杆菌样品稀释了100，因此上述1ml氨酸棒状杆菌样品中约有菌体=48÷（0.1×10-3）×100=4.8×107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，因此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，需首先不断向发酵液中通入无菌空气；将碳氮比设为4:1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3:1继续培养，该比例有利于谷氨酸棒状杆菌产生谷氨酸。16.(12分)葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的，酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。回答下列问题：（1）试管中的

X

溶液有助