适用于新高考新教材浙江专版2025届高考生物一轮总复习第9单元生物技术与工程作业53传统发酵技术及发酵工程浙科版

作业53传统发酵技术及发酵工程A组基础达标1.下列能缩短菌种在发酵罐中发酵时间的做法是()A.选育出耐高温菌种B.多次扩大培育增大接种量C.减小菌种发生自发突变的概率D.提高发酵温度2.(2024浙江金华十校模拟)某同学设计了一份在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的试验方案。关于该方案的部分叙述,正确的是()A.将玻璃瓶用酒精消毒后,装满葡萄汁B.乙醇发酵期间,保持瓶盖紧闭以免空气和杂菌进入C.醋酸发酵期间,可将发酵瓶移至相对更温煦的地方D.醋酸发酵一段时间后,加入少量干酵母进行乙醇发酵3.下列关于发酵工程基本环节的叙述,错误的是()A.发酵工程的主要环节包括选育菌种、扩大培育、灭菌和配制培育基、接种、发酵罐内发酵、分别提纯B.扩大培育是发酵工程的中心环节C.性状优良的菌种可以通过基因工程育种或诱变育种获得D.对于获得的产品菌种,可以接受过滤、沉淀等方法将菌体分别和干燥4.(2024浙江杭州二模)猕猴桃酒制作的步骤如图所示。下列分析错误的是()A.步骤②中先对猕猴桃冲洗,再除去枝梗B.要体现当地传统发酵风味,步骤⑤要加入混菌液C.发酵过程中给发酵罐施以负压,乙醇的产量会降低D.将装有猕猴桃酒、瓶盖有小孔的干净矿泉水瓶,放在温煦处一天后可闻到果醋5.下图甲是果酒和果醋发酵的装置图,图乙是果酒和果醋制作过程中发生的物质变更。下列有关叙述正确的是()甲乙A.甲装置可先用于果醋的制作,后用于果酒的制作B.果酒制作时甲装置的吸管长臂插入水中可阻挡氧气进入C.在果醋制作过程中,醋酸菌体内可发生图乙的③④过程D.果酒和果醋发酵是否结束,都可通过视察吸管长臂排出气泡的速度进行推断6.(2024浙江名校协作体二模)下列关于微生物培育和发酵工程的相关叙述,正确的是()A.削减菌种的传代次数能减小菌种发生自发突变的概率B.在液体培育基中培育细菌时,确定要通入无菌空气C.监控发酵过程的养分供应、氧气、温度、pH等是发酵工程的前提条件D.将单菌落接种到培育基上形成的菌落均是由一个细胞分裂形成的细胞集团7.(2024浙江精诚联盟一模)青霉素具有高效、低毒的特点,是人类发觉的第一种抗生素,也是目前全球销量最高的抗生素,可利用现代生物发酵技术进行规模化生产。下列叙述错误的是()A.青霉素的发酵生产多接受好氧、液体深层培育的方式进行B.培育基的原料选择时,来源足够且廉价即可用于大规模发酵生产C.可通过诱变、转基因、原生质体融合等方法培育高产菌种D.可通过吸附、萃取等方法分别目标产物青霉素8.(2024浙江绍兴一模)绍兴是黄酒之乡,“麦曲酶长,酵米复芳;白梅酒酿,伴淋寒香;压滤琼浆,煎煮陈藏”是对绍兴黄酒精致困难酿造工艺的描述。在黄酒的主发酵过程中,“开耙”(搅拌)是极为关键的一步。下列相关叙述错误的是()A.接种麦曲有利于淀粉的糖化,有利于“酒酿”菌种发酵B.煎煮的目的是除去发酵产品中的杂菌,利于酵母菌繁殖C.“陈藏”有利于黄酒中醇与酸发生酯化反应,使酒更加芳香D.发酵过程中“开耙”可适当供应O2,调整pH,活化酵母菌(2024浙南名校联盟第一次联考)阅读下列材料,回答第9、10题。某探讨小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型试验。其主要步骤是:先从土壤中筛选出纤维素分解菌,并接种在已粉碎的作物秸秆堆中培育一段时间,再用清水淋洗秸秆堆,在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵。部分试验流程如图所示。9.关于从土壤中筛选纤维素分解菌的试验,下列叙述错误的是()A.可选择在木材厂四周采集土样B.需配制以纤维素为唯一碳源的选择培育基C.对培育基进行高压蒸汽灭菌前应排尽锅内冷空气D.接受涂布法将目标菌种接种到斜面培育基中保存10.关于酵母菌的乙醇发酵的试验,下列叙述正确的是()A.该淋洗液可作为培育酵母菌的自然培育基B.乙醇发酵过程中需始终拧紧瓶盖以防止杂菌污染C.乙醇发酵过程中丙酮酸被[H]干脆还原为乙醇D.发酵液中的乙醇可用溴麝香草酚蓝溶液检测B组素能培优11.(2024浙江杭州二模)酵母菌是我们在生活中发面、酿酒时常用的微生物,也可利用基因工程技术改造酵母菌而生产大量的人胰岛素,减轻糖尿病患者经济负担。回答下列问题。(1)为了培育酵母菌,培育基的配方是:选择去皮马铃薯丝20g,2g,琼脂2g,水100mL。经加热溶化后,分装,放入高压灭菌锅灭菌后,制成固体和培育基。

(2)用稀释涂布平板法接种时,先用对酵母菌菌液进行确定浓度的稀释,涂布前,手持涂布器的部位要高于火焰,以免沿器具流下,烧伤手指。

(3)要计算酵母菌的繁殖速度,可用显微镜计数法测定:滴加酵母菌悬液时,一方面要避开菌液滴到盖玻片上,另一方面要留意,以免影响计数结果;16个中方格的血细胞计数板在显微镜下可接受点取样进行计数。发酵食品的不同风味是由多种因素造成的,传统酿造不仅仅须要酵母菌,还要有其他菌种,缘由是在发酵过程中不同,它们所发挥的作用就不同。

(4)与大肠杆菌相比,酵母菌作为生产人胰岛素受体的优点有;对含有人胰岛素目的基因的酵母菌PCR扩增时要加入2U/μLTaqDNA聚合酶,其中“U”是单位;缓冲液中加入少许作为电泳指示剂;检测人胰岛素基因及其表达产物功效可从DNA、RNA、胰岛素和四个方面来进行。

12.(2024浙江绍兴一模)某厂发酵运用的谷氨酸棒状杆菌已经出现了明显的“退化”,呈现长势差、发酵效价不高、质量不好等现象,探讨人员利用保存的菌种,通过激光照耀谷氨酸棒状杆菌原生质体选育出了高产、优质的谷氨酸棒状杆菌菌种。回答下列问题。(1)制备谷氨酸棒状杆菌原生质体时,常用酶解法去壁。酶解后,用较高渗透压缓冲液经过多次洗涤离心获得原生质体,多次洗涤的目的是。谷氨酸棒状杆菌原生质体经过激光照耀后,接种于培育基上再生出细胞壁,用涂布器将后的菌液涂布接种到高糖、高谷氨酸的固体培育基上,形成单菌落后再进行鉴定和扩大培育。(2)选育出的高产优质菌种一般接种在斜面培育基上保存,在低温、干燥等条件下通过削减菌种的次数来削减菌种发生自发突变的概率,开展工业发酵时,将保存的菌种后再扩大培育,最终接种于培育基中,初期调整培育基C/N为4∶1有利于,后期调整C/N为3∶1以获得大量谷氨酸产物。

(3)与利用糖蜜相比,用大米、小麦作为谷氨酸发酵的原料须要增加的过程,从生产发酵罐底部通入高温蒸汽,一方面可以使淀粉等受热吸水从细胞壁中释放出来,另一方面也可以起到的作用。

(4)生物素是脂肪酸合成的必需物质,发酵运用的谷氨酸棒状杆菌常为生物素缺陷型菌株,可以削减组成细胞膜的分子的合成,有利于,从而降低谷氨酸合成的负反馈作用。

13.(2024浙江宁波模拟)某科学家以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)等材料为原料培育一种嗜盐单胞菌,在试验室发酵生产PHA(聚羟基脂肪酸酯)等新型高附加值可降解材料。工艺装置如图。回答下列问题。(1)人工选育嗜盐单胞菌。可利用杂交育种、育种、育种、原生质体融合等方法选育菌种。其中,原生质体融合前须要制备原生质体,制备时一般将其放在的环境中,防止原生质体裂开。

(2)进一步筛选优良嗜盐单胞菌。可在液体培育基中将蔗糖作为,并不断提高其浓度,经多次传代培育获得目标菌株。培育过程中定期取样并用进行计数,评估菌株增殖状况。

(3)菌种保藏。选育出具有良好性状的生产菌种后须要对微生物菌种进行保藏,保藏宜接受低温、、、缺乏养分、添加疼惜剂等方法,使微生物处于代谢不活泼、生长受抑制的环境中。

(4)在正式发酵前还须要对活化的菌种进行培育。图中的“其他养分物质”包含下列哪几项?。

A.水B.氮源C.碳源D.维生素基于菌株嗜盐、耐酸碱实力强等特性,探讨人员设计了一种不须要灭菌的发酵系统,其培育基盐浓度为60g/L,pH为10,菌株可正常持续发酵60d以上。该系统不须要灭菌的缘由是。

(5)该菌株还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)生产PHA,说明其能分泌酶和PHA合成相关的酶。要回收和纯化这些酶,可先通过去除大的固体颗粒和微生物细胞,再获得发酵产物。为了尽可能高效、快速地回收发酵产物,可接受特异性溶菌酶溶解,便于发酵代谢产物的释放。

14.(2024浙江金华一模改编)我国餐厨垃圾占城市生活垃圾比重的37%~62%,垃圾废液中富含淀粉、蛋白质、脂类等有机物,丢弃处理是一种资源的奢侈,而且处理不当还会滋生病原菌,污染环境。探讨人员采集废弃垃圾液,通过生物工程技术分别出了能高效降解淀粉、蛋白质、脂肪等成分的菌种,并将其制成复合微生物菌剂,实现了垃圾无害化处理和资源化的高效利用。回答下列问题。(1)菌种的选育。依据如图流程分别分别获得高效分解淀粉、蛋白质、脂肪的菌种。①采集废弃垃圾液作为分别样本,给我们供应的取样思路是,土样采集后进行富集培育,目的是。

②完成梯度稀释后,菌种接种到平板上的过程须要运用的工具为,与一般养分物质不同,厨余垃圾多来自烹饪余留,因此在分别培育基中宜提高含量,配制成(功能)培育基,更能实现菌株的分别。纯化培育接受的接种方法是。

(2)厨余垃圾处理的混菌发酵。用上述方法分别选育出高效分解淀粉、蛋白质和脂肪的菌种后,将三类菌依据确定的比例制成复合微生物菌剂,再将菌剂与经过预处理的厨余垃圾混合发酵。①发酵过程中影响垃圾分解效率的因素除温度、pH、溶解氧等环境因素外,还有(至少列举2项)。

②发酵过程不仅能将垃圾无害化,同时还能通过技术从发酵液中分别获得丰富的单细胞蛋白,实现垃圾的资源化。

③收集微生物处理后的厨余垃圾残渣,经晾晒干后制成饲料,可实现,提高能量利用率。

答案：1.B将菌种扩大培育才能满意大规模生产的须要。在大规模的发酵生产中,须要将选育出的优良菌种经过多次扩大培育,让它们达到确定数量再进行接种,这样可以缩短菌种在发酵罐中发酵的时间。2.C葡萄汁不能装满发酵瓶,要留有1/2的空间,使酵母菌进行需氧呼吸,大量繁殖,同时避开发酵液溢出,A项错误;乙醇发酵过程中除了产生酒精,还会产生二氧化碳,因此乙醇发酵期间,要依据发酵进程适时拧松瓶盖放气,B项错误;醋酸发酵温度较乙醇发酵温度高,醋酸发酵期间,可将发酵瓶移至相对更温煦的地方,C项正确;乙醇发酵在前,醋酸发酵在后,进行醋酸发酵后,不能再进行乙醇发酵,D项错误。3.B发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,B项错误。4.C步骤②中先对猕猴桃进行冲洗,再除去枝梗,避开先除去枝梗造成猕猴桃破损引起污染,A项正确;步骤⑤是加入菌液,要体现当地传统发酵风味,步骤⑤要加入混菌液,B项正确;乙醇是酵母菌厌氧呼吸的产物,发酵过程中给发酵罐施以负压,乙醇的产量会增加,C项错误;将装有猕猴桃酒、瓶盖有小孔的干净矿泉水瓶,放在温煦处一天后可闻到果醋,因在有氧条件下,醋酸菌发酵产生醋酸,D项正确。5.B因为醋酸菌可利用乙醇产生醋酸,但酵母菌不能利用醋酸产生乙醇,故甲装置可先用于果酒的制作,后用于果醋的制作,A项错误;果酒制作利用酵母菌的厌氧呼吸,甲装置的吸管长臂插入水中可阻挡氧气进入,也可排出二氧化碳,维持瓶内外压力,B项正确;醋酸菌在有氧条件下可将乙醇转化为醋酸,因此可发生图乙过程④,C项错误;果酒发酵是否结束,可通过视察吸管长臂排出气泡的速度推断,当不再有气体排出时发酵结束,果醋发酵是在有氧条件下进行的,不能通过视察吸管长臂排出气泡的速度推断发酵是否结束,D项错误。6.A削减菌种的传代次数可削减菌种发生自发突变的概率,防止菌种退化,有利于保持菌种的优良性状,A项正确;是否往培育基通入无菌空气要看培育的微生物是否为好氧菌,例如培育乳酸菌就无需通入无菌空气,B项错误;发酵过程中要严格限制养分供应、温度、pH、溶氧量、通气量与转速等发酵条件,这是发酵工程的中心环节,C项错误;将单菌落接种到培育基上形成的菌落可能是由一个细胞分裂形成的细胞集团,也可能是多个细胞分裂形成的,D项错误。7.B青霉菌属于好氧型真菌,进行青霉素发酵生产多接受好氧、液体深层培育的方式进行,A项正确;培育基的原料选择时应考虑是否适合微生物的生长、来源是否足够等,满意微生物的生长至关重要,B项错误;可通过诱变、转基因、原生质体融合等方法培育高产菌种,以提高青霉素的产量,C项正确;分别青霉素的方法有多种,包括吸附、萃取、离子交换、沉淀等,D项正确。8.B淀粉属于生物大分子物质,淀粉糖化为小分子糖有利于发酵过程中酵母菌对糖类的利用,A项正确;煎煮是进行消毒,目的是除去发酵产品中的酵母菌等微生物,利于贮存,B项错误;“陈藏”是将榨出的酒放入罐内存放,此过程有利于黄酒中醇与酸发生酯化反应,使酒更加芳香,C项正确;“开耙”(搅拌)是为了让酵母菌进行需氧呼吸,增加酵母菌的数量,有利于活化酵母菌,D项正确。9.D选择目标菌,应在富含该菌的环境中选择,木材中富含纤维素,木材厂四周土样含有较多的纤维素分解菌,A项正确;依据目标微生物的生长需求,配制以纤维素为唯一碳源的选择培育基,可选择出纤维素分解菌,B项正确;运用高压蒸汽灭菌锅时,最关键的是将锅内空气排尽,如锅内有空气,则气压针所指的压强不是饱和蒸汽产生的压强,相同的压强,混有空气的蒸汽其温度低于饱和蒸汽所产生的温度,因此完全解除锅内空气使锅内全部是水蒸气,灭菌才能彻底,C项正确;一般接种到斜面培育基用划线法,D项错误。10.A该淋洗液是通过清水淋洗经过纤维素分解菌处理过的秸秆堆获得的,含有葡萄糖等物质,可作为培育酵母菌的自然培育基,A项正确;乙醇发酵过程有气体产生,须要定期排气,B项错误;乙醇发酵过程中,丙酮酸在酶的作用下先脱去二氧化碳生成乙醛,乙醛再被[H]还原成乙醇,C项错误;溴麝香草酚蓝溶液用于检测二氧化碳,乙醇可用酸性的重铬酸钾检测,D项错误。11.答案(1)蔗糖斜面(2)无菌水酒精(3)防止产生气泡四分泌酶(4)表达的产物更接近人的胰岛素,后期加工更少而且操作简洁酶活力溴酚蓝注射到人体内具有降血糖作用并且没有副作用解析(1)为了培育酵母菌,必需预先打算好酵母菌培育基,培育基的配方:去皮马铃薯丝(或小块)20g,蔗糖2g,琼脂1.5~2g,水100mL(自然pH)。材料经加热溶化后,分装,放入高压灭菌锅灭菌后,制成固体和斜面培育基。(2)用稀释涂布平板法接种时,通常须要先用无菌水对酵母菌菌液进行确定浓度的稀释,涂布前,手持涂布器的部位要高于火焰,以免酒精沿器具流下,烧伤手指。(3)滴加菌液时,一方面要避开菌液滴到盖玻片上,另一方面要留意防止产生气泡,以免影响计数结果。16个中方格的血细胞计数板在显微镜下可接受四点取样进行计数。在发酵过程中分泌酶不同,它们所发挥的作用就不同,因此传统酿造不仅仅须要酵母菌,还要有其他菌种。(4)与大肠杆菌比较,用酵母菌作为生产人胰岛素的受体,表达的产物更接近人的胰岛素,后期加工更少而且操作简洁。对含有人胰岛素目的基因的酵母菌PCR扩增时要加入2U/μLTaqDNA聚合酶,其中“U”是酶活力单位。缓冲液中加入少许溴酚蓝作为电泳指示剂。检测人胰岛素基因及其表达产物功效可从DNA、RNA、胰岛素和注射到人体内具有降血糖作用并且没有副作用四个方面来进行。12.答案(1)洗去酶液,防止其对原生质体造成破坏稀释(2)传代活化菌体大量繁殖(3)将淀粉分解成小分子糖灭菌(4)磷脂增大细胞膜通透性,使谷氨酸能刚好排出胞外解析(1)制备谷氨酸棒状杆菌原生质体时,常用酶解法去壁。酶解后,用较高渗透压缓冲液经过多次洗涤离心获得原生质体,多次洗涤的目的是洗去酶液,避开酶液对原生质体造成破坏。谷氨酸棒状杆菌原生质体经过激光照耀后,接种于培育基上再生出细胞壁,用涂布器将稀释后的菌液涂布接种到高糖、高谷氨酸的固体培育基上,这样可以形成单菌落便于鉴定,然后再选择菌落进行扩大培育。(2)选育出的高产优质菌种一般接种在斜面培育基上保存,在低温、干燥等条件下通过削减菌种的传代次数来削减菌种发生自发突变的概率,因为在DNA复制过程中发生基因突变的概率高,而菌种传代次数增多意味着DNA复制次数增加。开展工业发酵时,将保存的菌种活化后再扩大培育,这样可以提高菌种的代谢速率,最终接种于培育基中,初期调整培育基的C/N为4∶1,这样有利于菌体大量繁殖,后期调整C/N为3∶1,该条件下有利于谷氨酸大量产生。(3)与利用糖蜜相比,用大米、小麦作为谷氨酸发酵的原料须要增加将淀粉分解成小分子糖的过程,这是因为谷氨酸棒状杆菌不能干脆利用多糖。从生产发酵罐底部通入高温蒸汽,一方面可以使淀粉等受热吸水从细胞壁中释放出来,另一方面也利用了蒸汽灭菌的原理,这样可以避开杂菌污染。(4)生物素是脂肪酸合成的必需物质,发酵运用的谷氨酸棒状杆菌常为生物素缺陷型菌株,这样脂质的合成削减,即可以削减组成细胞膜的磷脂分子的合成,这样可增大细胞膜通透性,有利于谷氨酸刚好排出细胞外,从而降低谷氨酸合成的负反馈作用,增加了谷氨酸的产量。13.答案(1)诱变基因工程高渗透压(2)碳源稀释涂布平板法(3)干燥缺氧(4)扩大ABCD培育基是高盐浓度的液体环境,杂菌会由于渗透失水而死亡(5)蛋白酶、淀粉酶、脂肪离心或过滤微生物细胞壁解析(1)若人工选育嗜盐单胞菌,可利用杂交育种、诱变育种、基因工程育种、原生质体融合等方法选育菌种。嗜盐单胞菌能在高渗透压环境中生长,故可将其放在高渗透压的环境中,防止原生质体裂开