2024版新教材高中生物第1章发酵工程第3节发酵工程及其应用课时作业新人教版选择性必修3

第3节发酵工程及其应用必备学问基础练进阶训练第一层学问点1发酵工程的基本环节1.发酵工程的正确操作过程是()①发酵②培育基的配制③灭菌④产品的分别、提纯⑤菌种的选育和扩大培育⑥接种A．①③④⑤②⑥B．⑤②③⑥①④C．②③①⑥④D．⑥⑤②④③①2．发酵工程由一系列工艺环节构成，下列不属于发酵罐内发酵这一环节的是()A．随时检测培育液中的微生物数量、产物浓度等B．刚好添加必需的养分成分C．严格限制温度、pH和溶解氧等发酵条件D．对选育的菌种进行扩大培育3．下列关于发酵工程的叙述，错误的是()A．选育菌种后，须要对菌种进行扩大培育B．培育基和发酵设备都必需经过严格灭菌C．发酵过程是发酵工程的中心环节，须严格限制发酵条件D．假如发酵产品是代谢物，可接受过滤、沉淀等方法加以分别4．下列关于发酵工程的叙述错误的是()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限制C．发酵罐内的环境条件不仅会影响微生物的繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成D．发酵工程大多运用单一菌种进行发酵，所以生产过程不须要进行无菌操作学问点2发酵工程的应用5.下列关于发酵工程特点的描述，错误的是()A．生产条件和顺B．原料来源丰富且价格低廉C．可同时获得多种产物D．废弃物对环境影响小且易处理6．下列关于单细胞蛋白的叙述正确的是()A．是从微生物细胞中提取的蛋白质B．是通过发酵生产的微生物菌体C．是微生物细胞分泌的抗生素D．单细胞蛋白不能作为微生物饲料7．[2024·辽宁抚顺高二校联考期末]发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域都有广泛应用。下列对发酵工程应用的描述，不合理的是()A．在食品工业中，利用发酵工程可以生产传统的发酵产品，如酱油等B．食品添加剂不仅可以增加食品的养分，还可以改善食品的口味、色泽和品质C．在医药工业中，发酵工程一般只能用于生产抗体，不能用于生产抗原D．在农牧业中，利用发酵工程生产的微生物肥料一般是微生物的代谢物8．与传统发酵技术相比，发酵工程的产品种类更加丰富，产量和质量明显提高。下列有关说法正确的是()A．进行发酵工程时，优良菌种只能通过诱变育种或基因工程获得B．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身C．通过发酵工程生产的单细胞蛋白，可以作为食品添加剂D．利用发酵工程生产的微生物农药，作为化学防治的重要手段，可用于防治病虫害9．我国是啤酒的生产和消费大国。大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序生产出啤酒。下列说法错误的是()A．发芽是为了让大麦种子产生α­淀粉酶B．焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌C．发酵过程要随时检测培育液中微生物数量和产物浓度D．通过转基因技术可削减啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期10．青霉素是一种常用的抗生素，是青霉菌发酵的产物，其工业化生产流程如图所示。下列相关叙述错误的是()A．过程①、②和③都运用了液体培育基B．过程④可以用青霉素进行灭菌处理，防止杂菌污染C．过程⑤常用的方法是过滤和沉淀，分别出的菌种可以再运用D．微生物工业还可以生产疫苗、菌苗、诊断试剂等产品11．下列有关发酵工程应用的说法，错误的是()A．发酵工程可以生产酱油等传统发酵食品和果胶酶等酶制剂B．β­胡萝卜素、溶菌酶等食品添加剂可以通过发酵工程生产C．发酵工程可以生产多种药物，但是不能生产疫苗D．发酵工程生产的单细胞蛋白可以制作成微生物饲料12．格瓦斯是向发酵面包液中加入保加利亚乳酸菌、酵母菌进行发酵制成的一种低度酒精饮料，是俄罗斯传统饮料，工业运用发酵罐进行发酵生产。下列相关叙述正确的是()A．在发酵早期，需向发酵罐通入无菌空气促进保加利亚乳酸菌、酵母菌的繁殖B．保加利亚乳酸菌、酵母菌的生命活动都离不开线粒体中合成的ATPC．在将面包液装入发酵罐并接种菌种后，需对发酵罐进行高压蒸汽灭菌D．发酵过程中，须要通过冷凝水为发酵罐降温，以保证发酵正常进行13．下列关于发酵工程应用的叙述，错误的是()A．啤酒的工业化生产过程中，酒精的生成主要在后发酵阶段完成B．利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可以促进植物生长C．用于食品工业的多种酶制剂可以通过发酵工程生产D．由谷氨酸棒状杆菌发酵可以获得谷氨酸，进一步处理可以制成味精14．下列关于发酵工程在食品工业上应用的叙述，错误的是()A．生产传统发酵产品，如利用产生蛋白酶的霉菌酿造酱油B．生产各种各样的食品添加剂，可以改善食品的口味但不能增加食品的养分C．生产食品酸度调整剂，如柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得D．生产酶制剂，少数酶制剂由动植物生产，绝大多数通过发酵工程生产15．[2024·广西钦州浦北中学校考]发酵工程广泛应用于农牧业、食品工业、医药工业等工业生产。下列关于发酵工程的叙述错误的是()A．发酵工程的形成离不开微生物纯培育技术的建立及发酵罐等设备的成功设计B．筛选出高产柠檬酸的黑曲霉菌种后可干脆接种到发酵罐中进行发酵生产C．若培育基或发酵设备灭菌不彻底，则可能造成青霉素发酵的产量降低D．发酵工程生产的单细胞蛋白含有糖类、脂质等多种化合物，可作为家畜的优质饲料实力素养综合练进阶训练其次层1．在发酵工程中必需除去杂菌等，缘由是()①杂菌严峻腐蚀发酵设备②杂菌易与生产菌种构成种间竞争关系，使发酵产品削减③有的病毒与生产菌种形成种间竞争关系，导致发酵产品削减④有的杂菌能分解利用发酵产物，导致发酵产品削减A.①②B．②③C．③④D．②④2．影响发酵工程的因素许多，下列叙述错误的是()A．发酵工程需考虑培育基的来源和转化效率B．培育基中各种养分物质的比例也会影响微生物的生长C．发酵生产中，须要随时监控影响发酵过程的各种环境条件D．选育获得优良菌种后，可以长期传代并用于大规模发酵生产中3．[2024·山西太原师范学院附属中学校联考]下列关于发酵工程，说法正确的是()A．工业发酵的菌种都干脆从环境筛选而来，运用时需进行扩大培育B．传统发酵技术与发酵工程相比，前者发酵过程中通常有多种微生物起作用C．只有发酵工程的中心环节结束时才须要检测培育液中的微生物数量、产品浓度等D．通过发酵工程，可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白4．[2024·福建南平高二校考]啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后，最终过滤、调整、分装。下列说法不正确的是()A．用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无需发芽就能产生α­淀粉酶B．主发酵结束后，形成澄清、成熟的啤酒，产品的产量和质量明显提高C．糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵D．在菌种选育上，运用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短发酵周期5．利用发酵工程可以生产各种各样的食品添加剂。下列有关食品添加剂的说法，错误的是()A．食品添加剂可以增加食品的养分B．食品添加剂可以改善食品的口味、色泽和品质C．食品添加剂可以延长食品的保存期D．食品添加剂都是通过发酵工程生产出来的6．下列关于发酵工程的说法不正确的是()A．发酵过程中要随时检测培育液中的微生物数量、产物浓度等B．发酵过程中要依据发酵进程刚好添加必需的养分成分C．对于部分发酵产品，可通过限制反应条件抑制杂菌污染，无需严格灭菌D．发酵过程中要严格限制温度、pH和溶解氧等发酵条件7．由于发酵工程生产条件和顺、原料来源丰富、价格低廉等，在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用。下列有关发酵工程在食品工业上应用的描述，不正确的是()A．日常生活中食用酱油的制作以大豆为主要原料，利用产蛋白酶的霉菌的作用，将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸B．生产柠檬酸须要筛选产酸量高的乳酸菌C．谷氨酸的发酵生产在酸性条件下简洁形成谷氨酰胺和N－乙酰谷氨酰胺D．单细胞蛋白是指通过发酵获得的微生物菌体8．[2024·江苏淮安高二校考](不定项)下列是关于发酵工程及其应用的叙述，错误的是()A．发酵工程利用了微生物繁殖快、适应性强、吸取多、转化快等特定功能B．在分批发酵过程中，刚好补充养分物质或分别代谢产物能延长稳定期C．发酵罐制作酸奶时，先通氧气促进乳酸菌增殖，再密闭发酵D．发酵工程培育微生物细胞可分泌出高纯度的单细胞蛋白9.[2024·云南曲靖模拟预料]发酵工程在工业生产上得到了广泛应用，回答下列相关问题：(1)性状优良的菌种可以从自然界获得，随着技术发展，也可以通过________或________获得。在发酵之前，还须要对菌种进行________，该过程中要严格保证________条件。(2)发酵过程是发酵工程的中心环节。在发酵过程中，要随时检测培育液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程，其中检测培育液中微生物数量的方法有______________________(答出两种)；除了了解发酵进程外，还要刚好添加必需的养分成分，要严格限制________________________________(至少答出3个)与转速等发酵条件。(3)假如发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，接受______________等方法将菌体分别和干燥，即可得到产品。假如产品是代谢物，可依据产物的性质实行适当的____________________措施来获得产品。单细胞蛋白是指通过微生物发酵获得的__________________________。10．[2024·山西晋中高二校考]啤酒是人类最古老的酒精饮料之一，是水和茶之后世界上消耗量排名第三的饮料。啤酒于二十世纪初传入中国，属于外来酒种。啤酒是依据英语Beer译成中文“啤”，称其为“啤酒”，沿用至今，啤酒以大麦芽、酒花、水为主要原料，经酵母发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒，被称为“液风光 包”，是一种低浓度酒精饮料。啤酒乙醇含量最少，故喝啤酒不但不易醉人伤人，少量饮用反而对身体健康有好处。下图为啤酒工业化生产流程，据图回答有关问题：(1)啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，其中发酵过程分为________和________两个阶段，酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢产物的生成都在________阶段完成。(2)大麦适于酿造啤酒的缘由是便于①发芽，释放________，其次，大麦的种植普遍，化学成分适合酿造啤酒，大麦非人类食用主粮；图中②焙烤的目的是__________________________________________________。(3)图中⑦的作用是________________________________________________。(4)传统发酵与现代发酵生产啤酒相比，现代发酵有哪些工程手段使啤酒产量和质量明显提高？__________________________________________________________(答出两点)。(5)请写出两条发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等领域得到广泛应用的缘由____________________________________________________。11．[2024·云南大理白族自治州民族中学校考]柠檬酸是一种应用广泛的食品酸度调整剂，它可以通过黑曲霉发酵制得。如图表示生产柠檬酸的连续发酵装置。(1)依据物理性质，该发酵过程运用的培育基属于________。依据工艺流程可知，黑曲霉的新陈代谢类型属于__________型。(2)从加料口输入的培育基必需经过严格的________处理。依据图示可知，发酵过程须要严格限制________________________和搅拌速度等条件。(3)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________，当达到确定数量后再接种。(4)此工艺流程(连续培育)以确定的速度不断添加新的培育基，同时又以同样的速度放出旧的培育基，可大大提高生产效率，道理在于_____________________________________。第3节发酵工程及其应用必备学问基础练1．答案：B解析：发酵工程的基本操作过程为：菌种的选育和扩大培育→培育基的配制→灭菌→接种→发酵→产品的分别、提纯。因此正确的操作过程是⑤②③⑥①④，B正确，A、C、D错误。2．答案：D解析：对选育的菌种进行扩大培育，属于接种前的技术环节，不属于发酵罐内发酵这一环节，D正确。3．答案：D解析：选育出的菌种不能干脆接种，需先进行扩大培育后再进行接种，A正确；培育基和发酵设备都必需经过严格灭菌，防止杂菌污染影响产量，B正确；发酵过程要随时取样检测培育液中的细菌数目、产物浓度等，还要刚好添加必需的培育基组分，以满足菌种的养分须要。同时还要严格限制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件，C正确；发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物，另一类是菌体本身。产品不同，分别提纯的方法一般不同。假如产品是菌体，可接受过滤、沉淀等方法将菌体从培育液中分别出来；假如产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取，D错误。4．答案：D解析：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限制，使发酵过程处于最佳状态，B正确；发酵罐内的环境条件不仅会影响微生物的繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成，C正确；发酵工程大多运用单一菌种进行发酵，但是生产过程也须要进行无菌操作，D错误。5．答案：C解析：发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件和顺、反应平安，原料简洁、污染小，反应专一性强，因而可以得到较为专一的产物，A、B、D正确，C错误。6．答案：B解析：单细胞蛋白是指利用淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得大量的微生物菌体，可以作为微生物饲料。7．答案：C解析：酱油是一种传统发酵产品，一般是利用产生蛋白酶的霉菌(如黑曲霉)，来生产酱油，A正确；食品添加剂不仅可以增加食品的养分，还可以改善食品的口味、色泽和品质，B正确；发酵工程也可以生产抗原，如将乙型肝炎病毒的抗原基因导入酵母菌生产乙型肝炎疫苗，C错误；在农牧业中，利用发酵工程生产微生物的代谢物可以作为微生物肥料，D正确。8．答案：B解析：发酵工程中的优良菌种可以从自然界筛选，也可通过诱变育种或基因工程等手段获得，A错误；发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身，B正确；通过发酵工程生产的单细胞蛋白，可生产微生物饲料，发酵产品如L－苹果酸、柠檬酸、乳酸、5′－肌苷酸二钠、谷氨酸钠、β－胡萝卜素等可作为食品添加剂，C错误；利用发酵工程生产的微生物农药，作为生物防治的重要手段，可用于防治病虫害，D错误。9．答案：B解析：大麦的胚在发芽时会产生α－淀粉酶，A正确；焙烤可以杀死大麦种子的胚，但不使淀粉酶失活，没有进行灭菌，B错误；在发酵过程中，要随时检测培育液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程，C正确；转基因技术已被用来削减啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期，属于转基因技术在微生物领域的应用，D正确。10．答案：B解析：过程①、②为扩大菌种，③是发酵过程，都运用了液体培育基，有助于目的菌的生长，A正确；对培育基灭菌应接受湿热灭菌，B错误；过程⑤是获得菌种，即微生物本身，常接受过滤和沉淀将菌体分别和干燥，分别出的菌种可以再运用，C正确；微生物工业在医药工业上的应用包括生产疫苗、菌苗、诊断试剂等产品，D正确。11．答案：C解析：发酵工程在食品工业上的应用包括生产传统发酵食品、生产各种食品添加剂、生产果胶酶等酶制剂，A正确；发酵技术在食品的制作中具有重要的意义，β－胡萝卜素、溶菌酶、柠檬酸、乳酸等食品添加剂可以通过发酵工程生产，B正确；乙肝疫苗可用发酵工程的方法生产，这种方法生产乙肝疫苗的优点是酵母菌繁殖快，代谢旺盛，乙肝疫苗单位时间内的产量高，故发酵工程可以生产多种药物，也可生产疫苗，C错误；现代的发酵技术利用发酵工程生产的单细胞蛋白可以制作成微生物饲料，D正确。12．答案：D解析：保加利亚乳酸菌进行无氧呼吸，其繁殖不须要氧气(无菌空气)，A错误；保加利亚乳酸菌是原核生物，没有线粒体，B错误；接种后，不能进行灭菌，C错误；发酵过程中，须要通过冷凝水为发酵罐降温，以获得适宜的发酵温度，从而保证发酵正常进行，D正确。13．答案：A解析：啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都是在主发酵阶段完成，故啤酒的工业化生产过程中，酒精的产生积累主要在主发酵阶段完成，A错误；根瘤菌能固氮，利用发酵工程生产的根瘤菌肥能够增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长，B正确；目前大量生产酶制剂如用于食品工业的多种酶制剂等，主要是通过微生物发酵工程生产的，C正确；味精的主要成分是谷氨酸钠，由谷氨酸棒状杆菌发酵可以获得谷氨酸，进一步可以制成味精，D正确。14．答案：B解析：酱油是一种传统发酵产品，一般是利用黑曲霉这样的霉菌产生的蛋白酶等酶来进行生产，A正确；食品添加剂不仅可以改善食品的口味，还能增加食品的养分，B错误；常见的食品添加剂柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得，C正确；常用的酶制剂绝大多数通过发酵工程生产，少数由动植物生产，D正确。15．答案：B解析：科学技术的应用离不开理论的支持和设备等工具的进步，因此发酵工程的形成离不开微生物纯培育技术的建立及发酵罐等设备的成功设计，A正确；筛选出能高产柠檬酸的黑曲霉菌种后还须要进一步扩大培育才能接种到发酵罐中进行发酵生产，B错误；若培育基或发酵设备灭菌不彻底，则可能被杂菌污染，造成青霉素被分解，产量降低，C正确；发酵工程生产的单细胞蛋白是微生物的细胞，含有糖类、脂质等多种化合物，可作为家畜的优质饲料，D正确。实力素养综合练1．答案：D解析：①杂菌污染一般不会严峻腐蚀发酵设备，①错误；②④杂菌可能释放有害于发酵菌种的物质；与发酵菌种争夺养分；发酵时最关键的就是产量，而杂菌会大大降低产量，②④正确；③病毒与生产菌种之间只能形成寄生关系，③错误。综上所述②④正确。2．答案：D解析：发酵工程需考虑培育基的来源和转化效率，这样才能获得比较多的产物，A正确；培育基中养分物质浓度合适时微生物才能生长良好，养分物质浓度过低时不能满足微生物正常生长所需，浓度过高时则可能对微生物生长起抑制作用，B正确；发酵过程中，由于微生物代谢过程中产生热量和代谢物的积累，发酵环境不断变更，需随时检测影响发酵过程的各种环境条件，并予以限制，保证发酵的正常进行，C正确；选育获得优良菌种后，并不能长期传代运用，因为可能会发生变异，D错误。3．答案：B解析：工业发酵的菌种可以从环境筛选而来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得，通常在发酵之前须要对菌种进行扩大培育，A错误；发酵工程菌种相对单一，而传统发酵工程的菌种多来源于野生菌种，故传统发酵技术与发酵工程相比，前者发酵过程中参与的微生物较多，B正确；发酵过程中须要隔一段时间取样，不断检测培育液中的微生物数量、产品浓度等，C错误；微生物菌体，即单细胞蛋白，D错误。4．答案：B解析：用赤霉素处理大麦，可诱导α－淀粉酶相关基因的表达，促进α－淀粉酶的合成，进而使大麦种子无须发芽就能产生α－淀粉酶，A正确；主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒，B错误；糖浆经蒸煮(产生风味组分、终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌)、冷却后再接种酵母菌进行发酵，防止高温杀死菌种，C正确；运用基因工程改造的啤酒酵母，可以加快发酵过程，缩短啤酒的发酵周期，D正确。5．答案：D解析：食品添加剂不仅可以增加食品的养分，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，A、B、C正确；许多食品添加剂都能通过发酵工程生产，但并不是全部食品添加剂都是通过发酵工程生产出来的，D错误。6．答案：C解析：发酵过程中要随时检测培育液中的微生物数量、产物浓度等，A正确；发酵过程中要依据发酵进程刚好添加必需的养分成分，B正确；对于部分发酵产品，可通过限制反应条件抑制杂菌污染，但培育基的配制等过程仍需严格灭菌及无菌操作，C错误；发酵过程中要严格限制温度、pH和溶解氧等发酵条件，D正确。7．答案：B解析：日常生活中食用酱油的制作以大豆为主要原料，利用霉菌产生的蛋白酶将原料中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸，A正确；生产柠檬酸须要筛选产酸量高的黑曲霉，B错误；谷氨酸发酵，在中性和弱碱性条件下积累谷氨酸，在酸性条件下简洁形成谷氨酰胺和N－乙酰谷氨酰胺，C正确；单细胞蛋白又叫微生物蛋白，是指通过发酵获得的微生物菌体，D正确。8．答案：CD解析：发酵工程利用了微生物的繁殖快、适应性强、吸取快、转化快等特定功能，能够生产人类所需的微生物及其代谢物，A正确；在分批发酵过程中，刚好分别微生物产生的有害代谢产物或补充养分物质能延长稳定期，B正确；乳酸菌为厌氧微生物，发酵时应保持无氧环境，故不能通入氧气，C错误；单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得的大量的微生物菌体，不是从微生物细胞中分别的物质，D错误。9．答案：(1)诱变育种基因工程育种扩大培育无菌(2)稀释涂布平板法、显微镜干脆计数法温度、pH和溶解氧(3)过滤、沉淀提取、分别和纯化微生物菌体解析：(1)性状优良的菌种可以从自然界获得，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。在发酵之前，还须要对菌种进行扩大培育，为防止杂菌污染，该过程中要严格保证无菌条件。(2)检测培育液中微生物数量的方法有稀释涂布平板法、显微镜干脆计数法；发酵过程中除了要了解发酵进