2023高中生物第1章发酵工程质量评估新人教版选择性必修3

第1章质量评估(时间:75分钟满分:100分)一、选择题:本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.下列有关果酒、果醋和泡菜制作过程的叙述,正确的是 ()A.果醋发酵阶段应封闭充气口,防止杂菌进入B.泡菜发酵中期乳酸菌大量繁殖产生乳酸能抑制杂菌繁殖C.用自然菌种发酵酿酒时,需将装有葡萄汁的发酵瓶进行高压蒸汽灭菌D.可以直接根据泡菜汁颜色的深浅估测出泡菜中亚硝酸盐含量的高低解析:醋酸菌是一种好氧细菌,果醋发酵阶段需要氧气,故不能封闭充气口;泡菜发酵中期乳酸菌大量繁殖产生乳酸使发酵液的pH降低,能抑制杂菌繁殖;若将装有葡萄汁的发酵瓶进行高压蒸汽灭菌,会杀死其中的酵母菌菌种而不能进行酒精发酵;在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N1萘基乙二胺盐酸盐结合成玫瑰红色染料,将其与已知浓度的标准显色液比较,可大致估算出亚硝酸盐的含量。答案:B2.蘑菇、硝化细菌、醋酸菌、乳酸菌的代谢类型依次是()①需氧自养型②需氧异养型③厌氧自养型④厌氧异养型⑤兼性厌氧型A.①②③⑤B.②①②④C.②①④② D.①②④⑤解析:蘑菇是一种真菌,其代谢类型是②需氧异养型;硝化细菌是一种能进行化能合成作用的细菌,其代谢类型是①需氧自养型;醋酸菌是一种好氧细菌,其代谢类型是②需氧异养型;乳酸菌是一种厌氧细菌,其代谢类型是④厌氧异养型。答案:B3.下列能表示泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化的是()AB CD解析:自然界中,亚硝酸盐分布广泛,没有腌制的蔬菜中也含有一定量的亚硝酸盐。在腌制几天后,泡菜中亚硝酸盐的含量达到最高,但随着腌制时间延长,乳酸菌大量繁殖产生乳酸,pH下降,抑制硝酸盐还原菌的繁殖,部分亚硝酸盐被分解,泡菜中亚硝酸盐的含量又逐渐下降。答案:C4.下列关于微生物培养所需营养物质的叙述,正确的是 ()A.碳源物质不可能同时是氮源 B.无机氮源也能提供能量C.凡是碳源都能提供能量 D.固体培养基中的琼脂也可以作为碳源解析:有的碳源可同时是氮源,如NH4HCO3;无机氮源提供能量的情况还是存在的,如NH3可为硝化细菌提供能量和氮源;有的碳源不能提供能量,如硝化细菌利用CO2;固体培养基中的琼脂是凝固剂,不能作为碳源。答案:B5.下列有关培养基配制原则的叙述,错误的是 ()A.异养微生物的培养基至少要有一种有机物B.任何培养基都必须含有水、碳源、氮源、无机盐及生长因子C.配制培养基时,要注意各种营养物质的浓度和比例D.微生物的生长除受营养因素影响外,还受到pH、氧气、渗透压的影响解析:异养微生物不能利用无机碳源,只能利用含碳有机物作为碳源,因此异养微生物的培养基必须含有有机物。虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。有些微生物可以固定空气中的碳元素或氮元素,因此不需要培养基中额外添加碳源或氮源。自养微生物一般不需要生长因子,有些异养微生物需要生长因子,因此生长因子不是必需的。微生物种类及培养目的不同,其培养基的配方一般也不同,因此配制培养基时,要注意不同微生物所需各种营养物质的浓度和比例。微生物的生长不仅受营养因素,如碳源、氮源、无机盐及生长因子的影响,还受外界因素,如pH、氧气、渗透压等的影响。答案:B6.下列关于微生物实验室培养的叙述,错误的是 ()A.平板划线法是在培养基上连续划线以纯化菌种的接种方法B.培养霉菌时一般需将培养基的pH调至中性或弱碱性C.培养硝化细菌时可不用在培养基中添加有机碳源D.培养乳酸菌时需要提供无氧条件解析:平板划线法是在培养基上连续划线以纯化菌种的接种方法;培养霉菌时一般需将培养基的pH调至酸性;硝化细菌为自养菌,培养时可不用在培养基中添加有机碳源;乳酸菌为厌氧菌,培养时需要提供无氧条件。答案:B7.防止杂菌入侵,获得纯净的培养物,是研究和应用微生物的前提。下列叙述错误的是 ()A.实验室里可以用紫外线或化学药物进行消毒B.接种环、接种针等金属用具,直接在酒精灯火焰的内焰部位灼烧灭菌C.在实验室中,切记不可吃东西、喝水,离开实验室时一定要洗手,以防止被微生物感染D.使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理,以免污染环境解析:实验室可以用紫外线或化学药物进行消毒;接种环、接种针等金属用具,直接在酒精灯火焰的充分燃烧层,即外焰部位灼烧灭菌;在实验室中,切记不可吃东西、喝水,离开实验室时一定要洗手,以防止被微生物感染;使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理,以免污染环境。答案:B8.下列关于消毒和灭菌的叙述,错误的是 ()A.人们常用化学药剂对水源和双手进行消毒B.接种室和超净工作台可用紫外线进行消毒C.培养基转移到锥形瓶后可以采用干热灭菌D.接种环可在火焰充分燃烧层进行灼烧灭菌解析:可用酒精擦拭双手进行消毒,用氯气消毒水源;接种室和超净工作台等表面可用紫外线进行消毒;培养基转移到锥形瓶后可以采用高压蒸汽灭菌;接种环可在火焰充分燃烧层进行灼烧灭菌。答案:C9.下列有关稀释涂布平板法的叙述,错误的是 ()A.首先将菌液进行一系列的梯度稀释B.然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面C.在适宜的条件下培育D.结果是都可在培养基表面形成单个的菌落解析:稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,在适宜条件下培养。只有稀释度足够高,才可以在培养基表面形成单个的菌落。答案:D10.下列有关微生物培养的叙述,错误的是 ()A.涂布接种时,涂布器经灼烧灭菌,应冷却后再使用B.纯化培养时,培养皿应倒置放入恒温培养箱内培养C.分离计数时,可用稀释涂布平板法对需计数的微生物进行分离D.观察菌落时,应将培养皿盖拿掉以利于看清菌落的形态特征解析:涂布接种时,涂布器应从盛酒精的烧杯中取出,并在火焰上灼烧,冷却后再使用;纯化培养时,培养皿应倒置放入恒温培养箱内培养;分离计数时,可用稀释涂布平板法对需计数的微生物进行分离;为防止空气中的杂菌污染培养物,观察菌落时,不能打开培养皿的盖子。答案:D11.下列有关土壤中微生物的分离与计数的叙述,错误的是 ()A.因为土壤中各类微生物的数量不同,所以,为获得不同类型的微生物要按不同的稀释倍数进行分离B.测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,选用的稀释范围不同C.如果得到了3个或3个以上菌落数目为30~300的平板,则说明稀释操作比较成功,并能够进行菌落的计数D.牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数目明显小于选择培养基的数目,说明选择培养基已筛选出一些细菌菌落解析:土壤是微生物的天然培养基,土壤中各类微生物的数量不同,获得不同类型的微生物要按不同的稀释倍数进行分离;土壤中细菌的总量高于能分解尿素的细菌的数量,所以选用的稀释范围不同;利用稀释涂布平板法进行计数时,得到了3个或3个以上菌落数目为30~300的平板,说明稀释操作比较成功,并能够进行菌落的计数;选择培养基的菌落数目明显小于牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数目,说明选择培养基已筛选出一些细菌菌落。答案:D12.在分离土壤中分解尿素的细菌的实验操作中,无法分离得到目的菌的原因最可能是 ()A.制备浸出液的土壤取自土壤的表层B.涂布前涂布器未在酒精灯外焰上灼烧灭菌C.牛肉膏蛋白胨培养基中添加尿素作为氮源D.接种操作者的双手未用酒精棉进行消毒解析:培养基必须以尿素为唯一的氮源,不能使用牛肉膏蛋白胨培养基,该操作对实验影响最大。答案:C13.解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪水解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色,乙菌菌落周围不变色,下列叙述错误的是 ()A.甲菌属于解脂菌B.实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源C.可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比D.该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力解析:由题干信息可知,甲菌菌落周围呈现深蓝色,这说明甲菌可以分泌脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸,属于解脂菌;由题干信息可知,乙菌菌落周围不变色,这说明乙菌菌落不能产生脂肪酶,不能利用脂肪为其供能,但乙菌菌落又能够在培养基上生存,故该培养基不是以脂肪为唯一碳源;可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比,这样实验对比时更加直观;可以利用该平板比较解脂菌分泌脂肪酶的能力,进行对比观察时,可以观察菌落周围深蓝色圈的大小,从而判断解脂菌分泌脂肪酶的能力。答案:B14.(2020·济宁)漆酶属于木质素降解酶类,在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途。下图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程,相关叙述错误的是 ()A.生活污水中含有大量微生物,是分离产漆酶菌株的首选样品B.选择培养基中需要加入漆酶的底物,通过菌落特征挑出产漆酶的菌落C.在涂布平板上长出的菌落,再通过划线进一步纯化D.斜面培养基中含有大量营养物,不可在常温下长期保存菌株解析:根据题意可知,漆酶属于木质降解酶类,因此森林的土壤是分离产漆酶菌株的首选样品;选择培养基中需要加入漆酶的底物,通过菌落特征挑出产漆酶的菌落,从而获得漆酶菌株;在涂布平板上长出的菌落,再通过划线进一步纯化;保存菌种一般在低温下保存,将菌株接种于固体斜面培养基,菌落长成后可在4℃的冰箱中临时保存,长期保存菌种需要用甘油管藏的方法。答案:A15.某种物质X(一种含有C、H、O、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解X。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解X的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和X,乙的组分为无机盐、水、X和Y。下列相关叙述错误的是 ()A.甲、乙培养基均属于选择培养基,都需要灭菌B.若要筛选高效降解X的细菌菌株,甲、乙培养基中X是唯一的碳源C.步骤⑤的筛选过程中,各培养瓶中的X溶液要有一定的浓度梯度D.步骤⑤的筛选过程中,若培养基中的X浓度过高,某菌株对X的降解量可能下降解析:甲、乙培养基均需要灭菌;若要筛选高效降解X的细菌菌株,甲、乙培养基中X是唯一的碳源和氮源;步骤⑤的筛选过程中,各培养瓶中的X溶液的浓度要相同;步骤⑤的筛选过程中,若培养基中的X浓度过高时,可能会导致细菌细胞失水过多而失活,因此对X的降解量可能下降。答案:C16.(2022·浙江)现有两种固体培养基,已知其配制时所加的成分如下表所示,用这两种培养基分别去分离土壤中的两种微生物,它们适于分离的是 ()成分KHSO4MgSO4·7H2ONaClNa2SO4·10H2O甲培养基0.02%0.02%0.02%0.01%乙培养基0.02%0.02%0.02%0.01%成分CaCO3葡萄糖纯淀粉甲培养基0.5%0.6%2%乙培养基0.5%A.甲培养基适于分离酵母菌,乙培养基适于分离真菌B.甲培养基适于分离异养型自生固氮菌,乙培养基适于分离自养型自生固氮菌C.甲培养基适于分离自养型自生固氮菌,乙培养基适于分离异养型自生固氮菌D.甲培养基适于分离异养型共生细菌,乙培养基适于分离异养型共生固氮菌解析:甲培养基中含有的葡萄糖和淀粉,可以作为碳源和能源,适于异养微生物生长;乙培养基中不含有机碳源,适于自养微生物的生长。两种培养基的共同点是都不含氮源,说明这两种培养基只能培养具有固氮能力的细菌。固氮菌中能独立生存的是自生固氮菌,甲培养基中含有葡萄糖和淀粉,可以作为碳源和能源,由此推出该培养基适于分离异养型的自生固氮菌;乙培养基中不含有机碳源,所以可用来分离培养自养型的自生固氮菌。答案:B二、非选择题:本题共5小题,共60分。17.(10分)工厂利用苹果生产果汁、果酒和果醋的大致工艺流程如下图所示,请分析回答下列问题。(1)苹果酒清香,它是由果汁发酵产生的。果汁发酵后是否有酒精产生,可用进行检验。

(2)严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键,直接关系到是否能得到质量高、产量多的理想产物,通常所指的发酵条件包括。

(至少答出两点)(3)苹果酒在(填微生物种类)的作用下,经过深层发酵可形成苹果醋,在此过程中,发酵温度要严格控制在,同时要适时向发酵液中充气,原因是。

解析:(1)橙色的重铬酸钾在酸性条件下,与酒精反应,变成灰绿色。故果汁发酵后是否有酒精产生,可用酸性重铬酸钾来检验。(2)严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键,直接关系到是否能得到质量高、产量多的理想产物,通常所指的发酵条件包括温度、溶氧量、pH。(3)苹果醋制备需要醋酸菌,温度要严格控制在30~35℃,同时要适时向发酵液中充气,目的是补充氧气,因为醋酸菌是一种好氧细菌,只有在氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动。答案:(1)酸性重铬酸钾(2)温度、溶氧量、pH(3)醋酸菌30~35℃醋酸菌是好氧细菌18.(10分)无论是北方还是南方,泡菜的制作方法大致相同。新鲜的蔬菜经过整理、清洁后,放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中,然后向坛中加入盐水、香料及一些“陈泡菜水”,密封后置于阴凉处,最适环境温度为28~30℃。在实验室或工厂生产泡菜时,还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。请回答下列有关问题。(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是。加入“陈泡菜水”的作用是。

(2)从细胞结构来看,制作泡菜用的乳酸菌属于(填“原核生物”“真核生物”或“病毒”)。若要获得大量乳酸菌菌种,应选用培养基培养,培养基中应有、、水、无机盐等,同时还必须满足、等具体培养条件的要求。

(3)泡菜坛一般用水封住坛口,若泡菜坛有裂缝,可能会出现的结果是。

(4)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是。

如何进行调整?。

解析:(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒,防止其他杂菌污染;“陈泡菜水”中含有乳酸菌,加入“陈泡菜水”相当于接种。(2)从细胞结构来看,制作泡菜用的乳酸菌属于原核生物,若要获得大量乳酸菌菌种,应选用培养基培养,培养基中应有碳源、氮源、水、无机盐等,同时还必须满足无氧环境以及合适的pH等具体培养条件的要求。(3)乳酸菌属于厌氧菌,在无氧的环境下才能发酵产生乳酸,因此泡菜坛要密封;若泡菜坛有裂缝,进入了空气或杂菌,泡菜会腐烂变质。(4)盐具有杀菌作用,如果制作泡菜的过程中加盐过多,就会影响乳酸菌的活性或杀死乳酸菌,进而影响乳酸菌的发酵,使制作的泡菜“咸而不酸”。答案:(1)消毒(或防止杂菌污染)提供乳酸菌菌种(2)原核生物碳源氮源pH无氧(3)乳酸菌不能正常生长,而一些杂菌大量繁殖,泡菜会变质(4)加盐过多,抑制了乳酸菌发酵减少盐的投放量19.(14分)(2022·顺德)维生素C是人与动物必需的营养成分,具有抗氧化作用,被广泛应用于食品工业。中国科技工作者发明了维生素C“二步发酵法”生产工艺:第一步发酵用醋酸杆菌为菌种;第二步发酵用氧化葡萄糖酸杆菌(“小菌”)和假单胞杆菌(“大菌”)混合菌种。下图为“二步发酵法”的生产流程,请回答有关问题。(1)为纯化和保存菌种,将一步发酵液抽样稀释后用法接种在含有碳酸钙粉的培养基上。

(2)对一步发酵培养液检测发现几乎没有杂菌存在,请推测可能的原因是。

(3)二步发酵过程中大小菌的菌种数目比值会影响产酸率,种液接入发酵罐前需对种液中的大小菌计数。计数所用的培养基除含有与发酵液相同的成分外,还需添加,根据菌落的

对培养基中的大小菌分别计数。现某检测员将种液稀释接种了3个平板,统计假单孢杆菌的菌落数分别是30、100和200,取平均值110。该结果可信度低,原因是

。

解析:(1)为纯化和保存菌种,将一步发酵液抽样稀释后用稀释涂布平板法接种在含有碳酸钙粉的培养基上。(2)对一步发酵培养液检测发现几乎没有杂菌存在,主要原因是醋酸杆菌代谢产生的醋酸使培养液呈酸性,进而抑制了杂菌的生长。(3)计数所用的培养基除含有与发酵液相同的成分外,还需添加琼脂以形成固体培养基,因为菌落只能在固体培养基上形成,由于菌落具有特异性,因而可根据菌落的大小、颜色、形状或隆起程度等对培养基中的大小菌分别计数,从而获得两种菌体的比值。统计假单孢杆菌的菌落数分别是30、100和200,显然,该组数值间差距太大,也没有设置对照,因此即使选用平均值该结果可信度依然较低。答案:(1)稀释涂布平板(2)培养液呈酸性抑制杂菌的生长(3)琼脂大小、颜色、形状或隆起程度数据值间差距太大,重复性差20.(14分)尿素是一种重要的农业氮肥,但不能被农作物直接吸收,土壤中有一种好氧细菌能把尿素分解成NH3。欲从土壤中筛选出能分解尿素的细菌并予以纯化计数,某小组采用了如下图所示的基本操作流程。请分析回答下列问题。(1)有些细菌能分解尿素,有些细菌则不能,原因是前者能产生。

(2)能在该选择培养基上生长的细菌(填“一定”或“不一定”)都能分解尿素,若在平板中加入酚红,目的菌落出现的变化是。

(3)筛选得到的菌落可以采用平板划线法进一步纯化,每次划线后接种环必须,才能再次用于划线。纯化获得的菌种可以保存在试管中,塞上棉塞或盖上封口膜,但不能密封,原因是。

(4)用来筛选分解尿素的细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用是。(答出两点即可)

解析:(1)分解尿素的细菌能够产生脲酶,将尿素分解为NH3,而不能产生脲酶的细菌则不能利用尿素为氮源。(2)由于固氮菌也能在以尿素为唯一氮源的培养基上生长,所以在该选择培养基上生长的细菌不一定都能分解尿素。分解尿素的细菌产生的脲酶能将尿素分解成NH3,可使酚红指示剂变红。(3)采用平板划线法进一步纯化时,每次划线后接种环必须灼烧并冷却,才能再次用于划线。纯化获得的分解尿素的细菌是一种好氧细菌,其有氧呼吸需要气体流通,故将该菌种保存在试管中时不能密封。(4)用来筛选分解尿素的细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,可以为细菌生长提供无机盐,作为缓冲剂保持细菌生长过程中pH的稳定。答案:(1)脲酶(2)不一定周围指示剂变红(或周围出现红圈)(3)灼烧并冷却细菌有氧呼吸需要气体流通(4)为细菌生长提供无机盐,作为缓冲剂保持细菌生长过程中pH的稳定21.(12分)(2022·广东卷)研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学号”考察船对中国南海科考中,中国科学家采集了某海域1146米深海冷泉附近沉积物样品,分离、鉴定得到新的微生物