2020-2021学年高二生物人教版选择性三1.3发酵工程及其应用分层训练（含答案）
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高二生物人教版选择性三1.3发酵工程及其应用分层训练（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 140.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2021-08-26 20:12:20 | ||
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文档简介
第3节
发酵工程及其应用分层训练
层级一--课堂基础练
1．发酵工程中关于菌种的选育不正确的是( )
A．自然界中筛选菌种
B．通过诱变育种
C．通过有性杂交育种
D．采用基因工程育种
2．发酵工程灭菌的目的是( )
A．杀死细菌
B．杀死真菌
C．杀死所有微生物
D．加大氮源、碳源的比例
3．分离、提纯产物是制取发酵产品不可缺少的阶段。产品不同，分离、提纯的方法也不同，对产品的代谢物常采用的措施是( )
①过滤 ②沉淀 ③提取 ④分离 ⑤纯化
A．①③④
B．①②③
C．②③④
D．③④⑤
4．下列不属于发酵工程在应用领域的特点是( )
A．成本低
B．污染小
C．产量高
D．产物多样化
5．以下不属于发酵工程在农牧业上的应用的是( )
A．生产微生物肥料
B．生产微生物农药
C．生产微生物饲料
D．生产微生物饮料
1-5
CCDDD
6．回答下列发酵工程的相关问题：
(1)配制好的培养基必须经过灭菌，灭菌是指杀死物体内外所有的微生物，包括________和________。常用的方法是____________________。
(2)发酵过程的产物有两类，一类是代谢物，另一类是微生物细胞本身。产品不同，分离、提纯的方法也不同，对于前者，可根据产物的________采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品；对于后者常用________、________等方法将菌体分离和________。
(3)微生物在生命科学研究实践中有着广泛的用途，如作为人类健康第三大杀手的糖尿病的治疗往往需要大量胰岛素，但是人体胰岛素含量很低，所以其生产中，一般通过基因工程手段，将化学方法人工合成的胰岛素基因通过载体导入大肠杆菌细胞中，然后通过发酵工程快速生产大量的胰岛素，下列有关叙述不正确的是________(填字母)。
A．快速生产的原因可能是因为大肠杆菌作为微生物，体积小，相对面积大，物质交换速度快，代谢速率快，生产胰岛素速度也快
B．快速生产的原因可能是因为大肠杆菌作为原核生物可以边转录边翻译
C．快速生产的原因可能是因为大肠杆菌在繁殖时为无性生殖，繁殖速度快，短时间内可以培养出大量有产生胰岛素能力的菌种
D．大肠杆菌发酵生产的胰岛素无需加工，可以直接应用于临床治疗糖尿病
答案 (1)孢子 芽孢 湿热灭菌 (2)性质 过滤 沉淀 干燥 (3)D
层级二--课时提升练
题组一 发酵工程的基本环节
1．以下物质或设备不需要灭菌的是( )
A．培养基
B．发酵设备
C．发酵液
D．菌种
2．现代发酵工程使用的大型发酵罐有计算机控制系统，能对发酵过程的一些指标进行监测和控制，下列指标无法监测的是( )
A．菌体大小
B．pH
C．溶解氧
D．温度
3．下列关于发酵工程的说法不正确的是( )
A．发酵产品是微生物细胞本身时，可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥
B．谷氨酸的发酵生产在中性和弱碱性条件下容易形成谷氨酰胺
C．发酵产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施获得产品
D．生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉
4．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接种 ⑦扩大培养
A．①③④⑤⑦②⑥
B．⑤⑦②③⑥①④
C．②⑤⑦③①⑥④
D．⑥⑤⑦②④③①
5．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
题组二 发酵工程的应用
6．单细胞蛋白是指( )
A．单个植物细胞培养得到的高纯度蛋白质
B．通过发酵获得的大量微生物菌体
C．单个细菌细胞分泌的蛋白质
D．单个动物细胞培养得到的高纯度蛋白质
7．目前发酵工程在医药工业上的应用还没有实现的是( )
A．生产抗生素
B．生产免疫调节剂
C．生产激素
D．生产紫杉醇
8．以下属于酶制剂的应用的是( )
①改进生产工艺 ②简化生产过程 ③改善产品品质和口味 ④延长食品储存期 ⑤提高产品产量 ⑥增加动物免疫力
A．②③④⑤⑥
B．①②③④⑥
C．①②③④⑤
D．①②③⑤⑥
9．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营养
C．生产食品酸度调节剂，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
1-9
DABBD
BDCB
10．青霉素作为治疗细菌感染的药物，是20世纪医学上的重大发现，是抗生素工业的首要产品。(注：冷冻干燥孢子：在极低温度(－70
℃左右)、真空干燥状态下保藏的菌种。米孢子：生长在小米或大米培养基上的孢子)
据图回答下列问题：
(1)目前发酵生产中常用的高产青霉素菌种是通过__________________方法选育的。据图可以判断青霉菌的代谢类型是______________________，生殖方式为________________。
(2)配制培养基时需要将其调节至________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。种子罐2又叫繁殖罐，可推测②属于发酵工程中的____________阶段。发酵罐接种____________(填“前”或“后”)，必须进行灭菌处理。
答案 (1)诱变育种(人工诱变) 异养需氧型 孢子生殖 (2)酸性 扩大培养 前
解析 (1)青霉素高产菌株是通过诱变育种获得的，原理是基因突变。青霉菌是需氧型生物，不能自己制造有机物，故代谢类型为异养需氧型。由图可知，青霉菌的生殖方式为孢子生殖。(2)培养霉菌时需要将培养基调至酸性。发酵工程包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵、产品的分离和提纯等，种子罐又叫繁殖罐，推测②属于发酵工程中的扩大培养阶段。为了避免杂菌污染，发酵罐接种前需要进行灭菌处理。
层级三--综合加强练
11．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养液的微生物数量
B．发酵过程中要随时检测培养液的产物浓度
C．发酵过程中不需要再添加营养组分
D．发酵过程中要严格控制温度、pH和溶解氧等
12．发酵工程中菌种扩大培养的目的是( )
A．提供优良菌种
B．生产代谢物
C．提供足够菌种
D．接种的必经程序
13．发酵工程的一项关键措施是灭菌，下列关于灭菌的叙述正确的是( )
A．培养基和发酵设备均需要严格灭菌
B．灭菌是杀死培养基中的一切细菌和真菌
C．通入无菌空气可以达到灭菌的目的
D．pH调到7左右灭菌效果最好
14．以下不属于发酵工程应用的是( )
A．生产抗生素、维生素、动物激素、胰岛素、重组乙型肝炎疫苗等
B．生产防腐剂、增味剂、着色剂、增稠剂等食品添加剂
C．生产用作饲料或食品添加剂的单细胞蛋白
D．获取用于产生抗体的动物细胞
15．如图所示为面包霉体内合成氨基酸的途径。若在发酵工程中利用面包霉来大量合成氨基酸A，应采取的最佳措施是( )
A．改变面包霉的细胞膜通透性
B．在高温高压下进行发酵
C．对面包霉进行诱变处理，选育出不能合成酶③的菌种
D．对面包霉进行诱变处理，选育出不能合成酶②的菌种
16．以下关于微生物饲料的叙述不正确的是(不定项)( )
A．酵母菌生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂
B．用单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家畜、家禽增重快
C．青贮饲料中添加酵母菌可以提高饲料的品质，使饲料保鲜
D．微生物饲料可以抑制病原微生物的生长，减少病害的发生
17．下列关于发酵工程在其他方面的应用，叙述正确的是(不定项)( )
A．利用纤维蛋白废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质已取得成功
B．发酵原料的改变对解决资源短缺与环境污染问题具有重要意义
C．嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂
D．嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量
11-17
CCADC;CD;BCD
18．谷氨酸是生物体内一种重要的有机小分子，谷氨酸钠是它的钠盐，是味精等调味品的主要成分。目前利用微生物发酵生产的氨基酸中，谷氨酸是产量最大的种类之一。回答下列问题：
(1)我国微生物发酵工程生产谷氨酸常用的菌种有谷氨酸棒状杆菌和黄色短杆菌，下列生物中与这些菌种在结构上存在明显区别的是__________________(填字母)。
A．噬菌体
B．人类免疫缺陷病毒(HIV)
C．禽流感病毒
D．肺炎链球菌
E．酵母菌
F．硝化细菌
G．乳酸菌
(2)谷氨酸发酵的培养基成分主要有葡萄糖、氨水、磷酸盐、生物素等，发酵装置如图所示。某厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢物中出现了大量的乳酸，从发酵条件看，其原因很可能是________________。
(3)谷氨酸发酵生产过程中，需要添加氨水，它不仅是细菌生长所需的________，而且还有调节培养液________的作用，所以应该分次加入。
(4)谷氨酸棒状杆菌在发酵过程中要不断地通入无菌空气，并通过搅拌使空气形成细小的气泡，迅速溶解在培养液中，当培养基中碳氮比为4∶1时，菌体大量繁殖而产
生的谷氨酸少；当碳氮比为3∶1时，菌体繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增。在无氧条件下，谷氨酸棒状杆菌代谢物是乳酸或琥珀酸。由此说明谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是__________________，由上述探究可知，通过发酵得到大量谷氨酸的发酵思路是___________
________________________________________________________________________。
答案 (1)ABCE (2)通气量不足 (3)氮源 pH
(4)异养兼性厌氧型 不断向发酵液中通入无菌空气，发酵液中碳氮比为4∶1培养一段时间使菌种大量繁殖，后将培养液的碳氮比改为3∶1(改变细胞膜的通透性，使谷氨酸迅速排放到细胞外)
发酵工程及其应用分层训练
层级一--课堂基础练
1．发酵工程中关于菌种的选育不正确的是( )
A．自然界中筛选菌种
B．通过诱变育种
C．通过有性杂交育种
D．采用基因工程育种
2．发酵工程灭菌的目的是( )
A．杀死细菌
B．杀死真菌
C．杀死所有微生物
D．加大氮源、碳源的比例
3．分离、提纯产物是制取发酵产品不可缺少的阶段。产品不同，分离、提纯的方法也不同，对产品的代谢物常采用的措施是( )
①过滤 ②沉淀 ③提取 ④分离 ⑤纯化
A．①③④
B．①②③
C．②③④
D．③④⑤
4．下列不属于发酵工程在应用领域的特点是( )
A．成本低
B．污染小
C．产量高
D．产物多样化
5．以下不属于发酵工程在农牧业上的应用的是( )
A．生产微生物肥料
B．生产微生物农药
C．生产微生物饲料
D．生产微生物饮料
1-5
CCDDD
6．回答下列发酵工程的相关问题：
(1)配制好的培养基必须经过灭菌，灭菌是指杀死物体内外所有的微生物，包括________和________。常用的方法是____________________。
(2)发酵过程的产物有两类，一类是代谢物，另一类是微生物细胞本身。产品不同，分离、提纯的方法也不同，对于前者，可根据产物的________采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品；对于后者常用________、________等方法将菌体分离和________。
(3)微生物在生命科学研究实践中有着广泛的用途，如作为人类健康第三大杀手的糖尿病的治疗往往需要大量胰岛素，但是人体胰岛素含量很低，所以其生产中，一般通过基因工程手段，将化学方法人工合成的胰岛素基因通过载体导入大肠杆菌细胞中，然后通过发酵工程快速生产大量的胰岛素，下列有关叙述不正确的是________(填字母)。
A．快速生产的原因可能是因为大肠杆菌作为微生物，体积小，相对面积大，物质交换速度快，代谢速率快，生产胰岛素速度也快
B．快速生产的原因可能是因为大肠杆菌作为原核生物可以边转录边翻译
C．快速生产的原因可能是因为大肠杆菌在繁殖时为无性生殖，繁殖速度快，短时间内可以培养出大量有产生胰岛素能力的菌种
D．大肠杆菌发酵生产的胰岛素无需加工，可以直接应用于临床治疗糖尿病
答案 (1)孢子 芽孢 湿热灭菌 (2)性质 过滤 沉淀 干燥 (3)D
层级二--课时提升练
题组一 发酵工程的基本环节
1．以下物质或设备不需要灭菌的是( )
A．培养基
B．发酵设备
C．发酵液
D．菌种
2．现代发酵工程使用的大型发酵罐有计算机控制系统，能对发酵过程的一些指标进行监测和控制，下列指标无法监测的是( )
A．菌体大小
B．pH
C．溶解氧
D．温度
3．下列关于发酵工程的说法不正确的是( )
A．发酵产品是微生物细胞本身时，可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥
B．谷氨酸的发酵生产在中性和弱碱性条件下容易形成谷氨酰胺
C．发酵产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施获得产品
D．生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉
4．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接种 ⑦扩大培养
A．①③④⑤⑦②⑥
B．⑤⑦②③⑥①④
C．②⑤⑦③①⑥④
D．⑥⑤⑦②④③①
5．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
题组二 发酵工程的应用
6．单细胞蛋白是指( )
A．单个植物细胞培养得到的高纯度蛋白质
B．通过发酵获得的大量微生物菌体
C．单个细菌细胞分泌的蛋白质
D．单个动物细胞培养得到的高纯度蛋白质
7．目前发酵工程在医药工业上的应用还没有实现的是( )
A．生产抗生素
B．生产免疫调节剂
C．生产激素
D．生产紫杉醇
8．以下属于酶制剂的应用的是( )
①改进生产工艺 ②简化生产过程 ③改善产品品质和口味 ④延长食品储存期 ⑤提高产品产量 ⑥增加动物免疫力
A．②③④⑤⑥
B．①②③④⑥
C．①②③④⑤
D．①②③⑤⑥
9．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营养
C．生产食品酸度调节剂，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
1-9
DABBD
BDCB
10．青霉素作为治疗细菌感染的药物，是20世纪医学上的重大发现，是抗生素工业的首要产品。(注：冷冻干燥孢子：在极低温度(－70
℃左右)、真空干燥状态下保藏的菌种。米孢子：生长在小米或大米培养基上的孢子)
据图回答下列问题：
(1)目前发酵生产中常用的高产青霉素菌种是通过__________________方法选育的。据图可以判断青霉菌的代谢类型是______________________，生殖方式为________________。
(2)配制培养基时需要将其调节至________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。种子罐2又叫繁殖罐，可推测②属于发酵工程中的____________阶段。发酵罐接种____________(填“前”或“后”)，必须进行灭菌处理。
答案 (1)诱变育种(人工诱变) 异养需氧型 孢子生殖 (2)酸性 扩大培养 前
解析 (1)青霉素高产菌株是通过诱变育种获得的，原理是基因突变。青霉菌是需氧型生物，不能自己制造有机物，故代谢类型为异养需氧型。由图可知，青霉菌的生殖方式为孢子生殖。(2)培养霉菌时需要将培养基调至酸性。发酵工程包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵、产品的分离和提纯等，种子罐又叫繁殖罐，推测②属于发酵工程中的扩大培养阶段。为了避免杂菌污染，发酵罐接种前需要进行灭菌处理。
层级三--综合加强练
11．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养液的微生物数量
B．发酵过程中要随时检测培养液的产物浓度
C．发酵过程中不需要再添加营养组分
D．发酵过程中要严格控制温度、pH和溶解氧等
12．发酵工程中菌种扩大培养的目的是( )
A．提供优良菌种
B．生产代谢物
C．提供足够菌种
D．接种的必经程序
13．发酵工程的一项关键措施是灭菌，下列关于灭菌的叙述正确的是( )
A．培养基和发酵设备均需要严格灭菌
B．灭菌是杀死培养基中的一切细菌和真菌
C．通入无菌空气可以达到灭菌的目的
D．pH调到7左右灭菌效果最好
14．以下不属于发酵工程应用的是( )
A．生产抗生素、维生素、动物激素、胰岛素、重组乙型肝炎疫苗等
B．生产防腐剂、增味剂、着色剂、增稠剂等食品添加剂
C．生产用作饲料或食品添加剂的单细胞蛋白
D．获取用于产生抗体的动物细胞
15．如图所示为面包霉体内合成氨基酸的途径。若在发酵工程中利用面包霉来大量合成氨基酸A，应采取的最佳措施是( )
A．改变面包霉的细胞膜通透性
B．在高温高压下进行发酵
C．对面包霉进行诱变处理，选育出不能合成酶③的菌种
D．对面包霉进行诱变处理，选育出不能合成酶②的菌种
16．以下关于微生物饲料的叙述不正确的是(不定项)( )
A．酵母菌生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂
B．用单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家畜、家禽增重快
C．青贮饲料中添加酵母菌可以提高饲料的品质，使饲料保鲜
D．微生物饲料可以抑制病原微生物的生长，减少病害的发生
17．下列关于发酵工程在其他方面的应用，叙述正确的是(不定项)( )
A．利用纤维蛋白废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质已取得成功
B．发酵原料的改变对解决资源短缺与环境污染问题具有重要意义
C．嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂
D．嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量
11-17
CCADC;CD;BCD
18．谷氨酸是生物体内一种重要的有机小分子，谷氨酸钠是它的钠盐，是味精等调味品的主要成分。目前利用微生物发酵生产的氨基酸中，谷氨酸是产量最大的种类之一。回答下列问题：
(1)我国微生物发酵工程生产谷氨酸常用的菌种有谷氨酸棒状杆菌和黄色短杆菌，下列生物中与这些菌种在结构上存在明显区别的是__________________(填字母)。
A．噬菌体
B．人类免疫缺陷病毒(HIV)
C．禽流感病毒
D．肺炎链球菌
E．酵母菌
F．硝化细菌
G．乳酸菌
(2)谷氨酸发酵的培养基成分主要有葡萄糖、氨水、磷酸盐、生物素等，发酵装置如图所示。某厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢物中出现了大量的乳酸，从发酵条件看，其原因很可能是________________。
(3)谷氨酸发酵生产过程中，需要添加氨水，它不仅是细菌生长所需的________，而且还有调节培养液________的作用，所以应该分次加入。
(4)谷氨酸棒状杆菌在发酵过程中要不断地通入无菌空气，并通过搅拌使空气形成细小的气泡，迅速溶解在培养液中，当培养基中碳氮比为4∶1时，菌体大量繁殖而产
生的谷氨酸少；当碳氮比为3∶1时，菌体繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增。在无氧条件下，谷氨酸棒状杆菌代谢物是乳酸或琥珀酸。由此说明谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是__________________，由上述探究可知，通过发酵得到大量谷氨酸的发酵思路是___________
________________________________________________________________________。
答案 (1)ABCE (2)通气量不足 (3)氮源 pH
(4)异养兼性厌氧型 不断向发酵液中通入无菌空气，发酵液中碳氮比为4∶1培养一段时间使菌种大量繁殖，后将培养液的碳氮比改为3∶1(改变细胞膜的通透性，使谷氨酸迅速排放到细胞外)