2021-2022学年高二生物人教版（2019）选择性必修3同步课时作业1.3发酵工程及其应用（word版含解析）

1.3发酵工程及其应用——2021-2022学年高二生物人教版（2019）选择性必修3同步课时作业
1.关于发酵工程的菌种，说法错误的是( )
A.发酵工程的菌种可以从自然界中筛选出来 B.发酵工程的菌种通常通过有性杂交获得
C.发酵工程的菌种可以来自基因工程 D.发酵工程的菌种可以来自诱变育种
2.发酵工程的操作过程最合理的是( )
①菌种的选育
②培养基的配制
③接种
④产品的分离与提纯
⑤发酵
⑥扩大培养
⑦灭菌
A.⑤②⑥⑦①③④ B.①⑥②⑦③⑤④ C.②⑤③⑦①⑥④ D.⑦⑥⑤②③①④
3.下列有关发酵过程的做法中，符合生产实际的是( )
A.生产柠檬酸需要筛选产酸量高的毛霉
B.生产过程中排出的废弃物可直接排入附近农田作肥料
C.分离菌体时，通常采用萃取、离子交换等方法
D.在连续培养过程中补充的同种培养液和空气须先灭菌
4.现在市场上流行一种“精酿”啤酒，它的制作工艺与普通啤酒有所不同，下列有关“精酿”啤酒和普通啤酒的叙述，不正确的是( )
A.“精酿”啤酒的原料和普通啤酒不同，“精酿”啤酒只使用麦芽、啤酒花、酵母菌和水，普通啤酒除了麦芽、啤酒花、酵母菌和水以外，还有玉米等物质
B.“精酿”啤酒由于原料主要是麦芽，麦芽汁的浓度较高，口味较为浓郁
C.“精酿”啤酒不添加食品添加剂，虽然产量低，价格高，但它也有一定的市场
D.“精酿”啤酒和普通啤酒一样可以直接放心饮用
5.关于发酵工业知识的叙述，正确的是( )
A.利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质，这种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
B.微生物肥料主要指微生物含有的大量蛋白质
C.青霉素由细菌中的青霉菌产生，属抗生素类药物
D.在食品工业中使用的酶制剂都是通过发酵工程生产的
6.下列关于发酵工程的应用，叙述正确的是( )
A.谷氨酸是味精的原料，可以通过黑曲霉发酵制得
B.使用基因工程改造的啤酒酵母，可以提高啤酒的质量和产量
C.利用发酵工程生产的白僵菌特异性强，只能用来防治一种农林害虫
D.一种真菌通过发酵工程产生的井冈霉素可以用来防治水稻枯纹病
7.关于发酵产品的分离、提纯和加工，下列说法错误的是( )
A.发酵工程的产物都需要进行质量检测，合格后才能成为正式产品
B.发酵过程中的环境条件只影响微生物的生长繁殖，不会影响微生物代谢物的形成
C.酿制白酒时，常用蒸馏的方法提取发酵产品
D.通常在微生物生长的稳定期，从放出的老培养基中分离发酵产品
8.医用酒精的浓度是75%，关于酒精发酵，下列说法错误的是( )
A.酒精发酵的常用菌种是酵母菌，用酵母菌直接发酵即可产生75%的酒精
B.摇床培养有利于菌种和营养物质、空气充分接触，常用于酵母菌的扩大培养
C.酵母菌的发酵过程不易感染杂菌与发酵液缺氧、呈酸性有关
D.酵母菌繁殖的最适温度为20℃左右，明显低于醋酸菌的最适生长温度
9.下面是有关啤酒的工业化生产的流程。下列有关叙述不正确是( )
发芽→焙烤→碾磨→糖化→蒸煮→发酵→消毒→终止
A.啤酒的发酵过程包括主发酵和后发酵两个阶段
B.发芽的过程中大麦会产生淀粉酶，便于将大麦中的淀粉分解为葡萄糖进行酒精发酵
C.发酵的过程就是酵母菌进行有氧呼吸的过程
D.消毒的目的是杀死啤酒中的大多数微生物，以延长它的保存期
10.下列关于发酵工程的叙述，正确的是( )
A.发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前者可以利用微生物来进行发酵
B.发酵工程的产品就是微生物的各种代谢物
C.发酵过程中发酵条件温度的控制主要是通过发酵罐壁散热
D.发酵过程要及时添加必备营养成分来延长菌体生长稳定期时间，便于得到更多的发酵产物
11.下列关于发酵工程及其应用的说法，正确的是( )
A.黑曲霉可以用于酱油、柠檬酸、凝乳酶的工业生产
B.接种是发酵工程的中心环节
C.用于发酵工程的菌种，可以从自然界中筛选，也可以通过基因工程育种或单倍体育种获得
D.可以通过蒸馏、萃取等方法对单细胞蛋白进行分离、提纯
12.下面图1为谷氨酸发酵装置示意图，图2为谷氨酸产生机理图。据图分析，下列对谷氨酸发酵的叙述，正确的是( )
A.菌体是异养厌氧型微生物 B.培养基属于化学成分已知的液体培养基
C.谷氨酸的形成与搅拌速度无关 D.提高产物产量的关键是改变菌体膜的通透性
13.下列关于单细胞蛋白的叙述，正确的是( )
A.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的一类蛋白质
B.单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液等为原料，通过发酵工程生产的微生物菌体
C.单细胞蛋白作为食品添加剂，能使家禽家畜增重快、产奶（蛋）高
D.单细胞蛋白制成的微生物饲料，可以提高动物的免疫力
14.发酵工程的第一个重要工作是选择优良的单一纯种。消灭杂菌、获得纯种的方法不包括( )
A.根据微生物遗传组成的差异，在培养基中加入不同比例的核酸
B.根据微生物缺乏生长因子的种类，在培养基中增减不同的生长因子
C.根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基
D.根据微生物对抗生素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗生素
15.啤酒生产需经过制麦、糖化、发酵等主要环节。主要工艺流程如下图所示，请回答下列问题：
（1）大麦是啤酒发酵的重要碳源，利用大麦实质是利用其中的α-淀粉酶，用___________处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就可以产生α-淀粉酶。
（2）为探究两种大麦种子（红粒麦和白粒麦）所含淀粉酶活性进行了如下实验取发芽时间相同、质量相等的红、白粒麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液（去淀粉），并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：
红粒管 白粒管 对照管
① 加样 0.5mL提取液 0.5mL提取液 C
② 加缓冲液（mL） 1 1 1
③ 加淀粉溶液（mL） 1 1 1
④ 37℃保温适当时间终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色
显色结果 +++ + ++++
步骤①中加入的C是___________。显色结果表明：淀粉酶活性较高的品种是___________。
（3）啤酒酵母菌种决定着啤酒的风味和质量，某实验小组从原浆啤酒底泥中分离出一株高活性的啤酒酵母。
①在对原浆啤酒泥的酵母菌进行富集培养的过程中每隔4h要摇动一次，每次1~2min，其目的是___________、___________，以促进酵母菌的有氧呼吸和增殖。
②为了制备啤酒酵母分离培养基，实验人员将马铃薯去皮切块后高压煮沸，过滤后补加蒸馏水至1L，加入葡萄糖和琼脂后加热融化。该培养基的碳源主要包括___________，培养基一般用___________法进行灭菌处理。
（4）敲除野生型酿酒酵母中的蛋白酶基因，减少发酵液中蛋白的水解，有助于增强啤酒泡沫的稳定性。某科硏小组用酪蛋白固体培养基筛选突变体，野生型可以水解酪蛋白，在菌落周围形成透明圈。生产需要筛选透明圈___________（填“大”或“小”）的菌落。
答案以及解析
1.答案：B
解析：发酵工程中优良性状的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种和基因工程育种获得，A、C、D正确；发酵菌种繁殖方式通常是无性繁殖，B错误。
2.答案：B
解析：发酵工程的基本操作过程：
故B选项最为合理。
3.答案：D
解析：发酵工程利用高产的黑曲霉生产柠檬酸，A错误；生产过程中排出的废弃物可能含有有毒的重金属等有害物质，需要通过生物净化才能排入附近农田，B错误；分离菌体时，通常采用过滤、离心等方法，C错误；在连续培养过程中补充的同种培养液和空气，为防止杂菌污染，须先灭菌，D正确。
4.答案：D
解析：A、“精酿”啤酒的原料和普通啤酒不同，“精酿”啤酒只使用麦芽、啤酒花、酵母菌和水，普通啤酒除了麦芽、啤酒花、酵母菌和水以外，还有玉米、大米、淀粉等物质，A正确；B、“精酿”啤酒由于原料主要是麦芽，麦芽汁的浓度较高，口味较为浓郁，B正确；C、“精酿”啤酒不添加食品添加剂，虽然产量低，价格高，但它也有一定的市场，C正确；D、“精酿”啤酒由于不进行过滤和消毒，所以在安全方面可能不如普通啤酒，需检测后饮用，D错误。故选D。
5.答案：A
解析：利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质，对解决资源短缺与环境污染问题具有重要意义，A正确；微生物肥料主要指微生物代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等，B错误；青霉素由真菌中的青霉菌产生，属于抗生素类药物，C错误；在食品工业中使用的酶制剂除了少数由动植物生产外，绝大多数是通过发酵工程生产的，D错误。
6.答案：B
解析：谷氨酸是通过谷氨酸棒状杆菌发酵制得的，A错误；利用基因工程改造的啤酒酵母，可以提高啤酒的产量和质量，B正确；利用发酵工程生产的白僵菌可以用来防治玉米螟、松毛虫等农林害虫，C错误；一种放线菌通过发酵工程产生的井冈霉素可以用来防治水稻枯纹病，D错误。
7.答案：B
解析：发酵工程得到的发酵产品无论是代谢产物还是菌体本身都需要进行质量检测，合格后才能成为正式产品，A正确；发酵过程中的环境条件不仅影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物代谢产物的形成，B错误；白酒是发酵的产物，采用蒸馏的方法提取，C正确；根据种群数量增长的特点，在微生物生长的稳定期，微生物的数量和代谢产物都是最佳的，所以通常在微生物生长稳定时期的培养液中分离发酵产品，D正确。
8.答案：A
解析：本题考查酒精发酵以及微生物培养的相关知识。酒精发酵的常用菌种是酵母菌，当酒精浓度过高时，会抑制酵母菌的生长，故用酵母菌直接发酵不能产生75%的酒精，A错误；摇床培养有利于菌种和营养物质、空气充分接触，有利于酵母菌有氧呼吸，快速繁殖，常用于酵母菌的扩大培养，B正确；酵母菌的发酵液缺氧、呈酸性，会抑制其他微生物的生长，C正确；酵母菌繁殖的最适温度为20℃左右，明显低于醋酸菌的最适生长温度30~35℃，D正确。
9.答案：C
解析：A、根据分析，啤酒的生产包括主发酵和后发酵两个阶段，A正确；B、发芽过程产生淀粉酶将淀粉分解成葡萄糖，作为无氧呼吸的底物用于产生酒精，B正确；C、发酵的过程是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的过程，C错误；D、生产啤酒时，为了抑制其他微生物的生长提高啤酒的品质，需要对原料和设备进行消毒和灭菌，以延迟保存期，D正确。故选C。
10.答案：D
解析：A、发酵工程与传统发酵技术都要利用微生物来进行发酵，A错误；B、发酵工程的产品有两大类：一类是菌体本身，另一类是代谢物，B错误；C、发酵过程中微生物代谢产热和搅拌产热，使发酵液温度升高，通过发酵罐壁散热达不到散热效果，主要通过向冷却夹层通入冷水来散热降温，C错误；D、发酵过程为保证获得更多的发酵产物，应及时向发酵罐中添加必备营养成分来延长菌体生长稳定期时间，D正确。故选D。
11.答案：A
解析：A、黑曲霉广泛分布于世界各地的粮食、植物性产品和土壤中，是重要的发酵工业菌种，黑曲霉可以用于酱油、柠檬酸、凝乳酶的工业生产，A正确；B、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，B错误；C、发酵工程的优良性状的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种和基因工程育种获得，C错误；D、单细胞蛋白是微生物菌体，可采用沉淀、过滤等方法分离，而代谢产物则采用蒸馏、萃取、离子交换等方法，D错误。故选A。
12.答案：D
解析：A、由分析可知，菌体是异养需氧型微生物，A错误；B、谷氨酸发酵的培养基成分有豆饼水解液、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、氧化钾、硫酸镁、生物素等，该培养基中包含多种天然物质，化学成分不确定，B错误；C、谷氨酸发酵的菌体为需氧型，搅拌可以增加溶氧量，故谷氨酸的形成与搅拌速度有关，C错误；D、由分析可知，当谷氨酸过量时，会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，导致谷氨酸的合成量减少，若细胞膜的通透性好，有利于代谢产物分泌出来，避免了谷氨酸对谷氨酸脱氢酶活性的抑制，从而提高产物产量，D正确。故选D。
13.答案：B
解析：AB、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，通过发酵工程生产的微生物菌体，A错误、B正确；
C、单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家禽家畜增重快、产奶（蛋）高，C错误；
D、在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，动物食用后能提高免疫力，D错误。
故选B。
1、发酵技术是指利用微生物的发酵作用，运用一些技术手段控制发酵过程，大规模的生产发酵产品的技术。现代的发酵技术能够按照人们的意愿创造出具有特殊性能的微生物，以生产人类需要的发酵产品。
2、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、石化产品等为原料，通过发酵获得的大量的微生物菌体。
14.答案：A
解析：在培养基中加入不同比例的核酸(DNA和RNA)，不会直接影响微生物自身的遗传组成，无法达到消灭杂菌、获得纯种的目的，A错误；不同的微生物需要不同的生长因子，根据目的菌的需要可以在培养基中加入相应的生长因子进行分离，B正确；根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基，例如培养自养型目的菌，在培养基中不需加入碳源，C正确；根据微生物对抗生素敏感性的差异，可以在培养基中加入不同的抗生素，以便筛选目的菌，D正确。
15.答案：（1）赤霉素
（2）0.5mL蒸馏水；白粒麦
（3）①增大溶氧量；使酵母菌营养物质混合均匀或使酵母菌充分利用营养物质；②淀粉和葡萄糖；高压蒸汽灭菌
（4）小
解析：（1）用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就可以产生α-淀粉酶，可以简化工艺，降低成本。
（2）根据表格数据分析可知，实验的自变量是小麦籽粒种类，红粒管和白粒管是实验组，对照管是起对照作用，故步骤①中加入的C是0.5mL蒸馏水作为对照。显色结果表明：白粒管显色最浅，说明淀粉被分解的最多，白粒小麦的淀粉酶活性最高。
（3）①在对原浆啤酒泥的酵母菌进行富集培养的目的是增加酵母菌的数量，酵母菌在有氧条件下能大量繁殖。故进行富集培养的过程中每隔4h要摇动一次，每次1~2min，其目的是增大溶氧量，使酵母菌营养物质混合均匀（或使酵母菌充分利用营养物质），以促进酵母菌的有氧呼吸和增殖。②培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，据题意可知，该培养基的碳源主要包括淀粉和葡萄糖，培养基的灭菌方法一般是高压蒸汽灭菌法。
（4）酪蛋白固体培养基不透明，若酪蛋白被酵母菌产生的蛋白酶水解，就会在菌落周围形成透明圈，透明圈越大，说明蛋白质被水解得越多，酵母菌产生的蛋白酶就越多，反之亦然。为减少发酵液中蛋白的水解，有助于增强啤酒泡沫的稳定性，生产上需要选择合成蛋白酶少的酵母菌，故需要筛选透明圈小的菌落，作为发酵的菌种。