人教版（2019版）选择性必修三1.3 发酵工程及其应用同步练习
一、单选题
1．（2021高二上·沈阳期中）下列关于传统发酵技术的说法，错误的是（ ）
A．果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌属于兼性厌氧型生物，在有氧的条件下可以大量繁殖
B．制作果醋需要醋酸菌，它是一种严格需氧的微生物，可将葡萄中的糖分解为醋酸
C．多种微生物参与了腐乳的发酵，如酵母、毛霉、曲霉等
D．乳酸菌是一种厌氧型微生物，可通过无氧呼吸产生乳酸和CO2，从而用于制作酸奶和泡菜
【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、果酒的制作原理是酵母菌的无氧呼吸产生酒精，酵母菌属于兼性厌氧生物，在有氧条件下大量繁殖，A正确；
B、醋酸菌是好氧细菌，当氧气和糖源都充足时能将糖分解成醋酸；当氧气充足但是缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸，B正确；
C、多种微生物参与了腐乳的制作，如酵母菌、毛霉、曲霉等，其中起主要作用的是毛霉，C正确；
D、制作泡菜利用的乳酸菌是一种厌氧微生物，可以通过无氧呼吸产生乳酸，但是不产生二氧化碳，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧型生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，20℃左右，酒精发酵时，一般将温度控制在18~25℃，在葡萄酒自然发酵过程当中，其主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
2、醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
2．（2021高二下·前郭期末）我国劳动人民很早就会利用发酵技术制作各种特色美食，如酒、醋等。下列有关叙述不正确的是（ ）
A．家庭制作果酒通常都不是纯种发酵
B．制酒和制醋的过程都需要对发酵罐排气
C．条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸
D．泡菜制作时为能尽快食用，应将发酵罐置于高温处发酵
【答案】D
【知识点】细胞呼吸原理的应用；微生物发酵及其应用
【解析】【解答】家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵，也不必灭菌，A正确；制酒和制醋的过程都需要对发酵罐排气，防止发酵罐胀破，B正确；在适宜的条件下，醋酸菌能将糖原分解为醋酸，C正确；泡菜制作在室温下进行，不能置于高温条件，否则会在导致菌种死亡，导致发酵失败，D错误。
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。果酒制作的原理∶(1)在有氧条件下，反应式如下：C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量；(2)在无氧条件下，反应式如下：C6H12O6→2CO2+2C2H5OH+能量.，都需要酶的参与；
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理∶当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
3．（2021高二下·山东期末）青霉素生产菌能在合适的培养基pH、温度和通气搅拌等发酵条件下生长并合成青微紫。下列相关叙述错误的是（ ）
A．青霉素生产菌为真核生物，其代谢类型为异养需氧型
B．青霉素能干扰细菌细胞壁的合成，所以发酵过程中不会有杂菌污染
C．青霉素生产菌可以通过诱变育种或基因工程育种获得
D．发酵过程中需要不断加入葡萄糖及铵盐等化合物，目的是补充碳源及氮源
【答案】B
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、能产生青霉素的微生物是青霉菌，青霉菌为真核生物，结合题中的信息通气可推测，青霉素生产菌为真核生物，其代谢类型为异养需氧型，A正确；
B、青霉素能干扰细菌细胞壁的合成，所以发酵过程中不会有细菌污染，但其他的杂菌依然可能滋生，B错误；
C、青霉素高产菌株是通过诱变育种获得的，也可通过基因工程的方法对青霉素生产菌进行定向改造，即青霉素生产菌可以通过诱变育种或基因工程育种获得，C正确；
D、葡萄糖几乎能为所有的微生物提供碳源和能源，铵盐中含有氮元素，据此可推测发酵过程中需要不断加入葡萄糖及铵盐等化合物，目的是补充碳源及氮源，D正确。
故答案为：B。
【分析】 青霉菌，名字虽然带有“菌”字，但是它属于真核生物。青霉菌可以产生一种抗生素“青霉素”。虽然青霉素可以干扰细菌细胞壁的合成，不能干扰所有种类细菌的细胞壁的合成。获取高产青霉菌，可以通过基因突变或者基因重组的原理获取。
4．（2021高二下·南充期末）下列关于微生物发酵，叙述错误的是（ ）
A．酵母菌既可进行有氧呼吸又可进行无氧呼吸
B．醋酸菌发酵过程因糖源含量不同而有所差异
C．利用微生物的发酵生产可以提取β-胡萝卜素
D．乳酸菌是厌氧菌，乳酸链球菌常用于生产酸奶
【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用；果酒果醋的制作；胡萝卜素的提取
【解析】【解答】A、酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸，A正确；
B、氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸， 缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，醋酸菌发酵过程因糖源含量不同而有所差异，B正确；
C、利用微生物的发酵生产是工业提取β-胡萝卜素的方法之一，C正确；
D、用于生产酸奶的微生物是乳酸杆菌，D错误。
故答案为：D。
【分析】酵母菌是兼性厌氧型生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵。
醋酸菌是一种好氧细菌，当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
提取天然胡萝卜素的方法主要有：一是从植物中提取；二是从大面积养殖的岩藻中获得；三是利用微生物的发酵生产。
乳酸菌在无氧条件下，将糖分解为乳酸。利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。
5．（2021高二下·运城期中）如图是实验小组测得的制作泡菜过程中，乳酸菌、酵母菌细胞数量和pH的变化情况。下列叙述错误的是（ ）
A．发酵初期乳酸菌建立了明显的菌种优势
B．酵母菌和乳酸菌均有核膜包被的细胞核
C．前6天pH下降主要由乳酸菌代谢引起
D．发酵中期酵母菌通过无氧呼吸获取能量
【答案】B
【知识点】微生物发酵及其应用；泡菜的制作
【解析】【解答】A、根据曲线图中乳酸菌和酵母菌的数量变化曲线对比分析可知，发酵初期乳酸菌远多于酵母菌，所以乳酸菌成了明显的优势菌种，A正确；
B、乳酸菌是原核生物，细胞内没有核膜包围的细胞核，B错误；
C、结合曲线图分析，前6天，由于乳酸菌远多于酵母菌，其产生的乳酸会降低培养液的pH，C正确；
D、由于整个发酵过程都是在无氧环境条件下进行的，在发酵中期（22～26天），酵母菌只能通过无氧呼吸获取能量，D正确。
故答案为：B。
【分析】酵母菌是真核生物，乳酸菌是原核生物，二者最大的区别是有无核膜包被的细胞核。
6．（2021高三下·宁波月考）下列关于生物工程的叙述正确的是（ ）
A．将重组DNA分子导入受体细胞后还需要筛选受体细胞的原因是导入受体细胞的目的基因不一定都能够成功表达
B．胰岛素、干扰素和青霉素等药物都可以利用基因工程技术生产
C．试管山羊的早期胚胎需植入同期发情的代孕母羊的体内才能继续生长发育为新个体
D．利用发酵技术产生沼气开发生物能属于节水和废水处理与应用的生态工程
【答案】C
【知识点】微生物发酵及其应用；基因工程的应用；胚胎移植；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、筛选含有目的基因的受体细胞并不是所有的细胞都接纳了重组DNA分子，因此需要筛选含有目的基因的受体细胞，A错误；
B、青霉素是诱变育种形成的高产青霉菌，再通过发酵工程生产的药物，不是基因工程技术生产的药物，B错误；
C、早期胚胎须移植到供体同期发情的代孕母羊子宫内才能继续生长发育成新个体，C正确；
D、利用发酵技术产生沼气开发生物能属于清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程，D错误。
故答案为：C。
【分析】 1、 基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取。（2）基因表达载体的构建。（3）将目的基因导入受体细胞。（4）目的基因的检测与鉴定。 2、基因工程可研定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品。 3、胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。
7．（2021高二下·河南开学考）发酵工程的内容包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌、接种、发酵和产品的分离，提纯等方面。下列关于发酵工程的认识不科学的是（ ）
A．发酵工程具有条件温和、产物单一、污染小的特点
B．发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身
C．通常所指的发酵条件包括温度控制，溶氧控制、pH控制
D．发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者可以用微生物进行发酵
【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、发酵工程具有条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物单一、污染小和容易处理的特点，A错误；
B、发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身，应用于食品工业、医药工业和农牧业等领域，B错误；
C、通常所指的发酵条件包括温度控制、溶解氧控制、pH控制，环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成，C错误；
D、传统发酵技术和现代发酵工程最大的相同之处是利用各种微生物的代谢来实现相关产品的生产，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、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。2、产品不同，分离提纯的方法一般不同。
①如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；
②如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。3、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。4、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强，因而可以得到较为专一的产物。
8．严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键。通常所指的发酵条件不包括( )
A．温度控制 B．溶解氧控制 C．pH控制 D．酶浓度控制
【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】通常所指的发酵条件包括温度、pH和溶解氧等。酶是催化反应的物质，不属于发酵条件。
【分析】 发酵条件影响菌种的代谢方式、数量以及可能引入杂菌。故实验过程控制严格的实验条件，保证菌种的纯度。实验条件由温度、pH、酶、碳源等。
9．蔗糖、奶粉和经蛋白酶水解后的玉米胚芽液按一定比例混合，经乳酸菌发酵可生产新型酸奶。下列相关叙述不正确的是( )
A．蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关
B．酸奶出现明显气泡说明有杂菌污染
C．乳酸菌是异养厌氧菌
D．只有奶粉为乳酸发酵提供氮源
【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】蔗糖是乳酸菌的碳源，乳酸菌分解蔗糖产生乳酸，所以蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关，A项正确； 酸奶是乳酸发酵的产物，不应有气体产生，如果发酵时出现明显的气泡，说明肯定有其他的微生物存在，B项正确；乳酸菌是异养厌氧菌，在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸，C项正确；经过蛋白酶水解后的玉米胚芽液也可以提供氮源，D项错误。
【分析】 1、蔗糖消耗需要消耗能量；乳酸属于代谢产物，这两种菌种与乳酸含量息息相关；
2、发酵时出现明显的气泡，说明肯定有其他的微生物存在；
3、乳酸菌是异养厌氧菌，在无氧条件下把葡萄糖消耗殆尽。
10．酵母菌培养过程中的生长曲线如图所示，a、b、c、d分别表示不同的生长时期，其中适于作为生产用菌种的时期是( )
A．a B．b C．c D．d
【答案】B
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】常作为生产菌种和科研材料的细菌群体，应该是代谢旺盛、个体形态和生理特性比较稳定的时期，曲线b时期菌体代谢最旺盛，生理特性比较稳定，是生产用菌种的最佳时期。
【分析】图中，b时期菌体群落增长率最大，竞争压力不大，细菌新陈代谢最强，是生产用菌种的最佳时期。其余的不适宜选种。a点时，菌种密度较低，c点时菌种数量开始减少，推测此时菌种将会死亡一部分，不适合选种；d点种群数量下降，可能是衰老菌种逐渐死亡，此点不适合选种。
11．下列关于菌种选育的叙述，不正确的是( )
A．自然选育的菌种不经过人工处理
B．诱变育种原理的基础是基因突变
C．通过有性杂交可形成工程细胞
D．采用基因工程的方法可构建工程菌
【答案】C
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。有性杂交不属于菌种的选育方法，C项错误。
【分析】 1、人工选择优良菌种，挺高发酵工程的效率；
2、诱变育种利用基因突变的原理进行育种，目的提升突变率；
3、有性杂交不可以产生新的基因，不适合作用获得工程细胞的方式；
4、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
12．用发酵工程生产单细胞蛋白被认为是人类新的食物来源，为解决粮食问题开辟了新途径，具有广阔的发展前景。这种蛋白是( )
A．微生物菌体 B．微生物代谢产物
C．微生物合成物质 D．发酵液
【答案】A
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】发酵工程生产的单细胞蛋白其实就是微生物菌体，经过加工可以生产高蛋白食品。
【分析】题目涉及到的人类新的食物来源，应该含有营养物质。细菌本质含有蛋白质和脂质等，为人类解决粮食问题开辟了新途径。微生物代谢产物或合成以及发酵液，可能含有有好或有坏的产物。
13．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。下列相关表述，不正确的是( )
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．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物及菌体本身
C．在发酵工程的发酵环节中，发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物的代谢途径
D．通过发酵工程可以利用微生物生产单细胞蛋白
【答案】A
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】不论是发酵工程还是传统发酵技术，都可以利用微生物进行发酵，只不过传统发酵技术利用的是自然菌种。
【分析】 1、现代发酵工程有别于传统发酵技术，原因有菌种来源不同；
2、发酵工程的产品包括菌体及代谢产物等；
3、发酵条件影响菌种的代谢方式、数量以及可能引入杂菌。故实验过程控制严格的实验条件，保证菌种的纯度。实验条件由温度、pH、酶、碳源等；
4、细菌代谢产物包括蛋白质、激素和生物碱等。
14．下列关于发酵工程的说法，错误的是( )
A．发酵工程的产品是指微生物的代谢物和菌体本身
B．通过人工诱变选育新品种
C．培养基、发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌
D．环境条件的变化，不仅会影响菌种的生长繁殖，而且会影响菌体代谢物的形成
【答案】C
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】常作为生产菌种和科研材料的细菌群体，应该是代谢旺盛、个体形态和生理特性比较稳定的时期，曲线b时期菌体代谢最旺盛，生理特性比较稳定，是生产用菌种的最佳时期。
【分析】 1、发酵工程是利用菌种进行代谢，产生符合人民医院的代谢产物；
2、发酵工程的产品包括菌体及代谢产物等；
3、发酵条件影响菌种的代谢方式、数量以及可能引入杂菌。故实验过程控制严格的实验条件，保证菌种的纯度，实验条件由温度、pH、酶、碳源、无菌环境等。
15．发酵工程在现代生物工程中的地位越来越重要。下列有关发酵过程的叙述，错误的是( )
A．首先要对发酵设备和培养基严格灭菌
B．要随时取样，检测培养液的微生物数目、产物浓度等，以了解发酵进程
C．在发酵过程中不需要向装置中再添加必需的营养组分
D．要严格控制温度、pH、溶解氧等发醇条件
【答案】C
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】发酵前，要对发酵设备和培养基严格灭菌，防止杂菌的污染，A项正确；发酵过程中要随时取样，检测培养液的微生物数目、产物浓度等，以了解发酵进程，B项正确；随着发酵的进行，必需的营养组分减少，因此在发酵过程中需要向装置中再添加必需的营养组分，C项错误；发酵过程中要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件，D项正确。
【分析】 1、发酵设备保证无菌，可以为微生物的提取、分离打下无菌环境基础；
2、发酵条件影响菌种的代谢方式、数量以及可能引入杂菌；故实验过程控制严格的实验条件，保证菌种的纯度，实验条件由温度、pH、酶、碳源、无菌环境等；
3、培养基化学成分：包括 水 、 无机盐 、 碳源 、 氮源；培养基还要满足微生物生长对PH、特殊营养物质以及氧气的要求。
16．紫外线具有杀菌和诱变功能。用相同剂量、不同波长的紫外线处理两组等量的酵母菌，结果见下表。
紫外线波长/nm 存活率/% 突变数/个
260 60 50~100
280 100 0~1
据表推断，在选育优良菌种时，应采用的紫外线波长及依据是( )
A．260 nm，酵母菌存活率较低 B．260 nm，酵母菌突变数多
C．280 nm，酵母菌存活率高 D．280 nm，酵母菌突变数少
【答案】B
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】由表格可知，紫外线波长为280 nm时，酵母菌的存活率虽然高达100%，但是0~1个的突变数不利于菌种的选育；紫外线波长为260 nm时，酵母菌的存活率虽然只有60%，但是50~100个的突变数可以提供丰富的变异材料，有利于菌种的选育。
【分析】由题意可知，选育优良品种，需要细菌具有优良的性状，需要从本质上解决问题。例如，射线触发基因突变产生高产的个体。突变数越多，产生有利个体可能随着上升。
17．下列有关发酵工程的叙述中，正确的是( )
A．发酵工程采用连续培养的方法以最大限度地获得人类所需的产品
B．发酵所用的菌种多是通过杂交育种的方式获得
C．发酵工程就是利用微生物的无氧呼吸生产人类所需的产品
D．发酵工程与基因工程和细胞工程无关
【答案】A
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】发酵工程通常可以采用连续培养的方法以最大限度地获得人类所需的产品，A项正确；很多微生物是原核生物，不能通过杂交育种获得菌种，发酵所用的菌种多是通过人工诱变的方式获得，B项错误；发酵工程就是利用微生物的有氧呼吸或无氧呼吸生产人类所需的产品，C项错误；发酵工程与基因工程和细胞工程密切相关，D项错误。
【分析】1、发酵工程采取连续培养，尽大限度获取菌体及代谢产物；
2、人工诱变提升突变的概率，是常用选菌种的方式；
3、微生物进行代谢时，可以进行两种呼吸；
4、发酵工程、基因工程和蛋白质功能密切相关。
二、综合题
18．（2021高三上·辽宁开学考）下图为谷氨酸发酵装置图。
（1）图中3、6处是发酵罐夹层中水的进出口，水在发酵罐夹层流动的作用是 。
（2）谷氨酸发酵过程中，当培养液呈 时，会积累谷氨酸。当培养液呈 时，会生成 。
（3）如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用 （填“过滤、沉淀”或“提取、分离和纯化”）等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。
（4）图中5的作用是 。
【答案】（1）冷却（或降温）
（2）中性或弱碱性；酸性；谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
（3）过滤、沉淀
（4）把无菌空气打成细小气泡，增加溶解氧，并能使菌种与培养液充分接触
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】（1）在利用发酵罐进行发酵的过程中，由于微生物的呼吸作用以及搅拌等都能产生大量的热，使发酵液温度升高，为防止温度过高降低酶的活性，而降低谷氨酸产量，采取了水在发酵罐表层中流动而达到冷却降温的措施。
（2）由于谷氨酸显酸性，随着它的积累pH变化趋势会下降，控制办法是加碱（或氨水），以保持pH的相对稳定，谷氨酸发酵过程中，当培养液呈中性或弱碱性时，会积累谷氨酸。当培养液呈酸性时，会生成发酵过程中若谷氨酸积累过量，会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，导致合成途径中断，会生成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。
（3）如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，由于细胞较重，可以采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。
（4）谷氨酸棒状杆菌为好氧菌，在4处需要通入空气，图中5的作用是把无菌空气打成细小气泡，增加溶解氧，并能使菌种与培养液充分接触。
【分析】谷氨酸生产所用菌种是谷氨酸棒状杆菌，是一种好氧菌，培养过程中要保证溶解氧的含量。尤其是发酵后期，加大通气量有利于谷氨酸的合成。在发酵过程中，随着营养物质的利用，代谢产物的积累，培养液的pH会不断变化分别随着氮源的利用，放出氨，pH会上升；当糖被利用生成有机酸，pH会下降。培养液呈中性或弱碱性时，会积累谷氨酸，培养液呈酸性时会生成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。
19．人造蛋白食品的生产可利用现代微生物发酵工程技术，食用真菌蛋白是人造蛋白的一种。下面为真菌蛋白的制造过程的图解，请据图回答下列问题。
（1）向发酵罐中注入少量氨水的目的是 。
（2）制造真菌蛋白时，要向发酵罐中通入空气，由此可知，发酵罐中的真菌的异化作用类型是 。
（3）向发酵罐中加入的一切物品都需要消毒，从生态学的角度进行分析，其原因是 。
（4）从自然界中分离的真菌菌种，当用于制造真菌蛋白时，蛋白质的产量很低。要获得更多的真菌蛋白，培育优良的真菌菌种可采用 的方法。
（5）在下列4种物质中，可以用来作为青霉菌培养的主要能源物质的是( )
A．脂肪
B．葡萄糖
C．蛋白质
D．生长因子
【答案】（1）为真菌提供合成蛋白质所需的氮源，调节pH
（2）需氧型
（3）避免杂菌与真菌竞争而降低真菌蛋白的产量
（4）诱变育种
（5）B
【知识点】微生物发酵及其应用；培养基概述及其分类
【解析】【解答】(1)氨水呈碱性，既能调节发酵液的pH，也能为真菌提供氮源。(2)向发酵罐内通入空气就是为了提供氧气，说明发酵真菌为需氧型。(3)发酵过程中混入的杂菌会和发酵菌竞争营养物质，从而影响发酵的进行。(4)菌体本身能产生蛋白质，要想得到产生蛋白质更多的菌种，可以采用诱变育种的方法。(5)糖类物质是生物主要的能源物质。
【分析】 1、氨水含有C、H和O元素，呈碱性，既能调节发酵液的pH，也能为真菌提供氮源；
2、需氧型：生物体在异化作用的过程中，必须不断从外界环境中摄取氧来氧化分解自身的组成物质，以释放能量，并排出二氧化碳，这种新陈代谢类型叫做需氧型。在现在的自然界中，需氧型生物主要是真核生物，并且这些生物的种类十分丰富，它包括哺乳动物、鸟类、爬行类、鱼类等多细胞真核动物，被子植物、裸子植物等多细胞真核植物和单细胞动植物、部分细菌和真菌； 3、诱变育种的显著特点是产生新的基因，从而改造细菌性状。
20．海藻糖是由两个葡萄糖(G)结合而成的非还原性二糖,其结构稳定、耐高温,能帮助酵母菌克服极端环境。在无压力状态下,葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG可抑制海藻糖合成酶基因(TPS复合体)的表达,胞内海藻糖水解酶(Nth1)水解已经存在的海藻糖,分解膜外海藻糖的水解酶(Ath1)处于小液泡中(如下图所示)。在有压力状态下,TPS复合体激活,Nth1失活,转运蛋白(Agt1)将细胞内海藻糖运至膜外,结合在磷脂上形成隔离保护,酵母菌进入休眠状态以度过恶劣的环境。回答下列相关问题。
（1）与大肠杆菌细胞相比,酵母菌细胞最主要的结构特征是 。在无压力状态下,细胞内海藻糖含量低的原因是 。
（2）在有压力状态下,TPS复合体激活,胞内产生大量海藻糖,此时磨碎酵母菌制成溶液,加入斐林试剂,在水浴加热条件下, (填“出现”或“不出现”)砖红色沉淀,原因是 。
（3）发面时所用的干酵母因海藻糖的保护而表现为代谢 ,对其活化的过程中,酵母菌的变化有 、 ,由于海藻糖被分解为葡萄糖,葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG抑制TPS复合体基因的活性,在这种调节机制下,酵母菌迅速活化,从而适应环境。
【答案】（1）具有成形的细胞核(具有核膜包被的细胞核)；海藻糖合成酶基因的表达受抑制,海藻糖的合成受影响;Nthl水解胞内已存在的海藻糖
（2）出现；酵母菌细胞内除了含有海藻糖,还有葡萄糖等还原糖
（3）缓慢；Nth1活化分解胞内海藻糖；Ath1转运到膜外分解膜外海藻糖
【知识点】检测还原糖的实验；原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；微生物发酵及其应用
【解析】【解答】(1)大肠杆菌是原核生物,酵母菌细胞是真核细胞,二者主要的区别是酵母菌细胞具有成形的细胞核(具有核膜包被的细胞核);根据题干信息“在无压力状态下,葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG可抑制海藻糖合成酶基因(TPS复合体)的表达,胞内海藻糖水解酶(Nth1)水解已经存在的海藻糖”,所以细胞内海藻糖含量低的原因有海藻糖合成酶基因的表达受抑制,海藻糖的合成受影响;Nth1水解胞内已存在的海藻糖。(2)在有压力的条件下,胞内产生大量海藻糖,同时在细胞内还存在葡萄糖等还原糖,所以加入斐林试剂,在水浴加热条件下,会出现砖红色沉淀。(3)干酵母因海藻糖的保护而表现为代谢缓慢,在其活化过程中,实质是没有压力的条件下,Nth1活化分解胞内海藻糖,Ath1转运到膜外分解膜外海藻糖,酵母菌迅速活化,从而适应环境。
【分析】①原核细胞和真核细胞最主要的区别：有无核膜包被的细胞核（有无成形的细胞核）；
②海藻糖合成酶基因控制由葡萄糖合成海藻糖的代谢；
③海藻糖水解酶能够把海藻糖分解成葡萄糖；
④无压力状态下,葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG可抑制海藻糖合成酶基因(TPS复合体)的表达,胞内海藻糖水解酶(Nth1)水解已经存在的海藻糖,而分解膜外海藻糖的水解酶(Ath1)处于小液泡中。在有压力状态下,TPS复合体激活,Nth1失活,转运蛋白(Agt1)将细胞内海藻糖运至膜外,结合在磷脂上形成隔离保护,酵母菌进入休眠状态以度过恶劣的环境。
1 / 1人教版（2019版）选择性必修三1.3 发酵工程及其应用同步练习
一、单选题
1．（2021高二上·沈阳期中）下列关于传统发酵技术的说法，错误的是（ ）
A．果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌属于兼性厌氧型生物，在有氧的条件下可以大量繁殖
B．制作果醋需要醋酸菌，它是一种严格需氧的微生物，可将葡萄中的糖分解为醋酸
C．多种微生物参与了腐乳的发酵，如酵母、毛霉、曲霉等
D．乳酸菌是一种厌氧型微生物，可通过无氧呼吸产生乳酸和CO2，从而用于制作酸奶和泡菜
2．（2021高二下·前郭期末）我国劳动人民很早就会利用发酵技术制作各种特色美食，如酒、醋等。下列有关叙述不正确的是（ ）
A．家庭制作果酒通常都不是纯种发酵
B．制酒和制醋的过程都需要对发酵罐排气
C．条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸
D．泡菜制作时为能尽快食用，应将发酵罐置于高温处发酵
3．（2021高二下·山东期末）青霉素生产菌能在合适的培养基pH、温度和通气搅拌等发酵条件下生长并合成青微紫。下列相关叙述错误的是（ ）
A．青霉素生产菌为真核生物，其代谢类型为异养需氧型
B．青霉素能干扰细菌细胞壁的合成，所以发酵过程中不会有杂菌污染
C．青霉素生产菌可以通过诱变育种或基因工程育种获得
D．发酵过程中需要不断加入葡萄糖及铵盐等化合物，目的是补充碳源及氮源
4．（2021高二下·南充期末）下列关于微生物发酵，叙述错误的是（ ）
A．酵母菌既可进行有氧呼吸又可进行无氧呼吸
B．醋酸菌发酵过程因糖源含量不同而有所差异
C．利用微生物的发酵生产可以提取β-胡萝卜素
D．乳酸菌是厌氧菌，乳酸链球菌常用于生产酸奶
5．（2021高二下·运城期中）如图是实验小组测得的制作泡菜过程中，乳酸菌、酵母菌细胞数量和pH的变化情况。下列叙述错误的是（ ）
A．发酵初期乳酸菌建立了明显的菌种优势
B．酵母菌和乳酸菌均有核膜包被的细胞核
C．前6天pH下降主要由乳酸菌代谢引起
D．发酵中期酵母菌通过无氧呼吸获取能量
6．（2021高三下·宁波月考）下列关于生物工程的叙述正确的是（ ）
A．将重组DNA分子导入受体细胞后还需要筛选受体细胞的原因是导入受体细胞的目的基因不一定都能够成功表达
B．胰岛素、干扰素和青霉素等药物都可以利用基因工程技术生产
C．试管山羊的早期胚胎需植入同期发情的代孕母羊的体内才能继续生长发育为新个体
D．利用发酵技术产生沼气开发生物能属于节水和废水处理与应用的生态工程
7．（2021高二下·河南开学考）发酵工程的内容包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌、接种、发酵和产品的分离，提纯等方面。下列关于发酵工程的认识不科学的是（ ）
A．发酵工程具有条件温和、产物单一、污染小的特点
B．发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身
C．通常所指的发酵条件包括温度控制，溶氧控制、pH控制
D．发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者可以用微生物进行发酵
8．严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键。通常所指的发酵条件不包括( )
A．温度控制 B．溶解氧控制 C．pH控制 D．酶浓度控制
9．蔗糖、奶粉和经蛋白酶水解后的玉米胚芽液按一定比例混合，经乳酸菌发酵可生产新型酸奶。下列相关叙述不正确的是( )
A．蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关
B．酸奶出现明显气泡说明有杂菌污染
C．乳酸菌是异养厌氧菌
D．只有奶粉为乳酸发酵提供氮源
10．酵母菌培养过程中的生长曲线如图所示，a、b、c、d分别表示不同的生长时期，其中适于作为生产用菌种的时期是( )
A．a B．b C．c D．d
11．下列关于菌种选育的叙述，不正确的是( )
A．自然选育的菌种不经过人工处理
B．诱变育种原理的基础是基因突变
C．通过有性杂交可形成工程细胞
D．采用基因工程的方法可构建工程菌
12．用发酵工程生产单细胞蛋白被认为是人类新的食物来源，为解决粮食问题开辟了新途径，具有广阔的发展前景。这种蛋白是( )
A．微生物菌体 B．微生物代谢产物
C．微生物合成物质 D．发酵液
13．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。下列相关表述，不正确的是( )
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．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物及菌体本身
C．在发酵工程的发酵环节中，发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物的代谢途径
D．通过发酵工程可以利用微生物生产单细胞蛋白
14．下列关于发酵工程的说法，错误的是( )
A．发酵工程的产品是指微生物的代谢物和菌体本身
B．通过人工诱变选育新品种
C．培养基、发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌
D．环境条件的变化，不仅会影响菌种的生长繁殖，而且会影响菌体代谢物的形成
15．发酵工程在现代生物工程中的地位越来越重要。下列有关发酵过程的叙述，错误的是( )
A．首先要对发酵设备和培养基严格灭菌
B．要随时取样，检测培养液的微生物数目、产物浓度等，以了解发酵进程
C．在发酵过程中不需要向装置中再添加必需的营养组分
D．要严格控制温度、pH、溶解氧等发醇条件
16．紫外线具有杀菌和诱变功能。用相同剂量、不同波长的紫外线处理两组等量的酵母菌，结果见下表。
紫外线波长/nm 存活率/% 突变数/个
260 60 50~100
280 100 0~1
据表推断，在选育优良菌种时，应采用的紫外线波长及依据是( )
A．260 nm，酵母菌存活率较低 B．260 nm，酵母菌突变数多
C．280 nm，酵母菌存活率高 D．280 nm，酵母菌突变数少
17．下列有关发酵工程的叙述中，正确的是( )
A．发酵工程采用连续培养的方法以最大限度地获得人类所需的产品
B．发酵所用的菌种多是通过杂交育种的方式获得
C．发酵工程就是利用微生物的无氧呼吸生产人类所需的产品
D．发酵工程与基因工程和细胞工程无关
二、综合题
18．（2021高三上·辽宁开学考）下图为谷氨酸发酵装置图。
（1）图中3、6处是发酵罐夹层中水的进出口，水在发酵罐夹层流动的作用是 。
（2）谷氨酸发酵过程中，当培养液呈 时，会积累谷氨酸。当培养液呈 时，会生成 。
（3）如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用 （填“过滤、沉淀”或“提取、分离和纯化”）等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。
（4）图中5的作用是 。
19．人造蛋白食品的生产可利用现代微生物发酵工程技术，食用真菌蛋白是人造蛋白的一种。下面为真菌蛋白的制造过程的图解，请据图回答下列问题。
（1）向发酵罐中注入少量氨水的目的是 。
（2）制造真菌蛋白时，要向发酵罐中通入空气，由此可知，发酵罐中的真菌的异化作用类型是 。
（3）向发酵罐中加入的一切物品都需要消毒，从生态学的角度进行分析，其原因是 。
（4）从自然界中分离的真菌菌种，当用于制造真菌蛋白时，蛋白质的产量很低。要获得更多的真菌蛋白，培育优良的真菌菌种可采用 的方法。
（5）在下列4种物质中，可以用来作为青霉菌培养的主要能源物质的是( )
A．脂肪
B．葡萄糖
C．蛋白质
D．生长因子
20．海藻糖是由两个葡萄糖(G)结合而成的非还原性二糖,其结构稳定、耐高温,能帮助酵母菌克服极端环境。在无压力状态下,葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG可抑制海藻糖合成酶基因(TPS复合体)的表达,胞内海藻糖水解酶(Nth1)水解已经存在的海藻糖,分解膜外海藻糖的水解酶(Ath1)处于小液泡中(如下图所示)。在有压力状态下,TPS复合体激活,Nth1失活,转运蛋白(Agt1)将细胞内海藻糖运至膜外,结合在磷脂上形成隔离保护,酵母菌进入休眠状态以度过恶劣的环境。回答下列相关问题。
（1）与大肠杆菌细胞相比,酵母菌细胞最主要的结构特征是 。在无压力状态下,细胞内海藻糖含量低的原因是 。
（2）在有压力状态下,TPS复合体激活,胞内产生大量海藻糖,此时磨碎酵母菌制成溶液,加入斐林试剂,在水浴加热条件下, (填“出现”或“不出现”)砖红色沉淀,原因是 。
（3）发面时所用的干酵母因海藻糖的保护而表现为代谢 ,对其活化的过程中,酵母菌的变化有 、 ,由于海藻糖被分解为葡萄糖,葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG抑制TPS复合体基因的活性,在这种调节机制下,酵母菌迅速活化,从而适应环境。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、果酒的制作原理是酵母菌的无氧呼吸产生酒精，酵母菌属于兼性厌氧生物，在有氧条件下大量繁殖，A正确；
B、醋酸菌是好氧细菌，当氧气和糖源都充足时能将糖分解成醋酸；当氧气充足但是缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸，B正确；
C、多种微生物参与了腐乳的制作，如酵母菌、毛霉、曲霉等，其中起主要作用的是毛霉，C正确；
D、制作泡菜利用的乳酸菌是一种厌氧微生物，可以通过无氧呼吸产生乳酸，但是不产生二氧化碳，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧型生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，20℃左右，酒精发酵时，一般将温度控制在18~25℃，在葡萄酒自然发酵过程当中，其主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
2、醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
2．【答案】D
【知识点】细胞呼吸原理的应用；微生物发酵及其应用
【解析】【解答】家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵，也不必灭菌，A正确；制酒和制醋的过程都需要对发酵罐排气，防止发酵罐胀破，B正确；在适宜的条件下，醋酸菌能将糖原分解为醋酸，C正确；泡菜制作在室温下进行，不能置于高温条件，否则会在导致菌种死亡，导致发酵失败，D错误。
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。果酒制作的原理∶(1)在有氧条件下，反应式如下：C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量；(2)在无氧条件下，反应式如下：C6H12O6→2CO2+2C2H5OH+能量.，都需要酶的参与；
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理∶当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
3．【答案】B
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、能产生青霉素的微生物是青霉菌，青霉菌为真核生物，结合题中的信息通气可推测，青霉素生产菌为真核生物，其代谢类型为异养需氧型，A正确；
B、青霉素能干扰细菌细胞壁的合成，所以发酵过程中不会有细菌污染，但其他的杂菌依然可能滋生，B错误；
C、青霉素高产菌株是通过诱变育种获得的，也可通过基因工程的方法对青霉素生产菌进行定向改造，即青霉素生产菌可以通过诱变育种或基因工程育种获得，C正确；
D、葡萄糖几乎能为所有的微生物提供碳源和能源，铵盐中含有氮元素，据此可推测发酵过程中需要不断加入葡萄糖及铵盐等化合物，目的是补充碳源及氮源，D正确。
故答案为：B。
【分析】 青霉菌，名字虽然带有“菌”字，但是它属于真核生物。青霉菌可以产生一种抗生素“青霉素”。虽然青霉素可以干扰细菌细胞壁的合成，不能干扰所有种类细菌的细胞壁的合成。获取高产青霉菌，可以通过基因突变或者基因重组的原理获取。
4．【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用；果酒果醋的制作；胡萝卜素的提取
【解析】【解答】A、酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸，A正确；
B、氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸， 缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，醋酸菌发酵过程因糖源含量不同而有所差异，B正确；
C、利用微生物的发酵生产是工业提取β-胡萝卜素的方法之一，C正确；
D、用于生产酸奶的微生物是乳酸杆菌，D错误。
故答案为：D。
【分析】酵母菌是兼性厌氧型生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵。
醋酸菌是一种好氧细菌，当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
提取天然胡萝卜素的方法主要有：一是从植物中提取；二是从大面积养殖的岩藻中获得；三是利用微生物的发酵生产。
乳酸菌在无氧条件下，将糖分解为乳酸。利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。
5．【答案】B
【知识点】微生物发酵及其应用；泡菜的制作
【解析】【解答】A、根据曲线图中乳酸菌和酵母菌的数量变化曲线对比分析可知，发酵初期乳酸菌远多于酵母菌，所以乳酸菌成了明显的优势菌种，A正确；
B、乳酸菌是原核生物，细胞内没有核膜包围的细胞核，B错误；
C、结合曲线图分析，前6天，由于乳酸菌远多于酵母菌，其产生的乳酸会降低培养液的pH，C正确；
D、由于整个发酵过程都是在无氧环境条件下进行的，在发酵中期（22～26天），酵母菌只能通过无氧呼吸获取能量，D正确。
故答案为：B。
【分析】酵母菌是真核生物，乳酸菌是原核生物，二者最大的区别是有无核膜包被的细胞核。
6．【答案】C
【知识点】微生物发酵及其应用；基因工程的应用；胚胎移植；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、筛选含有目的基因的受体细胞并不是所有的细胞都接纳了重组DNA分子，因此需要筛选含有目的基因的受体细胞，A错误；
B、青霉素是诱变育种形成的高产青霉菌，再通过发酵工程生产的药物，不是基因工程技术生产的药物，B错误；
C、早期胚胎须移植到供体同期发情的代孕母羊子宫内才能继续生长发育成新个体，C正确；
D、利用发酵技术产生沼气开发生物能属于清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程，D错误。
故答案为：C。
【分析】 1、 基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取。（2）基因表达载体的构建。（3）将目的基因导入受体细胞。（4）目的基因的检测与鉴定。 2、基因工程可研定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品。 3、胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。
7．【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、发酵工程具有条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物单一、污染小和容易处理的特点，A错误；
B、发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身，应用于食品工业、医药工业和农牧业等领域，B错误；
C、通常所指的发酵条件包括温度控制、溶解氧控制、pH控制，环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成，C错误；
D、传统发酵技术和现代发酵工程最大的相同之处是利用各种微生物的代谢来实现相关产品的生产，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、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。2、产品不同，分离提纯的方法一般不同。
①如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；
②如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。3、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。4、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强，因而可以得到较为专一的产物。
8．【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】通常所指的发酵条件包括温度、pH和溶解氧等。酶是催化反应的物质，不属于发酵条件。
【分析】 发酵条件影响菌种的代谢方式、数量以及可能引入杂菌。故实验过程控制严格的实验条件，保证菌种的纯度。实验条件由温度、pH、酶、碳源等。
9．【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】蔗糖是乳酸菌的碳源，乳酸菌分解蔗糖产生乳酸，所以蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关，A项正确； 酸奶是乳酸发酵的产物，不应有气体产生，如果发酵时出现明显的气泡，说明肯定有其他的微生物存在，B项正确；乳酸菌是异养厌氧菌，在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸，C项正确；经过蛋白酶水解后的玉米胚芽液也可以提供氮源，D项错误。
【分析】 1、蔗糖消耗需要消耗能量；乳酸属于代谢产物，这两种菌种与乳酸含量息息相关；
2、发酵时出现明显的气泡，说明肯定有其他的微生物存在；
3、乳酸菌是异养厌氧菌，在无氧条件下把葡萄糖消耗殆尽。
10．【答案】B
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】常作为生产菌种和科研材料的细菌群体，应该是代谢旺盛、个体形态和生理特性比较稳定的时期，曲线b时期菌体代谢最旺盛，生理特性比较稳定，是生产用菌种的最佳时期。
【分析】图中，b时期菌体群落增长率最大，竞争压力不大，细菌新陈代谢最强，是生产用菌种的最佳时期。其余的不适宜选种。a点时，菌种密度较低，c点时菌种数量开始减少，推测此时菌种将会死亡一部分，不适合选种；d点种群数量下降，可能是衰老菌种逐渐死亡，此点不适合选种。
11．【答案】C
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。有性杂交不属于菌种的选育方法，C项错误。
【分析】 1、人工选择优良菌种，挺高发酵工程的效率；
2、诱变育种利用基因突变的原理进行育种，目的提升突变率；
3、有性杂交不可以产生新的基因，不适合作用获得工程细胞的方式；
4、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
12．【答案】A
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】发酵工程生产的单细胞蛋白其实就是微生物菌体，经过加工可以生产高蛋白食品。
【分析】题目涉及到的人类新的食物来源，应该含有营养物质。细菌本质含有蛋白质和脂质等，为人类解决粮食问题开辟了新途径。微生物代谢产物或合成以及发酵液，可能含有有好或有坏的产物。
13．【答案】A
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】不论是发酵工程还是传统发酵技术，都可以利用微生物进行发酵，只不过传统发酵技术利用的是自然菌种。
【分析】 1、现代发酵工程有别于传统发酵技术，原因有菌种来源不同；
2、发酵工程的产品包括菌体及代谢产物等；
3、发酵条件影响菌种的代谢方式、数量以及可能引入杂菌。故实验过程控制严格的实验条件，保证菌种的纯度。实验条件由温度、pH、酶、碳源等；
4、细菌代谢产物包括蛋白质、激素和生物碱等。
14．【答案】C
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】常作为生产菌种和科研材料的细菌群体，应该是代谢旺盛、个体形态和生理特性比较稳定的时期，曲线b时期菌体代谢最旺盛，生理特性比较稳定，是生产用菌种的最佳时期。
【分析】 1、发酵工程是利用菌种进行代谢，产生符合人民医院的代谢产物；
2、发酵工程的产品包括菌体及代谢产物等；
3、发酵条件影响菌种的代谢方式、数量以及可能引入杂菌。故实验过程控制严格的实验条件，保证菌种的纯度，实验条件由温度、pH、酶、碳源、无菌环境等。
15．【答案】C
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】发酵前，要对发酵设备和培养基严格灭菌，防止杂菌的污染，A项正确；发酵过程中要随时取样，检测培养液的微生物数目、产物浓度等，以了解发酵进程，B项正确；随着发酵的进行，必需的营养组分减少，因此在发酵过程中需要向装置中再添加必需的营养组分，C项错误；发酵过程中要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件，D项正确。
【分析】 1、发酵设备保证无菌，可以为微生物的提取、分离打下无菌环境基础；
2、发酵条件影响菌种的代谢方式、数量以及可能引入杂菌；故实验过程控制严格的实验条件，保证菌种的纯度，实验条件由温度、pH、酶、碳源、无菌环境等；
3、培养基化学成分：包括 水 、 无机盐 、 碳源 、 氮源；培养基还要满足微生物生长对PH、特殊营养物质以及氧气的要求。
16．【答案】B
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】由表格可知，紫外线波长为280 nm时，酵母菌的存活率虽然高达100%，但是0~1个的突变数不利于菌种的选育；紫外线波长为260 nm时，酵母菌的存活率虽然只有60%，但是50~100个的突变数可以提供丰富的变异材料，有利于菌种的选育。
【分析】由题意可知，选育优良品种，需要细菌具有优良的性状，需要从本质上解决问题。例如，射线触发基因突变产生高产的个体。突变数越多，产生有利个体可能随着上升。
17．【答案】A
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】发酵工程通常可以采用连续培养的方法以最大限度地获得人类所需的产品，A项正确；很多微生物是原核生物，不能通过杂交育种获得菌种，发酵所用的菌种多是通过人工诱变的方式获得，B项错误；发酵工程就是利用微生物的有氧呼吸或无氧呼吸生产人类所需的产品，C项错误；发酵工程与基因工程和细胞工程密切相关，D项错误。
【分析】1、发酵工程采取连续培养，尽大限度获取菌体及代谢产物；
2、人工诱变提升突变的概率，是常用选菌种的方式；
3、微生物进行代谢时，可以进行两种呼吸；
4、发酵工程、基因工程和蛋白质功能密切相关。
18．【答案】（1）冷却（或降温）
（2）中性或弱碱性；酸性；谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
（3）过滤、沉淀
（4）把无菌空气打成细小气泡，增加溶解氧，并能使菌种与培养液充分接触
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】（1）在利用发酵罐进行发酵的过程中，由于微生物的呼吸作用以及搅拌等都能产生大量的热，使发酵液温度升高，为防止温度过高降低酶的活性，而降低谷氨酸产量，采取了水在发酵罐表层中流动而达到冷却降温的措施。
（2）由于谷氨酸显酸性，随着它的积累pH变化趋势会下降，控制办法是加碱（或氨水），以保持pH的相对稳定，谷氨酸发酵过程中，当培养液呈中性或弱碱性时，会积累谷氨酸。当培养液呈酸性时，会生成发酵过程中若谷氨酸积累过量，会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，导致合成途径中断，会生成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。
（3）如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，由于细胞较重，可以采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。
（4）谷氨酸棒状杆菌为好氧菌，在4处需要通入空气，图中5的作用是把无菌空气打成细小气泡，增加溶解氧，并能使菌种与培养液充分接触。
【分析】谷氨酸生产所用菌种是谷氨酸棒状杆菌，是一种好氧菌，培养过程中要保证溶解氧的含量。尤其是发酵后期，加大通气量有利于谷氨酸的合成。在发酵过程中，随着营养物质的利用，代谢产物的积累，培养液的pH会不断变化分别随着氮源的利用，放出氨，pH会上升；当糖被利用生成有机酸，pH会下降。培养液呈中性或弱碱性时，会积累谷氨酸，培养液呈酸性时会生成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。
19．【答案】（1）为真菌提供合成蛋白质所需的氮源，调节pH
（2）需氧型
（3）避免杂菌与真菌竞争而降低真菌蛋白的产量
（4）诱变育种
（5）B
【知识点】微生物发酵及其应用；培养基概述及其分类
【解析】【解答】(1)氨水呈碱性，既能调节发酵液的pH，也能为真菌提供氮源。(2)向发酵罐内通入空气就是为了提供氧气，说明发酵真菌为需氧型。(3)发酵过程中混入的杂菌会和发酵菌竞争营养物质，从而影响发酵的进行。(4)菌体本身能产生蛋白质，要想得到产生蛋白质更多的菌种，可以采用诱变育种的方法。(5)糖类物质是生物主要的能源物质。
【分析】 1、氨水含有C、H和O元素，呈碱性，既能调节发酵液的pH，也能为真菌提供氮源；
2、需氧型：生物体在异化作用的过程中，必须不断从外界环境中摄取氧来氧化分解自身的组成物质，以释放能量，并排出二氧化碳，这种新陈代谢类型叫做需氧型。在现在的自然界中，需氧型生物主要是真核生物，并且这些生物的种类十分丰富，它包括哺乳动物、鸟类、爬行类、鱼类等多细胞真核动物，被子植物、裸子植物等多细胞真核植物和单细胞动植物、部分细菌和真菌； 3、诱变育种的显著特点是产生新的基因，从而改造细菌性状。
20．【答案】（1）具有成形的细胞核(具有核膜包被的细胞核)；海藻糖合成酶基因的表达受抑制,海藻糖的合成受影响;Nthl水解胞内已存在的海藻糖
（2）出现；酵母菌细胞内除了含有海藻糖,还有葡萄糖等还原糖
（3）缓慢；Nth1活化分解胞内海藻糖；Ath1转运到膜外分解膜外海藻糖
【知识点】检测还原糖的实验；原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；微生物发酵及其应用
【解析】【解答】(1)大肠杆菌是原核生物,酵母菌细胞是真核细胞,二者主要的区别是酵母菌细胞具有成形的细胞核(具有核膜包被的细胞核);根据题干信息“在无压力状态下,葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG可抑制海藻糖合成酶基因(TPS复合体)的表达,胞内海藻糖水解酶(Nth1)水解已经存在的海藻糖”,所以细胞内海藻糖含量低的原因有海藻糖合成酶基因的表达受抑制,海藻糖的合成受影响;Nth1水解胞内已存在的海藻糖。(2)在有压力的条件下,胞内产生大量海藻糖,同时在细胞内还存在葡萄糖等还原糖,所以加入斐林试剂,在水浴加热条件下,会出现砖红色沉淀。(3)干酵母因海藻糖的保护而表现为代谢缓慢,在其活化过程中,实质是没有压力的条件下,Nth1活化分解胞内海藻糖,Ath1转运到膜外分解膜外海藻糖,酵母菌迅速活化,从而适应环境。
【分析】①原核细胞和真核细胞最主要的区别：有无核膜包被的细胞核（有无成形的细胞核）；
②海藻糖合成酶基因控制由葡萄糖合成海藻糖的代谢；
③海藻糖水解酶能够把海藻糖分解成葡萄糖；
④无压力状态下,葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG可抑制海藻糖合成酶基因(TPS复合体)的表达,胞内海藻糖水解酶(Nth1)水解已经存在的海藻糖,而分解膜外海藻糖的水解酶(Ath1)处于小液泡中。在有压力状态下,TPS复合体激活,Nth1失活,转运蛋白(Agt1)将细胞内海藻糖运至膜外,结合在磷脂上形成隔离保护,酵母菌进入休眠状态以度过恶劣的环境。
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