高中生物课时规范练33　发酵工程(学生版含答案详解)

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课时规范练33　
发酵工程
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022湖北)中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是(　　)
A.泡菜制作过程中,酵母菌将葡萄糖分解成乳酸
B.馒头制作过程中,酵母菌进行细胞呼吸产生CO2
C.米酒制作过程中,将容器密封可以促进酵母菌生长
D.酸奶制作过程中,后期低温处理可产生大量乳酸杆菌
2.(2022四川成都模拟)泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害,某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”,查阅资料得到下图。下列相关叙述正确的是(　　)
A.亚硝酸盐在人体摄入后都会转变成具有致癌作用的亚硝胺
B.泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量上升是乳酸菌大量繁殖导致
C.图示表明pH下降是因为乳酸菌数量下降导致乳酸产生量减少
D.据上图曲线分析,第8天后的泡菜比第3天后的更适于食用
3.(2022辽宁沈阳模拟)图1为果酒和果醋生产工艺流程简图,图2为果酒、果醋发酵装置示意图。下列相关叙述错误的是(　　)
A.在葡萄冲洗后才能去除葡萄枝梗,以防止杂菌污染
B.尽量缩短排气口胶管的长度,以便顺利排出发酵产生的气体
C.发酵过程要控制适宜的温度,乙酸发酵的温度比酒精发酵的高
D.利用酵母菌进行酒精发酵时,充气口应该先打开后关闭
4.(2022辽宁葫芦岛二模)早在《诗经·邶风·谷风》中就有“我有旨蓄,亦以御冬”的记载。“旨蓄”就是腌制的酸菜、泡菜。下列叙述错误的是(　　)
A.制作泡菜时腌制时间过长会引起细菌大量繁殖
B.条件适宜时乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸
C.常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌,它们都是厌氧细菌
D.腌制泡菜时可通过向坛盖边沿的水槽注水保持发酵所需环境
5.(2022湖北华中师大附中模拟)奶酪是人类最古老的食品之一,其种类繁多。如图是天然奶酪的简要制作过程,其中凝乳是指凝固的牛奶,酸性物质一般都可以使牛奶变性凝固,小牛的胃中有一种称为凝乳酶的物质也可以将牛奶凝固成凝乳利于消化。下列有关叙述错误的是(　　)
A.为了保证奶酪的营养成分,牛奶在乳酸发酵之前应该煮沸消毒处理
B.乳酸发酵过程中可能产生了有机酸或凝乳酶能使牛奶中蛋白质凝固
C.加热压缩过程可以去除凝乳中多余的水分,有利于奶酪的硬化和保存
D.由奶酪制作过程可推测,儿童食用天然奶酪比牛奶更容易消化吸收
二、选择题:每小题有一个或多个选项符合题目要求。
6.(2022山东淄博三模)以苹果汁为原料,经酒精发酵、乙酸发酵可制得果醋。下列说法错误的是(　　)
A.酒精发酵阶段和乙酸发酵阶段的适宜温度相同
B.酒精发酵阶段和乙酸发酵阶段均有大量气体产生
C.在乙酸发酵阶段醋酸杆菌将酒精转化为乙酸
D.在乙酸发酵阶段接种乳酸菌可提高乙酸的酸度
7.(2022山东省实验中学模拟)啤酒是以麦芽汁为原料,经酿酒酵母发酵制得。传统啤酒酿造过程中,发酵在敞开式发酵池中进行,麦芽汁中接入酵母后通入大量无菌空气,之后会产生大量气体翻腾逸出,在麦芽汁表面形成25~30 cm厚的气泡层(泡盖),然后停止通气,进入静止发酵阶段。一段时间后可得啤酒。下列说法错误的是(　　)
A.用赤霉素溶液浸泡大麦种子可以有效促进α-淀粉酶合成,增加麦芽汁中可发酵糖含量
B.可将酿酒酵母接种到试管固体斜面培养基后立即放入4 ℃冰箱中临时保藏菌种
C.泡盖的形成是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2,能将麦芽汁与空气隔绝
D.麦芽汁仅能为酿酒酵母的发酵过程提供碳源和水
8.(2022江苏南通二模)下面是某工厂液态法黄酒酿造工艺流程图,下列相关叙述正确的是(　　)
①淀粉液化(糯米+水+α-淀粉酶)→②淀粉糖化(加入蛋白酶、糖化酶)→③黄酒发酵(酿酒酵母和植物乳杆菌同时接种)→④发酵后处理→清爽型干黄酒
A.过程①②需提供适宜温度、酶浓度和作用时间等
B.酿酒酵母和植物乳杆菌不能直接利用糯米中的淀粉和蛋白质
C.接种植物乳杆菌的主要目的是产生乳酸为酵母发酵提供原料
D.过程③需要通过不断通入无菌空气促进酿酒酵母的繁殖
三、非选择题
9.(2022辽宁模拟)山西老陈醋富含多种营养成分及功能性物质,如有机酸、矿物质、酮类、醇类以及酯类等,新配方中加入苦荞、普洱,能使老陈醋具有降脂、降糖等功效,其制作流程如下图所示。回答下列问题。
(1)利用紫色红曲培育成优质的红曲菌,利用的育种原理是　　　　　　;红曲菌进行发酵产生酒精的场所是　　　　　　　。
(2)对主粮膨化处理的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在酒精发酵阶段,发酵罐先通气,后密闭,通气的目的是　　　　　　　　　　　　。确定主粮是否彻底发酵的方法是检测发酵液中　　　　的含量。酿制粮食酒时,并不需要对主粮进行严格的消毒处理,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)由酒精发酵转变成乙酸发酵时,需要改变的环境条件是　　　　　　　　　　　。此时醋酸菌发酵的总反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　。若在外界环境条件适宜情况下,并未产生乙酸,最可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。
10.(2022山东济宁一中模拟)生活中常用的调味料——味精的主要成分为谷氨酸钠。从1957年用微生物发酵法生产谷氨酸开始,微生物发酵法一直是生产味精的主要方法。用15%左右的葡萄糖溶液、适量的无机盐和液氨配成发酵培养基,接种谷氨酸棒状杆菌,给予适宜的条件,进行发酵产谷氨酸,再制成钠盐即为味精。回答下列问题。
(1)葡萄糖可为谷氨酸棒状杆菌的生长提供　　　　　,培养基中的葡萄糖溶液的浓度　　　　(填“能”或“不能”)由15%左右提升到25%,原因是　　　　　　　　　　　　　　。发酵用的培养基通常采用　　　　　　　　　法进行灭菌,生产谷氨酸的过程中,采用液体培养基的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)在发酵过程中,当pH呈酸性时,谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺;当溶氧不足时,生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。根据以上信息,在生产谷氨酸的过程中,应采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)谷氨酸脱氢酶直接催化谷氨酸的产生。研究发现,当谷氨酸棒状杆菌内谷氨酸的浓度升高到一定程度时,会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,这种调节方式称为　　　　　　调节,这种调节对微生物的意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
11.(2022四川成都二模)郫县豆瓣是中国有名的调味料之一,也是中国地理标志产品,色泽油润、味辣咸香、回味醇厚,被誉为川菜之魂,其发酵过程有多种酵母菌和其他微生物参与。鲁氏接合酵母是郫县豆瓣发酵、成熟过程中一种重要的酵母菌,发酵过程中产生的乙醇等物质在豆瓣风味形成中发挥着重要作用。回答下列问题。
(1)若要从发酵好的成品郫县豆瓣中分离出不同的酵母菌种,实验流程可以概括为:豆瓣取样→　　　　　　　　　　→挑选菌落。挑选菌落时﹐可根据菌落的　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点)等特征来区分酵母菌和其他微生物。
(2)研究人员采用高盐无氧和低盐有氧两种条件培养,分离获得了多种不同的酵母菌株。在郫县豆瓣发酵过程中,起主要作用的酵母菌可能是在　　　　　　培养条件下获得的,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)下图是在食盐浓度分别为10%、20%、30%的不同条件下﹐鲁氏接合酵母菌的数量增长曲线。据图分析,设计探究鲁氏接合酵母菌最适发酵温度的实验方案时,应该将食盐浓度控制在　　　　比较适宜,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)酵母菌的产醇能力对豆瓣的风味有较大影响。若要测定不同酵母菌种产生乙醇的能力,可以将各种酵母菌培养相同时间后,取等量静置澄清后的培养液,分别加入适量的酸性重铬酸钾溶液,振荡均匀后观察颜色变化,若溶液呈现　　　　　色,说明发酵过程中产生了乙醇。若要用比色法来测定培养液中乙醇的含量,需要制备标准显色液,该实验标准显色液的配制方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：
课时规范练
1.B　解析 泡菜制作过程中,主要是乳酸菌将葡萄糖分解形成乳酸,A项错误;做馒头或面包时,经常要用到酵母菌,酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖,产生CO2,CO2是气体,遇热膨胀而形成小孔,使得馒头或面包暄软多孔,B项正确;酵母菌在有氧条件下可以大量繁殖,在密封也就是无氧条件下产生酒精,C项错误;酸奶制作过程中,后期低温处理时大部分乳酸杆菌已死亡,不会大量繁殖,D项错误。
2.D　解析 亚硝酸盐在人体摄入后,大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿排出,只有在特定的条件下,才会转变成具有致癌作用的亚硝胺,A项错误;发酵初期,泡菜中的微生物生长很快,微生物将蔬菜中的硝酸盐氧化成亚硝酸盐,亚硝酸盐含量有所增加,B项错误;据图曲线分析,pH下降是乳酸菌产生的乳酸积累的结果,C项错误;据图曲线分析,与第3天相比,第8天后的泡菜中亚硝酸盐含量明显降低,更适于食用,D项正确。
3.B　解析 葡萄在冲洗后再去除葡萄枝梗,能防止杂菌污染,A项正确;排气口有长长的胶管,其作用是排气,同时能避免杂菌污染,若发酵装置的排气口胶管过短,外界空气中的细菌容易进入发酵瓶,可能会导致污染,B项错误;酒精发酵的温度在18~30 ℃,乙酸发酵的温度在30~35 ℃,乙酸发酵的温度比酒精发酵的温度高,C项正确;利用酵母菌进行酒精发酵时,充气口先打开的目的是让酵母菌在有氧条件下大量繁殖,随后关闭充气口制造无氧环境进行酒精发酵,D项正确。
4.A　解析 温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加,A项错误;条件适宜时乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸,B项正确;常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌,它们都是厌氧细菌,C项正确;乳酸菌需要在无氧环境下将葡萄糖分解为乳酸,故腌制泡菜时可通过向泡菜坛沿边水槽注水保持发酵所需环境,D项正确。
5.A　解析 煮沸消毒法是在100 ℃煮沸5~6 min可以杀死微生物细胞和一部分芽孢,但对于牛奶这些不耐高温的液体,需使用巴氏消毒法,在60~70 ℃煮30 min或72 ℃煮15 s,不仅可以杀死牛奶中的微生物,还可以使牛奶的营养成分不被破坏,A项错误;由题干信息可知酸性物质和凝乳酶都可以促使牛奶凝固形成凝乳,而图中经过了乳酸发酵,牛奶形成了凝乳,因此乳酸发酵过程中可能产生了有机酸或凝乳酶能使牛奶中蛋白质凝固,B项正确;加热压缩过程去除水分,水分减少,奶酪的硬度加大,不利于微生物生长,有利于储存,C项正确;由制作过程可知,奶酪制作过程中经过了微生物发酵,将牛奶中蛋白质分解或变性处理,都有利于蛋白质的消化和吸收,D项正确。
6.ABD　解析 酒精发酵阶段的适宜温度为18~30 ℃,乙酸发酵阶段的适宜温度为30~35 ℃,A项错误;乙酸发酵阶段产生乙酸,无气体产生,B项错误;当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成乙酸,当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸,C项正确;在乙酸发酵阶段接种醋酸菌可提高乙酸的酸度,乳酸菌无氧呼吸产物是乳酸,不是乙酸,D项错误。
7.BD　解析 赤霉素能促进种子萌发,制作麦芽汁之前用含有赤霉素的溶液浸泡大麦种子,可以有效促进α-淀粉酶合成,将淀粉水解为麦芽糖,进而增加麦芽汁中可发酵糖的含量,A项正确;对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法,一般是接种到试管的斜面培养基上,等到菌落长成后,放入冰箱低温保藏,B项错误;泡盖是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2形成的,较厚,可以将麦芽汁与空气隔绝,C项正确;麦芽汁不仅能为酿酒酵母的发酵过程提供碳源和水,还能提供氮源、无机盐,D项错误。
8.AB　解析 过程①②中都加入相应酶,酶发挥催化作用需要适宜条件,故过程①②需提供适宜温度、酶浓度和作用时间等,A项正确;淀粉和蛋白质属于大分子物质,生物不能直接利用,故酿酒酵母和植物乳杆菌不能直接利用糯米中的淀粉和蛋白质,B项正确;酵母菌发酵不能直接利用乳酸,C项错误;酒的酿制需要酵母菌无氧呼吸,故过程③不需要通入无菌空气,D项错误。
9.答案 (1)基因突变　细胞质基质　(2)使其变得松脆,加大与红曲菌的接触面积　使红曲菌在有氧条件下大量繁殖　酒精　在缺氧、呈酸性的发酵液中,绝大多数微生物无法适应这一环境而受抑制　(3)通入氧气,提高温度　C2H5OH+O2CH3COOH+H2O　缺少醋酸菌
解析 (1)由图可知,红曲菌是紫色红曲经过紫外线诱变获得的,为诱变育种,原理是基因突变。红曲菌通过无氧呼吸产生酒精,场所是细胞质基质。(2)由题意可知,膨化处理是指将粮食加入密闭容器中,加热加压后突然减压,粮食中的水汽化膨胀,使其出现许多小孔,变得松脆,这有利于加大与红曲菌的接触面积,使发酵更充分。通气的情况下,红曲菌进行有氧呼吸产生更多的能量,有利于红曲菌的大量繁殖。确定主粮是否彻底发酵的方法是检测发酵液中酒精的含量。由于在发酵后期,缺氧、呈酸性的发酵液中,绝大多数微生物无法适应这一环境而受抑制,所以酿制粮食酒时,并不需要对主粮进行严格的消毒处理。(3)酒精发酵过程中,通常将温度控制在18~25 ℃,乙酸制作的菌种是醋酸菌,醋酸菌属于好氧菌,因此由酿酒转变成酿醋的制作时需要通入氧气,温度控制在30~35 ℃。此时醋酸菌将酒精转化为乙酸,反应简式为:C2H5OH+O2CH3COOH+H2O。若在外界环境条件适宜情况下,并未产生乙酸的最可能原因是缺少醋酸菌。
10.答案 (1)碳源(能量)　不能　葡萄糖溶液的浓度过高会引起谷氨酸棒状杆菌失水,从而影响发酵过程　高压蒸汽灭菌　利于菌体与培养液充分接触,便于谷氨酸棒状杆菌获得营养物质和排出代谢废物　(2)通入无菌空气和加入缓冲液维持适宜的pH　(3)(负)反馈　既能满足微生物对物质的需求,也避免物质的浪费,使生物体内的物质维持在一定的浓度
解析 (1)葡萄糖可为谷氨酸棒状杆菌的生长提供碳源(能量),葡萄糖溶液的浓度过高会引起谷氨酸棒状杆菌失水,从而影响发酵过程,因此培养基中的葡萄糖溶液的浓度不能由15%左右提升到25%。培养基通常采用高压蒸汽灭菌法灭菌。由于液体培养基有利于菌体与培养液的充分接触,便于谷氨酸棒状杆菌获得营养物质和排出代谢废物,因此生产谷氨酸的过程中通常选用液体培养基。(2)根据题目信息可知,溶氧不足及pH呈酸性时,不利于谷氨酸的产生,因此可通过通入无菌空气和加入缓冲液来为谷氨酸的产生提供适宜的条件。(3)谷氨酸脱氢酶能促进谷氨酸的生成,在谷氨酸的浓度超过一定程度时,会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,从而使谷氨酸维持在一定的含量,既满足微生物对物质的需求,也避免物质的浪费,这种调节方式是通过调节酶活性而实现的负反馈调节机制。
11.答案 (1)(梯度稀释→)接种在平板上→培养　形状、大小、隆起程度和颜色　(2)高盐无氧　郫县豆瓣含盐量较高﹑发酵过程中产生了乙醇　(3)10%　该食盐浓度下酵母菌在较短时间内能够快速增长　(4)灰绿　将等量已知的不同浓度的乙醇加入比色管中,再向比色管中加入等量的酸性重铬酸钾溶液,振荡均匀
解析 (1)从豆瓣中分离出不同的酵母菌,使用稀释涂布平板法,其步骤为:豆瓣取样→梯度稀释→接种在平板上→培养→挑选菌落。菌落的特征包括形状、大小、隆起程度和颜色等,因此可根据菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征来区分酵母菌和其他微生物。(2)郫县豆瓣味辣咸香,发酵过程中酵母菌产生的乙醇等物质在豆瓣风味形成中发挥着重要作用,酵母菌无氧呼吸产生酒精,由此可得出在郫县豆瓣发酵过程中,起主要作用的酵母菌可能是在高盐无氧培养条件下获得的,原因是郫县豆瓣含盐量较高,发酵过程中产生了乙醇。(3)由题图中随着培养时间的延长以及不同的食盐浓度下,菌体的数量的相对值的变化可知,当食盐浓度为10%时,鲁氏接合酵母菌在较短时间内能够快速增长,适合作为研究鲁氏接合酵母菌最适发酵温度的食盐浓度。(4)在酸性条件下,酒精与橙色的重铬酸钾溶液反应呈灰绿色。标准溶液是已知的乙醇浓度,将样液的颜色与标准显色液进行比对,进而估算出样液的乙醇浓度,配制标准显色液的步骤是将等量已知的不同浓度的乙醇加入比色管中,再向比色管中加入等量的酸性重铬酸钾溶液,振荡均匀。
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