第1章 发酵工程 基础夯实——2022-2023学年高二生物北师大版(2019)选择性必修三单元测试
1.分离土壤中尿素分解菌的实验操作中,无法分离得到尿素分解菌的原因最可能是( )
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.使用牛肉膏蛋白胨培养基并在其中添加了尿素
D.未对土壤样液进行稀释就进行涂布培养
2.下列有关培养基配制的描述,正确的是( )
A.液体培养基常用于菌种的分离、计数、鉴定
B.任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐等成分
C.依据微生物的需求,配制出的供微生物生长繁殖的营养基质
D.微生物的生长除受营养因素影响外,还受到pH、渗透压等的影响
3.获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列关于无菌操作技术的说法,错误的是( )
A.灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物
B.使用牛肉膏蛋白胨培养基倒平板操作时,需在酒精灯附近进行
C.灼烧、高压蒸汽灭菌、煮沸消毒法等都属于无菌技术
D.吸管、培养皿等玻璃器皿和金属用具可用干热灭菌
4.关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验的叙述正确的是( )
A.培养基应以尿素为唯一氮源,该细菌与硝化细菌所利用的碳源是相同的
B.土壤取样时应选取表面的土壤
C.对10g土样稀释106倍后,取0.1mL该溶液进行重复的涂布实验,测得的菌落数分别为18、234、276,则该10g土样中分解尿素的细菌数为2.55×108个
D.应该设置对照以排除非测试因素对实验结果的干扰,提高可信度
5.《齐民要术》早有记载可用酒酿醋,具体做法为:粟米饭掸冷如人体投之(米酒醅),杷搅,绵幕瓮口,每日再度搅之。意思是将煮好的粟米饭摊开降至人体温度,与米酒醅混合,搅拌均匀,用棉纱布盖住罐口,每天重复搅拌几次。下列说法错误的是( )
A.“粟米饭”与“米酒”的混合物可以作为酿醋的原材料
B.“粟米饭掸冷如人体”避免了高温影响发酵微生物活性
C.“绵幕瓮口”是为了更好地让发酵微生物进行无氧发酵
D.“每日再度搅之”让底层发酵更充分以增加发酵产物量
6.传统发酵技术在生活生产实践中广泛应用。下列有关叙述错误的是( )
A.家庭制作果酒、果醋通常不是纯种发酵
B.利用乳酸菌制作酸奶的过程中不需要通气培养,应密封发酵
C.果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反
D.泡菜制作的过程中,乳酸菌能在缺氧条件下产生乳酸
7.下列有关利用谷氨酸棒状杆菌通过发酵工程生产谷氨酸的叙述,错误的是( )
A.发酵时只需一次性接种足量菌种,过程中无需随时检测培养液中的细菌数目和产物浓度
B.发酵过程要随时监控pH,并及时添加碱性物质以利于谷氨酸的积累
C.在生产实践中,培养基的配方要经过反复实验才能最终确定
D.可根据代谢产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品
8.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
9.空气中的微生物在重力等作用下会有一定程度沉降。如果利用平板培养基测定教室内不同高度空气中微生物的分布情况,关于该实验的叙述错误的是( )
A.在配制培养基时必须添加琼脂等凝固剂成分
B.将平板培养基放置在教室相同地点的不同高度
C.本实验需要设置不开盖的平板培养基作为对照
D.菌落数在30-300之间的平板才可以用于计数
10.平板划线法和稀释涂布平板法是纯化微生物的两种常用方法,下列描述不正确的是( )
A.都需要用固体培养基 B.都通过操作进行了稀释
C.都要对接种针进行灼烧灭菌 D.都会在培养基表面形成单个的菌落
11.下图是微生物平板划线示意图,划线的顺序为1、2、3、4、5.下列说法中正确的是( )
A.划线操作须在火焰上方进行
B.操作前要将接种环用酒精消毒
C.只有在5区才可以得到所需菌落
D.在1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环灭菌
12.桑葚营养丰富,为解决桑葚的季节性过剩、不易储存等问题,可利用下图甲、乙装置发酵制备成桑葚果酒,甲装置小试管中"X 溶液"可吸收 CO2,有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定且适宜。已知甲、乙装置中接种的酵母菌菌种、接种量及其他条件均相同。下列相关分析正确的是( )
A. 若用甲装置酿制果酒时需要开盖放气
B.若甲、乙装置中原料消耗完,甲装置的酒精量大于乙装置
C.开始一段时间,甲中的酵母菌数量多于乙中的酵母菌数量
D.若制作果醋,可用甲装置及条件,也可用乙装置及条件
13.泡菜发酵利用的微生物主要是乳酸菌,而在发酵初期,水槽内经常有气泡产生,这些气泡产生的原因及成分分别是( )
A.乳酸菌是兼性厌氧型微生物,初期进行有氧呼吸产生CO2;气体为CO2
B.因腌制过程中的盐进入蔬菜使蔬菜体积缩小,气体被排出;气体为空气
C.发酵初期活动强烈的是酵母菌,其利用氧产生CO2;气体为CO2
D.乳酸菌在发酵过程中产生了热量,使坛内温度升高,空气受热膨胀被排出;气体为空气
14.发酵工程已渗透到几乎所有工农业领域,为人们解决粮食、保护环境等问题作出了重大贡献。下列说法错误的是( )
A.果醋、腐乳的制作过程中,往往会在产品表面形成菌膜,而在溶液内部不能形成菌膜
B.酿酒酵母的最适生长温度约为30℃
C.泡菜的制作过程中,亚硝酸盐的含量先上升后下降
D.发酵工程的废弃物易处理,且对环境污染小
15.下列有关发酵食品加工中所用微生物的叙述错误的是( )
A.酵母菌可在酸性发酵液中正常生长繁殖
B.制作果醋时,短时间中断通氧会导致醋酸菌迅速死亡
C.制作腐乳所用的毛霉是一种耐高盐的微生物
D.要获得较高品质的发酵产品需控制好发酵所用的微生物数量
16.如图表示某同学从土壤中筛选出能降低尿素含量的菌株的实验流程。请回答下列有关问题:
(1)实验中应用以___________为唯一氮源的培养基筛选能分解尿素的细菌。从功能上讲,该培养基属于___________培养基。
(2)将样液进行一系列的梯度稀释,然后接种培养。在稀释土壤溶液的过程中每一步都要在___________旁进行操作。稀释处理的目的是______________________;将接种后的培养皿倒置放在温度适宜的恒温箱中培养,平板倒置培养的目的主要是______________________。
(3)在培养基中加入酚红指示剂,若培养基中存在分泌脲酶的细菌,其菌落周围会出现___________,这是因为尿素被分解成___________后,使培养基中所加的酚红指示剂产生颜色变化。变色区域越大,表明该菌株利用尿素的能力越___________。
(4)分离细菌时使用固体培养基的原因是______________________。
17.在农村,泡菜的制作方法:新鲜的蔬菜经过整理、清洗后,放入彻底清洁并用白酒擦拭过的泡菜坛中,然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”,密封后置于阴凉处。在实验室或工厂化生产泡菜时,还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐的含量。
(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是_____。
(2)泡菜坛要密封,若泡菜坛有裂缝,可能会出现什么结果?_____。
(3)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是_____。
(4)加入一些“陈泡菜水”的作用是_____。
(5)制作泡菜的过程中,有机物的干重如何变化?_____。泡菜坛内有机物的种类如何变化?_____。
18.酿酒和制醋是我国最古老的生物技术。下图甲是利用苹果制作果酒和果醋的装置,乙是一种接种微生物的方法示意图,请据图回答有关问题:
(1)用于果酒和果醋发酵的微生物在结构上的最大区别是_______。
(2)图甲的装置中,通气口处放置过滤膜、排气口要浸没在水中,这两处设计的共同目的是_______。
(3)在制作果酒时,发酵初始阶段,发酵罐内会出现负压,则可推测这一过程中微生物进行的细胞呼吸类型为_______;当发酵罐内_______时,意味着发酵已经结束。
(4)为缩短制作果醋的周期,以下采取的措施无效的是( )
A.用果酒为原料
B.增加醋杆菌的数量
C.将酒—水混合物的pH调至7.0
D.发酵时应封闭通气口,防止杂菌污染
(5)完成醋酸发酵的标志是_______。
(6)为了筛选优质的醋杆菌,可根据图乙所示的_______法来进行菌种的分离与纯化。通常可根据_______的形状、大小、颜色等特征进行菌种的鉴定。
(7)若要对菌种进行扩大培养,则需要选用_______培养基。
答案以及解析
1.答案:C
解析:该实验取样时一般取距离地表约3~8cm的土壤,而土壤的表层中微生物数量也很大,该操作可能获得尿素分解菌,A项不符合题意;涂布前涂布器未在酒精灯外焰上灼烧灭菌,这会导致杂菌污染,但一般来说在以尿素为唯一氮源的培养基上只有能分解尿素的微生物才能生长,故该操作仍可获得尿素分解菌,B项不符合题意;该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并在其中添加尿素作为氮源,否则大量的微生物都能生长,该培养基就无法起到选择的作用,即无法分离得到尿素分解菌,C项符合题意;未对土壤样液进行稀释,土壤样液中的尿素分解菌浓度大,可以分离得到尿素分解菌,D项不符合题意。
2.答案:D
解析:固体培养基常用于菌种的分离、计数、鉴定,A错误;培养基不一定含有碳源、氮源,如培养自养型微生物的培养基不需加碳源,分离自生固氮菌的培养基不需加氮源,B错误;人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质叫培养基,C错误;微生物的生长除受营养因素影响外,还受到pH、氧气、渗透压等的影响,D正确。
3.答案:B
解析:本题考查无菌操作等相关知识。灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子,A正确;倒平板操作应在酒精灯火焰附近进行,B错误;灼烧、高压蒸汽灭菌、煮沸消毒法等都属于无菌技术,C正确;吸管、培养皿等玻璃器皿和金属用具可用干热灭菌,D正确。
4.答案:D
解析:分离土壤中分解尿素的细菌的培养基应以尿素为唯一氮源,硝化细菌是自养生物,其碳源为二氧化碳,故二者利用的碳源不同,A错误;细菌适宜在酸碱度接近中性的潮湿的土壤中生长,绝大多数分布在距地表3~8cm的土壤层中所以应在距离地表3~8cm的土壤层取样,B错误;对10mL土样稀释106倍后,取0.1mL该溶液进行重复的涂布实验,测得的菌落数分别为18、234、276,则该10mL土样中分解尿素的细菌数为(234+276)/2÷0.1×10×106=2.55×1010(个),C错误;分离微生物时,需要设置不接种的培养基与实验组一起培养作空白对照,设置对照的目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的干扰,D正确。
5.答案:C
解析:醋酸菌可将葡萄糖分解成醋酸,也可将乙醇转变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,A正确;温度会因影响酶的活性而影响微生物的发酵,“粟米饭掸冷如人体”避免了高温影响发酵微生物的活性,B正确;醋酸菌是需氧细菌,“绵幕瓮口”是为了更好地让醋酸菌进行有氧呼吸,C错误;“每日再度搅之”可以提供氧气,又可使营养物质与发酵微生物充分混合,让底层发酵更充分以增加发酵产物量,D正确。
6.答案:C
解析:家庭制作果酒、果醋所用的菌种都是天然存在的菌种,工业酿制常使用纯种发酵,A正确;乳酸菌是一种严格厌氧型细菌,氧气存在时发酵会受到抑制,B正确;果醋制作过程中有醋酸产生,果酒制作过程中,有CO2产生,CO2溶于水形成碳酸,因此果酒、果醋制作过程中溶液的pH都会逐渐降低,C错误;泡菜制作使用的乳酸菌在无氧条件下将糖分解为乳酸,D正确。
7.答案:A
解析:A、随着发酵的进行,培养液会有一定的改变,菌种的生存会受到一定的影响,发酵过程中需检测培养液中的细菌数目和产物浓度,A错误;B、微生物的生长需要适宜的条件,发酵过程要随时监控pH,并及时添加碱性物质或氨水以利于谷氨酸的积累,B正确;C、在生产实践中,培养基的配方需以满足培养菌种的生存为前提,要经过反复试验才能最终确定,C正确;D、不同代谢产物的分离和纯化的方法不同,可根据代谢产物的性质采取适当的提取分离和纯化措施来获得产品,D正确。故选A。
8.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。
9.答案:D
解析:
10.答案:C
解析:
11.答案:D
解析:
12.答案:C
解析:因甲装置试管中的X溶液能够吸收酵母菌酒精发酵产生的CO2,有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定,所以在酿酒过程中不需要开盖放气,A错误;装置甲中有一定量氧气,酵母菌先进行有氧呼吸消耗氧气而进行增殖,氧气减少,然后再进行无氧呼吸产生酒精和CO2,酒精含量增加,乙装置中没有氧气,只进行无氧呼吸,产生酒精和CO2,酒精含量一开始增加,因此在其他条件相同且适宜的情况下,最终甲中的酒精量小于乙,B错误,C正确;果醋制作所用菌种为醋酸菌,醋酸菌在氧气、糖源都充足时,可将糖分解成醋酸,所以甲装置可以,乙中没有氧气,乙装置不可以,D错误。
13.答案:C
解析:A、乳酸菌是厌氧菌,不能进行有氧呼吸,A错误;
B、腌制过程蔬菜体积变小的原因是细胞失水,而不是气体被排出,B错误;
C、在发酵初期,水槽内经常有气泡产生,这是由于发酵初期活动强烈的是酵母菌,其利用氧产生 CO2,C正确;
D、乳酸菌在发酵过程中只产生了少量的热量,不会使空气受热膨胀排出,D错误.
故选:C.
14.答案:B
解析:本题主要考查发酵工程的基本环节及应用。果醋、腐乳的制作过程中,因醋酸菌和毛霉都是需氧型菌,故在产品表面易形成菌膜,在溶液内部不能形成菌膜,A正确;酿酒酵母的最适生长温度约为20℃,B错误;泡菜的制作过程中,亚硝酸盐含量先上升后下降,C正确;发酵工程的废弃物具有污染小、易处理等特点,D正确。
15.答案:C
解析:毛霉不耐高盐,故在腐乳制作中利用盐来抑制微生物的生长。
16.答案:(1)尿素;选择
(2)酒精灯火焰;得到单个菌落;防止皿盖上的冷凝水落入培养基,造成污染
(3)红色环带;氨;强
(4)固体培养基上细菌分裂产生的子代个体不易分散,从而形成菌落
解析:(1)欲筛选出分解尿素的细菌,培养基中应以尿素为唯一氮源,不能降解尿素的细菌在此培养基上不能生存,这类培养基属于选择培养基。
(2)将样液进行一系列的梯度稀释,然后接种培养,为避免杂菌污染,每一步操作都要在酒精灯火焰旁进行。为了得到单个菌落,需将土壤溶液进行一系列的梯度稀释。为防止水蒸气在皿盖上凝结成水滴并落入培养基造成污染,培养皿需要倒置在恒温培养箱中培养。
(3)细菌合成的脲酶将尿素分解成氨,氨使培养基pH升高,酚红指示剂变红。变色区域越大,说明该菌分解尿素的能力越强。
(4)细菌在液体培养基中分散生长,难以形成单个菌落,而在固体培养基上可以形成肉眼可见的菌落。
17.答案:(1)消毒杀菌
(2)泡菜坛有裂缝,将导致乳酸菌不能正常生长,而其他一些杂菌大量繁殖,使泡菜变质
(3)泡菜坛中盐水浓度过高,微生物因失水过多而死亡
(4)增加泡菜坛内乳酸菌的含量,加快泡菜的发酵
(5)有机物干重减少;有机物种类增加
解析:(1)白酒具有一定的消毒杀菌作用。
(2)乳酸菌是厌氧微生物,因此必须创造无氧环境。在无氧的条件下,乳酸菌发酵可产生大量乳酸,乳酸能有效抑制其他厌氧微生物的生长;若泡菜坛密封性不好,在有氧情况下,乳酸菌的生长受抑制,蔬菜不能进行乳酸发酵,而其他一些需氧微生物会大量繁殖,使泡菜变质。
(3)微生物生长需要适宜的渗透压,若外界溶液浓度过高,会使微生物失水死亡,不能完成乳酸发酵。
(4)“陈泡菜水”里面乳酸菌含量丰富,有利于泡菜的快速发酵。
(5)乳酸菌的生命活动消耗有机物,将有机物分解成其他小分子物质,因此有机物的干重减少,有机物的种类增加。
18.答案:(1)有无核膜包被的细胞核
(2)防止空气中微生物的污染
(3)需氧呼吸(或需氧呼吸与厌氧呼吸);停止出现气泡
(4)D
(5)发酵液pH不再变化
(6)划线分离;菌落
(7)液体
解析:(1)用于制备果酒和果醋的微生物分别是酵母菌和醋杆菌,前者是真核生物,后者是原核生物,两者最大的区别是有无核膜包被的细胞核(或有无成形的细胞核)。
(2)果酒、果醋制作过程中,需防止杂菌的污染,图甲装置中通气口处放置过滤膜、排气口浸没在水中,都是为了防止空气中微生物的污染。
(3)乙醇发酵初期,瓶内会出现负压,是微生物的需氧呼吸造成的,因此可推测这一过程中微生物进行的细胞呼吸类型为需氧呼吸;当发酵罐内停止产生气泡时,标志着发酵结束。
(4)醋酸发酵是醋杆菌在有氧环境下,将乙醇发酵成为醋酸,整个过程需要通入无菌的空气,D项不符合题意。
(5)醋酸发酵完成的标志是发酵液的pH不再发生变化。
(6)图乙为划线分离法,划线分离后,培养基上能够形成单菌落,通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征进行菌种的鉴定。
(7)(LB)固体培养基用于微生物的分离、纯化,而(LB)液体培养基用于微生物的扩大培养。