第1章《发酵工程》章末测评 -2020-2021学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3（Word版含解析）

第1章 章末测评
一、单项选择题(共15小题)
1.(2021·南宁高二检测)含氨苄青霉素的LB培养基在基因工程中有很重要的应用。该培养基能杀死一切不抗氨苄青霉素的细菌,只有对氨苄青霉素具有抗性的细菌才能正常生长繁殖。由其作用可知,该培养基是一种 (　　)
A.固体培养基 B.合成培养基
C.天然培养基 D.选择培养基
2.(2021·上海高二检测)苹果醋因其原料丰富、用途广泛,已成为果醋家族中重要一员,以下是苹果醋生产加工流程图解,相关叙述错误的是 (　　)
A.过程①需要对苹果进行选择、清洗
B.过程②的温度要求低于过程③
C.过程③需要在无氧条件下进行
D.过程④需要进行调配、杀菌等操作
3.(2021·北京高二检测)某同学设计了如图所示的发酵装置,下列有关叙述错误的是 (　　)
A.该装置可阻止空气进入,用于果酒发酵
B.该装置便于果酒发酵中产生的气体排出
C.去除弯管中的水,该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸
D.弯管可以起到防止外界杂菌进入发酵瓶的作用
4.(2021·玉林高二检测)下列关于果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的叙述,正确的是 (　　)
A.利用酵母菌酿酒时,发酵时间越长,产生的酒精量就越多
B.制作果醋的醋酸菌,属于严格的厌氧微生物
C.酵母、毛霉和曲霉等真核生物均参与了腐乳的发酵
D.制作泡菜的微生物是一种好氧细菌
5.在果醋制作过程中,获得较多醋酸菌菌种最简便的方法是 (　　)
A.从变酸的葡萄酒表面获得菌膜,再培养分离
B.从葡萄等水果表面获得大量醋酸菌
C.从出厂的食醋中分离提取
D.从土壤中分离提取
6.下列关于倒平板、平板划线法和稀释涂布平板法的叙述中,正确的是 (　　)
A.倒平板时将培养皿打开,培养皿盖倒放在桌子上
B.平板划线培养后,可观察到从第一区域到第五区域菌落数逐渐减少
C.稀释涂布平板的结果是都可在培养基表面形成单个的菌落
D.倒平板、平板划线法和稀释涂布平板法都是纯化菌种的主要方法
7.做“微生物的分离与培养”实验时,下列叙述正确的是 (　　)
A.高压灭菌加热结束时,立即开启锅盖,拿出培养基和工具待用
B.倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上
C.为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D.用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿底上
8.微生物培养过程中,肉眼鉴别金黄色葡萄球菌和枯草杆菌的重要依据是 (　　)
A.细菌的大小、形状、颜色
B.菌落的大小、形状、颜色
C.有无鞭毛
D.培养基的不同
9.微生物接种方法很多,平板划线法是最常用的一种。如图是平板划线示意图,划线的顺序为①②③④。下列操作方法错误的是 (　　)
A.划线操作时,将沾有菌种的接种环插入培养基
B.平板划线后培养微生物时要倒置培养
C.不能将第④区域的划线与第①区域的划线相连
D.在②～④区域中划线前后都要对接种环进行灭菌
10.下列有关“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.分离土壤中的尿素分解菌实验中,采集的土样经高温灭菌后,可以用于制取土壤稀释液
B.测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,选用的稀释度范围不同
C.测定土壤样品中的活菌数目,常用显微镜直接计数法
D.接种土壤微生物稀释液时,平板划线法可以采取连续划线的方法使微生物均匀分布
11.为了从牛的瘤胃中分离出能够分解纤维素的微生物,下列实验操作及叙述不科学的是 (　　)
A.在富含纤维素的培养基上长出的菌落即为纤维素分解菌
B.将培养基和实验器材进行严格的消毒灭菌
C.将提取的胃液进行系列稀释后接种培养
D.接种后在适宜温度和无氧条件下培养
12.(2021·宜州高二检测)发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,下列哪项不是发酵过程中要完成的事 (　　)
A.随时取样检测培养液中的微生物数目、产物浓度
B.不断添加菌种
C.及时添加必需的培养液组分
D.严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件
13.(2021·大庆高二检测)燕窝是中国人的传统保健品,近年来被传为珍稀滋补品的“血燕”更是价格高昂。但曾在某次抽查时发现,主要产自马来西亚的3万余盏“血燕”中亚硝酸盐含量最高超标350多倍。以下说法中错误的是 (　　)
A.“血燕”中的亚硝酸盐在人体内主要以“过客”的形式随尿排出
B.“血燕”中的亚硝酸盐是一种强致癌物
C.检测“血燕”中亚硝酸盐的含量需将“血燕”制成样品处理液
D.亚硝酸盐是一种含N的无机物
14.通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸,生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。下面有关谷氨酸发酵过程的叙述,正确的是 (　　)
A.溶解氧充足时,发酵液中有乳酸的积累
B.发酵液中碳源和氮源比例的变化不影响谷氨酸的产量
C.菌体中谷氨酸的排出,有利于谷氨酸的合成和产量的提高
D.发酵液呈弱碱性时,有利于谷氨酸棒状杆菌生成N-乙酰谷氨酰胺和谷氨酰胺
15.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”,查阅资料得到如图。请判断下列相关说法不正确的是 (　　)
A.从细胞结构方面比较,制作泡菜和制作果醋所用的微生物相同
B.从细胞代谢方面比较,制作泡菜和制作果酒所用的微生物相同
C.据图曲线分析,与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用
D.据图曲线分析,pH下降是因为乳酸菌产生的乳酸积累
二、多项选择题(本题共5小题)
16.(2021·大庆高二检测)苯酚是工业生产排放的有毒污染物质,自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚,为了降解废水中的苯酚,研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌种,筛选的主要步骤如图所示,①为土壤样品。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.使用平板划线法可以在⑥上获得单个菌落
B.如果要测定②中活细菌数量,常采用稀释涂布平板法
C.图中②培养目的菌种的选择培养基中应加入苯酚作为唯一碳源
D.微生物培养前,需对培养基和培养皿进行消毒处理
17.如图是食用醋的生产工艺流程。下列表述不正确的是 (　　)
淀粉类原料葡萄糖成熟酒酪成熟醋酪成品醋
A.酒精发酵阶段需要通入无菌空气有利于酵母菌的繁殖
B.食醋生产工艺流程只存在酵母菌、醋酸菌两种微生物
C.糖化阶段添加酶制剂可促进淀粉水解产生葡萄糖
D.醋酸发酵阶段需要通气的原因是醋酸菌通过有氧呼吸把葡萄糖氧化为醋酸
18.(2021·桂林高二检测)尿素是一种重要的农业肥料,但若不经细菌的分解,就不能更好地被植物利用。下列有关土壤中尿素分解菌的分离和培养的叙述,正确的是 (　　)
A.培养基中加入尿素作为唯一氮源,该培养基是鉴别培养基
B.微生物培养常用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法
C.细菌合成的脲酶能将尿素分解成氨,氨会使培养基的碱性增强,pH升高
D.若上述培养基被杂菌污染,则培养基上会有多种杂菌菌落出现
19.发酵原料的改变推动着发酵工业迅速发展,利用农作物秸秆等纤维废料生产的乙醇,经加工可制成燃料乙醇,从而减少了对石油资源的依赖。如图是发酵工程生产燃料乙醇的简要流程,据图分析下列说法正确的是 (　　)
A.微生物A能分解纤维素,选育菌种时最好从富含纤维素的土壤中进行筛选
B.图中②过程常用的微生物B是酵母菌,在接种前要进行扩大培养,缩短生产周期
C.微生物A和微生物B可利用的碳源相同
D.可用发酵工程生产的纤维素酶制剂代替微生物B起作用
20.发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养、接种、发酵过程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、产物单一和污染小的特点
B.发酵工程的产品包括微生物的代谢物、菌体本身
C.通常所指的发酵条件包括温度、溶解氧、pH和酶的控制
D.发酵工程与传统发酵技术都需要添加菌种
三、非选择题(本题包括5小题)
21. (2021·丹东高二检测)酸马奶酒是一种以鲜马奶为原料,经乳酸菌和酵母菌共同自然发酵而成的一种古老的乳酸—酒精发酵乳饮料。为了优选菌种,提高品质,某科研机构开展了以下研究:
(1)分离菌种:选取多种马奶酒样本,使用______________法进行菌种分离,培养后在合格平板上会形成__________菌落;一般使用______________挑取上述平板中不同菌种进行纯培养。
(2)筛选菌种:将上述过程中获得的多个菌种分别进行发酵实验。利用__________________与酒精产生显色反应的原理,选择发酵能力较强的酵母菌菌种J;检测发酵液的pH,选择发酵能力较强的乳酸菌菌种W。
(3)若要获得更好的发酵效果,还要检测菌种之间的关系,现将W的滤菌发酵液加入J的培养平板上的一侧(另一侧不添加),30 ℃下,48小时后得到结果如图一所示;将不同浓度的J的发酵液添加到含W的乳酸菌培养基上,在38 ℃下,每隔2小时检测pH,得到曲线如图二所示。
从实验结果分析,W的滤菌发酵液对J的生长有____________(填“促进”或“抑制”)作用;J的发酵液对W的生长有促进作用,且浓度越高其作用越__________(填“强”或“弱”)。实验说明,在酵母菌和乳酸菌的__________________作用下,鲜马奶转变成风味独特的酸马奶酒。
22.(2021·沧州高二检测)某工厂的酒精发酵装置如图所示。回答下列问题:
(1)图中1是压力表,发酵时造成罐内压力增大的气体是__________________,该气体通过图中______________________(填序号)排出罐体。
(2)2和5连接罐内冷凝水以保持适宜的发酵温度,入水口是_______。发酵过程中,4(温度计)的读数应在________________。
(3)工厂化生产酒精需要在培养液中接种优良酵母菌菌种,实验室中培养酵母菌菌种时,常用培养基配方如下:
麦芽汁 20 g
蛋白胨 1 g
葡萄糖 20 g
琼脂 20 g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容至1 000 mL
该培养基中,葡萄糖的作用是____________(答出2点即可)。
选用琼脂作凝固剂的理由是____________(答出1点即可)。
23.β-甘露聚糖酶能分解甘露糖,在食品、医药等方面有着广泛的应用,从土壤中筛选能产生该酶的枯草芽孢杆菌。回答下列问题:
(1)稀释:在污水沟、死树桩旁采集土样,在培养前一般要进行稀释,其目的是____。
(2)分离和筛选:获得稀释的菌液后,一般采取________法,将其接种于选择培养基上,该培养基的配制要求是____________________。
(3)纯化:培养中发现,在菌落周围出现了__________,挑取直径较大的菌落以________法接种,在相同的培养条件下,进行再次筛选,最终可得到纯化菌株。
(4)其他探究:某小组欲比较两种牙膏的抑菌效果,用含有金黄色葡萄球菌的培养基做实验,结果如图,图中b的作用是____________________。请写出实验思路:___________________________。
24.《Live Science》曾撰文指出手机屏幕比马桶按钮单位面积上的细菌多,最近国内微博、微信又对此大量传播,央视和北京卫视通过某科研单位进行了实验调查,如图为实验调查结果。请分析回答下列相关问题:
(1)为了防止杂菌污染,在实验前需要对用于培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌,常见的灭菌方法有__________。
图中两电视台所采用的接种方法均为稀释涂布平板法,将细菌涂布接种在平板上,培养一段时间可观察到菌落,菌落的含义是__________。
(2)按图操作取样面积,实验员测定某手机屏幕的细菌数量,将10 mL菌悬液进行浓度梯度稀释,分别取0.1 mL 稀释倍数为103的样品液接种到三个培养基上,培养一段时间后,统计菌落数分别为48、50、52,则该手机屏幕的细菌数为______________个/cm2。
(3)获得纯净培养物的关键是__________。
有同学认为上述实验应该还有另一组对照设计,该对照是__________。
(4)图中两电视台通过进一步检查发现,两组实验操作步骤均正确且完全一致,但结果却截然不同,你认为最可能的原因是__________。
25.与黄啤相比,黑啤的营养成分更加丰富,享有“黑牛奶”的美誉。如图是黑啤的酿造工艺流程简图,请回答下列相关问题:
(1)啤酒花能赋予啤酒香味和爽口的苦味,加入麦汁中一起蒸煮一段时间。麦汁煮沸的主要目的是______________________________(至少答出两点),为保证发酵时有足量的发酵菌,冷却后的麦汁中应该通入______________。
(2)制作黑啤的原料是优质麦芽、黑麦芽以及其他辅料,糖化过程是将粉碎后的原料内含物在一定温度、pH等条件下,在____________的作用下继续溶解和分解的过程。为保证黑啤的营养物质不被破坏,啤酒罐装前除菌常用的方法是________________。
(3)发酵过程中接种的微生物是______________,请用反应式表示发酵过程的原理__________________________。
(4)为监测发酵状况,可用______________法对发酵菌种进行计数,一段时间内统计结果分析可发现,培养液中的菌种种群数量的生长曲线变化规律是____________________________________。
参考答案
一、单项选择题(共15小题)
1.(2021·南宁高二检测)含氨苄青霉素的LB培养基在基因工程中有很重要的应用。该培养基能杀死一切不抗氨苄青霉素的细菌,只有对氨苄青霉素具有抗性的细菌才能正常生长繁殖。由其作用可知,该培养基是一种 (　　)
A.固体培养基 B.合成培养基
C.天然培养基 D.选择培养基
【解析】选D。该培养基由于含有氨苄青霉素,能杀死一切不抗氨苄青霉素的细菌,只有对氨苄青霉素具有抗性的细菌才能正常生长繁殖,因此氨苄青霉素起到了选择作用。
2.(2021·上海高二检测)苹果醋因其原料丰富、用途广泛,已成为果醋家族中重要一员,以下是苹果醋生产加工流程图解,相关叙述错误的是 (　　)
A.过程①需要对苹果进行选择、清洗
B.过程②的温度要求低于过程③
C.过程③需要在无氧条件下进行
D.过程④需要进行调配、杀菌等操作
【解析】选C。过程①需要对苹果进行选择、清洗,A正确;酵母菌进行酒精发酵的温度一般是18～30 ℃,多数醋酸菌生长的最适温度是30～35 ℃,故过程②的温度要求低于过程③,B正确;醋酸菌是好氧菌,故过程③需要在有氧条件下进行,C错误;根据人们口感和保存的需要,过程④要进行调配、杀菌等操作,D正确。
3.(2021·北京高二检测)某同学设计了如图所示的发酵装置,下列有关叙述错误的是 (　　)
A.该装置可阻止空气进入,用于果酒发酵
B.该装置便于果酒发酵中产生的气体排出
C.去除弯管中的水,该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸
D.弯管可以起到防止外界杂菌进入发酵瓶的作用
【解析】选C。果酒发酵需要无氧环境,该装置弯管中的水可阻止空气进入,创造无氧环境,因此能用于果酒发酵,A正确;果酒发酵中产生的气体是二氧化碳,该装置便于二氧化碳的排出,B正确;醋酸发酵使用的微生物是醋酸菌,醋酸菌是一种好氧菌,该装置若用于醋酸发酵,去除弯管中的水,空气从弯管中进入,但不能满足底层发酵液中大量的醋酸菌进行细胞呼吸时对氧气的需求,C错误;弯管可以起到防止外界杂菌进入发酵瓶的作用,D正确。
4.(2021·玉林高二检测)下列关于果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的叙述,正确的是 (　　)
A.利用酵母菌酿酒时,发酵时间越长,产生的酒精量就越多
B.制作果醋的醋酸菌,属于严格的厌氧微生物
C.酵母、毛霉和曲霉等真核生物均参与了腐乳的发酵
D.制作泡菜的微生物是一种好氧细菌
【解析】选C。利用酵母菌酿酒时,在一定时间范围内,发酵时间越长,产生的酒精量就越多,若时间过长,则会由于营养物质消耗等,酒精产量减少,A错误;醋酸菌属于好氧细菌,B错误;酵母、毛霉和曲霉等真核生物均参与了腐乳的发酵,其中起主要作用的是毛霉,C正确;制作泡菜的微生物是乳酸菌,其属于厌氧细菌,D错误。
5.在果醋制作过程中,获得较多醋酸菌菌种最简便的方法是 (　　)
A.从变酸的葡萄酒表面获得菌膜,再培养分离
B.从葡萄等水果表面获得大量醋酸菌
C.从出厂的食醋中分离提取
D.从土壤中分离提取
【解析】选A。变酸的葡萄酒表面有一层醋酸菌形成的菌膜,将菌膜培养分离可以得到大量的醋酸菌。葡萄等水果表面虽然有醋酸菌,但是不能在短时间内大量获取。食醋会经过灭菌后再出厂,且食醋的pH不利于醋酸菌生长繁殖,故食醋内几乎没有活的醋酸菌。土壤中含有各种微生物,所以分离、培养和纯化醋酸菌的过程比较繁琐。
6.下列关于倒平板、平板划线法和稀释涂布平板法的叙述中,正确的是 (　　)
A.倒平板时将培养皿打开,培养皿盖倒放在桌子上
B.平板划线培养后,可观察到从第一区域到第五区域菌落数逐渐减少
C.稀释涂布平板的结果是都可在培养基表面形成单个的菌落
D.倒平板、平板划线法和稀释涂布平板法都是纯化菌种的主要方法
【解析】选B。倒平板时要用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖,A项错误;划线后,线条末端细菌的数目比线条起始处要少,每次从上一次划线的末端开始,能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少,最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落,B项正确;稀释涂布平板的结果可得到由单个细菌繁殖而来的菌落,而不是得到单个菌落,C项错误;倒平板是制作固体培养基的方法,不是纯化菌种的方法,D项错误。
7.做“微生物的分离与培养”实验时,下列叙述正确的是 (　　)
A.高压灭菌加热结束时,立即开启锅盖,拿出培养基和工具待用
B.倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上
C.为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D.用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿底上
【解析】选D。到灭菌时间后,切断热源,让灭菌锅内温度自然下降(不需打开放气阀),当压力表的压力降到零时,打开排气阀,旋松螺栓,打开盖子,拿出培养基和工具待用,A错误;倒平板时,用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基(10～20 mL)倒入培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖,B错误;接种环经火焰灼烧灭菌后应在火焰旁冷却后再挑取菌落,C错误;标记菌落时应用记号笔标记在皿底上,D正确。
8.微生物培养过程中,肉眼鉴别金黄色葡萄球菌和枯草杆菌的重要依据是 (　　)
A.细菌的大小、形状、颜色
B.菌落的大小、形状、颜色
C.有无鞭毛
D.培养基的不同
【解析】选B。肉眼观察不到细菌的大小、形状、颜色,A错误;鉴别金黄色葡萄球菌和枯草杆菌的重要依据是菌落形态,如菌落的大小、形状、颜色,B正确;肉眼无法观察到细菌的鞭毛,C错误;培养基不同不是鉴别金黄色葡萄球菌和枯草杆菌的重要依据,D错误。
9.微生物接种方法很多,平板划线法是最常用的一种。如图是平板划线示意图,划线的顺序为①②③④。下列操作方法错误的是 (　　)
A.划线操作时,将沾有菌种的接种环插入培养基
B.平板划线后培养微生物时要倒置培养
C.不能将第④区域的划线与第①区域的划线相连
D.在②～④区域中划线前后都要对接种环进行灭菌
【解析】选A。接种是让菌种在培养基表面生长,所以不能将接种环插入培养基中,A错误;用平板培养基培养微生物时,为了防止水蒸气凝集滴入培养基造成干扰或污染,应将平板倒过来放置培养,B正确;划线时要避免最后一区的划线与第一区的划线连接,因为最后一区是细菌稀少的,而第一区是细菌最致密的,如果连在一起则可能影响单个菌落的分离效果,C正确;在②③④区域中划线前后都要对接种环进行灼烧灭菌,D正确。
10.下列有关“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.分离土壤中的尿素分解菌实验中,采集的土样经高温灭菌后,可以用于制取土壤稀释液
B.测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,选用的稀释度范围不同
C.测定土壤样品中的活菌数目,常用显微镜直接计数法
D.接种土壤微生物稀释液时,平板划线法可以采取连续划线的方法使微生物均匀分布
【解析】选B。分离土壤中的尿素分解菌实验中,采集的土样经高温灭菌后,其中的微生物全部死亡,不能得到尿素分解菌,A错误;样品的稀释度直接影响平板上生长的菌落数目,土壤中各类微生物数量不同,含量最多的是细菌,占70%～90%,其次是放线菌,最少是真菌,所以为获得不同类型的微生物,需要按不同稀释倍数进行分类。故测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,选用的稀释度范围不同,B正确;测定土壤样品中的活菌数目,常用稀释涂布平板法(菌落计数法),一般不采用显微镜直接计数法,C错误;接种土壤微生物稀释液时,可借助平板划线法,通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面,但不是使微生物均匀分布,D错误。
11.为了从牛的瘤胃中分离出能够分解纤维素的微生物,下列实验操作及叙述不科学的是 (　　)
A.在富含纤维素的培养基上长出的菌落即为纤维素分解菌
B.将培养基和实验器材进行严格的消毒灭菌
C.将提取的胃液进行系列稀释后接种培养
D.接种后在适宜温度和无氧条件下培养
【解析】选A。在富含纤维素的培养基上长出的菌落除了纤维素分解菌,还有其他菌落,A项错误。培养基和实验器材消毒灭菌是为了防止杂菌污染,B项正确。为了能够得到单细胞菌落,提取的胃液需先进行系列稀释后接种培养,C项正确。牛胃的缺氧环境只能允许厌氧型的纤维素分解菌生长,因此培养牛胃中的纤维素分解菌应提供适宜的温度和无氧环境,D项正确。
12.(2021·宜州高二检测)发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,下列哪项不是发酵过程中要完成的事 (　　)
A.随时取样检测培养液中的微生物数目、产物浓度
B.不断添加菌种
C.及时添加必需的培养液组分
D.严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件
【解析】选B。发酵过程中,可以随时取样检测培养液的微生物数目、产物浓度,A正确;发酵之前菌种已经添加完毕,发酵过程中不需要额外添加菌种,B错误;发酵需要充足的培养液,发酵过程中需要及时添加必需的培养液组分,C正确;发酵过程中需要严格控制发酵条件,如严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等,D正确。
13.(2021·大庆高二检测)燕窝是中国人的传统保健品,近年来被传为珍稀滋补品的“血燕”更是价格高昂。但曾在某次抽查时发现,主要产自马来西亚的3万余盏“血燕”中亚硝酸盐含量最高超标350多倍。以下说法中错误的是 (　　)
A.“血燕”中的亚硝酸盐在人体内主要以“过客”的形式随尿排出
B.“血燕”中的亚硝酸盐是一种强致癌物
C.检测“血燕”中亚硝酸盐的含量需将“血燕”制成样品处理液
D.亚硝酸盐是一种含N的无机物
【解析】选B。亚硝酸盐不直接致癌,但由亚硝酸盐转变成的亚硝胺具有致癌作用。
14.通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸,生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。下面有关谷氨酸发酵过程的叙述,正确的是 (　　)
A.溶解氧充足时,发酵液中有乳酸的积累
B.发酵液中碳源和氮源比例的变化不影响谷氨酸的产量
C.菌体中谷氨酸的排出,有利于谷氨酸的合成和产量的提高
D.发酵液呈弱碱性时,有利于谷氨酸棒状杆菌生成N-乙酰谷氨酰胺和谷氨酰胺
【解析】选C。谷氨酸棒状杆菌是好氧细菌,在氧气充足时,不会有乳酸的积累,A错误;谷氨酸发酵过程中碳源与氮源之比影响谷氨酸的产量,B错误;谷氨酸发酵过程中,当谷氨酸合成量过多时,就会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,从而使谷氨酸的合成过程中断,因此需要及时地排出谷氨酸,才可以解除此抑制作用,C正确;谷氨酸发酵过程中,当发酵液呈酸性时,谷氨酸棒状杆菌会产生N-乙酰谷氨酰胺和谷氨酰胺,D错误。
15.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”,查阅资料得到如图。请判断下列相关说法不正确的是 (　　)
A.从细胞结构方面比较,制作泡菜和制作果醋所用的微生物相同
B.从细胞代谢方面比较,制作泡菜和制作果酒所用的微生物相同
C.据图曲线分析,与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用
D.据图曲线分析,pH下降是因为乳酸菌产生的乳酸积累
【解析】选B。从细胞结构方面比较,制作泡菜所用的乳酸菌和制作果醋所用的醋酸菌都是原核生物,A正确;从细胞代谢方面比较,制作泡菜所用的乳酸菌是厌氧菌,而制作果酒所用的酵母菌是兼性厌氧菌,B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,C正确;据图曲线分析,pH下降是因为乳酸菌产生的乳酸积累,D正确。
二、多项选择题(本题共5小题)
16.(2021·大庆高二检测)苯酚是工业生产排放的有毒污染物质,自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚,为了降解废水中的苯酚,研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌种,筛选的主要步骤如图所示,①为土壤样品。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.使用平板划线法可以在⑥上获得单个菌落
B.如果要测定②中活细菌数量,常采用稀释涂布平板法
C.图中②培养目的菌种的选择培养基中应加入苯酚作为唯一碳源
D.微生物培养前,需对培养基和培养皿进行消毒处理
【解析】选A、B、C。使用平板划线法可在⑥所示的培养基表面形成单个菌落,A正确;稀释涂布平板法可用来测定②中的活细菌数量,B正确;培养并筛选能降解苯酚的微生物,图中②培养目的菌种的选择培养基中应加入苯酚作为唯一碳源,C正确;为了避免杂菌污染,微生物培养前,需对培养基和培养皿进行灭菌处理,D错误。
17.如图是食用醋的生产工艺流程。下列表述不正确的是 (　　)
淀粉类原料葡萄糖成熟酒酪成熟醋酪成品醋
A.酒精发酵阶段需要通入无菌空气有利于酵母菌的繁殖
B.食醋生产工艺流程只存在酵母菌、醋酸菌两种微生物
C.糖化阶段添加酶制剂可促进淀粉水解产生葡萄糖
D.醋酸发酵阶段需要通气的原因是醋酸菌通过有氧呼吸把葡萄糖氧化为醋酸
【解析】选A、B、D。酒精发酵阶段需要无氧环境,A错误;生产流程中,糖化阶段还需要曲霉的作用,酒精发酵是酵母菌作用,醋酸发酵是醋酸菌作用,B错误;糖化阶段添加酶制剂可促进淀粉水解产生葡萄糖,C正确;醋酸菌是好氧细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸,D错误。
18.(2021·桂林高二检测)尿素是一种重要的农业肥料,但若不经细菌的分解,就不能更好地被植物利用。下列有关土壤中尿素分解菌的分离和培养的叙述,正确的是 (　　)
A.培养基中加入尿素作为唯一氮源,该培养基是鉴别培养基
B.微生物培养常用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法
C.细菌合成的脲酶能将尿素分解成氨,氨会使培养基的碱性增强,pH升高
D.若上述培养基被杂菌污染,则培养基上会有多种杂菌菌落出现
【解析】选B、C。培养基中加入尿素作为唯一氮源,该培养基是选择培养基,A错误;微生物培养常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法,B正确;细菌合成的脲酶能将尿素分解成氨,氨会使培养基的碱性增强,pH升高,可加入酚红指示剂进行检测,C正确;由于培养基中加入尿素作为唯一氮源,其他不分解尿素的微生物不能生长,故不会有多种杂菌长出来,D错误。
19.发酵原料的改变推动着发酵工业迅速发展,利用农作物秸秆等纤维废料生产的乙醇,经加工可制成燃料乙醇,从而减少了对石油资源的依赖。如图是发酵工程生产燃料乙醇的简要流程,据图分析下列说法正确的是 (　　)
A.微生物A能分解纤维素,选育菌种时最好从富含纤维素的土壤中进行筛选
B.图中②过程常用的微生物B是酵母菌,在接种前要进行扩大培养,缩短生产周期
C.微生物A和微生物B可利用的碳源相同
D.可用发酵工程生产的纤维素酶制剂代替微生物B起作用
【解析】选A、B。根据图解可知,微生物A的碳源是纤维素,故要想获得微生物A最好选择富含纤维素的土壤采集,A正确;图中②过程表示生产乙醇的过程,常用微生物是酵母菌,为了缩短生产周期,增加菌种数量,在接种前要进行扩大培养,B正确;微生物A所用碳源为纤维素,微生物B所用碳源为纤维素降解物,C错误;微生物A之所以能利用纤维质原料是因为其含有纤维素酶,故可用纤维素酶制剂代替微生物A起作用,D错误。
20.发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养、接种、发酵过程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、产物单一和污染小的特点
B.发酵工程的产品包括微生物的代谢物、菌体本身
C.通常所指的发酵条件包括温度、溶解氧、pH和酶的控制
D.发酵工程与传统发酵技术都需要添加菌种
【解析】选C、D。发酵工程具有条件温和、产物单一和污染小的特点,A正确;发酵工程的产品包括微生物的代谢物、菌体本身,B正确;通常所指的发酵条件包括温度、溶解氧和pH的控制,C错误;传统发酵技术一般不需要添加菌种,而是利用自然环境中的微生物,D错误。
三、非选择题(本题包括5小题)
21. (2021·丹东高二检测)酸马奶酒是一种以鲜马奶为原料,经乳酸菌和酵母菌共同自然发酵而成的一种古老的乳酸—酒精发酵乳饮料。为了优选菌种,提高品质,某科研机构开展了以下研究:
(1)分离菌种:选取多种马奶酒样本,使用______________法进行菌种分离,培养后在合格平板上会形成__________菌落;一般使用______________挑取上述平板中不同菌种进行纯培养。
(2)筛选菌种:将上述过程中获得的多个菌种分别进行发酵实验。利用__________________与酒精产生显色反应的原理,选择发酵能力较强的酵母菌菌种J;检测发酵液的pH,选择发酵能力较强的乳酸菌菌种W。
(3)若要获得更好的发酵效果,还要检测菌种之间的关系,现将W的滤菌发酵液加入J的培养平板上的一侧(另一侧不添加),30 ℃下,48小时后得到结果如图一所示;将不同浓度的J的发酵液添加到含W的乳酸菌培养基上,在38 ℃下,每隔2小时检测pH,得到曲线如图二所示。
从实验结果分析,W的滤菌发酵液对J的生长有____________(填“促进”或“抑制”)作用;J的发酵液对W的生长有促进作用,且浓度越高其作用越__________(填“强”或“弱”)。实验说明,在酵母菌和乳酸菌的__________________作用下,鲜马奶转变成风味独特的酸马奶酒。
【解析】(1)菌种的分离可以选择稀释涂布平板法或者平板划线法。在合格的平板上单个菌种经过分裂形成肉眼可见的子细胞群体,称为菌落,在纯培养过程中,挑取菌种的工具一般选择接种环。
(2)在酸性条件下,酒精可以和重铬酸钾发生颜色反应。
(3)从图一中分析:W的滤菌发酵液加入J的培养平板上的一侧菌落数目明显比对照组要多,说明W的滤菌发酵液对J的生长有促进作用;从图二可以看出发酵液浓度越高,pH越低,说明产生的乳酸越多,促进作用越强,因此乳酸菌和酵母菌是协同作用。
答案:(1)稀释涂布平板法或平板划线　单个　接种环
(2)酸性重铬酸钾
(3)促进　强 　协同
22. (2021·沧州高二检测)某工厂的酒精发酵装置如图所示。回答下列问题:
(1)图中1是压力表,发酵时造成罐内压力增大的气体是__________________,该气体通过图中______________________(填序号)排出罐体。
(2)2和5连接罐内冷凝水以保持适宜的发酵温度,入水口是_______。发酵过程中,4(温度计)的读数应在________________。
(3)工厂化生产酒精需要在培养液中接种优良酵母菌菌种,实验室中培养酵母菌菌种时,常用培养基配方如下:
麦芽汁 20 g
蛋白胨 1 g
葡萄糖 20 g
琼脂 20 g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容至1 000 mL
该培养基中,葡萄糖的作用是____________(答出2点即可)。
选用琼脂作凝固剂的理由是____________(答出1点即可)。
【解析】(1)酒精发酵过程中除了产生酒精外,还会产生二氧化碳,因此发酵时造成罐内压力增大的气体是二氧化碳,该气体通过图中7排出罐体。
(2)2 和5连接罐内冷凝水以保持适宜的发酵温度,入水口在下,即2是入水口。酒精发酵的适宜温度是18～30 ℃,因此温度计的读数应在18～30 ℃。
(3)该培养基中,葡萄糖的作用是为细胞生物生命活动提供能量;为其他有机物的合成提供原料;维持培养基的渗透压。选用琼脂作凝固剂的理由是琼脂在常规培养条件下呈固态;微生物不能分解利用琼脂,加入琼脂不改变培养基营养成分。
答案:(1)二氧化碳(CO2) 　7
(2)2　18～30 ℃
(3)为细胞生物生命活动提供能量;为其他有机物的合成提供原料;维持培养基的渗透压　琼脂在常规培养条件下呈固态;微生物(酵母菌)不能分解利用琼脂,加入琼脂不改变培养基营养成分
23.(12分)β-甘露聚糖酶能分解甘露糖,在食品、医药等方面有着广泛的应用,从土壤中筛选能产生该酶的枯草芽孢杆菌。回答下列问题:
(1)稀释:在污水沟、死树桩旁采集土样,在培养前一般要进行稀释,其目的是____。
(2)分离和筛选:获得稀释的菌液后,一般采取________法,将其接种于选择培养基上,该培养基的配制要求是____________________。
(3)纯化:培养中发现,在菌落周围出现了__________,挑取直径较大的菌落以________法接种,在相同的培养条件下,进行再次筛选,最终可得到纯化菌株。
(4)其他探究:某小组欲比较两种牙膏的抑菌效果,用含有金黄色葡萄球菌的培养基做实验,结果如图,图中b的作用是____________________。请写出实验思路:___________________________。
【解析】(1)稀释的目的是降低菌液浓度,以便在培养基上形成单个菌落。
(2)接种微生物常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法,因此获得稀释的菌液后,一般采取涂布平板法,将其接种于选择培养基上;要筛选能产生β-甘露聚糖酶(能分解甘露糖)的枯草芽孢杆菌,应该用以甘露糖为唯一碳源的培养基。
(3)培养中发现,在菌落周围出现了透明圈,挑取直径较大的菌落以平板划线法接种,在相同的培养条件下,进行再次筛选,最终可得到纯化菌株。
(4)该实验的目的是比较两种牙膏的抑菌效果,根据对照原则和单一变量原则,图中b的作用是作为对照,实验思路是:将等量的两种不同牙膏涂布在a、c处,b处不涂牙膏,观察a、b、c周围透明圈的出现情况。
答案:(1)在培养基表面形成单个菌落
(2)涂布平板　把甘露糖作为唯一碳源
(3)透明圈　平板划线
(4)对照　将等量的两种不同牙膏涂布在a、c处,b处不涂牙膏,观察a、b、c周围透明圈的出现情况
24.《Live Science》曾撰文指出手机屏幕比马桶按钮单位面积上的细菌多,最近国内微博、微信又对此大量传播,央视和北京卫视通过某科研单位进行了实验调查,如图为实验调查结果。请分析回答下列相关问题:
(1)为了防止杂菌污染,在实验前需要对用于培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌,常见的灭菌方法有__________。
图中两电视台所采用的接种方法均为稀释涂布平板法,将细菌涂布接种在平板上,培养一段时间可观察到菌落,菌落的含义是__________。
(2)按图操作取样面积,实验员测定某手机屏幕的细菌数量,将10 mL菌悬液进行浓度梯度稀释,分别取0.1 mL 稀释倍数为103的样品液接种到三个培养基上,培养一段时间后,统计菌落数分别为48、50、52,则该手机屏幕的细菌数为______________个/cm2。
(3)获得纯净培养物的关键是__________。
有同学认为上述实验应该还有另一组对照设计,该对照是__________。
(4)图中两电视台通过进一步检查发现,两组实验操作步骤均正确且完全一致,但结果却截然不同,你认为最可能的原因是__________。
【解析】(1)实验室常见的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和湿热灭菌。菌落是指分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。(2)该实验每平方厘米中的细菌个数=(某一稀释度下培养基上生长的平均菌落数)÷涂布平板时所用的稀释液的体积×稀释倍数×菌悬液体积÷取样面积,则该手机屏幕的细菌数为(48+50+52)÷3÷0.1×103×10÷(5×5)=2×105个/cm2。(3) 获得纯净培养物的关键是防止杂菌的污染。题述实验应该增加一组没有接种微生物的培养基培养作为对照。(4)通过进一步检查发现,两组实验操作步骤均正确且完全一致,但结果却截然不同,最可能的原因是手机的取样环境和马桶的取样环境不相同或手机和马桶按钮使用时间长短不同。　
答案:(1)灼烧灭菌、干热灭菌、湿热灭菌　分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部繁殖形成的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体　(2)2×105　 (3)防止杂菌的污染　没有接种微生物的培养基培养　(4)手机的取样环境和马桶的取样环境都不相同或手机和马桶按钮使用时间长短不同
25.与黄啤相比,黑啤的营养成分更加丰富,享有“黑牛奶”的美誉。如图是黑啤的酿造工艺流程简图,请回答下列相关问题:
(1)啤酒花能赋予啤酒香味和爽口的苦味,加入麦汁中一起蒸煮一段时间。麦汁煮沸的主要目的是______________________________(至少答出两点),为保证发酵时有足量的发酵菌,冷却后的麦汁中应该通入______________。
(2)制作黑啤的原料是优质麦芽、黑麦芽以及其他辅料,糖化过程是将粉碎后的原料内含物在一定温度、pH等条件下,在____________的作用下继续溶解和分解的过程。为保证黑啤的营养物质不被破坏,啤酒罐装前除菌常用的方法是________________。
(3)发酵过程中接种的微生物是______________,请用反应式表示发酵过程的原理__________________________。
(4)为监测发酵状况,可用______________法对发酵菌种进行计数,一段时间内统计结果分析可发现,培养液中的菌种种群数量的生长曲线变化规律是____________________________________。
【解析】(1)麦汁煮沸可以杀灭其中的杂菌、浓缩麦汁的浓度,还可以利用高温破坏麦汁中酶的活性,产生风味组分。酵母菌利用有氧呼吸大量繁殖,所以为了保证发酵时有足量的发酵菌,冷却后的麦汁中应该通入无菌空气。
(2)黑啤产生的原理是酵母菌的无氧呼吸,所以需要通入无菌空气,还需要加入淀粉酶等多种酶;为保证黑啤的营养物质不被破坏,啤酒罐装前常用巴氏消毒法除菌。
(3)根据以上分析已知,该实验需要的菌种是酵母菌,原理是无氧呼吸,方程式为
C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。
(4)对酵母菌进行计数的方法是抽样检测;由于营养物质和空间都是有限的,所以酵母菌的数量先增加后稳定,即呈“S”形增长。
答案:(1)杀菌、终止酶的作用、产生风味组分　无菌空气
(2)淀粉酶等多种酶(或一系列酶)　巴氏消毒法　
(3)酵母菌　C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量　
(4)抽样检测　呈“S”形增长(先增加后稳定)