人教版2019高中生物选择性必修3 同步练习题--1.3 发酵工程及其应用(含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版2019高中生物选择性必修3 同步练习题--1.3 发酵工程及其应用(含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-23 23:58:09 | ||
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文档简介
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2024人教版高中生物选择性必修3同步
第3节 发酵工程及其应用
基础过关练
题组一 发酵工程的基本环节
1.下列有关发酵工程基本环节的叙述,错误的是( )
A.现代发酵工程使用的大型发酵罐均具有计算机控制系统,能使发酵全过程处于最佳状态
B.在发酵过程中,环境条件的变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物代谢物的形成
C.发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成都与搅拌速度无关
D.确定菌种之后,才能选择原料配制培养基
2.(2023北京昌平期末)研究人员采用下图所示方法获得高耐酒精的高产醋酸菌,相关叙述错误的是( )
A.自然发酵的甘蔗渣需灭菌后再加入培养基中
B.纯化培养过程可采用稀释涂布平板法接种醋酸菌
C.高产醋酸菌可分解CaCO3形成更大的透明圈
D.通过增加酒精浓度进一步筛选高耐酒精的高产醋酸菌
3.发酵工程生产发酵产品的流程如图所示,回答下列问题。
(1)性状优良的菌种可以从 中获取,随着技术的发展,也可以通过 或 等途径获得。
(2) 是发酵工程的中心环节。在发酵过程中,要随时检测培养液中的 、 等,以了解发酵进程。除了了解发酵进程外,还要及时添加必需的营养组分,要严格控制 (答出2点即可)等发酵条件。
(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 等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品。如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的 措施来获得产品。
(4)青霉菌在一定条件下可产生青霉素,青霉素具有杀菌的作用,有同学认为利用青霉菌发酵生产青霉素的过程中不必担心杂菌污染,你是否认同这样的观点 。为什么 。
题组二 发酵工程的应用
4.(2023湖北荆州三中月考)利用发酵工程生产蓝莓酒需经过“清洗破碎→酶解→过滤→调整成分→接种→主发酵→倒灌过滤→后发酵→消毒→终止”等主要环节。下列叙述错误的是( )
A.酶解环节需要添加果胶酶和纤维素酶并控制酶解温度
B.调整成分时按比例添加蔗糖可以提高果酒的酒精含量
C.接种前需要对基因工程获得的高产菌株进行扩大培养
D.主发酵和后发酵均需要密闭
5.(2023湖南岳阳一中联考)谷氨酸棒状杆菌发酵过程会生成大量的谷氨酸,经加工可制成味精。其发酵过程中,发酵罐中碳氮比(碳元素与氮元素的比值)为4∶1时,菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少;当碳氮比为3∶1时,菌体繁殖受抑制但谷氨酸的合成量大增。下列相关叙述正确的是( )
A.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
B.分离、提纯产物是发酵工程的中心环节,有利于获得更多的优质发酵产品
C.由题干信息可推知发酵过程中需调整发酵罐内营养成分的比例
D.谷氨酸的发酵生产在碱性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
6.(2023山东临沂月考)微生物蛋白又称单细胞蛋白,它是利用工农业废料及石油废料等人工发酵培养的微生物菌体,科学家们一直尝试利用发酵技术生产的微生物蛋白来替代传统肉类,以期开发一条环保、健康、可持续的肉类生产途径。下列相关叙述错误的是( )
A.微生物蛋白不仅含有丰富的蛋白质,还含有糖类、脂质等物质
B.利用发酵技术生产微生物蛋白所用的菌种通常是单一菌种
C.可采用过滤、沉淀等方法将微生物蛋白与发酵液分离
D.发酵所需的培养基要严格灭菌,发酵设备不需要灭菌
7.(2023辽宁龙津高级中学)啤酒是以麦芽汁为原料,经酿酒酵母发酵制得的。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。下列说法正确的是( )
A.传统啤酒酿造过程中需要严格灭菌,以防杂菌污染
B.制作麦芽汁之前用含有脱落酸的溶液浸泡大麦种子,增加可发酵糖的含量
C.泡盖产生的原因是酿酒酵母有氧呼吸产生CO2,泡盖的形成可以促进酒精的产生
D.麦芽汁只能为酿酒酵母的发酵过程提供碳源和水
8.(教材习题改编)2017年9月,国家发展改革委、国家能源局等十五部门联合印发了《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》,提出了到2020年在全国范围内推广使用车用乙醇汽油,到2025年力争纤维素乙醇实现规模化生产。利用纤维素废弃物代替粮食生产酒精的研究工作前景广阔,其流程如图所示。回答下列问题。
(1)筛选纤维素分解菌的实验流程是:土壤取样→ →梯度稀释→将样品涂布到 (填“鉴别”或“选择”)纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落。
(2)刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解后的 发生这种反应。
(3)图中发酵阶段常用的菌种是 ,发酵后是否有酒精产生,可以用 来检验。
(4)筛选纤维素分解菌的培养基配制过程中,设置未接种的培养基的作用是 。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 2.A 4.D 5.C 6.D 7.C
1.C 计算机控制系统可以对发酵过程进行监测和控制,还可以进行反馈控制,使发酵罐内的发酵全过程处于最佳状态,A正确;微生物的发酵需要适宜的温度和pH等,所以环境条件的变化会对微生物的生长繁殖和代谢物的形成产生一定的影响,B正确;搅拌可增加发酵液中的溶氧量、使菌体与发酵液中的营养物质充分接触,故发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成都与搅拌速度有关,C错误。
2.A 自然发酵的甘蔗渣含有醋酸菌菌株,不能进行灭菌,A错误;采用稀释涂布平板法或平板划线法接种醋酸菌,都能使微生物纯化,B正确;高产醋酸菌可产生更多醋酸,醋酸可分解CaCO3,从而形成更大的透明圈,C正确;在高浓度酒精环境中,只有高耐酒精的菌种可以生存,故可通过增加酒精浓度进一步筛选高耐酒精的高产醋酸菌,D正确。
3.答案 (1)自然界 诱变育种 基因工程育种 (2)发酵罐内发酵 微生物数量 产物浓度 温度、pH和溶解氧 (3)过滤、沉淀 提取、分离和纯化 (4)不认同 因为青霉素只能杀灭部分杂菌,且某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解,所以利用青霉菌发酵生产青霉素的过程中也要防止杂菌污染
解析 (4)青霉素只能杀灭部分杂菌,在青霉素生产过程中,如果污染了能分泌青霉素酶的杂菌,这些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解,因此利用青霉菌发酵生产青霉素的过程中也要防止杂菌污染。
4.D 在果浆中添加果胶酶和纤维素酶可以酶解细胞壁,增加细胞内容物的释放,酶的活性受到温度的影响,所以酶解环节需要控制酶解温度,A正确;接种前需要对基因工程获得的高产菌株进行扩大培养,增加高产菌株的数量,C正确;在生产蓝莓酒的过程中,需利用酵母菌发酵产生酒精,主发酵的前阶段进行通气,使酵母菌进行有氧呼吸,促进其大量繁殖,后阶段需要密闭,促进酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,D错误。
5.C 单细胞蛋白是通过发酵获得的微生物菌体,并不是从微生物细胞中提取获得的,A错误。发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵,B错误。由“其发酵过程中,发酵罐中碳氮比(碳元素与氮元素的比值)为4∶1时,菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少;当碳氮比为3∶1时,菌体繁殖受抑制但谷氨酸的合成量大增”可知,发酵过程中需调整发酵罐内营养成分的比例,以保证先获得大量谷氨酸棒状杆菌,再获得大量发酵产物,C正确。谷氨酸的发酵生产:在中性和弱碱性条件下积累谷氨酸,在酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,D错误。
6.D 微生物蛋白不是菌体分泌的蛋白质,而是微生物菌体,不仅含有丰富的蛋白质,还含有糖类、脂质等物质,可采用过滤、沉淀等方法将菌体与发酵液分离,A、C正确;发酵所需的培养基和设备都需要严格灭菌,D错误。
7.C 传统啤酒酿造过程中利用的酵母菌来自自然界,酿造过程中不能严格灭菌,A错误;制作麦芽汁之前用含有赤霉素的溶液浸泡大麦种子,可促使种子发芽,增加可发酵糖的含量,脱落酸会抑制种子发芽,B错误;泡盖产生的原因是酿酒酵母有氧呼吸产生CO2,泡盖的形成可以在麦芽汁表面起到隔绝空气的作用,从而促进酒精的产生,C正确;麦芽汁还可为酿酒酵母提供氮源、无机盐,D错误。
8.答案 (1)选择培养 鉴别 (2)纤维二糖、葡萄糖 (3)酵母菌 酸性重铬酸钾 (4)检测培养基灭菌是否合格(或判断培养基是否被杂菌污染)
解析 (1)筛选纤维素分解菌的原理是在富含纤维素的土层中取样,为了增加纤维素分解菌的数量,可以进行选择培养,而后经过梯度稀释获得单菌落进行纯化培养从而获得纤维素分解菌。(2)刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解后的纤维二糖、葡萄糖发生这种反应。据此可以根据是否出现透明圈将纤维素分解菌鉴别出来。(3)图中发酵阶段的产物是酒精,说明用的菌种是酵母菌。酵母菌无氧呼吸产生酒精,酒精可用酸性重铬酸钾进行鉴别,根据是否出现灰绿色来鉴别是否有酒精产生。
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第3节 发酵工程及其应用
基础过关练
题组一 发酵工程的基本环节
1.下列有关发酵工程基本环节的叙述,错误的是( )
A.现代发酵工程使用的大型发酵罐均具有计算机控制系统,能使发酵全过程处于最佳状态
B.在发酵过程中,环境条件的变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物代谢物的形成
C.发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成都与搅拌速度无关
D.确定菌种之后,才能选择原料配制培养基
2.(2023北京昌平期末)研究人员采用下图所示方法获得高耐酒精的高产醋酸菌,相关叙述错误的是( )
A.自然发酵的甘蔗渣需灭菌后再加入培养基中
B.纯化培养过程可采用稀释涂布平板法接种醋酸菌
C.高产醋酸菌可分解CaCO3形成更大的透明圈
D.通过增加酒精浓度进一步筛选高耐酒精的高产醋酸菌
3.发酵工程生产发酵产品的流程如图所示,回答下列问题。
(1)性状优良的菌种可以从 中获取,随着技术的发展,也可以通过 或 等途径获得。
(2) 是发酵工程的中心环节。在发酵过程中,要随时检测培养液中的 、 等,以了解发酵进程。除了了解发酵进程外,还要及时添加必需的营养组分,要严格控制 (答出2点即可)等发酵条件。
(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 等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品。如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的 措施来获得产品。
(4)青霉菌在一定条件下可产生青霉素,青霉素具有杀菌的作用,有同学认为利用青霉菌发酵生产青霉素的过程中不必担心杂菌污染,你是否认同这样的观点 。为什么 。
题组二 发酵工程的应用
4.(2023湖北荆州三中月考)利用发酵工程生产蓝莓酒需经过“清洗破碎→酶解→过滤→调整成分→接种→主发酵→倒灌过滤→后发酵→消毒→终止”等主要环节。下列叙述错误的是( )
A.酶解环节需要添加果胶酶和纤维素酶并控制酶解温度
B.调整成分时按比例添加蔗糖可以提高果酒的酒精含量
C.接种前需要对基因工程获得的高产菌株进行扩大培养
D.主发酵和后发酵均需要密闭
5.(2023湖南岳阳一中联考)谷氨酸棒状杆菌发酵过程会生成大量的谷氨酸,经加工可制成味精。其发酵过程中,发酵罐中碳氮比(碳元素与氮元素的比值)为4∶1时,菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少;当碳氮比为3∶1时,菌体繁殖受抑制但谷氨酸的合成量大增。下列相关叙述正确的是( )
A.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
B.分离、提纯产物是发酵工程的中心环节,有利于获得更多的优质发酵产品
C.由题干信息可推知发酵过程中需调整发酵罐内营养成分的比例
D.谷氨酸的发酵生产在碱性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
6.(2023山东临沂月考)微生物蛋白又称单细胞蛋白,它是利用工农业废料及石油废料等人工发酵培养的微生物菌体,科学家们一直尝试利用发酵技术生产的微生物蛋白来替代传统肉类,以期开发一条环保、健康、可持续的肉类生产途径。下列相关叙述错误的是( )
A.微生物蛋白不仅含有丰富的蛋白质,还含有糖类、脂质等物质
B.利用发酵技术生产微生物蛋白所用的菌种通常是单一菌种
C.可采用过滤、沉淀等方法将微生物蛋白与发酵液分离
D.发酵所需的培养基要严格灭菌,发酵设备不需要灭菌
7.(2023辽宁龙津高级中学)啤酒是以麦芽汁为原料,经酿酒酵母发酵制得的。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。下列说法正确的是( )
A.传统啤酒酿造过程中需要严格灭菌,以防杂菌污染
B.制作麦芽汁之前用含有脱落酸的溶液浸泡大麦种子,增加可发酵糖的含量
C.泡盖产生的原因是酿酒酵母有氧呼吸产生CO2,泡盖的形成可以促进酒精的产生
D.麦芽汁只能为酿酒酵母的发酵过程提供碳源和水
8.(教材习题改编)2017年9月,国家发展改革委、国家能源局等十五部门联合印发了《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》,提出了到2020年在全国范围内推广使用车用乙醇汽油,到2025年力争纤维素乙醇实现规模化生产。利用纤维素废弃物代替粮食生产酒精的研究工作前景广阔,其流程如图所示。回答下列问题。
(1)筛选纤维素分解菌的实验流程是:土壤取样→ →梯度稀释→将样品涂布到 (填“鉴别”或“选择”)纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落。
(2)刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解后的 发生这种反应。
(3)图中发酵阶段常用的菌种是 ,发酵后是否有酒精产生,可以用 来检验。
(4)筛选纤维素分解菌的培养基配制过程中,设置未接种的培养基的作用是 。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 2.A 4.D 5.C 6.D 7.C
1.C 计算机控制系统可以对发酵过程进行监测和控制,还可以进行反馈控制,使发酵罐内的发酵全过程处于最佳状态,A正确;微生物的发酵需要适宜的温度和pH等,所以环境条件的变化会对微生物的生长繁殖和代谢物的形成产生一定的影响,B正确;搅拌可增加发酵液中的溶氧量、使菌体与发酵液中的营养物质充分接触,故发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成都与搅拌速度有关,C错误。
2.A 自然发酵的甘蔗渣含有醋酸菌菌株,不能进行灭菌,A错误;采用稀释涂布平板法或平板划线法接种醋酸菌,都能使微生物纯化,B正确;高产醋酸菌可产生更多醋酸,醋酸可分解CaCO3,从而形成更大的透明圈,C正确;在高浓度酒精环境中,只有高耐酒精的菌种可以生存,故可通过增加酒精浓度进一步筛选高耐酒精的高产醋酸菌,D正确。
3.答案 (1)自然界 诱变育种 基因工程育种 (2)发酵罐内发酵 微生物数量 产物浓度 温度、pH和溶解氧 (3)过滤、沉淀 提取、分离和纯化 (4)不认同 因为青霉素只能杀灭部分杂菌,且某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解,所以利用青霉菌发酵生产青霉素的过程中也要防止杂菌污染
解析 (4)青霉素只能杀灭部分杂菌,在青霉素生产过程中,如果污染了能分泌青霉素酶的杂菌,这些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解,因此利用青霉菌发酵生产青霉素的过程中也要防止杂菌污染。
4.D 在果浆中添加果胶酶和纤维素酶可以酶解细胞壁,增加细胞内容物的释放,酶的活性受到温度的影响,所以酶解环节需要控制酶解温度,A正确;接种前需要对基因工程获得的高产菌株进行扩大培养,增加高产菌株的数量,C正确;在生产蓝莓酒的过程中,需利用酵母菌发酵产生酒精,主发酵的前阶段进行通气,使酵母菌进行有氧呼吸,促进其大量繁殖,后阶段需要密闭,促进酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,D错误。
5.C 单细胞蛋白是通过发酵获得的微生物菌体,并不是从微生物细胞中提取获得的,A错误。发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵,B错误。由“其发酵过程中,发酵罐中碳氮比(碳元素与氮元素的比值)为4∶1时,菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少;当碳氮比为3∶1时,菌体繁殖受抑制但谷氨酸的合成量大增”可知,发酵过程中需调整发酵罐内营养成分的比例,以保证先获得大量谷氨酸棒状杆菌,再获得大量发酵产物,C正确。谷氨酸的发酵生产:在中性和弱碱性条件下积累谷氨酸,在酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,D错误。
6.D 微生物蛋白不是菌体分泌的蛋白质,而是微生物菌体,不仅含有丰富的蛋白质,还含有糖类、脂质等物质,可采用过滤、沉淀等方法将菌体与发酵液分离,A、C正确;发酵所需的培养基和设备都需要严格灭菌,D错误。
7.C 传统啤酒酿造过程中利用的酵母菌来自自然界,酿造过程中不能严格灭菌,A错误;制作麦芽汁之前用含有赤霉素的溶液浸泡大麦种子,可促使种子发芽,增加可发酵糖的含量,脱落酸会抑制种子发芽,B错误;泡盖产生的原因是酿酒酵母有氧呼吸产生CO2,泡盖的形成可以在麦芽汁表面起到隔绝空气的作用,从而促进酒精的产生,C正确;麦芽汁还可为酿酒酵母提供氮源、无机盐,D错误。
8.答案 (1)选择培养 鉴别 (2)纤维二糖、葡萄糖 (3)酵母菌 酸性重铬酸钾 (4)检测培养基灭菌是否合格(或判断培养基是否被杂菌污染)
解析 (1)筛选纤维素分解菌的原理是在富含纤维素的土层中取样,为了增加纤维素分解菌的数量,可以进行选择培养,而后经过梯度稀释获得单菌落进行纯化培养从而获得纤维素分解菌。(2)刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解后的纤维二糖、葡萄糖发生这种反应。据此可以根据是否出现透明圈将纤维素分解菌鉴别出来。(3)图中发酵阶段的产物是酒精,说明用的菌种是酵母菌。酵母菌无氧呼吸产生酒精,酒精可用酸性重铬酸钾进行鉴别,根据是否出现灰绿色来鉴别是否有酒精产生。
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