1.3《发酵工程及其应用》课时同步练2023~2024学年高中生物人教版（2019）选择性必修3（含答案）
文档属性
| 名称 | 1.3《发酵工程及其应用》课时同步练2023~2024学年高中生物人教版（2019）选择性必修3（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 284.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-08 09:36:05 | ||
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文档简介
1.3《发酵工程及其应用》课时同步练
【夯实基础】
1.下列有关发酵工程基本环节的叙述,错误的是( )
A.在菌种选育上,使用基因工程改造的啤酒酵母,可以加速发酵过程,缩短发酵周期
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,也会影响微生物的代谢途径
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.发酵工程中所用的培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌
2.关于单细胞蛋白叙述正确的是( )
A.是从微生物细胞中提取的蛋白质
B.通过发酵生产的微生物菌体
C.是微生物细胞分泌的抗生素
D.单细胞蛋白不能作为食品
3.某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究,下列叙述错误的是( )
A.夏季生产果酒时,常需对罐体进行降温处理
B.乙醇为挥发性物质,故发酵过程中空气的进气量不宜太大
C.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压
D.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
4.下列有关啤酒工业化生产的叙述,错误的是( )
A.啤酒的生产包括主发酵和后发酵两个阶段
B.啤酒生产过程中发酵温度和时间会影响啤酒的风味
C.在啤酒的酿造过程中,向发酵罐中持续通入空气有利于提高啤酒产量
D.工业化生产啤酒时,也需要对原料和设备进行消毒和灭菌
5.柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂,它可以通过黑曲霉发酵制得。如图表示生产柠檬酸的连续发酵设置。
(1)根据物理性质,该发酵过程使用的培养基属于 。根据工艺流程可知,黑曲霉的新陈代谢类型属于 型。
(2)从加料口输入的培养基必须经过严格的 处理。根据图示可知,发酵过程需要严格控制 和搅拌速度等条件。
(3)在大规模的发酵生产中,需要将选育出的优良菌种经过多次的 ,当达到一定数量后再接种。
(4)此工艺流程(连续培养)以一定的速度不断添加新的培养基,同时又以同样的速度放出旧的培养基,可大大提高生产效率,道理在于 。
6.陈马匋声是中国近代微生物工业的开拓者和奠基人,为我国的发酵工业做出了巨大贡献。分析他的成就,回答下列问题。
(1)1922年,我国一家酒精生产厂用甜菜作原料,生产总是失败。陈马匋声研究发现是因为原料中感染了一种酪酸菌。实验室中为避免杂菌污染需要利用 (仪器),在压力和温度分别是 条件下维持15~30 min将原料灭菌。
(2)我国传统生产酱油有将大豆等发酵酿造产生小分子肽、氨基酸等的过程。1933年,陈马匋声为解决酱油酿造菌种不纯的问题,从各个酱油作坊采集了上千种的样品,从中筛选了一种 酶活性很高的米曲霉。对菌种进行筛选并计数常用的方法是 。
(3)1934年,陈马匋声发现用甘蔗生产酒精时添加硫酸铵或尿素可以大幅提高发酵速度,这是为微生物补充了 (营养物质)。
(4)在二十世纪六十年代,陈马匋声用淀粉、玉米浆等作为原料,从上万的菌株中筛选出高产谷氨酸的谷氨酸棒状杆菌,使我国味精生产达到国际先进水平。请写出筛选的思路 。谷氨酸棒状杆菌与米曲霉共有的细胞器是 。
7.下图为发酵工程生产产品的流程图。请据图作答。
(1)性状优良的菌种可从自然界中获取,随着技术发展,人们也可以通过 、 (2种育种方式)获得。
(2)发酵过程是发酵工程的中心阶段。这时,除了要检测发酵进程外,还要及时添加培养基组分。同时,要严格控制 (至少写出3个)与转速等发酵条件。
(3)发酵得到的微生物产品,如果产品是微生物细胞本身,可在发酵结束后,采用 等方法将菌体分离与干燥,即可得到产品。如果产品是代谢物,可根据产品的 采取适当的提取、分离和纯化措施获得产品。
(4)若该装置是针对谷氨酸的发酵生产,在中性或弱碱性条件下会积累谷氨酸,在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,其原因是 。
【能力提升】
1.如图装置既可用于生产果酒,又可用于生产果醋。以下对于果酒和果醋生产时的控制条件叙述正确的是 ( )
A.生产果酒时,开关1、2、3都要始终关上
B.生产果醋时,开关1、2、3都要打开
C.生产果醋时,开关1要打开,开关2、3要关上
D.生产果酒时,开关1、3要始终关上,开关2要间断打开
2.利用自然菌种发酵果酒时,为防止发酵液被污染,下列有关叙述不正确的是( )
A.榨汁机要清洗干净,并晾干
B.发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,并且胶管口向下放置
C.葡萄先冲洗,再去除枝梗
D.将盛有葡萄汁的发酵瓶进行高压蒸汽灭菌
3.为获得优良的发酵食品,实验室在三支试管中培养了酵母菌、醋酸菌和乳酸菌。图中甲、乙、丙三支试管的菌种及其发酵食品对应正确的是( )
A.甲试管:酵母菌—果酒、乙试管:醋酸菌—果醋、丙试管:乳酸菌—泡菜
B.甲试管:醋酸菌—泡菜、乙试管:酵母菌—果酒、丙试管:乳酸菌—果醋
C.甲试管:乳酸菌—果酒、乙试管:酵母菌—泡菜、丙试管:醋酸菌—果醋
D.甲试管:醋酸菌—果醋、乙试管:乳酸菌—泡菜、丙试管:酵母菌—果酒
4.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
5.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
6.下列对于传统发酵技术中有关防止杂菌污染的叙述正确的是( )
A.无论生产哪种发酵产品,原料和器具都必须做严格的灭菌处理
B.制作果酒和果醋时都应用体积分数为70%的酒精对发酵瓶消毒
C.制作泡菜的过程中,适当提高温度可以抑制杂菌生长
D.果醋发酵过程中,因为有醋酸产生,所以通入的空气无需消毒
7.（不定项）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
8.谷氨酸棒状杆菌可用于微生物发酵工程生产谷氨酸,从而制取谷氨酸钠(味精)。如图为谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径,通过发酵工程可以大量生产谷氨酸。回答下列问题:
(1)与酵母菌相比,谷氨酸棒状杆菌在结构上的显著特点是 ;谷氨酸发酵的培养基成分有豆饼水解液、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁和生物素等,从物理性质看,该培养基属于 培养基。
(2)测定谷氨酸棒状杆菌数目可采用的计数方法有显微镜直接计数法和 ,前者计数的结果值比后者计数的结果值偏 (填“大”或“小”),原因是 。
(3)由图可知,谷氨酸棒状杆菌体内若积累了较多的谷氨酸,则会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,微生物这种对自身代谢速率的调节方式是 。
(4)谷氨酸棒状杆菌在发酵过程中要不断地通入无菌空气,并通过搅拌使空气形成细小的气泡,迅速溶解在培养液中,当培养基中碳氮比为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。在无氧条件下,谷氨酸棒状杆菌代谢物是乳酸或琥珀酸。由此说明谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是 ,由上述探究可知,通过发酵得到大量谷氨酸的发酵思路是 。
9.人造蛋白食品是现代微生物工程的杰作之一,食用的真菌蛋白是人造蛋白的一种。真菌蛋白制造过程的图解如图所示,请根据图解回答下列问题:
(1)制造真菌蛋白时,要向发酵罐中注入空气,由此可知发酵罐中的真菌的细胞呼吸方式是 。
(2)往发酵罐中加入的一切物品都需要 ,从生态学的角度进行分析,其目的是避免其他杂菌与真菌之间的 而降低真菌蛋白的产量。
(3)添加的糖被真菌利用,糖转化成真菌蛋白的过程是淀粉葡萄糖→氨基酸蛋白质,其中过程①由真菌产生的酶来催化,这种酶按其作用部位分类应该属于 ,②过程发生的场所是 。(4)从自然界中分离的真菌菌种,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 方法。获得的少量优良菌种在正式用于发酵生产之前,还需要进行 。
参考答案：
【夯实基础】
1-4CBBC
5.
(1)液体培养基 异养需氧
(2)灭菌 温度、pH、溶解氧、通气量
(3)扩大培养
(4)保证微生物对营养物质的需求、排出部分代谢物和使微生物保持较长时间的快速生长
6.
(1)高压蒸汽灭菌锅 100 kPa、121 ℃
(2)蛋白 稀释涂布平板法
(3)氮源
(4)用淀粉、玉米浆等作为原料,分别接种,发酵后,检测谷氨酸的生成量 核糖体
7.
(1)诱变育种 基因工程育种
(2)温度、pH、溶解氧、通气量
(3)过滤、沉淀 性质
(4)环境条件不仅影响微生物的生长繁殖,而且也会影响微生物代谢物的形成
【能力提升】
1-6DDDBCB
7.CD
8.
(1)无核膜包被的细胞核 液体
(2)稀释涂布平板法 大 前者死活菌体一起计数,后者只计数活菌数,且可能有多个菌体形成同一个菌落
(3)负反馈调节
(4)异养兼性厌氧型 不断向发酵液中通入无菌空气,发酵液中碳氮比为4∶1时培养一段时间,使菌种大量繁殖后,将发酵液的碳氮比改为3∶1(改变细胞膜的通透性,使谷氨酸迅速排放到细胞外)
9.
(1)有氧呼吸
(2)消毒或者灭菌 种间竞争
(3)胞外酶 核糖体
(4)诱变育种或基因工程育种 扩大培养
【夯实基础】
1.下列有关发酵工程基本环节的叙述,错误的是( )
A.在菌种选育上,使用基因工程改造的啤酒酵母,可以加速发酵过程,缩短发酵周期
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,也会影响微生物的代谢途径
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.发酵工程中所用的培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌
2.关于单细胞蛋白叙述正确的是( )
A.是从微生物细胞中提取的蛋白质
B.通过发酵生产的微生物菌体
C.是微生物细胞分泌的抗生素
D.单细胞蛋白不能作为食品
3.某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究,下列叙述错误的是( )
A.夏季生产果酒时,常需对罐体进行降温处理
B.乙醇为挥发性物质,故发酵过程中空气的进气量不宜太大
C.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压
D.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
4.下列有关啤酒工业化生产的叙述,错误的是( )
A.啤酒的生产包括主发酵和后发酵两个阶段
B.啤酒生产过程中发酵温度和时间会影响啤酒的风味
C.在啤酒的酿造过程中,向发酵罐中持续通入空气有利于提高啤酒产量
D.工业化生产啤酒时,也需要对原料和设备进行消毒和灭菌
5.柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂,它可以通过黑曲霉发酵制得。如图表示生产柠檬酸的连续发酵设置。
(1)根据物理性质,该发酵过程使用的培养基属于 。根据工艺流程可知,黑曲霉的新陈代谢类型属于 型。
(2)从加料口输入的培养基必须经过严格的 处理。根据图示可知,发酵过程需要严格控制 和搅拌速度等条件。
(3)在大规模的发酵生产中,需要将选育出的优良菌种经过多次的 ,当达到一定数量后再接种。
(4)此工艺流程(连续培养)以一定的速度不断添加新的培养基,同时又以同样的速度放出旧的培养基,可大大提高生产效率,道理在于 。
6.陈马匋声是中国近代微生物工业的开拓者和奠基人,为我国的发酵工业做出了巨大贡献。分析他的成就,回答下列问题。
(1)1922年,我国一家酒精生产厂用甜菜作原料,生产总是失败。陈马匋声研究发现是因为原料中感染了一种酪酸菌。实验室中为避免杂菌污染需要利用 (仪器),在压力和温度分别是 条件下维持15~30 min将原料灭菌。
(2)我国传统生产酱油有将大豆等发酵酿造产生小分子肽、氨基酸等的过程。1933年,陈马匋声为解决酱油酿造菌种不纯的问题,从各个酱油作坊采集了上千种的样品,从中筛选了一种 酶活性很高的米曲霉。对菌种进行筛选并计数常用的方法是 。
(3)1934年,陈马匋声发现用甘蔗生产酒精时添加硫酸铵或尿素可以大幅提高发酵速度,这是为微生物补充了 (营养物质)。
(4)在二十世纪六十年代,陈马匋声用淀粉、玉米浆等作为原料,从上万的菌株中筛选出高产谷氨酸的谷氨酸棒状杆菌,使我国味精生产达到国际先进水平。请写出筛选的思路 。谷氨酸棒状杆菌与米曲霉共有的细胞器是 。
7.下图为发酵工程生产产品的流程图。请据图作答。
(1)性状优良的菌种可从自然界中获取,随着技术发展,人们也可以通过 、 (2种育种方式)获得。
(2)发酵过程是发酵工程的中心阶段。这时,除了要检测发酵进程外,还要及时添加培养基组分。同时,要严格控制 (至少写出3个)与转速等发酵条件。
(3)发酵得到的微生物产品,如果产品是微生物细胞本身,可在发酵结束后,采用 等方法将菌体分离与干燥,即可得到产品。如果产品是代谢物,可根据产品的 采取适当的提取、分离和纯化措施获得产品。
(4)若该装置是针对谷氨酸的发酵生产,在中性或弱碱性条件下会积累谷氨酸,在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,其原因是 。
【能力提升】
1.如图装置既可用于生产果酒,又可用于生产果醋。以下对于果酒和果醋生产时的控制条件叙述正确的是 ( )
A.生产果酒时,开关1、2、3都要始终关上
B.生产果醋时,开关1、2、3都要打开
C.生产果醋时,开关1要打开,开关2、3要关上
D.生产果酒时,开关1、3要始终关上,开关2要间断打开
2.利用自然菌种发酵果酒时,为防止发酵液被污染,下列有关叙述不正确的是( )
A.榨汁机要清洗干净,并晾干
B.发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,并且胶管口向下放置
C.葡萄先冲洗,再去除枝梗
D.将盛有葡萄汁的发酵瓶进行高压蒸汽灭菌
3.为获得优良的发酵食品,实验室在三支试管中培养了酵母菌、醋酸菌和乳酸菌。图中甲、乙、丙三支试管的菌种及其发酵食品对应正确的是( )
A.甲试管:酵母菌—果酒、乙试管:醋酸菌—果醋、丙试管:乳酸菌—泡菜
B.甲试管:醋酸菌—泡菜、乙试管:酵母菌—果酒、丙试管:乳酸菌—果醋
C.甲试管:乳酸菌—果酒、乙试管:酵母菌—泡菜、丙试管:醋酸菌—果醋
D.甲试管:醋酸菌—果醋、乙试管:乳酸菌—泡菜、丙试管:酵母菌—果酒
4.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
5.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
6.下列对于传统发酵技术中有关防止杂菌污染的叙述正确的是( )
A.无论生产哪种发酵产品,原料和器具都必须做严格的灭菌处理
B.制作果酒和果醋时都应用体积分数为70%的酒精对发酵瓶消毒
C.制作泡菜的过程中,适当提高温度可以抑制杂菌生长
D.果醋发酵过程中,因为有醋酸产生,所以通入的空气无需消毒
7.（不定项）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
8.谷氨酸棒状杆菌可用于微生物发酵工程生产谷氨酸,从而制取谷氨酸钠(味精)。如图为谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径,通过发酵工程可以大量生产谷氨酸。回答下列问题:
(1)与酵母菌相比,谷氨酸棒状杆菌在结构上的显著特点是 ;谷氨酸发酵的培养基成分有豆饼水解液、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁和生物素等,从物理性质看,该培养基属于 培养基。
(2)测定谷氨酸棒状杆菌数目可采用的计数方法有显微镜直接计数法和 ,前者计数的结果值比后者计数的结果值偏 (填“大”或“小”),原因是 。
(3)由图可知,谷氨酸棒状杆菌体内若积累了较多的谷氨酸,则会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,微生物这种对自身代谢速率的调节方式是 。
(4)谷氨酸棒状杆菌在发酵过程中要不断地通入无菌空气,并通过搅拌使空气形成细小的气泡,迅速溶解在培养液中,当培养基中碳氮比为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。在无氧条件下,谷氨酸棒状杆菌代谢物是乳酸或琥珀酸。由此说明谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是 ,由上述探究可知,通过发酵得到大量谷氨酸的发酵思路是 。
9.人造蛋白食品是现代微生物工程的杰作之一,食用的真菌蛋白是人造蛋白的一种。真菌蛋白制造过程的图解如图所示,请根据图解回答下列问题:
(1)制造真菌蛋白时,要向发酵罐中注入空气,由此可知发酵罐中的真菌的细胞呼吸方式是 。
(2)往发酵罐中加入的一切物品都需要 ,从生态学的角度进行分析,其目的是避免其他杂菌与真菌之间的 而降低真菌蛋白的产量。
(3)添加的糖被真菌利用,糖转化成真菌蛋白的过程是淀粉葡萄糖→氨基酸蛋白质,其中过程①由真菌产生的酶来催化,这种酶按其作用部位分类应该属于 ,②过程发生的场所是 。(4)从自然界中分离的真菌菌种,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 方法。获得的少量优良菌种在正式用于发酵生产之前,还需要进行 。
参考答案：
【夯实基础】
1-4CBBC
5.
(1)液体培养基 异养需氧
(2)灭菌 温度、pH、溶解氧、通气量
(3)扩大培养
(4)保证微生物对营养物质的需求、排出部分代谢物和使微生物保持较长时间的快速生长
6.
(1)高压蒸汽灭菌锅 100 kPa、121 ℃
(2)蛋白 稀释涂布平板法
(3)氮源
(4)用淀粉、玉米浆等作为原料,分别接种,发酵后,检测谷氨酸的生成量 核糖体
7.
(1)诱变育种 基因工程育种
(2)温度、pH、溶解氧、通气量
(3)过滤、沉淀 性质
(4)环境条件不仅影响微生物的生长繁殖,而且也会影响微生物代谢物的形成
【能力提升】
1-6DDDBCB
7.CD
8.
(1)无核膜包被的细胞核 液体
(2)稀释涂布平板法 大 前者死活菌体一起计数,后者只计数活菌数,且可能有多个菌体形成同一个菌落
(3)负反馈调节
(4)异养兼性厌氧型 不断向发酵液中通入无菌空气,发酵液中碳氮比为4∶1时培养一段时间,使菌种大量繁殖后,将发酵液的碳氮比改为3∶1(改变细胞膜的通透性,使谷氨酸迅速排放到细胞外)
9.
(1)有氧呼吸
(2)消毒或者灭菌 种间竞争
(3)胞外酶 核糖体
(4)诱变育种或基因工程育种 扩大培养