1.3发酵工程及其应用——高二生物学人教版（2019）选择性必修三课时优化训练（解析版）
文档属性
| 名称 | 1.3发酵工程及其应用——高二生物学人教版（2019）选择性必修三课时优化训练（解析版） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 230.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-02-03 22:54:24 | ||
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文档简介
（4）发酵工程及其应用
——高二生物学人教版（2019）选择性必修三课时优化训练
1.下列关于发酵过程的叙述中,不正确的是( )
A. 对培养基灭菌是发酵生产中的一个很重要的环节
B. 随时检测影响发酵过程的各种环境条件,并予以控制,才能保证发酵的正常进行
C. 在发酵过程中,要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件,否则会影响菌种代谢物的形成
D. 发酵产品的分离方法是相同的
2.发酵工程实施时通常有以下几步:①选育菌种;②灭菌;③发酵罐内发酵;④分离、提纯产物。下列说法错误的是( )
A.①可以从自然界中获取菌种
B.②只需要对培养基进行灭菌即可
C.③是发酵工程的中心环节
D.④的产物是菌体本身或者其代谢产物
3.下列关于发酵工程的说法中，不正确的是( )
A.在菌种选育过程中，可以利用人工诱变、基因工程等手段
B.在生产青霉素的过程中仍然需要严格灭菌
C.可以采用稀释涂布平板法或平板划线法对微生物进行分离和计数
D.发酵工程的产品可以通过过滤、沉淀、蒸馏、萃取等方法提取
4.下列关于发酵工程的叙述错误的是( )
A.通过酵母菌发酵，获得大量菌体，从菌体中提取单细胞蛋白作为动物饲料
B.利用发酵工程可以产生微生物肥料来增加土壤肥力、改善土壤结构、促进植株生长，如根瘤菌肥、固氮菌肥等
C.发酵产品包括微生物菌体本身或代谢产物，可通过过滤、离心、蒸馏等方法纯化
D.利用苏云金杆菌能产生伴孢晶体，可以用来做微生物农药
5.发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品。常用好氧菌谷氨酸棒状杆菌利用图1的发酵罐来大量生产味精，发酵流程如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.发酵中所使用的谷氨酸棒状杆菌菌种可从自然界筛选也可通过杂交育种获得
B.为了保证发酵产品的产量和品质，图中发酵配料及发酵罐需经过严格的灭菌
C.在发酵过程中，通过加料口取样，随时监测产物浓度和微生物数量
D.发酵过程中需通入无菌空气，并通过搅拌使培养液与菌种充分接触后关闭通气口
6.啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后 ，最终过滤、调节、分装。下列说法不正确的是( )
A.酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵过程完成
B.焙烤是通过加热杀死种子胚，并且同时使淀粉酶失活，对糖浆灭菌
C.后发酵要在低温、密闭的环境下进行，一段时间后才能形成澄清、成熟的啤酒
D.发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味的要求不同而有所差异
7.下列对发酵工程及其应用的叙述，正确的有几项( )
①发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
②发酵工程的中心环节是灭菌，特别是发酵罐必须进行严格灭菌
③利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物农药可以促进植物生长
④培养液要一次性全部加入，在发酵过程中不再次加入，防止杂菌污染
⑤用单细胞蛋白制成的微生物饲料，可通过发酵工程从微生物细胞中提取
⑥可采用基因工程的方法将血红蛋白基因转入青霉菌中，提高其对氧的吸收和利用率
A.2 项 B.3 项 C.4 项 D.5 项
8.下列关于发酵工程及其应用的叙述，正确的是( )
A.分离、提纯获得微生物细胞本身或其代谢产物是发酵工程的中心环节
B.利用黑曲霉水解大豆中的蛋白质，经过淋洗、调制成酱油产品
C.利用酵母菌发酵产生的单细胞蛋白属于分泌蛋白，可制成微生物饲料
D.利用放线菌产生的井冈霉素防治水稻枯纹病属于化学防治
9.发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域都有广泛应用。下列对发酵工程应用的描述，不合理的是( )
A.在医药工业中，发酵工程一般只能用于生产抗体，不能用于生产抗原
B.食品添加剂不仅可以增加食品的营养，还可以改善食品的口味、色泽和品质
C.在食品工业中，利用发酵工程可以生产传统的发酵产品，如酱油等
D.在农牧业中，利用发酵工程生产的微生物肥料一般是微生物的代谢产物
10.下列有关发酵工程及其应用的叙述，正确的有几项( )
①生产食品酸度调节剂柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉
②发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
③谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸时，培养液的pH应调至酸性
④啤酒的工业化生产过程中，酒精的产生积累主要在后发酵阶段
⑤一种放线菌产生的抗生素——井冈霉素可以用于防治水稻枯纹病
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
11.下图为发酵工程生产流程，人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品。下列说法正确的是( )
A.若高产青霉素菌种是通过①培育的，①应该是基因工程育种
B.发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵，在该过程中要及时添加必需的营养组分，严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件
C.如果⑥表示发酵产品是代谢物，常常采用过滤、沉淀等方法分离、提纯
D.发酵罐内电机带动叶轮转动进行搅拌，使微生物与发酵液混合均匀和加快氧气溶解以及增加产热
12.由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等，在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用，下列有关发酵工程的描述，正确的是( )
A.分离、提纯获得微生物细胞本身或其代谢产物是发酵工程的中心环节
B.啤酒的工业化生产中，酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成，大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
C.将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵，可生产乙型肝炎疫苗
D.可通过发酵工程从微生物细胞中提取单细胞蛋白，制成微生物饲料
13.发酵工程广泛应用于农牧业、食品工业、医药工业等工业生产。下列关于发酵工程的叙述错误的是( )
A.发酵工程的形成离不开微生物纯培养技术的建立及发酵罐等设备的成功设计
B.筛选出高产柠檬酸的黑曲霉菌种后可直接接种到发酵罐中进行发酵生产
C.若培养基或发酵设备灭菌不彻底，则可能造成青霉素发酵的产量降低
D.发酵工程生产的单细胞蛋白含有糖类、脂质等多种化合物，可作为家畜的优质饲料
14.如图所示为发酵工程生产产品的流程图，请据图回答下列问题。
(1)若能生产人生长激素的工程菌是通过①培养的，①应该是__________；若高产青霉素菌种是通过②培育的，②应该是______________________。
(2)根据培养基的用途，可以将它们分为________培养基和________培养基。各种培养基的具体配方不同，但一般都含有__________________等营养成分。培养基在使用之前要用____________进行灭菌。
(3)整个过程的中心阶段是________，在该时期要随时取样检测培养基中的____________等。同时，要严格控制____________________等发酵条件，因为环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物________________的形成。
(4)发酵产品分离、提纯时要根据产品的类型不同选择合适的方法。如果发酵产品是菌体本身，常常采用______________等方法分离、提纯。
15.微生物纯培养技术的建立和密闭式发酵罐的成功设计，使得人们能够在严格控制的环境下大规模生产发酵产品。如图为谷氨酸发酵装置图。
（1）图中3、6是发酵罐夹层中水的进入口和排出口，水在发酵罐夹层流动的作用是_______。
（2）发酵工程的中心环节是_______。谷氨酸发酵过程中，当培养液呈_______时，会积累谷氨酸；当培养液呈_______时，会生成_______。
（3）如果发醇产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用_______（填“过滤、沉淀”或“提取、分离和纯化”）等方法将菌体分离和干操，即可得到产品。
（4）图中5的作用是_______。发酵工程具有的特点是_______（写出三点即可）。
答案以及解析
1.答案：D
解析：A、发酵过程中一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降，因此对培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌，A正确；
B、发酵过程中，由于微生物代谢过程中产生热量和代谢产物的积累，发酵环境不断变化，需随时检测影响发酵过程的各种环境条件，并予以控制，保证发酵的正常进行，B正确；
C、环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，还会影响微生物代谢物的形成，需随时检测影响发酵过程的各种环境条件（温度、pH、溶氧、通气量与转速等）并予以控制，C正确；
D、不同的发酵产品其分离方法各不相同，如果发酵的产品是微生物本身，在发酵之后采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，而如果发酵产品是代谢物则需通过蒸馏、萃取或离子交换等措施来提取、分离和纯化，D错误。
故选D。
2.答案：B
解析：获取菌种的方法有从自然界中获取、诱变育种和基因工程育种，A说法正确；培养基和发酵设备都需要进行严格灭菌，B说法错误；发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，需要进行指标检测等，C说法正确；发酵工程的产物有菌体本身和其代谢产物两种类型，D说法正确。
3.答案：C
解析：A、在菌种选育过程中,性状优良的菌种可以从自然界中筛选出,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,A正确;B、青霉素是抗生素,但其并不能杀灭所有微生物,所以其生产过程也要严格灭菌,B正确;C、可以采用稀释涂布平板法对微生物进行分离和计数,平板划线法只能进行分离,不能计数,C错误;D、若发酵工程的产品是微生物细胞本身,可在发酵结束后采用过滤、沉淀等方法进行分离和干燥,若产品是代谢物,可以根据产物的性质采取蒸馏、萃取、离子交换等方法提取、分离和纯化产品,D正确。故选:C。
4.答案：A
解析：A、发酵工程生产的单细胞蛋白是通过发酵获得的微生物菌体本身，不是从微生物体中获得的，A错误；B、利用发酵工程可以产生微生物肥料来增加土壤肥力、改善土壤结构、促进植株生长，如根瘤菌肥、固氮菌肥等，B正确；C、发酵产品包括微生物菌体本身或代谢产物，可通过过滤、离心、蒸馏等方法纯化，不同的产品需要的提纯方法不同，C正确；D、利用苏云金杆菌能产生伴孢晶体，可以用来做微生物农药，微生物农药的使用将在农业的可持续发展方面发挥重要作用，D正确。故选A。
5.答案：B
解析：A、杂交育种所依据的原理是基因重组，而谷氨酸棒状杆菌属于原核生物，无法进行基因重组，故无法通过杂交育种获得，A错误； B、无菌技术是微生物发酵成功的关键，为了保证发酵产品的产量和品质，图中发酵配料及发酵罐需经过严格的灭菌，防止杂菌污染，B正确； C、在发酵过程中，应通过放料口取样，随时监测产物浓度和微生物数量，而不能通过加料口取样，否则可能会导致杂菌污染，C错误； D、由发酵过程分析可知，谷氨酸棒状杆菌属于好氧菌，在发酵过程中需要不断地通入无菌空气，不能关闭通气口，D错误故选：B。
6.答案：B
解析：ACD、啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都是在主发酵阶段完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。发酵温度和发酵时间随着啤酒品种和口味要求的不同而有所差异，ACD正确；B、焙烤可以杀死大麦种子的胚，但不使淀粉酶失活，蒸煮过程中高温使淀粉酶失活，可以终止淀粉酶的进一步作用，并对糖浆灭菌，B错误。
7.答案：A
解析：①发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身,①正确;②发酵工程的中心环节是发酵罐中发酵,为避免杂菌污染,特别是发酵罐必须进行严格灭菌,②错误;③利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为肥料能够增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植株生长,③错误;④在发酵过程中,为了得到更多的发酵产物,要及时检测培养液中微生物的数量和营养物质的浓度,及时添加必备的营养成分来延长菌体生长稳定期的时间,④错误;⑤用单细胞蛋白制成的微生物饲料,其中的单细胞蛋白是微生物菌体,并不是通过发酵工程从微生物细胞中提取,⑤错误;⑥血红蛋白具有很强的携带氧气的能力,利用基因工程将血红蛋白基因转入青霉素生产菌来提高菌体对氧的吸收和利用率,⑥正确;故选A.
8.答案：B
解析：B、以大豆为主要原料,利用产生黑曲霉将大豆原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸,然后经淋洗、调制可以制成酱油产品,B正确。
9.答案：A
解析：发酵工程也可以生产抗原,如将乙型肝炎病毒的抗原基因导入酵母菌生产乙型肝炎疫苗,A错误。
10.答案：B
解析：①生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉,①正确;②发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身,②正确;③谷氨酸棒状杆菌发酵时,需在中性或弱碱性条件下,才能积累谷氨酸,故生产谷氨酸需将pH调至中性或弱碱性,③错误;④啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都是在主发酵阶段完成,故啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生积累主要在主发酵阶段完成,④错误;⑤利用放线菌通过发酵工程产生的井冈霉素可以用来防治水稻枯纹病,这是微生物农药的实例,⑤正确。综上所述可知,有3项正确,B正确,ACD错误。故选:B。
11.答案：B
解析：A、若高产青霉素菌种是通过①培育的,①应该是诱变育种,A错误;B、发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵,在该过程中要及时添加必需的营养组分,严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件,B正确;C、如果⑥表示发酵产品是代谢物,要根据产物的性质采取适当的方法提取、分离、纯化,从而得到所需的代谢产品,C错误;D、发酵罐内电机带动叶轮转动进行搅拌,使微生物与发酵液混合均匀和加快氧气溶解以及增加散热,D错误。故选B。
12.答案：C
解析：A、发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、火菌,接种,发酵、产品的分离、提纯等方面,发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,A错误;B、啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,其中酵母菌的繁殖大部分糖的分解和代谢物的生成在主发酵完成,B错误;C、乙肝疫苗的主要成分是乙肝病毒表面的抗原蛋白,将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,可生产乙型肝炎疫苗,C正确;D、用单细胞蛋白制成的微生物饲料,其中的单细胞蛋白是微生物菌体,并不是通过发酵工程从微生物细胞中提取获得,D错误。故选:C。
13.答案：B
解析：科学技术的应用离不开理论的支持和设备等工具的进步，因此发酵工程的形成离不开微生物纯培养技术的建立及发酵罐等设备的成功设计，A正确：筛选出能高产柠檬酸的黑曲霉菌种后还需要进一步扩大化培养才能接种到发酵罐中进行发酵生产，B错误；若培养基或发酵设备灭菌不彻底，则可能被杂菌污染，造成青霉素被分解，产量降低，C正确：发酵工程生产的单细胞蛋白是微生物的细胞，含有糖类、脂质等多种化合物，可作为家畜的优质饲料， D正确。
14.答案：(1)基因工程；诱变育种
(2)选择；鉴别；碳源、氮源、水、无机盐；高压蒸汽法
(3)发酵过程；微生物数量、产物浓度；溶氧量、pH和温度；代谢物
(4)过滤、沉淀
解析：(1)能生产人生长激素的工程菌是通过①培养的，那么①是基因工程，需要将人生长激素基因导入受体菌中。高产青霉素菌种是通过②培育的，那么②是诱变育种，是青霉菌发生突变，产青霉素能力提高。
(2)培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质；根据物理性质分为固体培养基和液体培养基，根据培养基的用途，可以将它们分为选择培养基和鉴别培养基。培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。培养基在使用之前要用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。
(3)发酵工程整个过程的中心环节是发酵，在发酵过程中，要随时检测培养波中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。要及时添加必需的营养组分，要严格控制溶氧量、pH和温度等发酵条件。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微生物的生长繁殖，也会影响微生物的代谢途径，影响微生物代谢物的形成。
(4)发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物，另一类是菌体本身。产品不同，分离提纯的方法一般不同。如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
15.答案：（1）冷却（或降温）
（2）发酵罐内发酵；中性或弱碱性；酸性；谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
（3）过滤、沉淀
（4）把无菌空气打成细小气泡。增加溶解氧，并能使菌种与培养液充分接触；生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小、容易处理等
解析：（1）略。
（2）在谷氨酸发酵过程中，当培养液星中性或弱碱性时，会积累谷氨酸；当培养液呈酸性时，会生成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。
（3）略。
（4）图中的5为搅拌叶轮，其作用是把无菌空气打成细小气泡，增加溶解氧，并能使菌种与培养液充分接触。
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——高二生物学人教版（2019）选择性必修三课时优化训练
1.下列关于发酵过程的叙述中,不正确的是( )
A. 对培养基灭菌是发酵生产中的一个很重要的环节
B. 随时检测影响发酵过程的各种环境条件,并予以控制,才能保证发酵的正常进行
C. 在发酵过程中,要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件,否则会影响菌种代谢物的形成
D. 发酵产品的分离方法是相同的
2.发酵工程实施时通常有以下几步:①选育菌种;②灭菌;③发酵罐内发酵;④分离、提纯产物。下列说法错误的是( )
A.①可以从自然界中获取菌种
B.②只需要对培养基进行灭菌即可
C.③是发酵工程的中心环节
D.④的产物是菌体本身或者其代谢产物
3.下列关于发酵工程的说法中，不正确的是( )
A.在菌种选育过程中，可以利用人工诱变、基因工程等手段
B.在生产青霉素的过程中仍然需要严格灭菌
C.可以采用稀释涂布平板法或平板划线法对微生物进行分离和计数
D.发酵工程的产品可以通过过滤、沉淀、蒸馏、萃取等方法提取
4.下列关于发酵工程的叙述错误的是( )
A.通过酵母菌发酵，获得大量菌体，从菌体中提取单细胞蛋白作为动物饲料
B.利用发酵工程可以产生微生物肥料来增加土壤肥力、改善土壤结构、促进植株生长，如根瘤菌肥、固氮菌肥等
C.发酵产品包括微生物菌体本身或代谢产物，可通过过滤、离心、蒸馏等方法纯化
D.利用苏云金杆菌能产生伴孢晶体，可以用来做微生物农药
5.发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品。常用好氧菌谷氨酸棒状杆菌利用图1的发酵罐来大量生产味精，发酵流程如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.发酵中所使用的谷氨酸棒状杆菌菌种可从自然界筛选也可通过杂交育种获得
B.为了保证发酵产品的产量和品质，图中发酵配料及发酵罐需经过严格的灭菌
C.在发酵过程中，通过加料口取样，随时监测产物浓度和微生物数量
D.发酵过程中需通入无菌空气，并通过搅拌使培养液与菌种充分接触后关闭通气口
6.啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后 ，最终过滤、调节、分装。下列说法不正确的是( )
A.酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵过程完成
B.焙烤是通过加热杀死种子胚，并且同时使淀粉酶失活，对糖浆灭菌
C.后发酵要在低温、密闭的环境下进行，一段时间后才能形成澄清、成熟的啤酒
D.发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味的要求不同而有所差异
7.下列对发酵工程及其应用的叙述，正确的有几项( )
①发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
②发酵工程的中心环节是灭菌，特别是发酵罐必须进行严格灭菌
③利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物农药可以促进植物生长
④培养液要一次性全部加入，在发酵过程中不再次加入，防止杂菌污染
⑤用单细胞蛋白制成的微生物饲料，可通过发酵工程从微生物细胞中提取
⑥可采用基因工程的方法将血红蛋白基因转入青霉菌中，提高其对氧的吸收和利用率
A.2 项 B.3 项 C.4 项 D.5 项
8.下列关于发酵工程及其应用的叙述，正确的是( )
A.分离、提纯获得微生物细胞本身或其代谢产物是发酵工程的中心环节
B.利用黑曲霉水解大豆中的蛋白质，经过淋洗、调制成酱油产品
C.利用酵母菌发酵产生的单细胞蛋白属于分泌蛋白，可制成微生物饲料
D.利用放线菌产生的井冈霉素防治水稻枯纹病属于化学防治
9.发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域都有广泛应用。下列对发酵工程应用的描述，不合理的是( )
A.在医药工业中，发酵工程一般只能用于生产抗体，不能用于生产抗原
B.食品添加剂不仅可以增加食品的营养，还可以改善食品的口味、色泽和品质
C.在食品工业中，利用发酵工程可以生产传统的发酵产品，如酱油等
D.在农牧业中，利用发酵工程生产的微生物肥料一般是微生物的代谢产物
10.下列有关发酵工程及其应用的叙述，正确的有几项( )
①生产食品酸度调节剂柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉
②发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
③谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸时，培养液的pH应调至酸性
④啤酒的工业化生产过程中，酒精的产生积累主要在后发酵阶段
⑤一种放线菌产生的抗生素——井冈霉素可以用于防治水稻枯纹病
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
11.下图为发酵工程生产流程，人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品。下列说法正确的是( )
A.若高产青霉素菌种是通过①培育的，①应该是基因工程育种
B.发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵，在该过程中要及时添加必需的营养组分，严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件
C.如果⑥表示发酵产品是代谢物，常常采用过滤、沉淀等方法分离、提纯
D.发酵罐内电机带动叶轮转动进行搅拌，使微生物与发酵液混合均匀和加快氧气溶解以及增加产热
12.由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等，在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用，下列有关发酵工程的描述，正确的是( )
A.分离、提纯获得微生物细胞本身或其代谢产物是发酵工程的中心环节
B.啤酒的工业化生产中，酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成，大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
C.将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵，可生产乙型肝炎疫苗
D.可通过发酵工程从微生物细胞中提取单细胞蛋白，制成微生物饲料
13.发酵工程广泛应用于农牧业、食品工业、医药工业等工业生产。下列关于发酵工程的叙述错误的是( )
A.发酵工程的形成离不开微生物纯培养技术的建立及发酵罐等设备的成功设计
B.筛选出高产柠檬酸的黑曲霉菌种后可直接接种到发酵罐中进行发酵生产
C.若培养基或发酵设备灭菌不彻底，则可能造成青霉素发酵的产量降低
D.发酵工程生产的单细胞蛋白含有糖类、脂质等多种化合物，可作为家畜的优质饲料
14.如图所示为发酵工程生产产品的流程图，请据图回答下列问题。
(1)若能生产人生长激素的工程菌是通过①培养的，①应该是__________；若高产青霉素菌种是通过②培育的，②应该是______________________。
(2)根据培养基的用途，可以将它们分为________培养基和________培养基。各种培养基的具体配方不同，但一般都含有__________________等营养成分。培养基在使用之前要用____________进行灭菌。
(3)整个过程的中心阶段是________，在该时期要随时取样检测培养基中的____________等。同时，要严格控制____________________等发酵条件，因为环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物________________的形成。
(4)发酵产品分离、提纯时要根据产品的类型不同选择合适的方法。如果发酵产品是菌体本身，常常采用______________等方法分离、提纯。
15.微生物纯培养技术的建立和密闭式发酵罐的成功设计，使得人们能够在严格控制的环境下大规模生产发酵产品。如图为谷氨酸发酵装置图。
（1）图中3、6是发酵罐夹层中水的进入口和排出口，水在发酵罐夹层流动的作用是_______。
（2）发酵工程的中心环节是_______。谷氨酸发酵过程中，当培养液呈_______时，会积累谷氨酸；当培养液呈_______时，会生成_______。
（3）如果发醇产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用_______（填“过滤、沉淀”或“提取、分离和纯化”）等方法将菌体分离和干操，即可得到产品。
（4）图中5的作用是_______。发酵工程具有的特点是_______（写出三点即可）。
答案以及解析
1.答案：D
解析：A、发酵过程中一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降，因此对培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌，A正确；
B、发酵过程中，由于微生物代谢过程中产生热量和代谢产物的积累，发酵环境不断变化，需随时检测影响发酵过程的各种环境条件，并予以控制，保证发酵的正常进行，B正确；
C、环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，还会影响微生物代谢物的形成，需随时检测影响发酵过程的各种环境条件（温度、pH、溶氧、通气量与转速等）并予以控制，C正确；
D、不同的发酵产品其分离方法各不相同，如果发酵的产品是微生物本身，在发酵之后采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，而如果发酵产品是代谢物则需通过蒸馏、萃取或离子交换等措施来提取、分离和纯化，D错误。
故选D。
2.答案：B
解析：获取菌种的方法有从自然界中获取、诱变育种和基因工程育种，A说法正确；培养基和发酵设备都需要进行严格灭菌，B说法错误；发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，需要进行指标检测等，C说法正确；发酵工程的产物有菌体本身和其代谢产物两种类型，D说法正确。
3.答案：C
解析：A、在菌种选育过程中,性状优良的菌种可以从自然界中筛选出,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,A正确;B、青霉素是抗生素,但其并不能杀灭所有微生物,所以其生产过程也要严格灭菌,B正确;C、可以采用稀释涂布平板法对微生物进行分离和计数,平板划线法只能进行分离,不能计数,C错误;D、若发酵工程的产品是微生物细胞本身,可在发酵结束后采用过滤、沉淀等方法进行分离和干燥,若产品是代谢物,可以根据产物的性质采取蒸馏、萃取、离子交换等方法提取、分离和纯化产品,D正确。故选:C。
4.答案：A
解析：A、发酵工程生产的单细胞蛋白是通过发酵获得的微生物菌体本身，不是从微生物体中获得的，A错误；B、利用发酵工程可以产生微生物肥料来增加土壤肥力、改善土壤结构、促进植株生长，如根瘤菌肥、固氮菌肥等，B正确；C、发酵产品包括微生物菌体本身或代谢产物，可通过过滤、离心、蒸馏等方法纯化，不同的产品需要的提纯方法不同，C正确；D、利用苏云金杆菌能产生伴孢晶体，可以用来做微生物农药，微生物农药的使用将在农业的可持续发展方面发挥重要作用，D正确。故选A。
5.答案：B
解析：A、杂交育种所依据的原理是基因重组，而谷氨酸棒状杆菌属于原核生物，无法进行基因重组，故无法通过杂交育种获得，A错误； B、无菌技术是微生物发酵成功的关键，为了保证发酵产品的产量和品质，图中发酵配料及发酵罐需经过严格的灭菌，防止杂菌污染，B正确； C、在发酵过程中，应通过放料口取样，随时监测产物浓度和微生物数量，而不能通过加料口取样，否则可能会导致杂菌污染，C错误； D、由发酵过程分析可知，谷氨酸棒状杆菌属于好氧菌，在发酵过程中需要不断地通入无菌空气，不能关闭通气口，D错误故选：B。
6.答案：B
解析：ACD、啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都是在主发酵阶段完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。发酵温度和发酵时间随着啤酒品种和口味要求的不同而有所差异，ACD正确；B、焙烤可以杀死大麦种子的胚，但不使淀粉酶失活，蒸煮过程中高温使淀粉酶失活，可以终止淀粉酶的进一步作用，并对糖浆灭菌，B错误。
7.答案：A
解析：①发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身,①正确;②发酵工程的中心环节是发酵罐中发酵,为避免杂菌污染,特别是发酵罐必须进行严格灭菌,②错误;③利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为肥料能够增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植株生长,③错误;④在发酵过程中,为了得到更多的发酵产物,要及时检测培养液中微生物的数量和营养物质的浓度,及时添加必备的营养成分来延长菌体生长稳定期的时间,④错误;⑤用单细胞蛋白制成的微生物饲料,其中的单细胞蛋白是微生物菌体,并不是通过发酵工程从微生物细胞中提取,⑤错误;⑥血红蛋白具有很强的携带氧气的能力,利用基因工程将血红蛋白基因转入青霉素生产菌来提高菌体对氧的吸收和利用率,⑥正确;故选A.
8.答案：B
解析：B、以大豆为主要原料,利用产生黑曲霉将大豆原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸,然后经淋洗、调制可以制成酱油产品,B正确。
9.答案：A
解析：发酵工程也可以生产抗原,如将乙型肝炎病毒的抗原基因导入酵母菌生产乙型肝炎疫苗,A错误。
10.答案：B
解析：①生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉,①正确;②发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身,②正确;③谷氨酸棒状杆菌发酵时,需在中性或弱碱性条件下,才能积累谷氨酸,故生产谷氨酸需将pH调至中性或弱碱性,③错误;④啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都是在主发酵阶段完成,故啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生积累主要在主发酵阶段完成,④错误;⑤利用放线菌通过发酵工程产生的井冈霉素可以用来防治水稻枯纹病,这是微生物农药的实例,⑤正确。综上所述可知,有3项正确,B正确,ACD错误。故选:B。
11.答案：B
解析：A、若高产青霉素菌种是通过①培育的,①应该是诱变育种,A错误;B、发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵,在该过程中要及时添加必需的营养组分,严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件,B正确;C、如果⑥表示发酵产品是代谢物,要根据产物的性质采取适当的方法提取、分离、纯化,从而得到所需的代谢产品,C错误;D、发酵罐内电机带动叶轮转动进行搅拌,使微生物与发酵液混合均匀和加快氧气溶解以及增加散热,D错误。故选B。
12.答案：C
解析：A、发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、火菌,接种,发酵、产品的分离、提纯等方面,发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,A错误;B、啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,其中酵母菌的繁殖大部分糖的分解和代谢物的生成在主发酵完成,B错误;C、乙肝疫苗的主要成分是乙肝病毒表面的抗原蛋白,将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,可生产乙型肝炎疫苗,C正确;D、用单细胞蛋白制成的微生物饲料,其中的单细胞蛋白是微生物菌体,并不是通过发酵工程从微生物细胞中提取获得,D错误。故选:C。
13.答案：B
解析：科学技术的应用离不开理论的支持和设备等工具的进步，因此发酵工程的形成离不开微生物纯培养技术的建立及发酵罐等设备的成功设计，A正确：筛选出能高产柠檬酸的黑曲霉菌种后还需要进一步扩大化培养才能接种到发酵罐中进行发酵生产，B错误；若培养基或发酵设备灭菌不彻底，则可能被杂菌污染，造成青霉素被分解，产量降低，C正确：发酵工程生产的单细胞蛋白是微生物的细胞，含有糖类、脂质等多种化合物，可作为家畜的优质饲料， D正确。
14.答案：(1)基因工程；诱变育种
(2)选择；鉴别；碳源、氮源、水、无机盐；高压蒸汽法
(3)发酵过程；微生物数量、产物浓度；溶氧量、pH和温度；代谢物
(4)过滤、沉淀
解析：(1)能生产人生长激素的工程菌是通过①培养的，那么①是基因工程，需要将人生长激素基因导入受体菌中。高产青霉素菌种是通过②培育的，那么②是诱变育种，是青霉菌发生突变，产青霉素能力提高。
(2)培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质；根据物理性质分为固体培养基和液体培养基，根据培养基的用途，可以将它们分为选择培养基和鉴别培养基。培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。培养基在使用之前要用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。
(3)发酵工程整个过程的中心环节是发酵，在发酵过程中，要随时检测培养波中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。要及时添加必需的营养组分，要严格控制溶氧量、pH和温度等发酵条件。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微生物的生长繁殖，也会影响微生物的代谢途径，影响微生物代谢物的形成。
(4)发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物，另一类是菌体本身。产品不同，分离提纯的方法一般不同。如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
15.答案：（1）冷却（或降温）
（2）发酵罐内发酵；中性或弱碱性；酸性；谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
（3）过滤、沉淀
（4）把无菌空气打成细小气泡。增加溶解氧，并能使菌种与培养液充分接触；生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小、容易处理等
解析：（1）略。
（2）在谷氨酸发酵过程中，当培养液星中性或弱碱性时，会积累谷氨酸；当培养液呈酸性时，会生成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。
（3）略。
（4）图中的5为搅拌叶轮，其作用是把无菌空气打成细小气泡，增加溶解氧，并能使菌种与培养液充分接触。
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