第1章发酵工程单元测试-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3（含解析）

发酵工程（一）
基础检测
1.如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B.果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将只进行无氧呼吸
C.果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关
D.气体入口与气体出口可以交换使用
2.家庭中利用鲜葡萄制作葡萄酒时，下列操作不正确的是( )
A.冲洗后的葡萄破碎后装入发酵瓶 B.葡萄浆不装满发酵瓶，留有1/3空间
C.发酵瓶及葡萄浆进行煮沸处理 D.25℃左右密闭发酵并适时排气
3.以苹果汁为原料，经酒精发酵、醋酸发酵可制得果醋。下列说法错误的是( )
A.酒精发酵阶段和醋酸发酵阶段的适宜温度不同
B.酒精发酵阶段和醋酸发酵阶段均能产生气体
C.在醋酸发酵阶段醋酸菌将酒精转化为醋酸
D.在醋酸发酵阶段接种醋酸菌可提高醋酸的酸度
4.灭菌和无菌操作是获得微生物纯培养物的基础，在接种、培养、分离酵母菌时，下列操作正确的是( )
A.用浸泡在75%酒精中的涂布器直接涂布
B.将接种后的培养皿倒置在恒温培养箱中培养
C.为了防止污染，接种环经酒精灯火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D.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
5.下列有关微生物培养基制备的叙述，正确的是( )
A.培养基配方中都含有碳源、氮源、水、无机盐及琼脂等成分
B.在熔化琼脂时，需要控制火力并不断搅拌，以免发生糊底
C.在微生物的实验室培养中，培养皿可用体积分数为70%的酒精擦拭灭菌
D.倒平板时需将培养基冷却至室温，再在酒精灯火焰旁倒平板
知识巩固
6.果酒和果醋制作过程中，发酵条件的控制至关重要，相关措施正确的是( )
A.发酵瓶要装1/3，留有空间，有利于酵母菌发酵
B.在葡萄酒发酵过程中，每隔12h左右打开瓶盖一次，放出CO2
C.在果醋发酵过程中，葡萄汁要填满发酵瓶，密封有利于醋酸菌的代谢
D.果酒发酵过程中温度应控制在20℃左右，果醋发酵过程中温度应控制在30℃左右
7.某同学利用图示装置进行果酒和果醋的制作，相关叙述正确的是( )
A.新鲜葡萄冲洗、榨汁、灭菌后装入发酵瓶，预留1/3空间
B.酒精发酵期间，开启磁力搅拌器能提高发酵液中的溶解氧
C.醋酸发酵期间，应打开阀a持续通气并适当提高发酵温度
D.发酵期间,发酵液中乙醇含量及pH均先增大后减小
8.早在《诗经·邶风·谷风》中就有“我有旨蓄，亦以御冬”的记载。“旨蓄”就是储藏的美味食品，也就是腌制的酸菜、泡菜。下列有关叙述错误的是( )
A.制作泡菜时腌制时间过长会引起细菌大量繁殖
B.条件适宜时乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸
C.常通过比色法对泡菜中的亚硝酸盐进行大致的估算
D.腌制泡菜时可通过向泡菜坛沿边水槽注水保持发酵所需环境
9.下列关于表中消毒与灭菌的描述，错误的是( )
常用方法 应用举例
消毒 ① 日常用品
② 不耐高温的液体
③ 皮肤
灭菌 灼烧灭菌法 ④
干热灭菌法 ⑤
高压蒸汽灭菌法 ⑥
A.若要彻底除去物体内外的芽孢和孢子,只靠方法①②③是不行的
B.牛奶、啤酒等则通常用方法②消毒,④可以为接种针、涂布器等灭菌
C.⑤⑥灭菌时,灭菌物品均不能与箱壁或桶壁接触,其原因不同
D.培养皿、培养基灭菌均可采用⑤⑥方法
10.做“酵母菌的纯培养”实验时，下列叙述不正确的是( )
A.等高压蒸汽灭菌锅的温度自然下降后才能打开排气阀
B.倒平板时，拔出锥形瓶棉塞后，应将瓶口迅速通过火焰
C.倒平板时要在酒精灯火焰旁进行，以防杂菌污染
D.为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速蘸取菌液
能力提升
11.黄酒是中国特产，即墨老酒是黄酒中的珍品，按照“黍米必齐、曲蘖（指发芽的谷粒）必时、水泉必香、陶器必良、湛炽（浸泡和蒸煮）必洁、火剂必得”的古代造酒六法酿制而成。下列叙述错误的是( )
A.“黍米”中所含物质能为微生物提供碳源和能源
B.“曲蘖”中含有酿造黄酒所需的酵母菌，酿酒过程中酵母菌呼吸产生CO2
C.“陶器必良”的目的是防止陶器气密性不够导致黄酒变质
D.“湛炽必洁”的目的是灭菌，确保发酵过程中无杂菌干扰
12.泡菜在我国具有悠久的历史，《诗经》中曾记载“中田有庐，疆场有瓜，是剥是菹，献之皇祖”，汉代的《说文解字》中对此解释“菹菜者，酸菜也”。下列关于泡菜制作的叙述错误的是( )
A.泡菜坛中蔬菜装量不能超过2/3，以防发酵液溢出
B.制作泡菜时有时会长一层白膜，这层白膜可能是由酵母菌繁殖形成的
C.适量的食盐水和酸性条件可以抑制杂菌的生长
D.腌制泡菜时如果加入一些陈泡菜汁，可以缩短腌制时间
13.下图为实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤，下列说法正确的是( )
A.步骤①倒平板操作前需采用紫外线照射对培养基进行灭菌
B.步骤③应多次连续平行划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落
C.③到④的操作过程中，接种环共灼烧处理了5次
D.步骤④划线结束后在皿盖上做好标注
14.发酵食品是人类巧妙地利用有益微生物加工制造的一类食品，具有独特的风味，如酸奶、干酪、泡菜、酱油、食醋、豆豉、腐乳、果酒等。请回答下列问题：
（1）在泡菜、食醋、腐乳、果酒发酵过程中，使用的微生物不同。在上述几种发酵产品加工过程中，需要利用真菌发酵的食品是_____。
（2）家庭制作葡萄酒的菌种来源于_____。将发酵装置置于阴凉处发酵的原因是_____。家庭制作葡萄酒一般不需要经过严格灭菌，酵母菌成为优势菌种的原因是_____。
（3）如果想将葡萄酒制作成葡萄醋，将醋酸菌菌种置于葡萄酒中并密封（相同环境），则给醋酸菌提供碳源的物质是_____；上述操作能否获得葡萄醋，原因是_____。
（4）制作腐乳需要多种微生物，其中起主要作用的微生物是_____，其产生的蛋白酶的作用是_____。
15.苹果酒风味清爽，苹果醋亦是养生保健的佳品。图甲所示是以苹果为原料生产果酒、果醋的工艺流程，图乙中曲线表示酒精体积分数对醋酸发酵的影响（酸度相对值越高，醋酸发酵品质越高），据此回答下列问题：
（1）酒精发酵时一般将温度控制在一定范围内，温度过高时，酵母菌代谢减慢甚至死亡，原因是__________________________。
（2）由图乙可知，醋酸发酵时最佳的酒精体积分数范围为________，酒精体积分数较高时通常不适宜用来进行醋酸发酵，原因是______________________________________________________________________________。
（3）以苹果酒为原料生产苹果醋，发酵产生醋酸的反应式为____________________________________________________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：由题图可知，若通入氧气，可研究有氧呼吸对发酵的影响；若不通入气体或通入氮气，可研究无氧呼吸对发酵的影响，A正确。发酵中期装置中的氧气被消耗完，而酵母菌无法利用氮气，将只进行无氧呼吸，B正确。温度通过影响相关酶的活性来影响微生物呼吸速率，进而影响发酵周期，C正确。通入气体的管子需插入液面以下，而排出气体的管子需在液面以上，故两者不能交换使用，D错误。
2.答案：C
解析：冲洗后的葡萄破碎后装入发酵瓶，有利于营养物质的释放；葡萄浆不装满发酵瓶，留有1/3空间，为酵母菌的繁殖提供O2；果酒制作过程利用的是葡萄皮上携带的野生酵母菌，煮沸处理会杀死酵母菌；酵母菌无氧群呼吸时产生酒精和CO2，25℃左右密闭发酵并适时排气能得到酒精并适时排出CO2。
3.答案：B
解析：本题考查果酒、果醋的制作原理。酒精发酵阶段适宜温度约为18~30℃，醋酸发酵阶段的适宜温度为30~35℃，A正确；酒精发酵阶段能产生气体CO2，而醋酸发酵阶段不能产生气体，B错误；当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为酷酸，C正确；在醋酸发酵阶段接种醋酸菌可提高醋酸的酸度，D正确。
4.答案：B
解析：将浸泡在75%酒精中的涂布器拿出后还需要经过灼烧灭菌及冷却才能涂布，A错误；接种环经酒精灯火焰灭菌之后还需要冷却才能挑取菌落，C错误；倒平板时，将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，然后将锥形瓶中的培养基（10~20mL）倒入培养皿，立即盖上皿盖，D错误。
5.答案：B
解析：A、微生物培养基的主要营养物质有碳源、氮源、水和无机盐等，培养一些自养生物时，可以不加碳源或氮源，A错误；
B、在熔化琼脂时，需要控制火力并不断搅拌，以免发生焦糊，B正确；
C、在微生物的实验室培养中，培养皿要用干热灭菌法彻底消灭其中的微生物，C错误；
D、倒平板时需待培养基冷却至50度左右而不是室温，并在酒精灯火焰附近倒平板，D错误。
故选B。
6.答案：D
解析：葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，让酵母菌先进行有氧呼吸快速繁殖，同时防止发酵液溢出，A错误；用带盖的瓶子进行葡萄酒发酵时，发酵过程中每隔12h左右要将瓶盖拧松一次，以放出CO2，但不能打开瓶盖，以免杂菌污染，B错误；参与果醋制作的醋酸菌是好氧菌，只有当氧气充足时才能进行旺盛的生理活动，因此不能将葡萄汁填满发酵瓶，且在果醋发酵过程中，要通过充气口充气，以利于醋酸菌的代谢，C错误；20℃左右最适合酵母菌繁殖，果酒发酵过程中应将温度控制在18~25℃，醋酸菌的最适生长温度为30~35℃，在果醋发酵过程中，要将温度控制在30~35℃，D正确。
7.答案：C
解析：制作葡萄酒时要利用新鲜葡萄表面的菌种进行发酵，因此不能灭菌，否则会导致酵母菌死亡，使发酵失败，A错误。酒精发酵利用的是酵母菌无氧呼吸，应保证发酵液中无氧，B错误。醋酸发酵的菌种（醋酸菌）为好氧菌，因此醋酸发酵期间，应打开阀a持续通气；果酒发酵所用菌种是酵母菌，温度应控制在18~25℃，醋酸发酵所用菌种是醋酸菌，温度应控制在30~35℃，因此醋酸发酵期间，应适当提高发酵温度，C正确。发酵期间，发酵液中乙醇含量先增大后减小，但是pH一直减小，D错误。
8.答案：A
解析：制作泡菜时，腌制时间过短、温度过高、食盐用量过低会引起细菌大量繁殖，而腌制时间过长会由于无氧和产生乳酸过多等情况，抑制其他细菌的生长，A错误；在条件适宜的情况下，乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸，B正确；通过比色法将显色反应后的样品与标准显色液进行比较，可对泡菜中的亚硝酸盐进行大致的估算，C正确；腌制泡菜时可通过向泡菜坛沿边水槽注水保持发酵所需的环境，D正确。
9.答案：D
解析：常用的消毒方法并不能彻底除去物体内外的孢子和芽孢，若要彻底除去芽孢和孢子，则需要灭菌，A正确。对于牛奶、啤酒等不耐高温的液体，常用的消毒方法是巴氏消毒法，对于接种工具常用灼烧灭菌法来灭菌，B正确。利用干热灭菌法灭菌时，灭菌的物品不与灭菌箱内壁接触，是为了防止包装纸烤焦起火；利用高压蒸汽灭菌法灭菌时，锥形瓶与试管口不与桶壁接触是为了避免冷凝水淋湿包裹瓶口的纸而渗入棉塞，C正确。培养基不能用干热灭菌法灭菌，D错误。
10.答案：D
解析：高压蒸汽灭菌时，到灭菌时间后，切断电源，让灭菌锅内温度自然下降，当压力表的压力降到零时，打开排气阀，旋松螺栓，打开盖子，取出灭菌物品，A正确；在倒平板时，拔出锥形瓶棉塞后，应将瓶口迅速通过火焰，防止瓶口杂菌污染培养基，B正确；倒平板时要在酒精灯火焰旁进行，以防杂菌污染，C正确；接种环经灼烧灭菌后应在火焰旁冷却后再蘸取菌液，以免接种环的温度太高，杀死菌种，D错误。
11.答案：D
解析：“黍米”富含有机物，其中所含物质能为微生物提供碳源和能源，A正确；在黄酒制作过程中需要酵母菌，在酿酒过程中，酵母菌先进行有氧呼吸，大量增殖，后进行无氧呼吸，产生酒精，酵母菌呼吸过程均有CO2产生，B正确；“陶器必良”的目的是防止陶器气密性不够导致好氧杂菌大量繁殖，从而使黄酒变质，C正确；“湛炽必洁”的目的是消毒，D错误。
12.答案：A
解析：泡菜坛中蔬菜可基本装满，盐水没过蔬菜，A错误；制作泡菜时有时会长一层白膜，该白膜可能是由酵母菌繁殖形成的，B正确；适量的食盐水和酸性条件在腌制过程中可以抑制杂菌生长，C正确；陈泡菜汁中含有乳酸菌，坛中加一些陈泡菜汁的目的是加入乳酸菌菌种，缩短腌制时间，D正确。
13.答案：B
解析：步骤①倒平板操作前需采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌，A错误；步骤③应多次连续平行划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落，B正确；在开始划线前及每一次划线结束后均需灼烧一次接种环，从图中可知共划线5次，所以应该灼烧接种环6次，C错误；因为接种后需倒置培养，故步骤④划线结束后在培养皿的皿底上做好标注，D错误。
14.答案：（1）果酒和腐乳
（2）葡萄皮上的野生酵母菌；果酒发酵的温度应控制在18~30℃；发酵后期容器中缺氧、发酵液呈酸性及酒精浓度较高，其他微生物难以生长繁殖，而酵母菌可适应该环境
（3）酒精；不能，醋酸菌为需氧型微生物，在无氧（密封容器口）条件下不能生存且醋酸发酵的适宜温度为30~35℃，该环境不适宜醋酸菌的生长与发酵
（4）毛霉；将蛋白质分解为小分子肽和氨基酸
解析：（1）泡菜、食醋、腐乳、果酒制作都利用了微生物发酵，其中制作果酒的酵母菌和制作腐乳的毛霉均是真菌，制作食醋的醋酸菌和制作泡菜的乳酸菌都属于细菌。
（2）家庭制作葡萄酒的菌种来源于葡萄皮上的野生酵母菌。酵母菌发酵的适宜温度为18～30℃，所以需将发酵装置放置在阴凉处发酵。在酒精发酵过程中，容器中缺氧，发酵液呈酸性且酒精浓度较高，其他微生物难以生长繁殖，而酵母菌可适应该环境，从而成为优势菌种。
（3）醋酸菌在氧气充足、糖源充足时，将糖分解为醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，所以葡萄酒中醋酸菌的碳源是乙醇（即酒精）。题干所示方法无法获得葡萄醋，因为醋酸菌是好氧菌，在无氧（密封容器口）条件下不能生存，并且醋酸发酵的适宜温度为30～35℃，该环境不适宜醋酸菌的生长与发酵。
（4）制作腐乳时，利用毛霉等微生物生产的蛋白酶和脂肪酶，将大分子物质分解为易吸收的小分子物质，其中蛋白酶可以将腐乳中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸。
15.答案：（1）过高的温度会影响酵母菌体内酶的活性
（2）6.0%～6.5%；较高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢，使成品酸度下降
（3）C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量
解析：（1）酒精发酵时适宜的温度约为28℃，如果温度过高,会影响酶的活性，从而影响酒精发酵。
（2）从图乙可知，当酒精体积分数为6.0%~6.5%时，酸度相对值最大，说明此酒精体积分数范围最适合醋酸发酵，如果酒精体积分数过高,会抑制醋酸菌的生长和代谢，不利于醋酸发酵。
（3）醋酸菌将酒精变成醋酸，具体见答案。