1.5发酵工程的应用——高二生物学北师大版（2019）选择性必修三同步课时作业（含解析）

1.5发酵工程的应用——高二生物学北师大版（2019）选择性必修三
同步课时作业
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列关于发酵工程的叙述错误的是( )
A.发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵
B.发酵过程中应对发酵条件进行控制
C.发酵工程的原料来源丰富、价格低廉，产物专一，在许多领域得到了广泛应用
D.发酵工程大多使用单一菌种进行发酵，所以生产过程不需要进行无菌操作
2．发酵工程因其明显的优势和特点在食品工业、医药工业和农牧业等领域得到了广泛的应用。下列不属于发酵工程特点的是( )
A.产物专一
B.生产条件温和
C.废弃物环境污染大，但容易处理
D.原料来源丰富，且价格低廉
3．由于酸奶制作工艺并不复杂，一些人会在家里自制“原始状态”的酸奶。因为没有添加剂，而且刚做出来的酸奶入口即化，带有独特的发酵味，深得人们喜爱。常见的操作流程是向经过杀菌处理的牛奶中添加某些对人体有益的细菌，再经过发酵即可。下列有关叙述正确的是( )
A.常温下保存的销售酸奶可用作接种的菌种
B.应该先对制作用具和原料进行灭菌处理，再接种纯的菌种，并控制发酵条件
C.选用含有抗生素的牛奶进行发酵效果会更好，因为可以有效避免杂菌的污染
D.采用煮沸法对牛奶进行消毒处理，可以最大程度的保证营养物质不被破坏
4．如图所示为面包霉体内合成氨基酸的途径。若在发酵工程中利用面包霉来大量合成氨基酸A应采取的最佳措施是( )
A.改变面包霉的细胞膜通透性
B.在高温高压下进行发酵
C.对面包霉进行诱变处理，选育出不能合成酶②的菌种
D.对面包霉进行诱变处理，选育出不能合成酶③的菌种
5．下列关于发酵工程应用的说法，正确的是( )
A.食品添加剂由于可以增加食品营养，改善食品的色、香、味，还可以延长保存期，使用时应尽量多添加
B.加酶洗衣粉使用时用沸水洗涤效果最好
C.在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后能提高免疫力
D.与使用化学农药相比，使用微生物农药具有成本高、见效快、无污染的特点
6．在发酵过程中，不会直接引起发酵液pH变化的是( )
A.营养物质的消耗 B.微生物细胞数目的增多
C.微生物呼吸作用释放的CO2 D.代谢物的积累
7．发酵工程与农业、食品工业、医药工业及其他工业生产有着密切的联系。下列对发酵工程及其应用的叙述，正确的是( )
A.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
B.啤酒的工业化生产过程中，酵母菌代谢物的生成主要在后发酵阶段完成
C.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
D.发酵工程具有生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉等特点
8．关于传统发酵技术的应用，下列叙述错误的是( )
A.醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸
B.酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖产生酒精
C.泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵
D.腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶
9．绍兴是黄酒之乡，“麦曲酶长，酵米复芳；白梅酒娘，伴淋寒香；压滤琼浆，煎煮陈藏”是对绍兴黄酒精致复杂酿造工艺的描述。在黄酒的主发酵过程中，“开耙”（搅拌）是极为关键的一步。下列相关叙述错误的是( )
A.接种麦曲有利于淀粉的糖化，有利于“酒娘”菌种发酵
B.煎煮的目的是除去发酵产品中的杂菌，利于酵母菌繁殖
C.陈藏有利于黄酒中醇与酸发生酯化反应，使酒更加芳香
D.发酵过程中“开耙”可适当提供O2，调节pH，活化酵母
10．甘蔗榨糖后的废弃液——糖蜜中含有较多蔗糖，为了提高甘蔗的整体利用价值，中国科学家运用生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌，以糖蜜为原料，通过发酵工程生产PHA等新型高附加值可降解材料。嗜盐单胞菌产生的PHA在营养物质丰富时会贮存在细胞中，营养物质不足则被分解以维持细胞代谢。以下说法正确的是( )
A.菌种的选育是发酵工程的中心环节
B.选育好的菌种需要经扩大培养后再接种至发酵罐中
C.发酵过程糖蜜浓度越高越有利于嗜盐单胞菌的生长繁殖
D.直接将培养液过滤即可以从滤液中获得PHA
二、多选题
11．发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一等特点，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。下列相关叙述正确的是( )
A.生产柠檬酸需要筛选产酸量高的乳酸菌
B.发酵工程可以利用原材料中含有的菌种
C.单细胞蛋白指通过发酵获得的微生物菌体
D.夏季生产果酒时需对罐体进行降温处理
12．如图是发酵装置，下列叙述正确的是( )
A.发酵过程需要及时检测发酵液中的微生物数量和产物浓度等
B.发酵罐及其中的培养基均应进行严格灭菌
C.利用该装置进行啤酒发酵时，需通过5不断搅拌增加溶解氧
D.若发酵产品是单细胞蛋白，可通过过滤、沉淀等方法获得产品
三、读图填空题
13．啤酒的酿造过程中除了产生乙醇外，也产生不利于人体健康的氨基甲酸乙酯（EC），EC主要由尿素与乙醇反应形成。如图是啤酒酿制工艺流程，请回答下列问题。
(1)图中加入的菌种①是_________，工艺②是_________（填“消毒”或“灭菌”），采用工艺②的目的是_________。
(2)以尿素为唯一氮源的培养基中加入_________指示剂，若指示剂变红，可以初步鉴定分解尿素的细菌。尿素分解菌产生的_________可用于降解啤酒中的尿素，该酶固定化后稳定性和利用效率提高，固定化方法有_________（答出两种即可）。
(3)某公司开发了一种新的啤酒产品，发现EC含量超标。依据上述信息简要写出利用尿素分解菌降低该啤酒中EC含量的思路_________。
14．泡菜是许多亚洲国家的传统食品，在发酵液中发现的微生物通常含有乳酸菌和酵母菌等。我国民间泡菜制作历史悠久，早在《齐名要术》中就有相关记载，清代《中馈录》中详细记载了泡菜的做法：“泡盐菜法，定要覆水坛。此坛有一外沿如暖帽式，四周内可盛水，坛口上覆一盖，浸于水中，使空气不得入内，则所泡之菜不得坏矣。泡菜之水，用花椒和盐煮沸……”。回答下列问题。
(1)泡菜制作将水坛坛盖浸于水中，使空气不得入内的原因是_________。煮沸的盐水需_________后，再倒进已装好干净蔬菜的坛中。
(2)正常发酵的初期，可听到泡菜坛发出“叮当”的声响，并看到气泡从坛沿的水槽中冒出，这些气泡中的气体主要由_________菌产生。泡菜发酵过程中，除乳酸菌外，其它微生物在密封发酵2天后均大幅度减少的主要原因是_________。
(3)为探究泡菜食用的最佳时间，某同学用质量分数为5%的食盐水制作泡菜，在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果见下图。
由图可知，在发酵10天后食用泡菜比较合适，原因是_________。
参考答案
1．答案：D
解析：A、发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵，A正确;
B、发酵过程中应对发酵条件进行控制，使发酵过程处于最佳状态，B正确;
C、发酵工程的原料来源丰富、价格低廉，产物专一,废弃物对环境污染小，在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛应用，C正确;
D、发酵工程大多使用单一菌种进行发酵，但是生产过程也需要进行无菌操作，D错误；
故选D。
2．答案：C
解析：发酵工程的特点为：生产条件较温和、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且容易处理，ABD正确，C错误。故选C。
3．答案：B
解析：
4．答案：C
解析：据图分析，符合题意的是对面包霉进行诱变处理，选育出不能合成酶③的菌种，所以C正确。
5．答案：C
解析：A、食品添加剂过量使用会对人体健康造成影响,甚至危及生命,不能过量使用,A错误;B、加酶洗衣粉中酶制剂在最适温度下活性最高,沸水条件使酶失活,洗涤效果较差,B错误;C、在青贮饲料中添加乳酸菌,通过乳酸菌的发酵,可以提高饲料品质,使饲料保鲜,同时提高动物免疫力,C正确;D、与使用化学农药相比,使用微生物农药具有成本低、无污染、见效慢的特点,D错误。故选C。
6．答案：B
解析：A、微生物发酵过程中，微生物的代谢会消耗大量的营养物质，可能造成酸碱物质消耗不均，从而引起pH的变化，A错误；B、发酵过程中，微生物细胞数目的增加不会直接引起pH变化，B正确；C、微生物的呼吸作用会产生大量的CO2可以引起pH的变化，C错误；D、微生物发酵过程中，代谢产物的积累也能引起pH的变化，D错误。故选B。
7．答案：D
解析：发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可以促进植物生长，A项错误；啤酒的工业化生产过程中，酵母菌代谢物的生成主要在主发酵阶段完成，B项错误；通过发酵工程获得的大量微生物菌体，即为单细胞蛋白，C项错误。
8．答案：A
解析：醋酸菌是好氧菌,利用乙醇生产醋酸需在有氧条件下,故A选项错误;酵母菌无氧呼吸能产生酒精,因此酵母菌利用葡萄糖汁产生酒精需要在无氧条件下,故B选项正确;泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵,故C选项正确;腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶,故D选项正确。
9．答案：B
解析：A、淀粉属于生物大分子物质,A正确;
B、煎煮是进行消毒,利于酒的储藏;
C、“陈储”是将榨出的酒放入罐内存放,使酒更加芳香;
D、发酵过程中“开耙”是为了增加O2的含量,让酵母菌进行有氧呼吸,有利于活化酵母。
10．答案：B
解析：A、发酵罐内发酵才是发酵工程的中心环节，A错误;B、在发酵工程中选育出优良的菌种，要扩大培养后才能接种到发酵罐内发酵，B正确;C、发酵过程糖蜜浓度太高会使嗜盐单胞菌失水过多而死亡，C错误;D、嗜盐单胞菌产生的PHA在营养物质丰富时会贮存在细胞中，因此直接将培养液过滤即不可以从滤液中获得PHA，D错误。故选:B。
11．答案：CD
解析：A、生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉，不需要筛选乳酸菌，A错误；B、发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种，一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降，因此，培养基和发酵设备都必须经过严格灭菌，故发酵工程的菌种不可以利用原材料中含有的菌种，发酵工程的优良性状的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种和基因工程育种获得，B错误；C、单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵，获得的大量的微生物菌体，C正确；D、果酒制作是利用酵母菌的无氧呼吸，而酵母菌适宜生存的温度为18~25℃，而夏天温度较高，因此夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理，D正确。
12．答案：ABD
解析：发酵过程需要及时检测发酵液中的微生物数量和产物浓度等，A项正确；发酵罐及其中的培养基均应进行严格的灭菌，B项正确；利用该装置进行啤酒发酵时，需通过5不断搅拌增大菌体与培养液的接触，啤酒发酵应在无氧环境下进行，C项错误；若发酵产品是单细胞蛋白，由于单细胞蛋白是微生物菌体，故可通过过滤、沉淀等方法获得产品，D项正确。
13．答案：(1)酵母菌；消毒；杀死啤酒中的大多数微生物，延长它的保存期
(2)酚红；脲酶；化学结合法、物理吸附法和包埋法
(3)筛选尿素分解菌，经发酵后分离纯化脲酶，用固定化脲酶分解该啤酒中的尿素，抑制EC的合成
解析：（1）酿造啤酒是利用酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，图中加入的菌种①是酵母菌，为了杀死啤酒中的大多数微生物，延长它的保存期，故需对发酵液消毒。
（2）分解尿素的细菌能产生脲酶将尿素分解为氨和CO2，氨能使培养基的pH升高，若以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，指示剂变红。尿素分解菌产生的脲酶可用于降解啤酒中的尿素，可用酶固定化的方法提高酶稳定性和利用效率，固定化方法有化学结合法、物理吸附法和包埋法。
（3）由于EC主要由尿素与乙醇反应形成，可将筛选尿素分解菌，经发酵后分离纯化脲酶，用固定化脲酶分解该啤酒中的尿素，抑制EC的合成，降低该啤酒中EC含量。
14．答案：(1)为乳酸菌无氧呼吸创造无氧条件；冷却
(2)酵母；酸性、缺氧的条件不利于其他微生物生存
(3)此时亚硝盐含量已经降低到较低水平
解析：（1）乳酸菌为厌氧细菌，需要在无氧条件下才能进行乳酸发酵。为防止杂菌污染，盐水需进行煮沸并冷却后使用，冷却的目的主要是为了防止乳酸菌被高温杀死。
（2）在无氧条件下，一些酵母菌也能进行生长并产生气体，在缺氧呈酸性的环境下，大多数微生物菌（杂菌）不能生长。
（3）泡菜制作过程中会产生亚硝酸盐，会转化为亚硝胺，是一种致癌物质，因此，生活中应当准确把握取亚硝酸盐含量较低所处食时间。