2025人教版高中生物学选择性必修3强化练习题--第1章第3节发酵工程及其应用（含解析）
文档属性
| 名称 | 2025人教版高中生物学选择性必修3强化练习题--第1章第3节发酵工程及其应用（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 444.1KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-12-26 11:18:17 | ||
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文档简介
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2025人教版高中生物学选择性必修3
第3节 发酵工程及其应用
基础过关练
题组一 发酵工程及其基本环节
1.(2024安徽江南十校联考)下列关于发酵工程与传统发酵技术的相关叙述正确的是( )
A.人类对发酵原理的认识和密闭式发酵罐的成功设计,标志着发酵工程的诞生
B.发酵工程为厌氧发酵,而传统发酵为需氧发酵
C.传统发酵技术制作的泡菜品质不一,与食材上菌种的差异、杂菌不明等有关
D.发酵工程所用菌种都是经选育的单一菌种,可以明显提高产品的产量和质量
2.(2024江苏淮安期中)下列关于发酵工程的叙述,错误的是( )
A.培养基和发酵设备都必须经过严格灭菌,发酵过程中适时补充灭菌的培养液
B.发酵过程中的环境条件既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.发酵产品包括微生物菌体本身或代谢物等,通过酵母菌发酵,获得大量菌体,从中提取单细胞蛋白作为动物饲料或食品添加剂
D.发酵生产的微生物肥料可能抑制土壤中病原微生物的生长
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.(2024江苏泰州模拟)我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦芽为主要原料制成的。下列相关叙述错误的是( )
A.破碎麦芽有利于释放其中的淀粉酶
B.发酵过程中有机物分解会引起发酵罐温度升高
C.要随时检测发酵液中的微生物数量等以了解发酵进程
D.发酵结束后需要对啤酒进行高压蒸汽灭菌处理
5.(2024湖南衡阳开学考试)通过发酵工程可以大量制备谷氨酸,下列有关谷氨酸发酵生产的叙述,错误的是( )
A.发酵之前要对谷氨酸菌种进行扩大培养
B.若发酵产品是产谷氨酸菌种,可采用过滤等方法分离
C.发酵过程中,在酸性条件下会积累谷氨酸
D.发酵时要通入无菌空气并在一定转速下搅拌
6.(2024河南濮阳月考)我国是啤酒生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的,其工业化生产的简要流程如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.制麦时需浸泡大麦,加入脱落酸不利于淀粉酶的形成
B.赤霉素处理大麦可诱导淀粉酶合成,促进糖化发生
C.糖化后煮沸,主要是为了终止酶的作用并对糖浆灭菌
D.生产精酿啤酒需要对发酵产物进行彻底的过滤和消毒
7.(2024安徽池州期末)黑曲霉是一种丝状真菌,其代谢产物广泛应用于食品加工等领域。食品工业以红薯粉为原料经黑曲霉发酵获得柠檬酸,如图为生产柠檬酸的简要流程图。下列叙述错误的是( )
A.据图分析黑曲霉的代谢类型是需氧型
B.培养过程1使用平板划线法进行接种,培养过程2为扩大培养环节
C.α-淀粉酶将红薯中的淀粉水解产生葡萄糖提供碳源,蛋白胨提供氮源和维生素等
D.发酵罐内接种的是黑曲霉纯种,培养基C和发酵罐不需要严格灭菌
8.(2023山西大同月考)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。
回答下列问题:
(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的 可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供 。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖,大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的 、 能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分,如将蛋白质分解为小分子的肽和 。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉属于 (填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于 (填“真核生物”或“原核生物”);添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是 。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是 (答出1点即可)。
答案与分层梯度式解析
第3节 发酵工程及其应用
基础过关练
1.C 2.C 4.D 5.C 6.D 7.D
1.C 人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品,发酵工程逐步形成,A错误;发酵工程和传统发酵均既有需氧发酵又有厌氧发酵,主要由菌种代谢类型决定其是否需氧,B错误;发酵工程所用菌种大多是经选育的单一菌种,可以明显提高产品的产量和质量,D错误。
归纳总结
传统发酵技术和现代发酵工程的比较
传统发酵技术 现代发酵工程
菌种 来源 原料或前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物 从自然界中筛选或利用生物技术培育的微生物
灭菌条件 不需严格灭菌 需要严格灭菌
发酵条件 的控制 人为控制发酵条件,没有特别严格 通过计算机系统控制发酵条件,特别严格
产物的分 离、纯化 较为简单,往往直接使用 较为复杂,方法有过滤、沉淀、蒸馏、萃取等
2.C 培养基和发酵设备都必须经过严格灭菌,以防止杂菌污染导致发酵产物产量大大下降;发酵过程中适时补充灭菌的培养液,以满足发酵菌种的代谢需求,A正确。发酵过程需要适宜的温度和pH,环境条件既会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物代谢产物的形成,B正确。发酵产品包括微生物菌体本身或代谢物等,单细胞蛋白是微生物菌体,不需要从获得的菌体中提取,C错误。有的微生物肥料可以抑制土壤中病原微生物的生长,从而减少病害的发生,D正确。
特别提醒
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。其不仅含有丰富的蛋白质,还含有糖类、脂质和维生素等物质。
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 麦芽中含有淀粉酶可以将淀粉水解,破碎麦芽有利于释放其中的淀粉酶,更充分的水解淀粉,A正确;发酵过程中有机物分解会释放热量使发酵罐温度升高,B正确;发酵过程中要随时检测发酵液中的微生物数量等以了解发酵进程,C正确;啤酒需消毒处理,不需要高压蒸汽灭菌,D错误。
特别提醒
接种单一高质量纯种、严格的消毒灭菌措施、培养基营养物质协调、严格的发酵条件控制等,都使啤酒的产量和质量明显提高。
5.C 如果发酵产品是微生物细胞本身(产谷氨酸菌种),可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀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提取、分离和纯化措施来获得产品,B正确。环境条件会影响微生物代谢物的形成,谷氨酸的发酵生产,在中性和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,C错误。谷氨酸棒状杆菌是好氧菌,发酵时需要通入无菌空气并在一定转速下搅拌,D正确。
6.D 浸泡大麦的目的是提高自由水与结合水的比例,进而提高细胞代谢速率和淀粉酶的形成,而加入脱落酸促进休眠,不利于淀粉酶的形成,A正确;赤霉素处理大麦可诱导淀粉酶合成,淀粉酶催化淀粉分解,促进糖化发生,B正确;生产精酿啤酒一般不添加食品添加剂,不进行过滤和消毒处理等,D错误。
拓展延伸
“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别
7.D 据图分析,培养过程2是振荡培养,且柠檬酸发酵时需搅拌,故黑曲霉的代谢类型为需氧型,A正确。虽然发酵罐内接种的是黑曲霉纯培养物,但是在发酵工业中一旦有杂菌污染,会导致产量大大下降,所以培养基C和发酵设备都必须经过严格的灭菌,D错误。
8.答案 (1)蛋白质 碳源 (2)蛋白酶 脂肪酶 氨基酸 异养好氧 (3)原核生物 乙醇和CO2 食盐
解析 (1)微生物培养基成分一般包括碳源、氮源、无机盐、水等。含有氮元素且能被微生物利用的物质称为氮源,大豆中的蛋白质可为米曲霉的生长提供氮源;含有碳元素且能被微生物所利用的物质称为碳源,小麦中的淀粉属于多糖,可为米曲霉的生长提供碳源。(2)蛋白酶可将大分子的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。米曲霉发酵过程需提供营养物质,说明米曲霉是异养生物;需要通入空气并搅拌,说明米曲霉为好氧生物。
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第3节 发酵工程及其应用
基础过关练
题组一 发酵工程及其基本环节
1.(2024安徽江南十校联考)下列关于发酵工程与传统发酵技术的相关叙述正确的是( )
A.人类对发酵原理的认识和密闭式发酵罐的成功设计,标志着发酵工程的诞生
B.发酵工程为厌氧发酵,而传统发酵为需氧发酵
C.传统发酵技术制作的泡菜品质不一,与食材上菌种的差异、杂菌不明等有关
D.发酵工程所用菌种都是经选育的单一菌种,可以明显提高产品的产量和质量
2.(2024江苏淮安期中)下列关于发酵工程的叙述,错误的是( )
A.培养基和发酵设备都必须经过严格灭菌,发酵过程中适时补充灭菌的培养液
B.发酵过程中的环境条件既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.发酵产品包括微生物菌体本身或代谢物等,通过酵母菌发酵,获得大量菌体,从中提取单细胞蛋白作为动物饲料或食品添加剂
D.发酵生产的微生物肥料可能抑制土壤中病原微生物的生长
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.(2024江苏泰州模拟)我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦芽为主要原料制成的。下列相关叙述错误的是( )
A.破碎麦芽有利于释放其中的淀粉酶
B.发酵过程中有机物分解会引起发酵罐温度升高
C.要随时检测发酵液中的微生物数量等以了解发酵进程
D.发酵结束后需要对啤酒进行高压蒸汽灭菌处理
5.(2024湖南衡阳开学考试)通过发酵工程可以大量制备谷氨酸,下列有关谷氨酸发酵生产的叙述,错误的是( )
A.发酵之前要对谷氨酸菌种进行扩大培养
B.若发酵产品是产谷氨酸菌种,可采用过滤等方法分离
C.发酵过程中,在酸性条件下会积累谷氨酸
D.发酵时要通入无菌空气并在一定转速下搅拌
6.(2024河南濮阳月考)我国是啤酒生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的,其工业化生产的简要流程如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.制麦时需浸泡大麦,加入脱落酸不利于淀粉酶的形成
B.赤霉素处理大麦可诱导淀粉酶合成,促进糖化发生
C.糖化后煮沸,主要是为了终止酶的作用并对糖浆灭菌
D.生产精酿啤酒需要对发酵产物进行彻底的过滤和消毒
7.(2024安徽池州期末)黑曲霉是一种丝状真菌,其代谢产物广泛应用于食品加工等领域。食品工业以红薯粉为原料经黑曲霉发酵获得柠檬酸,如图为生产柠檬酸的简要流程图。下列叙述错误的是( )
A.据图分析黑曲霉的代谢类型是需氧型
B.培养过程1使用平板划线法进行接种,培养过程2为扩大培养环节
C.α-淀粉酶将红薯中的淀粉水解产生葡萄糖提供碳源,蛋白胨提供氮源和维生素等
D.发酵罐内接种的是黑曲霉纯种,培养基C和发酵罐不需要严格灭菌
8.(2023山西大同月考)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。
回答下列问题:
(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的 可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供 。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖,大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的 、 能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分,如将蛋白质分解为小分子的肽和 。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉属于 (填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于 (填“真核生物”或“原核生物”);添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是 。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是 (答出1点即可)。
答案与分层梯度式解析
第3节 发酵工程及其应用
基础过关练
1.C 2.C 4.D 5.C 6.D 7.D
1.C 人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品,发酵工程逐步形成,A错误;发酵工程和传统发酵均既有需氧发酵又有厌氧发酵,主要由菌种代谢类型决定其是否需氧,B错误;发酵工程所用菌种大多是经选育的单一菌种,可以明显提高产品的产量和质量,D错误。
归纳总结
传统发酵技术和现代发酵工程的比较
传统发酵技术 现代发酵工程
菌种 来源 原料或前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物 从自然界中筛选或利用生物技术培育的微生物
灭菌条件 不需严格灭菌 需要严格灭菌
发酵条件 的控制 人为控制发酵条件,没有特别严格 通过计算机系统控制发酵条件,特别严格
产物的分 离、纯化 较为简单,往往直接使用 较为复杂,方法有过滤、沉淀、蒸馏、萃取等
2.C 培养基和发酵设备都必须经过严格灭菌,以防止杂菌污染导致发酵产物产量大大下降;发酵过程中适时补充灭菌的培养液,以满足发酵菌种的代谢需求,A正确。发酵过程需要适宜的温度和pH,环境条件既会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物代谢产物的形成,B正确。发酵产品包括微生物菌体本身或代谢物等,单细胞蛋白是微生物菌体,不需要从获得的菌体中提取,C错误。有的微生物肥料可以抑制土壤中病原微生物的生长,从而减少病害的发生,D正确。
特别提醒
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。其不仅含有丰富的蛋白质,还含有糖类、脂质和维生素等物质。
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 麦芽中含有淀粉酶可以将淀粉水解,破碎麦芽有利于释放其中的淀粉酶,更充分的水解淀粉,A正确;发酵过程中有机物分解会释放热量使发酵罐温度升高,B正确;发酵过程中要随时检测发酵液中的微生物数量等以了解发酵进程,C正确;啤酒需消毒处理,不需要高压蒸汽灭菌,D错误。
特别提醒
接种单一高质量纯种、严格的消毒灭菌措施、培养基营养物质协调、严格的发酵条件控制等,都使啤酒的产量和质量明显提高。
5.C 如果发酵产品是微生物细胞本身(产谷氨酸菌种),可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀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提取、分离和纯化措施来获得产品,B正确。环境条件会影响微生物代谢物的形成,谷氨酸的发酵生产,在中性和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,C错误。谷氨酸棒状杆菌是好氧菌,发酵时需要通入无菌空气并在一定转速下搅拌,D正确。
6.D 浸泡大麦的目的是提高自由水与结合水的比例,进而提高细胞代谢速率和淀粉酶的形成,而加入脱落酸促进休眠,不利于淀粉酶的形成,A正确;赤霉素处理大麦可诱导淀粉酶合成,淀粉酶催化淀粉分解,促进糖化发生,B正确;生产精酿啤酒一般不添加食品添加剂,不进行过滤和消毒处理等,D错误。
拓展延伸
“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别
7.D 据图分析,培养过程2是振荡培养,且柠檬酸发酵时需搅拌,故黑曲霉的代谢类型为需氧型,A正确。虽然发酵罐内接种的是黑曲霉纯培养物,但是在发酵工业中一旦有杂菌污染,会导致产量大大下降,所以培养基C和发酵设备都必须经过严格的灭菌,D错误。
8.答案 (1)蛋白质 碳源 (2)蛋白酶 脂肪酶 氨基酸 异养好氧 (3)原核生物 乙醇和CO2 食盐
解析 (1)微生物培养基成分一般包括碳源、氮源、无机盐、水等。含有氮元素且能被微生物利用的物质称为氮源,大豆中的蛋白质可为米曲霉的生长提供氮源;含有碳元素且能被微生物所利用的物质称为碳源,小麦中的淀粉属于多糖,可为米曲霉的生长提供碳源。(2)蛋白酶可将大分子的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。米曲霉发酵过程需提供营养物质,说明米曲霉是异养生物;需要通入空气并搅拌,说明米曲霉为好氧生物。
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