专题二 发酵技术与发酵工程——高二生物学选择性必修三人教版(2019)期末专项测试 A卷
一、单项选择题:本题共18小题,每题3分,共54分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.泡菜酸脆爽口,是人们喜爱的佐餐佳品。下列有关制作泡菜的叙述正确的是( )
A.泡菜坛只装八成满有利于乳酸菌有氧呼吸进行繁殖
B.泡菜中乳酸的含量越多,泡菜的口味和品质就越好
C.腌制泡菜时,可加入适量陈泡菜水增大乳酸菌的浓度
D.泡菜制作过程中冒出的气泡是乳酸菌发酵产生的CO2
2.用“麦汁酸化”法酿造的酸啤酒既有麦芽清香,又酸甜适口。它是通过微生物发酵将麦汁中的麦芽糖和其他糖类转化为醋酸和乳酸,再结合酒精发酵制作而成。下列说法错误的是( )
A.前期利用醋酸菌和乳酸菌在同一容器中同时进行醋酸和乳酸发酵
B.达到一定酸度的麦汁需经熬煮、冷却后才可接种抗酸性高的酵母菌
C.后期发酵产生酒精时,应将发酵温度控制在18~30℃范围内
D.酒精发酵时发酵罐内液面不再有气泡产生,说明发酵基本完毕
3.利用酵母菌进行酿酒传统酿造工艺流程如图,相关叙述正确的是( )
A.有氧呼吸和无氧呼吸产生的[H]都与O2结合
B.若酿造过程中酒变酸,则发酵坛密封不严
C.发酵液样品的蒸馏产物有无酒精,可用溴麝香草酚蓝溶液检测
D.蒸熟并摊晾的原料加入糟酪,立即密封可高效进行酒精发酵
4.火腿的制作包括上盐、洗腿和晾腿等环节,随后放入发酵室进行早期发酵。图为早期发酵时火腿表面和内部微生物数量变化。下列相关叙述错误的是( )
A.火腿乳酸菌产生的乳酸是火腿风味的关键,同时为酵母菌提供酸性生长环境
B.前10天火腿内部的酵母菌种群增长速率大于表面的酵母菌增长速率
C.火腿以及火腿上所有的菌构成了一个微型生态系统
D.上盐有助于火腿脱水和入味,同时能抑制有害微生物生长
5.在中国,龙山文化时期(约公元前4000至4200年)已经有酒器的出现,《周礼天宫》中也记载了主管王室、官用造酒事的“酒正”“酒人”等官职,显示了当时的酿酒业已经专业化。下列有关发酵工程的叙述,错误的是( )
A.制作果酒时酵母菌一般来自果实的表皮,制作过程需保持持续通气
B.制作泡菜时,腌制时间过短可能会导致亚硝酸含量偏高
C.“酿酒不成反成醋”可能是发酵容器密封不严,醋酸菌进行有氧呼吸的结果
D.制作腐乳时毛霉产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸
6.思坡醋历史悠久、风味独特,其生产工艺流程是以麸皮、糯米、小麦等粮食为原料→蒸料→酒精发酵→按配方拌入生麸皮→入窖→翻沙(搅拌)发酵→入坛→1年以上的自然晒制→入池浸泡→成品醋。下列叙述错误的是( )
A.在酒精发酵阶段,发挥作用的微生物主要是酵母菌
B.将原料适当粉碎可增加淀粉与菌种的接触面积
C.为了增加醋酸菌的密度,需要进行翻沙发酵
D.用平板划线法可分离醋酸菌,并测定醋酸菌活菌的数量
7.脐橙果实颜色鲜艳,风味浓甜芳香,口感酸甜适度。且其富含蛋白质、氨基酸、维生素、脂肪、黄酮类等多种营养成分,具有降低胆固醇、抗氧化,以及防癌抗癌等功效,因此深受广大消费者的欢迎和喜爱。科研人员以脐橙为原料酿造高品质脐橙果醋,工艺流程如下。
原料剥皮→榨汁→酶解(果胶酶)→调配→酒精发酵→醋酸发酵→澄清、过滤→灭菌→成品果醋
下列叙述错误的是( )
A.在酒精发酵时需先通气后密封,通气有利于酵母菌大量繁殖
B.乙醇既是脐橙果酒发酵的产物,也是果醋发酵的反应物
C.由酒精发酵转变为醋酸发酵,需要通入无菌空气、提高发酵温度
D.醋酸发酵液中产生的醋酸使 pH逐渐降低,可用重铬酸钾测定醋酸含量变化
8.有关泡菜中亚硝酸盐含量的研究表明,亚硝酸盐的含量高低和亚硝酸盐含量峰值时间的早晚与食盐的浓度有关(见下图),下列有关叙述不正确的是( )
A.食盐的浓度越高,亚硝酸盐生成快,亚硝酸盐含量峰值出现得早
B.在制作泡菜的过程中,有机物的干重减少,种类增加
C.制作泡菜“咸而不酸”的原因可能与食盐浓度过高,温度过低导致不能正常发酵有关
D.所用的食盐水经煮沸后可除去水中的氧气并杀灭杂菌
9.青梅果实中含有大量的活性物质,常制作成具有保健功能的青梅饮品,其中青梅酒和青梅醋深受人们喜爱,其制作流程如下图。相关叙述正确的是( )
A.常用胰蛋白酶和果胶酶处理细胞破碎物,提高果汁出汁率
B.乙醇为挥发性物质,故果酒发酵过程中空气的进气量不宜太大
C.果醋发酵为有氧发酵,发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时
D.果酒、果醋常采用湿热灭菌法杀灭所有的微生物后装瓶,延长保质期
10.高粱酒是一种传统的发酵酒,家庭制作高粱酒包括选料浸泡、蒸煮糊化、冷却拌醅、入桶发酵几个步骤。下列分析错误的是( )
A.“选料浸泡”时应选择颗粒饱满、质地坚实、淀粉含量高的高粱籽粒进行浸泡
B.“蒸煮糊化”时不仅可以杀死杂菌,还可使淀粉糊化,有利于后期淀粉酶发挥作用
C.“冷却拌醅”时需不停地搅拌,有利于酵母菌与高粱籽粒充分接触并大量繁殖
D.“入桶发酵”时为了加快和加大酒精的形成,需要定时往发酵桶中通入空气
11.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如图所示,米曲霉发酵时需提供营养物质并通入空气搅拌。下列说法错误的是( )
A.大豆中的蛋白质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碳源
B.米曲霉发酵时需提供营养物质并通入空气搅拌,米曲霉属于异养需氧真核生物
C.乳酸菌属于厌氧菌,无氧条件下,乳酸菌发酵可产生乳酸和CO2
D.抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,食盐、乳酸、酒精等可抑制杂菌生长
12.老友粉是南宁本土美食,这种粉在烹煮过程添加酸笋、豆豉、酸辣椒、香醋等佐料,从而赋予老友粉独特风味。下列关于传统发酵技术的叙述,错误的是( )
A.在制作酸笋时加入“陈酸笋水”可加速发酵进程
B.发酵温度过低可能会导致酸辣椒咸而不酸
C.在香醋的发酵过程中应一直保持通气条件
D.传统发酵技术使用的菌种均为纯种微生物
13.家酿红酒是用糯米和酒曲酿制,其色泽鲜红,口感香醇,直接饮用、作烹饪佐料或妇女月子酒均可。酿酒工艺如下图。酒曲中的微生物主要是酵母菌和霉菌,霉菌主要起到糖化的作用(把糯米中的淀粉转化成葡萄糖)。下列相关叙述错误的是( )
A.发酵初期,混合液常出现“沸腾”现象,是酵母菌需氧呼吸产生CO2引起的
B.霉菌的糖化作用为酵母菌细胞呼吸提供底物
C.糯米酒曲混合液需在37℃环境下发酵
D.可用马铃薯蔗糖培养基分离红酒中的酵母菌
14.豆腐乳属于桂林三宝之一,以黄豆为主要原料制成,豆腐乳的制作与发酵技术密切相关,下列叙述错误的是( )
A.多种微生物参与了腐乳的制作,如酵母菌、毛霉、曲霉等
B.微生物产生的脂肪酶能将豆腐中的脂肪分解为甘油和氨基酸
C.腌制腐乳的过程中不需要严格进行灭菌处理
D.腐乳味道鲜美、易于消化与微生物发酵产生的小分子物质有关
15.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和空气
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产物的形成
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.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
16.谷氨酸棒状杆菌的发酵过程中会生成大量的谷氨酸,谷氨酸经加工可制成味精,下图是利用玉米淀粉作为材料制备谷氨酸的流程图。下列叙述错误的是( )
A.谷氨酸棒状杆菌与醋酸菌的代谢类型相同
B.培养谷氨酸棒状杆菌和其他所有微生物时均需要添加维生素B
C.发酵罐内的发酵是发酵工程的中心环节
D.在发酵罐内发酵需要严格控制溶解氧、温度和pH等条件
17.发酵工程的基本流程如下图,其中①~④代表不同的过程。下列叙述错误的是( )
A.①过程中菌种选育的方法有转基因技术、人工诱变、细胞融合等
B.②过程中菌种在扩大培养前通常需先进行活化
C.③过程中发酵罐和配制好的培养基不需要严格灭菌处理
D.④过程中可通过沉淀、过滤、离心等方法分离出微生物菌体
18.谷氨酸是生产谷氨酸钠(味精)的原料,运用发酵工程生产谷氨酸需要用到谷氨酸棒状杆菌,下图1是利用玉米淀粉作为材料制备谷氨酸的流程图。图2是细菌的增长曲线图,其中阶段3表示稳定期,是代谢产物(如谷氨酸)大量积累的时期。下列叙述错误的是( )
A.谷氨酸棒状杆菌与醋酸菌的代谢类型相同
B.培养谷氨酸棒状杆菌和其他所有微生物时均需要添加维生素B
C.发酵工程的中心环节是接种菌种之后的发酵过程
D.在稳定期添加营养物质、流出发酵液有助于提高谷氨酸产量
二、非选择题:本题共3小题,共46分。
19.(12分)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料,在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料,期望提高甘蔗的整体利用价值,工艺流程如图。请回答问题。
(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液体培养基中将蔗糖作为____________,并不断提高其浓度,经多次传代培养(指培养一段时间后,将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中宜采用____________法对样品中的活菌进行接种和计数,以评估菌株增殖状况。若某次取样中,对菌液稀释了105倍后,在每个平板上涂布菌液的体积为0.1ml,平板上的平均菌落数为220个,则菌液中H菌的细胞数为____________个/L。
(2)发酵装置中搅拌器的作用是____________。
(3)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统,其培养基盐浓度设为60g/L,pH为10,菌株H可正常持续发酵60d以上。分析该系统不需要灭菌的原因是____________。
(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA,说明其能分泌____________。
(5)研究人员在工厂进行扩大培养,在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵,结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明发酵条件中____________可能是高密度培养的限制因素。
20.(12分)青梅果肉营养丰富,成熟的青梅果实易腐烂,不易运输保存。进行青梅果酒研究,既可提高青梅资源利用率,又可提高产品附加值。图1为制作青梅果酒的简易装置图;由于青梅果肉含糖量低,往往在青梅果浆中加入白砂糖后再进行酿制,图2为在青梅果浆中添加白砂糖对酒精度和果酒感官评分的影响(感官评分越高,果酒的品质越高)。请回答下列问题。
(1)传统发酵是利用天然微生物的代谢活动制造或生产某些产品例如果酒、果醋、泡菜等,泡菜制作需要的主要微生物是____________,代谢类型是____________。
(2)图1装置进行青梅酒发酵产生酒精时,应保证充气口____________(填“打开”或“关闭”)。在发酵过程中,一般将温度控制在____________,发酵的____________(至少答出2点)条件会抑制杂菌的生长。若发酵时间过长,产酒率不再增加,但会增加被杂菌污染的风险,若被醋酸菌污染,____________(填“会”或“不会”)发酵产生醋酸。
(3)家庭酿造青梅酒时不需要添加酵母菌菌种,菌种来源是____________。在酸性条件下,用____________检测有无酒精的产生。
(4)从图2可看出,青梅果酒酿制时果浆中初始糖浓度为____________%时效果最佳,在此浓度之后,果酒酒精度随初始糖浓度的增加而下降,原因是____________。
21.(12分)甜酒是人们餐桌上常见的一种饮品。与白酒不同,甜酒味道甘甜,酒精度数低,适合的人群更广。家庭制作甜酒的工艺如图所示(酒曲中含有参与发酵的多种微生物)。回答下列问题:
(1)加入酒曲之前,需将蒸熟的原料进行冷却,目的是____________。加入酒曲后进行充分搅拌的主要目的是____________。
(2)酒曲进行发酵的初期是糖化过程,此过程中有些微生物能将原料中的淀粉分解,直接原因是____________。为了确定所取糖化阶段的样品中淀粉是否全部分解,可以加入____________(填“碘液”或“斐林试剂”)进行检测。
(3)在酒精发酵阶段,需要用塑料膜密封容器,这样做的原因是____________。对最终获得的甜酒进行品质分析时,可以借助仪器对酒精度和含糖量进行测定,还可以通过____________(答出两点)进行初步鉴定。
(4)碗里喝剩下的甜酒一段时间后会变酸,在变酸的甜酒表面可以观察到一层白色菌膜的原因是____________。
答案以及解析
1.答案:C
解析:A、泡菜坛通常只装八成满,以防止发酵过程中发酵液溢出,并能保证蔬菜完全浸没在盐水中,乳酸菌是厌氧菌,不进行有氧呼吸,A错误;B、泡菜中乳酸的质量百分比在0.4%~0.8%时,泡菜的口味和品质最佳,并不是乳酸越多越好,B错误;C、陈泡菜水中含有乳酸菌,腌制泡菜时,可加入适量陈泡菜水增大乳酸菌的浓度,C正确;D、乳酸菌是厌氧菌,无氧呼吸的产物是乳酸,没有CO2产生。泡菜制作过程中冒出气泡是一些杂菌呼吸作用产生的CO2,D错误。故选C。
2.答案:A
解析:A、醋酸菌是好氧菌,在无氧条件下不能存活,而乳酸菌是厌氧菌,在有氧条件下不能存活,所以醋酸菌与乳酸菌在同一容器中发酵时,不能同时产生醋酸和乳酸,A错误;B、抗酸性高的酵母菌适应于酸性环境,所以达到一定酸度的麦汁需经熬煮、冷却后才可接种,B正确;C、酒精发酵需要酵母菌,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~30℃,所以后期发酵产生酒精时,应将发酵温度控制在18~30℃范围内,C正确;D、发酵一定时间后,观察到发酵罐内液面不再有气泡产生,说明酒精发酵停止,即发酵基本完毕,D正确。故选A。
3.答案:B
解析:A、有氧呼吸产生的[H]都与O2结合,无氧呼吸产生的[H]与丙酮酸反应酒精和二氧化碳(或乳酸),A错误;
B、酿造过程中应在无氧条件下进行,若密封不严,会导致醋酸菌在有氧条件下发酵产生醋酸而使酒变酸,B正确;
C、可用溴麝香草酚蓝溶液检测发酵产物中的二氧化碳,用酸性重铬酸钾溶液检测发酵液样品的蒸馏产物中有无酒精,若存在酒精,则酒精与酸性的重铬酸钾反应呈灰绿色,C错误;
D、蒸熟并摊晾的原料需要冷却后才可加入糟醅,不能马上密封,需要提供氧气先让糟醅中的好氧型霉菌将原料中的淀粉糖化,以及让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,D错误。
故选B。
4.答案:C
解析:A、酵母菌适合在弱酸性条件下生长,火腿乳酸菌产生的乳酸是火腿风味的关键,同时为酵母菌提供酸性生长环境,A正确;
B、由图可知,前10天火腿内部酵母菌种群增长曲线的斜率比表面的大,说明内部酵母菌种群增长速率大于表面的酵母菌增长速率,B正确;
C、火腿以及火腿上所有的生物,不仅是菌,构成了一个微型生态系统,C错误;
D、上盐有助于火腿脱水和入味,同时能抑制有害微生物生长,D正确。
故选C。
5.答案:A
解析:A、果酒制作时酵母菌一般来自果实的表皮,在发酵前期通气可以保证酵母菌大量繁殖,但后期酒精发酵应保持无氧条件,A错误;B、在制作泡菜的过程中,要注意控制温度、时间和食盐的用量,温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加,B正确;C、参与果醋制作的微生物是醋酸菌,醋酸菌是好氧菌,“酿酒不成反成醋”可能是发酵容器密封不严,醋酸菌进行有氧呼吸的结果,C正确;D、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,毛霉产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,D正确。故选A。
6.答案:D
解析:果酒发酵利用的是酵母菌的无氧呼吸,在酒精发酵阶段,发挥作用的微生物主要是酵母菌,A项正确;麸皮、糯米、小麦等粮食中富含淀粉,蒸料前对麸皮、糯米、小麦等粮食进行适当粉碎,可以增加淀粉与菌种的接触面积,B项正确;醋酸发酵阶段,影响醋酸菌密度变化的环境因素主要是氧气浓度,因此,为了增加醋酸菌的密度,需要对发酵液定期翻动,C项正确;平板划线法可用于分离微生物,但不能用于微生物的计数,D项错误。
7.答案:D
解析:A、在酒精发酵过程中需先通气,有利于酵母菌大量繁殖,A 正确;
B、乙醇既是脐橙果酒发酵的产物,也是果醋发酵的反应物,在缺少糖源时,醋酸菌可将乙醇转化为乙醛,再进一步转变为乙酸,B正确;
C、醋酸菌为需氧菌,醋酸发酵阶段应提供充足的氧气,并将发酵温度控制在30~35℃,故由酒精发酵转变为醋酸发酵,需要通入无菌空气或无菌氧气、提高发酵温度,C 正确;
D、醋酸发酵液中产生的醋酸使 pH 逐渐降低,重铬酸钾可用于测定乙醇(酒精)的产生,D错误。
故选D。
8.答案:A
解析:前五天微生物会将原料中的硝酸盐还原形成亚硝酸盐,因此在发酵初期亚硝酸盐生成较快,A错误。
9.答案:C
解析:A、根据酶的专一性,可以用纤维素酶和果胶酶进行酶解以破坏细胞壁,A错误;
B、果酒制作菌种是酵母菌,是利用酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理,因此果酒发酵时要密封发酵,B错误;
C、果酒发酵时有二氧化碳产生,而果醋发酵时无气体产生,果酒发酵时,发酵液产生的气泡最多于果醋发酵时,C正确;
D、果酒、果醋不能采用湿热灭菌法杀灭所有的微生物,菌种被杀死发酵会失败,D错误。
故选C。
10.答案:D
解析:A、颗粒饱满、质地坚实的高粱籽粒淀粉含量高,有利于酵母菌发酵,产生更多的酒精,A正确;
B、蒸煮时温度高可以杀死杂菌,还可使淀粉糊化,有利于酵母菌中的淀粉酶充分发挥作用,B正确;
C、不停地搅拌可以使酵母菌与高粱籽粒充分接触,增加氧气含量,有利于酵母菌大量繁殖,C正确;
D、酵母菌进行酒精发酵时进行的是无氧呼吸,不需要通入空气,D错误。
故选D。
11.答案:C
解析:A、大豆中含有丰富的蛋白质,可为微生物的生长繁殖提供氮源,小麦中的淀粉可以为微生物的生长繁殖提供碳源,A正确;
B、米曲霉发酵时需提供营养物质并通入空气搅拌,米曲霉属于异养需氧的生物,霉菌属于真核生物,B正确;
C、乳酸菌属于厌氧菌,无氧条件下,乳酸菌发酵可产生乳酸,但不能产生CO2,C错误;
D、抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,在发酵池中酵母菌产生的酒精能抑制杂菌的生长,乳酸菌产生的乳酸使发酵液呈酸性也能抑制杂菌的生长,同时往发酵池中添加的食盐也能抑制杂菌的生长,D正确。
故选C。
12.答案:D
解析:A、在制作酸笋时加入“陈酸笋水”可增加菌种浓度,从而加速发酵进程,A正确; B、发酵温度过低,微生物代谢速率较慢,发酵效果不佳,可能会导致酸辣椒咸而不酸,B正确; C、香醋发酵的菌种是醋酸菌,属于异养需氧型,在发酵过程中应一直保持通气条件,C正确; D、传统发酵技术多使用混合菌种,D错误。
故选:D。
13.答案:C
解析:A、发酵初期酵母菌活动旺盛,其消耗氧产生CO2导致有气泡的产生,A正确;
B、米酒发酵初期,霉菌可以通过糖化作用,为酵母菌的呼吸作用提供底物,B正确;
C、糯米酒曲混合液温度应控制在28℃,C错误;
D、酵母菌主要以糖类底物进行呼吸作用产生酒精,因此比较适合的培养为以糖类为碳源的培养基,可用马铃薯蔗糖培养基,D正确。
故选C。
14.答案:B
解析:A、多种微生物参与了腐乳的制作,如酵母菌、毛霉、曲霉等,特别是毛霉的作用,A正确;B、毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸,B错误;C、豆腐块上生长的毛霉等来自空气中的毛霉孢,所以不需要严格灭菌,C正确;D、毛毒等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,因而腐乳味道鲜美,易于消化吸收,D正确。故选B。
15.答案:D
解析:A、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产量大大下降;发酵过程中适时补充灭菌的培养液和空气,以满足发酵菌种的代谢需求,A正确;
B、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;
C、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,可通过过滤、离心、蒸馏等方法纯化,C正确;
D、单细胞蛋白是微生物菌体,所以不需要从获得的菌体中提取,D错误。
故选D。
16.答案:B
解析:A、谷氨酸棒状杆菌与醋酸菌的代谢类型相同,都是异养需氧型细菌,A正确;
B、能合成维生素B的微生物,其培养基中不需要添加维生素B,B错误;
C、发酵工程的中心环节是接种菌种之后在发酵罐中的发酵过程,C正确;
D、在发酵罐内发酵需要严格控制溶解氧、温度和pH等条件,以利于发酵全过程处于最佳状态,D正确。
故选B。
17.答案:C
解析:A、菌种选育的方法有自然选育、诱变育种、微生物杂交育种、原生质体融合、基因工程技术等,A正确;
B、菌种活化就是将保藏状态的菌种放入适宜的培养基中培养, 逐级扩大培养是为了 得到纯而壮的培养物,即获得活力旺盛的、接种数量足够的培养物,活化是为了提高活菌浓度和活性,达到好的实验结果,B正确;
C、灭菌就是杀灭其他微生物,以排除对生产、实验的干扰,关键是要对培养基和发酵设备灭菌,C错误;
D、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,D正确。
故选C。
18.答案:B
解析:A、谷氨酸棒状杆菌与醋酸菌的代谢类型相同都是异养需氧型细菌,A正确;
B、能合成维生素B的微生物,其培养基中不需要添加维生素B,B错误;
C、发酵工程的中心环节是接种菌种之后在发酵罐中的发酵过程,C正确;
D、在稳定期,菌体的生长速度与死亡速度达到平衡,此时及时补充营养物质可以保证菌体的持续生长和代谢,流出发酵液可排出代谢废弃物,从而提高谷氨酸的产量 ,D正确。
故选B。
19.答案:(1)唯一碳源;稀释涂布板;2.2×1011
(2)增加培养液中的氧含量,使菌种和培养液混匀
(3)杂菌因失水过多而死亡,酶变性失活
(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等
(5)氧气(O2或溶解氧)
解析:(1)蔗糖是一种有机碳源,根据题意分析,该研究的目的是提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率。结合微生物的代谢需求,其液体培养基应该以蔗糖作为唯一碳源,并不断提高其浓度,经多次传代培养以获得目标菌株。稀释涂布平板法可以用于统计样品的活菌数目。若某次取样中,对菌液稀释了105倍后,在每个平板上涂布菌液的体积为0.1mL,平板上的平均菌落数为220个,则1L菌液中H菌的细胞数=C÷V×M=220÷0.1×105×103=2.2×1011(个/L)。
(2)发酵装置中搅拌器可增加培养液中的氧含量(或答增加溶解氧、或答使空气和发酵液充分混合),使菌种和培养液混匀(或答提高原料利用率)。
(3)由于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,因此当培养基盐浓度为60g/L,pH为10时,菌株H可正常持续发酵60d以上,而盐浓度太高,其他杂菌因不耐盐,失水过多而死亡;酶发挥作用需要温和的条件下,pH为10的条件下,其他杂菌的酶变性失活生长繁殖受抑制,故该系统不需要灭菌。
(4)由题干信息可知,菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA,菌株H能分解蛋白质说明其能分泌蛋白酶,能分解淀粉说明其能分泌淀粉酶,能分解油脂说明其能分泌脂肪酶,即其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。
(5)分析题意,扩大培养时营养物浓度、温度、pH等条件适宜,而发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明发酵条件中氧气不足,使菌种进行无氧呼吸产生乙醇,即氧气(02或溶解氧)是限制高密度培养的重要因素。
20.答案:(1)乳酸菌;异养厌氧型
(2)关闭;18~30℃;无氧、呈酸性、含酒精;不会
(3)青梅细胞表面的酵母菌;重铬酸钾
(4)20%;糖浓度过高导致培养基的渗透压过高,使酵母菌因失水而数量减少
解析:(1)泡菜制作需要的主要微生物是乳酸菌,其是原核生物,代谢类型是异养厌氧型。
(2)图1装置进行青梅酒发酵产生酒精时,需要无氧条件,故应保证充气口关闭。酒精发酵的温度应控制在18~30℃,除此之外,发酵的无氧、呈酸性、含酒精等条件会抑制杂菌的生长。
果酒发酵后期若被醋酸菌污染,仍不会经发酵产生醋酸,因为酒精发酵是无氧环境,而醋酸菌是需氧型生物,醋酸发酵需要氧气,且酒精发酵与醋酸发酵的温度不同,果酒制作过程中温度比果醋制作的温度低。
(3)家庭酿造青梅酒时由于青梅表面含有酵母菌,故不需要额外添加酵母菌菌种,酒精能使酸性重铬酸钾由橙色变为灰绿色,故可在酸性条件下,用重铬酸钾进行检测。
(4)从图2曲线可看出,当初始糖浓度为20%时,酒精度及果酒感官评分均最高,效果最佳。糖类是主要的能源物质,在果汁中加入糖可为酵母菌的生长繁殖提供能源物质,另外,糖是发酵的原料,加入的糖可作为酒精发酵的原料,所以在初始糖度低于20%时果酒酒精度随初始糖度的增加而增加,但在此浓度之后,果酒酒精度随初始糖浓度的增加而下降,糖浓度过高导致培养基的渗透压过高,使酵母菌因失水而数量减少。
21.答案:(1)避免高温杀死酒曲中的微生物;使原料与发酵微生物充分混合,提高发酵效率
(2)这些微生物细胞中能合成淀粉酶;碘液
(3)酒精发酵利用的微生物是酵母菌,其只有在无氧条件下才能进行酒精发酵观察色泽、嗅味、品尝等
(4)甜酒表面氧气浓度较大,醋酸菌会大量繁殖形成菌膜
解析:(1)高温会杀死微生物,故需将蒸熟的原料进行冷却后加入酒曲;加入酒曲后进行充分搅拌可以使原料与发酵微生物充分混合,从而提高发酵效率。
(2)有些微生物能将淀粉分解的直接原因是这些微生物细胞中能合成淀粉酶,淀粉酶能催化淀粉的水解;淀粉可分解成还原糖,斐林试剂可以检测是否有还原糖产生,但不能检测淀粉是否全部分解,若加入碘液无蓝色形成,可说明淀粉全部分解。
(3)酒精发酵利用的微生物是酵母菌,其只有在无氧条件下才能进行酒精发酵,所以发酵容器需要密封处理;分析甜酒的品质时,可以借助仪器对甜酒的含糖量和酒精度进行测定,还可以通过观察甜酒的色泽、品尝味道、嗅气味等进行初步鉴定。
(4)碗里喝剩下的甜酒一段时间后会变酸是醋酸菌发酵产生醋酸的结果,因为甜酒的表面氧气浓度较大,醋酸菌会大量繁殖形成菌膜,所以在变酸的甜酒的表面可以观察到一层白色菌膜。