（1）发酵工程学案__高二生物学浙科版（2019）选择性必修三期末易错题集训

（1）发酵工程
——高二生物学浙科版（2019）选择性必修三期末易错题集训
【易错点分析】
1.培养基成分相关易错点
易错点：不明确 “自养” 型与 “异养” 型微生物其培养基成分的显著差异
分析：自养型微生物能利用无机碳源，如二氧化碳，而异养型微生物的碳源必须由含碳有机物提供，氮源也主要是由含氮有机物提供，部分异养型微生物也可以利用无机氮源。如果混淆，在配制培养基时就可能出现错误，无法满足微生物的生长需求
2.平板划线操作易错点
易错点：对平板划线操作中灼烧接种环的目的不清楚
分析：灼烧接种环的目的有多个，在每次划线前灼烧是为了杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种只来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，最终得到单个菌落；在划线结束后灼烧，是为了杀死接种环上残留的菌种，避免污染环境和感染操作者。如果不明白这些目的，可能会导致操作不规范，无法得到纯净的菌落或造成污染
3.菌落计数易错点
易错点：不知道菌落计数比实际值 “偏高” 还是 “偏低”
分析：用稀释涂布平板法计数时，当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，所以统计的菌落数往往比实际活菌数偏低。而显微计数法中由于不能区分死菌与活菌，故所得数值可能 “偏高”
4.果酒制作易错点
易错点：混淆果酒制作中，对葡萄 “先冲洗再去枝梗” 与 “不可反复冲洗” 的目的
分析：制作果酒使用的葡萄应先冲洗，再除去枝梗，不能反过来，以免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。对于果酒的自然发酵，冲洗不要反复进行，以免使酵母菌数量减少，发酵周期延长，产生的果酒中酒精含量下降
5.果醋制作易错点
易错点：误认为醋酸菌可在缺乏O2时将酒精转化为醋酸
分析：醋酸菌是严格的好氧型微生物，它对O2的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使短时间中断通入O2，也会引起醋酸菌死亡，其将乙醇变为乙醛进而变成醋酸的条件是 “糖源不足” 而不是 “O2不足”
6.泡菜制作易错点
易错点：误认为泡菜发酵时间越长越好
分析：泡菜的发酵时间长，亚硝酸盐含量低，但是发酵时间过长会产生其他有害物质，而且泡菜发酵时间过长，乳酸含量过高，口味不佳
7.泡菜制作盐水易错点
易错点：不明确泡菜制作中盐水（质量百分比为 5%～20% 的盐水）煮沸的两方面意义
分析：盐水煮沸一方面是为了杀灭杂菌，另一方面是为了除去水中的氧气，为乳酸菌发酵创造无氧环境。如果不明白这两个作用，可能会在制作泡菜时出现杂菌污染或发酵效果不佳的情况
【易错点练习】
1.灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是( )
A.动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行
B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C.为防止蛋白质变性，不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D.可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
2.消毒和灭菌是微生物培养中常用的操作方法。下列说法正确的是( )
A.微生物接种技术的方法各不相同，但核心都是要防止杂菌污染，保证培养物的纯度
B.在100℃煮沸5～6分钟属于灭菌方法，可杀死微生物细胞和一部分芽孢
C.在灭菌后倒平板前，加入一定量的缓冲液以调节培养基的pH
D.高压蒸汽灭菌，只有当压力表的压力降到一个标准大气压时，才能打开盖子
3.下列是关于配制牛肉膏蛋白胨培养基的说法，正确的是( )
A.称取牛肉膏时，可将其放在小烧杯，或滤纸上称量
B.在琼脂溶化的过程中，需不断搅拌，以防琼脂糊底使烧杯破裂
C.配制好的培养基经灭菌后，可用盐酸或NaOH溶液调节pH
D.高温灭菌后，需要加入适量无菌水来补足因蒸发而流失水分
4.某同学想通过选择培养基分离以下生物，下列叙述错误的是( )
A.欲筛选硝化细菌，培养基中无需有C源，但必须有N源
B.欲筛选分解尿素的细菌，培养基中必须有N源，可以无C源
C.欲筛选固氮菌，培养基中必须有C源，可以无N源
D.欲筛选分解纤维素的细菌，培养基中必须有C源和N源
5.如表是微生物培养基的成分。下列有关说法错误的是( )
编号 ① ② ③ ④ ⑤
成分 （NH4）2SO4 KH2PO4 FeSO4 CaCl2 H2O
含量/g 0.4 4.0 0.5 0.5 100mL
A.此培养基可用来培养自养型微生物
B.此表中的营养成分共有三类，即水、无机盐、氮源
C.若除去①，此培养基可培养硝化细菌
D.培养基中若加入氨基酸，则它可充当碳源、氮源
6.如图为'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干热灭菌法对培养基进行灭菌
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.图示操作过程中，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
7.养殖场粪便是农家肥的重要来源，其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3，影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图进行实验获得目的菌株，正确的是( )
A.①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落
B.②挑取在2种培养基上均能生长的用于后续的实验
C.③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙
D.粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少
8.脲酶催化尿素水解，产生的氨可作为细菌的氮源。脲酶被去除镍后失去活性。下列叙述错误的是( )
A.镍是组成脲酶的重要元素
B.镍能提高尿素水解反应的活化能
C.产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖
D.以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌
9.研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。我国科学家从深海冷泉附近的沉积物样品中分离、鉴定得到拟杆菌X，然后使用不同碳源的培养基对拟杆菌X进行培养，实验结果如图所示。相关叙述正确的是( )
A.实验中培养拟杆菌X需要提供充足的氧气条件
B.若要尽快扩大培养拟杆菌X，最好选择以淀粉为碳源的培养基
C.研究人员扩大培养拟杆菌X前，需采用干热灭菌法对培养基进行灭菌
D.实验结束后，使用过的培养基应经灭菌处理后再丢弃
10.化学需氧量（COD）是衡量污水中有机污染物含量的重要指标。从某污水处理系统中分离出多种细菌，经分离筛选获得具有高效降低COD能力的菌株，过程如图所示。下列相关说法错误的是( )
A.可用平板划线法统计菌液中的细菌数来确定接种时菌液的最佳稀释倍数
B.制备牛肉膏蛋白胨固体培养基时，需灭菌处理并冷却到50℃左右进行倒平板
C.由菌落分布情况可知，在该固体培养基上接种的方法是稀释涂布平板法
D.从固体培养基中挑取单菌落后接种到液体培养基中培养，目的主要是扩大培养
11.酸笋是制作螺蛳粉的灵魂，深受广大消费者喜爱。传统酸笋的制作流程与泡菜类似，下列相关叙述错误的是( )
A.发酵时间过短可能导致发酵液中的亚硝酸盐含量过高
B.对原材料进行预处理时需要对竹笋进行严格灭菌处理
C.山泉水浸泡时适当加入上一批次的发酵液可加快发酵进程
D.发酵过程中的酸性环境会抑制大多数微生物的生长繁殖
12.很多生活实例中蕴含着生物学原理，下列相关说法不准确的是( )
A.酿酒时先来“水”后来“酒”——酵母菌先主要进行有氧呼吸后进行无氧呼吸
B.夏天开瓶后的红酒容易变酸——醋酸菌将乙醇直接转化为醋酸和CO2
C.制作泡菜时加入“老汤”——“老汤”中含较多乳酸菌，可加速发酵
D.含抗生素的牛奶无法用来制成酸奶——抗生素会抑制乳酸菌生长、繁殖
13.下列有关发酵工程的基本环节的叙述，正确的是( )
A.发酵工程的基本环节有菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等
B.接种是发酵工程的中心环节，接种必须在无菌条件下进行
C.发酵过程中，不能再向发酵罐中添加营养物质，以免造成污染
D.整个发酵过程中通过人工方法对发酵过程中温度、pH和溶解氧等进行检测和控制，从而使发酵过程处于最佳状态
14.关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验，下列叙述正确的是( )
A.制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中
B.制作酸奶的牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌
C.发酵装置需加满菜料或牛奶并封装，以抑制乳酸菌的无氧呼吸
D.控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质
15.如图是果酒和果醋的现代化生产装置简图，据图分析回答下列问题：
（1）果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是一类____________（填异化类型）微生物。在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，甲罐顶上管道弯曲及加水的目的是__________________。
（2）温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，酒精发酵时一般将温度控制在____________。
（3）在果酒深度发酵过程中，绝大多数微生物不能在发酵液中生存，原因是__________________；__________________。当发酵装置中乙醇达到一定量后，CO2不再增加的原因可能是____________。
（4）乙罐中刨木花的作用是__________________使得发酵菌在发酵罐内分布得更均匀。
16.高盐稀态酱油发酵时，以大豆和小麦等为原料，接入米曲霉（一种真菌）进行固态制曲，米曲霉可分泌蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、葡萄糖苷酶等酶系，对曲料中的生物大分子物质进行水解。向成曲中加入（食）盐水，进入盐水发酵阶段，此时霉菌的生长基本停止，耐盐乳酸菌和耐盐酵母菌等微生物逐渐占主导地位，以促进酱油中醇、醛、酸、酯、酚等更多风味物质的形成。某研究小组进行了酸性蛋白酶对高盐稀态酱油发酵的影响实验，部分实验结果如图所示。回答下列有关问题：
注：K组为对照组；S组为实验组，加入了酸性蛋白酶。
（1）在题述发酵过程中，为米曲霉提供氮源的是_____，小麦中的淀粉为米曲霉提供_____源；上述几种微生物中，含有细胞核的微生物是_____。
（2）盐水发酵阶段中，耐盐酵母菌发酵的产物是_____；在该发酵阶段，能抑制杂菌生长的物质主要是_____。
（3）在发酵初期，实验组和对照组总酸含量的变化趋势是_____，添加酸性蛋白酶对发酵液总酸含量的影响是_____。
（4）根据图2曲线可知外源酸性蛋白酶使氨基酸态氮含量升高，产生此现象的原因是_____。
17.微生物在人们的生活生产中无处不在，为人们生活增添了诸多乐趣，请回答下列与微生物相关的问题：
（1）发酵装置如图，葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，其目的是_________________。若阀a、b一直打开，最后的发酵产物最可能是_________________（填“果酒”或“果醋”）。若想得到另外一种发酵产物，阀a、b的正确操作应为_____________________________________________。
（2）如图是腐乳生产工艺流程：
经过发酵后的腐乳味道鲜美，易于消化吸收，原因是_________________________________。
（3）某同学尝试制作酸奶和泡菜，他成功地制得酸奶，却未得到泡菜成品，他制作泡菜的流程如下：
①请指出实验流程中的一处错误：_________________（用字母填写）。
②根据题中的条件，请你提出简要的补救方法：_____________________________________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：A、动、植物细胞DNA的提取不需要在无菌条件下进行，A错误；
B、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染，保证无菌环境，而微生物的培养不能加入抗生素，B错误；
C、一般用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌，以防止杂菌污染，C错误；
D、可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌，以防止杂菌污染，D正确。
故选D。
2.答案：A
解析：A、微生物接种技术的方法各不相同，但核心都是要防止杂菌污染，这是获得纯净培养物的关键，A正确；
B、在100℃煮沸5～6分钟属于煮沸消毒法，可杀死微生物细胞和一部分芽孢，B错误；
C、在灭菌前，加入一定量的缓冲液以调节培养基的pH，C错误；
D、高压蒸汽灭菌，只有当压力表的压力降到零时，才能打开排气阀，拧松螺栓，打开盖子，D错误。
故选A
3.答案：B
解析：A、牛肉膏比较粘稠，需放在称量纸上称量，将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯，A错误；
B、琼脂溶化后较粘稠，所以在琼脂溶化的过程中，需用玻璃棒不断搅拌，以防琼脂糊底使烧杯破裂，B正确；
C、应先用盐酸或NaOH溶液调节pH，再将培养基灭菌，C错误；
D、高温灭菌过程中，装培养基的容器是用棉塞塞好的，所以不需要加入适量无菌水来补足因蒸发而流失的水分，D错误。
故选B。
4.答案：B
解析：A、硝化细菌属于自养生物，能自身合成有机物，欲筛选硝化细菌，培养基中无需有C源，但必须有N源，A正确；
B、分解尿素的细菌属于异养生物，欲筛选分解尿素的细菌，培养基中必须以尿素为唯一N源，但也必须有C源，B错误；
C、固氮菌能自身固氮，欲筛选固氮菌，培养基中必须有C源，可以无N源，C正确；
D、欲筛选分解纤维素的细菌，培养基中必须以纤维素为唯一C源，同时要加入N源，D正确。
故选B。
5.答案：C
解析：异养型微生物必须从环境中摄取现成的有机物才能生存，此培养基中没有任何有机物，因此可用来培养自养型微生物，A正确；此表中的营养成分共有三类，即水、无机盐、氮源，B正确；硝化细菌利用的氮源是NH3，可将氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3，可见，除去①，此培养基不能用来培养硝化细菌，C错误；氨基酸中含有C和N，因此培养基中的氨基酸可充当碳源、氮源，D正确。
6.答案：B
解析：步骤①倒平板操作前需采用湿热灭菌法（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
7.答案：C
解析：A、平板划线法无需稀释，A错误；
B、由图可知，②筛选不能在尿素唯一氮源培养基上生长，而能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌株用于后续的实验，B错误；
C、所筛选出的菌株之所以不能利用尿素，可能是由于不产生脲酶或分泌脲酶抑制剂，所以③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙，C正确；
D、由图可知，甲不产生脲酶而乙可以产生脲酶，且乙同时分泌脲酶抑制剂，粪便中可能还含有其他能产生脲酶的菌株使甲能够产生NH3，所以粪便中添加菌株乙比甲更有利于NH3的减少，D错误。
故选C。
8.答案：B
解析：A、根据题意，脲酶被去除镍后失去活性，说明镍是组成脲酶的重要元素，A正确；B、脲酶催化尿素水解的机理为降低化学反应所需的活化能，镍作为脲酶的重要组成元素，应该与降低尿素水解反应的活化能有关，B错误； C、产脲酶细菌可利用NH4Cl里的氮源进行代谢活动，因此产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖，C正确;D、产脲酶细菌能利用脲酶催化尿素分解产生NH3， NH3可作为细菌生长的氮源，不能产脲酶的细菌则无法分解尿素获得氮源，因此以尿素为唯一氨源的培养基可用于筛选产脲酶细菌，D正确。
9.答案：D
解析：A、拟杆菌X为深海微生物，需要在无氧条件下进行培养，故实验中培养拟杆菌X不需要提供充足的氧气条件，A错误；
B、分析题图可知，以纤维素为碳源的培养基中拟杆菌X数量最多，故若要尽快扩大培养拟杆菌X，最好选择以纤维素为碳源的培养基，B错误；
C、研究人员扩大培养拟杆菌X前，需对培养基进行灭菌，灭菌一般采用湿热灭菌法，C错误；
D、实验结束后，使用过的培养基不能直接丢弃，应经灭菌处理后再丢弃，以免污染环境，D正确。
故选D。
10.答案：A
解析：A、菌液稀释后可用显微镜直接计数法统计菌液中的细菌数目来确定接种时菌液的最佳稀释倍数，A错误；
B、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基时，灭菌操作后冷却到50℃左右进行倒平板，B正确；
C、由菌落分布情况可知，在该固体培养基上接种的方法是稀释涂布平板法，C正确；
D、挑取单菌落后接种到液体培养基中培养，目的是增大菌株的数量(扩大培养)，D正确。
故选A。
11.答案：B
解析：A、在发酵初期，有害菌的生长较为旺盛，使得亚硝酸盐的生成较快，含量较高，故酸笋发酵需要适宜的发酵时间，时间过短可能导致亚硝酸盐含量过高，A正确；
B、竹笋中含有发酵的天然菌种，故不能对采摘后的竹笋进行灭菌，否则会杀死发酵的天然菌种，B错误；
C、因为上一批次的发酵液中含有大量的发酵菌种，故适当加入上一批次的发酵液可加快发酵进程，C正确；
D、发酵过程中会产生乳酸，乳酸呈酸性，酸性环境会抑制大多数微生物的生长繁殖，D正确。
故选B。
12.答案：B
解析：A、酿酒利用的微生物是酵母菌，酵母菌是兼性厌氧型生物，先利用氧气进行有氧呼吸产生水和二氧化碳，氧气耗尽进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，因而表现为酿酒时先来“水”后来“酒”，A正确；B、夏天开瓶后的红酒容易变酸是因为醋酸菌将乙醇转化成乙醛再转化为醋酸，没有二氧化碳产生，B错误；C、泡菜的老汤中含有较多乳酸菌，乳酸菌可快速发酵生成乳酸而形成泡菜，C正确；D、抗生素一般是真菌产生的，可抑制细菌的生长，含抗生素的牛奶不能用来制作酸奶，抗生素会抑制乳酸菌的生长、繁殖，D正确。故选B。
13.答案：A
解析：发酵工程的基本环节有菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等，A正确；发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，B错误；在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量产物浓度等，以了解发酵进程，同时要严格控制发酵条件，如温度、pH、溶解氧等，还要及时添加必要的营养物质等，C错误；现代发酵工程中，计算机控制系统可以通过反馈机制，使发酵罐内的发酵全过程处于最佳状态，D错误。
14.答案：D
解析：A、制作泡菜是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，所以为制造无氧环境，制作泡菜的菜料要完全淹没在煮沸后冷却的盐水，A错误；
B、制作酸奶时，将牛奶倒入灭菌后的奶瓶中，倒入的奶液量不要超过奶瓶容积的2/3，再将牛奶加热至90℃，保温5min，或将牛奶置于80℃恒温水浴箱中15min。如果采用市售未开封的鲜奶,可直接使用，不需要灭菌，B错误；
C、发酵时菜料装至八成满，然后加盐水，以利于乳酸菌的无氧呼吸，C错误；
D、制作酸奶或泡菜时，控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质，D正确。
故选D。
15.答案：（1）兼性厌氧型；防止空气、杂菌进入，用于排气减压
（2）18~25℃
（3）果酒的发酵液中没有氧气，产生的CO2使发酵液呈酸性，缺氧、酸性的发酵液不利于其他微生物的生长；发酵产生的酒精可以抑制其他微生物的生长；葡萄糖全被分解（或酵母菌被酒精杀死）
（4）供发酵菌的附着
解析：图中甲罐进行的是酒精发酵，参与该过程的微生物主要是酵母菌；乙罐进行的是果醋发酵，参与该过程的微生物主要是醋酸菌。酵母菌是异养兼性厌氧型微生物，甲罐顶上管道弯曲及加水的目的是防止空气、杂菌进入，又能用于排气减压等；乙罐中的刨木花有利于发酵菌的附着，使得发酵菌在发酵罐内分布得更均匀。
16.答案：（1）（大豆中的）蛋白质；碳；米曲霉、耐盐酵母菌
（2）酒精和二氧化碳；酒精、乳酸、食盐
（3）K组和S组的总酸含量都快速增加；使发酵液总酸含量升高
（4）外源酸性蛋白酶的加入，使发酵液中蛋白酶量增多，从而使蛋白质被分解得更彻底
解析：（1）米曲霉发酵过程中，大豆中的蛋白质可为米曲霉提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉提供碳源。米曲霉、耐盐乳酸菌和耐盐酵母菌中，米曲霉和耐盐酵母菌属于真核细胞，有细胞核。
（2）盐水发酵阶段中，耐盐乳酸菌和耐盐酵母菌等微生物逐渐占主导地位，推测此时发酵环境为无氧环境，酵母菌在无氧条件下进行厌氧呼吸，产生酒精和二氧化碳；该阶段微生物进行厌氧呼吸，产生的酒精、乳酸以及加入的食盐都可抑制杂菌的生长。
（3）根据图1信息可知，在发酵初期，K组和S组的总酸含量都快速增加，且添加酸性蛋白酶组增加更明显。
（4）图2曲线显示外源酸性蛋白酶使氨基酸态氮含量升高，原因是外源酸性蛋白酶的加入使发酵液中蛋白酶量增多，从而使蛋白质水解更彻底，生成更多氨基酸。
17.答案：（1）利于酵母菌初期繁殖，且防止发酵旺盛时汁液溢出来；果醋；一直关紧阀a,间歇性打开阀b
（2）毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸等
（3）①e；②向已冷却的泡菜坛中加入含乳酸菌的酸奶
解析：（1）用葡萄酿制果酒时，发酵过程中，保留一定的空间是为了利于酵母菌初期繁殖，且避免发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。a、b阀门一直打开，则装置处于有氧状态中，葡萄皮上可能带有醋酸菌，醋酸菌是好氧菌,所以最终可能产生果醋；欲得到果酒，需要先短时间阀a、b都打开，让酵母菌进行生长繁殖,后关紧阀a,间歇性打开阀b，让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
（2）腐乳的制作要利用多种微生物，但主要是毛霉。毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸等，促使腐乳味道鲜美，易于消化吸收。
（3）泡菜制作过程中加盐后应将盐水煮沸冷却，图示流程中将盐水煮沸后直接使用会杀死乳酸菌，因此可向已冷却的泡菜坛中加入含乳酸菌的酸奶从而获得泡菜。