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新教材高三一轮复习检测卷
(三十六) 发酵工程
一、 单项选择题
1.(2020·潍坊模拟)下列关于果酒和果醋制作的叙述,不合理的是( )
A.向果酒发酵样液中加入酸性重铬酸钾可以鉴定酒精的生成
B.果酒、果醋的发酵装置中,充气口的作用是在发酵时连接充气泵进行充气,排气口的作用是在酒精发酵时排出二氧化碳
C.检测发酵样液pH的变化可鉴定果醋发酵是否成功
D.果醋发酵阶段的最适温度高于果酒发酵阶段的温度
解析:选B 酸性条件下重铬酸钾溶液与酒精反应呈现灰绿色,因此可以通过向果酒发酵样液中加入酸性重铬酸钾试剂鉴定果酒制作是否成功,A正确;果酒、果醋的发酵装置中,充气口的作用是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气,排气口的作用是在酒精发酵时排出二氧化碳,B错误;果醋发酵过程醋酸菌可产生醋酸,使发酵液pH降低,故检测发酵样液pH的变化可鉴定果醋发酵是否成功,C正确;果醋发酵的最适温度为30~35 ℃,果酒发酵的温度为18~30 ℃,D正确。
2.(2020·淄博三模)微生物发酵已经广泛应用于人类生活的各个领域。下列叙述错误的是( )
A.根据发酵条件要求,微生物发酵过程分为有氧发酵和厌氧发酵
B.谷氨酸棒状杆菌是好氧细菌,可用于发酵生产谷氨酸制取味精
C.当缺少糖源和氧气时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸
D.乳酸菌在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸,可用于制作酸奶和泡菜
解析:选C 根据发酵条件要求,微生物发酵过程分为有氧发酵和厌氧发酵,A正确;谷氨酸棒状杆菌是好氧细菌,可用于微生物发酵工程生产谷氨酸来制取谷氨酸钠(味精),B正确;醋酸菌是一种好氧菌,当氧气缺乏时,会引起醋酸菌死亡,当氧气充足、缺少糖源时,醋酸菌先将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,C错误;制作酸奶和泡菜时使用的菌种为乳酸菌,乳酸菌在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸,D正确。
3.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.进行高温高压的发酵
C.对面包霉进行诱变处理,选育出不能合成酶③的新菌种
D.对面包霉进行诱变处理,选育出不能合成酶①的新菌种
解析:选C 改变面包霉的细胞膜通透性,这样氨基酸A和B都可以及时排出,进而解除对中间产物的抑制作用,提高氨基酸A和B的产生量,A错误。高温高压不利于面包霉的代谢活动,B错误。面包霉被诱变成不能合成酶③的新菌种,这样中间产物只能通过酶②催化为氨基酸A,可以大量生产氨基酸A,C正确。面包霉被诱变成不能合成酶①的新菌种,这样底物不能生成种间产物,进而不能生成氨基酸A和B,D错误。
4.(2020·浙江模拟)某同学依据图操作步骤,从土壤中分离以尿素为氮源的微生物。其中尿素固体培养基和尿素液体培养基均以尿素为唯一氮源。下列叙述正确的是( )
A.尿素固体培养基比尿素液体培养基多了琼脂
B.以尿素为唯一氮源的培养基的灭菌方式是过滤灭菌
C.利用液体培养基进行培养的过程中,需要振荡以提高营养成分的利用率
D.两种步骤获得的菌落比值相等
解析:选C 尿素固体培养基比尿素液体培养基多了琼脂和酚红指示剂,A错误;以尿素为唯一氮源的培养基的灭菌方式是湿热灭菌,其中的尿素用过滤灭菌,B错误;利用液体培养基进行培养的过程中,通过振荡可以提高营养成分的利用率,C正确;两种步骤获得的菌落比值关系为,因为后者经过了对尿素分解菌的选择培养,所以尿素分解菌的比例变多,D错误。
5.(2020·泰安三模)一定浓度的福尔马林(甲醛的水溶液)通过使蛋白质变性而起防腐作用。可从活性污泥中分离出高效分解甲醛的细菌,以处理废弃的福尔马林。如图是筛选和纯化甲醛分解菌的实验过程示意图,其中LB培养基能使菌种成倍扩增。下列相关叙述错误的是( )
A.筛选甲醛分解菌的培养基中要添加甲醛作为唯一的碳源
B.③→④接种的目的是通过单个菌落分离出甲醛分解菌
C.步骤⑤中,各个培养瓶中的甲醛溶液要有一定的浓度梯度
D.测定并选出甲醛浓度最低的培养瓶后,筛选对应的菌株
解析:选C 由于甲醛分解菌能利用甲醛作为碳源,而不能分解甲醛的菌体不能利用甲醛做碳源,所以筛选甲醛分解菌的培养基中要添加甲醛作为唯一的碳源,在此培养基上不能分解甲醛的菌体因缺少碳源而不能生长,A正确;③过程可以筛选出能分解甲醛的微生物,④过程可以获得单菌落,接种目的是通过单个菌落分离出分解甲醛的菌体,B正确;步骤⑤中自变量是挑取的不同的菌落,甲醛溶液浓度是无关变量,故甲醛溶液的浓度应保持相同且适宜,C错误;将不同的甲醛分解菌分别接种到各个培养瓶中,一段时间后检测培养瓶中甲醛的含量,选出甲醛浓度最低的培养瓶后,筛选对应的菌株可获得分解甲醛能力强的甲醛分解菌,D正确。
6. (2020·上虞区二模)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。下列关于土壤中分解尿素的细菌分离和计数的相关叙述,正确的是( )
A.分解尿素的细菌是以尿素的分解产物CO2作为碳源的
B.接种时应单手打开皿盖,然后取出浸泡的玻璃刮刀直接涂布
C.本实验采用稀释涂布平板法接种,可能导致实验结果偏小
D.若实验组菌落平均数为37个/平板,空白对照平板上有3个菌落,则本组菌落数的平均值为34个/平板
解析:选C 分解尿素的细菌是异养型,不能以CO2作为碳源,A错误;接种时单手打开皿盖,取适量菌液,滴加到培养基表面,然后用涂布器将菌液均匀的涂布在培养基表面,B错误;统计的菌落数往往比活菌的实际数目低,C正确;在完全正确的操作情况下,空白对照组中不应出现菌落。若空白对照组出现菌落,说明操作过程中存在微生物污染,属于实验失误,所有实验数据均不应采用,D错误。
7.(2020·滨州二模)营养缺陷型菌株是指缺乏合成某些营养物质(如氨基酸、维生素)的能力,必须在基本培养基中补充特殊营养物质才能正常生长的一类菌株,可自然产生或人工诱导获得。用一定方法诱变大肠杆菌并将其接种到甲培养皿上,一段时间后将菌落影印接种(不改变菌落位置)到乙、丙两培养皿中,进一步培养一段时间可筛选出营养缺陷型菌株,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.将大肠杆菌接种到甲培养皿的方法为平板划线法
B.甲丙两种培养基中均添加了特殊营养物质
C.乙培养皿中能生长的为所需的营养缺陷型菌株
D.甲中的部分大肠杆菌发生了基因突变或染色体变异
解析:选B 由菌落的分布情况可知,将大肠杆菌接种到甲培养皿的方法为稀释涂布平板法,A错误;根据甲、丙两种培养基中菌落位置可知,甲中的菌种在丙培养基中均能生长,再结合乙培养基中菌落的生长情况,可推测甲培养基和丙培养基都添加了某种特殊营养物质,B正确;乙培养皿中不能生长的为所需的营养缺陷型菌株,C错误;甲中的部分大肠杆菌发生了基因突变,不可能发生染色体变异,因为大肠杆菌不含染色体,D错误。
8.(2020·聊城一模)“纸片扩散法”测定病原菌对抗生素敏感性的实验是在某病原菌均匀分布的平板上,铺设含有不同种抗生素的纸片后进行培养。图示为某测定实验的结果,其中抑菌圈是在纸片周围出现的透明区域。下列叙述正确的是( )
A.在图示固体培养基上可用平板划线法接种病原菌
B.形成的抑菌圈较小的原因可能是微生物对药物较敏感
C.未出现抑菌圈可能是病原菌与抗生素接触后发生抗性变异
D.“纸片扩散法”实验中的自变量是不同种的抗生素
解析:选D 根据题干“某病原菌均匀分布的平板上”可知,图示固体培养基上采用的接种方法是稀释涂布平板法,A错误;形成的抑菌圈较小的原因可能是微生物对药物敏感程度较低,B错误;未出现抑菌圈可能是病原菌对该抗生素不敏感,C错误;根据题干“铺设含有不同种抗生素的纸片后进行培养”判断,“纸片扩散法”实验中的自变量是不同种的抗生素,D正确。
二、 不定项选择题
9. (2020·滨州二模)研究者分别将β?半乳糖苷酶基因和四环素降解酶基因转入大肠杆菌中,获得了能利用乳糖和对四环素有抗性的两种大肠杆菌。将两种菌单独接种于特定的选择培养基中培养,两种菌均不能生长;但将两种菌混合接种于该培养基中,两种菌均能生长。下列说法正确的是( )
A.需选择不能利用乳糖并对四环素无抗性的大肠杆菌作为受体
B.该实验可选用添加有四环素和乳糖的牛肉膏蛋白胨培养基进行培养
C.含四环素降解酶基因的大肠杆菌可通过降解四环素获取物质和能量用于生长
D.两种菌混合培养时,两种菌的代谢分别为对方提供生存条件
解析:选AD 根据题意可知,转基因后获得了能利用乳糖和对四环素有抗性的两种大肠杆菌,因此可推测转基因的受体菌为不能利用乳糖并对四环素无抗性的大肠杆菌,A正确;该实验可选用添加有四环素并以乳糖为唯一碳源的培养基进行培养,从而将两组转基因的大肠杆菌选择出来,B错误;含四环素降解酶基因的大肠杆菌可通过降解四环素而破坏四环素的结构,避免了四环素对自身的伤害,C错误;两种菌混合培养时,两种菌的代谢分别为对方提供生存条件,从而实现了共同生长,D正确。
10. (2020·青岛三模)如图为5个不同浓度的土霉素溶液对大肠杆菌生长影响的实验结果。下列相关叙述正确的是( )
A.对培养皿进行灭菌可以采用干热灭菌的方法
B.所用培养基是固体培养基,通常加入琼脂作为凝固剂
C.倒平板之后,在接种前要对培养基进行湿热灭菌
D.结果显示,对大肠杆菌抑制作用最明显的土霉素浓度是⑤
解析:选ABD 对培养皿进行灭菌可以采用干热灭菌的方法,A正确;所用培养基是固体培养基,通常加入琼脂作为凝固剂,B正确;倒平板之前需要对培养基进行湿热灭菌,C错误;结果显示,⑤的透明圈最大,说明对大肠杆菌抑制作用最明显的土霉素浓度是⑤,D正确。
11.(2020·济宁三模)大肠杆菌是人和动物肠道寄生菌,在一定条件下会引起胃肠道等局部组织感染。检验水样中大肠杆菌数目是否符合生活饮用水卫生标准,常用滤膜法测定,其操作流程如图。大肠杆菌的代谢产物能与伊红美蓝(EMB培养基的指示剂)反应,菌落呈黑色。下列对实验操作的分析,正确的是( )
A.测定前,滤杯、滤膜和滤瓶均需要进行灭菌处理
B.过滤操作要在酒精灯火焰旁进行,防止杂菌污染
C.将过滤完的滤膜紧贴在EMB培养基上,完成大肠杆菌的接种操作
D.EMB培养基属于选择培养基,只有大肠杆菌能正常生长并形成黑色菌落
解析:选ABC 测定前对滤杯、滤膜和滤瓶进行灭菌,防止杂菌的污染,A正确;在酒精灯火焰附近操作可以减少空气中的杂菌污染,B正确;由于过滤完后细菌粘附在滤膜上,将滤膜紧贴在EMB培养基上可以将粘附的菌种接种在培养基上,C正确;EMB培养基属于鉴别培养基,没有选择作用,D错误。
三、 非选择题
12. (2020·定海区校级模拟)回答与微生物发酵有关的问题:糖化酶,又称葡萄糖淀粉酶,它能把淀粉从非还原性末端水解α?1,4?糖苷键产生葡萄糖,也能缓慢水解α?1,6?糖苷键,转化为葡萄糖。多应用于酒精、淀粉糖、味精、抗菌素、柠檬酸、啤酒等工业生产。糖化酶是由某菌种经深层发酵提炼而成。
(1)要获得高产糖化酶菌株,需要从含________________土壤中采集样品,制备成菌悬液,采用__________法在以________为唯一碳源的培养基上对菌株进行初步筛选得到单菌落。此操作需要在__________进行。
(2)若要选出透明圈直径与菌落直径比值大的高产菌株,还需要通过紫外线进行诱变处理,在诱变过程中要确定诱变的适当剂量,如____________________(写出1点即可)。
(3)镇江香(陈)醋主要采用糯米为主料,精选优良菌种,经过淀粉糖化、酒精发酵和醋酸发酵三个主要过程酿造而成的色、香、味俱佳的酿造陈醋。陈醋在生产中往往先进行酒精发酵的原因是__________________________________________。醋的风味与酿制过程中发酵的温度和时间、__________________、________________等有关。
解析:(1)要获得高产糖化酶菌株,需要从含霉变淀粉材质(富含淀粉)土壤中采集样品,制备成菌悬液,采用稀释涂布平板法在以淀粉为唯一碳源的培养基上对菌株进行初步筛选得到单菌落。微生物培养过程中需要避免杂菌污染,因此接种时需要在超净工作台上进行。(2)若选出的透明圈直径与菌落直径比值越大,意味着该菌种能够合成的糖化酶的催化效率越高。为此需要用紫外线进行诱变处理,为确定诱变的适当剂量,需要通过紫外灯的距离、紫外灯的照射时间来设置一系列的诱变剂量进行实验。(3)因为醋酸菌在有氧条件能将乙醇氧化为醋酸,因此陈醋在生产中往往先进行酒精发酵以首先获得酒精。醋的风味会受到发酵的温度和时间、原料的种类和浓度、菌种的种类和接种量、发酵过程中的氧气的含量等因素的影响。
答案:(1)霉变淀粉材质 稀释涂布平板 淀粉 超净工作台 (2)紫外灯的距离(或紫外灯的照射时间) (3)醋杆菌在有氧条件能将乙醇氧化为醋酸 原料的种类和浓度 菌种的种类和接种量 (发酵过程中的氧气的含量)
13.(2020·镜湖区校级模拟)某种广泛被使用的除草剂(含氮有机化合物)在土壤中不易降解,长期使用可污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤,可按下面程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度一定,该除草剂的培养基不透明,培养皿中会残留少量无菌空气)。
(1)制备土壤浸出液时,为避免菌体浓度过高,需将浸出液进行________处理。
(2)要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌,从物理性质、营养成分的角度要求上述培养基具备特点是__________________。若需要调节培养基pH,应该在各种成分都溶化后且分装__________(填“前”或“后”)进行。对培养基进行灭菌,常采用的方法是________。
(3)图中形成的菌落中,无透明带菌落利用的氮源可能是________,有透明带菌落利用的氮源主要是该除草剂,据此可筛选出目的菌。
(4)若对活菌进行计数,常用的接种方法为______________________。为了计数微生物的数量,一位同学在4个平板培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1 mL,培养后菌落数分别为155、160、176、149个,则每毫升原土壤样液中上述微生物数量为____________。
解析:(1)制备土壤浸出液时,为避免菌体浓度过高,需将浸出液进行稀释处理。(2)要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌,从物理性质、营养成分的角度要求上述培养基的特点是:固体培养基且以除草剂作唯一氮源;若需要调节培养基pH,应该在各种成分都溶化后且分装前进行;对培养基进行灭菌常采用湿热灭菌法。(3)根据题中信息“该除草剂的培养基不透明”,则可知无透明带菌落利用的氮源并不是除草剂,而是来自空气中的氮气,有透明带菌落利用的氮源为除草剂。(4)接种微生物常用平板划线法和稀释涂布平板法,其中稀释涂布平板法还可用于对微生物进行计数。在4个平板培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1 mL,培养后菌落数分别为155、160、176、149个,则每毫升原土壤样液中上述微生物数量为(155+160+176+149)÷4÷0.1×106=1.6×109个。
答案:(1)稀释 (2)以除草剂为唯一氮源的固体培养基 前 湿热灭菌法 (3)N2 (4)稀释涂布平板法 1.6×109个