【優(yōu)化指導(dǎo)】高中生物總復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)40發(fā)酵工程簡(jiǎn)介 人教版 .doc

【優(yōu)化指導(dǎo)】2013高中生物總復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)40發(fā)酵工程簡(jiǎn)介 人教版 一、選擇題1在微生物發(fā)酵過(guò)程中，接種前都要進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。下列有關(guān)擴(kuò)大培養(yǎng)的敘述，錯(cuò)誤的是()a如果接種前不進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，會(huì)使調(diào)整期延長(zhǎng)b釀酒過(guò)程中，通入無(wú)菌空氣的目的是擴(kuò)大培養(yǎng)c在谷氨酸生產(chǎn)中，可用c、n比為41的培養(yǎng)基對(duì)菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)d擴(kuò)大培養(yǎng)可提高發(fā)酵罐中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率，從而提高產(chǎn)量解析：擴(kuò)大培養(yǎng)的目的是增加發(fā)酵罐中菌體的數(shù)量，盡快達(dá)到k值，通過(guò)縮短調(diào)整期來(lái)縮短培養(yǎng)周期，提高設(shè)備的利用率；如果不進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)就直接接種，發(fā)酵罐中的菌體數(shù)量很少，將使調(diào)整期延長(zhǎng)；釀酒過(guò)程中，常采用控制溶氧的方法來(lái)進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)(通入無(wú)菌空氣)和酒精發(fā)酵(隔絕空氣)；在谷氨酸生產(chǎn)中，常采用控制c、n比來(lái)進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)(41)和谷氨酸生產(chǎn)(31)。答案：d2下列關(guān)于微生物發(fā)酵過(guò)程的說(shuō)法，正確的是()a菌種選育是發(fā)酵的中心階段b只要不斷地向發(fā)酵罐中通入液體培養(yǎng)基，就能保證發(fā)酵的正常進(jìn)行c在發(fā)酵過(guò)程中，要嚴(yán)格控制溫度、ph、溶氧、通氣量與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件，否則會(huì)影響菌種代謝產(chǎn)物的形成d在谷氨酸發(fā)酵過(guò)程中，當(dāng)ph呈酸性時(shí)，生成的代謝產(chǎn)物就會(huì)是乳酸或琥珀酸3利用生物工程生產(chǎn)啤酒、味精、胰島素、酸奶的常用菌種分別是()a酵母菌、枯草桿菌、大腸桿菌、乳酸菌b酵母菌、大腸桿菌、青霉菌、乳酸菌c酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌、大腸桿菌、乳酸菌d黃色短桿菌、酵母菌、大腸桿菌、乳酸菌解析：本題的關(guān)鍵在味精的生產(chǎn)，味精的主要成分是谷氨酸鈉；可利用谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵生產(chǎn)出谷氨酸，再用na2co3溶液中和后，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、濃縮、離心、分離等步驟，便可制成味精。答案：c4關(guān)于青霉素生產(chǎn)的敘述，正確的是()a青霉素、維生素和色素都是青霉菌生長(zhǎng)代謝中重要的初級(jí)代謝產(chǎn)物b用紫外線、激光、化學(xué)誘變劑處理青霉菌再經(jīng)篩選可以選育高產(chǎn)菌種c連續(xù)培養(yǎng)能使青霉菌保持較長(zhǎng)時(shí)間的高速生長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)培養(yǎng)周期d在青霉菌生長(zhǎng)的穩(wěn)定期，活菌數(shù)不再增加，青霉素產(chǎn)量也不再增加解析：青霉素、色素屬于次級(jí)代謝產(chǎn)物，連續(xù)培養(yǎng)法縮短了培養(yǎng)周期，提高了設(shè)備的利用率，在青霉素生長(zhǎng)的穩(wěn)定期，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，青霉素的產(chǎn)量會(huì)不斷增加。答案：b5用酵母菌釀酒的主要階段為：加料接種通氣培養(yǎng)密封發(fā)酵。從接種后到密封前這一階段，酵母菌種群數(shù)量變化的曲線圖為()解析：酵母菌釀酒過(guò)程中，從接種到密封前，種群數(shù)量變化呈“s”型增長(zhǎng)，故選c。答案：c6溫度對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響，不正確的是()a溫度過(guò)高，發(fā)酵周期縮短，產(chǎn)量降低b溫度不影響生物合成的途徑c溫度能影響菌種對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收d菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成所需的最適溫度不一定相同解析：解答此題需要從以下幾方面分析：第一，發(fā)酵過(guò)程需要適宜的溫度，如果溫度過(guò)高，酶很快失活，菌體衰老，發(fā)酵周期就會(huì)縮短，產(chǎn)量也會(huì)降低；第二，溫度能影響生物合成的途徑，這是因?yàn)樯锖铣蛇^(guò)程需要酶，酶的活性與溫度有關(guān)；第三，菌種吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)一部分是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸來(lái)完成的，需呼吸作用提供能量，這與溫度有關(guān)；第四，菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成需體內(nèi)旺盛的代謝作基礎(chǔ)，而用于生長(zhǎng)繁殖和代謝產(chǎn)物合成的酶不同，因此所需的最適溫度也不一定相同。答案：b7在谷氨酸生產(chǎn)過(guò)程中，必須不斷地調(diào)整培養(yǎng)液的ph，原因是()谷氨酸發(fā)酵的最適ph為7.08.0在發(fā)酵過(guò)程中，溶液ph會(huì)發(fā)生變化當(dāng)ph呈酸性時(shí)，谷氨酸的產(chǎn)量會(huì)下降不調(diào)節(jié)ph，培養(yǎng)液中生成的谷氨酸會(huì)轉(zhuǎn)變成其他物質(zhì)abc d解析：谷氨酸發(fā)酵過(guò)程會(huì)改變外界環(huán)境的ph，即培養(yǎng)基的原始ph在培養(yǎng)的過(guò)程中時(shí)時(shí)發(fā)生改變。答案：b8如圖表示發(fā)酵罐中各種因素對(duì)谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸的影響，其中不正確的是()解析：本題考查影響發(fā)酵工程的因素的相關(guān)知識(shí)，熟知發(fā)酵所用微生物的代謝類(lèi)型、影響微生物新陳代謝的主要因素及影響的機(jī)理，是解題的關(guān)鍵。在最適溫度和最適ph時(shí)，酶的活性最高，谷氨酸產(chǎn)生速率最大，高于或低于該值都會(huì)使酶活性降低，谷氨酸產(chǎn)生速率下降。谷氨酸棒狀桿菌是好氧菌，在一定范圍內(nèi)隨著溶氧量的增加，谷氨酸(初級(jí)代謝產(chǎn)物)的產(chǎn)生速率會(huì)隨著該菌生長(zhǎng)繁殖速率的加快而增加，當(dāng)溶氧量增大到一定值時(shí)，由于受其他條件(如酶的數(shù)量與活性等)的限制，谷氨酸產(chǎn)生速率不可能繼續(xù)增加。隨時(shí)間的推移，谷氨酸的產(chǎn)生速率在最初階段可能不斷加快，當(dāng)活菌數(shù)目達(dá)到最多(穩(wěn)定期)時(shí)，谷氨酸產(chǎn)生總量會(huì)繼續(xù)增加，但產(chǎn)生速率則不再加快。答案：c9發(fā)酵工程的一項(xiàng)關(guān)鍵措施是滅菌，關(guān)于滅菌的敘述正確的是()a培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備均需要嚴(yán)格滅菌b滅菌就是殺死培養(yǎng)基中的一切細(xì)菌c通入無(wú)菌空氣可以達(dá)到滅菌的目的dph調(diào)到2左右滅菌效果最好解析：滅菌不僅是殺死培養(yǎng)基中和發(fā)酵設(shè)備上的一切細(xì)菌，還要包括它們的芽孢、孢子及其他微生物。通入無(wú)菌空氣是為了避免進(jìn)入雜菌造成污染，并沒(méi)有滅菌的作用。不同微生物所能適應(yīng)的ph范圍是不同的，ph調(diào)節(jié)到2左右滅菌效果不一定是最好的。答案：a10有關(guān)微生物和發(fā)酵工程的敘述中，全部正確的一組是()在發(fā)酵工程中要對(duì)培養(yǎng)基、發(fā)酵設(shè)備等進(jìn)行嚴(yán)格滅菌超過(guò)最適溫度后，由于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)核酸和蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆的破壞，其生長(zhǎng)速率急劇下降當(dāng)碳源與氮源的比例為31時(shí)，會(huì)得到大量的谷氨酸棒狀桿菌毒素、色素是微生物在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物，只分布在細(xì)胞外abcd解析：本題主要考查微生物的代謝和發(fā)酵工程中的滅菌、條件控制等相關(guān)知識(shí)。當(dāng)碳源與氮源的比例為31時(shí)，有利于谷氨酸的生產(chǎn)；毒素、色素等次級(jí)代謝產(chǎn)物，在不同的微生物中可能積累，也可能排到環(huán)境中。答案：c11下列有關(guān)發(fā)酵罐中谷氨酸發(fā)酵的敘述中，正確的是()a發(fā)酵中不斷通入純氧氣b攪拌的目的只是使空氣形成細(xì)小氣泡，增加培養(yǎng)基中的溶氧量c冷卻水可使酶的活性下降d若培養(yǎng)條件不當(dāng)就可能無(wú)法得到所需產(chǎn)品解析：發(fā)酵中不斷通入的是無(wú)菌空氣而并非純氧氣，否則成本會(huì)很高。攪拌的目的不只是使空氣形成細(xì)小小泡，增加培養(yǎng)基中的溶解氧，還能使菌種與培養(yǎng)液充分接觸，提高原料的利用率。冷卻水并非使酶的活性下降，而是降低整個(gè)發(fā)酵罐中的溫度，使發(fā)酵罐散熱。答案：d12下列對(duì)微生物連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)的敘述，不正確的是()a提高設(shè)備利用率，便于自動(dòng)化管理b有利于微生物盡快將代謝產(chǎn)物釋放到培養(yǎng)基中c能及時(shí)補(bǔ)充微生物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高產(chǎn)量d能消除不利于微生物生長(zhǎng)的某些環(huán)境因子，縮短培養(yǎng)周期解析：連續(xù)培養(yǎng)是指以一定的速度不斷地添加新的培養(yǎng)基，同時(shí)又以同樣的速度不斷地放出老的培養(yǎng)基，以保證微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需要，并排出部分有害代謝產(chǎn)物，使微生物保持長(zhǎng)時(shí)間的高速生長(zhǎng)。答案：b二、非選擇題13目前微生物已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，形成了大規(guī)模的發(fā)酵工程，為人類(lèi)創(chuàng)造出了巨大的財(cái)富。(1)自然界細(xì)菌變異的主要來(lái)源是_。圖甲表示利用某種好氧細(xì)菌生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素的發(fā)酵工程流程圖，欲獲得該菌種首先要通過(guò)_方法獲得目的基因，通過(guò)_技術(shù)獲得工程菌。(2)選擇好的菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)后，應(yīng)選用_期的菌種接種到發(fā)酵罐內(nèi)的培養(yǎng)液中，原因是_。(3)該發(fā)酵過(guò)程的產(chǎn)物屬于_代謝產(chǎn)物，一般在_期大量合成，為了盡可能多地提取人的生長(zhǎng)激素，采用圖乙的方法，圖中1、2所表示的物質(zhì)分別是_、_，圖中3表示流出物，其中包括的物質(zhì)有_。(4)在發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵罐需要冷卻系統(tǒng)，冷卻的原因是_。解析：(1)細(xì)菌屬原核生物，其變異的主要來(lái)源是基因突變。(2)選用對(duì)數(shù)期的菌種有利于縮短調(diào)整期。(3)“激素”屬次級(jí)代謝產(chǎn)物，一般在穩(wěn)定期大量合成。(4)由于發(fā)酵過(guò)程中微生物代謝旺盛、產(chǎn)熱多，故需冷卻系統(tǒng)。答案：(1)基因突變?nèi)斯ず铣苫蚧蚬こ?2)對(duì)數(shù)細(xì)菌代謝旺盛，形態(tài)和生理特征穩(wěn)定(3)次級(jí)穩(wěn)定新鮮培養(yǎng)液無(wú)菌空氣人的生長(zhǎng)激素(代謝產(chǎn)物、老的培養(yǎng)基、菌體等均可)(4)微生物代謝旺盛，產(chǎn)生大量熱量14黑曲霉發(fā)酵可以產(chǎn)生木聚糖酶，該酶可以將木聚糖(植物細(xì)胞壁的主要成分之一)降解為木糖。木聚糖酶是一種很有應(yīng)用價(jià)值的發(fā)酵產(chǎn)品，如圖表示生產(chǎn)該酶的連續(xù)發(fā)酵設(shè)置。(1)根據(jù)物理性質(zhì)，該發(fā)酵過(guò)程使用的培養(yǎng)基屬于_。根據(jù)工藝流程可知，黑曲霉的新陳代謝類(lèi)型屬于_型。(2)從加料口輸入的培養(yǎng)基必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的_處理。根據(jù)圖示可知，發(fā)酵過(guò)程需要嚴(yán)格控制_與攪拌速度等條件。(3)在大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)中，需要將選育出的優(yōu)良菌種經(jīng)過(guò)多次的_，當(dāng)達(dá)到一定數(shù)量后再接種。接種的菌種最好處于生長(zhǎng)的_期。(4)此工藝流程(連續(xù)培養(yǎng))以一定的速度不斷添加新的培養(yǎng)基，同時(shí)又以同樣的速度放出舊的培養(yǎng)基，可大大提高生產(chǎn)效率，道理在于_。15人造蛋白食品是現(xiàn)代發(fā)酵工程的杰作之一，食用真菌蛋白是人造蛋白的一種，回答下列問(wèn)題：(1)發(fā)酵過(guò)程中環(huán)境條件的控制非常關(guān)鍵，如溫度的控制、ph、溶氧量及通氣量等，環(huán)境條件控制不當(dāng)，可能引起的后果是_。(2)從自然界分離出的真菌菌種，用于制造真菌蛋白時(shí)，真菌蛋白的產(chǎn)量低，要獲得較多真菌蛋白，培育優(yōu)良菌種可采用_、_等方法。(3)利用微生物工程制造出真菌蛋白，常作家畜(如豬)的飼料添加劑，豬食用這些添加劑可加速育肥的原因是_。請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這種添加劑能起到加速育肥的作用。實(shí)驗(yàn)材料和用具：發(fā)育良好的健壯的小豬若干只，豬生長(zhǎng)所需的普通飼料，真菌蛋白，稱(chēng)量工具，適宜的飼養(yǎng)條件等。實(shí)驗(yàn)步驟：a._；b_；c_。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在坐標(biāo)圖中用曲線圖形式表示實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_。解析：(1)環(huán)境條件可以影響酶的活性和微生物的新陳代謝途徑，從而影響菌種的生長(zhǎng)繁殖及代謝產(chǎn)物的形成。(2)培育優(yōu)良菌種的方法有：誘變育種、基因工程育種和細(xì)胞工程育種等。該題中要提高真菌蛋白的產(chǎn)量，可以采用誘變育種和基因工程育種的方法。(3)豬食用這些真菌蛋白添加劑可加速育肥的原因是豬食用后，真菌蛋白被分解成氨基酸，經(jīng)脫氨基作用，生成的不含氮部分轉(zhuǎn)變成脂肪。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要遵循單一變量原則和對(duì)照性原則。繪制坐標(biāo)曲線時(shí)，要注意繪制的曲線要平滑。答案：(1)影響菌種的生長(zhǎng)繁殖及代謝產(chǎn)物的形成(2)誘變育種基因