高中生物【分層作業(yè)】1.4 發(fā)酵工程及其應(yīng)用（蘇教2019版選擇性必修3）

第1章發(fā)酵工程第4節(jié)發(fā)酵工程及其應(yīng)用必備知識基礎(chǔ)練1.發(fā)酵工程利用微生物的特定功能，為我們生產(chǎn)了多種多樣的產(chǎn)品。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.微生物生長旺盛，代謝快，從而保證了在短時(shí)間內(nèi)可以獲得大量的發(fā)酵產(chǎn)品B.微生物適應(yīng)性強(qiáng)且不易變異，從而保障了菌種穩(wěn)定的生產(chǎn)性能C，微生物種類多，分布廣，其具有的耐酸、耐堿、耐高溫等功能可被人們加以利用D.微生物代謝類型多樣，選擇不同代謝類型的微生物可以獲得人類需要的產(chǎn)品2.下列與發(fā)酵工程有關(guān)的敘述，不正確的是()A.發(fā)酵罐中必須通入無菌空氣B.不經(jīng)處理排放的廢棄培養(yǎng)液是一種污染物C.對數(shù)期的微生物在生產(chǎn)上常作為“種子”D.發(fā)酵工程在醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)和環(huán)境保護(hù)等方面均有廣泛應(yīng)用3.下列與發(fā)酵工程有關(guān)的敘述，錯(cuò)誤的是()A.選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的菌種是發(fā)酵工業(yè)的前提條件B.將菌種擴(kuò)大培養(yǎng)，達(dá)到一定數(shù)量再接種，有利于縮短發(fā)酵時(shí)間C.發(fā)酵工程具有生產(chǎn)條件溫和、原料豐富、廢棄物對環(huán)境影響小等特點(diǎn)D.發(fā)酵產(chǎn)品分離與提純時(shí)，可通過蒸餾法除去固體雜質(zhì)，然后再離心進(jìn)一步純化目標(biāo)產(chǎn)品4.發(fā)酵工程在現(xiàn)代生物工程中的地位越來越重要。下列有關(guān)發(fā)酵工程的敘述，錯(cuò)誤的是()A.首先要對發(fā)酵設(shè)備和培養(yǎng)基嚴(yán)格滅菌B.要隨時(shí)取樣，檢測培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等，以了解發(fā)酵過程C.在連續(xù)發(fā)酵過程中不需要向裝置中再添加必需的營養(yǎng)組分D.要嚴(yán)格控制溫度、pH、溶解氧等發(fā)酵條件5.根據(jù)發(fā)酵過程的操作方式不同，可將工業(yè)發(fā)酵分為分批發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵等。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.分批發(fā)酵是一次投料、一次接種、一次收獲的間歇發(fā)酵方式B.分批發(fā)酵過程中，發(fā)酵罐中微生物的數(shù)量先增多，最終保持穩(wěn)定C.連續(xù)發(fā)酵過程中，不斷向發(fā)酵罐中添加新的培養(yǎng)基可以保證菌種所需的營養(yǎng)條件D.連續(xù)發(fā)酵可以縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備的利用率和單位時(shí)間產(chǎn)量6.連續(xù)培養(yǎng)法廣泛應(yīng)用于酒精、丙酮等產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)過程中。下列對連續(xù)培養(yǎng)法的優(yōu)點(diǎn)的敘述，不正確的是()A.能及時(shí)補(bǔ)充微生物所需的營養(yǎng)物質(zhì)B.能改變細(xì)胞質(zhì)膜的通透性，有利于代謝產(chǎn)物的釋放C.有利于延長穩(wěn)定期，提高代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量D.有利于排出有害的代謝產(chǎn)物7.下列關(guān)于發(fā)酵工程應(yīng)用的說法，錯(cuò)誤的是()A.發(fā)酵工程利用了微生物的特定功能B.通過發(fā)酵工程可以從微生物中提取一些酶C.分批發(fā)酵縮短了發(fā)酵周期D.發(fā)酵工程的產(chǎn)品可以是微生物的菌體8.下列有關(guān)微生物發(fā)酵的敘述，錯(cuò)誤的是()A.延滯期內(nèi)微生物一般不增殖B.發(fā)酵過程中的環(huán)境條件只影響微生物的生長繁殖，不會影響微生物代謝產(chǎn)物的形成C.釀制白酒時(shí)，常用蒸餾的方法提取發(fā)酵產(chǎn)品D.通常在微生物生長的穩(wěn)定期，從放出的老培養(yǎng)基中分離發(fā)酵產(chǎn)品關(guān)鍵能力提升練9.[多選][2023江蘇無錫錫山高級中學(xué)高三期末]下列關(guān)于發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)的分析，正確的是()A.選育出的菌種應(yīng)具有健壯、穩(wěn)定、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)B.發(fā)酵時(shí)，要對溫度、pH等發(fā)酵條件進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)控C.應(yīng)根據(jù)不同產(chǎn)品的類型采取適當(dāng)?shù)姆蛛x和純化措施D.發(fā)酵過程中排出的氣體和廢液可直接排放到環(huán)境中10.下列有關(guān)發(fā)酵工程應(yīng)用的說法，不正確的是()A.發(fā)酵工程可以生產(chǎn)醬油、泡菜等傳統(tǒng)發(fā)酵食品B.紅曲色素等食品添加劑可以通過發(fā)酵工程生產(chǎn)C.發(fā)酵工程可以生產(chǎn)多種藥物，但是不能生產(chǎn)疫苗D.發(fā)酵工程可以用于生產(chǎn)各種單細(xì)胞蛋白11.[多選][2023江蘇宿遷泗洪中學(xué)高二階段測試]下列關(guān)于發(fā)酵工程及其應(yīng)用的敘述，不正確的是()A.發(fā)酵工程利用了微生物繁殖快、適應(yīng)性強(qiáng)、吸收多、轉(zhuǎn)化快等特定功能B.發(fā)酵工程中使用的發(fā)酵罐需要在發(fā)酵罐夾層通入冷卻水進(jìn)行冷卻C.無氧發(fā)酵制作酸奶時(shí)，可先通氧氣促進(jìn)乳酸菌增殖，后密閉發(fā)酵D.發(fā)酵工程可用于食品加工，如可從培養(yǎng)的微生物細(xì)胞中分離出單細(xì)胞蛋白12.[多選][2023江蘇徐州高二調(diào)研]下列有關(guān)生產(chǎn)谷氨酸的工業(yè)發(fā)酵過程的說法，錯(cuò)誤的是()A.大規(guī)模生產(chǎn)過程中，菌種必須先經(jīng)過擴(kuò)大培養(yǎng)，然后再接種以提高生產(chǎn)效率B.發(fā)酵產(chǎn)品主要產(chǎn)生于微生物生長代謝旺盛的對數(shù)期C.生產(chǎn)過程中排出的廢棄物可直接作為農(nóng)用肥料，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)利用，無廢料生產(chǎn)D.分離代謝產(chǎn)物時(shí)，常用到過濾、蒸餾等方法13.[2022江蘇常州高二期中]啤酒生產(chǎn)需經(jīng)過制麥、糖化(主要是將麥芽中的淀粉等有機(jī)物水解為小分子)、發(fā)酵等主要環(huán)節(jié)，主要工藝流程如下圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是()A.大麥萌發(fā)時(shí)會產(chǎn)生大量的淀粉酶，但幾乎不會產(chǎn)生蛋白酶B.淀粉不能直接被酵母利用，需淀粉酶等將其轉(zhuǎn)化為可利用的糖C.糖化過程中，淀粉水解速度與采用的溫度呈正相關(guān)的關(guān)系D.糖化過程中，煮沸的目的是滅活酵母菌的同時(shí)對糖漿滅菌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)胞壁中的主要成分之一)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。下圖表示生產(chǎn)該酶的連續(xù)發(fā)酵裝置。回答下列問題：(1)根據(jù)物理性質(zhì)，該發(fā)酵過程使用的培養(yǎng)基屬于。根據(jù)工藝流程可知，黑曲霉的新陳代謝類型屬于型。

(2)從加料口輸入的培養(yǎng)基必須經(jīng)過嚴(yán)格的處理。根據(jù)圖示可知，發(fā)酵過程需要嚴(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)過多次的，當(dāng)達(dá)到一定數(shù)量后再接種。

(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。

學(xué)科素養(yǎng)創(chuàng)新練15.[2023江蘇揚(yáng)州中學(xué)高二月考]某高校采用如圖所示的發(fā)酵罐進(jìn)行果酒和果醋發(fā)酵過程的研究。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.夏季生產(chǎn)果酒和果醋時(shí)，常需對罐體進(jìn)行降溫處理B.果醋制作可以在制成的果酒基礎(chǔ)上進(jìn)行C.正常發(fā)酵過程中罐內(nèi)的壓力不會低于大氣壓D.酒精發(fā)酵需無氧條件，不用攪拌，轉(zhuǎn)為果醋發(fā)酵才攪拌第四節(jié)發(fā)酵工程及其應(yīng)用參考答案1.【答案】B【解析】微生物適應(yīng)性強(qiáng)，易變異，根據(jù)這一特性，人們可以通過育種大幅度提高菌種的生產(chǎn)性能，B項(xiàng)錯(cuò)誤。2.【答案】A【解析】發(fā)酵罐中的微生物若是需氧型微生物，則必須通入無菌空氣；若是厭氧型微生物，則不能通入無菌空氣，B項(xiàng)錯(cuò)誤。3.【答案】D【解析】發(fā)酵產(chǎn)品分離與提純時(shí)，可通過過濾發(fā)酵液，離心除去固體雜質(zhì)，采用蒸餾法等進(jìn)一步純化目標(biāo)產(chǎn)品，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.【答案】C【解析】在連續(xù)發(fā)酵過程中需要向裝置中不斷添加必需的營養(yǎng)組分，C項(xiàng)錯(cuò)誤。5.【答案】B【解析】分批發(fā)酵過程中，發(fā)酵罐中微生物的數(shù)量先增多后保持穩(wěn)定，最后微生物進(jìn)入衰亡期，數(shù)量不斷減少，B項(xiàng)錯(cuò)誤。6.【答案】B【解析】連續(xù)培養(yǎng)法就是在一個(gè)流動裝置中，以一定的速度不斷添加新的培養(yǎng)基，同時(shí)又以同樣的速度不斷放出老的培養(yǎng)基，這樣保證了及時(shí)補(bǔ)充微生物所需的營養(yǎng)物質(zhì)，延長穩(wěn)定期，能提高產(chǎn)量，同時(shí)又有利于微生物盡快將代謝產(chǎn)物釋放到培養(yǎng)基中，提高了設(shè)備的利用率，A、C、D項(xiàng)正確；但連續(xù)培養(yǎng)法不能改變細(xì)胞質(zhì)膜的通透性，若細(xì)胞質(zhì)膜的通透性改變，說明菌體的活性降低，不利于生產(chǎn)，B項(xiàng)錯(cuò)誤。7.【答案】C【解析】發(fā)酵工程利用了微生物的特定功能，A項(xiàng)正確；通過發(fā)酵工程可以從微生物中提取相應(yīng)的酶，B項(xiàng)正確；連續(xù)發(fā)酵縮短了發(fā)酵周期，C項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)酵工程的產(chǎn)品可以是微生物的菌體，D項(xiàng)正確。8.【答案】B【解析】發(fā)酵過程中的環(huán)境條件不僅會影響微生物的生長繁殖，還會影響微生物代謝產(chǎn)物的形成，B項(xiàng)錯(cuò)誤。9.【答案】ABC【解析】發(fā)酵工程選育出的菌種應(yīng)具有健壯、穩(wěn)定、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，以滿足發(fā)酵工程的需求，A項(xiàng)正確；發(fā)酵過程中菌種需要營養(yǎng)物質(zhì)、適宜的環(huán)境，發(fā)酵過程要及時(shí)添加必需的營養(yǎng)組分，并嚴(yán)格控制溫度、pH等發(fā)酵條件，B項(xiàng)正確；分離、提純產(chǎn)物的方法是要根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)來采取適當(dāng)?shù)奶崛?、分離和純化措施，C項(xiàng)正確；在進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)，排出的氣體和廢棄的培養(yǎng)液等不能直接排放到外界環(huán)境中，直接排放會污染環(huán)境，D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.【答案】C【解析】發(fā)酵工程可以生產(chǎn)醬油、泡菜等傳統(tǒng)發(fā)酵食品，A項(xiàng)正確；紅曲色素等食品添加劑可以通過發(fā)酵工程生產(chǎn)，B項(xiàng)正確；乙肝疫苗可用發(fā)酵工程的方法生產(chǎn)，這種方法生產(chǎn)乙肝疫苗的優(yōu)點(diǎn)是酵母菌繁殖快、代謝旺盛，乙肝疫苗單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)酵工程可以用于生產(chǎn)各種單細(xì)胞蛋白，D項(xiàng)正確。11.【答案】CD【解析】乳酸菌為厭氧型微生物，發(fā)酵時(shí)應(yīng)保持無氧環(huán)境，故不能通入氧氣，C項(xiàng)錯(cuò)誤；單細(xì)胞蛋白不是從微生物細(xì)胞中分離的物質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。12.【答案】BC【解析】菌種數(shù)量的多少將影響發(fā)酵的速率，因此大規(guī)模生產(chǎn)過程中，菌種必須先經(jīng)過擴(kuò)大培養(yǎng)，然后再接種以提高生產(chǎn)效率，A項(xiàng)正確；穩(wěn)定期的菌體生長代謝旺盛，產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物多，因此發(fā)酵產(chǎn)品主要產(chǎn)生于微生物生長代謝旺盛的穩(wěn)定期，B項(xiàng)錯(cuò)誤；生產(chǎn)過程中排出的廢棄物不能直接作為農(nóng)用肥料，還需經(jīng)過滅菌等處理，C項(xiàng)錯(cuò)誤；谷氨酸的工業(yè)發(fā)酵過程生產(chǎn)的谷氨酸是細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，因此分離代謝產(chǎn)物時(shí)，常用到過濾、蒸餾等方法，D項(xiàng)正確。13.【答案】B【解析】大麥萌發(fā)時(shí)會產(chǎn)生大量的淀粉酶，也會產(chǎn)生蛋白酶，A項(xiàng)錯(cuò)誤；酵母細(xì)胞呼吸的底物為葡萄糖，不能直接利用淀粉，需要淀粉酶等將淀粉轉(zhuǎn)化成酵母可利用的糖，B項(xiàng)正確；酶的催化需要適宜溫度，若糖化采用的溫度過高，淀粉的水解速度會變慢，C項(xiàng)錯(cuò)誤；煮沸的目的不是滅活酵母菌，D項(xiàng)錯(cuò)誤。14.【答案】(1)液體培養(yǎng)基異養(yǎng)需氧(2)滅菌溫度、pH、溶氧量、通氣量(3)擴(kuò)大培養(yǎng)(4)保證微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需求；排出部分代謝產(chǎn)物；使微生物保持較長時(shí)間的快速生長【解析】(1)據(jù)圖分析：黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)生木聚糖酶在培養(yǎng)液中進(jìn)行，屬于液體發(fā)酵，黑曲霉發(fā)酵需要通入空氣，所以黑曲霉屬于異養(yǎng)需氧型微生物。(2)微生物發(fā)酵的培養(yǎng)基必須進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處