《第03講 發(fā)酵工程及其應(yīng)用》預(yù)習(xí)講義

學(xué)而優(yōu)·教有方PAGEPAGE1 第03講發(fā)酵工程及其應(yīng)用 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.概述發(fā)酵工程及其基本環(huán)節(jié)；舉例說(shuō)明發(fā)酵工程在生產(chǎn)上有重要的應(yīng)用價(jià)值。2.理解發(fā)酵工程的過(guò)程并能夠與實(shí)際相結(jié)合，發(fā)展學(xué)生的工程思維，提高系統(tǒng)分析能力。3.學(xué)習(xí)發(fā)酵工程的環(huán)節(jié)與實(shí)例，感嘆生物的神奇，科技的進(jìn)步?！净A(chǔ)知識(shí)】一、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)發(fā)酵過(guò)程的監(jiān)控和發(fā)酵條件的控制會(huì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。一方面要隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)液中微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度以了解發(fā)酵進(jìn)程；另一方面要及時(shí)添加必備的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)延長(zhǎng)菌體生長(zhǎng)穩(wěn)定期的時(shí)間，以便得到更多的發(fā)酵產(chǎn)品；同時(shí)要嚴(yán)格控制溫度、pH、溶解氧等發(fā)酵條件，來(lái)保證產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。歸納總結(jié)：發(fā)酵工程的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用實(shí)例在食品工業(yè)上的應(yīng)用生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品：如醬油、各種酒類(lèi)生產(chǎn)各種食品添加劑：如酸度調(diào)節(jié)劑、增味劑、著色劑、增稠劑、防腐劑生產(chǎn)酶制劑：如α-淀粉酶、β-淀粉酶、果膠酶、氨基肽酶、脂肪酶在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用青霉素生產(chǎn)、其他抗生素生產(chǎn)多種氨基酸生產(chǎn)激素、免疫調(diào)節(jié)劑、疫苗在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用生產(chǎn)微生物肥料，如有機(jī)酸、生物活性物質(zhì)、根瘤菌肥、固氮菌肥生產(chǎn)微生物農(nóng)藥，如蘇云金桿菌、井岡霉素生產(chǎn)微生物飼料，單細(xì)胞蛋白、乳酸菌在其他方面的應(yīng)用利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn)酒精、乙烯等嗜熱菌、嗜鹽菌生產(chǎn)洗滌劑，嗜低溫菌提高熱敏產(chǎn)品產(chǎn)量發(fā)酵工程生產(chǎn)工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品特別提醒：1.單細(xì)胞蛋白是以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過(guò)發(fā)酵獲得的大量的微生物菌體。其不僅含有豐富的蛋白質(zhì)，還含有糖類(lèi)、脂質(zhì)和維生素等物質(zhì)。2.青霉素發(fā)酵是高耗氧過(guò)程，如何能夠在發(fā)酵過(guò)程中給微生物持續(xù)高效地供氧呢？可以用基因工程的方法，將血紅蛋白基因轉(zhuǎn)入青霉素生產(chǎn)菌來(lái)提高菌體對(duì)氧的吸收和利用率。3.在青霉素發(fā)酵過(guò)程中，總有頭孢霉素產(chǎn)生。人們通過(guò)對(duì)青霉素生產(chǎn)菌代謝途徑的研究發(fā)現(xiàn)，在青霉素與頭孢霉素的合成過(guò)程中，它們有一個(gè)共同的前體，這個(gè)前體經(jīng)過(guò)兩種不同酶的作用分別合成兩個(gè)產(chǎn)物。如何改造青霉素生產(chǎn)菌使其只生產(chǎn)青霉素，或者只生產(chǎn)頭孢霉素呢？可以對(duì)兩種酶的基因進(jìn)行改造或敲除其中一種酶的基因，從而使青霉素生產(chǎn)菌只生產(chǎn)一種產(chǎn)物。4.引起全球新冠肺炎大流行的元兇是新冠病毒，利用發(fā)酵工程相關(guān)知識(shí)，如何大量生產(chǎn)新冠病毒疫苗？可將新冠病毒的抗原基因轉(zhuǎn)入某種微生物體內(nèi)，再通過(guò)發(fā)酵工程大量生產(chǎn)新冠病毒疫苗。5.發(fā)酵工程的特點(diǎn)：生產(chǎn)條件溫和，原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉，產(chǎn)物專(zhuān)一，廢棄物對(duì)環(huán)境污染小、容易處理。三、啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程知識(shí)拓展：【考點(diǎn)剖析】考點(diǎn)一：發(fā)酵工程的本質(zhì)例1．獲取純凈的微生物培養(yǎng)物是發(fā)酵工程的基礎(chǔ)。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．獲取純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止雜菌污染B．稀釋涂布平板法和顯微鏡計(jì)數(shù)法是測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法C．平板劃線法和稀釋涂布平板法是實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行微生物分離和純化的常用方法D．接種于培養(yǎng)基內(nèi)，在合適條件下形成的含特定種類(lèi)微生物的群體稱(chēng)為純培養(yǎng)物【答案】D【詳解】獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是無(wú)菌技術(shù)，即防止外來(lái)雜菌的入侵，A正確；測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法有活菌計(jì)數(shù)法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)法，故稀釋涂布平板法和顯微鏡計(jì)數(shù)法是測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法，B正確；實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行微生物分離和純化最常用的接種方法是平板劃線法和稀釋涂布平板法，C正確；純培養(yǎng)物是由單一個(gè)體繁殖所獲得的微生物群體，特定種類(lèi)微生物的群體不一定是由單一個(gè)體繁殖而來(lái)，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二：發(fā)酵工程的實(shí)例例2．谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵過(guò)程會(huì)生成大量的谷氨酸，經(jīng)加工可制成味精。其發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵罐中碳氮比（碳元素與氮元素的比值）為4:1時(shí)，菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少；當(dāng)碳氮比為3：1時(shí)，菌體繁殖受抑制但谷氨酸的合成量大增。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A．通過(guò)發(fā)酵工程可以從微生物細(xì)胞中提取單細(xì)胞蛋白B．分離、提純產(chǎn)物是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)，有利于獲得更多的優(yōu)質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)品C．由題干信息可推知發(fā)酵過(guò)程中需調(diào)整發(fā)酵罐內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分的比例D．在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)醇無(wú)需嚴(yán)格控制溶解氧、溫度、pH等條件【答案】C【解析】用單細(xì)胞蛋白制成的微生物飼料，其中的單細(xì)胞蛋白是微生物菌體，并不是通過(guò)發(fā)酵工程從微生物細(xì)胞中提取獲得，A錯(cuò)誤；發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是發(fā)酵過(guò)程，B錯(cuò)誤；由題意可知“在其發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵罐中碳氮比（碳元素與氮元素的比值）為4∶1時(shí)，菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少；當(dāng)碳氮比為3∶1時(shí)，菌體繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增”，說(shuō)明在發(fā)酵過(guò)程中需調(diào)整發(fā)酵罐內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分的比例以保證先獲得大量谷氨酸棒狀桿菌，在獲得大量發(fā)酵產(chǎn)物的目的，C正確；谷氨酸棒狀桿菌為需氧菌，其發(fā)酵過(guò)程需要適宜的溫度和pH，所以在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵需嚴(yán)格控制溶解氧、溫度、pH等條件，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三、發(fā)酵工程的應(yīng)用例3．下列有關(guān)發(fā)酵工程及其應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．分離、提純產(chǎn)物可以獲得微生物細(xì)胞本身或其代謝產(chǎn)物是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)B．發(fā)酵工程的菌種可以從自然界中篩選出來(lái)，也可以通過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得C．發(fā)酵罐培養(yǎng)的環(huán)境條件會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)影響微生物代謝產(chǎn)物的形成D．利用發(fā)酵工程大規(guī)模發(fā)酵可以生產(chǎn)利用微生物或其代謝物來(lái)防治病蟲(chóng)害的微生物農(nóng)藥【答案】A【解析】發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)，發(fā)酵罐培養(yǎng)的環(huán)境條件會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)影響微生物代謝產(chǎn)物的形成，A錯(cuò)誤，C正確；性狀優(yōu)良的菌種可以從自然界中篩選出來(lái)，也可以通過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得，如生產(chǎn)檸檬酸就需要篩選產(chǎn)酸量高的黑曲霉，B正確；發(fā)酵工程應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)牧業(yè)的很多方面，如生產(chǎn)微生物農(nóng)藥，與傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥不同，微生物農(nóng)藥是利用微生物或其代謝物來(lái)防治病蟲(chóng)害的，D正確?！菊骖}演練】1.（2022·湖北·高考真題，14）廢水、廢料經(jīng)加工可變廢為寶。某工廠利用果糖生產(chǎn)廢水和沼氣池廢料生產(chǎn)蛋白質(zhì)的技術(shù)路線如圖所示。下列敘述正確的是（）A．該生產(chǎn)過(guò)程中，一定有氣體生成B．微生物生長(zhǎng)所需碳源主要來(lái)源于沼氣池廢料C．該生產(chǎn)工藝?yán)梦⑸飬捬醢l(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)D．沼氣池廢料和果糖生產(chǎn)廢水在加入反應(yīng)器之前需要滅菌處理2.（2021·山東·高考真題，14）青霉菌處在葡萄糖濃度不足的環(huán)境中時(shí)，會(huì)通過(guò)分泌青霉素殺死細(xì)菌，以保證自身生存所需的能量供應(yīng)。目前已實(shí)現(xiàn)青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)，關(guān)于該生產(chǎn)過(guò)程，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．發(fā)酵液中的碳源不宜使用葡萄糖B．可用深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)提高產(chǎn)量C．選育出的高產(chǎn)菌株經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后才可接種到發(fā)酵罐中D．青霉素具有殺菌作用，因此發(fā)酵罐不需嚴(yán)格滅菌3.（2021·重慶·高考真題，25）人類(lèi)很早就能制作果酒，并用果酒進(jìn)一步發(fā)酵生產(chǎn)果醋。(1)人們利用水果及附著在果皮上的______菌，在18～25℃、無(wú)氧條件下釀造果酒；在利用醋酸菌在______條件下，將酒精轉(zhuǎn)化成醋酸釀得果醋。釀造果醋時(shí)，得到了醋酸產(chǎn)率較高的醋酸菌群，為進(jìn)一步純化獲得優(yōu)良醋酸菌菌種，采用的接種方法是_______________。(2)先釀制果酒再生產(chǎn)果醋的優(yōu)勢(shì)有______（填編號(hào)）。①先釀制果酒，發(fā)酵液能抑制雜菌的生長(zhǎng)，有利于提高果醋的產(chǎn)率②釀制果酒時(shí)形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的產(chǎn)率③果酒有利于溶出水果中的風(fēng)味物質(zhì)并保留在果醋中(3)果酒中的酒精含量對(duì)果醋的醋酸產(chǎn)率會(huì)產(chǎn)生一定的影響。某技術(shù)組配制發(fā)酵液研究了初始酒精濃度對(duì)醋酸含量的影響，結(jié)果見(jiàn)圖。該技術(shù)組使用的發(fā)酵液中，除酒精外還包括的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有_______________（填寫(xiě)兩種）。據(jù)圖可知，醋酸發(fā)酵的最適初始酒精濃度是______；酒精濃度為10%時(shí)醋酸含量最低，此時(shí)，若要盡快提高醋酸含量，可采取的措施有____________________________（填寫(xiě)兩個(gè)方面）。【過(guò)關(guān)檢測(cè)】1.某高校采用下圖所示的發(fā)酵罐進(jìn)行葡萄酒發(fā)酵過(guò)程的研究,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.夏季生產(chǎn)果酒時(shí),常需對(duì)罐體進(jìn)行降溫處理B.乙醇為揮發(fā)性物質(zhì),故發(fā)酵過(guò)程中空氣的進(jìn)氣量不宜太大C.正常發(fā)酵過(guò)程中罐內(nèi)的壓力不會(huì)低于大氣壓D.可以通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)酵過(guò)程中殘余糖的濃度來(lái)決定何時(shí)終止發(fā)酵2．谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵過(guò)程會(huì)生成大量的谷氨酸，經(jīng)加工可制成味精。其發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵罐中碳氮比（碳元素與氮元素的比值）為4:1時(shí)，菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少；當(dāng)碳氮比為3：1時(shí)，菌體繁殖受抑制但谷氨酸的合成量大增。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A．通過(guò)發(fā)酵工程可以從微生物細(xì)胞中提取單細(xì)胞蛋白B．分離、提純產(chǎn)物是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)，有利于獲得更多的優(yōu)質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)品C．由題干信息可推知發(fā)酵過(guò)程中需調(diào)整發(fā)酵罐內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分的比例D．在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)醇無(wú)需嚴(yán)格控制溶解氧、溫度、pH等條件3.與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比,發(fā)酵工程的產(chǎn)品種類(lèi)更加豐富,產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。下列有關(guān)敘述正確的是()A.與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)不同,發(fā)酵工程可以利用微生物進(jìn)行發(fā)酵B.生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過(guò)程中,pH的變化不影響谷氨酸的產(chǎn)量C.通過(guò)發(fā)酵工程獲得大量的單細(xì)胞蛋白可以制成微生物飼料D.利用放線菌產(chǎn)生的井岡霉素防治水稻枯紋病屬于化學(xué)防治4.下列對(duì)發(fā)酵工程及其應(yīng)用的敘述,正確的有幾項(xiàng)()

①生產(chǎn)谷氨酸需將pH調(diào)至中性偏堿

②發(fā)酵工程具有生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉等特點(diǎn)③發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物及菌體本身④利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的根瘤菌肥作為微生物農(nóng)藥可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)⑤啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中,酒精的產(chǎn)生積累主要在后發(fā)酵階段完成

⑥日常生活中食用醬油的制作以大豆為主要原料,利用產(chǎn)蛋白酶的霉菌的作用,將原料中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸

⑦用單細(xì)胞蛋白制成的微生物飼料,可通過(guò)發(fā)酵工程從微生物細(xì)胞中提取A.2項(xiàng) B.3項(xiàng) C.4項(xiàng) D.5項(xiàng)5.與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比，發(fā)酵工程的產(chǎn)品種類(lèi)更加豐富，產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。下列相關(guān)表述正確的是()A.發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)最大的區(qū)別就是前者可以利用微生物來(lái)進(jìn)行發(fā)酵B.發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身C.在發(fā)酵工程的發(fā)酵環(huán)節(jié)中，發(fā)酵條件變化會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，但不會(huì)影響微生物的代謝途徑D.通過(guò)發(fā)酵工程可以從微生物細(xì)胞中提取單細(xì)胞蛋白6.發(fā)酵工程技術(shù)是生物技術(shù)的關(guān)鍵分支,深入研究其在食品中的應(yīng)用可確保我國(guó)食品工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定進(jìn)行,具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、發(fā)展價(jià)值及實(shí)踐價(jià)值。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.利用發(fā)酵工程可生產(chǎn)L-蘋(píng)果酸、檸檬酸和乳酸等酸度調(diào)節(jié)劑B.利用黑曲霉將大豆原料中的蛋白質(zhì)水解,經(jīng)淋洗后可調(diào)制成醬油C.由谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵可以得到谷氨酸,谷氨酸再經(jīng)一系列處理可制成味精D.發(fā)酵條件變化會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖,但不會(huì)影響微生物的代謝途徑7.下列有關(guān)發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)的敘述，錯(cuò)誤的是()A.現(xiàn)代發(fā)酵工程使用的大型發(fā)酵罐均具有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其能使發(fā)酵全過(guò)程處于最佳狀態(tài)

B.在發(fā)酵過(guò)程中，環(huán)境條件的變化不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)影響微生物的代謝物的形成

C.發(fā)酵罐中微生物的生長(zhǎng)繁殖、代謝物的形成都與攪拌速度無(wú)關(guān)

D.確定菌種之后，才能選擇原料配制培養(yǎng)基8.由于發(fā)酵工程生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉等,在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。下列有關(guān)發(fā)酵工程在食品工業(yè)上應(yīng)用的描述,不正確的是()A.日常生活中食用醬油的制作以大豆為主要原料,利用產(chǎn)蛋白酶的霉菌的作用,將原料中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸B.啤酒發(fā)酵的過(guò)程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段,其中,酵母菌的繁殖在主發(fā)酵階段完成,大部分糖的分解和代謝物的生成在后發(fā)酵階段完成C.味精是由谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵得到的谷氨酸經(jīng)過(guò)一系列處理而獲得的D.精釀啤酒發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)量低、價(jià)格高,所以飲用更健康、保質(zhì)期更短9.發(fā)酵工程在現(xiàn)代生物工程中地位越來(lái)越重要。圖示發(fā)酵罐常用于工業(yè)發(fā)酵。下列說(shuō)法正確的是()A.若發(fā)酵罐內(nèi)溫度過(guò)高，則只能通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水進(jìn)、出口的水流量來(lái)降低溫度B.培養(yǎng)液的pH由加料口添加酸和堿進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以在培養(yǎng)基中添加pH緩沖液等C.發(fā)酵罐溫度的變化會(huì)影響菌種的生長(zhǎng)繁殖，不會(huì)影響菌種代謝產(chǎn)物的形成D.發(fā)酵工程的過(guò)程依次是選育菌種→培養(yǎng)基配制→滅菌→擴(kuò)大培養(yǎng)→發(fā)酵→分離、提純產(chǎn)物10.下列對(duì)發(fā)酵工程及其應(yīng)用的敘述，正確的是()①生產(chǎn)谷氨酸需將pH調(diào)至中性偏堿②發(fā)酵工程具有生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉等特點(diǎn)③發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身④利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的根瘤菌肥作為微生物農(nóng)藥可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)⑤啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，酒精的產(chǎn)生積累主要在后發(fā)酵階段完成⑥單細(xì)胞蛋白是從微生物細(xì)胞中提取的蛋白質(zhì)，可作為微生物飼料等A.①②③ B.①②③ C.②③④ D.②③⑤⑥11.下列關(guān)于單細(xì)胞蛋白的敘述，正確的是()A.單細(xì)胞蛋白是從微生物細(xì)胞中提取出來(lái)的一類(lèi)蛋白質(zhì)B.單細(xì)胞蛋白是以淀粉或纖維素的水解液等為原料，通過(guò)發(fā)酵工程生產(chǎn)的微生物菌體C.單細(xì)胞蛋白作為食品添加劑，能使家禽家畜增重快、產(chǎn)奶（蛋）高D.單細(xì)胞蛋白制成的微生物飼料，可以提高動(dòng)物的免疫力12.發(fā)酵工程一般包括菌種的選育,擴(kuò)大培養(yǎng),培養(yǎng)基的配制、滅菌、接種、發(fā)酵、產(chǎn)品的分離、提純等方面。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A.工業(yè)發(fā)酵罐體積較大,在發(fā)酵時(shí)需要對(duì)菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)B.為了保證發(fā)酵產(chǎn)量,培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌C.只有發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)結(jié)束時(shí)才需要檢測(cè)培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)品濃度等D.發(fā)酵時(shí)的環(huán)境條件會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖,并不影響微生物的代謝物形成13.發(fā)酵工程有著多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域,下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.進(jìn)行發(fā)酵工程生產(chǎn)時(shí)排出廢棄物,對(duì)環(huán)境無(wú)害B.在農(nóng)牧業(yè)上利用發(fā)酵工程可生產(chǎn)出微生物肥料、飼料和農(nóng)藥C.在醫(yī)藥工業(yè)上利用發(fā)酵工程不僅能提高藥物產(chǎn)量,還能降低成本D.在食品工業(yè)上利用發(fā)酵工程既能生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品,也能生產(chǎn)食品添加劑14.關(guān)于發(fā)酵工程及其應(yīng)用，下列敘述正確的是()A.發(fā)酵工程包括菌種的選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配置、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品的分離、提純等B.發(fā)酵罐培養(yǎng)的環(huán)境條件會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，不會(huì)影響微生物代謝產(chǎn)物的形成C.微生物農(nóng)藥是利用微生物或其代謝產(chǎn)物來(lái)防治病蟲(chóng)害的，如井崗霉素可以防治玉米螟D.許多食品添加劑都能通過(guò)發(fā)酵生產(chǎn)，如檸檬酸可以通過(guò)谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵制得15.由于發(fā)酵工程生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉等，在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，下列有關(guān)發(fā)酵工程在食品工業(yè)上應(yīng)用的描述，正確的是()A.日常生活中食用的醬油的制作以大麥為主要原料，利用產(chǎn)蛋白酶的霉菌的作用，將原料中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸B.啤酒發(fā)酵的過(guò)程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段，其中，酵母菌的繁殖在主發(fā)酵階段完成，大部分糖的分解和代謝物的生成在后發(fā)酵階段完成C.味精是谷氨酸棒狀桿菌在無(wú)氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸，谷氨酸經(jīng)過(guò)一系列處理而制成的D.由于酶制劑催化效率高、專(zhuān)一性強(qiáng)、作用條件溫和，因此在使用時(shí)要考慮酶制劑的使用量、底物的種類(lèi)以及適宜的溫度和pH16.發(fā)酵工程在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和農(nóng)牧業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵條件的控制至關(guān)重要，下列關(guān)于發(fā)酵條件的控制的敘述不正確的是()A.環(huán)境條件不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，而且會(huì)影響微生物代謝物的形成，因此發(fā)酵過(guò)程要嚴(yán)格控制發(fā)酵條件B.發(fā)酵過(guò)程中微生物代謝產(chǎn)熱和機(jī)械攪拌產(chǎn)熱，會(huì)使發(fā)酵溫度升高，因此要及時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)酵罐溫度C.培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用和代謝物的積累，可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵液pH發(fā)生改變，如工業(yè)釀酒會(huì)導(dǎo)致pH上升D.現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵對(duì)發(fā)酵條件的監(jiān)測(cè)和控制是通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，可以使發(fā)酵過(guò)程處于最佳狀態(tài)17.啤酒生產(chǎn)需經(jīng)過(guò)制麥、糖化、發(fā)酵等主要環(huán)節(jié)。主要工藝流程如下圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）大麥?zhǔn)瞧【瓢l(fā)酵的重要碳源，利用大麥實(shí)質(zhì)是利用其中的α-淀粉酶，用___________處理大麥，可以使大麥種子無(wú)須發(fā)芽就可以產(chǎn)生α-淀粉酶。（2）為探究?jī)煞N大麥種子（紅粒麥和白粒麥）所含淀粉酶活性進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)取發(fā)芽時(shí)間相同、質(zhì)量相等的紅、白粒麥種子，分別加蒸餾水研磨、制成提取液（去淀粉），并在適宜條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分組、步驟及結(jié)果如下：紅粒管白粒管對(duì)照管①加樣0.5mL提取液0.5mL提取液C②加緩沖液（mL）111③加淀粉溶液（mL）111④37℃保溫適當(dāng)時(shí)間終止酶促反應(yīng)，冷卻至常溫，加適量碘液顯色顯色結(jié)果++++++++步驟①中加入的C是___________。顯色結(jié)果表明：淀粉酶活性較高的品種是___________。（3）啤酒酵母菌種決定著啤酒的風(fēng)味和質(zhì)量，某實(shí)驗(yàn)小組從原漿啤酒底泥中分離出一株高活性的啤酒酵母。①在對(duì)原漿啤酒泥的酵母菌進(jìn)行富集培養(yǎng)的過(guò)程中每隔4h要搖動(dòng)一次，每次1~2min，其目的是___________、___________，以促進(jìn)酵母菌的有氧呼吸和增殖。②為了制備啤酒酵母分離培養(yǎng)基，實(shí)驗(yàn)人員將馬鈴薯去皮切塊后高壓煮沸，過(guò)濾后補(bǔ)加蒸餾水至1L，加入葡萄糖和瓊脂后加熱融化。該培養(yǎng)基的碳源主要包括___________，培養(yǎng)基一般用___________法進(jìn)行滅菌處理。（4）敲除野生型釀酒酵母中的蛋白酶基因，減少發(fā)酵液中蛋白的水解，有助于增強(qiáng)啤酒泡沫的穩(wěn)定性。某科硏小組用酪蛋白固體培養(yǎng)基篩選突變體，野生型可以水解酪蛋白，在菌落周?chē)纬赏该魅?。生產(chǎn)需要篩選透明圈___________（填“大”或“小”）的菌落。18．大熊貓是我國(guó)特有的珍稀野生動(dòng)物，每只成年大熊貓每日進(jìn)食竹子量可達(dá)12~38kg。大熊貓可利用竹子中8%的纖維素和27%的半纖維素。研究人員從大熊貓糞便和土壤中篩選纖維素分解菌?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即_________。為篩選纖維素分解菌，將大熊貓新鮮糞便樣品稀釋液接種至以_________為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，該培養(yǎng)基從功能上分類(lèi)屬于_________培養(yǎng)基。（2）配制的培養(yǎng)基必須進(jìn)行_______________滅菌處理，目的是_________。檢測(cè)固體培養(yǎng)基滅菌效果的常用方法是_________。（3）簡(jiǎn)要寫(xiě)出測(cè)定大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌活菌數(shù)的實(shí)驗(yàn)思路_________。（4）為高效降解農(nóng)業(yè)秸稈廢棄物，研究人員利用從土壤中篩選獲得的3株纖維素分解菌，在37℃條件下進(jìn)行玉米秸稈降解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表所示。在該條件下纖維素酶活力最高的是菌株_________，理由是_________。菌株秸稈總重(g)秸稈殘重(g)秸稈失重（%）纖維素降解率（%）A2.001.5124.5016.14B2.001.5323.5014.92C2.001.4229.0023.3219．回答下列（一）、（二）小題：（一）某環(huán)保公司從淤泥中分離到一種高效降解富營(yíng)養(yǎng)化污水污染物的細(xì)菌菌株，制備了固定化菌株。（1）從淤泥中分離細(xì)菌時(shí)常用劃線分離法或________法，兩種方法均能在固體培養(yǎng)基上形成________。對(duì)分離的菌株進(jìn)行誘變、________和鑒定，從而獲得能高效降解富營(yíng)養(yǎng)化污水污染物的菌株。該菌株只能在添加了特定成分X的培養(yǎng)基上繁殖。（2）固定化菌株的制備流程如下；①將菌株與該公司研制的特定介質(zhì)結(jié)合；②用蒸餾水去除________；③檢驗(yàn)固定化菌株的________。菌株與特定介質(zhì)的結(jié)合不宜直接采用交聯(lián)法和共價(jià)偶聯(lián)法，可以采用的2種方法是________。（3）對(duì)外，只提供固定化菌株有利于保護(hù)該公司的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，推測(cè)其原因是________。（二）三葉青為蔓生的藤本植物，以根入藥。由于野生三葉青對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求非?？量?，以及生態(tài)環(huán)境的破壞和過(guò)度的采挖，目前我國(guó)野生三葉青已十分珍稀。（1）為保護(hù)三葉青的________多樣性和保證藥材的品質(zhì)，科技工作者依據(jù)生態(tài)工程原理，利用________技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了三葉青的林下種植。（2）依據(jù)基因工程原理，利用發(fā)根農(nóng)桿菌侵染三葉青帶傷口的葉片，葉片產(chǎn)生酚類(lèi)化合物，誘導(dǎo)發(fā)根農(nóng)桿菌質(zhì)粒上vir系列基因表達(dá)形成________和限制性核酸內(nèi)切酶等，進(jìn)而從質(zhì)粒上復(fù)制并切割出一段可轉(zhuǎn)移的DNA片段（T-DNA）。T-DNA進(jìn)入葉片細(xì)胞并整合到染色體上，T-DNA上rol系列基因表達(dá)，產(chǎn)生相應(yīng)的植物激素，促使葉片細(xì)胞持續(xù)不斷地分裂形成________，再分化形成毛狀根。（3）剪取毛狀根，轉(zhuǎn)入含頭孢類(lèi)抗生素的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行多次________培養(yǎng)，培養(yǎng)基中添加抗生素的主要目的是________。最后取毛狀根轉(zhuǎn)入液體培養(yǎng)基、置于搖床上進(jìn)行懸浮培養(yǎng)，通過(guò)控制搖床的________和溫度，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基成分中的________，獲得大量毛狀根，用于提取藥用成分。20．工業(yè)上所說(shuō)的發(fā)酵是指微生物在有氧或無(wú)氧條件下通過(guò)分解與合成代謝將某些原料物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特定產(chǎn)品的過(guò)程。利用微生物發(fā)酵制作醬油在我國(guó)具有悠久的歷史。某企業(yè)通過(guò)發(fā)酵制作醬油的流程示意圖如下。回答下列問(wèn)題：（1）米曲霉發(fā)酵過(guò)程中，加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，大豆中的___________可為米曲霉的生長(zhǎng)提供氮源，小麥中的淀粉可為米曲霉的生長(zhǎng)提供___________。（2）米曲霉發(fā)酵過(guò)程的主要目的是使米曲霉充分生長(zhǎng)繁殖，大量分泌制作醬油過(guò)程所需的酶類(lèi)，這些酶中的_____、______能分別將發(fā)酵池中的蛋白質(zhì)和脂肪分解成易于吸收、風(fēng)味獨(dú)特的成分，如將蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和__________。米曲霉發(fā)酵過(guò)程需要提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于___________（填“自養(yǎng)厭氧”“異養(yǎng)厭氧”或“異養(yǎng)好氧”）微生物。（3）在發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的乳酸菌屬于___________（填“真核生物”或“原核生物”）；添加的酵母菌在無(wú)氧條件下分解葡萄糖的產(chǎn)物是___________。在該階段抑制雜菌污染和繁殖是保證醬油質(zhì)量的重要因素，據(jù)圖分析該階段中可以抑制雜菌生長(zhǎng)的物質(zhì)是___________（答出1點(diǎn)即可）。21．中國(guó)科學(xué)家運(yùn)用合成生物學(xué)方法構(gòu)建了一株嗜鹽單胞菌H，以糖蜜（甘蔗榨糖后的廢棄液，含較多蔗糖）為原料，在實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵生產(chǎn)PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整體利用價(jià)值。工藝流程如圖?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）為提高菌株H對(duì)蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液體培養(yǎng)基中將蔗糖作為_(kāi)__________，并不斷提高其濃度，經(jīng)多次傳代培養(yǎng)（指培養(yǎng)一段時(shí)間后，將部分培養(yǎng)物轉(zhuǎn)入新配的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)）以獲得目標(biāo)菌株。培養(yǎng)過(guò)程中定期取樣并用___________的方法進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)，評(píng)估菌株增殖狀況。此外，選育優(yōu)良菌株的方法還有___________等。（答出兩種方法即可）（2）基于菌株H嗜鹽、酸堿耐受能力強(qiáng)等特性，研究人員設(shè)計(jì)了一種不需要滅菌的發(fā)酵系統(tǒng)，其培養(yǎng)基鹽濃度設(shè)為60g/L，pH為10，菌株H可正常持續(xù)發(fā)酵60d以上。該系統(tǒng)不需要滅菌的原因是___________。（答出兩點(diǎn)即可）（3）研究人員在工廠進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，在適宜的營(yíng)養(yǎng)物濃度、溫度、pH條件下發(fā)酵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵液中菌株H細(xì)胞增殖和PHA產(chǎn)量均未達(dá)到預(yù)期，并產(chǎn)生了少量乙醇等物質(zhì)，說(shuō)明發(fā)酵條件中___________可能是高密度培養(yǎng)的限制因素。（4）菌株H還能通過(guò)分解餐廚垃圾（主要含蛋白質(zhì)、淀粉、油脂等）來(lái)生產(chǎn)PHA，說(shuō)明其能分泌___________。第03講發(fā)酵工程及其應(yīng)用考點(diǎn)一：發(fā)酵工程的本質(zhì)例1．獲取純凈的微生物培養(yǎng)物是發(fā)酵工程的基礎(chǔ)。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．獲取純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止雜菌污染B．稀釋涂布平板法和顯微鏡計(jì)數(shù)法是測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法C．平板劃線法和稀釋涂布平板法是實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行微生物分離和純化的常用方法D．接種于培養(yǎng)基內(nèi)，在合適條件下形成的含特定種類(lèi)微生物的群體稱(chēng)為純培養(yǎng)物【答案】D【詳解】獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是無(wú)菌技術(shù)，即防止外來(lái)雜菌的入侵，A正確；測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法有活菌計(jì)數(shù)法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)法，故稀釋涂布平板法和顯微鏡計(jì)數(shù)法是測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法，B正確；實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行微生物分離和純化最常用的接種方法是平板劃線法和稀釋涂布平板法，C正確；純培養(yǎng)物是由單一個(gè)體繁殖所獲得的微生物群體，特定種類(lèi)微生物的群體不一定是由單一個(gè)體繁殖而來(lái)，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二：發(fā)酵工程的實(shí)例例2．谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵過(guò)程會(huì)生成大量的谷氨酸，經(jīng)加工可制成味精。其發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵罐中碳氮比（碳元素與氮元素的比值）為4:1時(shí)，菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少；當(dāng)碳氮比為3：1時(shí)，菌體繁殖受抑制但谷氨酸的合成量大增。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A．通過(guò)發(fā)酵工程可以從微生物細(xì)胞中提取單細(xì)胞蛋白B．分離、提純產(chǎn)物是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)，有利于獲得更多的優(yōu)質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)品C．由題干信息可推知發(fā)酵過(guò)程中需調(diào)整發(fā)酵罐內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分的比例D．在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)醇無(wú)需嚴(yán)格控制溶解氧、溫度、pH等條件【答案】C【解析】用單細(xì)胞蛋白制成的微生物飼料，其中的單細(xì)胞蛋白是微生物菌體，并不是通過(guò)發(fā)酵工程從微生物細(xì)胞中提取獲得，A錯(cuò)誤；發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是發(fā)酵過(guò)程，B錯(cuò)誤；由題意可知“在其發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵罐中碳氮比（碳元素與氮元素的比值）為4∶1時(shí)，菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少；當(dāng)碳氮比為3∶1時(shí)，菌體繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增”，說(shuō)明在發(fā)酵過(guò)程中需調(diào)整發(fā)酵罐內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分的比例以保證先獲得大量谷氨酸棒狀桿菌，在獲得大量發(fā)酵產(chǎn)物的目的，C正確；谷氨酸棒狀桿菌為需氧菌，其發(fā)酵過(guò)程需要適宜的溫度和pH，所以在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵需嚴(yán)格控制溶解氧、溫度、pH等條件，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三、發(fā)酵工程的應(yīng)用例3．下列有關(guān)發(fā)酵工程及其應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．分離、提純產(chǎn)物可以獲得微生物細(xì)胞本身或其代謝產(chǎn)物是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)B．發(fā)酵工程的菌種可以從自然界中篩選出來(lái)，也可以通過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得C．發(fā)酵罐培養(yǎng)的環(huán)境條件會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)影響微生物代謝產(chǎn)物的形成D．利用發(fā)酵工程大規(guī)模發(fā)酵可以生產(chǎn)利用微生物或其代謝物來(lái)防治病蟲(chóng)害的微生物農(nóng)藥【答案】A【解析】發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)，發(fā)酵罐培養(yǎng)的環(huán)境條件會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)影響微生物代謝產(chǎn)物的形成，A錯(cuò)誤，C正確；性狀優(yōu)良的菌種可以從自然界中篩選出來(lái)，也可以通過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得，如生產(chǎn)檸檬酸就需要篩選產(chǎn)酸量高的黑曲霉，B正確；發(fā)酵工程應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)牧業(yè)的很多方面，如生產(chǎn)微生物農(nóng)藥，與傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥不同，微生物農(nóng)藥是利用微生物或其代謝物來(lái)防治病蟲(chóng)害的，D正確?！菊骖}演練】1.（2022·湖北·高考真題，14）廢水、廢料經(jīng)加工可變廢為寶。某工廠利用果糖生產(chǎn)廢水和沼氣池廢料生產(chǎn)蛋白質(zhì)的技術(shù)路線如圖所示。下列敘述正確的是（）A．該生產(chǎn)過(guò)程中，一定有氣體生成B．微生物生長(zhǎng)所需碳源主要來(lái)源于沼氣池廢料C．該生產(chǎn)工藝?yán)梦⑸飬捬醢l(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)D．沼氣池廢料和果糖生產(chǎn)廢水在加入反應(yīng)器之前需要滅菌處理【答案】A【解析】據(jù)圖可知，該生產(chǎn)過(guò)程中有釀酒酵母的參與，酵母菌呼吸作用會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，故該生產(chǎn)過(guò)程中，一定有氣體生成，A正確；糖類(lèi)是主要的能源物質(zhì)，微生物生長(zhǎng)所需的碳源主要來(lái)源于果糖生產(chǎn)廢水，B錯(cuò)誤；分析圖示可知，該技術(shù)中有連續(xù)攪拌反應(yīng)器的過(guò)程，該操作的可以增加微生物與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的接觸面積，此外也可增大溶解氧含量，故據(jù)此推測(cè)該生產(chǎn)工藝?yán)梦⑸锏挠醒醢l(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)，C錯(cuò)誤；沼氣生產(chǎn)利用的是厭氧微生物，在連續(xù)攪拌反應(yīng)器中厭氧微生物會(huì)被抑制，因此沼氣池廢料無(wú)需滅菌，D錯(cuò)誤。2.（2021·山東·高考真題，14）青霉菌處在葡萄糖濃度不足的環(huán)境中時(shí)，會(huì)通過(guò)分泌青霉素殺死細(xì)菌，以保證自身生存所需的能量供應(yīng)。目前已實(shí)現(xiàn)青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)，關(guān)于該生產(chǎn)過(guò)程，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．發(fā)酵液中的碳源不宜使用葡萄糖B．可用深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)提高產(chǎn)量C．選育出的高產(chǎn)菌株經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后才可接種到發(fā)酵罐中D．青霉素具有殺菌作用，因此發(fā)酵罐不需嚴(yán)格滅菌【答案】D【解析】青霉菌處于葡萄糖濃度不足的環(huán)境中會(huì)通過(guò)分泌青霉素殺死細(xì)菌；提供相同含量的碳源，葡萄糖溶液?jiǎn)挝惑w積中溶質(zhì)微粒較多，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞失水，發(fā)酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，乳糖是二糖，可被水解為半乳糖和葡萄糖，是青霉菌生長(zhǎng)的最佳碳源，可以被青霉菌緩慢利用而維持青霉素分泌的有利條件，A正確；青霉菌的代謝類(lèi)型為異養(yǎng)需氧型，可用深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)提高產(chǎn)量，B正確；選育出的高產(chǎn)青霉素菌株經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)純化后，才可接種到發(fā)酵罐中進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，C正確；為了防止細(xì)菌、其他真菌等微生物的污染，獲得純凈的青霉素，發(fā)酵罐仍需嚴(yán)格滅菌，D錯(cuò)誤。3.（2021·重慶·高考真題，25）人類(lèi)很早就能制作果酒，并用果酒進(jìn)一步發(fā)酵生產(chǎn)果醋。(1)人們利用水果及附著在果皮上的______菌，在18～25℃、無(wú)氧條件下釀造果酒；在利用醋酸菌在______條件下，將酒精轉(zhuǎn)化成醋酸釀得果醋。釀造果醋時(shí)，得到了醋酸產(chǎn)率較高的醋酸菌群，為進(jìn)一步純化獲得優(yōu)良醋酸菌菌種，采用的接種方法是_______________。(2)先釀制果酒再生產(chǎn)果醋的優(yōu)勢(shì)有______（填編號(hào)）。①先釀制果酒，發(fā)酵液能抑制雜菌的生長(zhǎng)，有利于提高果醋的產(chǎn)率②釀制果酒時(shí)形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的產(chǎn)率③果酒有利于溶出水果中的風(fēng)味物質(zhì)并保留在果醋中(3)果酒中的酒精含量對(duì)果醋的醋酸產(chǎn)率會(huì)產(chǎn)生一定的影響。某技術(shù)組配制發(fā)酵液研究了初始酒精濃度對(duì)醋酸含量的影響，結(jié)果見(jiàn)圖。該技術(shù)組使用的發(fā)酵液中，除酒精外還包括的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有_______________（填寫(xiě)兩種）。據(jù)圖可知，醋酸發(fā)酵的最適初始酒精濃度是______；酒精濃度為10%時(shí)醋酸含量最低，此時(shí)，若要盡快提高醋酸含量，可采取的措施有____________________________（填寫(xiě)兩個(gè)方面）?！敬鸢浮?1)酵母菌

30～35℃，有氧

稀釋涂布平板法和平板劃線法(2)①③(3)氮源、無(wú)機(jī)鹽、水

6%

適當(dāng)降低初始酒精濃度，增加氧氣供應(yīng)，適當(dāng)提高溫度等【解析】（1）在葡萄酒的自然發(fā)酵過(guò)程中，起主要作用的是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌。醋酸菌是好氧菌，最適生長(zhǎng)溫度為30～35℃。微生物最常用的接種方法是稀釋涂布平板法和平板劃線法。（2）①先釀制果酒，發(fā)酵液能抑制雜菌的生長(zhǎng)，有利于提高果醋的產(chǎn)率，①正確；②釀制果酒時(shí)形成的醋酸菌膜會(huì)造成局部缺氧，導(dǎo)致果醋產(chǎn)率不高，②錯(cuò)誤；③果酒有利于溶出水果中的風(fēng)味物質(zhì)并保留在果醋中，增加果醋風(fēng)味，③正確。故選①③。（3）微生物生長(zhǎng)基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：氮源，碳源，水，無(wú)機(jī)鹽等，題中酒精作為碳源。酒精濃度為6%時(shí)，醋酸含量最高，是發(fā)酵的最適濃度。提高醋酸含量，可采取的措施有適當(dāng)降低初始酒精濃度，增加氧氣供應(yīng)，適當(dāng)提高溫度等?！具^(guò)關(guān)檢測(cè)】1.某高校采用下圖所示的發(fā)酵罐進(jìn)行葡萄酒發(fā)酵過(guò)程的研究,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.夏季生產(chǎn)果酒時(shí),常需對(duì)罐體進(jìn)行降溫處理B.乙醇為揮發(fā)性物質(zhì),故發(fā)酵過(guò)程中空氣的進(jìn)氣量不宜太大C.正常發(fā)酵過(guò)程中罐內(nèi)的壓力不會(huì)低于大氣壓D.可以通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)酵過(guò)程中殘余糖的濃度來(lái)決定何時(shí)終止發(fā)酵【答案】B【解析】夏季氣溫較高,高于酵母菌生活的最適溫度時(shí),需對(duì)罐體進(jìn)行降溫處理,A項(xiàng)正確。果酒發(fā)酵屬于厭氧發(fā)酵,發(fā)酵過(guò)程不能進(jìn)氣,B項(xiàng)錯(cuò)誤。由于發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生CO2,罐內(nèi)的壓力不會(huì)低于大氣壓,C項(xiàng)正確。可以通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)酵過(guò)程中殘余糖的濃度來(lái)決定終止發(fā)酵的時(shí)間,D項(xiàng)正確。2．谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵過(guò)程會(huì)生成大量的谷氨酸，經(jīng)加工可制成味精。其發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵罐中碳氮比（碳元素與氮元素的比值）為4:1時(shí)，菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少；當(dāng)碳氮比為3：1時(shí)，菌體繁殖受抑制但谷氨酸的合成量大增。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A．通過(guò)發(fā)酵工程可以從微生物細(xì)胞中提取單細(xì)胞蛋白B．分離、提純產(chǎn)物是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)，有利于獲得更多的優(yōu)質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)品C．由題干信息可推知發(fā)酵過(guò)程中需調(diào)整發(fā)酵罐內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分的比例D．在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)醇無(wú)需嚴(yán)格控制溶解氧、溫度、pH等條件【答案】C【解析】用單細(xì)胞蛋白制成的微生物飼料，其中的單細(xì)胞蛋白是微生物菌體，并不是通過(guò)發(fā)酵工程從微生物細(xì)胞中提取獲得，A錯(cuò)誤；發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是發(fā)酵過(guò)程，B錯(cuò)誤；由題意可知“在其發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵罐中碳氮比（碳元素與氮元素的比值）為4∶1時(shí)，菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少；當(dāng)碳氮比為3∶1時(shí)，菌體繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增”，說(shuō)明在發(fā)酵過(guò)程中需調(diào)整發(fā)酵罐內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分的比例以保證先獲得大量谷氨酸棒狀桿菌，在獲得大量發(fā)酵產(chǎn)物的目的，C正確；谷氨酸棒狀桿菌為需氧菌，其發(fā)酵過(guò)程需要適宜的溫度和pH，所以在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵需嚴(yán)格控制溶解氧、溫度、pH等條件，D錯(cuò)誤。3.與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比,發(fā)酵工程的產(chǎn)品種類(lèi)更加豐富,產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。下列有關(guān)敘述正確的是()A.與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)不同,發(fā)酵工程可以利用微生物進(jìn)行發(fā)酵B.生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過(guò)程中,pH的變化不影響谷氨酸的產(chǎn)量C.通過(guò)發(fā)酵工程獲得大量的單細(xì)胞蛋白可以制成微生物飼料D.利用放線菌產(chǎn)生的井岡霉素防治水稻枯紋病屬于化學(xué)防治【答案】C【解析】傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)與發(fā)酵工程都需要利用微生物進(jìn)行發(fā)酵，A錯(cuò)誤；中性和弱堿性條件下利于谷氨酸的積累，酸性條件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，即發(fā)酵過(guò)程中應(yīng)將H維持在中性和弱堿性條件，有利于谷復(fù)酸的生成，B錯(cuò)誤;單細(xì)胞蛋白是指利用發(fā)酵工程獲得的大量的微生物菌體，可作為食品添加劑，也可制成微生物飼料，C正確;利用放線菌通過(guò)發(fā)酵工程產(chǎn)生的并岡霉素可以用來(lái)防治水稻枯紋病，這種治理不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，屬于生物防治，D錯(cuò)誤。4.下列對(duì)發(fā)酵工程及其應(yīng)用的敘述,正確的有幾項(xiàng)()

①生產(chǎn)谷氨酸需將pH調(diào)至中性偏堿

②發(fā)酵工程具有生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉等特點(diǎn)③發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物及菌體本身④利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的根瘤菌肥作為微生物農(nóng)藥可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)⑤啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中,酒精的產(chǎn)生積累主要在后發(fā)酵階段完成

⑥日常生活中食用醬油的制作以大豆為主要原料,利用產(chǎn)蛋白酶的霉菌的作用,將原料中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸

⑦用單細(xì)胞蛋白制成的微生物飼料,可通過(guò)發(fā)酵工程從微生物細(xì)胞中提取A.2項(xiàng) B.3項(xiàng) C.4項(xiàng) D.5項(xiàng)【答案】C【解析】①谷氨酸是由谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)的，而谷氨酸棒狀桿菌屬于細(xì)菌，通常要求在中性偏堿的環(huán)境中生長(zhǎng)，①正確；②發(fā)酵工程以其生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉、產(chǎn)物專(zhuān)一、廢棄物對(duì)環(huán)境的污染小和容易處理等特點(diǎn)，而得到廣泛應(yīng)用，②正確；③發(fā)酵工程的產(chǎn)品可以是微生物的代謝物、酶以及菌體本身，③正確；④根瘤菌肥作為微生物肥料，可以通過(guò)根瘤菌的固氮作用，增加土壤中的氮肥量，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，④錯(cuò)誤；⑤啤酒發(fā)酵的過(guò)程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段，但酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代謝物的生成都在主發(fā)酵階段完成，主發(fā)酵結(jié)束后在低溫、密閉環(huán)境下儲(chǔ)存一段時(shí)間屬于后發(fā)酵，因此酒精主要在主發(fā)酵階段的產(chǎn)生積累，⑤錯(cuò)誤；⑥產(chǎn)蛋白酶的霉菌的作用，將原料中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸，賦予醬油特有的風(fēng)味，⑥正確；⑦單細(xì)胞蛋白即微生物菌體，不需要從微生物細(xì)胞中提取，⑦錯(cuò)誤。5.與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比，發(fā)酵工程的產(chǎn)品種類(lèi)更加豐富，產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。下列相關(guān)表述正確的是()A.發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)最大的區(qū)別就是前者可以利用微生物來(lái)進(jìn)行發(fā)酵B.發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身C.在發(fā)酵工程的發(fā)酵環(huán)節(jié)中，發(fā)酵條件變化會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，但不會(huì)影響微生物的代謝途徑D.通過(guò)發(fā)酵工程可以從微生物細(xì)胞中提取單細(xì)胞蛋白【答案】B【解析】發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)都需要利用微生物來(lái)進(jìn)行發(fā)酵，A錯(cuò)誤；由分析可知，發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身，B正確；在發(fā)酵工程的發(fā)酵環(huán)節(jié)中，發(fā)酵條件不僅影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)通過(guò)影響酶的活性影響微生物的代謝途徑，C錯(cuò)誤；單細(xì)胞蛋白是指利用發(fā)酵工程獲得的大量的微生物菌體，D錯(cuò)誤。

6.發(fā)酵工程技術(shù)是生物技術(shù)的關(guān)鍵分支,深入研究其在食品中的應(yīng)用可確保我國(guó)食品工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定進(jìn)行,具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、發(fā)展價(jià)值及實(shí)踐價(jià)值。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.利用發(fā)酵工程可生產(chǎn)L-蘋(píng)果酸、檸檬酸和乳酸等酸度調(diào)節(jié)劑B.利用黑曲霉將大豆原料中的蛋白質(zhì)水解,經(jīng)淋洗后可調(diào)制成醬油C.由谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵可以得到谷氨酸,谷氨酸再經(jīng)一系列處理可制成味精D.發(fā)酵條件變化會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖,但不會(huì)影響微生物的代謝途徑【答案】D【解析】利用發(fā)酵工程可生產(chǎn)L-蘋(píng)果酸、檸檬酸和乳酸等酸度調(diào)節(jié)劑，屬于發(fā)酵工程在食品工業(yè)上的應(yīng)用，A正確;發(fā)酵工程可以生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑，例如利用黑曲霉將大豆原料中的蛋白質(zhì)水解，經(jīng)淋洗后可調(diào)制成醬油，B正確;味精的生產(chǎn)是谷氨酸棒狀桿菌在有氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸，谷氨酸經(jīng)過(guò)一系列處理而獲得的，C正確;發(fā)酵條件變化會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)通過(guò)影響酶的活性影響微生物的代謝途徑，D錯(cuò)誤。7.下列有關(guān)發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)的敘述，錯(cuò)誤的是()A.現(xiàn)代發(fā)酵工程使用的大型發(fā)酵罐均具有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其能使發(fā)酵全過(guò)程處于最佳狀態(tài)

B.在發(fā)酵過(guò)程中，環(huán)境條件的變化不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)影響微生物的代謝物的形成

C.發(fā)酵罐中微生物的生長(zhǎng)繁殖、代謝物的形成都與攪拌速度無(wú)關(guān)

D.確定菌種之后，才能選擇原料配制培養(yǎng)基【答案】C【解析】發(fā)酵工程是指采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段,利用微生物的某些特定功能，為人類(lèi)生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的一種技術(shù)。發(fā)酵工程的內(nèi)容包括菌種選育、培養(yǎng)基的配制、滅菌、種子擴(kuò)大培養(yǎng)和接種、發(fā)酵過(guò)程和產(chǎn)品的分離提純。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以通過(guò)負(fù)反饋機(jī)制，使發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵全過(guò)程處于最佳狀態(tài)，A正確;發(fā)酵過(guò)程需要適宜的溫度和pH,所以環(huán)境條件的變化會(huì)對(duì)微生物的生長(zhǎng)繁殖和發(fā)酵產(chǎn)品產(chǎn)生一定的影響，B正確;攪拌速度會(huì)引起發(fā)酵液中的溶氧量不同,從而影響發(fā)酵罐中微生物的生長(zhǎng)繁殖、代謝物的形成,C錯(cuò)誤;不同微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)要求不-樣,所以確定菌種之后，才能選擇原料配制培養(yǎng)基,D正確。8.由于發(fā)酵工程生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉等,在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。下列有關(guān)發(fā)酵工程在食品工業(yè)上應(yīng)用的描述,不正確的是()A.日常生活中食用醬油的制作以大豆為主要原料,利用產(chǎn)蛋白酶的霉菌的作用,將原料中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸B.啤酒發(fā)酵的過(guò)程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段,其中,酵母菌的繁殖在主發(fā)酵階段完成,大部分糖的分解和代謝物的生成在后發(fā)酵階段完成C.味精是由谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵得到的谷氨酸經(jīng)過(guò)一系列處理而獲得的D.精釀啤酒發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)量低、價(jià)格高,所以飲用更健康、保質(zhì)期更短【答案】B【解析】大豆是制作醬油的主要原料，利用產(chǎn)蛋白酶的霉菌的作用，將原料中的蛋白質(zhì)分解成小、分子的肽和氨基酸，A正確；啤酒發(fā)酵的過(guò)程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段，但酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代謝物的生成都在主發(fā)酵階段完成，主發(fā)酵結(jié)束后在低溫、密閉環(huán)境下儲(chǔ)存一段時(shí)間屬于后發(fā)酵，B錯(cuò)誤；味精的生產(chǎn)是谷氨酸棒狀桿菌在有氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸，谷氨酸經(jīng)過(guò)一系列處理而獲得的，C正確；精釀啤酒發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)（一般發(fā)酵時(shí)間能達(dá)2個(gè)月）、產(chǎn)量低、價(jià)格高，保質(zhì)期更短（在發(fā)酵工藝上，精釀啤酒發(fā)酵完成后，不會(huì)過(guò)濾和殺菌，保質(zhì)期只有幾十天，短期賣(mài)不出去就不能要了，而工業(yè)啤酒經(jīng)過(guò)殺菌后，可以保存1-2年，甚至更久），D正確。9.發(fā)酵工程在現(xiàn)代生物工程中地位越來(lái)越重要。圖示發(fā)酵罐常用于工業(yè)發(fā)酵。下列說(shuō)法正確的是()A.若發(fā)酵罐內(nèi)溫度過(guò)高，則只能通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水進(jìn)、出口的水流量來(lái)降低溫度B.培養(yǎng)液的pH由加料口添加酸和堿進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以在培養(yǎng)基中添加pH緩沖液等C.發(fā)酵罐溫度的變化會(huì)影響菌種的生長(zhǎng)繁殖，不會(huì)影響菌種代謝產(chǎn)物的形成D.發(fā)酵工程的過(guò)程依次是選育菌種→培養(yǎng)基配制→滅菌→擴(kuò)大培養(yǎng)→發(fā)酵→分離、提純產(chǎn)物【答案】B【解析】除調(diào)節(jié)冷卻水進(jìn)、出口的水流量外，增加攪拌器的攪拌速度也有利于散發(fā)微生物發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，A錯(cuò)誤；由加料口添加酸和堿，或者在培養(yǎng)基中添加pH緩沖液等都能對(duì)培養(yǎng)液的pH進(jìn)行調(diào)節(jié)，B正確；環(huán)境條件的變化不僅會(huì)影響菌種的生長(zhǎng)繁殖，而且會(huì)影響菌種代謝產(chǎn)物的形成，C錯(cuò)誤；發(fā)酵工程的過(guò)程依次是，D錯(cuò)誤。10.下列對(duì)發(fā)酵工程及其應(yīng)用的敘述，正確的是()①生產(chǎn)谷氨酸需將pH調(diào)至中性偏堿②發(fā)酵工程具有生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉等特點(diǎn)③發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身④利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的根瘤菌肥作為微生物農(nóng)藥可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)⑤啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，酒精的產(chǎn)生積累主要在后發(fā)酵階段完成⑥單細(xì)胞蛋白是從微生物細(xì)胞中提取的蛋白質(zhì)，可作為微生物飼料等A.①②③ B.①②③ C.②③④ D.②③⑤⑥【答案】A【解析】①谷氨酸棒狀桿菌屬于好氧型細(xì)菌，故生產(chǎn)谷氨酸需將pH調(diào)至中性或弱堿性，①正確;②發(fā)酵工程利用微生物的某些特定功能，為人類(lèi)生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，具有生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉等特點(diǎn)，②正確;③發(fā)酵工程是指利用微生物的特定功能，通過(guò)現(xiàn)代工程技術(shù)，規(guī)?；a(chǎn)對(duì)人類(lèi)有用的產(chǎn)品，主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身，③正確;④利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的根瘤菌肥能夠增進(jìn)土壤肥力，改良土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)植株生長(zhǎng)，④錯(cuò)誤;⑤啤酒發(fā)酵過(guò)程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代謝物的生成都是在主發(fā)酵階段完成，故啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，酒精的產(chǎn)生積累主要在主發(fā)酵階段完成，⑤錯(cuò)誤;⑥用單細(xì)胞蛋白制成的微生物飼料，其中的單細(xì)胞蛋白是微生物菌體，并不是通過(guò)發(fā)酵工程從微生物細(xì)胞中提取獲得，⑥錯(cuò)誤。綜上所述，①②③正確，BCD錯(cuò)誤，A正確。11.下列關(guān)于單細(xì)胞蛋白的敘述，正確的是()A.單細(xì)胞蛋白是從微生物細(xì)胞中提取出來(lái)的一類(lèi)蛋白質(zhì)B.單細(xì)胞蛋白是以淀粉或纖維素的水解液等為原料，通過(guò)發(fā)酵工程生產(chǎn)的微生物菌體C.單細(xì)胞蛋白作為食品添加劑，能使家禽家畜增重快、產(chǎn)奶（蛋）高D.單細(xì)胞蛋白制成的微生物飼料，可以提高動(dòng)物的免疫力【答案】B【解析】單細(xì)胞蛋白是以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過(guò)發(fā)酵工程生產(chǎn)的微生物菌體，A錯(cuò)誤、B正確；單細(xì)胞蛋白制成的微生物飼料，能使家禽家畜增重快、產(chǎn)奶（蛋）高，C錯(cuò)誤；在青貯飼料中添加乳酸菌，可以提高飼料的品質(zhì)，動(dòng)物食用后能提高免疫力，D錯(cuò)誤。

12.發(fā)酵工程一般包括菌種的選育,擴(kuò)大培養(yǎng),培養(yǎng)基的配制、滅菌、接種、發(fā)酵、產(chǎn)品的分離、提純等方面。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A.工業(yè)發(fā)酵罐體積較大,在發(fā)酵時(shí)需要對(duì)菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)B.為了保證發(fā)酵產(chǎn)量,培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌C.只有發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)結(jié)束時(shí)才需要檢測(cè)培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)品濃度等D.發(fā)酵時(shí)的環(huán)境條件會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖,并不影響微生物的代謝物形成【答案】B【解析】工業(yè)發(fā)酵罐體積較大，必須接種足量的菌種才能保證其產(chǎn)量，需要的菌種數(shù)量較多，通常在發(fā)酵之前需要對(duì)菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，A錯(cuò)誤；為了保證發(fā)酵產(chǎn)量和質(zhì)量，培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌，以防止雜菌污染，B正確；發(fā)酵工程過(guò)程中需要隔一段時(shí)間取樣，不斷檢測(cè)培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)品濃度等，C錯(cuò)誤；發(fā)酵時(shí)的環(huán)境條件會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也影響微生物的代謝物形成，D錯(cuò)誤。

13.發(fā)酵工程有著多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域,下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.進(jìn)行發(fā)酵工程生產(chǎn)時(shí)排出廢棄物,對(duì)環(huán)境無(wú)害B.在農(nóng)牧業(yè)上利用發(fā)酵工程可生產(chǎn)出微生物肥料、飼料和農(nóng)藥C.在醫(yī)藥工業(yè)上利用發(fā)酵工程不僅能提高藥物產(chǎn)量,還能降低成本D.在食品工業(yè)上利用發(fā)酵工程既能生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品,也能生產(chǎn)食品添加劑【答案】A【解析】進(jìn)行發(fā)酵工程生產(chǎn)時(shí)，排出的廢棄物中可能含有危害環(huán)境的物質(zhì)，A錯(cuò)誤；在農(nóng)牧業(yè)上利用發(fā)酵工程可生產(chǎn)出微生物肥料、飼料和農(nóng)藥，如利用微生物發(fā)酵工程方法制造出的真菌蛋白，常作為家畜（如豬）的詞料添加劑，豬食用這些蛋白添加劑可加速育肥，B正確；發(fā)酵工程在醫(yī)藥工業(yè)上利用發(fā)酵工程不僅能提高藥物產(chǎn)量，還能降低成本，如利用工程菌發(fā)酵生產(chǎn)生長(zhǎng)激素釋放抑制激素，通過(guò)誘變的青霉菌發(fā)酵生產(chǎn)青霉素等，C正確；在食品工業(yè)上利用發(fā)酵工程既能生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品，也能生產(chǎn)食品添加劑，如利用霉菌發(fā)酵生產(chǎn)醬油、利用釀酒酵母生產(chǎn)各種酒類(lèi)利用黑曲霉發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸、利用谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸等，D正確。

14.關(guān)于發(fā)酵工程及其應(yīng)用，下列敘述正確的是()A.發(fā)酵工程包括菌種的選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配置、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品的分離、提純等B.發(fā)酵罐培養(yǎng)的環(huán)境條件會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，不會(huì)影響微生物代謝產(chǎn)物的形成C.微生物農(nóng)藥是利用微生物或其代謝產(chǎn)物來(lái)防治病蟲(chóng)害的，如井崗霉素可以防治玉米螟D.許多食品添加劑都能通過(guò)發(fā)酵生產(chǎn)，如檸檬酸可以通過(guò)谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵制得【答案】A【解析】發(fā)酵工程一般包括菌種的選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配置、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品的分離、提純，A正確；發(fā)酵罐培養(yǎng)的環(huán)境條件會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，還會(huì)影響微生物代謝產(chǎn)物的形成，B錯(cuò)誤；微生物農(nóng)藥是利用微生物或其代謝產(chǎn)物來(lái)防治病蟲(chóng)害的，如井崗霉素可以防治水稻枯紋病，利用白僵菌可以防治玉米螟，C錯(cuò)誤；許多食品添加劑都能通過(guò)發(fā)酵生產(chǎn)，如檸檬酸可以通過(guò)黑曲霉發(fā)酵制得，谷氨酸可以通過(guò)谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵制得，D錯(cuò)誤。15.由于發(fā)酵工程生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉等，在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，下列有關(guān)發(fā)酵工程在食品工業(yè)上應(yīng)用的描述，正確的是()A.日常生活中食用的醬油的制作以大麥為主要原料，利用產(chǎn)蛋白酶的霉菌的作用，將原料中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸B.啤酒發(fā)酵的過(guò)程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段，其中，酵母菌的繁殖在主發(fā)酵階段完成，大部分糖的分解和代謝物的生成在后發(fā)酵階段完成C.味精是谷氨酸棒狀桿菌在無(wú)氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸，谷氨酸經(jīng)過(guò)一系列處理而制成的D.由于酶制劑催化效率高、專(zhuān)一性強(qiáng)、作用條件溫和，因此在使用時(shí)要考慮酶制劑的使用量、底物的種類(lèi)以及適宜的溫度和pH【答案】D【解析】制作醬油的主要原料是大豆，A錯(cuò)誤；啤酒發(fā)酵的過(guò)程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段，但酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代謝物的生成都在主發(fā)酵階段完成，主發(fā)酵結(jié)束后在低溫、密閉環(huán)境下儲(chǔ)存一段時(shí)間屬于后發(fā)酵，B錯(cuò)誤；味精的生產(chǎn)是谷氨酸棒狀桿菌在有氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸，谷氨酸經(jīng)過(guò)一系列處理而獲得的，C錯(cuò)誤；D、酶制劑是從生物體內(nèi)提取出來(lái)的具有酶特性的一類(lèi)化學(xué)物質(zhì)，因此使用時(shí)要考慮酶制劑的使用量、底物的種類(lèi)、適宜的溫度和pH，D正確。16.發(fā)酵工程在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和農(nóng)牧業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵條件的控制至關(guān)重要，下列關(guān)于發(fā)酵條件的控制的敘述不正確的是()A.環(huán)境條件不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，而且會(huì)影響微生物代謝物的形成，因此發(fā)酵過(guò)程要嚴(yán)格控制發(fā)酵條件B.發(fā)酵過(guò)程中微生物代謝產(chǎn)熱和機(jī)械攪拌產(chǎn)熱，會(huì)使發(fā)酵溫度升高，因此要及時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)酵罐溫度C.培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用和代謝物的積累，可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵液pH發(fā)生改變，如工業(yè)釀酒會(huì)導(dǎo)致pH上升D.現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵對(duì)發(fā)酵條件的監(jiān)測(cè)和控制是通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，可以使發(fā)酵過(guò)程處于最佳狀態(tài)【答案】C【解析】環(huán)境條件不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，而且會(huì)影響微生物代謝物的形成，因此發(fā)酵過(guò)程要嚴(yán)格控制發(fā)酵條件，A正確；發(fā)酵過(guò)程中微生物代謝產(chǎn)熱和機(jī)械攪拌產(chǎn)熱，會(huì)使發(fā)酵溫度升高，因此要及時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)酵罐溫度，酵母菌最適宜生長(zhǎng)繁殖的溫度18℃-25℃，B正確；果酒制作過(guò)程中不僅會(huì)產(chǎn)生酒精，還會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳，因此利用酵母菌制作果酒的過(guò)程中，發(fā)酵液的pH會(huì)下降，C錯(cuò)誤；D、現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵對(duì)發(fā)酵條件的監(jiān)測(cè)和控制是通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，可以使發(fā)酵過(guò)程處于最佳狀態(tài)，D正確。17.啤酒生產(chǎn)需經(jīng)過(guò)制麥、糖化、發(fā)酵等主要環(huán)節(jié)。主要工藝流程如下圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）大麥?zhǔn)瞧【瓢l(fā)酵的重要碳源，利用大麥實(shí)質(zhì)是利用其中的α-淀粉酶，用___________處理大麥，可以使大麥種子無(wú)須發(fā)芽就可以產(chǎn)生α-淀粉酶。（2）為探究?jī)煞N大麥種子（紅粒麥和白粒麥）所含淀粉酶活性進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)取發(fā)芽時(shí)間相同、質(zhì)量相等的紅、白粒麥種子，分別加蒸餾水研磨、制成提取液（去淀粉），并在適宜條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分組、步驟及結(jié)果如下：紅粒管白粒管對(duì)照管①加樣0.5mL提取液0.5mL提取液C②加緩沖液（mL）111③加淀粉溶液（mL）111④37℃保溫適當(dāng)時(shí)間終止酶促反應(yīng)，冷卻至常溫，加適量碘液顯色顯色結(jié)果++++++++步驟①中加入的C是___________。顯色結(jié)果表明：淀粉酶活性較高的品種是___________。（3）啤酒酵母菌種決定著啤酒的風(fēng)味和質(zhì)量，某實(shí)驗(yàn)小組從原漿啤酒底泥中分離出一株高活性的啤酒酵母。①在對(duì)原漿啤酒泥的酵母菌進(jìn)行富集培養(yǎng)的過(guò)程中每隔4h要搖動(dòng)一次，每次1~2min，其目的是___________、___________，以促進(jìn)酵母菌的有氧呼吸和增殖。②為了制備啤酒酵母分離培養(yǎng)基，實(shí)驗(yàn)人員將馬鈴薯去皮切塊后高壓煮沸，過(guò)濾后補(bǔ)加蒸餾水至1L，加入葡萄糖和瓊脂后加熱融化。該培養(yǎng)基的碳源主要包括___________，培養(yǎng)基一般用___________法進(jìn)行滅菌處理。（4）敲除野生型釀酒酵母中的蛋白酶基因，減少發(fā)酵液中蛋白的水解，有助于增強(qiáng)啤酒泡沫的穩(wěn)定性。某科硏小組用酪蛋白固體培養(yǎng)基篩選突變體，野生型可以水解酪蛋白，在菌落周?chē)纬赏该魅?。生產(chǎn)需要篩選透明圈___________（填“大”或“小”）的菌落。【答案】（1）赤霉素（2）0.5mL蒸餾水；白粒麥（3）①增大溶氧量；使酵母菌營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)混合均勻或使酵母菌充分利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；②淀粉和葡萄糖；高壓蒸汽滅菌（4）小【解析】（1）用赤霉素處理大麥，可以使大麥種子無(wú)須發(fā)芽就可以產(chǎn)生α-淀粉酶，可以簡(jiǎn)化工藝，降低成本。

（2）根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析可知，實(shí)驗(yàn)的自變量是小麥籽粒種類(lèi)，紅粒管和白粒管是實(shí)驗(yàn)組，對(duì)照管是起對(duì)照作用，故步驟①中加入的C是0.5mL蒸餾水作為對(duì)照。顯色結(jié)果表明：白粒管顯色最淺，說(shuō)明淀粉被分解的最多，白粒小麥的淀粉酶活性最高。

（3）①在對(duì)原漿啤酒泥的酵母菌進(jìn)行富集培養(yǎng)的目的是增加酵母菌的數(shù)量，酵母菌在有氧條件下能大量繁殖。故進(jìn)行富集培養(yǎng)的過(guò)程中每隔4h要搖動(dòng)一次，每次1~2min，其目的是增大溶氧量，使酵母菌營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)混合均勻（或使酵母菌充分利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)），以促進(jìn)酵母菌的有氧呼吸和增殖。②培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽，據(jù)題意可知，該培養(yǎng)基的碳源主要包括淀粉和葡萄糖，培養(yǎng)基的滅菌方法一般是高壓蒸汽滅菌法。

（4）酪蛋白固體培養(yǎng)基不透明，若酪蛋白被酵母菌產(chǎn)生的蛋白酶水解，就會(huì)在菌落周?chē)纬赏该魅?，透明圈越大，說(shuō)明蛋白質(zhì)被水解得越多，酵母菌產(chǎn)生的蛋白酶就越多，反之亦然。為減少發(fā)酵液中蛋白的水解，有助于增強(qiáng)啤酒泡沫的穩(wěn)定性，生產(chǎn)上需要選擇合成蛋白酶少的酵母菌，故需要篩選透明圈小的菌落，作為發(fā)酵的菌種。18．大熊貓是我國(guó)特有的珍稀野生動(dòng)物，每只成年大熊貓每日進(jìn)食竹子量可達(dá)12~38kg。大熊貓可利用竹子中8%的纖維素和27%的半纖維素。研究人員從大熊貓糞便和土壤中篩選纖維素分解菌?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即_________。為篩選纖維素分解菌，將大熊貓新鮮糞便樣品稀釋液接種至以_________為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，該培養(yǎng)基從功能上分類(lèi)屬于_________培養(yǎng)基。（2）配制的培養(yǎng)基必須進(jìn)行_______________滅菌處理，目的是_________。檢測(cè)固體培養(yǎng)基滅菌效果的常用方法是_________。（3）簡(jiǎn)要寫(xiě)出測(cè)定大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌活菌數(shù)的實(shí)驗(yàn)思路_________。（4）為高效降解農(nóng)業(yè)秸稈廢棄物，研究人員利用從土壤中篩選獲得的3株纖維素分解菌，在37℃條件下進(jìn)行玉米秸稈降解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表所示。在該條件下纖維素酶活力最高的是菌株_________，理由是_________。菌株秸稈總重(g)秸稈殘重(g)秸稈失重（%）纖維素降解率（%）A2.001.5124.5016.14B2.001.5323.5014.92C2.001.4229.0023.32【答案】（1）C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶

纖維素

選擇

（2）高壓蒸汽

為了殺死培養(yǎng)基中的所有微生物（微生物和芽孢、孢子）

不接種培養(yǎng)（或空白培養(yǎng)）

（3）將大熊貓新鮮糞便樣液稀釋適當(dāng)倍數(shù)后，取0.1mL涂布到若干個(gè)平板（每個(gè)稀釋度至少涂布三個(gè)平板），對(duì)菌落數(shù)在30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，則可根據(jù)公式推測(cè)大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌活菌數(shù)

（4）C

接種C菌株后秸稈失重最多，纖維素降解率最大【解析】（1）纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。在用纖維素作為唯一碳源的培養(yǎng)基中，纖維素分解菌能夠很好地生長(zhǎng)，其他微生物則不能生長(zhǎng)。為篩選纖維素分解菌，將大熊貓新鮮糞便樣品稀釋液接種至以纖維素為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)；培養(yǎng)基從功能上分類(lèi)可分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基，故該培養(yǎng)基從功能上分類(lèi)屬于選擇培養(yǎng)基。（2）配制培養(yǎng)基的常用高壓蒸汽滅菌，即將培養(yǎng)基置于壓力100kPa、溫度121℃條件下維持15～30分鐘，目的是為了殺死培養(yǎng)基中的所有微生物（微生物和芽孢、孢子）。為檢測(cè)滅菌效果可對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行空白培養(yǎng)，即將未接種的培養(yǎng)基在適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，若在適宜條件下培養(yǎng)無(wú)菌落出現(xiàn)，說(shuō)明培養(yǎng)基滅菌徹底，否則說(shuō)明培養(yǎng)基滅菌不徹底。（3）為測(cè)定大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌活菌數(shù)，常采用稀釋涂布平板法，在適宜的條件下對(duì)大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌進(jìn)行純化并計(jì)數(shù)時(shí)，對(duì)照組應(yīng)該涂布等量的無(wú)菌水。將大熊貓新鮮糞便樣液稀釋適當(dāng)倍數(shù)后，取0.1mL涂布到若干個(gè)平板（每個(gè)稀釋度至少涂布三個(gè)平板），對(duì)菌落數(shù)在30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，則可根據(jù)公式推測(cè)大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌活菌數(shù)。（4）測(cè)定酶活力時(shí)可以用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。由表格可知，在適宜的條件下，C菌株在相同的溫度和時(shí)間下，秸稈失重最多，纖維素降解率最大，說(shuō)明該菌株的纖維素分解菌產(chǎn)生的纖維素酶活力最大。19．回答下列（一）、（二）小題：（一）某環(huán)保公司從淤泥中分離到一種高效降解富營(yíng)養(yǎng)化污水污染物的細(xì)菌菌株，制備了固定化菌株。（1）從淤泥中分離細(xì)菌時(shí)常用劃線分離法或________法，兩種方法均能在固體培養(yǎng)基上形成________。對(duì)分離的菌株進(jìn)行誘變、________和鑒定，從而獲得能高效降解富營(yíng)養(yǎng)化污水污染物的菌株。該菌株只能在添加了特定成分X的培養(yǎng)基上繁殖。（2）固定化菌株的制備流程如下；①將菌株與該公司研制的特定介質(zhì)結(jié)合；②用蒸餾水去除________；③檢驗(yàn)固定化菌株的________。菌株與特定介質(zhì)的結(jié)合不宜直接采用交聯(lián)法和共價(jià)偶聯(lián)法，可以采用的2種方法是________。（3）對(duì)外，只提供固定化菌株有利于保護(hù)該公司的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，推測(cè)其原因是________。（二）三葉青為蔓生的藤本植物，以根入藥。由于野生三葉青對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求非?？量?，以及生態(tài)環(huán)境的破壞和過(guò)度的采挖，目前我國(guó)野生三葉青已十分珍稀。（1）為保護(hù)三葉青的________多樣性和保證藥材的品質(zhì)，科技工作者依據(jù)生態(tài)工程原理，利用________技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了三葉青的林下種植。（2）依據(jù)基因工程原理，利用發(fā)根農(nóng)桿菌侵染三葉青帶傷口的葉片，葉片產(chǎn)生酚類(lèi)化合物，誘導(dǎo)發(fā)根農(nóng)桿菌質(zhì)粒上vir系列基因表達(dá)形成________和限制性核酸內(nèi)切酶等，進(jìn)而從質(zhì)粒上復(fù)制并切割出一段可轉(zhuǎn)移的DNA片段（T-DNA）。T-DNA進(jìn)入葉片細(xì)胞并整合到染色體上，T-DNA上rol系列基因表達(dá)，產(chǎn)生相應(yīng)的植物激素，促使葉片細(xì)胞持續(xù)不斷地分裂形成________，再分化形成毛狀根。（3）剪取毛狀根，轉(zhuǎn)入含頭孢類(lèi)抗生素的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行多次________培養(yǎng)，培養(yǎng)基中添加抗生素的主要目的是________。最后取毛狀根轉(zhuǎn)入液體培養(yǎng)基、置于搖床上進(jìn)行懸浮培養(yǎng)，通過(guò)控制搖床的________和溫度，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基成分中的________，獲得大量毛狀根，用于提取藥用成分?！敬鸢浮?/p>

（一）（1）涂布分離

單菌落

篩選

（2）未固定的細(xì)菌

降解富營(yíng)養(yǎng)化污水污染物的能力

包埋法和吸附法

（3）特定介質(zhì)能為菌株繁殖提供X

（二）（1）遺傳

間種

（2）DNA聚合酶

愈傷組織

（3）繼代

殺滅發(fā)根農(nóng)桿菌

轉(zhuǎn)速

營(yíng)養(yǎng)元素以及生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類(lèi)和濃度4、在植物組織培養(yǎng)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比值能影響愈傷組織分化出根或芽?！窘馕觥浚ㄒ唬┓治鲱}意可知，本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菑挠倌嘀蟹蛛x到一種高效降解富營(yíng)養(yǎng)化污水污染物的細(xì)菌菌株，制備固定化菌株。（1）分離純化細(xì)菌最常用的方法是劃線分離法或涂布分離法，兩種方法均能在固體培養(yǎng)基上形成單菌落。為了獲得能高效降解富營(yíng)養(yǎng)化污水污染物的菌株，還需對(duì)分離的菌株進(jìn)行誘變處理，再經(jīng)篩選和鑒定。（2）固