江蘇專版2024-2025學(xué)年新教材高中生物第1章發(fā)酵工程第3節(jié)發(fā)酵工程及其應(yīng)用分層作業(yè)新人教版選擇性必修3

第1章第3節(jié)發(fā)酵工程及其應(yīng)用必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.下列關(guān)于發(fā)酵工程的菌種的敘述,錯(cuò)誤的是()A.發(fā)酵工程的菌種可以從自然界中篩選出來B.發(fā)酵工程可以利用原材料中含有的菌種C.發(fā)酵工程的菌種可以來自基因工程D.發(fā)酵工程的菌種可以來自誘變育種2.下列關(guān)于啤酒發(fā)酵的說法,錯(cuò)誤的是()A.啤酒是以大麥為主要原料經(jīng)酵母菌發(fā)酵制成的B.酵母菌的大量繁殖發(fā)生在啤酒發(fā)酵的主發(fā)酵階段C.啤酒生產(chǎn)的主發(fā)酵階段酵母菌主要進(jìn)行有氧呼吸D.啤酒生產(chǎn)的后發(fā)酵階段是在低溫、密閉環(huán)境下進(jìn)行的3.下列對(duì)發(fā)酵工程內(nèi)容的敘述,正確的是()A.單細(xì)胞蛋白就是從人工培育的微生物菌體中提取的蛋白質(zhì)B.用誘變育種、細(xì)胞工程、基因工程等方法選育出性狀優(yōu)良的工程菌并進(jìn)行擴(kuò)大培育C.依據(jù)工程菌所需的養(yǎng)分精確地配制出培育基并進(jìn)行嚴(yán)格的消毒處理D.人工限制微生物代謝的唯一措施是限制生產(chǎn)過程中的各種條件4.下列關(guān)于發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)及應(yīng)用的敘述,正確的是()A.培育基和發(fā)酵設(shè)備都必需經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌,若被雜菌污染將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量下降B.在主發(fā)酵階段酵母菌會(huì)大量繁殖,主發(fā)酵結(jié)束后可得到澄清、成熟的啤酒C.單細(xì)胞蛋白是指從大量培育的微生物菌體中獲得的蛋白質(zhì),可以作為家畜和家禽的飼料D.微生物農(nóng)藥是利用微生物或其代謝物來防治病蟲害的,是化學(xué)防治的重要手段5.三華李中含有豐富的礦質(zhì)元素和維生素,有機(jī)酸含量和種類豐富。某同學(xué)依據(jù)“三華李果實(shí)→清洗破裂→酶解→過濾→硫處理→成分調(diào)整→接種→主發(fā)酵→倒灌過濾→后發(fā)酵→陳釀→澄清→配兌→灌裝→殺菌→成品”的流程探討三華李果酒釀造工藝。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.在酶解環(huán)節(jié),須要向果漿中添加果膠酶和纖維素酶并限制酶解溫度B.在成分調(diào)整環(huán)節(jié),按比例添加蔗糖可以提高果酒的酒精含量C.主發(fā)酵時(shí)環(huán)境需密閉,后發(fā)酵時(shí)須要通氣,應(yīng)保持前后溫度在28℃左右D.可通過探討發(fā)酵時(shí)間、接種量、初始糖度等因素優(yōu)化三華李果酒的發(fā)酵工藝6.青霉菌屬于異養(yǎng)需氧型多細(xì)胞真菌。下列關(guān)于試驗(yàn)室純化青霉菌,以及利用青霉菌發(fā)酵大規(guī)模生產(chǎn)青霉素過程異同的分析,錯(cuò)誤的是()A.均須運(yùn)用液體培育基B.均須在相宜溫度下進(jìn)行C.前者需通過平板劃線法或稀釋涂布平板法得到單菌落D.后者需實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)酵液中O2等物質(zhì)的含量7.下列有關(guān)發(fā)酵工程的敘述,錯(cuò)誤的是()A.可以通過設(shè)置生長(zhǎng)條件選育優(yōu)良的目的菌種B.菌種擴(kuò)大培育過程一般運(yùn)用液體培育基C.全部發(fā)酵過程中運(yùn)用的菌種都是單一菌種D.發(fā)酵過程中,要隨時(shí)對(duì)培育液中的微生物數(shù)量及產(chǎn)品濃度等進(jìn)行檢測(cè)8.下列關(guān)于微生物發(fā)酵過程的敘述,正確的是()A.菌種選育是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)B.只要不斷地向發(fā)酵罐中通入液體培育基,就能保證發(fā)酵的正常進(jìn)行C.在發(fā)酵過程中,要嚴(yán)格限制溫度、pH、溶解氧、通氣量與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件,否則會(huì)影響菌種代謝物的形成D.在谷氨酸發(fā)酵過程中,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9.下列關(guān)于發(fā)酵工程在食品工業(yè)上應(yīng)用的敘述,錯(cuò)誤的是()A.生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品,如利用產(chǎn)生蛋白酶的霉菌釀造醬油B.生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑,可以改善食品的口味但不能增加食品的養(yǎng)分C.生產(chǎn)食品酸度調(diào)整劑,如檸檬酸可以通過黑曲霉的發(fā)酵制得D.生產(chǎn)酶制劑,少數(shù)酶制劑由動(dòng)植物生產(chǎn),絕大多數(shù)通過發(fā)酵工程生產(chǎn)10.現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中往往采納規(guī)范的流程進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)以提高生產(chǎn)效率,下圖是發(fā)酵工程生產(chǎn)產(chǎn)品的流程圖。據(jù)圖回答下列問題。(1)在啤酒生產(chǎn)中,運(yùn)用①改造的啤酒酵母,可以加速發(fā)酵進(jìn)程,縮短生產(chǎn)周期,①是;高產(chǎn)青霉素菌種是通過②培育的,②是;③是細(xì)胞工程。

(2)④表示,⑤表示。

(3)整個(gè)過程的中心環(huán)節(jié)是發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵,在此環(huán)節(jié)須要隨時(shí)取樣、檢測(cè)等,以了解發(fā)酵進(jìn)程,還要?jiǎng)偤锰砑?同時(shí)嚴(yán)格限制

。

(4)若發(fā)酵所得產(chǎn)品是單細(xì)胞蛋白,則⑥往往采納的方法進(jìn)行提取。

實(shí)力素養(yǎng)提升練11.[2024云南昆明高二期中]青霉素是一種常用的抗生素,其工業(yè)化生產(chǎn)流程如下圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.圖中的過程①②都屬于擴(kuò)大培育,目的是增加菌種的數(shù)量B.過程③可以用化學(xué)藥物進(jìn)行滅菌處理,防止培育基中摻雜其他微生物C.過程④常用的方法是過濾和沉淀,分別出的菌種可以再運(yùn)用D.發(fā)酵過程中要嚴(yán)格監(jiān)控溫度、pH、溶解氧、罐壓、養(yǎng)分物質(zhì)等發(fā)酵條件12.發(fā)酵工程的第一個(gè)重要工作是選擇優(yōu)良的單一純種。殲滅雜菌,獲得純種的方法不包括()A.依據(jù)微生物遺傳組成的差異,在培育基中加入不同比例的核酸B.依據(jù)微生物缺乏生長(zhǎng)因子的種類,在培育基中增減不同的生長(zhǎng)因子C.依據(jù)微生物對(duì)碳源須要的差別,運(yùn)用含不同碳源的培育基D.依據(jù)微生物對(duì)抗生素敏感性的差異,在培育基中加入不同的抗生素13.[2024江蘇揚(yáng)州高二統(tǒng)考期中]發(fā)酵工程以其生產(chǎn)條件溫柔,原料來源豐富且價(jià)格低廉,產(chǎn)物專一,廢棄物對(duì)環(huán)境污染小和簡(jiǎn)單處理等特點(diǎn),在醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、環(huán)境愛護(hù)等很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于發(fā)酵工程的說法錯(cuò)誤的是()A.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.發(fā)酵工程相比傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù),其獲得的產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提升C.利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的微生物農(nóng)藥可以作為生物防治的重要手段D.以淀粉、纖維素的水解液等為原料,通過發(fā)酵工程可以從菌體中獲得單細(xì)胞蛋白14.閱讀以下材料,回答相關(guān)問題。我國(guó)是世界上啤酒的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。啤酒是以大麥為主要原料經(jīng)酵母菌發(fā)酵制成的,其工業(yè)化生產(chǎn)流程如下圖所示。其中發(fā)酵過程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段。主發(fā)酵結(jié)束后,發(fā)酵液還不適合飲用,要在低溫、密閉的環(huán)境下儲(chǔ)存一段時(shí)間進(jìn)行后發(fā)酵,這樣才能形成澄清、成熟的啤酒。發(fā)酵條件隨啤酒品種和口味要求的不同而有所差異。(1)發(fā)酵工程一般包括菌種的選育,,培育基的配制、滅菌,接種,發(fā)酵,產(chǎn)物的分別、提純等。啤酒酵母的新陳代謝類型是。

(2)在釀酒過程中常加入(填某種植物激素)以縮短大麥發(fā)芽的時(shí)間,從而削減有機(jī)物的消耗。焙烤階段應(yīng)留意限制溫度,不能使失活。

(3)發(fā)酵階段的底物是,發(fā)酵液和發(fā)酵設(shè)備都必需經(jīng)過嚴(yán)格的處理。

(4)請(qǐng)寫出一條啤酒的發(fā)酵生產(chǎn)過程中,可以使啤酒的產(chǎn)量和質(zhì)量得到明顯提高的工程手段:。

(5)請(qǐng)寫出一條發(fā)酵工程在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和農(nóng)牧業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的緣由:。

第3節(jié)發(fā)酵工程及其應(yīng)用1.B發(fā)酵工程中所用的菌種大多是單一菌種,一旦有雜菌污染,可能導(dǎo)致產(chǎn)量下降,因此,培育基和發(fā)酵設(shè)備都必需經(jīng)過嚴(yán)格滅菌。故發(fā)酵工程的菌種不行以利用原材料中含有的菌種。發(fā)酵工程中性狀優(yōu)良的菌種可以從自然界中篩選出來,也可以通過誘變育種和基因工程育種獲得。2.C啤酒是以大麥為主要原料經(jīng)酵母菌無氧呼吸將糖類分解為酒精制成的,A項(xiàng)正確;酵母菌的大量繁殖發(fā)生在啤酒發(fā)酵的主發(fā)酵階段,B項(xiàng)正確;啤酒生產(chǎn)的主發(fā)酵階段酵母菌主要進(jìn)行無氧呼吸,將糖類分解成酒精,C項(xiàng)錯(cuò)誤;為了防止酒精形成乙醛和乙酸,啤酒生產(chǎn)的后發(fā)酵階段要在低溫、密閉環(huán)境下進(jìn)行,D項(xiàng)正確。3.B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,通過發(fā)酵獲得的大量的微生物菌體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;用誘變育種、細(xì)胞工程、基因工程等方法選育出性狀優(yōu)良的工程菌并進(jìn)行擴(kuò)大培育,B項(xiàng)正確;依據(jù)工程菌所需的養(yǎng)分精確地配制出培育基并進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處理,C項(xiàng)錯(cuò)誤;人工限制微生物代謝的措施包括變更微生物的遺傳特性、限制生產(chǎn)過程中的各種條件等,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.A培育基和發(fā)酵設(shè)備都必需經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌,若被雜菌污染將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量下降,如在青霉素生產(chǎn)過程中假如污染了雜菌,某些雜菌會(huì)分泌青霉素酶將青霉素分解,A項(xiàng)正確;在主發(fā)酵階段酵母菌會(huì)大量繁殖,主發(fā)酵結(jié)束后須要在低溫、密閉的環(huán)境下儲(chǔ)存一段時(shí)間進(jìn)行后發(fā)酵,這樣才能得到澄清、成熟的啤酒,B項(xiàng)錯(cuò)誤;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,通過發(fā)酵工程生產(chǎn)的微生物菌體,C項(xiàng)錯(cuò)誤;微生物農(nóng)藥是利用微生物或其代謝物來防治病蟲害的,微生物農(nóng)藥作為生物防治的重要手段,將在農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮越來越重要的作用,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.C在果漿中添加果膠酶和纖維素酶可以酶解細(xì)胞壁,增加細(xì)胞內(nèi)容物的釋放,酶活性受到溫度的影響,所以在酶解環(huán)節(jié)須要限制酶解溫度,A項(xiàng)正確;酵母菌利用水果中的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解產(chǎn)生酒精,在成分調(diào)整環(huán)節(jié),按比例添加蔗糖一方面可以為酵母菌供應(yīng)碳源,促進(jìn)接種后的酵母菌菌種繁殖,另一方面可以提高果酒的酒精含量,B項(xiàng)正確;主發(fā)酵階段進(jìn)行通氣,使酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,促進(jìn)酵母菌大量繁殖,后發(fā)酵階段須要密閉,使酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精,釀酒酵母的相宜生長(zhǎng)溫度為28℃左右,所以發(fā)酵時(shí)應(yīng)保持前后溫度在18~30℃,C項(xiàng)錯(cuò)誤;試驗(yàn)時(shí)可通過探討發(fā)酵時(shí)間、接種量、初始糖度等因素來確定最佳的發(fā)酵時(shí)間和酒精含量等,優(yōu)化三華李果酒的發(fā)酵工藝,D項(xiàng)正確。6.A試驗(yàn)室純化青霉菌應(yīng)運(yùn)用固體培育基,A項(xiàng)錯(cuò)誤;溫度是青霉菌生長(zhǎng)和發(fā)酵的重要條件,故均須在相宜溫度下進(jìn)行,B項(xiàng)正確;試驗(yàn)室純化青霉菌需通過平板劃線法或稀釋涂布平板法得到單菌落,C項(xiàng)正確;發(fā)酵過程中須要實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)酵液中O2等物質(zhì)的含量以限制相宜的發(fā)酵條件及了解發(fā)酵狀況,D項(xiàng)正確。7.C符合生產(chǎn)要求的菌種可以通過設(shè)置生長(zhǎng)條件選擇出來,從而抑制不符合條件的菌種的生長(zhǎng),然后從符合條件的菌種中選出目的菌種,A項(xiàng)正確;菌種擴(kuò)大培育過程一般運(yùn)用液體培育基,這樣可以讓菌體和培育液充分接觸,便于菌體的大量繁殖,B項(xiàng)正確;發(fā)酵工程中所運(yùn)用的菌種大多是單一菌種,C項(xiàng)錯(cuò)誤;發(fā)酵過程中,要隨時(shí)對(duì)培育液中的微生物數(shù)量及產(chǎn)品濃度等進(jìn)行檢測(cè),以便確定合適的加料和出料的速度以及對(duì)發(fā)酵條件的限制,D項(xiàng)正確。8.C發(fā)酵工程的內(nèi)容包括菌種選育,擴(kuò)大培育,培育基的配制、滅菌,接種,發(fā)酵,產(chǎn)物的分別、提純等方面,其中發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié),A項(xiàng)錯(cuò)誤。發(fā)酵過程中應(yīng)隨時(shí)檢測(cè)培育液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等,同時(shí)應(yīng)對(duì)發(fā)酵過程中的一些條件進(jìn)行限制才能保證發(fā)酵的正常進(jìn)行,B項(xiàng)錯(cuò)誤。微生物發(fā)酵過程中要嚴(yán)格限制溫度、pH、溶解氧、通氣量與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件,因?yàn)榄h(huán)境條件的變更不僅會(huì)影響菌種的生長(zhǎng)繁殖,而且會(huì)影響代謝物的形成,C項(xiàng)正確。在谷氨酸發(fā)酵的過程中,當(dāng)pH呈酸性時(shí),谷氨酸棒狀桿菌簡(jiǎn)單生成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺;當(dāng)溶解氧不足時(shí),生成的代謝物就會(huì)是乳酸或琥珀酸,D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.B醬油是一種傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品,一般是利用產(chǎn)生蛋白酶的霉菌(如黑曲霉)來進(jìn)行生產(chǎn),A項(xiàng)正確;食品添加劑不僅可以改善食品的口味,還能增加食品的養(yǎng)分,B項(xiàng)錯(cuò)誤;常見的食品添加劑檸檬酸可以通過黑曲霉的發(fā)酵制得,C項(xiàng)正確;常用的酶制劑絕大多數(shù)通過發(fā)酵工程生產(chǎn),少數(shù)由動(dòng)植物生產(chǎn),D項(xiàng)正確。10.答案(1)基因工程誘變育種(2)接種滅菌(3)必需的養(yǎng)分成分溫度、pH和溶解氧等發(fā)酵條件(4)過濾、沉淀解析(1)啤酒生產(chǎn)中,運(yùn)用基因工程改造的啤酒酵母,可以加速發(fā)酵進(jìn)程,縮短生產(chǎn)周期;高產(chǎn)青霉素菌種的產(chǎn)生是誘變育種的結(jié)果。(2)依據(jù)發(fā)酵流程可以推斷④⑤分別是接種和滅菌。(3)在發(fā)酵過程中隨微生物的代謝過程的進(jìn)行,微生物、發(fā)酵產(chǎn)物的量以及發(fā)酵液的各種理化性質(zhì)隨時(shí)都在發(fā)生變更,因此要不斷進(jìn)行檢測(cè),隨時(shí)向發(fā)酵液中添加必需的養(yǎng)分成分,同時(shí)嚴(yán)格限制溫度、pH和溶解氧等發(fā)酵條件,以便得到較多的發(fā)酵產(chǎn)品。(4)單細(xì)胞蛋白就是指通過發(fā)酵獲得的大量微生物菌體,往往實(shí)行過濾、沉淀的方法進(jìn)行提取。11.B圖中的過程①②都屬于擴(kuò)大培育,進(jìn)行培育液的更換,有利于增加菌種的數(shù)量,A項(xiàng)正確;過程③滅菌所用化學(xué)藥物對(duì)各種微生物均有肯定的殺滅實(shí)力,殘留在培育基中的藥物也會(huì)抑制接種的青霉菌的生長(zhǎng)繁殖,B項(xiàng)錯(cuò)誤;發(fā)酵完成后,假如產(chǎn)品是菌種,則須要采納過濾、沉淀等方法獲得細(xì)胞,分別出的菌種可以再運(yùn)用,C項(xiàng)正確;發(fā)酵過程中必需嚴(yán)格限制好溫度、pH、溶解氧、罐壓、養(yǎng)分物質(zhì)等發(fā)酵條件,使發(fā)酵全過程處于最佳狀態(tài),D項(xiàng)正確。12.A依據(jù)微生物遺傳組成的差異,在培育基中加入不同比例的核酸(DNA和RNA)并不會(huì)干脆影響微生物自身的遺傳組成,即使其被微生物利用,也是被分解為核苷酸后才能利用,所以培育基中加入不同比例的核酸,不會(huì)對(duì)微生物起選擇作用,A項(xiàng)符合題意。13.D依據(jù)發(fā)酵工程的概念可知,其產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身,A項(xiàng)正確;發(fā)酵工程相比傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù),由于菌種單一,規(guī)模大,因此其獲得的產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提升,B項(xiàng)正確;生物防治中利用的手段有微生物、寄生物和天敵防治,據(jù)此可推想,利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的微生物農(nóng)藥也可以作為生物防治的重要手段,C項(xiàng)正確;單細(xì)胞蛋白就是微生物菌體本身,D項(xiàng)錯(cuò)誤。14.答案(1)擴(kuò)大培育異養(yǎng)兼性厭氧型(2)赤霉素淀粉酶(3)葡萄糖滅菌(4)隨時(shí)檢查培育液中的酵母菌數(shù)量、產(chǎn)物濃度;剛好添加必需的養(yǎng)分成分;嚴(yán)格限制發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、pH、溶解氧、罐壓和攪拌速率等發(fā)酵條件(答出一條即可)(5)生產(chǎn)條件溫柔;原料來源豐富且價(jià)格低廉;產(chǎn)物專一;廢棄物對(duì)環(huán)境污染小、易處理(答出一條即可)解析(1)發(fā)酵工程一般包括菌種的選育,擴(kuò)大培育,培育基的配制、滅菌,接種,發(fā)酵,產(chǎn)物的分別、提純等。酵母菌的新陳代謝類型為異養(yǎng)兼性厭氧型。(2