發(fā)酵工程及其應(yīng)用（原卷版）-高二生物寒假復(fù)習(xí)（人教版選擇性必修3）

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)；舉例說明發(fā)酵工程在生產(chǎn)上有重要的應(yīng)用價值。

2.理解發(fā)酵工程的過程并能夠與實(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。

jgg【基礎(chǔ)知識】

一、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)

發(fā)酵過程的監(jiān)控和發(fā)酵條件的控制會直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。一方面要隨時檢測培養(yǎng)液中微生物

數(shù)量、產(chǎn)物濃度以了解發(fā)酵進(jìn)程；另一方面要及時添加必備的營養(yǎng)物質(zhì)來延長菌體生長穩(wěn)定期的時間,

以便得到更多的發(fā)酵產(chǎn)品；同時要嚴(yán)格控制溫度、pH、溶解氧等發(fā)酵條件，來保證產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。

歸納總結(jié)：

的燦J從自然界篩選

選育困種<

,----!通過誘變育種或基因工程育種獲得

［擴(kuò)大培養(yǎng)〉在發(fā)酵前需要對菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)

?

配制培養(yǎng)基「根據(jù)菌種，選擇原料制備培養(yǎng)基

?

滅菌~卜對培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格滅菌

X___________________

?

（接種）將菌種接種到培養(yǎng)基上培養(yǎng)

「隨時檢測培養(yǎng)液中微生物數(shù)量和

產(chǎn)物濃度____

（發(fā)酵）及時添加必需的營養(yǎng)組分

.嚴(yán)格控制溫度、pH和溶解氧等發(fā)酵條件

_____,微生物細(xì)胞：采用過濾、沉淀等方

分離、提純］法將菌體分離和干燥

產(chǎn)加J代謝物：據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)進(jìn)行提取、分

|I離和純化

〔獲得產(chǎn)品:

二、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

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a-淀粉酶、快淀粉酶、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、脂質(zhì)和維生素等物質(zhì)。

2.青霉素發(fā)酵是高耗氧過程，如何能夠在發(fā)酵過程中給微生物持續(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)菌來提高菌體對氧的吸收和利用率。

3.在青霉素發(fā)酵過程中，總有頭抱霉素產(chǎn)生。人們通過對青霉素生產(chǎn)菌代謝途徑的研究發(fā)現(xiàn)，在青霉素與頭

抱霉素的合成過程中，它們有一個共同的前體，這個前體經(jīng)過兩種不同酶的作用分別合成兩個產(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)頭抱霉素呢？可以對兩種酶的基因進(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，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，原料來源豐富且價格低廉，產(chǎn)物專一，廢棄物對環(huán)境污染小、容易處理。

三、啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程

fEFi?_i〔逐作百M(fèi)l

、_____________J、_____________J

VV

法函A大麥種子發(fā)芽，釋放淀粉酶

崔圉〉加熱殺死種子胚但不使淀粉酶失活

將干燥的麥芽碾磨成麥芽粉

H房'淀粉分解，形成糖漿

國為A產(chǎn)生風(fēng)味組分，終止酶的進(jìn)一步作用，滅菌

[W]>酵母菌將糖轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳

鬲劇》殺死大多數(shù)微生物，延長保存期

叵田〉過濾、調(diào)節(jié)、分裝啤酒進(jìn)行銷售

知識拓展:

'精釀啤酒］［類型］［普通啤酒］

\___________________y\____________y\_______J

不添加<（是否添加食品添加劑添加

小規(guī)模<發(fā)酵規(guī)模］>大規(guī)模

X__________________________________________/

q

/-------------------------------------------\

發(fā)酵時間氐《「發(fā)酵時j間JA發(fā)酵時間短

產(chǎn)量低<（產(chǎn)量卜產(chǎn)量高

價格高<?］A價格低

\______________________/

衛(wèi);1

匚二齡考點(diǎn)剖析】

考點(diǎn)一：發(fā)酵工程的本質(zhì)

［、一］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數(shù)法是測定微生物數(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微生物的群體稱為純培養(yǎng)物

【答案】D

【詳解】獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是無菌技術(shù)，即防止外來雜菌的入侵，A正確；測定微生物數(shù)量的常用方

法有活菌計數(shù)法和顯微鏡直接計數(shù)法，故稀釋涂布平板法和顯微鏡計數(shù)法是測定微生物數(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)

物是由單一個體繁殖所獲得的微生物群體，特定種類微生物的群體不一定是由單一個體繁殖而來，D錯誤。

考點(diǎn)二：發(fā)酵工程的實(shí)例

1例2.谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵過程會生成大量的谷氨酸，經(jīng)加工可制成味精。其發(fā)酵過程中，發(fā)酵罐

中碳氮比（碳元素與氮元素的比值）為4:1時，菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少；當(dāng)碳氮比為3：1時，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)酵過程中需調(diào)整發(fā)酵罐內(nèi)營養(yǎng)成分的比例

D.在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)醇無需嚴(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，并不是通過發(fā)酵工程從微生

物細(xì)胞中提取獲得，A錯誤；發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是發(fā)酵過程，B錯誤；由題意可知“在其發(fā)酵過程中，發(fā)

酵罐中碳氮比（碳元素與氮元素的比值）為4：1時，菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少；當(dāng)碳氮比為3：1

時，菌體繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增”，說明在發(fā)酵過程中需調(diào)整發(fā)酵罐內(nèi)營養(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錯誤。

考點(diǎn)三、發(fā)酵工程的應(yīng)用

由例3.下列有關(guān)發(fā)酵工程及其應(yīng)用的敘述，錯誤的是（）

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，也可以通過誘變育種或基因工程育種獲得

C.發(fā)酵罐培養(yǎng)的環(huán)境條件會影響微生物的生長繁殖，也會影響微生物代謝產(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防治病蟲害的微生物農(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)境條件會影響微生物的生長繁殖，也會影

響微生物代謝產(chǎn)物的形成，A錯誤，C正確；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防治病

蟲害的，D正確。

【真題演練】

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)過程中，一定有氣體生成

B.微生物生長所需碳源主要來源于沼氣池廢料

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，會通過分泌青霉素殺死細(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)過程，下列說法錯誤的是（）

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，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o

（2）先釀制果酒再生產(chǎn)果醋的優(yōu)勢有（填編號）。

①先釀制果酒，發(fā)酵液能抑制雜菌的生長，有利于提高果醋的產(chǎn)率

②釀制果酒時形成的醋酸菌膜，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果醋的醋酸產(chǎn)率會產(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醋

酸含量的影響，結(jié)果見圖。

4

3

2

1llllllll

0

345678910

初始酒精濃度%

該技術(shù)組使用的發(fā)酵液中，除酒精外還包括的基本營養(yǎng)物質(zhì)有（填寫兩種）。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%時醋酸含量最低，此時，若要盡快提高醋酸含量,

可采取的措施有（填寫兩個方面）。

O

【過關(guān)檢測】

1.某高校采用下圖所示的發(fā)酵罐進(jìn)行葡萄酒發(fā)酵過程的研究，下列敘述錯誤的是（）

A.夏季生產(chǎn)果酒時，常需對罐體進(jìn)行降溫處理

B.乙醇為揮發(fā)性物質(zhì)，故發(fā)酵過程中空氣的進(jìn)氣量不宜太大

C.正常發(fā)酵過程中罐內(nèi)的壓力不會低于大氣壓

D.可以通過監(jiān)測發(fā)酵過程中殘余糖的濃度來決定何時終止發(fā)酵

2.谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵過程會生成大量的谷氨酸，經(jīng)加工可制成味精。其發(fā)酵過程中，發(fā)酵罐中碳氮比（碳

元素與氮元素的比值）為4:1時，菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少；當(dāng)碳氮比為3：1時，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)酵過程中需調(diào)整發(fā)酵罐內(nèi)營養(yǎng)成分的比例

D.在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)醇無需嚴(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)酵過程中,pH的變化不影響谷氨酸的產(chǎn)量

C.通過發(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、原料來源豐富且價格低廉等特點(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

⑤啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)過程中，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)酵條件變化會影響微生物的生長繁殖，但不會影響微生物的代謝途徑

D.通過發(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)用可確保我國食品工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定進(jìn)行，具有

較高的經(jīng)濟(jì)價值、發(fā)展價值及實(shí)踐價值。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）

A.利用發(fā)酵工程可生產(chǎn)L-蘋果酸、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)酵條件變化會影響微生物的生長繁殖，但不會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)酵罐均具有計算機(jī)控制系統(tǒng)，其能使發(fā)酵全過程處于最佳狀態(tài)

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

C.發(fā)酵罐中微生物的生長繁殖、代謝物的形成都與攪拌速度無關(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、原料來源豐富、價格低廉等,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)酵的過程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個階段，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)過一系列處理而獲得的

D.精釀啤酒發(fā)酵時間長、產(chǎn)量低、價格高，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越重要。圖示發(fā)酵罐常用于工業(yè)發(fā)酵。下列說法正確的是（）

放料口

A.若發(fā)酵罐內(nèi)溫度過高，則只能通過調(diào)節(jié)冷卻水進(jìn)、出口的水流量來降低溫度

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)酵罐溫度的變化會影響菌種的生長繁殖，不會影響菌種代謝產(chǎn)物的形成

D.發(fā)酵工程的過程依次是選育菌種-培養(yǎng)基配制一滅菌-擴(kuò)大培養(yǎng)—發(fā)酵一分離、提純產(chǎn)物

10.下列對發(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、原料來源豐富且價格低廉等特點(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

⑤啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)過程中，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.①②③B.①②③C.②③④D.②③⑤⑥

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)胞中提取出來的一類蛋白質(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)說法正確的是（）

A.工業(yè)發(fā)酵罐體積較大，在發(fā)酵時需要對菌種進(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)束時才需要檢測培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)品濃度等

D.發(fā)酵時的環(huán)境條件會影響微生物的生長繁殖，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)說法錯誤的是（）

A.進(jìn)行發(fā)酵工程生產(chǎn)時排出廢棄物，對環(huán)境無害

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.微生物農(nóng)藥是利用微生物或其代謝產(chǎn)物來防治病蟲害的，如井崗霉素可以防治玉米螟

D.許多食品添加劑都能通過發(fā)酵生產(chǎn)，如檸檬酸可以通過谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵制得

15.由于發(fā)酵工程生產(chǎn)條件溫和、原料來源豐富、價格低廉等，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)酵的過程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個階段，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氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸，谷氨酸經(jīng)過一系列處理而制成的

D.由于酶制劑催化效率高、專一性強(qiáng)、作用條件溫和，因此在使用時要考慮酶制劑的使用量、底物的種類

以及適宜的溫度和pH

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)境條件不僅會影響微生物的生長繁殖，而且會影響微生物代謝物的形成，因此發(fā)酵過程要嚴(yán)格控制發(fā)

酵條件

B.發(fā)酵過程中微生物代謝產(chǎn)熱和機(jī)械攪拌產(chǎn)熱，會使發(fā)酵溫度升高，因此要及時調(diào)節(jié)發(fā)酵罐溫度

C.培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的利用和代謝物的積累，可能會導(dǎo)致發(fā)酵液pH發(fā)生改變，如工業(yè)釀酒會導(dǎo)致pH上升

D.現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵對發(fā)酵條件的監(jiān)測和控制是通過計算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，可以使發(fā)酵過程處于最佳狀態(tài)

17.啤酒生產(chǎn)需經(jīng)過制麥、糖化、發(fā)酵等主要環(huán)節(jié)。主要工藝流程如下圖所示，請回答下列問題：

「旃誦誦?1

I

!活化

I--------------1r-------------------------1jI

I大麥-發(fā)芽I破碎—糖化一點(diǎn)沸■接種一發(fā)解?過濾一包裝

制麥糖化發(fā)酵

（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a-淀粉酶，用處理大麥，可以

使大麥種子無須發(fā)芽就可以產(chǎn)生a-淀粉酶。

（2）為探究兩種大麥種子（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)芽時間相同、質(zhì)量相等

的紅、白粒麥種子，分別加蒸儲水研磨、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：

紅粒管白粒管對照管

①加樣0.5mL提取液0.5mL提取液C

②加緩沖液（mL）111

③加淀粉溶液（mL）111

④37℃保溫適當(dāng)時間終止酶促反應(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o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在對原漿啤酒泥的酵母菌進(jìn)行富集培養(yǎng)的過程中每隔4h要搖動一次，每次晨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，過濾后補(bǔ)加蒸儲水至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

科研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，在菌落周圍形成透明圈。生產(chǎn)需要篩

選透明圈___________（填“大”或“小”）的菌落。

18.大熊貓是我國特有的珍稀野生動物，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?；卮鹣铝袉栴}：

（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

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o檢測固體培養(yǎng)基滅菌效果的常

用方法是o

（3）簡要寫出測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o

（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o

菌株秸稈總重（g）秸稈殘重（g）秸稈失重（％）纖維素降解率（％）

A2.001.5124.5016.14

B2.001.5323.5014.92

C2.001.4229.0023.32

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o對

分離的菌株進(jìn)行誘變、和鑒定，從而獲得能高效降解富營養(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用蒸儲水去除

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)法和共價偶聯(lián)法，可以采用的2種

方法是O

（3）對外，只提供固定化菌株有利于保護(hù)該公司的知識產(chǎn)權(quán)，推測其原因是0

（二）三葉青為蔓生的藤本植物，以根入藥。由于野生三葉青對生長環(huán)境要求非?？量?，以及生態(tài)環(huán)境的

破壞和過度的采挖，目前我國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)入含頭抱類抗生素的固體培養(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)上所說的發(fā)酵是指微生物在有氧或無氧條件下通過分解與合成代謝將某些原料物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特定產(chǎn)

品的過程。利用微生物發(fā)酵制作醬油在我國具有悠久的歷史。某企業(yè)通過發(fā)酵制作醬油的流程示意圖如下