2024-2025學(xué)年高中生物同步備課系列【備作業(yè)】第1章 發(fā)酵工程（增分測(cè)評(píng)）-人教2019版選擇性必修3

第第頁(yè)第1章發(fā)酵工程增分測(cè)評(píng)(課程標(biāo)準(zhǔn)選擇性必修概念3)一、選擇題(本題共12小題，每小題2分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。)1.下列關(guān)于發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是()A.利用微生物不同的代謝能力，獲取代謝產(chǎn)物B.傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主C.果醋制作過(guò)程中發(fā)酵液pH逐漸降低，果酒制作過(guò)程中情況相反D.為提高發(fā)酵產(chǎn)品的品質(zhì)，可以加入人工培養(yǎng)的單一菌種2.《齊民要術(shù)》記載了一種稱為“動(dòng)酒酢法”的釀醋工藝：“大率酒一斗，用水三斗，合甕盛，置日中曝之。七日后當(dāng)臭，衣(指菌膜)生，勿得怪也，但停置，勿移動(dòng)，撓攪之。數(shù)十日，醋成”。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.“酒一斗，用水三斗，合甕盛”是為了防止高濃度酒精抑制醋酸菌生長(zhǎng)繁殖B.“置日中曝之”可以提高發(fā)酵液溫度有利于醋酸發(fā)酵，縮短發(fā)酵時(shí)間C.制作果醋和制作腐乳過(guò)程中起主要作用的菌種均有核膜D.“撓攪之”可以增加發(fā)酵液中的氧氣含量并使醋酸菌與酒精充分接觸3.醬豆是人們利用大豆制作的一道地方美食。具體做法為大豆煮熟→霉菌發(fā)酵→加入蔬菜→加鹽、調(diào)味酒與香辛料→乳酸發(fā)酵。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.醬豆制作過(guò)程中，有多種微生物參與發(fā)酵B.霉菌能產(chǎn)生脂肪酶，將脂肪水解成甘油和脂肪酸C.霉菌發(fā)酵過(guò)程中，濕潤(rùn)的環(huán)境有利于霉菌的生長(zhǎng)與繁殖D.制作醬豆的整個(gè)過(guò)程應(yīng)在環(huán)境溫暖、氧氣充足的條件下進(jìn)行4.小古文《腌菜》中有“寒霜屢下，園菜漸肥，取而曝之，俟(等待)略干，置缸中，腌以鹽。旬余，便可取食。若藏之于甕，泥封其口，雖留至明年，猶可食也?！毕铝杏嘘P(guān)說(shuō)法正確的是()A.古人多選擇秋冬季節(jié)腌菜與乳酸菌的最適溫度低有關(guān)B.為成功制得腌菜，需要對(duì)“園菜”“甕”等進(jìn)行沸水泡燙以去除雜菌C.腌菜時(shí)“泥封其口”是為了防止灰塵和雜菌進(jìn)入甕內(nèi)影響腌菜的品質(zhì)D.“旬余，便可取食”與發(fā)酵過(guò)程中乳酸含量和亞硝酸鹽含量的變化有關(guān)5.如圖1為果酒、果醋制作裝置，圖2為果酒發(fā)酵過(guò)程中酵母菌種群數(shù)量、葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化曲線。下列敘述正確的是()圖1圖2A.制作果酒的整個(gè)過(guò)程中，夾子①②均關(guān)閉，制作果醋時(shí)，夾子①②均打開B.制作果酒的最初一段時(shí)間酵母菌能進(jìn)行有氧呼吸C.圖2曲線a~b段，瓶?jī)?nèi)有大量二氧化碳和水產(chǎn)生，導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)氣壓增大D.隨著發(fā)酵時(shí)間的推進(jìn)，葡萄糖含量降低，乙醇的產(chǎn)生速率先上升后趨于穩(wěn)定6.某研究小組從樹林中多年落葉形成的腐殖土壤中分離纖維素分解菌并測(cè)定其含量，對(duì)土樣進(jìn)行稀釋的流程如下圖所示。搖勻D試管，從D試管中取0.1mL菌液進(jìn)行接種，在適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，測(cè)得平板中的平均菌落數(shù)為34。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.所用的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基，成分是瓊脂、水和纖維素B.每克土樣中纖維素分解菌的數(shù)量至少是3.4×106個(gè)C.采土工具、接種工具、培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿可采用干熱滅菌法滅菌D.還需設(shè)置一個(gè)未接種的空白培養(yǎng)基同時(shí)培養(yǎng)，以檢驗(yàn)滅菌是否徹底7.實(shí)驗(yàn)小組從甲醛含量豐富的工廠活性污泥中篩選出了能快速降解甲醛的菌株W，用于甲醛降解的生物處理，并探究了甲醛濃度對(duì)甲醛降解率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.選擇培養(yǎng)基中的甲醛能為菌株W的生長(zhǎng)提供碳源B.在350mg·L-1和600mg·L-1時(shí)，菌株W降解甲醛的量相同C.濃度超過(guò)750mg·L-1后，高濃度的甲醛可能會(huì)抑制菌株的活性D.篩選后的培養(yǎng)基在丟棄前可用高壓蒸汽滅菌鍋進(jìn)行滅菌處理8.發(fā)酵果蔬汁采用全果打漿的方式進(jìn)行發(fā)酵，其最終的質(zhì)量和風(fēng)味的好壞主要取決于發(fā)酵劑的選擇。采用原料中分離的特有菌群作為發(fā)酵劑更有利于發(fā)酵的進(jìn)行。比如從藍(lán)莓中分離出植物乳酸菌、發(fā)酵乳桿菌接種到藍(lán)莓汁中進(jìn)行發(fā)酵，乳酸顯著升高，總酚含量提高6.1~81.2%，體外抗氧化能力提高34.0%。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.開發(fā)發(fā)酵果蔬汁可以較好地解決果蔬資源浪費(fèi)的問(wèn)題B.直接從原材料中分離特定適宜菌群，可以大大縮短菌種的選擇周期C.從原材料中分離出的特有菌群還需要進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)才能滿足規(guī)?；a(chǎn)的需要D.內(nèi)源菌株具有較強(qiáng)的發(fā)酵環(huán)境適應(yīng)性，其發(fā)酵的果蔬汁的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也更高9.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)流程可以分為制麥、糖化、發(fā)酵、包裝等工序(如圖)，制麥、糖化分別為下一工序提供α-淀粉酶、糖漿，其中焙烤時(shí)殺死了種子中的胚。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是()A.若用赤霉素溶液處理，可使大麥種子無(wú)須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶B.焙烤方法殺死活細(xì)胞但不使所含的酶失去活性C.產(chǎn)物濃度的檢測(cè)必須在發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行D.酵母菌純培養(yǎng)采用的接種方法與圖中的接種方法不同10.DMF(一種含碳有機(jī)物)是一種優(yōu)良的工業(yè)溶劑和有機(jī)合成材料，它廣泛應(yīng)用于制革、化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥等各個(gè)生產(chǎn)行業(yè)。含DMF的廢水毒性大，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害，某實(shí)驗(yàn)小組篩選分離得到能夠高效降解DMF的菌株，用于DMF的降解，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.可從某化工廠排污口附近的污水中取樣來(lái)篩選DMF降解菌B.不能利用平板劃線法對(duì)DMF降解菌進(jìn)行計(jì)數(shù)C.篩選DMF降解菌的過(guò)程中需要在培養(yǎng)基中添加葡萄糖D.可根據(jù)平板上菌落的形狀、大小、顏色等特征來(lái)區(qū)分微生物的類型11.金黃色葡萄球菌是一種耐高鹽的食源性致病微生物。哥倫比亞血平板是含無(wú)菌脫纖維羊血等成分的固體培養(yǎng)基，生長(zhǎng)在該培養(yǎng)基上的金黃色葡萄球菌菌落能破壞其周圍的紅細(xì)胞，產(chǎn)生透明的溶血圈。如圖為檢測(cè)某種飲料是否被金黃色葡萄球菌污染的操作流程，據(jù)此分析不正確的是()A.7.5%的NaCl肉湯培養(yǎng)基從功能角度劃分屬于選擇培養(yǎng)基B.振蕩培養(yǎng)后培養(yǎng)基變渾濁是耐高鹽的微生物數(shù)量增多所致C.若最終長(zhǎng)出的菌落周圍出現(xiàn)透明的溶血圈，則說(shuō)明飲料被金黃色葡萄球菌污染D.若取菌種后的接種方法為稀釋涂布平板法，則可對(duì)待測(cè)飲料中的金黃色葡萄球菌計(jì)數(shù)12.針對(duì)肺結(jié)核病患者，聯(lián)合使用多種抗生素可以達(dá)到很好的療效。某研究人員在通過(guò)生物安全規(guī)范鑒定的微生物實(shí)驗(yàn)室，對(duì)結(jié)核桿菌進(jìn)行兩種新抗生素感受性分析，該研究人員將結(jié)核桿菌分別接種在含有不同濃度抗生素A與B的培養(yǎng)基中(“+”的多少代表抗生素濃度的大小，“-”代表不含抗生素)。在37℃環(huán)境下培養(yǎng)24小時(shí)后，觀察結(jié)核桿菌菌落生長(zhǎng)結(jié)果如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.該實(shí)驗(yàn)接種結(jié)核桿菌使用稀釋涂布平板法B.兩種抗生素都對(duì)結(jié)核桿菌的生長(zhǎng)有較好的抑制作用C.與單獨(dú)使用抗生素A相比，聯(lián)合使用抗生素B對(duì)結(jié)核桿菌的抑制作用無(wú)明顯增加D.長(zhǎng)期使用抗生素A可能會(huì)增加結(jié)核桿菌的抗藥基因頻率二、選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得1分，有選錯(cuò)的得0分。)13.蘋果是我國(guó)北方地區(qū)常見的水果，為對(duì)其進(jìn)行深加工，某廠進(jìn)行了蘋果酒和蘋果醋的研制，其基本工藝流程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.甲罐中的微生物所需的最適溫度高于乙罐中微生物的最適溫度B.甲罐頂上管道彎曲及加水的目的是防止空氣、雜菌進(jìn)入，以及排氣減壓等C.乙罐加入的含菌培養(yǎng)液中微生物代謝類型為異養(yǎng)需氧型D.甲、乙罐的發(fā)酵開始時(shí)間不同，甲罐的發(fā)酵時(shí)間早于乙罐14.抗生素一般由微生物產(chǎn)生，具有抑菌作用，能在瓊脂培養(yǎng)基中擴(kuò)散。在篩選能產(chǎn)生抗生素的菌種時(shí)，先在瓊脂培養(yǎng)基平板上劃線接種從土壤中獲得的甲菌，在27℃下培養(yǎng)3天，形成菌落。然后接種乙、丙、丁三種致病菌(圖a)，繼續(xù)在同樣條件下培養(yǎng)3天，結(jié)果如圖b。分析結(jié)果，不能得出的結(jié)論是()A.甲菌能產(chǎn)生某種抗生素B.丙菌的生長(zhǎng)被乙菌產(chǎn)生的抗生素抑制C.乙菌的生長(zhǎng)被甲菌產(chǎn)生的抗生素抑制D.丁菌能產(chǎn)生抗生素抑制丙菌的生長(zhǎng)15.變色圈法是一種對(duì)于一些不易產(chǎn)生透明圈產(chǎn)物的菌株的鑒別方法，可在底物平板中加入指示劑或顯色劑，使所需微生物能被快速鑒別出來(lái)。如在篩選果膠酶產(chǎn)生菌時(shí)，用固體培養(yǎng)基對(duì)含微生物的樣品進(jìn)行分離，待菌落長(zhǎng)成后，加入0.2%剛果紅溶液染色4h，具有分解果膠能力的菌落周圍便會(huì)出現(xiàn)透明圈，如圖所示。下列敘述不正確的是()A.該培養(yǎng)基是以果膠為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基B.該培養(yǎng)基上的接種方法為稀釋涂布平板法C.透明圈的直徑大，該種菌分解果膠的能力一定強(qiáng)D.實(shí)驗(yàn)所用培養(yǎng)基一般要進(jìn)行高壓蒸汽滅菌16.利用某種微生物發(fā)酵生產(chǎn)DHA油脂，可獲取DHA(一種不飽和脂肪酸)。下圖為發(fā)酵過(guò)程中物質(zhì)含量變化曲線。下列敘述正確的是()A.發(fā)酵工程大多使用單一菌種進(jìn)行發(fā)酵，所以生產(chǎn)過(guò)程不需要進(jìn)行無(wú)菌操作B.性狀優(yōu)良的菌種既可以從自然界中篩選出來(lái)，也可以經(jīng)過(guò)人為改造獲得C.84h后DHA油脂含量上升緩慢的主要原因是蛋白胨含量不足D.發(fā)酵過(guò)程中，葡萄糖既可作為碳源，又可作為能源物質(zhì)三、非選擇題(本題共5小題，共60分。)17.(10分)桂圓也稱龍眼，是一種藥食兩用的水果，可用于生產(chǎn)果酒?？蒲袌F(tuán)隊(duì)比較了5種酵母菌(3種釀酒酵母，2種非釀酒酵母)對(duì)桂圓果漿的發(fā)酵效果，并從中選擇適宜的菌種進(jìn)行發(fā)酵，以期得到品質(zhì)更好的桂圓果酒。生產(chǎn)桂圓果酒的工藝流程如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：新鮮桂圓去皮去核→桂圓果肉→打漿→調(diào)酸→酶解→調(diào)糖→接種→發(fā)酵→過(guò)濾(1)在發(fā)酵流程中應(yīng)增加“桂圓去皮去核之前進(jìn)行清洗”環(huán)節(jié)，該操作的目的是。調(diào)好的果漿裝瓶時(shí)，注意瓶中要留有大約的空間，蓋好瓶蓋。

(2)表中表示5種酵母(Y1：SY果酒活性干酵母；Y2：RW果酒活性干酵母；Y3：葡萄酒高活性干酵母；Y4：耐高溫高活性干酵母；Y5：生香活性干酵母)發(fā)酵的桂圓果酒品質(zhì)(總酯與果酒的香味有關(guān))，根據(jù)表可得出結(jié)論：應(yīng)在5種酵母中選擇兩種酵母菌作為桂圓果酒發(fā)酵優(yōu)良菌種。

酵母酒精度/%總糖/(g/L)總酸/(g/L)總酯/(g/L)Y113.41.36.80.19Y213.12.46.40.18Y313.31.66.20.15Y412.63.48.10.11Y511.08.57.60.38(3)酵母菌添加量過(guò)少時(shí)，可能導(dǎo)致或發(fā)酵失敗。

(4)釀好的果酒可繼續(xù)用于釀醋，其原理為(寫出化學(xué)反應(yīng)式)。

18.(10分)勤洗手是預(yù)防病毒感染的有效措施，某公司推出了一款新型免洗洗手凝膠。為衡量該凝膠的清洗效果，研究人員設(shè)計(jì)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。凝膠洗手前的檢測(cè)流程見圖。請(qǐng)根據(jù)表格實(shí)驗(yàn)回答相關(guān)問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)組別對(duì)照設(shè)置接種處理數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)求平均值A(chǔ)不洗手按實(shí)驗(yàn)步驟處理，每組設(shè)置三個(gè)平板B用水洗手C用洗手凝膠洗手D空白不接種(1)用洗手凝膠洗手殺死手表面的部分微生物，該方法屬于(填“消毒”或“滅菌”)。在實(shí)驗(yàn)中配制好的培養(yǎng)基需要滅菌處理，常用的方法是。

(2)為統(tǒng)計(jì)手部的細(xì)菌數(shù)量，應(yīng)選擇的接種方法是，利用該方法進(jìn)行計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)的是(填“活菌”或“死菌”)的數(shù)量。

(3)實(shí)驗(yàn)中添加D組的目的是。

(4)如果想了解手部是否有大腸桿菌，應(yīng)該如何處理?

。

(5)為什么病毒不能用基本培養(yǎng)基培養(yǎng)?

。

19.(13分)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)或餐廚垃圾等為原料，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，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。

(5)甘蔗榨糖后的甘蔗渣含有大量的纖維素。為高效降解甘蔗渣廢棄物，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)行甘蔗渣降解實(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。

菌株甘蔗渣總重(g)甘蔗渣殘重(g)甘蔗渣失重(%)纖維素降解率(%)A2.001.5124.5016.14B2.001.5323.5014.92C2.001.4229.0023.3220.(13分)PBAT(含C、H、O)地膜屬于可降解地膜，雖然在一定程度上可解決傳統(tǒng)地膜的“白色污染”問(wèn)題，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中其降解情況并不理想。研究人員欲從土壤中篩選出PBAT高效降解菌株，回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)前，實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)在經(jīng)常使用PBAT地膜的土壤中尋找目的菌株，同時(shí)需要制備篩選PBAT地膜降解菌的選擇培養(yǎng)基。該選擇培養(yǎng)基是以為唯一碳源，其篩選微生物的原理是。

(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，研究人員將PBAT地膜材料加入培養(yǎng)基前需要對(duì)其進(jìn)行滅菌處理，其目的是。

(3)若想得到高效降解PBAT地膜的某目標(biāo)菌種，可用平板劃線法進(jìn)行純化。若下圖甲是接種培養(yǎng)后的菌落分布圖，對(duì)應(yīng)的平板劃線操作示意圖為。圖甲中的③更易獲得單菌落，判斷依據(jù)是。

(4)研究人員還測(cè)定了PBAT地膜在六種菌株處理一段時(shí)間后的失重率[(膜片初始質(zhì)量-膜片被降解后質(zhì)量)÷膜片初始質(zhì)量×100%]，如圖戊所示。據(jù)圖分析，PBAT地膜在三株菌株處理下的失重率高于另外三株菌株，這說(shuō)明。

21.(14分)聚羥基丁酸酯(PHB)是某些細(xì)菌在碳源充足、氮源缺乏狀態(tài)下產(chǎn)生的一類顆粒狀、可作為細(xì)菌體內(nèi)碳源和能量?jī)?chǔ)備物的高分子化合物，能被蘇丹染料染色，可溶于氯仿。PHB具有生物可降解性和生物相容性，用于可降解包裝材料及醫(yī)藥行業(yè)。天然菌中的PHB產(chǎn)量較低，對(duì)天然菌進(jìn)行誘變和篩選可得到高產(chǎn)PHB合成菌。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)PHB合成菌的分離培養(yǎng)基的成分為水、葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨、NaCl和，其中能提供維生素的有，為使PHB合成菌細(xì)胞內(nèi)積聚更多PHB，該培養(yǎng)基成分配比的特點(diǎn)是。

(2)將等濃度土壤稀釋液接種在PHB分離培養(yǎng)基上后，甲組用紫外線照射，乙組不作處理。倒置培養(yǎng)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)甲組的菌落數(shù)少于乙組，原因是。通過(guò)顯微觀察法初篩PHB合成菌的具體操作是在培養(yǎng)基中加入，然后在顯微鏡下觀察，有較多橘黃色顆粒的細(xì)菌即為PHB合成菌。復(fù)篩時(shí)需要提取胞體內(nèi)的PHB，將細(xì)胞破碎后用來(lái)萃取PHB，從而提取細(xì)胞內(nèi)的PHB。

(3)對(duì)復(fù)篩得到的A~E五個(gè)菌株單獨(dú)培養(yǎng)，檢測(cè)PHB產(chǎn)量，結(jié)果如下圖。A~E菌株中適于作工程菌的是菌株，其他菌株不適合作工程菌的原因是。

(4)在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)。連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)PHB時(shí)，要隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)液中PHB合成菌的數(shù)量、等，以了解發(fā)酵進(jìn)程。還要及時(shí)添加必需的營(yíng)養(yǎng)組分，要嚴(yán)格控制和溶解氧等發(fā)酵條件。

附加題發(fā)酵型青梅果醋的生產(chǎn)主要采用堿中和青梅汁之后再進(jìn)行酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵的方法，然而這種生產(chǎn)工藝會(huì)損失青梅的功能性成分。因此，篩選能夠耐受青梅高酸環(huán)境的醋酸菌是提高發(fā)酵青梅果醋品質(zhì)的關(guān)鍵(已知醋酸能與培養(yǎng)基中的無(wú)水碳酸鈣反應(yīng)生成能溶于水的醋酸鈣)。請(qǐng)回答以下問(wèn)題。(1)食醋生產(chǎn)的三個(gè)主要的過(guò)程：一是原料中淀粉的分解，即糖化作用(水解)；二是酒精發(fā)酵，即(填微生物名稱)將糖轉(zhuǎn)化成乙醇；三是醋酸發(fā)酵，即醋酸菌將乙醇轉(zhuǎn)化成乙酸，該微生物的代謝類型是。

(2)①菌種篩選及發(fā)酵生產(chǎn)涉及三種培養(yǎng)基：培養(yǎng)基A葡萄糖、酵母粉、無(wú)水碳酸鈣、瓊脂、3%乙醇培養(yǎng)基B葡萄糖、酵母粉、3%乙醇培養(yǎng)基C葡萄糖、酵母粉、6%乙醇具體流程為：取腐爛一周的青梅若干，加入裝有培養(yǎng)基B的搖瓶中培養(yǎng)一段時(shí)間，接種于培養(yǎng)基A上，選取且生長(zhǎng)良好的單菌落10株。將上述初篩的10株醋酸菌接種于培養(yǎng)基C中，結(jié)果如圖1。研究者選擇菌株J-27作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)菌株，原因是。

圖1不同醋酸菌發(fā)酵性能比較圖2三種菌株青梅果醋發(fā)酵實(shí)驗(yàn)圖3初始乙醇含量對(duì)青梅果醋發(fā)酵的影響②研究人員對(duì)J-27進(jìn)行誘變處理，選取突變菌株J-2736，與兩種商業(yè)化的醋酸菌——滬釀1.01、AS1.41分別接種于青梅果酒中進(jìn)行青梅果醋發(fā)酵，結(jié)果如圖2。滬釀1.01和AS1.41發(fā)酵結(jié)束時(shí)青梅果醋發(fā)酵液中總酸含量為20g·L-1左右，而兩者應(yīng)用于糧食醋發(fā)酵時(shí)，發(fā)酵液總酸含量一般可以達(dá)到50g·L-1左右。推測(cè)原因可能是。

③圖2結(jié)果說(shuō)明在青梅果醋發(fā)酵過(guò)程中，菌株J-2736發(fā)酵性能優(yōu)于滬釀1.01和AS1.41。研究人員繼續(xù)對(duì)J-2736的發(fā)酵條件進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)初始乙醇含量可能對(duì)青梅果醋發(fā)酵具有一定影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3。由結(jié)果表明，初始乙醇含量較低或較高時(shí)，總酸含量分別是，試分析造成這種現(xiàn)象的原因：乙醇含量過(guò)低，醋酸菌可利用的底物較少，，而乙醇含量過(guò)高，則會(huì)抑制醋酸菌的生長(zhǎng)和代謝，。

(3)乙醇脫氫酶(ADH)催化乙醇生成乙醛是醋酸發(fā)酵的第一階段，乙醛脫氫酶(ALDH)催化乙醛生成乙酸是醋酸發(fā)酵的第二階段。某同學(xué)從J-27的突變體菌株中分別提取ADH和ALDH，分別用高濃度的乙醇處理后測(cè)酶活性，由此可根據(jù)進(jìn)一步篩選出耐乙醇醋酸高產(chǎn)菌株。

答案與解析第1章發(fā)酵工程1.C2.C3.D4.D5.B6.D7.B8.B9.C10.C11.D12.B13.BCD14.BD15.AC16.BD1.C果醋制作過(guò)程中，產(chǎn)生醋酸導(dǎo)致溶液的pH逐漸降低；果酒制作過(guò)程中，酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2與酒精，CO2溶于水形成碳酸，隨著CO2濃度的增加，溶液的pH也逐漸降低，C錯(cuò)誤。為了縮短發(fā)酵時(shí)間，確保品質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，通常會(huì)先通過(guò)微生物培養(yǎng)技術(shù)獲得單一菌種，再將它們接種到發(fā)酵液中，D正確。2.C用酒精制作醋酸時(shí)，將酒精加水稀釋，目的是避免酒精濃度過(guò)高抑制醋酸菌的生長(zhǎng)繁殖，A正確。醋酸菌的發(fā)酵溫度約為30~35℃，“置日中曝之”可以提高發(fā)酵液溫度有利于醋酸菌發(fā)酵，縮短發(fā)酵時(shí)間，B正確。醋酸菌(制作果醋的菌種)屬于原核生物，沒(méi)有核膜；毛霉(制作腐乳起主要作用的菌種)屬于真核生物，有核膜，C錯(cuò)誤。醋酸菌屬于需氧型生物，“撓攪之”可以增加發(fā)酵液中的氧氣含量，并使醋酸菌與酒精充分接觸，有利于充分發(fā)酵，D正確。3.D傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主，醬豆制作過(guò)程中，有霉菌、乳酸菌等多種微生物參與發(fā)酵，A正確；霉菌為需氧菌，但乳酸菌為厭氧菌，乳酸發(fā)酵應(yīng)在無(wú)氧條件下進(jìn)行，D錯(cuò)誤。4.D多選擇在秋冬季節(jié)腌菜是因?yàn)榇合募竟?jié)時(shí)溫度高，雜菌繁殖速度快，容易導(dǎo)致菜腐爛變質(zhì)，A錯(cuò)誤。傳統(tǒng)發(fā)酵過(guò)程中，制作腌菜所需乳酸菌主要來(lái)自蔬菜表面，“園菜”不能用沸水泡燙，B錯(cuò)誤。無(wú)氧且酸度較高的條件可減少雜菌污染，腌菜時(shí)“泥封其口”可創(chuàng)造無(wú)氧環(huán)境，有利于乳酸菌發(fā)酵，C錯(cuò)誤。發(fā)酵過(guò)程中，亞硝酸鹽含量先升高后逐漸降低至相對(duì)穩(wěn)定，乳酸含量先不斷升高后趨向穩(wěn)定，因此，取食時(shí)間與發(fā)酵過(guò)程中乳酸含量和亞硝酸鹽含量的變化有關(guān)，D正確。5.B果酒發(fā)酵夾子①先打開(酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量增殖，B正確)后關(guān)閉(酒精發(fā)酵)；②在發(fā)酵過(guò)程中間歇打開(釋放發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的氣體)，A錯(cuò)誤果醋發(fā)酵①②均打開圖2曲線a~b段，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸(O2消耗量=CO2產(chǎn)生量)大量繁殖，瓶?jī)?nèi)的氣壓基本不變，C錯(cuò)誤；分析圖2可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的推進(jìn)，葡萄糖含量降低，乙醇的濃度先上升后趨于穩(wěn)定，但乙醇的產(chǎn)生速率先上升，后下降為0，D錯(cuò)誤。6.D所用的培養(yǎng)基是以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，成分中除了瓊脂、水和纖維素外還應(yīng)該有氮源和無(wú)機(jī)鹽等，A錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，土樣在接種前被稀釋了105倍，因此每克土樣中纖維素分解菌的個(gè)數(shù)為34÷0.1×105=3.4×107，B錯(cuò)誤；培養(yǎng)基應(yīng)采用濕熱滅菌法滅菌，不可用干熱滅菌法滅菌，C錯(cuò)誤；為了檢驗(yàn)培養(yǎng)基滅菌是否徹底，需設(shè)置一個(gè)未接種的空白培養(yǎng)基同時(shí)培養(yǎng)，D正確。7.B甲醛中含有碳元素，可以為菌株W的生長(zhǎng)提供碳源，A正確；在甲醛濃度為350mg·L-1和600mg·L-1時(shí)，菌株W對(duì)甲醛的降解率基本相同，但降解量未知，B錯(cuò)誤；濃度超過(guò)750mg·L-1后，培養(yǎng)基中高濃度的甲醛可能會(huì)導(dǎo)致菌株失水，從而影響菌株的活性，C正確；篩選后的培養(yǎng)基在丟棄前可用高壓蒸汽滅菌鍋進(jìn)行滅菌處理，以免污染環(huán)境和感染操作者，D正確。8.B發(fā)酵果蔬汁采用全果打漿的方式進(jìn)行發(fā)酵，不僅保留了營(yíng)養(yǎng)成分，且不產(chǎn)生廢渣，可以較好地解決果蔬資源浪費(fèi)問(wèn)題，A正確；直接從原材料中分離得到的是混合菌群，還需要依照生產(chǎn)的要求、菌種的特性，采用各種篩選方法把所需要的菌種挑選出來(lái)，B錯(cuò)誤。9.C赤霉素通過(guò)促進(jìn)α-淀粉酶的產(chǎn)生促進(jìn)種子萌發(fā)，若用赤霉素溶液處理，可以使大麥種子無(wú)須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶，這樣能減少種子萌發(fā)對(duì)有機(jī)物的消耗，進(jìn)而提高啤酒產(chǎn)量，A正確；焙烤時(shí)殺死了種子中的胚但不使α-淀粉酶失活，α-淀粉酶在糖化階段使淀粉分解形成糖漿，B正確；在發(fā)酵過(guò)程中，要隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等，以了解發(fā)酵進(jìn)程，還要及時(shí)添加必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，要嚴(yán)格控制溫度、pH、溶解氧等發(fā)酵條件，C錯(cuò)誤；發(fā)酵工程使用的是大型發(fā)酵罐，接種時(shí)是將菌種加入發(fā)酵罐的發(fā)酵液中，而酵母菌純培養(yǎng)采用平板劃線法或稀釋涂布平板法將單個(gè)微生物分散到固體培養(yǎng)基上，接種方法不同，D正確。10.C篩選DMF降解菌應(yīng)該到富含DMF的制革、化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥等各個(gè)生產(chǎn)廠家的排污口附近的污水中取樣，A正確；稀釋涂布平板法可用于微生物計(jì)數(shù)，而平板劃線法不能用于計(jì)數(shù)，B正確；篩選DMF降解菌時(shí)，要以DMF(一種含碳有機(jī)物)為唯一碳源，故不應(yīng)在培養(yǎng)基中添加葡萄糖，C錯(cuò)誤；不同菌體形成的菌落特征不同，可根據(jù)菌落的形狀、大小、顏色等特征初步判斷微生物類型，D正確。11.D金黃色葡萄球菌是一種耐高鹽的食源性致病微生物，因此7.5%的NaCl肉湯培養(yǎng)基從功能角度劃分屬于選擇培養(yǎng)基，A正確；根據(jù)題干信息可知，金黃色葡萄球菌能破壞其周圍的紅細(xì)胞，產(chǎn)生透明的溶血圈，若最終長(zhǎng)出的菌落周圍出現(xiàn)透明的溶血圈，則說(shuō)明飲料被金黃色葡萄球菌污染，C正確；待測(cè)飲料中的金黃色葡萄球菌經(jīng)7.5%NaCl肉湯培養(yǎng)基培養(yǎng)過(guò)，因此用稀釋涂布平板法也不能對(duì)待測(cè)飲料中的金黃色葡萄球菌計(jì)數(shù)，D錯(cuò)誤。12.B本實(shí)驗(yàn)因變量為培養(yǎng)基上的菌落數(shù)，結(jié)合題圖可知接種方法為稀釋涂布平板法，A正確。觀察前四個(gè)平板，隨著抗生素A增多，菌落逐漸減少，第4個(gè)平板已沒(méi)有菌落；觀察第3、5、6三個(gè)平板可知，抗生素B的有無(wú)與含量多少，對(duì)菌落數(shù)影響不大，所以抗生素A對(duì)結(jié)核桿菌的生長(zhǎng)有較好的抑制作用，而抗生素B對(duì)結(jié)核桿菌的生長(zhǎng)沒(méi)有呈現(xiàn)較好的抑制作用；與單獨(dú)使用抗生素A相比，聯(lián)合使用抗生素B對(duì)結(jié)核桿菌的抑制作用無(wú)明顯增加，B錯(cuò)誤，C正確。長(zhǎng)期使用抗生素A會(huì)對(duì)結(jié)核桿菌起到定向選擇作用，使結(jié)核桿菌的抗藥基因頻率增加，D正確。13.BCD根據(jù)以下分析可知，A錯(cuò)誤，C正確。甲罐乙罐發(fā)酵類型果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵菌種酵母菌(異養(yǎng)兼性厭氧型)醋酸菌(異養(yǎng)需氧型)發(fā)酵溫度18~30℃30~35℃甲罐中進(jìn)行果酒發(fā)酵，需要在無(wú)氧環(huán)境中進(jìn)行，罐頂彎管加水可防止空氣、雜菌進(jìn)入；該過(guò)程產(chǎn)生了二氧化碳，需排氣減壓，B正確。該裝置中，果醋發(fā)酵是在果酒發(fā)酵的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，甲、乙罐的發(fā)酵開始時(shí)間不同，甲罐的發(fā)酵時(shí)間早于乙罐，D正確。14.BD根據(jù)圖b可知：甲菌、丙菌、丁菌生長(zhǎng)良好，乙菌生長(zhǎng)受抑制，且由乙菌落生長(zhǎng)的部位可知，乙菌生長(zhǎng)受抑制的原因最可能是甲菌產(chǎn)生了能抑制乙菌生長(zhǎng)的抗生素，A、C正確；丙菌生長(zhǎng)良好，說(shuō)明丁菌和乙菌沒(méi)有產(chǎn)生抑制丙菌生長(zhǎng)的抗生素，B、D錯(cuò)誤。15.AC具有分解果膠能力的菌落周圍會(huì)出現(xiàn)透明圈，而在該培養(yǎng)基上有菌落周圍沒(méi)有透明圈，說(shuō)明該培養(yǎng)基不是以果膠為唯一碳源，該培養(yǎng)基是鑒別培養(yǎng)基，A錯(cuò)誤；平板上并未出現(xiàn)劃線且菌落分布較為均勻，該培養(yǎng)基上的接種方法為稀釋涂布平板法，B正確；透明圈的直徑與菌落的直徑比值大，該種菌分解果膠的能力強(qiáng)，C錯(cuò)誤；為實(shí)現(xiàn)無(wú)菌操作，實(shí)驗(yàn)所用培養(yǎng)基一般要進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，D正確。16.BD發(fā)酵工程大多使用單一菌種進(jìn)行發(fā)酵，但生產(chǎn)過(guò)程中為防止雜菌污染仍需要進(jìn)行無(wú)菌操作，A錯(cuò)誤；性狀優(yōu)良的菌種既可以從自然界中篩選出來(lái)，也可以經(jīng)過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得，B正確；DHA油脂是一種不飽和脂肪酸，含C、H、O，生產(chǎn)DHA需要碳源，結(jié)合題圖可知，84h后DHA油脂含量上升緩慢的主要原因是葡萄糖含量不足，C錯(cuò)誤；發(fā)酵液中葡萄糖被微生物吸收用于呼吸作用產(chǎn)生能量，供其合成DHA油脂，發(fā)酵過(guò)程中，葡萄糖既可作為碳源，又可作為能源物質(zhì)，D正確。17.答案(每空2分)(1)防止去皮去核后清洗造成雜菌污染1/3(2)Y1和Y5(3)發(fā)酵時(shí)間變長(zhǎng)(4)C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量解析(1)為防止去皮去核后清洗造成雜菌污染，應(yīng)該在桂圓去皮去核之前進(jìn)行清洗。將調(diào)好的果漿裝入發(fā)酵瓶時(shí)，要留有大約1/3的空間，既為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣，又可防止發(fā)酵旺盛時(shí)汁液溢出。(2)Y5將原料中的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖哪芰^強(qiáng)，且總酯含量高，香味濃，Y1中酒精度數(shù)較高，說(shuō)明產(chǎn)酒能力強(qiáng)，因此可選擇Y1和Y5兩種酵母菌作為桂圓果酒發(fā)酵優(yōu)良菌種。(3)釀制果酒的菌種為酵母菌，當(dāng)酵母菌添加量過(guò)少時(shí)，桂圓果酒發(fā)酵過(guò)程緩慢，可能導(dǎo)致發(fā)酵時(shí)間變長(zhǎng)或發(fā)酵失敗。18.答案(除標(biāo)注外，每空1分)(1)消毒濕熱滅菌(高壓蒸汽滅菌)(2)稀釋涂布平板法活菌(3)檢驗(yàn)培養(yǎng)基滅菌是否徹底(2分)(4)在培養(yǎng)基中加入一定量的伊紅—亞甲藍(lán)，觀察菌落的特征(2分)(5)因?yàn)椴《緵](méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只能依賴活細(xì)胞生存(2分)解析(1)使用強(qiáng)烈的理化方法殺死物體內(nèi)外所有的微生物(包括芽孢和孢子)的過(guò)程稱為滅菌，消毒是指使用較為溫和的物理、化學(xué)或生物等方法殺死物體表面或內(nèi)部一部分微生物，故用洗手凝膠洗手殺死手表面的部分微生物屬于消毒。常用的滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌和濕熱滅菌，對(duì)培養(yǎng)基滅菌常用的方法是高壓蒸汽滅菌(屬于濕熱滅菌)。(2)平板劃線法不能用于計(jì)數(shù)，故統(tǒng)計(jì)手部的細(xì)菌數(shù)量，應(yīng)選擇的接種方法是稀釋涂布平板法，該方法進(jìn)行計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)的是活菌的數(shù)量。(3)D組是對(duì)未接種的空白培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，目的是檢驗(yàn)培養(yǎng)基是否被雜菌污染，滅菌是否徹底。(4)生長(zhǎng)在加入伊紅—亞甲藍(lán)的培養(yǎng)基上的大腸桿菌，可形成深紫色并有金屬光澤的菌落，所以在培養(yǎng)基中加入伊紅—亞甲藍(lán)可以鑒別是否存在大腸桿菌。(5)病毒沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只能寄生在活細(xì)胞中，故病毒不能用基本培養(yǎng)基培養(yǎng)。19.答案(除標(biāo)注外，每空1分)(1)唯一碳源誘變育種、基因工程育種(2分)(2)鹽濃度為60g/L的條件下，其他雜菌因失水過(guò)多而死亡(2分)；pH為10的條件下，其他雜菌的酶變性失活，生長(zhǎng)繁殖受抑制(2分)(3)氧氣(2分)(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等(5)C接種C菌株后甘蔗渣失重最多，纖維素降解率最大(2分)解析(2)由題干信息可知，菌株H具有嗜鹽、酸堿耐受能力強(qiáng)等特性，因此當(dāng)培養(yǎng)基鹽濃度為60g/L，pH為10時(shí)，菌株H可正常持續(xù)發(fā)酵60d以上，而其他雜菌因失水過(guò)多而死亡，或因其酶變性失活而生長(zhǎng)繁殖受抑制。(3)擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)，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)，這說(shuō)明發(fā)酵條件中氧氣不足，使菌種進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生了乙醇，據(jù)此推測(cè)氧氣是限制高密度培養(yǎng)的重要因素。(4)菌株H能分解蛋白質(zhì)說(shuō)明其能分泌蛋白酶，能分解淀粉說(shuō)明其能分泌淀粉酶，能分解油脂說(shuō)明其能分泌脂肪酶。20.答案(除標(biāo)注外，每空1分)(1)PBAT只有PBAT地膜降解菌能生長(zhǎng)，其他微生物不能生長(zhǎng)(2分)(2)避免PBAT地膜上原有微生物對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響(2分)(3)丙每次劃線的菌種都來(lái)自上一次劃線的末端，最后一次劃線結(jié)束時(shí)更容易獲得單菌落(3分)(4)RD1-3、N1-2和N3-2RD1-3、N1-2和N3-2菌株對(duì)PBAT地膜有較高的降解作用(3分)解析(1)