2024-2025學(xué)年高中生物同步備課系列【備作業(yè)】1.3 發(fā)酵工程及其應(yīng)用-人教2019版選擇性必修3

第第頁(yè)第1章發(fā)酵工程第3節(jié)發(fā)酵工程及其應(yīng)用基礎(chǔ)過關(guān)練題組一發(fā)酵工程及其基本環(huán)節(jié)1.(2024安徽江南十校聯(lián)考)下列關(guān)于發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的相關(guān)敘述正確的是()A.人類對(duì)發(fā)酵原理的認(rèn)識(shí)和密閉式發(fā)酵罐的成功設(shè)計(jì)，標(biāo)志著發(fā)酵工程的誕生B.發(fā)酵工程為厭氧發(fā)酵，而傳統(tǒng)發(fā)酵為需氧發(fā)酵C.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)制作的泡菜品質(zhì)不一，與食材上菌種的差異、雜菌不明等有關(guān)D.發(fā)酵工程所用菌種都是經(jīng)選育的單一菌種，可以明顯提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量2.(2024江蘇淮安期中)下列關(guān)于發(fā)酵工程的敘述，錯(cuò)誤的是()A.培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須經(jīng)過嚴(yán)格滅菌，發(fā)酵過程中適時(shí)補(bǔ)充滅菌的培養(yǎng)液B.發(fā)酵過程中的環(huán)境條件既會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)影響微生物代謝物的形成C.發(fā)酵產(chǎn)品包括微生物菌體本身或代謝物等，通過酵母菌發(fā)酵，獲得大量菌體，從中提取單細(xì)胞蛋白作為動(dòng)物飼料或食品添加劑D.發(fā)酵生產(chǎn)的微生物肥料可能抑制土壤中病原微生物的生長(zhǎng)3.發(fā)酵工程生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品的流程如圖所示，回答下列問題。(1)性狀優(yōu)良的菌種可以從中獲取，隨著技術(shù)的發(fā)展，也可以通過或等途徑獲得。

(2)是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)。在發(fā)酵過程中，要隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)液中的、等，以了解發(fā)酵進(jìn)程。除了了解發(fā)酵進(jìn)程外，還要及時(shí)添加必需的營(yíng)養(yǎng)組分，要嚴(yán)格控制(答出2點(diǎn)即可)等發(fā)酵條件。

(3)如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身，可在發(fā)酵結(jié)束之后，采用等方法將菌體分離和干燥，即可得到產(chǎn)品。如果產(chǎn)品是代謝物，可根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣慝@得產(chǎn)品。

(4)青霉菌在一定條件下可產(chǎn)生青霉素，青霉素具有殺菌的作用，有同學(xué)認(rèn)為利用青霉菌發(fā)酵生產(chǎn)青霉素的過程中不必?fù)?dān)心雜菌污染，你是否認(rèn)同這樣的觀點(diǎn)?。為什么?。

題組二發(fā)酵工程的應(yīng)用4.(2024江蘇泰州模擬)我國(guó)是世界上啤酒的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。啤酒是以大麥芽為主要原料制成的。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.破碎麥芽有利于釋放其中的淀粉酶B.發(fā)酵過程中有機(jī)物分解會(huì)引起發(fā)酵罐溫度升高C.要隨時(shí)檢測(cè)發(fā)酵液中的微生物數(shù)量等以了解發(fā)酵進(jìn)程D.發(fā)酵結(jié)束后需要對(duì)啤酒進(jìn)行高壓蒸汽滅菌處理5.(2024湖南衡陽(yáng)開學(xué)考試)通過發(fā)酵工程可以大量制備谷氨酸，下列有關(guān)谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)的敘述，錯(cuò)誤的是()A.發(fā)酵之前要對(duì)谷氨酸菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)B.若發(fā)酵產(chǎn)品是產(chǎn)谷氨酸菌種，可采用過濾等方法分離C.發(fā)酵過程中，在酸性條件下會(huì)積累谷氨酸D.發(fā)酵時(shí)要通入無菌空氣并在一定轉(zhuǎn)速下攪拌6.(2024河南濮陽(yáng)月考)我國(guó)是啤酒生產(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)的簡(jiǎn)要流程如圖所示，下列敘述不正確的是()A.制麥時(shí)需浸泡大麥，加入脫落酸不利于淀粉酶的形成B.赤霉素處理大麥可誘導(dǎo)淀粉酶合成，促進(jìn)糖化發(fā)生C.糖化后煮沸，主要是為了終止酶的作用并對(duì)糖漿滅菌D.生產(chǎn)精釀啤酒需要對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行徹底的過濾和消毒7.(2024安徽池州期末)黑曲霉是一種絲狀真菌，其代謝產(chǎn)物廣泛應(yīng)用于食品加工等領(lǐng)域。食品工業(yè)以紅薯粉為原料經(jīng)黑曲霉發(fā)酵獲得檸檬酸，如圖為生產(chǎn)檸檬酸的簡(jiǎn)要流程圖。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.據(jù)圖分析黑曲霉的代謝類型是需氧型B.培養(yǎng)過程1使用平板劃線法進(jìn)行接種，培養(yǎng)過程2為擴(kuò)大培養(yǎng)環(huán)節(jié)C.α-淀粉酶將紅薯中的淀粉水解產(chǎn)生葡萄糖提供碳源，蛋白胨提供氮源和維生素等D.發(fā)酵罐內(nèi)接種的是黑曲霉純種，培養(yǎng)基C和發(fā)酵罐不需要嚴(yán)格滅菌8.(2023山西大同月考)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(guó)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?；卮鹣铝袉栴}：(1)米曲霉發(fā)酵過程中，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程所需的酶類，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)。

答案與解析第1章發(fā)酵工程第3節(jié)發(fā)酵工程及其應(yīng)用基礎(chǔ)過關(guān)練1.C2.C4.D5.C6.D7.D1.C人們能夠在嚴(yán)格控制的環(huán)境條件下大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品，發(fā)酵工程逐步形成，A錯(cuò)誤；發(fā)酵工程和傳統(tǒng)發(fā)酵均既有需氧發(fā)酵又有厭氧發(fā)酵，主要由菌種代謝類型決定其是否需氧，B錯(cuò)誤；發(fā)酵工程所用菌種大多是經(jīng)選育的單一菌種，可以明顯提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，D錯(cuò)誤。歸納總結(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代發(fā)酵工程的比較傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)現(xiàn)代發(fā)酵工程菌種來源原料或前一次發(fā)酵保存下來的發(fā)酵物中的微生物從自然界中篩選或利用生物技術(shù)培育的微生物滅菌條件不需嚴(yán)格滅菌需要嚴(yán)格滅菌發(fā)酵條件的控制人為控制發(fā)酵條件，沒有特別嚴(yán)格通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制發(fā)酵條件，特別嚴(yán)格產(chǎn)物的分離、純化較為簡(jiǎn)單，往往直接使用較為復(fù)雜，方法有過濾、沉淀、蒸餾、萃取等2.C培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須經(jīng)過嚴(yán)格滅菌，以防止雜菌污染導(dǎo)致發(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)量大大下降；發(fā)酵過程中適時(shí)補(bǔ)充滅菌的培養(yǎng)液，以滿足發(fā)酵菌種的代謝需求，A正確。發(fā)酵過程需要適宜的溫度和pH，環(huán)境條件既會(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，B正確。發(fā)酵產(chǎn)品包括微生物菌體本身或代謝物等，單細(xì)胞蛋白是微生物菌體，不需要從獲得的菌體中提取，C錯(cuò)誤。有的微生物肥料可以抑制土壤中病原微生物的生長(zhǎng)，從而減少病害的發(fā)生，D正確。特別提醒單細(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)。3.答案：(1)自然界誘變育種基因工程育種(2)發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵微生物數(shù)量產(chǎn)物濃度溫度、pH和溶解氧(3)過濾、沉淀提取、分離和純化(4)不認(rèn)同因?yàn)榍嗝顾刂荒軞绮糠蛛s菌，且某些雜菌會(huì)分泌青霉素酶將青霉素分解，所以利用青霉菌發(fā)酵生產(chǎn)青霉素的過程中也要防止雜菌污染解析：(4)青霉素只能殺滅部分雜菌，在青霉素生產(chǎn)過程中，如果污染了能分泌青霉素酶的雜菌，這些雜菌會(huì)分泌青霉素酶將青霉素分解，因此利用青霉菌發(fā)酵生產(chǎn)青霉素的過程中也要防止雜菌污染。4.D麥芽中含有淀粉酶可以將淀粉水解，破碎麥芽有利于釋放其中的淀粉酶，更充分的水解淀粉，A正確；發(fā)酵過程中有機(jī)物分解會(huì)釋放熱量使發(fā)酵罐溫度升高，B正確；發(fā)酵過程中要隨時(shí)檢測(cè)發(fā)酵液中的微生物數(shù)量等以了解發(fā)酵進(jìn)程，C正確；啤酒需消毒處理，不需要高壓蒸汽滅菌，D錯(cuò)誤。特別提醒接種單一高質(zhì)量純種、嚴(yán)格的消毒滅菌措施、培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)協(xié)調(diào)、嚴(yán)格的發(fā)酵條件控制等，都使啤酒的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。5.C如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身(產(chǎn)谷氨酸菌種)，可在發(fā)酵結(jié)束之后，采用過濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥，即可得到產(chǎn)品；如果產(chǎn)品是代謝物，可根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)采取適當(dāng)?shù)奶崛?、分離和純化措施來獲得產(chǎn)品，B正確。環(huán)境條件會(huì)影響微生物代謝物的形成，谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)，在中性和弱堿性條件下會(huì)積累谷氨酸，在酸性條件下則容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，C錯(cuò)誤。谷氨酸棒狀桿菌是好氧菌，發(fā)酵時(shí)需要通入無菌空氣并在一定轉(zhuǎn)速下攪拌，D正確。6.D浸泡大麥的目的是提高自由水與結(jié)合水的比例，進(jìn)而提高細(xì)胞代謝速率和淀粉酶的形成，而加入脫落酸促進(jìn)休眠，不利于淀粉酶的形成，A正確；赤霉素處理大麥可誘導(dǎo)淀粉酶合成，淀粉酶催化淀粉分解，促進(jìn)糖化發(fā)生，B正確；生產(chǎn)精釀啤酒一般不添加食品添加劑，不進(jìn)行過濾和消毒處理等，D錯(cuò)誤。拓展延伸“精釀”啤酒與“工業(yè)”啤酒的區(qū)別7.D據(jù)圖分析，培養(yǎng)過程2是振蕩培養(yǎng)，且檸檬酸發(fā)酵時(shí)需攪拌，故黑曲霉的代謝類型為需氧型，A正確。雖然發(fā)酵罐內(nèi)接種的是黑曲霉純培養(yǎng)物，但是在發(fā)酵工業(yè)中一旦有雜菌污染，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量大大下降，所以培養(yǎng)基C和發(fā)酵設(shè)備都必須經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌，D錯(cuò)誤。8.答案：(1)蛋白質(zhì)碳源(2)蛋白酶脂肪酶氨基酸異養(yǎng)好氧(3)原核生物乙醇和CO2食鹽解析：(1)微生物培養(yǎng)基成分一般包括