2024-2025學(xué)年高二生物人教版選擇性必修3同步練習(xí) 第1章 第3節(jié) 發(fā)酵工程及其應(yīng)用

第3節(jié)發(fā)酵工程及其應(yīng)用課標(biāo)內(nèi)容(1)概述發(fā)酵工程及其基本環(huán)節(jié)。(2)說(shuō)明發(fā)酵工程在生產(chǎn)上有重要的應(yīng)用價(jià)值。知識(shí)點(diǎn)1發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)1.發(fā)酵罐2.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)發(fā)酵工程所用的菌種大多是單一菌種，整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中不能混入雜菌，這是為什么？那如何防止雜菌的污染？提示：在發(fā)酵過(guò)程中如果混入其他微生物，將與菌種形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，對(duì)發(fā)酵過(guò)程造成不良影響；要在發(fā)酵前對(duì)培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)施進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處理。知識(shí)點(diǎn)2發(fā)酵工程的應(yīng)用1.在食品工業(yè)上的應(yīng)用(1)生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品，如醬油、各種酒類。(2)生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑，如通過(guò)黑曲霉發(fā)酵制得的檸檬酸；由谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵生產(chǎn)味精。(3)生產(chǎn)酶制劑，如α-淀粉酶、β-淀粉酶、脂肪酶等。2.在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用基因工程、蛋白質(zhì)工程等的廣泛應(yīng)用給發(fā)酵工程制藥領(lǐng)域的發(fā)展注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。3.在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用(1)生產(chǎn)微生物肥料。微生物肥料利用了微生物在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸、生物活性物質(zhì)等來(lái)增進(jìn)土壤肥力，改良土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)植株生長(zhǎng)，常見(jiàn)的有根瘤菌肥、固氮菌肥等。(2)生產(chǎn)微生物農(nóng)藥。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。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(lái)越重要的作用。(3)生產(chǎn)微生物飼料。微生物含有豐富的蛋白質(zhì)。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)酵獲得了大量的微生物菌體，即單細(xì)胞蛋白。用單細(xì)胞蛋白制成的微生物飼料，能使家畜、家禽增重快，產(chǎn)奶或產(chǎn)蛋量顯著提高。4.在其他方面的應(yīng)用發(fā)酵工程正滲透到幾乎所有的工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，在助力解決糧食、環(huán)境、健康和能源等方面的重大問(wèn)題上，作出了越來(lái)越大的貢獻(xiàn)。(1)發(fā)酵工程利用的菌種都是從自然界中篩選出來(lái)的。(×)提示：發(fā)酵工程的菌種也可以通過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得。(2)發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是選育菌種。(×)提示：發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵的過(guò)程。(3)發(fā)酵工程中要對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌，發(fā)酵設(shè)備不用滅菌。(×)提示：培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌。(4)利用微生物農(nóng)藥防治農(nóng)林蟲(chóng)害屬于化學(xué)防治。(×)提示：利用微生物農(nóng)藥防治農(nóng)林蟲(chóng)害屬于生物防治。(5)微生物飼料主要是利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的微生物的菌體。(√)(6)單細(xì)胞蛋白是通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生的大量的微生物分泌蛋白。(×)提示：?jiǎn)渭?xì)胞蛋白是通過(guò)發(fā)酵獲得的大量微生物菌體。一、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)【情境探疑】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，為人類生產(chǎn)產(chǎn)品。常用谷氨酸棒狀桿菌(好氧細(xì)菌)在如圖所示的發(fā)酵罐中發(fā)酵來(lái)大量生產(chǎn)味精?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)微生物菌種資源豐富，選擇發(fā)酵工程所用的菌種時(shí)需要考慮哪些因素？提示：需要考慮的因素包括：在低成本的培養(yǎng)基上能迅速生長(zhǎng)繁殖；生產(chǎn)所需代謝物的產(chǎn)量高；發(fā)酵條件容易控制；菌種不易變異、退化等。(2)怎樣對(duì)發(fā)酵條件進(jìn)行調(diào)控以滿足微生物的生長(zhǎng)需要？提示：要對(duì)溫度、pH、溶解氧等發(fā)酵條件進(jìn)行嚴(yán)格控制，使其最適合微生物的生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)及時(shí)添加必需的營(yíng)養(yǎng)組分。(3)在進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)，排出的氣體和廢棄培養(yǎng)液能直接排放到外界環(huán)境中嗎？為什么？提示：不能。發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的氣體和廢棄培養(yǎng)液需經(jīng)過(guò)相應(yīng)的凈化設(shè)備，達(dá)到國(guó)家排放要求后才能排放到外界環(huán)境中。因?yàn)榘l(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的某些氣體和廢棄培養(yǎng)液可能對(duì)人及其他生物或環(huán)境有害。(4)在產(chǎn)物分離和提純方面，發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比有哪些改進(jìn)之處？提示：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，采用過(guò)濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥。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(lái)獲得產(chǎn)品?！镜淅龖?yīng)用】例1關(guān)于發(fā)酵工程的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A.發(fā)酵是發(fā)酵工程的中心階段，隨時(shí)檢測(cè)影響發(fā)酵過(guò)程的各種環(huán)境條件并予以控制，才能保證發(fā)酵正常進(jìn)行B.采用連續(xù)培養(yǎng)的方法可延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，從而提高代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量C.用谷氨酸棒狀桿菌合成的谷氨酸是初級(jí)代謝產(chǎn)物，其代謝既受酶合成的調(diào)節(jié)，又受酶活性的調(diào)節(jié)D.人工誘變、細(xì)胞工程、基因工程等都能對(duì)微生物進(jìn)行定向的改造答案D解析人工誘變的原理是基因突變，基因突變是不定向的，D錯(cuò)誤。例2(2023·天津靜海區(qū)高二檢測(cè))下列關(guān)于微生物發(fā)酵過(guò)程的說(shuō)法，正確的是()A.菌種選育是發(fā)酵的中心階段B.只要不斷地向發(fā)酵罐中通入液體培養(yǎng)基，就能保證發(fā)酵的正常進(jìn)行C.在發(fā)酵過(guò)程中，要嚴(yán)格控制溫度、pH、溶解氧與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件，否則會(huì)影響菌種代謝產(chǎn)物的形成D.在谷氨酸發(fā)酵過(guò)程中，當(dāng)pH呈酸性時(shí)，生成的代謝產(chǎn)物就會(huì)是乳酸或琥珀酸答案C解析發(fā)酵工程的內(nèi)容包括菌種選育、擴(kuò)大培養(yǎng)、培養(yǎng)基的配制、滅菌、接種、發(fā)酵和產(chǎn)品的分離與提純等方面，其中發(fā)酵過(guò)程是發(fā)酵的中心階段，A錯(cuò)誤；發(fā)酵過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)液中的微生物數(shù)目、產(chǎn)物濃度等，同時(shí)應(yīng)對(duì)發(fā)酵過(guò)程中的一些條件進(jìn)行控制才能保證發(fā)酵的正常進(jìn)行，B錯(cuò)誤；微生物發(fā)酵過(guò)程中要嚴(yán)格控制溫度、pH、溶解氧與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件，因?yàn)榄h(huán)境條件的變化不僅會(huì)影響菌種的生長(zhǎng)和繁殖，還會(huì)影響代謝產(chǎn)物的形成，C正確；谷氨酸棒狀桿菌在谷氨酸發(fā)酵的過(guò)程中，當(dāng)pH呈酸性時(shí)，會(huì)生成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，D錯(cuò)誤。二、發(fā)酵工程的應(yīng)用【情境探疑】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)物專一、廢棄物對(duì)環(huán)境的污染小和容易處理等特點(diǎn)，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，形成了規(guī)模龐大的發(fā)酵工業(yè)。思考回答下列問(wèn)題：(1)分析下列產(chǎn)品需要利用發(fā)酵工程技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的有哪些？①生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料②利用工程菌生產(chǎn)胰島素③工廠化生產(chǎn)青霉素提示：①②③。生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料、利用工程菌生產(chǎn)胰島素、工廠化生產(chǎn)青霉素均需要利用發(fā)酵工程技術(shù)。(2)醬油、各種酒類、檸檬酸和谷氨酸的生產(chǎn)分別利用了哪種微生物的發(fā)酵？提示：醬油、各種酒類、檸檬酸和谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)利用的微生物分別是霉菌(如黑曲霉)、釀酒酵母、黑曲霉和谷氨酸棒狀桿菌。(3)利用微生物進(jìn)行纖維素發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，然后和汽油按一定比例混合，可形成乙醇汽油。請(qǐng)結(jié)合乙醇的性質(zhì)，分析乙醇汽油有哪些優(yōu)點(diǎn)？提示：乙醇可通過(guò)糧食發(fā)酵制得，是可再生能源，推廣使用乙醇汽油可以節(jié)省石油資源；乙醇燃燒生成二氧化碳和水，能減少汽車尾氣的污染等。(4)分析與傳統(tǒng)的手工發(fā)酵相比，啤酒發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中的哪些措施使得啤酒的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高？提示：接種單一高質(zhì)量菌種、嚴(yán)格的消毒和滅菌措施、培養(yǎng)基中營(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?！镜淅龖?yīng)用】例3下列關(guān)于發(fā)酵工程的應(yīng)用的說(shuō)法，正確的是()A.食品添加劑由于可以增加食品營(yíng)養(yǎng)，改善食品的色、香、味，還可延長(zhǎng)保存期，使用時(shí)應(yīng)盡量多添加B.加酶洗衣粉使用時(shí)用沸水洗滌效果最好C.在青貯飼料中添加乳酸菌，可以提高飼料的品質(zhì)，使飼料保鮮，同時(shí)提高動(dòng)物免疫力D.與使用化學(xué)農(nóng)藥相比，使用微生物農(nóng)藥具有成本高、見(jiàn)效快、無(wú)污染的特點(diǎn)答案C解析過(guò)量使用食品添加劑會(huì)對(duì)人體健康造成影響，甚至危及生命，所以不能過(guò)量使用，A錯(cuò)誤；加酶洗衣粉中酶制劑在最適溫度下活性最高，沸水條件會(huì)使酶失活，洗滌效果變差，B錯(cuò)誤；在青貯飼料中添加乳酸菌，通過(guò)乳酸菌的發(fā)酵，可以提高飼料品質(zhì)，使飼料保鮮，同時(shí)提高動(dòng)物免疫力，C正確；與使用化學(xué)農(nóng)藥相比，使用微生物農(nóng)藥具有成本低、無(wú)污染的特點(diǎn)，D錯(cuò)誤。例4(2023·山東師范大學(xué)附中高二檢測(cè))下列有關(guān)發(fā)酵工程應(yīng)用的說(shuō)法，錯(cuò)誤的()A.發(fā)酵工程可以生產(chǎn)醬油、泡菜等傳統(tǒng)發(fā)酵食品B.檸檬酸、乳酸等食品添加劑可以通過(guò)發(fā)酵工程生產(chǎn)C.發(fā)酵工程可以生產(chǎn)多種藥物，但是不能生產(chǎn)疫苗D.發(fā)酵工程生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白可以制成微生物飼料答案C解析乙型肝炎疫苗可用發(fā)酵工程的方法生產(chǎn)，這種方法生產(chǎn)乙型肝炎疫苗的優(yōu)點(diǎn)是酵母菌繁殖快，代謝旺盛，單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量高，C錯(cuò)誤。思維導(dǎo)圖晨讀必背1.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。2.發(fā)酵工程所用的菌種大多是單一菌種。3.發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵。4.如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身，可采用過(guò)濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥得到產(chǎn)品；如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物的代謝物，可根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)采取適當(dāng)?shù)奶崛　⒎蛛x和純化措施來(lái)獲得產(chǎn)品。5.發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝產(chǎn)物、酶及微生物的菌體。隨堂檢測(cè)1.下列有關(guān)發(fā)酵工程的敘述，正確的是()A.單細(xì)胞蛋白就是從人工培養(yǎng)的微生物菌體中提取的蛋白質(zhì)B.可通過(guò)誘變育種、基因工程等方法選育出性狀優(yōu)良的菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)C.發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)最大的區(qū)別是前者可以用微生物進(jìn)行發(fā)酵D.通常所指的發(fā)酵條件包括溫度、溶解氧、pH和酶的控制等答案B解析單細(xì)胞蛋白是指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，A錯(cuò)誤；工程菌多為原核生物，可通過(guò)誘變育種、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)大培養(yǎng)，B正確；傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代發(fā)酵工程都是利用微生物的發(fā)酵來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)，C錯(cuò)誤；通常所指的發(fā)酵條件包括溫度、溶解氧、pH等的控制，D錯(cuò)誤。2.(2023·湖北武漢高二期末)青霉素是青霉菌分泌的一種抗生素。隨著高產(chǎn)菌種的選育，發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展，青霉素已經(jīng)步入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的道路。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.經(jīng)過(guò)不斷誘變、篩選獲得生產(chǎn)用高產(chǎn)青霉菌株B.發(fā)酵工程所用培養(yǎng)基和設(shè)備必須嚴(yán)格控制無(wú)菌C.發(fā)酵過(guò)程要隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度、溶解氧等D.用過(guò)濾、沉淀等方法將青霉菌體分離、干燥即可獲得青霉素答案D解析高產(chǎn)青霉菌株是通過(guò)誘變育種獲得的，A正確；發(fā)酵工程所用培養(yǎng)基和設(shè)備必須嚴(yán)格控制無(wú)菌，避免雜菌污染，B正確；發(fā)酵過(guò)程要隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度、溶解氧等，以保證發(fā)酵過(guò)程的順利進(jìn)行，C正確；僅通過(guò)過(guò)濾、沉淀等方法將青霉菌體分離、干燥，不能獲得青霉素，還需經(jīng)過(guò)萃取、脫色等，D錯(cuò)誤。3.(多選)(2022·山東泰安高二檢測(cè))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養(yǎng)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)大培養(yǎng)C.發(fā)酵工程中所用的菌種大多是單一菌種D.人工控制微生物代謝的唯一措施是控制生產(chǎn)過(guò)程中的各種條件答案BC解析單細(xì)胞蛋白就是人工培養(yǎng)的微生物菌體，A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)大培養(yǎng)，B正確；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)量大大下降，C正確；人工控制微生物代謝的措施包括改變微生物的遺傳特性、控制生產(chǎn)過(guò)程中的各種條件等，D錯(cuò)誤。4.下圖為發(fā)酵裝置，據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)若該培養(yǎng)裝置的pH檢測(cè)及控制裝置出現(xiàn)故障，可采取的應(yīng)急措施是____________。pH發(fā)生變化的原因是______________________________________。(2)冷卻水的進(jìn)入口是________，無(wú)菌空氣的進(jìn)入口是________。(3)若將此裝置用于酒精發(fā)酵或谷氨酸發(fā)酵，在發(fā)酵過(guò)程中，技術(shù)上的關(guān)鍵區(qū)別是____________________________________________________________________。(4)若培養(yǎng)過(guò)程中進(jìn)料和放料的速度未變，但有效產(chǎn)物減少，如果是酒精發(fā)酵應(yīng)該檢查_(kāi)___________，如果是谷氨酸發(fā)酵可能的原因是____________________________________________________________________。(5)圖中5的作用是_________________________________________________________________________________________________________________________。若此裝置損壞，對(duì)于無(wú)氧發(fā)酵，產(chǎn)量將________。答案(1)添加緩沖液代謝產(chǎn)物的積累或酸堿物質(zhì)的消耗不均等(2)43(3)是否通入無(wú)菌空氣(4)通氣量溶氧量降低或pH降低(5)把無(wú)菌空氣打成細(xì)小的氣泡，增加溶氧量；使菌種與培養(yǎng)液充分接觸不受大的影響eq\a\vs4\al(課時(shí)精練)(時(shí)間：30分鐘)【基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)】知識(shí)點(diǎn)1發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)1.(2023·河南洛陽(yáng)高二階段練習(xí))下列關(guān)于發(fā)酵工程的敘述，錯(cuò)誤的是()A.發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵B.發(fā)酵過(guò)程中應(yīng)對(duì)發(fā)酵條件進(jìn)行控制C.發(fā)酵工程的原料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉，產(chǎn)物專一，在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用D.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)菌操作答案D解析發(fā)酵過(guò)程中應(yīng)對(duì)發(fā)酵條件進(jìn)行控制，使發(fā)酵過(guò)程處于最佳狀態(tài)，B正確；發(fā)酵工程的原料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉，產(chǎn)物專一，廢棄物對(duì)環(huán)境污染小，在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和農(nóng)牧業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，C正確；發(fā)酵工程大多使用單一菌種進(jìn)行發(fā)酵，但是生產(chǎn)過(guò)程也需要進(jìn)行無(wú)菌操作，D錯(cuò)誤。2.發(fā)酵工程在現(xiàn)代生物工程中的地位越來(lái)越重要。下列有關(guān)發(fā)酵過(guò)程的敘述，錯(cuò)誤的是()A.可以從自然界中選育出所需要的菌種B.要隨時(shí)取樣，檢測(cè)培養(yǎng)液的微生物數(shù)目、產(chǎn)物濃度等，以了解發(fā)酵進(jìn)程C.在發(fā)酵過(guò)程中不需要向裝置中再添加必需的營(yíng)養(yǎng)組分D.要嚴(yán)格控制溫度、pH、溶解氧等發(fā)酵條件答案C解析隨著發(fā)酵的進(jìn)行，培養(yǎng)液中必需的營(yíng)養(yǎng)組分減少，因此在發(fā)酵過(guò)程中需要及時(shí)向裝置中再添加必需的營(yíng)養(yǎng)組分，C錯(cuò)誤。3.下列關(guān)于發(fā)酵工程的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A.發(fā)酵工程的產(chǎn)品是指微生物的代謝物和菌體本身B.可以通過(guò)人工誘變選育新品種C.培養(yǎng)基、發(fā)酵設(shè)備和菌種必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌D.環(huán)境條件的變化，不僅會(huì)影響菌種的生長(zhǎng)和繁殖，而且會(huì)影響菌體代謝物的形成答案C解析發(fā)酵工程中所用菌種大多是單一菌種，因此，培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌，但菌種不能滅菌，否則整個(gè)發(fā)酵過(guò)程將無(wú)法進(jìn)行，C錯(cuò)誤。4.某高校采用如圖所示的發(fā)酵罐進(jìn)行葡萄酒發(fā)酵過(guò)程的研究。下列敘述正確的是()A.為加快發(fā)酵速度，應(yīng)使發(fā)酵液保持35℃的恒溫B.給發(fā)酵罐適時(shí)排氣，后期可縮短排氣間隔時(shí)間C.環(huán)境條件不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，還會(huì)影響微生物代謝物的形成D.若定期對(duì)培養(yǎng)液中酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，只能采用稀釋涂布平板法答案C解析酵母菌發(fā)酵的適宜溫度為18～30℃，A錯(cuò)誤；在發(fā)酵過(guò)程中需要給發(fā)酵罐適時(shí)排氣，隨著發(fā)酵過(guò)程的進(jìn)行，產(chǎn)生的二氧化碳越來(lái)越少，后期可延長(zhǎng)排氣間隔時(shí)間，B錯(cuò)誤；若定期對(duì)培養(yǎng)液中酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，除采用稀釋涂布平板法，還可以采用顯微鏡直接計(jì)數(shù)法，D錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)2發(fā)酵工程的應(yīng)用5.下列有關(guān)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵的描述，正確的是()A.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵都需要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作，防止雜菌的污染，如都要進(jìn)行培養(yǎng)液的滅菌B.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)對(duì)發(fā)酵條件的控制主要通過(guò)人工控制，而現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵對(duì)發(fā)酵條件的控制是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)和控制C.制作泡菜的菌種是人工接種的純的乳酸菌菌種D.果酒制作、果醋制作以及腐乳的制作等都屬于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵答案B解析傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵都要進(jìn)行無(wú)菌操作，但傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)防止發(fā)酵液污染的措施主要是進(jìn)行有關(guān)發(fā)酵裝置的消毒，滅菌不是很嚴(yán)格，傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)利用的是原料中存在的微生物，培養(yǎng)液一般不需要滅菌，A錯(cuò)誤；傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)對(duì)發(fā)酵條件的控制主要是通過(guò)人工控制的，現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵對(duì)發(fā)酵條件的控制是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的，B正確；制作泡菜屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用，菌種來(lái)源于附著在原材料上的天然的乳酸菌，不需要人工接種，C錯(cuò)誤；果酒制作、果醋制作以及腐乳制作屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用，D錯(cuò)誤。6.(2023·湖北荊門(mén)高二期末)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。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)多是混合菌種發(fā)酵，發(fā)酵工程一般為純種發(fā)酵B.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C.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D.發(fā)酵工程通?？梢圆捎眠B續(xù)培養(yǎng)的方法以最大限度地獲得人類所需的產(chǎn)品答案B解析單細(xì)胞蛋白是指以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢料等為原料，通過(guò)發(fā)酵獲得的大量的微生物菌體，B錯(cuò)誤。7.下列關(guān)于發(fā)酵工程在食品工業(yè)上的應(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營(yíng)養(yǎng)C.生產(chǎn)食品酸度調(diào)節(jié)劑，如檸檬酸可以通過(guò)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(guò)發(fā)酵工程生產(chǎn)答案B解析食品添加劑不僅可以增加食品的營(yíng)養(yǎng)，改善食品的口味、色澤和品質(zhì)，有時(shí)還可以延長(zhǎng)食品的保存期，B錯(cuò)誤。8.(2022·江蘇如皋模擬)紅酸湯是苗族人民的傳統(tǒng)食品，它顏色鮮紅、氣味清香、味道酸爽。以番茄和辣椒為原料的紅酸湯制作流程如下。下列相關(guān)敘述中正確的是()A.紅酸湯制作過(guò)程中用到的微生物主要是醋酸菌B.裝壇時(shí)加入成品紅酸湯是為了增加發(fā)酵菌種的數(shù)量C.裝壇時(shí)不裝滿的原因是為了促進(jìn)微生物繁殖D.紅酸湯的制作中發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)，口味越純正答案B解析紅酸湯制作過(guò)程中要密封發(fā)酵，利用的微生物主要是厭氧菌，而醋酸菌是好氧菌，A錯(cuò)誤；裝壇時(shí)加入成品紅酸湯是為了增加發(fā)酵菌種的數(shù)量，B正確；裝壇時(shí)壇口留有一點(diǎn)空間而不裝滿的目的是防止發(fā)酵后液體外溢，C錯(cuò)誤；如果發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)影響口感，D錯(cuò)誤。9.(2022·湖北卷，11)關(guān)于白酒、啤酒和果酒的生產(chǎn)，下列敘述錯(cuò)誤的是()A.在白酒、啤酒和果酒的發(fā)酵初期需要提供一定的氧氣B.白酒、啤酒和果酒釀制的過(guò)程也是微生物生長(zhǎng)繁殖的過(guò)程C.葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇所需的酶既存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，也存在于線粒體D.生產(chǎn)白酒、啤酒和果酒的原材料不同，但發(fā)酵過(guò)程中起主要作用的都是酵母菌答案C解析在白酒、啤酒和果酒的發(fā)酵初期需要提供一定的氧氣，讓酵母菌大量繁殖，再進(jìn)行酒精發(fā)酵，A正確；白酒、啤酒和果酒釀制的過(guò)程也是微生物生長(zhǎng)繁殖的過(guò)程，如發(fā)酵初期酵母菌大量繁殖，B正確；酒精發(fā)酵利用的菌種是酵母菌，葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇所需的酶存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，不存在于線粒體中，C錯(cuò)誤，D正確。【綜合提升】10.利用農(nóng)作物秸稈等纖維質(zhì)原料生產(chǎn)的乙醇，經(jīng)加工可制成燃料乙醇，從而減少了對(duì)石油資源的依賴。下圖為生產(chǎn)燃料乙醇的簡(jiǎn)要流程，據(jù)圖分析錯(cuò)誤的一項(xiàng)是()A.要得到微生物A，最好選擇富含纖維素的土壤采集土樣B.圖中②過(guò)程常用的微生物B是酵母菌C.微生物A和微生物B可利用的碳源相同D.可用纖維素酶制劑代替微生物A起作用答案C解析根據(jù)圖解可知，微生物A的碳源是纖維素，故要想獲得微生物A，最好選擇富含纖維素的土壤采集土樣，A正確；圖中②過(guò)程表示生產(chǎn)乙醇的過(guò)程，常用的微生物是酵母菌，B正確；微生物A所用碳源為纖維素，微生物B所用碳源為纖維素降解物，C錯(cuò)誤；微生物A之所以能利用纖維質(zhì)原料是因?yàn)槠浜欣w維素酶，故可用纖維素酶制劑代替微生物A起作用，D正確。11.(多選)(2023·山東師范大學(xué)附中高二期中)下列關(guān)于發(fā)酵工程及其應(yīng)用的說(shuō)法，正確的是()A.黑曲霉可以用于醬油、檸檬酸、凝乳酶的工業(yè)生產(chǎn)B.接種是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)C.用于發(fā)酵工程的菌種，可以從自然界中篩選，也可以通過(guò)基因工程育種或誘變育種獲得D.可以通過(guò)蒸餾、萃取等方法對(duì)單細(xì)胞蛋白進(jìn)行分離、提純答案AC解析黑曲霉廣泛分布于世界各地的糧食、植物性產(chǎn)品和土壤中，是重要的發(fā)酵工業(yè)菌種，黑曲霉可以用于醬油、檸檬酸、凝乳酶的工業(yè)生產(chǎn)，A正確；發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)，B錯(cuò)誤；發(fā)酵工程中使用的優(yōu)良性狀的菌種可以從自然界中篩選，也可以通過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得，C正確；單細(xì)胞蛋白是微生物菌體，可采用沉淀、過(guò)濾等方法分離，而代謝產(chǎn)物則采用提取、分離和純化等辦法獲得，D錯(cuò)誤。12.(多選)人類利用微生物發(fā)酵制作食品或?qū)⑽⑸锇l(fā)酵應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)已經(jīng)有幾千年的歷史。下列關(guān)于微生物培養(yǎng)及利用的敘述，正確的是()A.利用以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基可選擇培養(yǎng)纖維素分解菌B.為獲得純化的酵母菌菌落，可使用平板劃線法接種C.制作果醋時(shí)需要將醋酸菌保持在無(wú)氧條件下才能產(chǎn)生乙酸D.某些細(xì)菌產(chǎn)生的脲酶可分解土壤中的尿素，有助于植物對(duì)氮的吸收答案ABD解析纖維素分解菌在以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基上能生長(zhǎng)和繁殖，而其他微生物不能生長(zhǎng)和繁殖，故能選擇培養(yǎng)纖維素分解菌，A正確；為獲得純化的酵母菌菌落，可使用平板劃線法接種，B正確；醋酸菌是一種好氧細(xì)菌，在氧氣充足時(shí)可產(chǎn)生乙酸，C錯(cuò)誤；某些細(xì)菌產(chǎn)生的脲酶可催化尿素的分解，有助于植物對(duì)氮的吸收，D正確。13.(多選)(2023·山東日照一中高二期末)下圖表示啤酒工業(yè)化生產(chǎn)的簡(jiǎn)要流程。下列說(shuō)法正確的是()A.利用赤霉素處理大麥可省略制麥環(huán)節(jié)B.發(fā)酵開(kāi)始前，對(duì)于發(fā)酵罐以及各種連接管道都需要進(jìn)行徹底滅菌C.主發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液還要在低溫、密閉的環(huán)境下儲(chǔ)存一段時(shí)間進(jìn)行后發(fā)酵D.糖化后期要煮沸并冷卻，均是為了抑制雜菌的生長(zhǎng)答案ABC解析酵母菌不能直接利用淀粉，需要淀粉酶等將淀粉轉(zhuǎn)化成可利用的糖類，而制麥過(guò)程就是讓大麥發(fā)芽產(chǎn)生淀粉酶，赤霉素能促進(jìn)淀粉酶的合成，進(jìn)而促進(jìn)淀粉分解成葡萄糖，利用赤霉素處理大麥可省略制麥環(huán)節(jié)，A正確；發(fā)酵開(kāi)始前，對(duì)于發(fā)酵罐以及各種連接管道都需要進(jìn)行徹底滅菌，這樣能夠更好地防止雜菌污染，B正確；主發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液還要在低溫、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，C正確；糖化后期要煮沸并冷卻，煮沸是為了殺菌，冷卻是為了接種時(shí)保持酵母菌菌種的活性，D錯(cuò)誤。14.下圖為發(fā)酵工程生產(chǎn)產(chǎn)品的流程圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)若能生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素的工程菌是通過(guò)①培養(yǎng)的，①應(yīng)該是________；若高產(chǎn)青霉素菌種是通過(guò)②培育的，②應(yīng)該是________。(2)根據(jù)培養(yǎng)基的用途，可以將它們分為_(kāi)_______培養(yǎng)基和________培養(yǎng)基。各種培養(yǎng)基的具體配方不同，但一般都含有________________________等營(yíng)養(yǎng)成分。培養(yǎng)基在使用之前要用________法進(jìn)行滅菌。(3)整個(gè)過(guò)程的中心環(huán)節(jié)是________，在該時(shí)期要隨時(shí)取樣檢測(cè)培養(yǎng)基中的________________等。同時(shí)。要嚴(yán)格控制________________等發(fā)酵條件，因?yàn)榄h(huán)境條件不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)、繁殖，還會(huì)影響微生物________的形成。(4)在發(fā)酵過(guò)程中要不斷攪拌的目的是：①________________________________________________________________________________________________________________________________________；②____________________________________________________________________。(5)發(fā)酵產(chǎn)品分離、提純時(shí)要根據(jù)產(chǎn)品的類型選擇合適的方法。如果發(fā)酵產(chǎn)品是菌體本身，常常采用____________等方法分離、提純；如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物的代謝物，還要根據(jù)________采取適當(dāng)?shù)奶崛　⒎蛛x和純化措施獲得產(chǎn)品。答案(1)基因工程誘變育種(2)選擇鑒別碳源、氮源、水、無(wú)機(jī)鹽高壓蒸汽滅菌(3)發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度溶解氧、pH和溫度代謝物(4)增加溶氧量使菌種與培養(yǎng)液充分接觸，提高原料的利用率(5)過(guò)濾、沉淀產(chǎn)物的性質(zhì)15.某地葡萄滯銷，運(yùn)輸困難。為了減少損失，果農(nóng)們?cè)诩夹g(shù)人員的指導(dǎo)下，開(kāi)始制作果汁、果酒、果醋等產(chǎn)品。下圖是某果農(nóng)設(shè)計(jì)的葡萄酒和葡萄醋的工藝流程?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)將葡萄破碎、除梗之前，通常利用________對(duì)葡萄進(jìn)行消毒。為了提高_(dá)___________，在葡萄壓榨前可加入一定濃度的纖維素酶和果膠酶。(2)甲發(fā)酵罐一般會(huì)在頂部采用____________進(jìn)行密封，目的是防止空氣進(jìn)入，排出發(fā)酵罐中CO2。發(fā)酵一段時(shí)間后，觀察甲發(fā)酵罐不再有____________，說(shuō)明發(fā)酵完畢。待甲發(fā)酵罐中發(fā)酵結(jié)束后，若要直接轉(zhuǎn)入果醋發(fā)酵，除了要接種醋酸菌，還要改變發(fā)酵條件，具體的方案為_(kāi)___________________________________________________________________________________________________________。(3)將葡萄酒稀釋后加入醋酸菌也可進(jìn)行果醋發(fā)酵。果醋發(fā)酵過(guò)程中需要對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行不斷地?cái)嚢?，目的是___________________________________________________________________________________________________________________(答出2點(diǎn))。在果酒和果醋制作的過(guò)程中，培養(yǎng)液pH的變化趨勢(shì)分別為_(kāi)___________。答案(1)高錳酸鉀溶液出汁率(2)加水的方式氣泡冒出將發(fā)酵溫度提高至30～35℃，通入