专题16发酵工程——回归课本——23版高考生物复习（解析版）

专题16 发酵工程——回归课本——23版高考生物复习

专题16 发酵工程

一、传统发酵技术

1．下列关于传统发酵技术的说法，正确的是（    ）

A．制作腐乳过程中主要利用毛霉将蛋白质分解成肽和氨基酸

B．制作泡菜过程中先将蔬菜装至八成满，然后倒入煮沸的盐水

C．当缺少糖源时醋酸菌进行无氧呼吸将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸

D．制作果酒过程中应先将去除枝梗的葡萄用清水冲洗1~2次，然后晾干备用

二、微生物的培养技术及应用

2．酿酒酵母菌种的性能是决定果酒品质的重要因素。如图表示从土壤中筛选酿酒酵母的过程。下列叙述正确的是（　　）

A．图示接种方法为稀释涂布平板法，据结果推测1g土壤中酵母菌数最多为1．6×106

B．分离、纯化酵母菌时，还可采用平板划线法且该方法也需要进行③步骤操作

C．获得酿酒酵母纯培养物的关键是防止杂菌污染，故应对土壤、培养基及用具进行灭菌

D．进行步骤⑤时，应用液体培养基培养④中的酵母菌，并检测酵母菌的数量和酒精含量

三、发酵工程基本环节

3．中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，其以糖蜜（甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖）为原料，在实验室通过发酵生产出PHA等新型高附加值可降解材料，从而提高了甘蔗的整体利用价值。具体的工艺流程如下图示。下列说法错误的是（    ）

A．为了筛选出耐高浓度蔗糖的菌株H，可在液体培养基中将蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度

B．为统计培养液中H菌的数目，可在培养过程中定期取样借助血球计数板进行计数

C．发酵工程的中心环节是分离、提纯产物

D．若在适宜营养物浓度、温度和pH条件下发酵，菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期且产生了少量的乙醇，可以通过增加搅拌棒的转速等方式改善

四、发酵工程应用

4．液体深层培养是指以获得大量发酵产物为目的的发酵罐大容量液体培养，可通过调节培养液的pH和温度、营养条件以及气体环境促使微生物迅速生长，产生大量代谢产物，是发酵工业生产的基本培养方法。下列相关叙述错误的是（    ）

A．在进行液体深层培养前需要对发酵罐中的培养基进行严格灭菌

B．在培养厌氧微生物时，前期密封保持无氧，后期可根据产物不同决定是否放气

C．若发酵产品是微生物代谢产物，发酵结束后，可通过过滤、沉淀等方法获得

D．液体深层培养过程中要密切关注培养液的pH、温度以及营养物质的消耗情况

参考答案：

1．A

【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。果酒制作的原理：（1）在有氧条件下，反应式如下：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量；（2）在无氧条件下，反应式如下：C6H12O62CO2+2C2H5OH+能量。

2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。

3、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。

【详解】A、制作腐乳过程中主要利用毛霉产生的蛋白酶将蛋白质分解成肽和氨基酸，产生的脂肪酶将脂肪分解为甘油和脂肪酸，A正确；

B、制作泡菜过程中先将蔬菜装至半坛，然后倒入煮沸后冷却的盐水，B错误；

C、醋酸菌为需氧型细菌，进行有氧呼吸，当缺少糖源时醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸，C错误；

D、制作果酒过程中应该先用清水冲洗1~2次，然后再去除葡萄的枝梗，D错误。

故选A。

2．D

【分析】稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基表面，进行培养；在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个菌落。

【详解】A、图示接种方法为稀释涂布平板法，据结果推测1g土壤中酵母菌数为1.6×106，该方法估算值低于真实数值，故1g土壤中酵母菌数最少为1.6×106，A错误；

B、分离、纯化酵母菌时，还可采用平板划线法且该方法不需要进行③步骤操作，B错误；

C、对土壤灭菌可将其中的酿酒酵母杀死，将不能获得酿酒酵母的纯培养物，C错误；

D、用经过④纯化的菌种，需要检测酵母菌的数量和酒精含量，然后进行步骤⑤，D正确。

故选D。

3．C

【分析】在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐。

【详解】A、由题干信息分析可知，为提高甘蔗的整体利用价值，需提高嗜盐单胞菌H对蔗糖的耐受能力和利用效率，故在液体培养基中将蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度，A正确；

B、可以利用血球计数板对微生物进行计数，故为统计培养液中H菌的数目，可在培养过程中定期取样借助血球计数板进行计数，B正确；

C、发酵工程的中心环节是在发酵罐内发酵，C错误；

D、若在适宜营养物浓度、温度和pH条件下发酵，菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期且产生了少量的乙醇，这说明发酵过程中氧气不足，使菌种进行无氧呼吸产生了乙醇，可以通过增加搅拌棒的转速（增加氧气）等方式改善，D正确。

故选C。

4．C

【分析】自然界中目的菌株的筛选的依据是根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。实验室中目的菌株的筛选的原理是利用选择培养基人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、pH等），同时抑制或阻止其他微生物生长。微生物的灭菌方法主要有湿热灭菌法、干热灭菌和灼烧灭菌。接种方法主要有稀释涂布平板法和平板划线法。

【详解】A、为了防止微生物的污染，则在进行液体深层培养前需要对发酵罐中的培养基进行严格灭菌，A正确；

B、在培养厌氧微生物时，前期密封保持无氧，后期可根据产物是否含有气体，则决定是否放气，B正确；

C、发酵产品不同，分离、提纯的方法不同，如果发酵产品是微生物细胞本身，可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取，C错误；

D、营养物质、pH、温度等条件会影响微生物的代谢，所以液体深层培养过程中要密切关注培养液的pH、温度以及营养物质的消耗情况，D正确。

故选C。