高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3节 发酵工程及其应用精练

第1章　第3节　

[基础达标]

题组一　发酵工程及发酵工程的基本环节

1．下列有关发酵工程的叙述，不正确的是(　　)

A．发酵工程是通过利用现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品

B．发酵工程涉及菌种的选育和扩大培养、产物的分离和提纯等

C．发酵工程所用的菌种可以通过诱变育种或基因工程育种获得

D．发酵工程所需的培养基可以选用天然的培养基

【答案】D　

【解析】发酵工程与传统发酵技术相比，需利用现代工程技术，通过规模化大量生产对人类有用的产品，A正确；与传统发酵技术相比，发酵工程涉及菌种的选育和扩大培养、无菌操作以及产物的分离和提纯等步骤，B正确；发酵工程所用的菌种可以从自然界中筛选，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得，C正确；发酵工程所用的培养基必须要经过反复试验确定，不能用天然培养基，否则可能会影响微生物的生长和产品的质量，D错误。

2．下列有关发酵工程的基本环节的叙述，正确的是(　　)

A．发酵工程的基本环节有选育菌种、扩大培养、配制培养基、灭菌、接种和发酵、产品的分离和纯化

B．接种是发酵工程的中心环节，接种必须在无菌条件下进行

C．发酵过程中，不能再向发酵罐中添加营养物质，以免造成污染

D．整个发酵过程中通过人工方法对发酵过程中温度、pH、溶解氧等进行检测和控制，从而使发酵过程处于最佳状态

【答案】A　

【解析】发酵工程的基本环节有选育菌种、扩大培养、配制培养基、灭菌、接种和发酵、产品的分离和纯化等，A正确；发酵是发酵工程的中心环节，B错误；发酵过程中要随时检测培养液中微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程，从而能够及时向发酵罐中添加营养物质，满足微生物生长的需要，C错误；整个发酵工程中通过计算机控制系统对发酵过程中温度、pH、溶解氧等进行检测和控制，从而使发酵过程处于最佳状态，D错误。

题组二　发酵工程的应用

3．下列有关发酵工程及其应用的叙述中，正确的是(　　)

A．发酵工程生产的菌种是对自然界分离的菌种进行定向改造后获得的

B．发酵工程生产的单细胞蛋白是从微生物菌体细胞中提取出来的

C．利用发酵工程可以产生微生物肥料来增加土壤肥力，改善土壤结构，促进植株生长，如根瘤菌肥、固氮菌肥等

D．利用发酵工程生产微生物的代谢产物可以用蒸馏、过滤、沉淀等方法提取

【答案】C　

【解析】发酵工程生产用的菌种来源于从自然界分离获得、诱变育种获得、基因工程获得，A错误；发酵工程生产的单细胞蛋白是含蛋白高的微生物菌体，B错误；发酵工程在农牧业上的应用有生产微生物肥料、微生物农药、微生物饲料等，微生物肥料可以增加土壤肥力，改善土壤结构，促进植株生长，C正确；微生物代谢产物的提取，采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行，D错误。

4．由于发酵工程生产条件温和，原料来源丰富，价格低廉等，在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用。下列有关发酵工程在食品工业上的应用描述，正确的是(　　)

A．日常生活中食用的酱油以大麦为主要原料，利用产蛋白酶的霉菌的作用，将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸制作而成

B．啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段，其中，酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成，大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成

C．味精的生产是谷氨酸棒状杆菌在无氧条件下发酵产生谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理而获得的

D．由于酶制剂催化效率高、专一性强、作用条件温和，因此在使用时要考虑酶制剂的使用量、底物的种类以及适宜的温度和pH

【答案】D　

【解析】制作酱油的主要原料是大豆，A错误；啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段，但酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成，主发酵结束后在低温、密闭环境下储存一段时间属于后发酵，B错误；味精的生产是谷氨酸棒状杆菌在有氧条件下发酵产生谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理而获得的，C错误；酶制剂是从生物体内提取出来的具有酶特性的一类化学物质，因此使用时要考虑酶制剂的使用量、底物的种类以及适宜的温度和pH，D正确。

5．关于发酵工程应用的说法错误的是(　　)

A．发酵工程的产品可以是微生物的代谢产物

B．通过发酵工程可以从微生物中提取一些酶

C．通过发酵工程可以从微生物中提取单细胞蛋白

D．发酵工程的产品可以是微生物的菌体

【答案】C　

【解析】根据分析，发酵工程的产品可以是微生物的代谢产物，也可以是微生物本身，A正确；通过发酵工程可以从微生物中提取相应的酶，B正确；单细胞蛋白是微生物菌体，并不是一种微生物细胞的提取物，C错误；发酵工程的产品可以是微生物的菌体，D正确。

[能力提升]

6．下图所示是一个发酵装置，现代发酵工程常常利用计算机系统对发酵过程中的各种指标进行检测和控制，关于发酵过程中发酵条件的描述，不正确的是(　　)

A．发酵过程中，由于微生物代谢产生的热量和搅拌叶轮搅拌产生的热量达到一定的数值时，可以通过温度传感器感受并控制冷却水从进水口进入

B．冷却水从下方进入上方流出的目的是使冷却更充分

C．在发酵过程中可能需要通过营养物质加入口加入酸或碱来调节发酵液的pH

D．培养液要一次性全部加入，在发酵过程中不能再重新加入

【答案】D　

【解析】发酵过程中由于微生物代谢产生的热量和搅拌产生的热量，培养液的温度会升高，仅仅靠发酵罐壁散热是不能满足的，因此，通过发酵罐上的温度传感器和控制装置感受并控制冷却水的进入来散热，A正确；冷却水从下方进入上方流出可以使冷却更充分，B正确；在发酵前，培养液的pH可以用缓冲液进行调节，在发酵过程中，由于代谢产物的积累使pH发生改变可以通过加入酸或碱来调节，C正确；在发酵过程中，要及时检测培养液中微生物的数量和营养物质的浓度，及时添加必备的营养成分来延长菌体生长稳定期的时间以得到更多的发酵产物，D错误。

7．现在市场上流行一种“精酿”啤酒(以纯手工酿造为主的啤酒)，它的制作工艺与普通啤酒有所不同，下列有关“精酿”啤酒和普通啤酒的叙述，不正确的是(　　)

A．“精酿”啤酒的原料和普通啤酒不同，“精酿”啤酒只使用麦芽、啤酒花、酵母和水，普通啤酒除了麦芽、啤酒花、酵母和水以外，还有玉米等物质

B．“精酿”啤酒的原料主要是麦芽，其麦芽汁的浓度较高，口味较为浓郁

C．“精酿”啤酒不添加食品添加剂，虽然产量低，价格高，但它也有一定的市场

D．“精酿”啤酒和普通啤酒一样可以直接放心饮用

【答案】D　

【解析】“精酿”啤酒和普通啤酒相比，原料主要是麦芽，所以产物中麦芽汁的浓度较高，口味浓郁，而且不添加食品添加剂，所以虽然产量低，价格高，但仍有一定的市场，A、B、C正确；“精酿”啤酒由于不进行过滤和消毒，所以在安全方面不如普通啤酒，D错误。

8．如图所示为发酵工程生产产品的流程图，请据图回答下列问题。

(1)若能生产人生长激素的工程菌是通过①培养的，①应该是__________；若高产青霉素菌种是通过②培育的，②应该是______________________。

(2)根据培养基的用途，可以将它们分为________培养基和________培养基。各种培养基的具体配方不同，但一般都含有__________________等营养成分。培养基在使用之前要用____________进行灭菌。

(3)整个过程的中心阶段是________，在该时期要随时取样检测培养基中的____________等。同时，要严格控制____________________等发酵条件，因为环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物________________的形成。

(4)在发酵过程中要不断搅拌的目的是：①_________________；②______________。

(5)发酵产品分离、提纯时要根据产品的类型不同选择合适的方法。如果发酵产品是菌体本身，常常采用______________等方法分离、提纯；如果发酵产品是微生物的代谢产物，还要根据____________采取适当的方法分离、提纯。

【答案】(1)基因工程　诱变育种

(2)选择　鉴别　碳源、氮源、水、无机盐　高压蒸汽法

(3)发酵过程　微生物数量、产物浓度　溶氧量、pH和温度　代谢物

(4)①增加溶氧量　②使菌种与培养液充分接触，提高原料的利用率

(5)过滤、沉淀　产物的性质