新教材2023年高中生物第1章发酵工程过关检测新人教版选择性必修3

这是一份新教材2023年高中生物第1章发酵工程过关检测新人教版选择性必修3，共10页。

第1章过关检测
(时间:90分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共20小题,每小题2.5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下图是利用微生物制作果酒、果醋的流程示意图。据图判断,下列说法正确的是(　　)
挑选葡萄→冲洗→榨汁→A→乙酸发酵→果醋
A.此过程用到的菌种主要有酵母菌和乳酸菌
B.榨汁前,榨汁机和发酵瓶都需要用体积分数为70%的盐酸消毒
C.A过程是酒精发酵,A过程结束后,只需要适当提高环境温度就能进行乙酸发酵
D.导致发酵产物不同的重要因素有温度、时间、菌种等
答案:D
解析:用于果酒发酵的是酵母菌,用于果醋发酵的是醋酸菌,A项错误。榨汁机、发酵瓶要用体积分数为70%的酒精消毒,B项错误。A过程是酒精发酵,A过程完成后,除了需要适当提高环境温度,还需要通入O2,才能进行乙酸发酵,C项错误。
2.下图是制作酸奶的简易过程示意图。下列相关叙述正确的是(　　)
发酵瓶、鲜奶
无菌处理→新鲜原味酸奶与鲜奶按体积
比1∶10加入发酵瓶中,密封→
38~42 ℃的环境下
保温发酵6~8 h→2~4 ℃冷藏24 h
A.用高压蒸汽灭菌锅对发酵瓶和鲜奶进行灭菌处理
B.乳酸发酵菌种和乙酸发酵菌种都属于原核生物
C.保温发酵过程中要适时打开发酵瓶盖放出气体
D.酸奶发酵的适宜温度要低于果醋发酵的适宜温度
答案:B
解析:鲜奶是不耐高温的液体,不能用高压蒸汽灭菌锅进行灭菌,A项错误。乳酸菌进行无氧呼吸时没有气体产生,乳酸发酵过程中不需要排气,C项错误。果醋发酵的适宜温度为30~35℃,故酸奶发酵的适宜温度要高于果醋发酵的适宜温度,D项错误。
3.小李尝试制作果酒,他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行实验(如下图所示),下列做法恰当的是(　　)

A.加入适量的酵母菌
B.一直打开阀b通气
C.偶尔打开阀a几秒钟,一直关紧阀b
D.把发酵装置放到4 ℃冰箱中进行实验
答案:A
解析:若一直打开阀b通气,酵母菌只进行有氧呼吸,不会产生酒精。酵母菌进行无氧呼吸会产生CO2,适时打开阀b可排出CO2,防止装置中CO2过多,影响酵母菌的发酵。若把装置放到4℃冰箱中,温度过低会导致与细胞呼吸有关的酶的活性降低,使无氧呼吸产生酒精的效率降低。
4.下列关于果醋制作的说法,正确的是(　　)
A.醋酸菌是好氧细菌,在制作过程中发酵瓶要经常拧松通气
B.在制作果醋时,温度应严格控制在18~30 ℃
C.当糖源不足时,醋酸菌先将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸
D.醋酸菌在糖源和O2充足时,能将葡萄糖分解成酒精和CO2
答案:C
解析:醋酸菌是好氧细菌,在制作过程中要打开瓶盖,盖上一层纱布,A项错误。多数醋酸菌的最适生长温度为30~35℃,B项错误。醋酸菌在糖源和O2充足时,能将葡萄糖分解成乙酸,D项错误。
5.在家庭中制作泡菜,不需要刻意灭菌,原因是(　　)
A.乳酸菌发酵产生的乳酸可以抑制其他微生物的生长
B.各种微生物都可以用于制作泡菜
C.泡菜坛中的亚硝酸盐杀死了其他杂菌
D.泡菜坛中液体表面有一层菌膜将泡菜与外界空气隔开
答案:A
6.下列对泡菜制作不同时期泡菜坛中乳酸菌数量和乳酸含量的叙述,正确的是(　　)
A.泡菜制作初期并无乳酸菌的存在
B.腌制过程中乳酸菌数量会逐渐增多并达到最高峰,然后下降
C.腌制后期乳酸含量会急剧下降
D.腌制的全过程乳酸菌数量不变
答案:B
解析:泡菜制作初期多种微生物并存,乳酸菌也存在,A项错误。在腌制过程中,乳酸菌数量开始时较少,进入中期数量最多,然后又慢慢下降,B项正确,D项错误。腌制过程中,乳酸不断积累,不会急剧下降,C项错误。
7.下列有关果酒发酵、果醋发酵和腐乳制作前期发酵的比较,错误的是(　　)
A.都可以使用自然界微生物作为菌种
B.发酵的实质都是微生物的无氧呼吸
C.控制的发酵温度有所不同
D.发酵过程中必须尽可能防止杂菌污染
答案:B
解析:果醋和腐乳发酵利用的是微生物的有氧呼吸,果酒发酵利用的是微生物的无氧呼吸。
8.将相同的大肠杆菌样液分别接种于成分不同的3种培养基中,36 h后统计菌落数,结果如下表所示。下列叙述错误的是(　　)
培养皿
培养基成分
菌落数
Ⅰ
琼脂、葡萄糖
35
Ⅱ
琼脂、葡萄糖、生长因子
250
Ⅲ
琼脂、生长因子
0
A.葡萄糖是培养基中的碳源也是能源
B.配制培养基过程中应先灭菌后倒平板
C.Ⅰ和Ⅱ对照,说明生长因子不利于大肠杆菌的生长
D.Ⅱ和Ⅲ对照,说明大肠杆菌的生长需要葡萄糖
答案:C
9.下列有关微生物培养的叙述,错误的是(　　)
A.获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染
B.单菌落的分离是消除杂菌污染的一种方法
C.培养基都必须使用高压蒸汽灭菌法灭菌
D.倒置平板可防止培养皿盖上的冷凝水滴落
答案:C
解析:防止杂菌污染是获得纯净培养物的关键,A项正确。单菌落由一个微生物繁殖而来,因此分离单菌落可以消除杂菌,B项正确。培养基灭菌一般采用高压蒸汽灭菌法,但是对于含有遇高温易分解的营养物质的培养基,不能采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,C项错误。倒置平板可以防止培养皿盖上的冷凝水滴落到培养基表面污染培养基,D项正确。
10.消毒和灭菌是两个不同的概念。下列适用于消毒处理的是(　　)
①皮肤　②饮用水　③牛奶　④注射器　⑤培养皿　⑥接种环　⑦培养基　⑧果汁　⑨酱油　⑩手术刀
A.①②③⑧⑨ B.④⑤⑥⑦⑩
C.①②③④⑤⑥⑧ D.以上全部
答案:A
11.下列对发酵过程中灭菌操作的理解,错误的是(　　)
A.防止杂菌污染
B.消灭杂菌
C.培养基和发酵设备都必须灭菌
D.灭菌必须在接种前进行
答案:B
解析:灭菌的目的是防止杂菌污染,但实际操作中不可能只消灭杂菌,而是消灭全部微生物。
12.某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。下列叙述正确的是(　　)
A.培养基分装到培养皿后进行灭菌
B.转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线
C.接种后的培养皿需放在光照培养箱中培养
D.培养过程中每隔一周观察一次
答案:B
解析:培养基灭菌应在分装到培养皿之前进行,A项错误。从有机废水中分离的微生物是异养微生物,其培养不需要光照,C项错误。培养过程中应每隔12h或24h观察一次,D项错误。
13.右图是微生物平板划线示意图,划线的顺序为1、2、3、4、5。下列叙述正确的是(　　)

A.操作前要将接种环放在酒精灯的火焰附近灭菌
B.划线操作应在酒精灯的火焰上进行
C.在5区域中才可以得到菌落
D.在2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环灭菌
答案:D
解析:操作前要将接种环放在酒精灯的火焰上灼烧灭菌。划线操作应在酒精灯的火焰附近进行,而不是火焰上。所有的划线区都有可能得到菌落,只是5区域中菌落相对较少。
14.蔗糖、奶粉和经蛋白酶水解后的玉米胚芽液按一定比例混合,经乳酸菌发酵可生产新型酸奶。下列相关叙述错误的是(　　)
A.蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关
B.酸奶出现明显气泡说明有杂菌污染
C.乳酸菌是异养厌氧细菌
D.只有奶粉为乳酸发酵提供氮源
答案:D
解析:蔗糖是乳酸菌的碳源,乳酸菌分解蔗糖产生乳酸,所以蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关,A项正确。酸奶是乳酸发酵的产物,不应有气体产生,如果发酵时出现明显的气泡,说明肯定有其他的微生物存在,B项正确。乳酸菌是异养厌氧细菌,在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸,C项正确。经过蛋白酶水解后的玉米胚芽液也可以提供氮源,D项错误。
15.在做分离分解尿素的细菌实验时,甲同学从稀释倍数为1×106对应的培养基上筛选出大约150个菌落,而其他同学只选择出大约50个菌落。下列说法错误的是(　　)
A.甲同学出现这种结果的原因可能是土样不同,也可能是操作过程出了问题
B.可以将甲同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养作为空白对照,以检验培养基是否受到污染
C.让其他同学用与甲同学一样的土样进行实验,如果结果与甲同学一致,则可以证明甲同学无误
D.B、C两项的实验思路都遵循了实验的对照原则
答案:D
解析:甲同学获得的菌落数量远大于其他同学,可能是由于所取的土样不同,也可能是操作过程中培养基被污染了,A项正确。污染的原因可能是培养基灭菌不彻底,或操作过程没有保证无菌操作,将甲同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养作为空白对照,以检验培养基是否受到污染,B项正确。让其他同学用与甲同学一样的土样进行实验,如果结果与甲同学一致,则可以证明甲同学操作正确,C项正确。B项的实验思路遵循了实验的对照原则,C项的实验思路遵循了实验的重复性原则,D项错误。
16.某同学从市场上买来了新鲜的葡萄,打算利用细胞呼吸的原理在家里酿制葡萄酒。已知葡萄的果皮表面附着有野生酵母菌。下列措施对酿酒有利的是(　　)
A.打开酿酒罐 B.密封酿酒罐,适时排气
C.高温处理 D.酿酒罐放在室内光照处
答案:B
解析:酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸,产生酒精和CO2,故应密封酿酒罐,适时排气。高温处理会杀死葡萄果皮表面的酵母菌。酵母菌进行无氧呼吸不需要光照,酿酒罐放在室内光照处,还会造成酿酒罐内温度过高,不利于发酵。
17.生长图形法是一种测定微生物营养需求的简便方法。为探究某嗜热菌所需生长因子的种类,研究小组把该菌的悬浮液与不含任何生长因子但含有其他必需营养物质的培养基混合后倒入平板,然后在平板上划分数区,将甲、乙、丙三种生长因子分别添加到不同区域,培养结果如下图所示。下列说法错误的是(　　)

A.倒入平板后直接培养可判断培养基有无污染
B.倒入平板后培养基需要进行灭菌处理
C.图示结果表明该菌需要生长因子乙和丙
D.生长图形法还可用于某些菌种的筛选
答案:B
解析:平板上不含任何生长因子,若倒入平板后直接培养,出现菌落说明培养基已被杂菌感染,因为该嗜热菌不能在缺乏生长因子的培养基中生长,A项正确。制备培养基时,先灭菌再倒平板,B项错误。图中菌落生活在乙、丙区域之间,说明同时需要生长因子乙和丙,C项正确。不同菌种所需生长因子不同,可利用生长图形法筛选菌种,D项正确。
18.下列有关用平板划线法和稀释涂布平板法纯化大肠杆菌的叙述,正确的是(　　)
A.都需要用液体培养基
B.都需要使用接种针进行接种
C.都需要在酒精灯火焰附近进行接种
D.都可以用菌落数来计数活菌
答案:C
解析:平板划线法和稀释涂布平板法都是为了在培养基表面形成单个菌落,所以都需要用固体培养基,A项错误。平板划线法使用接种环进行接种,而稀释涂布平板法采用涂布器操作,B项错误。纯化时,要进行无菌操作,为防止杂菌污染,操作时都需要在酒精灯火焰附近进行接种,C项正确。平板划线法不能用于计数活菌,只能用于分离菌种,稀释涂布平板法可以用来计数活菌,D项错误。
19.某学者欲研究被石油污染过的土壤中细菌的数量,并从中筛选出能分解石油的细菌。下列操作错误的是(　　)
A.利用平板划线法对细菌进行计数
B.用以石油为唯一碳源的培养基筛选
C.采用稀释涂布平板法分离菌种
D.称取和稀释土壤样品需要在酒精灯火焰附近进行
答案:A
解析:分离细菌常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法,但平板划线法不能对细菌进行计数。
20.下列关于微生物的分离与培养实验的叙述,正确的是(　　)
A.高压蒸汽灭菌加热结束后,打开放气阀使压力表指针回到零后,开启锅盖
B.倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上
C.为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D.用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿底
答案:D
解析:培养基等液体类的物品在灭菌结束后,切勿打开放气阀迅速放气,以免液体暴沸,造成溢出或炸裂,应先关闭电源停止加热,待其冷却至压力表指针回零后,再打开放气阀放气,A项错误。倒平板时,培养皿盖不能完全打开,B项错误。接种环灼烧灭菌后,应冷却后再挑取菌落,以免高温杀死菌种,C项错误。
二、非选择题(本题共5小题,共50分)
21.(11分)下图为果酒与果醋发酵装置示意图,请据图回答下列问题。

(1)酿造葡萄酒时,在榨汁前,要先对葡萄进行　　　　　　,再去除枝梗,该步骤可以避免去除枝梗时引起葡萄破损,增加被　　　　　　污染的机会。 
(2)用体积分数为　　　　　对上述装置进行　　　　后,再装入葡萄汁,将发酵装置放在18~30 ℃的环境中,每天拧开气阀b多次,排出发酵过程产生的大量　　　　。装置中d处设计成弯曲形状的目的是　　　　　　　　　　　。
(3)10 d之后,利用酸性条件下的　　　　　　对出料口c取样的物质进行检验。若呈　　　　色,则说明产生了酒精。 
(4)产生酒精后,在发酵液中加入醋酸菌,然后将装置放在　　　　　　℃的环境中,适时打开气阀　　　　向发酵液中充气。充气的原因是　。 
答案:(1)冲洗　杂菌　(2) 70%的酒精　消毒　CO2　防止排气时空气中杂菌的污染　(3)重铬酸钾　灰绿　(4)30~35　a　醋酸菌是好氧细菌,酒精转变为乙酸需要O2
22.(10分)请回答下列有关泡菜发酵过程中的相关问题。
(1)蔬菜刚入坛时,其表面带有不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等微生物。其中酵母菌最初的呼吸方式是　　　　,请写出相关反应式:　　　　　　　　　　　　。 
(2)在发酵初期会有气泡从坛沿水槽内的水中间歇性溢出,试说明这些气泡的来源:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)到发酵中期,无氧状态形成,乳酸菌开始活跃并产生大量乳酸,使乳酸质量分数达到0.6%~0.8%,pH为3.5~3.8,试分析此时坛内其他微生物的活动情况及原因:　 　　　　　　　　　　　。 
(4)发酵后期,乳酸含量继续增加,当乳酸质量分数达到1.2%以上时,发酵速度逐渐变缓甚至停止,主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)请在下列坐标图中画出该过程中乳酸菌数量、乳酸含量的变化趋势。

答案:(1)有氧呼吸　C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量
(2)微生物呼吸作用产生的
(3)由于pH不适宜,其他微生物活动减慢甚至停止
(4)pH过低,抑制了乳酸菌的生长
(5)

23.(10分)检验饮用水中细菌、病毒的含量是有效监控部分疾病发生的必要措施。请回答下列与检验饮用水中大肠杆菌有关的问题。
(1)检验大肠杆菌的含量时,通常将水样进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的水样用涂布器分别涂布到固体培养基的表面进行培养,记录菌落数量,这种方法称为　　　　　　法。 
(2)用上述方法统计样本中的菌落数时是否需要设置对照组?　　　　　　 (填“需要”或“不需要”),其原因是需要判断培养基　　　　　　,对于固体培养基应采用的检测方法是将　　　　　　的培养基在适宜的温度下放置一段时间,观察培养基上是否有菌落产生。 
(3)有三种材料或用具需要消毒或灭菌:培养细菌用的培养基与培养皿(甲);玻璃棒、试管、烧瓶和吸管(乙);实验操作者的双手(丙)。其中需要消毒的是　　　　　　,需要灭菌的是　　　　　　。(填代号) 
(4)检验大肠杆菌的实验结束后,使用过的培养基及其培养物必须经过　　　　处理才能丢弃,以防环境的污染。 
(5)下表是一种培养基的配方,该培养基中的碳源是　　　　　　　　,氮源是　　　　　。琼脂　　　　　　(填“提供”或“不提供”)营养。 
组分
含量
蛋白胨
10.0 g
乳糖
5.0 g
蔗糖
5.0 g
K2HPO4
2.0 g
显色剂
0.2 g
琼脂
12.0 g
H2O
定容至1 000 mL
答案:(1)稀释涂布平板　(2)需要　是否被杂菌污染(灭菌是否合格)　未接种　(3)丙　甲、乙　(4)灭菌　(5)乳糖、蔗糖、蛋白胨　蛋白胨　不提供
24.(10分)谷氨酸棒状杆菌可用于微生物发酵工程生产谷氨酸,从而制取谷氨酸钠(味精)。下图为谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径,通过发酵工程可以大量生产谷氨酸。回答下列问题。

(1)与酵母菌相比,谷氨酸棒状杆菌在结构上的显著特点是　　　　　　　　　;谷氨酸发酵的培养基成分有豆饼水解液、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁、生物素等,从物理性质看,该培养基属于　　　　培养基。 
(2)发酵过程中要测定谷氨酸棒状杆菌的数量,可采用的计数方法有显微镜直接计数法和　　　　　　　　　,前者计数的结果比后者计数的结果值偏　　(填“大”或“小”),原因是　　　　　 　　　。 
(3)由图可知,谷氨酸棒状杆菌体内若积累了较多的谷氨酸,则会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,微生物这种对自身代谢速率的调节方式是　　　　　　　　　　　。
(4)谷氨酸棒状杆菌在发酵过程中要不断地通入无菌空气,并通过搅拌使空气形成细小的气泡,迅速溶解在培养液中,当培养基中碳氮比为4∶1时,菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少;当碳氮比为3∶1时,菌体繁殖受抑制,但谷氨酸的合成量大增。在无氧条件下,谷氨酸棒状杆菌的代谢物是乳酸或琥珀酸。由此说明谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是　　　　　　　　　　　　,由上述探究可知,通过发酵得到大量谷氨酸的发酵思路是　　　　　 　　　。 
答案:(1)无以核膜为界限的细胞核　液体
(2)稀释涂布平板法　大　前者死菌和活菌一起计数,后者只计数活菌,且可能有多个菌体形成同一个菌落
(3)负反馈调节
(4)异养兼性厌氧型　不断向发酵液中通入无菌空气,使发酵液中碳氮比为4∶1,培养一段时间使菌种大量繁殖,后将培养液的碳氮比改为3∶1,使菌种合成大量谷氨酸
解析:(1)谷氨酸棒状杆菌属于细菌,酵母菌属于真菌,谷氨酸棒状杆菌在结构上的显著特点是无以核膜为界限的细胞核。谷氨酸发酵的培养基成分中无琼脂等凝固剂,故从物理性质看,该培养基属于液体培养基。(2)测定谷氨酸棒状杆菌的数量可采用的计数方法有显微镜直接计数法和稀释涂布平板法。由于显微镜直接计数法中死菌和活菌一起计数,而稀释涂布平板法只计数活菌,且可能有多个菌体形成同一个菌落,因此显微镜直接计数法计数的结果比稀释涂布平板法计数的结果值大。(3)由题图可知,当谷氨酸过量时,会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,导致谷氨酸脱氢酶的活性下降,从而使谷氨酸含量下降,这种对自身代谢速率的调节方式是负反馈调节。(4)由题意可知,谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是异养兼性厌氧型,当培养基中碳氮比为4∶1时,菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少;当碳氮比为3∶1时,菌体繁殖受抑制,但谷氨酸的合成量大增,因此通过发酵得到大量谷氨酸的发酵条件是不断向发酵液中通入无菌空气,在发酵液中碳氮比为4∶1时培养一段时间,使菌种大量繁殖,后将培养液的碳氮比改为3∶1,即可通过发酵得到大量谷氨酸。
25.(9分)某生物活动小组为探究当地农田土壤中分解尿素的细菌的数量,进行了随机取样、系列梯度稀释、涂布平板、培养、计数等步骤,实验操作过程如下图所示。请分析回答下列问题。

(1)该实验中含有琼脂的培养基从物理性质上来说,属于　　　　　　培养基,培养基中选择了　　　　　　作为唯一氮源。 
(2)分解尿素的细菌能产生　　　　酶,催化尿素分解产生　　　　　　。　 
(3)需要对菌液进行系列梯度稀释的原因是　　　　　　　　　　　　　　　,但稀释度不宜过高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。　 
(4)实验结果:6号试管涂布的三个平板的菌落数分别为550、601、688,7号试管涂布的三个平板的菌落数分别为58、73、97,8号试管涂布的三个平板的菌落数分别为8、15、28。应选择　　　　号试管涂布的三个平板的菌落数进行计数,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则该10 g土壤样品中含有分解尿素的细菌数是　　　　　　个。 
答案:(1)固体　尿素　(2)脲　NH3　(3)只有在稀释度足够高时,聚集在一起的微生物才能被分散成单个细胞,并形成单个菌落　稀释度过高时,得到的平板菌落数太少,实验的偶然性太大　(4)7　应选择菌落数为30~300的平板进行计数　7.6×1011
解析:为了保证实验结果的准确性,一般选择菌落数为30~300的平板进行计数,所以应选择稀释1×108倍的7号试管涂布的三个平板的菌落数进行计数,即该10g土壤样品中含有分解尿素的细菌数=(58+73+97)÷3÷0.1×1×108×10=7.6×1011(个)。