人教版 (2019)选择性必修3第3节 发酵工程及其应用当堂检测题

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1．用发酵工程生产的产品，如果是菌体，进行分离、提纯时可采用的方法是( )
A．蒸馏、过滤 B．过滤、沉淀
C．萃取、离子交换D．沉淀、萃取
2．以下不属于发酵的是( )
A．利用青霉菌生产青霉素
B．缺氧时人的组织细胞产生乳酸
C．利用酵母菌获得酒精
D．利用乳酸菌生产乳酸
3．关于啤酒生产的流程说法错误的是( )
A．让大麦种子发芽的目的是释放淀粉酶
B．焙烤发芽的大麦种子时，淀粉酶丧失活性
C．糖化的目的是让淀粉分解
D．蒸煮时终止了酶的作用，并对糖浆进行灭菌
4．发酵工程的正确操作过程是( )
①发酵 ②培养基的配制 ③灭菌 ④产品的分离与提纯 ⑤菌种的选育 ⑥扩大培养 ⑦接种
A．⑤②⑥⑦①③④B．⑤⑥②③⑦①④
C．②⑤③⑦①⑥④D．⑦⑥⑤②③①④
5．下列有关发酵过程的做法中，符合生产实际的是( )
A．通过人工诱变、杂交、基因工程和细胞工程选育菌种
B．生产过程中排出的废弃物可直接排入附近农田作肥料
C．分离单细胞蛋白时，通常采用萃取、离子交换等方法
D．在连续培养过程中补充的同种培养液和空气须先灭菌
6．酵母菌培养过程中的生长曲线如图所示，a、b、c、d分别表示不同的生长时期，其中适于作为生产用菌种的时期是( )
A．aB．b
C．cD．d
7．下列关于发酵工程基本环节的叙述，正确的是( )
A．所用菌种多为若干菌种的组合
B．发酵产品是微生物的代谢产物
C．菌种的选育和扩大培养是发酵工程的中心环节
D．反馈控制系统保证发酵过程始终处于最佳状态
8．下列有关发酵工程应用的说法错误的是( )
A.发酵工程可以生产酱油、泡菜等传统发酵食品
B．柠檬酸、乳酸等食品添加剂可以通过发酵工程生产
C．发酵工程可以生产多种药物，但是不能生产疫苗
D．发酵工程生产的单细胞蛋白可以制作成微生物饲料
9．紫外线具有杀菌和诱变功能。用相同剂量、不同波长的紫外线处理两组等量的酵母菌，结果见下表。
据表推断，在选育优良菌种时，应采用的紫外线波长及依据是( )
A．260nm，酵母菌存活率较低
B．260nm，酵母菌突变数多
C．280nm，酵母菌存活率高
D．280nm，酵母菌突变数少
10．现代工业生产中往往采用规范的流程进行发酵生产以提高生产效率，如图是发酵工程生产产品的流程图。据图回答下列问题。
(1)在啤酒生产中，使用①改造的啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短生产周期，①是____________；高产青霉素菌种是通过②培育的，②是__________；③是细胞工程。
(2)④表示________，⑤表示________。
(3)整个过程的中心阶段是发酵，在此阶段需要随时取样、检测等，以了解发酵进程，还要及时添加________________，同时严格控制__________________________。
(4)若发酵所得产品是单细胞蛋白，则⑥往往采用__________________的方法进行提取。
【综合应用题组】(学业水平四)
11．下面图1为谷氨酸发酵装置示意图，图2为谷氨酸产生机理图。据图分析，下列对谷氨酸发酵的叙述，正确的是( )
A．菌体是异养厌氧型微生物
B．培养基属于化学成分已知的液体培养基
C．谷氨酸的形成与搅拌速度无关
D．提高产物产量的关键是改变菌体膜的通透性
12．利用农作物秸秆等纤维质原料生产的乙醇，经加工可制成燃料乙醇，从而减少了对石油资源的依赖，如图为生产燃料乙醇的简要流程，据图分析错误的一项是( )
eq \x(\a\al(纤维质,原料)) eq \(――→,\s\up7(①预处理),\s\d5(微生物A))eq \x(\a\al(可溶性,复合物)) eq \(――→,\s\up7(②发酵),\s\d5(微生物B))eq \x(乙醇)eq \(――→,\s\up7(加工))eq \x(\a\al(燃料,乙醇))
A．要得到微生物A，最好选择富含纤维素的土壤采集土样
B．图中②过程常用的微生物B是酵母菌
C．微生物A和微生物B可利用的碳源相同
D．可用纤维素酶制剂代替微生物A起作用
13．(不定项选择)如图(一)是苹果酒和苹果醋的现代生产装置简图，图(二)是与生产过程关联的某些物质浓度随时间的变化情况。据图分析，相关叙述错误的是( )
A.图(一)甲罐顶上管道弯曲及加水的目的是防止空气及杂菌进入、排气减压等
B．图(一)乙罐中刨木花的作用既有利于发酵菌的附着，同时又能为其提供一定的碳源
C．甲、乙罐中的微生物的代谢类型分别是异养兼性厌氧型、异养需氧型
D．图(二)a、b曲线最可能分别代表的是醋酸和酒精的量变规律
14．人造蛋白食品的生产可利用现代微生物发酵工程技术，食用真菌蛋白是人造蛋白的一种。下面为真菌蛋白的制造过程的图解，请据图回答下列问题。
(1)向发酵罐中注入少量氨水的目的是________________________________________________________________。
(2)制造真菌蛋白时，要向发酵罐中通入空气，由此可知，发酵罐中的真菌的异化作用类型是________。
(3)向发酵罐中加入的一切物品都需要消毒，从生态学的角度进行分析，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)从自然界中分离的真菌菌种，当用于制造真菌蛋白时，蛋白质的产量很低。要获得更多的真菌蛋白，培育优良的真菌菌种可采用______________的方法。
(5)在下列4种物质中，可以用来作为青霉菌培养的主要能源物质的是( )
A．脂肪B．葡萄糖
C．蛋白质D．生长因子
【素养养成练】
15．下图表示制造啤酒的过程，据此回答下列问题。
(1)为什么要把原料放进沸水中混合？________________________________________________________________。
(2)为什么要在混合物冷却后才把酵母菌加进去？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)请写出酵母菌所进行的生理过程的化学反应方程式：______________________________________________________________________________。
(4)研究者发现温度的变化对气体产量有影响，并在不同温度下测定气体的产量(如下表)。请在方格纸上，用表中数据，设计完成曲线图。
(5)请解释这条曲线为什么是这样的形状。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
课后分层检测案4 发酵工程及其应用
1．解析：对于发酵工程生产的产品，如果是菌体，通常采用过滤、沉淀的方法；如果是代谢物，通常采用蒸馏、过滤、萃取或离子交换等措施。
答案：B
2．解析：发酵是微生物进行的代谢活动，如青霉菌、酵母菌、乳酸菌等微生物。人不属于微生物，人的无氧呼吸不属于发酵。
答案：B
3．解析：焙烤发芽的大麦种子是杀死大麦种子，但不能使淀粉酶丧失活性。
答案：B
4．解析：发酵工程的基本操作过程为：菌种的选育→扩大培养→培养基的配制→灭菌→接种→发酵→产品的分离提纯。因此正确的操作过程是⑤⑥②③⑦①④，B正确，A、C、D错误。
答案：B
5．解析：一般通过人工诱变和基因工程的方法选育菌种，而杂交育种进行的是有性生殖，不适用，细胞工程一般应用于动物和植物，A错误；生产过程中排出的废弃物中，可能含有有毒重金属等有害物质，需要通过生物净化才能排入到附近农田，B错误；分离单细胞蛋白时，通常采用过滤、沉淀等方法，C错误；由于连续培养是培养的同种生物，因此在培养过程中补充的同种培养液，并且为防止杂菌污染，该同种培养液及空气须先灭菌，D正确。
答案：D
6．解析：常作为生产菌种和科研材料的细菌群体，应该是代谢旺盛、个体形态和生理特性比较稳定的时期，曲线b时期菌体代谢最旺盛，生理特性比较稳定，是生产用菌种的最佳时期。
答案：B
7．解析：酒精发酵等一些发酵过程为单一菌种，A错误；发酵产品是微生物的代谢产物或菌体本身，B错误；发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，C错误；反馈控制系统保证发酵过程始终处于最佳状态，使发酵过程正常进行，D正确。
答案：D
8．解析：发酵工程可以生产酱油、泡菜等传统发酵食品，A正确；柠檬酸、乳酸等食品添加剂可以通过发酵工程生产，B正确；乙肝疫苗可用发酵工程的方法生产，这种方法生产乙肝疫苗的优点是酵母菌繁殖快，代谢旺盛，乙肝疫苗单位时间内的产量高，C错误；现代的发酵技术利用发酵工程生产的单细胞蛋白可以制作成微生物饲料，D正确。
答案：C
9．解析：由表格可知，紫外线波长为280nm时，酵母菌的存活率虽然高达100%，但是0～1个的突变数不利于菌种的选育；紫外线波长为260nm时，酵母菌的存活率虽然只有60%，但是50～100个的突变数可以提供丰富的变异材料，有利于菌种的选育。
答案：B
10．解析：(1)啤酒生产中，使用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短生产周期；高产青霉菌菌种的产生是诱变育种的结果。(2)根据发酵流程可以判断④⑤分别是接种和灭菌。(3)在发酵过程中随微生物的代谢过程的进行，微生物、发酵产物的量以及发酵液的各种理化性质随时都在发生变化，因此要不断进行检测，随时添加必需的营养组分，同时严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件，以便得到较多的发酵产品。(4)单细胞蛋白就是指微生物菌体，往往采取过滤、沉淀的方法提取。
答案：(1)基因工程 诱变育种 (2)接种 灭菌 (3)必需的营养组分 温度、pH和溶解氧等发酵条件 (4)过滤、沉淀
11．解析：菌体是异养需氧型微生物，A错误；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、氧化钾、硫酸镁、生物素等，该培养基中包含多种天然物质，化学成分不确定，B错误；谷氨酸发酵的菌体为需氧型，搅拌可以增加溶氧量，故谷氨酸的形成与搅拌速度有关，C错误；当谷氨酸过量时，会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，导致谷氨酸的合成量减少，若细胞膜的通透性好，有利于代谢产物分泌出来，避免了谷氨酸对谷氨酸脱氢酶活性的抑制，从而提高产物产量，D正确。
答案：D
12．解析：根据图解可知，微生物A的碳源是纤维素，故要想获得微生物A，最好选择富含纤维素的土壤采集土样，A正确；图中②过程表示生产乙醇的过程，常用的微生物是酵母菌，B正确；微生物A所用碳源为纤维素，微生物B所用碳源为纤维素降解物，C错误；微生物A之所以能利用纤维质原料是因为其含有纤维素酶，故可用纤维素酶制剂代替微生物A起作用，D正确。
答案：C
13．解析：图(一)甲罐顶上管道弯曲及加水的目的是防止空气及杂菌进入、排气减压等，A正确；图(一)乙罐中刨木花有利于发酵菌的附着，但不能为其提供一定的碳源，为其提供一定碳源的是酒精，B错误；甲罐进行的是酒精发酵，参与该过程的微生物主要是酵母菌，代谢类型为异养兼性厌氧型；乙罐进行的是果醋发酵，参与该过程的微生物主要是醋酸菌，代谢类型为异养需氧型，C正确；酵母菌无氧呼吸产生酒精先逐渐增多，后来由于酒精过多抑制了酒精发酵，所以a曲线可代表酒精的浓度变化规律；乙罐中果醋发酵是以酒精为原料，所以b曲线可代表醋酸的浓度变化规律，D错误。
答案：BD
14．解析：(1)氨水呈碱性，既能调节发酵液的pH，也能为真菌提供氮源。(2)向发酵罐内通入空气就是为了提供氧气，说明发酵真菌为需氧型。(3)发酵过程中混入的杂菌会和发酵菌竞争营养物质，从而影响发酵的进行。(4)菌体本身能产生蛋白质，要想得到产生蛋白质更多的菌种，可以采用诱变育种、基因工程育种等方法。(5)糖类物质是生物主要的能源物质。
答案：(1)为真菌提供合成蛋白质所需的氮源，调节pH (2)需氧型 (3)避免杂菌与真菌竞争而降低真菌蛋白的产量 (4)诱变育种(或基因工程育种) (5)B
15．解析：(1)把原料放进沸水中混合是为了对原料进行消毒，杀死原料中的杂菌。(2)等到混合物冷却后才加酵母菌是为了防止高温杀死酵母菌。(3)酵母菌早期进行有氧呼吸，快速繁殖，以增加酵母菌的数量，有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量；然后密闭，进行无氧呼吸产生酒精，无氧呼吸的反应式：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。(4)图中应先注明横坐标、纵坐标的含义，标注原点，曲线图的绘制以温度为横坐标，以气体体积为纵坐标。曲线先上升后下降，40℃左右时达到最高点。(5)微生物代谢过程中需要酶的参与，而酶的活性受温度影响。在一定温度范围内，酶的活性随温度的升高而增强，由表中可看出，40℃是酶作用的最适温度，当温度超过40℃时，酶的活性随之下降，高温使酶失活。
答案：(1)对原料进行消毒，防止杂菌污染 (2)避免酵母菌受热失活 (3)C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量；2C2H5OH＋2CO2＋能量
(4)
(5)微生物代谢过程中需要酶的参与，酶的活性受温度的影响。在一定温度范围内，酶的活性随温度的升高而增强，表中40℃是酶作用的最适温度，当温度超过40℃，酶的活性随之下降，高温使酶失活
紫外线波长/nm
存活率/%
突变数/个
260
60
50～100
280
100
0～1
温度℃
气体体积
mm3·(10min)－1
温度
℃
气体体积
mm3·(10min)－1
20
10
30
25
40
35
50
20
60
8
70
2
80
1
100
0