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2019-2020年高中生物 第二章 第1節(jié)微生物發(fā)酵及其應(yīng)用知能演練輕巧奪冠課件 北師大版選修2 1.微生物的代謝產(chǎn)物可被人類利用。乳酸是哪種微生物的代謝產(chǎn)物(　　) A．放線菌的代謝產(chǎn)物　　　　　　 B．真菌的代謝產(chǎn)物 C．細(xì)菌的代謝產(chǎn)物 D．病毒的代謝產(chǎn)物 解析：選C。乳酸是乳酸菌在厭氧環(huán)境中的代謝產(chǎn)物，乳酸菌屬于細(xì)菌。 2.用酵母菌發(fā)面做饅頭時，若發(fā)面的時間過長，面里的含水量會增加。其原因是酵母菌(　　) A．長時間的無氧呼吸產(chǎn)生大量的水 B．無氧呼吸產(chǎn)生CO2和H2O C．自身有機物氧化分解產(chǎn)生水 D．使面粉中的結(jié)合水轉(zhuǎn)變成自由水 解析：選C。酵母菌無氧呼吸不產(chǎn)生水，有氧呼吸中O2和有機物中的氫結(jié)合生成水。發(fā)面時間過長，面里的含水量增加的主要原因是酵母菌自身有機物氧化產(chǎn)生水，其反應(yīng)式為：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。 3.利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精時，投放的適宜原料和在生產(chǎn)酒精階段要控制的必要條件分別是(　　) A．玉米粉和有氧　　　　　 B．大豆粉和有氧 C．玉米粉和無氧 D．大豆粉和無氧 解析：選C。酵母菌在有氧時進(jìn)行有氧呼吸，把糖類等有機物徹底氧化分解成CO2和水，不產(chǎn)生酒精。大豆粉主要含有蛋白質(zhì)，用作釀酒不合適，一是酵母菌含有更多的直接把糖類轉(zhuǎn)化為酒精的酶類，發(fā)酵快，而蛋白質(zhì)很難轉(zhuǎn)化為酒精，二是成本高。 4.溫度對發(fā)酵過程的影響，下列敘述不正確的是(　　) A．溫度過高，發(fā)酵周期縮短，產(chǎn)量降低 B．溫度不影響生物合成的途徑 C．溫度能影響菌種對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收 D．菌體生長和產(chǎn)物合成所需的最適溫度不一定相同 解析：選B。發(fā)酵過程需要適宜的溫度，如果溫度過高，酶很快失活，菌體衰老，發(fā)酵周期就會縮短，產(chǎn)量也會降低；溫度能影響生物合成的途徑，這是因為生物合成過程需要酶，不同酶的活性與溫度有關(guān)；菌種吸收營養(yǎng)物質(zhì)時，多數(shù)是主動運輸，需要呼吸作用提供能量，這與溫度有關(guān)；菌體生長和產(chǎn)物合成需體內(nèi)旺盛的代謝作基礎(chǔ)，而用于生長繁殖和代謝產(chǎn)物生成的酶不同，因此所需的最適宜的溫度也不一定相同。 5.(xx貴陽一中高二檢測)關(guān)于發(fā)酵過程的說法，下列敘述不正確的是(　　) A．培養(yǎng)基滅菌是發(fā)酵生產(chǎn)中的一個很重要的環(huán)節(jié) B．隨時檢測影響發(fā)酵過程的各種環(huán)境條件，并予以控制，才能保證發(fā)酵的正常進(jìn)行 C．在發(fā)酵過程中，要嚴(yán)格控制溫度、pH、溶氧、通氣量與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件，否則會影響菌種代謝產(chǎn)物的形成 D．發(fā)酵產(chǎn)品的提取精制方法是共同的 解析：選D。不同的發(fā)酵產(chǎn)品其提取精制方法各不相同，有的需要過濾、沉淀，而有的則需要進(jìn)行蒸餾、萃取或離子交換。 6.如圖是發(fā)酵工程生產(chǎn)產(chǎn)品的流程圖。據(jù)圖回答： (1)能生產(chǎn)人生長激素的工程菌是通過①培養(yǎng)的，①是________；高產(chǎn)青霉素菌種是通過②培育的，②是________；③是________。 (2)④表示________，⑤表示________。 (3)整個過程的中心階段是發(fā)酵，在此階段需隨時取樣、檢測________________________等，以了解發(fā)酵進(jìn)程，還要及時添加必需的營養(yǎng)成分，同時嚴(yán)格控制________________________________________________________________________。 (4)若⑥是單細(xì)胞蛋白的話，⑥是________________。 解析：本題考查了發(fā)酵工程過程的一些基礎(chǔ)知識，可結(jié)合上圖發(fā)酵工程生產(chǎn)產(chǎn)品的流程簡圖及有關(guān)基礎(chǔ)知識分析回答。 答案：(1)基因工程　誘變育種　細(xì)胞工程 (2)接種　滅菌　(3)細(xì)菌數(shù)目和產(chǎn)物濃度　發(fā)酵條件(溶氧、溫度、pH、通氣量、轉(zhuǎn)速)　(4)微生物菌體 7.關(guān)于發(fā)酵工程，請回答： (1) 發(fā)酵工程應(yīng)用于食品工業(yè)，除生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品外，為解決糧食短缺開辟了新的途徑，還可生產(chǎn)(　　) A．啤酒 B．食品添加劑 C．維生素 D．單細(xì)胞蛋白 (2)在發(fā)酵過程中，培養(yǎng)液的pH發(fā)生變化的主要原因是 ________________________________________________________________________。 調(diào)節(jié)和控制培養(yǎng)液中pH的方法是加入________，或在發(fā)酵過程中__________。 解析：發(fā)酵工程在食品工業(yè)上應(yīng)用十分廣泛，生產(chǎn)了如啤酒等傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品和各種各樣的食品添加劑，特別是單細(xì)胞蛋白的產(chǎn)生，為解決糧食短缺開辟了新的途徑。營養(yǎng)物質(zhì)的利用和代謝產(chǎn)物的積累使培養(yǎng)基pH發(fā)生改變，因此要在培養(yǎng)基中加入緩沖劑或在發(fā)酵過程中加酸或堿。 答案：(1)D　(2)培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分的利用，代謝產(chǎn)物的積累　緩沖劑　加酸或堿 [B卷] 1.測定3類細(xì)菌對氧的需要，讓它們在3個不同的試管中生長，下圖顯示了細(xì)菌的生長層。據(jù)此判斷：只能在有氧培養(yǎng)基中繁殖、只能在無氧培養(yǎng)基中繁殖、在有氧和無氧的培養(yǎng)基中都能繁殖的細(xì)菌依次是(　　) A． Ⅲ Ⅰ Ⅱ B． Ⅲ Ⅱ Ⅰ C．ⅠⅡ Ⅲ D． Ⅰ Ⅲ Ⅱ 解析：選A。由圖示可知，試管Ⅰ中細(xì)菌僅在底部生長繁殖，底部是缺氧的。試管Ⅲ中正好相反，說明其中細(xì)菌只能在有氧條件下生長繁殖。試管Ⅱ細(xì)菌分布均勻，說明其在有氧和無氧條件下皆能生長繁殖。 2.某人利用乳酸菌制作泡菜因操作不當(dāng)導(dǎo)致泡菜腐爛。下列原因中正確的是(　　) ①罐口密閉缺氧，抑制了乳酸菌的生長繁殖 ②罐口封閉不嚴(yán)，氧氣抑制了乳酸菌的生長繁殖 ③罐口封閉不嚴(yán)，氧氣抑制了其他腐生菌的生長和繁殖 ④罐口封閉不嚴(yán)，促進(jìn)了需氧腐生菌的生長和繁殖 A．①③ B．②④ C．②③ D．①④ 解析：選B。乳酸菌在缺氧的條件下無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，乳酸能抑制其他微生物的生長繁殖，故泡菜不爛。但該過程的發(fā)生必須在缺氧的條件下，若罐口封閉不嚴(yán)，有氧氣進(jìn)入，則乳酸菌的生長繁殖就受到抑制，乳酸產(chǎn)生也受抑制，其他微生物特別是需氧型微生物就會大量繁殖，導(dǎo)致腐爛。另外，腐生菌的代謝類型有需氧型、厭氧型和兼性厭氧型三種，氧氣只能抑制需氧型腐生菌的生長繁殖。 3.下列不屬于發(fā)酵工程應(yīng)用的是(　　) A．生產(chǎn)抗生素、維生素、藥用氨基酸等 B．生產(chǎn)啤酒、果酒和食醋等 C．用于化學(xué)檢測和水質(zhì)監(jiān)測 D．生產(chǎn)各種各樣的食品和添加劑 解析：選C?；瘜W(xué)檢測和水質(zhì)監(jiān)測是基因工程的作用。 4.利用基因工程的方法，可培育出生產(chǎn)干擾素的酵母菌。某制藥廠在利用該工程菌進(jìn)行生產(chǎn)時，技術(shù)人員連續(xù)定時取樣發(fā)酵罐內(nèi)酵母菌數(shù)量(萬個/mL)和對培養(yǎng)液的pH進(jìn)行測定。通過測定不能確定的是(　　) A．酵母菌種群的生長變化情況 B．重組DNA分子是怎樣表達(dá)的 C．干擾素從何時開始大量積累 D．培養(yǎng)液中養(yǎng)分消耗情況及何時添加補充 解析：選B。DNA分子表達(dá)不能通過酵母菌數(shù)量和培養(yǎng)液pH來測定。應(yīng)測定其產(chǎn)物形成。 5.(xx凱里一中高二檢測)下列不能用于菌種選育的是(　　) A．人工誘變 B．自然選育 C．基因工程育種 D．雜交育種 解析：選D。菌種選育包括人工誘變、自然選育、基因工程育種等，雜交育種適用于有性生殖的生物。 6.發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品如果是菌體，則進(jìn)行提取精制可采用的方法是(　　) A．蒸餾、過濾 B．過濾、沉淀 C．萃取、離子交換 D．沉淀、萃取 解析：選B。發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品有兩類：一類是代謝產(chǎn)物，另一類是菌體本身。產(chǎn)品不同，提取精制的方法一般不同，后者可采用過濾、沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來。 7.紫外線具有殺菌和誘變功能。用相同劑量、不同波長的紫外線處理兩組等量的酵母菌，結(jié)果見下表。 紫外線波長(nm) 存活率(%) 突變數(shù)(個) 260 60 50～100 280 100 0～1 據(jù)表推斷，在選育優(yōu)良菌種時，應(yīng)采用的紫外線波長及依據(jù)是(　　) A．260 nm；酵母菌存活率較低 B．260 nm；酵母菌突變數(shù)多 C．280 nm；酵母菌存活率高 D．280 nm；酵母菌突變數(shù)少 解析：選B。題干要求的是如何據(jù)表選育優(yōu)良菌種。由表格可知，紫外線波長為280 nm時，酵母菌的存活率雖然高達(dá)100%，但是0～1個的突變數(shù)不利于菌種選育；紫外線波長為260 nm時，酵母菌的存活率雖然只有60%，但是50～100個的突變數(shù)可以提供豐富的變異材料，有利于菌種的選育。 8.下列對發(fā)酵工程內(nèi)容的敘述，錯誤的是(　　) A．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)行擴大培養(yǎng) B．根據(jù)工程菌所需的營養(yǎng)精確地配制出合成培養(yǎng)基，并進(jìn)行嚴(yán)格地滅菌處理 C．發(fā)酵過程中必須嚴(yán)格的檢測并控制發(fā)酵條件 D．用適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ崛【飘a(chǎn)品，并嚴(yán)格地進(jìn)行質(zhì)量檢查 解析：選B。本題是在要求達(dá)到知識與技能目標(biāo)的基礎(chǔ)上，設(shè)置發(fā)酵工程操作程序中的“誤區(qū)”，從而體會科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。發(fā)酵工程分為選育菌種、配制培養(yǎng)基、滅菌、接種、發(fā)酵等幾步，A、C、D選項中內(nèi)容皆與發(fā)酵生產(chǎn)流程中的要求一致，B選項則不符合。發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中，多采用天然的液體培養(yǎng)基，即用化學(xué)成分不明確的天然物質(zhì)配制而成，如玉米粉、牛肉膏等。 9.在啤酒生產(chǎn)過程中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程大致如下： 將經(jīng)過滅菌的麥芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌種后輸入發(fā)酵罐。初期酵母菌迅速繁殖、糖度下降，產(chǎn)生白色泡沫，溶解氧漸漸耗盡。隨后酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，酒精濃度漸漸上升，泡沫不斷增多。當(dāng)糖度下降到一定程度后，結(jié)束發(fā)酵，最后分別輸出有形物質(zhì)和鮮啤酒。根據(jù)上述過程，回答下列問題： (1)該過程表明啤酒酵母菌異化作用的特點是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是________。 (3)經(jīng)測定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其他發(fā)酵產(chǎn)物，其余1.5%則用于________。 (4)請寫出由麥芽糖→葡萄糖→酒精的反應(yīng)方程式。 解析：解答該題需認(rèn)真讀題，從所給材料中捕捉有效信息。 (1)由題意可知，酵母菌接入發(fā)酵罐初期代謝和繁殖旺盛，溶解氧漸漸耗盡，表明酵母菌進(jìn)行了旺盛的有氧呼吸，而后代謝繁殖仍在進(jìn)行，只是速度減慢，同時糖減少，酒精增加，表明其進(jìn)行了酒精發(fā)酵，而酒精發(fā)酵為無氧呼吸的特征。由此可推出，啤酒酵母菌異化作用的特點是既能進(jìn)行有氧呼吸，又能進(jìn)行無氧呼吸。 (2)酵母菌繁殖方式包括出芽生殖、有性生殖等。但各生殖方式進(jìn)行的條件是有區(qū)別的。條件適宜時主要為出芽生殖，這樣可使酵母菌個體數(shù)量迅速增多。 (3)環(huán)境中的糖是作為酵母菌繁殖生命活動的碳源和能源，除了形成酒精和其他代謝產(chǎn)物外，其余部分則用在了自身的生長繁殖上。 (4)麥芽糖的分子式在組成生物體的化合物中學(xué)到，麥芽糖→葡萄糖的反應(yīng)方程式雖然教材上未寫出，但卻指出二糖是水解后能夠形成2分子單糖的糖，知道反應(yīng)物和產(chǎn)物，配平可得出方程式。 答案：(1)既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無氧呼吸 (2)出芽生殖 (3)酵母菌自身的生長和繁殖 (4)C12H22O11＋H2O2C6H12O6　C6H12O62C2H5OH＋2CO2 10.某酒廠以大米為主要原料，用酵母菌生產(chǎn)酒精度數(shù)不低于12度的米酒，其主要工藝流程為：糖化→發(fā)酵→后加工(勾兌、儲運)。發(fā)酵過程主要是在5 m3的發(fā)酵罐中進(jìn)行，其主要工藝為：原料→接種菌種→通氣培養(yǎng)→密封發(fā)酵。請分析并回答下列問題： (1)糖化階段主要包括蒸煮大米和加入“糖化酶”等?！疤腔浮笔?大米中)淀粉發(fā)生的主要變化是________________________________________________________________________。 (2)在發(fā)酵工藝中，接種菌種時常加尿素或其他肥料，其目的是________________________________________________________________________。 (3)如圖中的左圖的橫坐標(biāo)代表氧分壓，縱坐標(biāo)代表相對值，圖中能夠表示酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生CO2變化的曲線和酵母菌有氧呼吸消耗糖的速度變化的曲線依次是________________________________________________________________________。 (4)在上圖的右圖中，用曲線表示在發(fā)酵階段酵母菌種群個體數(shù)量變化的情況。 答案：(1)淀粉麥芽糖葡萄糖。(2)供給酵母菌進(jìn)行生長、發(fā)育和繁殖等生命活動所必需的氮源或無機鹽。(3)A、C　(4)見圖。