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3.1 微生物發(fā)酵及其應用 [課時作業(yè)]達標 一、選擇題 1.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　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。 答案　D 2.發(fā)酵工程的中心階段是(　　) A.菌種的選育 B.擴大培養(yǎng)的接種 C.發(fā)酵過程 D.分離提純 答案　C 3.下列不屬于發(fā)酵工程產物的是(　　) A.目的基因 B.青霉素 C.激素 D.色素 答案　A 4.下列關于溫度對發(fā)酵過程的影響的敘述，不正確的是(　　) A.溫度過高，發(fā)酵周期縮短，產量降低 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)物質的吸收 D.菌體生長和產物合成所需的最適溫度不一定相同 解析　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；菌種吸收營養(yǎng)物質時，多數(shù)是主動運輸，需要呼吸作用提供能量，這與溫度有關；菌體生長和產物合成需體內旺盛的代謝作基礎，而用于生長繁殖和代謝產物生成的酶不同，因此所需的最適宜的溫度也不一定相同。 答案　B 5.下列關于單細胞蛋白敘述，正確的是(　　) A.是從微生物細胞中提取的蛋白質 B.是通過發(fā)酵生產的微生物菌體 C.是微生物細胞分泌的抗生素 D.單細胞蛋白不能作為食品 解析　單細胞蛋白是利用淀粉或維生素的水解液、制糖工業(yè)的廢液、石化產品等為原料，通過發(fā)酵獲得大量的微生物菌體，所以不是特指微生物的某種蛋白質或抗生素；單細胞蛋白含有豐富的蛋白質，如真菌蛋白可作為食品。 答案　B 6.利用生物工程生產啤酒、味精、胰島素、酸奶的常用菌種分別是(　　) A.酵母菌、枯草桿菌、大腸桿菌、乳酸菌 B.酵母菌、大腸桿菌、青霉菌、乳酸菌 C.酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌、大腸桿菌、乳酸菌 D.黃色短桿菌、酵母菌、大腸桿菌、乳酸菌 答案　C 7.在發(fā)酵過程中，可以通過下列哪一組方法實現(xiàn)對溶氧的控制(　　) ①添加酸或堿?、谡{節(jié)通氣量　③調節(jié)攪拌速度?、芴砑泳彌_劑 A.①② B.①④ C.②③ D.①②④ 答案　C 8.下列有關發(fā)酵罐中谷氨酸發(fā)酵的敘述，正確的是(　　) A.發(fā)酵中不斷通入空氣 B.攪拌的目的只是使空氣形成細小氣泡，增加培養(yǎng)液中的溶氧量 C.冷卻水可使酶活性下降 D.若培養(yǎng)條件不當就不能得到所需產品 解析　發(fā)酵中應通入無菌空氣。攪拌的目的有兩個：一是增加培養(yǎng)液中的溶解氧；二是使菌種與培養(yǎng)液充分接觸。發(fā)酵過程產生熱使溫度升高，不利于發(fā)酵。冷卻水的目的是使溫度降低，使發(fā)酵順利進行。培養(yǎng)條件不當?shù)貌坏剿璁a品。 答案　D 9.生物學家將大腸桿菌的質粒取出，連接上人生長激素的基因以后，重新置于大腸桿菌細胞內，然后用這種帶有人生長激素基因的大腸桿菌進行發(fā)酵，該處理過程在發(fā)酵中屬于(　　) A.菌種選育 B.擴大培養(yǎng) C.接種 D.誘變育種 解析　發(fā)酵生產過程包括菌種選育、培養(yǎng)基的配制、滅菌、擴大培養(yǎng)和接種、發(fā)酵罐內發(fā)酵和產品的分離、提純等。題中所述將大腸桿菌質粒取出連接上人生長激素基因再重新置于大腸桿菌細胞內，然后用該菌進行發(fā)酵，整個過程應屬于利用基因工程手段培育發(fā)酵新菌種，即菌種選育過程。 答案　A 10.圖甲是果醋發(fā)酵裝置。發(fā)酵初期不通氣，溶液中有氣泡產生；中期可以聞到酒香；后期接種醋酸菌，適當升高溫度并通氣，酒香逐漸變成醋香。圖乙中能表示整個發(fā)酵過程培養(yǎng)液pH變化的曲線是(　　) A.① B.② C.③ D.④ 解析　初期和中期酵母菌在無氧的條件下無氧呼吸產生酒精和二氧化碳，所以有酒香，氣泡是二氧化碳。后期通氣接種醋酸菌，醋酸菌利用產生的酒精生產醋酸，所以酒香變成了醋香，pH下降。 答案　B 11.用蔗糖、奶粉和經蛋白酶水解后的玉米胚芽液通過乳酸菌發(fā)酵可生產新型酸奶，下列相關敘述錯誤的是(　　) A.蔗糖消耗量與乳酸生成量呈正相關 B.酸奶出現(xiàn)明顯氣泡說明有雜菌污染 C.應選擇處于對數(shù)期的乳酸菌接種 D.只有奶粉為乳酸菌發(fā)酵提供氮源 答案　D 12.在微生物培養(yǎng)過程中分別采用了高壓蒸汽滅菌、酒精擦拭、火焰灼燒等幾種不同的消毒或滅菌方法，這些方法可依次用于殺滅哪些地方的雜菌(　　) A.接種環(huán)、手、培養(yǎng)基 B.培養(yǎng)基、手、接種環(huán) C.手、培養(yǎng)基、接種環(huán) D.接種環(huán)、培養(yǎng)基、手 答案　B 13.下列關于發(fā)酵工程經歷階段的描述，正確的是(　　) A.早期積累階段→中期發(fā)酵工業(yè)階段→現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)階段→創(chuàng)新發(fā)酵工業(yè)階段 B.原始發(fā)展階段→現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)階段→創(chuàng)新發(fā)酵工業(yè)階段→生物技術產業(yè)階段 C.原始發(fā)展階段→傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)階段→現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)階段→生物技術產業(yè)階段 D.原始發(fā)展階段→傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)階段→現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)階段→基因技術產業(yè)階段 解析　發(fā)酵工程經歷了原始發(fā)展階段→傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)階段→現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)階段→生物技術產業(yè)階段四個階段。 答案　C 二、非選擇題 14.下圖是發(fā)酵工程生產產品的流程圖，請據圖回答下列問題。 (1)能生產人生長激素的工程菌是通過①培養(yǎng)的，①是________；高產青霉素菌種是通過②培育的，②是________；③表示________。 (2)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)酵進程，還要及時添加必需的________，同時嚴格控制___________ _______________________________________。 (3)若④是單細胞蛋白，則④是________。氨基酸、維生素屬于⑤中的________產物。 答案　(1)基因工程　誘變育種　接種　(2)細菌數(shù)目和產物濃度　培養(yǎng)基組分　溶氧量、溫度、pH、通氣量及轉速等發(fā)酵條件　(3)微生物菌體　初級代謝 15.下圖是發(fā)酵罐結構圖，請據圖回答問題。 (1)影響發(fā)酵過程中溫度變化的因素是_____________________ _________________________________________________。 (2)發(fā)酵過程中pH變化的原因是______________________ __________________________________________________。 (3)攪拌器攪拌的作用是______________________________ __________________________________________________。 (4)若此裝置用于酵母菌發(fā)酵產生酒精，則通入無菌空氣進口________(填圖中數(shù)字)的空氣關鍵要________。 (5)經檢測若發(fā)現(xiàn)放料口排出的舊培養(yǎng)基中微生物細胞形態(tài)多樣，甚至出現(xiàn)畸形，則此時微生物的生長處于________期，加料口________(填圖中數(shù)字)添加新培養(yǎng)基的速度應該適當________。 (6)若該裝置現(xiàn)階段發(fā)酵的目的是擴大培養(yǎng)生產酵母菌菌種，則應盡可能延長________期，采取的主要措施為：加料和放料的速度都________，通入的無菌空氣成分中應________，攪拌的速度適當________。 答案　(1)微生物代射、機械攪拌、罐壁散熱、水分蒸發(fā)、冷卻水循環(huán)等　(2)營養(yǎng)物質的消耗、代謝產物的積累　(3)增加溶氧，使菌種與培養(yǎng)基充分接觸，提高原料利用率　(4)④　除去氧氣　(5)衰亡　①　加快 (6)對數(shù)　加快　有充足的氧氣　加快 16.葡萄發(fā)酵可產生葡萄酒，請利用相關的知識回答問題。 注：各發(fā)酵瓶的左側管為充氣管，右側管為排氣管。 (1)利用葡萄制作葡萄酒的過程中，發(fā)揮作用的微生物是________。 (2)該微生物通過無氧呼吸可分解________，產生的終產物是________和________。 (3)甲、乙、丙三位同學將葡萄榨成汁后分別裝入相應的發(fā)酵瓶中，在溫度等適宜的條件下進行發(fā)酵，如上圖所示。發(fā)酵過程中，每隔一段時間均需排氣一次。據圖分析，甲和丙同學的操作有誤，其中甲同學的錯誤是________，導致發(fā)酵中出現(xiàn)的主要異?，F(xiàn)象是________________。丙同學的錯誤是___________ ___________，導致發(fā)酵中出現(xiàn)的主要異?，F(xiàn)象是______________________。上述發(fā)酵過程結束后，甲、乙、丙同學實際得到的發(fā)酵產品依次是________、________、________。 (4)在上述制作葡萄酒的過程中，假設乙同學的某一步驟操作錯誤導致發(fā)酵瓶瓶塞被沖開，該操作錯誤是________。 解析　(1)在制作果酒的時候，常用酵母菌作菌種。(2)酵母菌進行無氧呼吸時將葡萄糖分解為酒精和CO2。(3)甲同學未夾住發(fā)酵瓶的充氣管，發(fā)酵液會從充氣管流出，由于氧氣進入，有氧條件下醋酸菌繁殖產生葡萄醋，使發(fā)酵液變酸。丙同學發(fā)酵液過多淹沒了排氣管口，排氣時發(fā)酵液會從排氣口沖出。由于乙、丙均為無氧環(huán)境，所以發(fā)酵產物為葡萄酒。(4)由于發(fā)酵產生的CO2會使瓶內壓力升高，所以應定期排氣。 答案　(1)酵母菌　(2)葡萄糖　乙醇　CO2　(3)未夾住發(fā)酵瓶的充氣管　發(fā)酵液從充氣管流出，發(fā)酵液變酸　瓶中發(fā)酵液過多，淹沒了排氣管在瓶內的管口　排氣時發(fā)酵液從排氣管流出　葡萄醋　葡萄酒　葡萄酒　(4)未及時排氣