高中生物总复习 课时作业40发酵工程简介 人教版

一、选择题1．在微生物发酵过程中，接种前都要进行扩大培养。

下列有关扩大培养的叙述，错误的是( ) A．如果接种前不进行扩大培养，会使调整期延长B．酿酒过程中，通入无菌空气的目的是扩大培养C．在谷氨酸生产中，可用C、N比为4∶1的培养基对菌种进行扩大培养D．扩大培养可提高发酵罐中营养物质的利用率，从而提高产量解析：扩大培养的目的是增加发酵罐中菌体的数量，尽快达到K值，通过缩短调整期来缩短培养周期，提高设备的利用率；如果不进行扩大培养就直接接种，发酵罐中的菌体数量很少，将使调整期延长；酿酒过程中，常采用控制溶氧的方法来进行扩大培养(通入无菌空气)和酒精发酵(隔绝空气)；在谷氨酸生产中，常采用控制C、N比来进行扩大培养(4∶1)和谷氨酸生产(3∶1)。

答案：D2．下列关于微生物发酵过程的说法，正确的是( )A．菌种选育是发酵的中心阶段B．只要不断地向发酵罐中通入液体培养基，就能保证发酵的正常进行C．在发酵过程中，要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件，否则会影响菌种代谢产物的形成D．在谷氨酸发酵过程中，当pH呈酸性时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸3．利用生物工程生产啤酒、味精、胰岛素、酸奶的常用菌种分别是( )A．酵母菌、枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌B．酵母菌、大肠杆菌、青霉菌、乳酸菌C．酵母菌、谷氨酸棒状杆菌、大肠杆菌、乳酸菌D．黄色短杆菌、酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌解析：本题的关键在味精的生产，味精的主要成分是谷氨酸钠；可利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产出谷氨酸，再用Na2CO3溶液中和后，再经过过滤、浓缩、离心、分离等步骤，便可制成味精。

答案：C4．关于青霉素生产的叙述，正确的是( )A．青霉素、维生素和色素都是青霉菌生长代谢中重要的初级代谢产物B．用紫外线、激光、化学诱变剂处理青霉菌再经筛选可以选育高产菌种C．连续培养能使青霉菌保持较长时间的高速生长，从而延长培养周期D．在青霉菌生长的稳定期，活菌数不再增加，青霉素产量也不再增加解析：青霉素、色素属于次级代谢产物，连续培养法缩短了培养周期，提高了设备的利用率，在青霉素生长的稳定期，随着时间的延长，青霉素的产量会不断增加。

答案：B5．用酵母菌酿酒的主要阶段为：加料→接种→通气培养→密封发酵。

从接种后到密封前这一阶段，酵母菌种群数量变化的曲线图为( )解析：酵母菌酿酒过程中，从接种到密封前，种群数量变化呈“S”型增长，故选C。

答案：C6．温度对发酵过程的影响，不．正确的是( )A．温度过高，发酵周期缩短，产量降低B．温度不影响生物合成的途径C．温度能影响菌种对营养物质的吸收D．菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同解析：解答此题需要从以下几方面分析：第一，发酵过程需要适宜的温度，如果温度过高，酶很快失活，菌体衰老，发酵周期就会缩短，产量也会降低；第二，温度能影响生物合成的途径，这是因为生物合成过程需要酶，酶的活性与温度有关；第三，菌种吸收营养物质一部分是通过主动运输来完成的，需呼吸作用提供能量，这与温度有关；第四，菌体生长和产物合成需体内旺盛的代谢作基础，而用于生长繁殖和代谢产物合成的酶不同，因此所需的最适温度也不一定相同。

答案：B7．在谷氨酸生产过程中，必须不断地调整培养液的pH，原因是( )①谷氨酸发酵的最适pH为7.0～8.0②在发酵过程中，溶液pH会发生变化③当pH呈酸性时，谷氨酸的产量会下降④不调节pH，培养液中生成的谷氨酸会转变成其他物质A．①②③B．①②③④C．①② D．①④解析：谷氨酸发酵过程会改变外界环境的pH，即培养基的原始pH在培养的过程中时时发生改变。

答案：B8．如图表示发酵罐中各种因素对谷氨酸棒状杆菌发酵产生谷氨酸的影响，其中不．正确的是()解析：本题考查影响发酵工程的因素的相关知识，熟知发酵所用微生物的代谢类型、影响微生物新陈代谢的主要因素及影响的机理，是解题的关键。

在最适温度和最适pH时，酶的活性最高，谷氨酸产生速率最大，高于或低于该值都会使酶活性降低，谷氨酸产生速率下降。

谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，在一定范围内随着溶氧量的增加，谷氨酸(初级代谢产物)的产生速率会随着该菌生长繁殖速率的加快而增加，当溶氧量增大到一定值时，由于受其他条件(如酶的数量与活性等)的限制，谷氨酸产生速率不可能继续增加。

随时间的推移，谷氨酸的产生速率在最初阶段可能不断加快，当活菌数目达到最多(稳定期)时，谷氨酸产生总量会继续增加，但产生速率则不再加快。

答案：C9．发酵工程的一项关键措施是灭菌，关于灭菌的叙述正确的是( )A．培养基和发酵设备均需要严格灭菌B．灭菌就是杀死培养基中的一切细菌C．通入无菌空气可以达到灭菌的目的D．pH调到2左右灭菌效果最好解析：灭菌不仅是杀死培养基中和发酵设备上的一切细菌，还要包括它们的芽孢、孢子及其他微生物。

通入无菌空气是为了避免进入杂菌造成污染，并没有灭菌的作用。

不同微生物所能适应的pH范围是不同的，pH调节到2左右灭菌效果不一定是最好的。

答案：A10．有关微生物和发酵工程的叙述中，全部正确的一组是( )①在发酵工程中要对培养基、发酵设备等进行严格灭菌②超过最适温度后，由于细菌细胞内核酸和蛋白质发生不可逆的破坏，其生长速率急剧下降③当碳源与氮源的比例为3∶1时，会得到大量的谷氨酸棒状杆菌④毒素、色素是微生物在代谢过程中产生的次级代谢产物，只分布在细胞外A．①②③B．③④C．①②D．①②④解析：本题主要考查微生物的代谢和发酵工程中的灭菌、条件控制等相关知识。

当碳源与氮源的比例为3∶1时，有利于谷氨酸的生产；毒素、色素等次级代谢产物，在不同的微生物中可能积累，也可能排到环境中。

答案：C11．下列有关发酵罐中谷氨酸发酵的叙述中，正确的是( )A．发酵中不断通入纯氧气B．搅拌的目的只是使空气形成细小气泡，增加培养基中的溶氧量C．冷却水可使酶的活性下降D．若培养条件不当就可能无法得到所需产品解析：发酵中不断通入的是无菌空气而并非纯氧气，否则成本会很高。

搅拌的目的不只是使空气形成细小小泡，增加培养基中的溶解氧，还能使菌种与培养液充分接触，提高原料的利用率。

冷却水并非使酶的活性下降，而是降低整个发酵罐中的温度，使发酵罐散热。

答案：D12．下列对微生物连续培养的优点的叙述，不．正确的是( )A．提高设备利用率，便于自动化管理B．有利于微生物尽快将代谢产物释放到培养基中C．能及时补充微生物所需的营养物质，提高产量D．能消除不利于微生物生长的某些环境因子，缩短培养周期解析：连续培养是指以一定的速度不断地添加新的培养基，同时又以同样的速度不断地放出老的培养基，以保证微生物对营养物质的需要，并排出部分有害代谢产物，使微生物保持长时间的高速生长。

答案：B二、非选择题13．目前微生物已经在许多领域得到广泛应用，形成了大规模的发酵工程，为人类创造出了巨大的财富。

(1)自然界细菌变异的主要来源是________。

图甲表示利用某种好氧细菌生产人生长激素的发酵工程流程图，欲获得该菌种首先要通过________方法获得目的基因，通过________技术获得工程菌。

(2)选择好的菌种进行扩大培养后，应选用________期的菌种接种到发酵罐内的培养液中，原因是________。

(3)该发酵过程的产物属于____________代谢产物，一般在____________期大量合成，为了尽可能多地提取人的生长激素，采用图乙的方法，图中1、2所表示的物质分别是________、__________，图中3表示流出物，其中包括的物质有____________。

(4)在发酵过程中发酵罐需要冷却系统，冷却的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

解析：(1)细菌属原核生物，其变异的主要来源是基因突变。

(2)选用对数期的菌种有利于缩短调整期。

(3)“激素”属次级代谢产物，一般在稳定期大量合成。

(4)由于发酵过程中微生物代谢旺盛、产热多，故需冷却系统。

答案：(1)基因突变人工合成基因基因工程(2)对数细菌代谢旺盛，形态和生理特征稳定(3)次级稳定新鲜培养液无菌空气人的生长激素(代谢产物、老的培养基、菌体等均可)(4)微生物代谢旺盛，产生大量热量14．黑曲霉发酵可以产生木聚糖酶，该酶可以将木聚糖(植物细胞壁的主要成分之一)降解为木糖。

木聚糖酶是一种很有应用价值的发酵产品，如图表示生产该酶的连续发酵设置。

(1)根据物理性质，该发酵过程使用的培养基属于______________________。

根据工艺流程可知，黑曲霉的新陈代谢类型属于________型。

(2)从加料口输入的培养基必须经过严格的________处理。

根据图示可知，发酵过程需要严格控制________与搅拌速度等条件。

(3)在大规模的发酵生产中，需要将选育出的优良菌种经过多次的________，当达到一定数量后再接种。

接种的菌种最好处于生长的________期。

(4)此工艺流程(连续培养)以一定的速度不断添加新的培养基，同时又以同样的速度放出旧的培养基，可大大提高生产效率，道理在于_________________________________。

15．人造蛋白食品是现代发酵工程的杰作之一，食用真菌蛋白是人造蛋白的一种，回答下列问题：(1)发酵过程中环境条件的控制非常关键，如温度的控制、pH、溶氧量及通气量等，环境条件控制不当，可能引起的后果是________________________________________________。

(2)从自然界分离出的真菌菌种，用于制造真菌蛋白时，真菌蛋白的产量低，要获得较多真菌蛋白，培育优良菌种可采用________、________等方法。

(3)利用微生物工程制造出真菌蛋白，常作家畜(如猪)的饲料添加剂，猪食用这些添加剂可加速育肥的原因是________________________________________________________。

请你设计实验验证这种添加剂能起到加速育肥的作用。

实验材料和用具：发育良好的健壮的小猪若干只，猪生长所需的普通饲料，真菌蛋白，称量工具，适宜的饲养条件等。

实验步骤：a.________________________________________________________________________；b．________________________________________________________________________；c．________________________________________________________________________。