資源簡(jiǎn)介

課時(shí)5　發(fā)酵工程為人類提供多樣的生物產(chǎn)品
課時(shí)概念解析　本課時(shí)的概念為“發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術(shù)及微生物的特定功能，工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品”，這一概念的建構(gòu)需要以下基本概念或證據(jù)的支持：
(1)發(fā)酵工程包括菌種的選育和擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵過(guò)程的控制及產(chǎn)品的分離與提純等主要過(guò)程；(2)發(fā)酵工程為人類提供多樣的生物產(chǎn)品。
1.微生物工業(yè)發(fā)酵的基本過(guò)程
2.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)
3.發(fā)酵工程的三大特點(diǎn)
(1)生產(chǎn)條件________。
(2)原料________且價(jià)格低廉。
(3)廢棄物對(duì)環(huán)境影響小且________。
4.發(fā)酵工程的應(yīng)用
(1)絕大多數(shù)抗生素也是微生物發(fā)酵的產(chǎn)物，或由微生物發(fā)酵產(chǎn)物加工而成。
(2)近年來(lái)，在醫(yī)藥領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的酶抑制劑、免疫調(diào)節(jié)劑、________、________、生物表面活性劑和抗輻射藥物等許多新藥也是微生物發(fā)酵的產(chǎn)物或衍生物。
(3)采用發(fā)酵工程生產(chǎn)的酶制劑除了應(yīng)用于食品工業(yè)生產(chǎn)中，還廣泛應(yīng)用于洗滌劑生產(chǎn)、紡織、皮革、造紙工業(yè)中。
[辨正誤]
(1)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)，常將菌種接種到固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)。(　　)
(2)發(fā)酵過(guò)程中的pH、氧氣、溫度等影響發(fā)酵產(chǎn)物。(　　)
(3)發(fā)酵工程生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富，但廢棄物對(duì)環(huán)境污染很大，不易處理。(　　)
(4)如果發(fā)酵的產(chǎn)品是微生物的代謝產(chǎn)物，可采用過(guò)濾、沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來(lái)。(　　)
(生活、學(xué)習(xí)和實(shí)踐情境)木聚糖酶可以將木聚糖(植物細(xì)胞壁的主要成分之一)降解為木糖，在釀造、飼料生產(chǎn)中很有應(yīng)用價(jià)值。木聚糖酶可以用黑曲霉發(fā)酵生產(chǎn)，下圖表示生產(chǎn)該酶的連續(xù)發(fā)酵裝置。
(1)根據(jù)物理性質(zhì)，該發(fā)酵過(guò)程使用的培養(yǎng)基屬于何種培養(yǎng)基？___________________________________________________________________
(2)從發(fā)酵裝置輸入的培養(yǎng)物必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的________處理。根據(jù)圖示可知，發(fā)酵過(guò)程除了要嚴(yán)格控制攪拌速度外，還需要嚴(yán)格控制哪些主要條件？___________________________________________________________________
____________________________________________________________________
(3)大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)中，需要將選育出的優(yōu)良菌種經(jīng)過(guò)多次擴(kuò)大培養(yǎng)，使菌種達(dá)到一定數(shù)量再接種，其目的是什么？__________________________________________________________________
___________________________________________________________________
【典例應(yīng)用】
例1 某同學(xué)采用如圖所示的裝置進(jìn)行葡萄酒發(fā)酵，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.發(fā)酵過(guò)程需檢測(cè)發(fā)酵液溫度
B.發(fā)酵初期罐內(nèi)可能出現(xiàn)負(fù)壓
C.需從進(jìn)氣口定期通入無(wú)菌空氣
D.可以通過(guò)監(jiān)測(cè)殘余糖的濃度來(lái)決定終止發(fā)酵時(shí)間
例2 下列關(guān)于微生物與發(fā)酵工程的敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.好氧、用單一純種微生物生產(chǎn)單一產(chǎn)品是現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的主流
B.發(fā)酵工程具有生產(chǎn)條件溫和、原料豐富且價(jià)格低廉、廢棄物對(duì)環(huán)境影響小且容易處理等特點(diǎn)
C.當(dāng)菌種進(jìn)入新鮮的培養(yǎng)基后，代謝產(chǎn)生的生物堿、毒素等化合物是維持菌種生命活動(dòng)必需的物質(zhì)
D.發(fā)酵工業(yè)所使用的菌種應(yīng)對(duì)環(huán)境沒(méi)有明顯或潛在的危害
1.(2022·山東卷，14)青霉菌處在葡萄糖濃度不足的環(huán)境中時(shí)，會(huì)通過(guò)分泌青霉素殺死細(xì)菌，以保證自身生存所需的能量供應(yīng)。目前已實(shí)現(xiàn)青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)，關(guān)于該生產(chǎn)過(guò)程，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.發(fā)酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B.可用深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)提高產(chǎn)量
C.選育出的高產(chǎn)菌株經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后才可接種到發(fā)酵罐中
D.青霉素具有殺菌作用，因此發(fā)酵罐不需嚴(yán)格滅菌
2.(2021·全國(guó)乙卷，37)工業(yè)上所說(shuō)的發(fā)酵是指微生物在有氧或無(wú)氧條件下通過(guò)分解與合成代謝將某些原料物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特定產(chǎn)品的過(guò)程。利用微生物發(fā)酵制作醬油在我國(guó)具有悠久的歷史。某企業(yè)通過(guò)發(fā)酵制作醬油的流程示意圖如下。
回答下列問(wèn)題：
(1)米曲霉發(fā)酵過(guò)程中，加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，大豆中的________可為米曲霉的生長(zhǎng)提供氮源，小麥中的淀粉可為米曲霉的生長(zhǎng)提供________。
(2)米曲霉發(fā)酵過(guò)程的主要目的是使米曲霉充分生長(zhǎng)繁殖，大量分泌制作醬油過(guò)程所需的酶類，這些酶中的________、________能分別將發(fā)酵池中的蛋白質(zhì)和脂肪分解成易于吸收、風(fēng)味獨(dú)特的成分，如將蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和________。米曲霉發(fā)酵過(guò)程需要提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于________(填“自養(yǎng)厭氧”“異養(yǎng)厭氧”或“異養(yǎng)好氧”)微生物。
(3)在發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的乳酸菌屬于________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在無(wú)氧條件下分解葡萄糖的產(chǎn)物是____________。在該階段抑制雜菌污染和繁殖是保證醬油質(zhì)量的重要因素，據(jù)圖分析該階段中可以抑制雜菌生長(zhǎng)的物質(zhì)是_____________________________________(答出1點(diǎn)即可)。
課時(shí)5　發(fā)酵工程為人類提供多樣的生物產(chǎn)品
自主建構(gòu)
1．滅菌
2．分離　遺傳　發(fā)酵的時(shí)間　不同　過(guò)濾　沉淀　減壓　吸附劑
3．(1)溫和　(2)豐富　(3)容易處理
4．(2)類激素　抗氧化劑
辨正誤
(1)×　提示：菌種擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)通常使用的是液體培養(yǎng)基。
(2)√
(3)×　提示：發(fā)酵工程的廢棄物對(duì)環(huán)境影響小且容易處理。
(4)×　提示：如果發(fā)酵的產(chǎn)品是菌體本身，可采用過(guò)濾、沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來(lái)。
合作探究
(1)提示：液體培養(yǎng)基。
(2)提示：滅菌　溫度、pH、溶氧量、通氣量。
(3)提示：縮短菌種在發(fā)酵罐中發(fā)酵的時(shí)間。
典例應(yīng)用
例1　C　[酵母菌進(jìn)行果酒發(fā)酵時(shí)需要適宜的溫度，因此發(fā)酵過(guò)程需檢測(cè)發(fā)酵液溫度，A正確；發(fā)酵初期罐內(nèi)微生物進(jìn)行需氧呼吸消耗了氧氣，因此可能出現(xiàn)負(fù)壓，B正確；酵母菌通過(guò)厭氧呼吸產(chǎn)生酒精，因此不能從進(jìn)氣口通入空氣，C錯(cuò)誤；可以通過(guò)監(jiān)測(cè)殘余糖的濃度來(lái)決定終止發(fā)酵時(shí)間，D正確。]
例2　C　[當(dāng)菌種進(jìn)入新鮮的培養(yǎng)基后，代謝產(chǎn)生維持生命活動(dòng)的氨基酸、核苷酸、多糖、脂類等各種物質(zhì)，生長(zhǎng)到一定階段后，產(chǎn)生的生物堿、毒素等化合物對(duì)微生物自身的生命活動(dòng)沒(méi)有明確的功能，C錯(cuò)誤。]
感悟真題
1．D　[青霉菌處于葡萄糖濃度不足的環(huán)境中會(huì)通過(guò)分泌青霉素殺死細(xì)菌；發(fā)酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，A正確；青霉菌的代謝類型為異養(yǎng)需氧型，可用深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)提高產(chǎn)量，B正確；選育出的高產(chǎn)青霉素菌株經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)純化后，才可接種到發(fā)酵罐中進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，C正確；為了防止細(xì)菌、其他真菌等微生物的污染，獲得純凈的青霉素，發(fā)酵罐仍需嚴(yán)格滅菌，D錯(cuò)誤。]
2．(1)蛋白質(zhì)　碳源　(2)蛋白酶　脂肪酶　氨基酸　異養(yǎng)好氧　(3)原核生物　酒精和CO2　食鹽
解析　(1)大豆的主要營(yíng)養(yǎng)成分有蛋白質(zhì)，可為米曲霉的生長(zhǎng)提供氮源。淀粉屬于多糖，組成元素有C、H、O，可為米曲霉的生長(zhǎng)提供碳源。(2)蛋白質(zhì)和脂肪的分解分別需要蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶可以將蛋白質(zhì)水解為小分子的肽和氨基酸。依題意可知，米曲霉發(fā)酵過(guò)程中需要提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，且需要通入空氣并攪拌，故米曲霉的代謝類型為異養(yǎng)好氧型。(3)乳酸菌為原核生物；酵母菌為兼性厭氧微生物，在無(wú)氧條件下可以通過(guò)厭氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。由題圖可知，發(fā)酵池中有米曲霉發(fā)酵階段的產(chǎn)物，還有發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的食鹽，食鹽可以通過(guò)提高發(fā)酵液的滲透壓來(lái)抑制雜菌生長(zhǎng)。(共27張PPT)
第一章　發(fā)酵工程
課時(shí)5　
發(fā)酵工程為人類提供多樣的生物產(chǎn)品
本課時(shí)的概念為“發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術(shù)及微生物的特定功能，工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品”，這一概念的建構(gòu)需要以下基本概念或證據(jù)的支持：
(1)發(fā)酵工程包括菌種的選育和擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵過(guò)程的控制及產(chǎn)品的分離與提純等主要過(guò)程；(2)發(fā)酵工程為人類提供多樣的生物產(chǎn)品。
課時(shí)概念解析
目錄 CONTENTS
感悟真題
合作探究
課時(shí)概念圖
自主建構(gòu)
1.微生物工業(yè)發(fā)酵的基本過(guò)程
滅菌
2.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)
分離
遺傳
發(fā)酵的
時(shí)間
不同
2.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)
過(guò)
濾
沉
淀
減壓
吸附
劑
3.發(fā)酵工程的三大特點(diǎn)
(1)生產(chǎn)條件______。
(2)原料______且價(jià)格低廉。
(3)廢棄物對(duì)環(huán)境影響小且__________。
溫和
豐富
容易處理
4.發(fā)酵工程的應(yīng)用
(1)絕大多數(shù)抗生素也是微生物發(fā)酵的產(chǎn)物，或由微生物發(fā)酵產(chǎn)物加工而成。
(2)近年來(lái)，在醫(yī)藥領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的酶抑制劑、免疫調(diào)節(jié)劑、________、__________、生物表面活性劑和抗輻射藥物等許多新藥也是微生物發(fā)酵的產(chǎn)物或衍生物。
(3)采用發(fā)酵工程生產(chǎn)的酶制劑除了應(yīng)用于食品工業(yè)生產(chǎn)中，還廣泛應(yīng)用于洗滌劑生產(chǎn)、紡織、皮革、造紙工業(yè)中。
類激素
抗氧化劑
×
[辨正誤]
(1)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)，常將菌種接種到固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)。( )
提示：菌種擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)通常使用的是液體培養(yǎng)基。
(2)發(fā)酵過(guò)程中的pH、氧氣、溫度等影響發(fā)酵產(chǎn)物。( )
(3)發(fā)酵工程生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富，但廢棄物對(duì)環(huán)境污染很大，不易處理。( )
提示：發(fā)酵工程的廢棄物對(duì)環(huán)境影響小且容易處理。
(4)如果發(fā)酵的產(chǎn)品是微生物的代謝產(chǎn)物，可采用過(guò)濾、沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來(lái)。( )
提示：如果發(fā)酵的產(chǎn)品是菌體本身，可采用過(guò)濾、沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來(lái)。
√
×
×
(生活、學(xué)習(xí)和實(shí)踐情境)木聚糖酶可以將木聚糖(植物細(xì)胞壁的主要成分之一)降解為木糖，在釀造、飼料生產(chǎn)中很有應(yīng)用價(jià)值。木聚糖酶可以用黑曲霉發(fā)酵生產(chǎn)，下圖表示生產(chǎn)該酶的連續(xù)發(fā)酵裝置。
(1)根據(jù)物理性質(zhì)，該發(fā)酵過(guò)程使用的培養(yǎng)基屬于何種培養(yǎng)基？
提示：液體培養(yǎng)基。
(2)從發(fā)酵裝置輸入的培養(yǎng)物必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的________處理。根據(jù)圖示可知，發(fā)酵過(guò)程除了要嚴(yán)格控制攪拌速度外，還需要嚴(yán)格控制哪些主要條件？
提示：滅菌　溫度、pH、溶氧量、通氣量。
●圖示連續(xù)培養(yǎng)裝置以一定的速度不斷添加新的培養(yǎng)物，同時(shí)又以同樣的速度放出舊的培養(yǎng)物，可大大提高生產(chǎn)效率，其原因是什么？
提示：①保證微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求；②排出部分有害代謝產(chǎn)物；③使微生物保持較長(zhǎng)時(shí)間的高速生長(zhǎng)。
(3)大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)中，需要將選育出的優(yōu)良菌種經(jīng)過(guò)多次擴(kuò)大培養(yǎng)，使菌種達(dá)到一定數(shù)量再接種，其目的是什么？
提示：縮短菌種在發(fā)酵罐中發(fā)酵的時(shí)間。
C
例1 某同學(xué)采用如圖所示的裝置進(jìn)行葡萄酒發(fā)酵，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
【典例應(yīng)用 】
A.發(fā)酵過(guò)程需檢測(cè)發(fā)酵液溫度
B.發(fā)酵初期罐內(nèi)可能出現(xiàn)負(fù)壓
C.需從進(jìn)氣口定期通入無(wú)菌空氣
D.可以通過(guò)監(jiān)測(cè)殘余糖的濃度來(lái)決定終止發(fā)酵時(shí)間
解析：酵母菌進(jìn)行果酒發(fā)酵時(shí)需要適宜的溫度，因此發(fā)酵過(guò)程需檢測(cè)發(fā)酵液溫度，A正確；
發(fā)酵初期罐內(nèi)微生物進(jìn)行需氧呼吸消耗了氧氣，因此可能出現(xiàn)負(fù)壓，B正確；
酵母菌通過(guò)厭氧呼吸產(chǎn)生酒精，因此不能從進(jìn)氣口通入空氣，C錯(cuò)誤；
可以通過(guò)監(jiān)測(cè)殘余糖的濃度來(lái)決定終止發(fā)酵時(shí)間，D正確。
A.發(fā)酵過(guò)程需檢測(cè)發(fā)酵液溫度
B.發(fā)酵初期罐內(nèi)可能出現(xiàn)負(fù)壓
C.需從進(jìn)氣口定期通入無(wú)菌空氣
D.可以通過(guò)監(jiān)測(cè)殘余糖的濃度來(lái)決定終止發(fā)酵時(shí)間
例2 下列關(guān)于微生物與發(fā)酵工程的敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.好氧、用單一純種微生物生產(chǎn)單一產(chǎn)品是現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的主流
B.發(fā)酵工程具有生產(chǎn)條件溫和、原料豐富且價(jià)格低廉、廢棄物對(duì)環(huán)境影響小且容易處理等特點(diǎn)
C.當(dāng)菌種進(jìn)入新鮮的培養(yǎng)基后，代謝產(chǎn)生的生物堿、毒素等化合物是維持菌種生命活動(dòng)必需的物質(zhì)
D.發(fā)酵工業(yè)所使用的菌種應(yīng)對(duì)環(huán)境沒(méi)有明顯或潛在的危害
C
解析：當(dāng)菌種進(jìn)入新鮮的培養(yǎng)基后，代謝產(chǎn)生維持生命活動(dòng)的氨基酸、核苷酸、多糖、脂類等各種物質(zhì)，生長(zhǎng)到一定階段后，產(chǎn)生的生物堿、毒素等化合物對(duì)微生物自身的生命活動(dòng)沒(méi)有明確的功能，C錯(cuò)誤。
D
1.(2022·山東卷，14)青霉菌處在葡萄糖濃度不足的環(huán)境中時(shí)，會(huì)通過(guò)分泌青霉素殺死細(xì)菌，以保證自身生存所需的能量供應(yīng)。目前已實(shí)現(xiàn)青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)，關(guān)于該生產(chǎn)過(guò)程，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.發(fā)酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B.可用深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)提高產(chǎn)量
C.選育出的高產(chǎn)菌株經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后才可接種到發(fā)酵罐中
D.青霉素具有殺菌作用，因此發(fā)酵罐不需嚴(yán)格滅菌
解析：青霉菌處于葡萄糖濃度不足的環(huán)境中會(huì)通過(guò)分泌青霉素殺死細(xì)菌；發(fā)酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，A正確；
青霉菌的代謝類型為異養(yǎng)需氧型，可用深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)提高產(chǎn)量，B正確；
選育出的高產(chǎn)青霉素菌株經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)純化后，才可接種到發(fā)酵罐中進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，C正確；
為了防止細(xì)菌、其他真菌等微生物的污染，獲得純凈的青霉素，發(fā)酵罐仍需嚴(yán)格滅菌，D錯(cuò)誤。
2.(2021·全國(guó)乙卷，37)工業(yè)上所說(shuō)的發(fā)酵是指微生物在有氧或無(wú)氧條件下通過(guò)分解與合成代謝將某些原料物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特定產(chǎn)品的過(guò)程。利用微生物發(fā)酵制作醬油在我國(guó)具有悠久的歷史。某企業(yè)通過(guò)發(fā)酵制作醬油的流程示意圖如下。
回答下列問(wèn)題：
(1)米曲霉發(fā)酵過(guò)程中，加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，大豆中的________可為米曲霉的生長(zhǎng)提供氮源，小麥中的淀粉可為米曲霉的生長(zhǎng)提供________。
蛋白質(zhì)
碳源
(2)米曲霉發(fā)酵過(guò)程的主要目的是使米曲霉充分生長(zhǎng)繁殖，大量分泌制作醬油過(guò)程所需的酶類，這些酶中的________、________能分別將發(fā)酵池中的蛋白質(zhì)和脂肪分解成易于吸收、風(fēng)味獨(dú)特的成分，如將蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和________。米曲霉發(fā)酵過(guò)程需要提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于________(填“自養(yǎng)厭氧”“異養(yǎng)厭氧”或“異養(yǎng)好氧”)微生物。
蛋白酶
脂肪酶
氨基酸
異養(yǎng)好氧
(3)在發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的乳酸菌屬于________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在無(wú)氧條件下分解葡萄糖的產(chǎn)物是________________。在該階段抑制雜菌污染和繁殖是保證醬油質(zhì)量的重要因素，據(jù)圖分析該階段中可以抑制雜菌生長(zhǎng)的物質(zhì)是_______________________(答出1點(diǎn)即可)。
原核生物
酒精和CO2
食鹽
解析：(1)大豆的主要營(yíng)養(yǎng)成分有蛋白質(zhì)，可為米曲霉的生長(zhǎng)提供氮源。淀粉屬于多糖，組成元素有C、H、O，可為米曲霉的生長(zhǎng)提供碳源。
(2)蛋白質(zhì)和脂肪的分解分別需要蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶可以將蛋白質(zhì)水解為小分子的肽和氨基酸。依題意可知，米曲霉發(fā)酵過(guò)程中需要提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，且需要通入空氣并攪拌，故米曲霉的代謝類型為異養(yǎng)好氧型。
(3)乳酸菌為原核生物；酵母菌為兼性厭氧微生物，在無(wú)氧條件下可以通過(guò)厭氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。由題圖可知，發(fā)酵池中有米曲霉發(fā)酵階段的產(chǎn)物，還有發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的食鹽，食鹽可以通過(guò)提高發(fā)酵液的滲透壓來(lái)抑制雜菌生長(zhǎng)。課時(shí)精練5 酵工程為人類提供多樣的生物產(chǎn)品
(時(shí)間：30分鐘分值：50分)
選擇題：第1～9題，每小題2分，共18分。
【基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)】
題型1　工業(yè)發(fā)酵的基本過(guò)程
1.發(fā)酵工程的正確操作過(guò)程是(　　)
①大型發(fā)酵　②發(fā)酵培養(yǎng)基的配制　③滅菌　④產(chǎn)品的分離與提純　⑤菌種的選育　⑥擴(kuò)大培養(yǎng)
⑦接種
⑤②⑥⑦①③④ ⑤⑥②③⑦①④
②⑤③⑦①⑥④ ⑦⑥⑤②③①④
2.酵母菌在發(fā)酵液的酒精濃度達(dá)到11.4%時(shí)，不再產(chǎn)生酒精。如果在發(fā)酵罐上施以負(fù)壓，酒精從發(fā)酵液中揮發(fā)出來(lái)，酒精發(fā)酵速率就由原來(lái)的7.0 g/(L·h)提高到40 g/(L·h)。這種提取微生物代謝產(chǎn)物的方法屬于(　　)
吸附發(fā)酵 真空發(fā)酵
萃取發(fā)酵 過(guò)濾、沉淀
3.發(fā)酵工程的內(nèi)容包括菌種的選育、培養(yǎng)基的配制、滅菌、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種、發(fā)酵過(guò)程和產(chǎn)物的分離提純等方面。下列關(guān)于發(fā)酵工程的認(rèn)識(shí)，錯(cuò)誤的是(　　)
發(fā)酵工程具有條件溫和、產(chǎn)物單一、污染小的特點(diǎn)
發(fā)酵工程的產(chǎn)品包括微生物的代謝產(chǎn)物和菌體本身
通常所指的發(fā)酵條件包括溫度、溶解氧和pH等
發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)最大的區(qū)別是前者可以用微生物進(jìn)行發(fā)酵
4.(2024·海淀區(qū)高二期末)某工廠采用如圖所示的發(fā)酵罐工業(yè)生產(chǎn)啤酒，下列相關(guān)操作敘述正確的是(　　)
pH檢測(cè)及控制裝置可監(jiān)測(cè)發(fā)酵液pH以便適時(shí)調(diào)整
發(fā)酵過(guò)程中需不斷通入無(wú)菌空氣
發(fā)酵中攪拌的主要目的是降低發(fā)酵溫度
發(fā)酵罐消毒后即可接種菌株進(jìn)行酒精發(fā)酵
5.(2024·9＋1聯(lián)盟高二聯(lián)考)果啤以濃郁突出的啤酒醇香和水果風(fēng)味，倍受廣大消費(fèi)者青睞。以下是以庫(kù)爾勒香梨為主要原料，利用啤酒酵母，結(jié)合啤酒工藝工業(yè)生產(chǎn)果啤的基本工藝流程圖。下列敘述正確的是(　　)
圖中兩種原料的預(yù)處理方式不同，按比例混合后可直接作為發(fā)酵培養(yǎng)基
保存在斜面培養(yǎng)基中的菌種，可以直接接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵
為了讓CO2更易排出，發(fā)酵過(guò)程中空氣的進(jìn)氣量不宜太大
影響果啤風(fēng)味的因素除了菌種外，還有原料、pH、溫度等
6.(2024·湖州質(zhì)檢)發(fā)酵工程的第一個(gè)重要工作是選擇優(yōu)良的單一純種。消滅雜菌，獲得純種的方法不包括(　　)
根據(jù)微生物遺傳組成的差異，在培養(yǎng)基中加入不同比例的核酸
根據(jù)微生物缺乏生長(zhǎng)因子的種類，在培養(yǎng)基中增減不同的生長(zhǎng)因子
根據(jù)微生物對(duì)碳源需要的差別，使用含不同碳源的培養(yǎng)基
根據(jù)微生物對(duì)抗生素敏感性的差異，在培養(yǎng)基中加入不同的抗生素
題型2　發(fā)酵工程的應(yīng)用
7.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代發(fā)酵工程都是利用各種微生物的代謝來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)的，下列微生物在發(fā)酵生產(chǎn)產(chǎn)品過(guò)程中需要提供空氣或氧氣的是(　　)
①酵母菌　②醋酸菌　③乳酸菌　④谷氨酸棒狀桿菌
③④ ①②④
①②③ ②④
8.下列有關(guān)發(fā)酵工程應(yīng)用的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是(　　)
發(fā)酵工程可以生產(chǎn)醬油、泡菜等傳統(tǒng)發(fā)酵食品
檸檬酸、乳酸等食品添加劑可以通過(guò)發(fā)酵工程生產(chǎn)
發(fā)酵工程可以生產(chǎn)多種藥物，但是不能生產(chǎn)疫苗
發(fā)酵工程生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白可以制作成微生物飼料
9.吸水鏈霉菌在28 ℃時(shí)的發(fā)酵產(chǎn)物為靜絲霉素，在37～40 ℃時(shí)的發(fā)酵產(chǎn)物為井岡霉素。這說(shuō)明(　　)
菌種在不同的發(fā)酵階段要求的環(huán)境條件是不同的
環(huán)境不同，同種微生物的代謝產(chǎn)物可能不同
靜絲霉素和井岡霉素是吸水鏈霉菌生長(zhǎng)到一定的階段后合成的
可以采用過(guò)濾、沉淀等方法從發(fā)酵液中分離出靜絲霉素或井岡霉素
【綜合提升】
10.(18分)(2024·精誠(chéng)聯(lián)盟聯(lián)考)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精發(fā)酵菌種。圖1是工業(yè)化生產(chǎn)酵母菌的流程，圖2是耐高糖和耐酸特性的酵母菌工業(yè)化生產(chǎn)裝置示意圖。回答下列問(wèn)題：
圖2
(1)(8分)圖1中，a________的操作目的是_______________________________
___________________________________________________________________；
b________常用的方法是______________________________________________。
(2)(4分)實(shí)驗(yàn)室用高濃度葡萄糖篩選經(jīng)誘變處理后的野生酵母菌，經(jīng)多次傳代培養(yǎng)以獲得目標(biāo)菌株。最常用的分離單菌落的方法是稀釋涂布平板法和________。培養(yǎng)過(guò)程中定期取樣并用________(工具)進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)，評(píng)估菌株增殖狀況。選育出來(lái)的菌種具有穩(wěn)定的____________________________________________。
(3)(4分)圖2發(fā)酵罐通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)發(fā)酵液酒精濃度、溫度、氧氣、pH等物質(zhì)、環(huán)境的變化，其中pH需控制在__________(填“酸性”或“堿性”)環(huán)境下。圖中③為葉輪，可以加快酵母菌繁殖速率，其原理是___________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)(2分)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)通過(guò)發(fā)酵罐實(shí)現(xiàn)，如發(fā)酵產(chǎn)品是為了得到酵母菌，可通過(guò)________等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來(lái)；如發(fā)酵產(chǎn)品是酒精，則可用________法進(jìn)行提取。
11.(14分)(2024·天域名校聯(lián)盟聯(lián)考)啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)主要分為七步，如下圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)(4分)步驟①中常用__________(填植物激素)處理大麥，可誘導(dǎo)淀粉酶合成，加快大麥種子發(fā)芽。步驟④糖化階段需要控制反應(yīng)溫度，這是因?yàn)槊?br/>__________________________________________________________________。
(2)(6分)步驟⑥發(fā)酵階段，需要添加釀酒酵母。在操作過(guò)程中，發(fā)酵罐先通氣，后密封。通氣能提高_(dá)_______的數(shù)量，有利于密封時(shí)獲得更多的__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)(4分)步驟⑥發(fā)酵時(shí)具有生活力的釀酒酵母需達(dá)到一定的數(shù)量，故需定時(shí)在發(fā)酵罐中取樣，檢測(cè)釀酒酵母的生長(zhǎng)狀況。若某次樣品經(jīng)2次10倍稀釋后，經(jīng)臺(tái)盼藍(lán)染色(體積不計(jì))，在25×16型血細(xì)胞計(jì)數(shù)板上計(jì)數(shù)______________色細(xì)胞，5個(gè)中格中的細(xì)胞數(shù)為188個(gè)，該樣品中具有生活力的釀酒酵母細(xì)胞的密度為_(kāi)_________個(gè)/mL。
課時(shí)精練5　發(fā)酵工程為人類提供多樣的生物產(chǎn)品
1．B　[發(fā)酵工程的基本操作過(guò)程為：菌種的選育→擴(kuò)大培養(yǎng)→發(fā)酵培養(yǎng)基的配制→滅菌→接種→大型發(fā)酵→產(chǎn)品的分離與提純。因此正確的操作過(guò)程是⑤⑥②③⑦①④，B正確。]
2．B　[真空發(fā)酵是對(duì)發(fā)酵罐減壓，使易揮發(fā)的發(fā)酵產(chǎn)物從發(fā)酵液中分離出來(lái)的技術(shù)，因此上述方法屬于真空發(fā)酵，故選B。]
3．D　[傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和發(fā)酵工程都是利用各種微生物的代謝來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)，D錯(cuò)誤。]
4．A　[生產(chǎn)啤酒過(guò)程中代謝產(chǎn)物會(huì)影響發(fā)酵液中的pH，通過(guò)檢測(cè)發(fā)酵液中的pH來(lái)監(jiān)測(cè)發(fā)酵進(jìn)程，并適時(shí)調(diào)節(jié)pH，保證發(fā)酵效率，A正確；生產(chǎn)啤酒利用的是酵母菌厭氧呼吸產(chǎn)生酒精的原理，前期通無(wú)菌空氣能使酵母菌大量繁殖，而酒精發(fā)酵過(guò)程需要嚴(yán)格的無(wú)氧環(huán)境，此時(shí)不需要通入無(wú)菌空氣，B錯(cuò)誤；發(fā)酵中攪拌的主要目的是使氣泡與發(fā)酵液混合，而且使微生物細(xì)胞與發(fā)酵液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)接觸，C錯(cuò)誤；由于發(fā)酵工程用的菌種數(shù)量龐大，因此，發(fā)酵罐消毒后，在接種前需進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，以獲得足夠多的菌種，D錯(cuò)誤。]
5．D　[圖中兩種原料的預(yù)處理方式不同，按比例混合后不可直接作為發(fā)酵培養(yǎng)基，麥芽汁需要進(jìn)行煮沸，A錯(cuò)誤；保存在斜面培養(yǎng)基中的菌種，不可以直接接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵，需要經(jīng)過(guò)活化后才能應(yīng)用于生產(chǎn)，B錯(cuò)誤；發(fā)酵過(guò)程是酵母菌的厭氧呼吸，不需要通入空氣，C錯(cuò)誤；影響果啤風(fēng)味的因素除了不同的菌種外，還有不同的原料、pH、溫度、氧氣等環(huán)境因素，D正確。]
6．A　[根據(jù)微生物遺傳組成的差異，在培養(yǎng)基中加入不同比例的核酸(DNA和RNA)并不會(huì)直接影響到微生物自身的遺傳組成，即使其被微生物利用，也是被分解為核苷酸后才能利用，所以培養(yǎng)基中加入不同比例的核酸，不會(huì)對(duì)微生物起選擇作用，A錯(cuò)誤。]
7．D　[釀酒是利用酵母菌在無(wú)氧條件下進(jìn)行乙醇發(fā)酵的原理，發(fā)酵過(guò)程不需提供氧氣；醋酸菌是好氧菌，在氧氣充足條件下才能進(jìn)行醋酸發(fā)酵，故需提供氧氣；乳酸菌為厭氧菌，無(wú)氧條件下生成乳酸，不需氧氣；在生產(chǎn)谷氨酸過(guò)程中要適量通氣，D正確。]
8．C　[乙肝疫苗可用發(fā)酵工程的方法生產(chǎn)，這種方法生產(chǎn)乙肝疫苗的優(yōu)點(diǎn)是酵母菌繁殖快，代謝旺盛，單位時(shí)間內(nèi)乙肝疫苗的產(chǎn)量高，C錯(cuò)誤。]
9．B　[A、C兩項(xiàng)的敘述雖然是正確的，但是題干的信息不能說(shuō)明這兩點(diǎn)；代謝產(chǎn)物的分離通常采用真空發(fā)酵、吸附發(fā)酵、萃取發(fā)酵等提取，D錯(cuò)誤。]
10．(1)擴(kuò)大培養(yǎng)　縮短菌種在發(fā)酵罐中發(fā)酵的時(shí)間　滅菌　高壓蒸汽滅菌法　(2)平板劃線法　培養(yǎng)皿和涂布器　遺傳特性和生產(chǎn)能力　(3)酸性　攪拌不僅使氣泡與發(fā)酵液混合，而且使微生物細(xì)胞與發(fā)酵液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)接觸　(4)過(guò)濾、沉淀　真空發(fā)酵
解析　(1)菌種選育后需進(jìn)行菌體的繁殖，故圖1中a操作是擴(kuò)大培養(yǎng)，該操作目的是增加菌體數(shù)量從而縮短菌種在發(fā)酵罐中發(fā)酵的時(shí)間；配制培養(yǎng)基后需對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌處理，故b操作為滅菌，培養(yǎng)基滅菌的常用方法是高壓蒸汽滅菌法。(2)最常用的分離單菌落的方法是稀釋涂布平板法和平板劃線法，稀釋涂布平板法可用于菌落計(jì)數(shù)，該方法用的工具為培養(yǎng)皿和涂布器。最終選育出來(lái)的菌種具有穩(wěn)定的遺傳特性和生產(chǎn)能力，滿足人們的需要。(3)選育的酵母菌具有耐高糖和耐酸特性，故發(fā)酵液應(yīng)保持酸性環(huán)境；攪拌器攪拌不僅使氣泡與發(fā)酵液混合，而且使微生物細(xì)胞與發(fā)酵液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)接觸，從而加快酵母菌繁殖。(4)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)通過(guò)發(fā)酵罐實(shí)現(xiàn)，如發(fā)酵產(chǎn)品是酵母菌，由于酵母菌質(zhì)量和體積均較大，且不溶于發(fā)酵液，故可通過(guò)過(guò)濾、沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來(lái)；如發(fā)酵產(chǎn)品是酒精，由于酒精易揮發(fā)，則可用真空發(fā)酵法進(jìn)行提取。
11．(1)赤霉素　在最適溫度下催化能力最強(qiáng)
(2)釀酒酵母　酒精產(chǎn)物　(3)無(wú)　9.4×108
解析　(1)赤霉素可促進(jìn)種子萌發(fā)，因此步驟①中常用赤霉素處理大麥，可誘導(dǎo)淀粉酶合成，加快大麥種子發(fā)芽。酶的催化需要適宜的溫度，在最適溫度下催化能力最強(qiáng)，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響酶活性，因此步驟④糖化階段需要控制反應(yīng)溫度。(2)酵母菌進(jìn)行需氧呼吸能夠大量繁殖，因此通氣能提高釀酒酵母的數(shù)量。酵母菌數(shù)量越多，密封時(shí)進(jìn)行厭氧呼吸產(chǎn)生的酒精產(chǎn)物也就越多。(3)細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，臺(tái)盼藍(lán)不能進(jìn)入活細(xì)胞，因此染色后用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)時(shí)對(duì)應(yīng)無(wú)色細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)。某次樣品經(jīng)2次10倍稀釋后，在25×16型血細(xì)胞計(jì)數(shù)板上計(jì)數(shù)，若5個(gè)中格細(xì)胞數(shù)為188個(gè)，則該樣品中具有生活力的釀酒酵母細(xì)胞的密度為188÷5÷16×400×10 000×102＝9.4×108(個(gè)/mL)。(共29張PPT)
課時(shí)精練5
發(fā)酵工程為人類提供多樣的生物產(chǎn)品
(時(shí)間：30分鐘　滿分：50分)
B
題型1　工業(yè)發(fā)酵的基本過(guò)程
1.發(fā)酵工程的正確操作過(guò)程是(　　)
①大型發(fā)酵　②發(fā)酵培養(yǎng)基的配制　③滅菌　④產(chǎn)品的分離與提純　⑤菌種的選育　⑥擴(kuò)大培養(yǎng)　⑦接種
A.⑤②⑥⑦①③④ B.⑤⑥②③⑦①④
C.②⑤③⑦①⑥④ D.⑦⑥⑤②③①④
解析：發(fā)酵工程的基本操作過(guò)程為：菌種的選育→擴(kuò)大培養(yǎng)→發(fā)酵培養(yǎng)基的配制→滅菌→接種→大型發(fā)酵→產(chǎn)品的分離與提純。因此正確的操作過(guò)程是⑤⑥②③⑦①④，B正確。
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)
01
02
03
04
05
06
類題
07
08
類題
09
10
11
2.酵母菌在發(fā)酵液的酒精濃度達(dá)到11.4%時(shí)，不再產(chǎn)生酒精。如果在發(fā)酵罐上施以負(fù)壓，酒精從發(fā)酵液中揮發(fā)出來(lái)，酒精發(fā)酵速率就由原來(lái)的7.0 g/(L·h)提高到40 g/(L·h)。這種提取微生物代謝產(chǎn)物的方法屬于(　　)
A.吸附發(fā)酵 B.真空發(fā)酵 C.萃取發(fā)酵 D.過(guò)濾、沉淀
解析：真空發(fā)酵是對(duì)發(fā)酵罐減壓，使易揮發(fā)的發(fā)酵產(chǎn)物從發(fā)酵液中分離出來(lái)的技術(shù)，因此上述方法屬于真空發(fā)酵，故選B。
B
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)
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類題
07
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類題
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3.發(fā)酵工程的內(nèi)容包括菌種的選育、培養(yǎng)基的配制、滅菌、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種、發(fā)酵過(guò)程和產(chǎn)物的分離提純等方面。下列關(guān)于發(fā)酵工程的認(rèn)識(shí)，錯(cuò)誤的是(　　)
A.發(fā)酵工程具有條件溫和、產(chǎn)物單一、污染小的特點(diǎn)
B.發(fā)酵工程的產(chǎn)品包括微生物的代謝產(chǎn)物和菌體本身
C.通常所指的發(fā)酵條件包括溫度、溶解氧和pH等
D.發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)最大的區(qū)別是前者可以用微生物進(jìn)行發(fā)酵
解析：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和發(fā)酵工程都是利用各種微生物的代謝來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)，D錯(cuò)誤。
D
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)
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類題
07
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4.(2024·海淀區(qū)高二期末)某工廠采用如圖所示的發(fā)酵罐工業(yè)生產(chǎn)啤酒，下列相關(guān)操作敘述正確的是(　　)
A
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)
01
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05
06
類題
07
08
類題
09
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11
A.pH檢測(cè)及控制裝置可監(jiān)測(cè)發(fā)酵液pH以便適時(shí)調(diào)整
B.發(fā)酵過(guò)程中需不斷通入無(wú)菌空氣
C.發(fā)酵中攪拌的主要目的是降低發(fā)酵溫度
D.發(fā)酵罐消毒后即可接種菌株進(jìn)行酒精發(fā)酵
解析：生產(chǎn)啤酒過(guò)程中代謝產(chǎn)物會(huì)影響發(fā)酵液中的pH，通過(guò)檢測(cè)發(fā)酵液中的pH來(lái)監(jiān)測(cè)發(fā)酵進(jìn)程，并適時(shí)調(diào)節(jié)pH，保證發(fā)酵效率，A正確；
生產(chǎn)啤酒利用的是酵母菌厭氧呼吸產(chǎn)生酒精的原理，前期通無(wú)菌空氣能使酵母菌大量繁殖，而酒精發(fā)酵過(guò)程需要嚴(yán)格的無(wú)氧環(huán)境，此時(shí)不需要通入無(wú)菌空氣，B錯(cuò)誤；
發(fā)酵中攪拌的主要目的是使氣泡與發(fā)酵液混合，而且使微生物細(xì)胞與發(fā)酵液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)接觸，C錯(cuò)誤；
由于發(fā)酵工程用的菌種數(shù)量龐大，因此，發(fā)酵罐消毒后，在接種前需進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，以獲得足夠多的菌種，D錯(cuò)誤。
A.pH檢測(cè)及控制裝置可監(jiān)測(cè)發(fā)酵液pH以便適時(shí)調(diào)整
B.發(fā)酵過(guò)程中需不斷通入無(wú)菌空氣
C.發(fā)酵中攪拌的主要目的是降低發(fā)酵溫度
D.發(fā)酵罐消毒后即可接種菌株進(jìn)行酒精發(fā)酵
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)
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5.(2024·9＋1聯(lián)盟高二聯(lián)考)果啤以濃郁突出的啤酒醇香和水果風(fēng)味，倍受廣大消費(fèi)者青睞。以下是以庫(kù)爾勒香梨為主要原料，利用啤酒酵母，結(jié)合啤酒工藝工業(yè)生產(chǎn)果啤的基本工藝流程圖。下列敘述正確的是(　　)
D
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)
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類題
07
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類題
09
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A.圖中兩種原料的預(yù)處理方式不同，按比
例混合后可直接作為發(fā)酵培養(yǎng)基
B.保存在斜面培養(yǎng)基中的菌種，可以直接
接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵
C.為了讓CO2更易排出，發(fā)酵過(guò)程中空氣的進(jìn)氣量不宜太大
D.影響果啤風(fēng)味的因素除了菌種外，還有原料、pH、溫度等
解析：圖中兩種原料的預(yù)處理方式不同，按比例混合后不可直接作為發(fā)酵培養(yǎng)基，麥芽汁需要進(jìn)行煮沸，A錯(cuò)誤；
保存在斜面培養(yǎng)基中的菌種，不可以直接接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵，需要經(jīng)過(guò)活化后才能應(yīng)用于生產(chǎn)，B錯(cuò)誤；
發(fā)酵過(guò)程是酵母菌的厭氧呼吸，不需要通入空氣，C錯(cuò)誤；
影響果啤風(fēng)味的因素除了不同的菌種外，還有不同的原料、pH、溫度、氧氣等環(huán)境因素，D正確。
A.圖中兩種原料的預(yù)處理方式不同，按比例混合后可直接作為發(fā)酵培養(yǎng)基
B.保存在斜面培養(yǎng)基中的菌種，可以直接接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵
C.為了讓CO2更易排出，發(fā)酵過(guò)程中空氣的進(jìn)氣量不宜太大
D.影響果啤風(fēng)味的因素除了菌種外，還有原料、pH、溫度等
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)
01
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類題
07
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類題
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6.(2024·湖州質(zhì)檢)發(fā)酵工程的第一個(gè)重要工作是選擇優(yōu)良的單一純種。消滅雜菌，獲得純種的方法不包括(　　)
A.根據(jù)微生物遺傳組成的差異，在培養(yǎng)基中加入不同比例的核酸
B.根據(jù)微生物缺乏生長(zhǎng)因子的種類，在培養(yǎng)基中增減不同的生長(zhǎng)因子
C.根據(jù)微生物對(duì)碳源需要的差別，使用含不同碳源的培養(yǎng)基
D.根據(jù)微生物對(duì)抗生素敏感性的差異，在培養(yǎng)基中加入不同的抗生素
A
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)
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解析：根據(jù)微生物遺傳組成的差異，在培養(yǎng)基中加入不同比例的核酸(DNA和RNA)并不會(huì)直接影響到微生物自身的遺傳組成，即使其被微生物利用，也是被分解為核苷酸后才能利用，所以培養(yǎng)基中加入不同比例的核酸，不會(huì)對(duì)微生物起選擇作用，A錯(cuò)誤。
●我國(guó)科學(xué)家構(gòu)建了一株嗜鹽單胞菌H，該菌能以甘蔗榨糖后的廢棄液為原料，在實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵條件下發(fā)酵產(chǎn)生PHA等新型高附加值的可降解材料，其工藝流程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)
D
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)
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類題
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A.在發(fā)酵工程中選育出優(yōu)良的菌種后
即可在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵
B.用嗜鹽單胞菌H發(fā)酵產(chǎn)生PHA時(shí)，
要給予無(wú)氧發(fā)酵等條件
C.培養(yǎng)過(guò)程中可用平板劃線法對(duì)樣品
中活菌進(jìn)行接種和計(jì)數(shù)
D.發(fā)酵罐內(nèi)可檢測(cè)微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度，也可添加必需的營(yíng)養(yǎng)
解析：在發(fā)酵工程中選育出優(yōu)良的菌種，要擴(kuò)大培養(yǎng)后才能接種到發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵，A錯(cuò)誤；
圖示用嗜鹽單胞菌H發(fā)酵產(chǎn)生PHA時(shí)，有提供空氣，所以給予的是有氧發(fā)酵等條件，B錯(cuò)誤；
不能用平板劃線法對(duì)樣品中活菌進(jìn)行接種和計(jì)數(shù)，可以采用稀釋涂布平板法對(duì)樣品中活菌進(jìn)行接種和計(jì)數(shù)，C錯(cuò)誤。
A.在發(fā)酵工程中選育出優(yōu)良的菌種后即可在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵
B.用嗜鹽單胞菌H發(fā)酵產(chǎn)生PHA時(shí)，要給予無(wú)氧發(fā)酵等條件
C.培養(yǎng)過(guò)程中可用平板劃線法對(duì)樣品中活菌進(jìn)行接種和計(jì)數(shù)
D.發(fā)酵罐內(nèi)可檢測(cè)微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度，也可添加必需的營(yíng)養(yǎng)
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)
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題型2　發(fā)酵工程的應(yīng)用
7.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代發(fā)酵工程都是利用各種微生物的代謝來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)的，下列微生物在發(fā)酵生產(chǎn)產(chǎn)品過(guò)程中需要提供空氣或氧氣的是(　　)
①酵母菌　②醋酸菌　③乳酸菌　④谷氨酸棒狀桿菌
A.③④ B.①②④ C.①②③ D.②④
解析：釀酒是利用酵母菌在無(wú)氧條件下進(jìn)行乙醇發(fā)酵的原理，發(fā)酵過(guò)程不需提供氧氣；醋酸菌是好氧菌，在氧氣充足條件下才能進(jìn)行醋酸發(fā)酵，故需提供氧氣；乳酸菌為厭氧菌，無(wú)氧條件下生成乳酸，不需氧氣；在生產(chǎn)谷氨酸過(guò)程中要適量通氣，D正確。
D
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)
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8.下列有關(guān)發(fā)酵工程應(yīng)用的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是(　　)
A.發(fā)酵工程可以生產(chǎn)醬油、泡菜等傳統(tǒng)發(fā)酵食品
B.檸檬酸、乳酸等食品添加劑可以通過(guò)發(fā)酵工程生產(chǎn)
C.發(fā)酵工程可以生產(chǎn)多種藥物，但是不能生產(chǎn)疫苗
D.發(fā)酵工程生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白可以制作成微生物飼料
解析：乙肝疫苗可用發(fā)酵工程的方法生產(chǎn)，這種方法生產(chǎn)乙肝疫苗的優(yōu)點(diǎn)是酵母菌繁殖快，代謝旺盛，單位時(shí)間內(nèi)乙肝疫苗的產(chǎn)量高，C錯(cuò)誤。
C
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)
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●發(fā)酵工程是指采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的一種新技術(shù)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.發(fā)酵工程的產(chǎn)品包括微生物的代謝物、酶以及菌體本身
B.發(fā)酵工程具有生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉等特點(diǎn)
C.利用發(fā)酵工程可以生產(chǎn)的根瘤菌肥作為微生物農(nóng)藥可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)
D.在發(fā)酵工程中，發(fā)酵條件的改變會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖和代謝途徑
解析：利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的根瘤菌肥能夠增進(jìn)土壤肥力，改良土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，C錯(cuò)誤。
C
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)
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9.吸水鏈霉菌在28 ℃時(shí)的發(fā)酵產(chǎn)物為靜絲霉素，在37～40 ℃時(shí)的發(fā)酵產(chǎn)物為井岡霉素。這說(shuō)明(　　)
A.菌種在不同的發(fā)酵階段要求的環(huán)境條件是不同的
B.環(huán)境不同，同種微生物的代謝產(chǎn)物可能不同
C.靜絲霉素和井岡霉素是吸水鏈霉菌生長(zhǎng)到一定的階段后合成的
D.可以采用過(guò)濾、沉淀等方法從發(fā)酵液中分離出靜絲霉素或井岡霉素
解析：A、C兩項(xiàng)的敘述雖然是正確的，但是題干的信息不能說(shuō)明這兩點(diǎn)；代謝產(chǎn)物的分離通常采用真空發(fā)酵、吸附發(fā)酵、萃取發(fā)酵等提取，D錯(cuò)誤。
B
基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)
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10.(2024·精誠(chéng)聯(lián)盟聯(lián)考)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精發(fā)酵菌種。圖1是工業(yè)化生產(chǎn)酵母菌的流程，圖2是耐高糖和耐酸特性的酵母菌工業(yè)化生產(chǎn)裝置示意圖。回答下列問(wèn)題：
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圖2
(1)圖1中，a______________的操作目的是__________________________________；
b________________常用的方法是_______________________________________。
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圖2
擴(kuò)大培養(yǎng)
縮短菌種在發(fā)酵罐中發(fā)酵的時(shí)間
滅菌
高壓蒸汽滅菌法
(2)實(shí)驗(yàn)室用高濃度葡萄糖篩選經(jīng)誘變處理后的野生酵母菌，經(jīng)多次傳代培養(yǎng)以獲得目標(biāo)菌株。最常用的分離單菌落的方法是稀釋涂布平板法和____________。培養(yǎng)過(guò)程中定期取樣并用_________________(工具)進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)，評(píng)估菌株增殖狀況。選育出來(lái)的菌種具有穩(wěn)定的________________________。
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圖2
平板劃線法
培養(yǎng)皿和涂布器
遺傳特性和生產(chǎn)能力
(3)圖2發(fā)酵罐通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)發(fā)酵液酒精濃度、溫度、氧氣、pH等物質(zhì)、環(huán)境的變化，其中pH需控制在________(填“酸性”或“堿性”)環(huán)境下。圖中③為葉輪，可以加快酵母菌繁殖速率，其原理是______________________
__________________________________________________________________。
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圖2
酸性
攪拌不僅使氣泡與發(fā)酵液混合，而且使微生物細(xì)胞與發(fā)酵液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)接觸
(4)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)通過(guò)發(fā)酵罐實(shí)現(xiàn)，如發(fā)酵產(chǎn)品是為了得到酵母菌，可通過(guò)______________等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來(lái)；如發(fā)酵產(chǎn)品是酒精，則可用______________法進(jìn)行提取。
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圖2
過(guò)濾、沉淀
真空發(fā)酵
解析：(1)菌種選育后需進(jìn)行菌體的繁殖，故圖1中a操作是擴(kuò)大培養(yǎng)，該操作目的是增加菌體數(shù)量從而縮短菌種在發(fā)酵罐中發(fā)酵的時(shí)間；配制培養(yǎng)基后需對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌處理，故b操作為滅菌，培養(yǎng)基滅菌的常用方法是高壓蒸汽滅菌法。
(2)最常用的分離單菌落的方法是稀釋涂布平板法和平板劃線法，稀釋涂布平板法可用于菌落計(jì)數(shù)，該方法用的工具為培養(yǎng)皿和涂布器。最終選育出來(lái)的菌種具有穩(wěn)定的遺傳特性和生產(chǎn)能力，滿足人們的需要。
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圖2
(3)選育的酵母菌具有耐高糖和耐酸特性，故發(fā)酵液應(yīng)保持酸性環(huán)境；攪拌器攪拌不僅使氣泡與發(fā)酵液混合，而且使微生物細(xì)胞與發(fā)酵液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)接觸，從而加快酵母菌繁殖。
(4)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)通過(guò)發(fā)酵罐實(shí)現(xiàn)，如發(fā)酵產(chǎn)品是酵母菌，由于酵母菌質(zhì)量和體積均較大，且不溶于發(fā)酵液，故可通過(guò)過(guò)濾、沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來(lái)；如發(fā)酵產(chǎn)品是酒精，由于酒精易揮發(fā)，則可用真空發(fā)酵法進(jìn)行提取。
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圖2
11.(2024·天域名校聯(lián)盟聯(lián)考)啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)主要分為七步，如下圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
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(1)步驟①中常用________(填植物激素)處理大麥，可誘導(dǎo)淀粉酶合成，加快大麥種子發(fā)芽。步驟④糖化階段需要控制反應(yīng)溫度，這是因?yàn)槊竉________________________________。
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赤霉素
在最適溫度下催化能力最強(qiáng)
(2)步驟⑥發(fā)酵階段，需要添加釀酒酵母。在操作過(guò)程中，發(fā)酵罐先通氣，后密封。通氣能提高_(dá)__________的數(shù)量，有利于密封時(shí)獲得更多的______________。
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釀酒酵母
酒精產(chǎn)物
(3)步驟⑥發(fā)酵時(shí)具有生活力的釀酒酵母需達(dá)到一定的數(shù)量，故需定時(shí)在發(fā)酵罐中取樣，檢測(cè)釀酒酵母的生長(zhǎng)狀況。若某次樣品經(jīng)2次10倍稀釋后，經(jīng)臺(tái)盼藍(lán)染色(體積不計(jì))，在25×16型血細(xì)胞計(jì)數(shù)板上計(jì)數(shù)______________色細(xì)胞，5個(gè)中格中的細(xì)胞數(shù)為188個(gè)，該樣品中具有生活力的釀酒酵母細(xì)胞的密度為_(kāi)_________個(gè)/mL。
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無(wú)
9.4×108
解析：(1)赤霉素可促進(jìn)種子萌發(fā)，因此步驟①中常用赤霉素處理大麥，可誘導(dǎo)淀粉酶合成，加快大麥種子發(fā)芽。酶的催化需要適宜的溫度，在最適溫度下催化能力最強(qiáng)，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響酶活性，因此步驟④糖化階段需要控制反應(yīng)溫度。
(2)酵母菌進(jìn)行需氧呼吸能夠大量繁殖，因此通氣能提高釀酒酵母的數(shù)量。酵母菌數(shù)量越多，密封時(shí)進(jìn)行厭氧呼吸產(chǎn)生的酒精產(chǎn)物也就越多。
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(3)細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，臺(tái)盼藍(lán)不能進(jìn)入活細(xì)胞，因此染色后用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)時(shí)對(duì)應(yīng)無(wú)色細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)。某次樣品經(jīng)2次10倍稀釋后，在25×16型血細(xì)胞計(jì)數(shù)板上計(jì)數(shù)，若5個(gè)中格細(xì)胞數(shù)為188個(gè)，則該樣品中具有生活力的釀酒酵母細(xì)胞的密度為188÷5÷16×400×10 000×102＝9.4×108(個(gè)/mL)。
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