2020-2021學(xué)年新教材人教版生物選擇性必修3課時(shí)分層作業(yè)：1.3 發(fā)酵工程及其應(yīng)用 Word版含解析

1、好好學(xué)習(xí)，天天向上課時(shí)分層作業(yè)（四）(建議用時(shí)：40分鐘）題組一發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)1利用酵母菌釀酒時(shí)，從開始便持續(xù)向發(fā)酵罐內(nèi)通入無菌空氣,結(jié)果是(）a酵母菌大量死亡,酒精減產(chǎn)b酵母菌數(shù)量不多,酒精產(chǎn)量不變c酵母菌數(shù)量增多,酒精減產(chǎn)d酵母菌數(shù)量增多，不產(chǎn)生酒精d酵母菌是兼性厭氧菌，有氧呼吸產(chǎn)生的能量多、繁殖快，無氧呼吸產(chǎn)生酒精。如果從開始便持續(xù)通入無菌空氣,進(jìn)行有氧呼吸，會(huì)導(dǎo)致酵母菌大量繁殖,但不產(chǎn)生酒精。2嚴(yán)格控制發(fā)酵條件是保證發(fā)酵正常進(jìn)行的關(guān)鍵，直接關(guān)系到是否能得到質(zhì)量高、產(chǎn)量多的理想產(chǎn)物,通常所指的發(fā)酵條件不包括（）a溫度控制b溶氧控制cph控制d酶的控制d通常所指的發(fā)酵條件包括溫度、ph

2、、溶氧、通氣與轉(zhuǎn)速等。酶是自身調(diào)節(jié)物質(zhì)，不屬于發(fā)酵條件。3利用微生物分解玉米淀粉生產(chǎn)糖漿，具有廣闊的應(yīng)用前景.但現(xiàn)在野生菌株對淀粉的轉(zhuǎn)化效率低,某同學(xué)嘗試對其進(jìn)行改造，以獲得高效菌株。實(shí)驗(yàn)步驟:（1)配制_(填“固體“半固體”或“液體”）培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基的碳源應(yīng)為_.（2)將_接入已滅菌的培養(yǎng)基上。(3)立即用適當(dāng)劑量的紫外線照射，其目的是_。（4）菌落形成后,加入碘液，觀察菌落周圍培養(yǎng)基的顏色變化和變化范圍的大小。周圍出現(xiàn)_現(xiàn)象的菌落即初選菌落。經(jīng)分離、純化后即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。解析利用微生物分解玉米淀粉生產(chǎn)糖漿，首先一步應(yīng)是配制固體培養(yǎng)基,其碳源是玉米淀粉；其次要將野生菌株接種到培養(yǎng)基上；用

3、紫外線照射的目的是對野生菌株進(jìn)行誘變處理；加碘液是為了檢驗(yàn)淀粉有沒有被分解，如果顏色變淺，說明淀粉被分解了，這種菌落即初選菌落。答案（1)固體玉米淀粉（2)野生菌株（3)對野生菌株進(jìn)行誘變（4)淺色范圍大4。某新能源研究興趣小組嘗試用木薯塊根的淀粉制備燃料酒精。他們用酶將木薯淀粉降解成單糖。查閱資料后，安裝的酒精發(fā)酵裝置、采用的發(fā)酵條件如圖所示。(1)向發(fā)酵瓶中加入5 g酵母菌開始實(shí)驗(yàn)，發(fā)酵初期，通氣閥需要偶爾短時(shí)間打開,并在a通氣口處打氣，以利于_；實(shí)驗(yàn)過程中，通氣閥需要偶爾短時(shí)間打開，目的是_。（2）第3天,取出少量發(fā)酵液,滴加含有_的濃硫酸溶液來檢測酒精。(3)檢測后發(fā)現(xiàn)，盡管酵母菌菌種

4、合適、木薯淀粉酶解物充足、操作正確、發(fā)酵溫度和ph適宜，但酒精含量()比預(yù)期低。他們展開了討論，認(rèn)為還有其他影響因素，如_,請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對此因素進(jìn)行探究并預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果（用表格形式呈現(xiàn)；用“”表示酒精含量,最高含量為“”)。（4)請對預(yù)測的結(jié)果進(jìn)行分析，并得出結(jié)論。解析（1）酵母菌為兼性厭氧微生物，在a通氣口處打氣可讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖，從而增加酵母菌的數(shù)量。通氣閥偶爾短時(shí)間打開,是為了排出細(xì)胞代謝產(chǎn)生的二氧化碳.（2)橙色的重鉻酸鉀在酸性條件下與酒精反應(yīng)變成灰綠色.（3）依題意“盡管酵母菌菌種合適、木薯淀粉酶解物充足、操作正確、發(fā)酵溫度和ph適宜”，排除了氧氣、溫度、ph、營養(yǎng)物質(zhì)含量等

5、因素,可能是培養(yǎng)液的濃度影響酒精的產(chǎn)生量.設(shè)計(jì)一系列不同濃度梯度的淀粉酶解物培養(yǎng)基進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其他操作、條件等都相同,最后檢測酒精的含量。（4)若培養(yǎng)液的濃度過高,則酵母菌會(huì)失水死亡，影響酒精的產(chǎn)生量。答案（1)酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖排出細(xì)胞代謝產(chǎn)生的二氧化碳（2）重鉻酸鉀（3）木薯淀粉酶解物濃度見下表錐形瓶編號12345淀粉酶解物濃度濃度1濃度2濃度3濃度4濃度5酒精含量（4）外界溶液濃度過高時(shí)，酵母菌會(huì)因失水過多而死亡,酒精產(chǎn)生量反而減少.一定范圍內(nèi),隨著淀粉酶解物濃度的增大,產(chǎn)生的酒精量增多，但超過一定范圍后，隨著淀粉酶解物濃度的增大，產(chǎn)生的酒精含量逐漸減少。題組二發(fā)酵工程的應(yīng)用5下列

6、不屬于發(fā)酵工程的產(chǎn)品的是()a青霉素b檸檬酸c除草劑d。淀粉酶c除草劑是人工合成的植物生長素類調(diào)節(jié)劑，不是發(fā)酵工程產(chǎn)品。6下列關(guān)于發(fā)酵工程的產(chǎn)品及所利用的菌種，對應(yīng)錯(cuò)誤的是（)a利用酵母菌生產(chǎn)各種酒類b利用白僵菌生產(chǎn)醬油和檸檬酸c利用根瘤菌生產(chǎn)微生物肥料d利用酵母菌生產(chǎn)乙型肝炎疫苗b醬油和檸檬酸是利用黑曲霉菌生產(chǎn)的。7天津獨(dú)流老醋歷史悠久、獨(dú)具風(fēng)味，其生產(chǎn)工藝流程如下圖.（1)在糖化階段添加酶制劑需要控制反應(yīng)溫度，這是因?yàn)槊竉。(2)在酒精發(fā)酵階段，需添加酵母菌。在操作過程中，發(fā)酵罐先通氣，后密閉。通氣能提高_(dá)的數(shù)量，有利于密閉時(shí)獲得更多的酒精產(chǎn)物。(3）在醋酸發(fā)酵階段，獨(dú)流老醋采用獨(dú)特的分層

7、固體發(fā)酵法,發(fā)酵30天。工藝如下：發(fā)酵過程中，定期取樣測定醋酸菌密度變化,趨勢如上圖。據(jù)圖分析,與顛倒前相比，b層醋酸菌在顛倒后密度變化的特點(diǎn)是_,由此推測，影響醋酸菌密度變化的主要環(huán)境因素是_。乳酸含量高是獨(dú)流老醋風(fēng)味獨(dú)特的重要成因。發(fā)酵過程中，發(fā)酵缸中_層的醋醅有利于乳酸菌繁殖，積累乳酸.成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少,主要原因是發(fā)酵后期營養(yǎng)物質(zhì)消耗等環(huán)境因素的改變，加劇了不同種類乳酸菌的_，淘汰了部分乳酸菌種類.解析(1)酶的活性受溫度的影響，在最適溫度下酶的催化能力最強(qiáng).（2)發(fā)酵過程中先通氣的目的是讓酵母菌大量繁殖，使發(fā)酵液中的酵母菌總數(shù)達(dá)到一定程度，有利于發(fā)酵的進(jìn)行。（3)醋酸菌是

8、好氧菌，據(jù)圖分析,第15天將a、b層顛倒,顛倒后使原來處于下層缺氧狀態(tài)的醋酸菌來到上層有氧的環(huán)境,醋酸菌大量繁殖,其數(shù)量上升,后來因?yàn)榕囵B(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)被逐漸消耗以及呼吸產(chǎn)物對ph的影響，其數(shù)量不再增長而趨于穩(wěn)定。由此推測，影響醋酸菌密度變化的主要因素是氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、ph等。因?yàn)槿樗峋菂捬蹙?，故下層有利于乳酸菌繁殖。未顛倒前b層處于下層，顛倒后a層處于下層。由題目信息可知，由于營養(yǎng)物質(zhì)消耗、發(fā)酵環(huán)境發(fā)生改變等，生物個(gè)體之間的斗爭、不同種類之間的競爭會(huì)加劇。答案(1）在最適溫度條件下催化能力最強(qiáng)(2)酵母菌(3)先快速增長后趨于穩(wěn)定氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、ph顛倒前的b層和顛倒后的a（或不翻動(dòng)，或下)

9、 種間競爭(競爭）8(不定項(xiàng))某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的發(fā)酵裝置，下列有關(guān)敘述正確的是（)a該裝置可阻止空氣進(jìn)入，用于果酒發(fā)酵b該裝置便于果酒發(fā)酵中產(chǎn)生的氣體排出c去除彎管中的水，該裝置可滿足果醋發(fā)酵時(shí)底層發(fā)酵液中大量醋酸菌的呼吸d去除彎管中的水后，該裝置與巴斯德的鵝頸瓶作用相似abd該裝置中注水的彎曲部分可阻止空氣進(jìn)入，能用于果酒發(fā)酵。果酒發(fā)酵產(chǎn)生的co2可溶解在彎管的水中，co2量多時(shí)可進(jìn)一步通過水排出。醋酸菌是好氧菌,因沒有將無菌空氣通入發(fā)酵液中，故去除彎管中的水后也不能滿足底層發(fā)酵液中醋酸菌有氧呼吸的需求。去除彎管中的水后，該裝置的彎管部分既能排出co2，也能防止空氣中的微生物進(jìn)入,與巴斯

10、德的鵝頸瓶作用類似。9利用農(nóng)作物秸稈等纖維質(zhì)原料生產(chǎn)的乙醇，經(jīng)加工可制成燃料乙醇，從而減少了對石油資源的依賴。下圖為生產(chǎn)燃料乙醇的簡要流程，據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是（）a要得到微生物a,最好選擇富含纖維素的土壤采集土樣b圖中過程常用的微生物b是酵母菌c微生物a和微生物b可利用的碳源相同d可用纖維素酶制劑代替微生物a起作用c微生物a所用碳源為纖維素,微生物b所用碳源為纖維素降解物。10酵母的蛋白質(zhì)含量可達(dá)自身干重的一半，可作為飼料蛋白的來源。有些酵母可以利用工業(yè)廢甲醇作為碳源進(jìn)行培養(yǎng)，這樣既可減少污染又可降低生產(chǎn)成本。研究人員擬從土壤樣品中分離該類酵母，并進(jìn)行大量培養(yǎng)。下圖所示為操作流程，請回

11、答下列問題:(1）配制培養(yǎng)基時(shí),按照培養(yǎng)基配方準(zhǔn)確稱量各組分，將其溶解、定容后,調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的_，及時(shí)對培養(yǎng)基進(jìn)行分裝，并進(jìn)行_滅菌。(2）取步驟中不同梯度的稀釋液加入標(biāo)記好的無菌培養(yǎng)皿中，在步驟中將溫度約_(填“25 ”“50 或“80 ”）的培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿混勻，冷凝后倒置培養(yǎng)。(3)挑取分離平板中長出的單菌落，按步驟所示進(jìn)行劃線.下列敘述合理的有_。a為保證無菌操作,接種針、接種環(huán)使用前都必須滅菌b劃線時(shí)應(yīng)避免劃破培養(yǎng)基表面,以免不能形成正常菌落c挑取菌落時(shí),應(yīng)挑取多個(gè)菌落，分別測定酵母細(xì)胞中甲醇的含量d可以通過逐步提高培養(yǎng)基中甲醇的濃度,獲得甲醇高耐受菌株(4）步驟中，為使酵母數(shù)量迅速增

12、加,培養(yǎng)過程中需保證充足的營養(yǎng)和_供應(yīng)。為監(jiān)測酵母的活細(xì)胞密度，將發(fā)酵液稀釋1 000倍后，經(jīng)等體積臺(tái)盼藍(lán)染液染色，用2516型血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)5個(gè)中格中的細(xì)胞數(shù)，理論上_色細(xì)胞的個(gè)數(shù)應(yīng)不少于_，才能達(dá)到每毫升3109個(gè)活細(xì)胞的預(yù)期密度。解析(1)配制培養(yǎng)基的操作步驟為稱量溶化定容調(diào)節(jié)ph培養(yǎng)基的分裝包扎滅菌，因此微生物的培養(yǎng)基配制好后應(yīng)該先調(diào)節(jié)ph，再分裝。常見的滅菌方法有干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌、灼燒滅菌。培養(yǎng)基適宜用高壓蒸汽滅菌法進(jìn)行滅菌。（2)在步驟中，待培養(yǎng)基冷卻至50 左右時(shí)進(jìn)行倒平板。(3)在劃線過程中，接種針、接種環(huán)使用前都必須滅菌,以防止雜菌污染,a正確；劃線時(shí)應(yīng)避免劃破培養(yǎng)基

13、表面，否則將不能形成正常菌落，b正確;該實(shí)驗(yàn)的目的是獲得利用工業(yè)廢甲醇作為碳源的酵母菌,不需要測定酵母菌中的甲醇含量，c錯(cuò)誤；培養(yǎng)基中的甲醇濃度越高,此種培養(yǎng)基中得以生存的酵母菌利用甲醇的能力越強(qiáng)，因此可以通過逐步提高培養(yǎng)基中甲醇的濃度,獲得甲醇高耐受株，d正確。（4)酵母菌通過有氧呼吸大量繁殖，因此為使酵母數(shù)量迅速增加，培養(yǎng)過程中需保證充足的營養(yǎng)和氧氣供應(yīng)；臺(tái)盼藍(lán)是大分子物質(zhì)，不能將活細(xì)胞染色，再根據(jù)2516型的血球計(jì)數(shù)板：1毫升懸液中待測標(biāo)本（菌體）總數(shù)80小方格內(nèi)菌體數(shù)/80400104稀釋倍數(shù).而臺(tái)盼藍(lán)與菌液等體積加入,因此要達(dá)到每毫升3109個(gè)活細(xì)胞的預(yù)期密度，理論上無色細(xì)胞數(shù)應(yīng)該不少于(3109）（1 000210440080)30（個(gè)).答案(1)ph高壓蒸汽（濕熱)（2）50 （3）a、b、d（4）氧氣無30對發(fā)酵工程產(chǎn)品應(yīng)用的原理弄不清11近年來，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上微生物肥料、微生物農(nóng)藥和微生物飼料得到廣泛使用，關(guān)于微生物肥料、微生物農(nóng)藥和微生物飼料的說法，錯(cuò)誤的是（)a微生物肥料是利用微生物代謝產(chǎn)生的有機(jī)酸、生物活性物質(zhì)等來增進(jìn)土壤肥力的b微生物農(nóng)藥是利