2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)真題精練第十一章生物技術(shù)與工程第39練發(fā)酵工程及其應(yīng)用課件

第39練

發(fā)酵工程及其應(yīng)用1[2021海南·17,3分,難度★★☆☆☆]關(guān)于果酒、果醋和泡菜這三種傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)物的制作,下列敘述正確的是

(

)A.發(fā)酵所利用的微生物都屬于原核生物B.發(fā)酵過程都在無氧條件下進(jìn)行C.發(fā)酵過程都在同一溫度下進(jìn)行D.發(fā)酵后形成的溶液都呈酸性D【解析】

參與果酒制作的微生物是酵母菌,屬于真核生物,A項錯誤;參與果醋制作的醋酸菌是好氧菌,果醋發(fā)酵需要在有氧條件下進(jìn)行,B項錯誤;酒精發(fā)酵時一般將溫度控制在18~30℃,醋酸發(fā)酵時一般將溫度控制在30~35℃,C項錯誤。2[2021山東·12,2分,難度★★☆☆☆]葡萄酒的制作離不開酵母菌。下列說法錯誤的是 (

)A.無氧條件下酵母菌能存活但不能大量繁殖B.自然發(fā)酵制作葡萄酒時起主要作用的菌是野生型酵母菌C.葡萄酒的顏色是葡萄皮中的色素進(jìn)入發(fā)酵液形成的D.制作過程中隨著發(fā)酵的進(jìn)行發(fā)酵液中糖含量增加D【解析】

酵母菌在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸,會大量繁殖,在無氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵,不會大量繁殖,A正確;在自然發(fā)酵制作葡萄酒的過程中,起主要作用的菌是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌,B正確;發(fā)酵過程中,隨著酒精濃度的提高,葡萄皮中的色素進(jìn)入發(fā)酵液,使葡萄酒呈現(xiàn)特定顏色,C正確;制作過程中隨著發(fā)酵的進(jìn)行,發(fā)酵液中糖因不斷消耗而逐漸減少,D錯誤。3[2021湖北·3,2分,難度★★☆☆☆]中國的許多傳統(tǒng)美食制作過程蘊(yùn)含了生物發(fā)酵技術(shù)。下列敘述正確的是 (

)A.泡菜制作過程中,酵母菌將葡萄糖分解成乳酸B.饅頭制作過程中,酵母菌進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生CO2C.米酒制作過程中,將容器密封可以促進(jìn)酵母菌生長D.酸奶制作過程中,后期低溫處理可產(chǎn)生大量乳酸桿菌B【解析】

在泡菜制作過程中,乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸,A項錯誤;在饅頭制作過程中,酵母菌進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2,從而使饅頭變得松軟,B項正確;在米酒制作過程中,將容器密封的目的是讓酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精,將容器密封不利于酵母菌生長,C項錯誤;在酸奶制作過程中,后期低溫處理的目的是抑制微生物的生長,延長保質(zhì)期,D項錯誤。4[2021遼寧·8,2分,難度★★☆☆☆]利用菠蘿蜜制作果醋的大致流程為:先在滅菌的果肉勻漿中接種酵母菌,發(fā)酵6天后,再接入活化的醋酸桿菌,發(fā)酵5天。下列有關(guān)敘述錯誤的是 (

)A.乙醇既是醋酸發(fā)酵的底物,又可以抑制雜菌繁殖B.酵母菌和醋酸桿菌均以有絲分裂的方式進(jìn)行增殖C.酵母菌和醋酸桿菌發(fā)酵過程中控制通氣的情況不同D.接入醋酸桿菌后,應(yīng)適當(dāng)升高發(fā)酵溫度B【解析】

據(jù)題意可知,利用菠蘿蜜制作果醋時,首先利用酵母菌進(jìn)行果酒發(fā)酵產(chǎn)生乙醇,再利用醋酸桿菌將乙醇轉(zhuǎn)化為醋酸,乙醇可抑制雜菌繁殖,A正確;酵母菌的繁殖方式有有性生殖和無性生殖兩種,醋酸桿菌屬于原核生物,以二分裂的方式進(jìn)行增殖,B錯誤;利用酵母菌進(jìn)行發(fā)酵時,應(yīng)先通入空氣使其進(jìn)行大量繁殖,再密封使其進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精,而醋酸桿菌是好養(yǎng)細(xì)菌,用其進(jìn)行醋酸發(fā)酵時應(yīng)一直通入空氣,C正確;酒精發(fā)酵時一般將溫度控制在18~30℃,而醋酸桿菌的最適生長溫度為30~35℃,D正確。5[2020山東·12,2分,難度★★★☆☆]傳統(tǒng)文化我國的釀酒技術(shù)歷史悠久,古人在實際生產(chǎn)中積累了很多經(jīng)驗。《齊民要術(shù)》記載:將蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲發(fā),如魚眼湯,凈淘米八斗,炊作飯,舒令極冷”。意思是將酒曲浸到活化,冒出魚眼大小的氣泡,把八斗米淘凈,蒸熟,攤開冷透。下列說法錯誤的是(

)A.“浸曲發(fā)”過程中酒曲中的微生物代謝加快B.“魚眼湯”現(xiàn)象是微生物呼吸作用產(chǎn)生的CO2釋放形成的C.“凈淘米”是為消除雜菌對釀酒過程的影響而采取的主要措施D.“舒令極冷”的目的是防止蒸熟的米溫度過高導(dǎo)致酒曲中的微生物死亡C【解析】

由題意可知,“浸曲發(fā)”是將酒曲浸泡活化,在活化的過程中微生物代謝加快,A正確;“魚眼湯”是指冒出魚眼大小的氣泡,氣泡是微生物進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生的CO2釋放形成的,B正確;釀酒過程中酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生的酒精會抑制其他微生物的生長,而“凈淘米”是防止一些雜質(zhì)影響酒的品質(zhì),C錯誤;由題意可知,“舒令極冷”是將蒸熟的米攤開冷透,其目的是防止蒸熟的米溫度過高使酒曲中的微生物死亡,D正確。6[2022山東·20,3分,難度★★★★☆](多選)啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)中,大麥經(jīng)發(fā)芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、發(fā)酵、消毒等工序后,最終過濾、調(diào)節(jié)、分裝。下列說法正確的是 (

)A.用赤霉素處理大麥,可使大麥種子無須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶B.焙烤是為了利用高溫殺死大麥種子胚并進(jìn)行滅菌C.糖漿經(jīng)蒸煮、冷卻后需接種酵母菌進(jìn)行發(fā)酵D.通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可減少啤酒酵母雙乙酰的生成,縮短啤酒的發(fā)酵周期ACD【解析】

赤霉素能促進(jìn)種子的萌發(fā),若用赤霉素處理大麥,可誘導(dǎo)α-淀粉酶相關(guān)基因的表達(dá),促進(jìn)α-淀粉酶的合成,進(jìn)而使大麥種子無須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶,A正確;焙烤可以殺死大麥種子的胚,但不能使淀粉酶失活,焙烤不能進(jìn)行滅菌,B錯誤;糖漿經(jīng)蒸煮(產(chǎn)生風(fēng)味組分、終止酶的進(jìn)一步作用,并對糖漿滅菌)、冷卻后再接種酵母菌進(jìn)行發(fā)酵,可防止高溫殺死菌種,C正確;轉(zhuǎn)基因技術(shù)已被用來減少啤酒酵母雙乙酰的生成,縮短啤酒的發(fā)酵周期,屬于轉(zhuǎn)基因技術(shù)在微生物領(lǐng)域的應(yīng)用,D正確。7[2021全國乙·37,15分,難度★★★★☆]工業(yè)上所說的發(fā)酵是指微生物在有氧或無氧條件下通過分解與合成代謝將某些原料物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特定產(chǎn)品的過程。利用微生物發(fā)酵制作醬油在我國具有悠久的歷史。某企業(yè)通過發(fā)酵制作醬油的流程示意圖如下?；卮鹣铝袉栴}:(1)米曲霉發(fā)酵過程中,加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長提供營養(yǎng)物質(zhì),大豆中的

可為米曲霉的生長提供氮源,小麥中的淀粉可為米曲霉的生長提供

。

(2)米曲霉發(fā)酵過程的主要目的是使米曲霉充分生長繁殖,大量分泌制作醬油過程所需的酶類,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)酵過程需要提供營養(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的物質(zhì)是

(答出1點即可)。

【參考答案】(除標(biāo)明外,每空2分)(1)蛋白質(zhì)碳源(2)蛋白酶(1分)脂肪酶(1分)氨基酸異養(yǎng)好氧(3)原核生物(1分)

CO2和酒精酒精(乳酸、食鹽)【解題思路】(1)大豆的主要成分為蛋白質(zhì),可為米曲霉的生長提供氮源;淀粉屬于多糖,小麥中的淀粉可為米曲霉的生長提供碳源。(2)蛋白酶可以將蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可以將脂肪水解為甘油和脂肪酸。由題干信息可知,米曲霉發(fā)酵過程需要提供營養(yǎng)物質(zhì)、通入空氣并攪拌,可推斷出米曲霉屬于異養(yǎng)好氧微生物。(3)乳酸菌為原核生物。酵母菌在無氧條件下通過無氧呼吸將葡萄糖分解成CO2和酒精。在發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的酵母菌和乳酸菌通過無氧呼吸產(chǎn)生的酒精、乳酸可以抑制雜菌的生長,加入的食鹽也可抑制雜菌生長。8[2021廣東·21,12分,難度★★★★☆]以我國科學(xué)家的研究成果為背景考查相關(guān)知識,增強(qiáng)民族自豪感中國科學(xué)家運(yùn)用合成生物學(xué)方法構(gòu)建了一株嗜鹽單胞菌H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的廢棄液,含較多蔗糖)為原料,在實驗室發(fā)酵生產(chǎn)PHA等新型高附加值可降解材料,期望提高甘蔗的整體利用價值。工藝流程如圖。回答下列問題:(1)為提高菌株H對蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液體培養(yǎng)基中將蔗糖作為

,并不斷提高其濃度,經(jīng)多次傳代培養(yǎng)(指培養(yǎng)一段時間后,將部分培養(yǎng)物轉(zhuǎn)入新配的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng))以獲得目標(biāo)菌株。培養(yǎng)過程中定期取樣并用

的方法進(jìn)行菌落計數(shù),評估菌株增殖狀況。此外,選育優(yōu)良菌株的方法還有

等。(答出兩種方法即可)(2)基于菌株H嗜鹽、酸堿耐受能力強(qiáng)等特性,研究人員設(shè)計了一種不需要滅菌的發(fā)酵系統(tǒng),其培養(yǎng)基鹽濃度設(shè)為60g/L,pH為10,菌株H可正常持續(xù)發(fā)酵60d以上。該系統(tǒng)不需要滅菌的原因是

。

。(答出兩點即可)(3)研究人員在工廠進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng),在適宜的營養(yǎng)物濃度、溫度、pH條件下發(fā)酵,結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵液中菌株H細(xì)胞增殖和PHA產(chǎn)量均未達(dá)到預(yù)期,并產(chǎn)生了少量乙醇等物質(zhì),說明發(fā)酵條件中

可能是高密度培養(yǎng)的限制因素。

(4)菌株H還能通過分解餐廚垃圾(主要含蛋白質(zhì)、淀粉、油脂等)來生產(chǎn)PHA,說明其能分泌

。

【參考答案】(每空2分)(1)唯一碳源稀釋涂布平板(或血細(xì)胞計數(shù))誘變育種、基因工程育種(2)鹽濃度為60g/L的條件下,其他雜菌因失水過多而死亡;pH為10的條件下,其他雜菌的酶變性失活,生長繁殖受抑制(3)氧氣的濃度(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等【解題思路】(1)為提高菌株H對蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液體培養(yǎng)基中將蔗糖作為唯一碳源,并不斷提高其濃度,經(jīng)多次傳代培養(yǎng)以獲得目標(biāo)菌株。培養(yǎng)過程中定期取樣并用稀釋涂布平板法或血細(xì)胞計數(shù)法進(jìn)行菌落計數(shù),評估菌株增殖狀況。此外,選育優(yōu)良菌株的方法