高考生物一轮复习同步练习(名师解析)2-12知能综合练发酵工程简介(选修)

知能综合练一、选择题(每小题4分，共60分)1．(2009·全国Ⅰ)下列关于通过发酵工程生产谷氨酸的叙述，错误的是() A．发酵时需不断通入无菌空气，否则会积累乳酸B．发酵时常采用的培养基为液体天然培养基C．从自然界分离的野生型菌株可直接用于生产D．当菌体生长进入稳定期时，补充营养物可提高谷氨酸产量解析：从自然界分离的野生菌株，因其产量低而不能直接用于工业生产，故需通过诱变、基因工程、细胞工程等手段选育出生产用菌种。

谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，发酵时需不断通入无菌空气，以防止谷氨酸棒状杆菌无氧呼吸产生乳酸或琥珀酸。

工业生产常用液体天然培养基，当菌体生长进入稳定期，营养物质相对不足，补充营养物质可提高谷氨酸产量。

答案：C2．(2009·重庆理综)下列有关大肠杆菌的叙述，正确的是() A．大肠杆菌以复制方式进行繁殖，其拟核是一个环状DNA分子B．在含葡萄糖和乳糖的培养基上，大肠杆菌首先利用乳糖作碳源C．用大肠杆菌工程菌生产干扰素时，应及时添加核酸等生长因子D．处于对数期的大肠杆菌，常作为生产用的菌种和科研的材料解析：大肠杆菌以二分裂的方式进行繁殖，其拟核是一个大型环状DNA分子。

对大肠杆菌来说，分解葡萄糖的酶是组成酶，分解乳糖的酶是诱导酶，在葡萄糖和乳糖共同存在时，大肠杆菌只利用葡萄糖。

用大肠杆菌工程菌生产干扰素时，应及时添加氨基酸等生长因子。

处于对数期的大肠杆菌，代谢旺盛，菌体的形态和生理特性较稳定，常作为生产用的菌种和科研材料。

答案：D3．关于果醋制作过程中的叙述正确的是() A．打开发酵瓶是因为全过程需要通入氧气，排出二氧化碳B．醋酸菌在糖源和氧气充足时，能将葡萄糖分解成醋酸和二氧化碳C.当糖源不足时，醋酸菌可将酒精最终转变成醋酸D．要使果酒变成果醋只需通入氧气，加入醋酸菌就可以了解析：醋酸菌和酵母菌发酵的区别在于前者需氧，不产生二氧化碳，而且发酵的最适温度也不同。

答案：C4．如图表示利用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸所获得的两条曲线，下列有关叙述不正确的是()A．该生长曲线是微生物在连续培养条件下获得的B．产物曲线表示的代谢产物属于初级代谢产物C．谷氨酸棒状杆菌产生的谷氨酸属于初级代谢产物D．产物曲线表明该产物的生成速率与菌体数量密切相关解析：由图分析，生长曲线与产物曲线一致，但不能说明产物曲线一定是初级代谢产物的曲线，因为在谷氨酸发酵过程中由于条件的不同也可以是乙酰谷氨酰胺或乳酸、琥珀酸等。

答案：B5．(2009·石家庄模拟)通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸，生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。

下面有关谷氨酸发酵过程的叙述，正确的是() A．溶氧充足时，发酵液中有乳酸的积累B．发酵液中碳源和氮源比例的变化不影响谷氨酸的产量C．菌体中谷氨酸的排出，有利于谷氨酸的合成和产量的提高D．发酵液pH呈碱性时，有利于谷氨酸棒状杆菌生成乙酰谷氨酰胺解析：谷氨酸棒状杆菌是好氧型的，在溶氧充足条件下，有利于谷氨酸的积累，在溶氧不足时才有乳酸或琥珀酸的积累；碳源和氮源比例为4∶1时利于该菌生长繁殖，3∶1时利于代谢产物的积累；谷氨酸的排出可降低对谷氨酸脱氢酶的抑制，利于谷氨酸的合成和产量提高；当pH呈酸性时，才有利于谷氨酸棒状杆菌生成乙酰谷氨酰胺。

答案：C6．用蔗糖、奶粉和经蛋白酶水解后的玉米胚芽液，通过乳酸菌发酵可生产新型酸奶，下列相关叙述错误的是() A．蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关B．酸奶出现明显气泡说明有杂菌污染C．应选择处于对数期的乳酸菌接种D．只有奶粉为乳酸菌发酵提供氮源解析：发酵过程中蔗糖为乳酸菌提供碳源和能源，所以蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关。

乳酸菌在发酵时的产物只有乳酸，并不产生气体，所以如果发酵时出现明显的气泡说明肯定有其他的微生物存在，已经受到污染。

处于对数期的微生物形态和生理特性都是最稳定的，所以在发酵工程中，接种时应选择对数期的菌种。

经蛋白酶水解后的玉米胚芽液中依然含有氮元素，也可以为乳酸菌发酵提供氮源。

答案：D7．(2010·湘潭模拟)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：解该题的正确分析过程为：(1)温度可以通过影响酶的活性来改变谷氨酸的产生速率，在最适温度时产生速率最大，高于或低于该温度都会使酶活性降低(甚至丧失)。

同理，pH对谷氨酸产生速率的影响也是这样的。

(2)谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，随着溶氧量的增加(一定范围内)，谷氨酸产生速率会随着该菌生长繁殖速率的加快而增加，但当溶氧量增大到一定值时，由于受其他条件(酶的数量与活性等)的限制不可能继续增加而达到最大产生速率。

(3)谷氨酸产生速率随时间的变化在最初阶段可能不断加快，当活菌数目达到最多(稳定期)时，其产生总量会继续增加，而产生速率则不再有明显加快的现象。

答案：8．利用发酵罐发酵时要严格控制温度，下列关于发酵罐产热和散热说法不正确的是() A．微生物代谢过程中产生热量，改变了温度B．机械搅拌产生热量C．可以通过发酵罐上的装置来自动控制温度D．通过冷却水进口向发酵罐培养基中送入冷水而降温解析：发酵罐产热的来源有两个，一个是微生物代谢，另一个是机械搅拌产热。

散热是通过发酵罐自身散热、水循环等途径进行的，从冷却水进口进入的冷水没有进入培养基而是由冷却水出口排出。

答案：D9．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：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；温度通过影响酶的活性进而影响生物合成途径和对营养物质的吸收。

菌体生长和产物合成需体内旺盛的代谢作为基础，而用于生长繁殖和代谢产物生成的酶不同，因此所需的最适温度也不一定相同。

答案：B10．下列关于谷氨酸发酵过程的处理，正确的是() A．培养基的碳、氮比例为3∶1，有利于谷氨酸棒状杆菌的大量繁殖B．谷氨酸棒状杆菌是厌氧细菌，所以发酵过程中要保证密闭C．提高谷氨酸棒状杆菌细胞膜的透性，有利于提高谷氨酸的合成速率D．配制培养基时，需要添加谷氨酸棒状杆菌所需要的生长因子——生长素解析：谷氨酸发酵过程中培养基的碳、氮比为3∶1时有利于谷氨酸的合成，4∶1时有利于谷氨酸棒状杆菌的繁殖；谷氨酸棒状杆菌是好氧细菌，发酵过程中要不断地通入无菌空气；提高谷氨酸棒状杆菌细胞膜的透性，及时排出谷氨酸，从而解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用，有利于提高谷氨酸的合成速率；谷氨酸棒状杆菌的培养基中需添加生物素作为生长因子。

答案：C11．关于“发酵食品加工的基本方法”的叙述中，错误的是() A．果酒制作过程中，对葡萄糖进行多次反复冲洗以防止杂菌污染B．果酒制作过程中，若发酵条件控制不当果酒可能变酸C．腐乳制作过程中，适量加盐以防止豆腐变软、变质D．果醋制作过程中，应连续充入菌空气以利于醋酸发酵解析：对葡萄进行多次反复冲洗易把表面的酵母冲掉。

答案：A12．下表是一固定容积的发酵罐内培养酵母菌，并定时取样测定培养基的pH及菌体数量(A.B．g样时次级代谢产物已有相当的积累C．如果要扩大培养，可在c样时期选取菌种D．d样时培养基中的养分几乎被耗尽解析：酵母菌在培养过程中会产生CO2，使培养液的pH下降，故取样越晚，培养液的pH越小，取样的先后顺序为a→c→e→h→f→g→d→b；h→f→g段活菌数目最多，且相对稳定，故g样时期属于稳定期，该期次级代谢产物大量积累；由a→c→e期菌体数目迅速增加，故c样时期属于对数期，可进行扩大培养；g→d→b显示活菌数目急剧下降，故d样时期属于衰亡期，原因是营养物质大量消耗、有害代谢产物积累、pH发生变化等。

答案：A13．发酵工程中选育优良品种的方法有多种，其中能定向培育新品种的方法是()①人工诱变②基因移植③细胞杂交④杂交育种A．①②B．②③C．③④D．①④解析：选育优良品种的方法有多种，人工诱变的特点是不定向的，有利的突变少，需大量处理供试材料。

基因移植、细胞杂交(细胞融合)可定向改良品种，杂交育种的基本原理是基因重组，变异也是不定向的。

答案：B14．(2010·河北五校联考)下列与生物工程相关的各项叙述中，错误的是() A．利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸的过程中，若生成的代谢产物是乳酸或琥珀酸，其原因是pH呈酸性B．用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交可产生驱蚊香草，驱蚊香草培育的过程中原生质体的融合常用PEG作为诱导剂，由杂种细胞→杂种植株，要进行有丝分裂和细胞分化C．美国科学家通过向老鼠胚胎注入某种基因，培育出了长跑数小时而不知疲倦的“超级老鼠”，该注入基因在改造老鼠性状上所起的直接作用是控制有关酶的合成D．发酵工程的第一个重要工作是选择优良的单一纯种，消灭杂菌，获得纯种的方法可以根据微生物对抗菌素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗菌素。

解析：在谷氨酸发酵过程中，当pH呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌会生成乙酰谷氨酰胺；当溶氧不足时，生成的代谢产物为乳酸或琥珀酸。

答案：A15．下列关于发酵工程的应用的说法，错误的是() A．发酵工程具有生产条件温和、产物专一、污染小的特点B．抗生素的生产是发酵工程的成果之一C．重组乙肝疫苗的生产既属于基因工程也属于发酵工程D．单细胞蛋白就是由发酵工程生产的细菌体内的一种蛋白质解析：发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点，在许多领域得到了广泛的应用；抗生素、维生素、生长激素、重组乙肝疫苗等都是应用发酵工程大量生产的，重组乙肝疫苗还涉及基因工程；单细胞蛋白是指通过发酵获得的微生物菌体。

答案：D二、简答题(共40分)16．(20分)(2009·宁夏理综)[生物—选修1生物技术实践](1)在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑________、________和渗透压等条件。

由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、________、________等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。

(2)在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养器皿进行________(消毒、灭菌)；操作者的双手需进行清洗和________；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能________。

(3)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的________。

(4)通常，对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的________。