高中生物第1章发酵工程第3节发酵工程及其应用课后习题新人教版选择性必修
人教(2019)生物选择性必修三(学案+练习)：发酵工程及其应用
人教(2019)生物选择性必修三(学案+练习)发酵工程及其应用1．概念：利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。
2．发酵工程的基本环节3．发酵工程的应用(1)在食品工业上的应用：①生产传统的发酵产品。
②生产各种各样的食品添加剂。
③生产酶制剂。
(2)在医药工业上的应用①青霉素的发现和产业化生产推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。
②发酵工程逐步扩展到了其他抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等的生产领域。
(3)在农牧业上的应用：①生产微生物肥料。
②生产微生物农药。
③生产微生物饲料。
(4)在其他方面的应用发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决粮食、环境、健康和能源等方面的重大问题上，做出越来越大的贡献。
1．发酵工程中所需的性状优良的菌种只能从自然界中筛选出来。
(×)2．在菌种确定之前就要选择原料制备培养基。
(×) 3．发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。
(√) 4．发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用。
(√)1．发酵工程中心环节的分析2．啤酒的工业化生产的过程分析(1)啤酒发酵的过程及内容(2)“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别1．下面是有关啤酒的工业化生产的流程。
下列有关叙述错误的是()发芽→焙烤→碾磨→糖化→蒸煮→发酵→消毒→终止A．啤酒的发酵过程包括主发酵和后发酵两个阶段B．发芽的过程中大麦会产生淀粉酶，便于将大麦中的淀粉分解为葡萄糖进行酒精发酵C．发酵的过程就是酵母菌进行有氧呼吸的过程D．消毒的目的是杀死啤酒中的大多数微生物，以延长它的保存期C解析：发酵的过程是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的过程，C错误。
2．(2021·山东济南二模)发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品。
常用好氧菌谷氨酸棒状杆菌利用图1的发酵罐来大量生产味精，发酵流程如图2所示。
下列叙述正确的是()A．发酵中所使用的谷氨酸棒状杆菌菌种可从自然界筛选，也可通过诱变育种、杂交育种或基因工程育种获得B．为了保证发酵产品的产量和品质，图中发酵配料及发酵罐需经过严格的灭菌C．在发酵过程中，通过加料口取样，随时监测产物浓度和微生物数量D．图中发酵过程需通入无菌空气，并通过搅拌使培养液与菌种充分接触后关闭通气口B解析：谷氨酸棒状杆菌属于原核生物，不能进行有性生殖，无法通过杂交育种获得，A错误；严格灭菌可以杀死发酵配料及发酵罐中的所有微生物，防止杂菌污染，从而保证发酵产品的产量和品质，B正确；在发酵过程中，应通过放料口取样，随时监测产物浓度和微生物数量，C错误；谷氨酸棒状杆菌属于好氧菌，在发酵过程中要不断地通入无菌空气，不能关闭通气口，D错误。
高中生物新教材选择性必修三 同步试卷讲义 第1章 第3节 发酵工程及其应用
第3节发酵工程及其应用[学习目标] 1.掌握发酵工程的基本环节。
2.理解发酵工程在农业、食品工业、医药工业及其他工业生产上有重要的应用价值。
1．发酵工程的基本环节2．发酵罐3．发酵工程的应用(1)在食品工业上的应用①生产传统的发酵产品a．以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌生产酱油。
b．以谷物或水果等为原料，利用酿酒酵母发酵生产各种酒类。
②生产各种各样的食品添加剂食品添加剂不仅可以增加食品的营养，改善食品的口味、色泽和品质，有时还可以延长食品的保存期。
a．柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得。
b．由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。
③生产酶制剂常用酶制剂有α淀粉酶、β淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶和脂肪酶等。
目前，已有50多种酶制剂成功用于食品的直接生产、改进生产工艺、简化生产过程、改善产品的品质和口味、延长食品储存期和提高产品产量等方面。
(2)在医药工业上的应用①发酵工程可以生产抗生素、氨基酸、激素和免疫调节剂等。
②基因工程、蛋白质工程等的广泛应用给发酵工程制药领域的发展注入了强劲动力。
③应用实例a．生长激素释放抑制激素最初从羊脑中提取，远远不能满足需要，利用经过基因改造的微生物进行发酵生产，产量大幅提升，价格降为原来的几百分之一。
b．将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵生产乙型肝炎疫苗。
c．未来甚至还可能用微生物来生产过去只能从植物中分离提取的紫杉醇、青蒿素前体等化合物。
(3)在农牧业上的应用①生产微生物肥料a．作用：利用微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长。
有的微生物肥料还可以抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生。
b．类型：常见的有根瘤菌肥和固氮菌肥等。
②生产微生物农药a．原理：微生物农药利用微生物或其代谢物来防治病虫害。
b．实例：苏云金杆菌可以用来防治80多种农林虫害；利用白僵菌可以防治玉米螟、松毛虫等虫害；一种放线菌产生的抗生素——井冈霉素可以用于防治水稻枯纹病。
新人教选择性必修三1-3 发酵工程及其应用
新人教选择性必修三同步检测题发酵工程及其应用一、选择题1．单细胞蛋白是通过下列哪种方法获得的()A．基因工程B．细胞工程C．发酵工程D．酶工程解析：选C微生物含有丰富的蛋白质，而且微生物生长繁殖速度快，可通过发酵获得大量微生物菌体，这种微生物菌体就叫单细胞蛋白。
2．基因工程培育的“工程菌”通过发酵工程生产的产品，不包括()A．生长激素释放抑制激素B．干扰素C．聚乙二醇D．重组乙肝疫苗解析：选C“工程菌”通过发酵工程生产的产品包括生长激素释放抑制激素、干扰素、重组乙肝疫苗等，聚乙二醇是诱导细胞融合的诱导剂，不是通过发酵工程生产的产品。
3．下列关于发酵的叙述，正确的是()A．发酵就是无氧呼吸B．发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程C．发酵就是只获得微生物的代谢产物D．发酵就是发酵工程解析：选B发酵包括有氧发酵和无氧发酵，A错误；发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程，B正确，可通过发酵获得大量的微生物菌体，即单细胞蛋白，用于生产微生物饲料，C错误；发酵有自然发酵和工业发酵，发酵工程指工业发酵，D错误。
4．下列有关微生物的叙述，错误的是()A．酶合成的调节增强了微生物对环境的适应能力B．在发酵工程中，可通过诱变育种、基因工程和细胞工程定向选育出性状优良的生产用菌种C．细菌在生态系统中可作为生产者、消费者和分解者D．在基因工程中可用大肠杆菌作受体细胞，通过发酵工程来大量生产人的胰岛素解析：选B酶合成的调节增强了微生物对环境的适应能力，A正确；诱变育种的原理是基因突变，突变具有不定向性，故不能通过诱变育种定向选育出性状优良的生产用菌种，B错误；细菌在生态系统中可作为生产者、消费者和分解者，如硝化细菌可作为生产者，某些致病菌可作为消费者，腐生细菌可作为分解者，C正确；基因工程中可用大肠杆菌作受体细胞，通过发酵工程来大量生产人的胰岛素，D正确。
人教版高中生物选择性必修第3册 第1章 第3节 发酵工程及其应用
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第1章 发酵工程
(2)生产各种各样的_食__品__添__加__剂___。食品添加剂不仅可以增加食品的 营 养 ， 改 善 食 品 的 ___口__味__、__色__泽__和__品__质____ ， 有 时 还 可 以 延 长 食 品 的 __保__存__期_____。
3．在农牧业上的应用 (1)生产__微__生__物__肥__料_____。 (2)生产__微__生__物__农__药_____。 (3)生产__微__生__物__饲__料_____。
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第1章 发酵工程
微思考 单细胞蛋白是蛋白质吗？有哪些方面的应用？
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第1章 发酵工程
【解析】发酵工程在食品工业上的应用包括生产传统的发酵产品、 生产各种各样的食品添加剂、生产酶制剂等，A、B、C正确；生产抗生 素、氨基酸和免疫抑制剂等属于发酵工程在医药工业上的应用，D错 误。
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高中生物选择性必修三 第三单元 发酵工程及应用((含答案))高二生物单元复习知识清单
第一章发酵工程第3节发酵工程及其应用一、发酵工程的基本环节1.发酵工程的基本环节：菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵罐内发酵，产品分离、提纯等方面。
2．选育菌种目的：获得性状优良的菌种。
3.选育方法（菌种来源）：可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。
4.菌种选育的重要性（意义）:优良的菌种不仅具有健壮，不易退化，其发酵产品的产量高、质量稳定等优点，它往往还会赋予发酵产品独特的风味，因此菌种选育环节在很大程度上决定了生物发酵产物的成败。
5.扩大培养：(1)目的：获得更多的菌种。
(2)原因：工业发酵罐的体积一般较大，因此，需要接入的菌种总体积大（数目多）。
(3)扩大培养的培养基：一般为液体培养基。
6．配制培养基的要求：（1）在菌种确定之后，（结合菌种代谢特点）选择原料制备培养基。
（2）在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定。
（即不断优化培养基）7．培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌原因：发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。
一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。
8.灭菌目的：避免因杂菌污染而影响产品的品质和产量。
9．接种：扩大培养的菌种和灭菌后的培养基加入发酵罐中。
大型发酵罐有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制。
10．发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。
11.发酵罐内发酵严格控制发酵条件的原因：（1）环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且影响微生物代谢物的形成；（2）严格控制发酵条件，有利于使发酵全过程处于最佳状态。
12.发酵罐内发酵要求：在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。
还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。
13.不同发酵条件的影响实例——谷氨酸发酵（1）在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸。
（2）在酸性条件下则容易生成谷氨酰胺和N-乙酰谷胺酰胺。
高中生物第1章发酵工程3发酵工程及其应用学案选择性3
第3节发酵工程及其应用必备知识·素养奠基一、发酵工程的概念和基本环节1.发酵工程的概念：(1)过程:利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品.（2）范围：它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。
2.发酵工程的基本环节:(1）基本环节：(2）选一选：下列关于发酵工程基本环节的描述正确的是②④⑤①用于发酵工程的菌种应该具备优良性状,并且只能从自然界中筛选。
②在进行发酵前,需要对选育的菌种进行扩大培养.③发酵工程所用的菌种大多是单一菌种,所以没有必要进行严格的灭菌。
④发酵工程所用的培养基是液体培养基.⑤在发酵过程中要随时进行检测,还需要对发酵条件进行严格的控制.⑥发酵结束后即可得到发酵产品.现代发酵工程和传统发酵技术所用菌种的来源有什么差异？提示:传统发酵技术用的菌种一般是原材料中天然存在的多种菌种，而现代发酵工程用的菌种是通过微生物培养技术获得的单一菌种.3.发酵装置：二、发酵工程的应用1。
特点：(1)生产条件温和.（2）原料来源丰富且价格低廉。
（3)产物专一。
（4)废弃物对环境的污染小和容易处理。
为什么发酵工程的生产条件比较温和?提示:发酵是利用微生物的代谢将原料进行转化，而微生物细胞代谢是在常温常压条件下进行的，因此发酵工程的生产条件比较温和.2.在食品工业上的应用:（1）生产传统的发酵产品.①优点:能明显提高产品的产量和质量.②实例:a.大豆中的蛋白质肽和氨基酸酱油b。
啤酒的工业化生产流程:（2）生产各种各样的食品添加剂:酸度调节剂、增味剂、着色剂、增稠剂、防腐剂等。
(3)生产酶制剂：在食品工业中，经常用到一些酶制剂,如α—淀粉酶、β-淀粉酶、氨基肽酶和脂肪酶等.有人认为食品添加剂都是有害的,这种想法对吗？为什么?提示:不对。
食品添加剂可以增加食品的营养，改善食物的口味等，只要符合国家标准,并不会对人体产生伤害.3.在医药工业上的应用:（1)发酵工程可以生产抗生素、氨基酸、激素和免疫调节剂等。
选择性必修3生物技术与工程 课后习题
第1章第1节传统发酵技术的应用旁栏思考题1.用水密封泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜制作需要什么条件？2.为什么泡菜坛只能装八成满？3.在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化？其中最明显的变化发生在发酵后多少天？引起变化的原因是什么？一、概念检测1.油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃。
制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽抱杆菌等微生物的卤汁中发酵。
判断下列相关表述是否正确。
⑴卤汁中的乳酸菌和芽抱杆菌不存在竞争关系。
（）。
（）⑵乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2⑶微生物发酵产生了不同的代谢物使得该臭豆腐具有特殊的味道。
（）2.传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物。
下列相关叙述错误的是（）A.腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵B.制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶C.制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精D.制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生醋酸二、拓展应用1.请举例说说你身边的传统发酵食品有哪些，它们的制作原理是什么。
有机会的话，你也可以尝试做一做。
2.某同学在制作泡菜前，査阅资料得知，可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”；在用质量百分比为5%的食盐水制作泡菜时，他在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果见右栏曲线图。
请你帮他分析相关问题。
⑴据图分析，从亚硝酸盐的含量来看，你认为该泡菜在什么时间食用比较合适？为什么？⑵他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是什么？⑶加入“陈泡菜水”的目的是什么？3.有3位同学分别采用了3种不同的发酵装置来制作果醋。
A同学用的是带盖的塑料瓶；B同学用了没有盖的塑料瓶，在发酵过程中无盖的瓶口一直由捆绑在瓶口的8层纱布覆盖；C同学则设计了如右图所示的发酵装置。
结合果醋的制作原理，你认为哪一种发酵装置更适合制作果醋？你还能继续改进这种装置吗？第1章第2节微生物的培养技术及应用第1小节旁栏思考题1.为什么培养基需要氮源?2.无菌技术除用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么作用？一、概念检测1.微生物的纯培养既需要适宜的培养基，又要防止杂菌污染。
高中生物选择性必修三 练透试卷 第1章 第3节 发酵工程及其应用
第3节发酵工程及其应用题组一发酵工程的基本环节1．下列关于发酵工程的菌种的说法，错误的是()A．发酵工程的菌种可以从自然界中筛选出来B．发酵工程可以利用原材料中含有的菌种C．发酵工程的菌种可以来自基因工程D．发酵工程的菌种可以来自诱变育种2．下列关于微生物发酵过程的说法，正确的是()A．菌种选育是发酵工程的中心环节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、溶解氧、通气量与转速等发酵条件，否则会影响菌种代谢物的形成D．在发酵工程的发酵环节中，发酵条件会影响微生物的生长繁殖，但是不影响微生物的代谢途径3．(2023·河北沧州高二检测)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。
下列有关谷氨酸发酵过程的叙述，正确的是()A．配制高浓度营养物质的培养基，会使谷氨酸棒状杆菌大量繁殖B．用一般的过滤、沉淀等方法无法将谷氨酸从培养液中分离提取出来C．排出发酵罐中的谷氨酸，不利于谷氨酸的合成和产量的提高D．发酵液pH呈碱性时，谷氨酸棒状杆菌易形成谷氨酰胺4．(2023·江苏苏州高二月考)下列有关发酵工程基本环节的叙述中，不合理的是() A．由于工业发酵罐所需接入的菌种总体积一般都比较大，所以，在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养B．在菌种确定之前，要先制备好培养基C．发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种D．如果发酵产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品题组二发酵工程的应用5．与传统发酵技术相比，发酵工程的产品种类更加丰富，产量和质量明显提高。
下列叙述错误的是()A．传统发酵技术多是混合菌种发酵，发酵工程一般为纯种发酵B．通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白C．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身D．发酵工程通常可以采用连续培养的方法以最大限度地获得人类所需的产品6．下列关于发酵工程在食品工业上的应用的叙述，错误的是()A．生产传统发酵产品，如利用产生蛋白酶的霉菌酿造酱油B．生产各种各样的食品添加剂，可以改善食品的口味但不能增加食品的营养C．生产食品酸度调节剂，如柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得D．生产酶制剂，少数酶制剂由动植物生产，绝大多数通过发酵工程生产7．(2023·山西太原高二期末)高酒精度啤酒(酒精浓度≥7.5%vol)由于其高酒精度、高发酵度、低残糖等特点，受到越来越多消费者的青睐，其酿造工艺如图所示。
2024-2025学年新教材高中生物第1章发酵工程第3节发酵工程及其应用教案新人教版选择性必修3
1.软硬件资源：实验室设备、发酵设备、显微镜、试管、培养皿、试剂等。
2.课程平台：多媒体教学设备、投影仪、计算机等。
3.信息化资源：教学PPT、视频材料、在线课程、学术文章等。
4.教学手段：实验教学、案例分析、小组讨论、问题解决、互动式教学等。
教学流程
一、导入新课（用时5分钟）
同学们，今天我们将要学习的是《发酵工程》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否遇到过发酵的情况？”（举例说明）这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索发酵工程的奥秘。
此外，学生还可以进行以下拓展活动：
-参观发酵工程相关的企业或实验室，了解发酵工程的实际应用和最新发展。
-参与发酵工程相关的学术讲座或研讨会，与专业人士交流并了解行业动态。
-结合课堂所学，设计一个简单的发酵实验，并撰写实验报告。
教学反思
今天的课程内容是关于发酵工程及其应用的，我尝试采用多种教学方法和资源，以促进学生的积极参与和深入理解。通过理论介绍、案例分析、实验操作和小组讨论等多种教学活动，我希望学生能够全面理解和掌握发酵工程的相关知识。
2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对于生物技术类的课程普遍感兴趣，尤其是那些与实际应用相关的知识。在学习能力方面，学生具备一定的实验操作能力和问题解决能力。在学习风格上，学生喜欢通过实验、案例分析等方式进行学习，希望能够亲身参与和实践。
3.学生可能遇到的困难和挑战：在理解发酵工程的复杂过程和原理时，学生可能会遇到一些困难。此外，对于发酵设备的理解和应用也可能是一个挑战。学生可能需要通过实际的实验操作和案例分析来更好地理解和掌握这些知识。同时，学生可能需要进一步培养批判性思维和问题解决能力，以便能够灵活运用所学知识解决实际问题。
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第3节发酵工程及其应用必备知识基础练1.下列关于发酵工程的菌种的叙述,错误的是( )A.发酵工程的菌种可以从自然界中筛选出来B.发酵工程可以利用原材料中含有的菌种C.发酵工程的菌种可以来自基因工程D.发酵工程的菌种可以来自诱变育种2.下列关于啤酒发酵的说法,错误的是( )A.啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的B.酵母菌的大量繁殖在啤酒发酵主发酵阶段C.啤酒生产的主发酵阶段酵母菌主要进行有氧呼吸D.啤酒生产的后发酵阶段是在低温、密闭环境下进行的3.(2021山东泰安一中高二月考)下列对发酵工程内容的叙述,正确的是( )A.单细胞蛋白就是从人工培养的微生物菌体中提取的蛋白质B.用诱变育种、细胞工程、基因工程等方法选育出性状优良的工程菌并进行扩大培养C.根据工程菌所需的营养精确地配制出培养基并进行严格的消毒处理D.人工控制微生物代谢的唯一措施是控制生产过程中的各种条件4.某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒发酵过程的研究。
下列叙述正确的是( )A.为加快发酵速度,应使发酵液保持35 ℃的恒温B.给发酵罐适时排气,后期可缩短排气间隔时间C.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵D.若定期对培养液中酵母菌进行计数,只能采用稀释涂布平板法5.为了改善食品品质和色、香、味及防腐与加工工艺的需要,人们在食品中加入一些化学合成物质或天然物质,这类物质被称为食品添加剂。
下列有关叙述错误的是( )A.许多食品添加剂可以通过发酵工程生产,如柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得B.食品工业中,常用的着色剂有β-胡萝卜素、红曲黄色素等C.食品工业中,用来延长食品保质期的乳酸链球菌素、溶菌酶可通过发酵工程生产D.食品添加剂不能增加食品的营养6.就当前的技术手段来说,利用基因工程培育的“工程菌”进行发酵,生产的产品有( )①石油②生长激素释放抑制激素③紫杉醇④磷脂⑤味精⑥重组乙肝疫苗A.③⑥B.②⑥C.①④D.②⑤7.(2022湖南百所学校大联考)下列有关发酵工程的叙述,错误的是( )A.可以通过设置生长条件选育优良的目的菌种B.菌种扩大培养过程一般使用液体培养基C.所有发酵过程中使用的菌种都是单一菌种D.发酵过程中,要随时对培养液中的微生物数量及产品浓度等进行检测8.(2021天津三中高二期中)下列关于微生物发酵过程的叙述,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、溶解氧、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9.(2021北京高二月考)下列有关谷氨酸发酵罐的监测装置的作用及目的的叙述,不正确的是( )A.检测培养液中的细菌数目、产物浓度、代谢产物类型等B.监控pH并及时添加碱性物质或氨水以提高产量C.监控溶氧量、温度、通气量和转速等条件,以免影响其代谢途径和产量D.此过程需要控制无氧和恒温条件以利于谷氨酸棒状杆菌和谷氨酸的生成10.(2022广东高州长坡中学高二月考)发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,下列哪项不是发酵过程中要完成的?( )A.随时取样检测培养液中的微生物数量、产物浓度B.不断添加菌种C.及时添加必需的营养组分D.严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件11.(2021山东德州夏津一中高二月考)发酵工程有着多项优点,广泛应用于许多领域,下列有关说法错误的是( )A.进行发酵工程生产时排出的废弃物,对环境无害B.在农牧业上利用发酵工程可生产出微生物肥料、饲料和农药C.在医药工业上利用发酵工程不仅能提高药物产量,还能降低成本D.在食品工业上利用发酵工程既能生产传统发酵产品,也能生产食品添加剂12.(2022福建厦门启悟中学高二月考)下列对发酵工程及其应用的叙述,不正确的是( )A.利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物农药可以促进植物生长B.用单细胞蛋白制成的微生物饲料,可通过发酵工程从微生物细胞中提取C.发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身D.啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生积累主要在主发酵阶段完成13.现代工业生产中往往采用规范的流程进行发酵生产以提高生产效率,下图是发酵工程生产产品的流程图。
据图回答下列问题。
(1)在啤酒生产中,使用①改造的啤酒酵母,可以加速发酵过程,缩短生产周期,①是;高产青霉素菌种是通过②培育的,②是;③是细胞工程。
(2)④表示,⑤表示。
(3)整个过程的中心阶段是发酵,在此阶段需要随时取样、检测等,以了解发酵进程,还要及时添加,同时严格控制。
(4)若发酵所得产品是单细胞蛋白,则⑥往往采用的方法进行提取。
关键能力提升练14.(多选)下列关于青霉素生产的叙述,正确的是( )A.用紫外线、激光、化学诱变剂处理青霉菌再经筛选的方法可选育高产菌种B.青霉素是青霉菌生长过程中产生抑制其他微生物生长的代谢物C.发酵罐接种后必须进行灭菌处理D.青霉菌生长达到稳定时,活菌数不再增加,青霉菌产量下降15.(多选)(2021山东泰安高二期中)由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等,在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用。
下列有关发酵工程在食品工业上应用的描述,正确的是( )A.日常生活中食用酱油的制作以大豆为主要原料,利用产蛋白酶的霉菌的作用,将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸B.啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,其中,酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成,大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成C.味精是由谷氨酸棒状杆菌发酵得到的谷氨酸经过一系列处理而获得的D.精酿啤酒发酵时间长、产量低、价格高,所以饮用更健康、保质期更长16.(2021北京四中高二期中)阅读以下材料,回答相关问题。
我国是世界上啤酒的生产和消费大国。
啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的,其工业化生产流程如下图所示。
其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。
主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
发酵条件随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。
(1)发酵工程一般包括菌种的选育, ,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面。
啤酒酵母的新陈代谢类型是。
(2)在酿酒过程中常加入(填某种植物激素)以缩短大麦发芽的时间,从而减少有机物的消耗。
焙烤阶段应注意控制温度,不能使失活。
(3)发酵阶段的底物是,发酵液和发酵设备都必须经过严格的处理。
(4)请写出一条啤酒的发酵生产过程中,可以使啤酒的产量和质量得到明显提高的工程手段: 。
(5)请写出一条发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等领域得到广泛应用的原因: 。
第3节发酵工程及其应用1.B 解析发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种,一旦有杂菌污染,可能导致产量大大下降,因此,培养基和发酵设备都必须经过严格灭菌。
故发酵工程的菌种不可以利用原材料中含有的菌种。
发酵工程的优良性状的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种和基因工程育种获得。
2.C 解析啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌无氧呼吸将糖类分解为酒精制成的,A项正确;酵母菌的大量繁殖在啤酒发酵主发酵阶段,B项正确;啤酒生产的主发酵阶段酵母菌主要进行无氧呼吸,将糖类分解产生酒精,C项错误;为了防止酒精形成乙醛和乙酸,啤酒生产的后发酵阶段要在低温、密闭环境下进行,D项正确。
3.B 解析单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料,通过发酵获得的大量的微生物菌体,A项错误;用诱变育种、细胞工程、基因工程等方法选育出性状优良的工程菌并进行扩大培养,B项正确;根据工程菌所需的营养精确地配制出培养基并进行严格的灭菌处理,C项错误;人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物遗传特性、控制生产过程中的各种条件等,D项错误。
4.C 解析酵母菌发酵的适宜温度为18~30℃,A项错误;在发酵过程中需要给发酵罐适时排气,随着发酵过程的进行,产生的二氧化碳越来越少,后期可延长排气间隔时间,B项错误;葡萄酒发酵的原料是糖类,因此可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵,C项正确;若定期对培养液中酵母菌进行计数,除采用稀释涂布平板法,还可以采用显微镜直接计数法,D项错误。
5.D 解析食品添加剂不仅可以增加食品的营养,改善食品的口味、色泽和品质,有时还可以延长食品的保存期。
许多食品添加剂都能通过发酵工程生产,如柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得,A项正确,D项错误。
β-胡萝卜素、红曲黄色素等在食品工业中常用来增加食品的色泽,B项正确。
食品工业中,用来延长食品保质期的乳酸链球菌素、溶菌酶可通过发酵工程生产,C项正确。
6.B 解析石油是从地层中获得的,①不符合题意;生长激素释放抑制激素的化学本质是蛋白质,可以通过基因工程培育的“工程菌”发酵获得,②符合题意;紫杉醇是从植物组织中分离提取得到的,③不符合题意;磷脂广泛存在于各种细胞中,无需特意用“工程菌”生产,④不符合题意;味精的主要成分是谷氨酸钠,谷氨酸可以通过谷氨酸棒状杆菌发酵获得,⑤不符合题意;重组乙肝疫苗的化学本质是蛋白质,可以通过基因工程培育的“工程菌”发酵获得,⑥符合题意。
7.C 解析符合生产要求的菌种可以通过设置生长条件选择出来,从而抑制不符合条件的菌种的生长,然后从符合条件的菌种中选择出目的菌种,A项正确;菌种扩大培养过程一般使用液体培养基,这样可以让菌体和培养液充分接触,便于菌体的大量繁殖,B项正确;发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种,C项错误;发酵过程中,要随时对培养液中的微生物数量及产品浓度等进行检测,以便确定合适的加料和出料的速度以及发酵条件的控制,D项正确。
8.C 解析发酵工程的内容包括菌种选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面,其中发酵过程是发酵的中心阶段,A项错误;发酵过程中应随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,同时应对发酵过程中的一些条件进行控制才能保证发酵的正常进行,B项错误;微生物发酵过程中要严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件,因为环境条件的变化不仅会影响菌种的生长繁殖,而且会影响代谢产物的形成,C项正确;谷氨酸棒状杆菌是一种异养兼性厌氧细菌,在谷氨酸发酵的过程中,当pH呈酸性时,谷氨酸棒状杆菌容易生成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺;当溶解氧不足时,生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸,D项错误。
9.D 解析发酵罐的监测装置,可以方便检测培养液中的细菌数目、产物浓度、代谢产物类型等,以了解发酵进程,A项正确;在谷氨酸发酵过程中,随着谷氨酸的不断生成,发酵液的pH不断减小,对谷氨酸的生成产生抑制,为了维持发酵的最佳条件,要监控pH并及时添加碱性物质或氨水以维持pH稳定,提高谷氨酸的产量,B项正确;谷氨酸发酵过程需要严格控制温度、pH、溶氧量、通气量等,以免影响其代谢途径和产量,例如溶氧量不足,生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸,C项正确;谷氨酸棒状杆菌是一种异养兼性厌氧细菌,扩大培养应在有氧条件下进行,有利于谷氨酸棒状杆菌的生成,在无氧条件下,谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质(如尿素、硫酸铵、氨水)合成为谷氨酸,D项错误。