高中生物 第二章 生物科學(xué)與工業(yè) 第一節(jié) 微生物發(fā)酵與食品生產(chǎn)課后自我小測(cè) 浙科版選修2.doc

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第一節(jié) 微生物發(fā)酵與食品生產(chǎn) 自我小測(cè) 1下列不屬于微生物范疇的是(　　) A．原核生物 B．原生生物 C．真菌 D．微小生物 2控制細(xì)菌合成抗生素性狀的基因，控制放線菌主要遺傳性狀的基因，控制病毒抗原特異性的基因依次位于 (　　) ①核區(qū)大型環(huán)狀DNA上?、谫|(zhì)粒上?、奂?xì)胞核染色體上　④衣殼內(nèi)核酸上 A．①③④ B．①②④ C．②①③ D．②①④ 3谷氨酸棒狀桿菌異化作用的方式是需氧型，它的有氧呼吸的酶主要存在于(　　) A．線粒體中 B．核糖體中 C．細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中 D．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中 4測(cè)定三種細(xì)菌類型對(duì)氧的需要，讓它們?cè)谌Р煌脑嚬苤猩L(zhǎng)，下圖顯示了細(xì)菌的生長(zhǎng)層。哪個(gè)是細(xì)菌類型的正確分類(　　) 只能在需氧培 養(yǎng)基中繁殖 只能在無(wú)氧培 養(yǎng)基中繁殖 在每種培養(yǎng)基 中均能繁殖 A Ⅲ Ⅰ Ⅱ B Ⅲ Ⅱ Ⅰ C Ⅰ Ⅱ Ⅲ D Ⅰ Ⅲ Ⅱ 5質(zhì)粒是細(xì)菌中的一種特殊結(jié)構(gòu)，它屬于細(xì)菌的(　　) A．染色體 B．細(xì)胞器 C．主要遺傳物質(zhì)載體 D．某些基因的載體 6抗生素是制藥工業(yè)利潤(rùn)最高的產(chǎn)品，抗生素的生產(chǎn)常采用的方法是(　　) A．生物的提取 B．化學(xué)合成 C．發(fā)酵工程 D．基因控制合成 7發(fā)酵工程的代謝產(chǎn)品分離提純的方法包括(　　) ①過(guò)濾?、诔恋怼、壅麴s?、茌腿　、蓦x子交換 A．①③⑤ B．②④⑤ C．③④⑤ D．②③④ 8關(guān)于單細(xì)胞蛋白的敘述正確的是(　　) A．是從微生物細(xì)胞中提取的蛋白質(zhì) B．通過(guò)發(fā)酵生產(chǎn)的微生物菌體 C．是微生物細(xì)胞分泌的抗生素 D．單細(xì)胞蛋白不能作為食品 9自養(yǎng)型微生物所需的碳源和能源為不同的物質(zhì)，而異養(yǎng)型微生物作為碳源和能源的是(　　) A．CO2 B. NaHCO3 C．碳酸鹽 D．含碳有機(jī)物 10下列不需要利用發(fā)酵工程的是(　　) A．生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料 B．通過(guò)生物技術(shù)培育可移植的皮膚 C．利用工程菌生產(chǎn)胰島素 D．工廠化生產(chǎn)青霉素 11下面是家庭釀造甜米酒的具體操作過(guò)程。先將米加熱煮至七成熟，待冷卻至30 ℃，加少許的水和一定量的“酒藥”(實(shí)際是酵母菌菌種)與米飯混合后置于一瓷壇內(nèi)(其他容器也可)，在米飯中央挖一個(gè)小洞，加蓋后置于適當(dāng)?shù)胤奖?28 ℃),12小時(shí)后即可。請(qǐng)從以下幾個(gè)方面對(duì)發(fā)酵過(guò)程作一簡(jiǎn)單的分析。 (1)先將米煮一煮的目的是__________________________________________。 (2)為什么要冷卻到30 ℃后才能加入“酒藥”？__________________________。 (3)在中央挖一個(gè)小洞的原因是_______________________________________________。 (4)發(fā)酵壇并沒(méi)有完全密封，壇內(nèi)無(wú)氧發(fā)酵的環(huán)境是如何形成的？__________________。 (5)家庭釀酒的關(guān)鍵是保溫和放“酒藥”，如果米的量很多而放的“酒藥”太少，常常導(dǎo)致甜米酒因變質(zhì)而失敗。其主要原因是_________________________________________。 12下圖為發(fā)酵裝置，請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)若該裝置的pH檢測(cè)及控制裝置出現(xiàn)故障，可以采取的應(yīng)急措施是________________，pH發(fā)生變化的原因是______________________________________________________。 (2)冷卻水的進(jìn)口是______，無(wú)菌空氣的進(jìn)口是______。 (3)若此裝置用于酒精發(fā)酵和谷氨酸發(fā)酵，在發(fā)酵過(guò)程中，技術(shù)上的關(guān)鍵區(qū)別是____________________________________________________________________。 (4)若培養(yǎng)過(guò)程中進(jìn)料和放料速度未變，但有效產(chǎn)物減少。如果是酒精發(fā)酵應(yīng)該檢查_(kāi)_________，如果是谷氨酸發(fā)酵可能的原因是________________________________。 (5)圖中5]的作用是__________________________。若此裝置損壞，對(duì)于無(wú)氧發(fā)酵，產(chǎn)量將__________。 13在下列發(fā)酵工程的實(shí)例中，需要在培養(yǎng)過(guò)程中通氣的是(　　) ①用牛奶生產(chǎn)酸奶?、谟眉Z食釀酒　③用糧食生產(chǎn)味精?、苌a(chǎn)青霉素 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 14下列對(duì)微生物連續(xù)培養(yǎng)優(yōu)點(diǎn)的敘述中，不正確的是… (　　) A．能及時(shí)補(bǔ)充微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高產(chǎn)量 B．有利于微生物盡快將代謝產(chǎn)物釋放到培養(yǎng)基中 C．只有利于初級(jí)代謝產(chǎn)物的獲得 D．提高了設(shè)備的利用率 15下列屬于微生物不可缺少的微量有機(jī)物是(　　) ①牛肉膏　②蛋白胨?、郯被帷、芫S生素?、輭A基 ⑥生物素 A．①②③ B．②③④ C．②③④⑤ D．③④⑤⑥ 16黃色短桿菌合成賴氨酸的途徑如下圖所示，試分析要增加賴氨酸的產(chǎn)量，需要(　　) A．增加天冬氨酸 B．增加天冬氨酸激酶 C．降低(消除)高絲氨酸脫氫酶 D．減少蘇氨酸 17下圖所示是發(fā)酵工程生產(chǎn)產(chǎn)品的流程圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)能生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素的工程菌是通過(guò)①培養(yǎng)的，①是__________；高產(chǎn)青霉素菌種是通過(guò)②培育的，②是__________，③是__________。 (2)④表示__________，⑤表示__________。 (3)整個(gè)過(guò)程的中心階段是發(fā)酵，在此階段需隨時(shí)取樣、檢測(cè)__________等，以了解發(fā)酵進(jìn)程，還要及時(shí)添加__________，同時(shí)嚴(yán)格控制__________。 (4)若⑥是單細(xì)胞蛋白的話，⑥是__________。 18在啤酒生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過(guò)程大致如下：將經(jīng)過(guò)滅菌的麥芽汁充氧，加入啤酒酵母菌菌種后輸入發(fā)酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖濃度下降，產(chǎn)生白色泡沫，溶解氧漸漸耗盡。隨后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖濃度加速降低，酒精濃度漸漸上升，泡沫不斷增多。當(dāng)糖濃度下降到一定程度后，結(jié)束發(fā)酵。最后分別輸出有形物質(zhì)和鮮啤酒。 根據(jù)上述過(guò)程回答以下問(wèn)題： (1)該過(guò)程表明啤酒酵母異化作用的特點(diǎn)是______________________________________。 (2)初期酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其他發(fā)酵產(chǎn)物，其余1.5%則是用于________。 (3)經(jīng)測(cè)定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其他發(fā)酵產(chǎn)物，其余1.5%則是用于________。 (4)請(qǐng)寫(xiě)出麥芽糖→葡萄糖→酒精的反應(yīng)方程式。 (5)如果酵母菌消耗的糖(設(shè)為麥芽糖，其相對(duì)分子質(zhì)量為342)有98.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))形成了酒精(相對(duì)分子質(zhì)量為46.0)和其他發(fā)酵產(chǎn)物，設(shè)有500 t麥芽汁，其中麥芽糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.00%，發(fā)酵后最多能生產(chǎn)酒精濃度為3.2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的啤酒多少噸？ 參考答案 我夯基，我達(dá)標(biāo) 1．D　解析：微生物包括原核微生物(細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體、立克次氏體和衣原體)；真核微生物(酵母菌、絲狀真菌——霉菌)和非細(xì)胞型生物(病毒、亞病毒)。 2．D　解析：細(xì)菌質(zhì)粒上的基因控制著細(xì)菌固氮、抗藥性、抗生素生成等性狀。放線菌是原核生物，核區(qū)大型環(huán)狀DNA分子控制其主要遺傳性狀。病毒的遺傳物質(zhì)是衣殼內(nèi)核酸，病毒的抗原特異性是由病毒的衣殼體現(xiàn)出來(lái)的，由核酸控制合成衣殼。 3．C　解析：對(duì)于真核細(xì)胞來(lái)說(shuō)有氧呼吸的酶主要在線粒體的內(nèi)膜和基質(zhì)中，谷氨酸棒狀桿菌是原核細(xì)胞沒(méi)有線粒體，有氧呼吸的酶主要存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。 4．A　解析：從各試管中細(xì)菌生長(zhǎng)層可看出：Ⅰ試管中細(xì)菌在培養(yǎng)液下層生長(zhǎng)，屬厭氧型細(xì)菌；Ⅱ試管中細(xì)菌均勻地分布于培養(yǎng)液中，說(shuō)明該菌既可在有氧環(huán)境中生長(zhǎng)，也可在無(wú)氧環(huán)境中生長(zhǎng)；Ⅲ試管中細(xì)菌只在表層生長(zhǎng)，說(shuō)明是需氧型細(xì)菌。 5．D　解析：細(xì)菌是原核生物，它沒(méi)有染色體和除核糖體外的細(xì)胞器。主要遺傳物質(zhì)是存在于核區(qū)內(nèi)的環(huán)狀DNA分子，存在于核區(qū)外的質(zhì)粒控制著細(xì)菌的抗藥性、固氮、抗生素生成等。 6．C　解析：抗生素是利用微生物通過(guò)發(fā)酵工程來(lái)生產(chǎn)的。 7．C　解析：發(fā)酵工程的代謝產(chǎn)品分離提純的方法是蒸餾、萃取、離子交換等，發(fā)酵工程的菌體提純的方法是過(guò)濾、沉淀等。 8．B　解析：解答此題需從如下幾個(gè)方面入手：首先單細(xì)胞蛋白是利用淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液、石化產(chǎn)品等原料，通過(guò)發(fā)酵獲得的大量的微生物菌體，所以不是特指微生物的某種蛋白質(zhì)或抗生素；第二，單細(xì)胞蛋白含有豐富的蛋白質(zhì)，如真菌蛋白可作為食品。 9．D　解析：碳源主要用于構(gòu)成微生物的細(xì)胞物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物，有些碳源還是異養(yǎng)微生物的主要能源物質(zhì)，而異養(yǎng)微生物不能自己制造有機(jī)物，通常只能夠利用現(xiàn)成的含碳有機(jī)物作碳源。 10．B　解析：移植的皮膚是通過(guò)細(xì)胞工程技術(shù)培育的，不需要利用發(fā)酵工程。而A、C、D都需要發(fā)酵工程來(lái)生產(chǎn)。 11．解析：家庭釀造甜米酒實(shí)際上是利用酵母菌進(jìn)行發(fā)酵，在無(wú)氧的條件下產(chǎn)生酒精的過(guò)程。為達(dá)到良好效果，先將米煮一煮殺滅其他雜菌。大多數(shù)微生物的最適生長(zhǎng)溫度為25～37 ℃，若溫度過(guò)高，會(huì)抑制酵母菌的生命活動(dòng)或殺死酵母菌。因此，要將米飯冷卻至30 ℃時(shí)方可加入菌種。發(fā)酵壇中央挖一個(gè)洞，可以讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖，當(dāng)酵母菌增殖到一定數(shù)目時(shí)，有氧呼吸產(chǎn)生的水等就會(huì)淹沒(méi)了米飯，形成無(wú)氧環(huán)境，酵母菌進(jìn)行發(fā)酵，酒精產(chǎn)物多，米酒質(zhì)量高。高濃度的酒精(臨床上用70%酒精進(jìn)行消毒)可以抑制(殺死)微生物，再者容器封閉不嚴(yán)，有氧集中抑制了酵母菌的無(wú)氧呼吸，所以家庭自制的米酒，其酒精的含量不會(huì)太高。 答案：(1)為了殺死其他雜菌，防止其分解淀粉，以利于酵母菌的利用 (2)過(guò)高的溫度會(huì)抑制或殺死酵母菌 (3)有利于透氣，可保證酵母菌在開(kāi)始生長(zhǎng)時(shí)有足夠的氧氣，在短時(shí)間內(nèi)迅速增殖 (4)有氧呼吸消耗大量的氧氣，同時(shí)產(chǎn)生一部分水，容器中發(fā)酵液增多淹沒(méi)了米飯，形成無(wú)氧環(huán)境 (5)加的“藥酒”少，造成酵母菌起始密度過(guò)低，不能迅速增殖形成優(yōu)勢(shì)種群，往往導(dǎo)致雜菌感染而變質(zhì)。家用容器封閉不嚴(yán)，有氧條件抑制無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精 12．解析：圖中1～5分別是指加料口、排氣口、無(wú)菌空氣口、冷卻水進(jìn)口和攪拌器。其中攪拌器的作用是把無(wú)菌空氣打成細(xì)小氣泡，增加溶解氧，并能使菌種與培養(yǎng)液充分接觸，以利于發(fā)酵更好地進(jìn)行。 答案：(1)添加緩沖液　代謝產(chǎn)物的積累或酸堿物質(zhì)的消耗不均等 (2)4　3 (3)無(wú)菌空氣是否通入 (4)通氣量　溶氧降低或pH降低 (5)把無(wú)菌空氣打成細(xì)小氣泡，增加溶解氧，并能使菌種與培養(yǎng)液充分接觸　不受大的影響 我綜合，我發(fā)展 13．C　解析：在發(fā)酵過(guò)程中通氣與否取決于菌種的代謝類型和產(chǎn)物類型。菌種按異養(yǎng)類型分為厭氧型、好氧型、兼氣型。厭氧型不通氣，如生產(chǎn)酸奶的乳酸菌；好氧型需通氣，如產(chǎn)味精的谷氨酸棒狀桿菌和青霉菌。兼性厭氧的酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精。 14．C　解析：所謂連續(xù)培養(yǎng)就是在一個(gè)流動(dòng)裝置中，以一定的速度不斷添加新的培養(yǎng)基，同時(shí)又以同樣的速度不斷放出老的培養(yǎng)基，這樣保證了及時(shí)補(bǔ)充微生物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，延長(zhǎng)穩(wěn)定期，能提高產(chǎn)量，同時(shí)有利于微生物盡快將代謝產(chǎn)物釋放到培養(yǎng)基中，提高了設(shè)備的利用率。 15．D　解析：微生物生長(zhǎng)不可缺少的微量有機(jī)物叫做生長(zhǎng)因子，主要包括維生素、氨基酸、堿基和生物素等，它們一般是酶和核酸的組成成分。 16．C　解析：從黃色短桿菌合成賴氨酸的途徑可以看出，蘇氨酸和賴氨酸都積累，就抑制天冬氨酸激酶的活性，使細(xì)胞內(nèi)難以積累賴氨酸，而賴氨酸單獨(dú)積累時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象。因此，要提高賴氨酸產(chǎn)量就必須阻止蘇氨酸的生成，而消除高絲氨酸脫氫酶可以實(shí)現(xiàn)這一目的。 17．解析：在發(fā)酵工程中，要想通過(guò)發(fā)酵工程得到在種類、產(chǎn)量和質(zhì)量等方面符合人們要求的產(chǎn)品，首先要有性狀優(yōu)良的菌種，選育菌種的方法有三種：基因工程、誘變育種和細(xì)胞工程。發(fā)酵工程的第二步是配制培養(yǎng)基。第三步是滅菌，要對(duì)培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌，才能獲取人類需要的發(fā)酵產(chǎn)品。第四步是擴(kuò)大培養(yǎng)和接種。所謂擴(kuò)大培養(yǎng)就是對(duì)選育的菌種進(jìn)行多次培養(yǎng)，讓它們達(dá)到一定數(shù)量以后，再進(jìn)行接種。第五步是發(fā)酵過(guò)程，是發(fā)酵的中心階段，在這個(gè)階段除了要隨時(shí)取樣檢測(cè)培養(yǎng)液中的細(xì)菌數(shù)目、產(chǎn)物濃度等以了解發(fā)酵進(jìn)程外，還要及時(shí)添加必需的培養(yǎng)基成分，以滿足菌種的營(yíng)養(yǎng)需要，同時(shí)要嚴(yán)格控制溫度、pH、溶解氧、通氣量與轉(zhuǎn)速等。因?yàn)榄h(huán)境條件的變化，不僅會(huì)影響菌種的生長(zhǎng)繁殖，還會(huì)影響菌種代謝產(chǎn)物的形成。所謂單細(xì)胞蛋白就是通過(guò)發(fā)酵獲得的大量微生物菌體。 答案：(1)基因工程　誘變育種　細(xì)胞工程 (2)接種　滅菌 (3)細(xì)菌數(shù)目和產(chǎn)物濃度　培養(yǎng)基　發(fā)酵條件(溫度、pH、溶解氧、轉(zhuǎn)速) (4)微生物菌體 18．解析：酵母菌是一種真菌，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于分解者，其同化作用方式為異養(yǎng)型，異化作用方式在有氧條件下可進(jìn)行有氧呼吸，在無(wú)氧條件下可進(jìn)行無(wú)氧呼吸。在有氧條件下酵母菌通過(guò)有氧呼吸獲得的能量多，能夠進(jìn)行繁殖，繁殖的主要方式是出芽生殖。在無(wú)氧條件下酵母菌通過(guò)無(wú)氧呼吸獲得的能量少，繁殖慢。酵母菌在有氧條件下通過(guò)有氧呼吸只需分解少量的葡萄糖即能獲得足夠的能量用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖。但在無(wú)氧條件下，通過(guò)無(wú)氧呼吸獲得的能量很少，只有通過(guò)分解大量的葡萄糖才能獲得生命活動(dòng)所需的最低能量。第(4)小題酵母菌以麥芽糖為基質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)方程式為： 第一步將麥芽糖分解為葡萄糖： C12H22O11＋H2O2C6H12O6； 第二步將葡萄糖分解為酒精和CO2： C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。 第(5)小題的計(jì)算是在生產(chǎn)實(shí)際中的一種知識(shí)的應(yīng)用。由于題目中提供的數(shù)量都是質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以計(jì)算時(shí)均以質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算的思路是：先計(jì)算500 t麥芽汁中含有的麥芽糖的實(shí)際質(zhì)量為：500 t8.0%＝40 t；其中用于發(fā)酵的麥芽糖的質(zhì)量為40 t98.5%＝39.4 t；按1個(gè)麥芽糖分子經(jīng)酵母菌的發(fā)酵產(chǎn)生4分子酒精計(jì)算，39.4 t麥芽糖經(jīng)酵母菌完全發(fā)酵最多可產(chǎn)生的酒精質(zhì)量為： 設(shè)產(chǎn)生的酒精為x。 1C12H22O11―→4C2H5OH 　342　　　　　446 　39.4 t　　　　　x x＝39.4 t446/342＝21.197 661 t 由于啤酒的酒精濃度為3.2%，所以可生產(chǎn)啤酒的量為：21.197 661 t3.2%≈662.43 t 總算式為：500 t8.0%98.5%(46.04)/342](1/3.2%)≈662.43 t。 答案：(1)既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無(wú)氧呼吸 (2)出芽生殖 (3)酵母菌自身的生長(zhǎng)和繁殖 (4)C12H22O11＋H2O2C6H12O6；C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量 (5)662 t。