备战2021年高考生物【名校地市好题必刷】考点精讲14 发酵工程(作业).doc
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1、17 发酵工程1(2020年山东省高考生物试卷(新高考)·20)野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长,发生基因突变产生的氨基酸依赖型菌株需要在基本培养基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N单独接种在基本培养基上时,均不会产生菌落。某同学实验过程中发现,将M、N菌株混合培养一段时间,充分稀释后再涂布到基本培养基上,培养后出现许多由单个细菌形成的菌落,将这些菌落分别接种到基本培养基上,培养后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现原因的分析,不合理的是( )A操作过程中出现杂菌污染BM、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸C混合培养过程中,菌株获得了对方的遗传物质D
2、混合培养过程中,菌株中已突变的基因再次发生突变【答案】B【解析】【分析】本题以大肠杆菌营养缺陷型为材料进行相关实验探究为情境,考查考生综合运用所学知识分析实验结果的能力。【详解】A.操作过程当中出现杂菌污染,基本培养基上生长的为杂菌,A合理;B.若M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸形成的菌落,需要MN混合在一起才能生存,而该菌落来自于单个细菌形成的菌落,单个细菌不可能混合培养的细菌。B项不合理。C.M、N菌株混合培养后在基本培养基上可以生存。推测可能是混合培养过程当中,菌株间发生了基因交流,获得了对方的遗传物质,C合理;D.基因突变是不定向的,在混合培养过程中,菌株当中已突变的基因也可能再次
3、发生突变得到可在基本培养基上生存的野生型大肠杆菌,D合理。故选B。【点睛】两种营养缺陷型的大肠杆菌混合培养细菌可以通过相互“接合”(即有性生殖)而实现基因交流。2(2020年浙江省高考生物试卷(7月选考)·19)下列关于微生物培养及利用的叙述,错误的是( )A利用尿素固体培养基可迅速杀死其他微生物,而保留利用尿素的微生物B配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pHC酵母菌不能直接利用糯米淀粉发酵得到糯米酒D适宜浓度的酒精可使醋化醋杆菌活化【答案】A【解析】【分析】1、微生物培养的关键是防止杂菌污染;培养基制作完成后需要进行灭菌处理,培养基通常可以进行高压蒸汽灭菌;2、接种方法主要
4、有平板划线法和稀释涂布平板法。【详解】A、利用尿素固体培养基,由于不能利用尿素做氮源的微生物不能生长繁殖,而保留利用尿素的微生物,并非杀死,A错误;B、不同的微生物所需的pH不同,所以配置培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pH,B正确;C、酵母菌不能直接利用淀粉,应用酒曲中的根霉和米曲霉等微生物把淀粉糖化,再用酵母菌发酵得到糯米酒,C正确;D、醋化醋杆菌在有氧条件下利用酒精产生醋酸,D正确。故选A。3(2020年江苏省高考生物试卷·16)甲、乙两个实验小组分别进行了“酵母细胞固定化技术”的实验,结果如下图所示。出现乙组实验结果的原因可能为( )ACaCl2溶液浓度过高B海藻酸钠溶
5、液浓度过高C注射器滴加速度过慢D滴加时注射器出口浸入到CaCl2溶液中【答案】B【解析】【分析】一、海藻酸钠溶液固定酵母细胞的步骤:1、酵母细胞的活化 2、配制005mol/L的CaCl2溶液 3、配制海藻酸钠溶液 (该实验成败的关键步骤) 4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 5、固定化酵母细胞二、固定化细胞制作过程中的注意事项:(1)酵母细胞的活化;(2)配置氯化钙溶液:要用蒸馏水配置;(3)配制海藻酸钠溶液:小火、间断加热、定容,如果加热太快,海藻酸钠会发生焦糊;(4)海藻酸钠溶液与酶母细胞混合:冷却后再混合,注意混合均匀,不要进入气泡;(5)制备固定化酵母细胞:注射器高度适宜,并匀速滴入;(
6、6)刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合,否则温度过高会导致酵母菌死亡。【详解】A、CaCl2溶液浓度过大,会导致凝胶珠硬度大,易开裂;A错误;B、海藻酸钠溶液浓度过高会导致凝胶珠呈蝌蚪状,B正确;C、注射器滴加速度过快会导致凝胶珠呈蝌蚪状,C错误;D、注射器离液面过近会导致凝胶珠呈蝌蚪状,而非注射器口侵入到CaCl2溶液中,D错误故选B。4(2020年江苏省高考生物试卷·18)某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告,他的做法错误的是( )A选择新鲜的葡萄略泇冲洗,除去枝梗后榨汁B将玻璃瓶用酒精消毒后,装满葡萄汁C酒精发酵期间,根据发酵进程适时拧松瓶盖放气D酒精发
7、酵后去除瓶盖,盖一层纱布,再进行醋酸发酵【答案】B【解析】【分析】果酒与果醋制作原理与发酵条件的比较:果酒制作果醋制作菌种酵母菌醋酸菌菌种来源附着在葡萄皮上的野生型酵母菌变酸酒表面的菌膜发酵过程有氧条件下,酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖:C6H12O66O26CO26H2O;无氧条件下,酵母菌通过无氧呼吸产生酒精:C6H12O62C2H5OH2CO2氧气、糖源充足时:C6H12O62O22CH3COOH2CO22H2O;缺少糖源、氧气充足时:C2H5OHO2CH3COOHH2O温度一般酒精发酵1825 ,繁殖最适为20 左右最适为3035 气体前期:需氧,后期:无氧需
8、要充足的氧气时间1012天78天【详解】A、选择新鲜的葡萄洗1到2次,除去枝梗后榨汁,A正确;B、葡萄汁不能装满,需装至玻璃瓶的2/3空间,B错误;C、酒精发酵期间会产生二氧化碳,故需适时拧松瓶盖,防止发酵瓶爆裂,C正确;D、醋酸菌是好氧菌,故醋酸发酵时应去除瓶盖,加一层纱布,D正确。故选B。5(2020年江苏省高考生物试卷·19)为纯化菌种,在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌,培养结果如图所示。下列叙述正确的是( )A倒平板后需间歇晃动,以保证表面平整B图中、区的细菌数量均太多,应从区挑取单菌落C该实验结果因单菌落太多,不能达到菌种纯化的目的D菌落周围的纤维素被降解后,可被刚果红
9、染成红色【答案】B【解析】【分析】分析平板结果可知,采用的接种方法为平板划线法,且划线顺序是区、区、区,可以看到区中出现了单菌落。【详解】A、倒平板后无需晃动,A错误;B、区、区没有出现单菌落,说明细菌数量太多,故应从区挑取单菌落,B正确;C、出现单菌落即达到了菌种纯化的目的,C错误;D、刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应,D错误。故选B。6(2021全国卷乙·37)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企
10、业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。回答下列问题:(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的_可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供_。(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖,大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的_、_能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分,如将蛋白质分解为小分子的肽和_。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉属于_(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于_(填“真核生物”或“原核生物”);添加的酵
11、母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是_。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是_(答出1点即可)。【答案】(1)蛋白质 碳源 (2)蛋白酶 脂肪酶 氨基酸 异养好氧 (3)原核生物 酒精和二氧化碳 酒精、乳酸、食盐(答一个即可) 【分析】1、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理:毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。2、微生物的生长繁殖一般需要水、无机盐、碳源和氮源等基本营养物质,有些还需要特殊的营养物质如生长因子,还需要满足氧气和pH等条件
12、。3、果酒制作的菌种为酵母菌,其原理是:在有氧的条件下,酵母菌大量繁殖,无氧的条件下,酵母菌产生酒精和二氧化碳。【详解】(1)大豆中含有丰富的蛋白质,可为微生物的生长繁殖提供氮源。小麦中的淀粉可以为微生物的生长繁殖提供碳源。(2)米曲霉在发酵过程中产生的蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,产生的脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸,使发酵的产物具有独特的风味。米曲霉发酵时需要利用现有的有机物和需要氧气,说明其代谢类型是异养好氧型。(3)乳酸菌没有核膜包被的细胞核,属于原核生物。酵母菌属于兼性厌氧型微生物,既可以进行有氧呼吸,也可以进行无氧呼吸,无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳。在发酵池中酵母菌
13、产生的酒精能抑制杂菌的生长,乳酸菌产生的乳酸使发酵液呈酸性也能抑制杂菌的生长,同时往发酵池中添加的食盐也能抑制杂菌的生长。【点睛】本题以酱油的制作为题材,本质考查果酒和腐乳的制作,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验条件、实验现象等,需要考生在平时的学习过程中注意积累。7(2021全国卷甲·37)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果(“+”越多表示去渍效果越好),实验结果见下表。加酶洗衣粉A加酶洗衣粉B加酶洗衣粉C无酶洗衣粉(对照)血渍+油渍+根据实验结果回答下列问题:(1)加酶洗衣粉A中添加的酶是_;加酶洗衣粉B中添加的酶是
14、_;加酶洗衣粉C中添加的酶是_。(2)表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有_,原因是_。(3)相对于无酶洗衣粉,加酶洗衣粉去渍效果好的原因是_。(4)关于酶的应用,除上面提到的加酶洗衣粉外,固定化酶也在生产实践中得到应用,如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指_。固定化酶在生产实践中应用的优点是_(答出1点即可)。【答案】(1)蛋白酶 脂肪酶 蛋白酶和脂肪酶 (2)加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C 蚕丝织物的主要成分是蛋白质,会被蛋白酶催化水解 (3)酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物,小分子有机物易溶于水,从而将污渍与洗涤物分开 (4)利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的
15、技术 固定在载体上的酶可以被反复利用,可降低生产成本(或产物容易分离,可提高产品的产量和质量,或固定化酶稳定性好,可持续发挥作用) 【分析】加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉,目前常用的酶制剂有四类:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中,应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽,使污迹容易从衣物上脱落。【详解】(1)从表格中信息可知,加酶洗衣粉A对血渍的洗涤效果比对照组的无酶洗衣粉效果好,而血渍含有大分子蛋白质,因此,加酶洗衣粉A中添加的酶是蛋白酶,同理,加酶洗衣粉B中添加的酶是脂肪酶;加酶洗衣粉C对血渍和油渍
16、的洗涤效果比无酶洗衣粉好,油渍中有脂肪,因此,加酶洗衣粉C中添加的酶是蛋白酶和脂肪酶。(2)蚕丝织物中有蛋白质,因此,表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有加酶洗衣粉A、加酶洗衣粉C ,原因是蚕丝织物主要成分是蛋白质,会被蛋白酶催化水解。(3)据分析可知,相对于无酶洗衣粉,加酶洗衣粉去渍效果好的原因是:酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物,小分子有机物易溶于水,从而将污渍与洗涤物分开。(4)固定化酶技术是指利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术,酶既能与反应物接触,又能与产物分离,所以固定在载体上的酶还可以被反复利用。所以固定化酶在生产实践中应用的优点是:降低生产成本(或产物容易分离,可提
17、高产品的产量和质量,或固定化酶稳定性好,可持续发挥作用)。【点睛】本题考查加酶洗衣粉、酶的固定化相关知识点,难度较小,解答本题的关键是明确加酶洗衣粉与普通洗衣粉去污原理的异同,以及固定化酶技术的应用实例和优点。8(2020年全国统一高考生物试卷(新课标)·37)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和S,乙的组分为无机盐、水、S和Y。回答下列问题:(1)实验时,盛有水或培养基的摇瓶通常采用_的方法进行灭菌。乙培养基中的
18、Y物质是_。甲、乙培养基均属于_培养基。(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107 个/mL,若要在每个平板上涂布100L稀释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个,则至少应将摇瓶M中的菌液稀释_倍。(3)在步骤的筛选过程中,发现当培养基中的S超过某一浓度时,某菌株对S的降解量反而下降,其原因可能是_(答出1点即可)。(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数,请写出主要实验步骤_。(5)上述实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供4类营养物质,即_。【答案】(1)高压蒸汽灭菌 琼脂 选择 (2)104 (3)S的浓度超过某一值时会抑制
19、菌株的生长 (4)取淤泥加入无菌水,涂布(或稀释涂布)到乙培养基上,培养后计数 (5)水、碳源、氮源和无机盐 【解析】【分析】培养基一般含有水、碳源、氮源、无机盐等。常用的接种方法:平板划线法和稀释涂布平板法。常用的灭菌方法:干热灭菌法、灼烧灭菌法、高压蒸汽灭菌法。【详解】(1)常用高压蒸汽灭菌法处理盛有水或培养基的摇瓶,乙为固体培养基,故需要加入Y琼脂;甲和乙培养基可以用于筛选能降解S的菌株,故均属于选择培养基。(2)若要在每个平板上涂布100L稀释液后的菌液,且每个平板上长出的菌落数不超过200个,则摇瓶M中的菌液稀释的倍数至少为2×107÷1000×100&
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