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课后限时集训(十二)　发酵工程
(建议用时：30分钟)
一、选择题
1．(2024·湖南长沙二模)某位同学按照果酒制作流程操作后，获得的“葡萄酒”除了有“酒味”，还有“酸味”且有一层白膜。推断出现这种现象的不当操作，最可能的是(　　)
A．发酵瓶、榨汁机等器具没有用酒精消毒
B．清洗葡萄时没有去除枝梗和腐烂的籽粒
C．打开瓶盖后忘记盖上
D．发酵过程中，没有控制温度
2．(2024·山东滨州二模)绍兴黄酒一般在农历七月制酒药，九月制麦曲，大雪前后正式开始酿酒，到次年立春结束，发酵期长达八十多天。其工艺流程如下表。下列说法错误的是(　　)
① 酿酒所需的糖化微生物
② 主要含酵母菌、淀粉、淀粉酶和蛋白酶等
③ 调节发酵物的温度，补充新鲜空气
④ 将生产过滤完成的酒加热至90 ℃左右，杀灭其中的微生物，便于储藏、保管
A．黄酒是直接利用原材料中的微生物进行发酵酿制的
B．开耙有利于发酵物中的酵母菌大量繁殖
C．发酵过程会因发酵物的pH降低和酒精含量增多而逐渐停止
D．煎酒可以杀死黄酒中的绝大多数微生物且基本不破坏其中的营养成分
3．(2024·黑龙江哈尔滨二模)《齐民要术》关于泡菜制作的记载为“作盐水，令极咸，于盐水中洗菜，即内(纳)瓮中。其洗菜盐水，澄取清者，泻著瓮中，令没菜把即止”，意思是制作极咸的盐水，用盐水洗过的菜放入菜坛中，再把洗过菜的澄清盐水倒入菜坛中，直至淹没菜为止。下列说法错误的是(　　)
A．泡菜发酵液表面有一层白膜是乳酸菌大量繁殖的结果
B．“极咸”盐水可减少杂菌繁殖，降低泡菜中的亚硝酸盐含量
C．再倒入菜坛中的“洗菜盐水”也可能含有泡菜发酵的乳酸菌
D．“令没菜把即止”主要是为泡菜中乳酸菌发酵创设无氧条件
4．(2024·山东卷)在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是(　　)
A．相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生速率越慢
B．发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量
C．发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长
D．发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品
5．(2024·山东潍坊一模)下列有关微生物的分离、培养及计数的相关说法，正确的是(　　)
A．培养霉菌时一般需要将培养基调至中性或弱碱性
B．用平板划线法分离菌种，划线5个区域，接种环需要灼烧灭菌6次
C．用稀释涂布平板法进行微生物计数时，结果往往比实际值偏高
D．接种、分离后使用过的器皿需要先洗涤再彻底灭菌
6．(2024·河北邯郸一模)热环境主要包括陆地热泉和深海热液喷口，高温是限制生命存在的主要因素之一，该环境中同时生存着好氧菌和厌氧菌。下列关于分离高温环境中微生物的操作过程的叙述，正确的是(　　)
A．为增加热泉样品中耐热微生物的数量可在振荡条件下进行培养
B．宜利用琼脂固体培养基分离耐热微生物，分离过程中逐渐提高分离温度
C．热泉样品经过低温保存后，生物多样性可能下降，分离的类群可能减少
D．利用单一培养基和单一培养条件即可分离出热泉样品中的所有菌群
7．(2024·湖南永州二模)地膜的主要成分是聚乙烯，化学式是(C2H4)n。残留在土壤中的地膜难以被降解，为筛选出高效降解地膜的细菌，研究人员进行了如图所示操作。下列叙述错误的是(　　)
A．富集培养过程中摇床振荡便于微生物获取营养和氧气
B．富集培养后，利用平板划线法将微生物接种于X培养基
C．应挑选降解地膜最高效的细菌⑤接种到Y培养基
D．若要研究目的菌的生长规律，可用细菌计数板计数方法进行计数
8．(2024·山东滨州二模)研究人员拟从新鲜蚯蚓粪中分离筛选出对番茄枯萎病有良好抑制效果的拮抗细菌。将蚯蚓粪加入无菌水中制成悬浮液，利用甲培养基进行筛选纯化后，将获得的不同菌株分别接种至乙培养基扩大培养，48 h后进行“平板对峙实验”：在丙培养基的空白平板一侧放置一直径为5 mm的番茄枯萎病菌菌块，在平行另一侧放置相同大小的滤纸片，实验流程如下图。下列说法错误的是(　　)
A．Ⅰ过程使用的接种方法是平板划线法，Ⅰ～Ⅲ过程均需要无菌操作
B．对照组滤纸片用无菌水处理，实验组滤纸片用拮抗细菌菌液处理
C．应培养至对照组番茄枯萎病菌菌落长满丙培养基时开始测量并计算抑制率
D．选择丙培养基上直径大的番茄枯萎病菌菌落对应的拮抗细菌作为目的菌
9．(2024·江苏苏州模拟)木质素是植物某些次生细胞壁中的有机物，能被间苯三酚染红。要想获得具有木质素分解能力的大肠杆菌，需要将木质素酶导入受体菌，并用选择培养基筛选所需菌株，下列说法正确的是(　　)
A．可以将目的基因插到T2噬菌体的DNA上，再使其侵染细菌，从而得到目的菌株
B．筛选时培养基中应选择木质素作为唯一碳源，并用间苯三酚染色
C．筛选目的菌株时，透明圈的直径越大，菌株的木质素分解能力越强
D．培养目的菌株时，为防止杂菌污染，可向培养基中加入少量抗生素
10．(2024·江苏泰州一模)某种物质A(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A。研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解A的细菌菌株。图中③将M中的菌液稀释一定倍数后，取0.1 mL涂布到平板上，初步估测摇瓶M中1 mL菌液中细菌数为2.4×108个。下列相关叙述正确的是(　　)
A．实验时，淤泥及盛有培养基的摇瓶通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌
B．乙中需要加琼脂和物质A等，实验需设平行重复实验，无需另外设置空白对照
C．③接种方法为稀释涂布平板法，涂布时用涂布器蘸取菌液均匀涂布于平板上
D．若乙平板上菌落数平均为240个，则接种的菌液的稀释倍数为105
11．(不定项)(2024·湖南师大附中高三模拟)田间常施用的草铵膦(含碳有机物)农药，在环境中难以降解。科学家通过图1所示方法筛选出了可降解草铵膦的植物乳杆菌(ST-3)，并研究了固定态(固定在多孔载体上)和培养液中游离态的ST-3的降解效果，结果如图2所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．图1中②过程可使用无菌水，③④⑤过程应用以草铵膦为唯一碳源的培养基
B．图1中配制好的培养基可放入干热灭菌箱内进行灭菌处理
C．由图2可知，固定态ST-3对土壤中草铵膦的降解效果优于游离态ST-3
D．固定态ST-3降解率高可能是因为载体避免ST-3直接接触高浓度草铵膦
12．(不定项)(2024·山东聊城一模)黄曲霉毒素是由黄曲霉产生的代谢物，具有极强的毒性和致癌性。科研人员用黄曲霉毒素B(AFB1)的结构类似物——豆香素(C9H6O2)筛选出能高效降解AFB1的菌株，实验过程如下图中的①～④。已知菌体对有机物的降解途径有胞外分泌物降解和菌体吸附降解两种。对降解菌的培养液进行离心，发现上清液中AFB1的残留率明显低于菌悬液中的残留率。检测发现上清液中含有蛋白质K，为验证蛋白质K是降解AFB1的有效成分，进行了实验⑤：在A中加入水解蛋白质K的酶、B中加等量的蒸馏水，充分反应后在两试管中均加入等量的豆香素(C9H6O2)。下列说法错误的是(　　)
A．1号培养基属于选择性培养基，通常需要提前在121 ℃下进行湿热灭菌
B．步骤③使用稀释涂布平板法，目的是筛选出能降解黄曲霉毒素的单菌落
C．实验⑤的结果是A试管中豆香素含量基本不变，B试管中豆香素含量减少
D．蛋白质K属于降解菌产生的胞外分泌物，可以降解培养液中的蛋白质
二、非选择题
13．(2024·辽宁名校联盟模考)部分白酒厂的常见白酒酿造工艺流程可简化为图1。浓发酵是指在高浓度的原料中发酵，在规模化生产中，发酵原料浓度的提高能增加生产能力，并具有降低能耗、节约水资源等优点。研究者不断探索能进一步提高发酵原料浓度的发酵工艺，以实现真正意义上的“浓”发酵。回答下列问题：
(1)玉米是东北地区酿制白酒的常用原料，作为培养基的主料主要提供酵母菌所需的碳源。玉米经碾磨后，在“拌料”环节中，除加水外，还应加入其他类型的营养物质如________、________以满足酵母菌的代谢需求，提高发酵效率。
(2)“蒸煮”可以改变淀粉分子结构，有利于淀粉的分解，此外，蒸煮还具有_____________________的作用。
(3)“糖化”环节可以加入黑曲霉菌等菌种，也可以直接加入酶，该环节的目的是___________________________________________________________________
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_____________________________________________________________________。
(4)发酵原料浓度升高，提高了发酵难度，常导致酒精转化效率降低，研究者对此展开了模拟实验：对照组一次性添加27 g/mL浓度的葡萄糖，实验组在酒精发酵的前24 h内分批次每3 h添加3 g/mL浓度的葡萄糖，最终保持两组添加的葡萄糖量相等，定期抽样检测，测定各组葡萄糖、酒精浓度。实验数据如图2所示。
①结果表明，在葡萄糖供应量相等的条件下，分批次添加能提高发酵效率，使酒精产量提高，从培养基理化性质的角度分析，一次性添加过多葡萄糖不利于酒精发酵的原因可能与_____________________有关。
②为实现浓发酵并提高产量，研究者提出了优化发酵工艺环节的建议：将玉米粒研磨颗粒适当增大、将糖化环节与发酵环节合并为一个环节。根据上述实验结果分析，这些措施能_____________________________________________________
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从而在原料浓度高的情况下提高酒精产量。
14．(2024·湖北武汉二模)沙门氏菌是影响畜产品品质的重要病原菌之一。若使用庆大霉素(GM)等抗生素治疗，会有细菌耐药性和抗生素残留等问题。如使用植物乳杆菌等益生菌(可分泌抗菌物质)替代治疗，可有效解决上述问题。已知MRS培养基常用于培养植物乳杆菌。回答下列问题：
(1)为探究LPC(用MRS培养植物乳杆菌后获得的上清液)对沙门氏菌生长的影响，研究人员进行了相关实验，测得不同处理下沙门氏菌的生长曲线如图1所示。需选用物理状态为________(填“液体”或“固体”)的培养基，才能用抽样检测的方法估算沙门氏菌的种群数量。据图1分析，该实验结论为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
若不改变现有条件，沙门氏菌组继续培养72 h后，种群数量不再增加，限制其种群增长的生物因素是________。
(2)为进一步研究LPC对沙门氏菌的作用机制，对实验组的LPC进行了如下处理：NaOH-LPC(加入NaOH调节pH至近中性)、Heat-LPC(用100 ℃处理15 min)，再采用____________________(方法)接种沙门氏菌进行抑菌圈实验，结果如图2所示。分析设置MRS组的目的是__________________________________
_____________________________________________________________________
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根据实验结果分析，LPC的热稳定性______(填“强”或“弱”)，LPC对沙门氏菌发挥作用的机制：________________________________________________
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)课后限时集训(十二)
1．C　[发酵瓶、榨汁机等器具没有用酒精消毒，可能会导致杂菌污染，但不会产生酸味，A错误；清洗葡萄时没有去除枝梗和腐烂的籽粒，可能会导致杂菌污染，但不会产生酸味，B错误；打开瓶盖，可以进行乙酸发酵，产生“酸味”且有一层白膜，C正确；发酵过程中，仅没有控制温度，不会导致醋酸菌繁殖，因为醋酸菌为好氧细菌，D错误。]
2．A　[黄酒制作过程中②过程加入了酵母菌，因此不是直接利用原材料中的微生物进行发酵酿制的，A错误；“开耙”(搅拌)是为了让酵母菌进行有氧呼吸，增加酵母菌的数量，可缩短发酵所需的时间，B正确；酿酒时糖类未耗尽，酵母菌的发酵过程也会停止，原因可能是pH降低和酒精含量增多，对发酵起抑制作用，从而导致酵母菌发酵停止，C正确；通过煎酒可以杀死黄酒中的绝大多数微生物且基本不破坏其中的营养成分，D正确。]
3．A　[泡菜发酵液表面有一层白膜主要是产膜酵母大量繁殖形成的菌膜，A错误；温度过高、腌制时间过短、食盐用量过少等均会导致杂菌大量繁殖，亚硝酸盐含量升高，因此“极咸”盐水可减少杂菌繁殖，降低泡菜中的亚硝酸盐含量，B正确；由于蔬菜上原本就有可能附着有乳酸菌，用盐水清洗泡菜时，可以将原来附着在蔬菜上的乳酸菌一并洗到盐水中，故再倒入菜坛中的“洗菜盐水”也可能含有泡菜发酵的乳酸菌，C正确；“令没菜把即止”的意思是将盐水加到淹没蔬菜为止，这是因为乳酸菌是厌氧微生物，这样操作的主要目的是为乳酸菌的发酵提供无氧条件，D正确。]
4．D　[黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧，相同菌体密度下，菌球体越大越不利于菌体与氧气接触，柠檬酸产生速率越慢，A正确；菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制，可推出发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高菌体内铵离子浓度，从而提高柠檬酸产量，B正确；发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必需的酶失活，可抑制大部分细菌的生长，C正确；柠檬酸属于代谢物，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，D错误。]
5．B　[在培养霉菌时，一般需要将培养基调至酸性，A错误；用平板划线法分离菌种，划线5个区域，每次接种之前需要灼烧接种环灭菌，最后划线完成也需要灼烧灭菌，共需要灼烧灭菌6次，B正确；用稀释涂布平板法进行微生物计数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，C错误；微生物实验完成后需要先灭菌后再对相关工具进行洗涤，以免造成环境污染，D错误。]
6．C　[在热泉生活的微生物有好氧菌和厌氧菌两种类型，为增加热泉样品中耐热微生物的数量，可在不同的环境条件下进行培养，以使好氧菌和厌氧菌的数量均有所增加，A错误；琼脂在一定温度下会融化为液体，所以不宜利用琼脂固体培养基分离耐热微生物，B错误；热泉中的微生物具有耐热的特性，某些微生物可能不适应低温的环境条件，样品经过低温保存后，可能会导致部分微生物死亡，从而使生物多样性下降，分离的类群减少，C正确；热泉中的菌群生活条件不一，因此必须用不同的条件进行微生物的分离，利用单一培养基和单一培养条件不能分离出热泉样品中的所有菌群，D错误。]
7．B　[富集培养过程中摇床振荡便于微生物与营养物质充分接触，并增加溶氧量，所以摇床振荡便于微生物获取营养和氧气，A正确；富集培养后，利用稀释涂布平板法将微生物接种于X培养基，B错误；抑菌圈越大，说明降解地膜的效果越好，故应挑选⑤中的单菌落接种到Y培养基上，C正确；若要研究目的菌的生长规律，可用细菌计数板计数方法进行计数，D正确。]
8．D　[据图可知，Ⅰ过程使用的接种方法是平板划线法；微生物分离和培养的关键就是防止杂菌污染，故Ⅰ～Ⅲ过程均需要无菌操作，A正确。本实验的目的是探究拮抗细菌是否对番茄枯萎病有良好抑制效果，故实验组滤纸片用拮抗细菌菌液处理，对照组滤纸片用无菌水处理，B正确。由于对照组没有用拮抗细菌菌液处理，故培养至对照组番茄枯萎病菌菌落长满时，通过对滴加拮抗细菌菌液处理组的统计后，开始测量并计算抑制率，C正确。为达到实验目的，应选择“平板对峙实验”培养后，丙培养基上直径小的番茄枯萎病菌菌落，因为番茄枯萎病菌菌落直径越小，说明拮抗细菌的抑制效果越好，D错误。]
9．B　[T2噬菌体侵染导致细菌裂解，不能得到目的菌株，A错误；木质素是植物某些次生细胞壁中的有机物，能被间苯三酚染红，要想获得具有木质素分解能力的大肠杆菌，筛选时培养基中应选择木质素作为唯一碳源，并用间苯三酚染色，B正确；菌株的木质素分解能力强弱与透明圈直径以及菌落半径有关，故筛选目的菌株时，透明圈直径与菌落半径的比值越大，菌株的木质素分解能力越强，C错误；抗生素会杀死目的菌株(细菌)，所以不能加入抗生素，D错误。]
10．D　[淤泥中含有菌种，因此不能进行灭菌处理，盛有培养基的摇瓶通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，A错误；据图分析可知，③是稀释涂布平板法接种到以物质A为唯一碳源和氮源的选择培养基上，因此乙为固体培养基，需要加琼脂和物质A等，为了提高准确度，实验需设平行重复实验，且需要另外设置空白对照，检测培养基配制是否合格，B错误；③接种方法为稀释涂布平板法，涂布时应该将菌液用微量移液管加入培养基中，然后再用涂布器进行均匀涂布，C错误；若乙平板上长出的菌落数平均为240个，假设稀释倍数为a，根据摇瓶M中1 mL菌液中细菌数为2.4×108个，在每个平板上涂布0.1 mL稀释后的菌液，则有240×a÷0.1＝2.4×108，则稀释倍数a＝105，D正确。]
11．BD　[图1中②过程进行梯度稀释时要使用无菌水，防止引入杂菌，实验目的是筛选出可降解草铵膦的植物乳杆菌，所以③④⑤过程应用以草铵膦为唯一碳源的培养基，A正确；培养基常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法，B错误；相同时间条件下，固定态ST-3对土壤中草铵膦农药的降解率均高于游离态ST-3，说明固定态ST-3对土壤中草铵膦的降解效果优于游离态ST-3，C正确；固定态ST-3降解率高可能是因为固定化载体可为微生物提供大量的有效接触和附着的表面积，有利于营养物质吸收及代谢废物运输，D错误。]
12．BD　[1号培养基属于选择性培养基，培养基需要提前在121 ℃下进行湿热灭菌，A正确。结合题图信息分析可知，步骤③接种的培养基中菌落均匀分布，使用的接种方法是稀释涂布平板法，目的是筛选出能降解豆香素的单菌落，B错误。由题干信息可知，A中加入水解蛋白质K的酶，因此A中蛋白质K被分解，不能分解豆香素，豆香素含量基本不变；B中加等量的蒸馏水，B中有蛋白质K，豆香素被分解，含量减少，C正确。上清液中含有蛋白质K，且上清液中AFB1的残留率明显低于菌悬液中的残留率，据此推测蛋白质K属于降解菌产生的胞外分泌物，可以降解培养液中的AFB1，D错误。]
13．(1)氮源　无机盐　(2)使原料在高温下灭菌　(3)使淀粉水解成葡萄糖，为酵母菌发酵提供底物　(4)①液体培养基渗透压过高　②降低淀粉的水解速度，边糖化边发酵，相当于分批补料，使培养液的渗透压不至于太高，有利于发酵
14．(1)液体　LPC抑制沙门氏菌的生长(答出“抑制生长”的意思即可)　种内竞争(加剧)　(2)稀释涂布平板法　为排除植物乳杆菌培养液(MRS培养基)对实验结果的影响　强　可能是因为LPC中含有酸性物质(pH为酸性)，可以起到抑制沙门氏菌生长的作用

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