资源简介

(
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
(
姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
第十一单元　发酵工程与细胞工程（一）　
满分90分,限时60分钟
考点1 传统发酵技术 考点2 微生物的培养技术 考点3 发酵工程的应用
一、选择题(本题共8小题,共32分。每题只有一项符合题目要求,每题4分。)
1.许多传统美食的制作过程都蕴含了生物发酵技术。下列关于果酒、果醋、泡菜制作的叙述错误的是(　　)
A.发酵后形成的溶液都为酸性
B.乙醇既是果酒发酵的产物,也是果醋发酵的底物,还可以抑制杂菌繁殖
C.醋酸菌和乳酸菌发酵过程中控制通气的情况不同
D.只要取材得当,操作正确规范,最终泡菜坛内微生物只有乳酸菌
2.某兴趣小组拟检测某品牌冰淇淋中的大肠杆菌数量是否超标。下列叙述正确的是(　　)
A.在实验前,应将微生物培养的器皿、接种工具、操作者的手等进行灭菌
B.制作大肠杆菌培养基时,一般需将培养基pH调至酸性
C.用稀释涂布平板法进行微生物计数时,结果往往比实际值低
D.可利用血细胞计数板对大肠杆菌直接进行观察和计数
3.啤酒的工业化生产中,大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后,最终过滤、调节、分装。下列说法错误的是(　　)
A.用赤霉素处理大麦,可使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶
B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌
C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵
D.可通过基因工程改造酿酒酵母,加快发酵过程,缩短生产周期
4.灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是(　　)
A.为了防止杂菌污染,应将配制好的选择培养基分装到培养皿中再进行高压蒸汽灭菌
B.配制培养基、倒平板、接种均需要在酒精灯火焰旁进行
C.为防止蛋白质变性,不能用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D.可用高压蒸汽灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
5.在分离、纯化大肠杆菌实验中,划线接种及其培养结果分别如图甲、乙。下列相关叙述正确的是(　　)
A.图甲中的划线操作完成的顺序是a→b→c→d
B.图甲中的划线操作至少需要对接种环灼烧4次
C.图甲划线完成后需放在恒温培养箱中进行培养
D.分离自养型微生物时,培养基中加入的琼脂可作为碳源
6.某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是:先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种菌T,培养一段时间后,再用清水淋洗秸秆堆(清水淋洗时菌T不会流失),在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵(酒精发酵)。实验流程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.菌T能够分泌纤维素酶,纤维素酶能将纤维素最终分解为葡萄糖
B.灭菌的目的是杀死淋洗液中的微生物,以免干扰实验
C.接种酵母菌后,发酵罐温度要控制在30~35 ℃
D.生产中是否有酒精的产生,可用酸性重铬酸钾来检验
7.自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.培养自生固氮菌时,一般不需要添加氮源,需要将培养基调制成酸性
B.该纯化培养的方法是稀释涂布平板法,用涂布器从盛有菌液的试管中蘸取菌液,进行涂布
C.步骤①获取土壤一般来自表层土壤,步骤③将土壤悬浮液稀释了1×104倍
D.若④的平板上菌落平均数为58个,则每克土壤中含有的固氮菌约5.8×106个
8.将野生型大肠杆菌诱导突变后,获得两种不同营养缺陷型大肠杆菌,对其进行如下图所示的培养。下列说法错误的是(　　)
A.上述菌落出现的原因可能是细胞之间交换了转化因子
B.只涂布一种菌株的培养基上无菌落是因为营养缺陷型细菌不能合成某些必需物质
C.野生型大肠杆菌能合成met、bio、thr和leu,所以其培养基无需提供氮源
D.统计活菌数量不宜采用平板划线法
二、选择题(本题共2小题,共12分。每题有一项或多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
9.下表是培养某种微生物的培养基的成分列表,相关叙述错误的是(　　)
成分 葡萄糖 NaCl K2SO4 琼脂
含量 10 g 0.2 g 0.2 g 20 g
成分 K2HPO4·3H2O MgSO4·7H2O CaCO3 蒸馏水
含量 0.2 g 0.2 g 5 g 约1 000 mL
A.该培养基从化学成分上分类属于合成培养基
B.制备固体培养基时均需要添加凝固剂
C.该培养基可用于筛选硝化细菌
D.配制该培养基时,应使用灭菌后的蒸馏水
10.酱油起源于我国,至今已有数千年历史。参与酱油酿造过程的微生物主要有米曲霉、酵母菌和乳酸菌等,下图是制作过程的部分流程。相关叙述错误的是(　　)
A.酿造过程中多种酶系可将原料中的蛋白质、脂肪等分解为小分子
B.发酵池中的食盐、料酒、香料、乳酸等均可以抑制杂菌的生长
C.参与酿造过程的米曲霉、酵母菌和乳酸菌具有相同的代谢类型
D.代谢产物积累和酿造环境的变化导致后期窖池微生物数量下降
三、非选择题(本题共3小题,共46分。)
11.(15分)蓝莓含有丰富的维生素、多酚等天然活性成分,被赞为“浆果之王”,猕猴桃含大量挥发性香气成分。研究小组成员以蓝莓和猕猴桃为原料,尝试酿制出蓝莓—猕猴桃复合型果酒、果醋,酿制流程如下图所示。请回答下列问题:
(1)将蓝莓(包括果皮)和猕猴桃组织按一定比例混合,破碎后加入适量的水,再加入果胶酶进行酶解5小时,果胶酶处理的目的是　　　　　　　　　　　　　　。
(2)接种1是指接种酵母菌的过程,分离酵母菌应使用　　　培养基。果汁为酵母菌的生长和繁殖提供的营养成分有　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。
(3)蓝莓—猕猴桃复合型果酒与单一果酒在　　　　　　　(答出2点即可)等方面可能不同,酿制成功的蓝莓—猕猴桃复合型果酒如果暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现酸味,其原因是　　　　　　　　　　　　　　。
(4)果酒转化为果醋的发酵除了要进行接种2的步骤,还需要控制的条件有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。某同学用稀释涂布平板法测定果醋中某菌种的数量时,在同一稀释倍数下涂布了3个平板,统计的菌落数分别是36、187和195,这三个数据的平均值并不适宜作为该菌种的数量,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
12.(16分)当人体内分泌的乳糖酶数量不足以完全消化和分解乳糖时,就会引起腹泻,称为乳糖不耐受症。据统计,世界上约有三分之二的人患有此症,乳糖酶的应用能很好地解决这一问题。为提高乳糖酶的产量,我国科研人员通过如图所示的实验过程筛选出了生产乳糖酶的优良酵母菌菌株。
回答下列问题:
(1)取少量奶酪配制成悬浮液,接种到①中,①应为适合　　　　生长的选择培养基,其中奶酪的最主要作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)把①置于合适的环境下培养一段时间,通过稀释后涂布于②固体培养基上,对涂布器和培养基进行灭菌的方法依次为　　　　　　　　　　　　　　。②中培养出的单个菌落是否全部由单一个体繁殖所得 　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)纯培养时可使用　　　　　　　　　　　法,挑选单菌落接种到含X-gal(乳糖酶的显色底物)的培养基中,乳糖酶可以将无色的X-gal切割成半乳糖和蓝色的溴靛蓝,因此③中的目标菌落应该呈　　　色。产酶能力不同,呈现的颜色深浅不同,据此应选择图中的　　　菌落用于提取乳糖酶。
(4)为帮助乳糖不耐受症患者,乳糖酶的有效使用方法是　　　　　　　　　　。
13.(15分)扩展青霉是腐烂苹果中常见的微生物之一,其次级代谢产物棒曲霉素(Pat)是一种具有致突变作用的毒素。为研究腐烂苹果中Pat的分布,研究人员进行了如图所示的实验,其中“病健交界处”为腐烂部位(病斑)与未腐烂部位的交界处,取样分离的5个部位分别为①号、②号、③号、④号、⑤号。请回答下列问题:
(1)扩展青霉菌种使用的培养基成分如下表,根据物理特征划分该培养基属于　　　培养基,其中NaNO3的作用有　　　　　　　　。接种至苹果之前用该培养基培养的目的是　　　　　　　　　　　　　　　。
蔗糖 NaNO3 MgSO4 KCl FeSO4 KH2PO4
30 g 2 g 0.5 g 0.5 g 0.01 g 1 g
(2)接种前,应对苹果进行　　　(填“消毒”或“灭菌”)。用平板划线法分离扩展青霉时,划线的某个平板培养后第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落,其他区域的划线上却均无菌落。操作失误的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)研究人员测定了病斑直径为1、2、3 cm的苹果中①~⑤号部位的Pat含量,结果如下图:
由图中病斑直径大小　　　(填“能”或“不能”)得出病斑直径越大,测定的相同部位pat含量越高,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。去除腐烂部位后的苹果是否建议食用 请作出判断并结合图中信息分析原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案全解全析
1.D　果酒发酵的产物CO2、果醋发酵的产物乙酸、泡菜制作中产生的乳酸都会使得发酵液变成酸性,A正确;乙醇既是果酒发酵的产物,也是果醋发酵的底物(缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸),而且还可以抑制杂菌繁殖,B正确;醋酸菌的新陈代谢类型是异养需氧型,乳酸菌是异养厌氧型,所以醋酸菌和乳酸菌发酵过程中控制通气的情况不同,C正确;泡菜制作中利用的菌种主要是乳酸菌,如果操作正确,最终坛中的主要菌群是乳酸菌,此外还含有其他微生物,D错误。
2.C　灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子,消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物,故在实验前,应将微生物培养的器皿、接种工具等进行灭菌,而操作者的手需要进行消毒,A错误;在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性,B错误;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正确;血细胞计数板常用于相对较大的酵母菌细胞等的计数,细菌计数板用于细菌等较小的细胞的观察与计数,D错误。
3.B　用赤霉素处理大麦,可诱导α-淀粉酶相关基因的表达,促进α-淀粉酶的合成,进而使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶,A正确;焙烤是为了利用加热杀死大麦种子胚,防止其继续萌发,同时保持淀粉酶活性,便于后续糖化操作,B错误;糖浆经蒸煮(产生风味组分、终止酶的进一步作用,并对糖浆灭菌)、冷却后再接种酵母菌进行发酵,防止高温杀死菌种,C正确;转基因技术已被用来改造啤酒酵母,加速发酵过程,缩短啤酒的生产周期,属于转基因技术在微生物领域的应用,D正确。
4.D　为了防止杂菌污染,应将配制好的选择培养基分装到锥形瓶中再进行高压蒸汽灭菌,A错误;倒平板、接种均需要在酒精灯火焰旁进行,配制培养基不需要在酒精灯火焰旁进行,B错误;牛肉膏蛋白胨培养基需要利用湿热灭菌法进行灭菌,C错误;实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等可以使用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,以防止杂菌污染,D正确。
5.C　采用平板划线法接种微生物,由于聚集的菌种会随着连续划线的操作逐步被稀释分散到培养基的表面,因此得到的菌落数会随着划线操作完成的顺序越来越少,根据图乙的培养结果可推知:图甲中的划线操作完成的顺序是d→c→b→a,A错误;图甲中进行了4次划线操成后,待菌液被培养基吸收,需要将接种后的平板倒置,在恒温培养箱中进行培养,C正确;琼脂是凝固剂,不作为碳源,自养型微生物能利用无机碳源,故培养基中不需要加入碳源,D错误。
6.C　
隐含信息 关键信息 理论推理
秸秆中含有大量纤维素 在秸秆中接种菌T 菌T能够分泌纤维素酶,纤维素酶能将纤维素最终分解为葡萄糖,A正确
淋洗液中含有葡萄糖 在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵(酒精发酵) 在无氧条件下,酵母菌以葡萄糖为原料进行发酵产生酒精和二氧化碳,产生的酒精可与酸性重铬酸钾反应呈现灰绿色,D正确
灭菌的目的是杀死淋洗液中的微生物,以免干扰实验,B正确;接种酵母菌后,发酵罐温度要控制在18~30 ℃,C错误。
7.D　自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,培养自生固氮菌时,一般不需要添加氮源,在培养细菌时需要将培养基调制中性或弱碱性,A错误;该纯化培养的方法是稀释涂布平板法,应该用微量移液器从盛有菌液的试管中取0.1 mL菌液滴加到培养基表面,再用涂布器涂布,B错误;步骤①获取土壤一般来自浅层土壤,结合图示可知,步骤③将土壤悬浮液稀释了1×104倍,C错误;若④的平板上菌落平均数为58个,由图可知,稀释倍数为104,则每克土壤中含有的固氮菌约为58÷0.1×104=5.8×106(个),D正确。
8.C　
图示解读:菌株A不能合成甲硫氨酸和生物素,能合成苏氨酸和亮氨酸;菌株B不能合成苏氨酸和亮氨酸,能合成甲硫氨酸和生物素。
选项分析:题述菌落的出现可能是大肠杆菌发生了转化,即细胞之间交换了转化因子,A正确;菌株A和B在完全培养基中能够正常生长繁殖,但在基本培养基中只涂布菌株A或B,不出现菌落,通过实验对比可知,只涂布一种菌株的培养基上无菌落是因为营养缺陷型细菌不能合成某些必需物质,B正确;虽然野生型大肠杆菌能合成met、bio、thr和leu,但其他氨基酸或核酸等合成时也需要N,所以其培养基需提供氮源,C错误。平板划线法
9.BCD　该培养基中成分明确,为合成培养基,又加入葡萄糖作为碳源,可用来培养异养型微生物,而硝化细菌属于自养型微生物,不能用于筛选硝化细菌,A正确,C错误;固体培养基有在液体培养基中加入凝固剂(常用的凝固剂是琼脂)后制成的,也有直接用天然固体状物质制成的,B错误;培养基配制好后还需要进行灭菌操作,因此配制该培养基时不需要使用灭菌后的蒸馏水,D错误。
10.C　米曲霉产生的蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,能够为酱油提供特殊的风味物质,产生的脂肪酶可以将脂肪分解为小分子,A正确;抑制杂菌生长和繁殖是保证酱油质量的重要因素,发酵池中的食盐、料酒、乳酸、香料等均可抑制杂菌生长,B正确;参与酱油酿造过程的米曲霉是异养需氧型生物、酵母菌是异养兼性厌氧型生物,乳酸菌是异养厌氧型生物,C错误;代谢产物的积累和营养物质匮乏是微生物后期数量下降甚至全部死亡的原因,D正确。
11.答案　(除标注外,每空2分)(1)去除细胞壁,从而更易获得果汁
(2)选择(或固体)　碳源、氮源、水、无机盐和特殊营养物质
(3)营养成分、香味　醋酸菌在有氧条件下将乙醇大量转变为乙酸
(4)将发酵温度提高至30~35 ℃,并通入无菌空气　此同学的结果中,一个平板的计数结果与另两个的相差悬殊,结果的重复性差,若计算平均值会导致结果可信度低(3分)
解析　(1)将蓝莓(包括果皮)和猕猴桃组织按一定比例混合后加入果胶酶处理的目的是去除蓝莓和猕猴桃
(2)固体培养基可用于微生物的分离、鉴定和计数,选择培养基可用于微生物的分离,故分离酵母菌应使用选择(或固体)培养基;果汁中含有糖类、含氮物质等,能为酵母菌的生长和繁殖提供的营养成分有碳源、氮源、水、无机盐和特殊营养物质。
(3)复合型果酒含有两种水果,与单一果酒相比,在营养成分、香味等方面可能存在不同;酿制成功的蓝莓—猕猴桃复合型果酒如果暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现酸味,其原因是醋酸菌在有氧条件下将乙醇大量转变为乙酸。
(4)果醋发酵的温度比果酒发酵的温度要高,且果醋发酵需要氧气,故果酒转化为果醋的发酵,除了要接种醋酸菌外,还要将发酵温度提高至30~35 ℃,并通入无菌空气;该同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是36、187和195,其中一个平板的计数结果与另两个的相差悬殊,结果的重复性差,若计算平均值会导致结果可信度低。
12.答案　(除标注外,每空2分)(1)酵母菌(1分)　奶酪含有乳糖,可以为酵母菌提供唯一碳源
(2)灼烧灭菌、高压蒸汽灭菌　不是(1分)　如果两个或多个酵母菌挨得很近,它们各自繁殖的后代相互交叠在一起分不出彼此,肉眼看到的就是一个菌落
(3)平板划线法或稀释涂布平板法　蓝　y2
(4)一般在进食前半小时口服乳糖酶
解析　(1)题图表示筛选出生产乳糖酶的优良酵母菌菌株的实验过程,筛选出生产乳糖酶的优良酵母菌菌株酵母菌,故①应为适合酵母菌生长的选择培养基,其中奶酪的最主要作用是为酵母菌提供唯一碳源——乳糖。
(2)常用的灭菌方法有湿热灭菌(常用高压蒸汽灭菌)、干热灭菌和灼烧灭菌;把①置于合适的环境下培养一段时间,通过稀释后涂布于②固体培养基上,对涂布器和培养基进行灭菌的方法依次为灼烧灭菌和高压蒸汽灭菌。单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物;如果两个或多个酵母菌挨得很近,它们各自繁殖的后代相互交叠在一起分不出彼此,肉眼看到的就是一个菌落,因此,②中培养出的单个菌落不一定全部由单一个体繁殖所得。
(3)培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物,纯培养时可使用平板划线法或稀释涂布平板法,挑选单菌落接种到含X-gal的培养基中。乳糖酶可以将无色的X-gal切割成半乳糖和蓝色的溴靛蓝,因此③中的目标菌落应该呈蓝色。产酶能力不同,呈现的颜色深浅不同,蓝色越深表示产酶能力越强,由题图可知,y2蓝色最深,故y2菌落产酶能力较强,应选择图中的y2菌落用于提取乳糖酶。
(4)乳糖酶可以水解乳糖,故乳糖不耐受症患者,可服用乳糖酶,乳糖酶的有效使用方法是一般在进食前半小时口服。
13.答案　(除标注外,每空2分)(1)液体(1分)　提供氮源和无机盐　增大扩展青霉菌种的浓度
(2)消毒(1分)　第一区域划线结束,接种环灼烧后未冷却就开始在第二区域划线或划线未从第一区域末端开始
(3)不能(1分)　2 cm病斑的①号和④号部位的Pat含量均略高于3 cm病斑的①号和④号部位的Pat含量(3分)　不建议食用,未腐烂部位仍含有一定量的Pat,食用后可能存在健康风险(3分)
解析　(1)题表扩展青霉菌种使用的培养基成分中没有凝固剂,根据物理特征划分属于液体培养基,其中NaNO3的作用是为扩展青霉的生长提供氮源和无机盐;接种至苹果之前用该培养基培养,让扩展青霉在液体培养基中大量繁殖,可增大扩展青霉的浓度。
(2)接种扩展青霉前,为了避免苹果上其他杂菌的污染,应对苹果进行消毒处理。划线时需要从上一次划线的末端开始,第一次划线前及每次划线后都需要灼烧接种环。用平板划线法分离扩展青霉时,划线的某个平板培养后第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落,其他区域的划线上却均无菌落。操作失误的原因可能是:第一区域划线结束,接种环灼烧后未经冷却即开始下一次划线,导致菌种被高温杀死,或划线未从第一区域末端开始。
(3)在曲线图中,2 cm病斑的①号部位和④号部位的Pat含量均略高于3 cm病斑的①号部位和④号部位的Pat含量,所以,不能得出病斑直径越大,测定的相同部位Pat含量越高的结论;由题中曲线图可知,远离病斑的⑤号部位仍然含有一定量的Pat,Pat是一种具有致突变作用的毒素,所以,苹果去除腐烂部位后不建议食用,食用后可能存在健康风险。

展开更多......

收起↑