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1、用心 爱心 专心 1第二单元 第十二讲一、选择题(每小题 4 分，共 48 分)1(2009南昌高三模拟)有关微生物和发酵工程的叙述中，正确的是 ()酶合成的调节增强了微生物对环境的适应能力影响微生物生长的环境因素主要有：光、温度、水、空气、pH在基因工程中可用大肠杆菌做受体细胞，通过发酵工程可用来大量生产人的胰岛素微生物的初级代谢产物具有物种的特异性为了验证谷氨酸脱氢酶的化学本质，可以用双缩脲试剂在发酵工程中要对培养基、发酵设备等进行严格灭菌A其中是正确的B是错的C是正确的D是错的【解析】本题考查微生物与发酵工程技术，本题难度中等。微生物的代谢产物包括初级代谢产物与次级代谢产物，前者为生长繁
2、殖所必需的，无种的特异性；影响微生物生长的环境因素主要是温度、pH 和氧等，光照对微生物无太大影响。微生物代谢的调节包括酶活性的调节与酶合成的调节，能增强微生物对环境的适应能力，发酵工程中应先灭菌再接种，以防杂菌污染。【答案】C2(2009孝感模拟)在生产谷氨酸过程中，常用的培养基中含有玉米浆、尿素、氯化钾、生物素等，下列说法正确的是 ()A玉米浆属于生长因子B尿素的作用主要是提供氮源C生物素的作用可以用其他有机物替代D这是一种半固体培养基【解析】从培养基成分看，玉米浆是为微生物发酵提供碳源的，尿素提供的主要是氮源，氯化钾提供微生物需要的无机盐，生物素则为微生物提供生长因子，其他一般的有机物是
3、不能替代的，因为培养基的成分中不含有琼脂，所以这不是固体培养基。【答案】B3(2009沙市检测)随着生物技术的快速发展，发酵工程为人类提供了越来越多的产品，生产啤酒、酸奶、味精、胰岛素的常用菌种分别 ()A酵母菌、醋酸杆菌、枯草杆菌、大肠杆菌B青霉素、乳酸菌、黄色短杆菌、肺炎双球菌C酵母菌、乳酸菌、谷氨酸棒状杆菌、大肠杆菌D谷氨酸棒状杆菌、酵母菌、放线菌、大肠杆菌【答案】C4(2009黄冈调研)有关谷氨酸发酵的叙述中正确的是 ()A发酵过程中要不断地通入空气B培养液中 pH 常控制在较低范围C搅拌的惟一目的是使空气成为小泡D适量冷却水可维持酶的正常活性【解析】进行谷氨酸发酵的菌种谷氨酸棒状杆菌
4、、黄色短杆菌等是异养需氧型微生物，所以要在培养过程中不断通入空气，但必须通入的是无菌空气，否则易造成杂菌污染。当培养条件不恰当时，不能得到谷氨酸。如 pH 降低时，将得到乙酰谷氨酰胺，因而谷氨酸发酵的培养液，pH 应控制在 78 的范围。在培养过程中，由于微生物的代谢产物产热和机械摩擦生热会使培养基的温度升高，达到一定程度，酶和核酸的结构遭到破坏，培养会因此受到影响，因此降低温度是保证酶正常活性的条件之一，而不会使酶活性下降。搅拌不但使空气成为小气泡以增加培养基中的溶氧量，还能使培养基与菌种充分接触，提高原料的利用率。用心 爱心 专心 2【答案】D5(2009合肥高三质检)有一种能生产食品香料
5、的细菌，其生长速率、代谢产物的产量与培养液中的温度、pH、溶氧量等关系如下图所示则在发酵罐中生产该食品香料时，应控制的培养条件是 ()A通入无菌空气并快速搅拌B将温度始终控制在 30C加缓冲液，控制 pH 始终在 4.3D发酵罐严格密封【解析】这是一道中等难度的考题，考查学生对于微生物生长规律以及代谢产物的认识。由题意可知，发酵目的是得到食品香料，属于该细菌的代谢产物。由图可知，代谢产物在温度为 37 左右，pH 为 5.5 左右时，产量最高。而由其生长速率、代谢产物与溶氧的关系可以判断，该细菌为厌氧细菌。因此本题答案是 D。【答案】D6(2009江西九江高三模拟)下列对发酵工程的叙述中，正确
6、的是 ()A一般用人工诱变、杂交、基因工程、细胞工程等方法选育出优良的工程菌并进行扩大培养B根据工程菌所需的营养，精确地配制出合成培养基并进行严格的灭菌处理C发酵过程是发酵的中心阶段，必须严格地检测并控制，使整个发酵过程的温度和pH 等保持恒定不变D发酵生产中，为提高次级代谢产物的产量，一般需要缩短调整期、延长稳定期【解析】本题考查发酵工程技术，难度中等。发酵工程中选育菌种可通过诱变、细胞工程和基因工程等方法选育出工程菌，但不进行杂交，因为细菌不进行有性生殖；用于发酵工程生产的培养基应用天然培养基，可降低成本；发酵过程中，由于微生物代谢、搅拌等因素使温度变化，而微生物代谢产物的积累和营养物质的
7、消耗使 pH 变化；稳定期是大量获得产物的时期。【答案】D7(2009北京海淀高三期末)沼气发酵是指人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，最终产生沼气的过程。下列有关叙述不正确的是 ()A有足够数量含优良沼气菌种的接种物有利于启动沼气发酵B为防止发酵产热导致池温过高，应定期打开池盖进行散热C发酵原料不仅要充足，而且需要适当搭配，保持一定的碳、氮比例D沼气发酵微生物将分泌纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等胞外酶【解析】 这是中等难度的考题，旨在考查考生对于基础知识应用的能力。沼气发酵微生物的代谢类型是厌氧型，因此不能打开池盖。本题答案是 B。【答案
8、】B8(2009南昌四校高三联考)下列说法正确的是 ()A发酵罐中微生物的生长繁殖与代谢产物的形成都与 pH 有关B单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的C谷氨酸棒状杆菌要在隔绝空气的条件下发酵才能得到谷氨酸D人工诱变、细胞工程、基因工程等都能对微生物进行定向改造【解析】本题是一道综合性的考题，属于中等难度。微生物的生长繁殖需要适宜的pH，pH 主要影响酶的活性以及代谢产物的形成。谷氨酸棒状杆菌是好氧细菌，发酵时需要通入无菌空气。人工诱变是不定向的变异，不能定向改造生物。因此本题答案是 A。【答案】A9(2008广东省肇庆市高三调研)用蔗糖、奶粉和经蛋白酶水解后的玉米胚芽液，通过乳酸菌发酵可生产
9、新型酸奶，下列相关叙述正确的是 ()A蔗糖消耗量与乳酸生成量呈反比B酸奶出现明显气泡说明有杂菌污染C应把乳酸菌接种到剩余空间较大的容器中用心 爱心 专心 3D只有奶粉为乳酸菌发酵提供氮源【解析】蔗糖消耗量与乳酸生成量成正比，A 错误；乳酸菌是厌氧菌，应接种到无剩余空间或剩余空间较小的容器中，C 错误；发酵中，奶粉、经蛋白酶水解后的玉米胚芽液均可为乳酸菌发酵提供氮源，故 D 错误。【答案】B10用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸，据图分析，在第、第阶段提供的适宜条件分别是 ()C/N 为 31 C/N 为 41 通入无菌空气密闭不通气A和 B和C和 D和【解析】图中三个阶段分别是调整期、对数期和稳定期，
10、在谷氨酸生产中，C/N 比例为 41 时，则菌体大量繁殖而产生谷氨酸少；当 C/N 比例为 31 时，则菌体繁殖受抑制而谷氨酸大量合成。谷氨酸棒状杆菌是需氧型的，但通入空气必须是无菌的。在实际生产中首先要使细菌大量繁殖，然后才让其产生需要的物质，否则细菌数量少且产量低。根据以上条件分析，本题选 A。【答案】A11如图中的曲线 A 为谷氨酸棒状杆菌的生长曲线，那么曲线 B 纵坐标可能表示()A谷氨酸产量B谷氨酸的产生速率C培养基的消耗量D培养基的消耗速率【解析】根据图中 A、B 两曲线的变化情况可知，A 是谷氨酸棒状杆菌的生长曲线，B 是谷氨酸的产量曲线，因为谷氨酸的产量在谷氨酸棒状杆菌达到稳定
11、期后，将会最多，而生产速率是开始大，而后变小，培养基的消耗量是逐渐增大的，消耗速率则会在菌体数目最多时消耗最多，故在对数期速率最大。【答案】A12如图各曲线表示在发酵罐中培养酵母菌时，各种环境因素对酵母菌繁殖速率的影响，其中不正确的是 ()【解析】在发酵罐中培养酵母菌时必须控制氧、温度及 pH 等条件，酵母菌繁殖在适宜温度时繁殖速率较快，菌体数量较多，但低于或高于最适温度均会抑制酵母菌生长，pH的影响也有类似情况，酵母菌在氧气供应充足时，繁殖较快，但受酶数量的制约，溶解氧继续升高时，其数量不会无限增多，随时间延长，酵母菌因营养物质消耗，有害代谢产物积累及 pH 降低，其繁殖速率将逐渐降低，故
12、C 选项不正确。【答案】C二、非选择题(共 52 分)13(30 分)(2009商丘模拟)有一种能生产香料的细菌，其生长速率，代谢产物的产量与培养液中的温度、pH、溶氧量等关系如下图(图一)所示：在生产实践中，人们设计了高效、自控、产品质量较稳定的两级连续培养装置(图二)，回答有关问题：(1)根据曲线图与甲装置的用途可知，甲装置内的温度、pH 应分别调节为_。A33和 4.3 B33和 5.5C37和 5.5 D37和 4.3(2)发酵过程中，通气装置控制阀应_。(3)在生产实践中，当甲装置内的细菌处于_期时，可让甲装置中的培养基大量流入乙装置，这样有利于乙装置中细菌较快进入_期，达到缩短生产
13、周期的目的。(4)从培养液中提取食品香料的方法有：_。用心 爱心 专心 4A过滤 B蒸馏C萃取 D沉淀(5)如下图为该生产食品香料的代谢途径，若要大量合成食品香料，可采取的措施是：_。【解析】(1)从温度与增长速率的关系上可以看出，生长的最适温度为 33左右；从 pH 与增长速率的关系上可以看出，生长的最适 pH 为 5.5 左右。(2)从溶氧量与生长速率的关系上可以看出，溶氧量越多，该细菌的增长速率越慢，所以该细菌为厌氧微生物，在发酵过程中应该关闭通气装置控制阀，禁止氧气的通入。(3)在生产实践中，处于对数期的细菌代谢旺盛，个体的形态和生理特征比较稳定，常作为生产用菌种和科研材料。所以，当甲
14、装置内的细菌处于对数期时可让甲装置中的培养基大量流入乙装置，这样有利于乙装置中细菌较快进入稳定期，达到缩短生产周期的目的。发酵工程中菌种的选育一般有三种方式：诱变育种、基因工程、细胞工程。第(5)问中的图表示某种菌生产食品香料的代谢途径，图中反映出当食品香料物质和物质 G 同时积累过量时，会抑制酶的作用，这是微生物代谢过程中酶活性的调节过程，若要大量合成食品香料，必须保证让食品香料物质和物质 G 不能同时积累过量。所以常用的措施是选育不能形成酶的菌种，或者是对发酵过程进行人工控制，改变生物膜的通透性，让代谢产物及时排出细胞外。此题中涉及的图形较多，要准确地将曲线和图形信息转化为问题答案。要分清
15、楚甲装置和乙装置的作用，这是一个两级连续培养装置，甲装置的作用是进行微生物的培养过程，所有的条件应该适应菌种的生长和繁殖，所以坐标曲线中应该分析实线(增长速率曲线)的变化情况。【答案】(1)B(2)关闭(3)对数稳定(4)B、C(5)对该菌进行诱变处理，选育出不能合成酶的菌种或改变细胞膜通透性，使代谢产物迅速排出细胞外14(26 分)谷氨酸是生物体内一种重要的有机小分子，其钠盐谷氨酸钠是味精等调味品的主要成分。目前在氨基酸发酵中，谷氨酸是产量最大的种类之一。如图所示为微生物连续培养装置，据图回答：(1)(多选题)图中用于谷氨酸发酵的培养基通常用豆饼的水解液、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、磷酸镁、生物素等配制而成。这样的培养基称为 ()A固体培养基 B天然培养基C液体培养基 D合成培养基(2)谷氨酸发酵生产过程中，需要添加氨水，它不仅是谷氨酸棒状杆菌生长所需的_
