新高考适用2023版高考生物二轮总复习专题11发酵工程

专题十一发酵工程1．(2022·平顶山模拟)面包和酸奶，或者馒头夹着腐乳，是很多人喜欢的早餐，这些食物或饮品为我们的机体提供了丰富的营养物质，它们的制作都离不开微生物的发酵。下列关于食品制作过程的描述，正确的是(C)A．缺氧、呈酸性的环境只适合乳酸菌繁殖，酸奶制作时不用消毒B．制作面包和馒头都用到了酵母菌，酵母菌产生的酒精与食品松软有关C．现代腐乳生产中在严格无菌条件下接种优良毛霉菌种，有利于提高腐乳品质D．若出现面包长霉、酸奶胀袋、腐乳表面出现“皮”等情况，则不能再食用【解析】乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型，缺氧、呈酸性的环境适合乳酸菌繁殖，而绝大多数微生物无法适应这一环境而受抑制，但并不是只适合乳酸菌繁殖，且酸奶制作时也需要消毒，A错误；制作面包和馒头都用到了酵母菌，酵母菌产生的二氧化碳与食品松软有关，B错误；现代腐乳生产中在严格无菌条件下接种优良毛霉菌种，有利于提高腐乳品质，C正确；若出现面包长霉、酸奶胀袋等情况，则不能再食用，腐乳表面出现“皮”，是制作腐乳出现的正常情况，能够食用，D错误。2．(2022·海口模拟)奶酪是人类最古老的食品之一，其种类繁多。如图是天然奶酪的简要制作过程，其中凝乳是指凝固的牛奶，酸性物质一般都可以使牛奶变性凝固，小牛的胃中有一种称为凝乳酶的物质也可以将牛奶凝固成凝乳利于消化。下列有关叙述错误的是(A)eq\x(牛奶)→eq\x(乳酸发酵)→eq\x(形成凝乳)→eq\x(加热、压缩)→eq\x(盐渍)→eq\x(成熟硬化)A．为了保证奶酪的营养成分，牛奶在乳酸发酵之前应该煮沸消毒处理B．乳酸发酵过程中可能产生了有机酸或凝乳酶，使牛奶中蛋白质凝固C．加热压缩过程可以去除凝乳中多余的水分，有利于奶酪的硬化和保存D．由奶酪制作过程可推测，儿童食用天然奶酪比牛奶更容易消化吸收【解析】煮沸消毒法是在100℃煮沸5～6分钟，可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢，但对于牛奶这些不耐高温的液体，应使用巴氏消毒法，即在62～65℃消毒30min或80～90℃处理30s～1min，不仅可以杀死牛奶中的绝大多数微生物，并且基本不会破坏牛奶的营养成分，A错误；由题干信息可知酸性物质和凝乳酶都可以促使牛奶凝固形成凝乳，而图中经过了乳酸发酵，牛奶形成了凝乳，B正确；加热压缩过程去除水分，水分减少，奶酪的硬度加大，不利于微生物生长，有利于储存，C正确；由制作过程可知，奶酪制作过程中经过了微生物发酵，将牛奶中的蛋白质分解或变性处理，有利于蛋白质的消化和吸收，D正确。3．(2022·葫芦岛二模)早在《诗经·邶风·谷风》中就有“我有旨蓄，亦以御冬”的记载。“旨蓄”就是储藏的美味食品，也就是腌制的酸菜、泡菜。下列有关叙述错误的是(A)A．制作泡菜时腌制时间过长会引起细菌大量繁殖B．条件适宜时乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸C．常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌，它们都是厌氧细菌D．腌制泡菜时可通过向坛盖边沿的水槽注水保持发酵所需环境【解析】制作泡菜时腌制时间过短会引起细菌大量繁殖，A错误；在无氧条件下，乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸，B正确；常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌，它们都是厌氧细菌，C正确；腌制泡菜时可通过向坛盖边沿的水槽注水保持发酵所需的无氧环境，D正确。4．(2022·潍坊模拟)某兴趣小组为研究“使用公筷对餐后菜品细菌数量的影响”，将每道菜分为3盘，一盘取样冷藏，一盘使用公筷，一盘不用公筷，实验过程如下图。下列相关操作或叙述正确的是(A)A．配制培养基X并在121℃、100kPa条件下处理15～30minB．固体培养基X对菜品中的细菌有选择性C．在固体培养基X上可用平板划线法或涂布法接种细菌D．根据菌落的特征可以准确判断细菌的种类【解析】配制培养基需要采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，即在121℃、100kPa条件下处理15～30min，A正确；固体培养基没有做任何处理，所以对菜品中的细菌没有选择性，B错误；据题意可知，在固体培养基X上接种后还需进行计数，故只能用涂布法接种而不能用平板划线法，C错误；在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征，根据菌落的形状、大小、颜色等特征，可以初步区分出不同种微生物，但不能准确判断，D错误。5．(2022·涪陵实验中学校测试)金黄色葡萄球菌(SAU)是细菌性肺炎的病原体之一。细菌性肺炎一般需要注射或口服抗生素进行治疗，当细菌出现耐药性时疗效下降。A、B、C、D四种抗生素均可治疗SAU引起的肺炎。为选出最佳疗效的抗生素，研究者分别将含等剂量抗生素A、B、C、D的四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于SAU均匀分布的平板培养基上，在适宜条件下培养48h，结果如图。下列相关叙述正确的是(D)A．对实验使用的培养皿采用高压蒸汽的方法灭菌B．A、B、C、D四种抗生素，抑菌效果最佳的是抗生素DC．细菌出现耐药性的原因是由于抗生素导致细菌发生变异D．滤纸片b周围透明圈中出现一菌落，可能是该菌落发生了基因突变【解析】对实验使用的培养皿可采用干热灭菌的方法，培养基采用湿热灭菌，A错误；A、B、C、D四种抗生素，抑菌效果最佳的是抗生素A，B错误；细菌出现耐药性的原因是由于抗生素对细菌进行了选择，C错误；滤纸片b周围透明圈中出现一菌落，说明具有抗药性，可能是该菌落发生了基因突变，D正确。6．(2022·武汉模拟)湖北多地民众喜食酸焌(qū)米茶，其做法是：先将大米小火炒熟，加水煮沸至米粒开花，待凉，再将其搁置一天以上，让其自然变“酸”，产生泡沫。下列叙述正确的是(B)A．搁置时，应给盛放的容器加盖，避免杂菌污染B．制作过程中，焌米茶相当于某些菌种的培养基C．酸焌米茶产生泡沫，是乳酸菌无氧呼吸的结果D．酸焌米茶中不含有毒有害物质，可以大量食用【解析】搁置时，应给盛放的容器加盖，隔绝空气，为乳酸菌提供无氧的条件，使其产生乳酸，A错误；制作过程中，焌米茶含有大量的有机物，相当于某些菌种的培养基，B正确；乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸，没有气体，不会产生泡沫，C错误；酸焌米茶发酵过程中会产生一些有害物质，不能长期大量食用，D错误。6．(不定项)(2022·常州模拟)固态发酵酿酒流程一般包括选粮、浸泡、蒸煮、摊凉、下曲、堆积发酵、入窖发酵等步骤，其发酵基质中几乎不含有可流动的水分。下列相关叙述正确的是(ACD)A．摊凉后再下曲，主要是为了防止高温导致酒曲中的微生物死亡B．入窖发酵时如密封不严，可能会导致乳酸菌大量繁殖影响酒质C．固态发酵和液态发酵相比其基质含氧量更高，利于微生物的繁殖D．固态发酵和液态发酵相比产生的废水较少，更有利于环保【解析】摊凉后再下曲，主要是为了防止高温导致酒曲中的微生物死亡，避免发酵失败，A正确；入窖发酵时如密封不严，不会导致乳酸菌大量繁殖，因为乳酸菌是厌氧微生物，B错误；固态发酵中培养基与气体的接触面积大，供氧充足，因此固体发酵和液态发酵相比其基质含氧量更高，因而有利于微生物通过有氧呼吸获取大量的能量，进而有利于其大量繁殖，C正确；固态发酵的基质中几乎不含有可流动的水分，因此固体发酵与液态发酵相比产生的废水较少，更有利于环保，D正确。7．(2022·日照三模)在降雨量少且分布不均匀的西北地区，苹果树腐烂病在各个苹果产区经常发生，已经成为苹果产量和安全种植的主要限制因素，筛选苹果腐烂病的拮抗放线菌对该病的防治具有重要意义。科研工作者利用PDA培养基培养放线菌和苹果树腐烂病菌。在PDA培养基平板上进行下图所示的操作，将培养皿置于28℃培养箱培养，待甲图培养皿的菌体长满培养皿时，测量乙图中放线菌周围抑菌圈的直径，进行筛选。下列分析不正确的是(D)A．甲图的培养皿为对照组，乙图的培养皿为实验组B．应从发病的土壤取样，分离得到苹果树腐烂病菌和放线菌C．PDA培养基中含有两种微生物生长发育所需的水、碳源、氮源和无机盐等D．乙图中显示抑菌圈直径越小的放线菌，其拮抗苹果树腐烂病菌的能力越强【解析】甲图的培养皿为对照组，乙图的培养皿为实验组，A正确；在发病的土壤取样，才能分离得到苹果树腐烂病菌和放线菌，B正确；培养基应含有微生物生长发育所需的水、碳源、氮源和无机盐等营养物质，C正确；放线菌的抑菌圈直径越大，表明其拮抗苹果树腐烂病的能力越强，D错误。7．(不定项)(2022·烟台二中模拟)我国科学家从北极分离、鉴定出了一种耐冷细菌，过程如下：①接种在人造海水中，在15℃振荡培养3小时；②梯度稀释后将样品涂布在TYS培养基中(0.5%胰蛋白胨、0.1%酵母提取物、1.5%琼脂)，15℃培养7天；③挑取生长的菌落，进行划线，15℃培养后选择不同形态的菌落进行进一步的培养、鉴定和保藏。下列说法正确的是(BC)A．人造海水、仪器等在使用前不需要进行灭菌处理B．TYS培养基是含有机碳源、氮源的固体培养基C．涂布后再次划线培养的目的是进一步纯化所得菌种D．分析所有菌落，能还原采样点所有微生物的种类与含量【解析】人造海水、仪器等在使用前需要进行灭菌处理，不灭菌可能有杂菌污染，A错误；在TYS培养基中，含有“0.5%胰蛋白胨、0.1%酵母提取物、1.5%琼脂”可知，TYS培养基是含有机碳源、氮源的固体培养基，B正确；涂布后再次划线培养的目的是进一步纯化所得菌种，C正确；可能由于培养条件限制，有一些菌种无法培养出，因此不能还原采样点所有微生物的种类与含量，D错误。8．(2022·平顶山模拟)由微生物的生命活动而引起或促进材料腐蚀进程的现象统称为微生物腐蚀(MIC)。MIC现象中的厌氧菌主要是SRB，SRB是一些能将SOeq\o\al(2－,4)还原为H2S而自身获得能量的各种细菌的统称，是一种以有机物为养料的厌氧菌。请回答下列问题：(1)根据利用的底物不同，SRB可分为四类：一是氧化氢的SRB(HSRB)，二是氧化乙酸的SRB(ASRB)，三是氧化较高级脂肪酸的SRB(FASRB)，四是氧化芳香族化合物的SRB(PSRB)。为了获取纯ASRB制作培养基时应以乙酸为唯一碳源，该培养基按功能划分，属于选择培养基。(2)在做“SRB分离与计数”实验中，有两种对照设计，请完成下表：对照组作用现象结论未接种的培养基判断培养基是否被污染①无菌落生长培养基未被污染接种的②牛肉膏蛋白胨培养基判断选择培养基是否有选择作用对照组培养基上的菌落数大于选择培养基上的菌落数③选择培养基具有选择作用(3)目前，SRB已经广泛应用于废水中硫酸盐的去除，由于SRB属于异养型微生物，所以在SRB法处理含硫酸盐废水的过程中，需要添加一定量的有机碳源(从培养基成分分析)。【解析】(1)选择培养基是只允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，因此为了获取纯ASRB，制作培养基时应以乙酸为唯一碳源。(2)判断培养基是否被污染时应设置不接种微生物的空白培养基的组别作为对照，若该培养基上无菌落生长，则说明培养基未被污染；判断选择培养基是否有选择作用的对照组要设置接种微生物的牛肉膏蛋白胨培养基，若对照组培养基上的菌落数大于选择培养基上的菌落数，则说明选择培养基具有选择作用。(3)SRB属于异养型微生物，无法自己制造有机物，因此培养基上要添加有机碳源。9．郫县豆瓣是中国顶尖调味料之一，也是中国地理标志产品，色泽油润、味辣咸香、回味醇厚，被誉为川菜之魂，其发酵过程有多种酵母菌和其他微生物参与。鲁氏接合酵母菌是郫县豆瓣发酵、后熟过程中一种重要的酵母菌，发酵过程中产生的乙醇等物质在豆瓣风味形成中发挥着重要作用。回答下列问题：(1)若要从发酵好的成品郫县豆瓣中分离出不同的酵母菌种，实验流程可以概括为：豆瓣取样→梯度稀释→接种在平板上→培养→挑选菌落。挑选菌落时，可根据菌落的形状、大小、隆起程度和颜色(答出两点)等特征来区分酵母菌和其他微生物。(2)研究人员采用高盐无氧和低盐有氧两种条件培养，分离获得了多种不同的酵母菌株。在郫县豆瓣发酵过程中，起主要作用的酵母菌可能是在高盐无氧培养条件下获得的，原因是郫县豆瓣含盐量较高、发酵过程中产生了乙醇。(3)如图是在食盐浓度分别为10%、20%、30%的不同条件下，鲁氏接合酵母菌的数量增长曲线。据图分析，设计探究鲁氏接合酵母菌最适发酵温度的实验方案时，应该将食盐浓度控制在10%比较适宜，理由是该食盐浓度下酵母菌在较短时间内能够快速增长。(4)酵母菌的产醇能力对豆瓣的风味有较大影响。若要测定不同酵母菌种产生乙醇的能力，可以将各种酵母菌培养相同时间后，取等量静置澄清后的培养液，分别加入适量的酸性重铬酸钾溶液，振荡均匀后观察颜色变化，若溶液呈现灰绿色，说明发酵过程中产生了乙醇。若要用比色法来测定培养液中乙醇的含量，需要制备标准显色液，该实验标准显色液的配制方法是将等量已知的不同浓度的乙醇加入比色管中，再向比色管中加入等量的酸性重铬酸钾溶液，振荡均匀。【解析】(1)从豆瓣中分离出不同的酵母菌种，使用稀释涂布平板法，其步骤为：豆瓣取样→梯度稀释→接种在平板上→培养→挑选菌落。菌落的特征包括形状、大小、隆起程度和颜色等，因此可根据菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征来区分酵母菌和其他微生物。(2)郫县豆瓣味辣咸香，发酵过程中酵母菌产生的乙醇等物质在豆瓣风味形成中发挥着重要作用，酵母菌无氧呼吸产生酒精，由此可得出在郫县豆瓣发酵过程中，起主要作用的酵母菌可能是在高盐无氧培养条件下获得的。(3)由图可知，当食盐浓度为10%时，鲁氏接合酵母菌在较短时间内能够快速增长，适合作为研究鲁氏接合酵母菌最适发酵温度的食盐浓度。(4)在酸性的条件下，酒精与橙色的重铬酸钾溶液反应呈灰绿色。标准溶液的乙醇浓度是已知的，将样液的颜色与标准显色液进行比对，进而估算出样液的乙醇浓度，配制标准显色液的步骤是将等量已知的不同浓度的乙醇加入比色管中，再向比色管中加入等量的酸性重铬酸钾溶液，振荡均匀。10．(2021·广东高考)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图所示。回答下列问题：(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度，经多次传代培养(指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用稀释涂布平板(血细胞计数板计数)的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优良菌株的方法还有诱变育种、基因工程育种等(答出两种方法即可)。(2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员