（新教材輔導）2023年高中生物第1章發酵工程質量評估新人教版選擇性必修3

第1章質量評估(時間:75分鐘滿分:100分)一、選擇題:本題共16小題,共40分。第1~12小題,每小題2分;第13~16小題,每小題4分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1.下列有關果酒、果醋和泡菜制作過程的敘述,正確的是()A.果醋發酵階段應封閉充氣口,防止雜菌進入B.泡菜發酵中期乳酸菌大量繁殖產生乳酸能抑制雜菌繁殖C.用自然菌種發酵釀酒時,需將裝有葡萄汁的發酵瓶進行高壓蒸汽滅菌D.可以直接根據泡菜汁顏色的深淺估測出泡菜中亞硝酸鹽含量的高低解析:醋酸菌是一種好氧細菌,果醋發酵階段需要氧氣,故不能封閉充氣口;泡菜發酵中期乳酸菌大量繁殖產生乳酸使發酵液的pH降低,能抑制雜菌繁殖;若將裝有葡萄汁的發酵瓶進行高壓蒸汽滅菌,會殺死其中的酵母菌菌種而不能進行酒精發酵;亞硝酸鹽可與相應試劑反應通過比色法,可大致估算出亞硝酸鹽的含量。答案:B2.蘑菇、硝化細菌、醋酸菌、乳酸菌的代謝類型依次是()①需氧自養型②需氧異養型③厭氧自養型④厭氧異養型⑤兼性厭氧型A.①②③⑤ B.②①②④C.②①④② D.①②④⑤解析:蘑菇是一種真菌,其代謝類型是②需氧異養型;硝化細菌是一種能進行化能合成作用的細菌,其代謝類型是①需氧自養型;醋酸菌是一種好氧細菌,其代謝類型是②需氧異養型;乳酸菌是一種厭氧細菌,其代謝類型是④厭氧異養型。答案:B3.下列能表示泡菜腌制過程中亞硝酸鹽含量變化的是()ABCD解析:自然界中,亞硝酸鹽分布廣泛,沒有腌制的蔬菜中也含有一定量的亞硝酸鹽。在腌制幾天后,泡菜中亞硝酸鹽的含量達到最高,但隨著腌制時間延長,乳酸菌大量繁殖產生乳酸,pH下降,抑制硝酸鹽還原菌的繁殖,部分亞硝酸鹽被分解,泡菜中亞硝酸鹽的含量又逐漸下降。答案:C4.下列關于微生物培養所需營養物質的敘述,正確的是()A.碳源物質不可能同時是氮源B.無機氮源也能提供能量C.凡是碳源都能提供能量D.固體培養基中的瓊脂也可以作為碳源解析:有的碳源可同時是氮源,如NH4HCO3;無機氮源提供能量的情況還是存在的,如NH3可為硝化細菌提供能量和氮源;有的碳源不能提供能量,如硝化細菌利用CO2;固體培養基中的瓊脂是凝固劑,不能作為碳源。答案:B5.下列有關培養基配制原則的敘述,錯誤的是()A.異養微生物的培養基至少要有一種有機物B.任何培養基都必須含有水、碳源、氮源、無機鹽及生長因子C.配制培養基時,要注意各種營養物質的濃度和比例D.微生物的生長除受營養因素影響外,還受到pH、氧氣、滲透壓的影響解析:異養微生物不能利用無機碳源,只能利用含碳有機物作為碳源,因此異養微生物的培養基必須含有有機物。雖然各種培養基的具體配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽。有些微生物可以固定空氣中的碳元素或氮元素,因此不需要培養基中額外添加碳源或氮源。自養微生物一般不需要生長因子,有些異養微生物需要生長因子,因此生長因子不是必需的。微生物種類及培養目的不同,其培養基的配方一般也不同,因此配制培養基時,要注意不同微生物所需各種營養物質的濃度和比例。微生物的生長不僅受營養因素,如碳源、氮源、無機鹽及生長因子的影響,還受外界因素,如pH、氧氣、滲透壓等的影響。答案:B6.下列關于微生物實驗室培養的敘述,錯誤的是()A.平板劃線法是在培養基上連續劃線以純化菌種的接種方法B.培養霉菌時一般需將培養基的pH調至中性或弱堿性C.培養硝化細菌時可不用在培養基中添加有機碳源D.培養乳酸菌時需要提供無氧條件解析:平板劃線法是在培養基上連續劃線以純化菌種的接種方法;培養霉菌時一般需將培養基的pH調至酸性;硝化細菌為自養菌,培養時可不用在培養基中添加有機碳源;乳酸菌為厭氧菌,培養時需要提供無氧條件。答案:B7.防止雜菌入侵,獲得純凈的培養物,是研究和應用微生物的前提。下列敘述錯誤的是()A.實驗室里可以用紫外線或化學藥物進行消毒B.接種環、接種針等金屬用具,直接在酒精燈火焰的內焰部位灼燒滅菌C.在實驗室中,切記不可吃東西、喝水,離開實驗室時一定要洗手,以防止被微生物感染D.使用后的培養基丟棄前一定要進行滅菌處理,以免污染環境解析:實驗室可以用紫外線或化學藥物進行消毒;接種環、接種針等金屬用具,直接在酒精燈火焰的充分燃燒層,即外焰部位灼燒滅菌;在實驗室中,切記不可吃東西、喝水,離開實驗室時一定要洗手,以防止被微生物感染;使用后的培養基丟棄前一定要進行滅菌處理,以免污染環境。答案:B8.下列關于消毒和滅菌的敘述,錯誤的是()A.人們常用化學藥劑對水源和雙手進行消毒B.接種室和超凈工作臺可用紫外線進行消毒C.培養基轉移到錐形瓶后可以采用干熱滅菌D.接種環可在火焰充分燃燒層進行灼燒滅菌解析:可用酒精擦拭雙手進行消毒,用氯氣消毒水源;接種室和超凈工作臺等表面可用紫外線進行消毒;培養基轉移到錐形瓶后可以采用高壓蒸汽滅菌;接種環可在火焰充分燃燒層進行灼燒滅菌。答案:C9.下列有關稀釋涂布平板法的敘述,錯誤的是()A.首先將菌液進行一系列的梯度稀釋B.然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養基的表面C.在適宜的條件下培育D.結果是都可在培養基表面形成單個的菌落解析:稀釋涂布平板法是將菌液進行一系列的梯度稀釋,然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養基的表面,在適宜條件下培養。只有稀釋度足夠高,才可以在培養基表面形成單個的菌落。答案:D10.下列有關微生物培養的敘述,錯誤的是()A.涂布接種時,涂布器經灼燒滅菌,應冷卻后再使用B.純化培養時,培養皿應倒置放入恒溫培養箱內培養C.分離計數時,可用稀釋涂布平板法對需計數的微生物進行分離D.觀察菌落時,應將培養皿蓋拿掉以利于看清菌落的形態特征解析:涂布接種時,涂布器應從盛酒精的燒杯中取出,并在火焰上灼燒,冷卻后再使用;純化培養時,培養皿應倒置放入恒溫培養箱內培養;分離計數時,可用稀釋涂布平板法對需計數的微生物進行分離;為防止空氣中的雜菌污染培養物,觀察菌落時,不能打開培養皿的蓋子。答案:D11.下列有關土壤中微生物的分離與計數的敘述,錯誤的是()A.因為土壤中各類微生物的數量不同,所以,為獲得不同類型的微生物要按不同的稀釋倍數進行分離B.測定土壤中細菌的總量和測定土壤中能分解尿素的細菌的數量,選用的稀釋范圍不同C.如果得到了3個或3個以上菌落數目為30~300的平板,則說明稀釋操作比較成功,并能夠進行菌落的計數D.牛肉膏蛋白胨培養基的菌落數目明顯小于選擇培養基的數目,說明選擇培養基已篩選出一些細菌菌落解析:土壤是微生物的天然培養基,土壤中各類微生物的數量不同,獲得不同類型的微生物要按不同的稀釋倍數進行分離;土壤中細菌的總量高于能分解尿素的細菌的數量,所以選用的稀釋范圍不同;利用稀釋涂布平板法進行計數時,得到了3個或3個以上菌落數目為30~300的平板,說明稀釋操作比較成功,并能夠進行菌落的計數;選擇培養基的菌落數目明顯小于牛肉膏蛋白胨培養基的菌落數目,說明選擇培養基已篩選出一些細菌菌落。答案:D12.在分離土壤中分解尿素的細菌的實驗操作中,無法分離得到目的菌的原因最可能是()A.制備浸出液的土壤取自土壤的表層B.涂布前涂布器未在酒精燈外焰上灼燒滅菌C.牛肉膏蛋白胨培養基中添加尿素作為氮源D.接種操作者的雙手未用酒精棉進行消毒解析:培養基必須以尿素為唯一的氮源,不能使用牛肉膏蛋白胨培養基,該操作對實驗影響最大。答案:C13.解脂菌能利用分泌的脂肪酶將脂肪水解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸會使醇溶青瓊脂平板變為深藍色。將不能直接吸收脂肪的甲、乙兩種菌分別等量接種在醇溶青瓊脂平板上培養。甲菌菌落周圍呈現深藍色,乙菌菌落周圍不變色,下列敘述錯誤的是()A.甲菌屬于解脂菌B.實驗中所用培養基以脂肪為唯一碳源C.可將兩種菌分別接種在同一平板的不同區域進行對比D.該平板可用來比較解脂菌分泌脂肪酶的能力解析:由題干信息可知,甲菌菌落周圍呈現深藍色,這說明甲菌可以分泌脂肪酶將脂肪分解成甘油和脂肪酸,屬于解脂菌;由題干信息可知,乙菌菌落周圍不變色,這說明乙菌菌落不能產生脂肪酶,不能利用脂肪為其供能,但乙菌菌落又能夠在培養基上生存,故該培養基不是以脂肪為唯一碳源;可將兩種菌分別接種在同一平板的不同區域進行對比,這樣實驗對比時更加直觀;可以利用該平板比較解脂菌分泌脂肪酶的能力,進行對比觀察時,可以觀察菌落周圍深藍色圈的大小,從而判斷解脂菌分泌脂肪酶的能力。答案:B14.(2023·廣東卷)研究者擬從堆肥中取樣并篩選能高效降解羽毛、蹄角等廢棄物中角蛋白的嗜熱菌。根據堆肥溫度變化曲線(如圖)和選擇培養基篩選原理來判斷,下列最可能篩選到目標菌的條件組合是()A.a點時取樣、尿素氮源培養基B.b點時取樣、角蛋白氮源培養基C.b點時取樣、蛋白胨氮源培養基D.c點時取樣、角蛋白氮源培養基解析:要篩選能高效降解羽毛、蹄角等廢棄物中角蛋白的嗜熱菌,需要選擇以角蛋白為氮源的培養基,且在堆肥溫度較高時進行篩選。答案:D15.某種物質X(一種含有C、H、O、N的有機物)難以降解,會對環境造成污染,只有某些細菌能降解X。研究人員按照下圖所示流程從淤泥中分離得到能高效降解X的細菌菌株。實驗過程中需要甲、乙兩種培養基,甲的組分為無機鹽、水和X,乙的組分為無機鹽、水、X和Y。下列相關敘述錯誤的是()A.甲、乙培養基均屬于選擇培養基,都需要滅菌B.若要篩選高效降解X的細菌菌株,甲、乙培養基中X是唯一的碳源C.步驟⑤的篩選過程中,各培養瓶中的X溶液要有一定的濃度梯度D.步驟⑤的篩選過程中,若培養基中的X濃度過高,某菌株對X的降解量可能下降解析:甲、乙培養基均需要滅菌;若要篩選高效降解X的細菌菌株,甲、乙培養基中X是唯一的碳源和氮源;步驟⑤的篩選過程中,各培養瓶中的X溶液的濃度要相同;步驟⑤的篩選過程中,若培養基中的X濃度過高時,可能會導致細菌細胞失水過多而失活,因此對X的降解量可能下降。答案:C16.(2022·浙江)現有兩種固體培養基,已知其配制時所加的成分如下表所示,用這兩種培養基分別去分離土壤中的兩種微生物,它們適于分離的是()成分KHSO4MgSO4·7H2ONaClNa2SO4·10H2OCaCO3葡萄糖純淀粉甲培養基0.02%0.02%0.02%0.01%0.5%0.6%2%乙培養基0.02%0.02%0.02%0.01%0.5%A.甲培養基適于分離酵母菌,乙培養基適于分離真菌B.甲培養基適于分離異養型自生固氮菌,乙培養基適于分離自養型自生固氮菌C.甲培養基適于分離自養型自生固氮菌,乙培養基適于分離異養型自生固氮菌D.甲培養基適于分離異養型共生細菌,乙培養基適于分離異養型共生固氮菌解析:甲培養基中含有的葡萄糖和淀粉,可以作為碳源和能源,適于異養微生物生長;乙培養基中不含有機碳源,適于自養微生物的生長。兩種培養基的共同點是都不含氮源,說明這兩種培養基只能培養具有固氮能力的細菌。固氮菌中能獨立生存的是自生固氮菌,甲培養基中含有葡萄糖和淀粉,可以作為碳源和能源,由此推出該培養基適于分離異養型的自生固氮菌;乙培養基中不含有機碳源,所以可用來分離培養自養型的自生固氮菌。答案:B二、非選擇題:本題共5小題,共60分。17.(10分)工廠利用蘋果生產果汁、果酒和果醋的大致工藝流程如下圖所示,請分析回答下列問題。(1)蘋果酒清香,它是由果汁發酵產生的。果汁發酵后是否有酒精產生,可用進行檢驗。

(2)嚴格控制發酵條件是保證發酵正常進行的關鍵,直接關系到是否能得到質量高、產量多的理想產物,通常所指的發酵條件包括。(至少答出兩點)

(3)蘋果酒在(填微生物種類)的作用下,經過深層發酵可形成蘋果醋,在此過程中,發酵溫度要嚴格控制在,同時要適時向發酵液中充氣,原因是。

解析:(1)橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下,與酒精反應,變成灰綠色。故果汁發酵后是否有酒精產生,可用酸性重鉻酸鉀來檢驗。(2)嚴格控制發酵條件是保證發酵正常進行的關鍵,直接關系到是否能得到質量高、產量多的理想產物,通常所指的發酵條件包括溫度、溶氧量、pH。(3)蘋果醋制備需要醋酸菌,溫度要嚴格控制在30~35℃,同時要適時向發酵液中充氣,目的是補充氧氣,因為醋酸菌是一種好氧細菌,只有在氧氣充足時,才能進行旺盛的生理活動。答案:(1)酸性重鉻酸鉀溶液(2)溫度、溶氧量、pH(3)醋酸菌30~35℃醋酸菌是好氧細菌18.(10分)無論是北方還是南方,泡菜的制作方法大致相同。新鮮的蔬菜經過整理、清潔后,放入徹底清洗并用白酒擦拭過的泡菜壇中,然后向壇中加入鹽水、香料及一些“陳泡菜水”,密封后置于陰涼處,最適環境溫度為28~30℃。在實驗室或工廠生產泡菜時,還要跟蹤檢測泡菜腌制過程中產生的亞硝酸鹽含量。請回答下列有關問題。(1)用白酒擦拭泡菜壇的目的是。加入“陳泡菜水”的作用是。

(2)從細胞結構來看,制作泡菜用的乳酸菌屬于(填“原核生物”“真核生物”或“病毒”)。若要獲得大量乳酸菌菌種,應選用培養基培養,培養基中應有、、水、無機鹽等,同時還必須滿足、等具體培養條件的要求。

(3)泡菜壇一般用水封住壇口,若泡菜壇有裂縫,可能會出現的結果是。

(4)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是

。

如何進行調整?。

解析:(1)用白酒擦拭泡菜壇的目的是消毒,防止其他雜菌污染;“陳泡菜水”中含有乳酸菌,加入“陳泡菜水”相當于接種。(2)從細胞結構來看,制作泡菜用的乳酸菌屬于原核生物,若要獲得大量乳酸菌菌種,應選用培養基培養,培養基中應有碳源、氮源、水、無機鹽等,同時還必須滿足無氧環境以及合適的pH等具體培養條件的要求。(3)乳酸菌屬于厭氧菌,在無氧的環境下才能發酵產生乳酸,因此泡菜壇要密封;若泡菜壇有裂縫,進入了空氣或雜菌,泡菜會腐爛變質。(4)鹽具有殺菌作用,如果制作泡菜的過程中加鹽過多,就會影響乳酸菌的活性或殺死乳酸菌,進而影響乳酸菌的發酵,使制作的泡菜“咸而不酸”。答案:(1)消毒(或防止雜菌污染)提供乳酸菌菌種(2)原核生物碳源氮源pH無氧(3)乳酸菌不能正常生長,而一些雜菌大量繁殖,泡菜會變質(4)加鹽過多,抑制了乳酸菌發酵減少鹽的投放量19.(2022·順德)(14分)維生素C是人與動物必需的營養成分,具有抗氧化作用,被廣泛應用于食品工業。中國科技工作者發明了維生素C“二步發酵法”生產工藝:第一步發酵用醋酸桿菌為菌種;第二步發酵用氧化葡萄糖酸桿菌(“小菌”)和假單胞桿菌(“大菌”)混合菌種。下圖為“二步發酵法”的生產流程,請回答有關問題。(1)為純化和保存菌種,將一步發酵液抽樣稀釋后用法接種在含有碳酸鈣粉的培養基上。

(2)對一步發酵培養液檢測發現幾乎沒有雜菌存在,請推測可能的原因是。

(3)二步發酵過程中大小菌的菌種數目比值會影響產酸率,種液接入發酵罐前需對種液中的大小菌計數。計數所用的培養基除含有與發酵液相同的成分外,還需添加,根據菌落的

對培養基中的大小菌分別計數。現某檢測員將種液稀釋接種了3個平板,統計假單孢桿菌的菌落數分別是30、100和200,取平均值110。該結果可信度低,原因是。

解析:(1)為純化和保存菌種,將一步發酵液抽樣稀釋后用稀釋涂布平板法接種在含有碳酸鈣粉的培養基上。(2)對一步發酵培養液檢測發現幾乎沒有雜菌存在,主要原因是醋酸桿菌代謝產生的醋酸使培養液呈酸性,進而抑制了雜菌的生長。(3)計數所用的培養基除含有與發酵液相同的成分外,還需添加瓊脂以形成固體培養基,因為菌落只能在固體培養基上形成,由于菌落具有特異性,因而可根據菌落的大小、顏色、形狀或隆起程度等對培養基中的大小菌分別計數,從而獲得兩種菌體的比值。統計假單孢桿菌的菌落數分別是30、100和200,顯然,該組數值間差距太大,也沒有設置對照,因此即使選用平均值該結果可信度依然較低。答案:(1)稀釋涂布平板(2)培養液呈酸性抑制雜菌的生長(3)瓊脂大小、顏色、形狀或隆起程度數據值間差距太大,重復性差20.(14分)尿素是一種重要的農業氮肥,但不能被農作物直接吸收,土壤中有一種好氧細菌能把尿素分解成NH3。欲從土壤中篩選出能分解尿素的細菌并予以純化計數,某小組采用了如下圖所示的基本操作流程。請分析回答下列問題。(1)有些細菌能分解尿素,有些細菌則不能,原因是前者能產生。

(2)能在該選擇培養基上生長的細菌(填“一定”或“不一定”)都能分解尿素,若在平板中加入酚紅,目的菌落出現的變化是。

(3)篩選得到的菌落可以采用平板劃線法進一步純化,每次劃線后接種環必須,才能再次用于劃線。純化獲得的菌種可以保存在試管中,塞上棉塞或蓋上封口膜,但不能密封,原因是。

(4)用來篩選分解尿素的細菌的培養基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用是。(答出兩點即可)

解析:(1)分解尿素的細菌能夠產生脲酶,將尿素分解為NH3,而不能產生脲酶的細菌則不能利用尿素為氮源。(2)由于固氮菌也能在以尿素為唯一氮源的培養基上生長,所以在該選擇培養基上生長的細菌不一定都能分解尿素。分解尿素的細菌產生的脲酶能將尿素分解成NH3,可使酚紅指示劑變紅。(3)采用平板劃線法進一步純化時,每次劃線后接種環必須灼燒并冷卻,才能再次用于劃線。純化獲得的分解尿素的細菌是一種好氧細菌,其有氧呼吸需要氣體流通,故將該菌種保存在試管中時不能密封。(4)用來篩選分解尿素的細菌的培養基含有KH2PO4和Na2HPO4,可以為細菌生長提供無機鹽,作為緩沖劑保持細菌生長過程中pH的穩定。答案:(1)脲酶(2)不一定周圍指示劑變紅(或周圍出現紅圈)(3)灼燒并冷卻細菌有氧呼吸需要氣體流通(4)為細菌生長提供無機鹽,作為緩沖劑保持細菌生長過程中pH的穩定21.(2022·廣東卷)(12分)研究深海獨特的生態環境對于開發海洋資源具有重要意義。在“科學號”考察船對中國南海科考中,中國科學家采集了某海域1146米深海冷泉附近沉積物樣品,分離、鑒定得到新的微生物菌株并進一步研究了其生物學特性。回答下列問題:(1