資源簡介

選擇性必修第一章第3節(jié)　
發(fā)酵工程及其應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標】
1.能夠說出發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)
2.能夠說出發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、農(nóng)牧業(yè)等方面的應(yīng)用
【重點難點】
闡明發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術(shù)及微生物的特定功能，工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品
【訓(xùn)練案】
【訓(xùn)練目標】
1、闡明發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術(shù)及微生物的特定功能，工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品。
2、能夠根據(jù)發(fā)酵產(chǎn)品和利用微生物的不同討論發(fā)酵工程中的發(fā)酵條件及控制方法。
訓(xùn)練題
1．下列對發(fā)酵工程內(nèi)容的敘述，正確的是（ ）
A．單細胞蛋白就是從人工培養(yǎng)的微生物菌體中提取的蛋白質(zhì)
B．用誘變育種、細胞工程、基因工程等方法選育出性狀優(yōu)良的工程菌并進行擴大培養(yǎng)
C．根據(jù)工程菌所需的營養(yǎng)精確地配制出合成培養(yǎng)基并進行嚴格地滅菌處理
D．人工控制微生物代謝的唯一措施是控制生產(chǎn)過程中的各種條件
2．為了改善食品品質(zhì)和色、香、味及防腐與加工工藝的需要，人們在食品中加入一些化學(xué)合成或天然物質(zhì)，這類物質(zhì)被稱為食品添加劑，下列有關(guān)敘述錯誤的是（ ）
A．許多食品添加劑可以通過發(fā)酵工程生產(chǎn)，如檸檬酸可以通過黑曲霉的發(fā)酵制得
B．食品工業(yè)中，常用的著色劑有false胡蘿卜素，紅曲黃色素等
C．食品工業(yè)中，用來延長食品保質(zhì)期的乳酸鏈球菌素、溶菌酶可通過發(fā)酵工程生產(chǎn)
D．食品添加劑不能增加食品的營養(yǎng)
3．下列不屬于發(fā)酵工程的應(yīng)用的是（ ）
A．生產(chǎn)抗生素、維生素、藥用氨基酸等 B．生產(chǎn)啤酒、果酒和食醋等
C．化學(xué)檢測和水質(zhì)監(jiān)測 D．生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑
4．培養(yǎng)過程中不希望培養(yǎng)液pH發(fā)生變化時，應(yīng)該（ ）
A．加酸 B．加堿 C．加緩沖液 D．加無機鹽
5．發(fā)酵過程的滅菌范圍不包括（ ）
A．操作人員 B．培養(yǎng)基
C．發(fā)酵設(shè)備 D．發(fā)酵工程提供的空氣
6．關(guān)于菌種的選育不正確的是（ ）
A．自然選育菌種費時且盲目性大
B．誘變育種原理的基礎(chǔ)是基因突變
C．生產(chǎn)檸檬酸需要篩選產(chǎn)酸量高的酵母，在啤酒生產(chǎn)中，使用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速發(fā)酵過程，縮短生產(chǎn)周期
D．采用基因工程的方法可構(gòu)建工程菌
7．現(xiàn)在市場上流行一種“精釀”啤酒，它的制作工藝與普通啤酒有所不同，下列有關(guān)“精釀”啤酒和普通啤酒的敘述，不正確的是（ ）
A．“精釀”啤酒的原料和普通啤酒不同，“精釀”啤酒只使用麥芽、啤酒花、酵母菌和水，普通啤酒除了麥芽、啤酒花、酵母菌和水以外，還有玉米等物質(zhì)
B．“精釀”啤酒由于原料主要是麥芽，麥芽汁的濃度較高，口味較為濃郁
C．“精釀”啤酒不添加食品添加劑，雖然產(chǎn)量低，價格高，但它也有一定的市場
D．“精釀”啤酒和普通啤酒樣可以直接放心飲用
8．下面是有關(guān)啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)的流程。下列有關(guān)敘述不正確是（ ）
發(fā)芽→焙烤→碾磨→糖化→蒸煮→發(fā)酵→消毒→終止
A．啤酒的發(fā)酵過程包括主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個階段
B．發(fā)芽的過程中大麥會產(chǎn)生淀粉酶，便于將大麥中的淀粉分解為葡萄糖進行酒精發(fā)酵
C．發(fā)酵的過程就是酵母菌進行有氧呼吸的過程
D．消毒的目的是殺死啤酒中的大多數(shù)微生物，以延長它的保存期
9．現(xiàn)代發(fā)酵工程常常利用計算機系統(tǒng)對發(fā)酵過程中的各種指標進行檢測和控制，關(guān)于發(fā)酵過程中發(fā)酵條件的描述，不正確的是（ ）
A．發(fā)酵過程中，由于微生物代謝產(chǎn)生的熱量和攪拌葉輪攪拌產(chǎn)生的熱量達到一定的數(shù)值時，可以通過溫度傳感器和控制裝置感受并控制冷水從進水口進入
B．冷水從發(fā)酵罐的下方進入從上方流出的目的是使冷卻更充分
C．在發(fā)酵過程中可能需要通過營養(yǎng)物質(zhì)加入口加入酸或堿來調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH
D．培養(yǎng)液要一次性全部加入，在發(fā)酵過程中不能重新加入
10．苯酚是工業(yè)生產(chǎn)排放的有毒污染物質(zhì)，自然界中存在著降解苯酚的微生物。某工廠產(chǎn)生的廢水中含有苯酚，為了降解廢水中的苯酚，研究人員從土壤中篩選獲得了只能降解利用苯酚的細菌菌株，篩選的主要步驟如下圖所示,①為土壤樣品。下列相關(guān)敘述錯誤的是（　　）
A．使用平板劃線法可以在⑥上獲得單個菌落
B．如果要測定②中活細菌數(shù)量,常采用稀釋涂布平板法
C．圖中②培養(yǎng)目的菌株的選擇培養(yǎng)基中應(yīng)加入苯酚作為碳源
D．涂布平板法在③培養(yǎng)皿中長出的菌落數(shù)一定等于最初的活菌數(shù)
11．關(guān)于發(fā)酵過程產(chǎn)物檢驗的說法，正確的是（　　）
A．果汁發(fā)酵是否產(chǎn)生酒精，可用NaOH來檢驗
B．檢驗醋酸產(chǎn)生的簡單易行的方法是品嘗或用pH試紙鑒定
C．在用比色法測定亞硝酸鹽含量時，可以不必配制標準顯色液
D．測定果酒、果醋的產(chǎn)生和亞硝酸鹽的含量均可用品嘗法
12．通過發(fā)酵罐發(fā)酵可大規(guī)模生產(chǎn)谷氨酸，生產(chǎn)中常用的菌種是好氧的谷氨酸棒狀桿菌。下面有關(guān)谷氨酸發(fā)酵過程的敘述，正確的是
A．溶氧充足時，發(fā)酵液中有乳酸的積累
B．發(fā)酵液中碳源和氮源比例的變化不影響谷氨酸的產(chǎn)量
C．菌體中谷氨酸的排出，有利于谷氨酸的合成和產(chǎn)量的提高
D．發(fā)酵液PH值呈堿性時，有利于谷氨酸棒狀桿菌生成乙酰谷氨酰胺
評卷人
得分
二、綜合題
13．圖甲為豆瓣醬中甜瓣子的生產(chǎn)工藝圖，圖乙為腐乳制作的實驗流程圖。請回答下列問題：
（1）圖甲中釀制甜瓣子利用的微生物主要是曲霉，獲得蠶豆瓣時，要選擇______的蠶豆，洗凈后浸泡，后蒸煮至軟而不爛。在制曲之前常向蠶豆瓣中添加一定量的淀粉，目的是為菌種提供______。發(fā)酵過程中，上層的醬發(fā)酵效果好于下層，因而常需要將下層的醬翻至上層，說明參與發(fā)酵的菌種屬于______（填“需氧型”或“厭氧型”）。
（2）圖乙中，將豆腐塊放在自然條件下即可長出毛霉，主要是因為______。配制鹵湯時，通常會加入一定量的酒，加酒的作用有______，加入的______也具有相似的作用。
（3）用蠶豆和豆腐等原材料制作甜瓣子和豆腐乳是因為其中富含蛋白質(zhì)，在曲霉、毛霉中的蛋白酶和脂肪酶的作用下，蛋白質(zhì)被分解為______，脂肪被分解為______，易于消化吸收。
14．閱讀下列關(guān)于能源、環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的材料，回答相關(guān)問題：
材料Ⅰ：隨著能源和環(huán)境問題日益嚴峻，利用纖維素酶降解秸稈生產(chǎn)燃料乙醇，對緩解全球能源危機有著重大意義。科研人員開展篩選、誘變及選育高產(chǎn)纖維素酶菌株的相關(guān)研究，過程如下圖。請回答：
（1）從物理狀態(tài)來看CMC平板屬于________培養(yǎng)基。富集培養(yǎng)后的菌種常采用__________法接種于CMC平板，培養(yǎng)一段時間后，可根據(jù)________初步鑒定并挑取產(chǎn)纖維素酶菌株XZ33。
（2）誘變選育高產(chǎn)纖維素酶的菌株時，通過向培養(yǎng)基中加入剛果紅染液篩選出______________與菌落直徑比大的菌落。
（3）圖是篩選獲得菌株UV－Co16過程中60Co－γ輻照劑量與致死率和正突變率(符合生產(chǎn)需要的突變菌數(shù)占誘變后活菌數(shù)的比例)的關(guān)系。實驗結(jié)果表明，用60Co－γ射線誘變處理時合適的輻照劑量為________。
材料Ⅱ：尿素是一種重要的農(nóng)業(yè)氮肥、但尿素并不能直接被農(nóng)作物吸收，只有當土壤中的細菌將尿素分解成氨之后，才能被植物利用。某課題小組從土壤中分離能夠分解尿素的細菌并進行計數(shù)的過程如下圖1所示，圖2是乙中的培養(yǎng)基配方。
（4）圖2所示培養(yǎng)基為微生物的生長提供碳源和氮源的分別是____________________。圖1中甲培養(yǎng)基與乙培養(yǎng)基的成分相比，唯一的區(qū)別是甲中培養(yǎng)基無瓊脂。在涂平板前需要對甲中的菌液進行稀釋，如何確定樣品的稀釋操作是否成功？_____________________。
（5）甲、乙培養(yǎng)基都是選擇培養(yǎng)基，如何確定該培養(yǎng)基能夠?qū)ν寥乐形⑸锲鸬胶Y選作用？_______________________________________________________________________________。
（6）統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比活菌的實際數(shù)目低，除了上述的活菌計數(shù)法外，____________也是測定微生物數(shù)量的常用方法。
15．為提高作物產(chǎn)量，種植業(yè)往往使用大量的氮素化肥，既增加了生產(chǎn)成本，又易造成環(huán)境污染。自生固氮菌營獨立生活，為改變這種現(xiàn)狀帶來了希望。某科研小組利用下面的培養(yǎng)基嘗試從土壤中分離固氮能力強的自生固氮菌，以便生產(chǎn)菌肥替代傳統(tǒng)化肥。清回答下列問題：
培養(yǎng)基配方表：
成分
葡萄糖
KH2PO4
MgSO4
NaCl
CuSO4
CaCO3
瓊脂
蒸餾水
用量
10g
0．2g
0．2g
0．2g
0．2g
5g
3．5g
IL
（1）配制培養(yǎng)基時，按配方表稱量、溶化、定容后需經(jīng)_______法滅菌后再倒平板。此培養(yǎng)基能分離自生固氮菌的原因是______________。
（2）為分離純化自生固氨菌及觀察自生固氮菌的菌落特征，需將土樣經(jīng)_________后，用滅菌后的____________（填接種工具名稱）采用________ 將菌液接種到平板上培養(yǎng)。
（3）已知固氮酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，不同的蛋白質(zhì)在不同濃度的鹽溶液中溶解度不同。為檢測分離得到的自生固氮菌的固氮酶活性。可將固氮菌細胞破碎后采用________法分離出固氮酶，該方法的優(yōu)點是_____________________。
（4）研究發(fā)現(xiàn)，土壤中碳含量降低，碳氮比低于40：1時，固氮菌的固氮作用迅速停止。因此純化后制作的優(yōu)良菌肥最好與_________（填“ 氮肥”“磷肥”“鉀肥”或“有機肥”）配合施用。
參考答案
1．B
2．D
3．C
4．C
5．A
6．C
7．D
8．C
9．D
10．D
11．B
12．C
13．顆粒飽滿、新鮮無霉變 碳源（和能源） 需氧型 空氣中含有毛霉孢子 抑制微生物的生長，使腐乳具有獨特的香味 香辛料 小分子的肽和氨基酸 甘油和脂肪酸
14．固體 稀釋涂布平板法 菌落的特征 透明圈直徑 0.6KGy 葡萄糖、尿素 稀釋涂布后能得到菌落數(shù)目在30-300的平板（則說明稀釋操作比較成功） 將土壤稀釋液接種到牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基后生成的菌落數(shù)目明顯大于選擇培養(yǎng)基上菌落的數(shù)目（則說明該培養(yǎng)基能夠?qū)ν寥乐形⑸锲鸬胶Y選作用） 顯微鏡直接計數(shù)
15．高壓蒸汽滅菌 該培養(yǎng)基無氮源，只有固氮菌才能在此培養(yǎng)基上生長 梯度稀釋 接種環(huán)（涂布器） 平板劃線法（稀釋涂布平板法） 鹽析 既能分離出固氮酶，又不會破壞固氮酶的結(jié)構(gòu)而保持其活性 有機肥

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