第03講發(fā)酵工程及其應(yīng)用

，豳【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

」庭灸酵工程及其基本環(huán)節(jié)；舉例說(shuō)明發(fā)酵工程在生產(chǎn)上有重要的應(yīng)用價(jià)值。

2.理解發(fā)酵工程的過(guò)程并能夠與實(shí)際相結(jié)合，發(fā)展學(xué)生的工程思維，提高系統(tǒng)分析能力。

3.學(xué)習(xí)發(fā)酵工程的環(huán)節(jié)與實(shí)例，感嘆生物的神奇，科技的進(jìn)步。

百§【基礎(chǔ)知識(shí)】

一、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)

發(fā)酵過(guò)程的監(jiān)控和發(fā)酵條件的控制會(huì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。一方面要隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)

液中微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度以了解發(fā)酵進(jìn)程；另一方面要及時(shí)添加必備的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)延長(zhǎng)

菌體生長(zhǎng)穩(wěn)定期的時(shí)間，以便得到更多的發(fā)酵產(chǎn)品；同時(shí)要嚴(yán)格控制溫度、pH、溶解氧等

發(fā)酵條件，來(lái)保證產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。

歸納總結(jié)：

事菌種［從自然界篩選

-------1一一。通過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得

1擴(kuò)大培養(yǎng)》在發(fā)酵前需要對(duì)菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)

?

配制培養(yǎng)基卜根據(jù)菌種，選擇原料制備培養(yǎng)基

滅菌卜對(duì)培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格滅菌

?

‘接種'卜將菌種接種到培養(yǎng)基上培養(yǎng)

|■隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)液中微生物數(shù)量和

產(chǎn)物濃度

:發(fā)酵口＜及時(shí)添加必需的營(yíng)養(yǎng)組分

.嚴(yán)格控制溫度、pH和溶解氧等發(fā)酵條件

?微生物細(xì)胞：采用過(guò)濾、沉淀等方

福：提純法將菌體分離和干燥

、產(chǎn)物一代謝物：據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)進(jìn)行提取、分

.離和純化

獲得產(chǎn)品:

二、發(fā)酵工程的應(yīng)用

應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用實(shí)例

在食品工業(yè)上的應(yīng)用生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品：如醬油、各種酒類

生產(chǎn)各種食品添加劑：如酸度調(diào)節(jié)劑、增味劑、著色劑、增稠劑、

防腐劑

生產(chǎn)酶制劑：如a-淀粉酶、隹淀粉酶、果膠酶、氨基肽酶、脂肪酶

在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用青霉素生產(chǎn)、其他抗生素生產(chǎn)

多種氨基酸生產(chǎn)

激素、免疫調(diào)節(jié)劑、疫苗

在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用生產(chǎn)微生物肥料，如有機(jī)酸、生物活性物質(zhì)、根瘤菌肥、固氮菌肥

生產(chǎn)微生物農(nóng)藥，如蘇云金桿菌、井岡霉素

生產(chǎn)微生物飼料，單細(xì)胞蛋白、乳酸菌

在其他方面的應(yīng)用利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn)酒精、乙烯等

嗜熱菌、嗜鹽菌生產(chǎn)洗滌劑，嗜低溫菌提高熱敏產(chǎn)品產(chǎn)量

發(fā)酵工程生產(chǎn)工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品

特別提醒：

1.單細(xì)胞蛋白是以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過(guò)發(fā)酵獲得的大量的

微生物菌體。其不僅含有豐富的蛋白質(zhì)，還含有糖類、脂質(zhì)和維生素等物質(zhì)。

2.青霉素發(fā)酵是高耗氧過(guò)程，如何能夠在發(fā)酵過(guò)程中給微生物持續(xù)高效地供氧呢？可以用基因

工程的方法，將血紅蛋白基因轉(zhuǎn)入青霉素生產(chǎn)菌來(lái)提高菌體對(duì)氧的吸收和利用率。

3.在青霉素發(fā)酵過(guò)程中，總有頭抱霉素產(chǎn)生。人們通過(guò)對(duì)青霉素生產(chǎn)菌代謝途徑的研究發(fā)現(xiàn)，

在青霉素與頭抱霉素的合成過(guò)程中，它們有一個(gè)共同的前體，這個(gè)前體經(jīng)過(guò)兩種不同酶的作用

分別合成兩個(gè)產(chǎn)物。如何改造青霉素生產(chǎn)菌使其只生產(chǎn)青霉素，或者只生產(chǎn)頭抱霉素呢？可以

對(duì)兩種酶的基因進(jìn)行改造或敲除其中一種酶的基因，從而使青霉素生產(chǎn)菌只生產(chǎn)一種產(chǎn)物。

4.引起全球新冠肺炎大流行的元兇是新冠病毒，利用發(fā)酵工程相關(guān)知識(shí)，如何大量生產(chǎn)新冠病

毒疫苗？可將新冠病毒的抗原基因轉(zhuǎn)入某種微生物體內(nèi)，再通過(guò)發(fā)酵工程大量生產(chǎn)新冠病毒疫

苗。

5.發(fā)酵工程的特點(diǎn)：生產(chǎn)條件溫和，原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉，產(chǎn)物專一，廢棄物對(duì)環(huán)境污染

小、容易處理。

三、啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程

;生產(chǎn)流程；|操作目的：

、_____________J、_____________J

VV

法函A大麥種子發(fā)芽，釋放淀粉酶

崔圉〉加熱殺死種子胚但不使淀粉酶失活

碾磨＞將干燥的麥芽碾磨成麥芽粉

＞淀粉分解，形成糖漿

▼

國(guó)為A產(chǎn)生風(fēng)味組分，終止酶的進(jìn)一步作用，滅菌

酵母菌將糖轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳

鬲?jiǎng)　窔⑺来蠖鄶?shù)微生物，延長(zhǎng)保存期

叵田〉過(guò)濾、調(diào)節(jié)、分裝啤酒進(jìn)行銷售

知識(shí)拓展:

'精釀啤酒］［類型］［普通啤酒］

\___________________zI______/\______________J

不添加<（是否添加食品添加劑添加

小規(guī)模<發(fā)酵規(guī)模］>大規(guī)模

;X_____________________*____________________:_/

發(fā)酵時(shí)間氐《發(fā)酵時(shí)間A發(fā)酵時(shí)間短

「jJ

產(chǎn)量低<（產(chǎn)量卜產(chǎn)量高

價(jià)格高<訴］A價(jià)格低

\______________________/

、考點(diǎn)剖析】

考點(diǎn)一：發(fā)酵工程的本質(zhì)

氏］例L獲取純凈的微生物培養(yǎng)物是發(fā)酵工程的基礎(chǔ)。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.獲取純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止雜菌污染

B.稀釋涂布平板法和顯微鏡計(jì)數(shù)法是測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法

C.平板劃線法和稀釋涂布平板法是實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行微生物分離和純化的常用方法

D.接種于培養(yǎng)基內(nèi)，在合適條件下形成的含特定種類微生物的群體稱為純培養(yǎng)物

【答案】D

【詳解】獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是無(wú)菌技術(shù)，即防止外來(lái)雜菌的入侵，A正確；測(cè)定微生物數(shù)

量的常用方法有活菌計(jì)數(shù)法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)法，故稀釋涂布平板法和顯微鏡計(jì)數(shù)法是測(cè)定微

生物數(shù)量的常用方法，B正確；實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行微生物分離和純化最常用的接種方法是平板劃線

法和稀釋涂布平板法，C正確；純培養(yǎng)物是由單一個(gè)體繁殖所獲得的微生物群體，特定種類微

生物的群體不一定是由單一個(gè)體繁殖而來(lái)，D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)二：發(fā)酵工程的實(shí)例

［、1例2.谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵過(guò)程會(huì)生成大量的谷氨酸，經(jīng)加工可制成味精。其發(fā)酵過(guò)程

中，發(fā)酵罐中碳氮比（碳元素與氮元素的比值）為4:1時(shí)，菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少；

當(dāng)碳氮比為3：1時(shí)，菌體繁殖受抑制但谷氨酸的合成量大增。下列相關(guān)敘述正確的是（）

A.通過(guò)發(fā)酵工程可以從微生物細(xì)胞中提取單細(xì)胞蛋白

B.分離、提純產(chǎn)物是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)，有利于獲得更多的優(yōu)質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)品

C.由題干信息可推知發(fā)酵過(guò)程中需調(diào)整發(fā)酵罐內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分的比例

D.在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)醇無(wú)需嚴(yán)格控制溶解氧、溫度、pH等條件

【答案】C

【解析】用單細(xì)胞蛋白制成的微生物飼料，其中的單細(xì)胞蛋白是微生物菌體，并不是通過(guò)發(fā)酵

工程從微生物細(xì)胞中提取獲得，A錯(cuò)誤；發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是發(fā)酵過(guò)程，B錯(cuò)誤；由題意可

知“在其發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵罐中碳氮比（碳元素與氮元素的比值）為4：1時(shí)，菌體大量繁殖而

產(chǎn)生的谷氨酸少；當(dāng)碳氮比為3：1時(shí)，菌體繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增”，說(shuō)明在發(fā)

酵過(guò)程中需調(diào)整發(fā)酵罐內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分的比例以保證先獲得大量谷氨酸棒狀桿菌，在獲得大量發(fā)酵

產(chǎn)物的目的，C正確；谷氨酸棒狀桿菌為需氧菌，其發(fā)酵過(guò)程需要適宜的溫度和pH,所以在

發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵需嚴(yán)格控制溶解氧、溫度、pH等條件，D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)三、發(fā)酵工程的應(yīng)用

di例3.下列有關(guān)發(fā)酵工程及其應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.分離、提純產(chǎn)物可以獲得微生物細(xì)胞本身或其代謝產(chǎn)物是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)

B.發(fā)酵工程的菌種可以從自然界中篩選出來(lái)，也可以通過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得

C.發(fā)酵罐培養(yǎng)的環(huán)境條件會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)影響微生物代謝產(chǎn)物的形成

D.利用發(fā)酵工程大規(guī)模發(fā)酵可以生產(chǎn)利用微生物或其代謝物來(lái)防治病蟲害的微生物農(nóng)藥

【答案】A

【解析】發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)，發(fā)酵罐培養(yǎng)的環(huán)境條件會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁

殖，也會(huì)影響微生物代謝產(chǎn)物的形成，A錯(cuò)誤，C正確；性狀優(yōu)良的菌種可以從自然界中篩選

出來(lái)，也可以通過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得,如生產(chǎn)檸檬酸就需要篩選產(chǎn)酸量高的黑曲霉,

B正確；發(fā)酵工程應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)牧業(yè)的很多方面，如生產(chǎn)微生物農(nóng)藥，與傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥不同,

微生物農(nóng)藥是利用微生物或其代謝物來(lái)防治病蟲害的，D正確。

【真題演練】

1.（2022.湖北.高考真題，14）廢水、廢料經(jīng)加工可變廢為寶。某工廠利用果糖生產(chǎn)廢水和沼

氣池廢料生產(chǎn)蛋白質(zhì)的技術(shù)路線如圖所示。下列敘述正確的是（）

A.該生產(chǎn)過(guò)程中，一定有氣體生成

B.微生物生長(zhǎng)所需碳源主要來(lái)源于沼氣池廢料

C該生產(chǎn)工藝?yán)梦⑸飬捬醢l(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)

D.沼氣池廢料和果糖生產(chǎn)廢水在加入反應(yīng)器之前需要滅菌處理

2.（2021.山東.高考真題，14）青霉菌處在葡萄糖濃度不足的環(huán)境中時(shí)，會(huì)通過(guò)分泌青霉素殺

死細(xì)菌，以保證自身生存所需的能量供應(yīng)。目前已實(shí)現(xiàn)青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)，關(guān)于該生產(chǎn)過(guò)程,

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.發(fā)酵液中的碳源不宜使用葡萄糖

B.可用深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)提高產(chǎn)量

C.選育出的高產(chǎn)菌株經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后才可接種到發(fā)酵罐中

D.青霉素具有殺菌作用，因此發(fā)酵罐不需嚴(yán)格滅菌

3.（2021.重慶.高考真題，25）人類很早就能制作果酒，并用果酒進(jìn)一步發(fā)酵生產(chǎn)果醋。

（1）人們利用水果及附著在果皮上的______菌，在18?25℃、無(wú)氧條件下釀造果酒；在利用醋

酸菌在_____條件下，將酒精轉(zhuǎn)化成醋酸釀得果醋。釀造果醋時(shí)，得到了醋酸產(chǎn)率較高的醋酸

菌群，為進(jìn)一步純化獲得優(yōu)良醋酸菌菌種，采用的接種方法是。

（2）先釀制果酒再生產(chǎn)果醋的優(yōu)勢(shì)有（填編號(hào)）。

①先釀制果酒，發(fā)酵液能抑制雜菌的生長(zhǎng)，有利于提高果醋的產(chǎn)率

②釀制果酒時(shí)形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的產(chǎn)率

③果酒有利于溶出水果中的風(fēng)味物質(zhì)并保留在果醋中

（3）果酒中的酒精含量對(duì)果醋的醋酸產(chǎn)率會(huì)產(chǎn)生一定的影響。某技術(shù)組配制發(fā)酵液研究了初始

酒精濃度對(duì)醋酸含量的影響，結(jié)果見圖。

4

3

2

1llllllll

0

345678910

初始酒精濃度%

該技術(shù)組使用的發(fā)酵液中，除酒精外還包括的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有（填寫兩種）。

據(jù)圖可知，醋酸發(fā)酵的最適初始酒精濃度是；酒精濃度為10%時(shí)醋酸含量最低，止匕時(shí),

若要盡快提高醋酸含量，可采取的措施有（填寫兩個(gè)方面）。

【過(guò)關(guān)檢測(cè)】

1.某高校采用下圖所示的發(fā)酵罐進(jìn)行葡萄酒發(fā)酵過(guò)程的研究，下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.夏季生產(chǎn)果酒時(shí)，常需對(duì)罐體進(jìn)行降溫處理

B.乙醇為揮發(fā)性物質(zhì)，故發(fā)酵過(guò)程中空氣的進(jìn)氣量不宜太大

C.正常發(fā)酵過(guò)程中罐內(nèi)的壓力不會(huì)低于大氣壓

D.可以通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)酵過(guò)程中殘余糖的濃度來(lái)決定何時(shí)終止發(fā)酵

2.谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵過(guò)程會(huì)生成大量的谷氨酸，經(jīng)加工可制成味精。其發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵

罐中碳氮比（碳元素與氮元素的比值）為4:1時(shí)，菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少；當(dāng)碳氮比

為3：1時(shí)，菌體繁殖受抑制但谷氨酸的合成量大增。下列相關(guān)敘述正確的是（）

A.通過(guò)發(fā)酵工程可以從微生物細(xì)胞中提取單細(xì)胞蛋白

B.分離、提純產(chǎn)物是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)，有利于獲得更多的優(yōu)質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)品

C.由題干信息可推知發(fā)酵過(guò)程中需調(diào)整發(fā)酵罐內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分的比例

D.在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)醇無(wú)需嚴(yán)格控制溶解氧、溫度、pH等條件

3.與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比，發(fā)酵工程的產(chǎn)品種類更加豐富，產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。下列有關(guān)敘述正

確的是（）

A.與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)不同，發(fā)酵工程可以利用微生物進(jìn)行發(fā)酵

B.生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過(guò)程中,pH的變化不影響谷氨酸的產(chǎn)量

C.通過(guò)發(fā)酵工程獲得大量的單細(xì)胞蛋白可以制成微生物飼料

D.利用放線菌產(chǎn)生的井岡霉素防治水稻枯紋病屬于化學(xué)防治

4.下列對(duì)發(fā)酵工程及其應(yīng)用的敘述，正確的有幾項(xiàng)（）

①生產(chǎn)谷氨酸需將pH調(diào)至中性偏堿

②發(fā)酵工程具有生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉等特點(diǎn)

③發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物及菌體本身

④利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的根瘤菌肥作為微生物農(nóng)藥可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)

⑤啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，酒精的產(chǎn)生積累主要在后發(fā)酵階段完成

⑥日常生活中食用醬油的制作以大豆為主要原料，利用產(chǎn)蛋白酶的霉菌的作用，將原料中的蛋白

質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸

⑦用單細(xì)胞蛋白制成的微生物飼料，可通過(guò)發(fā)酵工程從微生物細(xì)胞中提取

A.2項(xiàng)B.3項(xiàng)C.4項(xiàng)D.5項(xiàng)

5.與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比，發(fā)酵工程的產(chǎn)品種類更加豐富，產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。下列相關(guān)表述

正確的是（）

A.發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)最大的區(qū)別就是前者可以利用微生物來(lái)進(jìn)行發(fā)酵

B.發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身

C.在發(fā)酵工程的發(fā)酵環(huán)節(jié)中，發(fā)酵條件變化會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，但不會(huì)影響微生物的

代謝途徑

D.通過(guò)發(fā)酵工程可以從微生物細(xì)胞中提取單細(xì)胞蛋白

6.發(fā)酵工程技術(shù)是生物技術(shù)的關(guān)鍵分支，深入研究其在食品中的應(yīng)用可確保我國(guó)食品工業(yè)生產(chǎn)

穩(wěn)定進(jìn)行，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、發(fā)展價(jià)值及實(shí)踐價(jià)值。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A.利用發(fā)酵工程可生產(chǎn)L-蘋果酸、檸檬酸和乳酸等酸度調(diào)節(jié)劑

B.利用黑曲霉將大豆原料中的蛋白質(zhì)水解，經(jīng)淋洗后可調(diào)制成醬油

c.由谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵可以得到谷氨酸，谷氨酸再經(jīng)一系列處理可制成味精

D.發(fā)酵條件變化會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，但不會(huì)影響微生物的代謝途徑

7.下列有關(guān)發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.現(xiàn)代發(fā)酵工程使用的大型發(fā)酵罐均具有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其能使發(fā)酵全過(guò)程處于最佳狀態(tài)

B.在發(fā)酵過(guò)程中，環(huán)境條件的變化不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)影響微生物的代謝物

的形成

C,發(fā)酵罐中微生物的生長(zhǎng)繁殖、代謝物的形成都與攪拌速度無(wú)關(guān)

D.確定菌種之后，才能選擇原料配制培養(yǎng)基

8.由于發(fā)酵工程生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉等,在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)等

許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。下列有關(guān)發(fā)酵工程在食品工業(yè)上應(yīng)用的描述，不正確的是（）

A.日常生活中食用醬油的制作以大豆為主要原料，利用產(chǎn)蛋白酶的霉菌的作用,將原料中的蛋

白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸

B.啤酒發(fā)酵的過(guò)程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段，其中，酵母菌的繁殖在主發(fā)酵階段完成，大部

分糖的分解和代謝物的生成在后發(fā)酵階段完成

C.味精是由谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵得到的谷氨酸經(jīng)過(guò)一系列處理而獲得的

D.精釀啤酒發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)量低、價(jià)格高，所以飲用更健康、保質(zhì)期更短

9.發(fā)酵工程在現(xiàn)代生物工程中地位越來(lái)越重要。圖示發(fā)酵罐常用于工業(yè)發(fā)酵。下列說(shuō)法正確的

是（）

放料口

A.若發(fā)酵罐內(nèi)溫度過(guò)高，則只能通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水進(jìn)、出口的水流量來(lái)降低溫度

B.培養(yǎng)液的pH由加料口添加酸和堿進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以在培養(yǎng)基中添加pH緩沖液等

C.發(fā)酵罐溫度的變化會(huì)影響菌種的生長(zhǎng)繁殖，不會(huì)影響菌種代謝產(chǎn)物的形成

D.發(fā)酵工程的過(guò)程依次是選育菌種—培養(yǎng)基配制T滅菌一擴(kuò)大培養(yǎng)一發(fā)酵一分離、提純產(chǎn)物

10.下列對(duì)發(fā)酵工程及其應(yīng)用的敘述，正確的是（）

①生產(chǎn)谷氨酸需將pH調(diào)至中性偏堿

②發(fā)酵工程具有生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉等特點(diǎn)

③發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身

④利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的根瘤菌肥作為微生物農(nóng)藥可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)

⑤啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，酒精的產(chǎn)生積累主要在后發(fā)酵階段完成

⑥單細(xì)胞蛋白是從微生物細(xì)胞中提取的蛋白質(zhì)，可作為微生物飼料等

A.①②③B.①②③C.②③④D.②③⑤⑥

n.下列關(guān)于單細(xì)胞蛋白的敘述，正確的是（）

A.單細(xì)胞蛋白是從微生物細(xì)胞中提取出來(lái)的一類蛋白質(zhì)

B.單細(xì)胞蛋白是以淀粉或纖維素的水解液等為原料，通過(guò)發(fā)酵工程生產(chǎn)的微生物菌體

C.單細(xì)胞蛋白作為食品添加劑，能使家禽家畜增重快、產(chǎn)奶（蛋）高

D.單細(xì)胞蛋白制成的微生物飼料，可以提高動(dòng)物的免疫力

12.發(fā)酵工程一般包括菌種的選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制、滅菌、接種、發(fā)酵、產(chǎn)品的分離、

提純等方面。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是（）

A.工業(yè)發(fā)酵罐體積較大，在發(fā)酵時(shí)需要對(duì)菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)

B.為了保證發(fā)酵產(chǎn)量，培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌

C.只有發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)結(jié)束時(shí)才需要檢測(cè)培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)品濃度等

D.發(fā)酵時(shí)的環(huán)境條件會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，并不影響微生物的代謝物形成

13.發(fā)酵工程有著多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.進(jìn)行發(fā)酵工程生產(chǎn)時(shí)排出廢棄物，對(duì)環(huán)境無(wú)害

B.在農(nóng)牧業(yè)上利用發(fā)酵工程可生產(chǎn)出微生物肥料、飼料和農(nóng)藥

C.在醫(yī)藥工業(yè)上利用發(fā)酵工程不僅能提高藥物產(chǎn)量，還能降低成本

D.在食品工業(yè)上利用發(fā)酵工程既能生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品,也能生產(chǎn)食品添加劑

14.關(guān)于發(fā)酵工程及其應(yīng)用，下列敘述正確的是（）

A.發(fā)酵工程包括菌種的選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配置、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品的分離、提

純等

B.發(fā)酵罐培養(yǎng)的環(huán)境條件會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，不會(huì)影響微生物代謝產(chǎn)物的形成

C微生物農(nóng)藥是利用微生物或其代謝產(chǎn)物來(lái)防治病蟲害的，如井崗霉素可以防治玉米螟

D.許多食品添加劑都能通過(guò)發(fā)酵生產(chǎn)，如檸檬酸可以通過(guò)谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵制得

15.由于發(fā)酵工程生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉等，在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧

業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，下列有關(guān)發(fā)酵工程在食品工業(yè)上應(yīng)用的描述，正確的是（）

A.日常生活中食用的醬油的制作以大麥為主要原料，利用產(chǎn)蛋白酶的霉菌的作用，將原料中的

蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸

B.啤酒發(fā)酵的過(guò)程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段，其中，酵母菌的繁殖在主發(fā)酵階段完成，大

部分糖的分解和代謝物的生成在后發(fā)酵階段完成

C.味精是谷氨酸棒狀桿菌在無(wú)氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸，谷氨酸經(jīng)過(guò)一系列處理而制成的

D.由于酶制劑催化效率高、專一性強(qiáng)、作用條件溫和，因此在使用時(shí)要考慮酶制劑的使用量、

底物的種類以及適宜的溫度和pH

16.發(fā)酵工程在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和農(nóng)牧業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在發(fā)酵過(guò)程中，

發(fā)酵條件的控制至關(guān)重要，下列關(guān)于發(fā)酵條件的控制的敘述不正確的是（）

A.環(huán)境條件不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，而且會(huì)影響微生物代謝物的形成，因此發(fā)酵過(guò)程要

嚴(yán)格控制發(fā)酵條件

B.發(fā)酵過(guò)程中微生物代謝產(chǎn)熱和機(jī)械攪拌產(chǎn)熱，會(huì)使發(fā)酵溫度升高，因此要及時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)酵罐溫

度

C.培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用和代謝物的積累，可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵液pH發(fā)生改變，如工業(yè)釀酒會(huì)

導(dǎo)致pH上升

D.現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵對(duì)發(fā)酵條件的監(jiān)測(cè)和控制是通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，可以使發(fā)酵過(guò)程處于最佳

狀態(tài)

17.啤酒生產(chǎn)需經(jīng)過(guò)制麥、糖化、發(fā)酵等主要環(huán)節(jié)。主要工藝流程如下圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)

題：

「福麗福--1

；I

!活化

I--------1r---------------1!I

I大麥-發(fā)芽I破碎—糖化一煮沸十卜，接種一發(fā)解?過(guò)濾一包裝

制麥糖化發(fā)展

（1）大麥?zhǔn)瞧【瓢l(fā)酵的重要碳源，利用大麥實(shí)質(zhì)是利用其中的a-淀粉酶，用處理

大麥，可以使大麥種子無(wú)須發(fā)芽就可以產(chǎn)生a-淀粉酶。

（2）為探究?jī)煞N大麥種子（紅粒麥和白粒麥）所含淀粉酶活性進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)取發(fā)芽時(shí)間相

同、質(zhì)量相等的紅、白粒麥種子，分別加蒸儲(chǔ)水研磨、制成提取液（去淀粉），并在適宜條件

下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分組、步驟及結(jié)果如下:

對(duì)照

紅粒管白粒管

管

0.5mL提取0.5mL提取

①加樣C

液液

②加緩沖液（mL）111

③加淀粉溶液（mL）111

37℃保溫適當(dāng)時(shí)間終止酶促反應(yīng)，冷卻至常溫，加適量碘

④

液顯色

顯色結(jié)果++++++++

步驟①中加入的C是o顯色結(jié)果表明：淀粉酶活性較高的品種是。

（3）啤酒酵母菌種決定著啤酒的風(fēng)味和質(zhì)量，某實(shí)驗(yàn)小組從原漿啤酒底泥中分離出一株高活

性的啤酒酵母。

①在對(duì)原漿啤酒泥的酵母菌進(jìn)行富集培養(yǎng)的過(guò)程中每隔4h要搖動(dòng)一次，每次其目的

是、,以促進(jìn)酵母菌的有氧呼吸和增殖。

②為了制備啤酒酵母分離培養(yǎng)基，實(shí)驗(yàn)人員將馬鈴薯去皮切塊后高壓煮沸，過(guò)濾后補(bǔ)加蒸儲(chǔ)水

至1L,加入葡萄糖和瓊脂后加熱融化。該培養(yǎng)基的碳源主要包括,培養(yǎng)基一般用

法進(jìn)行滅菌處理。

（4）敲除野生型釀酒酵母中的蛋白酶基因，減少發(fā)酵液中蛋白的水解，有助于增強(qiáng)啤酒泡沫

的穩(wěn)定性。某科研小組用酪蛋白固體培養(yǎng)基篩選突變體，野生型可以水解酪蛋白，在菌落周圍

形成透明圈。生產(chǎn)需要篩選透明圈___________（填“大”或“小”）的菌落。

18.大熊貓是我國(guó)特有的珍稀野生動(dòng)物，每只成年大熊貓每日進(jìn)食竹子量可達(dá)12~38kg。大熊

貓可利用竹子中8%的纖維素和27%的半纖維素。研究人員從大熊貓糞便和土壤中篩選纖維素

分解菌?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即。為篩選纖維素分

解菌，將大熊貓新鮮糞便樣品稀釋液接種至以為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),

該培養(yǎng)基從功能上分類屬于培養(yǎng)基。

（2）配制的培養(yǎng)基必須進(jìn)行滅菌處理，目的是。檢測(cè)固體培養(yǎng)基

滅菌效果的常用方法是o

（3）簡(jiǎn)要寫出測(cè)定大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌活菌數(shù)的實(shí)驗(yàn)思路o

（4）為高效降解農(nóng)業(yè)秸稈廢棄物，研究人員利用從土壤中篩選獲得的3株纖維素分解菌，在

37℃條件下進(jìn)行玉米秸稈降解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表所示。在該條件下纖維素酶活力最高的是菌株

理由是o

菌秸稈總重秸稈殘重秸稈失重纖維素降解率

株（g）（g）（%）（%）

A2.001.5124.5016.14

B2.001.5323.5014.92

C2.001.4229.0023.32

19.回答下列（一）、（二）小題:

（一）某環(huán)保公司從淤泥中分離到一種高效降解富營(yíng)養(yǎng)化污水污染物的細(xì)菌菌株，制備了固定

化菌株。

（1）從淤泥中分離細(xì)菌時(shí)常用劃線分離法或法，兩種方法均能在固體培養(yǎng)基上形成

。對(duì)分離的菌株進(jìn)行誘變、和鑒定，從而獲得能高效降解富營(yíng)養(yǎng)化污水污染

物的菌株。該菌株只能在添加了特定成分X的培養(yǎng)基上繁殖。

（2）固定化菌株的制備流程如下；①將菌株與該公司研制的特定介質(zhì)結(jié)合；②用蒸儲(chǔ)水去除

;③檢驗(yàn)固定化菌株的。菌株與特定介質(zhì)的結(jié)合不宜直接采用交聯(lián)法和共價(jià)

偶聯(lián)法，可以采用的2種方法是o

（3）對(duì)外，只提供固定化菌株有利于保護(hù)該公司的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，推測(cè)其原因是。

（二）三葉青為蔓生的藤本植物，以根入藥。由于野生三葉青對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求非?？量蹋约?/p>

生態(tài)環(huán)境的破壞和過(guò)度的采挖，目前我國(guó)野生三葉青已十分珍稀。

（1）為保護(hù)三葉青的多樣性和保證藥材的品質(zhì)，科技工作者依據(jù)生態(tài)工程原理，利

用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了三葉青的林下種植。

（2）依據(jù)基因工程原理，利用發(fā)根農(nóng)桿菌侵染三葉青帶傷口的葉片，葉片產(chǎn)生酚類化合物，

誘導(dǎo)發(fā)根農(nóng)桿菌質(zhì)粒上vir系列基因表達(dá)形成和限制性核酸內(nèi)切酶等，進(jìn)而從質(zhì)粒上

復(fù)制并切割出一段可轉(zhuǎn)移的DNA片段（T-DNA）。T-DNA進(jìn)入葉片細(xì)胞并整合到染色體上，

T-DNA上rol系列基因表達(dá)，產(chǎn)生相應(yīng)的植物激素，促使葉片細(xì)胞持續(xù)不斷地分裂形成

,再分化形成毛狀根。

（3）剪取毛狀根，轉(zhuǎn)入含頭抱類抗生素的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行多次培養(yǎng)，培養(yǎng)基中添

加抗生素的主要目的是。最后取毛狀根轉(zhuǎn)入液體培養(yǎng)基、置于搖床上進(jìn)行懸浮培養(yǎng)，

通過(guò)控制搖床的和溫度，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基成分中的,獲得大量毛狀根，用于提取

藥用成分。

20.工業(yè)上所說(shuō)的發(fā)酵是指微生物在有氧或無(wú)氧條件下通過(guò)分解與合成代謝將某些原料物質(zhì)轉(zhuǎn)

化為特定產(chǎn)品的過(guò)程。利用微生物發(fā)酵制作醬油在我國(guó)具有悠久的歷史。某企業(yè)通過(guò)發(fā)酵制作

醬油的流程示意圖如下