《2025年点金训练精讲巧练高中生物选择性必修3人教版》

探究活动
发酵工程是指采用现代工程技术，利用微生物给人类生产有用的产品，下图表示发酵工程的基本环节。据此探究下列问题：

探究1. 上图育种方式中，哪种育种方式可定向培育优良菌种？
探究2. 需进行严格灭菌的是哪些？
探究3. 发酵罐中的搅拌叶轮可能起到什么作用？

答案： 探究1.提示：基因工程育种。
探究2.提示：培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。
探究3.提示：使菌体与营养物质充分接触；增加溶氧量。

1. 下图是谷氨酸的发酵装置，下列关于发酵罐结构与功能的叙述，错误的是(C)


A.3、6处是发酵罐夹层中水的进出口，水在发酵罐夹层中流动的作用是冷却
B.在谷氨酸发酵过程中，当培养液呈中性或弱碱性时，会积累谷氨酸
C.发酵工程的中心环节是制备适合发酵菌种生长的培养基
D.1为观察孔，可观察微生物的生长状况和产品形成情况

答案： 1.C 解析：题图中3、6处是发酵罐夹层中水的进出口，在利用发酵罐进行发酵的过程中，由于微生物的呼吸作用以及搅拌等都能产生大量的热，使发酵液温度升高，为防止温度过高降低酶的活性，降低谷氨酸产量，常采取在发酵罐夹层中注入流动水的措施，达到冷却降温的目的，A正确；谷氨酸的发酵生产时，在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸，在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，B正确；发酵工程的中心环节是发酵，C错误；1为视窗或观察孔，可观察微生物的生长状况和产品形成情况，D正确。

2. 啤酒生产的简要流程如图所示，下列说法错误的是(A)


A.过程①利用大麦发芽产生的淀粉酶进行发酵，在焙烤时该酶失活
B.过程②中碾磨有利于淀粉与淀粉酶充分接触，加快淀粉分解，形成糖浆
C.发酵过程中要适时往外排气，后发酵时期可以延长排气时间间隔
D.过程③在菌种的选育上，可通过基因工程改造啤酒酵母，缩短生产周期

答案： 2.A 解析：过程①利用大麦发芽产生的淀粉酶进行发酵，焙烤的目的是利用加热杀死种子的胚但不使酶失去活性，A错误；原料淀粉必须与酶充分接触，反应才能完全，过程②中碾磨有利于淀粉与淀粉酶充分接触，加快淀粉分解，形成糖浆，B正确；由于酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸都会产生二氧化碳，所以发酵过程中要适时往外排气，后发酵时期由于糖类物质不充足，产生的气体变少，可以延长排气时间间隔，C正确；啤酒生产需要筛选产酒精量高的酵母菌，因此使用基因工程改造啤酒酵母，使之产酒精量提高，可以加速发酵过程，缩短生产周期，D正确。

3. 工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下，回答下列问题：

(1)米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的蛋白质可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供碳源。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的蛋白酶、脂肪酶能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于异养好氧(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于原核生物(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是酒精和二氧化碳。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是酒精、乳酸、食盐(答一个即可)(答出1点即可)。

答案： 3. 解析：
(1)大豆中含有丰富的蛋白质，可为微生物的生长繁殖提供氮源；小麦中的淀粉可为微生物的生长繁殖提供碳源。
(2)米曲霉在发酵过程中产生的蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，产生的脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸，使发酵的产物具有独特的风味。米曲霉发酵时需要利用现有的有机物和氧气，说明其代谢类型是异养好氧型。
(3)乳酸菌细胞没有由核膜包被的细胞核，属于原核生物。酵母菌属于兼性厌氧型微生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳。在发酵池中酵母菌产生的酒精能抑制杂菌的生长，乳酸菌产生的乳酸使发酵液呈酸性也能抑制杂菌的生长，同时往发酵池中添加的食盐也能抑制杂菌的生长。
答案：
(1)蛋白质 碳源
(2)蛋白酶 脂肪酶 氨基酸 异养好氧
(3)原核生物 酒精和二氧化碳 酒精、乳酸、食盐(答一个即可)