46发酵工程 高三生物复习系列教案
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增大字体[解题技巧]本讲内容与人们日常生活联系紧密，预计未来高考题目将是高中生物学知识综合的载体，突出微生物和发酵工程在生产生活中的应用。解题时综合运用高中生物学知识，特别是细胞的结构、组成细胞的化学成分、细胞代谢和繁殖等主干知识正确理解微生物的发酵，并分析指导生产生活实践。
[例3]在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫，溶解氧渐渐耗尽。随后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，酒精浓度渐渐上升泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和鲜啤酒。
根据上述过程，回答以下问题：
(1)该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是 。
(2)初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是 。
(3)酒精主要是啤酒酵母菌 期产生的 代谢产物。
(4)经测定酵母菌消耗的搪中)98．5％形成了酒精和其他发酵产物，其余1.5%则用于 。
(5)请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。
[解析]解该题需从如下四步分析：第一步，由题意可知酵母菌接入发酵罐初期代谢和繁殖旺盛，溶解氧渐渐耗尽表明酵母菌进行旺盛的有氧呼吸，而随后代谢繁殖仍在进行，只是速度减慢，同时糖减少、酒精增加，表明其进行酒精发酵，而酒精发酵为无氧呼吸的特征。第二步，酵母菌繁殖方式尽管有出芽生殖、有性生殖等，但条件适宜时，快速繁殖方式应为出芽生殖。第三步，酒精应属于次级代谢产物，产生于微生物生长一段时间后的稳定期，必须注意麦芽糖→葡萄糖是一水解过程，需要酶的催化。第四步，环境中的糖是作为酵母菌繁殖的生命活动的碳源和能源，除了形成酒精和其他代谢产物外，其余部分则用在了自身的生长繁殖上。
[答案](1)既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸 (2)出芽生殖 (3)稳定 次级 (4)酵母菌自身的生长和繁殖
(5)C12H22011+H20 → 2C6H1206 C6H1206 → 2C2H50H+CO2+H2O
三、基础能力测试
1．右图为黄色短杆菌合成赖氨酸的途径示意图，下列人工调控不可行的是 （ ）
A．增强黄色短杆菌细胞膜对苏氨酸的通透性
B．增强黄色短杆菌细胞膜对赖氨酸的通透性
C．运用基因工程删除黄色短杆菌高丝氨酸脱氢酶基因
D．诱变处理黄色短杆菌使高丝氨酸脱氢酶基因变异
2．血糖快速测试仪上的酶传感器中，使用的是( )
A．混合酶 B．固定化酶 C．游离的酶 D．一般酶制剂
3．谷氨酸发酵过程中，如果环境条件控制不当，则可能使代谢产物成为乳酸，那么，乳酸是下列哪种条件下的产物 ( )
A.pH值过小 B．pH值过大 C．溶氧过多 D．溶氧不足
4．应用发酵工程生产的产品不包括 ( )
A．初级代谢产物 B．次级代谢产物 C．单细胞蛋白 D．目的基因
5．以下发酵产品中，不属于代谢产物的是 ( )
A．味精 D．啤酒 C．“人造肉” D．人生长激素
6．基因工程培养的“工程菌”通过发酵工程生产的产品有 ( )
①石油 ②人生长激素 ③紫草素 ④聚乙二醇 ⑤胰岛素 ⑥重组乙肝疫苗
A．①③⑥ B．⑤②⑥ C．③⑤⑥ D．②③⑤
7．谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的培养基中，五大类营养要素物质不可缺少。其中那一种的营养要素要保持在适量状态，若缺乏，则菌体生长十分缓慢，若过量，则为乳酸发酵。（ ）
A．碳源 B．氮源 C．生长因子 D．水和无机盐
8．下列不属于发酵工程应用的是 ( )
A.生产抗生素、维生素、药用氨基酸等 B．生产啤酒、果酒和食醋等
C．用于化学检测和水质监测 D．生产各种各样的食品和添加剂
9．下列对微生物连续培养优点的叙述，不正确的是（ ）
A．能及时连续补充微生物所需的营养物质，提高产量
B．有利于微生物尽快将代谢产物释放到培养基中
C．提高了设备利用率且便于自动控制与管理
D．能及时排除部分有害代谢产物
四、潜能挑战测试
10．根据细菌的生长曲线回答下列问题：
(1)曲线形成的条件是 ；和自然生态系统相比，其区别是
(2)接种一段时间后，菌数迅速增加，此时种群数量变化与
曲线相似，其原因是
(3)若此细菌的初始数目为n，每繁殖一代用20分钟，则调整期后2小时，发酵罐中的菌数为
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