1、第 40 讲 生物技术在食品加工方面的应用【课下作业】1(2018江西新余第一中学月考)下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。请据图回答下列问题：(1)请将图 1 中的实验流程补充完整。(2)冲洗的主要目的是_，冲洗应特别注意不能_，以防止菌种的流失。(3)图 2 中的充气口在_时关闭，在_时连接充气泵，并不断向内_。(4)排气口在果酒发酵时排出的气体是由_产生的_，在果醋发酵时排出的是_。(5)从细胞核的构造看，酵母菌属于_生物，醋酸菌属于_生物。用_液使染色体着色，发现一个酵母菌细胞核中有 17 条染色体，该酵母菌是_倍体。(6)葡萄酒呈现红色的原因是_，重铬酸
2、钾在酸性条件下与酒精的颜色反应为_色。解析：(1)实验流程中，醋酸发酵是醋酸菌以酒精为原料产生果醋，所以图 1 方框中的内容是醋酸发酵。(2)果酒发酵是以附着在葡萄皮上的野生型酵母菌进行自然发酵的，实验流程中冲洗的主要目的是洗去浮尘；冲洗应特别注意不能反复冲洗，以防止菌种的流失。(3)酵母菌是兼性厌氧型生物，果酒制作要充气后密封，有氧时，酵母菌大量繁殖，无氧时发酵产生酒精，因此图 2 中的充气口在果酒发酵时关闭；醋酸菌是需氧型生物，在果醋发酵过程中，需充足的氧气，故在果醋发酵时连接充气泵，并不断向内泵入空(氧)气。(4)酵母菌无氧呼吸时，除了产生酒精，还会释放二氧化碳，因此排气口在果酒发酵时排
3、出的气体是由酵母菌产生的二氧化碳；在果醋发酵时排出的是剩余含氧量少的空气及二氧化碳。(5)从细胞核的构造看，酵母菌属于真核生物，醋酸菌属于原核生物；染色体容易被碱性染料染成深色，所以可用龙胆紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色，以便于观察。(6)由于红色葡萄皮中的色素溶解在发酵液中，所以葡萄酒呈现红色；重铬酸钾在酸性条件下与酒精的颜色反应为灰绿色。答案：(1)醋酸发酵(2)洗去浮尘 反复冲洗(3)果酒发酵 果醋发酵 泵入空(氧)气(4)酵母菌 二氧化碳(CO 2) 剩余含氧量少的空气及二氧化碳(5)真核 原核 龙胆紫溶液或醋酸洋红 单(6)红色葡萄皮中的色素溶解在发酵液中 灰绿2(2018宁夏六盘山
4、模拟)某校高三同学在生物实验室开展生物技术实践活动。请回答下列有关问题：(1)A 组同学制作的苹果酒清香、明快，风味清爽，它是由果汁发酵产生的。果汁发酵后是否有酒精产生，可用_来检验。(2)B 组同学在蓝莓果酒制作过程中，在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由_大量繁殖而形成的，其可在缺少糖源时将乙醇变为_，然后变为醋酸。(3)C 组同学用豆腐发酵制成腐乳，发酵过程中主要是微生物分泌的多种酶发挥作用，其中主要是_。(4)D 组同学制作泡菜。在泡菜腌制的过程中，要注意控制腌制的时间、_和食盐的用量；泡菜不能急着吃，是因为泡菜制作过程中会产生亚硝酸盐，实验室常采用比色法来检测泡菜中亚硝酸盐的含量，亚硝酸
5、盐在适宜条件下可以和相关试剂反应生成_色物质。解析：(1)在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。(2)参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型，果醋制作的原理是：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将蓝莓汁中的果糖分解成醋酸。(3)腐乳是用豆腐发酵制成的，有多种微生物参与其中，其中起主要作用的是毛霉，主要由蛋白酶起作用。(4)亚硝酸盐的含量常采用比色法来检测；亚硝酸盐在适宜条件下可以和相关试剂反应生成玫瑰红色物质。答案：(1)重铬酸钾溶液(2)醋酸杆菌 乙醛(3)蛋白酶 (4)温度 玫瑰红3(2018四川绵阳南山中学月考)一碟酸甜香脆的泡菜，能令人胃口大开。请根据所学知识回答下列
6、问题：(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜，原因是新鲜蔬菜中_。(2)制作泡菜所利用的菌种是_，与酿造果酒所需菌种相比较，该菌种细胞结构上的主要特点是_。(3)配制的盐水需煮沸，其作用是_和_。(4)测定亚硝酸盐含量的原理是亚硝酸盐与_发生重氮化反应后，与 N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成_色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。(5)提取亚硝酸盐的过程中使用的氢氧化铝乳液的作用是_。解析：(1)制作泡菜应选用新鲜的蔬菜，因为新鲜蔬菜中亚硝酸盐的含量低。(2)制作泡菜所利用的菌种是乳酸菌，酿造果酒所利用的菌种是酵母菌。乳酸菌与酵母菌相比没有以核膜
7、为界限的细胞核。(3)盐水需要煮沸是为了杀死盐水中的微生物，并且去除盐水中的氧气。(4)测定亚硝酸盐含量的原理是亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与 N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，然后将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。(5)提取亚硝酸盐的过程中使用的氢氧化铝乳液的作用是除去杂质。答案：(1)亚硝酸盐的含量低 (2)乳酸菌 没有以核膜为界限的细胞核(没有成形的细胞核)(3)杀死盐水中的微生物 去除盐水中的氧气(4)对氨基苯磺酸 玫瑰红(5)除去杂质4(2017高考海南卷)绿藻 A 是某种单细胞绿藻，能够合成物质 W。某小组
8、为探究氮营养缺乏对绿藻 A 增殖及物质 W 累计的影响，将等量的绿藻 A 分别接种在氮营养缺乏(实验组)和氮营养正常(对照组)的两瓶培养液中，并在适宜温度和一定光强下培养。定时取样并检测细胞浓度和物质 W 的含量，结果如图。(1)从图甲可知，在氮营养正常培养液的瓶中，绿藻 A 的种群增长曲线呈_型。(2)综合图甲和图乙的信息可知，在生产上，若要用少量的绿藻 A 获得尽可能多的物质 W，可以采取的措施是_。(3)若物质 W 是类胡萝卜素，根据类胡萝卜素不易挥发和易溶于有机溶剂的特点，应选择的提取方法是_。用纸层析法可以将类胡萝卜素与叶绿素分开，纸层析法分离的原理是_。(4)在以上研究的基础上，某
9、人拟设计实验进一步研究氮营养缺乏程度对物质 W 积累的影响，则该实验的自变量是_。(5)与在光照条件下相比，若要使绿藻 A 在黑暗条件下增殖，需要为其提供_(填“葡萄糖”或“纤维素”)作为营养物质，原因是_。解析：(1)图甲，与实验组比较，在氮营养正常培养液的瓶中，绿藻 A 的种群增长先增加后平稳，曲线呈 S 型。(2)由图甲可知，氮营养正常培养液绿藻增殖速度快；由图乙可知，缺氮营养液 W 含量高。故若要用少量的绿藻 A 获得尽可能多的物质 W，可以采取的措施是先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液中培养，等到细胞浓度最高时集中收集，再放在氮营养缺乏的培养液中继续培养。(3)根据类胡萝卜素不易挥发
10、和易溶于有机溶剂的特点，应选择的提取方法是萃取。类胡萝卜素和叶绿素在层析液(有机溶剂)中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离，这是纸层析法分离的原理。(4)实验目的是研究氮营养缺乏程度对物质 W 积累的影响，故自变量是培养基中的氮营养浓度。(5)绿藻黑暗中不能进行光合作用合成有机物，需要吸收葡萄糖满足生命活动的需要，而纤维素不能被绿藻利用。答案：(1)S(2)先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液中培养，等到细胞浓度最高时集中收集，再放在氮营养缺乏的培养液中继续培养(3)萃取 类胡萝卜素和叶绿素在层析液(有机溶剂)中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上
11、的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离(4)培养基中的氮营养浓度(5)葡萄糖 在黑暗下，绿藻不能进行光合作用合成糖类(有机物)，需要吸收葡萄糖为营养物质，而纤维素不能被绿藻吸收利用5(2018宁夏银川一中月考)利用葡萄汁生产的葡萄酒、葡萄醋深受市场欢迎，某校一生物实验小组尝试使用罐头瓶在常温(213 )下制作葡萄酒。请回答下列问题：(1)开始时，向消过毒的罐头瓶中加入新鲜的葡萄汁作为酵母菌的液体培养基，培养基一般包括_和无机盐。葡萄汁装入瓶中要留出大约 1/3 的空间。在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。通气的目的是_。在以后的过程中，每隔 12 小时左右将瓶盖拧松一次，此后再拧紧，这样做的目
12、的是_。(2)从野生酵母菌群中分离纯化酵母菌，常使用的接种方法是_和_两种。若计数酵母菌活菌的个数，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数在_之间、适于计数的平板。也可在显微镜下用_直接计数。(3)分离纯化出的酵母菌在20 长期保存，菌液中需要加入一定量的_(填“蒸馏水” “甘油”或“碳酸钙”)。解析：(1)微生物的培养基中一般都含有水、无机盐、碳源、氮源等营养物质。葡萄汁装入瓶中时，要留出大约 1/3 的空间。在以后的过程中，每隔 12 小时左右将瓶盖拧松一次(不是打开瓶盖)，这样做的目的是排出 CO2；并防止杂菌污染。(2)微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。
13、若计数酵母菌活菌的个数，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数在 30300 之间，适于计数的平板。也可在显微镜下用血细胞计数板直接计数。(3)分离纯化出的酵母菌在20 长期保存，菌液中需要加入一定量的甘油。答案：(1)水、碳源、氮源 提高酵母菌的数量 排出 CO2，防止杂菌污染(2)平板划线法 稀释涂布平板法 30300 血细胞计数板(3)甘油6近年来， 舌尖上的中国引发全民关注美食的热潮，其中不乏利用微生物发酵制作的美食，如素有“东方奶酪”之称的“石宝寨牌”忠州豆腐乳、中国泡菜领导品牌“吉香居”等。请回答下列有关问题：(1)“石宝寨牌”忠州豆腐乳前期发酵是在严格的无菌条件下
14、，接入优良毛霉菌种，这样可以_，温度应控制在_，并保持一定的_。然后向长满毛霉的豆腐块加盐，其作用是_，同时，盐还能_，避免豆腐块腐败变质。后期加入食盐、香料粉、乌杨白酒密闭发酵 6个月，乌杨白酒含量一般控制在 12%左右的原因是_。(2)制作“吉香居”泡菜时，起主要作用的微生物是_。为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是_。在发酵初期，很多杂菌会大量繁殖，其中导致泡菜水的表面长白膜的微生物是_。从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是_。解析：(1)传统腐乳制作中所需的毛霉来自空气中的毛霉孢子
15、，而现代的腐乳生产是将优良的毛霉菌种接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品的质量。制作腐乳时温度应控制在 1518 ，并保持一定的湿度。腐乳制作过程中，加盐可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，同时，盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。酒含量要控制在 12%左右，因为酒精含量过高，会使腐乳成熟的时间延长，酒精含量过低，不能抑制微生物的生长，造成杂菌污染。(2)制作泡菜时，起主要作用的微生物是乳酸菌。在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液的目的是增加乳酸菌含量。在发酵初期，酵母菌(或产膜酵母)可使泡菜水的表面形成白膜，开始制作后，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌数量增加，杂菌数
16、量减少。答案：(1)避免其他菌种的污染，保证产品的质量 1518 湿度 析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬 抑制微生物的生长 酒精含量过高会延长腐乳成熟的时间，含量过低，则不能抑制杂菌生长 (2)乳酸菌 增加乳酸菌含量 酵母菌(或产膜酵母) 乳酸菌数量增加，杂菌数量减少7(2018武昌模拟)鸭梨醋饮属于绿色健康饮品，既保存了鸭梨中的多种氨基酸、维生素、矿物质、有机酸等营养成分，又兼具果醋醒酒护肝、助消化、降低血脂、软化血管等的养生保健功能，深受广大消费者的青睐。下面为鸭梨醋饮的制作流程图，请据图回答问题： 新 鲜 的 鸭 梨 汁 果 酒 果 醋 鸭 梨 醋 饮(1)果酒的酿造原理是先使酵母菌进行_
17、，以增加酵母菌的数量，然后再通过_获得果酒。(2)在果酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在_上的野生型酵母菌。(3)酒精发酵时一般将温度控制在 1825 ，温度过高时，酵母菌代谢减慢甚至死亡，原因是_。(4)果醋发酵过程中，适宜的温度为_，较高浓度的酒精通常不适宜进行醋酸发酵，原因是_。(5)酒精发酵后转入醋酸发酵前，除改变温度外，还需调整的发酵条件是_。解析：(1)果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌在氧气充足时进行有氧呼吸，大量繁殖，在无氧条件下，进行无氧呼吸产生酒精。(2)在果酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在鸭梨皮上的野生型酵母菌。(3)温度主要影响酶的活性。(4)醋酸菌的最适生长
18、温度为3035 。酒精浓度过高会抑制醋酸菌的生长和代谢，影响产酸量。(5)醋酸菌是需氧型细菌，发酵时需要通入无菌空气。答案：(1)有氧呼吸 无氧呼吸(2)鸭梨皮(3)温度过高，酶的活性降低或失活(4)3035 较高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢，使产酸量下降(5)通入无菌空气8(2018开封模拟)下面是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，请据图回答下面的问题：(1)选用新鲜蔬菜做泡菜，原因是_。(2)为了保证既无杂菌，又能使发酵菌发挥正常作用，泡菜所用盐水应_再使用。(3)在泡菜腌制过程中经常向坛口边缘的水槽中补充水分的目的是提供_环境。(4)测定亚硝酸盐含量的方法是_，在泡菜腌
19、制过程中定期测定亚硝酸盐含量的目的是_。(5)同样的材料和腌制条件，不同坛中各时期测得亚硝酸盐含量不同，最可能的原因是_不同。(6)在果醋的制作过程中酒精浓度较高时，通常不适宜进行醋酸发酵，原因是较高浓度的酒精会_，使产酸量下降。(7)在制作腐乳、果醋、泡菜的过程中，需要氧气的是_。解析：(1)制作泡菜所用微生物是乳酸菌，蔬菜不新鲜会使杂菌进入，致使硝酸还原菌增多，亚硝酸盐的含量增大，不利于人体健康。(2)泡菜所用盐水需要消毒灭菌，故应先煮沸杀灭杂菌，后冷却至室温时再使用，这样既有利于消灭杂菌又能保护蔬菜表面的乳酸菌生存。(3)泡菜腌制过程中需要厌氧环境，故向坛口边缘的水槽中补充水分以隔绝空气
20、进入。(4)测定亚硝酸盐含量的方法是比色法。在泡菜腌制过程中定期测定亚硝酸盐含量的目的是把握取食的最佳时间。(5)同样的材料和腌制条件，不同坛中各时期测得亚硝酸盐含量不同，这可能是由于泡菜在腌制过程中，各坛中微生物的种类和数量不同(包括一些硝酸盐还原菌)造成的。(6)酒精具有杀菌防腐作用，较高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢，使产酸量下降。(7)制作腐乳的毛霉、制作果醋的醋酸菌属于好氧菌，制作泡菜的乳酸菌属于厌氧菌。答案：(1)亚硝酸盐的含量低(2)先煮沸杀灭杂菌，后冷却至室温(3)无氧(4)比色法 把握取食的最佳时间(5)各坛中微生物的种类和数量(6)抑制醋酸菌的生长和代谢(7)制作腐乳和
21、制作果醋9(2018四川绵阳南山中学月考)胡萝卜素广泛存在于植物、藻类和真菌中，人体内不能合成 胡萝卜素，必须从外界摄取。工业上大量获得 胡萝卜素主要通过三孢布拉氏霉菌发酵生产。请回答下列问题：(1)根据胡萝卜素分子中_的数目可将胡萝卜素分为 、 三种。一分子 胡萝卜素在人体内可被氧化成两分子的_ ，因此，胡萝卜素可以用来治疗夜盲症等疾病。(2)培养三孢布拉氏霉菌时，培养基中的基本营养物质包括碳源、氮源、水和无机盐四大类。为了获得高产菌株的单个菌落，接种时可用接种环在固体培养基上进行_操作，为了使聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面，进行该操作时应该特别注意两点，一是每一次划线前要灼烧接种环(
22、并待其冷却)，二是_。(3)让高产菌株大量繁殖的过程叫菌种培养，大量产生胡萝卜素的过程叫发酵培养。这两个过程中_的培养基中碳/氮比例更高，原因是_。(4)萃取胡萝卜素时一般选择石油醚作萃取剂，原因是该有机溶剂能够充分溶解胡萝卜素、具有较高的_并且不与水混溶。解析：(1)根据胡萝卜素分子中碳碳双键的数目可将胡萝卜素分为 、 三种。一分子 胡萝卜素在人体内可被氧化成两分子的维生素 A，因此，胡萝卜素可以用来治疗夜盲症等疾病。(2)培养三孢布拉氏霉菌时，培养基中的基本营养物质包括碳源、氮源、水和无机盐四大类。为了获得高产菌株的单个菌落，接种时可用接种环在固体培养基上进行平板划线操作，为了使聚集的菌种
23、逐步稀释分散到培养基的表面，进行该操作时应该特别注意两点，一是每一次划线前要灼烧接种环(并待其冷却)，二是下一次划线要从上一次的末端开始。(3)让高产菌株大量繁殖的过程叫菌种培养，大量产生胡萝卜素的过程叫发酵培养。这两个过程中，发酵培养的培养基中碳/氮比例更高，原因是胡萝卜素只含碳和氢，不含氮，三孢布拉氏霉菌产生胡萝卜素需要大量碳源。(4)萃取胡萝卜素时一般选择石油醚作萃取剂，原因是该有机溶剂能够充分溶解胡萝卜素、具有较高的沸点并且不与水混溶。答案：(1)碳碳双键 维生素 A(2)(平板)划线 下一次划线要从上一次的末端开始(3)发酵培养 胡萝卜素只含碳和氢，不含氮，三孢布拉氏霉菌产生胡萝卜素需要大量碳源(4)沸点
