（浙江專版）2019版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第31講 生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用學(xué)案

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1、 第31講　生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用 考點(diǎn)　生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用 一、果酒及果醋的制作 1.制作原理 類型 微生物 原理 果酒 酵母菌 ①有氧條件下，進(jìn)行需氧呼吸，大量繁殖 ②無氧條件下，進(jìn)行酒精發(fā)酵，反應(yīng)式為：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量 果醋 醋化醋桿菌 ①當(dāng)氧氣和糖元都很充足時(shí)，可將糖分解為醋酸 ②當(dāng)氧氣充足，缺少糖元時(shí)，醋化醋桿菌將乙醇轉(zhuǎn)變?yōu)橐宜?，反?yīng)式為：C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O 2.制作流程 3.發(fā)酵裝置 (1)各部位的作用 ①充氣口：在果酒制作時(shí)封閉，在醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣。 ②排

2、氣口：排出酒精發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的CO2；與排氣管相連的長而彎曲的膠管，加水后防止空氣中微生物的污染。 ③出料口：是用來取樣的。 (2)榨汁機(jī)和發(fā)酵瓶都需清洗干凈，且發(fā)酵瓶要進(jìn)行消毒處理。 4.注意事項(xiàng) (1)果酒制作過程中，葡萄在用高錳酸鉀溶液浸泡后，一定要用清水將高錳酸鉀溶液沖洗干凈，之后再去梗。 (2)將葡萄漿放入發(fā)酵瓶時(shí)，裝量不能超過2/3。 (3)果醋發(fā)酵時(shí)，通氣孔需塞上脫脂棉球，以過濾空氣。 (4)醋化醋桿菌培養(yǎng)物與酒—水混合物混勻后需將pH調(diào)至7.0(中性)。 二、泡菜的腌制和亞硝酸鹽的測定 1.泡菜制作 (1)制作原理：在無氧條件下，微生物(乳酸菌和假絲酵母)利用蔬

3、菜中的糖和其他營養(yǎng)物進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)物有有機(jī)酸和醇類物質(zhì)等，其中也有亞硝酸。 (2)制作流程： 2.亞硝酸鹽含量的測定 (1)原理：亞硝酸鹽＋對氨基苯磺酸→反應(yīng)物(重氮化反應(yīng))；反應(yīng)物＋N－1－萘基乙二胺→紫紅色產(chǎn)物(偶聯(lián)反應(yīng))。 (2)用顯色反應(yīng)后的樣品經(jīng)光電比色法定量測定OD值。 (3)用已知濃度的亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液測量OD值并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線得到樣品中的亞硝酸鹽的質(zhì)量。 (4)計(jì)算泡菜中亞硝酸鹽的含量。公式如下： X1＝(m2×V1)/(m1×V2) 式中：X1為樣品中亞硝酸鹽量(單位mg/kg) V1為樣品處理液總體積 m1為樣品質(zhì)量(單位g) m2為

4、通過標(biāo)準(zhǔn)曲線得到樣品中的亞硝酸鹽的質(zhì)量(單位μg) V2為測定用樣品液體積 (2017·4月浙江選考　節(jié)選)回答與泡菜腌制和亞硝酸鹽測定有關(guān)的問題： (1)泡菜腌制過程中，會產(chǎn)生有機(jī)酸、醇類和亞硝酸鹽，其中醇類是由________進(jìn)行厭氧呼吸產(chǎn)生。亞硝酸鹽對人體有害，為測定泡菜中亞硝酸鹽含量，從泡菜中提取亞硝酸鹽，與________發(fā)生重氮化反應(yīng)，再與N－1－萘基乙二胺偶聯(lián)，形成紫紅色產(chǎn)物。然后用光程為1 cm的________，在550 nm光波下測定光密度值，與由已知濃度梯度 亞硝酸鈉制作的________比對，計(jì)算樣品中亞硝酸鹽的含量。 (2)已知乳酸菌中的亞硝酸還

5、原酶能降解亞硝酸鹽。在一定的腌制時(shí)間內(nèi)，隨著腌制時(shí)間的延長，泡菜中亞硝酸鹽含量逐漸降低，是由于在厭氧和________環(huán)境下亞硝酸鹽被亞硝酸還原酶降解。 解析　(1)泡菜腌制過程中，產(chǎn)生的醇類物質(zhì)是由假絲酵母進(jìn)行厭氧呼吸產(chǎn)生。為測定泡菜中亞硝酸鹽含量，從泡菜中提取亞硝酸鹽，與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，產(chǎn)物再與N－1－萘基乙二胺偶聯(lián)反應(yīng)，形成紫紅色產(chǎn)物。然后用光程為 1 cm的比色杯，在550 nm光波下測定光密度值，與由已知濃度梯度亞硝酸鈉制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線比對，計(jì)算樣品中亞硝酸鹽的含量。(2)泡菜腌制中產(chǎn)生的亞硝酸鹽可被亞硝酸還原酶催化降解，該酶在厭氧和酸性環(huán)境下能催化亞硝酸鹽降解。 答

6、案　(1)假絲酵母　對氨基苯磺酸　比色杯　標(biāo)準(zhǔn)曲線　(2)酸性 本題組對應(yīng)選修一P45～P50，果酒及果醋的制作；選修一P53～P57，泡菜的腌制和亞硝酸鹽的測定 1.酵母菌只有在無氧條件下才能進(jìn)行酒精發(fā)酵，且當(dāng)培養(yǎng)液中乙醇的濃度超過16%時(shí)，酵母菌就會死亡。所以自然釀成的葡萄酒度數(shù)一般不高。將葡萄漿裝入發(fā)酵瓶中，裝量不要超過2/3，目的是：緩存二氧化碳，防止發(fā)酵液外溢。裝置中帶有彎曲的玻璃管的作用：防止空氣和雜菌進(jìn)入，同時(shí)使發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳可以出去，減小瓶中的壓力。果酒發(fā)酵瓶一般放在25～30 ℃條件下2～3天。當(dāng)發(fā)酵瓶中停止出現(xiàn)氣泡時(shí)，表示發(fā)酵完畢。 2.制作果酒的干酵母需用溫水調(diào)

7、成糊狀，再加入極少量蔗糖，促使酵母菌迅速發(fā)酵。若使用塑料瓶進(jìn)行果酒發(fā)酵，可能出現(xiàn)負(fù)壓，這是因?yàn)槲⑸锇l(fā)生了需氧呼吸造成的。這時(shí)可以加入更多的酵母，使發(fā)酵盡快發(fā)生。 3.醋桿菌在有氧條件下才能將乙醇氧化為醋酸，它所產(chǎn)生的醋酸可以使培養(yǎng)液中醋酸的含量高達(dá)13%，教材果醋制作采用了固定化醋桿菌進(jìn)行醋酸發(fā)酵。乙瓶為發(fā)酵瓶，其中的鋸末的功能是作為固定醋桿菌的介質(zhì)。這樣做的好處是有利于醋桿菌的重復(fù)利用和產(chǎn)物的分離。乙瓶中的鋸末裝至八分滿，原因是醋桿菌發(fā)酵需要氧氣，乙瓶的下口有一玻璃管，要向里通入無菌空氣，具體做法是在該管中塞脫脂棉球，該管的另一端要升至鋸末之上。乙瓶下口還有一處帶有膠管，上有一螺絲夾，主

8、要用于控制發(fā)酵液流出的速率。發(fā)酵開始時(shí)，需將酒水混合物的pH調(diào)到7.0左右，發(fā)酵過程中，每天檢測流出液的pH，等到流出液的pH不再減少時(shí)，就可以停止實(shí)驗(yàn)了。 4.果醋制作用到的醋化醋桿菌的培養(yǎng)基成分有：蛋白胨、酵母提取物、甘露醇。 5.泡菜腌制過程中起作用的微生物主要是乳酸菌和假絲酵母，是天然微生物發(fā)酵而成。泡菜腌制過程中，在無氧條件下，微生物利用菜中的糖類和其他營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵，產(chǎn)物有有機(jī)酸(如乳酸)和醇類物質(zhì)，其中也有亞硝酸鹽。亞硝酸鹽可以與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，這一產(chǎn)物與N－1－萘基乙二胺偶聯(lián)，形成紫紅色產(chǎn)物，可用光電比色法定量。 6.光電比色法測定時(shí)，樣品經(jīng)顯色處理后，用光

9、程為1 cm的比色杯在550__nm處測定光密度值(OD值)，并以10__mL水為空白對照。用已知濃度的亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行相同的顯色處理后，用相同方法測定OD值，以亞硝酸鈉質(zhì)量為橫坐標(biāo)，以O(shè)D值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。 角度　果酒、果醋及泡菜的制作 1.(2017·3月嘉興模擬　節(jié)選)泡菜是人們喜愛的食品，但在腌制的過程中會產(chǎn)生一定量的亞硝酸鹽，危害人們的健康。研究人員檢測了不同濃度的食鹽、不同發(fā)酵階段的泡菜中的亞硝酸鹽含量，結(jié)果如下圖所示。 請回答： (1)制作泡菜時(shí)如希望發(fā)酵快一些，可將蔬菜放在________中浸泡1分鐘后入壇。發(fā)酵壇中還可加一些白酒，加白酒的目的是增加

10、醇香感和________。 (2)據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是________。 A.腌制泡菜的最佳食鹽用量約為5% B.過多的食鹽可能會抑制發(fā)酵作用 C.腌制初期泡菜的亞硝酸鹽含量上升 D.食用泡菜最安全的是腌制后3～9天 (3)在利用光電比色法測定泡菜亞硝酸鹽含量時(shí)，在樣品溶液中加入顯色劑會生成________色產(chǎn)物。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)，可以亞硝酸鈉的質(zhì)量為橫坐標(biāo)，以________為縱坐標(biāo)。對樣品和標(biāo)準(zhǔn)溶液的測定中，要用光程相同的________。 解析　(1)泡菜制作時(shí)，為加快發(fā)酵進(jìn)程可以將蔬菜放在開水中燙1分鐘后入壇，還可以加入已腌制過的泡菜汁。發(fā)酵壇中加入白酒的目的是抑制雜

11、菌生長和增加醇香感。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，腌制泡菜時(shí)亞硝酸鹽含量初期上升，之后會下降，C正確；腌制泡菜的最佳食鹽用量是5%，從亞硝酸鹽含量上看，食鹽用量5%時(shí)，第9天開始亞硝酸鹽含量已很低，A正確；食鹽用量7%時(shí)，雖然亞硝酸鹽含量很低，但是食鹽含量過高會抑制發(fā)酵，影響泡菜口味，B正確；從亞硝酸鹽含量上看，泡菜在腌制9天之后食用是安全的，D錯誤。(3)在利用光電比色法測定泡菜亞硝酸鹽含量時(shí)，在樣品溶液中加入顯色劑會生成紫紅色產(chǎn)物。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)，可以亞硝酸鈉的質(zhì)量為橫坐標(biāo)，以光密度值為縱坐標(biāo)。對樣品和標(biāo)準(zhǔn)溶液的測定，要用光程相同的比色杯。 答案　(1)開水　抑制雜菌生長　(2)D　(3)紫紅　光

12、密度值　比色杯 2.(2017·3月紹興模擬　節(jié)選)下圖為某農(nóng)戶通過種植農(nóng)作物，養(yǎng)殖豬、鴨，興建沼氣池等措施構(gòu)建了新型農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。 請回答： (1)農(nóng)戶利用種植的葡萄制葡萄酒和葡萄醋，利用的微生物分別是________，在制作葡萄酒時(shí)，發(fā)酵液裝量不能超過發(fā)酵瓶容量的________，發(fā)酵溫度保持在________，制作果醋時(shí)，可以利用________技術(shù)，將微生物吸附在鋸末上進(jìn)行生產(chǎn)。 (2)農(nóng)戶利用種植的黃瓜等新鮮蔬菜腌制泡菜時(shí)，微生物利用新鮮蔬菜中的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵，會產(chǎn)生________。泡菜中的亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸反應(yīng)的產(chǎn)物與N－1－萘基乙二胺偶聯(lián)，形成________

13、(A.橙紅色　B.鮮紅色　C.紫紅色　D.絳紫色)的產(chǎn)物，根據(jù)這一特性可利用光電比色法定量。 (3)農(nóng)戶在果酒、果醋和泡菜的生產(chǎn)過程，沒有進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌也能制作成功，其原因是___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 解析　(1)利用葡萄制葡萄酒和葡萄醋，利用的微生物分別是酵母菌和醋化醋桿菌，在制作葡萄酒時(shí)，由于發(fā)酵會產(chǎn)生大量CO2，發(fā)酵液裝量不能超過發(fā)酵瓶容量的2/3，發(fā)酵溫度保持在25～3

14、0 ℃，制作果醋時(shí)，可以利用固定化技術(shù)，將微生物吸附在鋸末上進(jìn)行生產(chǎn)，這些發(fā)酵菌可以多次重復(fù)利用。(2)利用新鮮蔬菜腌制泡菜時(shí)，微生物利用新鮮蔬菜中的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵，會產(chǎn)生有機(jī)酸和醇類物質(zhì)。泡菜中的亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸反應(yīng)的產(chǎn)物與N－1－萘基乙二胺偶聯(lián)，形成紫紅色的產(chǎn)物。(3)通常果酒、果醋和泡菜的生產(chǎn)過程，沒有進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌也能制作成功，其原因是通過加大接種量和控制發(fā)酵條件，使發(fā)酵菌種在短時(shí)間內(nèi)大量繁殖，并產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物，形成生長優(yōu)勢，抑制雜菌的生長。 答案　(1)酵母菌和醋化醋桿菌　2/3　25～30 ℃　固定化　(2)有機(jī)酸和醇類物質(zhì)　C　(3)發(fā)酵菌種在短時(shí)間內(nèi)大量繁殖，并產(chǎn)生

15、大量代謝產(chǎn)物，抑制雜菌的生長繁殖 果酒、果醋和泡菜的制作的比較 比較項(xiàng)目 果酒的制作 果醋的制作 泡菜的制作 作用微生物 酵母菌(真菌) 醋化醋桿菌(細(xì)菌) 假絲酵母和乳酸菌 原理 酵母菌在無氧的條件下將葡萄糖氧化成乙醇，而且當(dāng)培養(yǎng)液中乙醇濃度為16%時(shí)，酵母菌死亡 醋化醋桿菌在有氧條件下將乙醇氧化為醋酸 乳酸菌和假絲酵母將糖轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸和醇類物質(zhì) 發(fā)酵溫度 25～30 ℃ 30～35 ℃ 25 ℃以下 發(fā)酵時(shí)間 2～3 d 7～8 d 10 d以上 制作流程 連接發(fā)酵裝置 ↓ 加入醋化醋桿菌 ↓ 發(fā)酵并檢測pH ↓ 調(diào)節(jié)活

16、塞，控制流量 ↓ 測定pH，監(jiān)控發(fā)酵情況 (時(shí)間：40分鐘　分?jǐn)?shù)：100分) 1.下圖表示果酒和果醋制作過程中的物質(zhì)變化過程，下列敘述正確的是(　　) A.過程①和②都只能發(fā)生在缺氧條件下 B.過程①和③都只發(fā)生在酵母細(xì)胞的線粒體中 C.過程③和④都需要氧氣的參與 D.過程①～④所需的最適溫度基本相同 解析?、龠^程是糖酵解，有氧無氧條件均可以發(fā)生，②過程只能發(fā)生在無氧條件下，A錯誤；①在酵母菌的細(xì)胞溶膠中進(jìn)行，③在酵母菌線粒體內(nèi)進(jìn)行，B錯誤；③為需氧呼吸第二、三階段，需要氧氣參與，④需要氧氣參與，C正確；過程①②③為酵母菌的呼吸作用，最適宜溫度約為25～30

17、℃；④的最適宜溫度為30～35 ℃，D錯誤。 答案　C 2.在我國北方及西南地區(qū)，人們有制作泡菜和酸菜的習(xí)慣。請回答： (1)腌制泡菜所需要的菌種為假絲酵母和________，后者的呼吸方式是________；但這類菜品在腌制過程中會產(chǎn)生一定量的________。腌制泡菜的基本過程是：選用原料白菜等，將洗凈的菜壇加入蔬菜、鹽水、糖及調(diào)味品，混合均勻，再加上一些白酒，在________條件下，微生物利用菜中的一些營養(yǎng)物質(zhì)和________，其發(fā)酵產(chǎn)物是有機(jī)酸和醇類物質(zhì)。寫出制作過程中主要的反應(yīng)式________。 (2)下列不是白酒的作用的是________。 A.白酒可以促進(jìn)假絲酵母

18、生長 B.白酒可以調(diào)味 C.可抑制泡菜表面雜菌生長 D.白酒可增加醇香感 (3)在發(fā)酵中期，隨著________產(chǎn)生，pH________。 解析　腌制泡菜所需要的菌種為假絲酵母和乳酸菌，乳酸菌呼吸方式是厭氧呼吸，腌制過程中會產(chǎn)生一定量的亞硝酸鹽。腌制泡菜的原理是在無氧條件下，微生物利用菜中的一些營養(yǎng)物質(zhì)和糖，其發(fā)酵產(chǎn)物是有機(jī)酸和醇類物質(zhì)。主要的反應(yīng)式是C6H12O62C3H6O3＋能量。腌制泡菜時(shí)加入白酒的作用是可以調(diào)味、可抑制泡菜表面雜菌生長、增加醇香感。 答案　(1)乳酸菌　厭氧呼吸　亞硝酸鹽　無氧　糖　C6H12O62C3H6O3＋能量　(2)A　(3)乳酸　下降 3

19、.生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用十分廣泛，如果酒、果醋制作是常見的例子。請回答下列有關(guān)果酒、果醋制作的問題： (1)在果酒、果醋制作中，都需要大量純種發(fā)酵微生物，所以首先要對發(fā)酵微生物進(jìn)行培養(yǎng)，在微生物培養(yǎng)過程中，除考慮營養(yǎng)條件外，還要考慮溫度、________、滲透壓等條件；為防止雜菌污染，還需對培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進(jìn)行________(填“消毒”或“滅菌”)；操作者的雙手需要進(jìn)行清洗和________；靜止空氣中的細(xì)菌可用紫外線殺滅，其原因是 _______________________________

20、____________________________。 (2)下圖是果酒制果醋的發(fā)酵裝置。醋酸發(fā)酵在________瓶中進(jìn)行，發(fā)酵所需的微生物是________。若乙瓶中流出液明顯呈酸性，則說明流出液中有________生成。向乙瓶中通入空氣的主要原因是________。 A.果酒生成醋酸時(shí)需要氧氣 B.通入空氣可使乙瓶中的鋸末呈松散狀 C.使乙瓶中流出的液體緩慢滴入丙瓶中 D.使甲瓶中流出的液體緩慢滴入乙瓶中 (3)如果將該裝置改為酒精的發(fā)酵裝置，需要修改的地方是________。 解析　在微生物培養(yǎng)過程中，除考慮營養(yǎng)條件外，還要考慮溫度、酸堿度、滲透壓等條件；為防止雜

21、菌污染，還需對培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進(jìn)行滅菌；操作者的雙手需要進(jìn)行清洗和消毒；靜止空氣中的細(xì)菌可用紫外線殺滅，原因是紫外線能使蛋白質(zhì)變性失活。如圖在果醋的發(fā)酵裝置中，醋酸發(fā)酵在乙瓶中進(jìn)行，發(fā)酵所需的微生物是醋化醋桿菌是好氧型細(xì)菌，發(fā)酵時(shí)要向乙瓶中通入空氣。若乙瓶中流出液明顯呈酸性，則說明流出液中有醋酸生成。如果將該裝置改為酒精的發(fā)酵裝置，則不需要通入空氣。 答案　(1)酸堿度(pH)　滅菌　消毒　紫外線能使蛋白質(zhì)變性失活　(2)乙　醋化醋桿菌　醋酸　A　(3)不需要通入空氣 4.(2017·杭州期末　節(jié)選)請回答用梨釀制醋酸實(shí)驗(yàn)的有關(guān)問題： (1)梨汁制作：用渾濁的梨汁制作澄清的梨汁可加入___

22、_____酶。為證明該酶的效果，可分別取等量________的梨汁，各加入等量的95%乙醇，預(yù)計(jì)前者出現(xiàn)的沉淀物較少。梨汁的澄清度與酶的________呈正相關(guān)。 (2)酒精發(fā)酵：干酵母制成糊狀后，為使酵母迅速發(fā)生作用，可加極少量的________。適宜條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵，待酵母下沉，可用________法將上清液(即果酒)取出。 (3)醋酸發(fā)酵：為防止培養(yǎng)基沾到三角瓶壁或試管壁上，在將培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到三角瓶或試管中時(shí)必須用________。下列不能縮短果醋制作周期的措施是________。 A.用果酒為原料 B.增加醋桿菌的數(shù)量 C.將酒－水混合物pH調(diào)至7.0 D.發(fā)酵階段封閉充氣

23、口 解析　(1)梨汁渾濁是因?yàn)槠渲杏休^多的果膠，加入果膠酶將其水解就可以得到澄清的梨汁了。證明酶的作用效果，可設(shè)置對照，向等量果膠酶處理過的澄清的梨汁和未經(jīng)處理的渾濁的梨汁，各加95%的乙醇，因?yàn)楣z不溶于95%的乙醇，前者果膠已水解沒有沉淀或沉淀少，而后者會出現(xiàn)較多沉淀。因此，梨汁的澄清度與果膠酶的活性和數(shù)量呈正相關(guān)。(2)為使干酵母迅速發(fā)揮作用，可用溫水將干酵母粉末制成糊狀，并加極少量蔗糖促使酵母快速增殖。果酒發(fā)酵后，待酵母下沉，可用虹吸法將上清液取出。(3)在將培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到三角瓶或試管時(shí)，要使用三角漏斗，以免培養(yǎng)基沾到壁上，造成污染。為縮短果醋制作周期，可以用果酒為原料，增加醋桿菌的接

24、種量，將原料pH調(diào)到7.0，溫度控制在37 ℃并且不斷充入潔凈空氣。醋酸發(fā)酵是需氧發(fā)酵，密閉不利于醋酸發(fā)酵進(jìn)行。 答案　(1)果膠　澄清的梨汁和渾濁(順序不能置換)　活性和數(shù)量　(2)蔗糖　虹吸　(3)三角漏斗　D 5.(2017·十校聯(lián)盟模擬　節(jié)選)請回答果醋制作和醋化醋桿菌擴(kuò)大培養(yǎng)及篩選的相關(guān)問題： (1)醋化醋桿菌在________條件下才能將乙醇轉(zhuǎn)化為醋酸，因此需要持續(xù)往發(fā)酵瓶中通入足量的________。 (2)底物充足條件下，醋酸發(fā)酵液pH變化是________(A.持續(xù)變大　B.先變大后穩(wěn)定　C.持續(xù)變小　D.先變小后穩(wěn)定)。 (3)對醋化醋桿菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)所需

25、的液體培養(yǎng)基(1L)配方為：蛋白胨3 g、酵母提取物5 g、________25 g和蒸餾水，并調(diào)pH至________，再用________法進(jìn)行滅菌。若要分離醋桿菌，還需在上述的培養(yǎng)基中加入適量的________。 解析　(1)醋化醋桿菌在有氧條件下才能將乙醇轉(zhuǎn)化為醋酸，因此需要持續(xù)往發(fā)酵瓶中通入足量的經(jīng)過濾的空氣。(2)底物充足條件下，醋酸發(fā)酵液pH變化是先變小后穩(wěn)定，這是因?yàn)榘l(fā)酵導(dǎo)致醋酸積累，pH變小，之后醋酸積累一定濃度(13%)醋桿菌生長受抑制，醋酸不能繼續(xù)積累，pH穩(wěn)定，發(fā)酵也就完成了。(3)對醋化醋桿菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)所需的液體培養(yǎng)基成分，除題目已列之外還需要甘露醇，并且培養(yǎng)基p

26、H應(yīng)調(diào)到7.0，再進(jìn)行高壓蒸汽滅菌。分離菌種通常用固體培養(yǎng)基，需在液體培養(yǎng)基中加入一定量的瓊脂。 答案　(1)有氧　(經(jīng)過濾的)空氣　(2)D　(3)甘露醇　7.0　高壓蒸汽滅菌　瓊脂 6.(2016·浙江高考)某研究小組以紫葡萄為原料制作葡萄酒的基本流程和裝置示意圖如下圖所示。 請回答： (1)制作葡萄漿前，對葡萄進(jìn)行清洗和用________色的高錳酸鉀溶液浸泡。制作酵母懸液時(shí)，在干酵母中加入少量溫水和極少量蔗糖。待酵母懸液中出現(xiàn)________即可。 (2)裝瓶后開始的一段時(shí)間，發(fā)酵瓶中溶解氧的含量變化是________發(fā)酵過程中，發(fā)酵瓶中酒精的含量變化是________。

27、 (3)下列關(guān)于裝置中有水彎管作用的敘述，錯誤的是________。 A.隔絕氣體出入 B.使發(fā)酵瓶內(nèi)外的壓強(qiáng)基本平衡 C.減少雜菌污染 D.有利于發(fā)酵瓶內(nèi)形成缺氧環(huán)境 (4)實(shí)驗(yàn)中，判斷發(fā)酵完畢的依據(jù)是________。 A.發(fā)酵瓶中pH開始下降 B.發(fā)酵瓶中停止出現(xiàn)氣泡 C.發(fā)酵瓶中酒精濃度達(dá)到30% D.發(fā)酵瓶中酵母菌數(shù)量急劇減少 (5)欲利用葡萄酒制作果醋，發(fā)酵瓶中應(yīng)加入的菌種是________，該菌種在________條件下能將乙醇氧化為醋酸。 解析　(1)高錳酸鉀溶液的顏色為紅(紫)色。如果酵母懸液中出現(xiàn)氣泡，則說明酵母菌開始進(jìn)行細(xì)胞呼吸釋放二氧化碳了，說明酵

28、母菌已被活化。(2)葡萄酒制作過程中氧氣不斷被消耗，待氧氣含量不足時(shí)，酵母菌開始進(jìn)行厭氧呼吸產(chǎn)生酒精，故發(fā)酵瓶中酒精的含量不斷增加。(3)葡萄酒制作裝置中有水彎管的主要作用是防止雜菌污染、及時(shí)排氣、防止發(fā)酵液溢出等，但CO2仍可逐漸排出。(4)發(fā)酵完畢的判斷依據(jù)是發(fā)酵瓶中無氣泡產(chǎn)生。(5)醋酸發(fā)酵需要醋化醋桿菌，該菌是一種好氧微生物。 答案　(1)紅(紫)　氣泡　(2)減少　增加　(3)A　(4)B (5)醋化醋桿菌　有氧 7.泡菜是指我國農(nóng)村地區(qū)所盛行的一種利用乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的美食。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A.整個發(fā)酵過程中亞硝酸鹽的含量變化趨勢為先增加后減少 B.發(fā)酵時(shí)

29、乳酸菌包括乳酸桿菌和乳酸鏈球菌，因此俗稱乳酸菌是一個種群 C.亞硝酸鹽是一種強(qiáng)致癌物，在酸性條件下轉(zhuǎn)化為亞硝胺后致癌能力下降 D.在發(fā)酵過程中泡菜壇邊沿水槽中注滿水后就不要再動 解析　發(fā)酵初期乳酸菌和乳酸的量少，硝酸鹽還原菌使亞硝酸鹽的含量增加，中期乳酸的量增多，硝酸鹽還原菌的活動受到抑制，同時(shí)形成的亞硝酸鹽被分解，含量下降，A正確；乳酸菌是一類生物，而不是一個種群，B錯誤；亞硝酸鹽在特定條件下轉(zhuǎn)化為亞硝胺，有致癌作用，C錯誤；在發(fā)酵用的泡菜壇邊沿水槽中注滿水，且要注意經(jīng)常補(bǔ)充水，以保證壇內(nèi)的無氧環(huán)境，可以開蓋食用，但要及時(shí)蓋上，D錯誤。 答案　A 8.(2015·江蘇高考改編)下圖

30、為蘋果酒的發(fā)酵裝置示意圖，下列敘述正確的是(　　) A.發(fā)酵過程中酒精的產(chǎn)生速率越來越快 B.集氣管中的氣體是酵母菌厭氧呼吸產(chǎn)生的CO2 C.發(fā)酵過程中酵母種群呈“J”形增長 D.若發(fā)酵液表面出現(xiàn)菌膜，最可能原因是發(fā)酵瓶漏氣 解析　蘋果酒的發(fā)酵過程中酵母菌先進(jìn)行需氧呼吸，后進(jìn)行厭氧呼吸。發(fā)酵過程中由于營養(yǎng)物質(zhì)減少、有害產(chǎn)物積累和pH的改變，酒精的產(chǎn)生速率越來越慢，A錯誤；集氣管中的氣體是酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2，但不是只有厭氧呼吸產(chǎn)生，B錯誤；由于發(fā)酵條件有限，發(fā)酵過程中酵母種群先呈“S”形增長，而后減少，C錯誤；菌膜主要是醋酸菌，屬需氧型生物，若發(fā)酵液表面出現(xiàn)菌膜，最可能原因是發(fā)

31、酵瓶漏氣，造成醋酸菌大量出現(xiàn)，D正確。 答案　D 9.在中國古代就有傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的廣泛應(yīng)用，比如果酒、果醋的釀造以及腐乳、泡菜的制作等，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，人們利用現(xiàn)代生物技術(shù)來制作果汁、提取胡蘿卜素和生產(chǎn)生物能源酒精等。下面結(jié)合所學(xué)生物學(xué)知識分析不同生物技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用。 (1)某生物興趣小組利用發(fā)酵裝置制作果酒和果醋，請分析回答下列問題： ①制作果酒時(shí)，為保證發(fā)酵罐中有較多的菌體，必須先________，達(dá)到一定數(shù)量后，則應(yīng)控制的培養(yǎng)條件是________。 ②發(fā)酵過程應(yīng)及時(shí)排氣，這是因?yàn)開_______。 ③當(dāng)果酒制作好之后，如果利用此裝置繼續(xù)制作果醋，為保證效果，應(yīng)向發(fā)酵

32、液中________。 (2)泡菜是人們?nèi)粘Ｉ钪斜容^喜歡的一種食品，但是泡菜中卻含有亞硝酸鹽。當(dāng)人體攝入的亞硝酸鹽總量達(dá)到0.3～0.5 g時(shí)，會引起中毒；達(dá)到3 g時(shí)，會引起死亡。 ①制作泡菜制作主要涉及的微生物有________。 ②測量指標(biāo)及方法：亞硝酸鹽與N－1－萘基乙二胺反應(yīng)后形成________色染料。先使泡菜樣品及一系列已知濃度的亞硝酸鹽溶液分別與化學(xué)物質(zhì)發(fā)生顯色反應(yīng)，然后通過________，可以估測出泡菜樣液中亞硝酸鹽的含量。 解析　制作果酒時(shí)，向發(fā)酵罐中通入無菌空氣有利于酵母菌快速繁殖，達(dá)到一定數(shù)量后，再封閉發(fā)酵罐進(jìn)行酒精發(fā)酵。由于發(fā)酵過程產(chǎn)生大量的CO2，所以及

33、時(shí)排氣可以防止發(fā)酵罐爆裂。若利用此裝置繼續(xù)制作果醋，應(yīng)向發(fā)酵液中加入醋桿菌、通入無菌空氣。制作泡菜主要涉及的微生物有假絲酵母和乳酸菌兩類。亞硝酸鹽的檢測是利用亞硝酸鹽與顯色劑反應(yīng)形成紫紅色化合物，再通過光電比色法定量測定。 答案　(1)①通入無菌空氣　封閉發(fā)酵罐　②發(fā)酵過程產(chǎn)生大量的CO2，及時(shí)排氣可以防止發(fā)酵罐爆裂?、奂尤氪讞U菌、通入無菌空氣　(2)①假絲酵母和乳酸菌?、谧霞t　光電比色法 10.(2017·寧波九校期末　節(jié)選)利用紫薯制酒可以提高其經(jīng)濟(jì)附加值。請回答： (1)在工廠化生產(chǎn)時(shí)，為提高紫甘薯的利用率，可加入果膠酶和淀粉酶，其中果膠酶可來自________等微生物。由于酶在水

34、溶液中不穩(wěn)定，因此常將酶固定在某種介質(zhì)上制成________。 (2)果膠酶可將紫甘薯勻漿中的果膠水解為________。 A.半乳糖醛酸和葡萄糖 B.半乳糖和果糖 C.麥芽糖 D.半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯 (3)紫甘薯勻漿流經(jīng)α－淀粉酶柱后，取適量流出的液體，經(jīng)脫色后加入KI－I2溶液，結(jié)果液體呈紅色。表明該液體中含有________。 (4)發(fā)酵前，為使酵母菌迅速發(fā)生作用，取適量的干酵母，加入溫水和________。 (5)下圖表示發(fā)酵液溫度對酒精濃度的影響。據(jù)圖判斷，最佳溫度是________。 解析　(1)果膠酶可來自黑曲霉或蘋果青霉的發(fā)酵液。將酶固定在某種介質(zhì)

35、上制成固定化酶，可以提高酶在水溶液中的穩(wěn)定性。(2)果膠酶可將果膠水解為半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯，D正確。(3)某液體遇KI－I2溶液，結(jié)果呈紅色，表明該液體中含有糊精。(4)為使干酵母中的酵母菌迅速發(fā)生作用，需加入溫水和蔗糖，加速其代謝。(5)據(jù)圖判斷，最佳溫度是28 ℃，這是因?yàn)?8 ℃曲線在其他曲線上方，說明該溫度下酒精積累較快。 答案　(1)黑曲霉或蘋果青霉　固定化酶　(2)D　(3)糊精　(4)蔗糖　(5)28 ℃ 11.(2017·臺州模擬　節(jié)選)某研究小組欲用蘋果汁為原料，利用發(fā)酵瓶制作果酒和果醋，請分析回答： (1)將蘋果汁放入發(fā)酵瓶，要預(yù)留約________的空間。為

36、得到酒精和糖含量較高的果酒，可在果汁中加入一定比例的________。若發(fā)酵瓶內(nèi)持續(xù)無氣泡產(chǎn)生，則需加入更多的________，使發(fā)酵作用盡快發(fā)生。 (2)變酸的果酒表面有一層醋桿菌形成的菌膜，若要在該菌膜中篩選高表達(dá)量的醋桿菌菌株，可通過獲得________的方法來分離篩選。若要統(tǒng)計(jì)獲得菌種的數(shù)目，則常采用________法。對獲得的優(yōu)質(zhì)醋桿菌菌種常用劃線法接種在固體培養(yǎng)基________上低溫保存。 (3)下圖是果酒和果醋的發(fā)酵裝置，關(guān)于果醋發(fā)酵敘述錯誤的是________。 A.發(fā)酵前，瓶內(nèi)酒—水混合物的pH需調(diào)至7.0 B.發(fā)酵過程中，充氣口要適時(shí)適量充氣 C.發(fā)酵過程中

37、，排氣口排出醋酸發(fā)酵產(chǎn)生的CO2 D.發(fā)酵完成后，出料口的pH不再減少 解析　(一)(1)將蘋果汁放入發(fā)酵瓶，要預(yù)留約1/3的空間，因?yàn)榫凭l(fā)酵會產(chǎn)生CO2，若裝太滿會造成發(fā)酵液外溢或炸瓶。為得到酒精和糖含量較高的果酒，可在果汁中加入少量蔗糖。若發(fā)酵瓶內(nèi)持續(xù)無氣泡產(chǎn)生，則需加入更多的酵母菌，使發(fā)酵作用盡快發(fā)生。(2)若要篩選高表達(dá)量的菌株，可通過獲得單菌落的方法來分離篩選。若要對菌種計(jì)數(shù)，則采用涂布分離法，劃線分離不能計(jì)數(shù)。對獲得的優(yōu)質(zhì)醋桿菌菌種常用劃線法接種到固體斜面培養(yǎng)基上低溫保存。(3)果醋發(fā)酵通常用酒－水混合物作為原料，酒－水混合物調(diào)到pH為7.0有利于發(fā)酵進(jìn)行，A正確；果醋發(fā)酵是需氧發(fā)酵需要不斷通入空氣，B正確；酒－水混合物為原料進(jìn)行醋酸發(fā)酵沒有CO2產(chǎn)生，其反應(yīng)是酒精和氧氣反應(yīng)生成醋酸和水，C錯誤；果醋發(fā)酵完成的標(biāo)志就是出料口的pH不再減少，D正確。 答案　(一)(1)1/3　蔗糖　酵母菌　(2)單菌落　涂布分離　斜面　(3)C 15