1、第一部分 知识落实篇专题八 生物技术实践第1讲 微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用1酵母菌是一种真菌，与人们的日常生活密切相关，也是现代生物技术研究中常用的模式生物。果酒、面包的制作需要酵母菌，酵母菌可以用液体培养基(培养液)来培养，培养液中酵母菌种群的增长情况与发酵食品的制作有密切关系。(1)土壤中富含各种微生物，将土壤浸出液接种到特定培养基上，可得到酵母菌。这一过程叫做_；为提高果酒的品质，发酵时常采用人工培养的纯净菌种。实验室中获取纯净菌种的方法有_。(2)果汁发酵后是否有酒精产生，可以用_来检验，在酸性条件下，该物质与酒精反应呈_色。(3)突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些
2、基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物的作用是_，加入DNA聚合酶的作用是_。(4)酵母细胞固定化可大大提高生产效率。固定酵母细胞时首先需要将干酵母放入_中活化，若制得的凝胶珠颜色过浅，可能是因为_。解析：从近几年的高考看，在有限的题量中，命题往往以一个中心事例为切入点，综合考查几项技术的应用。本题以酵母菌为主线，综合考查了酵母菌的分离培养、酒精发酵、PCR技术、酵母细胞固定化技术等内容。第(1)小题考查了微生物的分离技术和接种方法。在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进需要的微生物的生长，目的是从众多微生物中分离出所需要的微生物。微生物的纯化培养(两
3、种接种方法)是平板划线法和稀释涂布平板法。第(2)小题考查发酵后是否有酒精产生的鉴定方法。发酵后取样，可通过嗅味和品尝进行初步鉴定，用重铬酸钾检验酒精的存在，其基本原理是酒精可使重铬酸钾的浓硫酸溶液颜色由橙色变为灰绿色。第(3)小题考查PCR技术的基础知识。PCR技术中的引物可以是RNA或单链DNA分子片段，PCR技术需要设计两种引物，分别与模板DNA两条链相结合，使DNA聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸。DNA聚合酶催化合成DNA子链。第(4)小题，在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时
4、间，以便形成稳定的结构。观察凝胶珠的颜色和形状：如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。答案：(1)酵母菌的分离平板划线法和稀释涂布平板法(2)重铬酸钾灰绿(3)使DNA聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸催化DNA子链的合成(4)蒸馏水海藻酸钠浓度过低2(2010潍坊质检)腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的大豆食品。下面是腐乳制作的流程示意图：(1)现代科学研究表明，多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是毛霉，毛霉是一种_状真菌。(2)腐乳
5、制作的原理是_。(3)传统的制作过程中，豆腐块上生长的毛霉来自_。而现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下，将优良的毛霉菌种接种在豆腐上，这样可以_。(4)加盐的作用是_和_。(5)卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的，卤汤中的酒可以选用料酒、黄酒、米酒、高粱酒等，含量一般控制在12%左右，加酒的作用是_。解析：豆腐发酵有多种微生物参与，其中毛霉起主要作用，毛霉是一种丝状真菌。传统制作中，豆腐上的毛霉来自空气中的毛霉孢子；现代腐乳生产是在无菌条件下，将优良的毛霉菌种接种在豆腐上，避免了其他菌种污染，保证产品质量。答案：(1)丝(2)毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂
6、肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸(3)空气中的毛霉孢子避免其他菌种的污染，保证产品的质量(4)析出豆腐中的水分，使豆腐变硬抑制微生物的生长，避免豆腐变质(5)可以抑制微生物的生长，能使腐乳具有独特的香味3如图所示是果酒和果醋制作的实验流程以及某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示回答下列问题。(1)完成图1中的制作流程。(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装置中的充气口在_过程中要关闭，某同学在实验时为了密闭装置特意将瓶塞使劲塞紧，并将充气口和排气口用夹子夹紧，以便于发酵。但第二天观察时，发现瓶塞松了，他不明白其中的原因，请帮助解释说明其原因。_。(4
7、)在果醋发酵时，排气口排出的气体的来源是_。(5)若在果汁中含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时期，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？说明理由。_。解析：本题主要考查了果酒、果醋制作的基本过程和原理。因酵母菌是兼性厌氧菌，在发酵初期需要氧气，进行大量繁殖，等酵母菌繁殖到一定数量时，关闭充气口，让其进行无氧呼吸；酵母菌无氧呼吸除产生酒精外，还产生CO2，所以瓶塞会松；醋酸菌是需氧型细菌，醋酸发酵过程中，充气口要连接充气泵不停地充气，排气口则不停地排气，排出的气体成分不仅有空气，还有醋酸菌有氧呼吸产生的CO2；果酒发酵与果醋发酵的条件不同，果酒发酵时是无氧环境，而在无氧状态下，醋酸菌受到抑制。答案：(1)
8、醋酸发酵(2)洗去浮尘反复冲洗(3)果酒发酵酵母菌进行无氧呼吸产生的二氧化碳使瓶中气体压强增大(答呼吸作用或有氧呼吸产生二氧化碳不可)(4)剩余的空气、醋酸菌有氧呼吸产生的二氧化碳(5)不能。因为果酒发酵时缺氧，会抑制醋酸菌的生长，醋酸菌的发酵条件是氧气充足4(海南卷)请回答下列与实验室提取芳香油有关的问题：(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、_和_。(2)芳香油溶解性的特点是不溶于_，易溶于_，因此可用_作为提取剂来提取芳香油。(3)橘子果实含有芳香油，通常可用_作为材料提取芳香油，而且提取时往往选用新鲜的材料，理由是_。(4)对材料压榨后可得到糊状液体，为除去其中的固体物获得乳状液
9、可采用的方法是_。 (5)得到的乳状液加入氯化钠并放置一段时间后，芳香油将分布于液体的_层，原因是_。加入氯化钠的作用是_。(6)从乳状液中分离得到的芳香油中要加入无水硫酸钠，此剂的作用是_。解析：本题考查实验室提取芳香油有关知识，(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、蒸馏法、萃取法。(2)芳香油溶解性的特点是不溶于水，易溶于有机溶剂，因此可用有机溶剂作为提取剂来提取芳香油。(3)一般采用新鲜的橘子皮来提取橘皮精油，因为新鲜的含有芳香油多。(4)除去液体中的固体常用方法是过滤。(5)芳香油密度比水小，且不溶于水，会浮在液体的表面。加入氯化钠会增加水层密度，使油和水分层。(6)无水硫酸钠的
10、作用可以吸收芳香油中残留的水分。答案：(1)蒸馏法萃取法(2)水有机溶剂有机溶剂(3)橘子皮芳香油含量较高(4)过滤(5)上油层的密度比水层小增加水层密度，使油和水分层(6)吸收芳香油中残留的水分5 图1为粉碎素粗品鉴定装置示意图，图2为叶绿体中的色素分离装置示意图，请据图回答下列问题。(1)图1中b的名称是_；a的作用是_，e为_，对于e实验时应注意_，f为_，常用_，如果层析液没及e会导致_。(2)请指出图2的三处错误_。解析：对粉碎素提取粗品进行鉴定采用的是纸层析法，其原理是色素在滤纸上的运动速度不同，从而使滤液各成分分开。因层析液易挥发，故应在色谱容器上方用玻璃盖严。在进行点样时，应注
11、意点样要快速细致，并保持滤纸干燥。叶绿体色素分离过程中，层析液不得超过滤纸基线，否则点样处的有机成分会溶于层析液中。答案：(1)色谱容器防止层析液挥发样品原点点样应该快速细致并保持滤纸干燥溶剂石油醚粉碎素溶解在层析液中，致使鉴定失败(2)未盖培养皿盖；层析液太多；层析液没及了滤液细线6(山东考生不作要求)在腌制蔬菜过程中，会产生亚硝酸盐。某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐的含量变化”展开了研究，操作如下：1月4日下午选取1、2、3号三只相同的泡菜坛，在每个坛中加入洗净的新鲜莲花菜0.6 kg，再分别倒入等量的煮沸过的10%的食盐水，将坛密封，3个泡菜坛均置于同一环境中。封坛前进行第一次取样，
12、测定亚硝酸盐含量来作为对照，后来定时测定，结果如图所示。请问： (1)根据图中数据可知，在腌制过程的第_天，泡菜中的亚硝酸盐含量达到最高值。若要食用，至少要在腌制的第_天后比较好。(2)某小组探究了不同食盐浓度和发酵时间对泡菜中亚硝酸盐含量变化的影响，结果如图所示，根据实验结果，请你提出制作泡菜的最佳指导意见： _。(3)为了降低亚硝酸盐含量，泡菜加工过程中可以采取什么措施？_。解析：在1、2、3号坛中，亚硝酸盐的含量变化都表现为先增加后下降的趋势(这是由于在开始腌制泡菜时，坛内环境有利于硝酸盐还原菌的繁殖，这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐，但随着腌制时间的增加，乳酸菌也大量繁殖，对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用，使其生长繁殖受影响，造成泡菜中亚硝酸盐含量又有所下降)，其中在1月7日亚硝酸盐含量最高，到1月14日亚硝酸盐的含量下降到最低水平，之后亚硝酸盐的含量基本保持不变。从图可以看出，图中的三条曲线为三种不同的食盐浓度，用5%的食盐腌制发酵达到11天后食用最适宜。答案：(1)410(2)用5%的食盐水制作泡菜比较合适，但要在发酵时间达11天以后食用才比较适宜(3)在泡菜制作、装坛发酵等环节中要防止杂菌的污染；注意腌制的时间，控制好温度和食盐的用量