1、知识梳理要点突破第16讲 生物技术在食品加工中的应用与 浅尝现代生物技术 知识梳理要点突破最新“加试”考纲1果酒及果醋的制作。2.泡菜的腌制和亚硝酸的测定。3.植物的组织培养。知识梳理要点突破考点一 果酒及果醋的制作1果酒的制作 原理a酵母菌在条件下将葡萄糖氧化成乙醇，而且当培养液中乙醇浓度超过时，酵母菌就会死亡。b反应式为 C6H12O6 酵母菌2CO22C2H5OH能量。步骤无氧16%知识梳理要点突破2果醋的制作 原理a在条件下将乙醇氧化成醋酸。b反应式为 C2H5OHO2 醋杆菌 CH3COOHH2O，若缺少糖源时，醋杆菌将乙醇变为，再将乙醛变为醋酸。步骤连接发酵装置加入发酵并检测pH调
2、节活塞，控制流量测定pH，监控发酵情况。醋杆菌有氧乙醛醋杆菌知识梳理要点突破深度思考1参与果酒、果醋制作的主要菌种是原核生物，还是真核生物？它们的遗传物质是DNA还是RNA?提示 参与果酒制作的主要菌种是酵母菌为真核生物，参与果醋制作的主要菌种是醋杆菌为原核生物，两类菌种的遗传物质均为DNA。知识梳理要点突破2下图为果酒、果醋制作简易装置图，请据图思考：(1)在果酒与果醋制作时，充气口是否均需充气？(2)装置中排气口有何作用？图中显示排气口连接一“长而弯曲”的胶管，其目的何在？(3)装置瓶内培养液是否应装满瓶？知识梳理要点突破提示(1)果酒制作时需关闭充气口，使装置内液体处于“无氧状态”以利于
3、酵母菌厌氧呼吸产生酒精；果醋制作时则需连接充气泵，自始至终通氧。(2)排气口可排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染。(3)装置瓶内培养液体积不应超过2/3，需留1/3空间，以防止发酵液从排气口溢出。知识梳理要点突破考点二 泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定1泡菜的制作(1)原理：在条件下，微生物(主要是和)将蔬菜中的糖和其他营养物质发酵成和醇类物质等。(2)制作流程无氧假丝酵母乳酸菌有机酸知识梳理要点突破2亚硝酸盐的测定(1)测定原理亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物再与N1萘基乙二胺偶联，形成产物，可用法定量测定。(2)亚硝酸盐的定量测定流
4、程样品处理：泡菜25 g制匀浆过滤后调pH到8.0加溶液25 mL加溶液至产生白色沉淀水浴加热至60 C过滤取滤液定容至500 mL。紫红色光电比色硫酸锌氢氧化钠知识梳理要点突破测定：10 mL样品溶液4.5 mL氯化铵缓冲液2.5 mL60%乙酸溶液5 mL显色液定容至25 mL暗处静置25 min550 nm处测定光密度值(以10 mL水作空白对照)。标准曲线的绘制：以亚硝酸钠含量为横坐标，以光密度值(OD值)为纵坐标，绘制标准曲线。计算：公式：X1m2V1m1V2知识梳理要点突破X1：样品中亚硝酸盐含量，单位 mg/kg；m1：样品质量，单位 g；m2：通过标准曲线得到的，单位 g；V1
5、：总体积；V2：体积。亚硝酸盐质量样品处理液测定用样品液知识梳理要点突破3泡菜制作的关键点(1)防止杂菌污染：每次取样用具要洗净，要迅速封口。(2)氧气需求泡菜坛要选择透气性差的容器，以创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。泡菜坛内要注满水，以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境，并注意在发酵过程中经常补水。(3)温度：发酵过程温度控制在室温即可，最好在2636。温度过高，则易滋生杂菌；温度过低，则发酵时间延长。知识梳理要点突破考点三 植物的组织培养1植物组织培养的原理植物细胞的全能性2培养基(1)发芽培养基：细胞分裂素摩尔浓度生长素摩尔浓度的培养基。(2)生根培养基：生长素摩尔浓度细胞分裂
6、素摩尔浓度的培养基。大于大于知识梳理要点突破3过程知识梳理要点突破4操作流程外植体的消毒：和溶液对外植体进行消毒，注意时间不能太长接种：接种过程中插入外植体时朝上，每个锥形瓶接种23个外植体。外植体接种与细菌接种相似，操作步骤相同，而且都要求操作用70%的乙醇5%的次氯酸钠形态学上端无菌知识梳理要点突破培养：应该放在无菌箱中进行，并定期进行消毒，保持适宜的和移栽：将生根的苗从锥形瓶中移至草炭土或蛭石中继续生长，苗健壮后再移至土中栽培温度光照知识梳理要点突破深度思考1进行植物组织培养时为何必须保障“无菌”？为此需对外植体、培养基分别应进行何种处理？提示 若有杂菌污染，一方面可争夺营养，更重要的是
7、可以产生毒素，从而使外植体受毒害而死亡，故必须保障无菌操作。为保障无菌，外植体需消毒，培养基则必须予以高压蒸气灭菌。2在选取菊花茎段时，为何要选取生长旺盛的嫩枝？提示 外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一，生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。知识梳理要点突破3与LB培养基相比，MS培养基有何特别之处？提示 LB培养基以蛋白胨、酵母提取物等有机营养为主，MS培养基则需提供大量的无机营养，无机盐混合物包括植物生长必需的大量元素和微量元素两大类。此外进行植物组织培养、培养基中需添加特定配比的生长素和细胞分裂素。知识梳理要点突破要点一 生物技术在食品加工中的应用1果酒与果醋的
8、制作(1)酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系项目酒精发酵醋酸发酵区别微生物酵母菌醋杆菌温度2530 3035 氧气前期需氧，后期不需氧一直需氧联系酒精发酵为醋酸发酵提供营养物质(乙醇)知识梳理要点突破(2)果酒、果醋制作5个易错点与酒和醋的生产有关的微生物分别是酵母菌和醋化醋杆菌，它们各有不同的菌种，菌种不同，所产生的酒和醋的风味也不同。果酒制作前，榨汁机和发酵瓶都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒处理。果酒制作前，水果常用高锰酸钾溶液消毒，再补充加入活化的酵母菌。知识梳理要点突破果酒制作时，将温度严格控制在2530 C。果醋制作时，将温度控制在3035。果酒制作时，前期需氧是为了使酵母菌获得较多能量
9、而快速繁殖一段时间，以增加其数量，然后再进行无氧发酵。果醋制作时一直需氧。知识梳理要点突破2泡菜的腌制与亚硝酸盐的测定(1)比较泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化知识梳理要点突破(2)乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐的含量随时间变化的原因发酵初期有O2，乳酸菌活动受抑制；硝酸盐还原菌的作用而产生亚硝酸盐发酵中期O2少，乳酸菌繁殖增多，代谢产物乳酸增多，pH下降，抑制其他菌活动，硝酸盐还原菌活动受抑制，部分亚硝酸盐被分解发酵后期乳酸继续积累，pH继续下降，抑制乳酸菌活动；硝酸盐还原菌被完全抑制，亚硝酸盐下降至相对稳定水平知识梳理要点突破对点小练1请回答与泡菜制作及亚硝酸盐含量测定相关的问题。
10、(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是_。泡菜腌制过程中起主要作用的菌种是_。(2)在制作泡菜的过程中，因为操作不当，造成泡菜腐烂。下列原因中正确的是_。A罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌和需氧腐生细菌的生长繁殖B罐口密闭不严，氧气使乳酸菌的生长繁殖受到抑制，需氧腐生细菌的生长繁殖加快C罐口密闭不严，氧气使酵母菌和需氧腐生细菌的生长繁殖减慢D罐口密闭缺氧，促进了乳酸菌和需氧腐生细菌的生长繁殖知识梳理要点突破(3)测定亚硝酸盐含量的方法是_。亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，反应产物再与N1萘基乙二胺偶联，形成_色产物。绘制标准曲线时，应以亚硝酸钠含量为横坐标，以_为纵坐标。(4)某同
11、学在测定泡菜中亚硝酸盐含量时，取10 mL样品溶液，加入4.5 mL氯化铵缓冲液、2.5 mL 60%乙酸溶液和5 mL显色液，定容并在暗处静置25 min后测量亚硝酸盐含量。请指出该同学在实验中的失误之处并改正：_。知识梳理要点突破答案(1)所含亚硝酸盐的含量低 假丝酵母和乳酸菌(2)B(3)光电比色法 紫红 光密度值(4)缺少对照，再取10 mL水做空白对照知识梳理要点突破2生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋制作是常见的例子。请回答下列有关果酒、果醋制作的问题。(1)果酒、果醋制作中，都需要大量纯种发酵微生物，所以首先要对发酵微生物进行培养，在微生物培养过程中，除考虑营养条件
12、外，还要考虑温度、_、渗透压等条件；为 防 止 杂 菌 污 染，还 需 要 对 培 养 基 和 培 养 皿 进 行_(消毒、灭菌)；操作者的双手需要进行清洗和_；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是_。知识梳理要点突破(2)如图是果酒果醋的发酵装置。醋酸发酵在_瓶中进行，发酵所需的微生物是_。若乙瓶中流出液明显呈酸性，则说明流出液中有_生成。向乙瓶中通入空气的主要原因是_。A果酒生成醋酸时需要氧气B通入空气可使乙瓶中的锯末呈松散状C使乙瓶中流出的液体缓慢滴入丙瓶中D使甲瓶中流出的液体缓慢滴入乙瓶中(3)如果将该装置改为酒精的发酵装置，需要修改的地方是。知识梳理要点突破解析(1)微生物培养需
13、要同时考虑温度、pH、渗透压等外界条件，培养涉及的器材和培养基等都需要进行灭菌，而对操作者的双手则用体积分数为70%的酒精进行消毒处理，紫外线通过使蛋白质变性可以杀灭空气中的微生物。(2)图中的乙瓶为醋酸发酵瓶，内有醋化醋杆菌在进行发酵，若该瓶流出的液体呈酸性，说明流出液中有醋酸生成。在乙瓶进行的是乙醇发酵成醋酸的过程，需要氧气，醋化醋杆菌进行的是需氧呼吸。(3)酒精发酵在无氧条件下才能进行，所以不需要通入空气。答案(1)酸碱度 灭菌 消毒 紫外线能使蛋白质变性(2)乙 醋化醋杆菌 醋酸 A(3)不需要通入空气知识梳理要点突破3葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答问题：(1)利用葡萄制作
14、葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是_。(2)该微生物通过厌氧呼吸可分解_，产生的终产物是_和_。知识梳理要点突破(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度适宜的条件下进行发酵，如图所示。发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是_，导致发酵中出现的主要异常现象是_。丙同学的错误是_，导致发酵中出现的主要异常现象是_。上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是_、_、_。(4)在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作错误是_。知识梳理要点突破解析 制酒常用酵母菌做菌种
15、，其进行厌氧呼吸分解葡萄糖，产生乙醇和二氧化碳；酵母菌酒精发酵进行的是厌氧呼吸，所以甲同学未夹住发酵瓶的充气管，有氧气进入，导致葡萄糖被氧化，且需氧呼吸产生较多的二氧化碳，使发酵液从充气管流出，发酵液变酸；而丙同学的错误是瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，一般来说，发酵液不超过容器的 23；上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是葡萄醋、葡萄酒、葡萄酒。知识梳理要点突破答案(1)酵母菌(2)葡萄糖 乙醇 CO2(3)未夹住发酵瓶的充气管 发酵液从充气管流出，发酵液变酸 瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口 排气时发酵液从排气管流出 葡萄醋 葡萄酒 葡萄酒 (4)未
16、及时排气知识梳理要点突破要点二 植物组织培养1影响植物组织培养的主要因素(1)培养材料不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，容易进行无性繁殖的植物也容易进行组织培养。同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短对培养也有影响。幼龄、保存时间短的植物材料容易培养成功。(2)无菌条件培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡，因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。知识梳理要点突破2植物激素与组织培养生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，其作用及特点为：(1)在生长素存在的情况下，细胞
17、分裂素的作用呈现加强的趋势。(2)使用顺序不同，结果不同，具体如下：使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂又分化同时使用分化频率提高知识梳理要点突破(3)用量比例不同，结果也不同生长素用量细胞分裂素用量的比值高：利于根的分化、抑制芽的形成低：利于芽的分化、抑制根的形成适中：促进愈伤组织的生长知识梳理要点突破植物组织培养中的无菌操作归纳(1)培养材料消毒消毒剂：一般可用体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。(2)培养基、所用操作器材均要进行灭菌处理。培养基常采用高压蒸汽灭菌，操作
18、器材可采取干热灭菌。(3)对操作室、工作台要进行消毒，一般使用紫外线或消毒药品消毒。(4)所有接种、转瓶操作都应在酒精灯火焰旁进行。知识梳理要点突破对点小练1植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性因素。按照不同顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果。若先使用生长素，后使用细胞分裂素，实验结果是()A有利于细胞分裂，但细胞不分化B细胞既分裂也分化C细胞分化频率提高D有利于细胞分化，但细胞不分裂知识梳理要点突破解析 植物组织培养过程中，细胞分裂素和生长素的使用顺序不同，培养的结果不同。先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂，但细胞不分化；先使用细胞分裂素，后使
19、用生长素，细胞既分裂也分化；两者同时使用，细胞分化频率提高。答案 A知识梳理要点突破2下图为植物组织培养过程的流程图，以下相关叙述不正确的是()植物叶片a叶组织块b愈伤组织c有生根发芽能力的胚状结构 d 人工种子 e 种苗知识梳理要点突破A上述过程中脱分化发生在步骤b，在此过程中植物激素发挥了重要作用B再分化发生在步骤d，是愈伤组织重新分化形成根或芽等器官的过程C从叶组织块到种苗形成的过程利用的原理是植物叶片细胞具有全能性D人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题解析 植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性；再分化发生在步骤c，为愈伤组织重新分化形成根或芽等器官的过程；
20、植物激素在启动细胞分裂、脱分化和再分化中发挥重要作用。答案 B知识梳理要点突破3以野生菊花为材料进行的组织培养步骤如下图所示：请回答：(1)按照菊花的需求量，MS培养基由大量元素、微量元素和_组成。MS培养基含有十几种化合物，配制不方便也难以称量准确，可将培养基中的各种成分扩大510倍分别称量，配成_，用于稀释。知识梳理要点突破(2)步骤X中的野生菊花一般选择_。A开过花的老枝B未开花植株的茎上部新萌生的侧枝C正在开花的枝条D任何枝条均可(3)野生菊花外植体在接种前要用70%_和5%_溶液进行表面消毒。知识梳理要点突破(4)过程A在无菌的条件下把消毒后的野生菊花外植体接种在三角瓶的琼脂培养基上
21、，给予一定的温度和_，使之产生愈伤组织。过程B要在_的培养基进行培养，使之长出较多的丛状苗。植物组织培养实验用人工合成的植物生长调节剂，而不用植物中存在的天然激素的原因是_。(5)步骤Y表示_，再移植到土中培养(定植)，即可长成植株并开花。知识梳理要点突破答案(1)有机成分 母液(2)B(3)乙醇 次氯酸钠(4)光照 生芽(或细胞分裂素多于生长素)人工合成的植物生长调节剂在植物中没有相应分解的酶，作用时间长，作用效果明显(意思合理即可)(5)移栽锻炼知识梳理要点突破4如图甲是植物组织培养过程示意图，图乙是植物激素对愈伤组织分化影响的示意图。据图回答下列问题。知识梳理要点突破(1)植物组织培养的
22、原理是植物细胞具有_。(2)在A过程中，为了有利于嫩枝组织细胞启动细胞分裂形成愈伤组织，常常需要在配制好的培养基中添加_。嫩枝组织细胞接种后25天时，若发现其边缘局部污染，原因可能是_。(3)在过程B中，若愈伤组织没有形成根，但分化出了芽，其原因可能是_；若要获得更多的愈伤组织，培养基中两种激素的含量应该是_。(4)切取经光照一段时间后的幼苗芽尖处的组织块，消毒后，接种到诱导再分化的培养基中培养，该培养基中两种植物激素浓度相同。从理论上分析，分化的结果是_；原因是_。知识梳理要点突破答案(1)全能性(2)植物激素 嫩枝组织细胞消毒不彻底(3)培养基中生长素较少，细胞分裂素较多 细胞分裂素的量中等，生长素较少(4)生根 培养基中细胞分裂素与生长素的浓度相等，而经光照后的幼苗芽尖处组织块含较多生长素，因此组织块处的细胞分裂素相对较少，生长素相对较多，故诱导生根