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新2017版高考生物一轮复习 生物技术实践 第3讲 生物技术

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第3讲 生物技术在食品加工中的应用与浅尝现代生物技术

1.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__________。 (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________。

解析 (1)微生物培养需要同时考虑温度、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实现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。在乙瓶进行的把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

2.下图甲是以李子为原料生产果醋的生产工艺,乙曲线表示温度、酒精度对醋酸发酵的影响。请分析回答下列问题。

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(1)酒精发酵时一般将温度控制在________,温度过高时,酵母菌代谢减慢甚至死亡,原因是______。

(2)根据乙图,醋酸发酵过程中,适宜的温度为________,适宜的酒精度范围为________,较高的酒精度通常不适宜 醋酸发酵,原因是________________________________________________________________________。 (3)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________________________________________________________________________。 (4)李子果汁生产时,加入果胶酶可提高果汁的出汁率和澄清度。为了使果胶酶得到充分的利用,节约成本,需探究果胶酶的最适用量。请简单描述实验思路:________。 解析 酒精发酵需要在25~30 ℃的条件下2~3天,温度过高会直接导致酵母菌体内的酶失活,最终会导致酵母菌死亡。从图中可以看出,醋酸发酵的最适温度是30 ℃,适宜的酒精度则是6.0%~6.5%之间,较高浓度的酒精会直接抑制醋酸菌体内酶的活性,导致醋酸菌的生长和代谢受到抑制。酒精发酵需要无氧条件,而醋酸发酵则需要有氧条件,所以需要通入无菌空气才能进行醋酸发酵。 答案 (1)25~30 ℃ 温度过高,影响酶的活性

(2)30 ℃ 6.0%~6.5% 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 (3)通入无菌空气

(4)取相同体积的李子榨汁若干份,分别加入不同量的果胶酶,在相同且适宜的条件下处理一段时间后,观察果汁的出汁率和澄清度

3.某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化”开展了研究,操作如下:某年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,再分别倒入相同量的煮沸并冷却的10%盐水,将坛密封,置于同一环境中。封坛前进行第一次取样测定亚硝酸盐含量,后来定时测定,结果见图。请回答以下问题。

(1)实验中盐水需煮沸并冷却后才可使用,原因是________。 在腌制过程中,会出现坛中溶液量增加,这是由于_____________。

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(2)测定亚硝酸盐含量的方法是________,其原理是:在盐酸酸性条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成________,将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较,可以大致估计出泡菜中亚硝酸盐的含量。

(3)该小组对实验数据的处理方法是否合理?________。并说明理由_______________。 (4)根据图中数据进一步分析,可推测在腌制过程中的第________ d,泡菜中的亚硝酸盐含量达到最大值。若要食用,至少要在腌制的第________ d比较好。

(5)实验中3只坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异,最可能的原因是________________________________________________________________________。 解析 加热煮沸可以杀灭各种杂菌,冷却后再加菌种,可以使菌种进行正常的生命活动,腌制过程中,外界溶液的浓度大,使细胞渗透失水,增加了坛中溶液量。可以用光电比色法定量测定亚硝酸盐含量。数据应分别记录,再算出平均值。从三个曲线图中可以看出第3 d亚硝酸盐的含量最高,第10 d亚硝酸盐浓度降到比较低的水平,可以食用泡菜。微生物的种类和数量不同可能会导致产生的亚硝酸盐的量存在差异。

答案 (1)加热煮沸是为了杀灭盐水中的杂菌,冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响

外界溶液浓度过高使细胞渗透失水 (2)光电比色法 紫红色产物 (3)不合理 应将三个坛中每次测定的亚硝酸盐的含量分别记录,求出平均值,然后以时间为横坐标,亚硝酸盐的含量为纵坐标画出一条曲线 (4)3 10 (5)各坛中微生物种类和数量可能存在差异(其他合理答案也可)

4.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。

(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有____________________________。

(2)为了保证植物的正常生长,容器内装有的培养基中除小分子有机物和水外,还需要含有植物生长所需要的______________________。

3

(3)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2~5 d时,若发现其边缘局部污染,原因可能是_________________________________。

(4)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___________________________________。

(5)切取若干光照后一般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______。

解析 (1)植物细胞具有全能性,这是植物组织培养的理论基础。(2)为了保证植物的正常生长,培养基中一定要添加各种无机盐。(3)植物组织培养过程中,启动细胞分裂和愈伤组织的分化都离不开植物激素。培养的嫩枝组织细胞周围发生局部污染,可能是嫩枝组织细胞消毒不彻底。(4)(5)从图乙可知,植物激素的种类及其浓度配比都会影响愈伤组织分化的方向,具体结合图示和题干信息回答即可。 答案 (1)全能性 (2)各种无机盐

(3)植物激素 嫩枝组织细胞消毒不彻底

(4)培养基中生长素较少,细胞分裂素较多 细胞分裂素中等,生长素少

(5)生根 原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少,生长素多,故诱导生根

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