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

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(时间：50分钟满分：100分)非选择题(共100分)1．(8分)(2011·济南一模，47)白僵菌高孢粉是国家林业局推广的高效生物杀虫剂之一，应用于多种林木和农作物害虫的防治。白僵菌分生孢子附着在寄主表皮、气孔或消化道上，遇适宜条件开始萌发，生出芽管。同时产生脂肪酶、蛋白酶、几丁质酶等溶解昆虫的表皮，通过芽管入侵虫体，在虫体内生长繁殖，消耗寄主体内养分，产生各种毒素，形成大量菌丝和孢子，布满虫体全身。请回答下面的问题：(1)从自然菌样中筛选较理想生产用菌种的一般步骤是：采集菌样―→富集培养―→________―→性能测定。白僵菌的菌样应从________处采集。(2)分离白僵菌菌种的培养基属于________培养基。在配制白僵菌培养基时常加入蔗糖、硫酸铵、硝酸钾等成分，蔗糖属于________营养物质。(3)白僵菌纯培养常用的接种方法是________和________。(4)分离与培养过程中，培养基和接种工具都要进行________处理，利用高温可以使微生物的________等物质发生变性。解析(2)选择培养基用于选择分离菌种。蔗糖属于微生物的碳源。(4)微生物分离培养过程中，培养基、接种工具都要进行灭菌处理，其原理是高温使蛋白质、核酸变性而使细胞失去活性。答案(1)纯种分离感病昆虫(2)选择碳源(3)平板划线法稀释涂布平板法(或稀释混合平板法)(4)灭菌蛋白质和核酸2．(10分)(2011·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．(10分)下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)在醋酸发酵时，排气口排出的气体的来源是_______________________________________________________________________________________________________________。(5)若在果汁中含有醋酸菌，在酒精发酵旺盛时期，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；酒精发酵与醋酸发酵的条件不同，酒精发酵时是无氧环境，而在无氧状态下，醋酸菌受到抑制。答案(1)醋酸发酵(2)洗去浮尘反复冲洗(3)酒精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(答细胞呼吸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。因为酒精发酵时缺氧，会抑制醋酸菌的生长，醋酸菌的发酵条件是氧气充足4．(12分)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5．(8分)图1为胡萝卜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____________________________________________________。解析对胡萝卜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，层析液不得超过滤液细线，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(层析液)石油醚胡萝卜素溶解在层析液中，致使鉴定失败(2)①未盖培养皿盖；②层析液太多；③层析液没及了滤液细线6．(12分)(2010·全国新课标)下列是与芳香油提取相关的问题，请回答问题。(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有____________的性质。蒸馏时收集的蒸馏液________(是、不是)纯的玫瑰精油，原因是______________________。(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和________。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是________________________________________________________________________。(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会________________________________，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度________的地方，目的是________________。(5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示。提取精油时采摘花的最合适时间为________天左右。(6)从薄荷叶中提取薄荷油时________(能、不能)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是_______________________________________________。解析(1)由于玫瑰精油的化学性质稳定(耐一定程度高温)、易挥发(水蒸气可以将精油携带出来)、难溶于水(冷却后油水会重新分层)，所以玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取。(2)当水和原料量一定时，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和蒸馏温度，在一定的时间内随着蒸馏时间的延长提取量不断增加，一定时间