2016高三生物复习同步训练：《生物技术在食品加工中的应用》
1.(2013·四川卷，10)普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽孢杆菌的α淀粉酶基因转入酵母菌中，经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种(过程如图甲所示)。
(1)图甲中，过程①需要的酶有________________________________。为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以________作为碳源。②、③过程需重复几次，目的是____________________________。
(2)某同学尝试过程③的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是______________;推测该同学接种时可能的操作失误是______________。
(3)以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵，接种________菌的发酵罐需要先排气，其原因是________________________________________________________________________。
(4)用凝胶色谱法分离α淀粉酶时，在色谱柱中移动速度较慢的蛋白质，相对分子质量较________。
答案 (1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 淀粉 进一步筛选纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌 (2)稀释涂布平板法 涂布不均匀 (3)工程酵母 工程酵母菌分解淀粉产生葡萄糖的能力强，导致酒精发酵产生CO2的速率更快
(4)小
解析 (1)图甲中过程①为构建基因表达载体，需要的酶有限制性核酸内切酶及DNA连接酶;欲筛选可直接利用淀粉的菌种，宜制备以淀粉为碳源的选择培养基;图示②、③过程需重复几次，其作用在于“纯化”，从而进一步筛选出分解淀粉能力更强的酵母菌。(2)图乙所示培养基平板中的菌落呈分散分布，应为采用稀释涂布平板法接种的结果，然而，该平板上菌落并非“均匀分布”而是相对集中于左侧，这可能是由于制作平板时“涂布不均匀”所致。(3)若以“淀粉”为原料，则相对于普通菌种，工程酵母菌因转入了α淀粉酶基因，其利用淀粉的能力将更强，故发酵产生CO2的能力更强，因此需要先排气。(4)凝胶色谱法分离蛋白质的原理是相对分子质量较小的分子，能够进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢。
2.请回答下列生物技术方面的问题：
(1)测定亚硝酸盐含量的操作程序是：①配制溶液;②______________________________;③______________________;④比色。
泡菜发酵过程中产生的亚硝酸盐在盐酸酸化条件下，与对氨基苯磺酸的反应产物能与N-1-萘基乙二胺盐酸盐偶联成________色化合物。
(2)为获得一种能高效降解农药的细菌(目的菌)，向培养基中加入某种化合物，将初步筛选得到的目的菌转到固体培养基中，常采用的接种方法是______________;实验结束后，使用过的培养基应该进行处理后再倒掉，这样做是为了____________________________。
(3)研究发现，固定化强度强的酵母颗粒发酵效果好，且稳定性高、使用寿命长。某机构利用上述装置，将2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别利用2%、3%、4%的X溶液进行凝胶化处理，所得到的固定化酵母颗粒的强度及在28 ℃下发酵48 h 后的酒精产量见下表：
海藻酸钠(%) 2 2.5 3 2 2.5 3 2 2.5 3 X溶液(%) 2 2 2 3 3 3 4 4 4 固定化强度(g/30个) 930 950 990 1 030 1 100 1 140 1 170 1 170 1 160 酒精量(%) 6.7 6.5 6.5 6.7 6.4 6.2 6.7 6.4 6.3 由表格内容可以看出，随着X溶液浓度的增加，________________增加;凝胶固定化效果较好和酒精产量较大的海藻酸钠与X溶液浓度分别是________、________。
答案 (1)制备标准显色液 制备样品处理液 玫瑰红 (2)平板划线法 防止造成环境污染 (3)固定化强度 2% 4%
解析 在盐酸酸化条件下，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玫瑰红色染料。常用的接种方法有两种，平板划线法和稀释涂布平板法;一般来讲在固体培养基上直接进行纯化的，需要用平板划线法;用液体培养基培养后再纯化的，需要稀释涂布平板法。实验结束后，使用过的培养基应该进行处理后再倒掉，这样做是为了防止致病微生物威胁人体健康和对环境的污染。固定化细胞操作更容易，对酶活性影响更小，且能更新，容易回收，可连续性生产，成本自然更低。
3.从自然菌样中筛选理想生产菌种的一般步骤是：采集菌样→选择培养→纯种分离→性能测定。
(1)不同微生物的生存环境不同，获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样，然后再按一定的方法分离、纯化。若培养噬盐菌的菌样应从____________环境中采集。
(2)选择培养指创设特定环境条件，使待分离微生物在群落中的数量大大增加，从而达到从自然菌样中分离到所需特定微生物的培养方法。人们对富含耐高温淀粉酶的微生物选择培养应选择以____________为碳源的选择培养基，并在________条件下培养。
(3)实验室最常用的灭菌方法是利用高温处理达到杀菌的效果。高温灭菌的原理是高温使微生物的________________等物质发生变性。________灭菌法是微生物研究中应用最广、效果的湿热灭菌法。
(4)下图甲表示在平板培养基上的第一次和第二次划线，请在图乙中画出第三次划线。划线后在恒温培养箱中培养时，培养皿须倒置，目的是__________________。
(5)植物组织培养过程中也要十分注意灭菌及避免被杂菌污染。在配制好的MS培养基中，若要促进愈伤组织的生长，需要进行的处理是__________________________。
答案 (1)高盐 (2)淀粉 高温 (3)蛋白质和核酸 高压蒸汽 (4)如右图 避免水滴污染培养基 (5)添加比例适中的生长素和细胞分裂素
解析 (1)嗜盐菌就生活在高盐环境中，如海滩等环境。(2)耐高温淀粉酶应存在于以淀粉为碳源且在高温环境中生存的微生物体内。(3)实验室最常用的灭菌方法是利用高温处理达到杀菌的效果。高温灭菌的原理是高温使微生物的蛋白质和核酸等物质发生变性，高压蒸汽灭菌法是微生物研究和教学中应用最广、效果的湿热灭菌法。(4)每划一个新区域前都要对接种针进行灭菌处理。(5)培养基配制时应先溶化，再调整pH值，然后灭菌。添加比例适中的生长素和细胞分裂素可促进愈伤组织的生长。
4.下图为某工厂设计的芦柑加工工艺流程，请分析回答：
(1)为提高出汁率，过程②可使用________酶处理，该酶是一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、__________________酶，为提高该酶的利用率常采用________技术;过程③常常接种的菌种是________，并且需要严格控制氧分压。
(2)芦柑果皮可用来提取香精油，过程④采用的方法是________法。为提高出油率，材料需经过石灰水________处理，然后漂洗。
(3)现获得一株无子突变芦柑，研究人员要在较短时间内获得大量突变植株，采用______________的方法，该过程中需要对外植体进行________处理。在上述过程中，所用到的培养基及器材都需要严格灭菌，工作台需要用__________擦拭。培养基中除基本营养成分之外，还需要添加____________。
答案 (1)果胶 果胶分解酶和果胶酯 固定化酶 酵母菌
(2)压榨 浸泡 (3)植物组织培养 消毒 70%的酒精 植物激素
解析 果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清;工业上为提高该酶的利用率常采用固定化技术;植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，过程④采用的方法是压榨法;要在较短时间内获得大量突变植株，采用植物组织培养的方法。
5.家庭中泡菜的制作方法是：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封后置于温度适宜的地方。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者是用盐过多，后者是用盐过少。
(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是________。密封泡菜坛的原因是：①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(2)若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是__________________。
(3)加入“陈泡菜水”的作用是____________________。
(4)制作泡菜的过程中，有机物的干重将__________;菜坛内有机物的种类将________。
(5)乳酸菌与酿制果醋的菌种在代谢方式上的主要区别是________________________________________。
(6)有位同学在家制作泡菜时，为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素，结果发酵失败，原因可能是____________________。
(7)若要获得大量乳酸菌菌种，应选用培养基培养，培养基中应有________、________、________和________等营养物质。
答案 (1)消毒 ①乳酸菌是厌氧生物，密封后造成缺氧环境 ②防止杂菌进入 (2)大量的食盐抑制了乳酸菌发酵(大量的食盐杀死了乳酸菌) (3)提供乳酸菌菌种(接种) (4)减少 增加 (5)乳酸菌是厌氧型细菌，醋酸菌是好氧型细菌 (6)青霉素杀死了乳酸菌 (7)碳源 氮源 水 无机盐
解析 (1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒。乳酸菌是厌氧生物，泡菜坛密封后造成缺氧环境，同时密封可以防止杂菌进入。(2)制作泡菜时，若放入的食盐过多，抑制了乳酸菌发酵造成泡菜“咸而不酸”。(3)“陈泡菜水”中含有大量的乳酸菌菌种，制作泡菜时加入“陈泡菜水”可以实现接种乳酸菌菌种的目的。(4)制作泡菜的过程中，由于乳酸菌呼吸作用的消耗有机物的干重将减少，但坛内有机物的种类将增加。(5)乳酸菌是厌氧型细菌，醋酸菌是好氧型细菌。(6)青霉素可以杀死乳酸菌，故制作泡菜时加入了青霉素，会造成发酵失败。(7)若要获得大量乳酸菌菌种，应选用培养基培养，培养基中应有碳源、氮源、水和无机盐等营养物质。
6.微生物和人们的生产生活密切相关，请完成下列相关问题。
(1)有些微生物能合成纤维素酶，通过对这些微生物的研究，使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。研究人员用化合物A、硝酸盐、磷酸盐以及微量元素配制的培养基，成功地筛选到能产生纤维素酶的微生物。请分析回答：
①培养基中加入的化合物A是________，为微生物的生长提供________，这种培养基属于________培养基。
②为了筛选出能产生纤维素酶的微生物，应向培养基中加入____________。
③在筛选出能产生纤维素酶的微生物之前，可用液体培养基培养，增加微生物的浓度。若获得纯净的菌株，常采用平板划线的方法进行接种，此过程所用的接种环应采用________的方法进行灭菌;还可用______________法进行接种操作。
(2)微生物与果汁饮料的贮存及果醋的生产密切相关。请回答：
①果汁饮料的包装瓶上写着105 ℃高温瞬时灭菌，这样做的目的是既保证________________________________，又不会________________。
②苹果醋是欢迎的饮料之一，其生产过程中利用了________的发酵作用，该过程需控制的温度条件是________。
③在传统发酵技术中，果醋的制作往往在果酒制作基础上进行，请用相关反应式表示：____________________________。
答案 (1)①纤维素 碳源 选择 ②刚果红 ③灼烧 稀释涂布平板 (2)①杀死引起果汁变质的病原微生物 破坏果汁品质 ②醋酸菌 30～35 ℃ ③C2H5OH+O2CH3COOH+H2O
解析 (2)果汁高温瞬时灭菌后，既保证果汁中无病原微生物，又不会使果汁中营养物质被破坏。
7.请回答下列生物技术方面的问题。
(1)微生物接种的方法中最常用的是平板划线法和____________________，前者是通过________在琼脂固体培养基表面连续________的操作，将______________逐步________到培养基的表面。
(2)微生物在果酒、果醋、腐乳、泡菜等食品加工方面应用广泛，其中与果醋、泡菜制作密切相关的微生物分别是____________和______________。为提高果酒的品质，需通过培养基筛选得到纯净的酵母菌菌种，在微生物学上，此类培养基称作______________。
(3)在微生物的实验室培养中常常要进行消毒和灭菌的工作。灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括____________。
答案 (1)稀释涂布平板法 接种环 划线 聚集的菌种 稀释分散 (2)醋酸菌 乳酸菌 选择培养基 (3)芽孢和孢子
解析(1)微生物接种常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法;平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面
连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。(2)与果醋制作密切相关的微生物是醋酸菌;与泡菜制作密切相关的微生物是乳酸菌;选择培养基具有筛选作用。(3)消毒是指使用较温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)，灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
8.柑橘是重要的经济植物，不仅果肉的营养价值高，而且橘皮中含有的橘皮精油具有很高的药用价值。请回答下列相关问题：
(1)柑橘的果实可以用来生产果汁。生产果汁时，为了更容易地榨取柑橘汁，提高澄清度，常需要加入________酶;为了使该酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好________。
(2)欲利用柑橘的果实制作果酒，常需要________菌来进行发酵。果酒制作是否成功，需发酵后用________来鉴定。
(3)由于橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生________的问题，所以一般采用压榨法提取橘皮精油。采用压榨法提取橘皮精油时，为了提高出油率，压榨前需要将柑橘皮________，并用石灰水浸泡。
(4)利用植物组织培养技术可以快速繁殖优良的柑橘种苗。进行植物组织培养时，常用的培养基是________培养基，在配制好的此培养基中常需要添加的植物激素是______________。
答案 (1)果胶 酶的用量 (2)酵母 重铬酸钾 (3)原料焦糊 干燥去水 (4)MS 生长素和细胞分裂素
9.许多植物含有天然香料，如薄荷叶中含有薄荷油。现用薄荷叶提取薄荷油。回答问题：
(1)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用__________(鲜、干)薄荷叶作原料，其原因是________________________________________________________________________
______________。
(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是________，原理是
________________________________________________________________________。
(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是______________。常用于分离油层和水层的器皿是________。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是________________________，除去固体硫酸钠的常用方法是________。
答案 (1)鲜 薄荷油易挥发，鲜薄荷叶中薄荷油含量高
(2)乙醚 薄荷油能溶于乙醚，且乙醚沸点低、易蒸发
(3)使乳化液分层 分液漏斗 吸去油层中的水分 过滤
解析 (1)薄荷油易挥发，鲜薄荷叶中薄荷油含量高，更易提取。(2)薄荷油是有机物，易溶于有机溶剂乙醚，且乙醚沸点低、易蒸发，故常用乙醚作为萃取剂。(3)氯化钠的作用是使乳化液分层;用于分离油层和水层的常用器皿是分液漏斗;无水硫酸钠可吸去油层中的水分，使油层分离;除去固体硫酸钠常用过滤法。
10.(2012·海南卷，30)回答下列关于腐乳制作的问题：
(1)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物参与了该发酵过程，其中起主要作用的微生物是________，其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为__________________和________________;其产生的________能将豆腐中的脂肪水解为________和________。
(2)发酵完成后需加盐腌制，加盐还可以抑制________的生长。
(3)腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配制而成的卤汤。卤汤除具有一定的防腐作用外，还能使腐乳具有独特的________。
答案 (1)毛霉 小分子的肽 氨基酸 脂肪酶 甘油 脂肪酸 (2)微生物 (3)风味
9 胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得，流程如下：
(1)筛选产胡萝卜素的酵母菌R时，可选用______________或平板划线法接种。采用平板划线法接种时需先灼烧接种环，其目的是________________________________________________________。
(2)培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供________________和______________。
(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程应控制好温度和________________以防止胡萝卜素的分解;萃取过程中宜采用________________方式加热以防止温度过高;萃取液浓缩前需进行过滤，其目的是________________。
(4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素。鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为____________________。
答案 (1)稀释涂布平板法 杀灭接种环上的微生物
(2)碳源 氮源 (3)干燥时间 水浴加热 滤去萃取后的固体物 (4)对照
解析 (1)接种微生物的方法主要是稀释涂布平板法和平板划线法，接种过程为了避免其他杂菌的污染，要做无菌操作，所以接种前需对接种环进行灭菌操作。(2)蔗糖主要提供碳源，当然也可以作为能源物质，硝酸盐含氮元素，可提供氮源。(3)温度过高、干燥时间过长会导致胡萝卜素分解;由于萃取剂往往有挥发性，直接加热时挥发出来的有机溶剂遇明火易爆炸;萃取后需将原料中的固体物滤去。(4)提取出来的胡萝卜素往往不是纯的，用标准样品主要起一个对照的作用。
10.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________作为材料来提取芳香油，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质获得乳状液可采用的方法是________。
(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______________________。
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
解析 (1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、蒸馏法和萃取法。(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，因为新鲜的材料含芳香油多。(4)除去液体中的固体常用的方法是过滤。(5)加入氯化钠会增加水层密度，使油和水分层。
