課時(shí)訓(xùn)練

2 生物技術(shù)在食品加工中的 應(yīng)用和淺嘗現(xiàn)代生物技術(shù)1.回答關(guān)于泡菜制作和微生物發(fā)酵的問題。(1)泡菜腌制過程中乳酸菌的主要發(fā)酵產(chǎn)物是 。泡菜中的亞硝酸對人體有害,常采用光電比色法測其含量,在處理待測樣品時(shí),用氫氧化鈉調(diào)

pH

到

8.0

后,再加入硫酸鋅,目的是 。件以外,還需要控制的條件有 、 。使用的固體培養(yǎng)基中加入碳酸鈣后顯得不透明,而乳酸能溶解碳酸鈣,因此在乳酸菌菌落的周圍會形成 。(3)目前還從乳酸菌群中分離得到了產(chǎn)特異性抗菌肽的菌種,得到的菌種可用 法接種在斜面上,然后放在

4

℃冰箱中保存,擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)所用的培養(yǎng)基中加入氯化鈉的主要目的是 。解析:(1)制作泡菜過程中,發(fā)酵產(chǎn)物有有機(jī)酸和醇類等物質(zhì),其中乳酸菌的主要發(fā)酵產(chǎn)物是有機(jī)酸。在處理樣品過程中,加入硫酸鋅的目的是除去樣品中的雜質(zhì),使樣品澄清。夠溶解碳酸鈣,因此乳酸菌的菌落周圍會出現(xiàn)透明圈。培養(yǎng)基中加入氯化鈉的主要目的是調(diào)節(jié)滲透壓。答案:(1)有機(jī)酸 使樣品澄清(2)無菌 無氧 透明圈(3)劃線 調(diào)節(jié)滲透壓2.(2019·浙南名校聯(lián)考)鐵皮石斛是我國名貴中藥,生物堿是其有效成分之一,應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)鐵皮石斛擬原球莖(簡稱PLBs,類似愈傷組織)生產(chǎn)生物堿的實(shí)驗(yàn)流程如下:新生營養(yǎng)芽PLBs

PLBs實(shí)驗(yàn)結(jié)果請回答下列問題:(1)圖中培養(yǎng)外植體的培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌時(shí) ,

滅菌時(shí)間應(yīng)從時(shí)開始計(jì)時(shí)。選用新生營養(yǎng)芽為外植體,在一定條件下進(jìn)行組織培養(yǎng),能獲得試管苗,其原理是 。(2)在固體培養(yǎng)基上,PLBs

的質(zhì)量、生物堿含量隨增殖培養(yǎng)時(shí)間的變

在光照條件下生長的優(yōu)勢體現(xiàn)在 。(3)在

PLBs

懸浮培養(yǎng)時(shí),細(xì)胞干重、蔗糖濃度和pH

的變化如圖所示。細(xì)胞干重在12

d后下降的原因有 ;培養(yǎng)液中蔗糖的作用是 。(4)某研究小組不慎做出圖中

所示不同的培養(yǎng)結(jié)果,該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于 。(5)為了更好地獲得生物堿,生產(chǎn)中采用植物細(xì)胞的固定化技術(shù),下列說法不正確的有 ①選取旺盛生長的愈傷組織細(xì)胞包埋②必須在光照條件下培養(yǎng)③培養(yǎng)過程中需通空氣④固定化后植物細(xì)胞生長會變慢解析:(1)培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌時(shí),滅菌時(shí)間應(yīng)從達(dá)到設(shè)定的溫度或壓力值時(shí)開始計(jì)時(shí)。選用新生營養(yǎng)芽為外植體獲得試管苗,其原理是細(xì)胞具有全能性。(2)與黑暗條件下相比,PLBs

在光照條件下生長的優(yōu)勢體現(xiàn)在生長起始快、快速生長時(shí)間較長、PLBs

產(chǎn)量較高。(3)從題圖所示曲線變化分析,細(xì)胞干重在

12d

后下降的原因是蔗糖濃度下降和

pH

(4)從圖示看,A

沒有分化,B

沒有長芽,是由于細(xì)胞分裂素、生長素的濃度比例不同導(dǎo)致的。(5)為了更好地獲得生物堿,生產(chǎn)中采用植物細(xì)胞的固定化技術(shù),培養(yǎng)過程中前期是不用光照的,后期需要用光。答案:(1)達(dá)到設(shè)定的溫度或壓力值 新生營養(yǎng)芽的細(xì)胞具有全能性(2)生長起始快、快速生長時(shí)間較長、PLBs

產(chǎn)量較高(答對任意兩點(diǎn)即可得分)

降低 同配比)(5)②3.(2019·杭州期末)回答與微生物的培養(yǎng)、分離及應(yīng)用有關(guān)的問題:(1)微生物相關(guān)實(shí)驗(yàn)常常要求進(jìn)行無菌操作,如在使用三角瓶時(shí)需依次用 、牛皮紙封口后進(jìn)行滅菌,制備尿素固體培養(yǎng)基過程中采用的滅菌方法有高壓蒸汽滅菌法和 。(2)

采

用

如

圖

固

定

化

裝

置

進(jìn)

行

葡

萄

糖

發(fā)

酵

制

酒

精

,

圖

中

a是 ,

該實(shí)驗(yàn)中其可以反復(fù)利用 ,

實(shí)驗(yàn)過程一定要在 、無氧且溫度和

pH

適宜等條件下進(jìn)行。在發(fā)酵過程中葡萄糖濃度不能過高,否則 。在使用較低濃度葡萄糖溶液過柱時(shí),反應(yīng)柱流出液中仍有葡萄糖

,其原因可能是 (答出

2

點(diǎn))。(3)在果酒釀造過程中,如果果汁滅菌不嚴(yán)格,含有醋桿菌,酒精發(fā)酵旺盛時(shí),醋桿菌不能將果汁中的糖發(fā)酵為酸的原因是。為了測定酵母菌的活細(xì)胞密度,將待測菌液稀釋

1

000

倍后,經(jīng)等體積的染色劑溶液染色(活細(xì)胞無色,死細(xì)胞藍(lán)色),用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)(規(guī)格

2

25

個(gè)中方格),理論上計(jì)算

5

個(gè)中方格的活細(xì)胞數(shù)不應(yīng)少于 才能達(dá)到每毫升

3×10個(gè)活細(xì)胞的預(yù)期密度。(4)用比色計(jì)測定某種果醋中的葡萄糖含量,需要制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線。實(shí)驗(yàn)中一般不能更換比色杯,若制作標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)的比色杯光程小于測定樣液的比色杯光程,測得的樣液中葡萄糖含量(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。解析:(1)在使用三角瓶時(shí)需依次用封口膜或6

層紗布和牛皮紙封口后進(jìn)行滅菌;制備的尿素固體培養(yǎng)基可以采用高壓蒸汽滅菌法和G6玻璃砂漏斗過濾。(2)圖中

a

是固定化酵母,在該實(shí)驗(yàn)中可以反復(fù)利用;根據(jù)酵母菌的無

pH

適宜等條件下進(jìn)行。為了防止酵母菌會因失水過多而死亡,在發(fā)酵過程中所用柱流出液中仍含有葡萄糖,其可能原因是反應(yīng)柱中流速過快或者反應(yīng)柱中固定化酵母細(xì)胞數(shù)目較少。(3)果酒(酵母菌無氧呼吸才能產(chǎn)生酒精

)是在無氧條件下完成,而果醋發(fā)酵(醋桿菌是需氧菌)需要在氧氣充足的條件下進(jìn)行,所以當(dāng)酒精發(fā)酵旺盛時(shí),醋桿菌不能將果汁中的糖發(fā)酵為酸。1

毫升懸液中待測標(biāo)本(菌體)總數(shù)=80

小方格內(nèi)菌體數(shù)÷80×400÷(2×2×0.1)×10×稀釋倍數(shù)。而臺盼藍(lán)與菌液等體積加入

,因此要達(dá)到每毫升3×10

個(gè)活細(xì)胞的預(yù)期密度,理論上無色細(xì)胞數(shù)應(yīng)該不少于(3×10)÷(1.25×10×2×10

個(gè)中方格含

80

個(gè)小格,而血球計(jì)數(shù)板共

400

個(gè)小格)。(4)借用比色法測定亞硝酸鹽含量的方法可知,用比色計(jì)測定果醋中葡萄糖含量

,需要先制作葡萄糖濃度與光密度值關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線。實(shí)驗(yàn)中一般不能更換比色杯,若制作標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)的比色杯光程小于測定樣液的比色杯光程,測得的樣液中葡萄糖含量偏大。答案:(1)封口膜(或

6

層紗布) G6

玻璃砂漏斗過濾(2)固定化酵母 無菌 酵母菌會因失水過多而死亡 反應(yīng)柱中流速過快、固定化酵母細(xì)胞數(shù)目較少(3)醋桿菌是好氧細(xì)菌,而果酒發(fā)酵為無氧環(huán)境,醋桿菌無法生存120

個(gè)(4)葡萄糖濃度與光密度值關(guān)系 偏大4.為快速獲得轉(zhuǎn)基因棉花,研究者按下圖流程開展了實(shí)驗(yàn)。請回答:(1)MS

培養(yǎng)基由大量元素、微量元素和 組成,也可將這些成分分別配成濃度為配方5～10

倍的 ,用時(shí)稀釋。(2)莖尖在

70%乙醇中浸泡后,再放入 中浸泡,最后在X,X

稱為 。(3)過程③的目的是使幼苗逐漸適應(yīng)自然環(huán)境,該過程中的濕度變化是 。A.保持較高濕度不變B.逐漸升高C.保持較低濕度不變D.逐漸降低解析:(1)MS培養(yǎng)基由無機(jī)成分和有機(jī)成分組成,可將這些成分分別配成濃度為配方

5～10

倍的母液,用時(shí)稀釋使用。(2)莖尖在

70%乙醇中浸泡后,再放入

5%次氯酸鈉中浸泡,最后在超凈臺中用無菌水清洗,以除去莖尖表面的微生物。莖尖在生芽培養(yǎng)基中培養(yǎng)可獲得叢狀苗。(3)培養(yǎng)瓶中濕度相對較大,過程③的目的是使幼苗逐漸適應(yīng)自然環(huán)境,應(yīng)逐漸降低濕度。答案:(1)有機(jī)成分 母液 (2)5%次氯酸鈉 超凈臺 叢狀苗 (3)D(1)將種植的葡萄制成葡萄酒和葡萄醋,利用的微生物分別是 ,在制作葡萄酒時(shí),發(fā)酵液裝量不能超過發(fā)酵瓶容量的 技術(shù),將微生物吸附在鋸末上進(jìn)行生產(chǎn)。(2)將種植的黃瓜等新鮮蔬菜腌制泡菜時(shí)

,微生物利用新鮮蔬菜中的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵,會產(chǎn)生 和亞硝酸。泡菜中的亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生 反應(yīng),產(chǎn)物與

N

1

萘基乙二胺偶聯(lián),形成紫紅色的產(chǎn)物,根據(jù)這一特性可利用 法定量。(3)在果酒、果醋和泡菜的生產(chǎn)過程中沒有進(jìn)行嚴(yán)格滅菌也能制作成功,原因是 。解析:(1)將種植的葡萄制成葡萄酒和葡萄醋,利用的微生物分別是酵母菌和醋桿菌;在制作葡萄酒時(shí),發(fā)酵液裝量不能超過發(fā)酵瓶容量的2/3,防止發(fā)酵過程產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w釋放而引起的發(fā)酵基質(zhì)的膨產(chǎn)。(2)腌制泡菜時(shí),在無氧的條件下,微生物利用新鮮蔬菜中的糖和其他營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵,產(chǎn)物有有機(jī)酸、醇類物質(zhì)和亞硝酸等。亞硝酸鹽可與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng),這一產(chǎn)物再與

N

1

萘基乙二胺偶聯(lián),形成紫紅色產(chǎn)物,可用光電比色法定量。(3)在果酒、果醋和泡菜的生產(chǎn)過程中沒有進(jìn)行嚴(yán)格滅菌也能制作成功,原因是菌種在短時(shí)間內(nèi)大量繁殖,產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物,如酒精、醋酸等可抑制雜菌生長。答案:(1)酵母菌和醋桿菌 2/3 固定化(2)有機(jī)酸和醇類物質(zhì) 重氮化 光電比色(3)菌種在短時(shí)間內(nèi)大量繁殖,產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物,可抑制雜菌生長6.回答與果酒、果醋制作有關(guān)的問題。(1)在釀酒過程中,酵母菌只有在無氧條件下才能進(jìn)行 。發(fā)酵開始時(shí)

,發(fā)酵瓶內(nèi)看不到氣泡冒出的原因可能是酵母菌的使發(fā)酵瓶內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓。(2)下列各項(xiàng)中,與果酒中的酒精濃度有關(guān)的是(多選)。A.發(fā)酵時(shí)間B.發(fā)酵溫度C.培養(yǎng)液中糖的含量D.酵母菌對酒精濃度的耐受程度(3)不同地域所釀制的葡萄酒風(fēng)味會有一定的差異,出現(xiàn)風(fēng)味差異的還可能與不同地域釀酒時(shí)所用的 等生物因素有關(guān)。(4)在利用果酒制作果醋過程中,如果已獲得醋化醋桿菌菌種,可先在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行 培養(yǎng),然后接種到發(fā)酵瓶中。發(fā)酵瓶下口直角玻璃管內(nèi)塞有松緊合適的脫脂棉球,其作用是 。開始收集果醋前,應(yīng)檢測發(fā)酵瓶流出液的 。解析:(1)在釀酒過程中,酵母菌只有在無氧條件下才能進(jìn)行酒精發(fā)酵。發(fā)酵開始時(shí),發(fā)酵瓶內(nèi)看不到氣泡冒出的原因可能是酵母菌的需氧呼吸使發(fā)酵瓶內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓。(2)在酵母菌的厭氧呼吸中,在細(xì)胞中酶的催化下,葡萄糖經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng),分解成不徹底的酒精和CO

酒精產(chǎn)量的多少,受到發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、培養(yǎng)液中糖的含量和酵母菌對酒精濃度的耐受程度的影響。(3)不同地域所釀制的葡萄酒風(fēng)味會有一定的差異,出現(xiàn)風(fēng)味差異的還可能與不同地域釀酒時(shí)所用的菌種等生物因素有關(guān),因?yàn)椴煌N產(chǎn)生的酶存在差異。(4)液體培養(yǎng)基可用于菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)。發(fā)酵瓶下口直角玻璃管內(nèi)塞菌會將果酒轉(zhuǎn)化成果醋,導(dǎo)致發(fā)酵液

pH

下降,因此開始收集果醋前,應(yīng)檢測發(fā)酵瓶流出液的pH。答案:(1)酒精發(fā)酵 需氧呼吸 (2)ABCD (3)菌種(4)擴(kuò)大 過濾空氣 pH7.請結(jié)合以下酵母菌在人類生產(chǎn)生活中的實(shí)際應(yīng)用為材料,回答下列有關(guān)方面的問題:(1)為了篩選出符合要求的酵母菌,科研人員在培養(yǎng)基中添加了青霉素,其目的是為了 ;為了將分離到的菌株純化,挑取了菌落在

3

線分離操作,正確的是 。但有時(shí)科研人員發(fā)現(xiàn)其中一塊平板的各劃線區(qū)均未見菌株生長,最可能的原因是。(2)釀酒和制醋是古老的生物技術(shù),與此生產(chǎn)有關(guān)的微生物分別是酵母菌和 。以果汁為原料經(jīng)發(fā)酵制作醋的過程中,首先將果汁經(jīng)酵母菌在無氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵;然后再將酒—水混合物在條件下繼續(xù)將上述發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿帷?3)泡菜腌制過程中起作用的主要是 和乳酸菌。但這類食品中含有一定的亞硝酸鹽 ,

為了定量測定其含量

,

常用的方法是 。解析:(1)青霉素可以抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成,所以在培養(yǎng)酵母菌的培養(yǎng)基中添加青霉素,是為了抑制細(xì)菌的生長;在平板上進(jìn)行劃線分離時(shí),不能只劃一次,達(dá)不到分離單菌落的目的;第二次劃線要在第一次劃線結(jié)束的末端有菌的地方開始。每次劃線前,接種環(huán)都要在酒精燈火焰上灼燒,待冷卻后再使用,若接種環(huán)溫度太高,菌被燙死,則劃線區(qū)不會有菌株生長。(2)與釀酒和釀醋有關(guān)的微生物分別是酵母菌和醋桿菌,酵母菌需要在無氧的條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵,醋桿菌需要在有氧的條件下進(jìn)行醋酸發(fā)酵。(3)泡菜腌制過程中起作用的主要是假絲酵母和乳酸菌。常用光電比色法進(jìn)行亞硝酸鹽含量的測定。答案:(1)抑制細(xì)菌生長 B 接種環(huán)溫度過高,菌被殺死(2)醋桿菌 有氧 (3)假絲酵母 光電比色法8.桑葚是一種很好的食用水果,也常用來制成果汁或釀成果酒。大致流程如下:(1)在制作果汁時(shí),為了增加出汁率和澄清度(用果汁透光率表示),常加入果膠酶。加酶后的某研究結(jié)果如下。表:果膠酶劑量與果汁中果膠含量、透光率的關(guān)系酶劑量(mL/L

0.05

0.08

0.10

0.13

0.15

0.17

0.19

0.21

0.23

0.25)果膠含++

++

+

+

-

-

-

-

-

-量程度透光率

80

84

88

92

95

95

95

95

92

87(%)注:果膠含量程度“+”表示果膠陽性反應(yīng),“-”表示果膠陰性反應(yīng)果汁中果膠的含量可用加入酒精的方法進(jìn)行檢測,其原理是 ,表中果膠陽性反應(yīng)的現(xiàn)象是 建議果膠酶的使用劑量為 mL/L

。當(dāng)果膠酶劑量超過

0.21mL/L

時(shí),透光率反而下降,這時(shí)使果汁變渾濁的物質(zhì)是 。(2)釀酒時(shí)可用如圖發(fā)酵瓶進(jìn)行,原料裝瓶后加入適量的蔗糖并接種,然后在適宜條件下進(jìn)行發(fā)酵。①當(dāng)發(fā)酵瓶中 ,即表示發(fā)酵完畢。②請?jiān)谙铝凶鴺?biāo)中,畫出瓶內(nèi)發(fā)酵過程中菌種數(shù)量的變化曲線。(3)下列關(guān)于果酒發(fā)酵瓶及發(fā)酵過程的敘述中,正確的是 。A.①處應(yīng)該有水,有利于隔絕內(nèi)外氣體的出入B.②處應(yīng)該伸入發(fā)酵瓶液面以下,有利于形成缺氧條件C.③處果汁裝瓶容量不超過2/3,以免發(fā)酵過程中液體沖出D.不同溫度下完成發(fā)酵的時(shí)間不同,而最終果酒的風(fēng)味相同解析:(1)果汁中的果膠可以采用酒精進(jìn)行鑒定,主要原理是果膠不溶表中數(shù)據(jù),果膠酶用量在

0.05～0.15

mL/L

之間,透光率逐漸增加,因此選用

0.15

mL/L

果膠酶用量能夠?qū)崿F(xiàn)成本的最優(yōu)化。當(dāng)