2022高考生物一轮复习-课时练38-生物技术在食品加工及其他方面的应用新人教版.docx

2022高考生物一轮复习 课时练38 生物技术在食品加工及其他方面的应用新人教版

2022高考生物一轮复习 课时练38 生物技术在食品加工及其他方面的应用新人教版

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- 10 -

生物技术在食品加工及其他方面的应用
1.杨梅果实风味独特,酸甜适中,具有很高的营养和保健价值。下图是制作杨梅酒和杨梅醋的流程图。请回答下列问题。
制取发酵液:向杨梅汁中加入白砂糖,调至糖度为8%,灭菌冷却→酒精发酵:接种酵母菌,恒温发酵→果醋发酵:加入酒精,接种醋酸菌→取样检测:对发酵产物进行检测
(1)传统发酵中,发酵液虽然未经过严格的灭菌处理,但杂菌却不能正常生长繁殖,这是由于果酒发酵的　　　　　　　　条件抑制了杂菌的生长。用来检验酒精的化学试剂是　　　　　　　　　　。 
(2)果酒制作过程中,酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是　　　　　　　　　　,该阶段应该将温度控制在　　　　　　　　;温度适宜时果酒发酵时间较短,原因是　 
　。 
(3)杨梅醋的发酵过程中,除去必需的营养物质外,还需要往发酵液中持续地通入　　　　　　　　　　。 
(4)下图表示果酒发酵过程中,发酵液的糖度(葡萄糖的浓度)和酒精度(酒精浓度)随时间变化的关系。发酵前24 h,糖度变化很小,酒精度上升很慢,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。96 h后酒精度和糖度的变化都趋于平缓,其原因是　 
　。 

2.泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”,查阅资料得到下图。

(1)制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,乳酸菌发酵第一阶段的产物有　　　　　　　　　　　。 
(2)据上图,与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用,因为后者　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;pH呈下降趋势,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)该小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍),拟参照资料的实验方案和食盐浓度(4%~10%),探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低,并确定其最适条件,请你设计一个实验结果记录表。

3.(2021天津河西一模)果酒是利用新鲜水果为原料,在保存水果原有营养成分的情况下,通过酵母菌来发酵制造出的具有保健作用的酒。果酒以其独特的风味及色泽,成为新的消费时尚。图甲为果酒的发酵装置示意图,图乙为将图甲中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验装置,请根据图示分析回答相关问题。

(1)图甲发酵过程中,一段时间后酒精的产生速率会　　　　若充气口持续通入氧气,会促进　　　　生成,酵母菌的种群数量变化呈　　　型增长。 
(2)图甲中若发酵液表面出现菌膜,最可能原因是　　　　　　　　　　　　　　　　,说明发酵瓶可能漏气了。 
(3)图乙装置可用来探究有氧或无氧条件下酵母菌的呼吸方式,过程中将盛有质量分数为10%的NaOH溶液试剂瓶与管口1连通,其作用为　　　　　　　　　　　　　　　　,经管口3取样可以检测　　　　的产生情况。 
(4)为研究温度对酵母菌酒精发酵的影响,某同学设计了下面的装置,三角瓶内装有2.5 g酵母菌,使其悬浮在质量分数为10%的葡萄糖溶液中。实验记录小液滴移动量如下表,表中数据为小液滴移动量(单位:cm)。

时间/min
温度/℃
5
10
20
35
55
1
0
0.2
0.4
0.7
0
2
0
1.0
1.3
1.6
0.1
3
0.1
1.9
2.2
2.8
0.2
4
0.2
3.1
3.3
4.4
0.3
5
0.3
4.0
4.4
4.4
0.4

①实验中小液滴移动的方向是向　　　,理由是　 
　。 
②根据表中数据,三角瓶内的葡萄糖完全被酵母菌利用至少需　　　 min。 
4.(2021吉林模拟)东湖醋园是山西省最为盛名的老陈醋厂,在其园区墙壁上有诗一首:高粱原料酿造成,酵母杆菌一缸生先酒后醋工艺巧,阳蒸冰冻去水明。结合所学知识,回答下列问题。
(1)主要以高粱为原料的酿酒大缸,接入菌种一段时间后,在发酵液表面出现一定的气泡和泡沫,这些气泡主要是　　　　　　(微生物)产生的　　　(气体)。 
(2)实际生产中,酿酒大缸并非处于无菌环境中,但大缸发酵液却少有杂菌污染,原因是 

　。 
(3)当发酵产生酒精后,工作人员将缸盖打开,盖上一层纱布,进行制醋的发酵,并定期搅拌。对发酵液进行定期搅拌的主要原因是 
　。 
(4)在制酒时,要将温度严格控制在　　　　℃,时间控制在10~12 d;在制醋时,要将温度严格控制在　　　　　　℃,时间控制在7~8 d。 
(5)在酿酒和制醋的整个过程中,某物质浓度随时间的变化如图所示,则该物质可能是　　　　。 

5.(2021广西柳州一模)蛋白质是生命活动不可缺少的物质。随着人类基因组计划的进展以及多种生物基因组测序工作的完成,人类跨入了后基因组和蛋白质组时代。血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分,负责血液中氧气和二氧化碳的运输。
(1)分离血红蛋白的方法是凝胶色谱法,其原理是根据　　　　　　　　　　　　　　　来分离蛋白质。 
(2)在血红蛋白样品处理和粗分离中需要用到很多试剂,如在红细胞的洗涤中需要用到生理盐水直至上清液不再呈现黄色;在血红蛋白的释放过程中需用到蒸馏水和40%体积的　　　　,目的是使红细胞破裂释放血红蛋白;在透析过程中需要将透析袋放入20 mmol/L的　　　　　　　　　　中。 
(3)本实验用的是交联葡聚糖凝胶(Sephadex G-75),其中“G”表示　　　　　　　　　　　　　　　　,“75”表示凝胶的水值,即每克凝胶膨胀时吸收水分7.5 g。在装填凝胶时色谱柱内不能出现气泡的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,给色谱柱添加样品的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)判断纯化的蛋白质是否达到要求,选用的检测方法是　　　　　　　　　　　　　　　。 
6.(2021广东珠海模拟)长春花植物中含有复杂的生物碱,其中长春碱是目前应用最广泛的天然植物抗肿瘤药物之一,提取方法如下:长春花干燥粉碎→纤维素酶处理→加入pH为4.0的酸中→恒温水浴→加碱调pH至8.0→四氯化碳萃取。回答下列问题。
(1)纤维素酶是一种复合酶,包括C1酶、CX酶和　　　　　　　　　　。实验室常用　　　　　　　　　　法,通过观察菌落是否产生　　　　　　鉴别微生物是否产生纤维素酶。 
(2)提取流程中,粉碎后再用纤维素酶处理长春花的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)长春碱在酸中的溶解度高于在碱中的溶解度,由此推测,提取流程中加碱的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)四氯化碳的沸点为76.8 ℃,长春碱的沸点为211~216 ℃,由此推测,四氯化碳萃取后,除去四氯化碳获得长春碱的具体操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

课时规范练38　生物技术在
食品加工及其他方面的应用
1.答案:(1)无氧、酸性　酸性重铬酸钾　(2)细胞质基质　18~30 ℃　此时与果酒发酵相关的酶活性最高,发酵速度快　(3)无菌氧气(或无菌空气)　(4)此阶段酵母菌主要进行有氧呼吸,大量增殖　高浓度的酒精和代谢废物会抑制酵母菌的代谢而影响发酵
解析:(1)果酒发酵在无氧、pH为酸性的条件下进行,酵母菌发酵最适宜,但抑制其他微生物的生长。用来检验酒精的化学试剂是酸性重铬酸钾,出现灰绿色则说明有酒精产生。(2)酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是细胞质基质。其所需的最适发酵温度为18~30℃,因为温度影响酶的活性,在适宜的温度下,与果酒发酵相关的酶活性最高,速度最快,时间最短。(3)与果酒发酵不同,醋酸菌是好氧菌,所以果醋发酵需要持续通入无菌氧气(或无菌空气)。(4)酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。结合图示曲线分析可知,24h内,糖度变化很小,酒精度上升很慢,主要是因为酵母菌还在大量进行有氧呼吸繁殖;但在96h后,酒精度和糖度的变化都趋于平缓,主要原因是高浓度的酒精和代谢废物抑制了酵母菌的代谢而影响发酵。
2.答案:(1)防止氧气进入坛内,影响乳酸菌发酵(为乳酸菌发酵提供无氧环境)　丙酮酸、[H]、ATP　(2)亚硝酸盐含量接近最低水平　乳酸菌发酵,产生的乳酸含量逐渐增加
(3)实验结果记录表(其他合理答案也可):
菌
种
食盐浓
度/%
时间/d
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
普
通
菌
4

6

8

10

优
选
菌
4

6

8

10

解析:(1)乳酸菌是厌氧菌,制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封以达到隔绝空气、为乳酸菌提供无氧环境的目的;乳酸菌发酵第一阶段的产物有丙酮酸、[H]、ATP。(2)分析题图可知,与第3天相比,第8天亚硝酸盐含量较低,因此第8天后的泡菜更适于食用;由于乳酸菌发酵的产物是乳酸,因此在发酵过程中pH会逐渐降低。(3)分析题意可知,该实验的目的是探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低及适宜的条件,因此设计表格时应注意考虑实验的自变量是菌种、食盐浓度和时间,因变量是亚硝酸盐的含量。
3.答案:(1)减慢　醋酸　“S”　(2)醋酸菌在有氧条件下大量繁殖而形成的　(3)吸收空气中的CO2,防止干扰实验结果　酒精
(4)①左　酵母菌酒精发酵产生了CO2,增大了瓶中气体压力　②4
解析:(1)图甲发酵过程中,一段时间后由于葡萄糖含量的减少酒精的产生速率会减慢;醋酸菌是好氧型细菌,若充气口持续通入氧气,会促进醋酸生成;由于空间和营养物质等限制,酵母菌的种群数量变化呈“S”型增长。(2)图甲中若发酵液表面出现菌膜,最可能是醋酸菌在有氧条件下大量繁殖而形成的,说明发酵瓶可能漏气了。(3)图乙装置可用来探究有氧或无氧条件下酵母菌的呼吸方式,过程中将盛有质量分数为10%的NaOH溶液试剂瓶与管口1连通,其作用为吸收空气中的CO2,防止干扰实验结果;经管口3取样可以检测酒精的产生情况。(4)①实验中由于酵母菌酒精发酵产生了CO2,增大了瓶中气体压力,故小液滴向左移动。②由表可知,从5℃到35℃,随着温度的升高,发酵作用增强,但是温度过高反而会抑制酶的活性,瓶内的葡萄糖完全被酵母菌利用是在35℃时反应完成时间最短,至少需4min。
4.答案:(1)酵母菌　CO2　(2)在缺氧、呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制　(3)醋酸菌是好氧细菌定期搅拌以增加发酵液中溶解氧的含量,从而促进醋酸发酵　(4)18~25　30~35　(5)酒精
解析:(1)在酿酒过程中,主要是酵母菌发挥作用,葡萄糖经发酵生成酒精和CO2。(2)随着发酵的进行,发酵液呈缺氧、酸性的条件,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。(3)醋酸菌是好氧细菌,定期搅拌以增加发酵液中溶解氧的含量,从而促进醋酸发酵。(4)酵母菌酒精发酵时一般要将温度控制在18~25℃;醋酸菌醋酸发酵时,一般要将温度控制在30~35℃。(5)在酿酒和制醋的整个过程中,酒精随酒精发酵的进行而增多,又因醋酸发酵的消耗而减少。
5.答案:(1)相对分子质量的大小　(2)甲苯　磷酸缓冲液　(3)凝胶的交联程度,膨胀程度及分离范围　气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离程度　使吸管管口沿管壁环绕移动　(4)SDS —聚丙烯酰胺凝胶电泳
解析:(1)凝胶色谱法分离蛋白质的原理是根据蛋白质相对分子质量的大小不同来分离的,不同的蛋白质分子穿过凝胶时速度不同,从而进行分离。(2)血红蛋白释放时,需要加入蒸馏水到原血液的体积,再加入40%体积的甲苯,可以使得红细胞破裂,释放出内容物;在透析时,需要将透析袋放入20mmol/L的磷酸缓冲液中。(3)本实验用的是交联葡聚糖凝胶(SephadexG-75),其中“G”表示凝胶的交联程度,膨胀程度及分离范围;在凝胶填装时,不能出现气泡,气泡可以搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果;为防止破坏凝胶表面,给色谱柱添加样品的方式是使吸管管口沿管壁环绕移动加样。(4)一般使用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳来进行纯度鉴定。
6.答案:(1)葡萄糖苷酶　刚果红染色　透明圈　(2)增大纤维素与纤维素酶的接触面积,提高纤维素的降解率　(3)让溶解于酸中的长春碱析出　(4)加热至76.8~211 ℃中间的某温度,蒸发除去四氯化碳
解析:(1)纤维素酶是一类复合酶,包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶;在筛选纤维素分解菌的过程中,常用刚果红染色法,通过观察培养基中是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(2)植物细胞壁的主要成分是纤维素,长春花粉碎后再用纤维素酶处理,可以增大纤维素与纤维素酶的接触面积,提高纤维素的降解率,有利于细胞内有效成分的释放。(3)据题意可知,长春碱在酸中的溶解度高于在碱中的溶解度,由此推测,后续提取加碱的目的是让溶解于酸中的长春碱析出。(4)因为四氯化碳的溶沸点为76.8℃,长春碱的溶沸点为211~216℃,因此四氯化碳萃取后,可根据两者的沸点不同,加热至76.8~211℃中间的某温度,蒸发除去四氯化碳获得纯净的长春碱。