高中生物发酵与食品生产综合题

以下是制作果醋的流程示意图。试回答下列有关问题。

实验原理：醋酸菌是一种好氧细菌，只有在氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇最终转变成醋酸。
⑴醋酸菌的新陈代谢类型是　　　 　。
⑵某同学设计了右图所示的装置。装置中充气口的作用主要是在_________阶段通入无菌空气；排气口排出的主要是________。

⑶在酒精发酵阶段主要发生的化学反应是　　　 （总反应式）。
⑷若发现此过程中装置内温度有所上升，这是由于_______________的缘故。
⑸醋酸菌将葡萄糖或乙醇转化成醋酸的目的是________________________。

下面是果酒和果醋作的实验流程和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中的实验流程。__        __阶段。
（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                        时关闭，在              时连接充气泵，并不断向内                             。
（4）排气口在果酒发酵时排出的气体是由            产生的     ，在果醋发酵时排出的是                。

下面甲图示DNA决定某一多肽链中的酪氨酸和丙氨酸过程示意图，乙图示样品DNA经PCR技术(聚合酶链式反应)扩增，可以获取大量DNA克隆分子。分析回答：

(1)此图所示的“PCR”与人体内的DNA复制相比有何特殊之处? ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（至少答出两点）
(2)现在要通过“PCR”得到甲图中DNA片段的1024个克隆片段，则至少要向试管中加入＿＿＿＿＿＿＿个腺嘌呤脱氧核苷酸。

[生物——选修1：生物技术实践]
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____________，因此可用后者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____________作为材料提取芳香油，而且提取时往往选用新鲜的材料，理由是_____________。
（4）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上层，原因是____________。加入氯化钠的作用是______________。

下面是果酒和果醋作的实验流程和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中的实验流程。（在图1中填写）
（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＿＿＿＿＿＿时关闭，在＿＿＿＿＿＿时连接充气泵，并不断向内＿＿＿＿＿＿。
（4）排气口在果酒发酵时排出的气体是由＿＿＿＿＿＿产生的＿＿＿＿＿＿，在果醋发酵时排出的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（5）若在果汁中只含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？说明理由。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（6）在酒精发酵时瓶内温度一般应控制在＿＿＿＿＿＿。醋酸菌发酵时温度一般应控制在＿＿＿＿＿＿。
（7）果酒制作完成后，可以用＿＿＿＿＿＿来检测酒精的生成，在酸性条件下，酒精与之反应呈现＿＿＿＿＿＿色。
（8）写出与（4）题有关的反应方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答问题：

（1）利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）该微生物通过无氧呼吸可分解＿＿＿＿，产生的终产物是＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
（3）甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如图所示。发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，导致发酵中出现的主要异常现象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。丙同学的错误是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，导致发酵中出现的主要异常现象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作错误是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

右图是某同学利用葡萄酿制葡萄酒和果醋的实验装置示意图。

该同学设计的实验流程如下：
采摘新鲜葡萄→冲洗葡萄，去除梗枝→发酵瓶消毒，葡萄榨汁、过滤→葡萄汁装入发酵瓶→发酵酿造葡萄酒→发酵酿造果醋
请结合实验装置示意图和实验流程回答下面的问题：
（1）该同学把葡萄汁装入发酵瓶后没有向发酵瓶接种酵母菌，但是他仍然通过发酵获得了葡萄酒。为什么？                            。
（2）该同学所设计的实验装置中充气口的作用是                             ，排气口的作用是                               ，排气口通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接有什么作用？                           。
（3）葡萄汁装入时留出1/3空间的目的是                                   。
（4）葡萄汁为酵母菌生长繁殖提供的营养有                                。
（5）使用该装置制酒时，应该     充气口；制醋时，应将充气口             。
（6）有人说：“做酒坛坛好，做醋坛坛酸。做酒坛坛好做醋，坛坛酸。” 说明了做酒和做醋的辨证关系。这两句话文字意思完全不同。虽然意思完全不同，但两句话的意思都是对的。你怎样理解“做酒坛坛好做醋，坛坛酸。”？

根据胡萝卜素的提取与鉴定知识回答下列问题。
(1)胡萝卜素的萃取实验流程为：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。
①萃取过程中采用水浴加热的原因是什么？ __________________________。
②萃取的效率主要取决于___________________________________________。
(2)鉴定胡萝卜素的方法是________________，该方法的原理是_________________________________________________________________。

【生物——选修1：生物技术实践】
根据下面的实验装置图（图甲、乙）和果酒的生产工艺流程图（图丙）回答问题：

（1）图甲所示装置可用于提取           （填“橘皮精油”“玫瑰精油”或“胡萝卜”）。
（2）制作果酒时可选用图乙的装置。为适当提高果酒的生产速率，进气口应       ；排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，这样做的原因是        。
（3）图丙为樱桃果酒生产工艺流程图，其中冲洗的目的是              。樱桃榨汁前需要除去果柄，此操作是在冲洗之             进行的。
（4）若是从混杂的微生物中分离酵母菌应使用     （填“选择”或“鉴别”）培养基。从微生物培养的角度分析，樱桃果汁能够为酵母菌的生长提供水、无机盐和       。
（5）樱桃果酒制作是否成功，发酵后可在酸性条件下用           溶液来鉴定。在酒精发酵旺盛时，醋酸菌           （填“能”或“不能”）将果汁中的糖发酵成醋酸，乳酸菌           （填“能”或“不能”）将乳酸分解成CO₂和水。

[生物——选修1：生物技术实践]
某实验小组以洋葱组织为实验材料，进行DNA粗提取和鉴定的实验，实验主要过程如下图，回答下列问题：

（1）步骤一中需加入一定量的洗涤剂和    对洋葱组织进行处理，加入前者是为了瓦解细胞膜结构，加入后者的目的是____。将搅拌和研磨后的物质进行过滤，即可得到含有DNA的滤液。
（2）步骤二是DNA纯化过程中的关键步骤，可以采用以下几种不同的方法：
①滤液中NaCl浓度在0．14 mol／L时可分离出DNA，若要再次提纯，需要将其溶解在mol／L的NaCl溶液中；
②通常会向DNA粗提取物中加入嫩肉粉，其目的是____；
③将得到的DNA粗提取物放在60～75℃水浴中保温10～15 min，蛋白质被破坏，但仍能得到纯度较高的DNA，说明了DNA             ．
（3）步骤三中向滤液中加入DNA体积分数为95%的酒精的目的是___      _，依据的原理是          。得到纯净的DNA后，可利用DNA与             在沸水浴条件下发生显色反应，来对其进行鉴定。

乳酸菌常用于制作酸奶等发酵食品。研究发现，乳酸菌还可产生乳酸菌素，抑制肉制品中致病菌和腐败菌的生长，起到生物防腐的作用。请回答
（1）制作酸奶是利用乳酸菌在   （填“有氧”或“无氧”）条件下，将牛奶中葡萄糖、乳糖分解成乳酸，同时将奶酪蛋白水解为短肽和    ，不仅易被人体吸收，也适用于乳糖不耐症人群。若牛奶中含有抗生素，会影响酸奶的制作效果，原因是                       。
（2）纯化乳酸菌时可选用平板划线法或          接种，还需要设置未接种乳酸菌的培养基作为对照，若对照组培养基表面没有菌落生长，说明                            。
（3）为探究不同种乳酸菌的抑菌效果，将稀释倍数相同的等量乳酸菌培养液滴加在长满致病菌的平板上，一段时间后，会出现以滴点为中心的抑菌圈，实验结果如下表。

① 实验的自变量是                    。
②由实验结果可知，乳酸菌对________（填致病菌）的抑菌效果比较突出；在生产应用中，不宜采用      号菌株进行防腐。

下图一是在发酵罐内利用三孢布拉氏霉发酵生产β—胡萝卜素过程中，菌体生物量及β—胡萝卜素产量随时间变化曲线图。图二是样品层析结果及与β—胡萝卜素标准样的
比对图。请回答下列问题：

（1）发酵罐内三孢布拉氏霉培养基按物理形态应称为__________，玉米粉和豆饼为微生物的生长分别主要提供____________________。在接人菌种前，应对培养基进行__________，以避免杂菌污染。
（2）图一中，菌体的增长最快出现在__________h，菌体的生物量达到最大值后下降，其原因是_____________。
（3）常用的提取β—胡萝卜素的方法是__________法溶解。实验表明，石油醚的提取效果远好于丙酮和酒精，原因是___________________________。
（4）将萃取的胡萝卜素样品与β—胡萝卜素标样层析后进行比对，结果如图二，从图中分析可知，色带__________为β—胡萝卜素。

利用不同微生物的发酵作用来制作腐乳、酸奶、泡菜、果酒和果醋等食品的历史悠久，遍布民间，一般称作传统发酵技术。根据传统发酵技术相关知识，回答以下问题：
（1）腐乳的制作：
①腐乳制作有多种微生物参与，其中起主要作用的是           ，主要是利用这些微生物产生的           水解豆腐中营养物质，将豆腐转变成风味独特的腐乳。
②腐乳制作过程中加盐的作用是            。
（2）乳酸发酵：

①测定泡菜中亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下，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      色染料。
②据图可知泡菜在腌制     天后食用最佳。
（3）果酒和果醋的制作：
①鉴定发酵液中有酒精生成：用试管取发酵液少量，加入                ，如果出现灰绿色，则鉴定有酒精生成。
②为获得高纯度的果酒、果醋等发酵产品，需要对所用的微生物进行分离和纯化，其过程为：
第一步：配制培养基。虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、无机盐、      （写两项）。培养基需要进行灭菌操作，常用的灭菌方是           。
第二步：接种。微生物常用的接种方法有平板划线法和                。 
第三步：培养。
第四步：挑选符合要求的菌落。

下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。请据图示回答下列问题：

(1)完成图甲中的实验流程，则矩形框内应为__________________________________。
(2)果酒和果醋的制作分别利用了________和________(填生物名称)两种微生物的发酵原理。由果酒转变成果醋的制作时，需要改变的环境条件是____________和______________，主要原因是______________________________________________
_________________________________________________________________(答出两点)。
(3)图乙装置中的充气口在____________过程中要关闭，而排气口在该过程中应开放，目的是用来排出____________产生的________。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是__________________________________________________________。
(4)果汁发酵后是否有酒精产生，可用____________来检验，在酸性条件下呈现________色证明有酒精产生。
(5)葡萄是否需要灭菌？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(11分)下面是果酒和果醋制作的实验流程和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：
挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→      
↓     ↓
果酒  果醋
图1                        图2
(1)完成图1中的实验流程。                                  
(2)冲洗的主要目的是洗去浮尘，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              时关闭，在             时连接充气泵，并连续不断地向内                               。
(4) 写出与图1有关的反应方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)若在果汁中只含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋
酸？说明原因：___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为______。醋酸发酵时温度一般应控制为_____。