高中生物发酵与食品生产综合题

家蝇体内存在一种具有极强抗菌能力的抗菌蛋白，请回答下列有关分离和提取抗菌蛋白的问题：
（1）分离该抗菌蛋白可用                法，其原理是根据蛋白质分子的带电性质差异、大小及形状不同，                         不同而实现分离。
（2）蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理、       、       、和      。
（3）可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白质的体外抗菌特性。抗菌实验所用培养基中的牛乳膏和蛋白胨主要为细菌生长提供              和               。
（4）分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液，培养一定时间后，比较两种培养基中菌落的___________，确定该蛋白质的抗菌效果。
（5）抗菌培养常用的接种方法有___________和_____________。

某同学以菜花为实验材料，进行“DNA的粗提取与鉴定”实验，步骤如下：
步骤一：称取30g菜花，去梗取花，切碎。
步骤二：将碎菜花放入研钵中，倒入适量洗涤剂和NaCl，充分研磨10min。
步骤三：在漏斗中垫上纱布，将菜花研磨液过滤到烧杯中。在冰箱中放置几分钟，取上清液。
步骤四：将一倍体积的上清液倒入两倍体积的某溶液中，并用玻璃棒缓缓、轻轻地搅拌溶液。将絮状物缠绕在玻璃棒上。
请回答下列问题：
（1）步骤二的目的是使菜花细胞破碎，释放DNA，加入洗涤剂和NaCl主要作用是   
                 和                   等。
（2）步骤四中所用两倍体积的某溶液为____________       _____，需“缓缓、轻轻地”搅拌溶液的原因是                       。
（3）为了鉴定步骤四所得絮状物是DNA，方法是                                
                                                                    。

回答关于用苹果酿酒的相关问题
（1）需要选用的发酵菌种是             。加入发酵罐的苹果泥要进行____     ；并在          条件下产生酒精。在生产过程中还需定期对发酵液采用              的方法进行观察计数，以了解发酵情形。
（2）在果酒的制作过程中，加入的新鲜苹果汁没有经过灭菌处理，但是在制出的果酒中基本检测不出酵母菌以外的杂菌，从生态学角度分析：一是大量的酵母菌在与杂菌之间的竞争中取得优势，二是果酒中的                ，从而淘汰掉杂菌。检验酒精常用的方法是在酸性条件下，酒精和_  反应，显示灰绿色。
（3）为了提高出汁率，在压榨前可加入一定浓度的                        酶处理原材料，发酵时温度一般控制在                。一段时间后，观察到发酵罐内果汁中不再有__           ，说明发酵基本完成

以下是有关DNA粗提取实验的阅读材料：7分
A核酸中的DNA在生物体内以核蛋白（由核酸和蛋白质组成）的形式存在，DNA核蛋白在2mol/L的NaCI溶液中溶解度最大，但在0.14mol/L的NaCI溶液中溶解度很低，而RNA溶于0.14mol/L的NaCI溶液。
B在DNA溶液中加入适量体积浓度为95%的酒精，可溶解蛋白质，将DNA分离出来，此时DNA为黏稠的丝状物，可用玻璃棒卷起取出。
C实验步骤：研磨后得匀浆→过滤得滤液→滤液稀释→取出析出物→析出物再溶解→加酒精静置→提取出DNA→DNA鉴定
请回答下列问题：
（1）取30克洋葱研磨时，有时加入洗涤剂，其作用是___________________ 。
（2）将滤液稀释其目的是___________________。
（3）证明提取物中是DNA分子使用___________________试剂，在___________________条件下呈___________________色。
（4）若选材为血细胞液，则选___________________（鸡血，猪血），理由是___________________。

红细胞含有大量血红蛋白，红细胞的机能主要是由血红蛋白完成，血红蛋白的主要功能是携带O₂或CO₂，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白。请回答下列有关问题：
⑴ 血红蛋白的提取和分离一般可分为四步：样品处理、____________、__           和____________。
⑵ 实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。
①加入柠檬酸钠的目的是_________________。
②以上所述的过程即是样品处理，它包括_______________、________________、______________、透析。其中透析技术的原理是___________________。
⑶ 通过凝胶色谱法将样品进一步纯化，经SDS一聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。样品纯化的目的是_________________________

基因型为AaBb的水稻（24条染色体）的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养形成试管苗。
（1）花药离体培养过程中材料的消毒至关重要，常用的消毒剂是           。
（2）在剥离花药时，要尽量不损伤花药，同时还要彻底去除花丝，因为      
                                                                  。
（3）离体的花药需要接种到适宜的培养基，其主要成分包括               
                                     。（至少写出三类）
（4）花药培养过程不需光照，而幼小植株形成后必须给予光照，其原因是①                         、②      　　           。
（5）培育成的试管苗可能出现的基因型有                           。

胡萝卜素分为α、β、γ三类，它广泛存在于植物各组织器官中，请结合从胡萝卜中提取胡萝卜素的流程示意图回答下面的问题：
胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素
(1)胡萝卜素易溶于       ，对提取胡萝卜素的溶剂的要求有三点：一要具有较   (选填“高”或“低”)的沸点，二要能够充分溶解胡萝卜素，三要           。
(2)流程中对胡萝卜粉碎的意义是_______________         。干燥的意义是                       。
(3)如图1是某同学设计的纸层析法鉴定胡萝卜素粗品的实验装置图，图2是胡萝卜素层析结果示意图。请结合图解回答：

①图1装置的一个明显错误是________________________________________；
在实验时，一位同学把样品原点浸入到了溶剂内，结果他没有得到图2所示的结果，原因是                     。
②在滤纸上点样时要求用最细的注射器点样，并要在每次点样后用吹风机吹干，其目的是                        。
③点样时，标准样品应点在图2中的     处。

柠檬油是植物芳香油中的一种，它是一种广谱性的杀虫剂，可杀死蚊子、苍蝇、蟑螂和臭虫等传染疾病的害虫，以及危害粮食、蔬菜的常见害虫，包括幼虫、蛹等，是一种绿色杀虫剂。
(1)柠檬油的挥发性________，易溶于________。
(2)提取柠檬油常用的原料是柠檬花与柠檬果皮，嫩的花朵在蒸馏过程中，精油易被水蒸气分子破坏，所以可采用________法。柠檬果皮中精油的提取适宜采用________法，此种方法必经步骤为：

①A是________，目的是_____________________________________________。
②C过程为________，目的是__________________________________________。
③实验过程中浸泡橘皮后，需用清水洗涤，其目的是_______________________。
(3)采用柠檬油作为杀虫剂，可以解决其他杀虫剂给人类带来的隐患，其突出的优点是_______________________、____________________。

【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_____。