高中生物发酵与食品生产综合题

下图为“DNA粗提取和鉴定”实验的相关操作。

（1）图中实验材料A可以是         等，研磨前加入的B应是          。
（2）通过上述所示步骤得到滤液Ｃ后，再向滤液中加入2moL/L的NaCl溶液的目的
是      ，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是         。
（3）在“DNA的粗提取和鉴定”实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2mL的四种溶液中，经搅拌后过滤，获得4种滤液，含DNA最少的是滤液　　　　。

1	Ｂ液中	搅拌研磨后过滤	滤液E
2	2mol／L的NaCl溶液	搅拌后过滤	滤液F
3	O．014mol／L的NaCl溶液中	搅拌后过滤	滤液G
4	冷却的95％的酒精溶液中	搅拌后过滤	滤液H

（4）ＤＮＡ鉴定的原理是　　　　　　。

在生物技术实践过程中，往往需要注意某些实验步骤的操作，请将下列实验中的注意事项填写完整：
⑴在腐乳的制作时，用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用         消毒；在血红蛋白的提取和分离中，若红细胞的洗涤次数过少，将无法除去         。
⑵在提取植物细胞的DNA时，需要先用洗涤剂溶解        。在花药离体培养中剥离花药时，要彻底去除         ，因为与其相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。
⑶在“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”课题中，往往需要稀释土壤溶液，为了避免杂菌污染，此过程每一步都要在         旁操作。在固定化酵母细胞中加热溶解海藻酸钠时，最好采用         的方法。胡萝卜素提取的萃取过程应采用         加热，因为有机溶剂都是易燃物。
⑷为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液和蒸馏水等在使用前必须进行          。

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O₂和部分CO₂的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。
    
(1)将实验流程补充完整：A为________，B为_________________。凝胶色谱法的基本原理是根据相对分子质量的大小而达到蛋白质分离的有效方法。
(2)洗涤红细胞的目的是去除________.
(3)释放血红蛋白的过程中,加入的试剂是________________。

生物兴趣小组的同学利用新鲜苹果榨取果汁并制作果酒，简要流程如下：

（1）实验过程中，有同学发现榨取的果汁非常浑浊，解决的方法是             。
（2）分离酵母菌应使用________培养基，固定化酵母细胞常采用____________法。
（3）酵母菌的酒精发酵过程一般控制在       温度范围最适合酵母菌繁殖，请简要说明理由。                            。
（4）在酸性条件下，可用____________来检测发酵产物中是否有酒精产生。若想进一步检测所得果酒中酵母菌的密度，可采用____________法。
（5）果汁为酵母菌的生长和繁殖提供的营养成分是                     。
（6）发酵完成后，生物兴趣小组同学制作的果酒品质非常好。为了方便后续年级使用，可将菌液______________保存。

回答下列有关果酒、果醋的问题：
⑴由于我国人民长期以来用酒曲酿酒，在中国人的传统观念中，酿酒时必须加入酒曲，再加上有些地区还不懂葡萄自然发酵酿酒的原理，于是在一些记载葡萄酒酿造技术的史料中，可以看到一些画蛇添足的做法。在葡萄酒的自然发酵过程中起主要作用的是附着在________________
上的野生型酵母菌，酵母菌在氧气和养料充足时，生殖方式是              。
⑵醋酸菌对氧气特别敏感，只有当氧气              时，才能进行旺盛的生理活动，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌              。
⑶在工业生产制作苹果醋时常常先将苹果发酵酒，再放入醋酸菌发酵成果醋，请写出相关的反应式                                  ；                                 ； 

回答下列有关泡菜制作的习题：
(1)制作泡菜时，用盐水煮沸，其目的是____________________。为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是________________________。
(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行__________的过程。该过程发生在乳酸菌的______________中。
(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有__________、__________和__________等。
(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是________________，原因是：_____________________________________________________________。

苹果醋是指以苹果汁经发酵而成的苹果原醋，再兑以苹果汁等原料而成的饮品。既有淡淡的醋味，又有果汁的香甜，喝起来非常爽口。苹果醋还能保健养生、消除疲劳、美容养颜，是目前大众非常喜爱的饮品。下图是苹果醋的制作流程简图，请据图回答：

(1)若要检测是否产生了苹果酒可用________试剂进行检测。
(2)过程②中使用到的微生物是________，该微生物的代谢类型是________。该微生物可以从食醋中分离纯化获得，方法是：第一步：配置培养基。该培养基必须含有微生物生长所需要的_____________等基本营养成分。第二步：对培养基用____________方法进行灭菌。第三步：接种。微生物常用的接种方法有__________。第四步：培养。温度控制在________。第五步：挑选符合要求的菌落。

某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动，具体步骤如下：
材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份，每份10g。剪碎后分成两组，一组置于20℃、另一组置于-20℃条件下保存24h。DNA粗提取：
第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。
第二步：先向6只小烧杯中分别注入10mL滤液，再加入20mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。
第三步：取6支试管，分别加入等量的2mol/LNaCl溶液溶解上述絮状物。DNA检测：在上述试管中各加入4mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热5min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表。
分析上述实验过程，回答下列问题：
(1)该探究性实验课题名称是_              __。
(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少______________。
(3)根据实验结果，得出结论并分析。
①．结论1：与20℃相比，相同实验材料在-20℃条件下保存，DNA的提取量较多。
结论2：_______________________________________。
②．针对结论1，请提出合理的解释：___________________________。
(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：___________，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。

【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_____。