高中生物发酵与食品生产综合题

聚合酶链式反应(PCR技术)是在实验室中以少量样品DNA制备大量DNA的生化技术，反应系统中包括微量样品DNA、DNA聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP等。反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板，故DNA数以指数方式扩增，其简要过程如图所示。


（1）某个DNA样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则经过PCR仪五次循环后，将产生              个DNA分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是            个。
（2）分别以不同生物的DNA样品为模板合成的各个新DNA之间存在差异，这些差异是
                                    
（3）由于DNA上的“遗传因子”基本都是符合孟德尔的遗传规律的，因此人类可以利用PCR技术合成的DNA 进行亲子鉴定，其原理是：首先获取被测试者的DNA，并进行PCR扩增，取其中一样本DNA用限制性内切酶切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特别的“探针”去寻找基因。相同的基因会凝聚在一起，然后利用特别的染料在X光下，便会显示由DNA探针凝聚于一起的黑色条码。每个人的条码一半与其母亲的条码吻合，另一半与其父亲的条码吻合。
①限制性内切酶能将DNA样品切成特定的小片段，这主要体现了酶的          
A．专一性     　 B．高效性   　 C．多样性    　 D．作用条件温和
②2002年6月，我国第一张18位点的“基因身份证明”在湖北武汉诞生。人的“基因身份证明”是否终身有效？      ，理由是                                   。
（4）请指出PCR技术与转录过程的三个不同之处：
①_______________________________________________________________    。
②_________________________________________________________________  。
③__________________________________________________________________  。

某班同学用新鲜苹果榨取果汁并制作果酒，其简要流程如下：

（1）为提高果汁的出汁率并使果汁澄清，可以加入果胶酶，使用酶时为了节省成本，除要掌握好酶的用量外，还应控制好             等环境条件。
（2）分离酵母菌应使用______（选择或鉴别）培养基，扩大培养应选用       （固体或液体）培养基。为了提高酒精的产量，可在果汁中添加葡萄糖，但浓度不宜过高，原因是                                                     。
（3）在酸性条件下，可用_________来检测发酵产物中是否有酒精产生。
（4）发酵完成后，该班同学制做的果酒品质非常好，为方便后续年级使用，可将菌液用___________法保存，此法的保存温度是       。
（5）另一个班的同学用葡萄制做的果酒放置一段时间后，发现果酒带有明显的酸味，原因可能是_______将酒精先变为_______，再进一步变为________，此过程的最适温度为_______________。

(1) 传统生物技术与我们现代的生活依旧很贴近,下面是几则实例，请分析回答：
①人类酿酒的历史有5000年了，直到19世纪,法国的巴斯德才发现葡萄汁变酒是酵母菌的发酵作用。在葡萄汁装入消毒发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，为什么？________________________________________所使用的发酵液使酵母菌能生长繁殖而绝大多数其它微生物无法适应，这种发酵液应具有________特点。
②千百年来，腐乳一直受到人们的喜爱，腐乳生产工艺如下。

现代科学研究证明，a过程有多种微生物参与，其中起主要作用的是________。
经过发酵后的腐乳味道鲜美，易于消化吸收,原因是:__________。
③利用发酵技术生产泡菜等食品易产生亚硝酸盐，过量亚硝酸盐危害人体健康,因此要检测腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应后，与N _ 1 -萘基乙二胺盐酸盐结合形成________色,与标准液进行目测比较,可以估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
(2) 1907年美国生物学家哈里森用一滴淋巴液成功培养了蝌蚪神经细胞，首创了动物细胞培养。动物细胞体外培养需要满足的条件是无菌、无毒的环境_____________________、__________________、_______________________、___________________________。

【生物：选修1生物技术实践专题】(15分)
下图表示菊花的嫩枝和月季的花药的离体培养过程，请据图回答下面的问题。

（1）对菊花来说，要选取生长旺盛的嫩枝一般是________________________。对月季来说，适宜花粉培养的时期是花粉应处于_______期。为确定该花粉是否处于该时期，最常用的方法是：_____________。
（2）在培养花粉的培养基中要加入一定的植物激素，常用的植物激素有______________。
（3）某同学在培养过程中发现培养基上感染了几种细菌。若在以尿素为唯一碳源的培养基中加入____________指示剂培养几种细菌后，指示剂变红就可以鉴定其中含有能够分解尿素的细菌。为避免其他微生物对培养基造成的影响，所以在进行接种时应注意___________。
①接种室要消毒
②只要戴口罩，操作时便可说话
③外植体可预先用体积分数为70%的酒精浸泡，取出用无菌水冲洗后，再用0．1%的氯化汞溶液消毒，并用无菌水冲洗干净
④接种操作要在酒精灯火焰旁进行
⑤接种完毕应立即盖好瓶盖

A．①②③④⑤

B．①②③④

C．①③④⑤

D．②③④⑤

（4）月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同，从植物产生的途径来说，花粉植株产生的途径除了图中所示外，还可以通过_______阶段发育而来，这两种发育途径的差别主要取决于______________。
（5）图中的B过程都需要___________，因为愈伤组织形成幼小植物后，植物需要叶绿素进行光合作用。

【生物技术实践-选修1】回答与酵母菌相关的生物技术问题：

（1）用葡萄酿制果酒时，不可过度清洗葡萄，原因是        。发酵装置如图，葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，其目的是          。若阀a、b一直打开，最后的发酵产物是     （果酒/果醋）。若想得到另外一种发酵产物，阀a、b的正确操作应为          。
（2）具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：
步骤1：野生菌培养一段时间后，接受紫外线照射进行诱变处理。
步骤2：制备选择培养基：在基本培养基的基础上，注意添加          和调低pH，加琼脂后灭菌，制成固体平板。  
步骤3：将诱变处理后的菌液稀释涂布平板。 
步骤4：根据          选出突变菌。
（3）上述步骤2、3的目的分别是             和                。
（4）植物秸秆的主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，但是酵母菌却无法直接利用，原因是                     。若要酵母菌能利用植物秸秆进行发酵制取酒精，请提出解决该问题的方法                          。(列举两种方法) 

I、请完成下列(1)~(5)题，每题只有一个选项符合题目要求，将所选选项填写在每小题的横线上。
(1)某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，下列技术中不能选用的是________。
A．利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗
B．采用花粉粒组织培养获得单倍体苗
C．采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上
D．采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养
(2)某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是____。
A．酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高
B．先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果洒发酵
C．与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好
D．适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖
(3)下列关于腐乳制作的描述中，错误的是________。
A．在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与
B．含水量大于85%的豆腐利于保持湿度，适宜制作腐乳
C．加盐和加酒都能抑制微生物的生长
D．密封瓶口前最好将瓶口通过火焰以防杂菌污染
(4)高中生物学实验中，在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是____。
A．将少许于酵母加入到新鲜的葡萄汁中
B．将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上
C．将转基因植物叶片接种到无菌培养基上
D．将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上
(5)家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是____。
A．让发酵装置接受光照B．绘发酵装置适时排气
C．向发酵装置通入空气D．将发酵装置放在45℃处
Ⅱ、人参是一种名贵中药材，其有效成分主要是人参皂甙。利用细胞培养技术生产人参皂甙的大致流程如下：

请回答：
(1)配制诱导愈伤组织的固体培养基，分装后要进行_______。接种前，要对人参根进行________。
(2)用于离体培养的根切块，叫做________。培养几天后发现少数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于________污染；若是有光泽的黏液状菌落，属于__．一污染。
(3)用少量________酶处理愈伤组织，获取单细胞或小细胞团，在液体培养基中进行悬浮培养，可有效提高人参皂甙合成量。
(4)人参皂甙易溶于水溶性（亲水性）有机溶液，从培养物干粉中提取人参皂甙宜选用________方法，操作时应采用____加热。

胡萝卜是生活中常见的植物，根据所学知识回答下列有关问题。
（1）胡萝卜的韧皮部细胞中含有核酸的细胞器有        ，胡萝卜植株叶肉细胞的叶绿体和线粒体中，部分蛋白质由细胞核基因指导合成，说明二者具有       （选填“自主”、“半自主”）细胞器的特点。
（2）从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是        法，用这种方法提取胡萝卜素常选用石油醚作为溶剂。
（3）一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量成       比。
（4）对提取的胡萝卜素粗品进行鉴定时需要用         对照。
（5）用胡萝卜韧皮部进行植物组织培养所用的MS培养基通常要加入一定量的         等植物激素，以启动外植体的细胞分裂、脱分化和再分化。这两种激素的使用先后顺序和     都会影响植物组织培养的结果。

办公和学习产生大量废纸，其主要成分是木质纤维，人类正努力将其转化为一种新的能源乙醇。下图是工业上利用微生物分解纤维素生产乙醇的基本工作流程，请回答相关问题：

（1）图中①环节所需的微生物若来自土壤，要统计土壤样品中该活菌的数目，宜采用
法接种，根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的          就能大约推测出样品中的活菌数。
（2）分解废纸中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将          分解成            。
（3）④接种的微生物是          ，为降低乙醇生产成本，可利用       技术使酶能够重复使用。
（4）纸张加工过程中，有时要加入一些由植物芳香油制成的香精，芳香油的提取方法有         （请写出3种）等；也可以用植物色素使纸张着色，根据植物色素易溶于有机溶剂的特点，可以考虑使用         法提取植物色素。

根据传统发酵技术的相关知识，回答下列问题：
（1）果酒的制作
① 果酒的制作离不开酵母菌，在无氧条件下，酵母菌可以进行酒精发酵，请写出相应的反应式：          。
② 在葡萄糖的自然发酵过程中，起作用主要是附着在皮上的         。果汁发酵后是否有酒精产生，可以用         来检验。
（2）果醋的制作
① 制作果醋所用的微生物只有当        充足时，才能进行旺盛的生理活动。
② 在制作果醋的过程中，要将温度严格控制在        ℃。
（3）腐乳的制作
① 腐乳的制作有多种微生物参与，其中起主要作用的是             。
② 在制作腐乳的过程中，加盐和加酒所发挥的相同作用是           。
（4）泡菜的制作
①制作泡菜时，所用盐水煮沸，其目的是           。
②在制作泡菜的过程中，影响亚硝酸盐含量的因素有        、        和食盐用量等。

在啤酒生产过程中，发酵是重要的环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫，溶解氧逐渐耗尽。随后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和鲜啤酒。根据上述过程，回答以下问题：
（1）该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是______________。
（2）麦芽汁需要经过消毒灭菌，杂菌与酵母菌之间的关系为____________。
（3）经检测酵母菌消耗的糖中，98%形成了酒精和其他发酵产物，其余2%则是用于____________。
（4）请分别写出由麦芽糖→葡萄糖，葡萄糖→酒精的反应方程式：___________；__________。
（5）如果酵母菌消耗的糖（设为麦芽糖，其相对分子质量为342）有98%（质量分数）形成了酒精（相对分子质量为46）和其它发酵产物。设有500t麦芽汁，其中麦芽糖的质量分数为8%，发酵后最多能产生酒精浓度为3%（质量分数）的啤酒_______吨。
（6）题中的“白色泡沫”是指气体__________。该气体可使溴麝香草酚来水溶液由______变绿再变_____。
（7）酒精的检测：_______色的重铬酸钾在酸性条件下与酒精发生反应，变成______色。
（8）科研人员先后两次从发酵罐中取样，测得甲样液的pH值为5．1，乙样液的pH值为4．7。但忘记了取样的先后顺序，你认为先取的是______样液（填甲或乙）。
（9）科研人员经检测发现，发酵罐中消耗的O₂与产生的CO₂之比为3:13，则发酵罐中经酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖（C₆H₁₂O₆）占全部葡萄糖的_______。

【生物——选修1：生物技术实践】
Ⅰ．苯胺是一种致癌物质，土壤中有分解苯胺的异养型细菌，下表是筛选分解苯胺的异养型细菌的培养基配方。

KH2PO4	Na2HPO4	MgSO4·7H2O	FeCl3	X	维生素	琼脂
1．4 g	2．1 g	0．2 g	0．1 g	1 g	微量	15 g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL

（1）此培养基中的成分X除了为目的菌提供能源外，还能提供      和      ，该培养基从功能看属于           。
（2）下图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图。则获得图A效果的接种方法是____________，图B效果的接种方法是____________。

Ⅱ．根据植物组织培养和生物有效成分的提取的知识回答下列问题：
（1）菊花的组织培养常用的培养基是              ，原理是             。
（2）从油菜籽中提取菜籽油最好采用      法，工业上提取胡萝卜素一般采用萃取法，鉴定该色素的方法是        法。

下图所示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题

（1）要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。激素主要为_______和________两类植物激素。
（2）此过程依据的原理是_____________，应用的技术是_____________，繁殖方式为__________
（3）A和B阶段主要进行的分裂方式是           ，A过程为_______，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞________等。
（4）B阶段需要光照，原因是              。
（5）试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因____的结果。

请根据相关知识，回答以下问题：
(1)果酒和果醋的制作：
①酵母菌是酿制葡萄酒不可缺少的微生物。酒精发酵时一般将温度控制在         ℃。在            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。
②喝剩的葡萄酒放置一段时间后变酸的原因是（用化学反应式表
示）                                                           。
(2)在进行植物组织培养时，培养基中都要加入一定的植物激素，在培养过程中，植物激素的                      和用量的比例都影响实验结果，细胞分裂素/生长素的比值     ，有利于根的分化。
(3)由于橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生           ，使用水中蒸馏法又会产生               的问题，所以一般采用          法。

【生物——选修丨生物技术实践】
请回答下列生物技术方面的问题：
(I )筛选产耐高温淀粉酶的微生物应选择以   为唯一碳源的培养基，并在  条件下培养；筛选纤维素分解菌的方法是，产生纤维素酶的菌落周闱会出现透明圈。
(2)玫瑰油是香料工业中的“液体黄金”，其化学性质稳定，易溶于    ,能随水蒸气一同蒸馏，一般采用水蒸气蒸馏法提取；橘皮精油的提取则常采用压榨法，提取之前需用     浸泡，以提高出油率；提取胡萝卜素常用萃取法，萃取之前笛对胡萝卜进行粉碎和干燥，干燥时要注意控制       ，否则会导致胡萝素分解。
(3 )利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要，一般来说，在  期花药培养的成功率较高。为了选择该期的花药，通常选择     的花

玫瑰精油是制作高级香水的主要成分，能使人产生愉悦感。由于它的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，根据以上内容完成以下问题：

（1）完成上述图解：①             ；  ②               ；  ③                。
（2）新鲜的柑橘皮中含有大量的果蜡、果胶和水分。橘皮中的精油提取适宜采用压榨法，为了提高出油率，需要将橘皮用        浸泡。橘皮精油不适合采用蒸馏法的原因是           。
（3）胡萝卜含有丰富的胡萝卜素，在提取胡萝卜素的实验中，________为最适宜的萃取剂。将提取的胡萝卜素粗品通过____________法进行鉴定。通过分析该实验，写出影响萃取效率的主要因素 ______________________________________________（写出两点即可）。