高中生物发酵与食品生产综合题

胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取。下图为某同学利用酵母菌R获得胡萝卜素的部分流程。请回答下列问题：

⑴采用平板划线法接种酵母菌R时，需先灼烧接种环，其目的是  。培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供  。
⑵为了验证萃取物是否是胡萝卜素，该同学将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、萃取物和色素混合液(含叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素)依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置（如图甲所示），并进行层析，滤纸条上各色素带的位置为 （填字母）时，即可说明该萃取物最可能是胡萝卜素。

⑶酵母菌R能分泌A、B两种酶，下图是某课题组关于这两种酶的实验结果：
①图中结果显示，在40℃至60℃范围内，热稳定性较好的酶是 。高温条件下酶容易失活，其原因是 。

②由图可知，若要从酵母菌R种群中筛选出能产生热稳定性高的酶的菌株，应在 的条件下培养。
⑷若用海藻酸钠固定酵母菌R，应将海藻酸钠溶液和酵母菌R混合滴入CaCl₂溶液中。下表是在不同浓度海藻酸钠条件下形成的凝胶珠状况：

从表中看出，海藻酸钠的浓度应选用 g／dL。利用固定化细胞技术的优点是 。

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：
     
（1）完成图1中的实验流程      。
（2）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        。
（3）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            。
（4）若在果汁中含有醋酸菌，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：               。

【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简图（图丙）回答问题：

图甲         图乙                      图丙
（1）图甲所示装置可用于提取         （填“橘皮精油”、“玫瑰精油”或“胡萝卜素”）。
（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简图。樱桃榨汁前需要除去果柄，此操作是在冲洗之      （填“前”或“后”）进行的；为了提高樱桃的出汁率，在压榨前可加入一定量的     酶。
（4）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     。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。

杨梅是浙江省的特色水果之一，为对其进行深加工，某厂进行了杨梅酒和杨梅醋的研制，基本工艺流程如下：

请回答问题。
（1）在制备杨梅酒过程中，为了提高杨梅的出汁率，在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和________酶。甲罐顶上弯管中加水的主要目的是________。发酵一定时间后，观察到发酵罐内液面不再有________，说明发酵基本完毕。
（2）甲罐中的主要微生物是________，属于生态系统成分中的________。若要检测是否产生了酒精可用________试剂进行检测。
（3）在制备杨梅醋过程中，乙罐内先填充经________处理的木材刨花，然后加入含________菌的培养液，使该菌附着在刨花上，再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵，杨梅醋的pH可通过控制杨梅酒的________来调节。
（4）若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋，则乙罐中CO₂的产生量是________。

A．甲罐的两倍	B．与甲罐的相等
C．甲罐的一半	D．几乎为零

（5）在杨梅酒和杨梅醋发酵的整个过程中，某物质浓度随时间变化的示意图如下，该物质是________。

胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产生胡萝卜素的微生物体中提取获得，流程如下，请回答下列问题：

（1）筛选产胡萝卜素的酵母菌R时，可选用_____________或平板划线法接种。
（2）培养酵母菌R时，要测定培养液中微生物数量，可选用________法直接计数。
（3）从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程应控制好_________和__________，以防止胡萝卜素分解；萃取过程中宜采用________方式加热以防止温度过高；萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是________；萃取液浓缩前需进行过滤，其目的是________。
（4）纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素。鉴定过程中需要用胡萝卜素标准品作为________________。

家蚕细胞具有高效表达外源基因能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药。
（1）进行转基因操作前，需用_____________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。
（2）为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的__________________和____________________之间。
（3）采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。PCR技术利用的原理是_______，该PCR反应体系的主要成分应该包含：扩增缓冲液（含Mg²⁺）、水，4种脱氧核苷酸、模板DNA、_______和__________。
（4）生物反应器培养家蚕细胞时会产生接触抑制，所以培养时通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以_________________增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。

【生物——选修l：生物技术实践】(15分)
酸菜，古称菹，《周礼》中就有其大名。制作酸菜的初衷是为了延长蔬菜保存期限。请回答：
(1)酸菜制作起主要作用的微生物是_____________。但是在发酵初期，很多杂菌会大量繁殖，其中导致泡菜水的表面长白膜的微生物是_____________。
(2)实验室可采用_____________法进行菌种纯化，在对该菌种进行培养时，与常规培养基相比还需要额外在培养基中添加_____________。
(3)为了保持所获得菌种纯净，需要进行菌种的保藏。若采用l临时保藏，将菌种接种在_____________上，放人4℃冰箱中可保藏3～6个月；若要长期保存，可将菌液与灭菌的_____________混匀，放在-20℃的冰箱中保存一年。
(4)市场上购买的真空包装酸菜，在没有发生漏气状态下发生了“胀袋”现象，A同学怀疑是杂菌污染导致的，B同学怀疑是乳酸菌大量繁殖导致的，说出你支持谁的观点并说出理由。支持_____________，理由是_______________________________________。

【生物—选修1 生物技术实践】某些农作物秸秆富含纤维素，纤维素经过水解可以形成葡萄糖，葡萄糖再经过发酵可以生产酒精。如图是利用农作物秸秆生产酒精的大致流程，请回答下列问题：

（1）农作物秸秆含有丰富的纤维素，纤维素要经过纤维素分解菌分解成葡萄糖。人们常常是从土壤中分离纤维素分解菌。分离纤维素分解菌常用的方法是             。其实验流程是；土壤取样→ 选择培
养→       →将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生         的菌落。
（2）纤维素分解菌能合成纤维素酶，纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少含有三种组分，即         。前两种酶使纤维素分解成             ，第三种酶将它分解成葡萄糖。
（3）图中发酵阶段常用的菌种是酵母菌，在酒精发酵时一般将温度控制在         ℃。发酵后是否有酒精产生，可以用              来检验。
（4）利用葡萄能生产果酒，进而生产果醋，生产果醋常用的菌种是醋酸杆菌，醋酸杆菌与酵母菌在代谢类型上的区别是                   。

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“胡萝卜素”）。
（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。

【生物一选修1：生物技术实践】(15分）
许多植物含有天然香料，如薄荷叶中含有薄荷油。现用薄荷叶提取薄荷油。回答问题：
(1)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用____(鲜、干)薄荷叶作原料，其原因是   。
(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是      ，原理是    。
(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是      。常用于分离油层和水层的器皿是     。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是_     _____，除去固体硫酸钠的常用方法是       。

（12分〕某厂对苹果进行深加工的菌种得由筛选及生产流程如图甲所示．

〔l）苹果压榨过程中加入       酶可提高榨汁率；图甲中发酵罐I进行的代谢反应式为       ；发酵罐II需接种       菌，与发酵罐I相比，需要不断通入       。
（2）图乙表示发酵罐I、II中主要物质的变化，曲线   代表酒精的变化．可用    试剂检测酒精的有无。
（3）为获得用于生产的理想的酵母菌种，需向平板内的固体培养基中加入一定量的    进行选择培养，培养时平板须倒置，可防止       ；用稀释涂布平板计数法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低．这是因为       

玫瑰是著名的观赏花卉，也可用来提取玫瑰精油。下面与玫瑰相关的实验，请分析回答问题：
（1）玫瑰精油易挥发，化学性质稳定，难溶于水，适合用____________法来提取。
（2）某花农发现园圃中有一株玫瑰出现新的花色，欲利用组织培养技术大量繁殖，选材非常关键，植物材料的选择直接关系到实验的成败。若用花药进行离体培养则应选择花粉发育至______期的花药培养成功率最高。确定花粉发育时期最常用的方法有_______法；若花粉不易着色，需采用__________法。
（3）在组织培养过程中激素的浓度等多种因素都会影响实验结果。某同学在进行组织培养过程中，发现只分裂而不分化出芽和根，可能原因是                               。

(选修1——生物技术实践)（共15分）生物技术实践与人们的生产和生活密切相关。请回答下列有关问题。
(1)进行菊花组织培养的基本操作步骤是制备MS固体培养基、_______        _、接种、培养、移栽、栽培。花药离体培养时，选择合适发育时期的花粉能提高诱导成功率，确定花粉发育时期最常用的染色方法是_______ 。花粉经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中______                  。
(2)如图一表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图中的X溶液为________              ，其作用是_______________          。用注射器滴加海藻酸钠与酵母菌混合液时，应将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，才能加入已活化的酵母菌，目的是防止_________         。

(3)为了探究某加酶洗衣粉中碱性蛋白酶含量与洗涤效果的关系，某同学通过实验获得如图二所示的结果。由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是______%，本实验的自变量是  _______________ 。

(生物——选修1：生物技术实践)
下列为生物技术在生产实践中的应用，请回答问题：
（1）在制作泡菜时，为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素。结果发酵失败，原因是__________。
（2）纤维素分解菌可用于农作物秸秆还田，用__________染色法鉴别纤维素分解菌时，培养基上的菌落周围会出现透明圈，其大小能反映                   。
（3）农业生产上可以利用植物组织培养的方法来获得较多优良柑橘苗。             培
养基是常用的一种培养基，能为外植体细胞提供大量元素、微量元素和有机物。在配置好的该培养基中添加的生长素和细胞分裂素是                 的关键性激素。
（4）利用培养基不仅可以进行植物组织培养，也可以分离培养大肠杆菌。与植物组织培养明显不同的是，用于大肠杆菌培养的培养基中不需要加入               。
（5）工业上通过提取橘皮精油作为食品、化妆品的配料，提取时通常采用新鲜材料，原因是         ；对于压榨后得到的糊状液体，除去其中的固体物可采用的方法是             。

【生物选修模块一：生物技术实践】
人类利用微生物发酵制作果酒、果醋以及腐乳的历史，源远流长。请回答下列相关问题：
（1）果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是            微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，反应式为             ；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，一般将温度控制在       ℃。在缺氧、           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）毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成            和氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解为甘油和          。在多种微生物的协同作用下，普通的豆腐转变成风味独特的腐乳。
（3）醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。当缺少糖源时，醋酸菌将        变为        ，再将        变为醋酸。