資源簡(jiǎn)介

選修一　生物技術(shù)實(shí)踐
第1講　傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和酶的應(yīng)用
1．(2021·四川宜賓市教科所高考模擬)回答下列關(guān)于生物技術(shù)實(shí)踐的問題。
(1)某同學(xué)利用鮮蘋果汁來制作果酒和果醋時(shí)，在發(fā)酵裝置的排氣口上連接的膠管長(zhǎng)而彎曲的目的是防止空氣中微生物的污染。在利用果酒進(jìn)行果醋發(fā)酵之前，需要調(diào)整的發(fā)酵條件是通入氧氣，將溫度設(shè)置為30～35_℃。
(2)在泡菜的腌制過程中，需要進(jìn)行密封發(fā)酵，原因是乳酸菌是厭氧菌；并注意控制腌制的時(shí)間、溫度和食鹽用量等；還要跟蹤檢測(cè)腌制過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽的含量，其原理是在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料。
(3)腐乳制作過程中防止雜菌污染的措施有用來腌制腐乳的玻璃瓶洗刷干凈后要用沸水消毒；裝瓶時(shí)操作要迅速、小心；整齊地?cái)[放好豆腐、加入鹵湯后，要用膠條將瓶口密封；封瓶時(shí)，最好將瓶口通過酒精燈的火焰，防止瓶口污染(答出兩點(diǎn)即可)。腐乳易被人體吸收的原因是毛霉等產(chǎn)生的蛋白酶和脂肪酶將蛋白質(zhì)分解為小分子肽和氨基酸，將脂肪水解為甘油和脂肪酸。
[解析]　(1)某同學(xué)利用鮮蘋果汁來制作果酒和果醋時(shí)，在發(fā)酵裝置的排氣口上連接的膠管長(zhǎng)而彎曲的目的是防止空氣中微生物的污染。在利用果酒進(jìn)行果醋發(fā)酵之前，需要調(diào)整的發(fā)酵條件是通入氧氣，將溫度設(shè)置為30～35
℃
。(2)乳酸菌是厭氧菌，所以在泡菜的腌制過程中，需要進(jìn)行密封發(fā)酵，并注意控制腌制的時(shí)間、溫度和食鹽用量等；還要跟蹤檢測(cè)腌制過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽的含量，其原理是在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料。(3)腐乳制作過程中，用來腌制腐乳的玻璃瓶洗刷干凈后要用沸水消毒；裝瓶時(shí)操作要迅速、小心；整齊地?cái)[放好豆腐、加入鹵湯后，要用膠條將瓶口密封；封瓶時(shí)，最好將瓶口通過酒精燈的火焰，防止瓶口污染，這些措施都能防止雜菌污染。腐乳易被人體吸收的原因是毛霉能夠產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶，將蛋白質(zhì)分解為小分子肽和氨基酸，將脂肪水解為甘油和脂肪酸。
2．(2021·四川石室中學(xué)高三課時(shí)練習(xí))請(qǐng)回答下面有關(guān)生物技術(shù)實(shí)踐的問題：
(1)補(bǔ)充制作腐乳的實(shí)驗(yàn)流程：①豆腐上長(zhǎng)出毛霉→②加鹽腌制→③加鹵湯裝瓶→④密封腌制。
(2)制備果酒常用的發(fā)酵菌是酵母菌。在釀酒時(shí)，先通氣再與空氣隔絕的原因是先通氣是使酵母菌進(jìn)行有氧呼吸增加數(shù)量，后隔絕空氣無氧發(fā)酵獲得果酒。為了純化該發(fā)酵菌要用到固體培養(yǎng)基，對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌處理的常用方法是高壓蒸汽滅菌法，將待純化的發(fā)酵菌接種到該培養(yǎng)基上常用的方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法。
(3)醋酸桿菌是生產(chǎn)獼猴桃果醋必用的菌種，一般擴(kuò)大培養(yǎng)醋酸桿菌時(shí)，采用平板倒置培養(yǎng)，原因是防止培養(yǎng)皿蓋上凝結(jié)的水珠落入培養(yǎng)基造成污染。利用醋酸桿菌進(jìn)行果醋發(fā)酵時(shí)需控制溫度_30_℃～35_℃、有氧(答出兩點(diǎn)即可)條件。
(4)泡菜的制作原理是乳酸菌在無氧條件下大量繁殖，將葡萄糖分解成乳酸。實(shí)驗(yàn)材料如果從白蘿卜和紅蘿卜中選，你會(huì)選白蘿卜，你的理由是避免植物中色素對(duì)顯色反應(yīng)產(chǎn)生干擾。制作泡菜時(shí)，將實(shí)驗(yàn)材料分成3組，除了實(shí)驗(yàn)材料的質(zhì)量相同外，還要保證每組泡菜的制作(或培養(yǎng)、發(fā)酵)條件相同。
[解析]　(1)制作腐乳的實(shí)驗(yàn)流程：①豆腐上長(zhǎng)出毛霉→②加鹽腌制→③加鹵湯裝瓶→④密封腌制。(2)制作果酒常用的菌種是酵母菌，酵母菌是兼性厭氧型微生物，其在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸并大量繁殖，在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，因此在釀酒時(shí)，先通氣再與空氣隔絕。微生物培養(yǎng)基常用高壓蒸汽滅菌法進(jìn)行滅菌，微生物常用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法。(3)在擴(kuò)大培養(yǎng)醋酸桿菌時(shí)，為了防止培養(yǎng)皿蓋上凝結(jié)的水珠落入培養(yǎng)基造成污染，常采用平板倒置培養(yǎng)；醋酸桿菌進(jìn)行果醋發(fā)酵時(shí)需要控制好溫度和氣體條件，即：溫度
30
℃～35
℃、有氧。(4)制作泡菜利用了乳酸菌的無氧呼吸，將葡萄糖分解產(chǎn)生了乳酸；為了避免紅蘿卜中的色素對(duì)顯色反應(yīng)產(chǎn)生顏色干擾，應(yīng)該選擇白蘿卜作為實(shí)驗(yàn)材料。實(shí)驗(yàn)過程中無關(guān)變量應(yīng)該保持相同且適宜，如每組泡菜的制作(或培養(yǎng)、發(fā)酵)條件應(yīng)該相同。
3．(2021·湖北黃岡中學(xué)高考模擬)泡菜與酸奶均采用乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵，現(xiàn)有研究人員打算從泡菜中獲取可用于酸奶發(fā)酵的乳酸菌種，回答下列問題：
(1)測(cè)定泡菜中亞硝酸鹽的含量可以用
比色法。食物中的亞硝酸鹽絕大部分隨人體尿液排出，其余的在特定條件下可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹掳┪飦喯醢贰?br/>(2)使用稀釋涂布平板(平板劃線法)將少量泡菜汁接種于培養(yǎng)基上，經(jīng)厭氧培養(yǎng)后得到菌落。
(3)將上述培養(yǎng)基中各菌落移至MRS－碳酸鈣固體培養(yǎng)基(配置方法為當(dāng)MRS培養(yǎng)基冷卻到45～50
℃時(shí)，加入已滅菌的碳酸鈣，充分混勻，倒平板，該培養(yǎng)基因含碳酸鈣而不透明)，厭氧培養(yǎng)48小時(shí)后，發(fā)現(xiàn)有部分菌落周圍出現(xiàn)透明圈，推測(cè)其原因是乳酸菌產(chǎn)生的乳酸能溶解培養(yǎng)基中的碳酸鈣，形成透明圈。
(4)因?yàn)榫N相同，部分研究人員猜測(cè)制作酸奶的過程中可能會(huì)產(chǎn)生亞硝酸鹽，進(jìn)而測(cè)出酸奶中的亞硝酸鹽含量為1
mg/kg，于是他們認(rèn)為制作酸奶的過程中會(huì)產(chǎn)生亞硝酸鹽，但是另一些研究人員認(rèn)為這個(gè)結(jié)論不可靠，其理由是亞硝酸鹽可能來自于原料(鮮奶)。請(qǐng)給出改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的思路，進(jìn)一步確定此結(jié)論的可靠性。方案改進(jìn)：增設(shè)一組實(shí)驗(yàn)測(cè)定鮮奶中的亞硝酸鹽的含量。預(yù)期結(jié)果和結(jié)論：若酸奶中亞硝酸鹽含量高于鮮奶中亞硝酸鹽含量，則說明酸奶發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生亞硝酸鹽。
[解析]　(1)因?yàn)闇y(cè)定泡菜中亞硝酸鹽的含量時(shí)，要將顯色后的樣品與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)顯色液進(jìn)行比色，所以這種方法叫比色法。食物中的亞硝酸鹽絕大部分隨人體尿液排出，其余的在特定條件下可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹掳┪飦喯醢贰?2)若想經(jīng)厭氧培養(yǎng)后得到菌落，可以使用稀釋涂布平板法或平板劃線法，將少量泡菜汁(含有乳酸菌)接種于培養(yǎng)基上。(3)將上述培養(yǎng)基中各菌落移至MRS－碳酸鈣固體培養(yǎng)基，厭氧培養(yǎng)48小時(shí)后，由于乳酸菌產(chǎn)生的乳酸能溶解培養(yǎng)基中的碳酸鈣，所以可以發(fā)現(xiàn)有部分菌落周圍出現(xiàn)透明圈。(4)在酸奶中測(cè)出的亞硝酸鹽可能是制作酸奶的過程中產(chǎn)生的，也可能來自于原料鮮奶，想要探究這一問題，可以測(cè)定鮮奶中的亞硝酸鹽的含量，若酸奶中亞硝酸鹽含量高于鮮奶中亞硝酸鹽含量，則可以說明酸奶發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生亞硝酸鹽。
4．某校同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室開展生物技術(shù)實(shí)踐活動(dòng)。請(qǐng)回答下列有關(guān)問題：
(1)A組同學(xué)制作泡菜，配制鹽水時(shí)水與鹽的比為4∶1，在泡菜腌制的過程中，要注意控制腌制的時(shí)間、溫度和食鹽的用量等條件；泡菜壇有時(shí)會(huì)長(zhǎng)一層白膜，這層白膜是由于產(chǎn)膜酵母的繁殖形成的。
(2)B組同學(xué)制作腐乳，在制作腐乳過程中，在腐乳表面往往會(huì)有一層致密的皮，這層皮實(shí)際上是微生物的匍匐菌絲，對(duì)人體無害；配制鹵湯時(shí)酒的含量應(yīng)控制在12%
。
(3)C組同學(xué)制作藍(lán)莓果酒與果醋，在藍(lán)莓果酒制作過程中，在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。在變酸的酒的表面觀察到的菌膜是由醋酸菌大量繁殖而形成的，其可在缺少糖源時(shí)將乙醇變?yōu)橐胰缓笞優(yōu)榇姿帷?br/>[解析]　(1)泡菜制作過程中，因?yàn)殡缰频臅r(shí)間、溫度、鹽的用量等都會(huì)影響泡菜的品質(zhì)，因此，在泡菜腌制的過程中，要注意控制腌制的時(shí)間、溫度、鹽的用量等，配制鹽水時(shí)水與鹽的比為4∶1。泡菜壇有時(shí)會(huì)長(zhǎng)一層白膜，這層白膜是由于產(chǎn)膜酵母的繁殖形成的。(2)在制作腐乳過程中，毛霉等的匍匐菌絲在豆腐塊的表面形成一層皮，使腐乳成型；配制鹵湯時(shí)酒的含量應(yīng)控制在12%。(3)果酒制作過程中，在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。如果酒接觸到空氣，醋酸菌會(huì)增殖，在果酒表面形成一層菌膜；在缺少糖源時(shí)，醋酸菌可以將乙醇變?yōu)橐胰缓髮⒁胰┳兂纱姿帷?br/>5．(2021·安徽合肥三模)紅酸湯是一種很有特色的火鍋底料，制作流程如下圖所示。請(qǐng)分析回答以下問題。
(1)密封發(fā)酵時(shí)，常在壇中加入成品紅酸湯，其目的是增加乳酸菌含量(以縮短制作時(shí)間)。乳酸發(fā)酵的過程即為乳酸菌進(jìn)行無氧呼吸的過程。
(2)裝壇時(shí)壇口留有一點(diǎn)空間而不裝滿的目的是防止西紅柿發(fā)酵后液體膨脹外溢，紅酸湯腌制過程的初期會(huì)有氣泡冒出，但氣泡的產(chǎn)生逐漸停止，試分析原因：剛?cè)雺瘍?nèi)，西紅柿表面的雜菌(酵母菌等)呼吸產(chǎn)生CO2，隨著乳酸積累抑制了雜菌的生長(zhǎng)，乳酸菌產(chǎn)生乳酸的過程不產(chǎn)生CO2。
(3)紅酸湯有利于人體腸道內(nèi)多種益生菌的生長(zhǎng)。消化道炎癥往往與益生菌群減少、有害菌群增多有關(guān)。研究表明，治療消化道慢性炎癥時(shí)，不宜濫用抗生素，濫用抗生素的害處有抗生素會(huì)殺死腸道內(nèi)多種益生菌、抗生素對(duì)有害菌產(chǎn)生選擇作用。
(4)亞硝酸鹽的含量影響酸湯的品質(zhì)，在發(fā)酵過程中影響亞硝酸鹽含量的因素有溫度、食鹽用量、腌制時(shí)間等_。絕大部分亞硝酸鹽在人體內(nèi)以“過客”的形式隨尿液排出，只有在特定的條件下，才會(huì)轉(zhuǎn)變成致癌物即亞硝胺。
[解析]　(1)成品紅酸湯含有乳酸菌，密封發(fā)酵時(shí)加入少量可增加乳酸菌的含量，縮短制作時(shí)間。乳酸菌為厭氧菌，乳酸發(fā)酵過程即為乳酸菌進(jìn)行無氧呼吸的過程。(2)裝壇時(shí)壇口留有一點(diǎn)空間可防止西紅柿發(fā)酵后液體膨脹外溢。剛?cè)雺瘯r(shí)，西紅柿表面的雜菌(酵母菌等)呼吸產(chǎn)生CO2，會(huì)有氣泡冒出，但隨著乳酸菌積累抑制了雜菌的生長(zhǎng)，乳酸菌產(chǎn)生乳酸的過程不產(chǎn)生CO2，所以氣泡的產(chǎn)生逐漸停止。(3)抗生素會(huì)殺死腸道內(nèi)多種益生菌，也會(huì)使有害菌產(chǎn)生選擇作用，所以治療消化道慢性炎癥時(shí)不能濫用抗生素。(4)在發(fā)酵過程中，溫度、食鹽用量、腌制時(shí)間等可以影響亞硝酸鹽的含量。亞硝酸鹽在特定條件下轉(zhuǎn)化為亞硝胺時(shí)會(huì)致癌。
6．家庭泡菜的制作過程：新鮮的蔬菜經(jīng)過整理、清潔后，放入泡菜壇中，然后向壇中加入鹽水、香辛料及一些“陳泡菜水”，密封后置于溫度適宜的地方。請(qǐng)回答下列問題：
(1)加入疏菜前要對(duì)泡菜壇進(jìn)行徹底清洗并用白酒擦拭。
(2)在家制作泡菜時(shí)，常發(fā)現(xiàn)泡菜壇內(nèi)長(zhǎng)一層白膜，這層白膜是產(chǎn)膜酵母繁殖形成的。為避免雜菌污染，向泡菜壇中加入青霉素，結(jié)果發(fā)酵失敗，原因可能是青霉素能夠抑制乳酸菌的生長(zhǎng)。
(3)有時(shí)制作的泡菜會(huì)“咸而不酸”，最可能的原因是加入的食鹽過多，抑制了乳酸菌生長(zhǎng)。
(4)對(duì)亞硝酸鹽含量測(cè)定的原理是在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽對(duì)氨基苯磺酸的反應(yīng)產(chǎn)物能與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽偶聯(lián)成玫瑰紅色化合物。測(cè)定亞硝酸鹽含量的操作流程是配制溶液→制備標(biāo)準(zhǔn)顯色液→制備樣品處理液→比色，其中，使濾液變得無色、澄清透明的是氫氧化鋁乳液。
[解析]　(1)加入蔬菜前要對(duì)泡菜壇進(jìn)行徹底清洗并用白酒擦拭。(2)在家制作泡菜時(shí)，常發(fā)現(xiàn)泡菜壇內(nèi)長(zhǎng)一層白膜，這層白膜是產(chǎn)膜酵母菌繁殖形成的。為避免雜菌污染，向泡菜壇中加入了青霉素，結(jié)果發(fā)酵失敗，原因可能是青霉素能夠抑制乳酸菌生長(zhǎng)。(3)有時(shí)制作的泡菜會(huì)“咸而不酸”，最可能的原因是加入的食鹽過多，抑制了乳酸菌生長(zhǎng)。(4)對(duì)亞硝酸鹽含量測(cè)定的原理是在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸的反應(yīng)產(chǎn)物能與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽偶聯(lián)成玫瑰紅色化合物。測(cè)定亞硝酸鹽含量的操作流程是配制溶液→制備標(biāo)準(zhǔn)顯色液→制備樣品處理液→比色，其中，使濾液變得無色、澄清透明的是氫氧化鋁乳液。
7．(2021·武邑縣月考)《舌尖上的中國(guó)》一經(jīng)播出受到廣大觀眾的熱捧，其中介紹的腐乳是我國(guó)獨(dú)特的傳統(tǒng)發(fā)酵食品，幾百年來深受老百姓的喜愛，腐乳是用豆腐發(fā)酵制成的，民間老法生產(chǎn)腐乳為自然發(fā)酵，現(xiàn)代腐乳生產(chǎn)多采用優(yōu)良的毛霉菌種進(jìn)行發(fā)酵，現(xiàn)代化生產(chǎn)流程如圖。請(qǐng)回答下列問題：
(1)豆腐為毛霉的生長(zhǎng)提供了水、無機(jī)鹽、碳源和氮源四大類基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，含水量過高的豆腐不適宜制作腐乳，原因是豆腐不容易成形。
(2)民間制作腐乳時(shí)不需要(填“需要”或“不需要”)滅菌。
(3)現(xiàn)代化生產(chǎn)流程中擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)使用的培養(yǎng)基與毛霉菌種分離時(shí)使用的培養(yǎng)基最大的區(qū)別是后者培養(yǎng)基中加入了瓊脂。
(4)當(dāng)豆腐上長(zhǎng)出毛霉后，對(duì)豆腐要進(jìn)行加鹽腌制。腐乳制作的后期要加入酒和多種香辛料配制的鹵湯，其中酒的含量一般控制在12%左右，原因是酒精濃度過高則腐乳的成熟時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)；酒精濃度過低，不足以抑制微生物的生長(zhǎng)，可能導(dǎo)致豆腐腐敗。
[解析]　(1)微生物生長(zhǎng)需要的四大類基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是水、無機(jī)鹽、碳源和氮源；含水量過高的豆腐不適宜制作腐乳，豆腐不容易成形。(2)民間制作腐乳時(shí)不需要滅菌。(3)現(xiàn)代化生產(chǎn)流程中擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)使用的培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基，而毛霉菌種分離時(shí)使用的培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基，這兩種培養(yǎng)基最大的區(qū)別是后者培養(yǎng)基中加入了瓊脂。(4)當(dāng)豆腐上長(zhǎng)出毛霉后，對(duì)豆腐要進(jìn)行加鹽腌制。腐乳制作的后期要加入酒和多種香辛料配制的鹵湯，其中酒的含量一般控制在12%左右，原因是酒精濃度過高則腐乳的成熟時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)；酒精濃度過低，不足以抑制微生物的生長(zhǎng)，可能導(dǎo)致豆腐腐敗。
8．(2021·衡水模擬)如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的釀制蘋果醋的基本流程和發(fā)酵裝置示意圖。請(qǐng)回答下列問題：
(1)過程①需要先清洗后切塊，以減少雜菌的污染，過程③發(fā)酵所需的微生物是酵母菌，產(chǎn)生的酒精可以與(酸性)重鉻酸鉀(試劑)發(fā)生顯色反應(yīng)。
(2)過程④為醋酸發(fā)酵，在變酸的酒表面觀察到的菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。若要對(duì)該菌進(jìn)行初步分離純化，比較便捷的操作是采用平板劃線(填“平板劃線”或“稀釋涂布平板”)法把它們接種到固體(填“固體”或“液體”)培養(yǎng)基上，經(jīng)培養(yǎng)得到肉眼可見的菌落。
(3)在發(fā)酵裝置示意圖中，進(jìn)行過程④需要將裝置中的充氣口開關(guān)打開。果醋的制作是否成功，除了通過觀察菌膜的形成、嗅味和品嘗進(jìn)行初步鑒定外，還可以通過檢測(cè)和比較醋酸發(fā)酵前后的pH進(jìn)一步鑒定。
[解析]　(1)過程①中應(yīng)先清洗后切塊，如果先切塊，則內(nèi)部組織容易被雜菌污染。過程③為蘋果汁發(fā)酵產(chǎn)生蘋果酒的過程，需要酵母菌的參與。酒精可以與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)變成灰綠色。(2)過程④是醋酸發(fā)酵，醋酸菌是好氧菌，因此在變酸的酒表面觀察到的菌膜是醋酸菌繁殖形成的。分離純化醋酸菌，較簡(jiǎn)單的方法是利用平板劃線法將菌種接種到固體培養(yǎng)基上，觀察菌落的特征。(3)醋酸菌是好氧菌，醋酸發(fā)酵時(shí)，需要將發(fā)酵裝置中的充氣口開關(guān)打開。醋酸發(fā)酵產(chǎn)生了大量的醋酸，可以通過檢測(cè)和比較醋酸發(fā)酵前后的pH進(jìn)一步鑒定果醋的制作成功與否。

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