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专题21生物技术在食品加工中的应用、浅尝现代生物技术,特色梳理,题型演练,选考提升,1.果酒、果醋和泡菜的制作,特色梳理,题型演练,选考提升,特色梳理,题型演练,选考提升,2.亚硝酸盐含量的测定 (1)实验原理 亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,这一产物再与N-1-萘基乙二胺偶联,形成紫红色产物,可用光电比色法定量。 (2)亚硝酸盐测定过程,特色梳理,题型演练,选考提升,题型一 果酒、果醋的制作 典例精析1某研究小组以紫葡萄为原料制作葡萄酒的基本流程和装置示意图如下。,特色梳理,题型演练,选考提升,请回答下列问题。 (1)制作葡萄浆前,对葡萄进行清洗和用色的高锰酸钾溶液浸泡。制作酵母悬液时,在干酵母中加入少量温水和极少量蔗糖,待酵母悬液中出现即可。 (2)装瓶后开始的一段时间,发酵瓶中溶解氧的含量变化是。发酵过程中,发酵瓶中乙醇的含量变化是。 (3)下列关于装置中有水弯管作用的叙述,错误的是。 A.隔绝气体出入 B.使发酵瓶内外的压强基本平衡 C.减少杂菌污染 D.有利于发酵瓶内形成缺氧环境,特色梳理,题型演练,选考提升,(4)实验中,判断发酵完毕的依据是。 A.发酵瓶中pH开始下降 B.发酵瓶中停止出现气泡 C.发酵瓶中乙醇浓度达到30% D.发酵瓶中酵母菌数量急剧减少 (5)欲利用葡萄酒制作果醋,发酵瓶中应加入的菌种是,该菌种在条件下能将乙醇氧化为醋酸。,答案:(1)红(紫)气泡(2)减少增加(3)A (4)B(5)醋化醋杆菌有氧,特色梳理,题型演练,选考提升,解析:(1)制作葡萄浆前,需对葡萄进行清洗和消毒,消毒常采用红色(或紫色)的高锰酸钾溶液浸泡。制作酵母悬液时,在干酵母中加入少量温水和极少量的蔗糖,放置片刻,悬液中出现气泡即可。(2)葡萄浆与酵母菌悬液装瓶后,刚开始的一段时间,由于瓶中仍残存有O2,酵母菌会进行需氧呼吸消耗O2,发酵瓶中溶解氧的含量逐渐减少,当O2浓度较低时,酵母菌进行厌氧呼吸产生乙醇,整个发酵过程中,发酵瓶中乙醇含量逐渐增加。(3)酒精发酵时,发酵瓶口弯曲水管可以防止外界气体进入,有利于发酵瓶内形成缺氧环境,当瓶内压强过高时,瓶内CO2通过水管排出,使发酵瓶内外的压强基本平衡;由于水对瓶口的密封作用,能够有效减少杂菌对发酵过程的污染。(4)酒精发酵过程中,随着发酵的进行,酒精的含量逐渐增加,pH逐渐下降,当瓶内停止产生气泡时,说明发酵完毕。(5)果醋制作采用的菌种为醋化醋杆菌,在有氧的环境下,醋化醋杆菌将乙醇氧化为醋酸。,特色梳理,题型演练,选考提升,易错点拨(1)清洗葡萄时要先清洗后去除枝梗,以避免除去枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会。 (2)利用葡萄匀浆制作的葡萄酒不含糖,酒精的含量也低(平均体积分数为8%);利用果汁制备的果酒(加入了蔗糖和酵母悬液),酒精含量较高(体积分数约为15%),糖含量也较高。 (3)用果汁制作果酒发酵速度相对较快,发酵开始时,由于微生物的需氧呼吸,会使瓶内出现负压。果酒制备完毕,采用虹吸法取出。 (4)制作果酒过程中,由于CO2的溶解,发酵液的pH会有所降低;果醋发酵时,由于醋酸的生成,发酵液pH也会降低。 (5)当培养液中乙醇浓度为16%时,酵母菌会死亡;醋化醋杆菌所产生的醋酸可使培养液中醋酸的含量高达13%。 (6)果醋制作时,通气管中塞入脱脂棉球,过滤空气;醋化醋杆菌培养物与酒水混合物混匀后先将pH调至7.0,然后倒入发酵瓶。,特色梳理,题型演练,选考提升,【热点变式】酿酒和制醋是最古老的生物技术,下面是利用桑果制作桑果酒和桑果醋的问题,请回答下列问题。,(1)与用葡萄制作的葡萄酒相比,果汁制作的果酒中的含量往往较高。欲利用桑果汁制作桑果酒,现有如图1的三种装置,其中装置更合理。,特色梳理,题型演练,选考提升,(2)桑果酒发酵开始时,发酵瓶内出现负压的原因是。 A.发酵瓶内温度变化B.发酵瓶内液体增加 C.酵母菌的需氧呼吸D.酵母菌的厌氧呼吸 (3)若发酵3 d之后还看不到,必须加入更多酵母菌。静置较长时间后得到的上清液即为桑果酒,常用法取出。 (4)桑果醋的发酵装置需要依次连接图2中的ac瓶,其中b瓶为瓶。,特色梳理,题型演练,选考提升,(5)下列关于制备桑果酒和桑果醋的叙述,正确的是。 A.制酒时最适宜的温度条件是3035 B.制备桑果醋时,c瓶应静置在同一水平桌面 C.将醋化醋杆菌培养物加在酒水混合物中混匀后倒入b瓶,再将pH调至7.0 D.当流出液pH不再减少或a瓶中的液体全部进入b瓶时,可终止桑果醋发酵,答案:(1)酒精和糖乙(2)C(3)气泡冒出虹吸(4)发酵(5)D,特色梳理,题型演练,选考提升,解析:(1)利用果汁制作果酒,果酒中糖和酒精含量相对较高。制作果酒时,果汁装瓶不可超过瓶体的2/3,由于整个过程为厌氧呼吸,因此需能关闭进气口,并能适时放气,相比较而言,乙装置更合理。(2)发酵开始时,由于酵母菌的需氧呼吸,通常会造成发酵瓶内产生负压。(3)若发酵3 d之后还看不到气泡冒出,必须加入更多酵母菌。静置较长时间后得到的上清液即为桑果酒,常用虹吸法取出。(4)醋酸发酵装置中,a瓶为储液瓶,b瓶为发酵瓶,c瓶为集液瓶(储存醋酸)。(5)制酒时最适宜的温度条件是2530 ;制备桑果醋时,c瓶应静置在不同高度,以利于液体的流出;醋酸发酵时,需将醋化醋杆菌培养物加在酒水混合物中混匀,需将pH调至7.0后倒入b瓶(均匀地撒在锯末上,利于醋化醋杆菌的附着);当流出液pH不再减少或a瓶中的液体全部进入b瓶时,可终止桑果醋发酵。,特色梳理,题型演练,选考提升,题型二 亚硝酸盐含量测定及实践应用 典例精析2(2017浙江4月选考,32节选)回答与泡菜腌制和亚硝酸盐测定有关的问题。 (1)制作泡菜时,为缩短发酵周期,腌制前可加入乳酸菌。取适量酸奶,用无菌蒸馏水稀释后,再用蘸取少量的稀释液,在MRS乳酸菌专用培养基的平板上划线,以获得乳酸菌单菌落。下图所示的划线分离操作,正确的是。,特色梳理,题型演练,选考提升,(2)泡菜腌制过程中,会产生有机酸、醇类和亚硝酸盐,其中醇类是由进行厌氧呼吸产生。亚硝酸盐对人体有害,为测定泡菜中亚硝酸盐含量,从泡菜中提取亚硝酸盐,与发生重氮化反应,再与N-1-萘基乙二胺偶联,形成紫红色产物。然后用光程为1 cm的,在550 nm光波下测定光密度值,与由已知浓度梯度亚硝酸钠制作的比对,计算样品中亚硝酸盐的含量。 (3)已知乳酸菌中的亚硝酸还原酶能降解亚硝酸盐。在一定的腌制时间内,随着腌制时间的延长,泡菜中亚硝酸盐含量逐渐降低,是由于在厌氧和环境下亚硝酸盐被亚硝酸还原酶降解。,答案:(1)接种环B(2)假丝酵母对氨基苯磺酸比色杯标准曲线(3)酸性,特色梳理,题型演练,选考提升,【热点变式】(2017浙江11月选考,32节选)回答与酿酒和制醋有关的问题。 (1)为了获得优良的酿酒红曲霉菌株,将原菌株的孢子诱变处理后制成较稀浓度的单孢子悬液,这样做的目的是在培养时有利于获得。 (2)大米经蒸煮、红曲霉菌糖化后,用某酿酒酵母进行酒精发酵,发酵完毕后得到新鲜红曲酒,酒中乙醇浓度不超过15%。其主要原因是当发酵液中的乙醇浓度接近15%时,(A.乙醇氧化逐渐增强直至平衡B.葡萄糖分解逐渐增强直至平衡C.乙醇氧化逐渐减弱直至停止D.葡萄糖分解逐渐减弱直至停止)。,特色梳理,题型演练,选考提升,(3)已知葡萄糖与蒽酮试剂反应能产生颜色,采用光电比色法测定红曲酒中的葡萄糖含量的步骤如下:第一步,标准曲线的制作。用蒸馏水配制,与蒽酮试剂反应后,用比色计测定,并制作以的标准曲线。第二步,样品处理。将待测酒样品通过活性炭脱色,其目的是。第三步,样品测定与计算。 (4)影响红曲酒风味的主要因素,除了温度、pH、氧气等环境因素外,还有(答出2点即可)。 (5)在红曲醋生产工艺中,将适量的红曲酒、水、醋化醋杆菌等混合。再添加一定量谷壳糠等制成松散的发酵料,其目的是,以利于醋酸发酵。,答案:(1)单菌落(2)D(3)一系列浓度的葡萄糖标准溶液葡萄糖浓度与光密度值关系排除原有颜色的干扰(4)不同的菌株、不同的原料(5)增加通气性,特色梳理,题型演练,选考提升,解析:(1)将孢子稀释制成成一定浓度悬液,能够便于采用相应分离方法获得单菌落。(2)利用相应原料进行酒精发酵,一般乙醇浓度不会超过15%,主要原因是乙醇浓度过高会杀死酵母菌,最终使葡萄糖的分解减弱直至停止。(3)采用光电比色法测定某物质的含量,一般需要配置一系列的标准溶液,本题中采用蒸馏水配置一系列浓度的葡萄糖标准溶液,然后将其与检测试剂发生反应,然后准备葡萄糖浓度与OD值(光密度值)的标准曲线,用于比对分析。样品处理时,将待测酒样品采用活性炭脱色处理,主要目的是防止葡萄糖酒中原有的色素(或颜色)对检测结果产生干扰。(4)菌种不同,制作的果酒风味存在差异,当然,选用的制备果酒的原料、温度等差异,也会造成果酒风味的差异。(5)果醋发酵需要有氧的环境,进行醋酸发酵时利用一定量的壳糠等制成松散的发酵料,主要目的是增加发酵基质的透气性,利于醋化醋杆菌进行醋酸发酵。,特色梳理,题型演练,选考提升,1.果酒、果醋发酵装置的比较,特色梳理,题型演练,选考提升,特色梳理,题型演练,选考提升,2.泡菜制作过程中不同材料的作用,特色梳理,题型演练,选考提升,3.亚硝酸盐含量测定的注意事项 亚硝酸盐含量测定时,主要分为四步,每一步都有一些细节需要注意。 (1)样品处理 均浆机中将泡菜打成匀浆,过滤后获得滤液,残渣也需要洗涤,然后合并滤液。 滤液用NaOH调节pH至8.0,再加硫酸锌溶液,若不出现白色沉淀,需要再加入NaOH直到出现白色沉淀。 将沉淀过滤后对滤液进行定容。,特色梳理,题型演练,选考提升,(2)测定 测定之前,样品液需要和氯化铵缓冲液、60%乙酸溶液及显色液混合,定容后待用。 测定时,一般选择光程为1 cm的比色杯在550 nm处测定光密度值(OD值),以相应体积的水为空白对照。 (3)绘制标准曲线 需取0 mL、0.5 mL、1.0 mL、3.0 mL、5.0 mL亚硝酸钠标准溶液测定光密度值,然后以该光密度值为纵坐标,以相应的亚硝酸盐质量为横坐标绘制标准曲线。 (4)计算:根据相应公式进行推导计算,求出待测样品中亚硝酸盐含量。,特色梳理,题型演练,选考提升,浅尝现代生物技术 1.植物组织培养的原理与流程分析,特色梳理,题型演练,选考提升,2.菊花的组织培养的实验步骤 (1)配制MS培养基:由大量元素、微量元素和有机成分组成。 (2)取外植体:超净台上将无菌培养的菊花幼苗切段,每段至少有1张叶片。 (3)生芽培养:在生芽培养基中放入23段幼茎切段,日光灯下保持1825 的温度培养,每天的光照时间不少于14.5 h。 (4)生根培养:23周后,将丛状苗在无菌条件下转入生根培养基中,在上述条件下继续培养。 (5)适应锻炼:将苗移至草炭土或蛭石中,用玻璃罩或塑料布保持80%以上的湿度,23 d后打开玻璃罩逐渐降低湿度进行锻炼,直至将罩全部打开处于自然湿度下为止。 (6)定植:将苗转移到土中培养。,特色梳理,题型演练,选考提升,(7)自然生长的茎进行组织培养的步骤:可取一段茎在70%乙醇中浸泡10 min,再放入5%次氯酸钠溶液中浸泡5 min,然后用另一5%次氯酸钠溶液浸泡5 min,最后在超净台中用无菌水清洗,将茎的切段培养在生芽培养基中。,特色梳理,题型演练,选考提升,题型 植物组织培养的实践操作 典例精析请回答黄花蒿植物组织培养的有关问题。 (1)黄花蒿的植物组织培养研究在我国已有数年历史。选取黄花蒿的茎段后,通常用70%乙醇等药品对茎段进行,然后再放入溶液中浸泡,最后用无菌水冲冼。若外植体不慎被细菌感染,采用划线分离法纯化细菌,在4个区域内划线需要将接种环灼烧灭菌次。 (2)植物组织培养的培养基可采用灭菌。形成愈伤组织的过程中,除需无菌、营养和激素外, 等外界条件也很重要。 (3)23周后将生长健壮的丛状苗在(A.LB培养基+适宜浓度BAB.LB培养基+适宜浓度NAAC.MS培养基+适宜浓度BAD.MS培养基+适宜浓度NAA)上继续生根,形成完整植株。定植前,还需逐渐进行炼苗。,特色梳理,题型演练,选考提升,解析:(1)消毒5%次氯酸钠5(2)高压蒸汽灭菌法光照、温度(任写一个即可)(3)D降低湿度,易错点拨(1)植物组织培养过程中的无菌技术包括培养环境、培养基、培养器械的灭菌、植物材料(外植体)的消毒。对培养材料进行表面消毒时,一方面要考虑药剂的消毒效果;另一方面要考虑植物材料的耐受力。不同药剂、不同植物材料,甚至不同器官要区别对待。 (2)愈伤组织培养,最初避光培养,后期见光培养。 (3)试管苗培养:要先进行生芽培养,再进行生根培养,试管苗培养要在光照条件下进行。,特色梳理,题型演练,选考提升,【热点变式】下图甲是植物组织培养过程示意图,图乙是植物激素对愈伤组织分化影响的示意图。据图回答下列问题。,特色梳理,题型演练,选考提升,(1)植物组织培养的原理是。 (2)为了保证植物的正常生长,容器内装有的培养基中除小分子有机物和水外,还需要含有植物生长所需要的。 (3)在A过程中,为了有利于嫩枝组织细胞启动细胞分裂形成愈伤组织,常常需要在配制好的培养基中添加。嫩枝组织细胞接种后25d时,若发现其边缘局部污染,原因可能是。 (4)在过程B中,若愈伤组织没有形成根,但分化出了芽,其原因可能是;若要获得更多的愈伤组织,培养基中两种激素的含量应该是。 (5)切取一段光照处理后的幼苗芽尖处的组织块,消毒后,接种到诱导再分化的培养基中培养,该培养基中两种植物激素浓度相同。从理论上分析,分化的结果是;原因是。,特色梳理,题型演练,选考提升,答案:(1)植物细胞具有全能性(2)各种无机盐(3)植物激素(或生长素和细胞分裂素)嫩枝组织细胞消毒不彻底(4)培养基中生长素较少,细胞分裂素较多细胞分裂素中等,生长素少(5)生根培养基中细胞分裂素与生长素的浓度是相等的,而经光照后的幼苗芽尖处组织块含较多生长素,因此组织块处的细胞分裂素少,生长素多,故诱导生根,特色梳理,题型演练,选考提升,解析:(1)植物细胞具有全能性,这是植物组织培养的理论基础。(2)为了保证植物的正常生长,培养基中一定要添加各种无机盐。(3)植物组织培养过程中,启动细胞分裂和愈伤组织的分化都离不开植物激素。培养的嫩枝组织细胞周围发生局部污染,可能是嫩枝组织细胞消毒不彻底。(5)从图乙可知,植物激素的种类及其浓度配比都会影响愈伤组织分化的方向,培养基中两种激素浓度相等时,光照处理的芽尖组织会产生生长素,这样,生长素浓度会高于细胞分裂素浓度,因此结果是诱导生根。,特色梳理,题型演练,选考提升,植物组织培养技术和微生物的培养技术的主要区别,
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