2.(2009年烟台模拟)下列是利用微生物制作果醋的流程示意图和发酵装置示意图,回答下列有关问题:
(1)按照操作要求,把果浆倒入发酵罐后,影响发酵产物不同的重要因素有 、 、
。
(2)A过程是 ,A过程完成后,若要产生果醋,应该打开充气口,原理是 。
(3)在这个发酵过程中,应对发酵产物及时检测,检测时应从 取样。
(4)发酵过程中,你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染?
。
答案 (1)温度 时间 菌种 (2)酒精发酵 醋酸菌是一种好氧细菌 (3)出料口 (4)榨汁机、发酵装置要清洗干净;装入果汁后,封闭充气口(其它答案合理也得分,至少回答二项)
泡菜制作、亚硝酸盐含量的检测
例1(2008年潍坊模拟)农村中泡菜的制作方法是:新鲜的蔬菜经过整理、清洁后,放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中,然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”。密封后置于阴凉处,最适环境温度为28℃-30℃。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”,前者是用盐过多,后者是用盐过少。在实验室或工厂化生产泡菜时,还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。
(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是 。
(2)菜坛为什么要密封?若菜坛有裂缝,可能会出现什么结果?
。
(3)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是什么?
。
(4)加入“陈泡菜水”的作用是 。
(5)制作泡菜的过程中,有机物的干重如何变化?菜坛内有机物的种类如何变化?
。
(6)关于测定亚硝酸盐含量实验操作的有关叙述,正确的是 ( )
A.泡菜制作需要配制盐水,其中盐与水的质量比为4∶1
B.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形成玫瑰红色染料
C.制备样品处理液,加入氢氧化铝乳液的目的是除去色素等杂质,得到澄清溶液
D.泡菜腌制时间长短会影响亚硝酸盐含量,但温度和食盐的用量不影响其含量
(7)若要获得大量乳酸菌菌种,应选用培养基培养,培养基中应有 、 、 、
和 五大营养,同时还需适宜的条件,主要有 、 。
答案 (1)消毒(2)乳酸菌是厌氧生物,密封后造成缺氧环境;菜坛有裂缝,将导致乳酸菌不能正常生长,而一些杂菌大量繁殖,泡菜会变质 (3)盐过多,抑制了乳酸菌发酵
(4)提供乳酸菌菌种
(5)有机物干重减少;种类增加
(6)C (7)碳源 氮源 生长因子 水 无机盐 适宜的温度 无氧环境
果酒、果醋的制作过程
例2 “宁夏红”枸杞果酒是利用新鲜枸杞为原料,采用传统酿造技术与现代生物技术结合酿制而成。如图是某研究性小组的同学对枸杞果酒生产工艺进行考察后,绘制出的果酒生产工艺流程简图。
|
|
|
|
据图回答:
(1)枸杞果酒制作过程中,接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气,这样做的目的是 。
(2)在果酒酿造过程中,如果果汁灭菌不严格,含有醋酸杆菌,在酒精发酵旺盛时,醋酸杆菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸?说明理由。
。
(3)酵母菌与醋酸杆菌在细胞结构上的主要区别是 。
(4)若要提高果酒的产量,发酵过程中关键要控制好哪些条件?
。
(5)果酒制作是否成功,需发酵后取样鉴定,可用哪些方法检验酒精是否存在?
。
答案 (1)在有氧条件下,使酵母菌迅速繁殖,增加数量
(2)不能。因醋酸杆菌是好氧性细菌,而果酒发酵是无氧环境(或因醋酸杆菌需要在有氧且温度是30-35℃条件下,才能将糖转化成醋酸,而此时发酵罐中的条件是无氧且温度是18-25℃)
(3)有无成形的细胞核、有无结构复杂的细胞器
(4)适宜的温度、pH、通气量(答出温度即可)
(5)向样液中加入重铬酸钾观察颜色的变化、用酒精比重计测定所得样液的酒精度等
1.腐乳是通过微生物发酵制成的佐餐食品,其制作流程如下,请回答有关问题:
|
霉菌种直接接种在豆腐上,这样做的目的是什么?
。
(2)制作腐乳的原料中哪种有机物含量比较高?毛霉可利用体内的酶将其分解成哪些小分子有机物?
。
(3)在用盐腌制腐乳的过程中,若盐的浓度过低会出现什么现象?
。
(4)卤汤中酒的含量为什么要控制在12%左右?
。
答案 (1)可以避免其他菌种污染,保证产品的质量
(2)制作腐乳的原料中蛋白质含量比较高;毛霉可利用体内产生的蛋白酶将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸
(3)不足以抑制微生物生长,导致豆腐腐败变质
(4)酒精含量过低,不足以抑制微生物生长,导致豆腐腐败变质;含量过高,腐乳成熟的时间将会延长
7.(2008年梅州质检)下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤,请回答:
酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
(1)在 状态下,微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复
状态。活化前应选择足够大的容器,因为酵母细胞活化时 。
(2)影响实验成败的关键步骤是 。
(3)如果海藻酸钠浓度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目 。
(4)观察形成的凝胶珠的颜色和形状,如果颜色过浅,说明 ;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明 。
(5)固定化细胞技术一般采用包埋法固定化,原因是
。
(6)该实验中CaCl2溶液的作用是 。
答案 (1)缺水 正常的生活 体积会增大
(2)配制海藻酸钠溶液 (3)少
(4)固定化酵母细胞数目较少 海藻酸钠浓度偏高,制作失败
(5)细胞个体大,不易从包埋材料中漏出
(6)使胶体聚沉
6.(2009年烟台模拟)某一实验小组的同学,欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验,实验
材料及用具齐全。
(1)酵母细胞的固定化采用的方法是 。
(2)请你说一说,该实验小组的同学在制备固定化酵母细胞的过程中应注意的事项:(至少写出4点)
① 、② 、③ 、
④ 。
(3)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵:
①请指出标号为a、b、c的名称:a. 、b. 、c. 。
②从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是:
。
③为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用,实验过程中,一定要在 条件下进行。
④加入反应液后的操作是 。
⑤装置的长导管起到什么作用? 。
(4)实验过程中,可能得到的现象: ,
实验过程中,装置内可能会发生的反应式为:
。
答案 (1)包埋法 (2)①配制氯化钙溶液时应用蒸馏水 ②海藻酸钠溶液应用小火或间断加热 ③海藻酸钠溶液冷却至常温再加入酵母细胞 ④注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应滴入氯化钙溶液 (3)①固定化酵母 反应柱 多孔筛板 ②浓度过高酵母细胞因失水过多而死亡
③无菌 ④关闭活塞1和活塞2 ⑤释放CO2,防止空气进入反应柱 (4)有气泡产生、有酒味散发 C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O;C6H12O62C2H5OH+2CO2
5.生啤酒的酿造实验:
实验原理:固定化酵母的凝胶珠由酵母细胞和海藻酸钠组成,麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母制成的凝胶珠中。啤酒酵母可以利用自身细胞内的一系列酶将可发酵性糖转化成乙醇。
实验过程:
(1)取新鲜斜面上的啤酒酵母,接种于10 mL麦芽汁液体培养基中,25℃凝胶珠培养20-30 h。
(2)取1.6 g海藻酸钠于无菌小烧杯中,加无菌水少许调成糊状,再加入无菌水至40 mL,在98 KPa条件下灭菌?15 min。?冷却到45℃左右后,与预热35℃左右的10 mL酵母培养液混拌均匀,立即倒入带喷嘴的无菌小塑料瓶中(或装有5号针
头的注射外套中),以恒定的速度滴入盛有葡萄糖、氯化钙混合液的容器中,浸泡30 min制成凝胶珠。
(3)倒去葡萄糖、氯化钙混合液,加入无菌水洗涤凝胶珠三次后,将凝胶珠放入500 mL三角瓶中,加入300 mL无菌麦芽汁液体培养基,置于25℃下封口发酵5 d左右,倒出发酵后的麦芽汁即为啤酒,品尝其口味。
问题:
(1)凝胶珠是由什么组成的?它有什么作用?
。
(2)制作成功的凝胶珠应用 ,其颜色为 。将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后发现有 产生,同时有 味散发。
(3)固定化酵母细胞和固定化酶相比具有什么共同点?又有什么特有的优点?
。
答案 (1)凝胶珠由啤酒酵母和固定化酵母菌的海藻酸钠组成。啤酒酵母能产生酶,将渗入凝胶珠的麦芽汁中的糖发酵,进而转化成乙醇。将生啤酒倒出后,将凝胶珠再投放入新鲜的麦芽汁中,可以在较长时间内反复连续使用,而普通发酵中的酶或菌种不能反复使用 (2)蒸馏水冲洗 浅黄色 气泡 酒 (3)二者均可用搅拌或装柱形式与底物溶液接触,可以在较长时间内反复、连续使用,降低酶的使用成本;可提高酶的稳定性;便于严格控制酶促反应过程;容易与产物分开,提高产物的质量。固定化细胞的发展比固定化酶更进一步,它省去了酶的分离、纯化工序,同时酶的活性更加稳定
4.工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率,为研究温度对果胶酶活性的影响某同学设计了如下实验:
①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在10℃水浴中恒温处理10分钟(如图A)。
②将果胶酶与苹果泥混合,再次在10℃水浴中恒温处理10分钟(如图B)。
③将步骤②处理后的混合物过滤,收集滤液,测果汁量(如图C)。
④在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量如下:
温度/℃ |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
果汁量/mL |
8 |
13 |
15 |
25 |
15 |
12 |
11 |
10 |
根据上述实验,请分析回答下列问题
(1)果胶酶能破除细胞壁,是因为果胶酶可以促进细胞壁中 的水解。
(2)实验结果表明,当温度为 时果汁量最多,此时果汁酶的活性 。当温度再升高时,果汁量降低,说明 。
(3)实验步骤①的目的是 。
答案 (1)果胶 (2)40℃ 最高 酶活性降低
(3)使果胶酶和苹果泥处于同一温度条件下
3.酶是生物体内细胞合成的生物催化剂,没有酶,生物体内的所有代谢反应都不能进行。随着生物科学技术的发展,酶已经走出实验室走进人们的生产和生活。果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁更容易,也使得浑浊的果汁变得更加澄清。请回答下列有关酶的问题:
(1)每当到了丰收的季节,苹果堆满了仓库,如果交通不便,就会有很多苹果因保存不当或不能及时运出,而渐渐腐烂变质,苹果腐烂的原因是:
① ;
② 。
其中能使苹果腐烂的微生物的同化作用类型是 ,为了减少损失,提高产品的经济效益,人们想到了榨取果汁,要想使果汁尽可能多的榨出来,应加入果胶酶,在该物质的作用下,果胶分解成可溶性的 。
(2)探究温度对果胶酶活性影响的实验步骤:a.用搅拌器制苹果泥,并适量且等量注入到6支试管中;同时另取6支试管各注入适量且等量的果胶酶溶液;b.取6个烧杯分别编号1、2、3、4、5、6,依次注入适量30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃的水,恒温水浴;c.每一烧杯中分别放入装有等量苹果泥和果胶酶的试管,保温3 min;d.将各组烧杯中试管内的苹果泥和果胶酶混合均匀,振荡试管,反应一段时间;e.过滤,比较获得苹果汁的体积。
①c中将分别装在不同试管中的苹果泥和果胶酶恒温处理的目的是 。
②有人认为该实验缺乏对照,应补充一组苹果汁和蒸馏水相混合的实验,你认为有没有必要? 。
③若继续探究果胶酶的最适用量,则在实验过程中温度、 等因素应保持不变(列举两个)。
(3)由霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量较大的酶制剂之一,若通过固定化霉菌细胞生产果胶酶,则在配制海藻酸钠溶液时,要注意 ,否则可能出现焦糊。
(4)加酶洗衣粉中应用最广泛、效果最明显的是 酶和 酶,其中前者能将血渍、奶渍等含有的 水解成 使污渍容易脱落。同样后者可将脂肪水解成 和 。
(5)使用加酶洗衣粉清洗衣物时,需要注意的问题有(多选) ( )
A.应该用温水来溶化加酶洗衣粉
B.用来溶化加酶洗衣粉的清水的pH越接近中性效果越好
C.最好先把衣物放在含有加酶洗衣粉的水中浸泡片刻
D.加酶洗衣粉一般只适宜用于清洗化纤衣物
答案 (1)①苹果进行无氧呼吸产生酒精使细胞死亡
②微生物侵染 异养型 半乳糖醛酸
(2)①保证底物和酶在混合时的温度是相同的
②没有 ③pH、苹果泥含量
(3)加热时用小火或间断加热
(4)碱性蛋白 碱性脂肪 蛋白质 氨基酸或小分子的肽 甘油 脂肪酸
(5)ABC
2.从土壤的嗜碱性短小芽孢杆菌中首先分离选育到一株产生低温型碱性蛋白酶的高产菌株。该菌株具有嗜碱性强、不易染菌、生产性状稳定等特点。该菌产碱性蛋白酶能力强,每毫升发酵活力达9 000单位(28℃测定)、5 000单位(20℃测定)和18 000单位(40℃测定),在全国五种碱性蛋白酶的性能比较中,该蛋白酶在28℃下所占有酶活力比例高于国内同类产品,表明具有低温型酶的特性。该产品用于加酶洗衣粉,可提高去污力1-2倍,特别在常温下对血渍、奶渍等蛋白污垢有专一性的去污效果。
根据以上材料回答下列问题:
(1)从土壤中分离嗜碱性短小芽孢杆菌应用 (功能)培养基,从物理形态上应选用 培养基。
(2)为什么该菌株产的碱性蛋白酶的活力在不同温度下发酵活力不同?
。
(3)试分析该产品在常温下对血渍、奶渍等蛋白质污垢有专一性的去污效果的原因。
。
(4)若要比较添加该蛋白酶的洗衣粉与普通洗衣粉的洗涤效果,应注意控制实验变量,请列举均衡无关变量的措施(至少三条):
① ;② ;
③ 。
(5)在日常生活中使用洗衣粉时,有人先用沸水溶解洗衣粉再浸泡衣物,该种方法能否用于题目中所说的加酶洗衣粉?为什么?
。
答案 (1)选择 固体 (2)酶作为生物催化剂,其活力受温度影响,在最适温度下酶的活性最强 (3)酶具有专一性的特点,即一种酶只能催化一种或一类化学反应,所以蛋白酶只能将血渍、奶渍等蛋白质污垢分解,对其他类型污垢不起作用
(4)①使用两种洗衣粉的量相同 ②被洗涤的布料及污渍状态相同 ③洗涤时所用水量及温度(一般为常温)相同
④浸泡和洗涤的时间相同(答出三条即可)
(5)不能。因为碱性蛋白酶的成分为蛋白质,遇高温会变性失活而失去催化功能
果胶酶的作用
例1 我国水果生产发展迅速,由于收获的季节性强,易造成积压,腐烂变质,为了解决上述问题且满足不同人群的需求,可以加工制作果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中用到果胶酶,某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性,进行了如下实验:
(1)实验方法:如图中所示的顺序进行操作。
(2)实验结果:对照组与实验组进行了相同时间的实验,结果如图所示:
①图中自变量是温度,除此之外还可用 表示。
A.酶的浓度 B.苹果泥的量 C.水的加入量 D.pH
②图中的纵坐标还可用 来表示。
③实验小组改变了实验条件后重复做实验,得到曲线乙,苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是 。
④步骤b中在果胶酶和苹果泥混合前,将两者分装在不同试管中,恒温的目的是
。
答案 (2)①D ②苹果汁的体积 ③同一种酶的最适温度是一定的,不会因酶的浓度、底物量不同而改变 ④保证底物和酶在混合时的温度是相同的
探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响
例2 (2008年潍坊模拟)某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验。下表是他们记录的不同温度除去不同污渍所需时间的对照表,请依据表中数据作答。
水温/℃ |
冷水 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
植物油 |
48 |
39 |
30 |
20 |
17 |
11 |
12 |
20 |
蓝墨水 |
93 |
86 |
80 |
72 |
68 |
67 |
81 |
105 |
奶渍 |
48 |
43 |
28 |
12 |
6 |
4 |
12 |
17 |
(1)要达到最佳洗涤效果,使用加酶洗衣粉的最适宜温度范围是 。
(2)在适宜温度范围内,加酶洗衣粉对衣物上的 的洗涤效果最佳,对 的洗涤效果最差,其原因是 。
(3)羊毛、蚕丝等织物 (填“能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤,因为
。
答案 (1)50-60℃
(2)奶渍 蓝墨水 奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪,加酶洗衣粉主要含有蛋白酶和脂肪酶,能使蛋白质和脂肪等有机物分解,而很难使蓝墨水的成分分解
(3)不能 羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质,加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白质分解,从而使织物受到破坏
1.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。
实验用具和材料:磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等。
课题一:验证果胶酶在果汁生产中的作用
实验方法及步骤:
(1)将苹果洗净去皮,用磨浆机制成苹果泥,加入适量蒸馏水备用。
(2)取两个100 mL洁净的烧杯,分别编号1、2,按相应程序进行操作,请把表中未填写的内容填上。
操作顺序 |
项目 |
烧杯 |
|
① |
在烧杯中加入苹果泥 |
20 mL |
20 mL |
② |
|
2 mL |
|
③ |
注入蒸馏水 |
|
|
④ |
在恒温水浴中保温,并用玻璃棒不时搅拌 |
10 min |
10 min |
(3)取两个大烧杯,同时进行过滤。观察(或比较) ,并记录结果。
实验结果的预测及结论:
如果是 ,则说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用。
课题二:探索果胶酶催化果胶水解的最适pH
(1)本课题的实验步骤中,在完成“向烧杯中分别加入苹果泥、向试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组”之后,有下面两种操作:
方法一:将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合,再把混合液的pH分别调至4、5、6……、10。
方法二:将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pH分别调至4、5、6……、10,再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。
请问上述哪一种方法更为科学: ,并说明理由:
。
(2)实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作,其目的是使 以减少实验误差。
(3)如果用曲线图的方式记录实验结果,在现有的条件下,横坐标表示pH,纵坐标表示 ,实验操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解,在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图: 。若实验所获得的最适pH=m,请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。
答案 课题一:(2)②注入果胶酶溶液 ③2 mL
(3)相同时间内滤出的果汁体积和果汁的澄清度
实验结果的预测及结论:相同时间内1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大,澄清度高
课题二:(1)方法二 此方法的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH
(2)酶和反应物(果胶)充分地接触
(3)果汁体积 甲 如下图
8.(热点预测)下图是利用基因型为AaBb的某二倍体植物作为实验材料所做的一些实验示意图,请分析回答:
(1)在途径1、2、3中①②过程所采用的生物学技术是 。
(2)由途径1形成的植物B的可能基因型为 ,植株B成熟时不可育的原因是
。
(3)从到到的培育过程,需要调控的植物激素至少有
。
(4)一般情况下,相同发育程度的植株C与植株E的性状 。(填“相同”、“不相同”或“不一定相同”)
(5)从植株A到植株C的过程属于 ,从植株A到植株D的过程属于 。(均填生殖方式)
(6)在相同条件和相同发育程度的情况下,植株D的表现型与植株A相同的可能性为 。
答案 (1)植物组织培养 (2)AB、Ab、aB、ab 减数分裂时因无同源染色体,因而无法进行正常联会,故不能形成正常的生殖细胞 (3)细胞分裂素与生长素 (4)相同
(5)营养生殖(无性生殖) 有性生殖 (6)9/16
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