- 传统发酵技术的应用
- 共808题
(选做题)乙醇等“绿沟能源”的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为:
(1)玉米秸秆经预处理后,应该选用_________酶进行水解,使之转化为发酵所需的葡萄糖。
(2)从以下哪些微生物中可以提取上述酶?(多选)____________。
A.酶制果醋的醋酸菌 B.生长在腐木上的霉菌 C.制作酸奶的乳酸菌
D.生产味精的谷氨酸棒状杆菌 E.反刍动物瘤胃中生存的某些微生物
(3)若从土壤中分离产生这种酶的微生物,所需要的培养基为____________(按功能分),培养基中的碳源为_____________。
(4)从生物体提取出的酶首先要检测__________,以便更好地将酶用于生产实践,在生产糖液的过程中,为了使酶能够被反复利用,可采用__________技术。
(5)发酵阶段需要的菌种是____________,在产生酒精时要控制的必要条件是______________。
正确答案
(1)纤维素(酶)
(2)B、E
(3)选择培养基 纤维素
(4)酶的活力(活性) 固定化酶(固定化细胞)
(5)酵母菌 无氧(密闭、密封)
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)完成图甲中的实验流程,则矩形框内应为_____________。
(2)果酒和果醋的制作分别利用了_______和_______(填生物名称)两种微生物的发酵原理。由果酒转变成果醋的制作时,需要改变的环境条件是_______和_______,主要原因是________、________(答出两点)。
(3)图乙装置中的充气口在______过程中要关闭,而排气口在该过程中应开放,目的是用来排出_______产生的_________。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目的是______________。
(4)果汁发酵后是否有酒精产生,可用_______来检验,在酸性条件下呈现_______色证明有酒精产生。
(5)葡萄是否需要灭菌?为什么?_______________________。
正确答案
(1)醋酸发酵
(2)酵母菌 醋酸菌 氧气 温度30-35℃ 醋酸菌是好氧细菌,只有当氧气充足,才能进行旺盛的生命活动 醋酸菌的最适生长温度为30-35℃。
(3)酒精发酵 酵母菌无氧呼吸 二氧化碳 避免空气中其他微生物进入发酵装置(防止空气中的微生物污染)
(4)重铬酸钾 灰绿
(5)不需要,在葡萄酒的自然发酵过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。灭菌会杀死葡萄皮上附着的酵母菌,使发酵不能进行
(附加题)“烟台苹果”全国闻名,烟台北方安德利果汁股份有限公司就是以苹果为原材料,主要生产浓缩果汁、果酒、果干、香精和果胶等产品。工厂利用苹果生产果汁、果酒和果醋的大致工艺流程如下图所示,请分析回答:
(1)用苹果加工成果汁的过程中,为了提高苹果的出汁率并使果汁变得澄清,在预处理时需要加入__________;同时为了使其得到充分利用,节约成本,需要控制好__________。
(2)苹果酒清香、明快,风味清爽,它是由果汁发酵产生的。果汁发酵后是否有酒精产生,可用____________来检验。
(3)严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键,直接关系到是否能得到质量高、产量多的理想产物,通常所指的发酵条件不包括__________。
A.温度控制 B.溶氧控制 C.pH控制 D.酶的控制
(4)下列方案能对发酵过程中使用的菌种进行分离的是_________。
A.用纤维素为唯一碳源的培养基上进行筛选
B.用尿素作为唯一氮源的培养基上进行筛选
C.在常规培养基中加入青霉素进行筛选
D.在小麦试验田中喷洒赤霉素进行筛选
(5)苹果酒在_________的作用下,经过深层发酵可形成苹果醋;在此过程中,发酵温度要严格控制在________;同时要适时向发酵液中充气,原因是__________。
正确答案
(1)果胶酶 酶的用量
(2)重铬酸钾
(3)D
(4)C
(5)醋酸菌 30~35℃ 补充氧气,保证有氧环境
葡萄酒、葡萄汁是日常生活中常用的一类饮料。在呈酸性的果汁发酵液中,红葡萄皮的色素也会进入发酵液中,且有酸碱指示剂的作用。据某些医学研究机构调查表明,适量饮用红葡萄酒、葡萄汁,对人体有着非同小可的意义。随着人们物质文化生活水平的提高,国内红葡萄酒、葡萄汁的产、销量均逐年增加。请根据有关材料回答下列问题:
(1)在葡萄酒的自然发酵过程中,菌种的来源主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。为提高果酒的品质,可以直接在果汁中加入人工培养的纯净酵母菌。要筛选得到纯净的酵母菌种,通常使用的培养基按功能来分称为____,如在培养基中加入____可从细菌和酵母菌的混合液中分离酵母菌。
(2)在微生物的实验室培养中常要进行消毒和灭菌的工作.常用的消毒方法有____(至少写3种)。灭菌指______。
(3)为提高果汁的出汁率及使果汁变得澄清,在果汁生产中常用到________。
(4)为提高果酒的品质及节约生产成本,厂家已尝试使用固定化细胞技术,酵母细胞的固定多采用____。请列出用于酵母和海藻酸钠制备固定化酵母细胞的步骤:①酵母细胞的活化,②_________,③_________,④_________,⑤_________。
(5)现有a、b两个品牌颜色一样的红葡萄酒,其中a品牌是用100%红葡萄汁酿造,b品牌是以化学物质用人工方法勾兑而成。现提供小苏打、白醋、小烧杯若干,请设计一个实验鉴别两个品牌的红葡萄酒,得出正确结论并说明理由。
①.步骤1___________________________;
②.步骤2___________________________;
③.结论:__________________________。
④.原理:__________________________。
正确答案
(1)选择培养基 青霉素(抗生素)
(2)①.煮沸消毒;②.巴氏消毒;③.紫外线消毒;④.化学药剂消毒(至少写3种) 使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子
(3)果胶酶
(4)包埋法 ②.配制(物质的量浓度为0.05mol/L的)CaCl2溶液 ③.配制海藻酸钠溶液 ④.海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 ⑤.固定化酵母细胞
(5)①.取适量a品牌红葡萄酒平均加入两只小烧杯中作为第一组,另取等量b品牌红葡萄酒平均加入两只小烧杯中作为第二组,做好标签
②.每组两只烧杯中分别加入等量的小苏打、白醋,观察颜色变化
③.结论:加小苏打出现颜色变化的是a品牌
④.原理:a品牌红葡萄酒中,含有红葡萄皮的色素,有酸碱指示剂的作用,加小苏打(碱性)会变颜色(黑色)
下图为制作果酒、果醋的实验流程,请回答:
(1)制作果酒的发酵阶段,发酵瓶的瓶盖应______________。
A.一直打开 B.打开并盖上一层纱布 C.定时拧松 D.一直拧紧
(2)写出由果酒酿制成果醋过程的总反应式:________________。
(3)从自然菌样中筛选较理想的醋酸杆菌进行纯化培养,通常采用___________接种方法。
正确答案
(1)C
(2)
(3)平板划线法(或稀释涂布平板法)
(附加题)请回答下列与生物技术实践相关的问题:
(1)利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取。科学家利用培养基从土壤中筛选出能分解纤维素的细菌,这类细菌经过大量培养后可以从中提取纤维素酶。
①.土壤中富含各种微生物,将土壤浸出液接种到特定培养基上,可得到能分解纤维素的细菌,实验室中获取纯净菌种常用的接种方法有________和_________。
②.虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、_________。
(2)酵母菌是一种真菌,可用于制作果酒。
①.果汁发酵后是否产生酒精,可以用________来检验,在酸性条件下,该物质与酒精反应呈现特定的颜色。
②.酵母菌细胞固定化可大大提高生产效率。固定酵母菌细胞时首先需要将干酵母放入_________中活化;若制得的凝胶珠着色过浅,可能是____________。
(3)突变菌往往带有一些特殊的基因,在获得这些基因的过程中,PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物的作用是______________。
(4)加酶洗衣粉中有的加香精,高档洗衣粉中的香精是由植物芳香油制成的,目前从植物中提取芳香油的方法有_____________等。
正确答案
(1)①.平板划线法 稀释涂布平板法 ②.无机盐、碳源、氮源
(2)①.重铬酸钾 ②.蒸馏水 海藻酸钠浓度过低
(3)使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸
(4)萃取法、蒸馏法、压榨法(答出两个即可)
现在大力提倡无纸化办公,但是仍然不可避免的每年要产生大量的废纸,其主要成分是木质纤维,人类正努力将其转化为一种新的资源—乙醇。下图是工业上利用微生物由纤维素生产乙醇的基本工艺流程,请回答相关问题:
(1)自然界中①环节需要的微生物大多分布在______的环境中。将从土壤中获得的微生物培养在以_____为碳源、并加入______的培养基上筛选周围有_________的菌落。
(2)如上所述的筛选中获得了三个菌落,对它们分别培养,并完成环节②,且三种等量酶液中酶蛋白浓度相同,则你认为三种酶液的活性_______(填“一定相同”“不一定相同”或“一定不同”),可以通过_______进行定量测定。
(3)根据测定结果,①环节常选择木霉,则②中获得的酶是________酶。该酶至少包括______三个组分。
(4)生产中可以满足④环节的常见菌种是_________,为了确保获得产物乙醇,⑤环节要注意_________,④过程要注意避免___________。
(5)该技术虽然有广阔的前景,但存在酶的成本高等问题,为了降低成本主要从以下几方面人手改进该过程。首先要通过________等技术手段对产酶微生物改造,提高酶的产量。其次,可利用________等技术使酶能够重复利用。
正确答案
(1)富含纤维素(其他答案合理给分,如落叶较多等) 纤维素 刚果红 透明圈
(2)不一定相同 对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖
(3)纤维素 C1酶、Cx酶、葡萄糖苷酶
(4)酵母菌 发酵装置密闭(或保证无氧条件等) 污染杂菌
(5)基因工程(基因突变) 固定化酶
某同学使用下列装置或操作进行有关实验,请据图回答问题:
(1)制作果酒时可选用图甲的装置。为适当提高果酒生产速率,进气口应先打开后关闭,这是因为____________;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______________。为研究发酵中酵母菌的生长状况,常要通过_______进行取样统计分析并测定pH值,判断取样先后顺序的主要依据是_______________。
(2)乙图中加入蒸馏水的目的是____________,此时玻璃棒使用要点是_________,以保证DNA分子结构的完整性。
(3)丙、丁用于提取和分离血红蛋白,应先对样品进行处理用图_____装置进行_______;丁图中液体Ⅱ应为__________,底端试管中首先收集到的应是相对分子质量较____(大/小)的蛋白质。
正确答案
(1)因为酵母菌是兼性厌氧型生物,先打开充气口,保证酵母菌进行有氧呼吸,增加菌体的数量;后关闭充气口,保证酵母菌进行无氧发酵,产生更多的酒精 防止污染 出料口 pH值的大小,pH值越大,取样越早
(2)降低NaCl溶液的浓度,析出DNA 轻缓,并沿同一个方向
(3)丙 透析 20mmoL/L的磷酸缓冲液(pH为7.0) 大
苹果醋是指以苹果汁经发酵而成的苹果原醋,再兑以苹果汁等原料而成的饮品。它既有淡淡的醋味,又有果汁的香甜,喝起来非常爽口。苹果醋还能保健养生、改善疲劳、美容养颜,是目前大众非常喜爱的饮品。下图是苹果醋的制作简图,据图回答:
(1)在图中苹果汁的生产中,为了提高出汁率需要添加的酶是___________。
(2)若要检测是否产生了苹果酒可用_________试剂进行检测。
(3)过程②和过程③中起作用的微生物都是__________,但过程②和过程③该微生物分解的碳源不同,过程②和过程③的碳源分别是___________、______________,产生醋时该微生物可以从食醋中分离纯化获得,具体方法是:
第一步:配置培养基。该培养基必须含有微生物生长所需要的基本营养成分。
第二步:对培养基用____的方法进行灭菌。
第三步:接种。微生物常用的接种方法有__________、_________。
第四步:培养。温度控制在_______,培养时是否需要提供氧气?____________。一般应采用平板倒置培养,原因是___________。
第五步:挑选符合要求的菌落。
(4)用萃取法提取胡萝卜素,萃取的效率主要取决于__________,同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响;在对新鲜胡萝卜进行干燥时,要注意控制____________,否则会引起胡萝卜素的分解。
正确答案
(1)果胶酶
(2)重铬酸钾
(3)醋酸菌 酒精 糖类 高压蒸汽 平板划线法 稀释涂布平板法 30~35℃ 需要 平板倒置可以防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养基造成污染
(4)萃取剂的性质和使用量 温度和时间
下图是两位同学制作果酒和果醋时使用的装置。同学甲用A(带盖的瓶子)装置制葡萄酒,在瓶中加入适量葡萄汁,发酵温度控制在18~25℃,每隔12h左右将瓶盖拧松一次(注意不是打开瓶盖),之后再将瓶盖拧紧。当发酵产生酒精后,再将瓶盖打开,盖上一层纱布,温度控制在30~35℃,进行制果醋的发酵。同学乙用B装置,温度控制与甲相同,不同的是制果酒阶段除充气日用夹子夹紧外,排气的橡胶管也用夹子夹住,并且每隔12h左右松一松夹子放出多余的气体。制果醋阶段适时通过充气口向内通气。经过一段时间,两位同学先后完成了自己的发酵制作。据此回答有关问题。
(1)酵母菌与醋酸菌在结构上的最大区别是:后者_________。从制酒和制醋两阶段对装置的处理方式判断,酵母菌和醋酸菌的异化作用类型依次是______________。
(2)同学甲在制酒阶段,每隔12h左右就要将瓶盖拧松一次,但又不打开,这样做的目的是__________。同学乙制果醋阶段适时通过充气口向内通气,其目的是______________。
(3)制葡萄酒时要将温度控制在18~25℃,而制葡萄醋时要将温度控制在30~35℃,原因是_______。葡萄汁为酵母菌、醋酸菌等微生物的生长提供了_____________。
(4)为了提高果酒品质也可在果汁中加入人工培养的酵母菌。利用________培养基(按用途分)可分离获得较为纯净的酵母菌菌种。
正确答案
(1)无核膜(或无核膜包被的细胞核或无成形的细胞核) 兼性厌氧型、需氧型
(2)制酒阶段的后期,酵母菌无氧呼吸会产生大量气体,如不及时放出会把瓶子涨破,不打开瓶盖是为了防止氧气和有害杂菌进入 为果醋发酵提供氧气
(3)酵母菌和醋酸菌生长和发酵的最适温度不同 碳源、氮源等营养成分
(4)选择
(附加题)如图为酿制葡萄酒的两个简易装置示意图,请分析回答下列问题:
(1)果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存,所以,酵母菌的代谢类型属于________型。
(2)在葡萄酒的自然发酵过程中,酵母菌的来源是__________。
(3)制作果酒,需将温度严格控制在______℃。制作果酒后制果醋,应将温度控制在____℃。
(4)甲装置中,A液体是,NaHCO3溶液的作用是_______;若用乙装置,在发酵过程中,必须进行的操作是_______。与乙装置相比,甲装置的优点是________。
(5)葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间,这是因为________。
正确答案
(1)异养兼性厌氧
(2)附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
(3)18~25 30~35
(4)葡萄汁 吸收酵母菌酒精发酵产生的CO2 每隔12小时左右(一定的时间)将瓶盖拧松一次 既能及时吸收(发酵产生的)CO2,又能减少被杂菌污染的机会
(5)既为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气,又防止发酵旺盛时汁液溢出
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)初期,酵母菌迅速繁殖的主要方式是____________。
(3)经检测酵母菌消耗的糖中,98.5%形成了酒精和其他发酵产物,其余1.5%则是用于____________。
(4)请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式:_____________。
(5)啤酒的风味主要取决于采用的酵母菌菌株,某酒厂的菌株使用了30多年,繁殖了3000余代,风味不减当年,其主要原因是___________________。
正确答案
(1)既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸
(2)出芽生殖
(3)酵母菌自身的生长和繁殖
(4)C12H22O11+H2O2C6H12O6,C6H12O6
2C2H5O11+2CO2+能量
(5)酵母菌进行无性繁殖,其遗传物质能够保持稳定
“每天喝一点,健康多一点,”这是“宁夏红”率先提出的消费理念,将积淀了千百年的枸杞药食文化和中国红文化完美结合起来,更增添了品牌的文化魅力和优势。下面是“宁夏红”枸杞果酒生产工艺流程,根据流程回答:
选料→?→粉碎→灭菌→接种→发酵→?→果酒
(1)流程中?处的内容应为_______、________。
(2)制作果酒时,温度应该控制在______,果酒酿造过程中如果果汁灭菌不合格,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)果酒制作离不开酵母菌,与醋酸杆菌相比,酵母菌在结构上的主要特点是____________。
(4)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,目的是______________。
(5)若要提高果酒的产量,发酵过程中关键要控制好哪些条件?____。
(6)果酒制作是否成功,需发酵后用_______来鉴定,在_____条件下,该物质与酒精反应呈现________色。
正确答案
(1)冲洗;过滤
(2)18~25℃;不能;因醋酸杆菌是好氧型细菌,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)在有氧条件下,使酵母菌迅速繁殖,增加数量
(4)有成形细胞核、有除核糖体以外的多种细胞器
(5)适宜的温度、pH、通气量
(6)重铬酸钾溶液;酸性;灰绿色
(附加题)“葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催”,这句诗反映了我国古代就有利用微生物发酵技术生产葡萄酒的历史。利用不同微生物的发酵作用制作食品已经普及到现代食品工业的很多领域。根据下列材料分析回答有关问题:
材料一:苹果醋是现代社会出现的一种新兴的保健养生饮料,以苹果为原料发酵生产而成,苹果醋的大规模生产使果农的农产品有了更广阔的销路并且还提高了经济效益。
材料二:生产植物能源产品酒精来替代汽油是新能源开发的趋势。利用微生物发酵技术把植物体内的淀粉、纤维素等发酵生产酒精,可以解决全球能源危机。
(1)将苹果榨汁后,在一系列酶的作用下,把果汁中的多糖分解为葡萄糖,然后葡萄糖在______菌作用下,将葡萄糖转化成乙醇。
(2)向经过酒精发酵后的果汁中加入醋酸菌,并且通入充足的_________,在醋酸菌的作用下把乙醇氧化为醋酸。
(3)在发酵过程中防止发酵液被污染的方法有:____________。
(4)利用纤维素发酵生产酒精技术的关键是要分离培育出能分解纤维素的微生物,从众多的微生物中筛选纤维素分解菌的方法是__________,所使用的培养基是_______(固体/液体)培养基,培养基的唯一碳源是__________________。
(5)能高效分解纤维素的纤维素酶是一种复合酶,至少包括三种组分_______、_______和葡萄糖苷酶,葡萄糖苷酶的作用是把纤维二糖分解成葡萄糖。
(6)在微生物发酵过程中,往往要进行微生物的培养,在培养过程中,要对培养皿等玻璃器皿进行灭菌,常用________灭菌法。
正确答案
(1)酵母
(2)无菌空气
(3)榨汁机要清洗干净,并晾干;发酵瓶要清洗干净,用体积分数为70%的酒精消毒
(4)刚果红染色法 固体 纤维素
(5)C1酶 Cx酶
(6)干热
某同学用带盖的瓶子制葡萄酒如下图。
(1)发酵过程中,每隔12h左右将瓶盖拧松一次(注意,不是打开瓶盖)原因是_________。
(2)此后再将瓶盖拧紧,目的是_________。
(3)当发酵产生酒精后,再将瓶盖打开,盖上一层纱布,原因是__________,反应式为_________。
(4)分析此发酵装置不足之处:____________。
正确答案
(1)酒精发酵过程中产生CO2,拧松瓶盖以放出CO2(2)防止进入氧气,以便继续进行酒精发酵
(3)制造有氧条件,进行醋酸发酵 C2H5OH+O2CH3COOH+H2O
(4)易被杂菌污染
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