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简答题

【生物技术实践】

“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:

苹果果汁果酒果醋

(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

解:(1)在果汁中加入果胶酶,提高苹果的出汁率并使果汁变得澄清;同时为了使其得到充分利用,节约成本,需要控制好酶的用量.

(2)用重铬酸钾来检验酒精成灰蓝色.

(3)酵母菌发酵需要控制条件:温度18-25℃;溶氧控制,即要先通气后密封;pH控制,偏酸性;利用酵母菌自身的酶进行发酵,不需要对酶进行控制.

(4)用纤维素为唯一碳源的培养基上筛选出纤维素分解菌;用尿素作为唯一氮源的培养基上筛选出分解利用尿素的细菌;细菌、放线菌的细胞壁的成分均为肽聚糖,青霉素能抑制肽聚糖的合成,进而抑制细菌、放线菌的生长,而酵母菌的细胞壁的组成成分是甘露聚糖和葡萄聚糖,因此青霉素对酵母菌没有影响.

(5)苹果醋制备需要醋酸菌,温度要严格控制在30~35℃,同时要适时向发酵液中充气,原因是补充氧气,保证有氧环境.

故答案为:(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

解析

解:(1)在果汁中加入果胶酶,提高苹果的出汁率并使果汁变得澄清;同时为了使其得到充分利用,节约成本,需要控制好酶的用量.

(2)用重铬酸钾来检验酒精成灰蓝色.

(3)酵母菌发酵需要控制条件:温度18-25℃;溶氧控制,即要先通气后密封;pH控制,偏酸性;利用酵母菌自身的酶进行发酵,不需要对酶进行控制.

(4)用纤维素为唯一碳源的培养基上筛选出纤维素分解菌;用尿素作为唯一氮源的培养基上筛选出分解利用尿素的细菌;细菌、放线菌的细胞壁的成分均为肽聚糖,青霉素能抑制肽聚糖的合成,进而抑制细菌、放线菌的生长,而酵母菌的细胞壁的组成成分是甘露聚糖和葡萄聚糖,因此青霉素对酵母菌没有影响.

(5)苹果醋制备需要醋酸菌,温度要严格控制在30~35℃,同时要适时向发酵液中充气,原因是补充氧气,保证有氧环境.

故答案为:(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

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葡萄发酵可产生葡萄酒,请利用相关的知识回答问题:

(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中,发挥作用的微生物是______

(2)该微生物通过无氧呼吸可分解______,产生的终产物是______

(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中,在温度等适宜的条件下进行发酵,如图所示。发酵过程中,每隔一段时间均需排气一次。据图分析,甲和丙同学的操作有误,其中甲同学的错误是______,导致发酵中出现的主要异常现象是______。丙同学的错误是______,导致发酵中出现的主要异常现象是______

(4)在上述制作葡萄酒的过程中,假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开,该操作错误是______

正确答案

解:(1)参与果酒制作的微生物是酵母菌,是一种真菌,其呼吸作用类型为兼性厌氧型.

(2)酵母菌通过无氧呼吸可分解葡萄糖,产生乙醇和二氧化碳.

(3)甲同学未夹住发酵瓶的充气管,酵母菌呼吸产生的乙醇被氧化成醋酸,所以发酵液从充气管流出,发酵液变酸;丙同学错在瓶中发酵液过多,淹没了排气管在瓶内的管口,这样发酵液会从排气管流出.

(5)酵母菌进行果酒发酵时除了产生酒精外还产生大量的二氧化碳,乙同学由于未及时排气,导致发酵瓶中气压过大而冲开瓶塞.

故答案为:

(1)酵母菌

(2)葡萄糖  乙醇和二氧化碳

(3)未夹住发酵瓶的充气管  发酵液从充气管流出,发酵液变酸    瓶中发酵液过多,淹没了排气管在瓶内的管口      排气时发酵液从排气管中流出

(4)未及时排气

解析

解:(1)参与果酒制作的微生物是酵母菌,是一种真菌,其呼吸作用类型为兼性厌氧型.

(2)酵母菌通过无氧呼吸可分解葡萄糖,产生乙醇和二氧化碳.

(3)甲同学未夹住发酵瓶的充气管,酵母菌呼吸产生的乙醇被氧化成醋酸,所以发酵液从充气管流出,发酵液变酸;丙同学错在瓶中发酵液过多,淹没了排气管在瓶内的管口,这样发酵液会从排气管流出.

(5)酵母菌进行果酒发酵时除了产生酒精外还产生大量的二氧化碳,乙同学由于未及时排气,导致发酵瓶中气压过大而冲开瓶塞.

故答案为:

(1)酵母菌

(2)葡萄糖  乙醇和二氧化碳

(3)未夹住发酵瓶的充气管  发酵液从充气管流出,发酵液变酸    瓶中发酵液过多,淹没了排气管在瓶内的管口      排气时发酵液从排气管中流出

(4)未及时排气

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下面是古代家庭酿酒的具体操作过程:先将米煮熟,待冷却至30℃时,加少许水和一定量的酒酿(做实验是用酵母菌菌种)与米饭混用后置于一瓷坛内(其他容器也可),在中间要挖一个洞,加盖后置于适当的地方保温,24h即成.现请你从以下几个方面对其发酵过程作一个简单的分析:

(1)在中间挖一个洞的目的是______

(2)发酵坛没有密封,那么坛内无氧发酵的环境是由什么造成的?______写出发酵反应式______

(3)请你用坐标曲线的形式来说明在发酵坛内有氧呼吸和无氧呼吸的此消彼长的过程______

(4)在具体操作过程中,要根据米饭的多少加适量的酒酿,如把握不住,宁多而不能少,如果加少了将引起什么后果?______为什么?______

正确答案

解:(1)在坛中挖洞的目的是增加透氧性,保证酵母菌在开始生长时有足够的氧气进行有氧呼吸而大量繁殖.

(2)酵母菌有氧呼吸时产生的水逐渐增加,发酵基质液面逐渐升高最后没入水中,水中的氧被耗尽后造成无氧环境,发酵反应式为:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量.(3)开始时进行有氧呼吸,但有氧呼吸速率随着氧气的消耗而逐渐降低,当氧气含量较低时开始进行酒精发酵,且无氧呼吸速率逐渐升高,如图所示:

(4)酒酿中含有酵母菌,如果加入的酒酿较少,则菌种较少,难以造成无氧环境,其它微生物会大量繁殖,造成米饭腐败,最终不能得到酒精.

故答案为:

(1)储存一部分空气,让酵母菌先进行有氧呼吸,快速增加酵母菌的数量

(2)酵母菌进行有氧呼吸,产生水,当水积累越来越多后,水的深度没过酵母菌,导致酵母菌处于无氧状态    C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量

(3)如图:

(4)不能得到酒精    菌种少,难以造成无氧环境,其它微生物会大量繁殖,造成米饭腐败

解析

解:(1)在坛中挖洞的目的是增加透氧性,保证酵母菌在开始生长时有足够的氧气进行有氧呼吸而大量繁殖.

(2)酵母菌有氧呼吸时产生的水逐渐增加,发酵基质液面逐渐升高最后没入水中,水中的氧被耗尽后造成无氧环境,发酵反应式为:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量.(3)开始时进行有氧呼吸,但有氧呼吸速率随着氧气的消耗而逐渐降低,当氧气含量较低时开始进行酒精发酵,且无氧呼吸速率逐渐升高,如图所示:

(4)酒酿中含有酵母菌,如果加入的酒酿较少,则菌种较少,难以造成无氧环境,其它微生物会大量繁殖,造成米饭腐败,最终不能得到酒精.

故答案为:

(1)储存一部分空气,让酵母菌先进行有氧呼吸,快速增加酵母菌的数量

(2)酵母菌进行有氧呼吸,产生水,当水积累越来越多后,水的深度没过酵母菌,导致酵母菌处于无氧状态    C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量

(3)如图:

(4)不能得到酒精    菌种少,难以造成无氧环境,其它微生物会大量繁殖,造成米饭腐败

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如图简单表示了葡萄酒的酿制过程,请据图分析:

(1)葡萄酒的酿制原理是先通气进行______,以增加酵母菌的数量,然后再______获得葡萄酒.

(2)随着发酵程度的加深,液体密度会逐渐变低(可用密度计测量),原因是______

(3)验证果胶酶在果汁生产中的作用:在课题实验步骤中,在完成“烧杯中分别加入苹果泥、试管中分别加入果胶酶溶液、编号编组”之后,有下列两种操作:

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.

请问哪一种方法更为科学:______,并说明理由:______

(4)下列叙述中不正确的是______

A.在甲中进行搅拌是为了增加氧溶量

B.在甲中,酵母菌的能量来源将全部消耗

C.甲与乙放出的气体主要是二氧化碳

D.揭开丙容器的盖子,可能会有醋酸产生.

正确答案

解:(1)果酒制作的原理是:先通气使酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖,以增加酵母菌的数量;后密封使酵母菌进行无氧呼吸而获得葡萄酒.

(2)随着发酵程度的加深,由于发酵时糖被消耗,产生酒精和CO2,酒精的密度比糖水低,因此液体密度会逐渐变低.

(3)方法二更为科学,方法一的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应,而方法二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.

(4)据图分析,在甲中进行搅拌是为了增加氧溶量,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,A正确;酵母菌在缺氧条件下,将葡萄糖转化成转化为酒精,释放少量的能量,大量能量存储在酒精中,B错误;酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生二氧化碳,C正确;空气中有醋酸菌,会进入培养液产生醋酸,D正确.

故答案为:

(1)有氧呼吸    发酵  

(2)由于发酵时糖被消耗,产生酒精和CO2,酒精的密度比糖水低  

(3)方法二;方法二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(或回答“方法一的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应”)

(4)B

解析

解:(1)果酒制作的原理是:先通气使酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖,以增加酵母菌的数量;后密封使酵母菌进行无氧呼吸而获得葡萄酒.

(2)随着发酵程度的加深,由于发酵时糖被消耗,产生酒精和CO2,酒精的密度比糖水低,因此液体密度会逐渐变低.

(3)方法二更为科学,方法一的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应,而方法二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.

(4)据图分析,在甲中进行搅拌是为了增加氧溶量,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,A正确;酵母菌在缺氧条件下,将葡萄糖转化成转化为酒精,释放少量的能量,大量能量存储在酒精中,B错误;酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生二氧化碳,C正确;空气中有醋酸菌,会进入培养液产生醋酸,D正确.

故答案为:

(1)有氧呼吸    发酵  

(2)由于发酵时糖被消耗,产生酒精和CO2,酒精的密度比糖水低  

(3)方法二;方法二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(或回答“方法一的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应”)

(4)B

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在酿酒、酿醋、制作腐乳、酸奶过程中都要涉及各种微生物,请回答下列问题:

(1)酿酒利用的微生物是酵母菌,制作过程中,酵母菌先在______条件下大量繁殖,然后再进行酒精发酵,检测酒精的原理是:橙色的______溶液,在酸性条件下与酒精发生化学反应,变成______色.

(2)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为______.醋酸发酵时温度一般应控制为______

(3)酿酒罐的排气口在果酒发酵时排出的气体是由______产生的______

(4)臭豆腐驰名中外,历史悠久.臭豆腐外观青色,“闻着臭,吃着香”.在臭豆腐的制备过程中,常用的微生物主要是______,在此过程中,豆腐相当于微生物生长的______

(5)民间制作腐乳时,豆腐块上生长的微生物,在制作时一般要加______,若加入的酒精浓度(含量)过低,会出现什么现象?______

(6)酸奶制作涉及的主要微生物与制作腐乳过程中涉及的主要微生物在结构上的主要区别是______

(7)在腌制泡菜的过程中,起主要作用的微生物是______,用水封坛的作用是______;欲检测泡菜在腌制过程中产生的亚硝酸盐含量,使用检测试剂后颜色的变化______

正确答案

解:(1)酿酒利用的微生物是酵母菌,制作过程中,酵母菌先在有氧条件下大量繁殖,然后再进行酒精发酵,检测酒精的原理是:橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与酒精发生化学反应,变成灰绿色.

(2)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为18℃~25℃.醋酸发酵时温度一般应控制为30℃~35℃.

(3)酿酒罐的排气口在果酒发酵时排出的气体是由酵母菌产生的CO2

(4)臭豆腐驰名中外,历史悠久.臭豆腐外观青色,“闻着臭,吃着香”.在臭豆腐的制备过程中,常用的微生物主要是毛霉等,在此过程中,豆腐相当于微生物生长的培养基.

(5)民间制作腐乳时,豆腐块上生长的微生物,在制作时一般要加盐、酒,若加入的酒精浓度(含量)过低,不足以抑制微生物的生长,导致豆腐腐败变质.

(6)酸奶制作涉及的主要微生物是乳酸菌,与制作腐乳过程中涉及的主要微生物毛霉等在结构上的主要区别是乳酸菌不含核膜包被的细胞核,属于原核生物,而毛霉属于真核生物.

(7)在腌制泡菜的过程中,起主要作用的微生物是乳酸菌,用水封坛的作用是制造缺氧环境;欲检测泡菜在腌制过程中产生的亚硝酸盐含量,使用检测试剂后颜色的变化出现玫瑰红色.

故答案为:

(1)有氧    重铬酸钾    灰绿    

(2)18℃~25℃30℃~35℃

(3)酵母菌   CO2   

(4)毛霉等    培养基

(5)盐、酒   不足以抑制微生物的生长,导致豆腐腐败变质

(6)前者无核膜包被的细胞核    

(7)乳酸菌   制造缺氧环境   出现玫瑰红色

解析

解:(1)酿酒利用的微生物是酵母菌,制作过程中,酵母菌先在有氧条件下大量繁殖,然后再进行酒精发酵,检测酒精的原理是:橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与酒精发生化学反应,变成灰绿色.

(2)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为18℃~25℃.醋酸发酵时温度一般应控制为30℃~35℃.

(3)酿酒罐的排气口在果酒发酵时排出的气体是由酵母菌产生的CO2

(4)臭豆腐驰名中外,历史悠久.臭豆腐外观青色,“闻着臭,吃着香”.在臭豆腐的制备过程中,常用的微生物主要是毛霉等,在此过程中,豆腐相当于微生物生长的培养基.

(5)民间制作腐乳时,豆腐块上生长的微生物,在制作时一般要加盐、酒,若加入的酒精浓度(含量)过低,不足以抑制微生物的生长,导致豆腐腐败变质.

(6)酸奶制作涉及的主要微生物是乳酸菌,与制作腐乳过程中涉及的主要微生物毛霉等在结构上的主要区别是乳酸菌不含核膜包被的细胞核,属于原核生物,而毛霉属于真核生物.

(7)在腌制泡菜的过程中,起主要作用的微生物是乳酸菌,用水封坛的作用是制造缺氧环境;欲检测泡菜在腌制过程中产生的亚硝酸盐含量,使用检测试剂后颜色的变化出现玫瑰红色.

故答案为:

(1)有氧    重铬酸钾    灰绿    

(2)18℃~25℃30℃~35℃

(3)酵母菌   CO2   

(4)毛霉等    培养基

(5)盐、酒   不足以抑制微生物的生长,导致豆腐腐败变质

(6)前者无核膜包被的细胞核    

(7)乳酸菌   制造缺氧环境   出现玫瑰红色

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