選傳統(tǒng)發(fā)酵技術和微生物的培養(yǎng)及應用

1、選1-1傳統(tǒng)發(fā)酵技術和微生物的培養(yǎng)及應用1下面是家庭釀酒的具體操作過程：先將米煮熟，待冷卻至30時，加一定量的“酒藥”(實際是酵母菌菌種)與米飯混勻后置于一瓷壇內(其他容器也可)在中間挖一個洞，加蓋后置于適當?shù)牡胤奖?28)，12h即成?，F(xiàn)請你從以下幾方面對其發(fā)酵過程作一簡單的分析：(1)先將米煮熟的目的是什么？_。(2)發(fā)酵壇沒有密封，壇內無氧發(fā)酵的環(huán)境是由什么造成的？_。(3)請用文字或坐標曲線的形式來說明發(fā)酵壇內有氧呼吸和無氧呼吸此消彼長的過程。_。(4)釀酒過程中為什么總是先來“水”后來“酒”，其原因是什么？_。(5)在具體操作過程中要根據米飯的多少加適量的酒藥，如把握不準，寧多勿少

2、，如果加少了將引起什么后果？為什么？_。答案(1)為了殺滅其他雜菌。(2)有氧呼吸消耗O2，還產生大量水淹沒基質。(3)有氧氣時酵母菌進行有氧呼吸，當氧氣逐漸減少時，有氧呼吸減弱，無氧呼吸逐漸增強，當氧氣完全消耗時就轉入完全的無氧發(fā)酵產生酒精。如圖所示：(4)先進行有氧呼吸產生CO2和水，氧消耗完畢后再進行無氧呼吸生成酒精。(5)一開始加適量酵母菌是為了酵母菌種群有足夠的起始密度，并能在短時間內繁殖大量個體占據整個生存空間。如果酵母菌種群起始密度過小，占據整個生存空間所用時間過長，極易導致雜菌侵入。解析見答案。2某酒廠以大米為主要原料用酵母菌生產酒精度數(shù)不低于12度的米酒，其主要工藝流程為：糖

3、化發(fā)酵后加工(勾兌、貯運)。發(fā)酵過程主要是在5m3的發(fā)酵罐中進行，其主要工藝為：原料接種菌種充氣培養(yǎng)密封發(fā)酵。請分析并回答下列問題：(1)糖化階段主要包括蒸煮大米和加入“糖化酶”等?！疤腔浮笔?大米中)淀粉發(fā)生的主要變化是_。(2)在發(fā)酵工藝中，接種菌種常加尿素或其他肥料，其目的是_。(3)在圖中，用曲線表示發(fā)酵階段酵母菌種群個體數(shù)量變化的情況。(4)在培養(yǎng)過程中，酵母菌所進行的細胞呼吸的反應式為_。答案(1)淀粉麥芽糖葡萄糖(2)供給酵母菌進行生長、發(fā)育和繁殖等生命活動所必需的氮源和無機鹽(3)如圖(4)C6H12O66O26H2O6CO212H2O，C6H12O62C2H5OH(酒精)2

4、CO2解析(見答案)3下面是有關食醋和泡菜制作的實驗。請回答：(1)食醋可用大米為原料經三步發(fā)酵來制作：第一步：大米經蒸熟、冷卻后加入淀粉酶，將原料中的淀粉分解成_(填中間產物)，然后進一步分解成葡萄糖，過一過程可用_(填淀粉指示劑)來檢測，因為該試劑遇淀粉呈藍色，遇上述中間產物呈紅色。第二步：用_菌將葡萄糖轉化成乙醇，這一發(fā)酵過程中，玻璃發(fā)酵瓶不應完全密閉的主要原因是_。第三步：用_菌將乙醇轉化成乙酸，這一過程_氧氣。(2)泡菜發(fā)酵過程中，會產生多種酸，其中主要是_，還有少量的亞硝酸。對亞硝酸鹽的定量測定可以用_法，因為亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸的反應產物能與N1萘基乙二胺偶聯(lián)成_色化合物。進行

5、樣品測定時，還要取等量水進行同樣的測定，目的是_。答案(1)糊精碘液(或KII2溶液)酵母發(fā)酵過程中會產生大量CO2，使瓶內壓力升高而可能引起爆裂醋酸桿菌需要消耗乳酸(或有機酸)(光電)比色紫紅作為對照解析(1)大米經蒸熟、冷卻后加入淀粉酶(淀粉酶必須冷卻后加入，因為酶的催化活性受溫度的影響)，大米的主要成分是淀粉，在淀粉酶催化作用下，分解成糊精(主要含麥芽糖等)，這一過程中可用碘液(或KII2溶液)來檢測反應的情況。酵母菌將葡萄糖轉化成乙醇的過程中產生CO2，隨反應的進行發(fā)酵瓶中CO2逐漸增多，瓶內壓力升高，可能引起破裂，所以不要完全密閉。醋酸桿菌是好氧型細菌，在將乙醇轉化成乙酸的過程中消耗

6、氧氣。(2)泡菜發(fā)酵過程離不開乳酸菌，其產生的酸主要是乳酸和少量的亞硝酸鹽，亞硝酸鹽總量達到0.30.5g時就會引起人中毒，必須對泡菜亞硝酸鹽含量進行測定。其測定方法可用比色法。4(2010·山東理綜，34)生物柴油是一種可再生的清潔能源，其應用在一定程度上能夠減緩人類對化石燃料的消耗。科學家發(fā)現(xiàn)，在微生物M產生的脂肪酶作用下，植物油與甲醇反應能夠合成生物柴油(如下圖)。(1)用于生產生物柴油的植物油不易揮發(fā)，宜選用_、_方法從油料作物中提取。(2)篩選產脂肪酶的微生物M時，選擇培養(yǎng)基中添加的植物油為微生物生長提供_，培養(yǎng)基滅菌采用的最適方法是_法。(3)測定培養(yǎng)液中微生物數(shù)量，可選

7、用_法直接計數(shù)；從微生物M分離提取的脂肪酶通常需要檢測_，以確定其應用價值，為降低生物柴油生產成本，可利用_技術使脂肪酶能夠重復使用。(4)若需克隆脂肪酶基因，可應用耐熱DNA聚合酶催化的_技術。答案(1)壓榨；萃取。(注：兩空順序無先后)(2)碳源；高壓蒸汽滅菌。(3)顯微鏡直接計數(shù)；酶活性(或：酶活力)；固定化酶(或：固定化細胞)。(4)PCR(或：多聚酶鏈式反應，聚合酶鏈式反應)解析本題考查了植物油的提取、微生物的培養(yǎng)與應用及基因的克隆技術。對于不易揮發(fā)的植物油，一般采用壓榨法或萃取法；植物油由C、H、O三種元素構成，微生物通常以此作為碳源，培養(yǎng)基常規(guī)的滅菌方法是高壓蒸汽滅菌；測定微生物

8、生長的方法很多，常用的是菌落計數(shù)法、計數(shù)器法和比濁法，其中計數(shù)法常用計數(shù)器測定法，可利用顯微鏡進行觀察計數(shù)；固定化酶是用物理的或化學的方法使酶與水不溶性大分子載體結合或把酶包埋在水不溶性凝膠或半透膜的微囊體中制成的，酶固定化后一般穩(wěn)定性增加，易從反應系統(tǒng)中分離，且易于控制，能反復多次使用，便于運輸和貯存，有利于自動化生產；基因的擴增通常采用PCR技術。5發(fā)酵法生產酒精后的廢液(pH 4.3)含有大量有機物，可用于培養(yǎng)、獲得白地霉菌體，生產高蛋白飼料。培養(yǎng)、制取白地霉菌體的實驗過程示意圖：請據圖分析回答問題：(1)實驗過程中培養(yǎng)白地霉的培養(yǎng)基是_。培養(yǎng)基定量分裝前，先調節(jié)_，分裝后用棉塞封瓶口，

9、最后_處理。(2)圖中過程稱為_，從甲到乙的培養(yǎng)過程是為了_。白地霉的代謝類型為_。(3)為確定菌體產量，圖中操作之前，應先稱量_的質量。過濾后需反復烘干稱量，直至_。所獲菌體干重等于_。答案(1)廢液上清液pH滅菌(2)接種擴大培養(yǎng)異養(yǎng)需氧型(3)濾紙恒重(質量基本不變)恒重時質量與濾紙質量之差(答案合理均給分)解析(1)培養(yǎng)基制備的流程是：確定營養(yǎng)成分調節(jié)pH滅菌處理，該實驗過程中，由圖示信息可知，白地霉的培養(yǎng)基來自廢液沉淀處理后所獲得的廢液上清液。(2)圖示是將白地霉菌種接種到培養(yǎng)基的過程。甲到乙的過程是菌種擴大培養(yǎng)。白地霉的培養(yǎng)基含有大量的有機物，推斷其同化作用為異養(yǎng)型。培養(yǎng)瓶開口，且

10、培養(yǎng)過程不斷振蕩，則白地霉異化作用為需氧型。(3)由實驗過程示意圖可知，通過濾紙過濾，再烘干稱重來確定菌體產量，實驗結束后所稱重量不僅有菌體的，還有濾紙的，所以濾液過濾之前應先稱量濾紙的質量。菌體的產量是通過菌種干重體現(xiàn)的，所以過濾后需反復烘干，蒸發(fā)掉水分，直至質量基本不變，才能確定為干重，最后求得菌體干重恒重時的質量濾紙質量。6(2011·溫州)農村中泡菜的制作方法：將新鮮的蔬菜經過整理、清潔后，放入徹底清洗并用白酒擦拭過的菜壇中(泡菜壇一般是兩頭小中間大的陶器，壇口有壇沿，凡裂縫的菜壇不能使用)，然后向壇中加入鹽水，香料及一些“陳泡菜水”，密封后置于陰涼處，最適環(huán)境溫度為2832

11、。有時制作的泡菜會“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者是用鹽過多，后者是用鹽過少。在實驗室或工廠生產泡菜，還要跟蹤檢測泡菜腌制過程中產生的亞硝酸鹽含量。(1)用白酒擦拭泡菜壇的目的是_。(2)菜壇為什么要密封？若菜壇有裂縫，可能會出現(xiàn)什么結果？_。(3)若制作的泡菜“咸而不酸”最可能的原因是什么？_。(4)加入一些“陳泡菜水”的作用是_。(5)制作泡菜的過程中，有機物的干重如何變化？菜壇內有機物的種類如何變化？_。(6)關于測定亞硝酸含量實驗操作的有關敘述，正確的是()A泡菜制作需要配制鹽水，其中鹽與水的質量比為41B在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應形成玫瑰紅色染料C制備樣品

12、處理液，加入氫氧化鋁乳液的目的是去色素等雜質，得到澄清溶液D泡菜腌制的時間長短會影響亞硝酸含量，溫度和食鹽的用量不影響答案(1)消毒(2)因為乳酸菌為厭氧微生物，密封后可造成缺氧環(huán)境；菜壇有裂縫，將導致乳酸菌不能正常生長，而一些雜菌大量繁殖，泡菜會變質(3)鹽過多，抑制了乳酸菌的發(fā)酵(4)提供乳酸菌菌種(5)有機物干重減少；種類增加(6)C解析泡菜的制作是應用了乳酸菌的發(fā)酵，提供的新鮮蔬菜成了它的培養(yǎng)基。由于乳酸菌是厭氧微生物，因此必須創(chuàng)造缺氧環(huán)境。在缺氧環(huán)境下，乳酸菌發(fā)酵產生大量乳酸，能有效抑制其他厭氧菌的生存。若密封不好，就抑制了乳酸菌的發(fā)酵，反而使一些需氧型細菌大量繁殖，泡菜將變質。因為

13、乳酸菌生長繁殖需要的大量能量來自有機物的分解，所以有機物的干重會減少，但發(fā)酵過程中卻能產生更多種類的有機物。7下面是某小組的同學為證明細菌對植物遺體的分解作用提出的兩種實驗方案，他們將同一種樹的落葉分成甲、乙兩組，實驗過程中不斷地滴加蒸餾水，使葉片保持濕潤。方案一：將甲組放在無菌條件下，乙組放在自然條件下(暴露在空氣中)，觀察記錄落葉的變化。方案二：將甲組滅菌后放在無菌條件下，乙組放在自然條件下(暴露在空氣中)，觀察記錄落葉變化。(1)上述兩種實驗方案能否達到實驗目的？說明理由。方案一：_；方案二：_。(2)甲、乙兩組實驗為什么要用相同的落葉？_。(3)現(xiàn)在由你進行實驗設計，請寫出實驗方案。_

14、。答案(1)方案一：不能。甲、乙均未進行滅菌處理，甲組落葉會被分解從而失去對照作用，在自然條件下，空氣中不僅含細菌，而且還含有一些能使落葉分解的其他微生物，因此不能說明乙組落葉的分解只是由細菌引起的。方案二：不能。在自然條件，空氣中不僅含細菌，而且還含有一些能使落葉分解的其他微生物，因此不能說明乙組落葉的分解只是由細菌引起的。(2)因為該實驗方案的目的是研究細菌對植物遺體的分解作用，所以在設計對照組時，要控制其他可能影響結果的條件，即除了有無細菌的條件不同以外，其他條件應完全相同。(3)甲、乙兩組都同時進行滅菌處理后，將甲組放在無菌條件下，乙組接種細菌后，放在無菌條件下，實驗過程中，不斷滴加無

15、菌蒸餾水，使落葉保持潮濕，觀察記錄落葉的變化情況。解析(見答案)8(2011·南京)泡菜是人們日常生活中比較喜歡的一種食品，但是泡菜中卻含有亞硝酸鹽。當人體攝入的亞硝酸鹽總量達到0.30.5 g時，會引起中毒；達到3 g時，會引起死亡。我國衛(wèi)生標準規(guī)定：亞硝酸鹽的殘留量在醬菜中不得超過20 mg/kg。膳食中的絕大部分亞硝酸鹽在人體內以“過客”的形式隨尿液排出，只有在特定的條件下，才會轉變成致癌物質亞硝胺。針對泡菜在發(fā)酵過程中會產生亞硝酸鹽的事實，某中學生物活動小組設計實驗，探究不同食鹽濃度和發(fā)酵時間對亞硝酸鹽含量變化的影響。請補充實驗設計的空缺內容：(1)制作泡菜的原理：_。(2)測量指標及方法：亞硝酸鹽與某些化學物質發(fā)生反應后形成_色染料。先使泡菜樣品及一系列已知濃度的亞硝酸鹽溶液分別與化學物質發(fā)生顯色反應，然后通過_顏色，可以估測出泡菜中亞硝酸鹽的含量。(3)確定濃度梯度：經過查找資料和初步實驗，發(fā)現(xiàn)當食鹽濃度為3%以下時，制作的泡菜容易發(fā)生腐敗，而當食鹽濃度在8%以上時，制作的泡菜又容易成為咸菜。因此，分別設計了3%、5%、7%的食鹽濃度梯度來制作泡菜