1.(18分)某化工厂的污水池中,含有一种有害的、难以降解的有机化合物。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基,成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如下图所示。请回答下列问题。
(1)接种前需要对培养基和培养皿等进行灭菌,常用的灭菌方法是_______________。培养基中加入化合物A的目的是筛选_______________。
(2)实验需要振荡培养,振荡的目的是______________________________,由此推测“目的菌”的代谢类型是_______________。
(3)培养若干天后,应选择培养瓶中化合物A含量_______________ (填“增加”或“减少”)的培养液。接入新的培养液中连续培养的目的是_______________。
(4)转为固体培养时,为获得单菌落继续筛选,常采用_______________法或_______________法,接种后,应将培养皿_______________ (填“正放”或“倒置”)。
2.(20分)柑橘是重要的经济作物,经深加工可生产果汁、酒精、含胡萝卜素的食品添加剂。请回答下列相关问题。
(1)在生产酒精的过程中,发酵温度控制在_______________℃。发酵过程中定期打开排气装置,目的是_______________。
(2)可用_______________的方法提取柑橘中的胡萝卜素,将提取的胡萝卜素粗品通过_______________法进行鉴定。
(3)柑橘加工产生大量皮渣,严重污染环境。研究发现,皮渣能被枯草杆菌分解,但发酵过程中产生的有机酸,导致pH下降,影响其分解效果。通过辐射处理枯草杆菌,筛选获得耐酸菌株A、B。
①筛选菌株时,枯草杆菌生长繁殖所需要的主要营养物质有碳源、氮源、_______________四类,该培养基中果胶为唯一碳源,只有能将果胶分解成_______________的微生物才能生长。
②纯化菌株时,使用的涂布工具是_______________。取某一稀释液涂布了三个平板,其中一个平板无菌落,另外两个有菌落。造成无菌落的操作失误最可能是_______________。
③用分离得到的果胶酶进行了相关实验,结果如下图。
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请据图分析:处理柑橘皮渣时,选用菌株 ,理由是______________________________。
3.(16分)下图是提取胡萝卜素的实验流程示意图,请回答下列问题。
(1)工业提取天然β-胡萝卜素除了可以从植物中提取天然胡萝卜素外,还可以从养殖的岩藻中获得或者利用_______________生产。
(2)萃取的效率主要取决于_______________。
(3)图中B过程表示_______________,此过程用到的有机溶剂应该具有很高的_______________,能够充分_______________胡萝卜素,并且不与水混溶。
(4)下图为胡萝卜素粗品鉴定装置示意图和鉴定结果示意图,请回答下列问题。
1 胡萝卜素粗品鉴定的方法是_______________。
②a的作用_______________。
③A、B、C、D四点中,属于标样样点的是_______________。
④乙代表的物质是_______________。
4.(16分)苹果除鲜食外,还可深加工为果酒、果醋、果汁、果酱等,使产品附加值成倍提高。下图是某厂进行苹果酒和苹果醋生产的基本工艺流程。请回答下列问题。
(1)苹果的出汁率是果酒、果醋产量的保证。在制备苹果酒的过程中,为了提高苹果的出汁率,在压榨前可加入一定浓度的_______________酶和果胶酶,理由是这两种酶能_____________________________________________,从而提高苹果的出汁率。
(2)发酵一定时间后,观察到甲罐内液面不再有_______________,说明发酵基本完毕。
(3)在制备苹果醋的过程中,乙罐内先填充经灭菌处理后的木材刨花,然后加入含_______________菌的培养液,使该菌附着在刨花上,再让甲罐中发酵完毕的苹果酒流入乙罐,并在A处通入_______________。苹果醋发酵时控制的适宜温度一般比制苹果酒时的适宜温度_______________ (填“高”“相等”或“低”)。
(4)下图是当果胶酶作用于一定量的某种物质,并保持温度、pH在最适宜时,生成物量与反应时间的关系图。35 min后曲线变成水平是因为_______________。若从反应开始时就增加该酶的浓度,其他条件不变,请在图中画出生成物量变化的示意曲线。
5.(22分)利用传统发酵技术,人们可以制作各种果酒、果醋、腐乳、泡菜等,请回答下列问题。
(1)桑椹含有丰富的硒、赖氨酸、蛋白质、葡萄糖、花青素等,桑椹酒是用桑果(桑椹)原浆酿造的酒,具有很好的营养成分和极高的养生价值。利用桑椹发酵制作桑椹酒的发酵装置内加入桑椹汁后要留约1/3的空间,目的是________________________
其发酵液因具有_______________的特点,可以抑制大多数其他微生物的生长。桑椹汁发酵后,可用_______________来鉴定发酵液中的酒精。要使鉴定的结果更有说服力,应设置对照实验,对照组与实验组的区别在于_______________。
(2)喝剩的桑椹酒放置一段时间后变酸的原因是_______________。
(3)补充腐乳制作的实验流程示意图。
在腐乳腌制过程中起主要作用的毛霉生长繁殖适宜的温度是_______________。现代科学研究表明,除毛霉外,还有多种微生物参与了豆腐的发酵,如_______________等(写出一种即可)。腐乳制作过程中需要加盐腌制8天,加盐可以析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬,并且在接近瓶口表面的盐要铺厚一些,抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质。装瓶时加入的卤汤中的_______________和_______________也有相同的作用。装瓶时,操作要迅速小心。加入卤汤后要用胶条将瓶口密封,封瓶时最好将瓶口通过酒精灯的火焰,防止_______________。
6.(8分)将醋酸菌突变体中与耐酸有关的ALDH基因导入优良醋酸菌中,选育出高发酵速率、耐酸的醋酸菌,用于果醋生产。请分析回答下列问题。
(1)为获得耐酸的醋酸菌,用_______________法接种于含高浓度醋酸的培养基进行筛选。将筛选纯化的菌种用_______________的方法长期保存。
(2)下图表示温度和乙醇浓度对该醋酸菌产酸量的影响。
图1
图2
①醋酸菌能将乙醇转变为_______________,再将其转变为醋酸。
②研究不同酒精浓度下的最高产酸量时,最好把温度控制为_______________℃左右,如温度过高,醋酸菌代谢缓慢甚至死亡,原因是_______________。
③酒精发酵后通过出料口检测酒精浓度,将发酵液中酒精浓度调节到_______________左右才接种醋酸菌,较高的酒精浓度会使产酸量下降,不适宜接种,原因是___________________________________________________________________________。
(3)为检测发酵过程中醋酸菌数量,将1 mL发酵液稀释100倍后,分别取0.1 mL稀释菌液均匀涂布在4个平板上经适当培养后,4个平板上的菌落数分别为24、139、140、141,据此可得出每毫升发酵液中的活菌数为_______________个/mL。
1.答案 (1)高压蒸汽灭菌法 目的菌 (2)增加溶解氧(使营养物质充分利用) 异养需氧型 (3)减少 使目的菌数量增加 (4)平板划线 稀释涂布平板 倒置
解析 (1)接种前需要对培养基和培养皿等进行高压蒸汽灭菌,培养基中加入化合物A的目的是筛选目的菌,这种培养基属于选择培养基。(2)实验需要振荡培养,为目的菌提供充足的氧气,由此推测“目的菌”的代谢类型是异养需氧型。(3)目的菌能利用培养基中的物质A,即含有目的菌的培养液中物质A含量会减少,所以培养若干天后,应选择培养瓶中化合物A含量减少的培养液。接入新的培养液连续培养,目的是增加目的菌的数量。(4)在转为固体培养基培养时,常采用平板划线或稀释涂布平板法接种,再培养可获得单菌落,接种后应将培养皿倒置。
2.答案 (1)18~25 放出(细胞呼吸产生的或发酵产生的)CO2
(2)萃取 纸层析
(3)水和无机盐 半乳糖醛酸 涂布器 涂布器没有冷却 A 在酸性条件下,果胶酶长时间保持较高活性
解析 (1)酵母菌适宜生存的温度条件为18~25℃,因此在果酒发酵过程中温度应控制在18~25℃。发酵过程中定期打开排气装置,目的是放出细胞呼吸产生的CO2。(2)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是萃取法。将提取的胡萝卜素粗品通过纸层析法进行鉴定。(3)①筛选菌株时,枯草杆菌生长繁殖所需要的主要营养物质有碳源、氮源、水和无机盐四类。该培养基中果胶为唯一碳源,只有能将果胶分解成半乳糖醛酸的微生物才能生长。②纯化菌株时,使用的涂布工具是涂布器。取某一稀释液涂布了三个平板,其中一个平板无菌落,另外两个有菌落。造成无菌落的操作失误最可能是涂布器没有冷却。③据图可知,菌株A在酸性条件下酶活性明显较高。用枯草杆菌处理柑橘皮渣时,pH会下降,所以应选用菌株A。
3.答案 (1)微生物的发酵 (2)萃取剂的性质和使用量 (3)浓缩 沸点 溶解 (4)纸层析法 防止层析液挥发 A、D 其他色素(和杂质)
解析 (1)工业生产上,提取天然β-胡萝卜素的方法主要有三种:一是从植物中提取,二是从大面积养殖的岩藻中获得,三是利用微生物的发酵生产。(2)萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。(3)提取胡萝卜素的实验流程为:胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素,据此可知图中B过程表示浓缩,此过程用到的有机溶剂应该具有很高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶。(4)①胡萝卜素粗品鉴定的方法是纸层析法。②a即玻璃盖的作用是防止层析液挥发。③A、B、C、D四点中,属于标样样点的是A、D,属于提取样品样点的是B、C。④乙代表其他色素(和杂质)。
4.答案 (1)纤维素 能破除果肉细胞壁(促进细胞壁中纤维素和果胶的水解)
(2)气泡冒出
(3)醋酸 无菌空气 高
(4)底物消耗完毕
5.答案 (1)有利于酵母菌进行有氧呼吸,快速繁殖;防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出 缺氧、呈酸性 (酸性)重铬酸钾溶液 用等量的蒸馏水代替发酵液
(2)空气中的醋酸菌混入葡萄酒后发酵产生了醋酸(答案合理即可)
(3)加卤汤装瓶 15~18 ℃ 青霉、酵母、曲霉(写出一种即可) 香辛料 酒 瓶口被污染(答案合理即可)
解析 (1)果酒制作装置内留约1/3的空间,有利于酵母菌的有氧呼吸,快速繁殖,同时能防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。其发酵液因具有缺氧、呈酸性的特点,可以抑制大多数其他微生物的生长。鉴定发酵液中的酒精需要用(酸性)重铬酸钾溶液。(2)喝剩的桑椹酒放置一段时间后变酸的原因是空气中的醋酸菌混入桑椹酒后发酵产生了醋酸。(3)腐乳在腌制以后需要加卤汤装瓶。毛霉生长繁殖的适宜温度是15~18℃。现代科学研究表明,除毛霉外,还有多种微生物如青霉、酵母、曲霉等都参与了豆腐的发酵。装瓶时加入的卤汤中的香辛料和酒都能起到抑制微生物生长的作用。封瓶时最好将瓶口通过酒精灯的火焰,防止瓶口被污染。
6.答案 (1)平板划线(稀释涂布平板) 甘油管藏 (2)乙醛 35 温度过高,影响酶的活性(使酶失活) 4% (较)高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢 (3)1.4×105
解析 (1)筛选醋酸菌的方法是将醋酸菌用平板划线法接种于含高浓度醋酸的培养基中,筛选纯化后的菌种用甘油管藏法长期保存。(2)醋酸菌能将乙醇转变为乙醛,再将乙醛转变为醋酸。图1显示,产酸量最高的温度是35℃,温度过高,会影响酶的活性,甚至使酶失活。图2显示,乙醇浓度为4%时,产酸量最高。(3)4个平板上的菌落数有3个相近,1个与其他3个相差太大,把24舍去,剩下3个数据取平均数,为140,活菌数=140÷0.1×100=1.4×105(个/mL)。
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/b49c35b0afaad1f34693daef5ef7ba0d4a736dfc.html
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