1、第14讲 生物技术在食品加工中的应用及植物组织培养,考试要求 1.果酒及果醋的制作。2.泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定。3.植物的组织培养。,1.(2017浙江11月考节选)回答与酿酒和制醋有关的问题：(1)为了获得优良的酿酒红曲霉菌株，将原菌株的孢子诱变处理后制成较稀浓度的单孢子悬液，这样做的目的是在培养时有利于获得_。(2)大米经蒸煮、红曲霉菌糖化后，用某酿酒酵母进行酒精发酵，发酵完毕后得到新鲜红曲酒，酒中乙醇浓度不超过15%。其主要原因是当发酵液中的乙醇浓度接近15%时，_(A.乙醇氧化逐渐增强直至平衡 B.葡萄糖分解逐渐增强直至平衡 C.乙醇氧化逐渐减弱直至停止 D.葡萄糖分解逐渐减弱直至
2、停止)。,(3)已知葡萄糖与蒽酮试剂反应能产生颜色。采用光电比色法测定红曲酒中的葡萄糖含量的步骤如下： 第一步，标准曲线的制作。用蒸馏水配制_ _， 与蒽酮试剂反应后，用比色计测定，并制作_ _的标准曲线。 第二步，样品处理。将待测酒样品通过活性炭脱色，其目的是_。 第三步，样品测定与计算。 (4)影响红曲酒风味的主要因素，除了温度、pH、氧气等环境因素外，还有_ _(答出2点即可)。,(5)在红曲醋生产工艺中，将适量的红曲酒、水和醋化醋杆菌等混合。再添加一定量谷壳糠等制成松散的发酵料，其主要目的是_，以利于醋酸发酵。 解析 (1)在适当的稀释度下，可培养得到相互分开的菌落，即单菌落。 (2)
3、乙醇浓度接近15%时，抑制了酵母菌的存活，可推知葡萄糖的分解会逐渐减弱直至停止。 (3)标准曲线的制作：用蒸馏水配置不同浓度葡萄糖标准溶液，与蒽酮试剂反应后，用比色计测定，并制作以葡萄糖浓度为横坐标，以光密度值为纵坐标的标准曲线。样品处理：因为要用比色杯测光密度值，所以将待测酒样品通过活性炭脱色，其目的是防止酒样的颜色影响比色。,(4)酿酒过程中，除了温度、pH、氧气等环境因素外，还有酿酒原料、菌种活性、糖含量、杂菌污染、次级代谢产物等都会影响酒的风味。 (5)酿酒过程中，添加一定量谷壳糠等制成松散的发酵料，可在发酵过程中为醋酸发酵积存氧气，松散有利于空气流通。 答案 (1)单菌落 (2)D
4、(3)一系列浓度的葡萄糖标准溶液 葡萄糖浓度与光密度值关系 排除酒原有颜色的干扰 (4)不同的菌株、不同的原料 (5)增加通气性,2.(2017浙江4月选考节选)回答与泡菜腌制和亚硝酸盐测定有关的问题：(1)制作泡菜时，为缩短发酵周期，腌制前可加入乳酸菌。取少量酸奶，用无菌蒸馏水稀释后，再用_蘸取少量的稀释液，在MRS 乳酸菌专用培养基的平板上划线，以获得乳酸菌单菌落。(2)泡菜腌制过程中，会产生有机酸、醇类和亚硝酸盐，其中醇类是由_进行厌氧呼吸产生。亚硝酸盐对人体有害，为测定泡菜中亚硝酸盐含量，从泡菜中提取亚硝酸盐，与_发生重氮化反应，再与N1萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物。然后用光程为1
5、cm 的_，在550 nm 光波下测定光密度值，与由一定浓度梯度亚硝酸钠制作的_比对，计算样品中亚硝酸盐的含量。,(3)已知乳酸菌中的亚硝酸还原酶能降解亚硝酸盐。在一定的腌制时间内，随着腌制时间的延长，泡菜中亚硝酸盐含量逐渐降低，是由于在厌氧和_环境下亚硝酸盐被亚硝酸还原酶降解。,解析 (1)平板上划线的工具为接种环。(2)泡菜腌制过程中醇类是由假丝酵母进行厌氧呼吸产生。测定泡菜中亚硝酸盐含量时，要从泡菜中提取亚硝酸盐，与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与 N1萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物，然后用光程为1 cm 的比色杯，在550 nm 光波下测定光密度值，与由一定浓度梯度亚硝酸钠制作的标准曲
6、线比对，从而计算样品中亚硝酸盐的含量。(3)随着腌制时间的延长，泡菜中亚硝酸盐含量逐渐降低，是由于在厌氧和酸性环境下亚硝酸盐被亚硝酸还原酶降解。 答案 (1)接种环 (2)假丝酵母 对氨基苯磺酸 比色杯 标准曲线 (3)酸性,3.(2015浙江10月选考)科研人员拟将已知的花色基因(目的基因)转入矮牵牛的核基因组中，培育新花色的矮牵牛。请回答：(1)为了获得大量的目的基因，将其与含有抗生素抗性基因的质粒DNA形成重组DNA，再与经_(A.氯化钙 B.氯化钠 C.蔗糖 D.葡萄糖)处理的大肠杆菌液混合，使重组DNA进入大肠杆菌。用_的玻璃刮刀将稀释后的大肠杆菌液_接种到含有抗生素的固体培养基上，
7、经培养形成 _，再进行鉴定和扩大培养。(2)从扩大培养的大肠杆菌中提取含有目的基因的DNA，用 _分别切割含目的基因的 DNA和农杆菌的Ti质粒，然后用DNA连接酶连接，形成重组DNA并导入农杆菌。,(3)取田间矮牵牛的幼嫩叶片，经自来水冲洗，先用70% _浸泡，再用5%次氯酸钠浸泡，最后用_清洗，作为转基因的受体材料。 (4)将消毒后的矮牵牛叶片剪成小片，在含有目的基因的农杆菌溶液中浸泡后，取出并转移至加有适当配比生长调节剂的MS培养基(含蔗糖、琼脂和抗生素，下同)上，使小叶先脱分化形成_。再将其转移至另一培养基诱导形成芽，芽切割后转移至_(A.LB培养基 B.MS培养基适宜浓度NAA C.
8、MS培养基适宜浓度BA D.NAA/BA小于1的MS培养基)上生根，形成完整植株。 (5)取出试管苗，在适宜的光照、温度和80%以上的_等条件下进行炼苗。提取叶片组织的DNA，采用PCR技术_目的基因，鉴定目的基因是否成功导入。 (6)为判断本研究是否达到预期目的，可比较转基因植株和非转基因植株的_性状。,解析 (1)将目的基因导入微生物细胞需要利用钙离子处理使受体细胞变成感受态细胞。用灭菌的玻璃刮刀将稀释后的大肠杆菌液涂布接种到含有抗生素的固体培养基上，经培养形成菌落。(2)基因工程的工具酶包括限制性核酸内切酶和DNA连接酶。(3)外植体需依次经自来水冲洗、70%酒精浸泡、5%次氯酸钠浸泡、
9、无菌水清洗，才能够作为转基因的受体材料。(4)外植体先在MS培养基上脱分化形成愈伤组织，然后转移至发芽培养基诱导形成芽，芽切割后转移至生根培养基(MS培养基适宜浓度NAA)上生根，形成完整植株。(5)炼苗需要在80%以上湿度下进行。PCR技术可以扩增目的基因。(6)为判断本研究是否达到预期目的，可比较转基因植株和非转基因植株的花色性状。 答案 (1)A 灭菌 涂布 菌落 (2)限制性核酸内切酶 (3)酒精 无菌水 (4)愈伤组织 B (5)湿度 扩增 (6)花色,1.正误判断(1)酒精发酵的反应式为C6H12O62CO22C2H5OH，果酒的整个制作过程需严格控制无氧环境。( )(2)醋化醋杆
10、菌是好氧菌，醋酸发酵过程中需向发酵瓶中缓缓通入无菌空气，直至发酵液pH不再减少。( )(3)醋杆菌在缺乏糖源时，有氧条件下可将乙醇氧化为醋酸，所以果酒搁置时间过久，会产生酸味。( )(4)腌制泡菜的盐水要煮沸冷却后使用，以有效杀灭水中的微生物及除去水中氧气，利于乳酸发酵。( ),(5)亚硝酸盐可与 N1萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物，可用光电比色法定量。( ) (6)发芽培养基和生根培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。( ) (7)培养一株完整的试管苗，必须先进行生根培养，然后进行生芽培养。( ) (8) 植物组织培养得到的试管苗，必须通过移栽炼苗后方可转移至土中培养。( ),2.读
11、图析图以下图1、图2为酒精发酵、醋酸发酵装置简图。,(1)图1为_发酵装置简图。图中在弯曲玻璃管中装水的作用有_； 发酵瓶中要留约1/3的空间，目的是_ _； 将发酵瓶放在_ 条件下，当_，表示发酵完成。 (2)图2为_发酵装置简图。发酵瓶中装锯末的目的类似于_技术，将适量的醋化醋杆菌培养物加在酒水混合物中，混匀，并调pH至 _ 后，倒入图2的_瓶；管内塞有的棉花常用_，用以_；当流入丙瓶的流出液_，表示发酵完成。,提示 (1)酒精 防止氧气进入和空气中杂菌污染、逸出发酵过程产生的CO2以减少瓶内压力 给酵母菌提供氧气以使其快速繁殖、防止瓶中发酵液溢出 2530 发酵瓶中停止出现气泡 (2)醋
12、酸 酶的固定化 7.0 乙 脱脂棉 过滤空气 pH不再减少,考点1 果酒及果醋的制作 1.(2018浙江“超级全能生”联考)蓝莓富含花青素等营养成分，具有保护视力、软化血管、增强人体免疫力等功能。如图为蓝莓果酒生产工艺流程简图，据图回答下列问题。选料冲洗粉碎灭菌？发酵？果酒(1)流程中“？”处的内容分别为_、_。(2)制作果酒时，温度应该控制在_ ；若温度过高，将影响酒的_；若发酵瓶的密封性不好，可能会在_(A.酵母菌厌氧呼吸 B.乳酸菌 C.醋化醋杆菌 D.霉菌)的作用下导致果酒变酸。,(3)蓝莓果酒的制作过程中，接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，其目的是_ _。 当发酵罐中_
13、，表示果酒发酵完毕。 答案 (1)接种 过滤 (2)2530 风味 C (3)在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，增加数量 停止出现气泡,2.(2018嘉兴一中期末)葡萄是常见水果，可以用来榨果汁、制果酒和果醋，下图是制作果酒果醋的简易装置。请回答：,(1)用该装置进行葡萄酒酿制过程中，开关1和2的开闭情况为_。 (2)研究发现很多因素会影响葡萄酒的品质，为提高葡萄酒的澄清度，可以添加_处理葡萄汁。一般情况下可给葡萄汁添加_以提高酒精度。 (3)在葡萄酒发酵过程中，不同品种的酵母菌发酵产生的葡萄酒酒精度不同，若要从野生酵母中筛选出酒精转化率高、对酒精耐受能力强的酿酒酵母，可用_。 (4)用葡萄酒制
14、作果醋过程中将醋化醋杆菌与酒水混合物混匀，并_后加入发酵瓶中，发酵过程中要不断从开关1通入_，在这个过程中也可以用_替代醋化醋杆菌。,解析 酵母菌进行厌氧呼吸生成酒精和CO2，葡萄酒酿制过程中应始终关闭开关1，以保证厌氧环境；同时定时打开开关2，以释放CO2。醋化醋杆菌进行需氧呼吸生成醋酸，发酵过程中要不断从开关1通入无菌空气，以保证有氧环境。 答案 (1)始终关闭开关1，定时打开开关2 (2)果胶酶 蔗糖 (3)含高浓度酒精的培养基进行筛选 (4)调节pH 无菌空气 醋曲,(1)酵母菌是兼性厌氧型生物，在制作果酒的发酵初期，酵母菌利用发酵瓶内留存的氧气进行需氧呼吸以实现快速繁殖；瓶内氧气耗尽
15、后，酵母菌进行厌氧呼吸产生酒精。整个发酵过程，酵母菌始终产生CO2，因此需要不断释放CO2。 (2)醋化醋杆菌是需氧菌，只进行需氧呼吸，即使短时间缺氧也会导致其死亡，所以整个发酵过程需要不断通入无菌空气。 (3)发酵菌种、发酵原材料、发酵条件(温度、pH、氧气、杂菌等)均会影响发酵产品的产量和质量。,考点2 围绕泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定考查社会责任 3.(2018杭州质检)不同浓度还原型谷胱甘肽(GSH)处理对甘蓝泡菜中硝酸还原酶(NR)活性和亚硝酸盐含量的影响如图所示。,请回答： (1)甘蓝泡菜的腌制和样品处理：腌制甘蓝泡菜时，所用盐水需煮沸，其目的是_。甘蓝样品处理过程中，加硫酸锌产生沉
16、淀后，水浴加热的目的是_。然后冷却至室温，用滤纸过滤，用水淋洗23次，将_在容量瓶中定容。 (2)测定亚硝酸盐含量：取10 mL样品溶液，进行显色处理。用光程为1 cm的_在550nm处测定光密度值。 (3)甘蓝泡菜发酵过程中NR活性和亚硝酸盐含量均呈_的趋势。添加不同浓度的GSH处理均可_NR活性和亚硝酸盐含量的峰值。当添加GSH的质量分数较低时，NR活性和亚硝酸盐含量随着GSH浓度的增大而_。,答案 (1)杀灭杂菌并去除氧气 进一步让蛋白质沉淀 滤液和洗涤液 (2)比色杯 (3)先上升后下降 抑制 降低,(1)泡菜腌制过程中起作用的主要是假丝酵母和乳酸菌，二者均是厌氧菌，所以泡菜腌制过程中
17、要严格控制无氧环境。如盐水煮沸、坛口水封等。 (2)泡菜腌制过程亚硝酸盐含量的变化及原因 腌制初期，乳酸菌含量很少，坛内有氧环境有利于一些杂菌如硝酸盐还原菌的繁殖，这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐。但随着腌制时间的增加，氧气消耗，发酵液酸性增强，乳酸菌大量繁殖，亚硝酸盐被乳酸菌中的亚硝酸还原酶降解，含量又有所下降。,考点3 植物的组织培养 4.某同学欲用组织培养方法快速繁殖百合，其流程如下： 请回答下列问题：(1)配好的培养基需经_灭菌后才能使用。用_对自然生长的百合鳞茎进行消毒，然后在超净台中用_冲洗，切段后进行接种。,(2)诱导丛状苗时，培养基中应添加的植物激素及配比是_(A.生长素用
18、量高于细胞分裂素用量 B.生长素用量低于细胞分裂素用量 C.生长素用量低于赤霉素用量 D.生长素用量高于赤霉素用量)。 (3)将生根后的百合直接定植于土壤中，死亡率很高。改进的措施是将其移至蛭石中，用塑料布罩23天后，逐步加大塑料布开口，使其生长环境中的_逐步降低，这一过程即为图中的_。,解析 (1)培养基需要通过高压蒸汽灭菌法灭菌。自然生长的外植体须在70%乙醇中浸泡10 min，再在5%次氯酸钠溶液中浸泡5 min，再用另一5%次氯酸钠溶液浸泡5 min，最后用无菌水清洗再接种。(2)诱导丛状苗应选用发芽培养基，细胞分裂素的用量要高于生长素的用量。(3)组织培养得到的试管苗需要经过锻炼来适
19、应外界湿度的变化。待生根后，将苗移至草炭土或蛭石中，用玻璃罩或塑料布保持80%以上的湿度，23天后逐渐降低湿度进行锻炼，直到处于自然湿度下为止。 答案 (1)高压蒸汽 70%乙醇和5%次氯酸钠溶液 无菌水 (2)B (3)湿度 锻炼,影响植物组织培养的因素 (1)培养材料：不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，容易进行无性繁殖的植物也容易进行组织培养。同一种植物材料的年龄、保存时间的长短等对培养也有影响，幼龄、保存时间短的植物材料容易培养成功。 (2)无菌条件：培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞中毒，因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，要求无菌操作。 (3)生长素和细胞分裂素的浓度和配比：生根培养基中含生长素，利于生根；发芽培养基中含生长素和细胞分裂素，但细胞分裂素较生长素多，利于发芽。,
