高考生物一轮复习 13生物技术在食品加工中的应用与课件 教科版选修1.ppt

第3讲生物技术在食品加工中的应用与浅尝现代生物技术 果酒及果醋的制作 泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定 植物的组织培养 无氧 16 酵母菌 过滤 醋杆菌 有氧 乙醛 醋杆菌 2 泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定 1 作用菌类 2 原料 白菜 洋白菜等 3 原理 在无氧的条件下 微生物利用菜中的糖和其他营养物进行发酵 乳酸菌将糖分转化为 这时需氧菌被杀死 当有机酸增加到一定程度时 乳酸菌被杀死 出现酵母和霉菌 并逐渐产生亚硝酸 加白酒的作用是可 也是一种调味剂 增加醇香感 假丝酵母和乳酸菌 乳酸 抑制杂菌生长 4 亚硝酸盐的测定 亚硝酸盐的产生 由产生 危害 测定 亚硝酸盐与发生重氮化反应 这一产物再与n 1 萘基乙二胺偶联 形成产物 可用法定量 5 制作流程 假丝酵母 致癌 对氨基苯磺酸 紫红色 光电比色 思考1 用葡萄制作葡萄酒的实验中 为什么使用高锰酸钾溶液浸泡葡萄 提示 为了防止杂菌污染 也是为了消灭野生酵母 温度 2 培养基 1 成分 大量元素 微量元素 有机成分 和琼脂 2 类型 发芽培养基和培养基 3 作用 植物组织或器官生长和发育的 4 配制 称量 溶解 融化 分装 三角瓶 加盖灭菌 思考2 高等植物是光能自养型生物 为什么在植物组织培养过程中还需要提供有机物培养基 提示 此时的植物组织或细胞为离体的 不能体现其整个植物体的光能自养 激素 ms培养基 生根 营养条件 调ph 红葡萄酒的生产流程线 1 酵母菌的繁殖需大量能量 而发酵过程进行厌氧呼吸 故果酒制作的前期应通入氧气 而后期应保证严格的厌氧环境 2 果醋制作过程中要求始终通氧 缺氧时醋杆菌的生长 增殖都会受到影响 而且醋酸的生成也会受到影响 判断正误 1 葡萄用高锰酸钾浸泡是为了染色 2 发酵瓶温度应控制在25 30 3 发酵瓶中的发酵不加满是为了使酵母菌需氧呼吸 4 果醋发酵时 通气孔需塞上脱脂棉球 为了阻止瓶中发酵液流出 5 醋化醋杆菌培养物与酒 水混合物混匀后需将ph调至6 0 6 进行果酒 果醋及泡菜制作的菌种 均属原核生物 闪记植物组织培养的 三种 培养基与 两种 激素 1 三种培养基 植物组织培养需三种培养基 愈伤组织培养基 生芽培养基 生根培养基 三种培养基的最主要区别在于植物激素的使用顺序及浓度配比 2 两种杠杆激素 生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂 脱分化和再分化的关键性激素 在生长素存在的情况下 细胞分裂素的作用有加强的趋势 两种激素的摩尔浓度比决定组织是生根还是生芽 判断正误 1 植物的花瓣 根不可作为外植体 2 细胞分裂素相对较多 生长素相对较少的培养基属生根培养基 3 ms培养基中ba和naa均属天然植物激素 前者是生长素 后者是细胞分裂素 4 经生根培养的试管苗可直接定植 学习笔记 传统发酵技术的应用 高考地位 5年9考 2011 浙江自选 17 典例1 2011 浙江自选 17 杨梅是浙江省的特色水果之一 为对其进行深加工 某厂进行了杨梅酒和杨梅醋的研制 基本工艺流程如下 请回答问题 1 在制备杨梅酒过程中 为了提高杨梅的出汁率 在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和 酶 甲罐顶上弯管中加水的主要目的是 发酵一定时间后 观察到发酵罐内液面不再有 说明发酵基本完毕 2 在制备杨梅醋过程中 乙罐内先填充经 处理的木材刨花 然后加入含 菌的培养液 使该菌 在刨花上 再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵 杨梅醋的ph可通过控制杨梅酒的 来调节 3 若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋 则乙罐中co2的产生量是 a 甲罐的两倍b 与甲罐的相等c 甲罐的一半d 几乎为零 4 在杨梅酒和杨梅醋发酵的整个过程中 某物质浓度随时间变化的示意图如右 该物质是 解析 1 由于细胞壁的主要成分为纤维素和果胶 所以在压榨前用一定浓度的纤维素酶和果胶酶处理 酒精发酵为厌氧呼吸过程 需要提供无氧环境 所以弯管处加水的目的是防止空气进入 发酵完成后 co2的生成结束 所以发酵罐内液面不再有气泡冒出 2 制备醋酸过程中需要避免其他杂菌干扰 所以乙罐内填充经灭菌处理的木材刨花 制备醋酸需要的菌种为醋杆菌 加刨花的目的是让醋杆菌附着在刨花上 使醋杆菌与培养液充分接触 杨梅醋的产生量与流入乙罐的杨梅酒的量有关 所以杨梅醋的ph可通过控制杨梅酒的流速来调节 3 当缺少糖源时 醋杆菌将乙醇变为乙醛 再将乙醛变为醋酸 c2h5oh o2 ch2cooh h2o 该过程并没有co2产生 所以乙罐的co2产生量几乎为零 4 在酿制杨梅醋的过程中 酵母菌能进行酒精发酵 所以酒精浓度先升高 后期酒精产量减少 同时醋杆菌又消耗酒精 所以酒精浓度在整个过程中的变化如题图所示 答案 1 果胶防止空气进入气泡冒出 2 灭菌醋杆附着流速 3 d 4 酒精 传统发酵技术在食品加工中的应用是近年高考常考热点之一 尤其是果酒 果醋制作要领 涉及的菌种 影响发酵过程的因素及亚硝酸盐含量的测定原理 方法等均属重点考查载体 备战2014年高考必须高度重视 1 果酒 果醋和泡菜的制作 2 亚硝酸盐的定量测定 1 亚硝酸的产生在无氧条件下 微生物利用菜中的糖和其他营养物质进行发酵 发酵产物有有机酸和醇类物质 其中也有亚硝酸 亚硝酸盐存在于泡菜等各种腌制食品中 2 实验原理亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应 这一产物再与n 1 萘基乙二胺偶联 形成紫红色产物 可用光电比色法定量 3 实验步骤 样品处理 泡菜匀浆过滤后调ph至8 0 加硫酸锌溶液25ml 加氢氧化钠溶液至产生白色沉淀 水浴加热至60 10min后冷却至室温然后过滤取滤液定容 测定 10ml样品溶液 4 5ml氯化铵缓冲液 2 5ml60 乙酸溶液 5ml显色液 定容 暗处静置25min 550nm处测定光密度值 10ml水为空白对照 标准曲线的绘制 以亚硝酸钠质量为横坐标 以光密度值为纵坐标 绘制标准曲线 计算公式 x1 m2 v1 m1 v2 x1 样品中亚硝酸盐含量 单位mg kg m1 样品质量 单位g m2 通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量 单位 g v1 样品处理液总体积 v2测定用样品液体积 制作泡菜时 需密封坛口 以保证坛内无氧环境 利于乳酸菌发酵 亚硝酸盐是由硝酸还原菌促进硝酸盐还原形成的 而不是硝化细菌氧化氨形成的 酒精发酵和醋酸发酵的比较 训练1 2012 江苏单科 21改编 下列关于制作果酒 果醋和腐乳的叙述 合理的是 多选 a 在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长b 条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸c 果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小d 果酒 果醋制作时 酵母菌 醋杆菌各有不同的菌种 但不同菌种所产生的酒和醋的风味却相同 解析本题主要考查果酒 果醋和腐乳制作的知识 在果酒发酵的后期 酵母菌厌氧呼吸产生的co2量较前期需氧呼吸产生的co2量少 故a正确 当o2 糖源都充足时 醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸 故b正确 果酒发酵过程中葡萄糖逐渐被分解并释放co2 发酵液密度会逐渐减小 故c正确 参与果酒 果醋发酵的菌种不同所产生的酒和醋的风味也不同 答案abc 训练2 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1中的制作流程 2 冲洗的主要目的是 冲洗应特别注意不能 以防止菌种的流失 3 图2装置中的充气口在 过程中要关闭 某同学在实验时为了密闭装置特意将瓶塞使劲塞紧 并将充气口和排气口用夹子夹紧 以便于发酵 但第二天观察时 发现瓶塞松了 他不明白其中的原因 请帮助解释说明原因 4 在果醋发酵时 排气口排出的气体的来源是 5 若在果汁中含有醋杆菌 在果酒发酵旺盛时期 醋杆菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸 说明理由 解析因酵母菌是兼性厌氧菌 在发酵初期需要氧气 进行大量繁殖 等酵母菌繁殖到一定数量时 关闭充气口 让其进行无氧呼吸 酵母菌无氧呼吸除产生酒精外 还产生co2 所以瓶塞会松 醋杆菌是需氧型细菌 醋酸发酵过程中 充气口要连接充气泵不停地充气 排气口则不停地排气 排出的气体成分不仅有剩余的空气 还有醋杆菌需氧呼吸产生的co2 果酒发酵与果醋发酵的条件不同 果酒发酵时是无氧环境 而在无氧状态下 醋杆菌受到抑制 答案 1 醋酸发酵 2 洗去浮尘反复冲洗 3 果酒发酵酵母菌进行厌氧呼吸产生的二氧化碳使瓶中气体压强增大 答细胞呼吸或需氧呼吸产生二氧化碳都可 4 剩余的空气 醋杆菌需氧呼吸产生的二氧化碳 5 不能 因为果酒发酵时缺氧 会抑制醋杆菌的生长 醋杆菌的发酵条件是氧气充足 植物的组织培养 高考地位 5年7考 2012 课标 39 江苏单科 31 典例2 2012 课标 39 为了探究6 ba和iaa对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响 某研究小组在ms培养基中加入6 ba和iaa 配制成四种培养基 见表 灭菌后分别接种数量相同 生长状态一致 消毒后的茎尖外植体 在适宜条件下培养一段时间后 统计再生丛芽外植体的比率 m 以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数 n 结果如下表 回答下列问题 1 按照植物的需求量 培养基中无机盐的元素可分为 和 两类 上述培养基中 6 ba属于 类生长调节剂 2 在该实验中 自变量是 因变量是 自变量的取值范围是 3 从实验结果可知 诱导丛芽总数最少的培养基是 号培养基 4 为了诱导该菊花试管苗生根 培养基中一般不加入 填 6 ba 或 iaa 解析本题考查植物组织培养的相关知识 1 植物组织培养常用ms培养基 其中 无机盐的元素可分为大量元素和微量元素两类 前者如n p k ca mg s等 后者如b mn cu zn fe mo等 ms培养基中还常需要添加能诱导细胞分裂 脱分化 再分化的生长素和细胞分裂素 常用的生长素有2 4 d iaa naa等 常用的细胞分裂素有6 ba kt等 2 该实验中各组6 ba浓度均为0 5mg l 1 iaa的浓度不相同 故自变量为iaa浓度 iaa浓度范围为0 0 5mg l 1 据表可知 该实验因变量是再生丛芽外植体的比率 m 以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数 n 3 由表格中的数据可知 1号培养基诱导丛芽总数最少 4 生长素常用于诱导细胞分裂和根的分化 6 ba一般用于诱导植物的愈伤组织分化出丛芽 故诱导菊花试管苗生根 培养基中一般不加入6 ba 答案 1 大量元素微量元素细胞分裂素 2 iaa浓度再生丛芽外植体的比率 m 和再生丛芽外植体上的丛芽平均数 n 0 0 5mg l 1 3 1 4 6 ba 浙江省近三年并没有考查本专题内容 从近几年其他新课标地区生物试题看 植物组织培养的操作和应用在近几年高考中偶有出现 如2012江苏单科31 2012课标39等 接种 接种过程中插入外植体时形态学上端朝上 每个锥形瓶接种2 3个外植体 外植体接种与细菌接种相似 操作步骤相同 而且都要求无菌操作 培养 接种后的锥形瓶应该放在无菌箱中进行培养 并定期进行消毒 保持适宜的温度和光照 移栽 将生根的苗从锥形瓶中移至草炭土或蛭石中继续生长 苗健壮后再移至土中 栽培 2 营养 常用的培养基是ms培养基 其中含有的大量元素是n p s k ca mg 微量元素是fe mn b zn cu mo i co 有机成分有甘氨酸 烟酸 肌醇 维生素 蔗糖等 3 激素 在培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素 其浓度 使用的先后顺序 用量的比例等都影响实验结果 植物激素的使用顺序及结果 植物组织培养 查漏补缺 1 外植体在培养过程中被污染的原因 外植体消毒不彻底 培养基灭菌不彻底 接种中被杂菌污染 锥形瓶密封性差等 2 进行植物组织培养时应注意的问题 所有实验用具应严格灭菌 接种过程要求严格的无菌操作 愈伤组织培养 最初避光培养 后期见光培养 试管苗培养 要先进行生芽培养 再进行生根培养 试管苗培养要在光照条件下进行 训练3 2013 浙江四校调研 在菊花的组织培养操作完成了3 4天后 观察同一温室中的外植体 发现有的瓶内外植体正常生长 有的瓶内外植体死亡 你认为外植体死亡的原因不可能是 a 培养条件 比如ph 温度等不适宜b 接种时外植体未消毒c 接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体d 将外植体倒插入培养基中解析一般来讲 进行植物组织培养中 培养条件应是相同的 答案a 训练4 如图为植物 菊花 组织培养过程示意图 请据图回答问题 1 培养基 和培养基 分别为 和 2 若该培养基是ms固体培养基 则其基本组成是 有机成分 激素和琼脂 3 愈伤组织发芽的根本原因是 4 菊花组织在接种到培养基中之前需进行 处理 整个组织培养过程需在 操作 5 本实验用人工合成的激素 而不用植物中存在的天然激素的原因是 在菊花组织培养的实验中使用的生长素是人工合成的 使用的细胞分裂素是人工合成的 解析 1 菊花组织在培养基 中形成愈伤组织后长出丛芽 因此 是发芽培养基 在培养基 中生根后形成试管苗 所以 是生根培养基 2 ms固体培养基由大量元素 微量元素和有机成分 激素 琼脂组成 3 愈伤组织发芽是再分化的过程 其根本原因是基因的选择性表达 4 菊花组织在接种到培养基之前必须先进行消毒处理 整个组织培养过程必须在无菌条件下操作 5 人工合成的植物激素具有容易合成 原料广泛 效果稳定的优点 因此在农业生产中被广泛应用 答案 1 发芽培养基生根培养基 2 大量元素微量元素 3 基因的选择性表达 4 消毒无菌条件下 5 人工合成的激素易合成 原料广泛 效果稳定萘乙酸苄基腺嘌呤 植物组织培养技术和花药培养技术的异同 学习笔记 1个重点 果酒 果醋制作装置的比较点拨 强调1个重点 规避1个易混点 易混点关于泡菜制作过程中某些现象和一些处理的作用点拨 1 为什么泡菜坛内有时会长一层白膜 你认为这层白膜是怎么形成的 形成白膜是由于产膜酵母的繁殖 酵母菌是兼性厌氧微生物 泡菜发酵液营养丰富 其表面氧气含量也很丰富 适合酵母菌繁殖 2 加入白酒的作用白酒可抑制泡菜表面杂菌的生长 它也是一种调味剂 可增加醇香感 3 用水封闭坛口起什么作用 不封闭有什么结果 水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用 这样 有利于坛内蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵 如不封闭 则会有许多需氧细菌生长 蔬菜会腐烂 纠错演练1 2010 广东卷 25改编 小李尝试制作果酒 他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行试验 如图 恰当的做法是 加入适量的酵母菌 一直打开阀b通气 一直关紧阀a 偶尔打开阀b几秒钟 把发酵装置放到4 冰箱中进行实验a b c d 解析酵母菌在无氧环境中可以利用葡萄糖进行发酵 产生酒精 果酒的制作即应用了此原理 果酒制作过程一般将温度控制在25 30 答案a 2 2012 杭州名校模考 某人利用乳酸菌制作泡菜 因操作不当泡菜腐烂 下列原因中不正确的是 a 罐口密闭缺氧 促进了乳酸菌的生长繁殖b 罐口封闭不严 氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖c 罐口封闭不严 氧气抑制了其他腐生菌的生长繁殖d 罐口封闭不严 促进了需氧腐生菌的生长繁殖解析乳酸菌是厌氧菌 当发酵过程中 由于密闭不严使氧气进入 会使乳酸菌的生长繁殖受到抑制 同时 由于氧气的进入 使其他好氧菌大量繁殖 导致泡菜腐烂 答案c 1 2012 江苏单科 31 某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究 请回答下列问题 1 2 4 d常用于籼稻愈伤组织的诱导 对形态的发生有一定的抑制作用 为促进愈伤组织再分化 在配制分化培养基时需 填 升高 保持 或 降低 2 4 d的浓度 2 当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时 出现具有分生能力的绿色芽点 但不能继续出芽 通常在培养基中添加 以促进幼苗形成 3 研究中用显微镜可以观察到的现象是 填下列序号 绿色芽点细胞排列松散 刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离 胚状体细胞中有叶绿体 分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致 4 经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体 其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照 叶绿素总量不变 某同学用 填序号 绿色 红色 蓝紫色 黄色 光照射突变体和对照叶片 检测到两者光合放氧速率差异不大 若取等量色素提取液进行层析 会发现突变体第 条色素带 自上而下 窄于对照组 5 胚乳 3n 由一个精子与两个极核受精发育而成 若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织 培育三倍体 需适时剔除胚 以免胚的存在影响愈伤组织细胞的 还可避免再生苗中混有 解析本题主要考查植物组织培养的相关知识 1 因2 4 d能抑制形态的发生 所以在促进愈伤组织再分化时 分化培养基中应降低2 4 d的浓度 2 添加适量的生长素利于愈伤组织再分化出芽 促进幼苗的形成 3 有分生能力的绿色芽点细胞排列紧密 刚融合的籼稻和稗草杂交细胞还没有再生细胞壁 不能发生质壁分离 愈伤组织由无定形状态的薄壁细胞构成 其内的细胞形态大小不一致 因胚状体细胞中有具有分生能力的绿色芽点 用显微镜可观察到胚状体细胞中有叶绿体 4 因籼稻叶绿素突变体中叶绿素a与叶绿素b的比值增大而叶绿素总量不变 所以突变体中叶绿素a增加 叶绿素b减少 则自上而下第4条色素带变窄 因叶绿素a b主要吸收红光和蓝紫光 对绿光和黄光吸收较少 所以用绿光和黄光照射突变体和对照叶片 检测到两者放氧速率差别不大 5 胚由二倍体细胞组成 在培育三倍体时 需要剔除种子中的胚 以免胚的存在影响愈伤组织细胞的增殖与分化 还可避免出现二倍体幼苗 答案 1 降低 2 适量的生长素 3 4 4 5 增殖与分化二倍体幼苗 2 2010 海南卷 25 葡萄经发酵可产生葡萄酒 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 该微生物通过厌氧呼吸可分解 产生的终产物是 和 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 上述发酵过程结束后 甲 乙 丙同学实际得到的发酵产品依次是 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 解析 1 酵母菌可利用葡萄糖 在o2不足时进行厌氧呼吸产生酒精 可利用此原理来生产酒精 2 酵母菌在氧气不足的条件下 将葡萄糖分解为不彻底的氧化产物酒精和co2 释放少量能量