高中生物 专题1 生物技术在食品加工方面及其他方面的应用复习方略配套课件 新人教版选修1.ppt

专题1生物技术在食品加工方面及其他方面的应用 一 传统发酵技术的应用1 果酒和果醋的制作 1 制作原理与发酵条件 2 制作流程 冲洗 醋酸 果酒 果醋 点拨 用酵母菌制酒时 温度较低 18 25 酶活性较低 需要较长时间 10d 12d 用醋酸菌制醋时 温度较高 30 35 酶活性较高 需要较短时间 7d 8d 无论用何种原料酿酒 产生的酒精都相同 影响酒的风味及品质的是原料中未被酵母菌利用的物质 如葡萄酒的颜色是由葡萄皮中的色素溶解而产生的 2 腐乳制作 1 原理 菌种 需多种 协同作用 其中起主要作用的是 菌种作用特点 蛋白质氨基酸 小分子肽 脂肪 2 流程 微生物 毛霉 蛋白酶 脂肪酶 甘油 脂肪酸 毛霉 盐 卤汤 3 影响腐乳品质的条件 卤汤成分 酒及 a 酒的作用 微生物的生长 又能使腐乳具有 b 香辛料的作用 调制 盐的用量a 浓度过低 不足以 微生物生长 可能导致豆腐 b 浓度过高 会影响 酒的含量 一般控制在 左右 各种香辛料 抑制 独特的 香味 腐乳的风味 防腐杀菌 抑制 腐败 变质 腐乳的口味 12 点拨 防止杂菌污染的措施 用来腌制腐乳的玻璃瓶 洗净后用沸水消毒 装瓶时 要迅速小心 整齐摆放豆腐块 且随豆腐摆放层数的加高增加盐用量 加入卤汤后 要用胶条密封 封瓶时 最好将瓶口通过酒精灯的火焰 防止瓶口被污染 3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 1 泡菜制作 制作原理 在无氧条件下 将葡萄糖分解成 制作流程 乳酸菌 乳酸 选择原料 配制盐水 称取食盐 泡菜盐水 修整 洗涤 晾晒 切分成条状或片状 加入调味料 装坛 测定亚硝酸盐含量 发酵 成品 操作关键 a 泡菜坛的选择 火候好 无砂眼 坛沿深 盖子吻合好的泡菜坛 b 腌制的条件 控制腌制的时间 和食盐的用量 防止 严格密封 2 测定亚硝酸盐含量 亚硝酸盐危害 当摄入总量较多时 可引起 或死亡 在特定条件 适宜ph 温度和微生物作用 下 亚硝酸盐可以转变成致癌物 无裂纹 温度 杂菌污染 中毒 亚硝胺 检测原理 a no2 对氨基苯磺酸 反应物 反应物 n 1 萘基乙二胺盐酸盐 染料 b 亚硝酸盐溶液的浓度高 颜色 溶液浓度 颜色浅些 检测步骤 配制溶液 制备 液 制备样品处理液 玫瑰红色 深些 低 标准显色 比色 二 多聚酶链式反应扩增dna片段1 pcr相关技术原理与条件 1 pcr 反应的简称 是一种体外迅速扩增 的技术 2 引物 是一小段 它能与dna母链的一段碱基序列 3 扩增方向 总是从子链的 端向 端延伸 4 解旋 利用了 原理 通过控制温度来控制双链的解聚与结合 即双链dna单链dna 多聚酶链式 dna片段 rna或单链dna 互补配对 5 3 dna的热变性 5 酶 的taqdna聚合酶 高温不会失活 6 pcr的条件 一定的 下才能进行 需提供 模板 两种 种脱氧核苷酸 的dna聚合酶 同时要控制 2 pcr过程 1 变性 当温度上升到 以上时 双链dna解聚为单链 2 复性 温度下降到 左右 两种引物通过碱基互补配对与两条单链dna结合 3 延伸 温度上升到 左右 溶液中的四种脱氧核苷酸 a t c g 在 的作用下 根据 原则合成新的dna链 耐高温 缓冲溶液 dna 引物 四 耐热 温度 90 50 72 dna聚合酶 碱基互补配对 3 结果 1 pcr一般要经历 多次循环 每次循环可以分为 和 三步 2 两引物间固定长度的dna序列呈 扩增 即 点拨 引物的作用有两个 一是为dna聚合酶合成dna子链提供延伸起点 二是使dna聚合酶特异性地合成两个引物之间的dna片段 dna聚合酶不能从头合成dna子链 只能从引物的3 端开始延伸 从子链的5 端开始合成 引物的3 端与子链的5 端交汇于一点 属于从不同主体角度的描述 两种说法都正确 变性 复性 延伸 指数 2n 30 三 血红蛋白的提取和分离实验1 常用的分离方法 法 凝胶电泳法等 2 基本原理 1 凝胶色谱法的原理 相对分子质量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙 路程 流动 相对分子质量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部 路程 流动 2 凝胶电泳法的原理 不同蛋白质的带电性质 形状和 不同 在电场中受到的作用力大小 阻力不同 导致不同蛋白质在电场中的运动 和运动 不同 凝胶色谱 短 快 长 慢 电量 大小 方向 方向 速度 3 血红蛋白的提取和分离程序 1 样品处理 红细胞的洗涤 的释放 分离血红蛋白溶液 2 粗分离 除去样品中相对分子质量较小的杂质 3 纯化 一般采用 法对血红蛋白进行分离和纯化 4 纯度鉴定 一般用 法来测定蛋白质的相对分子质量 即对血红蛋白进行纯度鉴定 血红蛋白 透析 凝胶色谱 sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳 发酵技术中常用菌种的比较 高考警示钟 1 由于醋酸菌和乳酸菌属于原核生物 因此在利用这两类微生物时 其环境中一定不要加入青霉素等抗生素 2 酵母菌的孢子生殖是有性生殖 毛霉的孢子生殖是无性生殖 典例训练1 2011 江苏高考 下列与果酒 果醋和腐乳制作相关的叙述 正确的是 a 腐乳制作所需要的适宜温度最高b 果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵c 使用的菌种分别是酵母菌 醋酸菌 乳酸菌d 使用的菌种都具有细胞壁 核糖体 dna和rna 解题指南 1 知识储备 果酒 果醋和腐乳制作过程中使用的菌种 代谢方式和所需条件 2 解题关键 1 明确果醋发酵是严格的有氧呼吸 2 分析酵母菌 醋酸菌和乳酸菌的结构特点 解析 选d a项 果醋制作所需要的适宜温度最高 为30 35 b项 果醋发酵为有氧发酵 缺氧时醋酸菌的生长 增殖都会受到影响 c项 使用的菌种分别是酵母菌 醋酸菌和毛霉等 d项 酵母菌和毛霉是真菌 醋酸菌是细菌 它们都具有细胞壁 核糖体 dna和rna 变式训练 2010 江苏高考 如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程 下列叙述正确的是 a 过程 和 都只能发生在缺氧条件下b 过程 和 都只发生在酵母细胞的线粒体中c 过程 和 都需要氧气的参与d 过程 所需的最适温度基本相同 解析 选c 本题考查果酒 果醋制作过程的反应条件等的区别 过程有氧无氧条件均可以发生 过程只能发生在无氧条件下 a项错误 在酵母菌细胞质基质中进行 在酵母菌线粒体内进行 b项错误 为有氧呼吸第二 三阶段 需要氧气参与 需要氧气参与 c项正确 过程 为酵母菌的呼吸作用 最适宜温度约为20 c左右 的最适宜温度为30 35 d项错误 变式备选 图甲是果醋发酵装置 发酵初期不通气 溶液中有气泡产生 中期可以闻到酒香 后期接种醋酸菌 适当升高温度并通气 酒香逐渐变成醋香 图乙中能表示整个发酵过程培养液ph变化的曲线是 a b c d 解析 选b 在果醋发酵过程中 首先瓶中进行的是有氧呼吸产生co2 使ph下降 一段时间后氧气消耗殆尽开始进行无氧呼吸 也可产生co2 使ph下降 最后进行醋酸发酵生成醋酸 会使ph迅速下降 所以培养液中ph一直降低 如曲线 所示 发酵技术中的注意事项1 果酒和果醋制作的注意事项 1 材料的选择与处理 选择新鲜的葡萄 榨汁前先冲洗后去枝梗 以防葡萄汁流失及污染 2 防止发酵液被污染 榨汁机要清洗干净并晾干 发酵瓶要洗净并用70 酒精消毒 装入葡萄汁后要封闭充气口 3 发酵条件的控制 葡萄汁装入发酵瓶时 要留约1 3空间 目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖 耗尽o2后再进行酒精发酵 防止发酵过程中产生的co2造成发酵液的溢出 严格控制温度 18 25 利于酵母菌的繁殖和酒精发酵 30 35 利于醋酸菌的繁殖和醋酸发酵 充气 酒精发酵为无氧发酵 需封闭充气口 醋酸发酵为有氧发酵 需适时通过充气口充气 4 制作果酒和果醋的装置图分析 各部位的作用 a 充气口 在醋酸发酵时连接充气泵进行充气 b 排气口 排出酒精发酵时产生的co2 是与排气管相连的长而弯曲的胶管 可有效阻止空气中微生物的进入 避免来自空气的污染 c 出料口 用来取样 该装置的使用方法 使用该装置制酒时 应该关闭充气口 制醋时 应将充气口连接充气泵 输入氧气 2 腐乳制作的注意事项 1 控制好材料的用量 对卤汤 盐和酒的用量需要严格控制 2 防止杂菌的污染 用来腌制腐乳的玻璃瓶 洗刷干净后要用沸水消毒 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 防止瓶口被污染 3 温度 温度影响菌丝的生长和代谢 如温度过低 则菌丝生长缓慢 不能进入豆腐块的深层 温度高 菌丝易老化和死亡 影响品质 4 发酵时间 发酵时间影响生化反应速度及生化产物的量 3 泡菜制作的注意事项 1 材料的选择及用量 蔬菜应新鲜 若放置时间过长 蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐 清水和盐的质量比为4 1 盐水要煮沸后冷却 煮沸有两大作用 一是除去水中氧气 二是杀灭盐水中的其他细菌 2 防止杂菌污染 每次取样用具要洗净 要迅速封口 3 氧气需求 泡菜坛要选择透气性差的容器 以创造无氧环境 有利于乳酸菌发酵 防止蔬菜腐烂 泡菜坛内要注满水 以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境 并注意在发酵过程中经常补水 4 温度 发酵过程温度控制在室温即可 最好在26 36 温度过高 则易滋生杂菌 温度过低则发酵时间延长 典例训练2 腐乳 又称乳腐或豆腐乳 是我国著名的民族特产发酵食品之一 其滋味鲜美 酱香宜人 制作历史悠久 品种多样 主要有红方腐乳 酱腐乳和白腐乳等 而红曲酱腐乳既具有红方腐乳适宜的天然红曲色泽 又具有酱腐乳特有的浓郁的酱醋香味 深受人们的喜爱 具有广阔的市场前景 某兴趣小组按照以下工艺流程制作红曲酱腐乳 请据图回答 1 现代科学研究表明 许多种微生物参与了豆腐的发酵 其中起主要作用的是毛霉 毛霉是一种 状真菌 2 在腐乳制作的过程中 毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成 和 将脂肪水解为甘油和脂肪酸 3 传统的制作过程中 豆腐块上生长的毛霉来自 而现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下 将优良的毛霉菌种接种在豆腐上 这样可以 4 搓毛是将长满菌丝的白坯用手扶抹 让菌丝裹住坯体 其目的是 5 在逐层加盐腌坯的过程中 随层数的加高而 盐量 接近瓶口要 铺一些 6 红曲酱卤是红曲 面酱 黄酒按一定的比例配制而成的 加入黄酒的作用是 解题指南 1 知识储备 腐乳制作的原理 过程和操作要领 2 解题关键 1 理解腐乳制作过程中的注意事项 2 结合腐乳制作流程图 分析影响腐乳品质的制作因素 解析 1 豆腐发酵有多种微生物参与 其中毛霉起主要作用 毛霉是一种丝状真菌 2 毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸 脂肪酶将脂肪水解为甘油和脂肪酸 在多种微生物的协同作用下 豆腐转变成腐乳 3 传统制作中 豆腐上的毛霉来自空气中的毛霉孢子 现代腐乳生产是在无菌条件下 将优良的毛霉菌种接种在豆腐上 避免其他菌种的污染 保证产品的质量 4 搓毛促进毛霉覆盖整块腐乳 以防止其他微生物的污染导致腐乳烂块 5 加盐的作用是析出豆腐中的水分 使豆腐变硬 在后期制作中不会过早酥烂 同时盐能抑制微生物的生长 避免豆腐块腐败变质 6 加酒可以抑制微生物的生长 同时使腐乳具有独特的香味 以防腐乳烂块 答案 1 丝 2 小分子的肽氨基酸脂肪酶 3 空气中的毛霉孢子避免其他菌种的污染 保证产品的质量 4 防止腐乳烂块 5 增加多 6 可以抑制微生物的生长 能使腐乳具有独特的香味 互动探究 1 腐乳制作过程中兑的汤中主要含有哪些成分 提示 主要成分是酒及各种香辛料 2 腐乳制作过程中加盐的目的是什么 提示 析出豆腐块中的水分 使豆腐块变硬 在后期制作过程中不会过早酥烂 变式备选 下列是有关腐乳制作的几个问题 其中正确的是 腐乳的制作主要是利用了微生物发酵的原理 起主要作用的微生物是青霉 曲霉和毛霉 含水量为70 左右的豆腐块适于作腐乳 用含水量过高的豆腐块制腐乳 不易成形 且不利于毛霉的生长 豆腐块上生长的白毛是毛霉的白色菌丝 严格地说是直立菌丝 豆腐块中还有匍匐菌丝 决定腐乳特殊风味的是卤汤 腐乳的营养丰富 是因为大分子物质经过发酵作用分解成易于消化的小分子物质 卤汤中含酒量应该控制在21 左右 酒精含量过高 腐乳成熟的时间会延长 含量过低 不足以抑制微生物的生长a b c d 解析 选b 本题主要考查对实验操作的理解 腐乳制作的前期发酵中有许多微生物参与 但起主要作用的是毛霉 含水量为70 的豆腐块适于毛霉迅速生长出直立菌丝 在豆腐块上长出匍匐菌丝 含水量过高则不利于毛霉的生长和豆腐块的成形 豆腐块经发酵后大分子蛋白质变成了易于消化的小分子物质 卤汤的特点决定了腐乳的风味 但不论卤汤中各种香辛料怎么变化 酒的含量都需保持在12 左右 血红蛋白的提取和分离方法1 凝胶色谱法 1 含义 根据相对分子质量的大小分离蛋白质的方法 2 原理 相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道 路程较长 移动速度较慢 相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道 只能在凝胶外部移动 路程较短 移动速度较快 2 电泳法 1 含义 带电粒子在电场作用下发生迁移的过程 2 原理 利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异和分子本身大小 形状不同 使带电分子产生不同的迁移速度 从而实现样品中各种分子的分离 3 缓冲溶液 1 组成 1 2种缓冲剂溶解于水中配制而成 2 作用 在一定范围内抵制外界的酸和碱对溶液ph的影响 维持ph基本不变 确保实验室条件下能准确模拟生物体内的代谢过程 典例训练3 红细胞含有大量血红蛋白 红细胞的机能主要是由血红蛋白完成的 血红蛋白的主要功能是携带o2或co2 我们可以选用猪 牛 羊或其他脊椎动物的血液进行实验 来提取和分离血红蛋白 请回答下列有关问题 1 血红蛋白提取和分离的程序可分为四步 和 2 实验前取新鲜的血液 要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠 取血回来 马上进行离心 收集血红蛋白溶液 加入柠檬酸钠的目的是 以上所述的过程即是样品处理 它包括 分离血红蛋白溶液 3 然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化 最后经sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定 样品纯化的目的是 4 电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及 形状的不同 使带电分子产生不同的迁移速率 从而实现样品中各种分子的分离 解题指南 1 考查实质 血红蛋白提取和分离的方法及程序 2 知识储备 1 血红蛋白的提取和分离分为样品处理 粗分离 纯化和纯度鉴定四步 2 电泳法提取和分离血红蛋白的原理 解析 分离 提取血红蛋白的实验流程大致是样品处理 粗分离 纯化 纯度鉴定四个步骤 柠檬酸钠属于抗凝剂 血红蛋白是红色含铁的蛋白质 凝胶色谱法分离蛋白质是依据蛋白质的相对分子质量大小来进行的 答案 1 样品处理粗分离纯化纯度鉴定 2 防止血液凝固 红细胞的洗涤血红蛋白的释放 3 通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂蛋白除去 4 分子本身的大小 互动探究 收集的血红蛋白溶液在透析袋中可以进行透析 这就是样品的粗分离 透析的目的是什么 透析的原理是怎样 提示 透析是为了去除相对分子质量较小的杂质 透析的原理是透析袋能使小分子自由进出 而大分子则保留在袋内 1 下列关于腐乳制作过程的叙述 不正确的是 a 先将豆腐切成块放在消毒的笼屉中 保持温度在15 18 并具有一定湿度b 腐乳制作中盐 卤汤中的酒和香辛料不仅起防腐杀菌的作用 还能调制腐乳的风味c 卤汤中酒的含量一般控制在12 左右d 卤汤中香辛料越多 口味越好 解析 选d 盐 酒和香辛料可以调制腐乳的风味 也具有防腐杀菌的作用 我们可根据自己的口味来配制卤汤 但并不是香辛料越多 口味就越好 2 如图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图 下列说法错误的是 a 制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料 原因是它们所含亚硝酸盐的含量低b 发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量 原因是发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化c 发酵过程中应及时测定亚硝酸盐的含量 及时检测以把握取食泡菜的最佳时机d 测定亚硝酸盐含量的方法是纸层析法 解析 选d 本题主要考查对实验操作过程的理解能力 好泡菜的标准是咸淡适中 酸度适中 亚硝酸盐含量低 所以制作泡菜时要利用亚硝酸盐含量低的新鲜蔬菜 发酵的不同时期亚硝酸盐的含量会因微生物活动强弱而发生变化 所以应及时检测亚硝酸盐的含量 而检测亚硝酸盐含量一般采取比色法 3 2012 马鞍山模拟 pcr过程与细胞内的dna复制过程相比 主要有两点不同 它们是 pcr过程需要的引物是人工合成的单链dna或rna pcr过程不需要dna聚合酶 pcr过程中dna的解旋不依靠解旋酶 而是通过对反应温度的控制来实现的 pcr过程中 dna不需要解旋 直接以双链dna为模板进行复制a b c d 解析 选c pcr过程与细胞内的dna复制过程相比较 主要有两点不同 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