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2019-2020年高考生物考點解析與跟蹤精練 傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用 一．考點解析 1．用蔗糖、奶粉和經蛋自酶水解后的玉米胚芽液.通過乳酸菌發(fā)醉可生產新型酸奶，下列相關敘述錯誤的是（ ） A.蔗糖消耗量與乳酸生成量呈正相關 B.酸奶出現(xiàn)明顯氣泡說明有雜菌污染 C.應選擇處于對數(shù)期的乳酸菌接種 D.只有奶粉為乳酸菌發(fā)解提供氮源 2．乙醇等"綠色能源"的開發(fā)備受世界關注。利用玉米秸稈生產燃料酒精的大致流程為： （1）玉米秸稈預處理后，因該選用____酶進行水解，使之轉化為發(fā)酵所需的葡萄糖。 （2）從以下哪些微生物中可以提取上述酶？________（多選） A.釀制果醋的醋酸菌 B.生長在腐木上的霉菌 C.制作酸奶的乳酸菌 D.生產味精的谷氨酸棒狀桿菌 E.反芻動物瘤胃中生存的某些微生物 （3）若從土壤中分離生產這種酶的微生物，所需要的培養(yǎng)基為______（按功能分），培養(yǎng)基中的碳源為___________ 。 （4）從生物體提取出的酶首先要檢測 _______ ，以便更好地將酶用于生產實踐。在生產糖液的過程中，為了使酶能夠反復利用，可采用___________技術。 （5）發(fā)酵階段需要的菌種是_________，生產酒精是要控制的必要條件是________ 。 3．為了實現(xiàn)燃料供應來源多樣化，發(fā)展長期替代化石燃料的產品如燃料酒精、生物柴油、沼氣等已經列入我國未來10年的發(fā)展計劃。 廣東省是我國甘蔗主產區(qū)之一。甘蔗是一種高光效的C；植物，單位面積產量很高， 種植面積日益擴大，目前已成為南方地區(qū)燃料酒精生產的重要原料。利用甘蔗生產燃料 酒精的一般工藝流程為：甘蔗。榨汁（蔗糖）、酵母發(fā)酵一蒸餾。成品（燃料酒精）。 請根據(jù)上述材料，回答下列問題： （1)簡述甘蔗大規(guī)?？焖俜敝臣夹g的過程。 （2）具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精發(fā)酵菌種，對野生酵母菌進行誘變后通過篩選可以得到具有這些特性的突變菌，誘變及篩選過程如下： 步驟1：野生菌液體培養(yǎng)一段時間后接受紫外線照射誘變處理。 步驟2;制備選擇培養(yǎng)基。在基本培養(yǎng)基的基礎上，注意＿＿，加瓊脂后滅菌，制成固體平板。 步驟3：將紫外照射后的菌液稀釋涂布平板。 步驟4：根據(jù)-一一篩選出突變菌。 （3)上述步驟2、3和4的依據(jù)分別是 ＿＿＿＿＿。 (4）利用獲得的突變菌和蔗汁進行酒精發(fā)酵實驗，除了將培養(yǎng)基滅菌、保持空間潔凈外，發(fā)酵過程中防止外來雜菌人侵還有哪些可行方法？（列舉兩種） （5)甘蔗榨汁以后還有大量的蔗渣廢棄物，主要成分為木質素、纖維素和半纖維素， 但是酵母菌無法直接利用，原因是其＿。請?zhí)岢鼋鉀Q該問題的方法。（列舉兩種方法） (6）突變菌往往帶有一些特殊的基因。在獲得這些基因的過程中，PCR技術相當重要,PCR擴增反應中加人引物和DNA聚合酶的作用分別是什么？ 4．發(fā)醉法生產酒精后的廢液 〔pH4.3 ）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如下，請據(jù)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，最后______________________處理。 （2）圖中 ① 過程稱為________________，從甲到丁的培養(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②操作之前，應先稱量__________________的質量。過濾后需反復烘干稱量，直至__________________________________________。所得菌體干重等于_____________________________________________________________。 5．下列關于腐乳制作的描述中，錯誤的是（ ） A．在腐乳制作過程中必須有能產生蛋白酶的微生物參與 B．含水量大于85%的豆腐利于保持濕度，適宜制作腐乳 C．加鹽和加酒都能抑制微生物的生長 D．密封瓶口前最好將瓶口通過火焰以防雜菌污染 6．圖甲是果醋發(fā)酵裝置。發(fā)酵初期不通氣，溶液中有氣泡產生；中期可以聞到酒香；后期接種醋酸菌，適當升高溫度并通氣，酒香逐漸變成醋香。圖乙中能表示整個發(fā)酵過程培養(yǎng)液pH變化的曲線是（ ） A．① B．② C．③ D．④ 7．為研究酵母菌種群密度的動態(tài)變化，某同學按下表所列條件進行了A、B、C和D 共4組實驗，用1 000mL錐形瓶作為培養(yǎng)器皿，棉塞封口，在25℃下靜置培養(yǎng)，其他實驗條件均相同，定時用血球計數(shù)板計數(shù)。根據(jù)實驗結果繪出的酵母菌種群密度變化曲線圖如下，請分析回答以下問題。 （1）圖中曲線①、②和③分別是__________組、__________組和__________組的結果。 （2）B組和A組的實驗結果不同的原因是B組____________。 （3）D組和B組的實驗結果不同的原因是D組____________。 （4）在整個實驗過程中，直接從靜置的培養(yǎng)瓶中取培養(yǎng)原液計數(shù)的做法是錯誤的，正確的方法是 和 。 （5）實驗結束后，用試管刷蘸洗滌劑擦洗血球計數(shù)板的做法是錯誤的，正確的方法是 。 二、跟蹤精練 1．生物技術在食品加工中的應用十分廣泛，如果酒、果醋、腐乳、泡菜就是生活中常見的例子。如圖是果酒制果醋的發(fā)酵裝置，分析回答： （1）如果將該裝置改為果酒的發(fā)酵裝置，則溫度應該控制的范圍是__________。果酒制果醋的反應式為：_________。 （2）果汁發(fā)酵后是否有酒精產生，可以用________來檢驗，在酸性條件下，該物質與酒精反應呈現(xiàn)_________色。 （3）請指出用該發(fā)酵裝置的一個缺點 。 2．下面是古代家庭釀酒的具體操作過程：先將米煮熟，待冷卻至30℃時，加少許水和一定量的酒釀(做實驗時用酵母菌菌種)與米飯混勻后置于一瓷壇內(其他容器也可)，在中間要挖一個洞，加蓋后置于適當?shù)牡胤奖?28℃)，12 h即成?，F(xiàn)請你從以下幾個方面對其發(fā)酵過程做一個簡單的分析： (1)在中間挖一個洞的目的是___________________________________________. (2)發(fā)酵壇沒有密封，那么壇內尤氧發(fā)酵的環(huán)境是由什么造成的?_____________________。寫出發(fā)酵反應式________________________________________。 (3)請你用文字或坐標曲線的形式來說明在發(fā)酵壇內有氧呼吸和無氧呼吸此消彼長的過程。 __________________________________________________________________________. (4)在具體操作過程中，要根據(jù)米飯的多少加適量的酒釀，如把握不住，寧多而不能少，如果加少了將引起什么后果?_________________________________為什么？_____________________________________________________________________. 3.低度的果酒、果醋具有一定的保健養(yǎng)生功能。下圖是兩位同學制果酒和果醋時使用的裝置。同學甲用A（帶蓋的瓶子）裝置制葡萄糖，在瓶中加入適量葡萄汁，發(fā)酵溫度控制在18~25℃，每隔12h左右將瓶蓋擰松一次（注意不是打開瓶蓋），之后再將瓶蓋擰緊。當發(fā)酵產生酒精后，再將瓶蓋打開，蓋上一層紗布，溫度控制在30~35℃，進行制果醋的發(fā)酵。同學乙用B裝置，溫度控制與甲相同，不同的是制果酒階段充氣口用夾子夾緊外，排氣的橡膠管也用夾子夾住，并且每隔12h左右松一松夾子放出多余的氣體。制果醋階段適時向充氣口充氣。經過20天左右，兩位同學先后完成了自己的發(fā)酵制作。據(jù)此回答有關問題： （1）酵母菌與醋酸桿菌在結構上的最大區(qū)別是后者 。從制酒和制醋兩階段對裝置的處理方式判斷，酵母菌和醋酸桿菌的異化作用類型依次是 。 （2）同學甲在制酒階段，每隔12h左右就要將瓶蓋擰松一次，但又不打開，這樣做的目的是 。 用反應式表示出制酒過程剛開始時發(fā)生的主要化學變化： （3）B裝置中排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身相連，這樣做的原因是 。 （4）制葡萄酒時要將溫度控制在18~25℃，而制葡萄醋時要將溫度控制在30~35℃，原因 是 。葡萄汁為酵母菌、醋酸桿菌等微生物的生長提供的營養(yǎng)成分是 。 4.某校生物興趣小組進行的研究性學習的題目是：利用微生物制造酸奶。該興趣小組的準備活動的記錄如下： 活動目的：學習制造酸奶，體驗微生物食品的加工條件及過程，驗證氧氣對乳酸發(fā)酵的 影響。 活動準備：容積分別為1000mL和500mL的無菌帶蓋大口瓶；1杯不加糖的酸奶(呈果 凍狀)；lL牛奶(恒溫箱)；爐灶、3L容量的鍋、恒溫箱、擱架；鉛筆、量匙、手套、溫度計、小勺。 已知微生物的催化溫度為38～44℃，當牛奶凝固成果凍狀便說明酸奶已經做好了。 請你幫這個生物興趣小組設計一個完整的活動方案，并對活動結果進行預測和簡單分析。活動方案：______________________________________________________________. 結果預測：______________________________________________________________, __________________________________________________________________. 分析：__________________________________________________________________. 5.下圖簡單表示了葡萄酒的釀制過程。請據(jù)圖分析： (1)葡萄酒的釀制原理是：先通氣進行_______________，以增加酵母菌的數(shù)量，然后進 行_____________獲得葡萄酒。 (2)隨著發(fā)酵程度的加深，液體密度會逐漸變低(可用密度計測量)，其原因是： ___________________________________________________________________________. (3)生產出的葡萄酒呈深紅色，這種有色物質來源_______________________。 (4)下列敘述中不正確的是( ) A．在甲中進行攪拌是為了增加氧溶量 B．在甲中，酵母菌的能量來源將全部消耗 C．甲與乙放出的氣體主要是二氧化碳 D．揭開丙容器的蓋子，可能會有醋酸產生 (5)如果加入的葡萄糖過多，反而抑制了酵母菌的生長，得不到目的產物，原因是： 6．蔬菜腌制是我國傳統(tǒng)的蔬菜加工方法，腌制的泡菜、酸菜等是人們喜愛的菜肴。但近來科學研究發(fā)現(xiàn)，蔬菜在腌制過程中，會產生亞硝酸鹽，引發(fā)了“腌制食品與人體健康” 的討論。某興趣小組就“泡菜腌制過程中亞硝酸鹽含量變化”展開了研究，操作如下：某年1月4日下午選取l、2、3號三只相同的泡菜壇，在每個壇中加入洗凈的新鮮蓮花菜0．6 kg，再分別倒人相同量的煮沸過的10％鹽水，將壇密封，置于同一環(huán)境中。封壇前進行第一次取樣測定亞硝酸鹽含量，作為對照，后來定時測定，結果見下圖。請問： (1) 在腌制過程中，會出現(xiàn)壇中溶液量增加，這是由于________________________________. (2)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，可知在腌制過程中的第幾天，泡菜中的亞硝酸鹽含量達到最高值?___。若要食用，至少要在腌制的第幾天比較好?____________。 (3)為了降低亞硝酸鹽含量，泡菜加工過程中可以采取什么措施?請簡要談一點你的想法 _________________________________________________________________________。 一．考點解析 1．〖解析〗乳酸菌為厭氧異養(yǎng)微生物，奶粉和經蛋白酶水解后的玉米胚芽液可為乳酸菌的生活可提供碳源和氮源。 〖答案〗D 2. 〖解析〗用植物秸稈生產酒精是利用微生物進行發(fā)酵的過程。植物秸稈中的有機物主要是纖維素，需要纖維素酶才能將其水解成葡萄糖，生長在腐木上的霉菌及反芻動物瘤胃中生存的某些微生物中含有纖維素酶，若從土壤中分離產生這種酶的微生物，所用的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基，利用的碳源為纖維素。微生物發(fā)酵過程中，影響其發(fā)酵的因素主要有溶氧、溫度和pH等。 〖答案〗（1）纖維素（酶）（2）B、E (3)選擇培養(yǎng)基；纖維素 （4）酶的活性 固定化酶（或固定化細胞） （5）酵母菌；無氧（密封、密閉） 3. 〖解析〗綜合考查考生對生物技術實踐模塊中的植物組織培養(yǎng)、特殊微生物的篩選及應 用、酶的應用以及PCR技術的基本操作和應用等內容的掌握。 〖答案〗（1)選取甘蔗外植體，通過誘導脫分化產生愈傷組織，然后通過調整植物激素比 例，再分化形成芽和根，獲得大量試管苗（或通過誘導大量形成胚狀體，制成 人工種子，適宜條件下萌發(fā)長成幼苗）。 （2)添加高濃度蔗糖（葡萄糖）；調低pH值；是否能在選擇培養(yǎng)基上生長。 （3）提供高糖和酸性的篩選環(huán)境；獲得單菌落；能生長代表該菌落具有耐高糖和耐 酸的特性。 (4)①利用突變菌的耐酸特性，降低培養(yǎng)基的pH值，達到抑菌的目的；②利用突 變菌的耐高糖特性，通過高滲環(huán)境達到抑菌目的；③保持厭氧環(huán)境，達到抑菌 目的；④在培養(yǎng)基中添加一些抑制物如特殊的抗生素，達到抑菌目的。 (5）缺乏相應分解酶系（或缺乏纖維素酶和半纖維素酶）。在酵母菌中轉人分解酶 系相關基因；利用酶或微生物分解蔗渣；利用物理和化學方法分解蔗渣；將酵 母菌與其他能分解蔗渣的微生物混合發(fā)酵。 （6）引物的作用是結合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位點；DNA聚合酶的作 用是從引物的3端開始催化DNA鏈的延伸。 4.〖解析〗 〖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）恒重時的質量與濾紙質量之差（合理答案均給分） 5. 〖解析〗制作腐乳的豆腐含水量以70％為宜。含水量過高，腐乳不易成形；含水量過低，不適于毛霉生長。 〖答案〗B 6. 〖解析〗果醋發(fā)酵初期，發(fā)酵罐是密閉的，不需要通氣，但發(fā)酵裝置中仍有部分氧氣 ，此時酵母菌進行有氧呼吸，分解較多的葡萄糖，產生大量二氧化碳和水，二氧化碳溶于水，pH下降，隨著氧氣的消耗，到發(fā)酵中期，酵母菌進行無氧呼吸產生較少的二氧化碳和酒精，pH稍上升，后期接種醋酸菌，適當升高溫度并通氣，醋酸菌大量繁殖，利用葡萄糖或酒精生成醋酸，pH迅速下降。實際上，果醋發(fā)酵的前期和中期就是果酒制作的密閉發(fā)酵時期。 〖答案〗B 7. 〖解析〗培養(yǎng)液中物質的濃度過大，會造成細胞滲透失水而抑制酵母菌的生長繁殖，因此，①、②是A或B，③、④為C或D。培養(yǎng)液體積越小，則瓶內氧氣越多，酵母菌進行有氧呼吸，生長繁殖快，達到最大數(shù)量的時間短，故①是B，②是A，③是D，④是C。B組和A組的濃度一樣，只有體積不同，故實驗結果的差異是由體積造成的，培養(yǎng)液較多，與空氣接觸面積較小，故供氧較少；D組和B組的體積相同而濃度不同，實驗結果不同只能是由濃度不同造成的，葡萄糖濃度較低，故營養(yǎng)物質供應較少；因為酵母菌在培養(yǎng)液中分布并不均勻，故需搖勻培養(yǎng)液后再取樣，由于后期酵母菌的數(shù)量多，可能造成堆積而無法計數(shù)，應進行稀釋后再取樣計數(shù)；由于用試管刷蘸洗滌劑擦洗血球計數(shù)板可能會使酵母菌細胞黏固在血球計數(shù)板的小室內，造成下次無法使用，正確的方法是浸泡和沖洗。 〖答案〗（1）B A D （2）培養(yǎng)液較多，與空氣接觸面積較小，故供氧較少 （3）葡萄糖濃度較低，故營養(yǎng)物供應較少 （4）搖勻培養(yǎng)液后再取樣 培養(yǎng)后期的樣液稀釋后再計數(shù)（5）浸泡和沖洗 二．跟蹤精練 1.〖解析〗⑴酵母菌生長的最適溫度是18～25℃，果醋為果酒發(fā)酵后期的產物，反應式為C2H5OH+O2—→CH3COOH+H2O。⑵檢驗是否有酒精生產可用酸性的重鉻酸鉀，兩者反應呈現(xiàn)灰綠色。⑶發(fā)酵過程產生大量的二氧化碳，需及時排出，否則會引起發(fā)酵罐爆炸，所以發(fā)酵裝置應有排氣口。 〖答案〗（1）18～25℃ C2H5OH+O2—→CH3COOH+H2O （2）重鉻酸鉀 灰綠 （3）沒有放氣裝置 2. 〖解析〗在釀酒時，為了使酵母菌的數(shù)量達到一定的數(shù)值，先在米飯中間挖一個洞，以利于酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖。由于酵母菌進行有氧呼吸能產生水，使發(fā)酵液慢慢的沒過米飯，同時氧氣大量消耗，使發(fā)酵壇內形成一個無氧的環(huán)境，有利于酵母菌進行無氧呼吸產生酒精。 〖答案〗(1)增加透氧性，保證酵母菌在開始生長時有足夠的氧氣進行有氧呼吸，代謝繁殖快 (2)酵母菌有氧呼吸時產生的水逐漸增加，發(fā)酵基質液面逐漸升高最后沒入水中，水中的氧被耗盡后造成無氧環(huán)境 (3)開始時進行有氧呼吸，隨著氧氣逐漸減少，當氧氣被完全消耗時就轉入發(fā)酵，產生大量的酒精 (4)不能得到酒精。菌種太少，難以造成無氧環(huán)境，其他微生物會大量繁殖，造成米飯腐敗 3. 〖解析〗酵母菌是真核生物，醋酸桿菌是原核生物，它們結構上的最大區(qū)別在于原核生物沒有核膜包圍的細胞核。酵母菌的異化作用類型為兼性厭氧型，而醋酸桿菌的異化作用類型為需氧型。酵母菌無氧呼吸產生C02氣體需要及時排出，但又不能將瓶蓋完全打開以防止酵母菌進行有氧呼吸。微生物生長的五大要素為碳源、氮、源、水、無機鹽和生長因子。 〖答案〗 （1）無核仁（或答“沒有由核膜包圍的細胞核”、“無成形細胞核”）兼性厭氧型、 需氧型 酶 （2）制酒階段的后期，酵母菌無氧呼吸會產生大量氣體，如不及時放出會把瓶子或瓶蓋脹破，不打開瓶蓋是防止氧氣和有害雜菌進入 C6H12O5 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 （3）防止污染 （4）18~25℃是酵母菌生長和發(fā)酵的合適溫度，30~35℃是醋酸桿菌生長和發(fā)酵的合適溫度、 碳源、氮源、水、無機鹽和生長因子 4. 〖解析〗乳酸菌為厭氧微生物，氧氣的存在對乳酸發(fā)酵起抑制作用，因此體積較小的發(fā)酵瓶中發(fā)酵速度較快。整個實驗過程要保證無菌操作。 〖答案〗活動方案：(1)將1L牛奶倒入3L容量的鍋內，在爐灶上加熱煮沸(或加熱到70～80℃)滅菌。 (2)冷卻至38～44℃時分別向1000mL和500mL的無菌帶蓋大口瓶中各加400mL已滅菌的牛奶。 (3)再向兩個大口瓶中各加入100mL不加糖的酸奶，加蓋密封。 (4)將兩個大口瓶放進恒溫箱中在38～44℃條件下保溫培養(yǎng)，每隔30分鐘觀察一次，并做記錄。 結果預測：500mL瓶中的酸奶先發(fā)酵完成，凝固成果凍狀，1000mL瓶中的酸奶后發(fā)酵完成。 分析：乳酸菌屬于厭氧微生物，而1000mL瓶中存在空氣，其中氧氣抑制了乳酸發(fā)酵。 5. 〖解析〗果酒發(fā)酵前期要先通入氧氣保證酵母菌大量繁殖，然后密閉進行酒精發(fā)酵。發(fā)酵的產物酒精比葡萄糖的分子量低，所以隨著發(fā)酵程度的加深，液體密度會逐漸變低，同時葡萄皮上的色素溶解于酒精中，酒的顏色加深。加入葡萄糖過多，溶液濃度過大，酵母菌細胞過度失水，影響了細胞的正常代謝。 〖答案〗 (1)有氧呼吸 無氧呼吸(無氧發(fā)酵)(2)發(fā)酵時糖被消耗，產生酒精和COz，酒精溶液的密度比糖水低 (3)葡萄皮 (4)B (5)溶液濃度過大，酵母菌細胞過度失水，影響了細胞的正常代謝 6. 〖解析〗在泡菜腌制的初期，由于周圍溶液的濃度大于細胞液的濃度，使細胞內的水分外滲，導致壇中溶液的量增加，在1、2、3號壇中，亞硝酸鹽的含量變化都表現(xiàn)為先增加后下降的趨勢，其中在1月7日亞硝酸鹽含量最高，到1月14日亞硝酸鹽的含量下降到最低水平，之后亞硝酸鹽的含量基本保持不變。在泡菜腌制的初期，以不產酸的大腸桿菌和酵母菌的活動為主，同時還有一部分硝酸鹽還原菌活動．．該時期利用了氧氣，產生了厭氧環(huán)境，乳酸菌才開始活動。此時乳酸菌和乳酸的量都比較少．而由于硝酸鹽還原菌的活動，亞硝酸鹽含量有所增加。 〖答案〗(1)外界溶液濃度過高使細胞滲透失水，另外細菌進行有氧呼吸產生了水 (2)第3天 第10天 (3)防止雜菌的污染；在腌制過程中注意腌制的時間，控制好溫度和食鹽的用量。溫度過高，食鹽用量不足10％，腌制時間過短，易使細菌大量繁殖導致亞硝酸鹽含量增加