专题26 生物技术在食品加工及其他方面的应用.docx
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专题26生物技术在食品加工及其他方面的应用
专题26 生物技术在食品加工及其他方面的应用
挖命题
【考情探究】
考点
考向
要求
5年考情
预测热度
考题示例
素养要素
难度
1
传统发酵技术
果酒、果醋的制作
实验与
探究
2016课标全国Ⅱ,39,15分
生命观念、科学思维
易
★★☆
腐乳制作与泡菜的腌制
2015广东理综,29,16分
易
★☆☆
2
特定成分的提取与分离
蛋白质的提取和分离
2017课标全国Ⅲ,37,15分
科学思维、科学探究
中
★★★
植物特定成分的提取
分析解读 本专题内容在考纲中包括从生物材料中提取某些特定的成分、运用发酵加工食品的基本方法、测定食品加工中可能产生的有害物质、蛋白质的提取和分离,能力要求均为实验与探究。
在近五年课标全国卷考题中出现过两次。
需要2020年考生注意,不可排除在2020年高考中作为冷门出现。
复习时,注意在掌握各种生物技术的方法和原理的基础上,进行适当地归纳比较,例如植物芳香油提取方法的比较,以增强对生物技术的理解和应用能力。
【真题典例】
破考点
考点一 传统发酵技术
【考点集训】
考向1 果酒、果醋的制作
1.（2019届云南曲靖一中第一次月考,31,6分）立秋后,北方果农常利用葡萄来制作果酒和果醋,请回答下列问题:
（1）制作果酒利用的微生物主要是 ,制作果醋利用的微生物主要是 。
（2）制作果酒前,果农对新采摘的葡萄不进行严格的消毒,原因是 ;在酿制过程中,每隔12小时左右要将发酵瓶的瓶盖拧松一次,目的是 。
（3）在酒精发酵的旺盛时期,醋酸发酵 （填“能”或“不能”）进行,主要理由是
。
（4）制作葡萄醋时,一般将温度控制在 ℃。
答案
（1）酵母菌 醋酸菌
（2）在缺氧和酸性条件下,绝大多数微生物的生长繁殖会受到抑制 放出CO2 （3）不能 在缺氧条件下进行酒精发酵,而醋酸发酵需要有氧环境 （4）30~35
2.（2019届吉林长春实验中学高三上学期期中,54,10分）近年来,《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮,其中不乏利用微生物发酵制作的美食,如素有“东方奶酪”之称的“石宝寨牌”忠州豆腐乳、中国泡菜领导品牌“吉香居”等。
请回答下列有关问题。
（1）“石宝寨牌”忠州豆腐乳前期发酵是在严格的无菌条件下进行的,温度应控制在 ,并保持一定的湿度,然后向长满毛霉的豆腐块加盐,其作用是 ,同时,盐还能 ,避免豆腐块腐败变质。
之后要加入配置好的卤汤,其中卤汤中加酒的作用一是可以抑制微生物的生长,二是 。
（2）制作吉香居泡菜时,起主要作用的微生物是 。
泡菜制作中盐和水的比例是 。
泡菜中的亚硝酸盐过多会对人体产生危害,通常用 法检测亚硝酸盐含量。
（3）我国酿醋的历史悠久,其主要生产工艺流程如图。
在果酒制作时,酒精发酵阶段,参与反应的酵母菌菌种来自 。
当 和糖源充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将 。
答案
（1）15~18℃ 析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬 抑制微生物的生长 使腐乳具有独特的香味
（2）乳酸菌 1∶4 光电比色 （3）葡萄皮上的野生型酵母菌 氧气 乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸
考向2 腐乳制作与泡菜的腌制
3.（2019届甘肃静宁一中一模,32,8分）回答下列有关腐乳制作的问题:
（1）腐乳是经微生物发酵后制成的食品,多种微生物参与了该发酵过程,其中起主要作用的微生物是 ,其产生的蛋白酶可以使豆腐中的蛋白质被分解为 和 。
（2）发酵完成后,需装瓶加盐腌制,瓶子一般采用的消毒方法是 ,加盐的目的是 。
腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配制而成的卤汤,卤汤除使腐乳具有一定的 外,还具有防腐作用。
（3）封瓶的时候,需要把瓶口在酒精灯火焰上过一下,原因是 。
（4）含水量高的豆腐不适合用来做腐乳,原因是 。
答案
（1）毛霉 肽 氨基酸
（2）煮沸消毒法 析出豆腐中的水分,抑制微生物生长 风味 （3）防止瓶口被微生物污染 （4）含水量太高的豆腐在制作过程中容易破碎,不易成形
4.（2018辽宁部分重点中学协作体模考,37,15分）泡菜和腐乳是我国的传统食品,请回答有关问题:
（1）制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是 。
为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的目的是 。
（2）乳酸发酵第一阶段的产物是 。
泡菜制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害,影响亚硝酸盐含量的因素有 （至少两项）等。
（3）腐乳是豆腐经多种微生物发酵后制成的食品,其中起主要的作用的微生物是毛霉。
制作的后期可加入卤汤,卤汤除具有一定的防腐作用外,还能使腐乳具有独特的 。
实验室制作的腐乳可能 ,不宜直接食用。
（4）乳酸菌和毛霉在细胞结构上最主要的区别是 。
答案 （除标注外,每空2分,共15分）
（1）创造无氧环境 增加乳酸菌含量
（2）丙酮酸 温度、食盐用量、腌制时间（3分） （3）风味 灭菌不彻底 （4）有无以核膜为界限的细胞核
考点二 特定成分的提取与分离
【考点集训】
考向1 蛋白质的提取和分离
1.以下关于猪血红蛋白提纯的描述,不正确的是（ ）
A.洗涤红细胞时,使用生理盐水可防止红细胞破裂
B.猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核,提纯时杂蛋白较少
C.血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测
D.在凝胶色谱法分离过程中,血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢
答案 D
考向2 植物特定成分的提取
2.（2019届甘肃静宁一中一模,34,8分）为了对柑橘综合利用,某研究人员做了以下实验:
请回答以下问题。
（1）橘皮精油 色,主要成分是 。
本实验用到的植物芳香油提取方法为 。
（2）若要计算提取精油的出油率,需要称量 的质量。
对比发现方法1的出油率稍低,但是发现其香气更接近于鲜橘,原因是方法2会使 ,所以通常先采用方法1提取,并将方法1之后的残渣用方法2进一步提取。
（3）通常使用方法1时,可以提前使用 浸泡。
浸泡的时间通常是 以上。
（4）使用方法2提取时发现,柑橘皮的破碎度越高,即颗粒越小,出油率越高,原因是
。
答案 （8分）
（1）无 柠檬烯 水蒸气蒸馏法和压榨法
（2）果皮 橘皮精油在用水蒸气蒸馏时发生部分水解 （3）石灰水 10h （4）原料相对表面积大,随水蒸气蒸馏速度快（与溶剂接触的面积越大,橘皮精油从果皮内部逐渐扩散至固体表面所通过的距离越短,越容易渗出）
3.（2019届吉林长春外国语学校期中,13,15分）回答下列有关提取植物有效成分的问题:
（1）薄荷油具有易挥发、难溶于水等性质,因此适合选用 法来提取。
收集到的液体冷却后加入氯化钠的目的是 ,然后加入无水硫酸钠除去残留的水分。
（2）从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是 。
对胡萝卜进行粉碎、干燥时,要特别注意干燥的
和时间,以防止胡萝卜焦糊。
提取过程中宜采用 方式加热,以保障安全。
（3）为了提高胡萝卜汁的澄清度,需要加入果胶酶,该酶往往从某些微生物中提取。
一般来讲,筛选微生物时常用的接种方法有 、 ,该过程用到的培养基从功能上讲,属于 培养基。
答案
（1）水蒸气蒸馏（1分） 促进油水分层
（2）萃取法 温度 水浴 （3）平板划线法 稀释涂布平板法 选择
过专题
【五年高考】
A组 统一命题·课标卷题组
考点一 传统发酵技术
1.（2017课标全国Ⅱ,37,15分）豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。
为了研究影响豆豉发酵效果的因素,某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀,再将两者置于适宜条件下进行发酵,并在32h内定期取样观测发酵效果。
回答下列问题:
（1）该实验的自变量是 、 。
（2）如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌是 。
（3）如果在实验后,发现32h内的发酵效果越来越好,且随发酵时间呈直线上升关系,则无法确定发酵的最佳时间;若要确定最佳发酵时间,还需要做的事情是 。
（4）从大豆到豆豉,大豆中的成分会发生一定的变化,其中,蛋白质转变为 ,脂肪转变为 。
答案
（1）菌种 发酵时间
（2）好氧菌 （3）延长发酵时间,观测发酵效果,最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间 （4）氨基酸和肽 脂肪酸和甘油
2.（2016课标全国Ⅱ,39,15分,0.74）苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。
回答下列问题:
（1）酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。
图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段,在酵母菌细胞的
中进行,其产物乙醇与 试剂反应呈现灰绿色,这一反应可用于乙醇的检验;过程③在酵母菌细胞的 中进行。
与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度 。
（2）第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,根据醋酸杆菌的呼吸作用类型,该过程需要在 条件下才能完成。
（3）在生产过程中,第一阶段和第二阶段的发酵温度不同,第一阶段的温度 （填“低于”或“高于”）第二阶段的。
（4）醋酸杆菌属于 核生物,其细胞结构中 （填“含有”或“不含有”）线粒体。
答案
（1）细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快
（2）有氧 （3）低于 （4）原 不含有
考点二 植物特定有效成分的提取
1.（2017课标全国Ⅲ,37,15分）绿色植物甲含有物质W,该物质为无色针状晶体,易溶于极性有机溶剂,难溶于水,且受热、受潮易分解。
其提取流程为:
植物甲→粉碎→加溶剂→振荡→收集提取液→活性炭处理→过滤去除活性炭→蒸馏（含回收溶剂）→重结晶→成品。
回答下列问题:
（1）在提取物质W时,最好应选用的一种原料是 （填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”）的植物甲,不宜选用其他两种的原因是 。
（2）提取物质W时,振荡的作用是 。
（3）活性炭具有很强的吸附能力,在提取过程中,用活性炭处理提取液的目的是 。
（4）现有丙酮（沸点56℃）、乙醇（沸点约78℃）两种溶剂,在提取物质W时,应选用丙酮作为提取剂,理由是 。
（5）该实验操作过程中应注意的事项是 （答出两点即可）。
答案
（1）晾干 高温烘干过程中,植物甲中的物质W易被破坏;新鲜的植物甲含水量高,用于提取的极性有机溶剂会被水稀释,进而降低对物质W的提取效果
（2）使原料和溶剂充分混匀 （3）去除提取液中的色素 （4）丙酮沸点低于乙醇,蒸馏时物质W分解较少 （5）在温度较低的情况下操作,防火
2.（2015课标全国Ⅱ,39,15分,0.47）回答与胡萝卜素有关的问题:
（1）胡萝卜含有的胡萝卜素中,最主要的是 （填“α-胡萝卜素”、“β-胡萝卜素”或“γ-胡萝卜素”）,该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子 ,后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症,该疾病称为 。
胡萝卜素是 （填“挥发性”或“非挥发性”）物质。
（2）工业生产上,用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时, （填“需要”或“不需要”）将新鲜的岩藻干燥。
（3）现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂,应选用其中的 作为胡萝卜素的萃取剂,不选用另外一种的理由是 。
答案
（1）β-胡萝卜素 维生素A 夜盲症 非挥发性（每空2分,共8分）
（2）需要（2分）
（3）乙酸乙酯（2分） 萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶,而乙醇为水溶性有机溶剂（3分,其他合理答案也给分）
教师用书专用（3）
3.（2010课标,39,15分）下列是与芳香油提取相关的问题,请回答:
（1）玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取,其理由是玫瑰精油具有 的性质。
蒸馏时收集的蒸馏液 （是、不是）纯的玫瑰精油,原因是 。
（2）当蒸馏瓶中的水和原料量一定时,蒸馏过程中,影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和 。
当原料量等其他条件一定时,提取量随蒸馏时间的变化趋势是 。
（3）如果蒸馏过程中不进行冷却,则精油提取量会 ,原因是 。
（4）密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度 的地方,目的是 。
（5）某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示。
提取精油时采摘花的最合适时间为 天左右。
（6）从薄荷叶中提取薄荷油时 （能、不能）采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法,理由是 。
答案
（1）易挥发、难溶于水、化学性质稳定 不是 玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来,所得到的是油水混合物
（2）蒸馏温度 在一定的时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加,一定时间后提取量不再增加 （3）下降 部分精油会随水蒸气挥发而流失 （4）较低 减少挥发（或防止挥发） （5）a （6）能 薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似
B组 自主命题·省（区、市）卷题组
1.（2016天津理综,10,12分）天津独流老醋历史悠久、独具风味,其生产工艺流程如下图。
（1）在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度,这是因为酶 。
（2）在酒精发酵阶段,需添加酵母菌。
在操作过程中,发酵罐先通气,后密闭。
通气能提高 的数量,有利于密闭时获得更多的酒精产物。
（3）在醋酸发酵阶段,独流老醋采用独特的分层固体发酵法,发酵30天。
工艺如下。
①发酵过程中,定期取样测定醋酸杆菌密度变化,趋势如图。
据图分析,与颠倒前相比,B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是 ,由此推测,影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是 。
②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。
发酵过程中,发酵缸中 层的醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变,加剧了不同种类乳酸菌的 ,淘汰了部分乳酸菌种类。
答案 （12分）
（1）在最适温度条件下催化能力最强
（2）酵母菌
（3）①先快速增长后趋于稳定 氧气、营养物质、pH
②颠倒前的B层和颠倒后的A（或不翻动,或下）
③种间竞争（或竞争）
2.（2015广东理综,29,16分）泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。
某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”,查阅资料得到图。
（1）制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是 。
乳酸菌发酵第一阶段的产物有 。
（2）据图,与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用,因为后者 ;pH呈下降趋势,原因是 。
（3）该小组得到一株“优选”乳酸菌（亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍）,拟参照资料的实验方案和食盐浓度（4%~10%）,探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低,并确定其最适条件。
请你设计一个实验结果记录表,并推测实验结论。
答案 （16分）
（1）创造无氧环境（1分） 丙酮酸、[H]、ATP（3分）
（2）亚硝酸盐含量已接近最低水平（1分） 乳酸积累（2分）
（3）结果记录表（6分）
亚硝酸盐含量（单位:
mg/kg）
食盐浓
度（%）
乳酸菌
发酵时间（d）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4
普通
优选
7
普通
优选
10
普通
优选
注:
其他合理答案酌情给分。
推测实验结论:
①用“优选”乳酸菌制作泡菜,亚硝酸盐含量更低（1分）
②最适条件是亚硝酸盐含量最低时的食盐浓度和发酵时间（2分）
【三年模拟】
非选择题（共75分）
1.（2019届甘肃兰州一中上学期期中,37）多个生物兴趣小组围绕微生物发酵展开研究。
请回答相关问题:
（15分）
（1）兴趣小组一进行自制葡萄酒实验。
在进行“产品”品尝时,兴趣小组一的同学都感到2号装置中的“产品”明显发酸,其原因最可能是2号装置 ,导致最终的产品中含有 。
（2）兴趣小组二用液体培养基培养能产生胡萝卜素的酵母菌品种。
用纸层析法对培养液中获得的“产品”进行鉴定,点样时除了点提取样品,还要点 样品,当观察到 时,说明产品含有胡萝卜素。
（3）兴趣小组三进行自制苹果醋实验。
自制过程需要接种的发酵菌是 。
某同学用新鲜苹果醋为实验材料分离纯化其中的发酵菌,为了保证能获得单菌落,要先对苹果醋 。
（4）兴趣小组三的某同学计划统计苹果醋中某发酵菌的总数,他选用10-4、10-5、10-6稀释液进行涂布,每种稀释液都设置了3个培养皿。
从对照实验的角度看,还应设置的一组对照组是 ,设置对照组的目的是 。
答案 （除标注外,每空2分,共15分）
（1）密封不严 醋酸
（2）标准（1分） 与标准样品对应的层析带 （3）醋酸菌 用无菌水进行梯度稀释 （4）不接种的空白培养基 检验培养基制备过程中是否被杂菌污染
2.（2019届重庆渝高中学第一次月考,37）近年来,纪录片《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮,其中多次讲述了利用不同微生物的发酵作用制作的美味食品。
根据相关知识,回答关于果酒、果醋和腐乳制作的相关问题。
（15分）
（1）醋酸菌属于 核生物,其新陈代谢类型为 。
（2）在果酒制作中,温度是重要的控制条件, 左右的温度最适合酵母菌繁殖,酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用 溶液进行检验。
（3）如图为腐乳制作的实验流程示意图:
①图中A代表 ,毛霉在-20℃长期保存时,菌液中常需要加入一定量的 （填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”）。
②在配制卤汤中酒的含量一般控制在 左右,酒精含量过低, ,可能导致豆腐腐败。
答案 （除标注外,每空2分,共15分）
（1）原（1分） 异养需氧型
（2）20℃ 酸性重铬酸钾 （3）加盐腌制 甘油 12% 不足以抑制微生物的生长
3.（2018山东泰安元月模拟,37）红方是腐乳的一种。
请回答与其制作有关的问题:
（10分）
（1）补充制作红方的实验流程:
① →②加盐腌制→③ →④密封腌制。
（2）在实验流程①中,首先将豆腐块平放在笼屉内,笼屉中的温度应控制在 ℃,并保持一定的 。
5天后豆腐块表面布满毛霉菌丝,这些毛霉来自空气中的 。
（3）在实验流程②操作中,向长满毛霉的豆腐块加盐,其作用是析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬。
同时,盐还能 ,避免豆腐块腐败变质。
（4）在实验流程③用到的辅料中,卤汤是由 及各种 配制而成的。
答案
（1）（让）豆腐上长出毛霉 加卤汤装瓶
（2）15~18 湿度 毛霉孢子 （3）抑制微生物的生长 （4）酒 香辛料
4.（2019届内蒙古赤峰二中第三次月考,45）请根据所学知识,回答下列问题。
（15分）
（1）硝化细菌纯化并计数时,对照组应该涂布等量的 。
若实验组每个平板中的菌落数都超过了300,应对样本菌液进行 处理。
（2）在胡萝卜素的提取过程中,首先要对新鲜的胡萝卜进行 ,但要注意控制 和时间。
根据胡萝卜素的特点,可以考虑使用 的方法提取。
（3）将提取的胡萝卜素粗品通过 法进行鉴定,观察结果时会发现标准样品位于展开剂前沿,萃取样品往往比标准样品多出现一条层析带,其原因是 。
在必修中“叶绿体中色素的提取和分离”的实验中也用到了类似的方法,目的是 。
答案
（1）无菌水 适当的稀释
（2）干燥 温度 萃取 （3）纸层析 胡萝卜素粗品中含有其他色素（或杂质） 分离叶绿体中的色素
5.如图表示血红蛋白提取和分离实验的部分装置或操作方法,请回答下列问题:
（13分）
（1）血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要成分,我们通常选用猪、牛、羊等动物的血液进行实验,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,加入柠檬酸钠的目的是 。
（2）如图甲表示 过程,该操作目的是去除样品中分子量较（大或小） 的杂质。
（3）如图乙,往色谱柱中加样的正确操作顺序是 （用序号表示）。
在进行④操作前,应该等样品 ,且要 （填“打开”或“关闭”）下端出口。
（4）a、b均为蛋白质分子,其中先从层析柱中洗脱出来的是 ,原因是 。
答案
（1）防止血液凝固
（2）透析（粗分离） 小 （3）②③④① 完全进入凝胶层 关闭 （4）a a相对分子质量较大,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
6.（2019届黑龙江大庆实验中学第一次月考,44Ⅱ）“树橘柚者,食之则甘,嗅之则香”,每年的10月,正是柑橘大量上市的季节。
橘子全身都是宝;不仅果肉的营养价值高,药用价值也高,其皮、核、络、叶都是“地道药材”。
回答下列问题:
（7分）
（1）常采用压榨法提取橘皮精油。
若采取水蒸气蒸馏法提取,橘皮精油的有效成分会发生 ;若采用水中蒸馏法又会产生 的问题,所以一般采用压榨法。
（2）提取橘皮精油的实验流程为①石灰水浸泡→② →③压榨→④ →⑤静置→⑥再次过滤→橘皮油。
其中,③过程一般加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4,其目的是利于橘皮精油 。
（3）若想利用橘子生产果酒需要用到酵母菌。
果汁发酵后是否有酒精产生,可用 来检验。
（4）若想利用橘子生产果醋需要用到醋酸菌。
醋酸菌的最适生长温度为 。
答案
（1）部分水解 原料焦糊
（2）
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