题目内容

20．目前大多数厂家采用的低盐固态发酵工艺生产的酱油和传统酿造相比，酱香不足，风味较差．固定化产酯酵母可以利用酱油中的部分糖产生酒精和乙酸乙酯等呈味物质，提高了低盐固态工艺酱油的品质．下面是科研人员的实验过程和结果：
实验步骤：
①将冰箱中4℃保存的菌种接种在麦芽汁培养基中，30℃恒温培养3d．
②称取一定量的海藻酸钠加入水中，加热溶化，配成3%的海藻酸钠溶液．
③将熔化好的海藻酸钠溶液放置一段时间后，加入产酯酵母，进行充分搅拌，混合均匀．
④用10ml的针筒吸取混合液与4%的氯化钙溶液中，形成凝胶珠．将凝胶珠在氯化钙溶液中浸泡30min后取出，用蒸馏水冲洗3次，备用．
⑤配制不同葡萄糖添加量的酱油，分别加入等量的固定化产酯酵母，在适宜条件下发酵一段时间后，测定酱油中酒精和乙酸乙酯的含量．
实验结果：
测定物质
mg/100ml		葡萄糖添加量/%
01234
酒精485129115631150836
乙酸乙酯13.317.320.918.4215.9
请回答：
（1）步骤①的目的是使酵母菌活化和增殖．步骤②中加热的方法是小火加热（或间断加热）
（2）步骤③中需将溶化好的海藻酸钠溶液放置一段时间，其目的是冷却至常温，防止高温杀死酵母菌．凝胶珠从氯化钙溶液中取出后，用蒸馏水冲洗掉凝胶珠表面的氯化钙溶液，防止凝胶珠硬度过大，影响通透性．
（3）该实验结果表明添加葡萄糖能促进酒精和乙酸乙酯的生成（或酱油中2%的葡萄糖添加量最有利于酒精和 乙酸乙酯的生成）．
（4）在传统酱油生产过程中，需向发酵液中添加一定量的食盐．若添加量过低，会造成杂菌
污染；若添加量过高，会抑制酱油生产所需微生物的代谢（或影响酱油口味）．
（5）若要探究固定化产酯酵母和游离产酯酵母产生酒精和乙酸乙酯能力的差异，你的实验设计思路是在酱油中分别加入数量相等的固定化产酯酵母和游离产酯酵母，其他条件保持适宜且相同．一段时间测定酱油中酒精和乙酸乙酯的含量．

分析 制备固定化酵母细胞
（1）酵母细胞的活化：让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态．
（2）配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液
（3）配制海藻酸钠溶液
配制的海藻酸钠溶液具体作用：包埋酵母菌细胞．
在加热的过程中，要用小火，或者间断加热：避免海藻酸钠焦糊并溢出烧杯．
（4）海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
需将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温时再加入已活化的酵母细胞：避免烫死酵母菌细胞．
（5）固定化酵母细胞
刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右：让形成的凝胶珠形成稳定的结构．

解答 解：（1）步骤①“菌种接种在麦芽汁培养基中”的目的是使酵母菌活化和增殖；步骤②海藻酸钠小火加热融化．（2）步骤③中需将溶化好的海藻酸钠溶液放置一段时间，冷却至常温，防止高温杀死酵母菌．凝胶珠从氯化钙溶液中取出后，用蒸馏水冲洗掉凝胶珠表面的氯化钙溶液，防止凝胶珠硬度过大，影响通透性．
（3）根据题意“固定化产酯酵母可以利用酱油中的部分糖产生酒精和乙酸乙酯等呈味物质”，则该试验结果表明加葡萄糖能促进酒精和乙酸乙酯的生成．
（4）在传统酱油生产过程中，需向发酵液中添加一定量的食盐．若添加量过低，会造成杂菌污染；若添加量过高，会抑制酱油生产所需微生物的代谢．
（5）若要探究固定化产酯酵母和游离产酯酵母产生酒精和乙酸乙酯能力的差异，则在酱油中分别加入数量相等的固定化产酯酵母和游离产酯酵母，其他条件保持适宜且相同．一段时间测定酱油中酒精和乙酸乙酯的含量．
故答案为：
（1）使酵母菌活化和增殖 小火加热（或间断加热）
（2）冷却至常温，防止高温杀死酵母菌 凝胶珠硬度过大，影响通透性
（3）添加葡萄糖能促进酒精和乙酸乙酯的生成（或酱油中2%的葡萄糖添加量最有利于酒精和 乙酸乙酯的生成）
（4）造成杂菌污染 抑制酱油生产所需微生物的代谢（或影响酱油口味）
（5）在酱油中分别加入数量相等的固定化产酯酵母和游离产酯酵母，其他条件保持适宜且相同．一段时间测定酱油中酒精和乙酸乙酯的含量

点评 本题考查细胞固定化和实验设计等相关知识，意在考查学生从材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题．

练习册系列答案
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11．如图代表肌细胞与内环境的物质交换关系．X、Y、Z表示三种细胞外液，下列叙述错误的是（　　）
A．若饮食过咸，则Y中渗透压会升高
B．Z中有大量的淋巴细胞和吞噬细胞
C．肌细胞的代谢产物可能导致X的pH降低
D．X、Y、Z理化性质的稳定依赖于神经调节
12．下列与动物细胞培养有关的表述中，不正确的是（　　）
A．培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清
B．二倍体动物细胞通常为有限细胞系，不能连续分裂
C．连续细胞系都是发生了癌变的无性细胞系，无接触性细胞移植现象
D．动物细胞培养可用于检测有毒物质和获得大量自身健康细胞
9．阅读下列资料，回答下列问题：
（1）据新华社讯：3月27日，西安市区黄尘弥漫，这是继3月22日西安一场泥雨后，“黄龙”再次降临西安．从生态因素分析，导致“黄龙”再降西安的主要原因是我国西北地区植被覆盖率低；引起“黄龙”再降的人为因素可以归纳为：乱砍滥伐森林、不合理开垦、过度放牧等．
（2）黑龙江省一些专家、学者日前根据新近的调查结果发出警告：黑土地已严重恶化．分布在松嫩平原的10.8万km2的东北黑土地，是世界著名的高产土壤．然而，这片黑土地由于严重的水土流失和掠夺式的经营方式，土壤生产能力正呈下降趋势．黑土层已由50年前平均厚度40～100cm，下降到如今的20～40cm，有的地方已经裸露出有机质含量极低的泛黄母质层．专家们的调查显示：东北地区水土流失面积已达1/3以上，成为我国商品粮基地中水土流失最严重的地区之一．黑土地土壤流失严重，说明森林具有涵养水源，保持水土的作用．
（3）科学家研究认为，沙尘暴的发生必须具有风和沙源两个条件，我国西部174个县在2000年先行退耕34.33万公顷．退耕还林、还草是西部生态建设的一项紧迫任务．从治理沙尘暴的角度思考，“还林”的作用是防风，“还草”的作用是固沙．
（4）我国将实施6大林业重点工程：
①天然林保护；
②“三北”和长江中下游地区等重点防护林的建设；
③退耕还林、还草；④环北京地区防沙治沙；
⑤野生动植物保护及自然保护区的建设；
⑥速生丰产材林的林业产业基地建设．
从根本上说，我国实施六大林业工程的目标就是要提高森林覆盖率 抵抗力，搞好生态环境建设．
16．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中的实验流程．
（2）冲洗的主要目的是洗去浮尘，冲洗应特别注意不能反复冲洗，以防止菌种的流失．
（3）图2置中的充气口在果酒发酵时关闭，在果醋发酵时连接充气泵，并不断向内泵入空气．
（4）排气口在果酒发酵时排出的气体是CO2，为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？避免空气中其它微生物进入发酵装置（防止空气中的微生物污染）．
（5）在用玻璃瓶发酵生产时，必须对玻璃瓶用体积分数为70%的酒精溶液进行消毒，然后在玻璃瓶中加入葡萄汁，加入的葡萄汁不应超过玻璃瓶体积的$\frac{2}{3}$．
（6）在果酒的工业制作过程中，接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气后再密封，这样做的目的是在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，增加数量．酵母菌利用葡萄糖发酵产生酒精的反应式是C6H12O6$\stackrel{酶}{→}$2C2H5OH+2CO2+能量
多余空格．
（7）果汁发酵后是否有酒精产生，可以用酸性的重铬酸钾试剂来检验．在果酒酿造过程中，如果果汁灭菌不严格，含有醋酸杆菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸杆菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？不能．因为果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长，且醋酸菌发酵条件是氧气充足．
5．下列说法不正确的是（　　）
A．同一种物质可能既作碳源又作氮源B．凡是碳源都能提供能量
C．除水以外的无机物仅提供无机盐D．无机氮源也能提供能量
11．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）酵母菌与醋酸菌在结构组成上最主要的区别是有成形的细胞核．
（2）酒精发酵的化学反应式是C6H12O6$\stackrel{酶}{→}$2CO2+2C2H5OH+能量．酵母菌也可以在有氧条件下进行呼吸作用，说明其异化作用类型为兼性厌氧型．
（3）冲洗的主要目的是洗去浮尘，冲洗应特别注意不能反复冲洗以防止菌种的流失．
（4）图2装置中的充气口在果酒发酵时关闭，在果醋发酵时连接充气泵，并不断向内泵入空气．
（5）排气口在果酒发酵时排出的气体是CO2，为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？避免空气中其它微生物进入发酵装置（防止空气中的微生物污染）．
（6）在玻璃瓶中加入葡萄汁，加入的葡萄汁不应超过玻璃瓶体积的$\frac{2}{3}$．
7．下列关于生命系统结构层次的叙述正确的是（　　）
A．山羊和杨树具有相同的生命系统结构层次
B．肌肉细胞里的蛋白质不属于生命系统的结构层次
C．病毒在活细胞中能够生存，属于个体层次
D．不存在既属于细胞层次又属于个体层次的生物
8．如图为基因工程中，利用农杆菌作为载体，培育出新性状植株的过程，请据图分析回答：

（1）将携带外源基因的DNA导入植物细胞中所用到的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶．
（2）如图中，目的基因导入植物细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，可以通过检测转化的植物有没有显示出目的基因控制的性状来确定．导入目的基因的植物细胞一般需要通过植物组织培养的方法，培育成能表现新性状的植株．
（3）利用基因工程进行育种，可以培育出具有新性状的植株，这种育种方式的优点是：①能打破生物种属的界限；②在分子水平上定向改变生物的遗传特性．

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