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2020版高考生物苏教版一轮复习讲义：第十一单元第40讲生物技术在食品及其他方面的应用
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第40讲 生物技术在食品加工及其他方面的应用
[考纲要求] 1.利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。2.运用发酵加工食品的基本方法。3.测定食品加工中可能产生的有害物质。4.酶活力测定的一般原理和方法。5.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。6.制备和应用固相化酶。7.从生物材料中提取某些特定的成分。8.蛋白质的提取和分离。
考点一 果酒和果醋的制作
1.制作原理与发酵条件
项目
果酒制作
果醋制作
菌种
酵母菌
醋酸菌
菌种来源
附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
变酸酒表面的菌膜
发酵过程
有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：
C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量
氧气、糖源充足时：C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量；缺少糖源、氧气充足时：
C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量
温度
一般酒精发酵18～25 ℃，繁殖最适为20 ℃左右
最适为30～35 ℃
条件
前期：需氧，后期：无氧
需要充足的氧气
时间
10～12天
7～8天
2.制作流程
挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵
↓ ↓
果酒 果醋
(1)醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸( × )
(2)酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度( × )
(3)在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长( √ )
(4)在家庭中用新鲜葡萄制作果酒时，需给发酵装置适时排气( √ )
(5)在制作果酒、果醋时，适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖( √ )
(6)利用葡萄发酵产生果酒的后期，加入醋酸菌即可产生醋酸( × )
如图为果酒和果醋制作的实验装置图，据图分析：
(1)甲、乙、丙的作用分别是什么？
提示 通入空气(氧气)、排气、取样(对发酵的情况进行及时的监测)。
(2)图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当？为什么？
提示 不恰当，因为葡萄汁的量不能超过发酵瓶体积的2/3，而且不能将排气口淹没。
(3)醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，甲都需要打开，请说明原因。
提示 醋酸菌是好氧细菌，在发酵过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。
(4)果酒搁置时间过久为什么会有酸味？
提示 醋酸菌在缺乏糖源时，可以将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸。
命题点一 果酒、果醋制作原理的理解
1.(2019·西安调研)如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化，下列叙述正确的是( )
A.过程①和②都只能发生在缺氧条件下
B.过程①和③都发生在酵母菌细胞的线粒体中
C.过程③和④都需要氧气的参与
D.过程①～④所需的最适温度基本相同
答案 C
解析 有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，均发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸，而丙酮酸产生乙醇只能发生在无氧呼吸过程中，A、B项错误；③过程属于有氧呼吸第二、三阶段，第三阶段需要氧气参与，④过程是制作果醋的过程，需醋酸菌参与，醋酸菌是一种好氧细菌，因此④过程也需要氧气参与，C项正确；制作果酒时，最适温度为18～25 ℃，而制作果醋时，最适温度为30～35 ℃，D项错误。
2.果酒是以新鲜水果或果汁为原料，经全部或部分发酵配制而成的，酒精度为7%～18%。在果酒的基础上继续发酵可得到果醋。下列有关果酒和果醋制作的叙述中，正确的是( )
A.果酒和果醋的制作都是由酵母菌完成的
B.在果酒制作过程中要定期拧松瓶盖排放CO2
C.传统的葡萄酒制作一定需要人工接种菌种
D.葡萄汁装入发酵瓶时，要将瓶装满
答案 B
解析 果酒的制作离不开酵母菌，果醋的制作由醋酸菌完成，A错误；在果酒制作过程中，定期排放CO2，避免容器内压力过大，B正确；传统的葡萄酒制作中起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，C错误；葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，D错误。
命题点二 果酒、果醋制作的过程和装置分析
3.(2018·海南，30)葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的。酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。
回答下列问题：
(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是_________________________________________________________________
_____________________________________________________________(答出两点即可)。
(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约1/3的空间，这种做法的目的是________________________
________________________________(答出两点即可)。
(3)某同学若用乙装置进行发酵，并设置两个不同处理组(乙A和乙B)，乙A装置中保留一定量的氧气，乙B装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下，测得一段时间内乙A和乙B中酒精含量的变化趋势及乙A中氧气含量的变化趋势，如曲线图所示。
图中曲线①、②、③依次表示______________、______________、______________含量的变化趋势。
(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于________生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于________(填“自养”或“异养”)生物。
答案 (1)不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染 (2)为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出 (3)乙A中的氧气 乙B中的酒精 乙A中的酒精 (4)兼性厌氧 异养
解析 (1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染。(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约1/3的空间，这种做法的目的是为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出。(3)分析题意可知，图中曲线①、②、③依次表示乙A中的氧气、乙B中的酒精、乙A中的酒精含量的变化趋势。(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于兼性厌氧生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于异养生物。
考点二 腐乳和泡菜的制作
1.腐乳的制作
(1)制作原理
毛霉等微生物能产生蛋白酶、脂肪酶等，可分解有机物。
①蛋白质氨基酸＋小分子的肽。
②脂肪甘油＋脂肪酸。
(2)制作流程
直接接种或利用空气中的毛霉孢子
↓
↓
↓
2.泡菜的制作
(1)菌种来源：附着在蔬菜上的乳酸菌。
(2)制作原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。反应式：C6H12O6→2C3H6O3。
(3)制作流程
归纳总结 传统发酵技术中四种常用菌种的比较
项目
酵母菌
醋酸菌
毛霉
乳酸菌
生物学分类
真核生物
原核生物
真核生物
原核生物
代谢类型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
异养需氧型
异养厌氧型
发酵条件
前期需氧，后期不需氧
一直需氧
一直需氧
无氧
生长适宜温度
18～25 °C
30～35 °C
15～18 °C
室温
生产应用
酿酒、发面
酿醋
制作腐乳
制作酸奶、泡菜
1.判断关于腐乳制作的叙述
(1)制作腐乳的菌种只有毛霉( × )
(2)腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶( √ )
(3)将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量( × )
(4)在腐乳制作过程中加入香辛料既能调节风味，还具有防腐杀菌作用( √ )
(5)在腐乳制作过程中，盐的用量要适宜，酒的含量一般控制在12%左右( √ )
2.判断关于泡菜制作的叙述
(1)泡菜制作的菌种主要是醋酸菌( × )
(2)制作泡菜时，盐水煮沸后可以立即使用( × )
(3)泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵( √ )
(4)泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件( × )
(5)与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好( × )
下图是泡菜在腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化规律，据图分析：
(1)从生物间的相互关系和条件变化分析，乳酸菌呈现这种变化规律的原因是什么？
提示 发酵初期以不产酸的大肠杆菌和酵母菌的活动为主，同时还有一部分硝酸盐还原菌在该时期利用氧气，产生了无氧环境，乳酸菌开始活动；发酵中期由于乳酸菌产生了大量乳酸，其他细菌活动受到抑制，乳酸菌活动增强；发酵后期由于乳酸的积累，酸度继续增长，乳酸菌活动也受到抑制，乳酸菌数量下降。
(2)乳酸含量开始很低，中后期急剧增加的原因是什么？
提示 发酵初期有氧气，乳酸菌活动较弱，中后期氧气含量减少，乳酸菌大量繁殖，乳酸的量迅速积累。
(3)分析亚硝酸盐的含量变化的原因。
提示 发酵初期，乳酸菌和乳酸的量都比较少，而由于硝酸盐还原菌的活动，亚硝酸盐含量逐渐增加；后期由于硝酸盐还原菌受抑制，同时形成的亚硝酸盐又被分解，因而亚硝酸盐含量下降。
命题点一 腐乳的制作原理和过程分析
1.(2018·芜湖调研)下列关于“腐乳的制作”的实验，叙述正确的是( )
A.控制发酵温度的主要目的是腐乳调味
B.腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用
C.毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉
D.成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生
答案 B
解析 温度通过影响酶的活性影响腐乳发酵，控制发酵的温度主要有利于毛霉等微生物的生长和腐乳发酵，A项错误；香辛料和料酒都能抑制微生物的生长，具有防腐作用，B项正确；毛霉的主要作用是产生蛋白酶和脂肪酶，将蛋白质和脂肪分解成小分子化合物，C项错误；成品腐乳表面的粘性物质主要是毛霉产生的，毛霉属于真菌，D项错误。
2.腐乳是我国民间传统发酵食品，味道鲜美，营养丰富，风味独特，易于消化。请回答下列问题：
(1)在腐乳的制作中，起主要作用的微生物是________，它与乳酸菌在结构上的主要区别是________________________________________________________________________。
(2)腐乳含有丰富的氨基酸、甘油、脂肪酸等小分子物质，与此有关的物质变化有____________
________________________________________________________________________。
参与这些物质变化的酶有________________________________________________________。
(3)腐乳的制作过程中需加盐腌制，那么用盐腌制的目的是_________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
要控制盐的用量，因为________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在腐乳的制作中，卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。卤汤中酒的含量应控制在12%左右的原因是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)毛霉 毛霉有由核膜包被的细胞核 (2)蛋白质→小分子的肽、氨基酸，脂肪→甘油、脂肪酸 蛋白酶、脂肪酶 (3)抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质；析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期的制作过程中不会过早酥烂 盐的浓度过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味 (4)酒精含量过高，腐乳成熟的时间将会延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败
解析 (1)在腐乳的制作中，起主要作用的微生物是毛霉，毛霉为真核生物，乳酸菌为原核生物，毛霉与乳酸菌在结构上的主要区别是毛霉有由核膜包被的细胞核。(2)腐乳的制作主要是利用了毛霉等真菌，因为毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶，它们能将大分子物质水解成小分子物质，从而易于吸收。与此有关的物质变化有蛋白质→小分子的肽、氨基酸，脂肪→甘油、脂肪酸。(3)腐乳的制作过程中用盐腌制的目的是盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质；加盐还可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期的制作过程中不会过早酥烂。但要控制盐的用量，因为盐的浓度过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。(4)在腐乳的制作中，卤汤中酒的含量应控制在12%左右，若酒精含量过高，腐乳成熟的时间将会延长；若酒精含量过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败。
命题点二 泡菜的制作原理和过程分析
3.(2018·北京海淀区高三二模)利用卷心菜发酵制作泡菜的过程中，乳酸菌、酵母菌细胞数量和pH的变化如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.酵母菌和乳酸菌均有由核膜包被的细胞核
B.发酵初期乳酸菌建立了明显的菌种优势
C.前6天pH下降主要由乳酸菌代谢引起
D.发酵中期酵母菌通过无氧呼吸进行增殖
答案 A
解析 乳酸菌是原核生物，细胞内没有由核膜包被的细胞核，A错误；根据曲线图中乳酸菌和酵母菌的数量变化曲线对比分析可知，发酵初期乳酸菌远多于酵母菌，所以乳酸菌成为了明显的优势菌种，B正确；结合曲线图分析，前6天，由于乳酸菌远多于酵母菌，其产生的乳酸会降低培养液的pH，C正确；由于整个发酵过程都是在无氧环境条件下进行的，在发酵中期，酵母菌明显增多，酵母菌增多只能是通过无氧呼吸增殖，D正确。
4.(2015·广东，29)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”，查阅资料得到下图。
(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)据题图，与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，因为后者____________________；pH值呈下降趋势，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 (1)隔绝空气，创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵 丙酮酸、[H]、ATP
(2)亚硝酸盐含量较低 乳酸菌发酵产生的乳酸增多
(3)两种乳酸菌在泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化表
乳酸菌类型及食盐浓度
亚硝酸盐
含量(mg/kg)
发酵时间(天)
普通乳酸菌
“优选”乳酸菌
4%
5%
……
10%
4%
5%
……
10%
1
2
3
……
10
推测实验结论：与普通乳酸菌相比，“优选”乳酸菌制作泡菜时，相同条件下产生的亚硝酸盐含量低。
考点三 酶的研究及应用
1.果胶酶在果汁生产中的应用
(1)果胶酶的组成和作用
①果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。
②果胶酶能够将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物的细胞壁及胞间层，提高出汁率，并且使果汁变得澄清。
(2)酶的活性及影响因素
①酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用化学反应的反应速度来表示。
②影响因素：温度、pH和激活剂等。
(3)探究影响果胶酶催化作用因素的实验设计
①设置一系列的温度梯度，探究温度对酶活性的影响。
②设置一系列的pH梯度，探究pH对酶活性的影响。
③设置不同浓度的果胶酶，探究果胶酶的最佳用量。
2.探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
(1)加酶种类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。
(2)作用原理：将大分子的蛋白质、脂肪、淀粉和纤维素分解为小分子物质，提高洗衣粉的去污能力。
(3)实验设计(用对应数字填写下表)
探究内容
自变量
无关变量
普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果
①
②③④⑤⑥
不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果
④
①②③⑤⑥
不同类型加酶洗衣粉的洗涤效果
①
②③④⑤⑥
①洗衣粉的种类 ②污染物的种类 ③洗衣粉的用量 ④反应温度 ⑤搅拌时间 ⑥布料质地
3.酶和酵母细胞的固定化
(1)常用的几种固定方式
①是包埋法，是将酶或者细胞包埋在细微的网格里。
②是化学结合法，是将酶或者细胞相互结合或者结合到载体上。
③是物理吸附法，是将酶或者细胞吸附在载体表面上。
(2)酵母细胞的固定化及发酵
酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制聚乙烯醇—海藻酸钠溶液→酵母菌—聚乙烯醇—海藻酸钠溶液→固定化酵母细胞→冲洗→发酵。
(1)用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型的加酶洗衣粉好( × )
(2)棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤( × )
(3)CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠( √ )
(4)固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显( √ )
某一实验小组的同学，通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验装置如图，请分析：
(1)图中a、b、c分别是什么？
提示 a是固定化酵母细胞，b是反应柱，c是筛板。
(2)从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是什么？
提示 葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞失水过多而死亡。
(3)要想得到较多的酒精，加入反应液后应关闭活塞1和活塞2。
(4)图中的长导管有什么用途？
答案 释放CO2，防止空气中的杂菌进入反应柱。
命题点一 酶的性质和应用的考查
1.加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮(橘络)会产生严重污染。目前，使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的四类微生物，不能产生所用酶的是( )
A.生长在麦麸上的黑曲霉
B.生长在酸奶中的乳酸菌
C.生长在棉籽壳上的平菇
D.生长在木屑上的木霉
答案 B
解析 橘络、麦麸、棉籽壳和木屑的主要成分都是纤维素，因为黑曲霉、平菇、木霉能产生纤维素酶，所以这些物质可以被利用。由于乳酸菌不能产生纤维素酶，因而不能去除橘络。
2.有人设计实验探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并优于普通洗衣粉，实验分为两组，一组衣物用加酶洗衣粉洗涤，另一组衣物用普通洗衣粉洗涤，该实验设计缺少( )
A.用加酶洗衣粉洗涤和用适量普通洗衣粉洗涤的对照
B.既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤(即只用清水)的对照
C.用普通洗衣粉洗涤和用少量加酶洗衣粉洗涤的对照
D.用少量普通洗衣粉洗涤和用大量加酶洗衣粉洗涤的对照
答案 B
解析 该实验的自变量是洗衣粉的种类。实验设计应分为三组，其中实验组有两组，一组用加酶洗衣粉，一组用普通洗衣粉，另外应有一个空白对照组，既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤，而是用清水洗涤。
命题点二 固定化细胞和固定化酶的应用
3.如图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述不正确的是( )
A.刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母细胞混合制备混合液
B.图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠
C.图2发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母细胞充分接触
D.图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中
答案 A
解析 刚溶化的海藻酸钠要冷却至室温，才能与活化的酵母细胞混合制备混合液，以免高温使酵母细胞失活；混合液加入CaCl2溶液进行固定化酵母细胞，CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠；发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母细胞充分接触，以利于发酵过程的顺利进行；制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤(去除残留的CaCl2)后再转移到图2装置中进行发酵。
4.(2018·无锡一模)下列关于酶技术应用的叙述，正确的是( )
A.用包埋法将果胶酶固定化后，其活性明显增强
B.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用
C.较长时间保持酶活性，各种酶制剂都应保存在低温的条件下
D.加酶洗衣粉中加入表面活性剂，其目的是促进酶的活性
答案 C
解析 包埋法固定化的果胶酶，可以重复使用，易与产物分离，但不会明显增强酶活性，A错误；尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶、过氧化氢酶和无色物质，但不可以反复使用，B错误；加酶洗衣粉中加入表面活性剂会影响酶的活性，D错误。
考点四 生物技术在其他方面的应用
1.血红蛋白的提取与分离
(1)方法及原理
方法
原理
凝胶色谱法
根据相对分子质量的大小分离蛋白质
电泳法
利用了各种分子带电性质的差异以及分子本身大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度进行分离
(2)实验操作程序
样品处理：红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→分离血红蛋白溶液
↓
粗分离：用透析法除去样品中相对分子质量较小的杂质
↓
纯化：用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化
↓
纯度鉴定：用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电脉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
2.芳香油
(1)成分：是芳香植物在代谢中的产物，主要组分包括萜类化合物及其衍生物。
(2)提取方法：蒸馏法、压榨法、萃取法。
3.玫瑰花瓣中芳香油的粗提取
(1)方法：水蒸气蒸馏法。
(2)实验流程
实验步骤
关键点
①
鲜玫瑰花＋清水
二者质量比为1∶4
②
水蒸气蒸馏
在蒸馏瓶中加几粒沸石，防止液体过度沸腾；控制蒸馏的时间和速度
③
油水混合物分层
呈乳白色的乳浊液，加入NaCl使乳化液明显分层
④
分离油层
用分液漏斗把油水分离
⑤
除水
加入无水Na2SO4吸收水分，再过滤除去
⑥
玫瑰精油
出油率＝玫瑰精油质量/原料质量
4.压榨法提取橘皮精油
石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮精油
(1)橘皮的处理：干燥后一定要用石灰水浸透，时间至少10 h以上。
(2)压榨液的处理：可以先用普通布袋过滤除去固体物和残渣，然后离心进一步除去质量较小的残留固体物，再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮精油分离出来。
1.判断血红蛋白的提取与分离的叙述
(1)洗涤红细胞时使用生理盐水可防止红细胞破裂( √ )
(2)透析袋能使大分子自由进出，而将小分子保留在袋内( × )
(3)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( × )
(4)凝胶色谱法和电泳法的原理相同( × )
2.判断植物有效成分提取的叙述
(1)植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，根据提取的芳香油的用途选择提取的方法
( × )
(2)油水混合物中加入无水硫酸钠，有利于分离油层( × )
(3)原料易焦糊和有效成分易水解的植物芳香油的提取，不宜采用水中蒸馏法，宜采用压榨法
( √ )
(4)影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外，还有原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等( √ )
1.凝胶色谱法
(1)结合上图，根据凝胶色谱法的分离原理，填表分析不同大小的分子洗脱后的次序。
项目
相对分子质量大
相对分子质量小
直径大小
较大
较小
运动方式
垂直向下运动
无规则的扩散运动
运动路程
较短
较长
运动速度
较快
较慢
洗脱次序
先流出
后流出
(2)结合上图，分析为什么相对分子质量较大的蛋白质会先从色谱柱中洗脱出来？
答案 相对分子质量较小的蛋白质由于扩散作用进入凝胶颗粒内部，而被滞留；相对分子质量较大的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面，在颗粒之间迅速通过。
(3)凝胶色谱法分离蛋白质时通过一次洗脱能否将所需蛋白质与其他杂质彻底分离？
答案 不能。相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶颗粒内部，移动距离较近，移动速度较快，先洗脱出来；但相对分子质量较小的蛋白质可能进入凝胶颗粒内部，也可能不进入，导致部分相对分子质量较小的蛋白质可能与相对分子质量较大的蛋白质一起洗脱出来。
2.下图是提取植物有效成分的水蒸气蒸馏装置，据图分析：
(1)图中a、b哪一个是进水口，哪一个为出水口？加热时为何常向液体中加入几片碎石或瓷片？
提示 图中a为出水口，b为进水口，这与蒸气流方向相反；加热时向液体中加入几片碎石或瓷片的目的是防止液体暴沸。
(2)玫瑰精油为什么适合用水中蒸馏法进行提取？
提示 因为玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，且不会导致原料焦糊和有效成分水解等，所以适合用水中蒸馏法进行提取。
(3)为何常采用水浴加热？在烧瓶口安装冷凝回流装置的目的是什么？
提示 采用水浴加热的原因：有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。在烧瓶口安装冷凝回流装置的目的是防止加热时有机溶剂挥发。
命题点一 蛋白质的提取与分离的原理和过程分析
1.蛋白质的分离与纯化是蛋白质研究的重要技术。下列有关叙述不正确的是( )
A.根据蛋白质分子不能透过半透膜的特性，可将样品中各种不同的蛋白质分离
B.根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小等，可通过电泳分离蛋白质
C.根据蛋白质相对分子质量的大小，可通过凝胶色谱法分离蛋白质
D.根据蛋白质的分子大小、密度不同，可通过离心沉降法分离蛋白质
答案 A
解析 蛋白质分子是生物大分子，不能通过半透膜，因此不能利用半透膜分离蛋白质；蛋白质分子所带电荷性质的差异及分子大小可以使蛋白质分子在电场中获得不同的迁移速度，因此可以利用电泳法分离蛋白质；蛋白质相对分子质量的大小不同，通过凝胶柱的时间不同，可通过凝胶色谱法分离蛋白质；蛋白质的分子大小、密度不同，具有不同的离心力，可通过离心沉降法分离蛋白质。
2.仔细观察下图，所带负电荷最少的球蛋白是( )
A.α1－球蛋白 B.α2－球蛋白
C.β－球蛋白 D.γ－球蛋白
答案 D
解析 对于几种球蛋白来说直径相差不大，引起泳动速度的差异主要来自于所带电荷多少，由图可知球蛋白由右向左泳动，因右侧为负极。且γ－球蛋白距点样处最近，所以γ－球蛋白所带负电荷最少。
命题点二 植物有效成分提取的原理和过程分析
3.某同学设计的提取玫瑰精油的实验流程如图所示，据图分析不正确的是( )
A.在②步中使用水气蒸馏更简便易行
B.在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片防止暴沸
C.提取精油时，向混合物中加入NaCl更利于油水分层
D.加入无水Na2SO4，再用过滤法可除去分离的油层中的水分
答案 A
解析 由于玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂，因此在②步中使用水中蒸馏更简便易行；在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片，目的是防止暴沸；提取精油时，为了促进油水分层，要向油水混合物中加入NaCl；分离的油层还含有一定的水分，需加入无水Na2SO4，再用过滤方法将其除去。
4.请回答下列与实验室提取芳香油有关的问题：
(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、蒸馏法和________。
(2)芳香油溶解性的特点是_______________________________________________________。
(3)对材料压榨后可得到糊状液体，为除去其中的固体物质获得乳状液可采用的方法是________。
(4)得到的乳状液加入氯化钠并放置一段时间后，芳香油将分布于液体的上层，原因是油层的密度比________。加入氯化钠的作用是_________________________________________。
(5)从乳状液中分离得到的芳香油中要加入无水硫酸钠，该试剂的作用是________________。
(6)某同学在实验中设计了如图所示的装置提取玫瑰精油，指出该装置中的两个错误。
①错误1：___________________________________________________________________。
②错误2：_________________________________________________________________。
答案 (1)萃取法 (2)不溶于水，易溶于有机溶剂
(3)过滤 (4)水层小 增加水层密度，使油和水分层(或增加盐的浓度，使油和水分层) (5)吸收芳香油中残留的水分 (6)①温度计位置太靠下 ②冷凝器进水口、出水口接错
解析 题图为水蒸气蒸馏装置，温度计用来测定水蒸气的温度，图中温度计位置过低，应将温度计的下端与蒸馏烧瓶的支管口下沿保持水平。冷凝管中的水流方向应与蒸气流向相反，图中冷凝管进水口、出水口接错，冷凝管进水口应在下，出水口在上。
矫正易错 强记长句
1.选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，并除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。冲洗以洗去灰尘为目的，且不要太干净，以防洗去野生型酵母菌。
2.葡萄酒呈现深红色的原因是红葡萄皮的色素进入发酵液。
3.腐乳的风味主要取决于卤汤和酒的作用。
4.加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶 、脂肪酶 、淀粉酶 、纤维素酶。其中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
5.海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。
6.蛋白质的分离依据
根据蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等，可以用来分离不同种类的蛋白质。
7.植物芳香油具有很强的挥发性，主要包括萜类化合物及其衍生物。植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等。
下表为传统发酵食品的制作装置图，请据图分析：
食品
果酒
果醋
腐乳
制作装置或操作步骤
1.图中利用的主要菌种依次为酵母菌、醋酸菌、毛霉；其中属于真核生物的是酵母菌、毛霉，因为它们具有以核膜为界限的细胞核。
2.甲～丙装置或者步骤是否存在缺陷？试具体分析：甲装置中排气管不应插入到发酵液内，丙装置接种应在“加盐”之前，不应在“加盐”后接种。
3.甲装置留有1/3空间的目的是：(1)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；(2)防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
4.在腐乳制作过程中要注意豆腐的含水量、制作过程中的加盐量及酒与香辛料的量。
重温高考 演练模拟
1.(2018·江苏，14)下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是( )
A.用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞
B.进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜
C.注射器(或滴管)出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状
D.包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性
答案 D
解析 溶解海藻酸钠时，应先加水，小火间断加热并不断搅拌，完全溶化后用蒸馏水定容，冷却至室温后加入活化的酵母细胞充分搅拌，使其混合均匀，再固定，A错误；进行包埋时，CaCl2溶液的作用是让胶体聚沉，使海藻酸钠形成凝胶珠，不是用于悬浮细胞，B错误；滴加时注射器或滴管不能贴近液面，否则凝胶珠会呈蝌蚪状，C错误；制作成功的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性，D正确。
2.(2017·全国Ⅱ，37)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32 h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32 h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
解析 (1)由题意可知该实验的自变量是菌种和发酵时间。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是好氧菌。(3)如果在实验后，发现32 h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)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为氨基酸和肽，脂肪转变为脂肪酸和甘油。
3.(2017·全国Ⅲ，37)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
解析 (1)依据题干信息可知，受热、受潮物质W易分解，所以选择晾干的植物甲，因为高温烘干过程中，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)振荡使原料和溶剂充分混匀。(3)根据题意，活性炭具有吸附能力，杂质色素易被吸附。(4)根据题干信息，物质W受热易分解，所以选择沸点低的丙酮。(5)根据题干信息，物质W受热易分解，所以实验操作过程中应注意控制温度；又因为用了丙酮，所以要注意防火。
4.(2016·全国Ⅱ，39节选)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；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，根据醋酸菌的细胞呼吸类型，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。
(4)醋酸菌属于________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 线粒体 快 (2)有氧 (3)低于 (4)原 不含有
解析 (1)图示中的过程①和②是酵母菌无氧呼吸产生乙醇的过程，其场所是细胞质基质。过程③表示有氧呼吸的第二、第三阶段，其场所分别为线粒体基质和线粒体内膜，即在酵母菌细胞的线粒体中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度快。(2)醋酸菌是一种好氧细菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，需要在有氧条件下才能完成。(3)第一阶段即果酒的制作，所控制的温度范围是18～25 °C，第二阶段即果醋的制作，所控制的温度范围是30～35 °C，所以第一阶段的温度低于第二阶段。(4)醋酸菌属于原核生物，其细胞结构中不含线粒体等复杂的细胞器。
一、选择题
1.(2018·四川乐山四校高三联考)下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是( )
A.在果酒的制作过程中，应先去除葡萄的枝梗，再进行多次反复冲洗，这样才可以洗得彻底
B.果酒、果醋的发酵装置中，充气口的作用是在酒精发酵时连接充气泵进行充气，排气口的作用是在醋酸发酵时排出二氧化碳
C.豆腐上长了毛霉后，需加盐腌制8天左右，这样可以抑制微生物的生长，避免豆腐变质，又能使豆腐析出水分，使豆腐块变硬
D.制作泡菜时要选火候好、无裂纹、无砂眼、盖子吻合好的坛子，需要加水密封，目的是隔绝空气，抑制细菌繁殖
答案 C
解析 在果酒的制作过程中，应先冲洗葡萄，然后再去除葡萄的枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会；冲洗以洗去灰尘为目的，不能多次反复冲洗，以防洗去附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，A项错误；果酒、果醋的发酵装置中，充气口的作用是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气，排气口的作用是在酒精发酵时排出二氧化碳，B项错误；豆腐上长了毛霉后，需加盐腌制8天左右，这样可以抑制微生物的生长，避免豆腐变质，又能析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，C项正确；制作泡菜时需要加水密封，目的是隔绝空气，以保证乳酸菌发酵所需的无氧环境，D项错误。
2.(2018·江苏，16)某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是( )
A.夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理
B.乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大
C.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压
D.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
答案 B
解析 利用酵母菌进行酒精发酵时，一般将温度控制在18～25 ℃，因此夏季生产果酒时，需要对发酵罐体进行降温处理，A正确；发酵过程中，进气口阀门应该关闭，以保证发酵罐的无氧环境，使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，B错误；正常发酵过程中，由于酵母菌进行无氧呼吸产生CO2，所以发酵罐内的压力增大，高于大气压，C正确；葡萄酒的发酵过程消耗葡萄糖，所以可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵，D正确。
3.某种生物活性洗衣粉包装袋上印有以下资料，下列对资料表明的信息理解错误的是( )
成分
·蛋白酶 0.2%
·清洁剂 15%
用法
·洗涤前先将衣服浸于溶有洗衣粉的水中数小时
·使用温水效果最佳
·切勿使用60 ℃以上的水
①这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍 ②在60 ℃以上的水中，蛋白酶会失去活性 ③该洗衣粉可洗涤各种污渍的衣料 ④该蛋白酶能够水解各种蛋白质
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
答案 B
解析 该洗衣粉包装袋上印有蛋白酶0.2%，说明这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍。但是蛋白酶的种类较多，每种蛋白酶的作用都有适宜的温度和pH，因此，该蛋白酶不可能水解所有的蛋白质。该洗衣粉可洗涤含蛋白质污渍的衣料而不能处理各种污渍的衣料。洗衣粉用法中提示使用温水效果最佳，若使用60 ℃以上的热水，则会因温度过高而使蛋白酶活性降低或失去活性。
4.(2018·内蒙古北方第三中学高三期中)在植物有效成分的提取过程中，常用萃取法、蒸馏法和压榨法。下列关于这三种方法的叙述错误的是( )
A.蒸馏法和萃取法都需要水浴加热
B.压榨法适用于易焦糊原料的提取，如柑橘、柠檬等
C.萃取法适用范围较广，一般原料颗粒小、萃取温度高、时间长，萃取效果好
D.蒸馏法适用于提取玫瑰精油、薄荷油等挥发性强的芳香油
答案 A
解析 蒸馏法适用于提取挥发性强的芳香油，其操作过程中不需要水浴加热，萃取法需要水浴加热，A错误；压榨法是通过机械加压，将原料中的芳香油挤压出来，适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取，B正确；萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡，使芳香油溶解在有机溶剂中，之后再通过蒸馏装置蒸发出有机溶剂，剩下的就是要提取的物质，萃取法提取植物有效成分时要求原料的颗粒要尽可能细小、萃取温度高、时间长，这样能保证提取的物质能够充分溶解，萃取效果好，C正确；蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后可以分层，将芳香油分离出来的方法，适用于提取玫瑰精油、薄荷油等挥发性强的芳香油，D正确。
5.(2018·江苏苏、锡、常、镇三模)下列关于酶制剂和固定化酵母细胞的叙述，正确的是( )
A.从酶的固定方式看，吸附法比交联法对酶活性影响大
B.可用海藻酸钠包埋消化酶制成多酶片用于缓解消化不良症状
C.将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，主要目的是防止杂菌污染
D.探究不同加酶洗衣粉洗涤效果实验中，水温和浸泡时间都属于无关变量
答案 D
解析 交联法是将酶相互连接起来，而吸附法是将酶吸附在载体表面上，可见交联法对酶活性影响较大，A错误；消化酶分子较小，易从包埋材料中漏出，因此不使用包埋法固定消化酶，B错误；将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，主要目的是洗去CaCl2，C错误；探究不同加酶洗衣粉洗涤效果实验中，不同加酶洗衣粉是实验的自变量，而水温和浸泡时间等都属于无关变量，D正确。
二、非选择题
6.在酿酒、酿醋、制作腐乳、泡菜过程中都要涉及各种微生物，请回答下列问题：
(1)酿酒利用的微生物是酵母菌，制作过程中，酵母菌先在有氧条件下大量繁殖，然后再进行酒精发酵，检测酒精的原理是橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成____________色。
(2)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为____________，醋酸发酵时温度一般应控制为____________。
(3)在腐乳的制作过程中，常用的微生物主要是________，在此过程中，豆腐相当于微生物生长的______________。
(4)民间制作腐乳时，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子，在制作时腐乳一般要加盐、酒，若加入的酒精浓度(含量)过低，会出现什么现象？________________________________
________________________________________________________________________。
(5)在腌制泡菜的过程中，起主要作用的微生物是乳酸菌，用水封坛的作用是__________________________。
答案 (1)灰绿 (2)18～25 ℃ 30～35 ℃ (3)毛霉 培养基 (4)不足以抑制微生物的生长，则会导致豆腐腐败变质 (5)制造无氧环境
解析 (1)酿酒利用的微生物是酵母菌，制作过程中，酵母菌先在有氧条件下大量繁殖，然后再进行酒精发酵，检测酒精的原理是橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。(2)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为18～25 ℃，醋酸发酵时温度一般应控制为30～35 ℃。(3)在腐乳的制作过程中，常用的微生物主要是毛霉，在此过程中，豆腐相当于微生物生长的培养基。(4)民间制作腐乳时，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子，在制作腐乳时一般要加盐、酒，若加入的酒精浓度(含量)过低，不足以抑制微生物的生长，则会导致豆腐腐败变质。(5)在腌制泡菜的过程中，起主要作用的微生物是乳酸菌，用水封坛的作用是制造无氧环境。
7.中国古代《齐民要术》中有制作酸菜(泡菜)的详细记录。请回答下列有关问题：
(1)酸菜制作过程中起主要作用的微生物是________。在对该菌种进行培养时，与常规培养基相比，还需额外在培养基中添加________。
(2)在发酵初期，酸菜坛内会长白膜，与之有关的微生物是________，且会有气泡从坛沿水槽内的水中间歇性溢出，这些气泡的来源可能是____________________________________。
(3)发酵中期为无氧状态，pH为3.5～3.8，此时坛内其他微生物的活动状态是____________________。发酵后期，乳酸菌发酵速度逐渐变缓甚至停止，主要原因是__________________________________。
(4)酸菜制作完成后一般要放置一段时间后再食用，其主要目的是________________________ _______________________________________。
答案 (1)乳酸菌 维生素 (2)产膜酵母(或酵母菌) 微生物细胞呼吸产生的CO2 (3)活动缓慢甚至停止 pH过低抑制了乳酸菌的生长 (4)降低酸菜中亚硝酸盐的含量
解析 (1)酸菜制作过程中起主要作用的微生物是乳酸菌，其代谢类型是异养厌氧型，能发酵产生乳酸。维生素是乳酸菌生长繁殖所必需的，在体内不能合成，因此要在培养乳酸菌的培养基中添加维生素。(2)在发酵初期，产膜酵母(或酵母菌)会导致泡菜水的表面长白膜，在发酵初期会有气泡从坛沿水槽内的水中间歇性溢出，这些气泡的来源是微生物细胞呼吸产生的CO2。(3)在发酵中期，无氧状态形成，乳酸菌开始活跃，并产生大量乳酸，使乳酸积累量增加，pH达到3.5～3.8，此时因为pH不适宜，坛内其他微生物活动缓慢甚至停止。发酵后期，乳酸菌发酵速度逐渐变缓甚至停止，主要原因是乳酸含量继续增加，pH过低抑制了乳酸菌的生长。(4)酸菜制作完成时，亚硝酸盐的含量很高，放置一段时间后，能降低酸菜中亚硝酸盐的含量，这样才能食用。
8.血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2或CO2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。
(1)将实验流程补充完整：A为________，B为________。凝胶色谱法是根据__________________而达到蛋白质分离的有效方法。
(2)洗涤红细胞的目的是去除________，洗涤次数过少，无法除去________；离心速度过高和时间过长会使________一同沉淀，达不到分离的效果。洗涤干净的标志是________。释放血红蛋白的过程中起作用的是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在洗脱过程中加入物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0)的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
如果红色区带________，说明色谱柱制作成功。
答案 (1)血红蛋白的释放 样品的加入和洗脱 相对分子质量的大小 (2)杂蛋白(血浆蛋白) 血浆蛋白 白细胞和淋巴细胞 离心后的上清液中没有黄色 蒸馏水和甲苯 (3)准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内一致 均匀一致地移动
解析 凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法，在蛋白质分离与提取过程中包括样品的处理、粗分离、纯化和纯度鉴定四步，每一步均应用了不同的操作技术，需要注意。
9.请回答下列关于提取植物有效成分的问题：
(1)某同学设计了一个提取玫瑰精油的实验流程，如下图所示：
玫瑰花＋水→A过程→油水混合物→加入甲→分离油层→加入乙→除水→B过程→玫瑰精油。
①图中加入的物质甲是__________，物质乙是____________。图中B过程的目的是________________________________________________________________________。
②A过程是水蒸气蒸馏，该过程存在许多因素影响玫瑰精油的产量。下图表示当玫瑰花瓣与清水的质量比为1∶4时，出油率与蒸馏时间的变化关系。分析该图可知，出油率随蒸馏时间的变化趋势是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)提取橘皮精油时，常采用__________法而不用上述提取玫瑰精油的方法，原因是________________________________________________________________________。
(3)胡萝卜素的化学性质比较稳定，易溶于有机溶剂，可采用萃取法提取。萃取时应选择____________的加热方式，原因是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)①NaCl 无水Na2SO4 除去固体硫酸钠 ②一定时间内，出油率随蒸馏时间的延长而增加，一段时间后，出油率不再增加 (2)压榨 橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解 (3)水浴加热 有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热，容易引起燃烧、爆炸
解析 (1)①根据分析可知，图中物质甲表示NaCl，物质乙表示无水Na2SO4，B过程的目的是除去固体硫酸钠。②根据曲线图分析，在一定时间内，出油率随蒸馏时间的延长而增加；一段时间后，出油率不再增加。(2)橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，因此在提取橘皮精油时，常采用压榨法。(3)由于有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热，容易引起燃烧、爆炸，因此在利用萃取法提取胡萝卜素时，应该选择水浴加热的方式。
10.回答下列有关酶工程的问题：
固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量)。
(1)酶的固定化技术的应用最主要的目的是_____________________________________
________________________。
(2)从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)乙图曲线表明浓度为____________的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因可能是_____________________________________________________。
(4)固定化酯酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般重复使用________次后酶活力明显下降。
(5)研究人员固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是同时用戊二醛作为交联剂，这是因为________________________________________________________________________
__________________________。
(6)根据介绍，科研人员所采用的固定化技术可用下图中的____________表示。
答案 (1)解决酶的回收和再利用的困难
(2)固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强，且应用范围较广
(3)3% 海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足
(4)3
(5)酶分子过小，很容易从包埋材料中漏出
(6)BC
解析 (2)通过分析甲图可知，固定化酶与游离酶相比，固定化酶对温度变化的适应性更强且应用范围较广。(3)乙图曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，此时的酶活力最高。当海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足，因此酶活力较低。(4)由丙图可知，固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力显著下降。(5)由于小麦酯酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出，因此固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是采用双重固定法。(6)双重固定法是指采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，可见科研人员所采用的固定化技术是化学结合法和包埋法，可用图中的B、C表示。
[考纲要求] 1.利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。2.运用发酵加工食品的基本方法。3.测定食品加工中可能产生的有害物质。4.酶活力测定的一般原理和方法。5.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。6.制备和应用固相化酶。7.从生物材料中提取某些特定的成分。8.蛋白质的提取和分离。
考点一 果酒和果醋的制作
1.制作原理与发酵条件
项目
果酒制作
果醋制作
菌种
酵母菌
醋酸菌
菌种来源
附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
变酸酒表面的菌膜
发酵过程
有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：
C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量
氧气、糖源充足时：C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量；缺少糖源、氧气充足时：
C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量
温度
一般酒精发酵18～25 ℃，繁殖最适为20 ℃左右
最适为30～35 ℃
条件
前期：需氧，后期：无氧
需要充足的氧气
时间
10～12天
7～8天
2.制作流程
挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵
↓ ↓
果酒 果醋
(1)醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸( × )
(2)酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度( × )
(3)在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长( √ )
(4)在家庭中用新鲜葡萄制作果酒时，需给发酵装置适时排气( √ )
(5)在制作果酒、果醋时，适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖( √ )
(6)利用葡萄发酵产生果酒的后期，加入醋酸菌即可产生醋酸( × )
如图为果酒和果醋制作的实验装置图，据图分析：
(1)甲、乙、丙的作用分别是什么？
提示 通入空气(氧气)、排气、取样(对发酵的情况进行及时的监测)。
(2)图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当？为什么？
提示 不恰当，因为葡萄汁的量不能超过发酵瓶体积的2/3，而且不能将排气口淹没。
(3)醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，甲都需要打开，请说明原因。
提示 醋酸菌是好氧细菌，在发酵过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。
(4)果酒搁置时间过久为什么会有酸味？
提示 醋酸菌在缺乏糖源时，可以将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸。
命题点一 果酒、果醋制作原理的理解
1.(2019·西安调研)如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化，下列叙述正确的是( )
A.过程①和②都只能发生在缺氧条件下
B.过程①和③都发生在酵母菌细胞的线粒体中
C.过程③和④都需要氧气的参与
D.过程①～④所需的最适温度基本相同
答案 C
解析 有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，均发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸，而丙酮酸产生乙醇只能发生在无氧呼吸过程中，A、B项错误；③过程属于有氧呼吸第二、三阶段，第三阶段需要氧气参与，④过程是制作果醋的过程，需醋酸菌参与，醋酸菌是一种好氧细菌，因此④过程也需要氧气参与，C项正确；制作果酒时，最适温度为18～25 ℃，而制作果醋时，最适温度为30～35 ℃，D项错误。
2.果酒是以新鲜水果或果汁为原料，经全部或部分发酵配制而成的，酒精度为7%～18%。在果酒的基础上继续发酵可得到果醋。下列有关果酒和果醋制作的叙述中，正确的是( )
A.果酒和果醋的制作都是由酵母菌完成的
B.在果酒制作过程中要定期拧松瓶盖排放CO2
C.传统的葡萄酒制作一定需要人工接种菌种
D.葡萄汁装入发酵瓶时，要将瓶装满
答案 B
解析 果酒的制作离不开酵母菌，果醋的制作由醋酸菌完成，A错误；在果酒制作过程中，定期排放CO2，避免容器内压力过大，B正确；传统的葡萄酒制作中起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，C错误；葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，D错误。
命题点二 果酒、果醋制作的过程和装置分析
3.(2018·海南，30)葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的。酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。
回答下列问题：
(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是_________________________________________________________________
_____________________________________________________________(答出两点即可)。
(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约1/3的空间，这种做法的目的是________________________
________________________________(答出两点即可)。
(3)某同学若用乙装置进行发酵，并设置两个不同处理组(乙A和乙B)，乙A装置中保留一定量的氧气，乙B装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下，测得一段时间内乙A和乙B中酒精含量的变化趋势及乙A中氧气含量的变化趋势，如曲线图所示。
图中曲线①、②、③依次表示______________、______________、______________含量的变化趋势。
(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于________生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于________(填“自养”或“异养”)生物。
答案 (1)不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染 (2)为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出 (3)乙A中的氧气 乙B中的酒精 乙A中的酒精 (4)兼性厌氧 异养
解析 (1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染。(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约1/3的空间，这种做法的目的是为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出。(3)分析题意可知，图中曲线①、②、③依次表示乙A中的氧气、乙B中的酒精、乙A中的酒精含量的变化趋势。(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于兼性厌氧生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于异养生物。
考点二 腐乳和泡菜的制作
1.腐乳的制作
(1)制作原理
毛霉等微生物能产生蛋白酶、脂肪酶等，可分解有机物。
①蛋白质氨基酸＋小分子的肽。
②脂肪甘油＋脂肪酸。
(2)制作流程
直接接种或利用空气中的毛霉孢子
↓
↓
↓
2.泡菜的制作
(1)菌种来源：附着在蔬菜上的乳酸菌。
(2)制作原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。反应式：C6H12O6→2C3H6O3。
(3)制作流程
归纳总结 传统发酵技术中四种常用菌种的比较
项目
酵母菌
醋酸菌
毛霉
乳酸菌
生物学分类
真核生物
原核生物
真核生物
原核生物
代谢类型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
异养需氧型
异养厌氧型
发酵条件
前期需氧，后期不需氧
一直需氧
一直需氧
无氧
生长适宜温度
18～25 °C
30～35 °C
15～18 °C
室温
生产应用
酿酒、发面
酿醋
制作腐乳
制作酸奶、泡菜
1.判断关于腐乳制作的叙述
(1)制作腐乳的菌种只有毛霉( × )
(2)腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶( √ )
(3)将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量( × )
(4)在腐乳制作过程中加入香辛料既能调节风味，还具有防腐杀菌作用( √ )
(5)在腐乳制作过程中，盐的用量要适宜，酒的含量一般控制在12%左右( √ )
2.判断关于泡菜制作的叙述
(1)泡菜制作的菌种主要是醋酸菌( × )
(2)制作泡菜时，盐水煮沸后可以立即使用( × )
(3)泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵( √ )
(4)泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件( × )
(5)与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好( × )
下图是泡菜在腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化规律，据图分析：
(1)从生物间的相互关系和条件变化分析，乳酸菌呈现这种变化规律的原因是什么？
提示 发酵初期以不产酸的大肠杆菌和酵母菌的活动为主，同时还有一部分硝酸盐还原菌在该时期利用氧气，产生了无氧环境，乳酸菌开始活动；发酵中期由于乳酸菌产生了大量乳酸，其他细菌活动受到抑制，乳酸菌活动增强；发酵后期由于乳酸的积累，酸度继续增长，乳酸菌活动也受到抑制，乳酸菌数量下降。
(2)乳酸含量开始很低，中后期急剧增加的原因是什么？
提示 发酵初期有氧气，乳酸菌活动较弱，中后期氧气含量减少，乳酸菌大量繁殖，乳酸的量迅速积累。
(3)分析亚硝酸盐的含量变化的原因。
提示 发酵初期，乳酸菌和乳酸的量都比较少，而由于硝酸盐还原菌的活动，亚硝酸盐含量逐渐增加；后期由于硝酸盐还原菌受抑制，同时形成的亚硝酸盐又被分解，因而亚硝酸盐含量下降。
命题点一 腐乳的制作原理和过程分析
1.(2018·芜湖调研)下列关于“腐乳的制作”的实验，叙述正确的是( )
A.控制发酵温度的主要目的是腐乳调味
B.腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用
C.毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉
D.成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生
答案 B
解析 温度通过影响酶的活性影响腐乳发酵，控制发酵的温度主要有利于毛霉等微生物的生长和腐乳发酵，A项错误；香辛料和料酒都能抑制微生物的生长，具有防腐作用，B项正确；毛霉的主要作用是产生蛋白酶和脂肪酶，将蛋白质和脂肪分解成小分子化合物，C项错误；成品腐乳表面的粘性物质主要是毛霉产生的，毛霉属于真菌，D项错误。
2.腐乳是我国民间传统发酵食品，味道鲜美，营养丰富，风味独特，易于消化。请回答下列问题：
(1)在腐乳的制作中，起主要作用的微生物是________，它与乳酸菌在结构上的主要区别是________________________________________________________________________。
(2)腐乳含有丰富的氨基酸、甘油、脂肪酸等小分子物质，与此有关的物质变化有____________
________________________________________________________________________。
参与这些物质变化的酶有________________________________________________________。
(3)腐乳的制作过程中需加盐腌制，那么用盐腌制的目的是_________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
要控制盐的用量，因为________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在腐乳的制作中，卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。卤汤中酒的含量应控制在12%左右的原因是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)毛霉 毛霉有由核膜包被的细胞核 (2)蛋白质→小分子的肽、氨基酸，脂肪→甘油、脂肪酸 蛋白酶、脂肪酶 (3)抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质；析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期的制作过程中不会过早酥烂 盐的浓度过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味 (4)酒精含量过高，腐乳成熟的时间将会延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败
解析 (1)在腐乳的制作中，起主要作用的微生物是毛霉，毛霉为真核生物，乳酸菌为原核生物，毛霉与乳酸菌在结构上的主要区别是毛霉有由核膜包被的细胞核。(2)腐乳的制作主要是利用了毛霉等真菌，因为毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶，它们能将大分子物质水解成小分子物质，从而易于吸收。与此有关的物质变化有蛋白质→小分子的肽、氨基酸，脂肪→甘油、脂肪酸。(3)腐乳的制作过程中用盐腌制的目的是盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质；加盐还可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期的制作过程中不会过早酥烂。但要控制盐的用量，因为盐的浓度过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。(4)在腐乳的制作中，卤汤中酒的含量应控制在12%左右，若酒精含量过高，腐乳成熟的时间将会延长；若酒精含量过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败。
命题点二 泡菜的制作原理和过程分析
3.(2018·北京海淀区高三二模)利用卷心菜发酵制作泡菜的过程中，乳酸菌、酵母菌细胞数量和pH的变化如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.酵母菌和乳酸菌均有由核膜包被的细胞核
B.发酵初期乳酸菌建立了明显的菌种优势
C.前6天pH下降主要由乳酸菌代谢引起
D.发酵中期酵母菌通过无氧呼吸进行增殖
答案 A
解析 乳酸菌是原核生物，细胞内没有由核膜包被的细胞核，A错误；根据曲线图中乳酸菌和酵母菌的数量变化曲线对比分析可知，发酵初期乳酸菌远多于酵母菌，所以乳酸菌成为了明显的优势菌种，B正确；结合曲线图分析，前6天，由于乳酸菌远多于酵母菌，其产生的乳酸会降低培养液的pH，C正确；由于整个发酵过程都是在无氧环境条件下进行的，在发酵中期，酵母菌明显增多，酵母菌增多只能是通过无氧呼吸增殖，D正确。
4.(2015·广东，29)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”，查阅资料得到下图。
(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)据题图，与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，因为后者____________________；pH值呈下降趋势，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 (1)隔绝空气，创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵 丙酮酸、[H]、ATP
(2)亚硝酸盐含量较低 乳酸菌发酵产生的乳酸增多
(3)两种乳酸菌在泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化表
乳酸菌类型及食盐浓度
亚硝酸盐
含量(mg/kg)
发酵时间(天)
普通乳酸菌
“优选”乳酸菌
4%
5%
……
10%
4%
5%
……
10%
1
2
3
……
10
推测实验结论：与普通乳酸菌相比，“优选”乳酸菌制作泡菜时，相同条件下产生的亚硝酸盐含量低。
考点三 酶的研究及应用
1.果胶酶在果汁生产中的应用
(1)果胶酶的组成和作用
①果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。
②果胶酶能够将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物的细胞壁及胞间层，提高出汁率，并且使果汁变得澄清。
(2)酶的活性及影响因素
①酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用化学反应的反应速度来表示。
②影响因素：温度、pH和激活剂等。
(3)探究影响果胶酶催化作用因素的实验设计
①设置一系列的温度梯度，探究温度对酶活性的影响。
②设置一系列的pH梯度，探究pH对酶活性的影响。
③设置不同浓度的果胶酶，探究果胶酶的最佳用量。
2.探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
(1)加酶种类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。
(2)作用原理：将大分子的蛋白质、脂肪、淀粉和纤维素分解为小分子物质，提高洗衣粉的去污能力。
(3)实验设计(用对应数字填写下表)
探究内容
自变量
无关变量
普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果
①
②③④⑤⑥
不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果
④
①②③⑤⑥
不同类型加酶洗衣粉的洗涤效果
①
②③④⑤⑥
①洗衣粉的种类 ②污染物的种类 ③洗衣粉的用量 ④反应温度 ⑤搅拌时间 ⑥布料质地
3.酶和酵母细胞的固定化
(1)常用的几种固定方式
①是包埋法，是将酶或者细胞包埋在细微的网格里。
②是化学结合法，是将酶或者细胞相互结合或者结合到载体上。
③是物理吸附法，是将酶或者细胞吸附在载体表面上。
(2)酵母细胞的固定化及发酵
酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制聚乙烯醇—海藻酸钠溶液→酵母菌—聚乙烯醇—海藻酸钠溶液→固定化酵母细胞→冲洗→发酵。
(1)用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型的加酶洗衣粉好( × )
(2)棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤( × )
(3)CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠( √ )
(4)固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显( √ )
某一实验小组的同学，通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验装置如图，请分析：
(1)图中a、b、c分别是什么？
提示 a是固定化酵母细胞，b是反应柱，c是筛板。
(2)从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是什么？
提示 葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞失水过多而死亡。
(3)要想得到较多的酒精，加入反应液后应关闭活塞1和活塞2。
(4)图中的长导管有什么用途？
答案 释放CO2，防止空气中的杂菌进入反应柱。
命题点一 酶的性质和应用的考查
1.加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮(橘络)会产生严重污染。目前，使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的四类微生物，不能产生所用酶的是( )
A.生长在麦麸上的黑曲霉
B.生长在酸奶中的乳酸菌
C.生长在棉籽壳上的平菇
D.生长在木屑上的木霉
答案 B
解析 橘络、麦麸、棉籽壳和木屑的主要成分都是纤维素，因为黑曲霉、平菇、木霉能产生纤维素酶，所以这些物质可以被利用。由于乳酸菌不能产生纤维素酶，因而不能去除橘络。
2.有人设计实验探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并优于普通洗衣粉，实验分为两组，一组衣物用加酶洗衣粉洗涤，另一组衣物用普通洗衣粉洗涤，该实验设计缺少( )
A.用加酶洗衣粉洗涤和用适量普通洗衣粉洗涤的对照
B.既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤(即只用清水)的对照
C.用普通洗衣粉洗涤和用少量加酶洗衣粉洗涤的对照
D.用少量普通洗衣粉洗涤和用大量加酶洗衣粉洗涤的对照
答案 B
解析 该实验的自变量是洗衣粉的种类。实验设计应分为三组，其中实验组有两组，一组用加酶洗衣粉，一组用普通洗衣粉，另外应有一个空白对照组，既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤，而是用清水洗涤。
命题点二 固定化细胞和固定化酶的应用
3.如图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述不正确的是( )
A.刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母细胞混合制备混合液
B.图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠
C.图2发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母细胞充分接触
D.图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中
答案 A
解析 刚溶化的海藻酸钠要冷却至室温，才能与活化的酵母细胞混合制备混合液，以免高温使酵母细胞失活；混合液加入CaCl2溶液进行固定化酵母细胞，CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠；发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母细胞充分接触，以利于发酵过程的顺利进行；制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤(去除残留的CaCl2)后再转移到图2装置中进行发酵。
4.(2018·无锡一模)下列关于酶技术应用的叙述，正确的是( )
A.用包埋法将果胶酶固定化后，其活性明显增强
B.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用
C.较长时间保持酶活性，各种酶制剂都应保存在低温的条件下
D.加酶洗衣粉中加入表面活性剂，其目的是促进酶的活性
答案 C
解析 包埋法固定化的果胶酶，可以重复使用，易与产物分离，但不会明显增强酶活性，A错误；尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶、过氧化氢酶和无色物质，但不可以反复使用，B错误；加酶洗衣粉中加入表面活性剂会影响酶的活性，D错误。
考点四 生物技术在其他方面的应用
1.血红蛋白的提取与分离
(1)方法及原理
方法
原理
凝胶色谱法
根据相对分子质量的大小分离蛋白质
电泳法
利用了各种分子带电性质的差异以及分子本身大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度进行分离
(2)实验操作程序
样品处理：红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→分离血红蛋白溶液
↓
粗分离：用透析法除去样品中相对分子质量较小的杂质
↓
纯化：用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化
↓
纯度鉴定：用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电脉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
2.芳香油
(1)成分：是芳香植物在代谢中的产物，主要组分包括萜类化合物及其衍生物。
(2)提取方法：蒸馏法、压榨法、萃取法。
3.玫瑰花瓣中芳香油的粗提取
(1)方法：水蒸气蒸馏法。
(2)实验流程
实验步骤
关键点
①
鲜玫瑰花＋清水
二者质量比为1∶4
②
水蒸气蒸馏
在蒸馏瓶中加几粒沸石，防止液体过度沸腾；控制蒸馏的时间和速度
③
油水混合物分层
呈乳白色的乳浊液，加入NaCl使乳化液明显分层
④
分离油层
用分液漏斗把油水分离
⑤
除水
加入无水Na2SO4吸收水分，再过滤除去
⑥
玫瑰精油
出油率＝玫瑰精油质量/原料质量
4.压榨法提取橘皮精油
石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮精油
(1)橘皮的处理：干燥后一定要用石灰水浸透，时间至少10 h以上。
(2)压榨液的处理：可以先用普通布袋过滤除去固体物和残渣，然后离心进一步除去质量较小的残留固体物，再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮精油分离出来。
1.判断血红蛋白的提取与分离的叙述
(1)洗涤红细胞时使用生理盐水可防止红细胞破裂( √ )
(2)透析袋能使大分子自由进出，而将小分子保留在袋内( × )
(3)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( × )
(4)凝胶色谱法和电泳法的原理相同( × )
2.判断植物有效成分提取的叙述
(1)植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，根据提取的芳香油的用途选择提取的方法
( × )
(2)油水混合物中加入无水硫酸钠，有利于分离油层( × )
(3)原料易焦糊和有效成分易水解的植物芳香油的提取，不宜采用水中蒸馏法，宜采用压榨法
( √ )
(4)影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外，还有原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等( √ )
1.凝胶色谱法
(1)结合上图，根据凝胶色谱法的分离原理，填表分析不同大小的分子洗脱后的次序。
项目
相对分子质量大
相对分子质量小
直径大小
较大
较小
运动方式
垂直向下运动
无规则的扩散运动
运动路程
较短
较长
运动速度
较快
较慢
洗脱次序
先流出
后流出
(2)结合上图，分析为什么相对分子质量较大的蛋白质会先从色谱柱中洗脱出来？
答案 相对分子质量较小的蛋白质由于扩散作用进入凝胶颗粒内部，而被滞留；相对分子质量较大的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面，在颗粒之间迅速通过。
(3)凝胶色谱法分离蛋白质时通过一次洗脱能否将所需蛋白质与其他杂质彻底分离？
答案 不能。相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶颗粒内部，移动距离较近，移动速度较快，先洗脱出来；但相对分子质量较小的蛋白质可能进入凝胶颗粒内部，也可能不进入，导致部分相对分子质量较小的蛋白质可能与相对分子质量较大的蛋白质一起洗脱出来。
2.下图是提取植物有效成分的水蒸气蒸馏装置，据图分析：
(1)图中a、b哪一个是进水口，哪一个为出水口？加热时为何常向液体中加入几片碎石或瓷片？
提示 图中a为出水口，b为进水口，这与蒸气流方向相反；加热时向液体中加入几片碎石或瓷片的目的是防止液体暴沸。
(2)玫瑰精油为什么适合用水中蒸馏法进行提取？
提示 因为玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，且不会导致原料焦糊和有效成分水解等，所以适合用水中蒸馏法进行提取。
(3)为何常采用水浴加热？在烧瓶口安装冷凝回流装置的目的是什么？
提示 采用水浴加热的原因：有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。在烧瓶口安装冷凝回流装置的目的是防止加热时有机溶剂挥发。
命题点一 蛋白质的提取与分离的原理和过程分析
1.蛋白质的分离与纯化是蛋白质研究的重要技术。下列有关叙述不正确的是( )
A.根据蛋白质分子不能透过半透膜的特性，可将样品中各种不同的蛋白质分离
B.根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小等，可通过电泳分离蛋白质
C.根据蛋白质相对分子质量的大小，可通过凝胶色谱法分离蛋白质
D.根据蛋白质的分子大小、密度不同，可通过离心沉降法分离蛋白质
答案 A
解析 蛋白质分子是生物大分子，不能通过半透膜，因此不能利用半透膜分离蛋白质；蛋白质分子所带电荷性质的差异及分子大小可以使蛋白质分子在电场中获得不同的迁移速度，因此可以利用电泳法分离蛋白质；蛋白质相对分子质量的大小不同，通过凝胶柱的时间不同，可通过凝胶色谱法分离蛋白质；蛋白质的分子大小、密度不同，具有不同的离心力，可通过离心沉降法分离蛋白质。
2.仔细观察下图，所带负电荷最少的球蛋白是( )
A.α1－球蛋白 B.α2－球蛋白
C.β－球蛋白 D.γ－球蛋白
答案 D
解析 对于几种球蛋白来说直径相差不大，引起泳动速度的差异主要来自于所带电荷多少，由图可知球蛋白由右向左泳动，因右侧为负极。且γ－球蛋白距点样处最近，所以γ－球蛋白所带负电荷最少。
命题点二 植物有效成分提取的原理和过程分析
3.某同学设计的提取玫瑰精油的实验流程如图所示，据图分析不正确的是( )
A.在②步中使用水气蒸馏更简便易行
B.在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片防止暴沸
C.提取精油时，向混合物中加入NaCl更利于油水分层
D.加入无水Na2SO4，再用过滤法可除去分离的油层中的水分
答案 A
解析 由于玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂，因此在②步中使用水中蒸馏更简便易行；在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片，目的是防止暴沸；提取精油时，为了促进油水分层，要向油水混合物中加入NaCl；分离的油层还含有一定的水分，需加入无水Na2SO4，再用过滤方法将其除去。
4.请回答下列与实验室提取芳香油有关的问题：
(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、蒸馏法和________。
(2)芳香油溶解性的特点是_______________________________________________________。
(3)对材料压榨后可得到糊状液体，为除去其中的固体物质获得乳状液可采用的方法是________。
(4)得到的乳状液加入氯化钠并放置一段时间后，芳香油将分布于液体的上层，原因是油层的密度比________。加入氯化钠的作用是_________________________________________。
(5)从乳状液中分离得到的芳香油中要加入无水硫酸钠，该试剂的作用是________________。
(6)某同学在实验中设计了如图所示的装置提取玫瑰精油，指出该装置中的两个错误。
①错误1：___________________________________________________________________。
②错误2：_________________________________________________________________。
答案 (1)萃取法 (2)不溶于水，易溶于有机溶剂
(3)过滤 (4)水层小 增加水层密度，使油和水分层(或增加盐的浓度，使油和水分层) (5)吸收芳香油中残留的水分 (6)①温度计位置太靠下 ②冷凝器进水口、出水口接错
解析 题图为水蒸气蒸馏装置，温度计用来测定水蒸气的温度，图中温度计位置过低，应将温度计的下端与蒸馏烧瓶的支管口下沿保持水平。冷凝管中的水流方向应与蒸气流向相反，图中冷凝管进水口、出水口接错，冷凝管进水口应在下，出水口在上。
矫正易错 强记长句
1.选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，并除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。冲洗以洗去灰尘为目的，且不要太干净，以防洗去野生型酵母菌。
2.葡萄酒呈现深红色的原因是红葡萄皮的色素进入发酵液。
3.腐乳的风味主要取决于卤汤和酒的作用。
4.加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶 、脂肪酶 、淀粉酶 、纤维素酶。其中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
5.海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。
6.蛋白质的分离依据
根据蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等，可以用来分离不同种类的蛋白质。
7.植物芳香油具有很强的挥发性，主要包括萜类化合物及其衍生物。植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等。
下表为传统发酵食品的制作装置图，请据图分析：
食品
果酒
果醋
腐乳
制作装置或操作步骤
1.图中利用的主要菌种依次为酵母菌、醋酸菌、毛霉；其中属于真核生物的是酵母菌、毛霉，因为它们具有以核膜为界限的细胞核。
2.甲～丙装置或者步骤是否存在缺陷？试具体分析：甲装置中排气管不应插入到发酵液内，丙装置接种应在“加盐”之前，不应在“加盐”后接种。
3.甲装置留有1/3空间的目的是：(1)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；(2)防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
4.在腐乳制作过程中要注意豆腐的含水量、制作过程中的加盐量及酒与香辛料的量。
重温高考 演练模拟
1.(2018·江苏，14)下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是( )
A.用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞
B.进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜
C.注射器(或滴管)出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状
D.包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性
答案 D
解析 溶解海藻酸钠时，应先加水，小火间断加热并不断搅拌，完全溶化后用蒸馏水定容，冷却至室温后加入活化的酵母细胞充分搅拌，使其混合均匀，再固定，A错误；进行包埋时，CaCl2溶液的作用是让胶体聚沉，使海藻酸钠形成凝胶珠，不是用于悬浮细胞，B错误；滴加时注射器或滴管不能贴近液面，否则凝胶珠会呈蝌蚪状，C错误；制作成功的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性，D正确。
2.(2017·全国Ⅱ，37)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32 h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32 h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
解析 (1)由题意可知该实验的自变量是菌种和发酵时间。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是好氧菌。(3)如果在实验后，发现32 h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)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为氨基酸和肽，脂肪转变为脂肪酸和甘油。
3.(2017·全国Ⅲ，37)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
解析 (1)依据题干信息可知，受热、受潮物质W易分解，所以选择晾干的植物甲，因为高温烘干过程中，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)振荡使原料和溶剂充分混匀。(3)根据题意，活性炭具有吸附能力，杂质色素易被吸附。(4)根据题干信息，物质W受热易分解，所以选择沸点低的丙酮。(5)根据题干信息，物质W受热易分解，所以实验操作过程中应注意控制温度；又因为用了丙酮，所以要注意防火。
4.(2016·全国Ⅱ，39节选)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；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，根据醋酸菌的细胞呼吸类型，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。
(4)醋酸菌属于________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 线粒体 快 (2)有氧 (3)低于 (4)原 不含有
解析 (1)图示中的过程①和②是酵母菌无氧呼吸产生乙醇的过程，其场所是细胞质基质。过程③表示有氧呼吸的第二、第三阶段，其场所分别为线粒体基质和线粒体内膜，即在酵母菌细胞的线粒体中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度快。(2)醋酸菌是一种好氧细菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，需要在有氧条件下才能完成。(3)第一阶段即果酒的制作，所控制的温度范围是18～25 °C，第二阶段即果醋的制作，所控制的温度范围是30～35 °C，所以第一阶段的温度低于第二阶段。(4)醋酸菌属于原核生物，其细胞结构中不含线粒体等复杂的细胞器。
一、选择题
1.(2018·四川乐山四校高三联考)下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是( )
A.在果酒的制作过程中，应先去除葡萄的枝梗，再进行多次反复冲洗，这样才可以洗得彻底
B.果酒、果醋的发酵装置中，充气口的作用是在酒精发酵时连接充气泵进行充气，排气口的作用是在醋酸发酵时排出二氧化碳
C.豆腐上长了毛霉后，需加盐腌制8天左右，这样可以抑制微生物的生长，避免豆腐变质，又能使豆腐析出水分，使豆腐块变硬
D.制作泡菜时要选火候好、无裂纹、无砂眼、盖子吻合好的坛子，需要加水密封，目的是隔绝空气，抑制细菌繁殖
答案 C
解析 在果酒的制作过程中，应先冲洗葡萄，然后再去除葡萄的枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会；冲洗以洗去灰尘为目的，不能多次反复冲洗，以防洗去附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，A项错误；果酒、果醋的发酵装置中，充气口的作用是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气，排气口的作用是在酒精发酵时排出二氧化碳，B项错误；豆腐上长了毛霉后，需加盐腌制8天左右，这样可以抑制微生物的生长，避免豆腐变质，又能析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，C项正确；制作泡菜时需要加水密封，目的是隔绝空气，以保证乳酸菌发酵所需的无氧环境，D项错误。
2.(2018·江苏，16)某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是( )
A.夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理
B.乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大
C.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压
D.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
答案 B
解析 利用酵母菌进行酒精发酵时，一般将温度控制在18～25 ℃，因此夏季生产果酒时，需要对发酵罐体进行降温处理，A正确；发酵过程中，进气口阀门应该关闭，以保证发酵罐的无氧环境，使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，B错误；正常发酵过程中，由于酵母菌进行无氧呼吸产生CO2，所以发酵罐内的压力增大，高于大气压，C正确；葡萄酒的发酵过程消耗葡萄糖，所以可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵，D正确。
3.某种生物活性洗衣粉包装袋上印有以下资料，下列对资料表明的信息理解错误的是( )
成分
·蛋白酶 0.2%
·清洁剂 15%
用法
·洗涤前先将衣服浸于溶有洗衣粉的水中数小时
·使用温水效果最佳
·切勿使用60 ℃以上的水
①这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍 ②在60 ℃以上的水中，蛋白酶会失去活性 ③该洗衣粉可洗涤各种污渍的衣料 ④该蛋白酶能够水解各种蛋白质
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
答案 B
解析 该洗衣粉包装袋上印有蛋白酶0.2%，说明这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍。但是蛋白酶的种类较多，每种蛋白酶的作用都有适宜的温度和pH，因此，该蛋白酶不可能水解所有的蛋白质。该洗衣粉可洗涤含蛋白质污渍的衣料而不能处理各种污渍的衣料。洗衣粉用法中提示使用温水效果最佳，若使用60 ℃以上的热水，则会因温度过高而使蛋白酶活性降低或失去活性。
4.(2018·内蒙古北方第三中学高三期中)在植物有效成分的提取过程中，常用萃取法、蒸馏法和压榨法。下列关于这三种方法的叙述错误的是( )
A.蒸馏法和萃取法都需要水浴加热
B.压榨法适用于易焦糊原料的提取，如柑橘、柠檬等
C.萃取法适用范围较广，一般原料颗粒小、萃取温度高、时间长，萃取效果好
D.蒸馏法适用于提取玫瑰精油、薄荷油等挥发性强的芳香油
答案 A
解析 蒸馏法适用于提取挥发性强的芳香油，其操作过程中不需要水浴加热，萃取法需要水浴加热，A错误；压榨法是通过机械加压，将原料中的芳香油挤压出来，适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取，B正确；萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡，使芳香油溶解在有机溶剂中，之后再通过蒸馏装置蒸发出有机溶剂，剩下的就是要提取的物质，萃取法提取植物有效成分时要求原料的颗粒要尽可能细小、萃取温度高、时间长，这样能保证提取的物质能够充分溶解，萃取效果好，C正确；蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后可以分层，将芳香油分离出来的方法，适用于提取玫瑰精油、薄荷油等挥发性强的芳香油，D正确。
5.(2018·江苏苏、锡、常、镇三模)下列关于酶制剂和固定化酵母细胞的叙述，正确的是( )
A.从酶的固定方式看，吸附法比交联法对酶活性影响大
B.可用海藻酸钠包埋消化酶制成多酶片用于缓解消化不良症状
C.将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，主要目的是防止杂菌污染
D.探究不同加酶洗衣粉洗涤效果实验中，水温和浸泡时间都属于无关变量
答案 D
解析 交联法是将酶相互连接起来，而吸附法是将酶吸附在载体表面上，可见交联法对酶活性影响较大，A错误；消化酶分子较小，易从包埋材料中漏出，因此不使用包埋法固定消化酶，B错误；将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，主要目的是洗去CaCl2，C错误；探究不同加酶洗衣粉洗涤效果实验中，不同加酶洗衣粉是实验的自变量，而水温和浸泡时间等都属于无关变量，D正确。
二、非选择题
6.在酿酒、酿醋、制作腐乳、泡菜过程中都要涉及各种微生物，请回答下列问题：
(1)酿酒利用的微生物是酵母菌，制作过程中，酵母菌先在有氧条件下大量繁殖，然后再进行酒精发酵，检测酒精的原理是橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成____________色。
(2)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为____________，醋酸发酵时温度一般应控制为____________。
(3)在腐乳的制作过程中，常用的微生物主要是________，在此过程中，豆腐相当于微生物生长的______________。
(4)民间制作腐乳时，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子，在制作时腐乳一般要加盐、酒，若加入的酒精浓度(含量)过低，会出现什么现象？________________________________
________________________________________________________________________。
(5)在腌制泡菜的过程中，起主要作用的微生物是乳酸菌，用水封坛的作用是__________________________。
答案 (1)灰绿 (2)18～25 ℃ 30～35 ℃ (3)毛霉 培养基 (4)不足以抑制微生物的生长，则会导致豆腐腐败变质 (5)制造无氧环境
解析 (1)酿酒利用的微生物是酵母菌，制作过程中，酵母菌先在有氧条件下大量繁殖，然后再进行酒精发酵，检测酒精的原理是橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。(2)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为18～25 ℃，醋酸发酵时温度一般应控制为30～35 ℃。(3)在腐乳的制作过程中，常用的微生物主要是毛霉，在此过程中，豆腐相当于微生物生长的培养基。(4)民间制作腐乳时，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子，在制作腐乳时一般要加盐、酒，若加入的酒精浓度(含量)过低，不足以抑制微生物的生长，则会导致豆腐腐败变质。(5)在腌制泡菜的过程中，起主要作用的微生物是乳酸菌，用水封坛的作用是制造无氧环境。
7.中国古代《齐民要术》中有制作酸菜(泡菜)的详细记录。请回答下列有关问题：
(1)酸菜制作过程中起主要作用的微生物是________。在对该菌种进行培养时，与常规培养基相比，还需额外在培养基中添加________。
(2)在发酵初期，酸菜坛内会长白膜，与之有关的微生物是________，且会有气泡从坛沿水槽内的水中间歇性溢出，这些气泡的来源可能是____________________________________。
(3)发酵中期为无氧状态，pH为3.5～3.8，此时坛内其他微生物的活动状态是____________________。发酵后期，乳酸菌发酵速度逐渐变缓甚至停止，主要原因是__________________________________。
(4)酸菜制作完成后一般要放置一段时间后再食用，其主要目的是________________________ _______________________________________。
答案 (1)乳酸菌 维生素 (2)产膜酵母(或酵母菌) 微生物细胞呼吸产生的CO2 (3)活动缓慢甚至停止 pH过低抑制了乳酸菌的生长 (4)降低酸菜中亚硝酸盐的含量
解析 (1)酸菜制作过程中起主要作用的微生物是乳酸菌，其代谢类型是异养厌氧型，能发酵产生乳酸。维生素是乳酸菌生长繁殖所必需的，在体内不能合成，因此要在培养乳酸菌的培养基中添加维生素。(2)在发酵初期，产膜酵母(或酵母菌)会导致泡菜水的表面长白膜，在发酵初期会有气泡从坛沿水槽内的水中间歇性溢出，这些气泡的来源是微生物细胞呼吸产生的CO2。(3)在发酵中期，无氧状态形成，乳酸菌开始活跃，并产生大量乳酸，使乳酸积累量增加，pH达到3.5～3.8，此时因为pH不适宜，坛内其他微生物活动缓慢甚至停止。发酵后期，乳酸菌发酵速度逐渐变缓甚至停止，主要原因是乳酸含量继续增加，pH过低抑制了乳酸菌的生长。(4)酸菜制作完成时，亚硝酸盐的含量很高，放置一段时间后，能降低酸菜中亚硝酸盐的含量，这样才能食用。
8.血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2或CO2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。
(1)将实验流程补充完整：A为________，B为________。凝胶色谱法是根据__________________而达到蛋白质分离的有效方法。
(2)洗涤红细胞的目的是去除________，洗涤次数过少，无法除去________；离心速度过高和时间过长会使________一同沉淀，达不到分离的效果。洗涤干净的标志是________。释放血红蛋白的过程中起作用的是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在洗脱过程中加入物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0)的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
如果红色区带________，说明色谱柱制作成功。
答案 (1)血红蛋白的释放 样品的加入和洗脱 相对分子质量的大小 (2)杂蛋白(血浆蛋白) 血浆蛋白 白细胞和淋巴细胞 离心后的上清液中没有黄色 蒸馏水和甲苯 (3)准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内一致 均匀一致地移动
解析 凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法，在蛋白质分离与提取过程中包括样品的处理、粗分离、纯化和纯度鉴定四步，每一步均应用了不同的操作技术，需要注意。
9.请回答下列关于提取植物有效成分的问题：
(1)某同学设计了一个提取玫瑰精油的实验流程，如下图所示：
玫瑰花＋水→A过程→油水混合物→加入甲→分离油层→加入乙→除水→B过程→玫瑰精油。
①图中加入的物质甲是__________，物质乙是____________。图中B过程的目的是________________________________________________________________________。
②A过程是水蒸气蒸馏，该过程存在许多因素影响玫瑰精油的产量。下图表示当玫瑰花瓣与清水的质量比为1∶4时，出油率与蒸馏时间的变化关系。分析该图可知，出油率随蒸馏时间的变化趋势是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)提取橘皮精油时，常采用__________法而不用上述提取玫瑰精油的方法，原因是________________________________________________________________________。
(3)胡萝卜素的化学性质比较稳定，易溶于有机溶剂，可采用萃取法提取。萃取时应选择____________的加热方式，原因是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)①NaCl 无水Na2SO4 除去固体硫酸钠 ②一定时间内，出油率随蒸馏时间的延长而增加，一段时间后，出油率不再增加 (2)压榨 橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解 (3)水浴加热 有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热，容易引起燃烧、爆炸
解析 (1)①根据分析可知，图中物质甲表示NaCl，物质乙表示无水Na2SO4，B过程的目的是除去固体硫酸钠。②根据曲线图分析，在一定时间内，出油率随蒸馏时间的延长而增加；一段时间后，出油率不再增加。(2)橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，因此在提取橘皮精油时，常采用压榨法。(3)由于有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热，容易引起燃烧、爆炸，因此在利用萃取法提取胡萝卜素时，应该选择水浴加热的方式。
10.回答下列有关酶工程的问题：
固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量)。
(1)酶的固定化技术的应用最主要的目的是_____________________________________
________________________。
(2)从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)乙图曲线表明浓度为____________的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因可能是_____________________________________________________。
(4)固定化酯酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般重复使用________次后酶活力明显下降。
(5)研究人员固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是同时用戊二醛作为交联剂，这是因为________________________________________________________________________
__________________________。
(6)根据介绍，科研人员所采用的固定化技术可用下图中的____________表示。
答案 (1)解决酶的回收和再利用的困难
(2)固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强，且应用范围较广
(3)3% 海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足
(4)3
(5)酶分子过小，很容易从包埋材料中漏出
(6)BC
解析 (2)通过分析甲图可知，固定化酶与游离酶相比，固定化酶对温度变化的适应性更强且应用范围较广。(3)乙图曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，此时的酶活力最高。当海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足，因此酶活力较低。(4)由丙图可知，固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力显著下降。(5)由于小麦酯酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出，因此固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是采用双重固定法。(6)双重固定法是指采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，可见科研人员所采用的固定化技术是化学结合法和包埋法，可用图中的B、C表示。
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