2021高三生物人教版一轮学案：第34讲　生物技术在食品加工及其他方面的应用 Word版含解析

2021高三生物人教版一轮学案：第34讲　生物技术在食品加工及其他方面的应用 Word版含解析

www.ks5u.com 第十单元 　生物技术实践 第34讲　生物技术在食品加工及其他方面的应用 最新考纲 高频考点 核心素养 ‎1.从生物材料中提取某些特定的成分 ‎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．蛋白质的提取和分离 ‎5．酶活力测定的一般原理和方法 ‎6．酶在食品制造和洗涤等方面的应用 ‎7．制备和应用固定化酶 ‎1.运用发酵加工食品的基本方法 ‎2．酶活力测定的实验方案制订 ‎3．酶制剂在生产实践中的应用 ‎1.科学思维——比较与分类：比较制作果酒、果醋、腐乳、泡菜的菌种在形态结构和生理特性上的异同 ‎2．科学探究——设计实验探究理想的发酵条件及蛋白质提取和分离实验中操作流程的科学原理；制订并实施方案：从酶的活力测定、酶在食品制造和洗涤方面应用等有关实验设计入手，注重实验变量的控制、结果的测定描述、实验步骤的完善等方面强化实验探究能力的培养 考点1　果酒和果醋的制作 ‎1．发酵菌种 项目 酒精发酵 醋酸发酵 菌种名称 酵母菌 醋酸菌 菌种来源 主要来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 来自变酸的酒的表面的菌膜 菌种类型 真核生物 原核生物 异养兼性厌氧型 异养需氧型 代谢类型 ‎2.制作原理与条件 项目 果酒制作 果醋制作 菌种 酵母菌 醋酸菌 制作原理 有氧条件下，大量繁殖：‎ C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O；无氧条件下，酒精发酵：C6H12O6‎2C2H5OH＋2CO2‎ 氧气、糖源充足时：‎ C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O；‎ 缺少糖源、氧气充足时：‎ C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O 条件 温度 一般酒精发酵为18～25_℃，繁殖最适为‎20 ℃‎左右 最适为30～35_℃‎ 空气 前期：需氧 后期：不需氧 需充足的氧气 时间 ‎10～12 d ‎7～8 d ‎3.发酵过程及注意事项 ‎4．实验结果分析 ‎(1)若酵母菌数量少，产生的酒精少：原因是发酵前期，酵母菌有氧呼吸不足。‎ ‎(2)若酵母菌数量充足，但是产生的酒精较少或不能产生酒精：原因是发酵后期密封不严。‎ ‎(3)若醋酸产生少：很可能是供氧不足所致。‎ ‎(4)葡萄酒呈现红色的原因是葡萄皮上的色素进入发酵液。‎ 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎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。(　×　)‎ ‎ (选修1P4旁栏思考题解答)你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？‎ 提示：需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。‎ ‎ 如图为果酒和果醋制作的实验装置图。‎ 请据图思考下列问题：‎ ‎(1)甲、乙、丙的作用分别是什么？‎ ‎(2)图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当？为什么？‎ ‎(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。‎ ‎(4)果酒搁置时间过久为什么会有酸味？‎ 提示：(1)通入空气(氧气)、排气、取样(对发酵的情况进行及时的监测)。‎ ‎(2)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)醋酸菌是需氧菌，在生活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)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。‎ ‎●考向突破1　考查对果酒、果醋制作原理的理解 ‎1．(2020·四川成都经济开发区实验中学高三模拟)现代人吃什么都讲究天然，所以目前市场上果酒、果醋等越来越受到人们的青睐。请回答下列问题：‎ ‎(1)在葡萄酒的自然发酵过程中起主要作用的酵母菌来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌_。‎ ‎(2)苹果醋是最受欢迎的饮料之一，其生产过程中利用了醋酸菌的发酵作用，该过程需将温度控制在30～35_℃；若要提高果醋的产量，发酵过程中还必须提供有氧环境、适宜的pH等条件。‎ ‎(3)喝剩的葡萄酒放置一段时间后会变酸的原因是空气中的醋酸菌混入葡萄酒后发酵产生了醋酸。‎ 解析：(1)在葡萄酒的自然发酵过程中起主要作用的酵母菌来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。‎ ‎(2)苹果醋在生产过程中利用了醋酸菌的发酵作用，醋酸菌适宜生长的温度为30～‎35 ℃‎，因此需要将温度控制在30～‎35 ℃‎；醋酸菌属于好氧型细菌，并且适宜生存在中性或偏碱性环境中，因此若要提高果醋的产量，发酵过程中还必须提供有氧环境、适宜的pH等条件。‎ ‎(3)喝剩的葡萄酒放置一段时间后，由于空气中的醋酸菌混入葡萄酒后发酵产生了醋酸，最后导致果酒变酸。‎ ‎2．(2020·衡水检测)如图为某同学设计的酿制苹果醋的基本流程和发酵装置示意图。请回答下列问题：‎ ‎(1)过程①需要先清洗后切块，以减少杂菌的污染，过程③发酵所需的微生物是酵母菌，产生的酒精可以与酸性重铬酸钾(试剂)发生显色反应。‎ ‎(2)过程④为醋酸发酵，在变酸的酒表面观察到的菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。若要对该菌进行初步分离纯化，比较便捷的操作是采用平板划线(填“平板划线”或“稀释涂布平板”)法把它们接种到固体(填“固体”或“液体”)培养基上，经培养得到肉眼可见的菌落。‎ ‎(3)在发酵装置示意图中，进行过程④需要将装置中的充气口开关打开 ‎。果醋的制作是否成功，除了通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定外，还可以通过检测和比较醋酸发酵前后的pH进一步鉴定。‎ 解析：(1)过程①中应先清洗后切块，如果先切块，则内部组织容易被杂菌污染。过程③为苹果汁发酵产生苹果酒的过程，需要酵母菌的参与。酒精可以与酸性重铬酸钾反应变成灰绿色。‎ ‎(2)过程④是醋酸发酵，醋酸菌是好氧菌，因此在变酸的酒表面观察到的菌膜是醋酸菌繁殖形成的。分离纯化醋酸菌，较简单的方法是利用平板划线法将菌种接种到固体培养基上，观察菌落的特征。‎ ‎(3)醋酸菌是好氧菌，醋酸发酵时，需要将发酵装置中的充气口开关打开。醋酸发酵产生了大量的醋酸，可以通过检测和比较醋酸发酵前后的pH进一步鉴定果醋的制作成功与否。‎ 整合提升 果酒和果醋发酵装置的设计思路 ‎(1)因酵母菌的繁殖需要空气，醋酸菌是好氧菌，所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需氧。因酵母菌产生酒精是在无氧条件下，不能通入氧气，故应在充气口设置开关。‎ ‎(2)由于在发酵过程中都产生CO2，因此又需设排气口；为防止空气中微生物的污染，排气口应连接一个长而弯曲的胶管。‎ ‎(3)因要对发酵的情况进行及时监测，应设置出料口便于取料。‎ ‎●考向突破2　考查果酒、果醋制作的过程和装置分析 ‎3．(2020·河北保定三中期初考试)葡萄经发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答下列问题：‎ ‎(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是酵母菌。‎ ‎(2)该微生物通过无氧呼吸可分解葡萄糖，产生的终产物是乙醇和CO2。‎ ‎(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如图所示。发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。据图分析，甲同学和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是未夹住发酵瓶的充气管，导致发酵中出现的主要异常现象是发酵液从充气管流出，发酵液变酸；丙同学的错误是瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，导致发酵中出现的主要异常现象是排气时发酵液从排气管流出。上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是葡萄醋、葡萄酒、葡萄酒。‎ ‎(4)在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作的错误是未及时排气。‎ 解析：在制作各种酒的时候，常用酵母菌作菌种；酒精发酵为无氧呼吸，若甲同学未夹住发酵瓶的充气管，从而使氧气进入，导致酵母菌进行有氧呼吸，产生较多的二氧化碳，使发酵液从充气管流出，发酵液变酸；丙同学的错误是瓶中发酵液过多，淹没了排气管，排气时发酵液从排气口溢出，一般发酵液不超过容器的2/3；上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是葡萄醋、葡萄酒、葡萄酒。‎ ‎4．(2020·临汾模拟)同学们参观某白酒厂酿酒过程，看到一堆一堆的高粱被撒上某菌种后加水使其湿润，并每过两小时用木掀翻转一次，两天后将其放入一密闭容器中保温十多天。最后进行蒸馏得到白酒。分析回答：‎ ‎(1)酿酒过程所用菌种是酵母菌。‎ ‎(2)早期翻转的目的是通氧，以保障菌体的有氧呼吸。而密闭后菌体主要进行无氧呼吸以产生酒精。‎ ‎(3)在实验室为了得到该菌种的纯种，所用培养基必须经过高压蒸汽灭菌以防止其他微生物污染。‎ ‎(4)为筛选出某菌种，所用培养基有利于目的菌生长，而抑制其他菌的生长，这叫选择培养基。若往培养基中增添青霉素则有利于对青霉素有耐药性细菌的生长。‎ 解析：(1)酿酒利用的是酵母菌的无氧呼吸。‎ ‎(2)酵母菌酿酒时先通气后密封，通气的目的是使酵母菌有氧呼吸大量繁殖，即早期翻转的目的是通氧，以保障菌体的有氧呼吸，而密闭后菌体主要进行无氧呼吸以产生酒精。‎ ‎(3)配制培养基时利用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，以防止其他微生物污染。‎ ‎(4)为筛选出某菌种，所用培养基有利于目的菌生长，而抑制其他菌的生长，这叫选择培养基。若往培养基中增添青霉素则有利于对青霉素有耐药性细菌的生长。‎ 整合提升 果酒和果醋制作成功的关键点 项目 说明 材料的选 择与处理 选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。‎ 防止发酵 液被污染 ‎①榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒；‎ ‎②清洗葡萄时要先清洗后除枝梗；‎ ‎③发酵瓶排气管用曲颈管而不用直管。‎ 控制发酵 ‎①‎ 条件 葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3的空间，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；‎ ‎②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果醋的发酵；‎ ‎③充气：酒精发酵为无氧发酵，需关闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需经充气口充气。‎ 考点2　腐乳的制作 ‎1．发酵菌种 ‎(1)主要菌种 ‎①名称：毛霉。‎ ‎②菌体特点：白色丝状真菌。‎ ‎③代谢类型：异养需氧型。‎ ‎(2)其他菌种：根霉、酵母菌、曲霉等。‎ ‎2．发酵原理 ‎3．腐乳制作流程及注意事项 ‎4．防止杂菌污染的措施 ‎(1)用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗涮干净后要用沸水消毒。‎ ‎(2)装瓶时，操作要迅速小心。‎ ‎(3)加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。‎ ‎(4)封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。‎ 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎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，二者都只起调味作用。(　×　)‎ 提示：误认为腐乳制作中酒精和香辛料的作用只在于“调味”，腐乳制作中酒精及香辛料的作用不仅在于调味，还在于“杀灭杂菌”，酒精可抑制微生物生长，香辛料可防腐杀菌。‎ ‎1．(选修1P6旁栏思考T1)你能利用所学的生物学知识，解释豆腐长白毛是怎么一回事吗？‎ 提示：豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。‎ ‎2．(选修1P6旁栏思考T2)王致和为什么要撒许多盐，将长毛的豆腐腌起来？‎ 提示：盐能防止微生物污染，避免豆腐腐败变质。‎ ‎3．(选修1P7旁栏思考T1)我们平常吃的豆腐，哪种适合用来做腐乳？为什么？‎ 提示：含水量为70%的豆腐适合用来做腐乳。含水量过高的豆腐做腐乳，不易成形；含水量过低，则不利于毛霉生长。‎ ‎4．(选修1P7旁栏思考T2)吃腐乳时，你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是怎样形成的？它对人体有害吗？它的作用是什么？‎ 提示：“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝(匍匐菌丝)，“皮”对人体无害，它形成腐乳的“体”，使腐乳成形。‎ ‎5．(选修1P8旁栏小资料改编)影响腐乳种类的因素有哪些？举例说出加入的辅料与腐乳种类的关系。‎ 提示：影响腐乳种类的因素有豆腐的含水量、发酵条件、加入的辅料。例如，红方加入了红曲，糟方加入了酒糟，青方不加辅料。‎ ‎6．(选修1P8练习T1)‎ 腌制腐乳时，为什么要随着豆腐层的加高而增加盐的用量？为什么在接近瓶口的表面要将盐铺厚一些？‎ 提示：越接近瓶口，杂菌污染的可能性越大，因此要随着豆腐层的加高增加盐的用量，在接近瓶口的表面，盐要铺厚一些，以有效防止杂菌污染。‎ ‎●考向突破　腐乳的制作流程及注意事项 ‎　腐乳是中国流传数千年的传统民间美食，通常分为青方、红方、糟方三大类。请结合相关知识回答下列问题：‎ ‎(1)在制作果酒、果醋、泡菜、腐乳的过程中全程需要氧气的是果醋。毛霉能在豆腐块上生长，是因为豆腐块能为其提供无机盐、碳源、氮源、水等四大类基本营养物质。‎ ‎(2)腐乳的发酵过程中能起到防腐作用的物质有酒、香辛料、盐三类。青方、红方和糟方三类腐乳中，青方类没有加入辅料。现代工业生产腐乳，必须严格控制无菌条件，对豆腐灭菌宜采用的方法是高压蒸汽灭菌法。‎ ‎(3)科学家研究了食盐用量对腐乳品质及发酵周期的影响，结果如下图：‎ 由图可知，随食盐用量的增加，腐乳品质的综合评分总体上呈现先上升后下降 趋势，选择食盐用量为10%较为适宜。发酵周期与食盐的用量成正相关，原因可能是随食盐浓度的增加，对发酵微生物的抑制作用增强(或随食盐浓度的增加，对脂肪酶和蛋白酶活性的抑制作用增强)。‎ 解析：(1)制作果酒的原理是利用酵母菌的无氧呼吸产生酒精；制作果醋所利用的醋酸菌是好氧菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动；制作泡菜的原理是乳酸菌在无氧条件下，将糖分解为乳酸；制作腐乳的实验流程为：①豆腐上长出毛霉→②加盐腌制→③加卤汤装瓶→④密封腌制。可见，在制作果酒、果醋、泡菜、腐乳的过程中全程需要氧气的是果醋。毛霉能在豆腐块上生长，是因为豆腐块能为其提供无机盐、碳源、氮源、水等基本营养物质。‎ ‎(2)卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。在腐乳的发酵过程中，加入的酒、香辛料、盐都能起到防腐作用。在青方、红方和糟方三类腐乳中，没有加入辅料的是青方。对豆腐灭菌宜采用高压蒸汽灭菌法。‎ ‎(3)曲线图显示：随食盐用量的增加，腐乳品质的综合评分总体上呈现先上升后下降的趋势；当食盐用量为10%时，腐乳品质的综合评分最高，说明此浓度是选择食盐用量较为适宜的浓度。发酵周期与食盐的用量成正相关，原因可能是：随食盐浓度的增加，对发酵微生物的抑制作用增强(或随食盐浓度的增加，对脂肪酶和蛋白酶活性的抑制作用增强)。‎ 整合提升 ‎1.传统腐乳制作与现代腐乳生产的区别 ‎(1)条件：传统腐乳制作不需要灭菌，现代腐乳生产必须在严格无菌条件下进行；‎ ‎(2)菌种来源：传统腐乳制作，菌种来自空气中的毛霉孢子；现代腐乳生产，菌种是经过筛选的优良毛霉菌种，并且直接接种在豆腐上。‎ ‎2．腐乳制作过程中抑制杂菌的方法 ‎(1)前期发酵条件的控制：提供有利于毛霉生长的温度、水分，形成毛霉的生长优势，抑制杂菌的生长。‎ ‎(2)后期发酵条件的控制：‎ ‎①加盐腌制，利用食盐抑制杂菌生长。‎ ‎②加卤汤装瓶：利用卤汤中的酒和香辛料抑制杂菌的生长。‎ ‎③密封腌制：控制无氧环境，抑制好氧菌的生长。‎ 考点3　制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 ‎1．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)制作流程及注意事项 ‎　 ‎ ‎(4)影响泡菜发酵条件的因素 ‎①气体：无氧环境条件。可通过选择合适的泡菜坛、装坛时压实蔬菜、泡菜液浸没菜体、泡制期间不开盖等措施营造环境。‎ ‎②食盐：食盐的作用是使蔬菜组织中水分析出，使成品质地柔韧、咀嚼感强。盐浓度过高，乳酸发酵受抑制，泡菜会咸而不酸；盐浓度过低，杂菌繁殖，易引起变质。‎ ‎③温度：温度偏高，有害菌活动能力强，易导致蔬菜腐败变质；温度偏低，发酵时间延长。‎ ‎2．测定亚硝酸盐的含量 ‎(1)亚硝酸盐与人体健康的关系：当摄入总量较多时，可引起中毒或死亡；在特定条件下可转化为致癌物亚硝胺。‎ ‎(2)检测方法：比色法。‎ ‎(3)检测原理 ‎①有关反应：NO＋对氨基苯磺酸→反应物；‎ 反应物＋N1萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红色。‎ ‎②判断方法：观察样品颜色变化，并与标准显色液比较，然后计算亚硝酸盐含量。亚硝酸盐溶液的浓度高，颜色深些；溶液浓度低，颜色浅些。‎ ‎(4)检测步骤：配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色。‎ 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎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。(　×　)‎ ‎1．(选修1P9旁栏思考)为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶？‎ 提示：酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用，抗生素能够将乳酸菌杀死或抑制乳酸菌的生长，因此含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。‎ ‎2．(选修1P10旁栏思考T1)为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不宜多吃腌制蔬菜？‎ 提示：在腌制过程中，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐摄入过量或在特定条件下，会危害人体健康。‎ ‎3．(选修1P10旁栏思考T2)为什么泡菜坛内有时会长一层白膜？你认为这层白膜是怎么形成的？‎ 提示：泡菜坛内形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也较丰富，适合酵母菌繁殖。‎ ‎●考向突破1　泡菜的制作原理及过程分析 ‎1．家庭泡菜的制作过程：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封后置于温度适宜的地方。请回答下列问题：‎ ‎(1)加入蔬菜前要对泡菜坛进行彻底清洗并用白酒擦拭。‎ ‎(2)在家制作泡菜时，常发现泡菜坛内长一层白膜，这层白膜是怎么形成的？产膜酵母繁殖形成的。为避免杂菌污染，向泡菜坛中加入了青霉素，结果发酵失败，原因可能是青霉素能够抑制乳酸菌的生长。‎ ‎(3)有时制作的泡菜会“咸而不酸”，最可能的原因是加入的食盐过多，抑制了乳酸菌生长。‎ ‎(4)对亚硝酸盐含量测定的原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N1萘基乙二胺盐酸盐偶联成玫瑰红色化合物。测定亚硝酸盐含量的操作流程是配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色，其中，使滤液变得无色澄清透明的是氢氧化铝乳液。‎ 解析：(1)加入蔬菜前要对泡菜坛进行彻底清洗并用白酒擦拭。‎ ‎(2)在家制作泡菜时，常发现泡菜坛内长一层白膜，这层白膜是产膜酵母繁殖形成的。为避免杂菌污染，向泡菜坛中加入了青霉素，结果发酵失败，原因可能是青霉素能够抑制乳酸菌的生长。‎ ‎(3)有时制作的泡菜会“咸而不酸”，最可能的原因是加入的食盐过多，抑制了乳酸菌生长。‎ ‎(4)对亚硝酸盐含量测定的原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N1萘基乙二胺盐酸盐偶联成玫瑰红色化合物。测定亚硝酸盐含量的操作流程是配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色，其中，使滤液变得无色澄清透明的是氢氧化铝乳液。‎ 整合提升 泡菜制作的注意事项 ‎(1)材料的选择及用量 ‎①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。‎ ‎②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：一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的微生物。‎ ‎(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 ‎①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。‎ ‎②装坛时压实，盐水没过全部菜料。‎ ‎③泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境，并注意在发酵过程中经常补水。‎ ‎(4)温度：发酵过程中温度控制在室温即可，温度过高则易滋生杂菌，温度过低则发酵时间延长。‎ ‎(5)时间：发酵时间过短，会造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。‎ ‎●考向突破2　考查泡菜制作过程中亚硝酸盐含量的变化 ‎2．某研究小组以“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化”为课题开展了如下表所示的研究。分析并回答下列问题：‎ ‎(1)实验中盐水需煮沸并冷却后才可使用，目的是除去水中的氧气和杀灭杂菌；冷却后使用是为了避免高温杀死乳酸菌等发酵菌种。‎ ‎(2)图中曲线1是A坛测定的结果，原因是盐水浓度过低导致亚硝酸盐含量过高而不下降。泡菜的口味是酸而不咸。制作泡菜效果最好的盐水浓度为20%。‎ ‎(3)为了使实验结果更准确，测定亚硝酸盐含量时应多次测定后取平均值。‎ 解析：(1)制作泡菜时泡菜盐水要煮沸冷却后才可使用，其中煮沸是为了除去水中的氧气和杀灭杂菌；冷却是为了避免高温杀死乳酸菌等发酵菌种。‎ ‎(2)由图可知，曲线1所示亚硝酸盐含量过高而不下降，原因是盐浓度过低，应为A坛测定的结果。该坛中泡菜的口味是酸而不咸。根据亚硝酸盐含量的变化，制作泡菜效果最好的是B坛，其盐水的浓度为20%。‎ ‎(3)为了减少误差，避免实验的偶然性，应设置重复实验，要多次测定后取平均值。‎ 整合提升 泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化 发酵 时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 发酵 初期 少(有O2，乳酸菌活动受抑制)‎ 少 增加(硝酸盐还原菌的作用)‎ 发酵 中期 最多(乳酸抑制其他菌活动)‎ 积累、增多、pH下降 下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)‎ 发酵 后期 减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动)‎ 继续增多，pH继续下降 下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)‎ 变化 曲线 注意 亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的 考点4　植物有效成分的提取 ‎1．提取玫瑰精油的实验 ‎(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 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 ‎(续表)‎ 实验步骤 关键点 ‎⑤‎ 除水 加入无水Na2SO4吸收水分，再过滤除去固体Na2SO4‎ ‎⑥‎ 玫瑰精油 出油率＝玫瑰精油质量/原料质量 ‎2.提取橘皮精油的实验 ‎(1)方法：一般采用压榨法。‎ ‎(2)实验流程 实验步骤 关键点 ‎①‎ 石灰水浸 泡橘皮 石灰水的作用：破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率；为了能使橘皮均匀地浸泡，可将其粉碎 ‎②‎ 漂洗 目的是洗去石灰水，防止影响精油的质量，漂洗完后要沥干水分 ‎(续表)‎ 实验步骤 关键点 ‎③‎ 压榨 分别加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并调节pH至7～8，目的是使橘皮油易与水分离 ‎④‎ 过滤、‎ 离心 加入明矾，使之沉淀并变澄清，然后用布袋过滤，除去固体物和残渣。然后进行离心，除去质量较小的残留固体物，用分液漏斗或者吸管分离上层橘皮油 ‎⑤‎ 静置 分离的产品放在5～10 ℃的冰箱中，静置5～7 d，使杂质沉淀，用吸管吸取上层澄清橘皮油 ‎⑥‎ 再次过滤 用滤纸过滤，取滤液，和上层橘皮油混合 ‎3.胡萝卜素的提取和鉴定 ‎(1)胡萝卜素的性质：不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。‎ ‎(2)提取方法：萃取法，石油醚最适宜作萃取剂。‎ ‎(3)流程 实验流程 关键点 ‎①‎ 选取 胡萝卜 胡萝卜要新鲜，用清水洗净，沥干 ‎②‎ 粉碎 粉碎要彻底并过筛，有利于材料中胡萝卜素的充分溶解 ‎③‎ 干燥 温度不能太高，否则会导致胡萝卜素分解 ‎④‎ 萃取 在一定范围内，温度要高、时间要长，保证萃取的效果 ‎⑤‎ 过滤 除去固体残渣 ‎⑥‎ 浓缩 使用蒸馏装置浓缩，获得胡萝卜素 ‎(4)鉴定：纸层析法。‎ ‎4．植物有效成分提取的三种常用方法比较 提取方法 水蒸气蒸馏法 压榨法 萃取法 实验原理 利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来 通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油 使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂获得芳香油 方法步骤 ‎①水蒸气蒸馏；②分离油层；‎ ‎③除水过滤 ‎①石灰水浸泡、漂洗；②压榨、过滤、静置；③再次过滤 ‎①粉碎、干燥；‎ ‎②萃取、过滤；‎ ‎③浓缩 适用范围 适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油 适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取 适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中 ‎(续表)‎ 提取方法 水蒸气蒸馏法 压榨法 萃取法 优点 简单易行，便于分离 生产成本低，易保持原料原有的结构和功能 出油率高，易分离 局限性 水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题 分离较为困难，出油率相对较低 使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎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．提炼玫瑰精油的玫瑰花应在花开的初期采收，因为此阶段的花含玫瑰精油最高。(　×　)‎ ‎3．用柑橘和柠檬作为材料不适合用水中蒸馏的方法进行提取。(　√　)‎ ‎4．油水混合物中加入无水硫酸钠，有利于分离油层。(　×　)‎ ‎5．蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解出来，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油。(　×　)‎ ‎6．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。(　√　)‎ ‎7．萃取是利用了芳香油易溶于有机溶剂的特性进行提取的一种方法。(　√　)‎ ‎8．由于胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂中，所以可以采用萃取的方法进行提取。(　√　)‎ ‎9．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。(　√　)‎ ‎10．乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取。(　×　)‎ ‎【深挖教材】 (1)乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？为什么？‎ 提示：不能。胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮，但它们是水溶性有机溶剂，因萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它们作萃取剂。‎ ‎(2)在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种有机溶剂中，哪种最适宜用来提取胡萝卜素？‎ 提示：在这五种有机溶剂中，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，所以石油醚最适宜用来提取胡萝卜素。‎ ‎●考向突破1　提取玫瑰精油方法的分析 ‎1．(2020·贵州凯里一中检测)回答下列玫瑰精油提取中的有关问题：‎ ‎(1)用于提取精油的玫瑰花一般在花开的盛期采收，原因是此阶段花朵含油量最高。‎ ‎(2)可用萃取法提取玫瑰精油，依据是玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂。要使有机溶剂不与水混溶，最好选用乙酸乙酯(填“‎ 乙酸乙酯”或“乙醇”)作为萃取剂。‎ ‎(3)也可用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油，依据是玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，能随水蒸气一同蒸馏。蒸馏获得乳化液后需加入NaCl，促进油水分层。‎ ‎(4)用传统的水蒸气蒸馏法，玫瑰精油出油率较低。科研人员在适宜条件下用不同的辅助方法探究最优提取方法，结果如下表。‎ 不同辅 助方法 无辅助 方法 超声波、‎ 微波 酶 高压脉 冲电场 出油率(%)‎ ‎0.080 2‎ ‎0.093 0‎ ‎0.090 0‎ ‎0.105 0‎ 蒸馏时间(h)‎ ‎4‎ ‎2.5‎ ‎3‎ ‎2‎ 该实验的自变量是不同的辅助方法，据实验结果，水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油的最优辅助方法为高压脉冲电场辅助提取，依据是高压脉冲电场辅助提取玫瑰精油出油率较高，达到最高出油率的蒸馏时间较短。‎ 解析：(1)玫瑰花开的盛期，花朵中含油量最高，最适合提取玫瑰精油。‎ ‎(2)玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂，所以一般用萃取法提取玫瑰精油；乙醇可以溶于水，所以要使有机溶剂不与水混溶，最好选用乙酸乙酯作为萃取剂。‎ ‎(3)玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，能随水蒸气一同蒸馏，所以也可以用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油；蒸馏获得乳化液后需加入NaCl，以促进油水分层。‎ ‎(4)分析表格，该实验的自变量是不同的辅助方法，因变量是出油率和时间；根据实验结果分析，高压脉冲电场辅助提取方法下，出油率最高，用的时间最短，说明该方法最好。‎ 整合提升 物质分离的方法及植物有效成分的提取方法 ‎(1)物质分离的方法 ‎①分离油水混合物可以采用分液的方法。‎ ‎②除去压榨液中的固体物和残渣通常采用过滤的方法。‎ ‎③除去液体中质量较小的固体残留物通常采用离心的方法。‎ ‎④除去芳香油中的残留水分常采用加入无水硫酸钠后过滤的方法。‎ ‎⑤除去不易挥发的植物有效成分中的有机溶剂常采用蒸馏法。‎ ‎(2)依据植物有效成分的特性选择提取方法 ‎①提取挥发性强的植物芳香油：蒸馏法。‎ ‎②提取易溶于有机溶剂的植物有效成分：萃取法。‎ ‎③提取原料中含量高的植物有效成分：压榨法。‎ ‎(3)鉴定胡萝卜素常采取纸层析法。‎ ‎●考向突破2　提取橘皮精油方法的分析 ‎2．近几年我国柑橘大丰收，提取橘皮精油是提高其经济价值的重要途径。请分析回答下列有关提取过程的问题：‎ ‎(1)提取橘皮精油，常采用压榨法而不用水蒸气蒸馏法，原因是水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题。‎ ‎(2)提取橘皮精油时，为了提高出油率，首先将橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡，石灰水的作用是破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。‎ ‎(3)压榨过程中，为了使橘皮精油易与水分离，常加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4。‎ ‎(4)得到压榨液后，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。此时，橘皮精油中含有少量的水和果蜡，需在5～10_℃下静置5～7天使杂质沉淀，用吸管吸出上层澄清橘皮精油，其余部分过滤，滤液与吸出的上层橘油混合合并后成为最终的橘皮精油。‎ 解析：‎ ‎(1)橘皮精油主要存在于橘皮中，由于橘皮精油的有效成分在水蒸气蒸馏过程中会发生部分水解，同时水中蒸馏会导致原料焦糊问题，因此一般采用压榨法提取橘皮精油。‎ ‎(2)提取橘皮精油时，为了提高出油率，首先将橘皮干燥去水，然后用石灰水浸泡，石灰水的作用是：破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。‎ ‎(3)压榨过程中常加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并将pH调到7～8，其作用是促进橘皮精油和水的分离。‎ ‎(4)得到压榨液后，用布袋过滤除去固体物和残渣，对滤液进行离心，进一步除去较小的残留固体物，再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮精油分离出来，然后在5～‎10 ℃‎下静置5～7天，使果蜡等杂质沉淀，用吸管吸出上层澄清橘皮精油，其余部分过滤，滤液与吸出的上层橘油混合合并后成为最终的橘皮精油。‎ ‎●考向突破3　胡萝卜素提取实验的操作分析 ‎3．(2020·云南广南一中月考)请回答下列有关胡萝卜素提取的问题：‎ ‎(1)从植物中提取胡萝卜素常用的方法是萃取法，所用溶剂具有较高的沸点，能充分溶解胡萝卜素，且不与水混溶的特点。‎ ‎(2)萃取前，要将胡萝卜进行粉碎和干燥，新鲜的胡萝卜干燥处理时要注意控制温度和时间。‎ ‎(3)因为有机溶剂易燃，萃取时应采用水浴加热方式加热。为了防止加热时有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装回流冷凝(冷凝管)装置，而萃取液可进一步用蒸馏装置进行浓缩处理。‎ ‎(4)鉴定胡萝卜素粗品的方法是纸层析法。在‎18 cm×‎30 cm 滤纸下端距底边‎2 cm处做一基线，在基线上取A、B、C、D四点，用最细的注射器针头分别吸取0.1～0.4 mL溶解在石油醚中的标准样品和提取样品，在A、D和B、C点上点样。点样液挥发干后，将滤纸卷成圆筒状，置于装有‎1 cm 深的石油醚的密封玻璃瓶中进行层析。‎ 解析：‎ ‎(1)从植物中提取胡萝卜素常用的方法是萃取法，用于萃取胡萝卜素的萃取剂应具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，且不与水混溶的特点。‎ ‎(2)新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在干燥处理时要注意控制温度和时间，温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。‎ ‎(3)萃取剂为有机溶剂，有机溶剂易燃，因此萃取时应采用水浴加热方式。为了防止加热时有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装回流冷凝装置，而萃取液可直接使用蒸馏装置进行浓缩处理。‎ ‎(4)鉴定胡萝卜素粗品的方法是纸层析法。在‎18 cm×‎30 cm滤纸下端距底边‎2 cm处做一基线，在基线上取A、B、C、D四点，用最细的注射器针头分别吸取0.1～0.4 mL溶解在石油醚中的标准样品和提取样品，在A、D和B、C点上点样。点样液挥发干后，将滤纸卷成圆筒状，置于装有‎1 cm 深的石油醚的密封玻璃瓶中进行层析。‎ 整合提升 ‎1.植物芳香油提取成功的关键点 ‎(1)水蒸气蒸馏要适当延长蒸馏时间，温度不能太高。‎ ‎(2)用于萃取的有机溶剂必须事先精制，除去杂质。‎ ‎(3)压榨时原料必须要浸透，这样压榨时不会滑脱，出油率高，不堵塞筛眼；使用石灰水充分浸泡原料的目的是破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。‎ ‎2．影响胡萝卜素萃取的因素及解决措施 影响因素 解决措施 萃取剂的性质 用水不溶性有机溶剂 原料的颗粒大小、‎ 紧密程度 粉碎 材料的含水量 干燥 萃取温度 探索最佳萃取温度，严格控制温度 萃取时间 适当延长萃取时间 考点5　酶的应用 ‎1．果胶酶在果汁生产中的作用 ‎(1)果胶 ‎①作用：植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。‎ ‎②成分：由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。‎ ‎③特点：不溶于水；在果汁加工中，会影响出汁率并使果汁混浊。‎ ‎(2)果胶酶 ‎①成分：是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。‎ ‎②作用：果胶可溶性的半乳糖醛酸。‎ ‎(3)酶的活性 ‎①概念：指酶催化一定化学反应的能力。‎ ‎②表示方法：酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速率来表示。‎ ‎③酶反应速度的表示方法：用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。‎ ‎(4)影响酶活性的因素：温度、pH和酶的抑制剂等。‎ ‎2．加酶洗衣粉在洗涤中的作用 ‎(1)加酶洗衣粉：指含酶制剂的洗衣粉。‎ ‎(2)酶制剂的种类与洗涤原理 种类 洗涤原理 洗涤的物质种类 蛋白酶 蛋白质→小分子肽 或氨基酸 血渍、奶渍等 脂肪酶 脂肪→甘油和脂肪酸 食物中的油渍、人 体皮脂、口红等 淀粉酶 淀粉→麦芽糖、葡萄糖 来自面条等的污垢 纤维素酶 使纤维的结构变得蓬松 棉纺品的表面浮毛 ‎3.固定化酶和固定化细胞 ‎(1)固定化酶 ‎①形成：将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。‎ ‎②特性：与游离酶相比，稳定性好，与底物和产物容易分离，易于控制，能反复多次使用；便于运输和贮存，有利于自动化生产。‎ ‎(2)固定技术 ‎①概念：利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。‎ ‎②方法[连一连]‎ 答案：A—b—Ⅰ　B—a—Ⅱ　C—c—Ⅲ ‎(3)适用对象 一般来讲，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化，这是因为体积大的细胞难以被吸附或结合，而体积小的酶则易从包埋材料中漏出。‎ ‎ (选修1P44旁栏思考题改编)‎ ‎(1)为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？‎ ‎(2)在探究温度或pH对酶活性的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？‎ 提示：(1)将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。‎ ‎(2)需要设置对照实验。不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。‎ ‎●考向突破1　果胶酶在果汁生产中的作用 ‎1．工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某同学设计了如下实验：‎ ‎①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在‎10 ℃‎水浴中恒温处理10 min(如图A)。‎ ‎②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在‎10 ℃‎水浴中恒温处理10 min(如图B)。‎ ‎③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测果汁量(如图C)。‎ ‎④在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量如下表：‎ 温度/℃‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ ‎70‎ ‎80‎ 果汁量/mL ‎8‎ ‎13‎ ‎15‎ ‎25‎ ‎15‎ ‎12‎ ‎11‎ ‎10‎ 根据上述实验，请分析回答下列问题：‎ ‎(1)果胶酶能除去细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中果胶的水解。‎ ‎(2)实验结果表明，实验所测温度中，当温度为40_℃时果汁量最多，此时果胶酶的活性最高。当温度再升高时，果汁量降低，说明酶活性降低。‎ ‎(3)实验步骤①的目的是避免果汁和果胶酶混合时影响混合物温度，从而影响果胶酶活性。‎ 解析：(1)高等植物细胞壁和胞间层的主要组成成分之一是果胶，而果胶酶则是水解果胶的一类酶的总称。‎ ‎(2)通过表中数据可知：在‎40 ℃‎时，产生的果汁量最多，在题中所给的温度范围内，‎40 ℃‎时酶活性最高。当温度再升高时，出汁量降低，酶的活性降低。‎ ‎(3)因为酶具有高效性，使底物与酶的温度都达到预定值后再混合，可避免其事先发生反应，而引起结果的不准确。‎ ‎●考向突破2　加酶洗衣粉在洗涤中的作用 ‎2．为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中分别加入一种或两种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍(血渍含有蛋白质成分，油渍含有动物的脂肪成分)，其他实验条件均相同，下表为实验记录。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)从实验中可以看出，提高洗衣粉去污能力的方法有加入各种酶和适宜水温，甲组在洗衣粉中加入了蛋白酶，乙组在洗衣粉中加入了脂肪酶和蛋白酶。‎ ‎(2)实验记录中酶的最适宜温度为‎50 ℃‎。‎ ‎(3)甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有专一性。‎ ‎(4)如果甲、乙和丙3组均在水温为‎90 ℃‎时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异：效果都不好，并说明理由：在90_℃高温条件下酶的活性丧失，因此去污能力不强，与没有酶的洗衣粉洗涤效果相当。‎ 解析：(1)从实验中可以看出，酶和适当水温有利于化纤布上污渍的去除，因此提高洗衣粉去污能力的方法有加入各种酶和适宜水温，由实验结果可知，甲组洗衣粉可除去血渍，乙组洗衣粉可除去油渍和血渍，可判断甲组在洗衣粉中加入了蛋白酶，乙组在洗衣粉中加入了脂肪酶和蛋白酶。‎ ‎(2)在实验记录中，甲组洗衣粉清除血渍、乙组洗衣粉清除油渍所需时间最短的温度都是‎50 ℃‎，因此酶的最适宜温度为‎50 ℃‎。‎ ‎(3)甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有专一性。‎ ‎(4)如果甲、乙和丙3组均在水温为‎90 ℃‎时洗涤同一种污渍，效果都不好，因为在‎90 ℃‎ 高温条件下酶的活性丧失，因此去污能力不强，与没有酶的洗衣粉洗涤效果相当。‎ 整合提升 ‎(1)普通洗衣粉的洗涤原理：表面活性剂可以产生泡沫，将油脂分子分散开；水软化剂可以分解污渍等。‎ ‎(2)加酶洗衣粉的优点 ‎①含蛋白酶的洗衣粉能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污渍从衣服上脱落，所以加酶洗衣粉比不加酶洗衣粉洗涤效果好。‎ ‎②可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展。酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而与纤维分开。‎ ‎●考向突破3　固定化酶和固定化细胞 ‎3．下图表示制备固定化酵母细胞的过程，请据图回答下列问题：‎ ‎ (1)在缺水状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时体积会增大。‎ ‎(2)影响此实验成败的关键步骤是配制海藻酸钠溶液，此步的操作应采用小火或间断加热。‎ ‎(3)观察形成的凝胶珠颜色和形状：形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明海藻酸钠的浓度偏高。‎ ‎(4)本实验所用的固定化技术是包埋法 ‎，而制备固定化酶则不宜用此方法，原因是酶分子很小，容易从包埋材料中漏出。‎ ‎(5)该实验中CaCl2溶液的作用是使胶体聚沉。‎ 解析：(1)在缺水状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。因为酵母细胞活化时体积会变大，活化前应选择足够大的容器。‎ ‎(2)制备固定化酵母细胞的实验中，影响该实验成败的关键步骤是“配制海藻酸钠溶液”， 该过程为了防止原料焦糊，应小火或间断加热。‎ ‎(3)如果海藻酸钠浓度过高，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。‎ ‎(4)由于酶分子很小，容易从包埋材料中漏出，因此制备固定化酶不宜采用包埋法。‎ ‎(5)实验中CaCl2溶液的作用是使胶体聚沉。‎ 归纳提升 固定化酶和固定化细胞 ‎①细胞的固定化要在严格无菌条件下进行，对制备的海藻酸钠溶液、CaCl2溶液以及注射器等器材进行严格灭菌。‎ ‎②溶化海藻酸钠时采用小火或间断加热法，防止海藻酸钠焦糊。‎ ‎③海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；浓度过低，凝胶珠所包埋的酵母细胞数量少。‎ 考点6　蛋白质的提取和分离 ‎1．蛋白质的分离 ‎(1)原理：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。‎ ‎(2)分离方法 ‎①凝胶色谱法：也称做分配色谱法，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。‎ ‎②电泳法：电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。常用的电泳方法有琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳。‎ ‎2．实例——血红蛋白的提取和分离 ‎(1)样品处理与粗分离 ‎ (2)纯化与纯度鉴定 ‎ (选修1P70练习T5改编)红细胞为何适于作蛋白质分离的材料？‎ 提示：血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液。这使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作。‎ ‎●考向突破　蛋白质的提取和分离 ‎1．随着人类基因组计划的进展和多种生物基因组测序工作的完成，人类跨入了后基因组和蛋白质组时代。对蛋白质进行研究时，首先要获得纯度较高的蛋白质。图1是某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中，准备从猪的血液中初步提取血红蛋白而设计的“血红蛋白提取、分离流程图”：‎ 请回答下列有关问题：‎ ‎(1)样品处理中红细胞的洗涤要用生理盐水反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH＝7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破碎红细胞，破碎细胞的原理是渗透作用。‎ ‎(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去小分子杂质，若要尽快达到理想的透析效果，可以增加缓冲液的量(或及时更换缓冲液)(写出一种方法)。‎ ‎(3)血红蛋白的纯化是通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去。‎ ‎(4)电泳利用了待分离样品中各种分子的带电性质以及分子大小、形状等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。‎ ‎(5)一同学通过血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳，观察到正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白电泳结果如图2所示。由图可知携带者有2种血红蛋白，从分子遗传学的角度做出的解释是携带者具有一对等位基因，可以控制合成两种不同的蛋白质。‎ 解析：(1)样品处理中红细胞的洗涤要用生理盐水反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH＝7.0 的缓冲液并充分搅拌，可以破碎红细胞，破碎细胞的原理是渗透作用(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破)。‎ ‎(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去小分子杂质。‎ ‎(4)电泳利用了待分离样品中各种分子的带电性质以及分子大小、形状等的差异，而产生不同的迁移速度，实现各种分子的分离。‎ ‎(5)由题图可知携带者有2种血红蛋白，因为携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，可以控制合成两种不同的蛋白质。‎ ‎2．红细胞中含有大量血红蛋白，我们可以选用猪、牛、羊或其他哺乳动物的血液进行实验来提取和分离血红蛋白。下图为血红蛋白的提取和分离流程图。请回答下列问题：‎ ‎(1)将实验流程补充完整：A为血红蛋白的释放，B为样品的加入和洗脱。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。‎ ‎(2)红细胞洗涤时洗涤次数不能过少，否则无法除去血浆蛋白；离心速度过高和时间过长会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果。‎ ‎(3)为了加速膨胀，可以将加入洗脱液的湿凝胶用沸水浴法进行加热，这种方法不但节约时间，而且能除去凝胶中可能带有的微生物，排除胶粒内的空气。‎ ‎(4)如果红色区带均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功。‎ 整合提升 ‎“血红蛋白的提取和分离实验”中的注意事项 ‎(1)红细胞的洗涤：洗涤次数不能过少，否则无法除去血浆蛋白；要低速、短时离心，否则会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果。‎ ‎(2)凝胶的预处理：用沸水浴法不但节约时间，而且除去凝胶中可能带有的微生物，排除胶粒内的空气。‎ ‎(3)色谱柱的装填：装填时尽量紧密，减小颗粒间隙；无气泡；洗脱液不能断流。‎ ‎(4)色谱柱成功的标志：红色区带均匀一致地移动。 ‎ ‎1．果酒制作需要的微生物是酵母菌，它是一种兼性厌氧型微生物，通过有氧呼吸可以大量增殖，通过无氧呼吸可以产生酒精。‎ ‎2．果醋制作需要的微生物是醋酸菌，它是一种好氧菌，所以果醋制作需要一直通入氧气。‎ ‎3．果酒和果醋制作需要的温度分别是18～‎25 ℃‎和30～‎35 ℃‎。‎ ‎4．腐乳的制作需要多种微生物参与，但主要是毛霉的作用。通过脂肪酶、蛋白酶等酶的作用，将一些大分子物质水解成小分子的物质。‎ ‎5．腐乳的风味主要取决于卤汤和酒的作用。‎ ‎6．泡菜制作需要的微生物是乳酸菌，在泡菜的发酵过程中，亚硝酸盐的含量先增加后减少。‎ ‎7．通过比色法可以检测泡菜中亚硝酸盐的含量，以掌握取食的时间。‎ ‎8．植物芳香油提取成功的关键点 ‎(1)水蒸气蒸馏要适当延长蒸馏时间，温度不能太高。‎ ‎(2)用于萃取的有机溶剂必须事先精制，除去杂质。‎ ‎9．水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性的，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。‎ ‎10．压榨橘皮时使用石灰水充分浸泡原料的目的是破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。‎ ‎11．影响萃取的因素 ‎(1)主要因素：萃取剂的性质和使用量。‎ ‎(2)次要因素：原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度、萃取的时间等。‎ ‎ ‎ 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。‎ ‎ ‎ 防止发酵液被污染的方法：榨汁机要清洗干净并晾干；发酵瓶要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤；装入葡萄汁后要封闭充气口。‎ ‎ ‎ 葡萄酒呈现深红色的原因是红葡萄皮的色素进入发酵液。‎ ‎ 胡萝卜素粗品鉴定过程中的5个易错点 ‎(1)层析时没有选择干净的滤纸，导致实验现象不明显。为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。‎ ‎(2)点样时点样圆点太大(直径大于‎2 mm)会导致最终在滤纸上形成一条线，无法辨认被提取的色素。点样圆点的直径应为‎2 mm。‎ ‎(3)将点好样的滤纸卷成圆筒状，卷纸时不能将滤纸两边相互接触，以避免由于毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。‎ ‎(4)层析液没及样品原点，色素溶解于层析液中，造成实验失败。层析液不可没及样品原点，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。‎ ‎(5)没有设置标准样品作对照。层析液中是否提取到胡萝卜素，可通过与标准样品中的β－胡萝卜素作对比予以确认。‎ ‎1．(2019·浙江4月选考)回答与果胶和果胶酶有关的问题：‎ ‎(1)通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其原因除水果中果胶含量较高外，还因为腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多。‎ ‎(2)为了获得高产果胶酶微生物的单菌落，通常对分离或诱变后的微生物悬液进行涂布分离(或划线分离)。‎ ‎(3)在某种果汁生产中，用果胶酶处理显著增加了产量，其主要原因是果胶酶水解果胶使水果组织软化疏松及细胞受损。果汁生产中的残渣果皮等用于果胶生产，通常将其提取液浓缩后再加入95%乙醇。使之形成絮状物，然后通过离心、真空干燥等步骤获得果胶制品。‎ ‎(4)常用固定化果胶酶处理含果胶的污水，其主要优点有提高果胶酶的稳定性和可连续处理等。在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等环境因素外，还需考虑的主要有固定化的方法和固定化所用的介质。‎ 解析：果胶是植物细胞壁的主要成分，果胶起着将植物细胞粘合在一起的作用，去掉果胶，就会使植物组织变得松散；果胶不溶于乙醇，是鉴别果胶的一种简易方法。‎ ‎(1)腐烂的水果通常细胞壁被分解较多，所以含有能产生果胶酶的微生物较多；‎ ‎(2)获取单菌落的方式有划线分离法和涂布分离法两种，本题中两种方式均可；‎ ‎(3)果胶酶的作用是水解果胶，果胶位于植物细胞壁中，故水解果胶会使得水果组织软化疏松及使细胞受损；果胶不溶于酒精，故提取回收果胶需要使用95%乙醇，使果胶形成絮状物回收；‎ ‎(4)固定化的果胶酶在处理含果胶的污水时，可提高果胶酶的稳定性并可连续处理；在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等环境因素外，还需考虑的因素有固定化的方法和固定化所用的介质。‎ ‎2．(2017·全国卷Ⅱ)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)该实验的自变量是菌种、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。‎ 解析：(1)由“甲、乙两菌种”和“32 h内定期取样观测”可知，该实验的自变量是菌种和发酵时间。‎ ‎(2)由“发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好”可知，该发酵菌是好氧菌。‎ ‎(3)因“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”，说明发酵的最佳时间可能超过32 h，故可继续延长发酵时间，定期取样观测发酵效果，以确定最好的发酵效果所对应的时间，此时间即为最佳发酵时间。‎ ‎(4)发酵菌种能产生蛋白酶和脂肪酶，蛋白酶能催化蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能催化脂肪分解为甘油和脂肪酸。‎ ‎3．(2017·全国卷Ⅲ)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晾干(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)提取物质W时，振荡的作用是使原料和溶剂充分混匀。‎ ‎(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去除提取液中的色素。‎ ‎(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，理由是丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质W分解较少。‎ ‎(5)该实验操作过程中应注意的事项是在温度较低的情况下操作、防火(答出两点即可)。‎ 解析：(1)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，因此，原料应选用晾干的植物甲。‎ ‎(2)提取物质W时，振荡的作用是使粉碎的颗粒与有机溶剂充分混匀，从而使物质W充分溶解于极性有机溶剂中。‎ ‎(3)绿色植物甲中含有色素，色素也能溶于有机溶剂，用活性炭处理提取液的目的是去除提取液中的色素，以增加成品的纯度。‎ ‎(4)与乙醇相比，丙酮的沸点较低，而物质W受热易分解，故应选用丙酮作为提取剂，蒸馏时物质W分解较少。‎ ‎(5)在该实验操作过程中应注意的事项是在温度较低的情况下操作、防火、控制处理的时间等。‎ ‎4．(2016·全国卷Ⅱ)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，在酵母菌细胞的细胞质基质中进行，其产物乙醇与重铬酸钾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)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，该过程需要在有氧条件下才能完成。‎ ‎(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度低于(填“低于”或“高于”)第二阶段的。‎ ‎(4)醋酸杆菌属于原核生物，其细胞结构中不含有(填“含有”或“不含有”)线粒体。‎ 解析：(1)图中过程①和②表示酵母菌无氧呼吸的第一、二阶段，发生场所是细胞质基质；乙醇可在酸性条件下与重铬酸钾试剂发生颜色反应；过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段，发生在线粒体中；与无氧呼吸相比，有氧呼吸过程释放的能量多，所以在有氧条件下酵母菌的繁殖速度较快。‎ ‎(2)醋酸杆菌是好氧菌，所以乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。‎ ‎(3)酵母菌和醋酸杆菌的最适生长温度分别是‎20 ℃‎和30～‎35 ℃‎。‎ ‎(4)醋酸杆菌属于细菌，是原核生物，原核细胞中不含有线粒体。‎ ‎5．(2016·天津卷)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，这是因为酶在最适温度条件下催化能力最强。‎ ‎(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。通气能提高酵母菌的数量，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先快速增长后趋于稳定，由此推测，影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是氧气、营养物质、pH。‎ ‎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，发酵缸中颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动，或下)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 种间竞争(或竞争)，淘汰了部分乳酸菌种类。‎ 解析：(1)酶在最适温度、最适pH等条件下催化能力最强，所以添加酶制剂需要控制温度。‎ ‎(2)酵母菌在有氧条件下能大量繁殖，增加酵母菌数量，有利于密闭阶段在无氧条件下获得更多酒精产物，因而发酵初期应先通气。‎ ‎(3)①由图示可知与颠倒前相比，第15天A、B层颠倒后，B层醋酸杆菌先快速增长后趋于稳定，颠倒后B层不断翻动，与颠倒前相比，能接触更多氧气，醋酸杆菌大量繁殖，说明影响醋酸杆菌密度变化的环境因素有氧气，后来随着营养物质的消耗及pH的降低，醋酸杆菌数量趋于稳定，说明影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素有营养物质、pH等。②颠倒前的B层和颠倒后的A层(即下层)缺氧，有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。③发酵后期营养物质的消耗使不同种类的乳酸菌种间竞争加剧，淘汰了部分种类的乳酸菌。‎