20．目前大多數(shù)廠家采用的低鹽固態(tài)發(fā)酵工藝生產(chǎn)的醬油和傳統(tǒng)釀造相比，醬香不足，風味較差．固定化產(chǎn)酯酵母可以利用醬油中的部分糖產(chǎn)生酒精和乙酸乙酯等呈味物質(zhì)，提高了低鹽固態(tài)工藝醬油的品質(zhì)．下面是科研人員的實驗過程和結(jié)果：
實驗步驟：
①將冰箱中4℃保存的菌種接種在麥芽汁培養(yǎng)基中，30℃恒溫培養(yǎng)3d．
②稱取一定量的海藻酸鈉加入水中，加熱溶化，配成3%的海藻酸鈉溶液．
③將熔化好的海藻酸鈉溶液放置一段時間后，加入產(chǎn)酯酵母，進行充分攪拌，混合均勻．
④用10ml的針筒吸取混合液與4%的氯化鈣溶液中，形成凝膠珠．將凝膠珠在氯化鈣溶液中浸泡30min后取出，用蒸餾水沖洗3次，備用．
⑤配制不同葡萄糖添加量的醬油，分別加入等量的固定化產(chǎn)酯酵母，在適宜條件下發(fā)酵一段時間后，測定醬油中酒精和乙酸乙酯的含量．
實驗結(jié)果：
測定物質(zhì)
mg/100ml		葡萄糖添加量/%
01234
酒精485129115631150836
乙酸乙酯13.317.320.918.4215.9
請回答：
（1）步驟①的目的是使酵母菌活化和增殖．步驟②中加熱的方法是小火加熱（或間斷加熱）
（2）步驟③中需將溶化好的海藻酸鈉溶液放置一段時間，其目的是冷卻至常溫，防止高溫殺死酵母菌．凝膠珠從氯化鈣溶液中取出后，用蒸餾水沖洗掉凝膠珠表面的氯化鈣溶液，防止凝膠珠硬度過大，影響通透性．
（3）該實驗結(jié)果表明添加葡萄糖能促進酒精和乙酸乙酯的生成（或醬油中2%的葡萄糖添加量最有利于酒精和 乙酸乙酯的生成）．
（4）在傳統(tǒng)醬油生產(chǎn)過程中，需向發(fā)酵液中添加一定量的食鹽．若添加量過低，會造成雜菌
污染；若添加量過高，會抑制醬油生產(chǎn)所需微生物的代謝（或影響醬油口味）．
（5）若要探究固定化產(chǎn)酯酵母和游離產(chǎn)酯酵母產(chǎn)生酒精和乙酸乙酯能力的差異，你的實驗設(shè)計思路是在醬油中分別加入數(shù)量相等的固定化產(chǎn)酯酵母和游離產(chǎn)酯酵母，其他條件保持適宜且相同．一段時間測定醬油中酒精和乙酸乙酯的含量．

分析 制備固定化酵母細胞
（1）酵母細胞的活化：讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)．
（2）配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液
（3）配制海藻酸鈉溶液
配制的海藻酸鈉溶液具體作用：包埋酵母菌細胞．
在加熱的過程中，要用小火，或者間斷加熱：避免海藻酸鈉焦糊并溢出燒杯．
（4）海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合
需將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫時再加入已活化的酵母細胞：避免燙死酵母菌細胞．
（5）固定化酵母細胞
剛形成的凝膠珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右：讓形成的凝膠珠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)．

解答 解：（1）步驟①“菌種接種在麥芽汁培養(yǎng)基中”的目的是使酵母菌活化和增殖；步驟②海藻酸鈉小火加熱融化．（2）步驟③中需將溶化好的海藻酸鈉溶液放置一段時間，冷卻至常溫，防止高溫殺死酵母菌．凝膠珠從氯化鈣溶液中取出后，用蒸餾水沖洗掉凝膠珠表面的氯化鈣溶液，防止凝膠珠硬度過大，影響通透性．
（3）根據(jù)題意“固定化產(chǎn)酯酵母可以利用醬油中的部分糖產(chǎn)生酒精和乙酸乙酯等呈味物質(zhì)”，則該試驗結(jié)果表明加葡萄糖能促進酒精和乙酸乙酯的生成．
（4）在傳統(tǒng)醬油生產(chǎn)過程中，需向發(fā)酵液中添加一定量的食鹽．若添加量過低，會造成雜菌污染；若添加量過高，會抑制醬油生產(chǎn)所需微生物的代謝．
（5）若要探究固定化產(chǎn)酯酵母和游離產(chǎn)酯酵母產(chǎn)生酒精和乙酸乙酯能力的差異，則在醬油中分別加入數(shù)量相等的固定化產(chǎn)酯酵母和游離產(chǎn)酯酵母，其他條件保持適宜且相同．一段時間測定醬油中酒精和乙酸乙酯的含量．
故答案為：
（1）使酵母菌活化和增殖 小火加熱（或間斷加熱）
（2）冷卻至常溫，防止高溫殺死酵母菌 凝膠珠硬度過大，影響通透性
（3）添加葡萄糖能促進酒精和乙酸乙酯的生成（或醬油中2%的葡萄糖添加量最有利于酒精和 乙酸乙酯的生成）
（4）造成雜菌污染 抑制醬油生產(chǎn)所需微生物的代謝（或影響醬油口味）
（5）在醬油中分別加入數(shù)量相等的固定化產(chǎn)酯酵母和游離產(chǎn)酯酵母，其他條件保持適宜且相同．一段時間測定醬油中酒精和乙酸乙酯的含量

點評 本題考查細胞固定化和實驗設(shè)計等相關(guān)知識，意在考查學生從材料中獲取相關(guān)的生物學信息，并能運用這些信息，結(jié)合所學知識解決相關(guān)的生物學問題．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中生物 來源： 題型：選擇題

11．如圖代表肌細胞與內(nèi)環(huán)境的物質(zhì)交換關(guān)系．X、Y、Z表示三種細胞外液，下列敘述錯誤的是（　�。�
A．若飲食過咸，則Y中滲透壓會升高
B．Z中有大量的淋巴細胞和吞噬細胞
C．肌細胞的代謝產(chǎn)物可能導(dǎo)致X的pH降低
D．X、Y、Z理化性質(zhì)的穩(wěn)定依賴于神經(jīng)調(diào)節(jié)

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科目：高中生物 來源： 題型：選擇題

12．下列與動物細胞培養(yǎng)有關(guān)的表述中，不正確的是（　�。�
A．培養(yǎng)液通常含有葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清
B．二倍體動物細胞通常為有限細胞系，不能連續(xù)分裂
C．連續(xù)細胞系都是發(fā)生了癌變的無性細胞系，無接觸性細胞移植現(xiàn)象
D．動物細胞培養(yǎng)可用于檢測有毒物質(zhì)和獲得大量自身健康細胞

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科目：高中生物 來源： 題型：解答題

9．閱讀下列資料，回答下列問題：
（1）據(jù)新華社訊：3月27日，西安市區(qū)黃塵彌漫，這是繼3月22日西安一場泥雨后，“黃龍”再次降臨西安．從生態(tài)因素分析，導(dǎo)致“黃龍”再降西安的主要原因是我國西北地區(qū)植被覆蓋率低；引起“黃龍”再降的人為因素可以歸納為：亂砍濫伐森林、不合理開墾、過度放牧等．
（2）黑龍江省一些專家、學者日前根據(jù)新近的調(diào)查結(jié)果發(fā)出警告：黑土地已嚴重惡化．分布在松嫩平原的10.8萬km2的東北黑土地，是世界著名的高產(chǎn)土壤．然而，這片黑土地由于嚴重的水土流失和掠奪式的經(jīng)營方式，土壤生產(chǎn)能力正呈下降趨勢．黑土層已由50年前平均厚度40～100cm，下降到如今的20～40cm，有的地方已經(jīng)裸露出有機質(zhì)含量極低的泛黃母質(zhì)層．專家們的調(diào)查顯示：東北地區(qū)水土流失面積已達1/3以上，成為我國商品糧基地中水土流失最嚴重的地區(qū)之一．黑土地土壤流失嚴重，說明森林具有涵養(yǎng)水源，保持水土的作用．
（3）科學家研究認為，沙塵暴的發(fā)生必須具有風和沙源兩個條件，我國西部174個縣在2000年先行退耕34.33萬公頃．退耕還林、還草是西部生態(tài)建設(shè)的一項緊迫任務(wù)．從治理沙塵暴的角度思考，“還林”的作用是防風，“還草”的作用是固沙．
（4）我國將實施6大林業(yè)重點工程：
①天然林保護；
②“三北”和長江中下游地區(qū)等重點防護林的建設(shè)；
③退耕還林、還草；④環(huán)北京地區(qū)防沙治沙；
⑤野生動植物保護及自然保護區(qū)的建設(shè)；
⑥速生豐產(chǎn)材林的林業(yè)產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)．
從根本上說，我國實施六大林業(yè)工程的目標就是要提高森林覆蓋率 抵抗力，搞好生態(tài)環(huán)境建設(shè)．

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科目：高中生物 來源： 題型：解答題

16．下面是果酒和果醋制作的實驗流程和某同學設(shè)計的果酒和果醋的發(fā)酵裝置．根據(jù)圖示回答下列問題：

（1）完成圖1中的實驗流程．
（2）沖洗的主要目的是洗去浮塵，沖洗應(yīng)特別注意不能反復(fù)沖洗，以防止菌種的流失．
（3）圖2置中的充氣口在果酒發(fā)酵時關(guān)閉，在果醋發(fā)酵時連接充氣泵，并不斷向內(nèi)泵入空氣．
（4）排氣口在果酒發(fā)酵時排出的氣體是CO2，為什么排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接？避免空氣中其它微生物進入發(fā)酵裝置（防止空氣中的微生物污染）．
（5）在用玻璃瓶發(fā)酵生產(chǎn)時，必須對玻璃瓶用體積分數(shù)為70%的酒精溶液進行消毒，然后在玻璃瓶中加入葡萄汁，加入的葡萄汁不應(yīng)超過玻璃瓶體積的$\frac{2}{3}$．
（6）在果酒的工業(yè)制作過程中，接種完成后要先向發(fā)酵罐中通入一段時間的無菌空氣后再密封，這樣做的目的是在有氧條件下，使酵母菌迅速繁殖，增加數(shù)量．酵母菌利用葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精的反應(yīng)式是C6H12O6$\stackrel{酶}{→}$2C2H5OH+2CO2+能量
多余空格．
（7）果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可以用酸性的重鉻酸鉀試劑來檢驗．在果酒釀造過程中，如果果汁滅菌不嚴格，含有醋酸桿菌，在酒精發(fā)酵旺盛時，醋酸桿菌能否將果汁中的糖發(fā)酵為醋酸？不能．因為果酒發(fā)酵時的缺氧環(huán)境能抑制醋酸菌生長，且醋酸菌發(fā)酵條件是氧氣充足．

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科目：高中生物 來源： 題型：多選題

5．下列說法不正確的是（　　）
A．同一種物質(zhì)可能既作碳源又作氮源B．凡是碳源都能提供能量
C．除水以外的無機物僅提供無機鹽D．無機氮源也能提供能量

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科目：高中生物 來源： 題型：解答題

11．下面是果酒和果醋制作的實驗流程和某同學設(shè)計的果酒和果醋的發(fā)酵裝置．根據(jù)圖示回答下列問題：

（1）酵母菌與醋酸菌在結(jié)構(gòu)組成上最主要的區(qū)別是有成形的細胞核．
（2）酒精發(fā)酵的化學反應(yīng)式是C6H12O6$\stackrel{酶}{→}$2CO2+2C2H5OH+能量．酵母菌也可以在有氧條件下進行呼吸作用，說明其異化作用類型為兼性厭氧型．
（3）沖洗的主要目的是洗去浮塵，沖洗應(yīng)特別注意不能反復(fù)沖洗以防止菌種的流失．
（4）圖2裝置中的充氣口在果酒發(fā)酵時關(guān)閉，在果醋發(fā)酵時連接充氣泵，并不斷向內(nèi)泵入空氣．
（5）排氣口在果酒發(fā)酵時排出的氣體是CO2，為什么排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接？避免空氣中其它微生物進入發(fā)酵裝置（防止空氣中的微生物污染）．
（6）在玻璃瓶中加入葡萄汁，加入的葡萄汁不應(yīng)超過玻璃瓶體積的$\frac{2}{3}$．

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科目：高中生物 來源： 題型：選擇題

7．下列關(guān)于生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次的敘述正確的是（　　）
A．山羊和楊樹具有相同的生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次
B．肌肉細胞里的蛋白質(zhì)不屬于生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次
C．病毒在活細胞中能夠生存，屬于個體層次
D．不存在既屬于細胞層次又屬于個體層次的生物

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科目：高中生物 來源： 題型：填空題

8．如圖為基因工程中，利用農(nóng)桿菌作為載體，培育出新性狀植株的過程，請據(jù)圖分析回答：

（1）將攜帶外源基因的DNA導(dǎo)入植物細胞中所用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶．
（2）如圖中，目的基因?qū)胫参锛毎�，是否可以穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性，可以通過檢測轉(zhuǎn)化的植物有沒有顯示出目的基因控制的性狀來確定．導(dǎo)入目的基因的植物細胞一般需要通過植物組織培養(yǎng)的方法，培育成能表現(xiàn)新性狀的植株．
（3）利用基因工程進行育種，可以培育出具有新性狀的植株，這種育種方式的優(yōu)點是：①能打破生物種屬的界限；②在分子水平上定向改變生物的遺傳特性．

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