全国通用高考生物一轮总复习专题27生物技术在食品加工及其他反面应用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,目 录,Contents,考情精解读,考点,1,考点,2,考点,3,A.,知识全通关,B.,题型全突破,考法,1,考法,2,考法,3,考情精解读,考纲解读,命题趋势,命题规律,考情精解读,1,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,01,1.,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.,实验,:DNA,的粗提取与鉴定,知识体系构建,考纲解读,命题规律,考情精解读,2,命题趋势,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,考查内容,2016,全国,2015,全国,2014,全国,自主命题区域,传统发酵技术的应用【,30%,】,全国,39,15,分,2016,天津,10,12,分,2016,江苏,7,2,分,2015,江苏,17,2,分,2015,江苏,24,3,分,2014,江苏,24,3,分,植物有效成分的提取【,15%,】,全国,39,15,分,2014,江苏,30,3,分,知识体系构建,考纲解读,命题规律,考情精解读,3,命题趋势,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,考查内容,2016,全国,2015,全国,2014,全国,自主命题区域,DNA,和蛋白质的提取技术【,10%,】,2015,江苏,25,3,分,2014,江苏,16,2,分,知识体系构建,考纲解读,命题规律,考情精解读,4,1.,热点预测,本专题试题主要考查考生的实验探究能力和综合运用能力,难度中等偏上。多以非选择题形式呈现,一般是,4,15,分。,2.,趋势分析,预计本专题的考查将集中在传统发酵技术的应用和生物材料中特定成分的提取与分离上,命题趋势,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,知识体系构建,考纲解读,命题规律,考情精解读,5,返回目录,命题趋势,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,知识体系构建,知识全通关,知识全通关,1,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,考点,1,传统发酵技术的应用,一、果酒和果醋的制作,1.,果酒和果醋制作的比较,项目,果酒制作,果醋制作,作用菌类,酵母菌(真菌),醋酸菌(细菌),原理,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,;,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵,当,氧气、糖源充足时,醋酸菌将葡萄汁中的,糖分解成,醋酸,;,当缺少糖源时,醋酸菌将,乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,反,应,式,有氧条件下：,C,6,H,12,O,6,+6O,2,+6H,2,O 6CO,2,+12H,2,O,无氧条件下,:,C,6,H,12,O,6,2C,2,H,5,OH+2CO,2,糖源、氧气充足时,:,C,6,H,12,O,6,+2O,2,2CH,3,COOH+2CO,2,+2H,2,O,糖源不足时,:C,6,H,12,O,6,2C,2,H,5,OH+2CO,2,;C,2,H,5,OH+O,2,CH,3,COOH+H,2,O,知识全通关,2,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,项目,果酒制作,果醋制作,制作流程,对酸性环境的适应性,耐酸,耐酸,最适发酵温度,18,25,30,35,发酵时间,10,12,天,7,8,天,对氧的需求,前期需氧,后期不需氧,一直需氧,知识全通关,3,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,2.,操作注意事项,(1),材料的选择与处理。选择新鲜的葡萄,榨汁前先冲洗,后去枝梗,以防葡萄汁流失及杂菌污染。,(2),防止发酵液被污染。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,;,装入葡萄汁后要封闭充气口。,(3),在将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,O,2,后再进行酒精发酵,;,防止发酵过程中产生的大量,CO,2,造成发酵液溢出。,知识全通关,4,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,二、腐乳的制作,1.,实验过程,知识全通关,5,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,2.,注意事项,(1),防止杂菌污染,用来腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干净后要用沸水消毒。,装瓶腌制时,操作要迅速小心,且要逐层加盐,接近瓶口表面的盐要铺厚一些。,加入卤汤后,要用胶条将瓶口密封。封瓶时,最好将瓶口通过酒精灯的火焰,防止瓶口被污染。,(2),发酵温度,:,前期发酵温度应保持在,15,18,如果温度过低,则菌丝生长缓慢,不能进入豆腐块的深层,;,温度过高,菌丝易老化和死亡,影响腐乳的品质。,(3),发酵时间,:,发酵时间影响生化反应速度及产物的量。,知识全通关,6,高考帮生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,三、泡菜的制作及亚硝酸盐含量的检测,1.,泡菜的制作,(1),作用菌类,:,乳酸菌等。,(2),原料,:,白菜、洋白菜等。,(3),原理,:,乳酸菌是厌氧菌,无氧条件下能将葡萄糖分解为乳酸。,反应式,:C,6,H,12,O,6,2C,3,H,6,O,3,。,(4),制作流程,知识全通关,7,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,2.,注意事项,(1),材料的选择及用量,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。,清水和盐的质量比为,41,盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用,:,一是除去水中的氧气,二是杀灭盐水中的细菌。,(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,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。,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),控制适宜的温度,:,以,18,20,为宜,温度偏高有害菌活动能力强,温度偏低不利于乳酸发酵。,知识全通关,8,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,3.,亚硝酸盐含量的检测,(1),检测亚硝酸盐含量的原理,:,在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与,N-1-,萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行对比,可以估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。,(2),测定亚硝酸盐含量的操作,配制溶液,制备标准显色液,制备样品处理液,比色,知识全通关,9,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,考点,2,植物有效成分的提取,一、植物有效成分的提取过程,1.,玫瑰精油的提取,知识全通关,10,2.,橘皮精油的提取,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,3.,胡萝卜素的提取,知识全通关,11,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,二、注意事项,1.,在玫瑰精油的提取过程中,加入,NaCl,的目的是增加水层的密度,有利于玫瑰油与水分层,加入无水,Na,2,SO,4,的目的是吸收精油中残留的水分。,2.,在提取橘皮精油时,为了提高出油率,需要将柑橘皮干燥去水,并用石灰水浸泡,浸泡时间为,10 h,以上。橘皮要浸透,这样压榨时不会滑脱,且出油率高,过滤时不会堵塞筛眼。,3.,在胡萝卜素的提取中,萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量,同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。因此在萃取的过程中,要先将胡萝卜进行粉碎和干燥,使之与萃取剂充分接触,提高萃取效率。,知识全通关,12,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,一、,DNA,的粗提取与鉴定,1.,实验原理,(1)DNA,在不同浓度的,NaCl,溶液中的溶解度不同,其在物质的量浓度为,0.14 mol/L,的,NaCl,溶液中溶解度最低。,(2)DNA,不溶于酒精,但是细胞中的某些蛋白质可溶于酒精,因此可以用酒精提纯。,(3)DNA,遇二苯胺,(,沸水浴,),会被染成蓝色,因此,二苯胺试剂可用来鉴定,DNA,分子。,2.,实验流程,考点,3,DNA,和蛋白质的提取技术,返回目录,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,知识全通关,13,二、蛋白质的提取和分离,题型全突破,考法,1,传统发酵技术的应用分析,继续学习,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,题型全突破,1,考法综述,本考法在高考中出现的频率不是很高,多以非选择题的形式出现。常以流程图、装置图等为载体考查发酵过程中微生物的类型、结构、代谢方式,发酵装置及注意事项。,考法指导,1.,几种发酵微生物的比较,菌种项目,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,异养需氧,异养需氧,异养厌氧,生产应用,酿酒,酿醋,制作腐乳,制作泡菜,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,题型全突破,2,2.,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要氧。酵母菌在无氧条件下产生酒精,因此应控制充入氧的量,故应在充气口设置开关。,(2),由于在发酵过程中都产生,CO,2,所以又需设排气口,;,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,所以应设置出料口便于取料。,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,题型全突破,3,装置图,结构或操作,目的,充气口,醋酸发酵时连接充气泵,输入无菌空气,;,酿酒时关闭充气口,排气口,用来排出,CO,2,长而弯曲的胶管,防止空气中微生物的污染,出料口,便于取料,及时监测发酵进行的情况,3.,制作果酒和果醋的发酵装置分析,【,说明,】,若用简易的发酵装置,每隔一段时间排气时只需拧松瓶盖,不要打开瓶盖,。,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,题型全突破,4,4.,腌制泡菜过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化,发酵时期,乳酸菌含量,乳酸含量,亚硝酸盐含量,发酵初期,少,(O,2,抑制乳酸菌活动,),少,增加,(,硝酸盐还原菌的作用,),发酵中期,最多,(,乳酸积累,抑制其他菌活动,),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,下降,抑制乳酸菌活动,),增多,pH,持续下降,下降至相对稳定,(,硝酸盐还原菌被完全抑制,),高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,题型全突破,5,下列有关果酒、果醋的制作和腐乳制作的说法,不正确的是,A.,腐乳制作有多种微生物的参与,其中起主要作用的是根霉,B.,果酒制作时的菌种属于真核生物,而果醋制作时的菌种属于原核生物,C.,果酒制作时需要密封发酵,果醋制作时需要不断通入无菌空气,D.,果醋制作时需要的温度比果酒制作时需要的温度高,【,考法示例,1】,【,解析,】,腐乳制作中,起主要作用的是毛霉,而不是根霉,A,项错误,;,果酒制作时的酵母菌是真核生物,果醋制作时的醋酸菌是原核生物,B,项正确,;,酵母菌需要密封发酵进行无氧呼吸产生酒精,醋酸菌进行有氧呼吸产生醋酸,C,项正确,;,果醋发酵时需要,30,35,果酒发酵时需要,18,25,D,项正确。,【,答案,】,A,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,题型全突破,6,2014,海南,已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。为了测定不同泡制天数泡菜中亚硝酸盐的含量,某同学设计了一个实验,实验材料、试剂及用具包括,:,刻度移液管、比色管、不同浓度的亚硝酸钠标准溶液、亚硝酸盐的显色剂、不同泡制天数的泡菜滤液等。回答相关问题,:,(1),请完善下列实验步骤。,标准管的制备,:,用,和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。,样品管的制备,:,用刻度移液管分别吸取一定量的,加到不同的比色管中,然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色,得到样品管。,将每个,分别与系列标准管进行比较,找出与样品管颜色深浅,的标准管,该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中的亚硝酸盐含量,记录各样品管亚硝酸盐的含量。,【,考法示例,2】,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,题型全突破,7,(2),如图表示的是泡菜中,趋势。,(3),泡菜制作过程中产酸的细菌主要是,(,填,“,醋酸菌,”,或,“,乳酸菌,”,),。,【,解析,】,(1),亚硝酸盐含量测定实验中,用不同浓度的亚硝酸钠标准溶液和显色剂配制成颜色深浅不同的系列标准管。在比色管中加入一定量的不同泡制天数的泡菜滤液,再加入等量的显色剂进行显色,观察样品管的颜色变化,并与标准管比较,找出与样品管颜色深浅最相近的标准管,其中的亚硝酸钠含量即代表了样品管中的亚硝酸盐含量。,(2),图中横坐标即自变量为泡制时间,纵坐标即因变量为亚硝酸盐的含量,故图中表示的是泡菜中亚硝酸盐含量随泡制时间的变化趋势。,(3),泡菜制作的原理是在无氧条件下,乳酸菌无氧呼吸将葡萄糖分解成乳酸。,【,答案,】(1),亚硝酸钠标准溶液,不同泡制天数的泡菜滤液,样品管最相近,(2),亚硝酸盐含量随泡制时间的变化,(3),乳酸菌,考法,2,植物有效成分的提取分析,继续学习,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,题型全突破,8,考法综述,从生物材料中提取某些特定的成分是考纲的要求,故植物有效成分的提取也是高考的一个热点,近年高考都有对本考法的考查。且主要集中在植物有效成分的提取原理、具体操作步骤的考查上,以非选择题为主。备考时,可用比较法掌握三种提取技术的原理、步骤、优缺点和使用范围,培养设计实验的能力。,考法指导,1.,玫瑰精油、橘皮精油、胡萝卜素的比较,项目,性质,提取方法,原理,玫瑰精油,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,蒸馏,利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来,形成油水混合物,冷却后,混合物又会重新分出油层和水层,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,题型全突破,9,项目,性质,提取方法,原理,橘皮精油,无色透明,具有橘香味,主要成分为柠檬烯,压榨,利用机械压力把材料中的油分挤出来,胡萝卜素,橘黄色结晶,化学性质比较稳定,不溶于水,微溶于乙醇,易溶于石油醚等有机溶剂,萃取,将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡,使胡萝卜素溶解在有机溶剂中,再蒸发出有机溶剂,即可获得产品,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,题型全突破,10,2.,蒸馏、压榨和萃取的比较,提取方法,蒸馏,压榨,萃取,实验原理,利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来,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,蒸发溶剂后就可获得芳香油,方法步骤,水蒸气蒸馏,;,分离油层,;,除水过滤,石灰水浸泡、漂洗,;,压榨、过滤、静置,;,再次过滤,粉碎、干燥,;,萃取、过滤,;,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液中,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,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,题型全突破,11,请回答与植物芳香油的提取相关的问题。,【,考法示例,3】,图,1,图,2,(1),玫瑰精油的提取可使用图,1,所示装置,这种方法叫,法,;,蒸馏时收集的蒸馏液,(,填,“,是,”,或,“,不是,”,),纯的玫瑰精油。,(2),橘皮精油的提取原料是橘皮,但橘皮易焦糊,故宜采用,法提取橘皮精油。,(3),胡萝卜素是,色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的是,法,加热时应该注意控制,。一般情况下,提取胡萝卜素时,萃取效率与原料颗粒的含水量呈,相关。,(4),将提取的胡萝卜素粗品通过纸层析进行鉴定,图,2,为鉴定结果示意图,A,、,B,、,C,、,D,四点中,属于标准样品的样点的是,。,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,题型全突破,12,【,解析,】(1)分析图1可知,该装置是蒸馏装置;蒸馏时锥形瓶中收集到的液体是玫瑰油和水的混合物,不是纯的玫瑰精油。(2)橘皮易焦糊,所以提取橘皮精油常用的方法是压榨法。(3)胡萝卜素是橘黄色结晶,化学性质稳定,易溶于石油醚等有机溶剂,因此常采用萃取法进行提取;加热时应注意控制温度和时间。一般来说,萃取的温度高、时间长,萃取的效,果就好,;,萃取效率还与原料颗粒的大小和含水量有关,原料颗粒越小、含水量越少,萃取效率越高。,(4),提取的胡萝卜素粗品可以通过纸层析法进行鉴定,图中,A,、,D,是标准样品的样点,B,、,C,是提取的胡萝卜素粗品样点,乙是胡萝卜素粗品中的杂质分子。,【,答案,】(1),蒸馏不是,(2),压榨,(3),橘黄萃取温度和时间负,(4)A,、,D,考法,3,DNA,粗提取和蛋白质纯化技术,继续学习,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,题型全突破,13,考法综述,有关,DNA,和蛋白质的提取和分离的考查在全国卷中出现频率不高,常以选择题或非选择题的形式考查,DNA,和蛋白质的提取过程、试剂的作用及鉴定,试题难度不大。,考法指导,1.DNA,的粗提取与鉴定中的,“,234,”,加蒸馏,水,2,次,加到鸡血细胞液中,使血细胞吸水破裂,;,加到含,DNA,的,2 mol/L,的,NaCl,溶液中,使,NaCl,溶液的物质的量浓度下降到,0.14 mol/L,使,DNA,析出,用纱布,过滤,3,次,过滤血细胞破裂液,得到含细胞核物质的滤液,;,滤取,0.14 mol/L,的,NaC,l,溶液中析出的,DNA(,黏稠物,);,过滤溶有,DNA,的,2 mol/L,的,NaC,l,溶液,用,NaCl,溶液,4,次,加,2 mol/L,的,NaCl,溶液,溶解提取的细胞核物质,;,用,0.14 mol/L,的,NaC,l,溶液使,DNA,析出,;,用,2 mol/L,的,NaC,l,溶液,溶解滤取的,DNA,黏稠物,;,用,2 mol/L,的,NaCl,溶液,溶解丝状物用于鉴定,DN,A,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,题型全突破,14,2.,血红蛋白的提取和分离方法,(1),凝胶色谱法,蛋白质项目,相对分子质量大,相对分子质量小,凝胶内部,不能进入,能进入,运动方式,垂直向下,垂直向下和无规则扩散运动,经过路程,较短,较长,洗脱次序,先流出,后流出,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,题型全突破,15,(2),电泳法,在一定,pH,下,蛋白质分子的某些基团解离后带上正电或负电。在电场的作用下,带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。,由于待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同,带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。,(3),蛋白质提取过程中需要注意的问题,红细胞的洗涤与离心要求,:,红细胞洗涤过程中,洗涤,3,次后,上清液仍有黄色,可增加洗涤次数,否则将无法除去,血浆蛋白,;,离心时转速要低,时间要短,否则白细胞等会一同沉淀,达不到分离的效果。,蒸馏水和甲苯的作用,:,血红蛋白释放过程中,蒸馏水的作用是涨破红细胞,甲苯的作用主要是溶解细胞膜。,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,继续学习,题型全突破,16,多选,下列关于,DNA,和蛋白质提取与分离实验的叙述,正确的有,A.,提取细胞中的,DNA,和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞,B.,用不同浓度,NaCl,溶液反复溶解与析出,DNA,可去除蛋白质,C.,蛋白质提取和分离过程中,进行透析可去除溶液中的,DNA,D.,蛋白质和,DNA,都可以用电泳的方法进行分离纯化,【,思路分析,】,本题考查,DNA,和蛋白质提取与分离的实验原理。解题时,应以实验材料的特征、分子的物理性质为突破口对各个选项进行分析。,【,考法示例,4】,返回目录,高考帮,生物 专题二十七 生物技术在食品加工及其他方面的应用,题型全突破,17,【,解析,】,在提取,DNA,时,如果是动物细胞则要用蒸馏水涨破,如果是植物细胞则不需要用蒸馏水涨破,而是用洗涤剂溶解细胞膜,A,错误。用,2 mol,/L,的,NaCl,溶液溶解,DNA,然后过滤出蛋白质,再降低,NaCl,溶液的浓度,析出,DNA,B,正确。透析是用以除去小分子物质的,DNA,和蛋白质都是大分子物质,C,错误。,DNA,和蛋白质样品都是带负电荷的,从负极向正极移动,移动的距离都和样品的相对分子质量有关,可以根据其分子大小及所带电荷性质进行分离纯化,D,正确。,【,答案,】,BD,