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第二讲微生物的培养与应用
[教材知识问题化梳理]
一、微生物的实验室培养
1．培养基
(1)概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养物质。
(2)成分
(3)分类
2．无菌技术
3．纯化大肠杆菌
(1)制备固体培养基的流程：
(2)纯化方法
二、土壤中分解尿素细菌的分离和计数
(1)菌种筛选：使用尿素是唯一氮源的选择培养基培养。
(2)统计菌落数目：常用方法有稀释涂布平板法、显微镜直接计数法。
(3)细菌分离与计数的实验流程：土壤取样→配制培养基→微生物的培养与观察→细菌的计数。
三、分解纤维素的微生物的分离
1．纤维素酶
(1)组成：一种复合酶，它至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。
(2)作用：纤维素纤维二糖葡萄糖。
2．筛选方法
(1)方法：刚果红染色法，即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
(2)培养基：以纤维素为唯一碳源的选择培养基。
3．实验流程
透明圈的菌落：产生纤维素酶的菌落周围出现透明圈
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
(1)根据物理状态的不同，培养基只有液体培养基和固体培养基两种类型。(×)
(2)培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种成分。(√)
(3)在配制培养基时，除满足营养需求外，还应考虑pH、O2及特殊营养物质的需求。(√)
(4)只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。(√)
(5)筛选分解尿素的细菌应以尿素作为培养基中的唯一氮源。(√)
(6)统计样品中的活菌一般用平板划线法。(×)
(7)在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变蓝，则说明筛选到分解尿素的细菌。(×)
(8)刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。(√)
(9)纤维素酶只包括三种组分：C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。(×)
(10)筛选分解纤维素的微生物的培养基中是以纤维素为唯一碳源的选择培养基。(√)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
下表为筛选分解尿素细菌的培养基，据此回答问题：
KH2PO4Na2HPO4MgSO4·7H2O葡萄糖尿素琼脂 1.4 g2．1 g0．2 g10．0 g1．0 g15．0 g
将上述物质溶解后，用自来水定容到1 000 mL
(1)在该培养基中尿素的作用是什么？琼脂的作用是什么？
答案：尿素作唯一氮源，起选择作用；琼脂作为凝固剂，用于制备固体培养基。
(2)对筛选出的细菌要进行进一步的鉴定，如何鉴定？
答案：在培养基中再加入酚红指示剂，培养细菌后，pH升高，指示剂将变红。
培养基及微生物的纯化培养技术
1．培养基的种类
(1)按物理状态分类：
培养基种类 特点 用途
液体培养基 不加凝固剂 工业生产
固体培养基 加凝固剂(如琼脂) 微生物分离、鉴定，活菌计数，菌种保藏
(2)按功能分类：
种类 制备方法 原理 用途 举例
选择培养基 培养基中加入某些化学物质 依据某些微生物对某些物质的抗性而设计 从众多微生物中分离所需的微生物 加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌
鉴别培养基 培养基中加入某种指示剂或化学药品 产生特定的颜色或其他变化 鉴别不同种类的微生物 用伊红—美蓝培养基鉴别大肠杆菌
2.微生物的纯化培养
方法 平板划线法 稀释涂布平板法
注意事项 (1)接种环的灼烧：①第一次划线前：接种环上的微生物，避免污染培养物②每次划线前：杀死残留菌种，保证每次划线菌种来自上次划线末端③划线结束后：杀死残留菌种，避免污染环境和感染操作者(2)灼烧接种环之后，要冷却后再进行操作，以免温度太高杀死菌种(3)划线时最后一区域不要与第一区域相连(4)划线用力要大小适当，防止用力过大将培养基划破 (1)稀释操作时：每支试管及其中的9 mL水、移液管等均需灭菌；操作时，试管口和移液管应在离火焰1～2 cm处(2)涂布平板时：①涂布器用体积分数为70%酒精消毒，取出时，让多余酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃②不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精③酒精灯与培养皿距离要合适，移液管管头不要接触任何物体
[例1]　用平板划线法或稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时(　　)
①可以用相同的培养基　②都需要使用接种针进行接种
③都需要在火焰旁进行接种　④都可以用来计数活菌
A．①②　　　　　　　　 B．③④
C．①③ D．②④
[解析]　平板划线法或稀释涂布平板法都使用固体培养基，故①正确；平板划线法采用接种针进行操作，而稀释涂布平板法采用涂布器进行操作，故②错误；纯化时，要进行无菌操作，需要在火焰旁接种，避免空气中的微生物混入培养基，故③正确；平板划线法一般用于分离而不是计数，故④错误。
[答案]　C
微生物的筛选与计数
1.筛选菌株
(1)原则：人为提供有利于目的菌生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物的生长。
(2)菌株筛选原理的比较：
土壤中分解尿素的细菌 分解纤维素的微生物
①选择培养基的成分：尿素作为唯一的氮源②鉴定方法：在培养基中加入酚红指示剂， 若指示剂变红，pH升高，说明细菌能分解尿素 ①选择培养基的成分：纤维素作为唯一的碳源②鉴定方法：刚果红染色法，即刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，培养基出现以纤维素分解菌为中心的透明圈
2.统计菌落数目的方法
(1)显微镜直接计数法：
①原理：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。
②方法：用计数板计数。
③缺点：不能区分死菌与活菌。
(2)间接计数法(活菌计数法)：
①原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。 通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
②计算公式：每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M，其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。
③操作：设置重复组，增强实验的说服力与准确性。同时为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300 的平板进行计数。
[例2]　(2012·海淀期中)从土壤中分离以尿素为氮源的细菌，下列实验操作不正确的(　　)
A．将土壤用无菌水稀释，制备10－3～10－5土壤稀释液
B．将不同浓度的土壤稀释液涂布于不同平板上
C．用加入刚果红指示剂的选择培养基筛选分解尿素的细菌
D．从周围出现红色环带的菌落中挑取能够分泌脲酶的菌株
[解析]　从土壤中分离以尿素为氮源的细菌时，将土壤用无菌水稀释，制备土壤稀释液，将不同浓度的土壤稀释液涂布于不同平板上，用加入酚红指示剂的鉴别培养基可以鉴别分解尿素的细菌；从周围出现红色环带的菌落中挑取能够分泌脲酶的菌株。
[答案]　C
易误点 不能正确区分消毒和灭菌
失误类型 知识理解类失误
　　
消毒和灭菌的比较
条件 结果 常用方法 应用范围
消毒 较为温和的物理或化学方法 仅杀死物体表面或内部的部分对人体有害的微生物 煮沸消毒法 日常用品
巴氏消毒法 不耐高温的液体
化学药剂消毒法 用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源
灭菌 强烈的理化因素 杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子 灼烧灭菌法 接种工具
干热灭菌法 玻璃器皿、金属工具
高压蒸汽灭菌法 培养基及容器的灭菌
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)从各种相近的选项中直接筛选消毒或灭菌的方法。
(2)给定操作对象，据此选择合适的消毒、灭菌方法。
1．除了高温加热以外，其他灭菌方法还有(　　)
A．紫外线照射　　　　　　 B．真空包装
C．用保鲜膜密闭 D．添加防腐剂
解析：选A　灭菌是使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物(包括芽孢和孢子)。本题中真空包装、添加防腐剂、用保鲜膜密闭都起到了抑菌作用，紫外线照射使细菌的蛋白质变性，核酸受破坏，是灭菌方法。
2．细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理，这些方法依次用于杀灭哪些部位的杂菌(　　)
A．接种环、手、培养基 B．高压锅、手、接种环
C．培养基、手、接种环 D．接种环、手、高压锅
解析：选C　一般说来灭菌是指彻底杀灭微生物使其永远丧失生长繁殖的能力，对于培养基、操作器皿和接种环等都需要灭菌。消毒仅指杀死物体表面或内部一部分对人体有害的病原菌而对被消毒的物体基本无害，操作者的手臂需要消毒。高压蒸汽灭菌锅是灭菌设备，通常用于培养基的灭菌。用酒精擦拭双手是消毒的一种方法。火焰灼烧，可以迅速彻底地灭菌，适用于微生物的接种工具，如接种环。第四讲DNA和蛋白质技术与植物有效成分的提取
[教材知识问题化梳理]
一、DNA的粗提取与鉴定[动漫演示更形象　见课件光盘]
1．基本原理
2．操作流程
材料的选取：
将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、冷却的体积分数为95%的酒精溶液
二、多聚酶链式反应扩增DNA片段
[动漫演示更形象　见课件光盘]
1．PCR原理
DNA热变性原理，即：
2．PCR反应过程
(1)变性：当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链。
(2)复性：温度下降到55℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
(3)延伸：温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
三、血红蛋白的提取和分离
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 各种分子带电性质的差异以及分子本身大小、形状的不同
2.实验操作程序
红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→分离血红蛋白溶液
四、植物有效成分的提取
1．植物芳香油的提取
(1)提取玫瑰精油实验：
①方法：水蒸气蒸馏法。
②实验流程：
(2)提取橘皮精油的实验：
①方法：一般用压榨法。
2．胡萝卜素的提取
(1)胡萝卜素性质：不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。
(2)实验设计：
①方法：萃取法，石油醚最适宜作萃取剂。
(3)鉴定方法：纸层析法。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
(1)DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。(√)
(2)DNA不溶于冷酒精，可用酒精进一步提取DNA。(√)
(3)DNA与二苯胺溶液反应生成紫色物质。(×)
(4)利用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量小的先洗脱出来。(×)
(5)在电泳过程中，蛋白质分子的移动速度，与分子本身的大小和形状无关，而与所带电荷的差异有关。(×)
(6)在SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳中，电泳迁移速率完全取决于分子的大小。(√)
(7)DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，不能从头开始合成DNA。(√)
(8)在PCR技术中，DNA的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸。(×)
(9)植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等。(√)
(10)玫瑰精油的提取宜采用蒸馏法。(√)
(11)胡萝卜素的提取应用萃取法。(√)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据玫瑰精油提取的实验流程示意图回答问题：
(1)玫瑰花瓣与清水的质量比为多少？
答案：1∶4。
(2)加入的NaCl和无水Na2SO4的作用是什么？
答案：NaCl：促进油水混合物分离；Na2SO4：吸水。
(3)玫瑰精油提取的方法是什么？
答案：水蒸气蒸馏法。
DNA和蛋白质技术
1．DNA与蛋白质在不同NaCl溶液中溶解度不同
2 mol/L NaCl溶液 0.14 mol/L NaCl溶液 溶解规律
DNA 溶解 析出
蛋白质 部分发生盐析沉淀 溶解 NaCl溶液从2 mol/L降低过程中，溶解度逐渐增大
2．分离DNA、PCR技术、分离蛋白质三者比较
分离DNA 分离蛋白质
实验原理 DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，且不溶于冷酒精 依据相对分子质量的大小不同来分离蛋白质
实验过程 选取材料→破碎细胞释放DNA→除杂→DNA析出与鉴定 样品处理→凝胶色谱操作
实验结果 获得较纯净的DNA 相对分子质量不同的蛋白质得以分离
实验意义 为DNA研究打下基础 为蛋白质的研究和利用提供了原材料
[例1]　下列关于DNA的粗提取实验和血红蛋白的提取实验，叙述正确的是(　　)
A．前者选择鸡血细胞作为材料较好，后者选择哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料较好
B．样品预处理时，前者静置1天处理除去上清液；后者需要加入清水，反复低速短时间离心洗涤，至上清液无黄色
C．在DNA粗提取实验中，往2 mol/L氯化钠溶液中加入蒸馏水析出DNA时，应该缓慢加入，直到出现黏稠物为止
D．洗涤红细胞的目的是去除血浆中的葡萄糖、无机盐等
[解析]　鸡血细胞有细胞核，适于提取DNA；哺乳动物成熟红细胞无细胞核和众多细胞器，适于提取血红蛋白。提取血红蛋白的实验中，洗涤红细胞时，不能加清水，应该加入生理盐水，否则细胞提早释放出血红蛋白与杂质混合，加大提取难度。DNA初次析出时，加清水至黏稠物不再增加为止。洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，以利于血红蛋白的分离和纯化。
[答案]　A
PCR技术的基本原理和应用
1.细胞内DNA复制与PCR技术的比较
细胞内DNA复制 PCR
不同点 解旋 在解旋酶作用下，边解旋边复制 90℃以上高温解旋，双链完全分开
酶 DNA解旋酶、DNA聚合酶 Taq DNA聚合酶
引物 RNA DNA或RNA
温度 体内温和条件 高温
相同点 ①需提供DNA复制的模板；②四种脱氧核苷酸为原料；③子链延伸的方向都是从5′端到3′端
2．PCR的过程
(1)变性：90℃以上时，双链DNA解旋为单链。
(2)复性：温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对方式与两条单链DNA结合。
(3)延伸：温度上升到72℃左右，溶液中四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
[例2]　(2013·徐州模拟)PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，下列有关PCR过程的叙述，不正确的是(　　)
A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键
B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的
C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP和四种核糖核苷酸
D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高
[解析]　PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，其延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP和四种脱氧核苷酸。
[答案]　C
易误点 不能正确区分植物芳香油提取的方法
失误类型 知识理解类失误
提取方法 水蒸气蒸馏法 压榨法 有机溶剂萃取法
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
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)原料、试剂角度：考查不同芳香油提取的原料、试剂和方法。
(2)操作流程：考查芳香油提取的操作过程及注意事项。
[例3]　(2011·海南高考)许多植物含有天然香料，如薄荷叶中含有薄荷油。现用薄荷叶提取薄荷油。回答问题：
(1)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用________(鲜、干)薄荷叶作原料，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是________，原理是________________________________________________________________________。
(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是________________________。常用于分离油层和水层的器皿是____________。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是________________，除去固体硫酸钠的常用方法是________________。
[解析]　(1)薄荷油挥发性强，在薄荷叶干燥过程中，会因挥发含量降低。(2)因薄荷油易溶于石油醚、酒精等有机溶剂，故用萃取法提取薄荷油，采用的溶剂为有机溶剂。(3)向通过水蒸气蒸馏得到的油水混合物中加入NaCl后，增加水的密度，就会出现油水分层现象。向分离出的油层中加入无水Na2SO4的作用是除去少量的水，用过滤的方法除去薄荷中的Na2SO4。
[答案]　(1)鲜　鲜叶比干叶的薄荷油含量高
(2)有机溶剂　薄荷油溶于有机溶剂，而不溶于水
(3)增加水层的密度，有利于油层和水层的分离　分液漏斗　除去少量的水　过滤
生物技术实践
(时间60分钟，满分100分)
一、选择题(每小题2分，共40分)
1．在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是(　　)
A．分解淀粉的细菌　　　　 B．硝化细菌
C．分解纤维素的细菌 D．乳酸菌
解析：选C　分解纤维素的细菌将纤维素分解后，刚果红—纤维素的复合物无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
2．(2013·南通一调)固定化酵母在发酵生产中得到了广泛应用。下列有关叙述正确的是(　　)
A．利用固定化酵母发酵，发酵液浓度不宜过高
B．固定化酵母形成的凝胶珠越大越好，越硬越好
C．固定化酵母不能繁殖，性状较为稳定
D．酵母固定化的目的是提高发酵速度
解析：选A　发酵液浓度过高会导致酵母细胞失水过多而死亡。与游离的酵母相比，固定化酵母的发酵速度较慢。
3．泡菜含有丰富的维生素和钙、磷等无机物，既能为人体提供充足的营养，又能预防动脉硬化等疾病。在泡菜的制作过程中，不需要控制的因素是(　　)
A．腌制时间 B．环境温度
C．食盐用量 D．泡菜坛容积
解析：选D　在制作泡菜时，腌制时间、食盐用量和温度都需要进行控制，但泡菜坛容积不需要控制。
4．某同学在制作腐乳的过程中，发现豆腐腐败变质，下列不属于其原因的是(　　)
A．用盐腌制时，加盐量太少
B．用来腌制腐乳的玻璃瓶，没有用沸水消毒
C．制作卤汤时，料酒加的量较多
D．装瓶后，没有将瓶口密封
解析：选C　豆腐腐败变质是杂菌繁殖造成的。用来腌制腐乳的玻璃瓶没有用沸水消毒、装瓶后没有将瓶口密封、用盐腌制时加盐量太少或制作卤汤时加料酒量太少都会导致杂菌大量繁殖。相反，如果料酒加入过多，则不会导致杂菌大量繁殖。
5．(2010·北京高考)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是(　　)
A．让发酵装置接受光照 B．给发酵装置适时排气
C．向发酵装置通入空气 D．将发酵装置放在45℃处
解析：选B　①酵母菌在无氧条件下才能进行发酵产生酒精。②酵母菌无氧呼吸不消耗氧气，但是产生二氧化碳。③酵母菌发酵的适宜温度在18℃～25℃。在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，发酵装置不需要接受光照，也不能通入空气，发酵过程中会产生二氧化碳，所以要适时给装置排气；发酵时一般将温度控制在18℃～25℃。
6．下列关于微生物培养和利用的叙述不正确的是(　　)
A．利用稀释涂布平板法既能分离微生物又能对微生物进行计数
B．接种时连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释获得单个菌落
C．以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌
D．用大白菜腌制泡菜的过程中亚硝酸盐含量变化是先减少后增加
解析：选D　稀释涂布平板法可以用于分离微生物以及对微生物进行计数；接种时要连续划线，这样可以获得单个菌落；大白菜腌制过程中开始时细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加，一般腌制10天后亚硝酸盐含量开始下降。
7．向三个培养皿中分别加入10 mL不同的培养基，然后接种相同的大肠杆菌样液。培养36 h后，统计菌落数，结果如表所示。下列选项正确的是(　　)
培养皿 培养基成分 菌落数
Ⅰ 琼脂、葡萄糖 35
Ⅱ 琼脂、葡萄糖、生长因子 250
Ⅲ 琼脂、生长因子 0
A.该实验采用的是液体培养基
B．该实验采用平板划线法接种
C．Ⅰ和Ⅲ对照，说明大肠杆菌的生长不需要生长因子
D．Ⅱ和Ⅲ对照，说明大肠杆菌的生长需要葡萄糖
解析：选D　 该实验的培养基中加入了琼脂，故为固体培养基；该实验要对微生物进行计数，宜采用稀释涂布平板法接种；Ⅰ与Ⅲ对照，说明大肠杆菌生长需要葡萄糖，但不能证明是否需要生长因子；Ⅱ和Ⅲ对照，自变量是有无葡萄糖，说明大肠杆菌的生长需要葡萄糖。
8．利用PCR技术扩增目的基因的过程中，需加入(　　)
A．耐高温的解旋酶以保证DNA双链完全解开
B．2种已知核苷酸序列的引物以保证核苷酸链的延伸
C．4种足量的核糖核苷酸以保证目的基因的扩增
D．一定量的盐酸和氢氧化钠溶液以维持pH的稳定
解析：选B　利用PCR技术扩增目的基因的过程中，解链是通过加热到94℃实现的，不需要加入解旋酶；原料是4种脱氧核苷酸；反应溶液体系的pH依靠磷酸缓冲液维持稳定。
9．在连续发酵先后制得杨梅酒和杨梅醋的过程中，某物质的浓度变化如右图所示。该物质可能是(　　)
A．乙酸 B．酒精
C．二氧化碳 D．葡萄糖
解析：选B　在果酒发酵阶段，酵母菌无氧呼吸产生酒精，酒精浓度上升，而在果醋发酵阶段，醋酸菌利用酒精发酵产生乙酸(醋酸)，导致发酵液中酒精浓度下降。
10．从自然菌样筛选较理想生产菌种的一般步骤是采集菌样→富集培养→纯种分离→性能测定。如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图解。下列相关叙述错误的是(　　)
A．不同微生物的生存环境不同，培养噬盐菌的菌样应从海滩等高盐环境采集
B．对产耐高温淀粉酶微生物的富集培养应选择以淀粉为唯一碳源的培养基，并在高温条件下培养
C．获得图甲、乙效果的接种方法分别是平板划线法、稀释涂布平板法
D．配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行pH调整
解析：选C　噬盐菌的菌样应从高盐环境采集。微生物产生耐高温淀粉酶说明其碳源是淀粉，故对其进行培养应选择以淀粉为唯一碳源的培养基，并在高温条件下培养。图甲菌落分布较均匀，接种方法是稀释涂布平板法，图乙菌落集中呈线状，接种方法是平板划线法，配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行pH调整。
11．生物柴油是一种可再生的清洁能源，其应用在一定程度上能够减缓人类对化学燃料的消耗。科学家发现，在微生物M产生的脂肪酶的作用下，植物油与甲醇反应能够合成生物柴油(如图)。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．用于生产生物柴油的植物油不易挥发，宜选用蒸馏法从油料作物中提取
B．筛选产脂肪酶的微生物M时，选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供碳源
C．从微生物M中分离提取的脂肪酶通常需要检测酶活性，以确定其应用价值
D．若需克隆脂肪酶基因，可应用耐热DNA聚合酶催化的PCR技术
解析：选A　因为植物油不易挥发，故不能选用蒸馏法，可以用压榨法、萃取法从油料作物中提取。微生物的生长需要水、碳源、氮源和无机盐等，选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供碳源。提取的脂肪酶在应用于实验或生产之前，要先检测其活性，以确定其应用价值。在应用PCR技术扩增DNA片段时，需要具有较强耐热性的DNA聚合酶催化。
12．稀释涂布平板法是微生物培养中一种常用的接种方法。下列相关叙述错误的是(　　)
A．操作中需要将菌液进行一系列的梯度稀释
B．需将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基表面
C．不同浓度的菌液均可在培养基表面形成单个的菌落
D．操作过程中对培养基和涂布器等均需进行严格灭菌处理
解析：选C　要在培养基的表面形成单个的菌落需将菌液稀释到一定程度。
13．下图是水稻的花药通过无菌操作，培养产生花粉植株的两种途径的示意图。下列相关叙述正确的是(　　)
A．图中的花粉应选自四分体时期，花药培养成功率最高
B．图中的A是愈伤组织，C指诱导过程，B指生根
C．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
D．要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应有细胞分裂素和生长素两类植物激素
解析：选D　在花药离体培养过程中，花粉宜选自单核期，即细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。图中的A、B、C分别为胚状体、生根和诱导。二倍体植株的花粉中只含一个染色体组，培养得到的个体为单倍体，高度不育，只有幼苗用秋水仙素处理后得到的植株才能稳定遗传。
14．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验原理与方法的叙述，错误的是(　　)
A．DNA在NaCl溶液中的溶解度随着溶液浓度的减小而减小
B．向鸡血细胞液中加入蒸馏水的目的是使其吸水涨破，释放出其中的DNA
C．向滤液中加入冷却酒精的目的是除去DNA中的杂质，纯化DNA
D．向初步纯化的DNA中加入二苯胺溶液，沸水浴后可观察到溶液显蓝色
解析：选A　DNA在0.14 mol·L－1的NaCl溶液中溶解度最小，在低于或高于这个浓度的条件下溶解度都会增大。向鸡血细胞液中加入蒸馏水的目的是使其吸水涨破，释放其中的DNA。利用DNA不溶于酒精而蛋白质等杂质溶于酒精的原理，向滤液中加入冷却酒精可进一步将DNA与蛋白质分离开，获得较纯的DNA。鉴定DNA的方法是向DNA中加入二苯胺溶液，沸水浴加热，溶液变蓝。
15．下列关于“探究某种加酶洗衣粉使用的最适温度”的说法，最合理的是(　　)
A．加酶洗衣粉在30℃的水中洗涤效果不如45℃时好，说明45℃为最适温度
B．在不同温度的水中，加入相同的污物及不等量的洗衣粉，看哪种效果好
C．取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入等量相同的污物及等量相同的加酶洗衣粉，看哪一个温度下洗衣粉的洗涤效果最好
D．将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37℃的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37℃
解析：选C　要探究加酶洗衣粉的最佳洗涤温度，需要设置一系列温度梯度进行实验。自变量只能有温度一个，洗衣粉的用量、种类等都属于无关变量，对无关变量的控制要相同且适宜。
16．葡萄发酵可产生葡萄酒，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。下列说法错误的是(　　)
A．甲同学的错误在于未夹住发酵瓶的充气管
B．丙同学的错误在于瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口
C．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，则该错误操作是未及时排气
D．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、葡萄醋
解析：选D　甲同学未夹住发酵瓶的充气管，发酵液会从充气管流出，由于氧气进入，有氧条件下醋酸菌繁殖产生葡萄醋，使发酵液变酸。丙同学的发酵瓶中发酵液过多淹没了排气管口，排气时发酵液会从排气口流出。由于发酵产生的CO2会使瓶内压强升高，所以应定期排气。由于乙、丙同学的发酵瓶中均为无氧环境，所以发酵产物均为葡萄酒。
17．人参是一种名贵的药材，其有效成分主要是人参皂苷。人参皂苷具有增加白细胞数量、提高人体免疫力、促进物质代谢、抗疲劳、抗衰老等作用。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如图所示，下列相关叙述正确的是(　　)
A．人参皂苷易溶于水溶性(亲水性)有机溶剂，从培养物干粉中提取人参皂苷宜选用萃取法
B．培养几天后发现少数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于细菌污染
C．培养几天后发现少数培养基被污染，若是有光泽的黏液状菌落，属于真菌污染
D．用少量胰蛋白酶处理愈伤组织，获取单细胞或小细胞团，在液体培养基中进行悬浮培养，可有效提高人参皂苷合成量
解析：选A　比较培养基被污染后的菌落特征时应注意：真菌污染，为有颜色的绒毛状菌落；细菌污染，为有光泽的黏液状菌落。植物细胞之间的主要成分是果胶，利用果胶酶处理愈伤组织可以获得单个的细胞。
18．如图1为人工种子生产过程示意图，图2为图1中③过程的相关操作，下列相关说法正确的是(　　)
A．图1中，过程①②分别称为再分化和脱分化
B．若用图2的方法制备固定化酵母细胞，海藻酸钠溶液的浓度对实验结果影响不大
C．图2中，包埋形成人工种子过程中，先适当加热使海藻酸钠溶化，再加入胚状体充分搅拌混合均匀
D．制备固定化酵母细胞时，鉴定该实验的成败通常是观察凝胶珠的颜色和形状
解析：选D　过程①②分别为脱分化、再分化。海藻酸钠溶液的配制是制备固定化酵母细胞的关键，如果海藻酸钠溶液的浓度过高，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量少，都会影响实验结果。图2中，包埋形成人工种子过程中，先适当加热使海藻酸钠溶化，然后将溶化的海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入胚状体充分搅拌混合均匀。
19．某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定α 淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。实验结果见表(加入试管中的固定化淀粉酶量与普通α 淀粉酶量相同)。实验表明1号试管中淀粉未被水解，你认为最可能的原因是(　　)
1号试管 2号试管
固定化淀粉酶 √
普通α 淀粉酶 √
淀粉溶液 √ √
60℃保温5分钟，取出冷却至室温，滴加碘液
现象 变蓝 不变蓝
A.实验中的温度过高，导致固定化淀粉酶失去活性
B．淀粉是大分子物质，难以通过琼脂与淀粉酶接触
C．水浴保温时间过短，固定化淀粉酶未将淀粉水解
D．实验程序出现错误，试管中应先加入碘液后保温
解析：选B　由于固定化淀粉酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物质，它不能通过琼脂与酶充分接触，导致淀粉不能被水解。
20．菊花的组织培养和月季的花药培养都是利用组织培养技术，关于两者的叙述下列说法中正确的有(　　)
序号 比较项目 菊花的组织培养 月季的花药培养
① 植物激素 不必添加 需要添加
② 染色体倍性的鉴定 不需要 需要
③ 光照 每日日光灯照射12小时 最初不需要，幼小植株形成后需要
④ 形成愈伤组织或胚状体后 不需更换培养基 需要更换培养基
A.①②③ B．②③④
C．①②④ D．①②③④
解析：选D　因为菊花茎段的组织培养比较容易，因此不必添加植物激素；在菊花组织培养中不会发生染色体倍性的变化，不需要染色体倍性的鉴定；需要每天日光灯照射12小时；形成愈伤组织或胚状体后不必更换培养基。月季的花药培养需要添加细胞分裂素和生长素等植物激素；在花药培养中会出现染色体倍性的变化，所以需要染色体倍性的鉴定；最初不需要光照，幼小植株形成后需要光照；形成愈伤组织或胚状体后需要转移到分化培养基上进一步培养。
二、非选择题(共60分)
21．(12分)生物技术的广泛应用，给社会带来了较大的经济效益，受到社会广泛重视。请回答下列有关问题：
(1)制作泡菜需要测定亚硝酸盐含量，其方法是________；其原理是在盐酸酸化的条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生________反应后，与N 1 萘基乙二胺盐酸盐结合形成________，将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
(2)1993年，美国科学家Mullis因发明了PCR技术获得了诺贝尔化学奖。PCR和生物体内DNA的复制都必需的条件包括DNA聚合酶、模板DNA、能量、游离脱氧核苷酸和________；在生物体内DNA复制所必需的，而在PCR技术中不需要的成分是________。
(3)在香料工业提取的“液体黄金”玫瑰精油中，要求不含有任何添加剂或化学原料，其提取方法主要是________；玫瑰精油的提取需大量原料，通常采用________技术实现玫瑰的快速繁殖。
(4)为了节约成本可将酶或细胞固定在一定空间内。科研人员采用戊二醛使酶相互连接，该种固定方法为________；而细胞多采用________法进行固定。
答案：(1)比色法　重氮化　玫瑰红色染料　(2)引物　DNA解旋酶　(3)水蒸气蒸馏法　植物组织培养
(4)交联法(化学结合法)　包埋
22．(16分)研究分解纤维素的微生物在工业生产中有积极的意义。请回答下列问题：
(1)下面是分离纤维素分解菌的实验流程，请补全所缺内容：土壤取样→①________→梯度稀释→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→②________。
(2)下表为①过程中使用的培养基的配方。
纤维素粉 5 g
NaNO3 1 g
Na2HPO4·7H2O 1.2 g
KH2PO4 0.9 g
MgSO4·7H2O 0.5 g
KCl 0.5 g
酵母膏 0.5 g
水解酪素 0.5 g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL
该培养基是液体培养基还是固体培养基？____________。
该培养基对纤维素分解菌怎样进行选择？______________
________________________________________________________________________。
(3)菌落周围出现透明圈说明纤维素分解菌能分泌________________，并最终把纤维素分解成________________。
(4)在用平板计数法对分离的纤维素分解菌数目统计时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目________________(填“高”、“低”或“相同”)。
(5)如图是利用__________法进行微生物接种，把聚集的菌种逐步________分散到培养基的表面。
(6)欲从土壤中分离出能高效降解有机磷农药的细菌，可在培养基中加入____________制成选择培养基进行分离；若想对初步筛选得到的目的菌进行纯化并计数，可采用的接种方法是________________。
答案：(1)选择培养　挑选产生透明圈的菌落　(2)液体培养基　能分解纤维素的微生物才能大量繁殖，其他微生物则难以生存　(3)纤维素酶　葡萄糖　(4)低　(5)平板划线　稀释　(6)有机磷农药　稀释涂布平板法
23．(16分)某校生物兴趣小组为探究不同浓度果胶酶对澄清苹果汁出汁率的影响，进行了如下实验。
实验步骤：
①制备苹果汁：将苹果洗净，切成小块，用榨汁机打碎成苹果汁匀浆。加热苹果汁到100℃，再冷却至50℃左右。
②配制不同浓度的酶液：取5支10 mL的试管，依次编号为2～6号。分别加入不同量的质量浓度为10 g/mL的果胶酶溶液，再分别加入苹果酸定容至10 mL，获得质量浓度分别为2 g/mL、4 g/mL、6 g/mL、 8 g/mL、10 g/mL的果胶酶溶液备用。
③降解苹果汁(如下图)：
④沉淀：向上述6只烧杯中添加明胶、活性炭等物质搅拌处理，充分混匀后静置，分别过滤。
⑤记录并处理结果：用量筒测量澄清滤液(即苹果汁)的体积，记入表格，并计算出汁率。
请回答下列问题：
(1)果胶酶能提高苹果的出汁率并使果汁澄清的原理是
________________________________________________________________________。
(2)步骤①中，苹果汁先加热到100℃的目的是__________
________________________________________________________________________。
(3)步骤②中，在2～6号试管中加入10 g/mL果胶酶溶液的量分别是______________；
步骤③中，在1号烧杯中加入1 mL__________________。
(4)根据预期结果，请绘制出澄清苹果汁出汁率与果胶酶浓度之间大致的关系曲线，并在坐标轴上标出澄清苹果汁最高出汁率所需的果胶酶最佳浓度。
答案：(1)果胶酶能分解果胶，瓦解细胞壁　(2)使苹果中的酶失活，防止对实验结果产生干扰　(3)2 mL、4 mL、6 mL、8 mL、10 mL、　苹果酸
(4)如下图
24．(16分)目前大多数厂家采用低盐固态发酵工艺生产的酱油与传统酿造相比，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3 d。
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将溶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10 mL针筒吸取混合液滴于4%的氯化钙溶液中，形成凝胶珠。待凝胶珠在氯化钙溶液中浸泡30 min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/100 mL 葡萄糖添加量/%
0 1 2 3 4
酒精 485 1 291 1 563 1 150 836
乙酸乙酯 13.3 17.3 20.9 18.42 15.9
请回答下列问题：
(1)步骤①的目的是______________________________。
步骤②中加热的方法是____________________________________________________。
(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________________________________________。
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________________________________________________________________________。
(3)该实验结果表明_____________________________________________________。
(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________________；若添加量过高，会____________________________________________。
(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___________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(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，防止杀死酵母菌　凝胶珠硬度过大，影响通透性　(3)适当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。一段时间后测定酱油中酒精和乙酸乙酯的含量第三讲植物组织培养和酶的研究与应用
[教材知识问题化梳理]
一、植物组织培养
1．植物组织培养的基本过程
2．菊花组织培养过程
(1)影响植物组织培养的主要因素：
①选材：一般选择未开花植株的茎上部新生的侧枝。
②营养供应
(2)实验操作过程：
：―→―→―→
：在18 ℃～22 ℃的无菌箱中培养，得到试管苗后进行移栽
3．月季的花药培养
(1)被子植物的花粉发育过程：

(2)产生花粉植株的两条途径：
(3)影响花药培养的因素：
①主要因素：材料的选择和培养基的组成。
②月季花药培养一般选择单核期。
二、果胶酶在果汁生产中的作用
1．果胶酶的组成及作用
果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物细胞壁和胞间层。
2．酶的活性及影响酶活性的因素
(1)酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用反应速度来表示。
(2)影响酶活性的因素：温度、pH和酶的抑制剂等条件都会影响酶的活性。
三、酵母细胞的固定化
(1)概念：固定化酶和固定化细胞技术是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：包埋法、化学结合法和物理吸附法。
(3)实验操作：
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
(1)菊花组织培养，一般选择开花植株的茎上部新萌生的侧枝。(×)
(2)植物激素的浓度可影响细胞分化，但使用的先后顺序及比例不影响组织培养的过程。(×)
(3)pH、温度和光照等也影响植物组织培养。(√)
(4)确定花粉发育时期的方法有醋酸洋红法和焙花青—铬矾法。(√)
(5)在剥离花药时，不要损伤花药，否则接种后不能脱分化形成愈伤组织。(×)
(6)与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。(√)
(7)月季花药培养时得到的都是单倍体植株。(×)
(8)果胶酶常用于果汁生产中，可提高出汁率和澄清度。(√)
(9)固定化酶常采用化学结合法和包埋法。(×)
(10)固定化细胞常采用包埋法。(√)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据花药培养产生花粉植株的两种途径示意图回答问题：
(1)决定花粉植株产生途径的因素主要是什么？
答案：培养基中激素的种类及其浓度配比。
(2)诱导花粉植株能否成功的主要因素是什么？
答案：材料的选择与培养基的组成。
(3)选取什么时期的花药离体培养成功率最高？
答案：单核期。
(4)确定花粉发育时期的方法有哪些？
答案：醋酸洋红法和焙花青—铬矾法。
植物组织培养
1．植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同
植物组织培养技术 花药离体培养技术
相同点 理论依据 植物细胞的全能性
基本过程
影响因素 选材、营养、激素、pH、温度、光照等
不同点 选材 体细胞 生殖细胞(精子)
生殖方式 无性生殖 有性生殖
2.影响组织培养的因素
(1)不同植物的组织培养难度不同。
(2)对于同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短等也会影响实验结果。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。
(3)植物激素：
生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，其作用及特点为：
①在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。
②使用顺序不同，结果不同，具体如下：
使用顺序 实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂，但细胞不分化
先使用细胞分裂素，后使用生长素 细胞既分裂又分化
同时使用 分化频率提高
③用量比例不同，结果也不同。
[例1]　(2012·山东高考)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。
(1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的________和________过程。
(2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是________________。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值____________(填“高”或“低”)时，有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时，应采取的灭菌方法是______________________________________________。
(3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是________。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是________和纤维素酶。
(4)提取辣椒素过程中，萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是________________________________________________________________________。
[解析]　(1)由外植体培养成脱毒苗的过程为植物组织培养过程，需经过脱分化、再分化两个阶段。(2)植物组织的培养常用固体培养基，固体培养基常用的凝固剂是琼脂。植物组织培养时，常用生长素和细胞分裂素启动细胞分裂、脱分化和再分化，当细胞分裂素较多时，利于芽的分化；当生长素较多时，利于根的分化。培养基的彻底灭菌常用高压蒸汽灭菌法。(3)体积分数为70%的酒精杀菌效果最强，操作者和外植体的消毒常用70%的酒精。将愈伤组织分离成单个细胞常用纤维素酶和果胶酶。(4)辣椒素的提取常用有机溶剂，为防止有机溶剂的挥发，提取辣椒素过程中，在萃取加热时需安装冷凝回流装置。
[答案]　(1)脱分化(或去分化)　再分化　 (2)琼脂　低　高压蒸汽灭菌　(3)70%　果胶酶　(4)防止有机溶剂的挥发
酶的研究与应用
1．果胶酶与纤维素酶的比较
种类 组成 作用
果胶酶 多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等 催化果胶水解成为可溶性半乳糖醛酸
纤维素酶 C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶 纤维素纤维二糖葡萄糖
2．探究影响果胶酶活性因素实验的分析
(1)实验原则：单一变量原则、对照性原则。严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。
(2)实验原理：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。
(3)设计实验：
①探究最适温度时，pH为不变量，最好是最适pH；探究最适pH时，温度为不变量，最好是最适温度。
②探究果胶酶的最适用量时，最适用量是在温度、pH等适宜条件下测出来的，如果无关变量改变，最适用量也会发生变化。
3．探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果
(1)实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。
(2)实验变量的控制：
①自变量：加酶洗衣粉(酶种类)。
②无关变量：其他条件(如温度、pH等)相同且适宜。
[例2]　(2012·江苏高考)下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述，合理的是(　　)
A．先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度
B．实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度
C．相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
D．衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果
[解析]　本题考查探究加酶洗衣粉的洗涤效果实验的基本知识。本实验的自变量是洗衣粉的种类，因变量是洗涤效果，无关变量有温度、pH、衣物质地(因为酶具有专一性)、洗衣粉的用量等，探究实验中除自变量外应给予相同且适宜的其他条件，才能排除无关变量对实验结果的干扰，根据上述分析，符合题意的是B，热水溶解洗衣粉可能使酶失活，只有适宜pH条件下加酶洗衣粉才有好的洗涤效果，故A、C、D均不符合题意。
[答案]　B
易误点 混淆固定化酶与固定化细胞
失误类型 知识理解类失误
　　
1．固定化酶和固定化细胞的技术的比较
名称 原理 图示
包埋法 将酶或细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中
化学结合法 利用共价键、离子键将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上
物理吸附法 通过物理吸附作用，把酶或细胞固定在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃或离子交换树脂等载体上
2．固定化酶与固定化细胞的比较
固定化酶 固定化细胞
固定酶的种类 一种 一系列
适用方法 化学结合法、物理吸附法 包埋法
特点 优点 酶与反应物结合，又与产物分离，固定在载体上的酶可反复利用 成本低，操作更容易
缺点 一种酶只能催化一种或一类化学反应 可能导致反应效果下降
实例 固定化葡萄糖异构酶 固定化酵母细胞
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
高考对此类问题常结合酵母细胞的固定化，考查固定化酶与固定化细胞技术的区别和联系。
(2012·江苏高考)下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是(　　)
A．从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小
B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药
C．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
D．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌
解析：选C　酶的固定方法通常有化学结合法和物理吸附法，前者可能引起酶分子结构发生改变而改变酶的活性，后者则不会；消化酶在消化道中起作用；尿糖试纸是用来鉴定尿液中是否含有葡萄糖的，只能利用一次；将溶化后的海藻酸钠液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞充分搅拌混合均匀后移至注射器中，然后以恒定速度缓慢滴加至CaCl2中而形成凝胶珠，再用无菌水冲洗2～3次，所以无菌水冲洗的目的是洗去CaCl2和杂菌。第一讲传统发酵技术的应用
[教材知识问题化梳理]
一、果酒和果醋的制作
1．制作原理
类型 微生物 原理
果酒 酵母菌 ①有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖②无氧条件下，进行酒精发酵，反应式为C6H12O62C2H5OH＋2CO2
果醋 醋酸菌 ①当氧气和糖源都很充足时，可将糖分解为醋酸②当氧气充足时，缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛转变为乙酸
2．制作流程
二、腐乳的制作
1．原理
(1)菌种：主要是毛霉。
(2)作用特点：
蛋白质小分子肽和氨基酸
脂肪甘油和脂肪酸
2．影响条件
(1)卤汤配制：卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。加酒既能抑制微生物的生长，又能使腐乳具有独特的香味。香辛料不但能调制腐乳的风味，还具有防腐杀菌作用。
(2)材料用量：
①控制盐的用量：盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。
②酒的含量一般控制在12%左右。
三、制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
1．泡菜制作
(1)制作原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
(2)制作流程：
2．亚硝酸盐含量的测定
(1)亚硝酸盐＋对氨基苯磺酸―→反应物；
反应物＋N－1－萘基乙二胺盐酸盐玫瑰红色染料。
(2)亚硝酸盐溶液的浓度越高，颜色越深；溶液浓度越低，颜色越浅。
(3)用显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行对比，并估算泡菜中亚硝酸盐的含量。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
(1)在果酒自然发酵中，需人工添加酵母菌种。(×)
(2)红葡萄酒中的红色是红葡萄皮中的色素进入发酵液产生的。(√)
(3)变酸的酒的表面的菌膜是酵母菌大量繁殖形成的。(×)
(4)在葡萄酒制作中，采摘的葡萄应反复冲洗，且要先除枝梗再冲洗。(×)
(5)制作腐乳的菌种只有毛霉。(×)
(6)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。(√)
(7)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。(√)
(8)泡菜制作的菌种主要是醋酸菌。(×)
(9)泡菜制作的前期通氧，后期应严格厌氧。(×)
(10)配制盐水时，盐与水的质量比为4∶1。(×)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据腐乳制作的实验流程回答下列问题：
(1)腐乳制作的原理是什么？
答案：毛霉等微生物产生的蛋白酶、脂肪酶等将蛋白质、脂肪等水解为氨基酸、甘油和脂肪酸。
(2)豆腐中生长的毛霉来源于哪里？
答案：空气中的毛霉孢子。
(3)加盐腌制的目的是什么？
答案：①析出豆腐中的水分，②抑制微生物的生长。
腐乳的制作
1．原理
蛋白质氨基酸＋小分子的肽
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
卤汤
用酒精灯对瓶口灭菌后密封
3．影响腐乳品质的因素
(1)盐：长满毛霉的豆腐块(毛坯)与盐的质量分数比为5∶1，盐的浓度过高，影响口味，浓度过低，不足以抑制微生物生长，腐乳易腐败变质。
(2)酒：配制制作腐乳所需的卤汤要加适量的酒(12%左右)，其目的是杀死微生物，酒精过少达不到目的，若过多，不但杀死微生物，而且会因酒精过高抑制酶的活性，影响腐乳的成熟，同时影响腐乳的风味。
(3)香辛料：具有调味和杀菌的作用，也会影响腐乳风味或质量。
(4)发酵的温度：前期发酵温度应保持在15～18℃，并保持一定的时间，利于毛霉生长。
[例1]　(2012·海南高考)回答下列关于腐乳制作的问题：
(1)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物参与了该发酵过程，其中起主要作用的微生物是________，其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为________和________；其产生的________能将豆腐中的脂肪水解为________和________。
(2)发酵完成后需加盐腌制，加盐还可以抑制________生长。
(3)腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配制而成的卤汤。卤汤除具有一定的防腐作用外，还能使腐乳具有独特的________。
[解析]　本题考查腐乳制作过程的相关知识。
(1)腐乳是以豆腐为原料，在毛霉以及多种微生物参与下发酵而制成的食品，富含易被人体吸收的多种营养物质，如多肽、氨基酸等。腐乳制作过程中，豆腐中的蛋白质在蛋白酶的作用下被水解为多肽，进而在肽酶的作用下被水解为各种氨基酸；脂肪在脂肪酶的作用下被分解为甘油和脂肪酸。
(2)在发酵完成后的腌制过程中，盐能抑制微生物的生长，防止豆腐块腐败变质。
(3)卤汤除能防腐外，还可使腐乳具有独特的风味。
[答案]　(1)毛霉　肽　氨基酸　脂肪酶　甘油　脂肪酸　(2)微生物　(3)风味
泡菜制作
　　1.菌种
所需菌种主要是乳酸菌。
2．原理
乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，反应式如下：
C6H12O62C3H6O3
3．操作流程
4．泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况分析
　　发酵菌种 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期 少(有氧气，乳酸菌活动受到抑制) 少 增加(硝酸盐还原菌作用)
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(乳酸积累，pH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)
[例2]　下图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，请据图回答：
(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是______________________________
________________________。
(2)制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比约为________，盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是________________。
(3)泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，试分析可能的原因：________________________________________________________________________。
[解析]　新鲜的蔬菜中亚硝酸盐的含量低，蔬菜在腐烂过程中亚硝酸盐含量会增高，在制备泡菜时盐水中盐与水的比例为1∶4，盐水煮沸是为了杀菌消毒，也能去除盐水中的O2，若不冷却就加入乳酸菌，会导致乳酸菌死亡。
[答案]　(1)亚硝酸盐的含量低　(2)4∶1　加热煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响　(3)泡菜坛子密封不严、取食工具不卫生或盐的比例过小，都会引起杂菌滋生，从而造成泡菜变质
易误点 混淆果酒和果醋的制作
失误类型 知识理解类失误
果酒和果醋制作步骤的比较
制果酒 制果醋
相同过程 ①选材和材料处理：选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物后，再去枝梗②制作发酵液，防止杂菌污染③发酵：将葡萄汁注入发酵瓶，注意液体量不要超过发酵瓶总体积的2/3
不同过程 ④将温度严格控制在18～25℃，时间控制在10～12 d左右。发酵旺盛期的CO2产量非常大，要及时排气，防止发酵瓶爆裂⑤检测指标：7～10 d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以嗅味和品尝、用重铬酸钾检验酒精含量，进行酵母菌的镜检、测定pH等工作 ④将温度严格控制在30～35℃，并注意适时通过充气口充气⑤检测指标：果醋的制作是否成功可以通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH进一步鉴定。还可以在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)综合考查果酒、果醋制作的原理和操作步骤。
(2)结合原核生物与真核生物的区别，考查酵母菌和醋酸菌的有关知识。
1．(2012·江苏高考)下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述，合理的是(多选)(　　)
A．在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长
B．条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸
C．果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小
D．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
解析：选ABC　在果酒发酵的后期，酵母菌无氧呼吸产生的CO2量较前期有氧呼吸产生的CO2量少；当O2、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；果酒发酵过程中葡萄糖逐渐被分解并释放CO2，发酵液密度会逐渐减小；选项D中，腐乳制作过程中应随层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面要铺厚一些。
2．(2011·江苏高考)下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述，正确的是(　　)
A．腐乳制作所需要的适宜温度最高
B．果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵
C．使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌
D．使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA
解析：选D　果酒制作用的是酵母菌，酵母菌发酵时，最适温度在18～25℃；制果醋时用到的醋酸菌是一种好氧菌，最适生长温度为30～35℃；制腐乳时主要用的菌种是毛霉，其最适温度在15～18℃；酵母菌、醋酸菌和毛霉都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA。

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