资源简介

选修1
专题19 生物技术实践
考纲·题型解读
1.以选择题、简答题的形式考查微生物的利用,包括微生物的分离和培养,某种微生物数量的测定,培养基对微生物的选择
作用,微生物发酵及其应用。
2.以选择题、识图填空题、简答题的形式考查酶的存在与简单的制作方法,酶活力的测定的一般原理和方法,酶的应用,酶
的制备和固定化。
3.以选择题、填空题、识图作答题等形式考查生物技术在食品加工及其他方面的应用。
[解析] 以CO2 为唯一碳源可知该微生物为自养型微生
物,可以利用CO2 合成有机物,该无机碳源不能为微生物提供
能量,其能源来自于光能或分解无机物释放出的化学能。
[答案] B
解题模型1.2
题源1 微生物的利用
1.微生物培养基的类型及应用
解题模型1.1 分类 培养基类型 配制特点 主要应用
标准
生物的营养
固体培养基 加入琼脂较多 菌种分离,鉴定,计数
营养要素 来源 功能 物理
半固体培养基 加入琼脂较少 菌种保存
CO2、NaHCO3、CaCO 性质3
无机碳源 ①构 成 细 胞 物 质 和
等含碳无机物 液体培养基 不加入琼脂 工业生产,连续培养
一些代谢产物;
碳源
② 既 是 碳 源 又 是 由 已 知 成 分 配 制
糖、脂、蛋白质、有机
有机碳源 能源 合成培养基 而成,培养基成分 菌种分类、鉴定
酸、石油、花生粉饼等
化学 明确
NH3、铵盐、硝酸盐、 将 无 机 氮 合 成 含 氨 组成 由 天 然 成 分 配 制
无机氮源
N2 等 的代谢产物 天然培养基 而成,培养基成分 工业生产,降低成本
氮源 不明确
牛肉 膏、蛋 白 胨、核 合成蛋白质、核酸及
有机氮源
酸、尿素、氨基酸 含氮的代谢产物 添 加 某 种 指 示 剂鉴别培养基 菌种的鉴别
目的 或化学药剂
①酶 和 核 酸 的 组 成
维 生 素、氨 基 酸、 用途 添加(或 缺 少)某
生长因子 成分;②参与代谢过 选择培养基 菌种的分离
碱基 种化学成分
程中的酶促反应
2.消毒与灭菌的区别
在 生 物 体 内 含 量 很 不 仅 是 优 良 的 溶 剂
水 高,在低等生物体内 而 且 可 维 持 生 物 大 (1)区别消毒与灭菌。消毒是温和条件下杀死物体表
含量更高 分子结构的稳定 面的有害微生物,一般指其营养细胞,不能杀死孢子或芽
孢,而灭菌是在强烈的理化条件下,杀死物体内外所有的
、 细胞内的组成成分
,
为微生物提供除碳
生理调节物质;某些 微生物,包括孢子和芽孢。
无机盐 氮 以 外 的 各 种 重 要
化能自养菌的能源, (2)高压蒸汽灭菌,其原理就是使细菌体内蛋白质变
元素
酶的激活剂 性,从而达到杀灭细菌的作用。
(3)化学药剂的灭菌消毒方法,其作用原理也是使细菌体
[真题1] (2019·江苏)不同的微生物对营养物质的需要 内蛋白质变性,但是化学物质很难透过孢子或芽孢的坚硬外
各不相同。下列有关一种以CO2 为唯一碳源的自养微生物营 层进入细胞内,因此化学方法难以消灭孢子和芽孢。
养的描述中,不正确的是 ( ) (4)体积分数为70%的乙醇杀菌效果最强,其原因是
A.氮源物质为该微生物提供必要的氮素 浓度过低,杀菌力弱,浓度过高,使菌体表面蛋白质凝固形成
B.碳源物质也是该微生物的能源物质 一层保护膜,乙醇分子不能渗入其内,因此杀菌效果受影响。
C.无机盐是该微生物不可缺少的营养物质 对刚洗刷后未干的器皿,则可选择75%的酒精进行消毒。
D.水是该微生物的营养要素之一
·317·
染。对于固体培养基应采用的检测方法是 。
(5)灭菌的目的:无菌技术除了用来防止实验室的培 (6)若用大肠杆菌进行实验,使用过的培养基及培养物必须
养物被其他外来微生物污染外,还能有效避免操作者自身 经过 处理后才能丢弃,以防止培养物扩散。
被微生物感染。 [解析] 本题主要考查微生物培养的综合知识。消毒一般
(6)培养基的制作是否合格的验证:如果未接种的培 只是消灭体表的微生物,而灭菌是杀灭所有的微生物及孢子等。
养基在恒温箱中保温1、2天后无菌落生长,说明培养基的 观察细菌等微生物的有无通常是通过培养来观察是否有菌落产
制备是成功的,否则需要重新制备。 生等。
[答案] (1)温度 酸碱度 易培养 生活周期短 (2)灭
[真题2] (2022·全国Ⅰ)下列是与微生物培养有关的问
菌 消毒 损伤DNA的结构 (3)比例合适 (4)鉴定(或分
题,请回答:
类) (5)将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,
(1)某细菌固体培养基的组成成分是 KH2PO4、Na2HPO4、 观察培养基上是否有菌落产生 (6)灭菌
MgSO4、葡萄糖、尿素、琼脂和蒸馏水,其中凝固剂是 ,
碳源是 ,氮源是 。已知只有能合成脲酶的细 解题模型1.3
菌才能在该培养基上生长,故该培养基属于 培养基。
微生物的纯培养技术
按照化学成分分类,该培养基属于 培养基。从同化作
自然环境中微生物是混杂在一起的,因此分离获得纯
用类型看,用该培养基培养的细菌属于 。
培养物应首先采用的方法是将单个的细胞与其他细胞分
(2)将少量细菌接种到一定体积的液体培养基中,适宜条件
离开,进而提供细胞合适的营养和条件,使其生长成为可
下培养,定时取样测定菌体数目,以时间为横坐标,以菌体数目
见的群体。
的对数为纵坐标,可以得到细菌的 曲线。该曲线中以
微生物的分散主要采用稀释的方法,而固体培养基由
菌体数目的对数作为纵坐标的原因是 。实验
于能够使分散的细胞固着于一定的位置,与其他的细胞分
室中,为了获得形态和生理特征一致的菌体,一般应在
离,从而生长成为一个单细胞来源的群体,即纯培养。
期取材;在生产中,常收集培养至 期的细菌用于次 (1)平板划线法:将合适的无菌培养基倒入无菌培养
级代谢产物的提取。
皿中,冷却后制备成平板。平板划线法中细胞的分离和稀
[解析] (1)在 细 菌 固 体 培 养 基 组 成 成 分 中,凝 固 剂 是 琼
释过程发生在接种环在固体平板表面上的划线和移动过
脂,碳源是葡萄糖,氮源是尿素;由于只有能合成脲酶的细菌才
程中,产生的单个细胞在培养基表面生长的后代就是纯培
能在该培养基上生长,从培养基用途上看,该培养基应属于选择
养物。
培养基;按照培养基的化学成分划分,该培养基应属于合成培养 (2)涂布平板法:该法在将细胞接种到培养基之前,通
基;由于该细菌利用有机物(葡萄糖)作碳源,故从同化作用类型
过液体稀释的方法分散细胞。最常用的液体稀释方法为
看,该细菌属于异养型。(2)细菌的生长曲线,反映了细菌群体从 10倍系列稀释,随着稀释程度的增大,单位体积中的微生
开始生长到死亡的动态变化过程,可以分为四个主要时期。其中
物细胞数量减少,细胞得以分散。将 灭 完 菌 冷 却 到50~
对数期个体形态和生理特征比较稳定,常作为生产菌种;稳定期
55℃的培养基倒入无菌培养皿中冷却形成平板,然后选择
菌体内大量积累代谢产物,特别是次级代谢产物(产品),常作为
细胞得以分散的合适稀释度的菌悬液加到平板中央,以三
产品收集提取阶段。在绘制细菌生长曲线时,采用菌体数目的对
角刮刀将之均匀地涂布于整个平板上培养即可。
数而未采用菌体实际数作为纵坐标的原因,则是因为前者更方便 (3)划线操作与涂布平板操作注意事项
于用数学方式绘制生长曲线,反映细菌群体的生长规律。
①在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种
[答案] (1)琼脂 葡萄糖 尿素 选择 合成 异养型 环,在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环。
(2)生长 培养中的细菌以指数形式增殖,取对数便于反映细 操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能
菌群体的生长规律(其他合理答案也可) 对数 稳定 存在的微生物污染培养物;每次划线前灼烧接种环是为了
[真题3] (2021·宁夏)(1)在大肠杆菌培养过程中,除考 杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种,使下一次划线
虑营养条件外,还要考虑 、 和渗透压等条件。 时,接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端,从而通
由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、 、 过划线次数的增加,使每次划线时菌种的数目逐渐减少,
等优点,因此常作为遗传学研究的实验材料。 以便得到单菌落。划线结束后灼烧接种环,能及时杀死接
(2)在微生物培养操作过程中,为防止杂菌污染,需对培养 种环上残留的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者。
基和培养器皿进行 (填“消毒”或“灭菌”);操作者的双 ②在灼烧接种环之后,要等其冷却后再进行划线,以
手需进行清洗和 (填“消毒”或“灭菌”);静止于空气中 免接种环温度太高,杀死菌种。
的细菌可用紫外线杀灭,其原因是紫外线能使蛋白质变性,还能 ③在做第二次以及其后的划线操作时,要从上一次划
。 线的末端开始划线。每次划线后,线条末端细菌的数目比
(3)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数,要想使 线条起始处要少,每次划线从上一次划线的末端开始,能
所得估计值更接近实际值,除应严格操作、多次重复外,还应保 使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终能得
证待测样品稀释的 。 到由单个细菌繁殖而来的菌落。
(4)通常,对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等
菌落特征对细菌进行初步的 。
(5)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污
·318·
解题模型1.4 表面,在37℃培养箱中培养24h,使其均匀生长,布满平板。
(3)为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性,将分别含有
特定微生物的数量的测定
A、B、C、D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置,
1.测定微生物数量的方法
() : , 培养一段时间后,含A的滤纸片周围出现透明圈,说明该致病菌1 直接计数法 常用的是显微镜直接计数法 该方法
对抗生素 ;含
所需设备简单、可迅速得到结果,而且在计数的同时能观 A B的滤纸片周围没有出现透明圈,说明
。 该致病菌对抗生素B ;含C的滤纸片周围的透明圈比察所研究微生物的形态特征 但死细胞与活细胞不能区
, 6 / 含A的小,说明 ;含D的滤纸片周围的透明圈也比含分 细胞密度低于10 个 mL便不能保证视野中能见到所 A
有细胞, ,难以计数微小的细菌。 的小 且透明圈中出现了一个菌落,在排除杂菌污染的情况下,
(2)间接计数法:常用的是稀释平板计数法,这种方法 此菌落很可能是抗生素D的 。
在样品中含菌数较少的情况下也可以完成计数,注意该方 (4)根据上述实验结果,为达到抗菌目的,最好应选用抗生
法需要将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中 素 。
的微生物细胞分散开,应用该种方法可以推算出检测样品 [解析] (1)考查接种方法,细菌接种方法主要有平板划线
中的活菌数。 法和稀释涂布平板法两种;(2)根据题意可知,此空应填涂布平
2.测定微生物数量方法的实际应用 板法;(3)出现透明圈,说明此菌不能够在抗生素 A的环境中生
(1)土壤中好氧型细菌的计数 存,故敏感,而B中不出现,说明对B不敏感,C中出现比 A小,
①制备土壤稀释液:取土壤表层3~5cm处的土样;制 说明该菌对抗生素A的敏感性更高,透明圈内出现菌落说明此
备系列稀释液。 菌落对抗生素D产生抗药性;(4)由于细菌对抗生素 A的敏感
②取样及倒 平 板:该 实 验 的 接 种 方 法 是 稀 释 涂 布 平 程度最高,因此最好应选用抗生素A作为抗菌药。
板法。 [答案] (1)平板划线 稀释涂布平板(或涂布平板) (2)
③培养。 涂布平板 (3)敏感 不敏感 该致病菌对C的敏感性比对 A
④观察记录结果:每克土壤样品菌数=某稀释倍数的 的弱 耐药菌 (4)A
菌落平均数×稀释倍数/涂布平板时所用稀释液的体积。
(2)检测天然水源中细菌总数和大肠杆菌菌落数 解题模型1.5
细菌总数通常是指1g或1mL检测样品中所含细菌 研究培养基对微生物的选择作用
菌落 的 总 数。大 肠 杆 菌 菌 落 数 通 常 是 指 每 100g或 1.分离微生物的方法
100mL检测样品中所含细菌的实际数值。 从混合样品中获得某种微生物的方法通常有两种:
(3)检测某种食品中的细菌总数和大肠杆菌菌落数 (1)利用该分 离 对 象 对 某 一 营 养 物 质 有“嗜 好”的 原
一般说来,大肠杆菌菌落总数越多,说明食品的卫生 理,专门在培养基中加入该营养物质,从而使它成为一种
质量越差。 加富培养基。
(4)土壤中分解尿素细菌的计数 (2)利用该分离对象对某种抑菌物质的抗性,在混合
, 培养物中加入该抑制物,经培养后,原来占优势的微生物某些细菌中含有尿素分解酶 能将培养基中的尿素分
生长受抑制,, 。 而分离对象却可乘机大大增殖
,在数量上占
解成氨 该物质的水溶液会使酚酞指示剂呈现红色
优势。
(5)制备系列稀释液的方法
2.选择培养基及应用实例
将1g土样放入99mL无菌水中,制成102 倍的稀释 (1)选择培养基:在培养基中加入某种化学物质,以抑
液,用1mL无菌移液管吸取上述浓度的溶液0.5mL,移入 制不需要的微生物的生长,促进需要的微生物的生长。目
装有4.5mL无菌水的试管中,即配制成103 倍的稀释液, 的是从众多微生物中分离所需要的微生物。
用同样的方法可以配制成104、105、106 倍的稀释液。将待 (2)选择培养基应用实例
测样品进行稀释的目的是使微生物细胞分散开,使实验结 ①培养基中加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。
果更接近真实值。 ②培 养 基 中 加 入 高 浓 度 的 食 盐 可 得 到 金 黄 色 葡 萄
球菌。
[真题4] (2023·新课标Ⅱ)临床试用抗生素前,有时需要 ③培养基中缺乏氮源时,可以分离固氮微生物,因为
做细菌耐药实验。实验时,首先要从病人身上获取少量样本,然 非固氮微生物不能在此培养基上生存。
后按照一定的实验步骤操作,以确定某致病菌对不同抗生素的 ④当培养基的某种营养成分为特定化学成分时,也具
敏感性。 有分离效果。如石油是唯一碳源时,可以抑制不能利用石
回答下列问题: 油的微生物的生长,使能够利用石油的微生物生长,达到
(1)为了从样本中获取致病菌菌落,可用 法或 分离能消除石油污染的微生物的目的。
法将样本接种于固体培养基表面,经过选择培养、鉴别等步 ⑤改变微生物的培养条件,也可以达到分离微生物的
。 目的,如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的骤获得
微生物。
(2)取该单菌落适当稀释,用 法接种于固体培养基
·319·
[真题5] (2023·广东)某新能源研究兴趣小组尝试用木 解题模型1.6
薯块根的淀粉制备燃料酒精。他们用酶将木薯淀粉降解成单 利用微生物发酵来生产特定的产物及微生物在其他方面
糖。查阅资料后,安装的酒精发酵装置、采用的发酵条件如图。 的应用
微生物发酵产物主要有以下几种:
1.微生物菌体的发酵:以获得具有某种用途的菌体为
目的的发酵工程。
(1)类型
①传统菌体发酵业:如面包酵母发酵、微生物菌体蛋
白(单细胞蛋白)。
②现代菌体发酵业:药用真菌(如冬虫夏草,灵芝,与
天麻共生的密环菌)。
(2)生产生活应用:如丝状真菌的白僵菌、绿僵菌可以
防治松毛虫;木霉菌可以防治生物病害;活性乳酸菌制剂
用以改善人体肠道微环境。
(1)向发酵瓶中加入5g酵母菌开始试验,发酵初期,通气阀 2.微生物酶发酵
, , 酶普遍存在于动物、植物和微生物中。酶的最初来源①需要偶尔短时间打开 并在A通气口处打气 以利于
是动植物组织。但目前应用的酶大多来自微生物发酵,如
;实验过程中,通气阀②需要偶尔短时间打开,目的是
在食品工业中,用微生物生产淀粉酶和糖化酶用于生产葡
。 萄糖。
(2)第3天,取出少量发酵液,滴加含有 的浓硫酸 3.微生物代谢产物发酵
溶液来检测酒精。 以微生物代谢产物作为产品,是发酵业中种类最多,
(3)检测后发现,尽管酵母菌菌种合适、淀粉酶解物充足、操 也是最重要的部分。这类产品主要包括:
作正确、发酵温度和pH 值适宜,但酒精含量(+)比预期低,我 (1)初级代谢产物。菌体生长繁殖所必需的,是在对
, , , 数生长期产生的物质
,如氨基酸、核苷酸、蛋白质等。
们展开了讨论 认为还有其他影响因素 如 请设计试
(2)次级代谢产物。与菌体生长繁殖无明显关系,是
验对此因素进行探究并预测实验结果(用表格形式呈现;用“+”
在菌体生长的稳定期(静止期)合成的具有特定功能的产
表示酒精量,最高含量为“+++++”)。 物,如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子、色素等。
(4)请对预测的结果进行分析,并得出结论。 4.微生物的生物转化
[解析] (1)A通气口通气,为了使空气中氧气进入,以便 利用微生物细胞的一种或多种酶,把一种化合物转变
酵母菌大量增殖,通气阀②打开是为了排出发酵过程中产生的 成结构相关的更有价值的产物,如利用菌体将乙醇转化成
。
CO2;(2)
乙酸的醋酸发酵
酒精检测用酸性重铬酸钾进行检测;(3)影响发酵试验
的因素,还可能是酵母菌菌种的数量,因此添加不同量的酵母菌 [真题6] (2022·全国Ⅱ)某种细菌体内某氨基酸(X)的
种,进行测定实验;(4)如果随着酵母菌种数量增加,酒精含量也 生物合成途径如图:
增加,则酵母菌数量是影响发酵的因素。如果随着酵母菌种数 酶a 酶b 酶c
底物 →中间产物1 →中间产物2 →X
量增加,酒精含量无明显变化,则酵母菌数量不是影响发酵的 这种细菌的野生型能在基本培养基(满足野生型细菌生长
因素。 的简单培养基)上生长,而由该种细菌野生型得到的两种突变型
[答案] (1)酵母菌进行有氧呼吸,以便其增殖 排出部分 (甲、乙)都不能在基本培养基上生长;在基本培养基上若添加中
CO2 保持装置内气压平衡 (2)重铬酸钾 (3)酵母菌数量 间产物2,则甲、乙都能生长;若添加中间产物1,则乙能生长而
甲不能生长。在基本培养基上添加少量的X,甲能积累中间产
组别 加酵母菌种的量 三天后酒精含量
物1,而乙不能积累。请回答:
1 5g + (1)根据上述资料可推论:甲中酶 的功能丧失;乙
2 7g ++ 中酶 的功能丧失,甲和乙中酶 的功能都正常。
3 9g +++ 由野生型产生甲、乙这两种突变型的原因是野生型的
4 11g ++++ (填“同一”或“不同”)菌体中的不同 发生了突变,从而
导致不同酶的功能丧失。如果想在基本培养基上添加少量的
5 13g +++++ X
来生产中间产物1,则应选用 (填“野生型”、“甲”或
(4)如果随着酵母菌种数量增加,酒精含量也增加,则酵母 “乙”)。
菌数量是影响发酵的因素。 (2)将甲、乙混合接种于基本培养基上能长出少量菌落,再
将这些菌落单个挑出分别接种在基本培养基上都不能生长。上
述混合培养时乙首先形成菌落,其原因是
。
·320·
(3)在发酵过程中,菌体中X含量过高时,其合成速率下降。 橘络,可减少污染。下列生长在特定环境中的4类微生物,可以
若要保持其合成速率,可采取的措施是改变菌体细胞膜的 大量产生所用酶的有 ( )
,使X排出菌体外。 A.生长在麦 上的黑曲霉
[解析] (1)在基本培养基上添加中间产物2,甲、乙突变型 B.生长在酸奶中的乳酸菌
均能正常生长,说明甲、乙突变型中酶c的功能均正常。若添加 C.生长在棉籽壳上的平菇
中间产物1,乙能生长而甲不能生长,说明甲中酶b功能丧失,而 D.生长在木屑上的木霉
在基本培养上添加少量的 X,甲能积累中间产物,而 乙 不 能 积 [解析] 由题干信息知:所用的酶为纤维素酶。黑曲霉、平
累,说明乙中酶a功能丧失。这是不同菌体中不同的基因发生 菇、木霉可以产生纤维素酶,来分解麦麸、棉籽壳、木屑中的纤维
突变的结果。因甲中酶a功能正常而酶b功能丧失,故基本培 素。而生长在酸奶中的乳酸菌不产生纤维素酶。
养基中添加少量X,甲能正常生长,并且能将底物催化形成中间 [答案] ACD
产物1。(2)乙可利用甲代谢产生的中间产物1正常生长,而甲
可利用乙产生的中间产物2或X,而乙产生的中间产物2和X 解题模型2.2
需在满足乙自身代谢需要后才能排出到细胞外被甲利用,故混 酶活力测定的一般原理和方法
合培养时乙首先形成菌落。(3)菌体中X含量过高时,X可以通 1.酶活力测定的一般原理和方法
过抑制相关酶的活性而使其合成速率下降,此时可采取相应措 (1)酶活力的含义:酶的活力是指酶催化一定化学反
施增大膜通透性,使X快速排出细胞,而解除酶活性抑制现象, 应的能力。
从而保持其合成速率。 (2)酶活力测定的一般原理和方法:酶的活力通常以
[答案] (1)b a c 不同 基因 甲 (2)甲产生的中 单位时间内底物的消耗量或者在单位时间内产物的生成
间产物1供给乙,使乙能够合成X,保证自身生长产生菌落(其 量来表示。例如,通过测定单位时间内麦芽糖的生成量来
他合理答案也可) (3)通透性 检测淀粉酶的活力。由于麦芽糖与3,5-二硝基水杨酸试
[真题7] (2023·海南)许多植物含有天然香料,如薄荷叶 剂反应能生成黄褐色产物,利用分光光度法进行比色,可
中含有薄荷油。现用薄荷叶提取薄荷油。 以测出麦芽糖的生成量。另外,还可以通过测定单位时间
回答问题: 内淀粉的消耗量来检测淀粉酶的活力。
(1)薄荷油是挥发性物质,提取薄荷油时应选用 2.加酶洗衣粉的洗涤效果的探究
(填“鲜”或“干”)薄荷叶作原料,其原因是 。 (1)判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法:可在洗涤后比
(2)用萃取法提取薄荷油时,采用的溶剂是 ,原理 较污物的残留状况,如已消失、颜色变浅、面积缩小等。
是 。 (2)加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法:实验设计遵
(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时,在油水混合物中加入氯 循的原则是对照原则和单一变量原则,如探究普通洗衣粉
化钠的作用是 。常用于分离油层和水层的 和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时,以控制
器皿是 。分离出的油层中加入无水硫 酸 钠 的 作 用 洗衣粉的种类为变量,其他条件完全一致;同时,普通洗衣
是 ,除去固体硫酸钠的常用方法是 。 粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照实验。
[答案] (1)鲜 鲜叶比干叶的薄荷油含量高 (2)有机溶 (3)变量的分析和控制:影响加酶洗衣粉洗涤效果的
剂 薄荷油易溶于有机溶剂,而不溶于水 (3)增加水层的密 因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质料、衣物
度,有利于油层和水层分离 分液漏斗 除去少量的水 过滤 大小、浸泡时间、洗涤的方式和洗涤的时间等。在选择适
题源2 酶的应用 宜的变量作为探究课题的时候,应注意切合实际,如选择
水温时,可以选择一年中冬季、春季、秋季和夏季的实际常
温5℃、15℃、25℃和35℃进行实验。
解题模型2.1
酶的存在与简单制作方法 [真题9] (2023·江苏)下列有关酶的制备和应用的叙述,
1.酶在生物体内的存在(或分布)部位 正确的是 ( )
酶是在生物体活细胞中合成的。多数酶在细胞内直接 A.酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶
参与生物化学反应,少数的酶要分泌到细胞外发挥作用。 B.透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化
2.酶的制备 C.棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤
(1)胞内酶的制备:如果提取存在于细胞内的酶,需要 D.多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层
破碎生物组织细胞,可用破碎仪、研磨器或匀浆器等机械 [解析] 酶解法可去掉微生物的细胞壁,再通过吸水涨破
使组织细胞破碎,使酶从活细胞中释放出来,进入细胞外 法使细胞内的物质释放出来,用于提取、分离其中的胞内酶。洗
的溶液中,经过滤、离心制备成粗酶液。 涤剂中添加少量纤维素酶,可使绵织物中的纤维素结构膨松,纤
(2)胞外酶的制备:对于唾液淀粉酶、胰蛋白酶等分泌 维分子与水形成的凝胶结构有效地软化,使被封闭在其中的污
到细胞外的酶,可以直接从动物分泌物或细胞外的组织间 垢很容易从中脱离。多酶片中胃蛋白酶位于外层。
隙中提取。 [答案] A
[真题8] (2021·江苏)(多选)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
·321·
解题模型2.3 的必要条件是 。
[解析] (1)玉米的秸 秆 中 含 有 大 量 的 多 糖———纤 维 素。
酶在食品制造和洗涤等方面的应用 酶具有专一 性,要 想 使 之 水 解 获 得 葡 萄 糖 就 应 该 选 用 相 应 的
1.加酶洗衣粉中酶制剂的种类与功效。 酶———纤维素酶。(2)提取酶要从含有纤维素丰富的环境中获
(1)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。目前常用 取:腐木含有丰富的纤维素,反刍动物的食物主要是草(其主要
的酶制剂有四类:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶,其 成分是纤维素)。(3)从各种微生物中选出特定的微生物需要的
中,应用最 广 泛、效 果 最 明 显 的 是 碱 性 蛋 白 酶 和 碱 性 脂 培养基,从功能上分是选择培养基,培养基中的碳源就是纤维
肪酶。 素。(4)用于生产实 践 的 酶 要 具 有 很 高 的 活 性,才 可 以 降 低 成
(2)碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白 本,提高效益。酶是催化剂,为了可以反复利用,降低成本,所以
质水解成可溶液性的氨基酸或小分子的肽,使污迹从衣物 可以采用固定化酶技术。(5)发酵生产酒精一般利用的菌种是
上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的 酵母菌,但是酵母菌发酵的必要条件是无氧,因为在有氧条件
脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质,使洗衣粉具有更 下,酵母菌大量增殖,而不是发酵产生酒精。
好的去污能力。 [答案] (1)纤维素 (2)BE (3)选择培养基 纤维素
2.果胶酶在果汁生产中的应用研究 (4)酶的活力(活性) 固定化酶(固定化细胞) (5)酵母菌 无
果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一, 氧(密闭、密封)
它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物,不溶于
水。在果汁加工中,果胶不仅会影响出汁率,还会使果汁 解题模型2.4
浑浊。果胶酶能够分解果胶,变成可溶性的半乳糖醛酸, 1.制备和应用固定化酶
也使浑浊的果汁变得澄清。 (1)固定化酶技术
能将葡萄糖转化为果糖的酶是葡萄糖异构酶。使用
[真题10] (2022·江苏)某种蛋白酶是由129个氨基酸脱
固定化酶技术,将这种酶固定在一种颗粒状的载体上,再
水缩合形成的蛋白质。下列叙述正确的是 ( )
将这些酶颗粒装到一个反应柱内,柱子底端装上分布着许
A.该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和129个羧基
多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板的小孔,而反应溶液
B.该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应
却可以自由出入。葡萄糖溶液在流经反应柱时与固定化
C.利用透析法纯化该蛋白酶时,应以蒸馏水作为透析液
葡萄糖异构酶接触,转化成果糖,也实现了酶的连续使用,
D.用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍,效果比其他类型加酶
大大降低了生产成本,提高了果糖的产量和质量。
洗衣粉好
(2)[ 酶和细胞的固定化方法解析] 一个蛋白质分子中至少含有一个游离的氨基和一
; ①一般来说
,酶更适合采用化学结合法和物理吸附法
个游离的羧基 该蛋白酶属于蛋白质,与双缩脲试剂作用,产生
; 固定
,而细胞多采用包埋法固定。原因是细胞个大,酶分
紫色反应 利用透析法纯化该蛋白酶时,应以磷酸缓冲液作为透
; 子很小;个大的细胞难以被吸附或结合,个小的酶容易从析液 蛋白酶催化水解蛋白质,而油渍属于脂质,用含该蛋白酶
包埋材料中漏出。常用的包埋固定细胞的载体有明胶、琼
的洗衣粉无法去除油渍,用含该蛋白酶的洗衣粉去除血渍、奶渍
时,效果比其他类型加酶洗衣粉好。 脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
[ ] ②固定化细胞使用的都是活细胞,在应用时要注意为答案 B
[ 其提供适宜的生存条件。真题11] (2019·山东)乙醇等“绿色能源”的开发备受世
。 固定化细胞由于保证了细胞的完整性,因而酶的环界关注 利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为: ③
境改变小,所以对酶活性影响较小。
2.直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化优缺点的
比较
(1)玉米秸秆经预处理后,应该选用 酶进行水解, 类型 优点 不足
使之转化为发酵所需的葡萄糖。
(2)从以下哪 些 微 生 物 中 可 以 提 取 上 述 酶 。 对环境条件非常 敏 感,容 易 失 活;
(多选) 直接使 催化效率高,低耗能,溶液中的酶很难回收,不能被再次
用酶 低污染等 利用;反应后酶会 混 在 产 物 中,可
A.酿制果醋的醋酸菌
能影响产品质量
B.生长在腐木上的霉菌
C.制作酸奶的乳酸菌 酶既能与反应物接触,一种酶只能催化一种或一类化 学
D.生产味精的谷氨酸棒状杆菌 固定 又能 与 产 物 分 离,同 反应,而在生产实 践 中,很 多 产 物
E.反刍动物瘤胃中生存的某些微生物 化酶 时,固定在载体上的酶 的形成都是通过一系列的酶促 反
(3)若从土壤中分离产生这种酶的微生物,所需要的培养基 还可以被反复利用 应才能得到的
为 (按功能分),培养基中的碳源为 。 固定化 固定后的细胞与反应物不容易 接
成本低、操作更容易
(4)从生物体提取出的酶首先要检测 ,以便更好地 细胞 近,可能导致催化效果下降等
将酶用于生产实践。在生产糖液的过程中,为了使酶能够被反
复利用,可采用 技术。
(5)发酵阶段需要的菌种是 ,在产生酒精时要控制 [真题12] (2022·江苏)(多选)下图1表示制备固定化酵
·322·
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。下列叙述正确的是 ( ) (3)萃取是利用化合物在两种互不相溶的溶剂中溶解
度的不同,使 化 合 物 从 一 种 溶 剂 内 转 移 到 另 外 一 种 溶 剂
中,经过反复多次萃取,使芳香油溶解在有机溶剂中,蒸发
溶剂后就可获得芳香油。
2.胡萝卜素的提取
(1)萃取剂的选择:有机溶剂分为水溶性和水不溶性
两种。乙醇和丙酮能够与水混溶,是水溶性有机溶剂;石
油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能与水混溶,称为
水不溶性有机溶剂。
(2)纸层析法的分离操作问题分析A.刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液
层析时注意选择干净的滤纸,为了防止操作时对滤
B.图1中X溶液为CaCl2 溶液,其作用是使海藻酸钠形成
①
纸的污染,应尽量避免用手直接接触滤纸,可以戴手套进
凝胶珠
行操作。
C.图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充
②点 样 时 应 注 意 点 样 斑 点 不 能 太 大(直 径 应 小 于分接触
),如果用吹风机吹干,温度不 宜 过 高,否 则 斑 点 会
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 0.5cm
[ ] 变黄。解析 溶化的海藻酸钠应冷却至室温后与活化的酵母菌
, 。 ③将点好样的滤纸卷成筒状,卷纸时注意滤纸两边不混合 A项错误 海藻酸钠与酵母菌混合液应滴入CaCl2 溶液
, 能相互接触,以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移中 以制备凝胶珠;凝胶珠用蒸馏水冲洗2~3次后,可转移到发
; , 动加快,溶剂前沿不齐,影响结果。酵装置中 搅拌可使酵母菌与培养液充分接触 有利于发酵的顺
利进行,故B、C、D三个选项正确。 [真题14] (2023·新课标)为了探究6 BA和IAA对某
[答案] BCD 菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响,某研究小组在 MS培养
[真题13] (2023·江苏)下列有关固定化酶和固定化细胞 基中加入6 BA和IAA,配制成四种培养基(见下表),灭菌后分
的叙述,正确的是 ( ) 别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体,在适宜
A.可用包埋法制备固定化酵母细胞 条件下培养一段时间后,统计再生丛芽外植体的比率(m),以及
B.反应产物对固定化酶的活性没有影响 再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n),结果如下表:
C.葡萄糖异构酶固定前后专一性不同
-1
D.固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应 浓度/mg·L培养基编号 m/% n/个
[解析] 固定化技术包括包埋法、物理吸附法和化学结合 6 BA IAA
法(交联法),由于细胞相对于酶来说更大,难以被吸附或结合, 1 0 76.7 3.1
因此多采用包埋法,A正确;某些反应产物可能与酶结合,致使 2 0.1 77.4 6.1
酶的结构产生变化,从而改变酶的催化活性,B错误;固定化酶 0.5
3 0.2 66.7 5.3
实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上,实现酶的反复利
用,并提高酶稳定性,酶的各项特性(如高效性、专一性和作用条 4 0.5 60.0 5.0
件的温和性)依然保持,C错误;固定化细胞在多步酶促反应中 回答下列问题:
发挥连续催化作用,但如果反应底物是大分子物质,则难以自由 (1)按照植物的需求量,培养基中无机盐的元素可分为
通过细胞膜,从而限制固定化细胞的催化反应,D错误。 和 两类。上述培养基中,6 BA属于 类
[答案] A 生长调节剂。
(2)在该实验中,自变量是 ,因变量是
题源3 生物技术在食品加工及其他方面的应用 ,自变量的取值范围是 。
(3)从实验结果可知,诱导丛芽总数最少的培养基是
解题模型3.1 号培养基。
从生物材料中提取某些特定的成分 (4)为了诱导该菊花试管苗生根,培养基中一般不加入
1.植物芳香油的提取技术 (填“6 BA”或“IAA”)。
提取植物芳香油有三种基本方法:蒸馏、压榨和萃取。 [解析] (1)根据植物的需求量,元素可以分为大量元素和
(1)水蒸气蒸馏是常用的方法。原理:水和芳香油沸 微量元素,6 BA属于细胞分裂素类的生长调节剂。
点不同,利用水蒸气将挥发性强的芳香油携带出来,形成 (2)根据实验目的和数据,可以看出IAA的浓度是自变量,
油水混合物,再冷却分离。根据原料放置的位置,可分为 菊花再生丛芽外植体的比率和外植体上的丛芽的平均数是因变
水中蒸馏、水上蒸馏、水汽蒸馏。 量,从图表可以看出IAA的浓度范围是0~0.5mg/L。
(2)压榨法主要为冷压榨。原理是通过机械加压,压 (3)再生丛芽的外植体数乘外植体上丛芽平均数也就是丛
榨出果皮中的芳香油。优点:常温下不发生化学反应,质 芽总数,所以最少的是1号培养基。
量提高。 (4)诱导试管苗生根需要生长素用量和细胞分裂素用量的
比值比较高,所以培养基中不需要加6 BA。
·323·
[答案] (1)大量元素 微量元素 细胞分裂素 (2)IAA C.与人工接种的发酵相比,自然发酵获得的产品品质更好
浓度 再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽 D.适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖
平均数(n) 0~0.5mg·L-1 (3)1 (4)6 BA [解析] 醋酸菌是嗜热菌,果醋发酵所需的最适温度较高,
A错误;进行果酒、果醋发酵实验,要先隔绝空气进行果酒发酵,
解题模型3.2 再供氧进行果醋发酵,B错误;人工接种菌种单一,品质更好,C
果酒和果醋的制作方法与注意问题 错误;适当加大接种量,让菌体快速形成优势菌群,可以抑制杂
(1)果酒和果醋的制作原理及发酵条件 菌生长,提高发酵速率,D正确。
①果酒的制作———酵母菌发酵 [答案] D
酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存:在有氧时, [真题17] (2022·广东)(双选)小李尝试制作果酒,他将
酵母菌大量繁殖,但是起不到发酵作用;在无氧时,繁殖速 葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行试验(如图),恰当的做法是
度减慢,但是此时可以进行发酵。在利用酵母菌发酵时最 ( )
好是先通入足够的无菌空气,在有氧环境下培养一段时间
使其繁殖,再隔绝氧气进行发酵。20℃左右的温度最适合
酵母菌繁殖,酒精发酵的最佳温度是在18℃~25℃,pH最
好是弱酸性。
②果醋的制作———醋酸菌的发酵
醋酸菌是好氧型细菌,在缺少糖源和有氧条件下,可
将乙醇氧化成醋酸,当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄
汁中的 糖 分 解 成 醋 酸。醋 酸 菌 生 长 的 最 佳 温 度 是30℃ A.加入适量的酵母菌
~35℃。 B.一直打开阀b通气
(2)果酒和果醋的制作方法与流程(四部曲) C.一直关紧阀a,偶尔打开阀b几秒钟
D.把发酵装置放到4℃冰箱中进行实验
[解析] 本题主要考查果酒制作的相关知识。A项,果酒
制作所需的菌种是酵母菌,因而需要在发酵装置中加入适量的
(3)果酒、果醋发酵装置分析 酵母菌;B项,果酒制作利用酵母菌的无氧呼吸,因而不能一直
打开阀b通气;C项,阀a连的通气管深入葡萄汁内,不能打开,
以免影响酵母菌的无氧呼吸及避免杂菌污染,阀b连的通气管
偶尔打开的原因是排出酵母菌无氧呼吸产生的CO2;D项,酒精
发酵的温度一般控制在18℃~25℃,不能放到4℃的冰箱中。
[答案] AC
充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排 [真题18] (2022·江苏)根据下列相关实验操作,预期结
气口是在酒精发酵时用来排出CO2 的;出料口是用来取样 果合理的是 ( )
的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目 编号 实验操作 预期结果
的是防止空气中微生物的污染。使用该装置制酒时,应该
将洋葱表皮分别置于 / 和 / 蔗糖溶液
关闭充气口;制醋时,应将充气口连接气泵,输入氧气。 0.2gmL 0.3 0.2gmL
① g/mL蔗糖溶液中,观察并比较细胞质 中洋葱表皮细胞质
壁分离的情况 壁分离现象更明显
[真题15] (2022·北京)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时,
正确的操作是 ( ) 将豆腐分别置于10℃、20℃、30℃的 在10℃环境中毛霉②
A.让发酵装置接受光照 环境中,观察并比较毛霉生长的情况 生长最好
B.给发酵装置适时排气 调查并比较同一地段甲区(腐殖质较丰
C.向发酵装置通入空气 ) ( 甲区土壤中小动物③ 富 和乙区 腐殖质不丰富)土壤中小动
丰富度更高
D.将发酵装置放在45℃处 物丰富度
[解析] 本题主要考查果酒制作的相关知识。A项,制作 用两种不同浓度2,4 D溶液分别处理 低浓度2,4 D处理
果酒所使用的菌种是酵母菌,酵母菌的生长与光照无直接联系; ④ 月季插条形态学下端,观察并比较扦插 的插条生根数总是
B项,在发酵过程中会产生CO2,因而要给发酵装置适时排气;C 后的生根数 更多
项,酵母菌发酵是在无氧条件下进行的,因而不能向装置中通入 A.实验① B.实验②
空气;D项,酵 母 菌 进 行 酒 精 发 酵 时 一 般 将 温 度 控 制 在18℃ C.实验③ D.实验④
~25℃。 [解析] 在一定范围内,浓度越高,质壁分离越明显,过高
[答案] B 时,细胞死亡,A错;毛霉在15℃~18℃左右生长最好,B错;生
[真题16] (2023·江苏)某研究性学习小组以樱桃番茄为 长素类似物具有两重性,因此,低浓度的2,4-D处理,未必产生
材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是 ( ) 更多的根,D错。
A.酵母菌是嗜温菌,所以果酒发酵所需的最适温度较高 [答案] C
B.先供氧进行果醋发酵,然后隔绝空气进行果酒发酵
·324·
解题模型3.3 [真题19] (2023·江苏)下列与果酒、果醋和腐乳制作相
关的叙述,正确的是 ( )
1.腐乳的制作原理与操作
() A.腐乳制作所需要的适宜温度最高1 腐乳的制作原理
——— B.果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵参与豆腐发酵的微生物主要是一种丝状真菌 毛
, 、 、 、 , C.使用的菌种分别是酵母菌
、醋酸菌、乳酸菌
霉 常见于土 壤 水 果 蔬 菜 谷 物 上 具 有 发 达 的 白 色 菌
、 、
, , 。 D.使用的菌种都具有细胞壁 核糖体 DNA和RNA丝 有多个细胞核 进行无性繁殖 毛霉是食品加工业中
[
。 解析
] 果醋适宜温度最高,大约30℃~35℃,果醋发酵只
重要的微生物 毛霉等微生物产生的蛋白酶能将大豆中
; 进行有氧呼吸
。腐乳制作的菌种是毛霉,酵母菌、醋酸菌等这些
的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸 脂肪酶可将脂肪分
都有细胞壁,且既有DNA又有RNA,细胞中都有核糖体。
解成甘油和脂肪酸。
[
() 答案
] D
2 腐乳发酵中杂菌的控制与选材
自然发酵中的菌种来源于空气中的毛霉的孢子,由于 解题模型3.4
空气中有各种微生物的孢子,所以直接利用空气中的孢子
往往会在毛坯上生长出青霉、曲霉等其他真菌。为提高腐 测定食品加工中可能产生的有害物质
乳质量可采取下列措施: 1.亚硝酸盐的危害
①事先把馒头放在温暖潮湿处培养毛霉,当馒头上长 亚硝酸盐包括亚硝酸钾与亚硝酸钠
,为白色或微黄色
( ,出青点 青霉菌 落)、黄 点(黄 曲 霉 菌 落)、红 点(红 曲 霉 菌 结晶或颗粒状粉末 味微咸,易溶于水。在自然界中广泛
落) , 、 。时,及时用镊子尖和解剖针剔除,保留白毛,让其长出 存在 例如粮食 蔬菜等 少量的亚硝酸盐不会在人体内
黑色孢子。 蓄积,可随尿液排出。
: , , , ,②消毒 将豆腐块加热 杀死表面的微生物 防止其他 亚硝胺 可在体内由碱类物质与亚硝酸盐反应产生
微生物的干扰。 目前已发现的有300多种,具有强烈的致畸、致突变作用,
。
③接种:将上述馒头上的孢子弹在豆腐块上,并用灭 可引发多种癌症的发生
菌后的食品袋罩上,放在适宜的温度下培养。罩袋时不能 2.亚硝酸盐含量的测定方法
太严实,因为毛霉是需氧生物。 在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重
(3)腐乳酿造的生产工序 氮化反应后
,与N 1 萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红
。 ,
酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和 色溶液 将经过反应显色后的待测样品与标准液比色 即
。 ( 可定量计算出样品中的亚硝酸盐含量。后期发酵 前期发酵所发生的主要变化是毛霉在豆腐 白
坯)上的生长。发酵的温度为15~18℃,此温度不适于细 [真题20] (2023·新课标Ⅰ)回答下列有关泡菜制作的
菌、酵母菌和曲霉的生长,而适于毛霉慢慢生长。毛霉生
问题:
长大约5d后白坯变成毛坯。前期发酵的作用,一是使豆 (1)制作泡菜时,所用盐水煮沸,其目的是 。为了
腐表面有一层菌膜包住,形成腐乳的“体”;二是毛霉分泌
缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,
以蛋白酶为主的各种酶,有利于豆腐所含有的蛋白质水解
加入陈泡菜液的目的是 。
为各种氨基酸。后期发酵主要是酶与微生物协同参与生 (2)泡菜制作过程中,乳酸发酵过程即为乳酸菌进行
化反应的过程。通过腌制并配入各种辅料(红曲、面曲、酒
的过程。该过程发生在乳酸菌的 中。
酿),使蛋白酶作用缓慢,促进其他生化反应,生成腐乳的 (3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有 、
香气。
和 等。
2.泡菜、酸奶的制作分析与亚硝酸盐含量的检测 (4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内,泡菜液逐渐变
(1)泡菜发酵过程分析
酸,这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是
①发酵初期:以 不 产 酸 的 大 肠 杆 菌 和 酵 母 菌 活 动 为
,原因是 。
主,同时还 有 一 部 分 硝 酸 还 原 菌 活 动。该 时 期 利 用 了 氧 [解析] (1)盐水中可能含有杂菌,制作泡菜时,所用盐水
气,产生了无氧环境,乳酸菌才开始活动。乳酸菌和乳酸
需要煮沸,以便杀死盐水中的杂菌。陈泡菜液中含有现成的乳
的量比较少,由于硝酸还原菌的活动,亚硝酸盐含量有所
酸菌,加入后,可以缩短制作时间。(2)乳酸发酵的过程即为乳
增加。
酸菌进行无氧呼吸的过程。该过程发生在乳酸菌细胞的细胞质
②发酵中期:由于乳酸菌产生了大量乳酸,其他细菌
基质中。(3)在泡菜的制作过程中,影响亚硝酸盐含量的因素有
活动受到抑制,只有乳酸菌活动,继续积累。硝酸还原菌
温度、食盐用量、腌制时间等。(4)从开始制作到泡菜品质最佳
受抑制,形成的亚硝酸盐含量下降。
这段时间内,泡菜液逐渐变酸,这段时间内泡菜坛中乳酸菌数量
③发酵后期:由于乳酸的积累,酸度继续增长,乳酸菌
增加,其他杂菌较少;原因是酸性条件下,不利于杂菌生存,增加
的活动受抑制。
乳酸菌的数量。
特别提醒 不要误以为亚硝酸盐是硝化细菌将氨氧化产 [答案] (1)杀灭杂菌 增加乳酸菌的数量(其他合理答案
生的。
也可) (2)无氧呼吸 细胞质 (3)温度 腌制时间 食盐用
量(其他合理答案也可) (4)乳酸菌数量增加,杂菌数量减少
乳酸菌比杂菌更为耐酸(其他合理答案也可)
·325·
解题模型3.5
③用量比例不同,结果也不同。
一、与传统发酵有关的几类微生物的比较 高:利于根的分化、抑制芽的形成
生长素用量
酵母菌 醋酸菌 毛霉 乳酸菌 的比值 低:利于芽的分化,抑制根的形成
细胞分裂素用量 {
适中:促进愈伤组织的生长
生物学分类 真核生物 原核生物 真核生物 原核生物
5.影响植物组织培养的因素
异养兼
生活方式 异养需氧 异养需氧 异养厌氧 (1)培养基配制:要严格进行灭菌。
性厌氧 (2)外植体的选取:生长旺盛的嫩枝生理状况好,容易
适宜温度 20℃左右 30~35℃ 15~18℃ 室温 诱导脱分化和再分化。
主要生 (3)植物激素:组织培养的培养基中必须加入生长素
出芽生殖 二分裂生殖 孢子生殖 二分裂生殖
殖方式 和细胞分裂素,两种激素的比例影响组织培养过程中的细
胞分裂和分化。
主要用途 酿酒、发面 酿醋 制作腐乳 制作酸奶、泡菜
(4)无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键。
二、植物的组织培养 ①用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生
1.植物组织培养原理 物的生长,如一些细菌、真菌等的生长。而培养物一旦受
植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。不同细 到微生物的污染,就会导致实验前功尽弃,因此要进行严
胞的全能性不一样,生物体的所有细胞的全能性大小比较 格的无菌操作。
如下: ②无菌技 术 包 括 培 养 基 消 毒 灭 菌 和 植 物 材 料(外 植
①受精卵>生殖细胞>体细胞;②体细胞中幼嫩植物 体)的消毒灭菌。对培养材料进行表面灭菌时,一方面要
组织(如芽尖)>成熟组织细胞。 考虑药剂的消毒效果;另一方面还要考虑植物材料的耐受
2.过程 能力。不同药剂、不同植物材料,甚至不同器官要区别对
(1)菊花组织培养过程 待。
脱分化 再分化
菊花组织 →形成愈伤组织 →长出丛芽 →
[真题21] (移栽 2023·广东)下列叙述错误的是 ( )
生根 →菊花植株 A.醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸
(2)月季的花药培养 B.酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖汁产生酒精
C.泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵
D.腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶
[解析] 醋酸杆菌酿醋时需要持续通气,即利用醋酸杆菌
的有氧呼吸,不是无氧呼吸,故A错。
3.课题成果的评价 [答案] A
(1)选材是否恰当:选材是否恰当是花药培养能否成 [真题22] (2022·安徽)草莓生产上传统的繁殖方式易将
功的关键。学生应学会通过显微镜观察处于适宜发育期 所感染的病毒传播给后代,导致产量降低、品质变差。运用微型
的花粉。 繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程
(2)无菌技术是否过关:如果出现了污染现象,说明某 如下:
些操作步骤,如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。 ① ②
(3) 、接种是否成功:如果接种的花药长出愈伤组织或 外植体 →愈伤组织 →芽 根 →植株
:
释放出胚状体,花药培养第一步就成功了。要适时转换培 请回答
() ,
养基,以便使愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株。 1 微型繁殖培育无病毒草莓苗时 一般选取 作为
,
4.植物激素与组织培养 外植体 其依据是
。
() () , 、1 生长素和细胞分裂素是促进细胞分裂、脱分化和 2 在过程①中 常用的 MS培养主要成分包括大量元素 微
, , ,
再分化的关键性激素,其作用及特点为: 量元素和 在配制好的培养基中 常常需要添加 有
① , 利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织
。接种后 ,若发
在生长素存在的情况下 细胞分裂素的作用呈现加 2~5d
。 现外植体边缘局部污染,原因可能是强的趋势 。
, 。 (3)② 在过程②中
,愈伤组织在诱导生物的培养基中未形成
使用顺序不同 结果不同
根,但分化出了芽,其原因可能是
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 [解析] (1)因茎尖(或根尖)病毒极少,甚至无病毒,所以
常用其作为外植体培育无病毒植株。(2)在植物组织培养的培
先使用细胞分裂素,后使用生长素 细胞既分裂又分化 养基中,除了添加植物必需的矿质元素外,还要添加有机物,添
加植物激素有利于启动细胞分裂实现脱分化形成愈伤组织并且
同时使用 分化频率提高
可诱导愈伤组织细胞再分化过程。若对外植体消毒不彻底,会
造成外植体边缘局部污染。(3)在培养基中生长素与细胞分裂
素的用量比值不同,诱导生根发芽结果不同,当比值低时,有利
·326·
于发芽,比值高时,有利于生根。 (1)若只完全析出甲蛋白,混合液中最合适的硫酸铵浓度应
[答案] (1)茎尖(或根尖) 茎尖(或根尖)病毒极少,甚至 为 。
无病毒 (2)有机物 植物激素 外植体消毒不彻底 (3)培养 (2)向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵),使混
基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低 合液中的硫酸铵浓度达到30%,会析出若干种蛋白质,它们分别
是 。
解题模型3.6 (3)通过改变混合液中的硫酸铵浓度 (填“能”或
“不能”)从混合液中得到所有的、不含有其他蛋白质的乙蛋白,
蛋白质的提取和分离(以血红蛋白的提取和分离为例)
原因是 。
1.一般步骤:样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。 (4)简要写出从该蛋白质混合液中分离出全部丁蛋白的实
2.样品处理 验设计思路。
(1)红细胞的洗涤:洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白, (5)如果蛋白质析出物中还含有一定量的硫酸铵,可用半透
采集的血样要及时采用低速短时间离心分离红细胞,然后 膜除去析出物中的硫酸铵。用半透膜能除去析出物中硫酸铵的
用胶头吸管吸出上层透明的黄色血浆,将下层暗红色的红 原理是 。
细胞液体倒入烧杯,再加入五倍体积的生理盐水,缓慢搅 [解析] (1)从表中可以看出,只完全析出甲蛋白,混合液
拌10min,低速短时间离心,如此重复洗涤三次,直至上清 中最合适的硫酸铵浓度为20%。(2)表中信息反映混合液中的
液中没有黄色,表明红细胞已洗涤干净。 硫酸铵浓度达到30%时,会析出甲蛋白、乙蛋白、丙蛋白三种蛋
() : , 白质。(3)由于乙蛋白和丙蛋白析出所需的硫酸铵浓度范围有2 血红蛋白的释放 在蒸馏水和甲苯作用下 红细胞
, 。 重叠
,因此改变混合液中的硫酸铵浓度,不能只得到乙蛋白且得
破裂 释放出血红蛋白 加入蒸馏水后红细胞液体积与原
到全部的乙蛋白。
血液体积要相同。加入甲苯的目的是溶解细胞膜,有利于 [答案] (1)20%
血红蛋白的释放和分离。 (2)甲蛋白、乙蛋白、丙蛋白
3.粗分离 (3)不能 乙蛋白和丙蛋白析出所需的硫酸铵浓度范围有
(1)分离血红蛋白溶液:将搅拌好的混合溶液离心后,试 重叠
管中的溶液分为4层。第1层为无色透明的甲苯层,第2层为 (4)向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵),使其
白色薄层固体,是脂溶性物质的沉淀层,第3层是红色透明液 浓度达到35%(或35%≤硫酸铵浓度<38%范围内的任意一个
体,是血红蛋白的水溶液,第4层是其他杂质的暗红色沉淀物。 浓度),分离析出物与溶液,保留溶液。取保留溶液,再加入硫酸
将试管中的液体用滤纸过滤,除去脂溶性沉淀层,于分液漏斗 铵溶液(或硫 酸 铵),使 硫 酸 铵 在 溶 液 中 的 浓 度 达 到40%(或
中静置片刻后,分出下层的红色透明液体。 40%以上),分离析出物与溶液,析出物即为丁蛋白。
(2)透析:取1mL的血红蛋白溶液装入透析袋中,将 (5)半透膜是一种选择性透过膜,只允许小分子的硫酸铵通
过,不允许大分子蛋白质通过
透析袋放入盛有300mL的物质的量浓度为20mmol/L的
磷酸缓冲液中(pH为7.0),透析12h。透析可以去除样品 解题模型3.7
中分子量较小的杂质,或用于更换样品的缓冲液。
4.纯化:利用凝胶色谱柱可对血红蛋白进行纯化。 一、PCR技术的基本操作和应用
调节缓冲液面:打开色谱柱下端的流出口,使柱内凝胶 1.PCR相关技术原理与条件
面上的缓冲液缓慢下降到与凝胶面平齐, ()关闭出口 →加入 1PCR
:多聚酶链式反应的简称,是一种体外迅速扩
增 片段的技术。
蛋白质样品: DNA用吸管将透析后的样品沿管壁环绕移动加到色
()引物:是一小段 或单链 ,它能与
谱柱的顶端,加样后,打开下端出口,使样品渗入凝胶床内,
2 RNA DNA DNA
母链的一段碱基序列互补配对。
等样品完全渗入凝胶层后,关闭出口 →调节缓冲液面:加 (3)扩增方向:DNA的合成方向总是从子链的5'端向
入20mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0)到适当高度 →洗 3'端延伸。
脱:连接缓冲液洗脱瓶,打开下端出口,进行洗脱 →收集分 (4)解旋:利用了DNA的热变性原理,通过控制温度
装蛋白质:待红色的蛋白质接近色谱柱底端时,用试管收集。 来 控 制 双 链 的 解 聚 与 结 合, 即 双 链 DNA
5.纯度鉴定:使用最多的是SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳。 加热变性
单链DNA。
缓慢降低温度复性
[真题23] (2020·宁夏)已知蛋白质混合液中硫酸铵浓度 (5)酶:耐高温的Taq DNA聚合酶,高温不会失活。
的不同可以使不同种类的蛋白质析出(或沉淀),随着硫酸铵浓 (6)PCR的条件:在一定的缓冲溶液中才能进行,需提
度增加,混合液中蛋白质析出的种类和总量增加。下表是某蛋 供DNA模板、两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚
白质混合液中不同的蛋白质从开始析出到完全析出所需要的蛋 合酶,同时要控制温度。
白质混合液中的硫酸铵浓度范围。
蛋白质混合液中的硫酸铵浓度(%) 析出的蛋白质
15~20 甲蛋白
23~30 乙蛋白
25~35 丙蛋白
38~40 丁蛋白
请据表回答:
·327·
2.PCR的反应过程 方案③:将滤 液 放 入60℃~75℃恒 温 水 浴 箱 中 保 温
(1)变性:90℃以上时,双链DNA解聚为单链。 10~15min,使蛋白质变性。
(2)复性:温度下降到50℃左右,两种引物通过碱基互 3.DNA的鉴定
补配对方式与两条单链DNA结合。 在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
(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 [真题24] (2022·江苏)某生物兴趣小组开展DNA粗提
新的DNA链。 取的相关探究活动。具体步骤如下:
3.PCR反应的结果:DNA聚合酶只能特异地复制处 材料处理:称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份,每份10g。
于两个引物之间的DNA序列,使这段固定长度的序列呈
。 剪碎后分成两组,一组置于 、另一组置于 条件下保现指数扩增 20℃ -20℃
二、比较生物体内DNA复制与PCR反应的区别 存24h。
DNA粗提取:
体内复制 PCR反应
第一步:将上述材料分别放入研钵中,各加入15mL研磨
在解旋酶作用下,细胞提供 加热 至90℃,双 链 全 部
解旋 液,充分研磨。用两层纱布过滤,取滤液备用。
能量,部分解开 解开,不需要解旋酶
第二步:先向6只小烧杯中分别注入10mL滤液,再加入
可 以 是 RNA 或 单 链 20mL体积分数为95%的冷酒精溶液,然后用玻璃棒缓缓地向
引物 一小段RNA
DNA分子片段 一个方向搅拌,使絮状物缠绕在玻璃棒上。
特点 边解旋边复制,半保留复制 体外迅速扩增 第三步:取6支试管,分别加入等量的2mol/LNaCl溶液溶
解上述絮状物。
TaqDNA
不需要
聚合酶 需要30多次 DNA检测:在上述试管中各加入4mL二苯胺试剂。混合
均匀后,置于沸水中加热5min,待试管冷却后比较溶液的颜色循环次数 受生物体自身控制
深浅,结果如下表。
生物体内的DNA复制或PCR体外DNA扩增都需要
相同点 模板、四种脱氧核苷酸,且都需要在一定的缓冲液中 材料保存温度 花菜 辣椒 蒜黄
进行,都遵循半保留复制原则
20℃ ++ + +++
三、DNA的粗提取与鉴定 -20℃ +++ ++ ++++
1.实验原理
()
(注:“+”越多表示蓝色越深)
1DNA在不同浓度的 NaCl溶液中的溶解度不同,
/ 分析上述实验过程,回答下列问题:在0.14molL的NaCl溶液中的溶解度最低。
(2)DNA不溶于酒精溶液———加入体积分数为95% (1)该探究性实验课题名称是 。
的冷却酒精溶液可使DNA析出,除去溶于酒精的蛋白质。 (2)第二步中“缓缓地”搅拌,这是为了减少 。
(3)DNA不被蛋白酶所水解———嫩肉粉中含木瓜蛋白 (3)根据实验结果,得出结论并分析。
酶,加入嫩肉粉可使蛋白质水解而DNA不被水解。 ①结论1:与20℃相比,相同实验材料在-20℃条件下保
(4)DNA可被二苯胺染成蓝色———向含DNA的试管 存,DNA的提取量较多。
中加入二苯胺并沸水浴,溶液呈现蓝色可确认DNA。 结论2: 。
2.方法步骤 ②针对结论1,请提出合理的解释: 。
(1)实验材料的选择 (4)氯仿密度大于水,能使蛋白质变性沉淀,与水和DNA均
①首先选择含有DNA的生物材料。 不相溶,且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度,依据
②选用DNA含量相对较高的生物组织,成功率较大。 氯仿的特性,在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤
(2)破碎细胞———获取含DNA的滤液
是: 。然后用体积分数为——— 95%
的冷
①动物细胞如鸡血细胞 在血细胞液中加入蒸馏
, 酒精溶液使 析出。水 用玻璃棒搅拌,过滤后收集滤液即可。 DNA
[ ] () ( )
②植物细胞用洗涤剂溶解细胞膜,进行充分搅拌和研 解析 1 该实验利用了不同的材料在不同条件 温度
磨,过滤后收集滤液。 下处理,目的是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的
(3)去除滤液中的杂质 影响。(2)“缓缓地”搅拌是为了减少DNA断裂。(3)分析表格
方案①:利用DNA在不同浓度的 NaCl溶液中溶解度 可得出结论:①相同材料在-20℃条件下保存,DNA的提取量
不同,通过 控 制 NaCl溶 液 的 浓 度 去 除 杂 质(用2mol/L 较多。原因可能是低温抑制了DNA酶的活性,DNA降解速度
NaCl溶液过滤除去不溶的杂质,用0.14mol/LNaCl溶液 慢。②等质量的不同实验材料,在相同保存温度下,从蒜黄中提
析出DNA,过滤,除去溶液中的杂质,再用2mol/LNaCl 取的DNA最多。(4)依据氯仿的特性,可在第三步得到的溶液
溶液溶解DNA)。 中加入氯仿,使蛋白质变性沉淀。
方案②:在滤液中加入嫩肉粉,利用其蛋白酶水解蛋 [答案] (1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量
白质。
的影响 (2)DNA断裂 (3)①等质量的不同实验材料,在相同
·328·
的保存温度下,从蒜黄提取的DNA最多 ②低温抑制了相关酶 (3)上图是灭菌锅及其局部剖面示意图,图中甲、乙、丙指示
的活性,DNA降解速度慢 (4)将第三步获得的溶液与等量的 的依次是 。(填序号)
氯仿充分混合,静置一段时间,吸取上清液 ①安全阀、放气阀、压力表
②放气阀、安全阀、压力表
③安全阀、放气阀、温度表
④放气阀、安全阀、温度表
(4)为了将分离到的菌株纯化,挑取了菌落在3块相同平板
上划线,结果其中一块平板的各划线区均未见菌生长,最可能的
A 组 原因是 。
题源1 微生物的利用(★★★★★) (5)为增加β 胡萝卜素提取量,在研磨酵母细胞时,添加石
英砂的目的是 ;研磨时 (填“需要”或
1.(2021·全国Ⅰ)下图是某种微生物体内某一物质代谢过
“不需要”)添加CaCO3,理由是。 , ( )
。
程的示意图 下列有关酶活性调节的叙述 错误的是
4.(2022·重庆)炭疽病是由炭疽杆菌引起的一种人畜共患
传染病。炭疽杆菌两端截平、呈竹节状排列、菌落呈卷发状。对
炭疽病疑似患者,可根据噬菌体的宿主专一性,通过实验确诊。
(1)细菌培养:采集疑似患者的样本,分离培养,获得可疑
菌落。
, (2)细菌鉴定:实验流程如下图所示。A.丁物质既是酶③催化生成的产物 又是酶③的反馈抑
制物
B.戊物质通过与酶④结合导致酶④结构变化而使其活性
下降
C.当丁物质和戊物质中任意一种过量时,酶①的活性将受
到抑制 ①对配制的液体培养基等需采用 方法灭菌;实验
D.若此代谢途径的终产物不断排出菌体外,则可消除丙物 所用液体培养基的碳源为 (填“无机碳”或“有机碳”)。
质对酶①的抑制作用 ②挑选可疑菌落制片后,用 观察,可看到呈竹节状
2.(2021·全国Ⅰ)下列关于通过发酵工程生产谷氨酸的叙 排列的杆菌。
述,错误的是 ( ) ③接种可疑菌后,35℃培养24小时,液体培养基变浑浊,原
A.发酵时需不断通入无菌空气,否则会积累乳酸 因是 。对照组试管中应加入 ,与实
B.发酵时常采用的培养基为液体天然培养基 验组同时培养6小时后,若实验组液体培养基的浑浊度比对照
C.从自然界分离的野生菌株可直接用于生产 组 (填“高”或“低”),则可明确疑似患者被炭疽杆菌感
D.当菌体生长进入稳定期时,补充营养物可提高谷氨酸 染;反之则排除。
产量 ④对排除的疑似患者及易感人群,可接种炭疽杆菌疫苗,刺
3.为了获得β 胡萝卜素产品,某小组开展了产β 胡萝卜素 激机体产生相应抗体,与产生抗体相关的细胞除T细胞、B细胞
酵母的筛选与色素提取实验。请回答下列问题: 外,还有 。
5.(2022·山东)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石燃料的消耗,科学家发现,
在微生物 M产生的脂肪酶作用下,植物油与甲醇反应能够合成
生物柴油(如下图)。
微生物 M
↓
提取
(1)实验用的培养皿常用的两种灭菌方法是 ; 油料作物 → 植物油 脂肪酶→ 生物柴油
为了减少灭菌后器皿被污染,灭菌前应该 。 甲醇
(2)为了筛选出酵母菌,培养基中添加了青霉素,其目的是 (1)用于生产生物柴油的植物油不易发挥,宜选用 、
。 方法从油料作物中提取。
·329·
(2)筛选产脂肪酶的微生物 M 时,选择培养基中添加的植 (2)对培养基进行灭菌,应该采用的方法是 。
物油为微生物生长提供 ,培养基灭菌采用的最适方法 (3)为了尽快观察到细菌培养的实验结果,应将接种了湖水
是 法。 样品的平板置于 中培养,培养的温度设定在37℃。要
(3)测定培养液中微生物数量,可选用 法直接计 使该实 验 所 得 结 果 可 靠,还 应 该 同 时 在 另 一 平 板 上 接 种
数;从微生物 M分离提取的脂肪酶通常需要检测 ,以 作为对照进行实验。
确定其应用价值;为降低生物柴油生产成本,可利用 技 (4)培养20小时后,观察到平板上有形态和颜色不同的菌
术使脂肪酶能够重复使用。 落,这说明湖水样品中有 种细菌。一般说来,菌落总数
(4)若需克隆脂肪酶基因,可应用耐热DNA聚合酶催化的 越多,湖水遭受细菌污染的程度越 。
技术。 (5)如果提高培养基中 NaCl的浓度,可以用于筛选耐
6.(2021·全国Ⅱ)利用微生物分解玉米淀粉生产糖浆,具 细菌,这种培养基被称为 。
有广阔的应用前景。但现有野生菌株对淀粉的转化效率低,某 9.(2023·上海)回答下列关于微生物的问题。
同学尝试对其进行改造,以获得高效菌株。 阿拉伯胶是一种多糖,研究者从某地合欢树下距离地表深
(1)实验步骤: 10~15cm处的土样中初筛到能合成阿拉伯胶降解酶的菌株
①配制 (填“固体”、“半固体”或“液体”)培养基,该 SM01,以下为该菌株的鉴定过程。
培养基的碳源应为 。 (1)为获得单菌落,可采用 法将初筛菌液接种在
②将 接入已灭菌的培养基平板上。 培养基上。
③立即用适当剂量的紫外线照射,其目的是 (2)SM01的菌落为粉白色,菌落初期呈突起絮状,在显微镜
。 下观察到,菌丝白色致密,且有分生孢子,细胞核直径约1μm,
④菌落形成后,加入碘液,观察菌落周围培养基的颜色变化 初步推测为真菌,则其特征中,最能说明SM01是真菌的是
和变化范围的大小。周围出现 的现象的菌落即为初选 ( )
菌落。经分离、纯化后即可达到实验目的。 A.菌落初期呈突起絮状 B.菌落粉白色
(2)若已得到二株变异菌株Ⅰ和Ⅱ,其淀粉转化率较高。经 C.有菌丝,白色致密 D.有细胞核,且有分生孢子
测定菌株Ⅰ淀粉酶的催化活性高,菌株Ⅱ的淀粉酶蛋白含量高。 (3)SM01还一定具有的结构有 (多选)。
经进一步研究发现,突变发生在淀粉酶基因的编码区或非编码 A.细胞 膜 B.核 糖 体 C.拟 核 D.荚 膜 E.芽 孢
区,可推测出菌株Ⅰ的突变发生在 区,菌株Ⅱ的突变发 F.菌盖
生在 区。 (4)下表中培养液pH均为6.0,若对SM01中阿拉伯胶降解
7.(2020·山东)科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋 酶的活力进行测定,则应选用表中的 培养液,针对不选
白。这种蛋白质具有极强的抗菌能力,受到研究者重视。 用的其他培养液,分别说明原因:① ;
(1)分离该抗菌蛋白可用电泳法,其原理是根据蛋白质分子 ② ;③ 。
的 、大小及形状不同,在电场中的 不同而实现 实验用培养液配方
分离。 阿拉 阿拉伯 MgSO4· FeSO4·培养液 NaNO3 牛肉膏 K2HPO4 KCl
() 伯胶 胶酶 7H O 7H O2 可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌特性。 2 2
A 25g/L - - - 1g/L 1g/L 0.5g/L0.01g/L
抗菌实验所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供
B 25g/L 1μg/L - 3g/L 1g/L 1g/L 0.5g/L0.01g/L
和 。 C - - 3g/L - 1g/L 1g/L 0.5g/L0.01g/L
(3)分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量 D 25g/L - 3g/L - 1g/L 1g/L 0.5g/L0.01g/L
菌液。培养一定时间后,比较两种培养基中菌落的 ,确
。 题源2 酶的应用( )定该蛋白质的抗菌效果 ★★
(4)细菌培养常用的接种方法有 和 。实 1.下列有关生物技术的叙述,不正确的是 ( )
验结束后,对使用过的培养基应进行 处理。 A.固定化酶可以催化一系列的化学反应并能重复利用
8.(2019·宁夏)某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情 B.加酶洗衣粉中纤维素酶不能直接去除衣服上的污垢
况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌 C.在工业生产中使用固定化细胞可降低生产成本,且操作
落观察与计数。请回答与此实验相关的问题。 比较容易
(1)培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了 D.使用透析法可以去除样品中相对分子质量较小的杂质
和 。除此之外,培养基还必须含有的基本成 2.加酶洗衣粉的酶不易失活,下列不属于其原因的是
分是 和 。 ( )
·330·
A.通过基因工程生产出的特殊酶 6.(2023·海南)根据相关知识,回答胡萝卜素提取和酶应
B.用特殊化学物质将酶包裹,使其与其他成分隔离 用方面的问题:
C.加酶洗衣粉的酶是固定化酶 (1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时,通常在萃取前要将胡萝卜
D.加酶洗衣粉的酶能耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高 粉碎和 ,以提高萃取效率:水蒸气蒸馏法 (填
温度 “适合”或“不适合”)胡萝卜素的提取,原因是 ;
3.下列属于固定化酶在利用时的特点的是 ( ) 鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时,通常可采用 法,并
A.有利于酶与产物分离 以 样品作为对照。
B.制成的加酶洗衣粉可以被反复利用 (2)若要提高衣物上血渍的去除效果,可在洗衣粉中加入
C.能自由出入依附的载体 酶,因为该酶能将血红蛋白水解成可溶性的
D.能催化一系列的酶促反应 或 ;若要提高衣物上油渍的去除效果,洗衣粉中可添加
4.在制备固定化酵母细胞的实验中,CaCl2 溶液的作用是 酶;使用加酶洗衣粉时,水温过低或过高时洗涤效果不
( ) 好的原因分别是 。
A.用于调节溶液pH
B.用于进行离子交换 题源3 生物技术在食品加工及其他方面
C.用于胶体聚沉 的应用(★★★)
D.用于为酵母菌提供Ca2+
5.(2021·广东)(1)商品化植酸酶主要来自微生物。在产 1.(2021·江苏)(多选)下列关于DNA和蛋白质提取与分
酶菌株筛选过程中,常在基本培养基中添加不溶于水的植酸钙 离实验的叙述,正确的有 ( )
制成固 体 平 板,植 酸 钙 被 植 酸 酶 分 解 后 会 在 平 板 上 产 生 A.提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞
,可根据其大小选择目的菌株,所得菌株需要进一步测 B.用不同浓度NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋
定植酸酶活性。活性测定可以以植酸钠作为底物,活性可用一 白质
定条件下单位时间的 表示。 C.在蛋白质提取和分离过程中进行透析可以去除溶液中
(2)利用上述所得菌株制备植酸酶的流程如图: 的DNA
D.蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化
2.(2023·江苏)将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母
菌呼吸方式的实验,下列相关操作错误的是 ( )
Ⅰ中的主要成分为 ;Ⅱ中包含植酸酶等多种蛋白
质。请写出一种纯化得到植酸酶的方法及其依据。
A.探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a
B.经管口3取样检测酒精和CO2 的产生情况
(3)为构建基因工程菌,可用PCR等技术从上述菌株中克 C.实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查
隆植酸酶基因。PCR反应包括多次循环,每次循环包括三步: D.改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通
。反应过程中打开模板DNA双链的方法是 3.红细胞含有大量血红蛋白,我们可以选用猪、牛、羊或其
。 他脊椎动物的血液进行实验,来提取和分离血红蛋白。下列对
(4)除植酸酶外,微生物还能应用在哪些酶的生产中 (至 血红蛋白提取和分离的叙述,错误的是 ( )
少写两种) A.血红蛋白提取和分离一般按照样品处理→粗提取→纯
化→纯度鉴定步骤处理
B.纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬
浮液
C.粗分离时透析的目的是去除相对分子质量较小的杂质
D.可经SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定
4.下列有关果酒和果醋制作的叙述正确的是 ( )
·331·
A.果酒和果醋的制作都是由酵母菌完成的 (4)某同学人工自酿葡萄酒时,在发酵后期向发酵液中通入
B.制果醋的温度要比制果酒的温度高些 空气,并将发酵液置于30℃~35℃环境中,结果发现发酵液中有
C.传统的葡萄酒制作一定需要人工接种菌种 出现,这类微生物在糖类缺乏时可以使 转化为
D.葡萄汁装入发酵瓶时,要将瓶装满 ,后者再转化为 。
5.在血红蛋白的提取和分离实验中,下列操作正确的是 10.(2022·海南)葡萄发酵可产生葡萄酒,请利用相关的知
( ) 识回答问题:
A.分离红细胞时需去除上层透明的黄色血浆
B.红细胞释放出血红蛋白时只需加入蒸馏水
C.分离血红蛋白溶液要低速短时间离心
D.洗脱时,待红色蛋白质下移即开始收集流出液
6.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的
过程中,下列条件不需要的是 ( )
A.消毒灭菌 B.适宜的温度
C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
7.关于果酒制作过程中的叙述正确的是 ( )
(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中,发挥 作 用 的 微 生 物
A.先去烂子粒和枝梗,再用清水冲洗污物
是 。
B.发酵的温度维持在20℃最好
(2)该微生物通过无氧呼吸可分解 ,产生的终产物
C.发酵过程中需要适时打开瓶盖放气,以防发酵瓶破裂
是 和 。
D.需要不断地充入氧气
(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发
8.食品工业上常用新鲜苹果榨取果汁,再接种酵母菌来制
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
作高品质果酒,简要流程如下:
中,每隔一段时间均需排气一次。据图分析,甲和丙同学的操作
有误,其中甲同学的错误是 ,导致发酵中出现
() 的主要异常现象是 。丙同学的错误是1 为获得纯度较高的菌种,在分离和培养酵母菌时,需要
, ,导致发酵中出现的主要异常现象是进行无菌操作 其中对培养皿通常用 灭菌。
, ( “ ” “ ”) 。上述发酵过程结束后,甲、乙、丙同学实际得到的发酵产扩大培养时 使用的培养基是 填 固体 或 液体 培
, 品依次是 、 、 。养基 并需要提供 (填“有氧”或“无氧”)条件。
() ()在上述制作葡萄酒的过程中,假设乙同学的某一步骤操2 在果汁中加入适量 ,可以加速苹果汁的出汁速 4
, 。 作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开,该操作错误是率 缩短操作的时间
() 。3 在酸性条件下,可用 来检测发酵产物中是否有
。 , 11.形形色色的发酵食品在食品业中占有重要地位。请回酒精产生 若要进一步检测所得果酒中活体酵母菌的密度时
答相关问题。
一般采用 法,但此种方法最终计算
, (1)人们喜爱的腐乳是我国独特的传统发酵食品。腐乳制得出菌体数目往往比实际的数目低 原因是
作的原理是 等微生物产生的 能将豆腐中的蛋
。
() , , 白质、脂肪等大分子有机物分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和4 由于封口不严 某瓶果酒放置一段时间后 发现带有明
脂肪酸。
显的酸味,使果酒变酸的主要微生物是 。
, ()下图是酿制葡萄酒的简易装置,请分析回答。9.从古至今 酒就与人类生活息息相关。请回答与酿酒有 2
关的问题:
(1)人类使用酿制葡萄酒的微生物主要是酵母菌,酵母菌酒
精发酵的反应式是 ;进行酒精
发酵一般将温度控制在 。
(2)葡萄酒呈现深红色的原因是 。
(3)现在工厂化生产果酒,为提高果酒的品质,更好地抑制
①葡萄酒是一种很容易消化的低度发酵酒。葡萄酒的酿制
其他微生物的生长,采取的措施是 ,并
过程是先通气使酵母菌进行 ,通过出芽生殖方式增加
接入合适的菌种。
酵母菌的数量,然后在无氧条件下发酵获得葡萄酒。葡萄汁发
·332·
酵后是否有酒精产生,可用 (试剂)来检验。 ,加到不同的比色管中,然后在各个比色管
②装置中选用细长、弯曲且开口向下的排气管,其原因是排 中加入等量的显色剂进行显色,得到样品管。
出发酵过程中产生的二氧化碳并防止 。当把 ③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
, 1 ,
的标准管,该管中亚硝酸钠含量即代
葡萄汁倒入发酵罐后进行酒精发酵时 要留有 空间 目的是既
3 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。
为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气,又防止 。 (2)下图表示的是泡菜中 趋势。
酒精发 酵 完 成 后,若 要 生 产 果 醋 应 该 打 开 充 气 口,原 因
是 。
12.泡菜是我国人民广泛喜爱的一种菜肴。但在腌制过程
中,由于一些硝酸盐还原菌的作用,会产生一定量的亚硝酸盐,
后者具有致癌作用。某综合实践活动小组进行了“探究泡菜在
腌制过程中亚硝酸盐的含量变化”的实验。下图为泡菜的制作 (3)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是 (填“醋酸
及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图,下表为测量结果。 杆菌”或“乳酸菌”)。
B 组
题源1 微生物的利用(★★★★★)
1.(2021·重庆)下列有关大肠杆菌的叙述,正确的是
( )
A.大肠杆菌以复制方式进行繁殖,其拟核是一个环状DNA
亚硝 酸 盐 含 量
( / ) 封坛前 第4天 第8天 第12天 第16天 分子mgkg
B.在含葡萄糖和乳糖的培养基上,大肠杆菌首先利用乳糖
1号坛 0.15 0.6 0.2 0.1 0.1
作碳源
2号坛 0.15 0.2 0.1 0.05 0.05
C.用大肠杆菌工程菌生产干扰素时,应及时添加核酸等生
3号坛 0.15 0.7 0.6 0.2 0.2
长因子
请根据上述情况,回答下列问题:
D.处于对数期的大肠杆菌,常作为生产用的菌种和科研的
(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜,原因是 。
材料
(2)制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比约为 ,为
2.(2022·上海)分析有关微生物的资料,回答问题。
什么盐水需煮沸并冷却后才可使用
1982年澳大利亚学者从胃活检组织中分离出幽门螺杆菌。
(1)幽门螺杆菌的遗传物质集中分布的区域称为 。
(3)为确保发酵过程所需的无氧环境,应注意
。
(4)实验中3只坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异,最可能
的原因是 。
(5)泡菜的制作方法不当,很容易造成泡菜变质,甚至发霉
变味,试分析可能的原因: 。
(6)测定亚硝酸盐含量的方法是 。
13.(2023·海南)已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有 (2)上图4支试管分别代表4种微生物在半固体培养基(琼
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 脂含量3.5g/L)中的生长状态,其中②中试管代表幽门螺杆菌
计了一个实验,实验材料、试剂及用具包括:刻度移液管、比色 的生长状态,由图判断,该菌在 条件下不能生
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 长。产甲烷细菌的生长状态最能由试管 代表。
制天数的泡菜滤液等。回答相关问题: (3)下表是某培养基的配方。
(1)请完善下列实验步骤。 成分 葡萄糖 KH2PO4MgSO4 NaCl CaSO4CaCO3 琼脂 蒸馏水
①标准管的制备:用 和 含量 10g 0.2g 0.2g 0.2g 0.2g 5g 3.5g 1L
显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。
将幽门螺杆菌接种到pH适宜的该培养基中,置于37℃下
②样品管的制备:用刻度移液管分别吸取一定量的
培养一段时间后,在该培养基中幽门螺杆菌的数目比刚接种时
·333·
,主要原因是 。 培养基的组成
幽门螺杆菌形态如下图所示,该菌在人体中可引起胃溃疡 液体
无机盐
培养 蛋白胨 牛肉膏 氯苯 氯化钠 硝酸铵 蒸馏水
等胃部疾病。 (无碳)
基
Ⅰ号 10g 5g 5mg 5g — — 1L
Ⅱ号 — — 50mg 5g 3g 适量 1L
Ⅲ号 — — 20~80mg 5g 3g 适量 1L
(1)配制Ⅱ号固体培养基时,除添加Ⅱ号液体培养基成分外
(4)幽门螺杆菌生长的最适pH为6~7,人体胃腔内pH在
还应添加1%的 。
1~2之间,但胃黏膜的黏液层靠近上皮细胞侧pH为7.4左右。 (2)培养基配制时,灭菌与调pH的先后顺序是 。
若幽门螺杆菌随食物进入胃腔,结合其结构特点以及能导致胃
(3)从用途上来说,Ⅰ号培养基和Ⅱ号培养基分别属于
溃疡的特性,推测该菌在胃内如何存活。
培养基和 培养基。在Ⅱ号培养基中,为SP1菌提
供氮源的成分是 。
(4)在营养缺乏或环境恶劣时,SP1菌体会变成一个圆形的
(5)依 据 本 题 中 信 息 分 析 幽 门 螺 杆 菌 是 否 属 于 古 细
休眠体,这种休眠体被称为 。
菌 ,原因是 (5)将SP1菌接种在含不同浓度氯苯的Ⅲ号培养液中培养,
。
得到生长曲线(如图2)。从图2可知,SP1菌在 培养条
3.(2023·新课标Ⅰ)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物
件下最早停止生长,其原因是
分解,回答下列问题:
。
(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶,该酶是由
3种组分组成的复合酶,其中的葡萄糖苷酶可将 分解
成 。
(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时,CR可与纤
维素形成 色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤
维素分解菌时,培养基上会出现以该菌的菌落为中心的 图2
。 5.(2023·新课标Ⅱ)为了调查某河流的水质状况,某研究
(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单 小组测定了该河流水样中的细菌含量,并进行了细菌分离等工
菌落,某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表): 作。回答下列问题:
() 。
酵母膏 无机盐 淀粉 纤维素粉 琼脂 CR溶液 水 1 该小组采用稀释涂布平板法检测水样中细菌含量 在
涂布接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时
培养基甲 + + + + - + +
间,这样做的目的是
培养基乙 + + + - + + +
;然
后,将1mL水样稀释100倍,在3个平板上用涂布法分别接入
注:“+”表示有,“-”表示无。
0.1mL稀释液;经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为39、
据表判断,培养基甲 (填“能”或“不能”)用于分离和
38和37,据此可得出每升水样中的活菌数为 个。
鉴别纤维素分解菌,原因是 (2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌,操作时,接
;培养基乙 (填“能”或
种环通过 灭菌,在第二次及以后的划线时,总是从上一
“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是
次划线的末端开始划线,这样做的目的是 。
。 (3)示意图A和B中, 表示的是用稀释涂布平板法
4.(2021·上海)氯苯化合物是重要的有机化工原料,因其
接种培养后得到的结果。
不易降解,会污染环境。某研究小组依照下列实验方案(图1)筛
选出能高效降解氯苯的微生物SP1菌。培养基配方如表。
A B
(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀,一部
图1 分进行静置培养,另一部分进行振荡培养,结果发现:振荡培养
·334·
的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是:振荡培 (1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、
养能提高培养液中 的含量,同时可使菌体与培养液 四类,该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯
充分接触,提高 的利用率。 一碳源,其原因是
6.(2020·广东)苯酚是工业生产排放的有毒污染物质,自 。
然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯 (2)与微生物培养基相比,植物组织培养的培养基常需添加
酚,为了降解废水中的苯酚,研究人员从土壤中筛选获得了只能 生长素和 ,这些植物激素一般需要事先单独配制
降解利用苯酚的细菌菌株。筛选的主要步骤如下图所示:①为 成 保存备用。
土壤样品。请回答下列问题: (3)纯化菌株时,通常使用的划线工具是 。划
线的某个平板培养后,第一划线区域的划线上都不间断地长满
了菌,第二划线区域所划的第一条线上无菌落,其他划线上有菌
落。造成划线无菌落可能的操作失误有
。
(4)为探究苯磺隆的降解机制,将该菌种的培养液过滤离
(1)②中培养目的菌株的选择培养基中应加入 作 心,取上清液做图乙所示实验。该实验的假设是
为碳源。②中不同浓度碳源的培养基 (填“影响”或“不 ,该实验设计是否合理 为什么
影响”)细菌的数量。如果要测定②中活细菌数量,常采用 。
法。 8.(2019·广东)为了实现燃料供应来源多样化,发展长期
(2)④为对照,微生物在④中不生长、在⑤中生长。④与⑤ 替代化石燃料的产品如燃料酒精、生物柴油、沼气等已经列入了
培养基 的 主 要 区 别 在 于 ;使 用 我国未来10年的发展计划。
法可以在⑥上获得单菌落。采用固体平板培养细菌时 广东省是我国甘蔗的主产区之一。甘蔗是一种高光效的C4
为什么进行倒置培养 植物,单位面积产量很高,种植面积日益扩大,目前已成为南方
地区燃料酒精生产的重要原料。利用甘蔗生产燃料酒精的一般
工艺流程为:甘蔗 →榨汁(蔗糖) →酵母发酵 →蒸馏 →成
品(燃料酒精)。
(3)如何比较不同菌株降解苯酚能力的大小 请根据上述材料,回答下列问题:
(1)简述甘蔗大规模快速繁殖技术的过程。
(4)实验过程中如何防止其他微生物的污染
(2)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌
种,对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性
7.(2023·四川)有机农药苯磺隆是一种除草剂,长期使用 的突变菌,诱变及筛选过程如下:
会污染环境。研究发现,苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。
步骤1:野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变
分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、
处理。
乙所示。
步骤2:制备选择培养基。在基本培养基的基础上,注意
和 ,加琼脂后灭菌,制成固体平板。
步骤3:将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。
步骤4:根据 筛选出突变菌。
(3)上述步骤2、3和4的依据分别是 。
图甲 (4)利用获得的突变菌和蔗汁进行酒精发酵实验,除了将培
养基灭菌、保持空间洁净外,发酵过程中防止外来杂菌入侵还有
哪些可行方法 (列举两种)
图乙
·335·
(5)甘蔗榨汁以后还有大量的蔗渣废弃物,主要成分为木质 4支试管都放入到温度为37℃水浴锅中保温15min。期间每隔
素、纤维素和半纤维素,但是酵母菌无法直接利用,原因是其 1分钟,取样,滴加碘液进行鉴定,观察反应进行情况。
。请提出解决该问题的方法。(列举两种方法) 试管号 1 2 3 4
唾液淀粉酶溶液 1mL 1mL 1mL 1mL
蒸馏水 1mL
(6)突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的 1%CuSO4 1mL
过程中,PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物和DNA 1%Na2SO4 1mL
聚合酶的作用分别是什么 0.3%NaCl 1mL
3%淀粉溶液 2mL 2mL 2mL 2mL
(1)请为本实验拟定一个课题: 。
(2)请分析设置3号试管的目的: 。
(3)若1号试管在第5min时取出的样液,滴加碘液后开始
题源2 酶的应用(★★) 呈现出黄色(碘液的颜色),请预测其他3支试管的鉴定结果与1
1.在PCR扩增前,需要将下列哪些物质加入微量离心管中 号试管的不同处。
( ) 2号试管: 。
①模板DNA ②模板RNA ③DNA解旋酶 ④耐高温的 3号试管: 。
DNA聚合酶 ⑤引物 ⑥PCR缓冲液 ⑦脱氧核苷酸贮备液 4号试管: 。
⑧核苷酸贮备液 (二)经实验发现0.5mg/L6-BA和0.3mg/LIAA的配比
A.①④⑤⑥⑦ B.①③④⑤⑥⑧ 能诱导某菊花品种茎尖外植体再生丛芽比率达70%,再生丛芽
C.②③④⑤⑥⑦ D.①④⑥⑦⑧ 外植体上的丛芽平均数达5.3个,适当降低IAA浓度或不含
2.下列有关生物技术在实践中的应用的叙述,正确的是 IAA,效果是否不同呢 有人利用所提供的0.5mg/L6-BA和
( ) 浓度分别为0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L的IAA进行探究。
A.制葡萄醋的温度要比制葡萄酒的温度高些 请回答有关问题:
B.使用加酶洗衣粉在任何条件下洗衣效果都比普通的洗衣 实验思路:
粉好 ①配制适宜的培养基,分成若干组,灭菌;
C.凝胶色谱法是一种根据不同蛋白质对光的吸收率不同而 ②往培养基中各加入适量的0.5mg/L6-BA,并分别依次
分离蛋白质的有效方法 加入等量的0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L的IAA;
D.固定化细胞比固定化酶的催化效率高,适用于所有生产 ③分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的某菊花品种
过程 茎尖外植体;
3.下列关于固定化酶的说法,错误的是 ( ) ④在适宜条件下培养一段时间后,统计并计算再生丛芽外
A.固定化酶不足之处是不能催化一系列反应 植体的比率。
B.固定化酶可再次利用,降低了生产成本 (1)指出上述实验思路的2处不足之处并改正。
C.固定后的酶既能与反应物接触,又能与反应物分离
D.固定化酶易溶于水 (2)制备菊花原生质体时,一般将组织放在0.5~0.6mol/L
4.分析有关科学研究的资料,回答问题。 的甘露醇溶液中用纤维素酶和果胶酶混合液处理。0.5~0.6
(一)影响酶活性的因素除了温度、pH 以外,还有些化学物 mol/L甘露醇溶液的作用是 ,原生质体再生
质能使酶活性增加,称为酶的激活剂,而有些化学物质能使酶的 出细胞随着大量无机物(N、P)进入湖泊,会使湖水中藻类等 本身的自动调节能力,会导致生态平衡的破坏。
浮游植物大量繁殖。 [答案] (1)有无成形的细胞核(或“有无核膜包
7.B 由表可知:鸟类生存受到的主要威胁是丧 被 的 细 胞 核”) (2)氨 (NH3) 固 氮 基 因
失栖息地,而栖息地的丧失是人类活动造成的;哺乳 转录 翻译
→mRNA →固氮酶 (3)工厂排水口和下游河水
动物生存受到的威胁较多,主要是偷猎和丧失栖息
中的蓝藻数量明显多于上游 工厂排出的污染物主
地;外来生物入侵使生态系统稳定性减弱;通过该表
要是N含量超标还是P含量超标 工厂排出的污染
不能判定是什么生态系统。
物主要是P含量超标 (4)自动调节能力 次级 恢
8.[解析] 本题综合性强,以生态现象(水华)为
复力
背景,考查了细胞的结构及生物代谢类型、生态系统
的成分及营养结构、种群的生长曲线及各时期的主要 选修1
特点、初级及次级代谢产物的区别、细胞的癌变及原
因、对照实验及重复组的设置与处理等方面的知识。
专题19 生物技术实践
解题时要注意图文的转化,组织答案时要紧扣课本基
础知识。蓝藻是一类能进行光合作用的自养型原核
生物。细胞内无线粒体但呼吸作用需要氧气,无叶绿 A 组
体而能进行光合作用。自养生物在生态系统中都是 题源1 微生物的利用
生产者,在食物链中都位于第一营养级。蓝藻毒素属 1.C 本题考查的是酶的活性调节。酶活性发
于次级代谢产物,是其生长、繁殖非必需的物质。致 生改变的主要原因是代谢过程中产生的物质与酶结
癌因子包括物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌 合,致使酶结构产生变化(这种变化是可逆的)。当代
因子等。细胞癌变是致癌因子作用于原癌基因,使原 谢产物不断排出菌体外,代谢产物会与酶脱离,酶结
癌基因激活。种群的生长曲线包括调整期、对数期、 构便会复原,又恢复原有活性,所以A、B、D正确。当
稳定期和衰亡期。其中对数期的生长、繁殖最快,此 图中的丁物质和戊物质都过量时,才会使酶①的活性
时期的细菌等适合做菌种。对照实验中要控制好无 受到抑制,所以C选项是错误的。
关变量,如等量、同条件等,要确定好自变量及重复 2.C 从自然界分离的野生菌株,因其产量低而
组,对实验结果做合理的观察与处理。 不能直接用于工业生产,故需通过诱变、基因工程、细
[答案] (1)原核 第一营养级 自养需氧型 胞工程等手段选育出生产用菌种。谷氨酸棒状杆菌
(2)不是 从抑制状态变成激活状态 (3)对数 (4) 是好氧菌,发酵时需不断通入无菌空气,以防止谷氨
在每个培养皿中,选择三个不同位置,各滴加等量菌 酸棒状杆菌无氧呼吸产生乳酸或琥珀酸。工业生产
液 在每个培养皿中,选择三个不同位置,各滴加等 常用液体天然培养基。当菌体生长进入稳定期,营养
量的、不含溶藻细菌的溶藻细菌培养液 (5)被溶藻 物质相对不足,补充营养物质可提高谷氨酸产量。
细菌裂解(死亡) 3.[解析] 本题考查的是微生物的培养与分离。
9.[解析] (1)原核、真核细胞的区别是有无成 (1)灭菌常用方法有高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭
形的细胞核。(2)生物固氮是把大气中的氮气转化成 菌等,培养皿常用高压蒸汽灭菌、干热灭菌。将培养
氨。基因的表达包括转录和翻译两个过程。(3)由于 皿放入灭菌锅之前通常用牛皮纸或报纸包扎避免灭
⑤是排水口、①是上游取水点、⑨是下游取水点,通过 菌后的再次污染。 (2)青霉素能破坏细菌的细胞壁
对比可以发现,上游蓝藻数量很少,排水口和下游蓝 并在细菌的繁殖期起杀菌作用,因此添加青霉素可抑
藻很多,由此证明工厂就是污染源。进行B、C、D分 制细菌的生长。 (3)乙连接软管为排(放)气阀,甲
组实验的目的是在检测是N污染还是P污染。从B、 为安全阀,丙是压力表。 (4)三块平板有两块平板
C组结果来看,加入P以后,数量与原来变化不大,说 长有菌落,说明含有菌株并可在培养基上生长;而其
明排出的水中P的数量已经超标;加入N以后,数量 中一块未见菌落,说明菌株死亡。因此,应在接种过
增加,说明原来排出的水中N未超标。(4)生态系统 程中接种环灼烧后未冷却或未足够冷却,使菌株因温
具有自动调节能力,但是如果外来的因素干扰超过了 度过高 被 杀 死。 (5)石 英 砂 有 助 于 研 磨 充 分。
·98·
CaCO3 用于中和酸性物质,β-胡萝卜素较耐酸,因 即为初选菌落。(2)两种变异菌株催化淀粉转化的效
此不需添加。 率较高,菌株Ⅰ是由于编码区发生突变,使转录、翻译
[答案] (1)干热灭菌和湿热灭菌(高压蒸汽灭 的淀粉酶活性高,而菌株Ⅱ可能是非编码区的结合位
菌) 用牛皮纸(报纸)包扎器皿 (2)抑制细菌(放线 点发生突变,使转录、翻译加快,产生的淀粉酶多,所
菌)生长 (3)① (4)接种环温度过高,菌被杀死 以催化效率高。
(5)有助于研磨充分 不需要 β-胡萝卜素较耐酸 [答案] (1)①固体 玉米淀粉 ②野生菌株
4.[解析] (2)①微生物的培养基配制后常用高 ③对野生菌株进行诱变 ④浅色范围大 (2)编码
压蒸汽法灭菌;由于炭疽杆菌是异养型微生物,培养 非编码
基中应加有机碳作碳源。②炭疽杆菌呈竹节状排列, 7.[解析] (1)电泳法是常用的蛋白质的分离技
需借助显微镜观察。③接种培养后,液体培养基由澄 术。电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的
清变浑浊,应是炭疽杆菌大量繁殖的结果,实验组与 过程。因为多肽具有可解离的基团,在一定的pH下
对照组的设置应遵循单一变量原则和等量原则,实验 基团会带上电荷。因此,在电场的作用下会向与所带
组加入生理盐水配制的澄清噬菌体液,对照组应加入 电荷相反的电极移动。因为待分离样品中各种分子
等量的生理盐水;若疑似患者被炭疽杆菌感染,则培 所带电荷的性质、多少以及本身分子大小不同,使得
养6小时后,实验组中的炭疽杆菌由于噬菌体侵染而 带电分子产生不同的迁移速度,从而达到分离的目
大量裂解死亡,浑浊度会明显低于对照组。④接种疫 的。(2)~(4)牛肉膏和蛋白胨具有丰富的碳和氮,所
苗后,机体通过体液免疫产生抗体,与此相关的细胞 以在培养基中是重要的碳源和氮源。检验抗菌蛋白
有吞噬细胞、T细胞、B细胞和效应B细胞。 的抗菌效果,可以设置对照实验,实验组中加入抗菌
[答案] (2)①高压蒸汽(98kPa蒸汽) 有机碳 蛋白,对照组不加入抗菌蛋白,通过比较菌落多少可
②显微镜 ③细菌大量繁殖 等量生理盐水 低 以确定抗菌效果:如果实验组的菌落数量明显少于对
④吞噬细胞、效应B细胞 照组或者实验组没有菌落,则确定该蛋白抗菌效果良
5.[解析] (1)因为植物油不易挥发,不能选用 好;如果两组菌落数量相当,说明该蛋白抗菌效果
蒸馏法,可以用压榨法、萃取法从油料作物中提取。 不好。
(2)微生物的生长需要水、碳源、氮源和无机盐等,选 [答案] (1)电荷(带电情况) 迁移速度 (2)
择培养基中添加的植物油为微生物生长提供碳源。 碳源 氮源 (3)数量 (4)平板划线法 稀释涂布
分析灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌等实验室常 平板法(稀释混合平板法) 灭菌
用灭菌方法的特点可知,培养基灭菌采用的最适方法 8.[解析] 蛋白胨来源于动物原料,含有维生
是高压蒸汽灭菌法。(3)测定培养液中微生物的数 素、糖和有机氮等营养物质,此培养基主要是为微生
量,可选用显微镜直接计数法直接计数。提取的脂肪 物提供氮源,微生物的培养基一般都要含有水、碳源、
酶在应用于实验或生产之前,要先检测其活性,以确 氮源、无机盐。实验室的灭菌方法一般有灼烧灭菌
定其应用价值。固定化酶技术可以实现酶的反复利 (适合于接种工具的灭菌)、干热灭菌(适合于耐高温
用,降 低 了 生 产 成 本。(4)在 应 用 PCR 技 术 扩 增 的、需要保持干燥的物品的灭菌)、高压蒸汽灭菌(适
DNA 片 段 时,DNA 合 成(延 伸)时 温 度 要 控 制 在 合于培养基等物体的灭菌)。要想使微生物快速地繁
72℃,需要具有较强的耐热性的DNA聚合酶催化。 殖,就要置于适宜的条件下,特别是温度条件,所以要
[答案] (1)压榨 萃取(注:两空顺序无先后) 置于恒温培养箱中。对照实验就是要设置一个无菌
(2)碳源 高压蒸汽灭菌 (3)显微镜直接计数 的水加以比较,进行观察。不同的细菌形成的菌落具
酶活性(或:酶活力) 固定化酶(或:固定化细胞) 有不同的形态,细菌菌落的特征是识别不同细菌的主
(4)PCR(或:多聚酶链式反应,聚合酶链式反应) 要依据。菌落是由一个细菌细胞繁殖而来的,菌落多
6.[解析] (1)实验目的是获得能高效转化玉米 则说明细菌的数目多。加入了特定的物质,用于筛选
淀粉的菌株,所以碳源应为玉米淀粉。用紫外线照射 各种特定细菌的培养基是选择培养基。例如加入了
野生菌株的目的是对野生菌株进行诱变,使之产生突 NaCl就可以用于筛选耐盐细菌。
变。初选菌落应分解淀粉快且多,所以浅色范围大的 [答案] (1)氮源(碳源不作要求) 碳源 无机
·99·
盐 水 (2)高压蒸汽灭菌 (3)恒温培养箱 无菌 素酶。
水 (4)多 高 (5)盐(或NaCl) 选择培养基 6.[解析] 考查教材中基础知识点,题干设计简
9.[解析] 考查细菌接种的方法,包含划线法 单,要求对相关知识熟练掌握即可回答问题。
和稀释涂布法,要求接种于固体培养基上;真核生物 [答案] (1)干燥 不适合 水蒸气蒸馏法适用
的结构特点:有细胞膜、多种细胞器和细胞核。(4)比 于分离挥发性物质,而胡萝卜素为非挥发性物质,不
较每组实验的条件差异,可得出相应原因。 能随水蒸气蒸馏出 纸层析 标准的胡萝卜素
[答案] (1)划线/涂布 固体 (2)D (3)AB (2)碱性蛋白(或蛋白) 氨基酸 小分子肽 脂肪
(4)D ①A培养液缺少氮源,SM01不能很好生长 水温过低时酶活性较低,水温过高会使酶变性失活
②B培养液缺少氮源,SM01不能很好生长;且有外 题源3 生物技术在食品加工及其他方面的应用
源阿拉伯胶酶,会影响对SM01自身产生的酶活力的 1.BD 提取DNA需用蒸馏水涨破细胞,提取蛋
测定结果 ③C培养液缺乏阿拉伯胶酶催化底物阿 白质可以直接用豆浆或研磨的大豆;DNA在不同浓
拉伯胶,会影响SM01的生长,也无法对阿拉伯胶酶 度的NaCl溶液中的溶解度不同,在0.14mol/L的
活力进行测定 NaCl溶液中DNA的溶解度最低,DNA可以析出,通
题源2 酶的应用 过过滤可以除去蛋白质;透析法不能除去DNA;用电
1.A 酶具有专一性,所以固定化酶只能催化特 泳的方法可将蛋白质、DNA进行分离纯化。
定的化学反应。 2.B 图中管口1为进气口,管口2为排气孔,管
2.C 加酶洗衣粉之所以不易失活,是因为在表 口3可以检查液体中的成分,因此探究有氧条件下酵
面用特殊的化学物质进行了包裹保护,而加酶洗衣粉 母菌的呼吸,应打开阀门a通入氧气,A正确;管口3
一旦使用,则不可回收,不属于固定化酶的应用。 可以检测酒精,管口2可以与澄清石灰水相连以检查
3.A 加酶洗衣粉不属于固定化酶的应用。固 CO2,因此B错误。
定化酶的主要优点是能够与产物分离、重复使用。固 3.B 凝胶应用蒸馏水充分溶胀来配制凝胶悬
定化细胞能催化一系列的酶促反应。 浮液,所以B错误。
4.C 海藻酸钠胶体在CaCl2 这种电解质溶液 4.B 果酒的制作是由酵母菌完成的,果醋的制
的作用下,发生聚沉,形成凝胶珠,其作用机理是无机 作主要由醋酸菌完成。因醋酸菌的发酵最适温度高
盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引,形成更大的 于酵母菌,所以制果醋的温度要比制果酒的温度高
胶体颗粒,类似于人体细胞与抗凝集素之间的凝集反 些。传统的葡萄酒酿造都是采用自然发酵的工艺,就
应。在制备固定化酵母细胞的过程中,制备CaCl2 溶 是不人为地添加任何菌种,靠葡萄本身携带的自然界
液用的是无水CaCl2。 的酵母菌,在葡萄浆或分离后的葡萄汁里自发地繁
5.[解析] (1)当植酸钙被植酸酶分解以后,会 殖,最终发酵成葡萄酒。葡萄汁装入发酵瓶时,果汁
在平板上出现透明圈。植酸酶活性高低可以用单位 量一般不超过瓶总体积的2/3,以保证酵母菌有氧呼
时间内底物减少量来表示。(2)透析的目的是将酶与 吸快速繁殖,为以后的无氧发酵做准备。
发酵液分开。分离不同种类的蛋白质可以用凝胶色 5.A 分离红细胞时要及时去除血浆蛋白,释放
谱法,原理是根据相对分子质量大小、吸附性质等差 红细胞时需加入蒸馏水和甲苯。分离红细胞时,要短
异进行纯化。(3)PCR技术包括三步:变性→复性→ 时低速离心,即一般为500r/min,离心2min,否则白
延伸,变性的原理是采用加热处理。(4)微生物产生 细胞会一同沉淀,达不到分离效果。分离血红蛋白时
酶的种类很多。例如蛋白酶、脂肪酶等。 要高速长时间离心,以2000r/min的速度离心10
[答案] (1)透明圈 植酸钠的消耗量(减少量) min。洗脱时,待红色的蛋白质接近色谱柱底端时用
或磷酸(肌醇)的生成量(产量) (2)小分子杂质 凝 试管收集流出液。
胶色谱法:根据蛋白质之间的分子大小、吸附性质等 6.C 离体的植物器官、组织或细胞脱分化过程
差异进行纯化(或电泳法:根据蛋白质之间的电荷、分 是在无菌条件下进行的,在愈伤组织形成过程中,需
子大小等差异进行纯化)。 (3)变性、复性和延伸 要适宜的温度、一定的营养物质和植物激素的诱导,
(长) 加热(或高温处理) (4)蛋白酶、脂肪酶、纤维 但不需要阳光。
·100·
7.B 为防杂菌污染,烂子粒应该在冲洗之前去 氧呼吸 酸性重铬酸钾 ②杂菌污染 发酵旺盛,发
除,而去枝梗应在冲洗之后。酵母菌酒精发酵需在无 酵液溢出 果醋的制作是醋酸菌在有氧条件下分解
氧条件下进行,通气时只能拧松瓶盖不可打开瓶盖。 酒精产生的
8.[解析] (1)培养皿灭菌时经常采用干热灭菌 12.[解析] 新鲜的蔬菜中的亚硝酸盐的含量
法;培养酵母菌时,使用的培养基为液体培养基,由于 低,因此制作泡菜时要选用新鲜蔬菜。所用水与盐的
酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,能大量增殖,因 质量比例为4∶1,盐水必须加热灭菌冷却后才能使
此扩大培养需要提供有氧条件。 (2)由于果汁浑浊 用。为了保证泡菜坛中处于无氧的环境,应该不断地
物的化学本质是果胶,因此可以在果汁中添加果胶酶 在泡菜坛坛盖边缘加水密封。不同泡菜坛子中由于
来提高出汁率。 (3)酒精可用酸性条件下的重铬酸 微生物的种类和数量不同,产生的亚硝酸盐的数量可
钾溶液来检测;若要进一步检测果酒中活体酵母菌的 能有差别。泡菜变质是由于密封不严,导致杂菌污
密度,一般采用稀释涂布平板法;这种方法计算得到 染。测定亚硝酸盐的含量采用比色法。
的数值往往偏低,原因是两个或多个酵母菌会形成一 [答案] (1)亚硝酸盐的含量低 (2)4∶1 加
个菌落。 (4)由于封口不严,放置一段时间,醋酸菌 热煮沸是为了杀灭杂菌,冷却之后使用是为了保证乳
会进入培养瓶,在有氧条件下把乙醇氧化成乙酸。 酸菌等微生物的生命活动不受影响。 (3)经常补充
[答案] (1)干热灭菌法 液体 有氧 (2)果 坛盖边沿水槽中的水 (4)各坛中微生物种类和数量
胶酶 (3)重铬酸钾 稀释涂布平板 两个或多个细 可能存在差异 (5)泡菜坛子密封不严或取食工具不
胞相连时,会被统计成一个菌落 (4)醋酸菌 卫生、盐的比例过小,都会引起杂菌滋生、泡菜变质
9.[解析] (1)酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖 (6)比色法
可产生酒精、二氧化碳,同时释放能量。18℃~25℃ 13.[答案] (1)①不同浓度亚硝酸钠标准溶液
是酵母菌进行酒精发酵的适宜温度。 (2)红葡萄皮 ②不同泡制天数的泡菜滤液 ③样品管 相同(相
的色素进入发酵液后,可使葡萄酒呈现深红色。 近) (2)亚硝酸盐 (3)乳酸菌
(3)现代工厂化生产果酒,通过对用具、原料等进行消 B 组
毒和灭菌来消除杂菌,以防止杂菌影响酵母菌正常发 题源1 微生物的利用
酵。 (4)醋酸菌是需氧型微生物,在较高温度、有氧
。 1.D
大肠杆菌以二分裂的方式进行繁殖,其拟
条件下可以将乙醇转化为乙醛再转化成醋酸
核是一个大型环状DNA分子。对大肠杆菌来说,分
酶
[答案] (1)C6H12O6 →2C2H5OH+2CO2+ 解葡萄糖的酶是组成酶,分解乳糖的酶是诱导酶,在
能量 18℃~25℃ (2)红葡萄皮的色素进入发酵液 葡萄糖和乳糖共同存在时,大肠杆菌只利用葡萄糖作
(3)对原料和设备进行消毒和灭菌 (4)醋酸菌 碳源。用大肠杆菌工程菌生产干扰素时,应及时添加
乙醇 乙醛 醋酸 氨基酸等生长因子。处于对数期的大肠杆菌,代谢旺
10.[答案] (1)酵母菌 (2)葡萄糖 乙醇 盛,菌体的形态和生理特性较稳定,常作为生产用的
CO2 (3)未夹住发酵瓶的充气管 发酵液从充气管 菌种和科研材料。
流出,发酵液变酸 瓶中发酵液过多 发酵液淹没了 2.[解析] (1)幽门螺杆菌属于原核生物,其遗
排气管在瓶内的管口 葡萄醋(或果醋) 葡萄酒(或 传物质集中分布在拟核中。(2)在半固体培养基中幽
果酒) 葡萄酒(或果酒) (4)未及时排气 门螺杆菌分布在中上部,可推测其在氧气浓度过高或
11.[解析] 腐乳制作的原理是利用毛霉等微 过低时不能生长。产甲烷的细菌是厌氧型微生物,生
生物产生的蛋白酶和脂肪酶将豆腐中的蛋白质、脂肪 长状态可由试管③代表。(3)分析培养基的配方表发
等大分子有机物分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和 现,营养成分缺少氮源和生长因子,故培养的幽门螺
脂肪酸。要想获得更多的酒精利用酵母菌的兼性厌 杆菌数目比刚接种时少。(4)幽门螺杆菌具有鞭毛,
氧的特点,先让其进行有氧呼吸进行大量增殖,然后 进入人体胃腔后,能依靠鞭毛运动到pH较高处逃避
再进行无氧呼吸产生大量酒精。果醋的制作是醋酸 有害刺激,趋向有利刺激,然后分泌蛋白中和胃酸,使
菌在有氧条件下分解酒精产生的。 pH变为6~7左 右,以 利 于 自 身 的 生 存 和 繁 殖。
[答案] (1)毛霉 蛋白酶和脂肪酶 (2)①有 (5)古细菌是一类很特殊的细菌,多生活在极端环境
·101·
中(如100℃以上的高温或强酸或强碱或极寒冷),细 6.[解析] (1)从土壤中筛选获得了只能降解利
胞壁不含肽聚糖,故幽门螺杆菌不属于古细菌。 用苯酚的细菌菌株,其培养基中必须添加苯酚作为碳
[答案] (1)拟核(核区) (2)氧气浓度过高或 源;碳源的浓度不同,培养基中生存的细菌的数量也
过低 ③ (3)少 缺少氮源(缺少氮源和生长因子) 不同;采用平板菌落计数(活菌计数或菌落计数)可以
(4)幽门螺杆菌进入胃腔后,首先依靠鞭毛运动至 测定活细菌数量。(2)④与⑤培养基的区别主要是:
pH值较高处缓冲,然后分泌蛋白中和胃酸,提高pH ④中添加的是除苯酚以外的碳源,⑤添加的碳源是苯
值,以便继续生存和繁殖。 (5)否 幽门螺杆菌不 酚;使用平板分离(稀释涂布平板或平板划线分离)法
能生存在极端环境中 可以在平板培养基上获得单菌落;采用固体平板培养
3.[解析] 葡萄糖苷酶可将纤维二糖分解成葡 细菌时要倒置培养,目的是避免培养过程中产生的水
萄糖,刚果红可与纤维素等多糖物质形成红色复合 分影响微生物的生长。
物。可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌,分 [答案] (1)苯酚 影响 平板菌落计数(活菌
离和鉴别纤维素分解菌应用固体培养基,且含有纤维 计数或菌落计数) (2)④含除苯酚外的其他碳源,⑤
素作为碳源。 以苯酚为唯一碳源 平板分离(稀释涂布平板或平板
[答案] (1)纤维二糖 葡萄糖 (2)红 透明 划线分离) 避免培养过程中产生的水分影响微生物
圈 (3)不能 液体培养基不能用于分离单菌落 的生长。 (3)用同样苯酚浓度的培养液培养不同菌
不能 培养基中没有纤维素,不会形成CR纤维素红 株,一定时间后,测定培养液中苯酚含量。 (4)培养
色复合物 基灭菌,接种环境灭菌,接种过程无菌操作。
4.[解析] (1)固体培养基是在制作培养基时加 7.[解析] (1)微生物生长所需要的主要营养物
入琼脂制成的。(2)在培养基的配制过程中,调pH 质包括:碳源、氮源、水和无机盐。使用选择培养基是
时可能会使培养基污染,所以应在调pH之后进行灭 因为它是允许特定的微生物生长,同时又能抑制或阻
菌。(3)Ⅰ号培养基中加入了大多数异养微生物可以 止其他微生物生长的培养基。 (2)植物组织培养常
利用的牛肉膏和蛋白胨,属于通用培养基;而Ⅱ号培 需要添加的植物激素有生长素和细胞分裂素。MS
养基中没有这两种成分而且氯苯的量增至50mg,为 培养基的成分一般先分别配制成母液备用。 (3)平
选择培养基;硝酸铵是为微生物提供无机氮源的一种 板划线法接种时常使用接种环划线。第二区域只有
无机盐。(4)在恶劣环境中细菌内形成的休眠体为芽 第一条线无菌落,而其他的划线却有菌落,很可能是
孢。(5)氯苯是Ⅲ号培养基中的唯一碳源,在添加较 因为接环在灼烧后未冷却,第一次划线时将菌种烫
少氯苯时,细菌生长所需碳源不足,较早停止生长。 死,而后接种环冷却,能正常划线,也可能是第一次划
[答案] (1)琼脂 (2)先调pH,后灭菌 (3)通 线时划线未从第一区域末端开始,使接种环上无菌
用 选择 硝酸铵 (4)芽孢 (5)20mg/L氯苯 种。 (4)题中实验为取得菌种培养液过滤后离心上
碳源最早耗尽 清液,加入蛋白酶处理后,测得其对苯磺隆的降解率。
5.[解析] 涂布接种前,随机取若干灭菌后的 意为假设菌种能产生降解苯磺隆的蛋白质类酶,若用
空白平板先行培养了一段时间,如果灭菌不合格,可 蛋白酶处理后,可使该酶分解,苯磺隆降解率下降,则
在空白平板上发现菌落,所以用此法可检测培养基平 假设成立。但由于缺乏空白对照,不能比较蛋白酶处
板灭菌是否合格。每升水样中的活菌数为(39+38+ 理是否降低苯磺隆降解率,该实验不能得出 相 应
37)/3=38,再除以0.1乘100,这是1毫升的菌数量, 结论。
再乘1000就是1升中的菌数,故为3.8×107。用平 [答案] (1)氮源和无机盐 只有能利用苯磺隆
板划线法先用灼烧灭菌再划线。振荡培养可使培养 的微生物能正常生长和繁殖 (2)细胞分裂素 母液
基中各营养分配的均匀和溶氧量大,所以细菌的生长 (3)接种环 ①接种环灼烧后未冷却;②划线未从
也快。 第一区域末端开始 (4)目的菌株能分泌降解苯磺隆
[答案] (1)检测培养基平板灭菌是否合格 的蛋白质 不合理,缺少空白对照
3.8×107 (2)灼烧 将聚集的菌体逐步稀释以便获 8.[解析] 若要快速繁殖甘蔗,可以采用组织培
得单个菌落 (3)B (4)溶解氧 营养物质 养的方法,主要有脱分化和再分化两个过程。要选择
·102·
出耐高糖、耐酸性的微生物,可以在培养基中加入大 影响酶活性的化学物质不同,可用于探究激活剂和抑
量的糖以及调节pH为酸性,看微生物能否在此培养 制剂对酶活性的影响。(2)试管3作用是对照,排除
基上生存来选择。酵母菌之所以不能利用纤维素主 Na+,SO2-4 对 酶 活 性 的 影 响。(3)1号 试 管 在 第
要是没有相应的酶系,因此可以考虑采用转基因方法 5min时取出的样液,滴加碘液后开始呈现出黄色,说
使酵母菌能产生相应酶系或者是利用其他微生物先 明5分钟淀粉已分解完,2号试管中Cu2+抑制酶的活
将纤维素分解成能够被酵母菌利用的糖类。由于 性,淀粉不分解,加碘后溶液呈蓝色。3号试管没有
DNA聚合酶只能够延伸DNA链,不能够从头开始合 抑制或促进的离子,与1试管现象相同。4号试管有
成DNA链,因此在PCR扩增反应中需要加入引物, Cl-,促进反应进行,比1号试管更早呈黄色。
而加入DNA聚合酶的作用是催化DNA链的延伸。 (二)(1)由题意可知,自变量为适当降低IAA浓
[答案] (1)选取甘蔗外植体,通过诱导脱分化 度或不含IAA,测量值为外植体再生丛芽 比 率 达
产生愈伤组织,然后调整植物激素比例,使愈伤组织 70%,再生丛芽外植体上的丛芽平均数达5.3个。而
再分化形成芽和根,获得大量试管苗(或通过诱导,大 实验设计过程中缺少IAA为0的对照组和丛芽数的
量形成胚状体,制成人工种子,适宜条件下萌发长成 统计。(2)植物细胞去细胞壁后的原生质体在溶液中
幼苗)。 (2)添加高浓度蔗糖(葡萄糖) 调低pH 会发生渗透作用,0.5~0.6mol/L甘露醇溶液可维持
值 是否能在选择培养基上生长 (3)提供高糖和酸 原生质体正常的渗透压。
性的筛选环境,获得单菌落,能生长代表该菌落具有 [答案] (一)(1)探究激活剂和抑制剂对酶活性
耐高糖和耐酸的特性 (4)①利用突变菌的耐酸特 的影响 (2)作为对照,排除 Na+,SO2-4 对酶活性的
性,降低培养基的pH值,达到抑菌的目的;②利用突 影响 (3)不管何时取样,滴加碘液后呈现蓝色(或蓝
变菌的耐高糖特性,通过高渗环境达到抑菌目的;③ 紫色) 与1号试管相同 比1号试管更早呈现出黄
保持厌氧环境,达到抑菌目的;④在培养基中添加一 色(或不变蓝)
些抑制物如特殊的抗生素,达到抑菌目的。 (5)缺 (二)(1)缺乏对照组,应该增加一组加入适量的
乏相应分解酶系(或缺乏纤维素和半纤维素酶) 在 0.5mg/L的6-BA,并加入等量的蒸馏水作为对照;
酵母菌中转入分解酶系相关基因,利用酶分解蔗渣; 统计指标少了一个,应该要统计外植体上的丛芽数,
利用物理和化学方法分解蔗渣;将酵母菌与其他能分 并求平均数。 (2)维持一定的渗透压 高尔基体、
解蔗渣的微生物混合发酵。 (6)引物的作用是结合 线粒体
在模板DNA上,提供 DNA延伸起始位点;DNA聚 5.[解析] 本题考查分析图表的能力,由甲图可
合酶的作用是从引物的3'端开始催化DNA的延伸。 知,固定化酶在较高温度下仍然具有较高的活性。乙
题源2 酶的应用 和丙图均较为简单,但对考生读图识图的能力有一定
1.A PCR技术的原理是DNA复制,该过程需 的要求。
要模板DNA、耐高温的DNA聚合酶、引物、脱氧核糖 [答案] (1)固定化酶比游离酶对温度变化的适
核苷酸等。 应性更强且应用范围较广 (2)3% 包埋不紧密,酶
2.A 酵 母 菌 酒 精 发 酵 最 适 的 温 度 为18~ 分子容易漏出,数量不足 (3)3 (4)酶分子很小,很
25℃,醋酸菌的最适温度为30~35℃。加酶洗衣粉 容易从包埋材料中漏出
在酶催化的最适温度时,洗衣效果最好,如果条件不 6.[解析] (1)探究温度对酶活性的影响时,自
适宜使酶变性失活或酶活性降低,则洗涤效果与普通 变量应为温度。由表格可知,清除不同污染物时,所
洗衣粉相当。凝胶色谱法是一种根据不同蛋白质分 需的最适温度不同,因此洗涤时要加以区别,选用不
子大小不同而分离蛋白质的有效方法。固定化细胞 同温度的水。(2)将酶固定在一定的载体上,使酶既
固定的是一系列酶,固定化酶固定的是一种酶,两者 能与反应物接触,又能和产物分离,从而使酶能被重
适用于不同的生产过程。 复利用的技术叫做固定化酶技术。(4)用固体培养基
3.D 固定化酶不溶于水,否则酶都溶解在反应 分离、纯化微生物时,常用的接种方法有平板划线法
液中,失去固定化酶的性能。 和稀释涂布平板法。(5)分离能分解纤维素的微生物
4.[解析] (一)(1)由表中数据可知,自变量是 时,应使纤维素为培养基中的唯一碳源,只有能利用
·103·
纤维素的微生物才能在上面生长繁殖。 利用 (4)单倍体育种 明显缩短育种年限
[答案] (1)温度 使用不同温度的水 (2)固 6.[解析] (1)微生物的发酵在食品的制作中具
定化酶 (3)萃取法、蒸馏法、压榨法(任选两种) 有主要作用,如制作泡菜时要用到乳酸菌,乳酸菌是
(4)平板划线法、稀释涂布平板法(任选一种即可) 一种厌氧菌,在无氧的条件下,乳酸菌发酵产生乳酸,
(5)纤维素 使得菜呈现一种特殊的风味,还不改变菜的品质。
题源3 生物技术在食品加工及其他方面的应用 (2)在配料中加白砂糖不仅仅是为了调味,除了用于
1.B PCR技术的过程包括变性、复性和延伸, 调味外,更主要的是为微生物的生存提供有机物。
变性过程需要高温处理。 [答案] (1)乳酸 (2)有机物
2.B 如果葡萄糖浓度过高,导致酵母菌细胞失 7.[解析] 植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨
水,从而使其不能正常生长繁殖。 和萃取等,具体采用哪种方法要根据植物原料的特点
3.A 蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的芳 来决定。而水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用
香油携带出来,适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性 方法,它的原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳
强的芳香油。压榨法通过机械加压,压榨出果皮中的 香油携带出来,形成油水混合物,冷却后,混合物又会
芳香油,适用于柑橘、柠檬等易焦煳原料的提取。萃 重新分出油层和水层。玫瑰精油的化学性质稳定,难
取法使芳香油溶解在有机溶剂中,蒸发掉溶剂后就可 溶于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏,所以
获得芳香油,它的适用范围广,要求原料的颗粒要尽 适合用水蒸气蒸馏法提取。
可能细小,能充分浸泡在有机溶液中。 [答案] (1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定
4.[解析] (1)压榨法提取橘皮精油的原理是利 不是 玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来,所得到的是
用机械压力把精油挤压出来。 (2)新鲜橘皮要用石 油水混合物 (2)蒸馏温度 在一定时间内提取量随
灰水浸泡处理,以破坏细胞结构、分解果胶、防止橘皮 蒸馏时间的延长而增加,一定时间后提取量不再增加
压榨时滑脱,从而提高出油率。也可以采用纤维素酶 (3)下降 部分精油会随水蒸气挥发 而 流 失
和果胶酶处理橘皮,然后将其浸入清水中搅拌,则无 (4)较低 减少挥发 (5)a (6)能 薄荷油和玫瑰
需压榨即得到糊状液体。 (3)橘皮油也可用萃取法 精油的化学性质相似
来提取,原因是橘皮油易溶于有机溶剂。提高萃取效 8.[解析] (1)在对玫瑰外植体细胞进行接种
果的方法是:适当延长萃取时间(萃取时间为1.5h) 前,需要准备好适宜的固体培养基,还要进行灭菌处
和适当提高萃取温度(萃取温度为55℃)。 理,对外植体也要消毒,防止杂菌感染,导致培养失
[答案] (1)利用机械压力把精油挤压出来 败。(2)①BCD都能实现脱分化,但诱导新芽形成的
(2)石灰水 纤维素酶和果胶 (3)橘皮油易溶于有 条件是细胞分裂素浓度大于生长素浓度,所以选用D
机溶剂 适当延长萃取时间(萃取时间为1.5h) 适 组。(3)为检验制备的培养基是否感染杂菌,可采取
当提高萃取温度(萃取温度为55℃) 的方法是未接种的培养基在适宜的条件下培养,观察
5.[解析] 图示表示细胞培养形成兰花植株的 有无菌落生长。(4)水蒸气蒸馏法适用于提取玫瑰
过程,其中①表示获取茎尖的切片;②表示从茎尖中 油、薄荷油等挥发性强的芳香油,化学性质稳定,难溶
分离茎尖细胞;③表示脱分化过程,该过程形成的愈 于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏。无水
伤组织细胞分化程度低,全能性高;④表示再分化;⑤ 硫酸钠是使油层分离,提高玫瑰精油的纯度。
和⑥表示胚状体发育形成植株。(1)由以上分析可 [答案] (1)制备 MS固体培养基 外植体消毒
知:③为脱分化、④再分化。(2)植物组织培养的培养 (2)①BCD ②D (3)未接种的培养基在适宜的条件
基成分:水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸、植物 下培养,观察有无菌落生长 (4)水蒸气 玫瑰精油
激素等。植物组织培养过程中要保证无菌。(3)植物 和水的混合物 无水硫酸钠
组织培养的优点:繁殖速度快;培养植株无病毒;保持 9.[解析] 本题考查了微生物培养技术中培养
亲本性状等。 基的配方、微生物计数、植物成分的提取、固定化酶和
[答案] (1)脱分化 再分化 (2)植物激素(或 PCR技术的条件等内容。难度系数较小。(1)培养
植物激素类似物) 无菌 (3)愈伤组织 突变体的 酵母菌时,玉米秸秆中的纤维素的水解产物为酵母菌
·104·
的生长提供碳源。检测酵母菌数量可采用显微镜直 过程③表示有关的植物组织培养过程,过程④检测抗
接计数法或稀释涂布平板法计数。(2)玉米胚芽油不 旱基因是否插入到烟草细胞。
易挥发,宜选用压榨法或萃取法从玉米胚芽中提取。 [答案] (1)构建基因表达载体 将目的基因导
(3)利用固定化酶技术可使葡萄糖异构酶重复利用, 入受体细胞 (2)植物激素 脱分化和再分化 血
从而降低生产成本。(4)利用PCR技术扩增葡萄糖 清、血浆 (3)微生物 (4)采用DNA分子杂交技术
异构酶基因时,需用耐高温的(Taq)DNA聚合酶催 把该转基因烟草种植在干旱环境中,观察其生活
化。PCR一般要经历三十次以上的循环,每次循环 状态
包括变性、(低温)复性(或退火);(中温)延伸三步。 4.[解析] 本题中培育转基因水稻的目的是为
[答案] (1)碳源 显微镜直接计数 (2)压榨 了培育出铁含量比普通大米高的水稻,因此目的基因
萃取 (3)固定化酶 (4)(Taq)DNA聚合酶 (低 为铁结合蛋白基因,要大量获得一般采用PCR技术
温)复性(或退火) (中温)延伸 进行扩增。要构建重组质粒要用同一种限制酶切割
10.[解析] (1)实验室提取植物色素常用的方 含目的基因的DNA片段和质粒。将外植体培养成
法是萃取法。植物芳香油主要通过蒸馏法获得。 试管苗的过程要用到不同的培养基,培养基最明显的
(2)能分解纤维素的微生物能够合成纤维素酶。在培 差别在于所添加激素的种类和比例不同。转基因水
养基中加入纤维素粉作为唯一碳源,可分离出能分解 稻的目的是获得铁含量较高的大米,因此检测时应看
纤维素 的 微 生 物,这 种 培 养 基 称 选 择 培 养 基。 转基因水稻种子中铁的含量。
(3)利用醋酸菌的发酵作用可制苹果醋,如果空气中 [答案] (1)目的基因 PCR (2)含目的基因
的醋酸菌混入葡萄酒后发酵就会产生醋酸,使葡萄酒 的DNA片段 质粒 CaCl2 (3)含有重组质粒的愈
变酸。 (4)微生物培养过程中,关键是防止外来杂 伤组织 生长素和细胞分裂素的浓度比例 (4)种子
菌的污染,常用干热灭菌法对培养皿进行灭菌。 中铁含量
[答案] (1)萃取 蒸馏 (2)纤维素酶 唯一 5.[解析] 农杆菌侵染双子叶植物后,其Ti质
碳源 选择培养基 (3)醋酸菌 空气中的醋酸菌混 粒上的T-DNA可转移到受体细胞,并整合到受体
入葡萄酒后发酵产生了醋酸 (4)防止外来杂菌的污 细胞的染色体上,因此可将目的基因插入到Ti质粒
染(无菌技术) 干热灭菌法 的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,使目的基因
选修3 进入植物细胞。
[答案] (1)目的基因的获取 基因表达载体的
构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测
专题20 现代生物科技 与鉴定 (2)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞
染色体DNA 上 (3)转化 (4)农杆菌转化法
A 组 (5)目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA上
题源1 基因工程 DNA分子杂交技术
1.C 在转基因生物体内能检测到绿色荧光,说 6.[解析] (1)人体的体温是37℃左右,因此培
明绿色荧光基因已在生物体内成功表达。 养人体细胞的最适宜温度就是37℃。由 mRNA到
2.D 目的基因和受体细胞均可来自动、植物或 cDNA过程是逆转录过程。 (2)根据图解可知目的
微生物;基因工程中常用的工具酶有限制性核酸内切 基因的两端分别是由限制酶EcoRⅠ、BglⅡ切割的,
酶和DNA连接酶;大肠杆菌为原核生物,不含有内 一般用同一限制酶切割才能形成相同的黏性末端,表
质网和高尔基体等细胞器,不能对蛋白质进行加工, 达载体1中的位点a具有EcoRⅠ的识别位点,因此
其合成的胰岛素原无生物活性。运载体中的抗性基 位点a应为限制酶BglⅡ的识别位点,才能成功构建
因为标记基因,其作用是有利于筛选含重组DNA的 表达载体2。 (3)mRNA中如果含有终止密码子,
细胞,但不能促进目的基因的表达。 则会导致翻译终止,不能合成出目的蛋白。 (4)抗
3.[解析] 构建图示分析,图中①表示构建基 原、抗体的结合具有特异性,抗原—抗体杂交技术可
因表达载体,过程②表示将目的基因导入受体细胞, 以迅速检测出酵母菌是否表达出IL-2-HSA融合
·105·

展开更多......

收起↑