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专题15　微生物的利用和生物技术在、酶的应用
【2018年高考考纲解读】
1.微生物的利用：
(1)微生物的分离和培养。
(2)某种微生物数量的测定。
(3)培养基对微生物的选择作用。
(4)利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。
2.生物技术在食品加工及其他方面的应用：
(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。
3.酶的应用：
(1)酶在食品制造和洗涤等方面的应用。
(2)制备和应用固定化酶。
4.生物技术的应用：
(1)植物的组织培养。
(2)蛋白质的提取和分离。
(3)PCR技术的基本操作和应用。
【重点、难点剖析】
一、微生物的培养与应用
1．汇总微生物的基本技术
(1)制备培养基：计算―→称量―→溶化―→灭菌―→倒平板。
(2)无菌技术：主要指消毒和灭菌。
(3)倒平板操作：待培养基冷却至50_℃左右时，在酒精灯火焰旁倒平板。
(4)平板划线操作：通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。
(5)稀释涂布平板法：先将菌液进行一系列梯度稀释后涂布平板，在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散到培养基的表面，从而在培养基表面形成单个菌落。如图：
2．完善下面某种微生物的分离与计数
(1)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
①筛选菌株：利用选择培养基筛选菌株。
②测定微生物数量的常用方法：活菌计数法和显微镜直接计数。
③过程：土壤取样―→样品的稀释―→微生物的培养与观察。
(2)分解纤维素的微生物的分离
①实验原理
即：可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
②流程：土壤取样―→选择培养―→梯度稀释―→涂布平板―→挑选菌落。
(3)鉴定方法
鉴定分解
尿素的细菌
含酚红指示剂的尿素为唯一氮源的培养基―→细菌―→指示剂变红，则该菌能分解尿素
鉴定纤维素
分解菌
【误区归纳】
1．自养微生物与异养微生物所需的营养物质不同
①自养微生物所需的碳源、氮源来自含碳、含氮的无机物，而异养微生物需要的碳源、氮源来自含碳、含氮的有机物，因此可根据培养基中营养物质判断微生物的代谢类型。
②含氮无机物不但能给自养微生物提供氮源，也能作为能源物质，提供能量，如NH3既作为硝化细菌的氮源也作为能源。
2．平板划线法纯化大肠杆菌时不同阶段灼烧接种环的目的不同
①第一次操作：杀死接种环上原有的微生物。
②每次划线之前：杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端。
③划线结束后：杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。
3．选择培养基的选择方法
①在培养基中加入某种化学物质。例如，加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌；加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在主要营养成分完整的基础上加入。
②改变培养基中的营养成分。例如缺乏氮源时可以分离出固氮微生物；石油作为唯一碳源时，可以分离出消除石油污染的微生物。
③改变微生物的培养条件。例如，将培养基放在高温环境下培养，可以得到耐高温的微生物。
二、应用生物技术进行食品加工
1．腐乳制作注意事项
(1)影响腐乳品质的条件：水、盐、酒、温度、发酵时间等。①水的控制：含水量约70%，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。
②盐的控制：盐浓度过高，会影响腐乳的口味；浓度过低，豆腐易腐败变质。
③酒的控制：酒精含量应控制在12%左右。酒精含量过高，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，杂菌繁殖快，豆腐易腐败。
④温度的控制：温度15～18 ℃适合毛霉生长。
⑤发酵时间宜控制在6个月左右。
(2)防止杂菌污染
①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。
②装瓶时，操作要迅速小心。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．果酒和果醋制作的注意事项
(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，以防葡萄汁流失及污染。
(2)防止发酵液被污染
①榨汁机要清洗干净并晾干。②发酵瓶要洗净并用70%酒精消毒。③装入葡萄汁后要封闭充气口。
(3)果酒发酵条件的控制：①葡萄汁装入发酵瓶时，要留约空间，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 ℃利于酒精发酵；30～35 ℃利于醋酸发酵。③充气：酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需适时通过充气口充气。
3．判断发酵与无氧呼吸的方法
(1)从概念上判断：发酵是利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程。无氧呼吸是生物在无氧条件下的一种呼吸方式。
(2)从分类上判断：发酵据产物不同可分为：酒精发酵(无氧呼吸)、乳酸发酵(无氧呼吸)和抗生素发酵等；据对氧的需求不同可分为：厌氧发酵(无氧呼吸)和需氧发酵；据培养基的物理状态不同可分为：固体发酵和液体发酵。
三、植物有效成分的提取
1．比较并填充下表中植物芳香油的三种提取方法
提取方法
实验原理
方法步骤
适用范围
水蒸气
蒸馏
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来
①水蒸气蒸馏
②分离油层
③除水过滤
适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
压榨法
通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油
①石灰水浸泡、漂洗
②压榨、过滤、静置
③再次过滤
适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料中芳香油的提取
有机溶
剂萃取
使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油
①粉碎、干燥
②萃取、过滤
③浓缩
适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分溶解在有机溶剂中
【特别提醒】
(1)三种提取方法的选用是由植物原料的特点决定的，三种方法的原理和操作过程不同，但都需过滤。
(2)植物精油的提取实验为粗提取，可进一步提纯。
2．写出下列实验流程
(1)玫瑰精油的提取实验流程
鲜玫瑰花瓣＋清水(1∶4)―→水蒸气蒸馏―→油水混合物分离油层除水玫瑰精油。
(2)橘皮精油的提取实验流程
石灰水浸泡橘皮―→漂洗―→压榨―→过滤―→静置―→再次过滤―→橘皮精油。
(3)胡萝卜素的提取实验流程
胡萝卜―→粉碎―→干燥―→萃取―→过滤―→浓缩―→胡萝卜素。
四、植物组织培养技术
1．用流程图的形式写出植物组织培养的过程
离体的植物组织或细胞愈伤组织根、芽等(试管苗)完整植物体。
2．植物组织培养与花药培养技术的比较
植物组织培养
花药培养技术
理论依据
细胞的全能性
细胞的全能性
基本过程
脱分化―→再分化
脱分化―→再分化
外植体
细胞类型
体细胞
生殖细胞
操作流程
制备MS固体培养基―→外植体消毒―→接种―→培养―→移栽―→栽培
选材―→消毒―→接种、培养―→筛选和诱导―→移栽―→栽培选育
培养结果
正常植株
单倍体植株
可育性
可育
高度不育，秋水仙素处理，染色体加倍后可育
五、酶的研究和应用
1．探寻在酶的实验探究中应注意的问题
(1)实验设计时要遵循单一变量和对照两大原则，严格控制无关变量。
(2)探究不同温度(或pH)对酶活性的影响时，温度(或pH)作为自变量，通常通过设置合理的梯度来确定最适值。最适值是通过比较相同时间内获得的产量或效果来确定的。
(3)探究最适温度时，pH为无关变量；探究最适pH时，温度最好为最适温度。
(4)探究果胶酶的最适用量时，所测出的最适用量是指在本实验的温度、pH等条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明温度和pH。
(5)探讨加酶洗衣粉的最适温度要根据生活中的实际情况，合理设置温度梯度。
(6)在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果条件，还要考虑到酶的专一性和洗涤成本的问题。
2．比较下表中直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的差异
直接使用酶
固定化酶
固定化细胞
酶的种类
一种或几种
一种
一系列酶
常用载体
氧化铝、高岭土、硅胶、二氧化钛、硅藻土等
明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等
常用方法
包埋法、化学结合法、物理吸附法
包埋法
营养物质
基础
不需要
不需要
需要
化学反应
一种或几种
一种
一系列
底物
各种物质
各种物质
能进入载体的小分子物质
优点
效率高、耗能低、无污染
可回收，反复使用
成本低、易操作，可催化一系列化学反应
缺点
环境因素影响大，酶难以回收利用
不利于催化一系列化学反应
反应物与细胞内的酶不容易接触，催化效率下降
3.固定化技术的比较
方法
定义
适用范围
模型
包埋法
将酶包裹在多孔的载体中。常见的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等
多用于细
胞的固定
化学
结合法
将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上
多用于
酶的固定
物理
吸附法
将酶吸附到固体吸附剂的表面。固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等
六、DNA和蛋白质技术
1．DNA的粗提取和鉴定方法
(1)材料的选取：选用DNA含量相对较高的生物组织。
(2)破碎细胞
①动物的红细胞，吸水破裂。
②植物细胞：加入洗涤剂、食盐后研磨。
(3)除去杂质的方法
方法一：利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度的不同，通过调节NaCl溶液的浓度除去溶于和不溶于NaCl溶液中的杂质。
方法二：利用DNA对酶的耐受性，直接在滤液中加入嫩肉粉，反应10～15 min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质，而不会破坏DNA。
方法三：利用DNA对高温的耐受性，将滤液放在60～75 ℃的恒温水浴箱中保温10～15 min，使蛋白质变性沉淀而DNA分子还未变性。
(4)DNA的析出：向处理后的滤液中加入与滤液体积相等的、冷却的酒精溶液(体积分数为95%)，静置2～3 min，溶液中会出现白色丝状物，用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物。
(5)DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
2．比较下表中细胞内DNA复制与PCR技术的不同
项目
DNA复制
PCR技术
场所
细胞内
细胞外
能量
ATP提供能量
不需ATP提供能量
酶
解旋酶、DNA聚合酶
耐高温的TaqDNA聚合酶
是否有转录
伴有转录，产生引物
无转录，需加入两种引物
引物
RNA
DNA或RNA
温度
体内温和条件
高温
特点
边解旋边复制，半保留复制
体外迅速扩增
循环次数
受生物体自身控制
30多次
3.蛋白质的提取和分离
步骤
操作
样品处理
通过红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液等操作收集到血红蛋白溶液
粗分离
通过透析法去除血红蛋白溶液中相对分子质量较小的杂质
纯化
通过凝胶色谱法分离相对分子质量不同的蛋白质
纯度鉴定
SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳判断纯化的蛋白质是否达到要求
【特别提醒】(1)凝胶色谱柱的直径大小不影响分离效果，但直径过大造成洗脱液体积大，样品稀释度大；凝胶色谱柱的高度与分离度有关。
(2)红细胞洗涤过程中，洗涤三次后，上清液仍有黄色，可增加洗涤次数，否则无法除去血浆蛋白；离心时转速要低，时间要短，否则白细胞等会一同沉淀，达不到分离效果。
(3)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。
【题型示例】
题型1、微生物的培养与应用
【例1】(2016·高考全国乙卷)空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：
①配制培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)；
②制作无菌平板；
③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；
④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。
回答下列问题：
(1)该培养基中微生物所需的氮来源于________。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是________。
(2)步骤③中，实验组的操作是________。
(3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了________现象。若将30(即36－6)个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法________(填“正确”或“不正确”)。
【答案】(1)牛肉膏、蛋白胨　琼脂　(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间　(3)污染　不正确
【变式探究】(2015·江苏卷，19)做“微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是(　　)
A.高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖
B.倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上
C.为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D.用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上
【答案】D
【变式探究】某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。请分析回答下列问题。
(1)培养基中加入化合物A的目的是________，这种培养基属于________培养基。
(2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的________。实验需要振荡培养，由此推测“目的菌”的代谢类型是________。
(3)在上述实验操作过程中，获得纯净“目的菌”的关键是________。
(4)转为固体培养基时，常采用平板划线的方法进行接种，此过程中所用的接种工具是________________，操作时采用________灭菌的方法。
(5)实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理后才能倒掉，这样做的目的是
_______________________________。
(6)某同学计划统计污水池中“目的菌”的总数，他选用10－4、10－5、10－6稀释液进行平板划线，每种稀释液都设置了3个培养皿，从设计实验的角度看，还应设置的一组对照实验是____________，此对照实验的目的是__________________________________________________________________。
【答案】(1)筛选目的菌　选择　(2)化合物A　异养需氧型　(3)防止外来杂菌污染　(4)接种环　灼烧　(5)防止造成环境污染　(6)不接种的空白培养基　检验培养基制备过程中是否被杂菌污染
【解析】(1)该实验的目的是筛选“目的菌”，故培养基中添加化合物A起选择作用。(2)微生物正常生长需要碳源、氮源、无机盐等，由培养基中添加的物质种类知：化合物A应该给微生物生长提供碳源、氮源。培养过程需振荡，说明目的菌是需氧型微生物。(6)统计污水池中的“目的菌”时应设置空白对照，以用于检验培养基是否灭菌严格。
【举一反三】金黄色葡萄球菌是一种具有高度耐盐性的微生物，可引起人类肺炎、肠炎等疾病。金黄色葡萄球菌在血平板(培养基中添加适量血液)上生长时，可破坏菌落周围的红细胞，使其褪色。下图为定性检测鲜牛奶中是否存在金黄色葡萄球菌的操作流程，请回答相关问题。
(1)按细胞结构分类，金黄色葡萄球菌属于________生物，从培养过程分析，金黄色葡萄球菌可进行________呼吸。
(2)7.5% NaCl肉汤培养基为微生物提供的营养成分包括__________________，用7.5% NaCl肉汤培养基进行选择培养的主要目的是________________________________________。
(3)操作中在血平板上的接种方法是________，接种操作前后需要对接种工具进行________灭菌。
(4)在制备血平板时需将pH调节至________(“微酸性”或“微碱性”)后灭菌，待培养基________后，再加入适量血液。按培养基功能分类，血平板属于________培养基。
(5)经多次规范操作、重复实验，血平板上均出现________的菌落，初步证明鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌，但鲜牛奶供应商仍认为此菌并非鲜牛奶所携带，因此，要对本操作进行完善，完善的方案是___________________________________。
【答案】(1)原核　有氧　(2)碳源、氮源、水和无机盐　增加金黄色葡萄球菌的数量　(3)平板划线法　灼烧　(4)微碱性　冷却　鉴别　(5)周围存在透明圈　设置不加鲜牛奶但其他操作均相同的对照组
【解析】(1)金黄色葡萄球菌是一种细菌，属于原核生物。培养过程无密闭处理，故它进行有氧呼吸。(2)7.5% NaCl肉汤培养基可为微生物提供生长所需要的碳源、氮源、水和无机盐。用7.5% NaCl肉汤培养基进行选择培养是为了增加金黄色葡萄球菌的数量。(3)图示用的接种工具是接种环，说明在血平板上接种的方法是平板划线法。接种工具在接种前后都要进行灭菌处理。(4)金黄色葡萄球菌生长环境为弱碱性，培养基在灭菌前要先调pH，因金黄色葡萄球菌能破坏红细胞，使其褪色，血平板上出现周围存在透明圈的菌落，说明有金黄色葡萄球菌，故血平板是鉴别培养基。(5)为增强实验结论的严谨性，应增加空白对照组。
【变式探究】 有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答下列问题。
(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以________为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲，该培养基属于________培养基。
(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即________________和________________。
(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________。
(4)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、________和________。无菌技术要求实验操作应在酒精灯________附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。
【答案】(1)原油　选择　(2)平板划线法　稀释涂布平板法　(3)强　(4)干热灭菌　高压蒸汽灭菌　火焰
【特别提醒】(1)微生物培养技术中的消毒和灭菌
消毒
灭菌
区
别
使用手段
较为温和的物理或化学方法
强烈的理化因素
结果
杀死表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)
杀死包括芽孢和孢子在内的所有微生物
常用方法
煮沸消毒法、化学药剂消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法等
灼烧灭菌法、干热灭菌法、高压蒸汽灭菌法等
联系
①都借助理化性质，营造微生物难以生存的不良环境；②作用实质都是通过使蛋白质变性来抑制微生物生命活动或杀死微生物
(2)平板划线操作的注意事项
①每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌。
②灼烧接种环之后，要冷却后才能伸入菌液，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划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。
题型2、应用生物技术进行食品加工
【例2】（2017年江苏卷，25）下图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是（　　）
　　　　　　　　　　　　　
A．改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B．果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸
C．果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关
D．气体入口与气体出口可以交换使用
【答案】AB C
【举一反三】（2017年江苏卷，10）下列关于“腐乳的制作”的实验，叙述正确的是（　　）
A．控制发酵温度的主要目的是腐乳调味
B．腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用
C．毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉
D．成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生
【答案】B
【解析】温度通过影响酶的活性影响腐乳发酵，控制发酵的温度主要有利于毛霉等微生物的生长和腐乳发酵，A错误；香辛料和料酒都能抑制微生物的生长，具有防腐作用，B正确；毛霉的主要作用是产生蛋白酶和脂肪酶，将蛋白质和脂肪分解成小分子化合物，C错误；成品腐乳表面的粘性物质主要是毛霉产生的，毛霉属于真菌，D错误。
【变式探究】（2016新课标2卷.39)（15分）
苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的，回答下列为题：
（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_________________中进行，其产物乙醇与_________________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________________中进行，与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增值速度________________。
（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________________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____________（填“低于”或“高于”）第二阶段。
（4）醋酸杆菌属于___________核生物，其细胞结构中（填“含有”或“不含有”）线粒体。
【答案】（15分）
（1）细胞质基质 重铬酸甲 线粒体 快
（2）有氧
（3）低于 （4）原 不含有
【举一反三】下列有关传统果酒、果醋发酵和腐乳制作的比较，正确的是(　　)
A．果酒、腐乳发酵的主要微生物属于真核生物，果醋发酵菌种属于原核生物
B．果酒制成后只需将装置转移至温度较高的环境中即可制作果醋
C．果酒发酵在无氧环境下进行，果醋和腐乳发酵在有氧条件下进行
D．果酒、果醋和腐乳制作过程利用的都是微生物胞内酶
【答案】AC
【解析】果酒发酵利用的是酵母菌，腐乳发酵利用的是毛霉，它们都是真核生物，而醋酸杆菌是原核生物，A正确；酵母菌无氧呼吸产生酒精，醋酸菌是好氧细菌，腐乳发酵需要氧气，故C正确。果酒、果醋是微生物的代谢产物，需要的酶是胞内酶。腐乳制作利用的是毛霉，产生的蛋白酶、脂肪酶是胞外酶，故B、D错误。
【举一反三】下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是(　　)
A．制作果酒最快捷的途径是先制果醋，再制果酒
B．酿制果醋所需酵母菌和醋酸菌的发酵底物、条件完全相同
C．制作腐乳需利用毛霉产生的酶分解豆腐中的蛋白质等物质
D．制作果酒、果醋和腐乳过程中都应防止微生物的生长、繁殖
【答案】C
【变式探究】利用不同微生物的发酵作用制作食品，历史悠久、惠及民生。请分析回答下列问题。
(1)腐乳制作的流程是：让豆腐上长出________―→加盐腌制―→加卤汤装瓶―→密封腌制。用盐腌制时，应注意控制________；配制卤汤时，要使卤汤中酒的含量控制在________ %左右。
(2)制作泡菜的原理是_________________________________________________________。
(3)蔬菜在腌制过程中，会产生亚硝酸盐。在________条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生________反应后，与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成________色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较，估算出的亚硝酸盐含量如图曲线所示，据图可以得出的结论是：_________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)毛霉　盐的用量　12　(2)乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖，将葡萄糖分解成乳酸　(3)盐酸酸化　重氮化　玫瑰红　泡菜封坛后亚硝酸盐含量不断增加，至第4 d含量最高，以后逐渐减少(意思对即可)
【变式探究】如图1是果酒和果醋制作的实验流程，图2为果酒和果醋的发酵装置。据图分析下列说法正确的是(　　)。
A．在果酒发酵时，葡萄汁要装满发酵瓶，造成无氧环境，有利于酒精发酵
B．在果酒和果醋发酵时，排气口的作用只是排出发酵过程中产生的CO2
C．酒精发酵时温度控制在30～35 ℃，果醋发酵时温度控制在18～25 ℃
D．酒精发酵和果醋发酵所用的菌种，都具有细胞壁、细胞膜、核糖体、DNA、RNA
【答案】D
【解析】A选项错误，酒精发酵时，葡萄汁装瓶时，要留有的空间，以便开始时进行有氧呼吸和防止发酵时液体溢出；B选项错误，在果醋发酵时，排气口排出的是多余的空气和二氧化碳；C选项错误，酒精发酵时温度控制在18～25 ℃，果醋发酵时温度控制在30～35 ℃；D选项正确，酒精发酵和果醋发酵所用的菌种分别是酵母菌和醋酸菌，前者是真核生物，后者是原核生物，都具有细胞壁、细胞膜、核糖体、DNA、RNA。
题型三　传统发酵技术的应用
例3. （2017年新课标Ⅱ卷，37）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____________________、__________________________。
（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______________________。
（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__________________________。
（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__________________________，脂肪转变为__________________________。
【答案】（1）菌种 发酵时间
（2）好氧菌
（3）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）氨基酸和肽 脂肪酸和甘油
(2016·高考全国甲卷)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________中进行，其产物乙醇与________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________中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度________。
(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________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________(填“低于”或“高于”)第二阶段的。
(4)醋酸杆菌属于____核生物，其细胞结构中_____(填“含有”或“不含有”)线粒体。
【解析】(1)图中过程①和②是酵母菌无氧呼吸产生乙醇的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。乙醇可用酸性重铬酸钾试剂检测，颜色由橙色变为灰绿色。过程③为有氧呼吸的第二和第三阶段，场所为线粒体。在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，产生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧条件下酵母菌的繁殖速度更快。(2)醋酸杆菌是好氧型细菌，因此，在醋酸杆菌作用下，将乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段酵母菌产生乙醇的适宜温度为18～25 ℃，第二阶段醋酸杆菌产生醋酸的适宜温度为30～35 ℃，第一阶段的温度低于第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于原核生物，原核细胞中的细胞器只有核糖体一种，不含线粒体。
【答案】(1)细胞质基质　重铬酸钾　线粒体　快　(2)有氧　(3)低于　(4)原　不含有
【变式探究】(2015·江苏卷，24)下图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述错误的是(　　)
A.发酵过程中酒精的产生速率越来越快
B.集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2
C.发酵过程中酵母种群呈“J”型增长
D.若发酵液表面出现菌膜，最可能原因是发酵瓶漏气
【答案】 ABC
2.(2015·江苏卷，17)关于“腐乳的制作”实验，下列叙述错误的是(　　)
A.将腐乳坯堆积起来会导致堆内温度升高，影响毛霉生长
B.腐乳坯若被细菌污染，则腐乳坯表面会出现黏性物
C.勤向腐乳坯表面喷水，有利于毛霉菌丝的生长
D.装坛阶段加入料酒，可有效防止杂菌污染
【解析】本题主要考查腐乳的制作实验，意在考查教材实验的内容，考查理解能力和实验能力。难度适中。A项对，将腐乳坯堆积起来会导致微生物大量繁殖，堆内温度升高，影响毛霉生长；B项对，正常情况下毛霉等菌种，会使豆腐表面长出一层菌丝，被细菌污染，腐乳坯表面会出现黏性物；C项错，适于做腐乳的豆腐含水量为70%左右，适于毛霉菌丝生长，再加水不利于腐乳成型；D项对，加入料酒，可抑制杂菌生长。
【答案】 C
3.(2013·江苏，14)某研究性学习小组以樱桃、番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是(　　)
A.酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高
B.先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵
C.与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好
D.适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖
【答案】 D
4.(2014·海南卷，30)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的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。
①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。
②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。
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________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。
(2)下图表示的是泡菜中________趋势。
(3)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是________(填“醋酸杆菌”或“乳酸菌”)。
【答案】(1)①不同浓度亚硝酸钠标准溶液　②不同泡制天数的泡菜滤液　③样品管　相同(相近)　(2)亚硝酸盐　(3)乳酸菌
题型四、　植物组织培养技术
【例4】（2017年新课标Ⅲ卷，37）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___________________（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___________________________________。
（2）提取物质W时，振荡的作用是______________________。
（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________________。
（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__________________________________。
（5）该实验操作过程中应注意的事项是_________________（答出两点即可）。
【答案】（1）晾干 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稀释，进而降低对物质W的提取效果
（2）使原料和溶剂充分混匀
（3）去除提取液中的色素
（4）丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质W分解较少
（5）在温度较低的情况下操作，防火
【变式探究】(2015·江苏卷，31)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃，可用来发酵处理秸秆，提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果，研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题：
(1)在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是________(填序号)。
①酒精灯　②培养皿　③显微镜　④无菌水
(2)在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是________。
(3)向试管内分装含琼脂的培养基时，若试管口粘附有培养基，需要用酒精棉球擦净的原因是
______________________________________________________。
(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上，筛到了几株有透明降解圈的菌落(见下图)。图中降解圈大小与纤维素酶的________有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是________(填图中序号)。
(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4，在不同温度和pH条件下进行发酵，测得发酵液中酶活性的结果见下图，推测菌株________更适合用于人工瘤胃发酵，理由是
_______________________________________________。
【解析】本题主要考查培养基的配制和微生物的培养，意在考查生物实验、理解能力和综合运用能力，难度适中。
(1)样品稀释和涂布平板的操作不需要显微镜。(2)涂布平板时若培养基表面的菌悬液过多，菌体堆积，影响分离效果。(3)试管口粘附的培养基，需要用酒精棉球擦净，避免培养基污染棉塞 。(4)菌株产生的降解纤维素酶的量越多、活性越高，会使降解圈越大。降解纤维素能力最强的菌株是①，因其菌株菌落小，但降解圈大。 (5)分析图中曲线可知，J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高，而发酵过程会产热和酸，故该菌株最适合用于人工瘤胃发醇。
【答案】(1)③
(2)培养基表面的菌悬液会出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果
(3)避免培养基污染棉塞
(4)量与活性　①
(5)J4　发酵过程会产热和产酸，J4 菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高
【变式探究】早在古代，人类就已经发现具有芳香气味的植株或花卉能使人神清气爽，将这些植物制成干品后，可当成药物和香料使用。但是，植物香料易挥发，不易储存。欧洲中世纪香料贸易的发展，促成了植物芳香油提取技术的诞生。16世纪，制备芳香油的技术已经相当成熟。请回答下列与提取芳香油有关的问题。
(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、________和________等。
(2)玫瑰精油能使人产生愉悦感，化学性质稳定，难溶于水，挥发性强，所以提取时常用的方法是________________。向用这种方法得到的乳浊液中加入________并放置一段时间后，将出现明显的分层现象，原因是________________________________________________________________________。
分离的油层还会含有一定的水分，一般可以加入一些 ________来吸收残留水分。
(3)橘皮含有橘皮精油，具有诱人的橘香味。由于用上题所用方法提取橘皮精油的有效成分时会发生________，而使用________法又会产生原料焦糊的问题，所以一般用压榨法提取。压榨后压榨液中含有橘皮精油和大量水分以及一些糊状残渣等杂质，可用________法除去固体物和残渣，然后需要进一步除去质量较小的残留固体物时可以用________法。
【答案】(1)蒸馏法　萃取法　(2)水蒸气蒸馏法　氯化钠　油层的密度比水层小　无水硫酸钠　(3)部分水解　水中蒸馏　过滤　离心
【解析】(1)植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，具体采用哪种方法要根据植物原料的特点而定。(2)玫瑰精油不溶于水，易溶于有机溶剂，用水蒸气蒸馏法提取。加入NaCl的水层密度增大，而玫瑰精油的密度相对较小，位于水层上方，然后用分液漏斗可将两层分开，分离出的油层还含有一定的水分，可加入无水硫酸钠吸收残留水分。(3)压榨橘皮所得压榨液中含有橘皮精油和大量水分以及一些糊状残渣等杂质，可用普通布袋过滤除去固体物和残渣，通过离心除去质量较小的残留固体物。
【变式探究】 下面图一为胡萝卜素粗品鉴定装置示意图，图二为胡萝卜素的纸层析结果示意图，请据图回答下列问题。
(1)图一中b的名称是________，a的作用是________，e为________，对于e实验时应注意________________，f为________，常用________，如果层析液没及e会导致________________。
(2)图二中A、B、C、D四点中，属于标准样品的样点是________，属于提取样品的样点是________。基线一般距底边________cm；在图中的层析谱中，①代表的物质是________，②代表的物质是________。
【答案】(1)色谱容器　防止层析液挥发　样品原点　点样应该快速细致并保持滤纸干燥　溶剂　石油醚　胡萝卜素溶解在层析液中，导致鉴定失败　(2)A和D　B和C　2　胡萝卜素　其他色素和杂质
【易错警示】(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)点样时点样斑点太大(直径大于2 mm)，导致最终在滤纸上形成一条线，无法辨认被提取的色素；点样斑点的直径应为2 mm。(3)将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时不能将滤纸两边相互接触，以免由于毛细管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)没设置标准样品作对照；层析是否提取到胡萝卜素，通过与标准样品中的β胡萝卜素作对比予以确认。
题型五、酶的研究和应用
【例5】（2017年江苏卷，12）固定化单宁酶应用于茶饮料加工，可消除其中的苦涩味。下列有关叙述正确的是（　　）
A．在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白
B．化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小
C．温度、pH 和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性
D．酶的高效性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分
【答案】C
【变式探究】（2017年江苏卷，17）为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如下图。由图中实验结果能直接得出的结论是（　　）
　　　　　　　　　　　　
A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强
B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同
D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
【答案】C
【解析】20 U/L的碱性纤维素酶处理对污布类型1，去污力为60%，30 U/L的碱性纤维素酶处理污布类型2，去污力约为80%，则单位碱性纤维素酶对污布类型1去污力最强，A错误；由于污布类型不同，不能探究不同类型的洗衣粉对碱性蛋白酶的去污力的影响，B错误；对污布类型2、3而言，都是Y型洗衣粉，30%的酶用量，但去污力不同，说明碱性纤维素酶对污布类型2、3 的去污力不同，C正确；该实验没有针对同一类型的洗衣粉加大酶用量的探究，则不能判断加大酶用量是否提高洗衣粉的去污力，D错误。
【变式探究】（2016江苏卷.33）下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：
（1）用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用______两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过__________酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于__________________态的大肠杆菌。
（2）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加__________，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中_____________。
（3）若BamH I酶切的DNA末端与Bcl I酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为 ，对于该部位，这两种酶 （填“都能”、“都不能”或“只有一种能”）切开。
（4）若用Sau3A I切图1质粒最多可能获得 种大小不同的DNA片段。
【答案】（1）BclI和HindⅢ 连接 感受 （2）四环素 引物甲和引物丙
（3） 都不能 （4）7
【解析】（1）选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，但BamHI可能使质粒中启动子丢失，因此只能选BclI和HindⅢ。酶切后的载体和目的基因片段，通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于感受态的大肠杆菌。
（2）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，根据质粒上的抗性基因，应在筛选平板培养基中添加四环素。PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合，沿相反的方向合成子链。
（3）根据BamHI和Bcl I的酶切位点，BamHI酶切的DNA末端与Bcl I酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为，与两种酶的酶切位点均不同。
（4）根据BamH、Bcl I和Sau3A I的酶切位点，Sau3A I在质粒上有三个酶切位点，完全酶切可得到记为A、B、C三种片段，若部分位点被切开，可得到AB、AC、BC、ABC四种片段，所以用Sau3A I切图1质粒最多可能获得7种大小不同的DNA片段。
【变式探究】 (2014·江苏卷，18)下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是(　　)
A.高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好
B.洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用
C.在pH低于7.0的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用
D.洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用
【答案】 C
【变式探究】下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是(　　)
A.可用包埋法制备固定化酵母细胞
B.反应产物对固定化酶的活性没有影响
C.葡萄糖异构酶固定前后专一性不同
D.固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应
【解析】本题考查酶或细胞的固定化技术，意在考查考生对固定化酶和固定化细胞在方法选择和催化反应等方面异同的比较辨别能力。细胞难以被吸附或结合，固定化细胞多采用包埋法，A正确；反应产物积累能影响酶的结构，从而使酶的活性下降，B错误；葡萄糖异构酶在固定前后专一性不变，C错误；固定化细胞固定的是一系列的酶，可以催化一系列的反应，但不能催化各种反应底物的一系列反应，D错误。
【答案】 A
【变式探究】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“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”实验，意在考查考生对影响酶活性的因素与实验的自变量和因变量等相关知识的分析能力。高温会导致加酶洗衣粉中酶变性失活，所以不能用热水溶解洗衣粉，A错误；本实验的目的是探究两种洗衣粉的洗涤效果，所以观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度或达到同样洗涤效果所需时间的长短，B 正确；酶的活性受pH影响，在酶作用的适宜条件下，加酶洗衣粉的洗涤效果好于普通洗衣粉，C错误；酶具有专一性，加有蛋白酶的洗衣粉不能用于真丝、羊毛等衣料的洗涤，适当增加洗衣粉的用量会使洗涤效果增强，D错误。
【答案】 B
【变式探究】(2014·浙江自选模块，17)下面是关于固定化酶和细菌培养实验的问题。请回答：
(1)某兴趣小组欲利用固定化酶进行酶解淀粉的实验，分组见下表。
组别
固定化酶柱长度(cm)
淀粉溶液的流速(mL·min－1)
甲
10
0.3
乙
10
0.5
丙
15
0.3
丁
15
0.5
将吸附了α－淀粉酶的石英砂装入柱中后，需用蒸馏水充分洗涤固定化酶柱，以除去________。按上表分组，将配制好的淀粉溶液加入到固定化酶柱中，然后取一定量的流出液进行KI?I2检测。若流出液呈红色，表明有________生成；若各组呈现的颜色有显著差异，则流出液中淀粉水解产物浓度最高的是________组。
(2)下列关于上述固定化酶实验的叙述，错误的是(　　)
A.固定化酶柱长度和淀粉溶液流速决定了酶柱中酶的含量
B.淀粉溶液流速过快会导致流出液中含有淀粉
C.各组实验所用的淀粉溶液浓度应相同
D.淀粉溶液的pH对实验结果有影响
(3)现有一份污水样品，某兴趣小组欲检测其中的细菌数，进行以下实验。将一定量的污水样品进行浓度梯度稀释。取适量不同稀释度的稀释液，用________法分别接种于固体平面培养基上，经培养后进行计数。该实验应注意，接种前，从盛有________的容器中将玻璃刮刀取出，放在酒精灯火焰上灼烧，冷却后待用；分组时，需用________作为对照。
(4)在上述细菌培养实验中进行计数时，应计数的是接种了________。
A.各个稀释度样品的培养基上的细菌数
B.合理稀释度样品的培养基上的细菌数
C.各个稀释度样品的培养基上的菌落数
D.合理稀释度样品的培养基上的菌落数
【解析】本题主要考查酶的特性及应用和微生物的培养及应用。(1)将吸附了酶的石英砂装入柱中后，有的酶未吸附到固定化酶柱上，故应用蒸馏水进行洗涤。KI－I2用来检测糊精的生成，颜色反应为红色。从固定化酶柱长度(酶量)、淀粉溶液的流速两方面分析，丙组固定化酶柱最长，酶量最多，溶液流速最慢，酶与淀粉接触更加充分，故丙组淀粉水解产物浓度最高。(2)酶柱的长度决定了酶的总量，而与溶液的流速无关，故A项错误。溶液流速过快，缩短了酶促反应的时间，淀粉水解不彻底，故B项正确。根据对照实验单一变量原则，C项正确。酶的活性受温度、pH的影响，故D项正确。(3)将细菌接种于固体平面培养基上，应用涂布分离法；玻璃刮刀应存放于70%的酒精中，以防杂菌污染；对照组应选未接种的培养基。(4)由于细菌菌体微小，难以观察，故对细菌进行计数应观察菌落数。C、D比较，很容易确定D项正确。
【答案】(1)未吸附的α－淀粉酶　糊精　丙　(2)A
(3)涂布分离　70%酒精　未接种的培养基　(4)D
【变式探究】 某实验小组进行固定化酵母细胞的制备，并开展游离酵母和固定化酵母发酵产酒酒精度的比较。请回答下列问题。
产酒酒精度的比较
时间/d
游离酵母
固定化酵母
0
0
0
2
1.0
2.5
4
2.1
4.2
6
3.2
5.0
8
3.9
5.4
10
4.3
6.0
12
4.6
6.4
(1)制作凝胶珠的实验步骤是：酵母细胞的活化―→________________―→配制海藻酸钠溶液―→________________―→固定化酵母细胞。
(2)影响实验成败的关键步骤是__________________________________________________。
(3)该小组将制备好的固定化酵母与游离酵母分别放在一定的条件下发酵，定时记录发酵液中酒精度的变化。
①实验过程中“在一定的条件下发酵”的条件是________，要求条件相同是为了确保________。
②由表可知，固定化酵母和游离酵母发酵都能产生酒精，但固定化酵母在发酵前期的延迟期的时间比游离酵母在发酵前期的延迟期的时间要________。
【答案】(1)配制物质的量浓度为0.05 mol/L的CaCl2溶液　海藻酸钠溶液与酵母细胞混合　(2)配制海藻酸钠溶液
(3)①适宜的温度、pH等　单一变量　②短
【解析】制备固定化酵母细胞的实验步骤为：酵母细胞的活化―→配制CaCl2溶液―→配制海藻酸钠溶液―→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合―→固定化酵母细胞；该实验的关键是配制海藻酸钠溶液。酵母菌酒精发酵过程是细胞内酶的催化过程，需要在适宜的温度、pH等条件下进行，两组实验的条件相同，才能够确保无关变量相同，且遵循单一变量原则。由表可知，在12 d的发酵时间里，固定化酵母发酵产酒酒精度从0度到6.4度，游离酵母发酵产酒酒精度从0度到4.6度，而且固定化酵母发酵产酒酒精度在第4天即达到4.2度，表明其延迟期短。
题型六、DNA和蛋白质技术
【例6】 （2016新课标Ⅲ卷.40）图（a）中的三个DNA片段上依次表示出了EcoR I、BamH I和Sau3A I三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体示意图（载体上的EcoR I、Sau3A I的切点是唯一的）。
根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
（1）经BamH I酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被____________酶切后的产物连接，理由是____________。
（2）若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c）所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有____________，不能表达的原因是____________。
（3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有____________和____________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是____________。
【答案】（1）Sau3AⅠ 两种梅切割后产生的片段具有相同的黏性末端
（2）甲和丙 甲中目的基因插入在启动子的上游， 丙中目的基因插入在终止子的下游，两者目的基因均不能转录
（3）E·coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 T4DNA连接酶
【变式探究】多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答下列有关PCR技术的基本原理及应用问题。
(1)DNA的两条链是反向平行的，通常将________的末端称为5′端，当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的________开始延伸DNA链。
(2)PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，但又导致了DNA聚合酶失活的新问题。到20世纪80年代，科学家从一种Taq细菌中分离到________，它的发现和应用解决了上述问题；要将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来，所用的培养基叫________。
(3)PCR的每次循环可以分为________三步。假设在PCR反应中，只有一个DNA片段作为模板，请计算在5次循环后，反应物中大约有________个这样的DNA片段。
(4)请用简图表示出一个DNA片段PCR反应中第二轮的产物。
(5)简述PCR技术的主要应用。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(要求3项以上)。
【答案】(1)磷酸基团　3′端　(2)耐高温的TaqDNA聚合酶　选择培养基　(3)变性、复性和延伸　32
(4)
(5)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定
【解析】(1)DNA聚合酶工作时必须要有一个引物，它只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的3′羟基上，与DNA母链结合的RNA引物就提供这个羟基。
(2)因PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，所以用于催化DNA复制过程的DNA聚合酶要具有耐高温的特性。用选择培养基可将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来。
(3)DNA复制的两条链均作为模板，进行半保留复制，所以复制5次后得到的子代DNA分子数为25＝32个。
(4)新合成的DNA链带有引物，而最初的模板DNA的两条链不带有引物。
(5)PCR技术可以对DNA分子进行扩增，所以可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等方面。
【变式探究2】下列有关“血红蛋白提取和分离”的相关叙述中，正确的是(　　)。
A．用蒸馏水进行红细胞的洗涤，其目的是去除细胞表面杂蛋白
B．将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较大的杂质
C．血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目的是使血红蛋白溶于有机溶剂
D．整个过程不断用磷酸缓冲液处理，是为了维持血红蛋白的结构
【答案】D
题型七　特定成分的提取与分离
例7. （2017年海南卷，30）绿藻A是某种单细胞绿藻，能够合成物质W。某小组为探究氮营养缺乏对绿藻A增殖及物质W累计的影响，将等量的绿藻A分别接种在氮营养缺乏（实验组）和氮营养正常（对照组）的两瓶培养液中，并在适宜温度和一定光强下培养。定时取样并检测细胞浓度和物质W的含量，结果如图。

（1）从图甲可知，在氮营养正常培养液的瓶中，绿藻A的种群增长曲线呈___________型。
（2）综合图甲和图乙的信息可知，在生产上，若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W，可以采取的措施是________。
（3）若物质W是类胡萝卜素，根据类胡萝卜素不易挥发和易于溶于有机溶剂的特点，应选择的提取方法是_________。用纸层析法可以将类胡萝卜素与叶绿素分开，纸层析法分离的原理是__________________。
（4）在以上研究的基础上，某人拟设计实验进一步研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响，则该实验的自变量是_____________。
（5）与在光照条件下相比，若要使绿藻A在黑暗条件下增殖，需要为其提供_________________（填“葡萄糖”或“纤维素”）作为营养物质，原因是___________________。
【答案】（1）S
（2）先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液培养，等到细胞浓度最高时集中收集，再放在氮营养缺乏的培养液继续培养
（3）萃取 类胡萝卜素和叶绿素在层析液（有机溶剂）中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离。
（4）培养基中的氮营养浓度
（5）葡萄糖 在黑暗下，绿藻不能进行光合作用合成糖类（有机物），需要吸收葡萄糖为营养物质，而纤维素不能被绿藻吸收利用。
【解析】（1）图甲，与对照组比较，在氮营养正常培养液的瓶中，绿藻A的种群增长先增加后平稳，曲线呈S型。
（2）由甲图可知，氮营养正常培养液绿藻增殖速度快；由乙图可知，缺氮营养液W含量高。故若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W，可以采取的措施是先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液培养，等到细胞浓度最高时集中收集，再放在氮营养缺乏的培养液继续培养。
（3）根据类胡萝卜素不易挥发和易于溶于有机溶剂的特点，应选择的提取方法是萃取。类胡萝卜素和叶绿素在层析液（有机溶剂）中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离，这是纸层析法分离的原理。
（4）实验目的是研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响，故自变量培养基中的氮营养浓度。
（5）绿藻黑暗中不能光合作用合成有机物，需要吸收葡萄糖满足生命活动的需要，而纤维素不能绿藻利用。
【变式探究】(2015·江苏卷，25)图1、2分别为“DNA的粗提取与鉴定”实验中部分操作步骤示意图，下列叙述正确的是(　　)
A.图1、2中加入蒸馏水稀释的目的相同
B.图1中完成过滤之后保留滤液
C.图2中完成过滤之后弃去滤液
D.在图1鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质
【答案】 BCD
【变式探究】某同学用洋葱进行DNA粗提取和鉴定实验，操作错误的是(　　)
A.加入洗涤剂后用力进行快速、充分的研磨
B.用蛋白酶纯化过滤后的研磨液中的DNA
C.加入酒精后用玻璃棒轻缓搅拌
D.加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热
【解析】本题考查DNA粗提取和鉴定实验的操作要领，意在考查考生的实际操作与分析理解能力。加入洗涤剂后研磨动作要轻缓、柔和，否则会产生许多泡沫，不利于后续步骤的操作，A错误；蛋白酶能够分解蛋白质，因此能起到纯化DNA的作用，B正确；加入酒精后用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀，C正确；用二苯胺试剂鉴定DNA需要水浴加热，D正确。
【答案】 A
【变式探究】下列关于“DNA粗提取与鉴定实验”的叙述，正确的是(　　)
A.洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度
B.将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
C.常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取
D.用玻棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少
【答案】 C
【变式探究】(2015·课标卷Ⅱ，39)[生物——选修1：生物技术实践]
回答与胡萝卜素有关的问题：
(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是________(填“α-胡萝卜素”“β-胡萝卜素”或“γ-胡萝卜素”)，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子________，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为________，胡萝卜素是________(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。
(2)工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，________(填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。
(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的________作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是________________。
【解析】该题考查胡萝卜素的相关知识及与其萃取有关的知识，考查学生识记和理解能力，难度较小。(1)胡萝卜素的化学分子式中包含多个碳碳双键，根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为α、β、γ三类，β胡萝卜素是其中最主要的组成成分；一分子的β胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子的维生素A；由于饮食中缺乏维生素A或因某些消化系统疾病影响维生素A的吸收，致使视网膜杆状细胞没有合成视紫红质的原料而造成夜盲(暂时性夜盲症可由补充维生素A得以痊愈)。(2)提取胡萝卜素时新鲜的岩藻具有大量的水份需要进行干燥，以提高萃取效率。(3)乙酸乙酯属于水不溶性有机溶剂与水不互溶，能够溶解胡萝卜素；乙醇是水溶性有机溶剂，因萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不宜选作萃取剂。
【答案】 (1)β胡萝卜素　维生素A　夜盲症　非挥发性
(2)需要　(3)乙酸乙酯　萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇属于水溶性有机溶剂，影响萃取效果(其他答案合理也给分)

1．下表是某同学列出的分离并计数土壤中微生物培养基的配方，据此回答下列问题：
KH2PO4
1.4 g
Na2HPO4
2.1 g
MgSO4·7H2O
0.2 g
葡萄糖
10.0 g
尿素
1.0 g
琼脂
15.0 g
(1)制备培养基时，将上述物质溶解并用蒸馏水定容至1 000 mL后，还要进行__________和__________。
(2)从功能上看，该培养基属于________培养基，细菌能利用培养基中的氮源是由于能合成________。
(3)用稀释涂布平板法统计样本菌落数时，____________(填“需要”或“不需要”)设置对照组(即不接种进行培养)，作用是__________________________________________________________________。
(4)某同学在3个培养基上分别涂布稀释倍数为106的土壤样液0.1 mL，培养一段时间后，其菌落数分别为180、220、320个，则每毫升原土壤样液中上述微生物的数量为____________，此方法测定的活菌数比实际活菌数少的原因为__________________________。
【答案】(1)灭菌　倒平板
(2)选择　脲酶(催化尿素分解的酶)
(3)需要 　判断培养基是否被杂菌污染
(4)2.4×109　当两个或多个细菌连在一起时，平板上只能观察到一个菌落
2．下面是探究如何从土壤中分离出自生固氮菌与计数的实验，回答下列问题：实验原理：农田的表层土壤中，自生固氮菌的含量比较多。将用表层土壤制成的稀泥浆，接种到无氮培养基上进行培养。在这种情况下，只有自生固氮菌才能生长繁殖。用这种方法，可以将自生固氮菌与其他细菌分离。
材料用具：农田的表层土壤、无氮培养基、牛肉膏蛋白胨培养基、盛有9 mL无菌水的试管、无菌吸管、无菌涂布器、无菌培养皿、盛有90 mL无菌水的锥形瓶、恒温箱。
(1)方法步骤：
①倒平板：分别将无氮培养基、牛肉膏蛋白胨培养基倒平板，应在________旁操作。
②制备土壤稀释液：取土样10 g加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。用无菌吸管吸取上清液1 mL，转至盛有9 mL的无菌水的试管中，依次稀释到107稀释度。
③涂布：按照由103～107稀释度的顺序分别吸取0.1 mL进行平板涂布，每个稀释度下，无氮培养基应至少涂布______个平板，牛肉膏蛋白胨培养基涂布________个。
④培养：放入恒温箱内，在28～30 ℃下培养3～4 d。
⑤细菌的计数：当菌落数目稳定时，选取菌落数在________的平板进行计数。如果测定的平均值为50，则每克样品中的菌株数是________。(稀释度是105)
(2)预期结果：相同稀释度下，牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数________(填“多于”或“少于”)无氮培养基上的数目。原因是_________________________________________________。
【答案】(1)①酒精灯火焰　③3　1　⑤30～300　5×107
(2)多于　无氮培养基上只有土壤中的自生固氮菌能生长繁殖，而牛肉膏蛋白胨培养基上几乎允许土壤中所有菌类生存
3．请回答下列与发酵食品有关的问题：
(1)葡萄酒酿造前需要冲洗葡萄，其主要目的是________，葡萄酒呈现红色的原因是______________。喝剩的葡萄酒放置一段时间后变酸的原因是___________________________________________________。
(2)苹果醋生产过程中利用了__________菌的发酵作用，该过程需将温度控制在________________。
(3)制作酸奶需要的细菌的代谢类型是________________，含有抗生素的牛奶__________(填“能”或“不能”)作为酸奶发酵原料，原因是__________________________________________________________。
【答案】(1)洗去浮尘　红色葡萄皮中的色素溶解在发酵液中　空气中的醋酸菌混入葡萄酒中后发酵产生了醋酸
(2)醋酸　30～35 ℃
(3)异养厌氧　不能　抗生素可以杀死乳酸菌
【解析】(1)用葡萄酿酒前冲洗葡萄的目的主要是洗去浮尘；葡萄皮中含有色素，溶解在发酵液中，使葡萄酒呈现红色；葡萄酒中乙醇在醋酸杆菌作用下会变酸。(2)苹果醋生产过程中利用了醋酸杆菌的发酵作用；醋酸杆菌生长最适温度为30～35 ℃。(3)制作酸奶利用了乳酸菌的发酵作用，乳酸菌的代谢类型异养厌氧型；抗生素能杀死乳酸菌。
4．在我国，民间利用酵母菌发酵酿酒历史悠久，如图是农村家庭常利用酵母菌发酵酿酒生产制作过程用到的一组装置，该装置构思巧妙，使用方便。回答下列问题：
(1)利用大米酿制米酒，该过程发挥作用的酵母菌从细胞结构看是__________生物，利用酵母菌酿酒的原理是______________________________。
(2)利用酵母菌发酵酿酒过程中，水和酒的产生总是同时进行的吗？____________(填“是”或“不是”)；待发酵产生大量酒精后，还要将米酒与酒糟分离，从分离原理看，该装置是一个______________装置，铁锅1在该装置中起的作用是____________。
(3)若用此法提取玫瑰精油，收集到乳白色的乳浊液后，需加入NaCl目的是________________。橘皮精油一般不用该方法进行提取，原因是____________________，适宜采用__________提取。
【答案】(1)真核　无氧条件下酵母菌将葡萄糖分解为CO2和酒精
(2)不是　蒸馏　冷凝
(3)使乳浊液分层　原料易焦糊　压榨
5．蓝莓果实中富含花青素等营养成分，具有保护视力、防止脑神经老化、强心、抗癌、软化血管、增强机体免疫等功能。下面是获取蓝莓花青素、蓝莓酒和蓝莓醋的流程。结合所学知识，回答下列问题：
(1)获取蓝莓果汁时加入果胶酶能将果胶分解成可溶性的____________，使浑浊的果汁变得澄清。蓝莓花青素(在中性或碱性溶液中不稳定，在60 ℃以下热稳定性较好)的提取可用溶剂萃取法，考虑到色素提取液作为食品添加剂的安全性问题，在下述方案中，你认为较好的方案是________(填序号)。
A．清水＋甲醇　　　　　 　B．盐酸＋乙醇
C．柠檬酸＋丙酮 D．柠檬酸＋乙醇
含花青素的粗品经真空干燥(可使水的沸点降至40 ℃)制成成品，采用该方法的主要原因是
________________________________________________________________________。
(2)酿制蓝莓酒时，一般要先通气的目的是________________________________。通常不需要对蓝莓进行严格的消毒处理，是因为在缺氧、呈酸性的发酵液中________________________________________。醋酸菌将乙醇变为醋酸的环境条件是糖源________(填“充足”或“缺少”)。酿制成功的蓝莓果酒如果暴露在空气中会逐渐出现醋酸味，气温高的夏天更易如此，其原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若蓝莓果汁中已含有醋酸菌，在蓝莓果酒发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？
_________________________________________________________________，
说明原因：________________________________________________________________________。为鉴定蓝莓果醋是否酿制成功，除可以通过观察菌膜、尝、嗅之外，还可以通过检测____________________作进一步的鉴定。
【答案】(1)半乳糖醛酸　D　避免干燥时温度过高导致花青素分解
(2)让酵母菌在有氧条件下大量繁殖　绝大多数微生物无法适应这一环境而受抑制　缺少　醋酸菌是好氧细菌，最适生长温度为30～35 ℃(夏天温度较高)，导致醋酸菌大量生长产生醋酸
(3)不能　果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长　发酵前后的pH
6．回答下列与物质提取有关的问题：
(1)柠檬油是植物芳香油中的一种，提取柠檬油的操作步骤如图1。A是________，目的是破坏细胞结构，分解果胶，防止压榨时果皮滑脱，提高________。B是相当于柠檬果皮质量0.25 %的小苏打和5%的硫酸钠，其目的是使柠檬油易与水分离，并调节pH至________。C过程用的是普通布袋，目的是除去________。
(2)玫瑰精油适合用________法提取，其理由是玫瑰精油具有________________________的性质。蒸馏时收集的蒸馏液不是纯的玫瑰精油，原因是_________________________
________________________________________________________________________。
(3)胡萝卜素可以预防白内障，有助于保护眼睛等。从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是________法。用这种方法提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、__________、过滤、浓缩。某同学在鉴定胡萝卜素时，所做的纸层析装置如图2所示，请指出其中的错误：
图2
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
(4)如图3为“DNA的粗提取与鉴定”的实验装置，在图A所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是
__________________________________________________________________，
通过图B所示的步骤取得滤液，再在滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是
________________________________________________________________________，
图C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是_______________________________。
图3
【答案】(1)石灰水　出油率　7～8　固体物和残渣
(2)水蒸气蒸馏　易挥发、难溶于水、化学性质稳定　玫瑰精油是随水蒸气一起蒸馏出来的
(3)萃取　干燥、萃取　①玻璃瓶未加盖密封　②层析液过多，没过了基线　③滤纸两边接触
(4)使血细胞破裂　使滤液中的DNA溶于浓NaCl溶液　使DNA析出
7．真核生物细胞内，大量DNA和蛋白质以及一些RNA等混杂在一起，难以分离。生物兴趣小组的同学为了获得纯度相对较高的DNA展开了实验探究。
(1)分离各种物质的基本思路是根据DNA和其他物质理化性质的不同而采取一定的方法，如图是从各种物质之间________的差异角度开展研究：
a．取鸡血细胞悬液10 mL，加蒸馏水20 mL，同时用玻璃棒____________(填“轻轻搅拌”或“快速搅拌”)。过滤，取滤液，转移到塑料材质的大烧杯中。
b．沿大烧杯内壁持续、缓慢地加入饱和硫酸铵溶液，用玻璃棒沿一个方向______________(填“轻轻搅拌”或“快速搅拌”)，同时不断收集析出的物质。
如图是根据鸡血中几种物质的析出情况绘制的曲线，请据图分析：
c．如果只收集纤维蛋白，可采取的措施是_________________________________。
d．先用饱和度40%的硫酸铵溶液析出绝大部分纤维蛋白和大部分球蛋白，再在饱和度约为________的硫酸铵溶液中析出DNA(既保证DNA提取量较大又避免其他杂质过多)，与此同时析出的物质还有________。
(2)如果要进一步去掉其他杂质，尽可能提高获得的DNA纯度，可采取的两种办法有：将DNA与球蛋白的混合物加入到______________中，收集再次析出物；用________处理溶有DNA与蛋白质的溶液。
【答案】(1)溶解度　快速搅拌　轻轻搅拌　在硫酸铵浓度达到30%之前收集析出物　50%　球蛋白　(2)冷却酒精　嫩肉粉(木瓜蛋白酶)
8．下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方，请根据表格和所学知识回答下列相关问题。
成分
蛋白胨
乳糖
蔗糖
K2HPO4
指示剂
琼脂
含量(g)
10.0
5.0
5.0
2.0
0.2
12.0
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL
(1)从生态系统的成分上看，大肠杆菌属于________。
(2)若根据用途划分，该培养基属于________(填“选择”或“鉴别”)培养基。若要用上述培养基来筛选出土壤中的尿素分解菌，培养基的营养成分必需怎样更改？________________，并用________作为指示剂。
(3)在微生物培养的过程中，为防止杂菌污染，需要对培养基和培养皿进行________；操作者的双手需要进行清洗和________。
(4)图1和图2是培养某细菌的结果图，其对应的接种方法分别是：______________和____________，这两种方法接种后培养基上都可以得到由单个细胞繁殖所形成的________________。
图1所用的接种方法可用来对活菌进行计数。此外，测定微生物数目的另一种方法是________。
图1　　　　　图2
【解析】　(1)大肠杆菌只能从环境中摄取有机物，不能自己合成有机物，属于分解者。
(2)该培养基中含有指示剂，属于鉴别培养基。尿素分解菌可以分解尿素，而其他微生物不能，因此可将培养基中的蛋白胨改为尿素用于筛选土壤中的尿素分解菌，并用酚红作为指示剂，尿素分解菌分解尿素产生了NH3可使酚红变红。
(3)培养微生物时，培养基和培养皿需要灭菌，操作者双手需要进行消毒。
(4)图1采用的是稀释涂布平板法，图2采用的是平板划线法。单个微生物细胞繁殖所形成的细胞群叫菌落。
【答案】　(1)分解者　 (2)鉴别　将蛋白胨改成尿素　酚红　(3)灭菌　消毒 　(4)稀释涂布平板法　平板划线法　菌落　显微镜直接计数法
9．纤维素是自然界分布最广、含量最多的一种多糖，马、牛等食草动物具有消化纤维素的能力，请回答有关问题。
(1)与培养土壤中分离的纤维素分解菌相比，培养马胃中分离出的纤维素分解菌要调整培养基的pH，还要保证________条件。配制好的培养基培养前应采用________法进行灭菌处理。从功能上看，该培养基是________培养基。
(2)给锥形瓶内的培养液接种时应在酒精灯火焰附近进行，防止________污染培养基。对无菌操作时用到的玻璃器皿要用________的方法彻底灭菌。
(3)某同学使用划线法分离纯化菌株，经一段时间培养，发现有的线上长满了菌，有的线上无菌落，造成这种情况的原因可能是划线操作时________。
(4)将筛选培养的纤维素分解菌破碎后，用________的方法可将纤维素酶溶液与其他细胞成分分离开。纤维素酶能催化纤维素分解为还原性的葡萄糖，根据这一特性，可用________试剂判断提取物是否起到了降解纤维素的作用。
【答案】　(1)无氧　高压蒸汽灭菌　选择　(2)杂菌　干热灭菌 　(3)接种环灼烧后未冷却　(4)离心　斐林
10．微生物在人们的生活中无处不在，请结合所学知识回答下列问题：
(1)在制作果酒过程中，发挥作用的微生物是酵母菌。在制作果酒前期，装置中的酵母菌应该处于________(填“有氧”或“无氧”)条件下，同时将温度控制在________ ℃左右，有利于酵母菌的繁殖。
(2)制作果醋所需要的微生物是________，在制作果酒的酒精发酵旺盛阶段，加入该微生物能否将果汁中的糖转化为醋酸？________，请说明理由：________________________。
(3)泡菜的制作离不开乳酸菌，可用培养基培养大量纯净的乳酸菌菌种。培养乳酸菌的培养基一般含有________、________、水和无机盐等营养物质，同时还要满足________等培养条件。若对获得的乳酸菌菌种进行临时保存，可将菌种接种到试管的________培养基上，在合适的温度下保存。
【解析】　(1)在制作果酒前期，装置中如果有氧气，则酵母菌进行有氧呼吸，有利于酵母菌繁殖；酵母菌繁殖的最适温度为20 ℃左右。
(2)制作果醋所需要的微生物是醋酸菌。在酒精发酵旺盛时，加入醋酸菌不能将果汁中的糖转化为醋酸，原因是醋酸菌在有氧、温度为30～35 ℃条件下才能将糖转化为醋酸，而酒精发酵条件为无氧、温度为18～25 ℃。
(3)培养微生物的培养基成分一般含有碳源、氮源、水和无机盐。
【答案】　(1)有氧　20　(2)醋酸菌　不能　醋酸菌是好氧细菌，而果酒发酵是无氧环境(醋酸菌在有氧、温度为30～35 ℃条件下才能将糖转化为醋酸，而酒精发酵条件为无氧、温度为18～25 ℃)(合理即可)
(3)碳源　氮源　适宜的pH和温度、无氧　固体斜面
11．丁香油是从丁香花中提取的一种挥发性较强的植物芳香油。下图是制备丁香油的流程图，请据图回答下列相关问题。
(1)提取丁香油采用的方法是____________。丁香花作为提取丁香油的原料时，选用________(填“鲜”或“干”)丁香花更佳。
(2)过程①中加入的物质是________，作用是增加盐的浓度，使分层更明显。然后用________分离油层。
(3)过程②中加入的是________，目的是吸收油层中的水分，再通过________除去固体Na2SO4得到丁香油。
(4)欲实现丁香种苗的快速繁殖，可采用____________技术，该技术所用的MS培养基中通常含有________，以启动细胞分裂、脱分化和再分化。
【答案】　(1)水蒸气蒸馏法　鲜
(2)NaCl　分液漏斗
(3)无水Na2SO4　过滤
(4)植物组织培养　植物激素(生长素和细胞分裂素)
12.为获得果胶酶高产菌株，科研人员进行了下列分离、筛选、鉴定工作。
(1)为分离果胶酶产生菌，科研人员配制了下表所示成分的培养基，该表空白处的两种成分是
______________________________________________________。
制备的培养基常用________法进行灭菌。
(2)科研人员将采集的果园土壤放入无菌水中，震荡混匀，制成悬液。为获得较均匀分布的单菌落，还需要将悬液进行________，用________法接种于固体培养基上。接种后的培养基________状态放入培养箱。
K2HPO4
MgSO4
NaNO3
FeSO4
琼脂
0.1 g
0.5 g
3 g
0.01 g
2 g
15 g
加至1 L
(3)选择单菌落数目适宜的培养基，加入一定浓度的刚果红溶液(果胶与刚果红结合后显红色)，一段时间后洗去培养基表面的刚果红溶液，观察并比较菌落和________直径的比值，筛选果胶酶高产菌株。
(4)将获得的菌株进行液体培养后，从培养液的________(填“上清液”或“沉淀物”)获得粗提的果胶酶。将一定量的粗提果胶酶与适量果胶溶液混合，一定时间后测定吸光值来测定酶活性。进行吸光值测定时，需将________与等量果胶溶液混合，作为实验的对照。
【答案】(1)果胶和蒸馏水　高压蒸汽灭菌
(2)梯度稀释　(稀释)涂布　倒置
(3)水解(或“透明”)
(4)上清液　等量失活的粗提果胶酶
13.从自然界微生物中筛选某菌种的一般步骤是：采集菌样→富集培养→纯种分离→性能测定。富集培养指创设仅适合待分离微生物旺盛生长的特定环境条件，使其群落的数量大大增加，从而分离出所需微生物的培养方法。
(1)接种前要对培养基进行__________处理。在整个微生物的分离和培养过程中，一定要注意在__________条件下进行。
(2)不同微生物的生存环境不同，获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样，然后再按一定的方法分离、纯化。如培养纤维素分解菌的菌样应从________环境中采集。
(3)从土壤中筛选纤维素分解菌需要配制________培养基，该培养基中需要加入纤维素粉作为唯一的________。
(4)经过梯度稀释后，要将样品均匀涂布在用于鉴别纤维素分解菌的培养基上，在该培养基中需要加入的特殊染料是____________，当形成菌落以后可以根据菌落周围是否产生________来筛选纤维素分解菌。某同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成一片，最可能的原因是________________。
【答案】(1)高压蒸汽灭菌　无菌
(2)富含纤维素
(3)选择　碳源
(4)刚果红　透明圈　菌液浓度过高(土壤溶液稀释不够)
14.生活饮用水已经过沉淀、过滤、加氯消毒等处理，含微生物很少，但当其水源水不洁或处理达不到要求时，仍然会含相当量的微生物甚至含有致病性微生物。供水管道破损及二次供水等环节也可能导致生活饮用水的污染。因此生活饮用水的微生物安全性日常检测是很重要的。我国生活饮用水水质标准(GB5749—85)中规定生活饮用水中细菌总数不得大于100个/mL，总大肠菌群不得大于3个/L。
(1)检验大肠杆菌的含量时，通常将水样进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的水样用涂布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养，记录菌落数量，这种方法称为________。
(2)用该方法统计样本菌落数时是否需要设置对照组？________为什么？
__________________________________________________________________。
(3)如分别取0.1mL已稀释102倍的水样分别涂布到四个琼脂固体培养基的表面进行培养，培养基记录到大肠杆菌的菌落数分别为161、155、158、170，则每升原水样中大肠杆菌数为________。
(4)纯化大肠杆菌时使用的培养基一般用______法灭菌，________(可/不可)用加入抗生素的方法防止杂菌感染。
(5)如果要测定水中的病毒种类，可以用________技术使其遗传物质扩增，然后用________技术进行鉴定。
【解析】(1)检验大肠杆菌的含量时，通常将水样进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的水样用涂布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养，记录菌落数量，这种方法称为稀释涂布平板法。(2)用稀释涂布平板法统计样本菌落数时需要设置对照组，通过设置对照组来判断培养基是否被污染。(3)如分别取0.1 mL已稀释102倍的水样分别涂布到四个琼脂固体培养基的表面进行培养，培养基记录到大肠杆菌的菌落数分别为161、155、158、170，由题意可知，每升原水样中大肠杆菌数为(161＋155＋158＋170)102/(4×0.1×10－3)＝ 1.61×108个/L。(4)培养基一般用高压蒸汽灭菌法灭菌，不可用加入抗生素的方法防止杂菌感染，因为大肠杆菌对抗生素也敏感。(5)遗传物质扩增常用PCR技术，可用DNA分子杂交技术进行鉴定来测定水中的病毒种类。
【答案】(1)稀释涂布平板法　(2)需要　因为需要判断培养基是否被污染　(3)1.61×108　(4)高压蒸汽灭菌　不可　(5)PCR　DNA分子杂交
15.回答下列有关生物技术实践的问题。
(1)蓝色牛仔裤常用极粗的棉布制成。为了外观和舒适现在采用“生物石洗”的方法，即用一定量的________(填酶的名称)洗布料，同时放入蓝靛染料，当达到所希望的柔软度时，立即冲洗掉酶。
(2)纤维素酶可以从分解纤维素的细菌中提取，科学家利用培养基从土壤中筛选出能分解纤维素的细菌。从土壤中分离微生物的实验流程如下：土壤取样→选择培养→________→鉴别培养。在筛选纤维素分解菌的过程中，常用____________法。
(3)实验室中获取纯净分解纤维素的细菌常用的接种方法有________和________。若下图甲表示在平板培养基上的第一次和第二次划线，请在图乙中画出第三次划线，划线后在恒温培养箱中培养时，培养皿必须倒置，目的是________。
(4)科研人员用射线处理该分解纤维素的细菌获得两个突变株A和B，然后对突变株A和B进行实验，结果如下表所示：
接种的菌种
以纤维素为碳源
的一般培养基
实验处理及结果
A
不生长
添加营养物质甲，能生长
B
不生长
添加营养物质乙，能生长
A＋B
能生长
不添加营养物质甲、乙就能生长
突变株A不能在一般培养基上生长的原因是________。突变株A和B混合在一起接种于一般培养基中能生长的最可能原因是___________________________________________________________。
【答案】(1)纤维素酶
(2)梯度稀释　刚果红染色
(3)稀释涂布平板法　平板划线法　如图　避免培养皿盖上的水滴污染培养基
(4)缺乏合成营养物质甲所需要的酶　突变株A生长需要营养物质甲，突变株B可以提供；突变株B生长需要营养物质乙，突变株A可以提供
16.烹饪产生的油烟冷却后形成液态的油脂，倾入下水道后会对环境造成污染。科研人员通过实验筛选出了能高效分解油脂的微生物。请分析回答：
实验材料：烹饪油烟冷凝液，菌液a、b、c，人工配制的营养液等。
(1)据下图曲线分析可知____菌液最适合在实际工程中应用，原因是_________
___________________________________________________________________。
(2)用下列固体培养基：葡萄糖、KH2PO4、NaH2PO4、MgS04·7H2O、KCl、H2O，来筛选分解尿素的细菌，还应加入的物质是____。
(3)下图甲、乙是微生物接种常用的两种方法，请分析：
①图甲是利用________法进行微生物接种，图乙是利用________法进行微生物接种。这两种方法所用的接种工具分别是________和________；对这两种接种工具进行灭菌和消毒的方法依次是________和酒精消毒。
②接种操作为什么一定要在火焰附近进行？
___________________________________________________________________。
③接种后，在固体培养基上培养细菌时为什么进行倒置培养？_____________。
④如图是采用上述接种方法接种后培养的效果图解，其接种方法是________(填图甲或图乙)。
(4)四位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中细菌数量。在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下几种统计结果，正确可信的是________。
A.一个平板，统计的菌落数是23
B.两个平板，统计的菌落数是22和26，取平均值24
C.三个平板，统计的菌落数分别是21、5和52，到平均值26
D.四个平板，统计的菌落数分别是21、30、24和25，取平均值25
(5)用这种方法测定密度，实际活菌数量往往比测得的数量______，因为
__________________________________________________________________。
(6)一同学在稀释倍数为104的培养基中测得平板上菌落数的平均值为23.4，则每毫升样品中的菌落数是________(涂布平板时所用稀释液的体积为0.2 mL) 。
【解析】(1)由坐标曲线变动趋势知，菌液c可在短时间内将油浓度迅速降至很低水平，故该菌液中菌种最适合应用于实际工程。
(2)欲筛选尿素细菌，应制备以尿素为唯一氮源的选择培养基。
(3)图甲和图乙分别是平板划线法和稀释涂布平板法，这两种方法所用的接种工具分别是接种环和涂布器。由于在酒精灯火焰附近存在着无菌区域，因此接种常在火焰附近进行。在微生物培养过程中会产生水，对微生物的生长造成影响，故需要倒置培养。(4)对菌种进行计数应涂布至少3个或3个以上平板，且所得菌落数不能有较大差异，以某稀释度下各平板的平均值作为计数依据。A～D中，A、B平板数太少，C中“5”出入过大，故D项可信度较高。 (5)由于当两个或多个细胞连在一起时，平板上只能观察到一个菌落，故实际活菌数应多于测得的菌落数。(6)据活菌测定计数公式每克样品中菌株数＝(C÷V)×M可知，每毫升样品中菌落数＝(23.4÷0.2)×104＝1.17×106。
【答案】(1)c　油浓度在3天内迅速下降　(2)尿素
(3)①平板划线　稀释涂布平板　接种环　涂布器　灼烧灭菌　②火焰附近存在着无菌区域　③避免培养皿盖上的水珠滴入培养基，造成污染　④图乙　(4)D　(5)多　当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察的是一个菌落
(6)1.17×106
17.请回答下列与发酵技术和植物组织培养技术有关问题：
(1)腐乳一直受人们的喜爱，制作过程中发挥作用的微生物主要是毛霉，其代谢类型是________；吃腐乳时，会发现腐乳外部有一层致密的“皮”，其实质是微生物的________，对人体无害；各地腐乳风味迥异，在原料和菌种相同时，可通过________制作出不同风味的腐乳。
(2)俗话说“心急吃不了热豆腐”，泡菜也不能急着吃，从防癌的角度考虑，应等到________时食用。
(3)人们常用化学药剂消毒法进行消毒，如碘氟擦拭伤口、氯气消毒水源；日常生活中也常用到____________，如有人每周都会将碗筷放在开水中烧泡一段时间；实验室里使用接种室之前一般都要进行一项物理性的操作是________，以杀死物体表面或空气中的微生物。
(4)对植物花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。为了选择单核期的花药，通常采用的方法是__________，若某些植物的花粉细胞核不易着色，则需采用的方法是________________。
【答案】(1)异养需养型　(匍匐)菌丝　控制发酵的条件
(2)亚硝酸盐含量(稳定且)较低
(3)煮沸消毒法　紫外线照射(30 min或一段时间或足够长时间)
(4)醋酸洋红法　焙花青－铬矾法
18.聚合酶链式反应简称PCR，是一种体外扩增DNA片段的技术，可用于遗传病的诊断、DNA序列的测定等。回答以下PCR相关问题：
(1)在PCR技术中，引物的作用是________________，DNA复制时解旋靠________实现。
(2)PCR技术利用了________原理，可通过控制温度来控制双链的解旋与结合。
(3)PCR技术用到的酶是________________，细胞内DNA复制时，除具有相同作用的酶外，还需要______________酶。
(4)下面表格是DNA体内复制与PCR技术的部分条件。通过比较分析，请推导出PCR技术合成DNA子链时的能量来源于_____________________________。
项目
原料
ATP
DNA体内复制
四种脱氧核苷酸
需要
PCR技术
脱氧胞苷三磷酸、脱氧腺苷三磷酸、脱氧胸苷三磷酸、脱氧鸟苷三磷酸
不需要
(5)假如PCR技术所用的引物含有放射性、模板DNA不具有放射性，且引物不被切除，则经过n次循环，含有放射性的DNA分子占DNA总数的比例为________。
【答案】(1)使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸　加热　(2)DNA的热变性　(3)Taq DNA聚合酶　解旋酶和DNA连接　(4)所用原料水解产生相应脱氧核苷酸时所释放的能量　(5)1
19.根据所学知识，请回答下列有关问题。
(1)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________。
(2)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，该技术需要经过__________和________的过程，运用的原理是_______________________________________。
(3)用萃取法提取胡萝卜素，原因是_____________________________________
___________________________________________________________________。
萃取的效率主要取决于萃取剂的________，同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响；在对新鲜胡萝卜进行干燥时，要注意控制________，否则会引起胡萝卜素的分解；提取的胡萝卜素粗品可通过纸层析法进行鉴定，该层析的目的是_____________________________________________________________
___________________________________________________________________，
而“叶绿体中色素的提取和分离”的实验中层析的目的是________________________。
【答案】(1)水蒸汽蒸馏法
(2)植物组织培养　脱分化　 再分化　植物细胞的全能性
(3)胡萝卜素易溶于有机溶剂　性质和用量　温度和时间　胡萝卜素萃取样品的鉴定　分离叶绿体中的色素
20.植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列相关问题：　
(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种组分形成的复合酶，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)染料时，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________。
(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落并加以鉴定，某同学设计了甲、乙两种培养基：
酵母膏
无机盐
淀粉
纤维素粉
琼脂
CR溶液
水
培养基甲
＋
＋
＋
＋
－
＋
＋
培养基乙
＋
＋
＋
－
＋
＋
＋
(注：“＋”表示“有”，“－”表示“无”)
据表判断，培养基甲________(填“能”或“不能”)用于分离纤维素分解菌，原因是
___________________________________________________________；
培养基乙________(填“能”或“不能”)用于鉴定纤维素分解菌，原因是_______________________。
【解析】(1)葡萄糖苷酶可将纤维二糖分解成葡萄糖。(2)刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(3)纤维素分解菌分离和鉴别培养基属于固体培养基，而培养基甲中没有琼脂，是液体培养基，要分离和鉴别纤维素分解菌， 需要以纤维素为主要碳源的培养基， 培养基乙不具有选择的作用。
【答案】(1)纤维二糖　葡萄糖
(2)红　透明圈
(3)不能　液体培养基不能分离单菌落　不能　培养基中没有纤维素(不能形成CR－纤维素红色复合物)
21.根据下面的实验装置图(图甲、乙)和果酒的生产工艺流程简图(图丙)回答问题：
(1)图甲所示装置可用于提取________(填“橘皮精油”、“玫瑰精油”或“胡萝卜素”)。
(2)制作果酒时可选用图乙的装置。为适当提高果酒的生产速率，进气口应______；排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，这样做的原因是____
___________________________________________________________________。
(3)图丙为樱桃果酒生产工艺流程简图，其中冲洗的目的是________。樱桃榨汁前需要除去果柄，此操作是在冲洗之________(填 “前”或“后”)进行的。为了提高樱桃的出汁率，在压榨前可加入一定量的________酶。
(4)若是从混杂的微生物中分离酵母菌应使用________培养基。从微生物培养的角度分析，樱桃果汁能够为酵母菌的生长提供水、无机盐和________。
(5)樱桃果酒制作是否成功，发酵后可在酸性条件下用________溶液来鉴定。在酒精发酵旺盛时，醋酸菌________(填“能”或“不能)将果汁中的糖发酵成醋酸。
【解析】(1)图甲是蒸馏装置，应是提取玫瑰精油的装置，橘皮精油用压榨法，胡萝卜素提取用萃取法。
(2)为适当提高果酒的生产速率，进气口应先打开让酵母菌进行繁殖，然后关闭可以发酵产生酒精，排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，这样做的原因是既可以放气，又可防止污染。
(3)樱桃果酒制作中冲洗的目的是洗去浮尘，除去果柄应在冲洗之后，以防止被微生物污染，为了提高出汁率应加入果胶酶和纤维素酶分解细胞壁，同时还可以提高澄清度。
(4)若是从混杂的微生物中分离酵母菌应使用选择培养基，即抑制一些微生物的生长，只允许一种或一类微生物生长，作为培养基要提供碳源、氮源、水和无机盐。
(5)酒精的检测可以在酸性条件下用重铬酸钾进行检测，如果出现灰绿色说明有酒精的产生，在酒精发酵旺盛时，因为是厌氧条件而醋酸菌是需氧型微生物，此时不能将果汁中的糖发酵成醋酸。
【答案】(1)玫瑰精油
(2)先打开后关闭　既可以放气，又可防止污染
(3)洗去浮尘　后　果胶(多答“纤维素酶”也可)
(4)选择　碳源、氮源
(5)重铬酸钾　不能
22.某同学开展有关果酒制作的探究如下图。
(1)植物组织培养的探究
由上述实验结果推测：葡萄幼苗可能产生了____________________________。若要确定其化学成分，可直接从葡萄幼苗中____________________________。
(2)该同学尝试使用罐头瓶在常温(21±3 ℃)下制作果酒。
①开始时，向消过毒的罐头瓶中加入的新鲜葡萄汁是酵母菌的液体培养基，培养基的成分一般包括有_____________________________________________等。
②葡萄汁装入瓶中时要留出大约1/3的空间。在以后的过程中，每隔12 h左右将瓶盖拧松一次(不是打开瓶盖)，此后再拧紧，这样做的目的是___________
__________________________________________________________________。
③制果酒过程后一阶段的主要化学反应式为：__________________________
________________________________________________________________。
④若用稀释涂布平板法计数酵母菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释得__________________。
⑤加入的新鲜葡萄汁没有进行过灭菌处理，但是在制出的果酒中基本检测不出酵母菌以外的杂菌。从生态学角度分析：一是大量的酵母菌在与杂菌之间的竞争中取得优势，二是果酒中的、
________________________________________，从而淘汰掉杂菌。
【答案】(1)生长素　提取这些物质并鉴定其化学成分　(2)①水、碳源、氮源、无机盐　②放掉发酵产生的大量CO2，同时尽量不让氧气进入瓶中　③C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量　④比较合适　⑤酒精更不利于杂菌生长
23.在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了70年代又发明了固定化酶与固定化细胞技术。
(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是_______________________________
___________________________________________________________________。
与固定化酶技术相比，固定化细胞技术固定的是__________________________。
(2)制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是________，使用了下图中方法[　　]________(填出号码及名称)。
(3)制作固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和________溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是_______________________________________
___________________________________________________________________。
(4)下图为某同学利用海藻酸钠固定化酵母细胞的实验结果，出现此结果的可能原因有________。
A.海藻酸钠浓度过高
B.酵母细胞已经死亡
C.注射器中的溶液推进速度过快
D.注射器距离CaCl2溶液液面太近
【解析】将酶固定化后，能使酶在催化反应之后并不进入产物溶液，可反复使用；将细胞固定化后，即可以将一种细胞内的多种酶同时进行固定；海藻酸钠不能参与化学反应，在高温时容易溶化，温度降低时又可以形成多孔性固体颗粒，是包埋酵母菌的好材料；图示①为共价键(化学)结合法，②为吸附法，③为包埋法；凝胶珠是用高温下溶化的海藻酸钠与酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成的，若海藻酸钠浓度过高或制凝胶珠时针筒离液面太近或注射器中的溶液推进速度过快，可能形成片状或长条形而不是圆形的凝胶珠。
【答案】(1)酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体上的酶能反复使用　多酶系统(一系列、多种酶)
(2)海藻酸钠　③包埋法
(3)CaCl2　海藻酸钠浓度过高(或针筒离液面过近，高度不够)
(4)A、C、D
24.根据相关知识，回答关于果酒、果醋和腐乳制作的相关问题。
(1)当________、________时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。
(2)在________条件下，重铬酸钾与酒精发生反应呈现________色。
(3)下图为腐乳制作的实验流程示意图，据图回答下列问题：
―→―→―→
①图中A代表________，其主要目的是____________，同时还能_____________；
②在配制卤汤中酒的含量一般控制在________左右，加酒含量过高，腐乳成熟时间将会__________；酒精含量过低，__________________，可能导致豆腐腐败。
【答案】(1)氧气　糖源都充足
(2)酸性　灰绿色
(3)①加盐腌制　析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬　抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质
②12%　延长　不足以抑制微生物的生长
25.纤维素酶对于能否实现乙醇工业化生产、处理服装面料等具有重要的意义，研究者初步筛选到能合成纤维素酶的菌株MC－1，以下是该菌株的鉴定过程。
(1)为了获得能合成纤维素酶的单菌落，可采用________法将初筛菌液接种在固体培养基上，这种培养基属于________培养基。
(2)关于制备固体培养基的叙述，错误的是(　　)
A.制作固体培养基时可以加入琼脂
B.操作的顺序为计算、称量、溶化、倒平板、灭菌
C.待培养基冷却至50 ℃左右时进行倒平板
D.待平板冷却凝固约5～10min后将平板倒过来放置
(3)实验过程中如何防止其他微生物的污染？____________________________
__________________________________________________________________。
培养液
A
25
－
－
－
B
－
－
3
－
C
25
1
－
3
D
25
－
3
－
培养液
A
1
0.5
1
0.01
B
1
0.5
1
0.01
C
1
0.5
1
0.01
D
1
0.5
1
0.01
(4)上表的培养液pH均为4.8，若对MC－1中纤维素酶的活力进行测定，则不能选择表中的________的培养液(多选)。
(5)分离获得了具有较高纤维素酶活性的菌株MC－1，为了在此基础上获得纤维素酶活性更高的菌株，最可行的做法是________________。
(6)某同学在培养过程中发现培养基上感染了几种细菌。若在以尿素为唯一氮源的培养基中加入________指示剂培养几种菌后，指示剂变红就可以鉴定其中含有能够分解尿素的菌；若在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入________染料，培养后，培养基中出现透明圈，就可以鉴定其中含有纤维素分解菌。
【解析】(1)对于微生物分离培养通常采用平板划线法或稀释涂布平板法在固体选择培养基进行；(2)制作固体培养基时，通常是先计算、称量、灭菌、倒平板，在培养基中通常加入琼脂作为凝固剂，等灭菌后的培养基冷却至50 ℃左右时进行倒平板，待平板冷却凝固约5～10min后将平板倒过来放置；(3)实验过程中防止杂菌污染的做法是培养基灭菌、接种过程无菌操作(接种环境灭菌，试管过火、超净工作台)等。(4)MC－1中纤维素酶的活力测定，通常是要用纤维素作为碳源，不加纤维素酶、要加入适合微生物生长的营养物质，D最适合；(5)对于微生物要获得优良品种，通过采用诱变育种的方法，然后再进行筛选出所需的菌种；(6)检测分解尿素的微生物，在培养基中加入酚红指示剂；检测分解纤维素的微生物通常在培养基中加入刚果红染料。
【答案】(1)划线/涂布　选择　(2)B　(3)培养基灭菌、接种过程无菌操作(接种环境灭菌，试管过火、超净工作台)
26．利用紫外线诱变选育高产β－胡萝卜素的三孢布拉霉负菌，未突变菌不能在含有一定浓度的β－紫罗酮的培养基上生长，菌体随β－胡萝卜素含量增加从黄色加深至橙红色。图甲为选育及提取获得β－胡萝卜素流程，请回答下列问题：

图甲
图乙
(1)用紫外线照射三孢布拉霉负菌的目的是__________________。为选出高产突变菌种，还应在培养基中添加__________________，在接入菌种前，应对培养基进行____________，以避免杂菌污染。
(2)某同学进行正确的接种操作后，平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是______________(填“稀释涂布平板法”或“平板划线法”)；由于
__________________________________________________，
所以培养基上只有少数菌能生长形成菌落。
(3)进行③过程时，应选取________色的菌落接种至液体培养基。过程⑥是________，用纸层析法鉴定提取的胡萝卜素粗品。
(4)将萃取的胡萝卜素样品与β－胡萝卜素标准样品层析后进行比对，结果如图，从图中分析可知，色带________为β－胡萝卜素。
【解析】　(1)利用紫外线处理三孢布拉霉负菌的目的是使其发生基因突变。由于未突变菌不能在含有一定浓度的β－紫罗酮的培养基上生长，所以为选出高产突变菌种，还应在培养基中添加一定浓度的β－紫罗酮。在接入菌种前，应对培养基进行高压蒸汽灭菌，以避免杂菌污染。
(2)使用稀释涂布平板法经过程②接种培养后的菌落分布符合题图；由于基因突变频率低和不定向，只有少数基因突变的菌才能生长、繁殖，所以只有少数菌能生长形成菌落。
(3)菌体随β－胡萝卜素含量增加从黄色加深至橙红色，所以进行③过程时，应选取橙红色的菌落接种至液体培养基。分析题图可知，过程⑥为浓缩。
(4)分析图示可知，通过与标准样品层析结果对比可判断色带Ⅰ为β－胡萝卜素。
【答案】　(1)诱导其发生基因突变　一定浓度的β－紫罗酮　高压蒸汽灭菌　(2)稀释涂布平板法　基因突变频率低，只有少数基因突变的菌才能生长、繁殖　(3)橙红　浓缩　(4)Ⅰ
27． 薄荷叶富含维生素、蛋白质和薄荷油，具有疏散风热、清利咽喉、消炎镇痛的作用。请回答下列问题：
(1)植物芳香油的提取方法有蒸馏法、压榨法和________等。提取薄荷油可以用水蒸气蒸馏法，该方法能利用水蒸气将____________的薄荷油携带出来。
(2)在提取薄荷油的过程中，向得到的油水混合物加入NaCl后，薄荷油将分布于液体的________(填“上层”或“下层”)，然后用________将这两层分开。分离得到的薄荷油油层中含有一定量的水分，可用____________吸水。
(3)可用植物组织培养的方法对薄荷进行扩大培养，在接种前工作台需用__________________擦拭一遍。之后所有的接种操作都必须在____________旁进行。培养基中的生长素用量与细胞分裂素用量的比值________(填“低”“高”或“相当”)时，有利于芽的分化。
【答案】　(1)萃取法　挥发性较强
(2)上层　分液漏斗　无水Na2SO4
(3)体积分数70%的酒精　酒精灯火焰　低
28． 牛奶中富含蛋白质，长期饮用有助于增强体质，但牛奶同时也是多种疾病的传播载体。国家标准是每毫升牛奶中细菌数小于30 000个。以下是牛奶消毒及细菌检测实验。
(1)图中步骤①称为________消毒法。步骤②是________。
(2)培养基中的蛋白胨可以为微生物提供________。进行步骤③操作时，应选用下列中的哪种工具？________。为了避免杂菌污染，此步骤应在______________附近进行。
(3)将接种后的培养基和作为对照的__________________同时放入37 ℃恒温培养箱中，培养36小时。取出后统计各平板的菌落数，结果如下表所示。应该选择其中稀释倍数为________的平板进行计数，经过消毒后的牛奶中，细菌数大约是________/mL。
牛奶稀释倍数
10－2
10－5
10－4
平板1菌落数
87
10
1
平板2菌落数
83
12
1
平板3菌落数
85
10
0
【解析】　(1)80 ℃恒温水浴15 min是巴氏消毒法，步骤②是进行系列稀释(或梯度稀释)。
(2)培养基中的蛋白胨可以为微生物提供碳源、氮源(和维生素)，③是接种，因为需要计数，需用稀释涂布平板法，接种工具是涂布器；为了避免杂菌污染，此步骤应在酒精灯火焰附近进行。
(3)统计各平板的菌落数时，应选择菌落数在30～300的计数，经过消毒后的牛奶中，细菌数大约是(87＋83＋85)÷3÷10－2＝8 500个。
【答案】　(1)巴氏　系列稀释(或梯度稀释)　(2)碳源、氮源(和维生素)　B　酒精灯火焰　(3)一个未接种的培养基　10－2　8 500个
29． 蓝莓富含花青素等营养成分，具有保护视力、软化血管、增强人体免疫力等功能。某同学尝试用蓝莓来制作蓝莓果酒和蓝莓果醋。
(1)制酒中利用的微生物是________，取样后可用________观察该微生物。发酵时一般要先通气，通气的目的是____________________________。制酒过程中可在酸性条件下用橙色的重铬酸钾检验酒精的存在，检验后颜色变成________。
(2)酿制成功的蓝莓果酒如果暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现醋酸味，尤其是气温高的夏天更易如此，分析其原因是__________________________ _________________________________________ ____。
醋酸菌将乙醇变为醋酸的环境条件是糖原________(填“充足”或“缺少”)。
(3)酿制蓝莓果酒时，并不需要对蓝莓进行严格的消毒处理，这是因为在________的发酵液中，绝大多数微生物无法适应这一环境而受抑制。
(4)为鉴定蓝莓果醋是否酿制成功，除可以通过观察菌膜、尝、嗅之外，还可以通过检测和比较____________作进一步的鉴定。
【答案】 (1)酵母菌　(光学)显微镜　酵母菌可在有氧条件下大量繁殖　灰绿色　(2)醋酸菌是好氧细菌，最适生长温度为30～35 ℃(夏天温度较高，导致醋酸杆菌大量生长产生醋酸)　缺少　(3)缺氧、呈酸性　(4)(醋酸)发酵前后的pH
30.请回答下列有关“胡萝卜素提取”的问题。
(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是________法。以下为提取胡萝卜素的实验流程：胡萝卜→粉碎→干燥→A→过滤→B→胡萝卜素，其中，A过程叫________，B过程叫________。
(2)萃取过程用到的有机溶剂应该具有很高的________，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。萃取的
效率主要取决于__________________。
(3)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，应严格将________和________控制在一定范围内，这是因为
_____________________________________________________________________。
(4)下图甲为提取胡萝卜素的装置示意图，请指出图中一处错误并改正：
__________________________________________________________________。
　
(5)上图乙是胡萝卜素粗品鉴定装置示意图。该鉴定方法的名称是________法。图乙中⑤为________，实验过程中点样时应注意_________________________。
(6)在图乙的胡萝卜素的结果示意图中，A、B、C、D四点中，属于提取样品的样点是________。
【答案】(1)萃取　萃取　浓缩
(2)沸点　萃取剂的性质和使用量
(3)温度　时间　温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解
(4)避免明火加热，而采用水浴加热
(5)纸层析　样品原点　快速细致并注意保持滤纸干燥
(6)B和C

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