高考生物二轮复习板块4实验与探究专题14生物技术实践课件

这是一份高考生物二轮复习板块4实验与探究专题14生物技术实践课件，共60页。PPT课件主要包含了⑥⑦⑨，②③④⑥，蛋白质，蛋白酶，脂肪酶，氨基酸，异养好氧，原核生物，酒精和二氧化碳，高压蒸汽灭菌等内容，欢迎下载使用。

板 块 四
实验与探究
专题十四　生物技术实践
课前——明考向·串知识
课堂——析考点·提素能
课前——明考向·串知识
1．下列关于微生物筛选、培养技术和应用的叙述，正确的有__________。①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。②对细菌进行计数只能采用稀释涂布平板法。③分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低。④微生物培养基中的碳源都能作为能源，为微生物提供能量。
⑥⑦⑨
⑤平板划线操作过程中，每次划线的起点都是从上一次划线的起点端开始，逐渐稀释菌液以实现分离的目的。⑥刚果红可以与纤维素形成红色复合物，所以可以通过菌落周围是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。⑦在果酒发酵后期松开瓶盖的间隔时间可延长。⑧毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵。⑨用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆可提高其饲用价值。
2．下列有关酶的固定和应用的叙述，正确的有__________。①洗衣粉中的蛋白酶通常会将添加的其他酶迅速分解。②果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称。③棉麻织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤。④化学结合法比物理吸附法对酶的活性影响更小。⑤酵母细胞的固定实验中，将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2溶液时，凝胶珠成形后应即刻取出。
②③
3．下列有关蛋白质和植物有效成分的提取与分离的叙述正确的有__________。①乙醇和丙酮是有机溶剂，能够用于胡萝卜素的萃取。②用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量大的蛋白质路程较短，移动速度较快。③影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外，还有原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等。
②③④⑥
④将经处理破裂后的红细胞混合液以2 000 r/min的速度离心10 min后，离心管中的溶液分为四层，从上到下的顺序依次是甲苯层、脂溶性物质沉淀层、血红蛋白溶液、暗红色沉淀物。⑤通过透析可以去除血红蛋白样品中相对分子质量较大的杂质，此为样品的粗提取。⑥蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油。
1．在果酒制作中应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？提示：应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。2．果酒制作时，发酵瓶装入葡萄汁后留有1/3空间的目的是什么？提示：先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽氧气后再进行酒精发酵；其次，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出。
3．引起全球新冠肺炎大流行的元凶是新冠病毒，利用发酵工程的有关知识，如何大量生产新冠病毒疫苗？提示：可将新冠病毒的抗原基因转入某种微生物体内，再通过发酵工程大量生产新冠病毒疫苗。4．平板划线法在做第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？目的是什么？提示：划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。这样做的目的是将聚集的菌种逐步稀释分散以便获得单个菌落。
5．为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？平板冷凝后，为什么要将平板倒置？提示：通过灼烧灭菌，可以防止瓶口的微生物污染培养基。平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面湿度也比较高，将平板倒置，既可以防止培养基里的水分过快地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
课堂——析考点·提素能
考点一　微生物的应用(理解能力、实验探究能力)
1．图解培养基制备与微生物纯化技术
2．图示无菌技术常用方法
3．图解微生物的分离、鉴定流程土壤取样—富含目标微生物的环境　　　　↓选择培养—用相应选择培养基培养　　　　↓梯度稀释—制备一系列稀释液　　　　↓涂布平板—稀释涂布平板法接种到鉴别培养基　　　　↓筛选目的菌—挑选特定颜色反应的菌落
4．理清三种传统发酵食品的技术，把握控制杂菌的三大措施
(1)通过发酵条件控制杂菌①无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌②酒精发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖(2)利用高渗透压控制杂菌，如腐乳的制作加盐(3)利用酒精控制杂菌，如果酒的制作
1．(2021·全国乙卷)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。
回答下列问题：(1)米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的__________可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供________。(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的__________、__________能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和__________。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于____________(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。
蛋白质
碳源
蛋白酶
脂肪酶
氨基酸
异养好氧
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于____________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是__________________。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是_________ ___________(答出1点即可)。
原核生物
酒精和二氧化碳
酒精、乳
酸、食盐
【解析】　(1)大豆中含有丰富的蛋白质，可为微生物的生长繁殖提供氮源。小麦中的淀粉可以为微生物的生长繁殖提供碳源。(2)米曲霉在发酵过程中产生的蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，产生的脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸，使发酵的产物具有独特的风味。米曲霉发酵时需要利用现有的有机物和需要氧气，说明其代谢类型是异养好氧型。(3)乳酸菌没有核膜包被的细胞核，属于原核生物。酵母菌属于兼性厌氧型微生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳。在发酵池中酵母菌产生的酒精能抑制杂菌的生长，乳酸菌产生的乳酸使发酵液呈酸性也能抑制杂菌的生长，同时往发酵池中添加的食盐也能抑制杂菌的生长。
2．(2020·全国卷Ⅰ)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和Y。
回答下列问题：(1)实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用________________的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是________。甲、乙培养基均属于________培养基。(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL，若要在每个平板上涂布100 μL稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至少应将摇瓶M中的菌液稀释________倍。
高压蒸汽灭菌
琼脂
选择
104
(3)在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反而下降，其原因可能是______________________ ________________(答出1点即可)。(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要实验步骤____________________________________________________________。(5)上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供4类营养物质，即__________________________。
S的浓度超过某一值时会
抑制菌株的生长
取淤泥加入无菌水，涂布(或稀释涂布)到乙培养基上，培养后计数
水、碳源、氮源和无机盐
【解析】　(1)常用高压蒸汽灭菌法处理盛有水或培养基的摇瓶，乙为固体培养基，故需要加入Y琼脂；甲和乙培养基可以用于筛选能降解S的菌株，故均属于选择培养基。(2)若要在每个平板上涂布100 μL稀释液后的菌液，且每个平板上长出的菌落数不超过200个，则摇瓶M中的菌液稀释的倍数至少为2×107÷1 000×100÷200＝1×104倍。(3)当培养基中的S超过某一浓度后，可能会抑制菌株的生长，从而造成其对S的降解量下降。(4)要测定淤泥中能降解S的细菌的细胞数，可以取淤泥加无菌水制成菌悬液，稀释涂布到乙培养基上，培养后进行计数。(5)甲和乙培养基均含有水、无机盐、碳源、氮源。
易错提醒：用稀释涂布平板法计数微生物时应注意的几点问题要求选择菌落数在30～300的平板进行计数。但并不是只要得到3个“菌落数在30～300的平板”即可，而应该是涂布的同一稀释度的平板均符合“菌落数在30～300的平板”且无较大差异，说明实验操作合格。(1)只得到1个菌落数在30～300的平板是错误的。原因是不符合实验的重复原则，易受到偶发因素的影响。
(2)得到3个或3个以上菌落数在30～300的平板，也不一定正确，这可能有两种情况：①不同平板间差异较大，如得到3个平板，菌落数分别为230、34、240，虽然菌落数均在“30～300”之间，但这也是不正确的，因为“34”与“230”“240”差异太大，故应重新实验找出原因。②不同平板之间差异不大，是符合要求的，用其平均值作为估算的最终结果。
1．(2021·辽宁高三其他模拟)“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催”，我国酿制果酒和果醋的历史源远流长。如图甲、乙分别是果酒和果醋制作的实验流程和发酵装置。请回答下列问题：
(1)图甲中的方框内应补充的内容是____________，参与其过程的微生物的代谢类型是______________，图中制作果醋的反应式为_________________________________。(2)酿制葡萄酒的过程中图乙装置的充气口应处于______状态，排气口可以不用封闭，原因是____________________________________ __________________________________________________________。(3)葡萄酒一般呈现深红色，原因是__________________________ _________________。从图乙的出料口可以取样进行发酵产物的检测，若用酸性重铬酸钾进行检测，观察到____________________的颜色变化则表明产物中含有酒精。
醋酸发酵
异养需氧型
C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O
关闭
酒精发酵过程中产生的二氧化碳会从排
气口排出，外界空气难以进入，不影响瓶内的酵母菌的无氧呼吸
葡萄皮中的色素进入发酵液
使酒呈现深红色
由橙色变为灰绿色
【解析】　(1)在氧气充足，缺乏糖源的情况下，醋酸杆菌可将乙醇转化为乙酸，即图甲中表示利用果酒继续制作果醋，因此方框处应填写醋酸发酵；进行果醋发酵的微生物是醋酸杆菌，其代谢类型为异养需氧型；反应式为C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O。(2)酒精发酵为厌氧呼吸，所以充气口需要关闭；酵母菌厌氧呼吸产生的CO2，会使装置内气压升高，CO2在压力的作用下从排气口排出，因而外界空气和杂菌难以进入，不影响瓶内的酵母菌的无氧呼吸。(3)葡萄皮的液泡中含有花青素等色素，进入发酵液使酒呈现深红色；酸性重铬酸钾遇酒精发生的颜色变化是由橙色变为灰绿色。
2．(2021·吉林吉林市·高三模拟)泡菜、酸奶、啤酒等食品，都是利用微生物发酵工程生产的，极大地满足了人对饮食多元化发展的需求，体现了我国饮食文化的多样性和丰富性。请回答下列问题：(1)泡菜与酸奶进行发酵所用的菌种都是__________，其异化作用类型是__________。(2)食物中的亚硝酸盐绝大部分随人体尿液排出，其余的在特定条件下可以转变为致癌物__________。为此，泡菜发酵期间，要用__________法定期检测亚硝酸盐含量。
乳酸菌
厌氧型
亚硝胺
比色法
(3)同学猜测制作酸奶的过程中也可能会产生亚硝酸盐，因此他在酸奶的原料(鲜奶)和酸奶中分别加入有关显色液，如果________________ __________________，说明酸奶制作过程会产生亚硝酸盐。(4)很多同学尝试居家制作泡菜或酸奶，发现容器、蔬菜等虽未进行严格灭菌，而在发酵过程中一般不会出现其他杂菌大量繁殖，其原因是_____________________________________________________________________。
鲜奶中无玫瑰红，
酸奶呈现玫瑰红色
乳酸菌产生较多乳酸，无氧、酸性环境使大多数微生物无法生存(受到抑制)
(5)某同学在泡菜制作过程中，对亚硝酸盐含量峰值随时间变化的关系进行实验探索，结果如图所示。实验结果说明NaCl浓度越高，______________________________________。
亚硝酸盐含量峰值越低，出现时间越晚
【解析】　(1)参与泡菜和酸奶制作的微生物是乳酸菌。乳酸菌的代谢类型为异养厌氧型；其同化作用类型为异养型，异化作用类型为厌氧型。(2)食物中的亚硝酸盐绝大部分随人体尿液排出，其余的在适宜的pH、温度和特定的微生物条件下可以转变为致癌物亚硝胺。因此，需要在泡菜发酵期间定期检测亚硝酸盐的含量，以便确定合适的食用时间，亚硝酸盐的测定通常用比色法定期检测。(3)同学猜测制作酸奶的过程中也可能会产生亚硝酸盐，根据亚硝酸盐的测定原理可知，该同学在酸奶的原料(鲜奶)和酸奶中分别加入有关显色液，如果前者无玫瑰红色
而后者表现为玫瑰红色，说明酸奶制作过程会产生亚硝酸盐。(4)很多同学尝试居家制作泡菜或酸奶，虽然所用的容器、蔬菜等都未进行严格灭菌，但在发酵过程中一般不会出现其他杂菌大量繁殖的情况，因为乳酸菌发酵的条件是无氧，且在发酵过程中产生乳酸，使发酵液呈酸性，而在无氧、酸性的环境中很少有微生物能正常生长繁殖。(5)图示的结果说明随着腌制时间的延长，泡菜中亚硝酸盐含量先上升而后下降，同时还能看出，随着NaCl浓度的升高亚硝酸盐的含量下降且增加的速度减慢。
3．(2021·湖南衡阳市八中高三模拟)营养缺陷型菌株就是在人工诱变或自发突变后，微生物细胞代谢调节机制中的某些酶被破坏，使代谢过程中的某些合成反应不能进行的菌株。这种菌株能积累正常菌株不能积累的某些代谢中间产物，为工业生产提供大量的原料产物。以下是实验人员利用影印法初检氨基酸缺陷型菌株的过程。
(1)图中基本培养基与完全培养基存在差异的成分是__________。根据用途分类，图中基本培养基属于________(填“选择”或“鉴别”)培养基。(2)进行过程②培养前，应先将丝绒布转印至________(填“基本”或“完全”)培养基上，原因是___________________________________ _____________。(3)利用影印法培养的优点是不同培养基中同种菌株的接种位置相同，所以，挑取__________(填“菌落A”或“菌落B”)即为所需的氨基酸缺陷型菌株。
氨基酸
选择
基本
防止将特定营养成分从完全培养基带
入基本培养基
菌落A
(4)统计菌落种类和数量时要每隔24 h观察统计一次，直到各类菌落数目稳定，以防止培养时间不足导致________________________，或培养时间太长导致________________________________________________ ___________________。鉴定菌落种类的重要依据是________________ ______________________。
遗漏菌落的种类和数目
菌落粘连影响计数、培养基表面干燥脱水、微生物衰
败菌落特征不易观察
菌落的大小、形
状、颜色和表面情况等
【解析】　(1)完全培养基是一种在基本培养基内加入一些富含氨基酸、维生素和碱基之类的天然物质，即加入生长因子而制成的营养基，可用来满足微生物的各种营养缺陷型菌株的生长需要，所以图中基本培养基与完全培养基存在差异的成分是氨基酸。选择培养基是依据某些微生物对某些物质的特殊需求或抗性而设计；鉴别培养基是能产生特定的颜色或其他变化，所以根据用途分类，图中基本培养基属于选择培养基。(2)进行过程②培养时，应先将丝绒布转印至基本培养基上，原因是防止将特定营养成分从完全培养基带入基本培养基。(3)在基本培养基
中，氨基酸缺陷型菌株不能生长，而在完全培养基中能够生长，因此图中菌落A应该为氨基酸缺陷型菌株。(4)为了防止培养时间较短或过长造成的影响，所以统计菌落种类和数量时要每隔24 h观察统计一次，直到各类菌落数目稳定，目的就是防止培养时间不足导致遗漏菌落的种类和数目，或培养时间太长导致菌落粘连影响计数、培养基表面干燥脱水、微生物衰败菌落特征不易观察。鉴定菌落种类的重要依据是菌落的大小、形状、颜色和表面情况等。
考点二　酶的研究与应用(实验与探究能力)
1．图解酶的应用和固定化
2．要句识记：加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶。其中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
1．(2021·全国甲卷，37)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果(“＋”越多表示去渍效果越好)，实验结果见下表。
根据实验结果回答下列问题：(1)加酶洗衣粉A中添加的酶是__________；加酶洗衣粉B中添加的酶是__________；加酶洗衣粉C中添加的酶是__________________。(2)表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有______________________ ____，原因是________________________________________________。(3)相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是________________________________________________________________________________________。
蛋白酶
脂肪酶
蛋白酶和脂肪酶
加酶洗衣粉A和加酶洗衣
粉C
蚕丝织物的主要成分是蛋白质，会被蛋白酶催化水解
酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而将污渍与洗涤物分开
(4)关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指________________________________________________。固定化酶在生产实践中应用的优点是______________________________ _________________________________________________________________________________________________(答出1点即可)。
利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术
固定在载体上的酶可以被反复利用，可降低生产成本(或产物容易分离，可提高产品的产量和质量，或固定化酶稳定性好，可持续发挥作用)
【解析】　(1)从表格中信息可知，加酶洗衣粉A对血渍的洗涤效果比对照组的无酶洗衣粉效果好，而血渍含有大分子蛋白质，因此，加酶洗衣粉A中添加的酶是蛋白酶，同理，加酶洗衣粉B中添加的酶是脂肪酶；加酶洗衣粉C对血渍和油渍的洗涤效果比无酶洗衣粉好，油渍中有脂肪，因此，加酶洗衣粉C中添加的酶是蛋白酶和脂肪酶。(2)蚕丝织物中有蛋白质，因此，表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有加酶洗衣粉A、加酶洗衣粉C，原因是蚕丝织物主要成分是蛋白质，会被蛋白酶催化水解。(3)据分析可知，相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的
原因是：酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而将污渍与洗涤物分开。(4)固定化酶技术是指利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，酶既能与反应物接触，又能与产物分离，所以固定在载体上的酶还可以被反复利用。所以固定化酶在生产实践中应用的优点是：降低生产成本(或产物容易分离，可提高产品的产量和质量，或固定化酶稳定性好，可持续发挥作用)。
2．(2020·全国Ⅱ卷)研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α－淀粉酶A3，并对其进行了研究。回答下列问题：(1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可检测淀粉的减少，检测应采用的试剂是______，也可采用斐林试剂检测___________________的增加。(2)在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常会在凝胶中添加SDS，SDS的作用是___________________________ ___________和____________________。
碘液
还原糖(或葡萄糖)
消除蛋白质所带净电荷对迁移
率的影响
使蛋白质发生变性
(3)本实验中，研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统，结果如图所示。某同学据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依据是________________________________________ __________________。
在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得
的相对酶活性不同
(4)在制备A3的固定化酶时，一般不宜采用包埋法，原因是______________________________________(答出1点即可)。
酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出
【解析】　本题主要考查化合物的检测、蛋白质的分离、pH对酶活性的影响以及固定化酶技术。(1)α－淀粉酶A3催化淀粉水解生成葡萄糖，可用碘液检测淀粉的减少量，也可采用斐林试剂检测还原糖的生成量。(2)蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中迁移的速率取决于它所带净电荷的多少以及分子的大小等因素。为了消除净电荷对迁移率的影响，加入SDS，还能使蛋白质发生变性。(3)在pH分别为7.5和9.0时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性都不同。(4)细胞多采用包埋法固定化，而酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出，更适合采用化学结合和物理吸附法固定化。
答题策略：区分直接使用酶、固定化酶和固定化细胞
1．(2020·全国卷Ⅲ)水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题：(1)制作果汁时，可以使用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、________________________(答出2种即可)。纤维素酶可以分解植物__________(填“细胞膜”或“细胞壁”)中的纤维素。
果胶分解酶、果胶酯酶
细胞壁
(2)用果胶酶处理果泥时，为了提高出汁率，需要控制反应的温度，原因是__________________________________________________ ____________。(3)现有甲乙丙三种不同来源的果胶酶，某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都相同的前提下比较这三种酶的活性。通常，酶活性的高低可用______________________________________________ _______________________来表示。
温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶活性最高，
出汁率最高
在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的
消耗量或者产物的增加量
(4)获得的果汁(如苹果汁)可以用来制作果酒或者果醋，制作果酒需要______菌，这一过程中也需要O2，O2的作用是________________ _________________。制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌属于________(填“好氧”或“厌氧”)细菌。
酵母
促进有氧呼吸，
使酵母菌大量繁殖
好氧
【解析】　(1)由分析可知，果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。植物细胞壁由纤维素和果胶构成，故可用纤维素酶分解细胞壁。(2)酶发挥催化作用需要适宜的温度和pH条件，在最适温度下，果胶酶的活性最高，出汁率最高。(3)酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力，酶活性的高低可以用在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量来表示。(4)由分析可知，果酒的制作离不开酵母菌，在初期通入氧气，可以促进酵母菌的有氧呼吸，使其大量繁殖；醋酸菌是一种好氧细菌。
2．(2021·太原市山西大附中高三模拟)新冠肺炎疫情警示人们要养成良好的生活习惯，提高公共卫生安全意识，戴口罩可以减少病原微生物通过飞沫在人与人之间的传播。为加快废弃口罩的处理，避免污染环境，某科研团队准备从土壤中筛选出能高效降解一次性口罩(熔喷布)的细菌(不分解琼脂)，请回答下列问题。
(1)培养基的配置和灭菌：根据目标微生物的特性，配置相应的培养基，熔喷布主要成分为聚丙烯纤维(PP，组成仅含有C、H两种元素)，用于筛选的固体培养基除需加入经过处理的聚丙烯粉末作为____________外，还应加入水、氮源、无机盐和琼脂等。配置好后，进行高压蒸汽灭菌，影响高压蒸汽灭菌效果的因素有_____________ _______________________________________________等(答出2点即可)。
唯一碳源
温度、压力、
灭菌时间，以及灭菌材料和数量、锅内空气含量等
(2)目的菌的获取、选择、扩大培养：目的细菌大多分布在距地表约5 cm～10 cm的潮湿土壤层，因此土壤取样时，一般____________ ____________________。在培养基中加入能与PP结合而显色的染色剂，目的菌的作用可使目的菌落周围出现透明圈，应当选择____________________________的菌落作为目的菌群，接种于液体培养基中再进行扩大培养。(3)若要测定土壤中能降解一次性口罩(熔喷布)的细菌细胞数，请写出主要实验步骤____________________________________________ ________。
铲去表层土
壤(或取相应位置)
透明圈直径比菌落直径比值大
取淤泥加入无菌水，涂布到相应培养基上，培养
后计数
(4)工业化使用：已知目的菌分解PP需要多种酶的共同参与，目的菌比酶分子大得多，工厂化降解PP时，通常采用________法来固定目的菌。影响目的菌降解熔喷布效果的因素有温度、pH以及_________________________________________________________等(答出两点即可)。
包埋
目的菌降解PP的能力、目的菌的浓度、熔喷布材质、处理时间
【解析】　(1)根据题干信息分析可知，该实验的目的是从土壤中筛选出能高效降解一次性口罩(熔喷布)的细菌(不分解琼脂)，且熔喷布主要成分为聚丙烯纤维，因此筛选所用的固体培养基应该以经过处理的聚丙烯粉末作为唯一碳源，同时培养基中还应该具有的成分是水、氮源、无机盐和琼脂等；微生物培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，影响灭菌效果的因素有温度、压力、灭菌时间、灭菌材料和数量、锅内空气含量等。(2)由于目的细菌大多分布在距地表约5 cm～10 cm的潮湿土壤层，因此土壤取样时一定要铲去表层土壤。在培养基
中加入能与PP结合而显色的染色剂，而目的菌能够将PP分解，进而在目的菌周围形成透明圈，目的菌分解PP的能力越强，透明圈越大，因此应该选择透明圈直径比菌落直径比值大的菌落作为目的菌群，接种于液体培养基中再进行扩大培养。(3)要测定淤泥中能降解一次性口罩(熔喷布)的细菌的细胞数，可以取淤泥加无菌水制成菌悬液，稀释涂布到相应培养基上，培养后进行计数。(4)固定化常用的方法有物理吸附法、化学结合法和包埋法，由于目的菌比酶分子大得多，因此常用包埋法进行固定；影响目的菌降解熔喷布效果的因素有温度、pH、目的菌降解PP的能力、目的菌的浓度、熔喷布材质、处理时间等。
3．(2021·广东高三其他模拟)苹果醋是当下流行的风味饮品，是苹果汁经发酵后，再添加适量苹果汁等原料而制成的饮品。苹果醋中的乙酸有软化血管、降低血压，能有效预防高血压和心脑血管疾病。下图是苹果醋饮品的工厂生产过程图。回答下列有关问题：
(1)得到果醋醪液需要经过两次发酵，发酵②需要的发酵条件是____________________________(写出2点)。(2)工厂化生产中可以用固定化酵母细胞进行发酵①过程，一般采用的固定化技术是__________，发酵①过程用固定化细胞技术而不用固定化酶技术的原因是________________________________________ ____________________________________________。与游离酵母进行发酵相比，固定化酵母细胞进行发酵的优点是___________________ ___________________________________________________。
通入氧气或空气、30～35 ℃
包埋法
酒精发酵需要一系列酶催化，只有固定化细
胞才可以固定一系列酶，并催化一系列化学反应
酵母细胞可以重复
利用，降低成本；便于与发酵液的分离，提高产品品质等
(3)苹果醋含有较高浓度的乙酸，能够引起___________________ _________，导致细菌死亡，使得大多数微生物不能生长繁殖，但市场保质期内的苹果醋饮品有时会发生“变质”问题。某同学分析出现“变质”的原因可能如下：①可能在灌装或包装过程中无菌操作不够规范，引起了耐酸性细菌污染；②两次无菌操作采用______________，虽然使得饮品风味口感保持不变，但不能杀死耐热性微生物；③苹果浓缩汁中出现了食品污染常见的某种杆菌，在不利条件下形成芽孢或孢子，在条件适宜时其大量繁殖，引起变质。
细菌蛋白质变性、细
菌失水
巴氏消毒法
【解析】　(1)发酵②为经中间酵液成为果醋醪液的过程，该过程主要利用醋酸菌的发酵作用，醋酸菌为好氧菌，故制作时需要不断通入氧气，且其适宜温度是30～35 ℃。(2)酵母细胞因为体积大不容易被吸附，因此一般用包埋法进行固定；因酒精发酵需要一系列酶催化，只有固定化细胞才可以固定一系列酶，并催化一系列化学反应，故发酵①过程用固定化细胞技术而不用固定化酶技术；与游离酵母进行发酵相比，固定化酵母细胞进行发酵的优点是酵母细胞可以重复利
用，降低成本；便于与发酵液的分离，提高产品品质等。(3)苹果醋中有较高浓度的乙酸，可能引起细菌蛋白质变性(高温、强酸、强碱等均可能引起)，也可能因为渗透压高而引起细菌细胞失水，而导致细菌死亡；市场保质期内的苹果醋饮品有时会发生“变质”问题，原因可能有：①在灌装或包装过程中无菌操作不够规范；②两次无菌操作采用巴氏消毒法(温度较低，适用于一些不耐高温的液体如牛奶)；③苹果浓缩汁中出现了食品污染常见的某种杆菌。
考点三　蛋白质和植物有效成分的提取与分离(实验与探究能力)
1．图解蛋白质的提取与分离
2．总结植物有效成分提取的3种方法
常用物质分离方法：①分离油水混合物：分液法。②除去固体物和残渣：过滤法。③除去液体中质量较小的固体残留物：离心法。④除去芳香油中的残留水分：加入无水硫酸钠后过滤。⑤除去萃取液中的有机溶剂：蒸馏法。
(2017·全国Ⅲ，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______________________。
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水稀释，进而降低对物质W的提取效果
使原料和溶剂充分混匀
去除提取液中的色素
(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)。
丙酮沸点低于乙醇，蒸
馏时物质W分解较少
在温度较低的情况下操作；
防火
【解析】　(1)因高温烘干过程中，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水稀释，进而降低对物质W的提取效果。所以在提取物质W时，最好应选用的原料是晾干的植物甲。(2)振荡使原料和溶剂充分混匀。(3)根据题意，活性碳具有吸附能力，杂质色素容易被吸附。(4)丙酮(沸点56 ℃)、乙醇(沸点约78 ℃)两种溶剂，由于丙酮沸点相对较低，而温度过高会导致物质W分解，所以在提取物质W时，应选用丙酮作提取剂。(5)该实验操作过程中应注意的事项包括在温度较低的情况下操作，防火，控制处理的时间等。
思维延伸：判断正误(1)植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，根据提取的芳香油的用途选择提取的方法(　 )(2)用柑橘和柠檬作为材料不适合用水中蒸馏的方法进行提取(　 )(3)萃取是利用了芳香油易溶于有机溶剂的特性进行提取的一种方法(　 )
×
√
√
(4)由于胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂中，所以可以采用萃取的方法进行提取(　 )(5)蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解出来，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油(　 )(6)影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外，还有原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等(　 )
√
×
√
1．(2021·吉林高三月考)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。
β－胡萝卜素
维生素A
夜盲症
非挥发性
(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____________作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是________________________ ___________________________________________。
需要
乙酸乙酯
萃取胡萝卜素的有机溶剂
不与水混溶，而乙醇虽为有机溶剂但和水混溶
【解析】　(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是β－胡萝卜素，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子维生素A；维生素A缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，称为夜盲症。胡萝卜素是非挥发性物质。(2)工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，需要将新鲜的岩藻干燥。(3)萃取胡萝卜素的萃取剂要有较高的沸点，能充分溶解胡萝卜素，且与水不混溶。乙酸乙酯是水不溶性有机溶剂，因此应选用乙酸乙酯作为胡萝卜素的萃取剂。胡萝卜素虽然能溶于乙醇中，但乙醇是水溶性有机溶剂，若选用乙醇作为胡萝卜素的萃取剂，在萃取过程中，因能与水混溶而影响萃取的效果，所以不能选用乙醇作萃取剂。
2．血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2或CO2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。
(1)将实验流程补充完整：A为__________________，B为________ ____________。凝胶色谱法是根据______________________而达到蛋白质分离的有效方法。(2)洗涤红细胞的目的是去除______________________，洗涤次数过少，无法除去____________；离心速度过高和时间过长会使____________________________。释放血红蛋白的过程中起作用的是________________。(3)在洗脱过程中加入物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0)的目的是________________________________________________ __________，如果红色区带__________________说明色谱柱制作成功。
血红蛋白的释放
样品的
加入和洗脱
相对分子质量的大小
杂蛋白(血浆蛋白)
血浆蛋白
白细胞和淋巴细胞一同沉淀
蒸馏水和甲苯
准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内
的一致
均匀一致地移动
【解析】　(1)样品处理及粗分离过程为：红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→分离血红蛋白溶液→透析，所以A表示血红蛋白的释放；凝胶色谱操作的顺序是：凝胶色谱柱的制作，凝胶色谱柱的装填和样品的加入和洗脱，所以B表示样品的加入和洗脱。凝胶色谱法的原理是相对分子质量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；相对分子质量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。(2)洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，释放血红蛋白的过程是让红细胞吸水涨破。如果分层不明显，可能是洗涤次数少，未能除去血浆蛋白。此外，离心速度
过高和时间过长，会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀，也得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度。重复洗涤三次，直至上清液中没有黄色，表明红细胞已洗涤干净。因为甲苯是表面活性剂的一种，可将细胞膜溶解，从而使细胞破裂。(3)磷酸缓冲液(pH为7.0)能够准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内的一致。如果凝胶色谱柱装填得很成功，分离操作也正确，就能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出；如果红色区带歪曲、散乱、变宽，说明分离的效果不好，这与凝胶色谱柱的装填有关。
3．(2021·宁夏银川高三其他模拟)研究发现细胞色素P450是动物体内一种重要的药物代谢酶，其对某些药物发挥作用或解除药物毒性具有重要作用。科研人员从菊科植物艾草中提取艾草精油，用于研究艾草精油对小鼠体内细胞色素P450基因表达的影响，以便开展有关药物临床运用试验。实验内容如下：实验1：提取艾草精油将艾草叶粉碎成粉末与蒸馏水按120于圆底烧瓶中浸泡，加热回流提取2次，每次1 h，收集到艾草精油。
实验2：检测各组细胞色素P450含量，将健康成年小鼠随机分为对照组和实验组，对照组小鼠灌胃一定量的0.1%的吐温(增溶剂)，实验组小鼠做X处理，每组每日各处理2次。连续处理3日后，取小鼠肝脏组织，测定细胞色素P450含量。请分析回答：(1)实验1中提取艾草精油的方法是__________________________，采用此方法的理由有__________________________________。艾草精油出油率的计算公式是______________________。
水中蒸馏(水蒸气蒸馏)
精油化学性质稳定、有较强挥发性
精油质量/原料质量
(2)实验2中实验组“X”处理为　灌胃等量的0.1%吐温和艾草精油混合液　。科研人员根据蛋白质的相对分子质量大小从样品细胞中分离细胞色素P450，可采用的方法是______________，样品中先分离出来的蛋白质的相对分子质量应该________(填“较小”或“较大”)；若要对分离到的细胞色素P450进行分子量测定，常用的方法是______________________________。(3)若实验2的结果表明，艾草精油对细胞色素P450表达量具有明显的抑制作用，可推测艾草精油________(填“能”或“不能”)与以细胞色素P450为主要代谢酶的药物同时使用。
凝胶色谱法
较大
SDS­聚丙烯酰胺凝胶电泳
不能
【解析】　(1)实验1中提取艾草精油的方法是水蒸气蒸馏法，采用此方法的理由是艾草精油化学性质稳定、有较强挥发性。艾草精油出油率的计算公式是精油质量/原料质量。(2)根据实验的单一变量原则，实验2中实验组“X”处理为灌胃等量的0.1%吐温和艾草精油混合液。根据蛋白质的相对分子质量大小从样品细胞中分离细胞色素P450，可采用的方法是凝胶色谱法，样品中先分离出来的蛋白质的相对分子质量应该较大；若要对分离到的细胞色素P450进行分子量测定，常用的方法是SDS­聚丙烯酰胺凝胶电泳。(3)若实验2的结果表明，艾草精油对细胞色素P450表达量具有明显的抑制作用，可推测艾草精油不能与以细胞色素P450为主要代谢酶的药物同时使用。
1．(2021·德州模拟)如图为啤酒酿造的流程图，请回答与啤酒酿造有关的问题：(1)大麦在酿造前要经过发芽过程制备成麦芽，目的是提高大麦中各种水解酶的含量和________________。但发芽时间不宜过长，原因是__________________________。
葡萄糖的含量
减少种子中有机物的消耗
(2)麦芽粉碎和糖化可将麦芽中的非水溶性组分转化成水溶性组分，是啤酒发酵过程中的重要步骤。糖化的主要过程是水解淀粉，参与该过程的水解酶最适温度以及产物信息如表：其中糊精不可作为发酵底物，酵母发酵时底物使用的先后顺序是葡萄糖＞麦芽糖＞麦芽三糖，因此，若想获得低乙醇含量的啤酒，糖化时应如何控制温度？_________________________。
控制温度在72～75 ℃
(3)为避免发酵过程产生过多的副产物从而导致啤酒风味不佳，麦汁发酵多在低温环境下进行。此外，发酵设备还需配有冷却装置，这是因为____________________________________________________________ ________________________________________________。【解析】　(1)酿酒的原理是利用了酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇的特点，无氧呼吸的原料主要是葡萄糖，大麦在酿造前要经过发芽过程制备成麦芽，目的是提高大麦中各种水解酶的含量和葡萄糖的含量，但发芽时间不宜过长，以减少种子中有机物的消耗。(2)糊精不可作为发酵底物，酵母发酵时底物使用的优先顺序是葡萄糖＞麦芽糖＞麦芽三糖，因
酵母菌消耗的糖所释放的能量中，一部分用于合成ATP，供细胞生命活动利用，其余绝大部分能量以热能的形式散失
此，若想获得低乙醇含量的啤酒，应该使淀粉水解产物中糊精的含量增加，葡萄糖和麦芽糖的含量减少，因此该过程中应该保证α淀粉酶的活性，降低β淀粉酶的活性，又因为α淀粉酶的最适温度在72～75 ℃，β淀粉酶的最适温度在62～65 ℃，所以糖化时应控制温度在72～75 ℃，此时α淀粉酶的活性最高，β淀粉酶的活性降低。(3)发酵设备还需配有冷却装置是因为酵母菌消耗的糖所释放的能量中，一部分用于合成ATP，供细胞生命活动利用，其余绝大部分能量以热能的形式散失，散失的这些热能会使发酵装置变热，所以发酵设备还需配有冷却装置。
2．(2021·郑州市·河南省实验中学高三其他模拟)为了获得耐热耐辐射微生物资源，某生物兴趣小组在新疆库木塔格沙漠某区域取样，利用常规平板分离方法进行分离培养，定向筛选出耐高温耐辐射菌株，实验流程如下，分析并回答下列问题：(1)生物兴趣小组选择在该区域取样的原因是___________________ _____________。筛选出的耐高温辐射菌与酿酒酵母相比在遗传信息表达过程中的特点是______________________________________。
该区域温度较高、遭
受辐射较强
转录和翻译可在同一时间和空间中进行
(2)配制LB肉汤培养基需添加一定量的NaCl，其目的是_________ ____________________________________________，对LB肉汤培养基一般采用______________灭菌；驯化培养过程中，对活菌纯化并计数的方法是__________________，测得的活菌数往往比实际值______，原因是______________________________________________________。(3)某同学为探究已纯化的菌株能否分解纤维素，他将此菌株接种在纤维素分解菌选择培养基上，一段时间后，培养基上出现了菌落，该同学认为此菌株能分解纤维素，但其他的同学并不认同他的观点，你认为他们的理由是________________________________。
为微生物
提供无机盐(为微生物提供无机盐，调节渗透压)
高压蒸汽法
稀释涂布平板法
低
两个或多个细胞连在一起时，平板上只能观察到一个菌落
实验缺少空白对照；操作不规范
【解析】　(1)要获得耐热耐辐射微生物资源，必须要在相应的环境中寻找，新疆库木塔格沙漠某区域温度较高、遭受辐射较强，故适宜取样。酿酒酵母为真核生物，转录后mRNA进入细胞质开始翻译，而筛选出的耐高温辐射菌为原核生物，转录和翻译可在同一时间和空间中进行。(2)培养基中添加一定量的NaCl，其作用是为微生物提供无机盐，调节渗透压；对培养基一般采用高压蒸汽灭菌法灭菌；驯化培养过程中，对活菌纯化并计数的方法是稀释涂布平板法，这种方法测得的活菌
数往往比实际值低，是因为涂布培养时常常存在两个或多个细胞连在一起，而平板上只能观察到一个菌落。(3)为探究已纯化的菌株能否分解纤维素，将此菌株接种在纤维素分解菌选择培养基上，一段时间后，培养基上出现了菌落。结合实验设计要遵循对照实验的原则分析，该同学的实验设计中缺乏空白对照组，即不接种该筛选菌株，培养基中是否会出现菌落产生。操作不规范，应用刚果红染色法进行检验。
3．(2020·四川省高三二模)新冠疫情缓解后，我省各中小学校已陆续复课。在提倡同学们戴口罩、勤洗手、做好个人防护的同时，为创造一个健康、卫生、安全的学习环境，各学校均定期对校园进行全面消毒。某班兴趣小组为检验教室门把手的消毒效果，对消毒前后门把手上微生物的数量进行了检测，检测流程和消毒前的检测结果如图所示。请回答：
(1)戴口罩、勤洗手是预防传染病措施中的________________环节。(2)检测前需制备培养基。培养基是指按照微生物对营养物质的____________，配制出供其生长繁殖的营养基质，培养基的成分一般含有______________、水和无机盐。(3)由图中培养结果可知，检测中接种微生物的方法为__________________；通过观察菌落的____________________________ (答出两个)等特征，可对门把手上存在的微生物进行初步鉴定。
切断传播途径
不同需求
碳源、氮源
稀释涂布平板法
形状、大小、隆起程度、颜色
(4)要计算消毒前门把手单位面积的微生物数量，除图中所示信息外，还需要知道________________________________________________ (答出两个)等数据。(5)你认为上述实验结果的可信度高吗？如果你认为可信度高，请说明理由；如果你认为可信度低，请提出改进的措施。______________ _____________________________________________________________________________________________________________。
涂布平板时所用的稀释液的体积、样品菌液的稀释倍数
可信度低。改进措施为：在某一稀释度下至少要涂布3个平板，确定对照组无菌后，选择菌落数在30～300的平板进行记数，求其平均值
【解析】　(1)传染病的流行必须具备三个基本环节：传染源、传播途径和易感人群。在新冠病毒流行期间，提倡同学们戴口罩、勤洗手的目的是：切断传播途径，以防止病原体扩散。(2)培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。培养基的成分一般含有碳源、氮源、水和无机盐。(3)根据培养的效果图可以判断：检测中接种微生物的方法为稀释涂布平板法。菌落特征包括菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等方面。(4)要计算消毒前门把手单位面积
的微生物数量，除图中所示的平板上生长的菌落数外，还需要知道涂布平板时所用的稀释液的体积、样品菌液的稀释倍数等数据。(5)上述实验结果显示：只涂布了一个平板并统计其菌落数。由于没有设置重复组，所以可信度低。为了提高实验结果的可信度，统计某一稀释度下平板上生长的菌落数时，至少要涂布3个平板，确定对照组无菌后，选择菌落数在30～300的平板进行记数，求其平均值。
4．(2021·湖南长沙市长郡中学高三其他模拟)科研人员利用固定化酵母直接发酵甜菜汁生产燃料乙醇，下图1表示相关的工艺流程，图2为不同固定化酵母接种量对发酵的影响。请回答下列问题：
(1)图1的步骤①中，溶化海藻酸钠时要注意_____________________ ___________________，步骤②中加入果胶酶的原因是_______________ _____________________________________________，步骤④体现了固定化酵母________________________________的优点，此外固定化酵母细胞还有哪些优点？____________________________________________ ____________________________________。(答出两条即可)(2)研究表明使用固定化酵母的酒精产量平均值高于游离酵母的对照组，分析其可能的原因是_______________________________________ _______。
小火加热或间断加热，
防止海藻酸钠焦糊
甜菜汁含有果胶，
因其不溶于水，会影响出汁率，且导致果汁浑浊
容易与产物分离，并能重复使用
固定的是一系列、多种酶；酶在细胞内的稳定性
高，完整细胞固定化后酶的活性损失少
凝胶珠内部容易产生无氧环境，有利于酒
精发酵
(3)海藻酸钠溶液必须冷却至室温后才能和酵母混合，原因是____________________________。(4)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是__________________________________。【解析】　(1)步骤①中配制海藻酸钠溶液时要注意小火加热或间断加热，直到海藻酸钠溶化为止，以防止海藻酸钠焦糊；步骤②中榨取的甜菜汁含有果胶，因其不溶于水，会影响出汁率，且导致果汁浑浊，因此该步骤使用果胶酶分解果胶，瓦解细胞壁，以提高甜菜汁的出汁率和澄清度。步骤④循环利用体现了固定化酵母容易与产物分离，并能重复
高温会导致酵母菌细胞死亡
使胶体聚沉形成稳定的凝胶珠结构
使用的优点。此外固定化酵母细胞固定的是一系列、多种酶；酶在细胞内的稳定性高，完整细胞固定化后酶的活性损失少。(2)固定化的酵母是与凝胶珠结合，包裹在凝胶珠内，与游离的酵母相比，凝胶珠内部容易产生无氧环境，有利于酒精发酵，所以使用固定化酵母的酒精产量平均值高于游离酵母的对照组。(3)海藻酸钠溶液必须冷却至室温后才能和酵母混合，防止高温杀死酵母菌。(4)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是让凝胶珠形成稳定的结构。