2023届高考生物二轮复习生物技术实践学案

这是一份2023届高考生物二轮复习生物技术实践学案，共37页。


[考纲要求]　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.利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其它方面的应用　5.运用发酵加工食品的基本方法　6.从生物材料中提取某些特定的成分　7.蛋白质的提取和分离　8.酶活力测定的一般原理和方法　9.酶在食品制造和洗涤等方面的应用　10.制备和应用固定化酶

真题探究——深析真题明考向


1．(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。
(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____________________________。
答案　(1)高压蒸汽灭菌　琼脂　选择
(2)104　(3)S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长
(4)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
(5)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÷1000×100÷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。
2．(2020·全国卷Ⅱ)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______________________。
(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______________________________________________________________。

(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)。
答案　(1)碘液　还原糖(或葡萄糖)
(2)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)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)酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出
解析　(1)测定酶活性时，可以通过检测单位时间内反应物的减少或生成物的增加来反映酶活性，所以可以用碘液检测淀粉的减少，也可用斐林试剂检测还原糖(或葡萄糖)的增加。
(2)鉴定蛋白质纯度常用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法，凝胶中加入SDS可以消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响，并使蛋白质发生变性。
(3)分析题中曲线可知，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，可推测缓冲系统的组分对酶活性有影响。
(4)由于酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出，所以制备固定化酶时，一般不采用包埋法。
3.(2019·全国卷Ⅰ)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。
Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5 g/L)。
Ⅱ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(15 g/L)。
Ⅲ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(45 g/L)。
回答下列问题。
(1)在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的是________。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是____________。
(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会________，其原因是____________________________________。
(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是__________________________。
(4)假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供________和__________________________________。
答案　(1)牛肉膏、蛋白胨　X
(2)下降　不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖
(3)稀释涂布平板法
(4)能量　合成其他物质的原料
解析　(1)Ⅰ号培养基中含有牛肉膏、蛋白胨和有机物X等，其中X仅含有C、H两种元素，故为微生物提供氮源的是牛肉膏、蛋白胨。Ⅱ、Ⅲ号培养基中除无机盐外，还含有有机物X，故为微生物提供碳源的有机物是X。
(2)因Ⅱ号液体培养基中只有X含有碳元素，故培养一段时间后，不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖，故不能降解X的细菌比例会下降。
(3)对微生物分离的方法有平板划线法和稀释涂布平板法，但其中只有稀释涂布平板法能够对菌落进行计数。
(4)能高效降解X的细菌能将X代谢为丙酮酸，丙酮酸在有氧条件下被降解时能释放出大量能量，故丙酮酸可为该细菌的生长提供能量。丙酮酸还可以为该细菌中其他物质的合成提供原料。
4．(2019·全国卷Ⅱ)物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题。
(1)要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是________。
(2)在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌，应该选择________菌落进一步纯化，选择的依据是__________________________________________________
__________________。

(3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论，即_____________________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。
①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加________，三处滴加量相同。
②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明____________________；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明__________________________________________________________________。
答案　(1)W
(2)乙　乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W
(3)将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源
(4)①缓冲液　②缓冲液不能降解W　酶E与天然酶降解W的能力相近
解析　(1)物质W是一种含氮有机物，要分离能够降解物质W的细菌，需用以物质W为唯一氮源的选择培养基进行筛选。
(2)由题图可知，甲菌落周围没有透明圈，说明甲菌不能降解物质W，乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解物质W，故要得到目标菌，应选择乙菌落进一步纯化。
(3)要鉴定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，则培养基中不能添加氮源，所以将甲、乙菌分别接种在无氮源的培养基上(其他条件相同且适宜)，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。
(4)实验目的是比较天然酶和酶E降解物质W的能力，做实验时要设计空白对照实验，所以C处应滴加缓冲液。C处没有出现透明圈，说明缓冲液不能降解物质W，A、B处透明圈的出现说明物质W被降解，若两个透明圈直径大小相近，则说明酶E与天然酶降解物质W的能力相近。
5．(2018·全国卷Ⅰ)将马铃薯去皮切块，加水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M培养基。
回答下列问题：
(1)M培养基若用于真菌的筛选，则培养基中应加入链霉素以抑制________的生长，加入了链霉素的培养基属于__________培养基。
(2)M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质，营养物质类型除氮源外还有________________(答出两点即可)。氮源进入细胞后，可参与合成的生物大分子有________________(答出两点即可)。
(3)若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是________，该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是______________________________________。
(4)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量，在同一稀释倍数下得到以下结果：
甲同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是110、140和149，取平均值133；
乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是27、169和176，取平均值124。
有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是____________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案　(1)细菌　选择
(2)碳源、无机盐　蛋白质、核酸
(3)碘液　淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈
(4)乙同学的结果中，1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差
解析　(1)M培养基若用于真菌的筛选，说明M培养基能满足真菌的生长，而能抑制其他微生物的生长，链霉素是一种抗生素，可以抑制细菌的生长。加入了链霉素的培养基能筛选出真菌，该培养基属于选择培养基。
(2)微生物生长需要多种营养物质除氮源外，还需要碳源、无机盐以及特殊营养物质等。氮元素是蛋白质和核酸等生物大分子的组成元素，因此氮源进入细胞后，可参与合成的生物大分子有蛋白质和核酸。
(3)淀粉遇碘液会变成蓝色，筛选产淀粉酶的微生物，依据淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈，再根据透明圈，来筛选产淀粉酶的微生物。
(4)乙同学结果不合理，因为1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差，不能简单的用其平均数作为最终结果。

6．(2020·山东等级考)我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错误的是(　　)
A．“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快
B．“鱼眼汤”现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的
C．“净淘米”是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施
D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡
答案　C
解析　“浸曲发”是将酵母菌活化，可以使微生物代谢加快，A正确；“鱼眼汤”现象是指酵母菌在呼吸过程中产生CO2，使溶液中出现气泡，B正确；在做酒过程中，为消除杂菌的影响主要靠“炊作饭”，即蒸熟，C错误；“舒令极冷”是将米饭摊开冷透，防止温度过高导致微生物(酵母菌)死亡，D正确。

考点
全国Ⅰ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020
传统发酵
技术






微生物的
培养和应用
T39
[15分]
T37
[15分]
T37
[15分]
T37
[15分]
T37
[15分]
★★★★★
酶的应用






蛋白质的
提取和分离






植物有效
成分提取






考点
全国Ⅱ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020
传统发酵
技术
T39
[15分]
T37
[15分]



★★
微生物的
培养和应用


T37
[15分]
T37
[15分]

★★
酶的应用




T37(1)(3)(4)
[12分]
★
蛋白质的
提取和分离




T37(2)
[3分]
★
植物有效
成分提取






考点
全国Ⅲ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020
传统发酵
技术




T37(4)
[4分]
★
微生物的
培养和应用
T39
[15分]

T37
[15分]
T37
[15分]

★★★
酶的应用




T37(1)(2)(3)
[11分]
★
蛋白质的
提取和分离






植物有效
成分提取

T37
[15分]



★

1．下图是分离烟草原生质体的过程，下列说法错误的是(　　)

A．制备原生质体的叶片应采用高压蒸汽法进行消毒
B．制备原生质体的酶溶液可能含纤维素酶和果胶酶
C．血细胞计数板是检测原生质体密度的工具之一
D．培养基需具有合适的渗透压、pH等
答案　A
解析　高压蒸汽法会使原生质体失活，A错误；纤维素酶和果胶酶可以水解植物细胞的细胞壁从而得到原生质体，B正确；显微镜下可以通过血细胞计数板观察统计原生质体的数目，从而计算密度，C正确。
2．生长图形法是一种测定微生物营养需求的简便方法。为探究某嗜热菌所需生长因子的种类，研究小组把该菌的悬浮液与不含任何生长因子但含有其他必需营养物质的培养基混合后倒成平板，然后在平板上划分数区，将甲、乙、丙三种生长因子分别添加到不同区域，培养结果如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．倒成平板后直接培养可判断有无污染
B．倒成平板后需要进行灭菌处理
C．图示结果表明该菌需要生长因子乙和丙
D．生长图形法还可用于某些菌种的筛选
答案　B
解析　倒成平板后直接培养，出现菌落说明已被杂菌污染，A正确；制备平板时，先灭菌再倒平板，B错误；图中菌落生活在乙、丙区域之间，说明同时需要乙和丙，C正确；不同菌种所需生长因子不同，可利用生长图形法筛选菌种，D正确。
3．在白酒发酵的窖池中，培养液的pH≤4.5后，酵母菌的代谢活动逐渐受到抑制，甚至停止发酵。耐酸性酵母菌能在pH≤3.5的环境下继续表现出较强发酵能力，适宜作白酒发酵生产用菌种。为选育适合白酒生产的耐酸性强的酵母菌，研究者进行了实验。
(1)酵母菌的代谢类型是________________。在发酵过程中，窖池中培养液的pH会逐渐下降，原因是___________________________________________。
(2)取适量窖底泥、酒糟和黄浆水，分别溶于10 mL________中，再各取1 mL上清液接入10 mL麦芽汁培养基中培养，2天后分别接种到不同酸碱度的麦芽汁培养基上，培养结果如表。
菌种来源
pH
窖底泥
酒槽
黄浆水
5.0
＋＋＋＋＋
＋＋＋＋
＋＋＋＋
4.0
＋＋＋＋
＋＋＋
＋＋＋＋
3.0
＋＋＋
＋＋
＋＋＋
2.5
＋＋
＋
＋
2.0
＋
－
－
注：“＋”越多表示菌体长得越好，“－”表示几乎不生长。
(3)在pH≤3.5的环境下，仍可检测到少量耐酸性酵母菌生长，这些菌株是基因________突变形成的。
(4)从pH为________的培养基中获得菌种，可通过____________________法接种到培养基上，进行纯化培养。
(5)实验获得了三个耐酸性强的酵母菌菌株，特点如表。
菌株
A
B
C
特点
pH≤3.5时，生长代谢正常、优于其他常规菌种
pH≤3.5时，生长代谢正常，pH为4～6时，不正常
pH为2.5～6时，生长代谢正常、优于其他常规菌种
依据菌株特点，研究者认为C菌株更适合作为白酒发酵菌株，作出这一判断的理由是___________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
答案　(1)异养兼性厌氧型　细胞呼吸产生二氧化碳，可形成碳酸；代谢过程中还产生了其他酸性物质
(2)无菌水
(3)自然(自发)
(4)2～3　平板划线法或稀释涂布平板
(5)该菌对pH的耐受范围更大，发酵初期pH近中性，C菌种适合此环境，更易于形成优势菌群；发酵后期pH逐渐降低，C菌种依然能正常生长
解析　(3)突变在先，环境选择在后，不是环境诱导的突变，也不是定向的突变，而是自然(自发)突变。
(4)该实验的目的为选育适合白酒生产的耐酸性强的酵母菌，故应从pH为2～3的培养基中获得菌种，平板划线法或稀释涂布平板法都可以分离纯化菌种。
4．生物兴趣小组自制了泡菜，对其中的微生物进行了筛选，并对有害物质的含量进行了测定，请回答相关问题：
(1)泡菜制作过程中，乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行________的过程。乳酸菌中含有多种蛋白质，利用凝胶色谱法分离提取到的部分乳酸菌蛋白质时，等样品完全进入凝胶层后，加入pH为7.0、浓度为20 mmol/L的________到适当高度进行洗脱，结果先洗脱出来的是____________的蛋白质。
(2)兴趣小组还用伊红美蓝培养基检测泡菜汁中大肠杆菌的含量。从物理性质看，该培养基属于________(填“液体”或“固体”)培养基，伊红美蓝对大肠杆菌起到________(填“选择”或“鉴别”)作用。在某次计数操作过程中，发现培养基上的菌落连成一片，为避免此种现象发生，正确的操作方法是__________________________________________________________________。
(3)培养大肠杆菌时，在接种前通常需要检测培养基是否被污染，检测方法是__________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)测定泡菜中NaNO2的含量，依据的原理是在________条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N­1­萘基乙二胺盐酸盐结合形成________色染料。
答案　(1)无氧呼吸　磷酸缓冲液　相对分子质量较大
(2)固体　鉴别　对菌液进行梯度稀释(或加大稀释倍数)
(3)将未接种的培养基在适宜的条件下放置一段时间，观察培养基上是否有菌落出现
(4)盐酸酸化　玫瑰红
5．苯酚具有很强的毒性，有致畸、致癌和致突变作用。选育苯酚分解菌用于降解工业废水中的苯酚具有重要意义。请回答：
(1)从富含苯酚的土壤中分离苯酚分解菌时，培养基应以________为唯一碳源，原因是__________________________________。
(2)苯酚分解菌为多种细菌，若在分离苯酚分解菌的同时对其计数，可用________法将菌液接种在培养基上。通过观察培养基上的________结合显微镜下的菌体观察完成对苯酚分解菌的菌种鉴定。
(3)研究表明分解苯酚的关键酶是苯酚羟化酶，它在细菌细胞内的________上合成，属于________(填“胞内酶”或“胞外酶”)。
(4)苯酚分解菌的固定化常用包埋法。若用海藻酸钠溶液固定苯酚分解菌时，形成的胶粒球度不良出现拖尾，可能的原因是______________________________。与直接使用苯酚分解菌相比，使用固定化苯酚分解菌有____________________的优点。
答案　(1)苯酚　只有能利用苯酚的微生物才可以在这种选择培养基上存活
(2)稀释涂布平板　菌落特征
(3)核糖体　胞内酶
(4)海藻酸钠溶液浓度过高　能重复利用，降低成本
解析　(1)培养分离分解苯酚的微生物时，应选择以苯酚为唯一碳源的培养基，只有能利用苯酚的微生物才可以在这种选择培养基上存活，从而达到分离苯酚分解菌的目的。
(2)微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，其中后者可以用于菌种的计数；不同微生物的菌落特征不同，可以通过观察培养基上的菌落特征结合显微镜下的菌体观察完成对苯酚分解菌的菌种鉴定。
(3)苯酚分解菌能够分解苯酚是因为其含有苯酚羟化酶，该酶在细胞内发挥作用，属于胞内酶；其本质是蛋白质，因此是在核糖体上合成的。
(4)利用包埋法固定苯酚分解菌时，若海藻酸钠的浓度过高，会导致凝胶珠不成形出现拖尾现象；与直接使用苯酚分解菌相比，使用固定化苯酚分解菌具有能重复利用，降低成本等优点。

核心考点——重点难点全突破

考点1　传统发酵技术的应用
1　果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的比较
内容
项目
果酒和果醋
的制作
腐乳制作
泡菜制作
作用
菌种
果酒：酵母菌
果醋：醋酸菌
毛霉
乳酸菌
原理
(1)酵母菌在无氧条件下将葡萄糖氧化成乙醇
(2)醋酸菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸
毛霉等产生的酶将豆腐中的蛋白质、脂肪分解成小分子有机物
乳酸菌将糖转化为乳酸
原料
选择
新鲜葡萄(或其他水果)
豆腐
大白菜、花椰菜等新鲜干净的蔬菜
实验
流程



2　果酒和果醋发酵装置的设计思路
(1)酵母菌繁殖需要氧气，醋酸菌是好氧细菌，则果酒制作前期和果醋制作整个过程都需要氧气；酵母菌产生酒精时是厌氧的，则在充气口处应该设置开关。
(2)酒精发酵过程中产生CO2，醋酸发酵过程中通入的气体需要排出，所以需要设置排气口；为了防止空气中微生物污染，排气口应该连接一个长而弯曲的胶管。
(3)为便于取样及监测发酵情况，需要设置出料口。

1．“宁夏红”枸杞果酒生产工艺流程简图：选料→冲洗→粉碎→灭菌→接种→发酵→过滤→果酒。据流程图回答下面的问题。
(1)枸杞果酒制作过程中，接种完成后要先向发酵罐中通入________空气，目的是在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，增加数量。
(2)果酒制作离不开酵母菌，固定化酵母多采用________固定化，以提高生产效益。
(3)为了保证该酒品质的稳定，常用________法对发酵的酵母菌长期保存。
(4)果酒酿造过程中如果果汁灭菌不合格，含有醋酸菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸菌不能将果汁中的糖发酵为醋酸。说明理由_________________________________________________________________。
(5)若要提高果酒的产量，发酵过程中关键要控制哪些条件？____________________________。
答案　(1)无菌
(2)包埋法
(3)甘油管藏
(4)因醋酸菌是好氧细菌，而果酒发酵是无氧环境(温度环境要求也不同)
(5)适宜的温度、pH、通气量
解析　(2)固定化技术包括包埋法、化学结合法和物理吸附法，细胞多采用包埋法固定化，因此固定化酵母多采用包埋法固定化，以提高生产效益。
(4)因醋酸菌是好氧细菌，适宜的温度为30～35 ℃；而果酒发酵是无氧环境，适宜的温度为18～25 ℃，故果酒酿造过程中如果果汁灭菌不合格，含有醋酸菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸菌不能将果汁中的糖发酵为醋酸。
2．利用不同微生物的发酵作用来制作果酒、果醋、腐乳和酸奶等食品的历史悠久，遍布民间，一般称作传统发酵技术。根据传统发酵技术的相关知识，回答以下问题。
(1)在泡菜腌制的过程中，要注意控制腌制的时间、温度和________；用大白菜腌制泡菜的过程中亚硝酸盐含量变化是________。
(2)在制作腐乳过程中，所需的微生物来源于________________________；而现代的腐乳生产是在________条件下，将优良的菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染。
(3)在蓝莓果酒制作过程中，在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由________大量繁殖而形成的，其在________________时将乙醇变为乙醛，然后变为醋酸。
(4)用固定化酵母细胞发酵生产果酒时，最常选用________作载体包埋酵母细胞。
答案　(1)食盐的用量　先增加后减少
(2)空气中的毛霉孢子　无菌
(3)醋酸菌　氧气充足，糖源不足
(4)海藻酸钠
解析　(1)在泡菜腌制的过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐用量，以保证口感和亚硝酸盐含量在较低水平；泡菜腌制的过程中亚硝酸盐含量变化是先增加后减少。
(2)在制作腐乳过程中，原始制作所需的微生物来源于空气中的毛霉孢子，而现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下，将优良的菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，以使产品品质优良一致。
(3)醋酸菌在氧气充足，糖源不足条件下可以把乙醇变为乙醛，然后变为醋酸，从而在变酸的酒的表面形成一层菌膜。
(4)包埋酵母细胞最常用的载体是海藻酸钠。
考点2　微生物的培养与应用
1　微生物的培养
(1)培养基的制备过程
计算→称量→溶化→调pH→灭菌→倒平板
(2)纯化培养方法
①平板划线操作：平板划线法是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。注意划线的方法(如图)。

②稀释涂布平板法：将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个菌落。
(3)无菌技术：主要包括消毒和灭菌
项目
条件
结果
常用方法
应用范围
消毒
较为温和的物理或化学方法
仅杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)
煮沸消毒法
日常用品
巴氏
消毒法
不耐高温的液体
化学药剂
消毒法
用酒精擦拭双手，用氯气对水源进行消毒等
紫外线
消毒法
接种室、接种箱或超净工作台
灭菌
强烈的理化因素
杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子
灼烧灭菌法
接种工具
干热灭菌法
玻璃器皿、金属用具等
高压蒸汽
灭菌法
培养基及容器的灭菌
2　微生物分离与计数的两个实例
(1)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
①筛选菌株：利用以尿素为唯一氮源的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法。
③过程：土壤取样→样品稀释→微生物的培养与观察。
④鉴定方法：含酚红指示剂的以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。
(2)分解纤维素的微生物的分离
①实验原理：

即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。

1．(2020·河北衡水中学周测)据悉，在近期举行的中国饲料发展论坛上，农业农村部兽医局局长冯忠武表示，药物饲料添加剂将在2020年全部退出，并明确了养殖端减抗和限抗的时间表。
(1)药物饲料添加剂一般添加抗生素的理由是__________________。
(2)滥用抗生素的后果是导致细菌的________增强，且长期使用让畜禽机体免疫力________；抗生素在畜禽产品中造成残留，对人体健康和动物产品的出口有很大的影响。
(3)某科研小组欲调查现在猪群中肠道耐抗生素微生物的比例，进行了如下实验：
①培养基的配制和灭菌：分别配制含一定浓度抗生素的培养基A和____________的培养基B，用____________(方法)进行灭菌，倒平板备用。
②菌种分离与培养：用____________吸取猪肠腔液进行梯度稀释，每个稀释梯度取0.1 mL，用稀释涂布平板法接种到A、B培养基上各三个平板。为了排除培养基被污染，需设置__________________作为空白对照，然后在其他条件适宜的________(填“有氧”或“无氧)环境中培养1～2天。
③计数：选择菌落数在30～300的平板进行计数，计算出A、B培养基肠腔液中微生物的比值。
(4)全面禁抗以后，对于养殖场你有什么好的建议？(答一点即可)______________________。
答案　(1)杀灭细菌，延长其保质期
(2)耐药性　下降
(3)①不含抗生素　高压蒸汽灭菌法
②移液管　接种无菌水的培养基　无氧
(4)使用纯天然绿色植物作为猪的食物
2．(2020·湖南省长郡中学、雅礼中学高三联考)小麦、水稻等作物增产是长期使用化肥、农药、植物生长调节剂等的结果，而使用氮肥增多，不仅导致作物品质下降，还会污染环境。把固氮微生物的固氮基因导入小麦、水稻等农作物细胞内，让其自行固氮可解决此问题。回答下列问题：
(1)固氮菌有自生固氮菌(可自行固氮)和共生固氮菌(如和豆科植物形成根瘤后才能固氮的根瘤菌)。对土壤中的固氮微生物进行选择通常用的是________(填“有机氮”“无机氮”或“不加氮”)源培养基，培养基中培养的是____________(填“自生固氮菌”或“共生固氮菌”)。
(2)为筛选出自生固氮菌，需要在制备的培养基中添加的基本营养物质包括水、碳源和________，该培养基能筛选出目的菌株的原因是____________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)为检验培养基及培养皿灭菌是否合格，可采取的措施是_____________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)现将10 mL的固氮菌培养液进行梯度稀释，通常是梯度稀释10倍，即取1 mL接种到________mL的培养液中。分别取0.1 mL稀释倍数为105的样液接种到5个培养基上，培养一段时间后，统计菌落数分别为39、41、42、43、45，则1 mL悬液中活菌数量为________个，上述过程采用的接种方法是________________。
答案　(1)不加氮　自生固氮菌　
(2)无机盐　只有自生固氮微生物才能在无氮培养基上形成菌落，其他微生物不能生长
(3)取含培养基的空白平板在适宜条件下培养，观察培养基上是否形成菌落
(4)9　4.2×107　稀释涂布平板法
解析　(1)对土壤中的固氮微生物进行选择通常用的是不加氮源的选择培养基，能在培养基上正常生长的就是有固氮能力的自生固氮菌。
(2)各种培养基的配方虽然不同，但一般含有水、碳源、氮源和无机盐，因为该培养基为缺少氮源的选择培养基，故还需要添加无机盐，因为培养基中缺少氮源，所以只有自生固氮微生物才能在其上正常生长。
(4)梯度稀释10倍，即取1 mL接种到9 mL的培养液中。由题干可知5个培养基上菌落的平均数为42个，则1 mL悬液中活菌数量为42×105×10＝4.2×107个，进行菌落计数需用稀释涂布平板法接种。
3．(2017·江苏高考)苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中，对环境有严重危害。小明同学准备依据下图操作步骤，从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。请回答下列问题：

(1)酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水，其中可作为碳源的有________。
(2)将采集到的样品接种培养，苯酚用量应随转接次数增加而逐渐________，以达到富集酚降解菌的目的。若上图平板中菌落过于密集，应进一步________，以便于菌落计数与分离。制备平板培养基时除了需要水、营养物质外，还必须添加________。
(3)如图为连续划线法示意图，在图中________(填图中序号)区域更易获得单菌落。

(4)采用比色测定法(使用苯酚显色剂)检测降解后的废水中苯酚残留量。先制作系列浓度梯度并进行显色反应，下表中1～5号比色管的苯酚浓度应分别为__________________。
管号
1
2
3
4
5
6
苯酚浓度(mg/L)





1
如果废水为50 mg/L苯酚溶液，降解后约有21%的苯酚残留，则需将残留液稀释________(填序号：①5　②10
③20)倍后，再进行比色。
答案　(1)蛋白胨、苯酚
(2)增加　稀释涂布　凝固剂
(3)③
(4)0、0.2、0.4、0.6、0.8　③
解析　(1)分析富集培养基的成分可知，培养基中蛋白胨、苯酚中含C，可作为碳源。
(2)在接种培养时，随转接次数的增加，应逐渐增加培养基中苯酚的含量，以达到富集酚降解菌的目的。若接种培养后平板中菌落过于密集，应继续稀释涂布，以降低平板上菌落密度，便于菌落计数与分离。稀释涂布时所用的培养基为固体培养基，制备平板培养基时除了需要水、营养物质外，还必须添加琼脂等物质作为凝固剂。
(3)利用连续划线法接种时，越在最后划线区域，菌落的密度越小，越容易获得单菌落，所以，图中③区域更易获得单菌落。
(4)根据表中6号比色管中苯酚浓度为1 mg/L可以推知，1～5号比色管的苯酚浓度应分别为0 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L。根据题意，废水为50 mg/L苯酚溶液，降解后约有21%的苯酚残留，降解后废水中的苯酚浓度约为10.5 mg/L，要使稀释后的苯酚残留液浓度介于0～1 mg/L之间，需将残留液稀释20倍左右，再进行比色。
考点3　植物有效成分的提取
1　植物芳香油三种提取方法的比较
提取方法
实验原理
适用范围
水蒸气
蒸馏法
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层
适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性较强的芳香油
压榨法
通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油
适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料中芳香油的提取
萃取法
使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发出溶剂后就可获得芳香油
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
2　实验流程
(1)玫瑰精油提取的实验流程
鲜玫瑰花＋清水(1∶4)→水蒸气蒸馏→油水混合物分离油层除水玫瑰油。
(2)橘皮精油提取的实验流程
石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油。
(3)提取胡萝卜素的实验流程
胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。

1．生物组织中存在多种有机物，不同的有机物其提取与鉴定方法不尽相同。根据所学知识，请回答下列问题。
(1)玫瑰精油素有“软黄金”之称，要求不含有任何添加剂或化学原料，其提取方法主要是水蒸气蒸馏法，将鲜玫瑰花瓣和清水进行水蒸气蒸馏后收集到的产物是____________，用分液漏斗分离的油层中还需要加入________以除去水分。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。
(2)去年我国某地由于柑橘大实蝇的危害，使橘农遭受到了很大的损失，有人提出了提取橘皮精油获取利润的建议。橘皮精油是食品、化妆品和香水配制的优质原料，具有很高的经济价值，一般提取橘皮精油的方法是________法，之所以不采取水蒸气蒸馏法的原因是______________________________________。
(3)用萃取法提取胡萝卜素，萃取的效率主要取决于________________________，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________法进行鉴定。
(4)下图是血红蛋白提取过程所需的一个________装置，装置中，B是血红蛋白溶液，则A是________，该装置的目的是去除样品中________________的杂质。

答案　(1)油水混合物　无水硫酸钠　植物组织培养
(2)压榨　此方法存在原料焦糊和有效成分水解等问题
(3)萃取剂的性质和使用量　温度和时间　纸层析
(4)透析　磷酸缓冲液　相对分子质量较小
2．(2020·河北衡水中学模拟)古人曰：“崖柏养命，沉香续命”，沉香被称为植物钻石，是沉香树在遭到雷击、风折、虫害等伤害后，某些伤口由于感染真菌，真菌和树的汁液发生了化学反应所产生的物质。沉香精油是由沉香木经过水蒸气蒸馏法或萃取法提炼而成的，是沉香的精华所在，粗提取的操作大致流程见图甲，图乙是水蒸气蒸馏装置。

(1)甲所示方法中，橘皮精油的提取通常采用____________(选填“方法一”“方法二”或“都不宜”)
(2)图乙装置中有一处明显错误是________________，从图乙分析，提取沉香精油所用的是水蒸气蒸馏中的________蒸馏，为了增加提取量，在水蒸气蒸馏时，可________________。
(3)水蒸气蒸馏法提取的精油会失去部分挥发性小的成分，萃取可弥补该缺陷。影响沉香精油萃取效率的因素很多，如方法二步骤①的操作、萃取温度和时间等，方法二中操作①和②分别是________、________。
(4)树种、微生物、土质里的矿物质种类等都影响沉香的气味和药效，有人想把沉香形成过程中的微生物分离出来，并根据菌落特征鉴定种类。他分别进行了扩大培养和分离鉴定操作，所用的培养基的物理性质分别是____________，在分离微生物时，可采用的接种方法有____________________________。
答案　(1)都不宜
(2)冷凝管的水流方向是反的　水气　延长蒸馏时间
(3)粉碎　过滤
(4)液体、固体　平板划线法或稀释涂布平板法
考点4　酶的研究与应用
1　果胶酶在果汁生产中的应用
(1)果胶
①作用：植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一；在果汁加工中，会影响出汁率并使果汁浑浊。
②成分：是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。
③特点：不溶于水。
(2)果胶酶
①成分：分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。
②作用：果胶可溶性半乳糖醛酸。
(3)果胶酶的应用
①水果加工业：水果中的果胶经果胶酶水解后，可提高出汁率，降低果汁的黏度，使浑浊的果汁变得澄清。
②饲料工业：果胶酶与纤维素酶、半纤维素酶等配合使用，可降解植物细胞壁中的纤维素和果胶，从而提高饲料的营养价值。
(4)探究温度和pH对果胶酶活性的影响
①实验原则：遵循单一变量原则、对照原则，严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。
②实验原理：果胶酶的活性受温度、pH和酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，活性最高。水果的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。
③实验流程
制备果泥均分n组　　等量的果胶酶水溶液均分n组
↓ ↓
设置一系列具有梯度的pH和温度分别处理果泥和果胶酶
↓
将相同温度或pH下的果泥与酶液混合
↓
保温10分钟
↓
过滤果汁
④分析：该实验的自变量是温度或pH，因变量是酶的活性，检测因变量是通过测定果汁的体积或比较果汁的澄清度来实现的。
2　探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
(1)加酶洗衣粉：含酶制剂的洗衣粉。
(2)酶制剂的种类与洗涤原理
种类
洗涤原理
洗涤的物质种类
蛋白酶
蛋白质→小分子肽或氨基酸
血渍、奶渍等
脂肪酶
脂肪→甘油和脂肪酸
食品的油渍、人体皮脂、口红等
淀粉酶
淀粉→麦芽糖、葡萄糖
来自面条等淀粉类物质的污垢
纤维素酶
使纤维的结构变得蓬松
棉纺品的表面浮毛
3　固定化酶和固定化细胞
(1)概念：利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。
(2)适用方法及原因
一般来讲，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞体积较大，难以被吸附或结合，而体积较小的酶分子则易从包埋材料中漏出。
(3)固定化酶与固定化细胞的比较

固定化酶
固定化细胞
固定酶的种类
一种
一系列
适用方法
化学结合法、物理吸附法
包埋法
特点
优点
酶既可与反应物结合，又可与产物分离，固定在载体上的酶可反复利用
成本低，操作容易
缺点
一种酶只能催化一种或一类化学反应
不能催化大分子物质的反应，可能导致反应效率下降
实例
固定化葡萄糖异构酶
固定化酵母细胞
(4)制备固定化酵母细胞及利用固定化酵母细胞发酵



1．回答下列问题：

(1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变化如图所示。通常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不应该使用开水，原因是__________________________________。若要去除衣服上的血渍，应选择含有________(填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的碱性洗衣粉，理由是______________________________。
(2)某同学为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，该同学的做法________(填“合理”或“不合理”)，理由是______________________。
(3)已知溶液的pH可以影响酶的活性，请推测pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中________(填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基团的解离状态。
答案　(1)开水使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗　蛋白酶丙　碱性条件下只有蛋白酶丙有活性
(2)不合理　蛋白酶会降解脂肪酶
(3)羧基和氨基
解析　(3)氨基酸为两性化合物，羧基显酸性，氨基显碱性，pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中羧基和氨基等基团的解离状态。
2．(2020·广东省广州市育才中学高三零模)黑加仑是我国北方主要的浆果之一，黑加仑果加工得到的果汁富含VC、花青素等，每年有大量的出口，国内还有黑加仑果汁加工的软糖。果渣中的种子经加工提取得到的种籽油有防治动脉硬化、降低血脂等作用，因而有较高的经济价值。相关工艺流程如下图所示。回答下列问题：

(1)生产黑加仑果汁时，加入的果胶酶包括__________________和多聚半乳糖醛酸酶，其作用是将果胶分解为____________，从而使浑浊的果汁变得澄清。
(2)为降低生产成本和提高产品质量，需对果胶酶或产生果胶酶的细胞进行固定化处理。若针对产生果胶酶的细胞而言，应选用____________(“化学结合法”“物理吸附法”或“包埋法”)进行固定化处理，不选择其他两种的原因是________________________。
(3)从黑加仑种子中提取种籽油较为简便的方法是________。提取种籽油后余下的饼粕还可用于____________________。
(4)黑加仑种籽油的主要成分是γ­亚麻酸，其稳定性极差，容易氧化，故在贮存时可采用__________________________________等方法减少其氧化。(至少答出两种方法)
答案　(1)果胶分解酶、果胶酯酶　可溶性的半乳糖醛酸
(2)包埋法　细胞体积较大难以被吸附或结合
(3)压榨法　做兽、禽饲料(添加剂)、堆肥(有机肥)
(4)冷藏；贮藏容器密封；向贮藏容器中充入CO2或N2
考点5　血红蛋白的提取与分离
1　样品处理与粗分离

2　纯化与纯度鉴定


某同学对“血红蛋白的提取和分离“实验进行改进和研究，实验步骤如图1所示。请回答下列问题：
―→―→―→
图1

(1)血红蛋白由4条肽链组成，包括________________，血红蛋白因含有________而呈红色，这有利于对提取过程的监测。
(2)洗涤红细胞的目的是_________________________________________。
将样品采集后转移至离心管中，离心后选取________(“上层”或“下层”)暗红色的含红细胞的液体并将其转入烧杯中，加入五倍体积的________进行洗涤。
(3)待红细胞破裂释放血红蛋白后，将得到的混合溶液充分搅拌并离心，结果如图2所示。血红蛋白分布在图2的________(填序号)层，用滤纸过滤，可得到含血红蛋白的滤液。
(4)将滤液装入透析袋中，可除去________________的杂质。
答案　(1)2条α－肽链和2条β－肽链　血红素
(2)去除杂蛋白，以利于血红蛋白的分离和纯化　下层　生理盐水
(3)③
(4)相对分子质量较小
解析　(3)待红细胞破裂释放血红蛋白后，将搅拌好的混合溶液转移到离心管中，离心后，可以明显看到试管中的溶液分为4层，从上向下依次是有机溶剂层、脂类物质层、血红蛋白溶液、红细胞破碎物沉淀，故血红蛋白分布在图2的③层。