2023屆高考生物二輪復(fù)習(xí)生物技術(shù)實(shí)踐學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

?第15講　生物技術(shù)實(shí)踐
[考綱要求]　1.微生物的分離和培養(yǎng)；2.某種微生物數(shù)量的測(cè)定；3.培養(yǎng)基對(duì)微生物的選擇作用；4.利用微生物進(jìn)行發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物以及微生物在其他方面的應(yīng)用；5.酶在洗滌等方面的應(yīng)用；6.制備和應(yīng)用固定化酶；7.發(fā)酵食品加工的基本方法；8.從生物材料中提取某些特定的成分；9.運(yùn)用發(fā)酵加工食品的基本方法。

建網(wǎng)絡(luò) 理考點(diǎn)

查易錯(cuò) 清盲點(diǎn)
1．下列關(guān)于微生物的培養(yǎng)、分離與利用的說法，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”。
(1)為了防止污染，接種環(huán)經(jīng)火焰滅菌后應(yīng)趁熱快速挑取菌落。(×)
(2)純化菌種時(shí)，為了得到單菌落，常采用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法。(√)
(3)在瓊脂固體培養(yǎng)基上長出的單個(gè)菌落含有多種細(xì)菌。(×)
(4)檢測(cè)土壤中細(xì)菌總數(shù)實(shí)驗(yàn)操作中，確定對(duì)照組無菌后，選擇菌落數(shù)在300以上的實(shí)驗(yàn)組平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。(×)
(5)培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基分裝到培養(yǎng)皿后進(jìn)行滅菌。(×)
2．下列關(guān)于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用的說法，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”。
(1)向腐乳坯表面噴水，有利于毛霉菌絲的生長。(×)
(2)醋酸菌在無氧條件下利用乙醇產(chǎn)生醋酸。(×)
(3)某研究性學(xué)習(xí)小組以櫻桃番茄為材料進(jìn)行果酒、果醋發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。先供氧進(jìn)行果醋發(fā)酵，然后隔絕空氣進(jìn)行果酒發(fā)酵。(×)
(4)在制作果醋時(shí)，如果條件適宜，醋酸菌可將葡萄汁中的糖分解成醋酸。(√)
(5)在制作腐乳時(shí)，將長滿毛霉的豆腐裝瓶腌制時(shí)，底層和近瓶口處需加大用鹽量。(×)
3．下列關(guān)于植物有效成分的提取與酶的應(yīng)用的說法，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”。
(1)利用雞血進(jìn)行“DNA的粗提取與鑒定”的實(shí)驗(yàn)中，將絲狀物溶解在2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺試劑即呈藍(lán)色。(×)
(2)薄荷油是揮發(fā)性物質(zhì)，提取薄荷油時(shí)應(yīng)選用干薄荷葉作原料，可采用水蒸氣蒸餾法提取。(×)
(3)用萃取法提取薄荷油時(shí)，采用的溶劑是有機(jī)溶劑，原理是薄荷油易溶于有機(jī)溶劑。(√)
(4)用萃取法提取胡蘿卜素的主要步驟是：干燥、粉碎、萃取、濃縮、過濾。(×)
(5)提取的胡蘿卜素可通過紙層析法進(jìn)行鑒定，在鑒定過程中不需要對(duì)照。(×)
掃邊角補(bǔ)漏點(diǎn)
1．教材選修1 P4“旁欄思考”：你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？　

【答案】　需要從發(fā)酵制作的過程進(jìn)行全面的考慮。例如，榨汁機(jī)、發(fā)酵裝置要清洗干凈；每次排氣時(shí)只需擰松瓶蓋、不要完全打開瓶蓋等。
2．教材選修1 P9“旁欄思考”：為什么含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶？　

【答案】　酸奶的制作依靠的是乳酸桿菌的發(fā)酵作用?？股啬軌驓⑺阑蛞种迫樗釛U菌的生長，因此含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶。
3．教材選修1 P10“旁欄思考”：為什么日常生活中要多吃新鮮蔬菜，不宜多吃腌制蔬菜？

【答案】　在腌制過程中，蔬菜中的硝酸鹽會(huì)被微生物還原成亞硝酸鹽，大量食用會(huì)危害人體健康。
4．教材選修1 P10“旁欄思考”：為什么泡菜壇內(nèi)有時(shí)會(huì)長一層白膜？你認(rèn)為這層白膜是怎么形成的？　

【答案】　形成白膜是由于產(chǎn)膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厭氧微生物，泡菜發(fā)酵液營養(yǎng)豐富，其表面氧氣含量也很豐富，適合酵母菌繁殖。
5．教材選修1 P17“倒平板操作”討論3：平板冷凝后，為什么要將平板倒置？　

【答案】　平板冷凝后，皿蓋上會(huì)凝結(jié)水珠，凝固后的培養(yǎng)基表面的濕度也比較高，將平板倒置，可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。
6．教材選修1 P18“旁欄信息”：微生物的接種方法只有平板劃線法和稀釋涂布平板法嗎？微生物接種的核心是什么？　

【答案】　不是。微生物的接種方法還包括斜面接種、穿刺接種等，微生物接種的核心是防止雜菌污染，保證培養(yǎng)物的純度。
7．教材選修1 P22“文字信息”：得到3個(gè)或3個(gè)以上菌落數(shù)在30～300的平板一定正確嗎？

【答案】　不一定正確，如得到3個(gè)平板，菌落數(shù)分別為230、34、240，雖然菌落數(shù)均在“30～300”，但由于34與另外兩個(gè)平板上的菌落數(shù)差異較大，應(yīng)找出原因并重做實(shí)驗(yàn)。
8．教材選修1 P44“旁欄思考”：為什么能夠通過測(cè)定濾出的蘋果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？　

【答案】　果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過濾紙，因此，蘋果汁的體積大小反映了果膠酶的催化分解果膠的能力。在不同的溫度和pH下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。
9．教材選修1 P50“正文內(nèi)容”：什么是固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)？包含哪些內(nèi)容？　

【答案】　固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定的空間內(nèi)的技術(shù)，包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。
10．教材選修1 P72“正文內(nèi)容”：芳香化合物只能由植物產(chǎn)生嗎？植物芳香油的提取方法有哪些？　

【答案】　微生物中的真菌也可以產(chǎn)生芳香化合物。植物芳香油的提取方法有蒸餾、壓榨和萃取等。

考點(diǎn)1　微生物的培養(yǎng)、分離與利用

1．記住3種常用的消毒方法和滅菌方法

2．掌握培養(yǎng)基制備與微生物純化技術(shù)

3．掌握微生物的篩選原理和兩個(gè)實(shí)例
(1)原理：人為提供有利于目的菌株生長的條件(包括營養(yǎng)、溫度、pH等)，同時(shí)抑制或阻止其他微生物的生長。因此，可以通過配制選擇培養(yǎng)基、控制培養(yǎng)條件等選擇目的微生物。
(2)實(shí)例

4．掌握統(tǒng)計(jì)微生物數(shù)目的方法
(1)顯微鏡直接計(jì)數(shù)法
①原理：利用特定細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下計(jì)算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量。
②缺點(diǎn)：不能區(qū)分死菌和活菌。
(2)活菌計(jì)數(shù)法(間接計(jì)數(shù)法)
①原理：當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長的一個(gè)菌落，來源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌，通過統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活菌。
②計(jì)算公式：每克樣品中的菌株數(shù)＝(C÷V)×M，其中，C代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù)，V代表涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積(mL)，M代表稀釋倍數(shù)。
③操作：設(shè)置重復(fù)組，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說服力與準(zhǔn)確性。同時(shí)為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般選擇菌落數(shù)在30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。

1．(2022·全國甲卷)某同學(xué)從被石油污染的土壤中分離得到A和B兩株可以降解石油的細(xì)菌，在此基礎(chǔ)上采用平板培養(yǎng)法比較二者降解石油的能力，并分析兩個(gè)菌株的其他生理功能。

實(shí)驗(yàn)所用的培養(yǎng)基成分如下。
培養(yǎng)基Ⅰ：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。
培養(yǎng)基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。
操作步驟：
①將A、B菌株分別接種在兩瓶液體培養(yǎng)基Ⅰ中培養(yǎng)，得到A、B菌液；
②液體培養(yǎng)基Ⅰ、Ⅱ中添加瓊脂，分別制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按圖中所示在平板上打甲、乙兩孔。
回答下列問題。
(1)實(shí)驗(yàn)所用培養(yǎng)基中作為碳源的成分是________。培養(yǎng)基中NH4NO3的作用是為菌株的生長提供氮源，氮源在菌體內(nèi)可以參與合成______________________(答出2種即可)等生物大分子。
(2)步驟①中，在資源和空間不受限制的階段，若最初接種N0個(gè)A細(xì)菌，繁殖n代后細(xì)菌的數(shù)量是________。
(3)為了比較A、B降解石油的能力，某同學(xué)利用步驟②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表所示(“＋”表示有透明圈，“＋”越多表示透明圈越大，“－”表示無透明圈)，推測(cè)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)思路是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
菌株
透明圈大小
平板Ⅰ
平板Ⅱ
A
＋＋＋
＋＋
B
＋＋
－
(4)現(xiàn)有一貧氮且被石油污染的土壤，根據(jù)上表所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，治理石油污染應(yīng)選用的菌株是______，理由是
________________________________________________________________________。
【解析】　(1)培養(yǎng)基的成分有碳源、氮源、無機(jī)鹽和水等，從組成培養(yǎng)基的物質(zhì)所含化學(xué)元素可知，作為碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白質(zhì)都含有N元素，故氮源在菌體內(nèi)可以參與合成這些物質(zhì)。(2)由題意“資源和空間不受限制”可知，細(xì)菌的增殖呈“J”型曲線增長，由于DNA的半保留復(fù)制，細(xì)菌每繁殖一代就是上一代的2倍，根據(jù)公式Nt＝N0·λt，λ＝2，繁殖n代后細(xì)菌的數(shù)量是N0·2n。(3)分析表格數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是：在平板Ⅰ上，A菌株降解石油的能力高于B菌株；在平板Ⅱ上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的單一變量和對(duì)照原則，推測(cè)該同學(xué)的思路是：在無菌條件下，將等量等濃度的A菌液和B菌液分別接種到平板Ⅰ的甲和乙兩孔處，平板Ⅱ也進(jìn)行同樣的操作，在相同且適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，比較兩個(gè)平板的兩孔處的透明圈大小并作記錄，根據(jù)透明圈大降解能力強(qiáng)，透明圈小降解能力弱，進(jìn)而比較A、B降解石油的能力。(4)由表格數(shù)據(jù)可知，在平板Ⅱ(無氮源的培養(yǎng)基)上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，所以要治理貧氮且被石油污染的土壤，應(yīng)該選用A菌株，因?yàn)锳菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在沒有添加氮源的培養(yǎng)基中也能生長。
【答案】　(1)石油　DNA、RNA、蛋白質(zhì)
(2)N0·2n
(3)在無菌條件下，將等量等濃度的A菌液和B菌液分別接種到平板Ⅰ的甲和乙兩孔處，平板Ⅱ也進(jìn)行同樣的操作，在相同且適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，比較兩個(gè)平板的兩孔處的透明圈大小并作記錄，根據(jù)透明圈大降解能力強(qiáng)，透明圈小降解能力弱，進(jìn)而比較A、B降解石油的能力
(4)A　A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在沒有添加氮源的培養(yǎng)基中也能生長
2．(2022·全國乙卷)化合物S被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和化工工業(yè)、用菌株C可生產(chǎn)S，S的產(chǎn)量與菌株C培養(yǎng)所利用的碳源關(guān)系密切。為此，某小組通過實(shí)驗(yàn)比較不同碳源對(duì)菌體生長和S產(chǎn)量的影響，結(jié)果見表。
碳源
細(xì)胞干重(g/L)
S產(chǎn)量(g/L)
葡萄糖
3.12
0.15
淀粉
0.01
0.00
制糖廢液
2.30
0.18
回答下列問題。
(1)通常在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物時(shí)，需要對(duì)所用的玻璃器皿進(jìn)行滅菌，滅菌的方法有_________________(答出2點(diǎn)即可)。
(2)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，菌株C生長的最適碳源是__________；用菌株C生產(chǎn)S的最適碳源是____________。菌株C的生長除需要碳源外，還需要____________________(答出2點(diǎn)即可)等營養(yǎng)物質(zhì)。
(3)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，碳源為淀粉時(shí)菌株C不能生長，其原因是______________。
(4)若以制糖廢液作為碳源，為進(jìn)一步確定生產(chǎn)S的最適碳源濃度，某同學(xué)進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路：________________________________________________________________________。
(5)利用制糖廢液生產(chǎn)S可以實(shí)現(xiàn)廢物利用，其意義是__________________________________(答出1點(diǎn)即可)。
【解析】　(1)通常在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物時(shí)，為防止實(shí)驗(yàn)用的玻璃器皿等物品中原有的微生物污染培養(yǎng)物，需要使用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外一切微生物的細(xì)胞、芽孢和孢子，即對(duì)所需的玻璃器皿進(jìn)行滅菌，玻璃器皿常用的滅菌的方法有干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌等。(2)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，與以制糖廢液為碳源相比，以葡萄糖為碳源時(shí)菌株C的細(xì)胞干重最大，說明最適于菌株C生長的碳源是葡萄糖；而以制糖廢液為碳源時(shí)，用菌株C生產(chǎn)S的產(chǎn)量高于以葡萄糖為碳源時(shí)的產(chǎn)量，說明最適于生產(chǎn)S的碳源是制糖廢液。微生物的生長一般都需要水、碳源、氮源和無機(jī)鹽，還需要滿足微生物生長對(duì)pH、氧氣以及特殊營養(yǎng)物質(zhì)的要求，故菌株C的生長除需要碳源外，還需要氮源、無機(jī)鹽、水等營養(yǎng)物質(zhì)。(3)分析題圖表格可以看出在以淀粉為碳源的培養(yǎng)基中，菌株C不能生長，原因可能是菌株C中缺少分解淀粉的酶，不能利用淀粉。(4)要測(cè)定生產(chǎn)S的最適制糖廢液為碳源的濃度，實(shí)驗(yàn)自變量為制糖廢液的濃度，可分別配制一系列不同濃度梯度的以制糖廢液為唯一碳源的培養(yǎng)基，培養(yǎng)菌株C，其他條件相同且適宜，一段時(shí)間后，測(cè)定并比較不同濃度制糖廢液中的S的產(chǎn)量，S產(chǎn)量最高時(shí)對(duì)應(yīng)的制糖廢液濃度，即為生產(chǎn)S的最適碳源濃度。(5)利用制糖廢液生產(chǎn)S可以實(shí)驗(yàn)廢物利用，既有利于減少污染、節(jié)省原料，又能降低生產(chǎn)成本。
【答案】　(1)高壓蒸汽滅菌、干熱滅菌
(2)葡萄糖　制糖廢液　氮源、無機(jī)鹽、水
(3)缺少淀粉酶
(4)分別配制一系列不同濃度梯度的以制糖廢液為唯一碳源的培養(yǎng)基，培養(yǎng)菌株C，其他條件相同且適宜，一段時(shí)間后，測(cè)定并比較不同濃度制糖廢液中的S的產(chǎn)量，S產(chǎn)量最高時(shí)對(duì)應(yīng)的制糖廢液濃度，即為生產(chǎn)S的最適碳源濃度
(5)減少污染、節(jié)省原料、降低生產(chǎn)成本

1．(2022·廣東華南師大附中三模)大腸桿菌是國際上公認(rèn)的衛(wèi)生監(jiān)測(cè)指示菌，用于指示食品、飲用水等是否直接或間接受到了糞便的污染。少數(shù)微生物能分解乳糖，有些只產(chǎn)酸(酸性物質(zhì))，有些只產(chǎn)氣，而大腸桿菌既能產(chǎn)酸又能產(chǎn)氣，且產(chǎn)生的酸性物質(zhì)能與伊紅美藍(lán)反應(yīng)而呈現(xiàn)黑色。某小組為檢測(cè)某水體中大腸桿菌的污染狀況，選用了如下兩種培養(yǎng)基。
培養(yǎng)基
名稱
配方(L－1)
pH
乳糖蛋白
胨培養(yǎng)基
蛋白胨10 g，乳糖5 g，牛肉膏5 g，NaCl 5 g，溴甲酚紫0.16 g(溴甲酚紫在酸性時(shí)呈黃色，堿性時(shí)呈紫色)
7.4
伊紅美藍(lán)
培養(yǎng)基
蛋白胨10 g，乳糖10 g，KH2PO4 5 g，伊紅0.4 g，美藍(lán)0.065 g，瓊脂15 g
7.4
請(qǐng)回答下列問題：
(1)從物理性質(zhì)上看，兩種培養(yǎng)基的類型________(填“相同”或“不同”)。在乳糖蛋白胨培養(yǎng)基中，為微生物的生長提供氮源的物質(zhì)有________________；NaCl除了提供無機(jī)鹽外，還具有________________作用。
(2)乳糖蛋白胨培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌時(shí)，不選用121 ℃高壓滅菌15 min的方法，而是選用115 ℃滅菌20 min，推測(cè)可能的原因是________________________________________________________________________。
(3)某小組取兩支含乳糖蛋白胨培養(yǎng)基的試管A和B，A管中加入1 mL待測(cè)水樣，B管不作處理，然后都放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。已知溴甲酚紫在酸性時(shí)呈黃色，堿性時(shí)(pH高于6.8)呈紫色。若出現(xiàn)____________________________時(shí)，則提示水樣可能被大腸桿菌污染。
(4)該小組為計(jì)數(shù)大腸桿菌的數(shù)目，同時(shí)還各取0.1 mL水樣直接涂布到三個(gè)伊紅美藍(lán)平板培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，分別統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)為34、36、38，估算出每毫升水樣中含360個(gè)大腸桿菌。有同學(xué)指出，估算的大腸桿菌數(shù)目不可信，其原因有________________________________________(答兩點(diǎn))。
【解析】　(1)從物理性質(zhì)上看，兩種培養(yǎng)基的類型不同，乳糖蛋白胨培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基，而伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基中加入了凝固劑—瓊脂，為固體培養(yǎng)基；在乳糖蛋白胨培養(yǎng)基中，為微生物的生長提供氮源的物質(zhì)有蛋白胨、牛肉膏；NaCl除了提供無機(jī)鹽外，還具有維持細(xì)胞滲透壓作用。(2)乳糖蛋白胨培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌時(shí)，不選用121 ℃高壓滅菌15 min的方法，而是選用115 ℃滅菌20 min，原因可能是培養(yǎng)基中有不耐高溫(121 ℃)的物質(zhì)。(3)某小組取兩支含乳糖蛋白胨培養(yǎng)基的試管A和B，A管中加入1 mL待測(cè)水樣，B管不作處理，然后都放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。已知溴甲酚紫在酸性時(shí)呈黃色，堿性時(shí)(pH高于6.8)呈紫色。若水樣被大腸桿菌污染，由于大腸桿菌既能產(chǎn)酸又能產(chǎn)氣，則A管呈黃色并產(chǎn)氣，B管呈紫色不產(chǎn)氣。(4)大腸桿菌產(chǎn)生的酸性物質(zhì)能與伊紅美藍(lán)反應(yīng)而呈現(xiàn)黑色，因此統(tǒng)計(jì)時(shí)應(yīng)該統(tǒng)計(jì)平板上呈現(xiàn)黑色的菌落，同時(shí)還缺少不接種的空白對(duì)照。
【答案】　(1)不同　蛋白胨、牛肉膏　維持細(xì)胞滲透壓
(2)培養(yǎng)基中有不耐高溫(121 ℃)的物質(zhì)
(3)A管呈黃色并產(chǎn)氣，B管呈紫色不產(chǎn)氣
(4)應(yīng)統(tǒng)計(jì)平板上呈現(xiàn)黑色的菌落；缺少不接種的空白對(duì)照
2．(2022·山西呂梁二模)尿素[CO(NH2)2]含氮量高，化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一種重要的氨肥，但只有當(dāng)其被細(xì)菌分解成銨態(tài)氮后，才能更好地被植物吸收?；卮鹣铝袉栴}：
(1)某研究小組認(rèn)為根據(jù)下表成分配置的培養(yǎng)基不能用于篩選分離尿素分解菌，理由是______________________，若要篩選并鑒定該種細(xì)菌，需要對(duì)下表培養(yǎng)基的成分進(jìn)行修改，具體修改措施為__________________，并根據(jù)菌落周圍出現(xiàn)________鑒定該菌。
KH2PO4
Na2HPO4
MgSO4·
7H2O
蛋白胨
葡萄糖
尿素
蒸餾水
1.4 g
2.1 g
0.2 g
1.0 g
10.0 g
1.0 g
定容至
1000 mL
(2)下圖表示該研究小組對(duì)尿素分解菌進(jìn)行分離、計(jì)數(shù)的實(shí)驗(yàn)流程，經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后，5個(gè)平板上的菌落數(shù)分別為155、175、150、41、160個(gè)，分析第四個(gè)平板菌落數(shù)較低的原因可能是__________________________________，1 g土壤中的活菌數(shù)約為________個(gè)(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)，用這種方法統(tǒng)計(jì)得到的數(shù)值往往________(填“偏大”或“偏小”)。

(3)該研究小組將分離到的尿素分解菌在最適培養(yǎng)溫度條件下進(jìn)行振蕩培養(yǎng)，并測(cè)定其生長曲線如下圖所示。(注：OD600為樣品中蛋白質(zhì)、核酸的濃度，用此指標(biāo)來代表細(xì)菌濃度；A點(diǎn)為培養(yǎng)10 h時(shí)的細(xì)菌濃度)。

振蕩培養(yǎng)的目的是__________________________________________________，通常在培養(yǎng)末期細(xì)菌的數(shù)量會(huì)顯著減少，但圖中研究人員實(shí)際測(cè)得的細(xì)菌濃度下降較慢，最可能的原因是
________________________________________________________________________。
【解析】　(1)篩選尿素分解菌的培養(yǎng)基應(yīng)以尿素作為唯一氮源，題中培養(yǎng)基配方中含有蛋白胨，其能為多種微生物提供氮源。對(duì)尿素分解菌進(jìn)行篩選應(yīng)使用固體培養(yǎng)基，尿素分解菌能將尿素分解為NH3，使培養(yǎng)基pH變大，故向培養(yǎng)基中加入酚紅，可使尿素分解菌的菌落呈現(xiàn)紅色。(2)第四個(gè)平板菌落數(shù)較低的原因可能是涂布器灼燒滅菌后未冷卻，導(dǎo)致涂布時(shí)部分菌體死亡。據(jù)圖分析，涂布時(shí)菌液的稀釋度為10－5倍，利用菌落數(shù)分別為155、175、150、160個(gè)的四個(gè)平板求取菌落數(shù)的平均值為160個(gè)，故可計(jì)算出1 g土壤中的活菌數(shù)約為160÷0.1×105＝1.60×108個(gè)，用這種方法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的數(shù)目少，因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上觀察到的只是一個(gè)菌落。(3)震蕩培養(yǎng)的目的是增加培養(yǎng)液中溶解氧的含量，利于菌體與營養(yǎng)物質(zhì)的充分接觸，通常在培養(yǎng)末期細(xì)菌的數(shù)量會(huì)顯著減少，但圖中研究人員實(shí)際測(cè)得的細(xì)菌濃度下降較慢，最可能的原因是死亡菌體中的蛋白質(zhì)、核酸沒有分解(或測(cè)得的是蛋白質(zhì)、核酸濃度而不是細(xì)胞濃度；或死亡菌體沒有自溶，不能與活菌區(qū)分)。
【答案】　(1)培養(yǎng)基含蛋白胨，尿素不是唯一氮源(培養(yǎng)基中含蛋白胨，蛋白胨中含氮元素)　去掉蛋白胨、添加瓊脂和酚紅　紅色
(2)涂布器灼燒滅菌后未冷卻，導(dǎo)致涂布時(shí)部分菌體死亡　
1．60×108　偏小
(3)增加培養(yǎng)液中溶解氧的含量，利于菌體與營養(yǎng)液的接觸　死亡菌體中的蛋白質(zhì)、核酸沒有分解(或測(cè)得的是蛋白質(zhì)、核酸濃度而不是細(xì)胞濃度；或死亡菌體沒有自溶，不能與活菌區(qū)分)
考點(diǎn)2　傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用

1．理清“4”種傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作技術(shù)

2．把握控制雜菌的“四大措施”
(1)通過發(fā)酵條件控制雜菌。
①無氧發(fā)酵時(shí)的無氧環(huán)境可以抑制好氧菌。
②乳酸菌發(fā)酵、酒精發(fā)酵形成的酸性環(huán)境抑制雜菌繁殖。
(2)利用鹽控制雜菌：如腐乳的制作。
(3)利用酒精控制雜菌：如果酒、腐乳的制作。
(4)利用香辛料控制雜菌：如腐乳、泡菜的制作。
3．理解泡菜腌制過程中的相關(guān)曲線

(1)在泡菜制作過程中，亞硝酸鹽的含量也是變化的，一般是先增加后降低，測(cè)定亞硝酸鹽含量的目的是掌握取食泡菜的最佳時(shí)間。
(2)在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料，通過目測(cè)比較，可大致估算亞硝酸鹽的含量。
(3)檢測(cè)步驟：配制溶液→制備標(biāo)準(zhǔn)顯色液→制備樣品處理液→比色。

(2021·全國乙卷)工業(yè)上所說的發(fā)酵是指微生物在有氧或無氧條件下通過分解與合成代謝將某些原料物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特定產(chǎn)品的過程。利用微生物發(fā)酵制作醬油在我國具有悠久的歷史。某企業(yè)通過發(fā)酵制作醬油的流程示意圖如下。

回答下列問題：
(1)米曲霉發(fā)酵過程中，加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，大豆中的______________可為米曲霉的生長提供氮源，小麥中的淀粉可為米曲霉的生長提供__________。
(2)米曲霉發(fā)酵過程的主要目的是使米曲霉充分生長繁殖，大量分泌制作醬油過程所需的酶類，這些酶中的__________、__________能分別將發(fā)酵池中的蛋白質(zhì)和脂肪分解成易于吸收、風(fēng)味獨(dú)特的成分，如將蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和__________。米曲霉發(fā)酵過程需要提供營養(yǎng)物質(zhì)、通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于__________(填“自養(yǎng)厭氧”“異養(yǎng)厭氧”或“異養(yǎng)好氧”)微生物。
(3)在發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的乳酸菌屬于__________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在無氧條件下分解葡萄糖的產(chǎn)物是__________。在該階段抑制雜菌污染和繁殖是保證醬油質(zhì)量的重要因素，據(jù)圖分析該階段中可以抑制雜菌生長的物質(zhì)是________________________(答出1點(diǎn)即可)。
【解析】　本題考查工業(yè)生產(chǎn)中涉及的發(fā)酵工程的相關(guān)知識(shí)。(1)微生物培養(yǎng)過程中一般需要碳源、氮源、無機(jī)鹽和水。大豆中富含蛋白質(zhì)，其組成元素為C、H、O、N等，故大豆中的蛋白質(zhì)可為米曲霉的生長提供氮源。小麥中的淀粉是植物的儲(chǔ)能物質(zhì)，其組成元素為C、H、O，可以作為碳源和能源供米曲霉生長利用。(2)分解蛋白質(zhì)的酶叫蛋白酶，分解脂肪的酶叫脂肪酶。蛋白質(zhì)初步水解的產(chǎn)物是多肽，徹底水解的產(chǎn)物是氨基酸。由題述“加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長提供營養(yǎng)物質(zhì)”“通入空氣并攪拌”可知，米曲霉需要外界提供有機(jī)物和氧氣，因此米曲霉的代謝類型是異養(yǎng)好氧型。(3)乳酸菌屬于原核生物，無氧呼吸產(chǎn)生乳酸；酵母菌屬于真核生物，無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。由題圖可知，發(fā)酵池中有米曲霉發(fā)酵階段的產(chǎn)物，還有發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的食鹽、乳酸菌無氧呼吸的產(chǎn)物——乳酸和酵母菌無氧呼吸的產(chǎn)物之一——酒精。其中食鹽可以通過提高發(fā)酵液的滲透壓來抑制雜菌生長；發(fā)酵過程中，隨著乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸含量的升高，發(fā)酵池內(nèi)液體的pH降低，抑制雜菌生長；同時(shí)酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的酒精會(huì)破壞雜菌的細(xì)胞膜，也能抑制雜菌生長。
【答案】　(1)蛋白質(zhì)　碳源和能源
(2)蛋白酶　脂肪酶　氨基酸　異養(yǎng)好氧
(3)原核生物　酒精和CO2　乳酸、酒精、食鹽(答出1點(diǎn)即可)

1．(2022·重慶八中階段練習(xí))自從法國科學(xué)家巴斯德證明食品發(fā)酵是由于微生物的作用以來，人們認(rèn)識(shí)到微生物在發(fā)酵食品的加工中起著極其重要的作用。請(qǐng)回答下列有關(guān)微生物的問題：
(1)糯米可在__________(填微生物)的作用下發(fā)酵獲得米酒，若進(jìn)一步在__________(填微生物)的作用下深層發(fā)酵可形成米醋。這兩種微生物在代謝方式上的主要區(qū)別是______________________________________。
(2)傳統(tǒng)做米酒的操作中沒有進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處理，但米酒并沒有被雜菌污染而腐敗，原因是____________________________________________________________________。若想檢測(cè)米酒制作是否成功，可使用酸性____________與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色。
(3)利用酵母菌做出的米酒是做腐乳時(shí)鹵湯配制所需原料。鹵湯中酒的含量應(yīng)控制在12%左右，因?yàn)榫坪窟^高會(huì)導(dǎo)致__________________，酒含量過低會(huì)導(dǎo)致________________。
(4)某同學(xué)做出的腐乳很軟、不成形，試推測(cè)原因是________________________。成功的腐乳不但成形好，而且口感細(xì)膩、味道鮮美，這主要依賴于毛霉產(chǎn)生的__________________________。
【解析】　(1)酵母菌進(jìn)行無氧呼吸可以得到酒精，進(jìn)行酒精發(fā)酵；醋酸菌可以利用酒精產(chǎn)生醋酸，進(jìn)行醋酸發(fā)酵；酵母菌是真核生物，兼性厭氧型，醋酸菌是原核生物，好氧型，因此這兩種微生物在代謝方式上的主要區(qū)別是酵母菌為兼性厭氧型，醋酸菌為好氧型。(2)米酒發(fā)酵過程會(huì)創(chuàng)造缺氧和酸性環(huán)境，該環(huán)境條件下酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物因無法適應(yīng)而受抑制，因此沒有進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處理，米酒并沒有被雜菌污染而腐?。凰嵝灾劂t酸鉀與酒精反應(yīng)，由橙色變成灰綠色。(3)腐乳的成熟是需要靠微生物來完成的，酒精有殺菌的效果，酒精濃度過高，會(huì)抑制微生物的繁殖，腐乳成熟時(shí)間延長；酒精含量過低會(huì)導(dǎo)致雜菌污染，豆腐腐敗。(4)原料豆腐中的含水量過高會(huì)使腐乳軟、不成形；毛霉等微生物產(chǎn)生的蛋白酶可以將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可以將脂肪水解成甘油和脂肪，會(huì)使腐乳口感細(xì)膩、味道鮮美。
【答案】　(1)酵母菌　醋酸菌　酵母菌為兼性厭氧型，醋酸菌為好氧型
(2)缺氧和酸性環(huán)境條件下酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物因無法適應(yīng)而受抑制　重鉻酸鉀
(3)腐乳成熟時(shí)間延長　雜菌污染，豆腐腐敗
(4)原料豆腐中的含水量過高　蛋白酶與脂肪酶
2．(2022·江西銅鼓中學(xué)階段練習(xí))人們的日常生活與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)密切相關(guān)。請(qǐng)回答下列相關(guān)問題。
(1)在制作果醋、腐乳、泡菜的過程中，需要提供氧氣的是__________________。
(2)利用酵母菌釀酒時(shí)，一開始持續(xù)通入空氣，使酵母菌數(shù)量__________(填“增多”“不變”或“減少”)，然后再封閉，短時(shí)間內(nèi)使酒精________(填“增產(chǎn)”“減產(chǎn)”或“不產(chǎn)生”)。
(3)制作腐乳過程中在腐乳表面往往有一層致密的皮，這層皮實(shí)際上是微生物的
________________________________________________________________________，
對(duì)人體無害。在制作腐乳過程中加鹽的作用是__________________________________________________。
(4)在制作泡菜的過程中，要檢測(cè)亞硝酸鹽的含量。先將泡菜樣品及一系列已知濃度的亞硝酸鹽溶液分別與化學(xué)物質(zhì)發(fā)生顯色反應(yīng)，再通過不同顏色的________，可以估算出泡菜樣品中亞硝酸鹽的含量。
【解析】　(1)果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌，為需氧型生物，腐乳制作過程中起主要作用的微生物是毛霉，為需氧型生物，而泡菜制作過程中需要的微生物為乳酸菌，為厭氧菌，因此在制作果醋、腐乳、泡菜的過程中，需要提供氧氣的是制作果醋和腐乳。(2)酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖，因此利用酵母菌釀酒時(shí)，一開始持續(xù)通入空氣，使酵母菌數(shù)量增加，然后再封閉，酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，因此短時(shí)間內(nèi)使酒精增產(chǎn)。(3)制作腐乳過程中在腐乳表面往往有一層致密的皮，這層皮實(shí)際上是微生物的匍匐菌絲，對(duì)人體無害。在制作腐乳過程中加鹽的作用是析出豆腐中的水分使其變硬，抑制微生物生長，避免豆腐塊變質(zhì)。(4)亞硝酸鹽在特定條件下會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹掳┪飦喯醢?。在制作泡菜的過程中，要檢測(cè)亞硝酸鹽的含量，一般使用的方法是比色法，先將泡菜樣品及一系列已知濃度的亞硝酸鹽溶液分別與酸化對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，反應(yīng)物再與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽發(fā)生顯色反應(yīng)，顏色為玫瑰紅，再通過不同顏色的比較，可以估算出泡菜樣品中亞硝酸鹽的含量。
【答案】　(1)制作果醋和腐乳
(2)增多　增產(chǎn)
(3)菌絲　析出豆腐中的水分使其變硬，抑制微生物生長，避免豆腐塊變質(zhì)
(4)比較

考點(diǎn)3　酶的應(yīng)用

1．酶活力測(cè)定的一般原理和方法
(1)酶的活性：指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。
(2)酶活性的高低：一定條件下，酶催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度。
(3)影響酶活性的因素：溫度、pH、酶的抑制劑。
2．酶在食品制造和洗滌方面的應(yīng)用
(1)果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用的相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析
實(shí)驗(yàn)名稱(目的)
自變量
因變量
注意事項(xiàng)
探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響
溫度
果汁量(澄清度)
①底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的；②蘋果泥和果膠酶用量在各個(gè)試管中應(yīng)相同；③pH應(yīng)為最適pH
探究pH對(duì)果膠酶活性的影響
pH
①溫度應(yīng)為最適溫度；②pH梯度可用NaOH溶液和鹽酸調(diào)節(jié)；③用玻璃棒攪拌使反應(yīng)充分進(jìn)行
探究果膠酶的用量
果膠酶的用量
①制備蘋果泥后迅速加熱，使蘋果泥中的果膠酶變性；②溫度、pH應(yīng)為最適且保持不變
(2)加酶洗衣粉的洗滌效果的探究實(shí)驗(yàn)分析
實(shí)驗(yàn)名稱
(目的)
自變量
因變量
無關(guān)變量
探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果
洗衣粉的種類(普通和加酶)
洗滌效果
水的用量，污物的量，實(shí)驗(yàn)用布的質(zhì)地與大小，不同洗衣粉的用量，攪拌、洗滌時(shí)間等
探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果
加酶洗衣粉中酶的種類
探究不同溫度對(duì)加酶洗衣粉洗滌效果的影響
溫度
3.直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較
項(xiàng)目
直接使用酶
固定化酶
固定化細(xì)胞
酶的種類
一種或幾種
一種
一系列
常用固定方法
/
化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法
包埋法
是否需要營養(yǎng)物質(zhì)
否
否
是
催化反應(yīng)
單一或多種
單一
一系列
反應(yīng)底物
各種物質(zhì)(大、小分子)
各種物質(zhì)(大、小分子)
小分子物質(zhì)
缺點(diǎn)
①對(duì)環(huán)境條件非常敏感，易失活；②難回收，成本高；③酶混在產(chǎn)物中，影響產(chǎn)品質(zhì)量
不利于催化一系列的酶促反應(yīng)
反應(yīng)物不易與酶接近，尤其是大分子物質(zhì)，使反應(yīng)效率下降
優(yōu)點(diǎn)
催化效率高、耗能低、污染低
①既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；②可以重復(fù)利用
成本低、操作容易

(2021·全國甲卷)加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉。某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)比較了幾種洗衣粉的去漬效果(“＋”越多表示去漬效果越好)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表。

加酶洗
衣粉A
加酶洗
衣粉B
加酶洗
衣粉C
無酶洗衣
粉(對(duì)照)
血漬
＋＋＋
＋
＋＋＋
＋
油漬
＋
＋＋＋
＋＋＋
＋
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答下列問題：
(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)表中不宜用于洗滌蠶絲織物的洗衣粉有____________________________，原因是
________________________________________________________________________。
(3)相對(duì)于無酶洗衣粉，加酶洗衣粉去漬效果好的原因是
________________________________________________________________________。
(4)關(guān)于酶的應(yīng)用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用，如固定化葡萄糖異構(gòu)酶已經(jīng)用于高果糖漿生產(chǎn)。固定化酶技術(shù)是指___________________________________________________________。
固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)是______________________________________________(答出1點(diǎn)即可)。
【解析】　本題結(jié)合加酶洗衣粉的使用考查酶的特性、固定化酶技術(shù)的定義及優(yōu)點(diǎn)。(1)血漬的主要成分是蛋白質(zhì)，油漬的主要成分是脂肪，結(jié)合對(duì)照組，加酶洗衣粉A去血漬效果好，說明添加了蛋白酶；加酶洗衣粉B去油漬效果好，說明添加了脂肪酶；加酶洗衣粉C去血漬和油漬效果都好，說明同時(shí)添加了蛋白酶和脂肪酶。(2)蠶絲織物中蛋白質(zhì)的含量較高，所以不宜用添加蛋白酶的洗衣粉，否則會(huì)將其蛋白質(zhì)水解，損傷衣物，即不宜用加酶洗衣粉A和C。(3)加酶洗衣粉的去漬效果比較好，是因?yàn)槊改軌虼呋蠓肿游镔|(zhì)分解為小分子物質(zhì)，如蛋白酶能催化血漬、奶漬等水解為可溶性的氨基酸或小分子的肽，脂肪酶、淀粉酶等能分別催化脂肪、淀粉等分解為小分子物質(zhì)，使污漬容易從衣物上脫落，從而使洗衣粉具有更好的去污能力。(4)固定化酶技術(shù)是指將水溶性的酶用物理或化學(xué)方法固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑，這樣既提高了酶的穩(wěn)定性又可以實(shí)現(xiàn)酶的重復(fù)利用，從而能降低生產(chǎn)成本。
【答案】　(1)蛋白酶　脂肪酶　蛋白酶和脂肪酶
(2)加酶洗衣粉A和C　洗衣粉中的蛋白酶可能會(huì)分解蠶絲織物中的蛋白質(zhì)而損傷衣物
(3)酶可以將污漬中的大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，使污漬易從衣物上脫落
(4)利用物理或化學(xué)方法將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)　固定化酶能夠反復(fù)利用，從而能降低生產(chǎn)成本

圖解酶的應(yīng)用與固定化

1．(2022·湖南長沙一中一模)蒲江丑柑味道清甜，果肉清脆化渣，產(chǎn)量高，除了將其直接投放市場(chǎng)外，還對(duì)其進(jìn)行了一系列產(chǎn)品的配套開發(fā)，如果汁、果酒、果醋等。回答下列相關(guān)問題：
(1)利用丑柑果肉可以生產(chǎn)果汁，為提高出汁率和澄清度，可向果汁中加入果膠酶。果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括__________________________________________________________。
(2)在利用果汁制作果酒的過程中，為了提高酵母菌的發(fā)酵效率，工作人員對(duì)酵母菌進(jìn)行了固定化，過程如下：
―→―→―→―→
上述流程中，①為配制________溶液，該溶液的作用是____________________________。
(3)上述固定化酵母細(xì)胞的方法稱為______法，選擇此方法的原因是
________________________________________________________________________。
(4)在利用果酒制作果醋的過程中，工作人員又向發(fā)酵裝置中添加一定量的果汁(不影響菌種的活性)后，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)乙醇的利用速率迅速下降，原因是______________________________________________________________。
(5)研究人員需要對(duì)提取出的果膠酶進(jìn)行純度的鑒定，可以采用_________________________________法。
【解析】　(1)果膠酶是果膠分解酶、果膠酯酶、多聚半乳糖醛酸酶的總稱。(2)固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)過程：酵母細(xì)胞活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→固定化酵母細(xì)胞，因此①為配制CaCl2溶液；CaCl2溶液的作用是與海藻酸鈉反應(yīng)生成海藻酸鈣，形成凝膠珠。(3)因?yàn)榧?xì)胞體積較大，難以被吸附或結(jié)合，因此固定化酵母細(xì)胞常采用包埋法。(4)由于果汁中富含糖類物質(zhì)，當(dāng)糖源充足時(shí)，醋酸菌主要利用果汁中的糖類生產(chǎn)醋酸，而糖源不足時(shí)，醋酸菌可利用酒精生產(chǎn)醋酸，因此在利用果酒制作果醋的過程中，工作人員向發(fā)酵裝置中添加一定量的果汁(不影響菌種的活性)后，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)乙醇的利用速率迅速下降。(5)進(jìn)行蛋白質(zhì)純度鑒定時(shí)，使用最多的是SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳。
【答案】　(1)果膠分解酶、果膠酯酶、多聚半乳糖醛酸酶
(2)CaCl2　與海藻酸鈉反應(yīng)生成海藻酸鈣，形成凝膠珠
(3)包埋　細(xì)胞體積較大，難以被吸附或結(jié)合
(4)果汁中富含糖類物質(zhì)，當(dāng)糖源充足時(shí)，醋酸菌主要利用果汁中的糖類
(5)SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳
2．(2022·吉林長春模擬)果膠酶廣泛應(yīng)用于果汁飲料、茶葉發(fā)酵等領(lǐng)域。有人從腐爛水果及其土壤中篩選到用于果汁生產(chǎn)的果膠酶產(chǎn)生菌株，用剛果紅染色法對(duì)其進(jìn)行鑒別，其現(xiàn)象是菌落周圍出現(xiàn)絳紅色水解圈。回答下列問題：
(1)要從腐爛水果及其土壤中篩選到果膠酶產(chǎn)生菌株，應(yīng)將菌液適當(dāng)稀釋后均勻涂布在________________的瓊脂平板上，長出菌落后__________________________________________________________，觀察菌落周圍出現(xiàn)的水解圈，并測(cè)量水解圈直徑(Dp)和菌落直徑(Dc)。
(2)將初篩得到的Dp/Dc的值較大的菌株接種于液態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵后測(cè)定粗酶液的酶活性進(jìn)行復(fù)篩。表中的研究結(jié)果表明，可用菌株________產(chǎn)生的果膠酶做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，理由是__________________________。
菌株編號(hào)
Dp/Dc
酶活力(U/mL)
U3
2.05
6.87
W2
2.83
13.66
V25
2.81
15.13
V22
2.67
13.52
(3)為了探索菌株產(chǎn)果膠酶的發(fā)酵工藝條件，還需要遵循單一變量原則設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，研究
______________________________________________(答出2點(diǎn)即可)等發(fā)酵條件對(duì)菌株產(chǎn)果膠酶的影響。
(4)據(jù)圖可知，純化后的果膠酶有澄清桔子、橙子、葡萄柚和蘋果這四種水果果汁的作用，其中__________的澄清效果是最明顯的，造成果汁澄清的原因是_________________________________________________________。

注：T表示透光率。
【解析】　(1)依題意知，選擇能產(chǎn)生果膠酶的菌株時(shí)應(yīng)將菌液適當(dāng)稀釋后接種到以果膠為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基上；長出菌落后加入剛果紅染液，反應(yīng)一段時(shí)間后倒去表面的剛果紅染液，觀察菌落周圍出現(xiàn)的水解圈，并測(cè)量水解圈直徑(Dp)和菌落直徑(Dc)，求得比值，以便進(jìn)一步篩選。(2)只憑水解圈直徑(Dp)或菌落直徑(Dc)大小無法判斷哪個(gè)菌株產(chǎn)果膠酶的能力強(qiáng)或產(chǎn)生的酶活性高，應(yīng)將Dp/Dc的值較大的菌株接種于液態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵后測(cè)定粗酶液的酶活性(酶活力)進(jìn)行復(fù)篩。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，菌株V25產(chǎn)生的果膠酶活力最高，可用其產(chǎn)生的果膠酶做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。(3)為了探索菌株產(chǎn)果膠酶的發(fā)酵工藝條件，研究發(fā)酵條件對(duì)菌株產(chǎn)果膠酶的影響，需要從培養(yǎng)液pH、接種量、發(fā)酵時(shí)間(周期)、發(fā)酵溫度等幾個(gè)方面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以確定果膠酶最佳的反應(yīng)條件和效果。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組透光率差值最大的是蘋果汁，因此菌株產(chǎn)生的果膠酶對(duì)蘋果汁的澄清效果是最明顯的；這是因?yàn)樵诠z酶的催化下，能將不溶性的果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，因而可提高果汁的澄清度。
【答案】　(1)以果膠為唯一碳源　加入剛果紅染液，反應(yīng)一段時(shí)間后倒去表面的剛果紅染液
(2)V25　菌株V25的果膠酶活力最高
(3)培養(yǎng)液pH、接種量、發(fā)酵時(shí)間(周期)、發(fā)酵溫度
(4)蘋果汁　在該酶的作用下，果汁中的果膠大分子被降解成可溶性的半乳糖醛酸
考點(diǎn)4　生物有效成分的提取

1．血紅蛋白的提取與分離
(1)樣品處理與粗分離

(2)純化與純度鑒定

(3)血紅蛋白提取與分離中歷次“除雜質(zhì)”或“分離”的原理

2．植物有效成分的提取與鑒定
(1)植物芳香油三種提取方法的比較
提取方法
實(shí)驗(yàn)原理
適用范圍
水蒸氣
蒸餾法
利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會(huì)重新分出油層和水層
適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香油
壓榨法
通過機(jī)械加壓，壓榨出果皮中的芳香油
適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料中芳香油的提取
有機(jī)溶
劑萃取
使芳香油溶解在有機(jī)溶劑中，蒸發(fā)溶劑后就可獲得芳香油
適用范圍廣，要求原料的顆粒要盡可能細(xì)小，能充分溶解在有機(jī)溶劑中
(2)提取植物有效成分的實(shí)例
①玫瑰精油的提取

②橘皮精油的提取

③胡蘿卜素的提取

(2017·全國卷Ⅲ)綠色植物甲含有物質(zhì)W，該物質(zhì)為無色針狀晶體，易溶于極性有機(jī)溶劑，難溶于水，且受熱、受潮易分解。其提取流程為：植物甲→粉碎→加溶劑→振蕩→收集提取液→活性炭處理→過濾去除活性炭→蒸餾(含回收溶劑)→重結(jié)晶→成品。回答下列問題：
(1)在提取物質(zhì)W時(shí)，最好選用的一種原料是____________(填“高溫烘干”“晾干”或“新鮮”)的植物甲，不宜選用其他兩種的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)提取物質(zhì)W時(shí)，振蕩的作用是_______________________________________________________________。
(3)活性炭具有很強(qiáng)的吸附能力，在提取過程中，用活性炭處理提取液的目的是__________________________________________________________。
(4)現(xiàn)有丙酮(沸點(diǎn)56 ℃)、乙醇(沸點(diǎn)約78 ℃)兩種溶劑，在提取物質(zhì)W時(shí)，應(yīng)選用丙酮作為提取劑，理由是
________________________________________________________________________。
(5)該實(shí)驗(yàn)操作過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)是___________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。
【解析】　(1)因高溫烘干過程中，植物甲中的物質(zhì)W易被破壞；新鮮的植物甲含水量高，用于提取的極性有機(jī)溶劑會(huì)被水稀釋，進(jìn)而降低對(duì)物質(zhì)W的提取效果。所以在提取物質(zhì)W時(shí)，最好應(yīng)選用的原料是晾干的植物甲。(4)丙酮(沸點(diǎn)56 ℃)、乙醇(沸點(diǎn)約78 ℃)兩種溶劑，由于丙酮沸點(diǎn)相對(duì)較低，而溫度過高會(huì)導(dǎo)致物質(zhì)W分解，所以在提取物質(zhì)W時(shí)，應(yīng)選用丙酮作提取劑。(5)該實(shí)驗(yàn)操作過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)包括在溫度較低的情況下操作，防火，控制處理的時(shí)間等。
【答案】　(1)晾干　高溫烘干過程中，植物甲中的物質(zhì)W易被破壞；新鮮的植物甲含水量高，用于提取的極性有機(jī)溶劑會(huì)被水稀釋，進(jìn)而降低對(duì)物質(zhì)W的提取效果
(2)使原料和溶劑充分混勻
(3)去除提取液中的色素
(4)丙酮沸點(diǎn)低于乙醇，蒸餾時(shí)物質(zhì)W分解較少
(5)在溫度較低的情況下操作；防火

1．(2022·云南昆明一中模擬)回答下列與生物有效成分提取相關(guān)的問題：
(1)提取植物有效成分常用的方法為蒸餾法、__________、__________等。提取玫瑰精油時(shí)，先利用水蒸氣將玫瑰精油攜帶出來，形成________________，冷卻后又重新分出油層和水層。用石油醚萃取胡蘿卜素的過程中，________(填步驟名稱)時(shí)也可使用蒸餾裝置。
(2)大多數(shù)植物的有效成分為細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)，提取時(shí)可使用____________瓦解植物的細(xì)胞壁和胞間層，從而加快植物細(xì)胞的破碎，利于提取。
(3)單細(xì)胞生物A能夠合成某種有效成分W。為探究添加適量的物質(zhì)F(實(shí)驗(yàn)組)后對(duì)A的影響，研究小組進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下圖所示。

綜合圖甲和圖乙的信息可知，F(xiàn)的作用效果是__________________________________________。為了能獲得大量的W，在A的培養(yǎng)基中添加適量的物質(zhì)F，那么，獲取有效成分W的最佳時(shí)間是培養(yǎng)A的________(填“第1天”或“第2天”)。
【解析】　(1)提取植物有效成分常用的方法為蒸餾法、壓榨法和萃取法，具體采用哪種方法要根據(jù)植物原料的特點(diǎn)來決定。提取玫瑰精油時(shí)，先利用水蒸氣將玫瑰精油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后又重新分出油層和水層，最后過濾得到玫瑰油。用石油醚萃取胡蘿卜素的過程中，濃縮時(shí)也可使用蒸餾裝置。(2)植物的細(xì)胞壁和胞間層含有果膠和纖維素，因此可以用果膠酶和纖維素酶瓦解植物的細(xì)胞壁和胞間層，從而加快植物細(xì)胞的破碎，利于提取。(3)由圖甲可知，實(shí)驗(yàn)組添加F后，A細(xì)胞數(shù)量減少；由圖乙可知，實(shí)驗(yàn)組添加F后，單細(xì)胞中物質(zhì)W的含量增加，因此綜合圖甲和圖乙的信息可知，F(xiàn)的作用效果是抑制A(單細(xì)胞生物)的繁殖，促進(jìn)A(單細(xì)胞生物)合成有效成分W。為了能獲得大量的W，在A的培養(yǎng)基中添加適量的物質(zhì)F，由圖可知，獲取有效成分W的最佳時(shí)間是培養(yǎng)A的第2天。
【答案】　(1)壓榨法　萃取法　油水混合物　濃縮
(2)果膠酶和纖維素酶
(3)抑制A(單細(xì)胞生物)的繁殖，促進(jìn)A(單細(xì)胞生物)合成有效成分W　第2天
2．(2022·廣東珠海二中階段練習(xí))辣椒是麻辣火鍋底料的主要原料，辣椒素類物質(zhì)是使辣椒具有辛辣感的主要天然化合物，其含量多少?zèng)Q定火鍋底料的辣度。提取辣椒素可以利用乙醇和石油醚等有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取?；卮鹣铝袉栴}：
(1)提取辣椒素可利用乙醇和石油醚等有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，原因是________________。研究表明，使用石油醚做萃取劑，比用乙醇萃取得到的辣椒素純度要高得多，可能的原因是
________________________________________________________________________。
(2)萃取辣椒素時(shí)，除了萃取劑的種類和使用量外，還有______________________________________(答出兩點(diǎn))等因素會(huì)明顯影響萃取效率。為了促進(jìn)辣椒細(xì)胞釋放辣椒素，研究人員建議可以使用果膠酶處理粉碎后的辣椒，原理是________________________________________________________________________。
(3)辣椒素類物質(zhì)主要有辣椒素(C18H27NO3)和二氫辣椒素(C18H29NO3)兩種，根據(jù)兩種物質(zhì)的化學(xué)式進(jìn)行推測(cè)，分離辣椒素與二氫辣椒素時(shí)，__________(填“適合”或“不適合”)采用凝膠色譜法，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)科研人員利用“薄層層析法”(如圖)將提取樣液中的辣椒素類物質(zhì)(含多種有色物質(zhì))進(jìn)行分離，具體流程是：制備硅膠薄層板→薄層板上點(diǎn)樣→層析缸中層析→觀察有色斑點(diǎn)分布。該方法分離辣椒素類物質(zhì)的主要原理是
________________________________________________________________________。

【解析】　(1)提取辣椒素可利用乙醇和石油醚等有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，這是因?yàn)槔苯匪匾兹苡谟袡C(jī)溶劑中。研究表明，使用石油醚做萃取劑，比用乙醇萃取得到的辣椒素純度要高得多，這是因?yàn)槔苯匪嘏c其他物質(zhì)在石油醚中的溶解度差異較大，而在乙醇中溶解度差異較小，因此用石油醚作為萃取劑提取的辣椒素純度更高。(2)萃取辣椒素時(shí)，除了萃取劑的種類和使用量外，還有原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時(shí)間等因素都會(huì)明顯影響萃取效率。為了促進(jìn)辣椒細(xì)胞釋放辣椒素，研究人員建議可以使用果膠酶處理粉碎后的辣椒，這是因?yàn)楣z酶能分解果膠，破壞辣椒細(xì)胞的細(xì)胞壁及胞間層，從而促進(jìn)辣椒素類物質(zhì)的釋放，從而提高萃取效率。(3)辣椒素類物質(zhì)主要有辣椒素(C18H27NO3)和二氫辣椒素(C18H29NO3)兩種，根據(jù)兩種物質(zhì)的化學(xué)式進(jìn)行推測(cè)，分離辣椒素與二氫辣椒素時(shí)，不適合采用凝膠色譜法，因?yàn)檫@兩種物質(zhì)的分子量很接近，幾乎無差別，因而在凝膠色譜柱中的移動(dòng)無差別，因而利用凝膠色譜法無法實(shí)現(xiàn)分離。(4)科研人員利用“薄層層析法”(如圖)將提取樣液中的辣椒素類物質(zhì)(含多種有色物質(zhì))進(jìn)行分離，具體流程是：制備硅膠薄層板→薄層板上點(diǎn)樣→層析缸中層析→觀察有色斑點(diǎn)分布。根據(jù)色斑樣點(diǎn)的分布從而確定辣椒素中各種物質(zhì)的種類。該方法是根據(jù)辣椒素中不同種類的有色物質(zhì)在層析液中的溶解度不同進(jìn)而表現(xiàn)出擴(kuò)散速率不同而實(shí)現(xiàn)的分離。
【答案】　(1)辣椒素易溶于有機(jī)溶劑中　辣椒素與其他物質(zhì)在石油醚中的溶解度差異較大，而在乙醇中溶解度差異較小
(2)原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時(shí)間　果膠酶能分解果膠，破壞辣椒細(xì)胞的細(xì)胞壁及胞間層，從而促進(jìn)辣椒素類物質(zhì)的釋放
(3)不適合　這兩種物質(zhì)的分子量很接近，幾乎無差別，因而在凝膠色譜柱中的移動(dòng)無差別，因而利用凝膠色譜法無法實(shí)現(xiàn)分離
(4)根據(jù)辣椒素中不同種類的有色物質(zhì)在層析液中的溶解度不同進(jìn)而表現(xiàn)出擴(kuò)散速率不同而實(shí)現(xiàn)的分離。

1．(2018·全國卷Ⅲ節(jié)選)分離培養(yǎng)酵母菌通常使用____________(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麥芽汁瓊脂”)培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基應(yīng)采用____________滅菌法滅菌。若將酵母菌劃線接種在平板上，培養(yǎng)一段時(shí)間后可觀察到菌落，菌落的含義是______________________________________________________。
【答案】　麥芽汁瓊脂　高壓蒸汽　由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來的肉眼可見的子細(xì)胞群體
2．與煮沸消毒相比，巴氏消毒的牛奶在常溫(約28 ℃)下保存時(shí)間較短，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】　巴氏消毒的溫度為70～75 ℃之間，有些微生物在此溫度下沒有被殺死，在常溫下，(巴氏消毒的)牛奶中沒有被殺死的微生物(或細(xì)菌)會(huì)大量繁殖
3．某生物興趣小組欲分離土壤中分解尿素的細(xì)菌，在涂布培養(yǎng)前需要先進(jìn)行梯度稀釋，其目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】　將聚在一起的微生物分散成單個(gè)細(xì)胞，從而在培養(yǎng)基上形成單菌落(或使培養(yǎng)基表面生長的一個(gè)菌落來源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌)
4．制作泡菜時(shí)，所用鹽水需煮沸，其目的是____________。為了縮短制作時(shí)間，有人還會(huì)在冷卻后的鹽水中加入少量陳泡菜液，加入陳泡菜液的目的是____________________。
【答案】　殺滅雜菌　增加乳酸菌數(shù)量
5．水蒸氣蒸餾法__________(填“適合”或“不適合”)胡蘿卜素的提取，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】　不適合　水蒸氣蒸餾法適合于分離揮發(fā)性物質(zhì)，而胡蘿卜素為非揮發(fā)性物質(zhì)，不能隨水蒸氣蒸餾出去

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