【最新版】23届生物新高考二轮专题复习之专题11　生物技术实践


[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他方面的应用　5.运用发酵加工食品的基本方法　6.测定食品加工中可能产生的有害物质　7.从生物材料中提取某些特定的成分　8.蛋白质的提取和分离　9.酶活力测定的一般原理和方法　10.酶在食品制造和洗涤等方面的应用　11.制备和应用固定化酶


　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　

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。
(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个即可)。
答案　(1)蛋白质　碳源
(2)蛋白酶　脂肪酶　氨基酸　异养好氧
(3)原核生物　酒精和二氧化碳　酒精、乳酸、食盐(答1个即可)
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。
(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。
3．(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。
4.(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。
5．(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。

6．(2021·山东等级考)葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是(　　)
A．无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖
B．自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌
C．葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的
D．制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加
答案　D
解析　酵母菌进行有氧呼吸获得大量能量用于繁殖，无氧条件下，发酵产生能量较少，故无氧条件下酵母菌能进行无氧呼吸存活但不能大量繁殖，A正确；制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量减少，D错误。
7．(2021·山东等级考)解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色。下列说法错误的是(　　)
A．甲菌属于解脂菌
B．实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源
C．可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比
D．该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力
答案　B
解析　根据题干信息“甲菌菌落周围呈现深蓝色”，说明甲可以分泌脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸，脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色，因此甲菌属于解脂菌，A正确；乙菌落周围没有出现深蓝色，说明乙菌落不能产生脂肪酶，不能利用脂肪为其供能，但乙菌落也可以在培养基上生存，说明该培养基不是以脂肪为唯一碳源，B错误；可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比，更加直观，C正确；该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力，观察指标为菌落周围深蓝色圈的大小，D正确。
8．(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。
9．(2021·河北选择性考试)葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。
回答下列问题：
(1)皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷，可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是 ，萃取效率主要取决于萃取剂的 。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷 。研究发现，萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率，原因是 。
(2)为了解皮渣中微生物的数量，取10 g皮渣加入90 mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克皮渣中微生物数量为 个。
(3)皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至 性，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是
。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为 。
(4)皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。
。(简要写出实验步骤和预期结果)
答案　(1)利于萃取剂溶解花色苷、使原料与萃取剂充分接触　性质和使用量　分解　纤维素酶、果胶酶可破坏细胞壁，使花色苷充分释放
(2)8.8×107
(3)中性或微碱　使培养基不透明，从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈　碳源
(4)实验步骤：将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小。
预期结果：若菌落继续生长，且透明圈增大，则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落
解析　(1)天然食用色素花色苷可用萃取法提取，含水量会影响萃取效率，萃取前将原料干燥，有利于萃取剂溶解花色苷，提高溶解率；粉碎的目的是使原料与萃取剂充分接触；萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷分解。萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理，可破坏细胞壁，使花色苷充分释放。
(2)为了解皮渣中微生物的数量，取10 g皮渣加入90 mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则三个平板中平均菌落数为(78＋91＋95)÷3＝88，每克皮渣中微生物数量为88÷0.1×104×100÷10＝8.8×107个。
(3)醋酸菌属于细菌，制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至中性或弱碱性，灭菌后在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙可使培养基不透明，醋酸菌产生的醋酸可分解碳酸钙，产生透明圈，根据这一特点可筛选出醋酸菌，在缺少糖源的液体培养基中醋酸菌以乙醇为碳源，先把乙醇氧化为乙醛，再把乙醛氧化为乙酸。
(4)醋酸菌为好氧菌，与兼性厌氧型的乳酸菌菌落形态相似，且二者产生的代谢产物均可使碳酸钙分解，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌，可将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小。若菌落继续生长，且透明圈增大，则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落。
10．(2021·湖南选择性考试)大熊猫是我国特有的珍稀野生动物，每只成年大熊猫每日进食竹子量可达12～38 kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题：
(1)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即 。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以 为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分类属于 培养基。
(2)配制的培养基必须进行灭菌处理，目的是 。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是 。
(3)简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路 。
(4)为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌，在37 ℃条件下进行玉米秸秆降解实验，结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株 ，理由是 。
菌株
秸秆总重(g)
秸秆残重(g)
秸秆失重(%)
纤维素降解率(%)
A
2.00
1.51
24.50
16.14
B
2.00
1.53
23.50
14.92
C
2.00
1.42
29.00
23.32
答案　(1)C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶　纤维素　选择
(2)防止杂菌污染　不接种培养(或空白培养)
(3)将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后，取0.1 mL涂布到若干个平板(每个稀释度至少涂布三个平板)，对菌落数在30～300的平板进行计数，则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数
(4)C　接种C菌株后秸秆失重最多，纤维素降解率最大
解析　(1)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。在用纤维素作为唯一碳源的培养基中，纤维素分解菌能够很好地生长，其他微生物则不能生长。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以纤维素为唯一碳源的固体培养基上进行培养；培养基从功能上分类可分为选择培养基和鉴别培养基，故该培养基从功能上分类属于选择培养基。
(2)为检测灭菌效果可对培养基进行空白培养，即将未接种的培养基在适宜条件下培养一段时间，若无菌落出现，说明培养基灭菌彻底，否则说明培养基灭菌不彻底。
(3)为测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数，常采用稀释涂布平板法，将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后，取0.1 mL涂布到若干个平板(每个稀释度至少涂布三个平板)，对菌落数在30～300的平板进行计数，则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数。
(4)测定酶活力时可以用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。由表格可知，在适宜的条件下，C菌株在相同的温度和时间下，秸秆失重最多，纤维素降解率最大，说明该菌株的纤维素分解菌产生的纤维素酶活力最大。

考点
全国Ⅰ卷5年考情分析
热度
2017
2018
2019
2020
2021
传统发酵
技术




T37
[12分]
★
微生物的
培养和应用
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
2017
2018
2019
2020
2021
传统发酵
技术
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]
T37
[15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]



★

1．2020年世界性的新型冠状病毒肺炎大流行，为了能更好地对病毒展开相关研究，科学家需要分离和培养病毒。如图是其流程示意图：

(1)将采集到的病毒样本进行稀释，如图所示，用移液枪吸取100 μL的病毒样本，注入①中，使样本与稀释液充分混匀，依次操作后，④号试管中病毒浓度是样本的 倍。
(2)分离病毒标本需要无菌操作的原因是 。根据病毒的特征，培养体系A中必须含有 ，病毒才能繁殖。
(3)为鉴定B是目标病毒，需进行 检测或抗原—抗体检测，两种检测的原理分别是 和 。
(4)实验结束后，对所有废弃物必须进行 处理。
答案　(1)10－4　(2)防止杂菌污染培养液，影响病毒的培养　宿主细胞　(3)核酸　碱基互补配对　抗原与抗体特异性结合　(4)灭菌
解析　(1)进行系列稀释时，需用移液枪定量吸取样本，④号试管中的病毒已进行了4次稀释，故病毒浓度是样本的10－4倍。
(2)分离病毒标本时需进行无菌操作，以防止杂菌污染，若混有杂菌，会污染培养液，杂菌可与培养的病毒竞争营养，还可能产生有毒代谢产物，从而影响病毒的培养。病毒无法独立生活，必须寄生在活细胞内，故培养体系A中须含有宿主细胞，病毒才能繁殖。
(3)新型冠状病毒可由核酸和蛋白质组成，故可通过检测病毒的核酸(核酸检测)或特定蛋白(抗原—抗体检测)来鉴定B是否为目标病毒。两种检测的原理分别是碱基互补碱对，抗原与抗体特异性结合。
(4)为避免病毒感染人和污染环境，实验结束后所有废弃物必须灭菌处理。
2．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
酒糟
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 (填“定向”或“不定向”)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)不定向
(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　(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。
3．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
4．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。
(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
(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，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。



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。
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：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．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)抗生素具有杀菌作用，可以防治畜禽疾病，提高经济效益
(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(或不接种的培养基)　无氧
(4)改善畜舍环境条件，加强饲料卫生检测
2．(2021·辽宁适应性测试)微生物合成的油脂是制备生物柴油的新型原料。图为产油脂芽孢杆菌筛选的流程，其中B平板上的5个菌落是初筛得到的芽孢杆菌，C为B平板上菌落的原位影印，利用苏丹黑B可使脂类物质呈黑色的特性，对C进行染色，得到结果D。回答下列问题：

(1)图中对土壤菌液进行系列梯度稀释的目的是
。
(2)若要使菌落能在A平板上生长，下列培养基组分中最合理的是 (填“甲”“乙”或“丙”)，原因是
。
培养基组分
甲
葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨、NaCl、琼脂、水
乙
葡萄糖、蔗糖、NaCl、琼脂、水
丙
葡萄糖、牛肉膏、NaCl、蔗糖、水
(3)培养基配制完成后需要立即进行灭菌，常用的灭菌方法为 。
(4)根据D的染色结果，可判断B平板中的 (填图中数字)是产油脂芽孢杆菌的菌落。
(5)将B平板中的产油脂芽孢杆菌的单菌落进一步纯化培养得到E。将E中的菌落接种到试管F的固体斜面培养基上，经培养后放入4 ℃冰箱中临时保藏，以后每3～6个月需要转接一次。这种方法不适合长期保藏菌种的原因是 。如需长期保存可采用 的方法。
答案　(1)土壤微生物数量较多，菌液浓度较大，如直接接种，菌落密集，在固体培养基表面无法形成单个菌落
(2)甲　培养基甲含有碳源、氮源、水、无机盐这几类营养物质，且加入了琼脂作为凝固剂，可以达到实验效果
(3)高压蒸汽灭菌法
(4)3
(5)菌种容易污染或产生变异　甘油管藏
解析　(2)培养基甲含有碳源、氮源、水、无机盐这几类营养物质，且加入了琼脂作为凝固剂，可以达到实验效果；培养基乙不含牛肉膏、蛋白胨(氮源)，不合理；培养基丙不含凝固剂(琼脂)，无法形成固体培养基，无法在培养基表面形成菌落。
(4)苏丹黑B将脂类染成黑色，而C又是B平板上菌落的原位影印，对照实验结果可知，平板B中的3是产油脂芽孢杆菌的菌落。
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。
4．(2021·北京石景山一模)土壤中的磷大部分以难被植物吸收利用的无效态(如磷酸钙等难溶态，在水中呈白色沉淀)存在，溶磷菌能够把无效态的磷转化为可被直接利用的可溶性磷。
(1)磷是植物生长发育的必需元素，可组成 等化合物。(填出2种即可)
(2)从土壤中筛选溶磷菌的一般步骤如下：
溶磷菌的分离：依次配备浓度为10－3、10－4、10－5的土壤稀释液，分别取0.1 mL均匀涂布于含难溶磷的固体培养基上培养2 d。待菌落长出后挑取 的菌落，于基础培养基上采用 法进行多次纯化。
溶磷菌的筛选：将分离获得的溶磷菌分别配制成菌悬液，接入已灭菌的含难溶磷的液体培养基中，对照组的培养基接入 菌悬液，5 d后测定培养液中可溶性磷含量。若接菌培养液可溶性磷含量为a，对照组可溶性磷含量为b，则菌株溶磷量为 。选择溶磷量最大的菌种为目的菌。
(3)将适量目的菌接入已灭菌的含难溶磷的液体培养基中培养，每天取样测定溶磷量和pH变化情况，结果见下图。

①结果表明目的菌分解难溶磷的能力呈现 的趋势。
②根据培养液的pH变化情况，可对目的菌的解磷原理作出的推测是 。
(4)请预期该溶磷菌在农业生产方面可能的应用 。
答案　(1)核酸(DNA、RNA)、ATP、磷脂、[H]　(2)具有透明溶磷圈　平板划线(或稀释涂布平板)　等量灭活　a－b　(3)①先升高后降低　②溶磷菌通过产生酸性代谢产物分解难溶性磷　(4)制成微生物菌肥促进植物对磷元素的吸收
解析　(1)土壤中的磷元素被植物直接吸收后，可用于组成核酸、磷脂、ATP、[H]等化合物。
(2)溶磷菌的分离：据题可知，土壤中的磷大部分以磷酸钙等难溶态存在，在水中呈白色沉淀，故加入含难溶磷的固体培养基浑浊不透明，而溶磷菌能够把无效态的磷转化为可被直接利用的可溶性磷，故一段时间后，可挑选平板上形成透明溶磷圈的菌落，即为筛选出的溶磷菌。纯化常用平板划线法和稀释涂布平板法，如平板划线法将挑选出的菌落于基础培养基上采用连续划线进行多次纯化。溶磷菌的筛选：将分离获得的溶磷菌分别配制成菌悬液，接入已灭菌的含难溶磷的液体培养基中，对照组的培养基接入等量灭活的菌悬液，以作比较。若5 d后接菌培养液可溶性磷含量为a，对照组可溶性磷含量为b，则菌株溶磷量为a－b。差值越大，说明菌体溶磷量越大，选择溶磷量最大的菌种为目的菌。
(3)据图可知，自变量为培养时间，因变量为溶磷量和pH。①据图可知，在1～4天内溶磷量随时间增加而增多，即分解能力升高，第4天后，溶磷量开始减少，即分解能力降低，但比最开始仍更强。②据图可知，在加入溶磷菌后溶液pH迅速降低，溶磷量开始增加，随着pH回升，溶磷量就开始降低，据此推测溶磷菌可能通过产生酸性代谢产物分解难溶性磷。
(4)据题可知，土壤中的磷大部分以难被植物吸收利用的无效态如磷酸钙等难溶态存在，而溶磷菌可将难溶态磷分解为可被植物直接利用的可溶性磷，故可将其制成微生物菌肥促进植物对磷元素的吸收。
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．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或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
纤维素→小分子物质
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，而体积小的酶容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
固定后的细胞与反应物不容易接近，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．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、脂类物质、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。



[基础测试]
1．利用传统发酵技术制作的果酒、果醋、腐乳、泡菜极大地丰富了人们的饮食。回答下列有关问题：
(1)在上述四种饮品及食品加工过程中，利用真菌进行发酵的是 ；这些发酵技术的共同特点是 。
(2)如果将用于制作果酒的装置改为制作果醋(不经酒精发酵就制作果醋)，除直接接种醋酸菌外，还需要在发酵条件上进行的调整有 。
(3)在泡菜制作过程中，控制好 等腌制条件是泡菜制作成功的关键。泡菜制作过程中还需测定亚硝酸盐含量，其原理是在盐酸酸化的条件下，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。
(4)制作腐乳时，为防止腐败变质，除进行严格灭菌和无菌操作外，在添加的材料用量上还需要注意控制 。影响腐乳风味的因素有：装罐时加入的辅料不同，以及 (至少答出两条)。
答案　(1)果酒和腐乳　都巧妙地利用了天然菌种，都为特定的菌种提供了良好的生存条件，最终的发酵产物不是单一的组分，而是成分复杂的混合物
(2)通入无菌空气、将温度提高到30～35 ℃
(3)腌制的时间、温度和食盐的用量　玫瑰红
(4)盐和酒的用量　豆腐含水量、发酵条件
解析　(2)果酒制作的温度是18～25 ℃、无氧环境，若进行果醋制作，则发酵条件为温度30～35 ℃，有氧的环境。
(4)制作腐乳时，加入盐可以析出豆腐中的水分，豆腐不易过早酥烂，还可以抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质；加12%酒可以抑制微生物的生长，还能使腐乳具有独特的香味。故为了防止腐败变质，需要进行严格的灭菌和无菌操作外，还需控制盐和酒的用量。香辛料、豆腐含水量、发酵条件均会影响腐乳的风味。
2．泡菜是人们广泛喜爱的一种菜肴，但在制作过程中，会产生一定量的亚硝酸盐，亚硝酸盐与胺类结合成亚硝胺后具有致癌作用。请回答下列与泡菜制作有关的问题：
(1)制作泡菜时，为了缩短制作时间，有人会加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是 。
(2)泡菜风味的形成关键在于 的加入。泡菜制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，可能的原因有 (写出两条)。
(3)膳食中的亚硝酸盐一般 (填“会”或“不会”)危害人体健康，其含量测定时，需将显色反应后的样品与已知浓度的 进行目测比较，估算出亚硝酸盐含量。
(4)若从泡菜液中分离纯化乳酸菌，所用固体培养基因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙，从而使培养基在分离纯化过程中会形成 。
答案　(1)陈泡菜液含乳酸菌，为泡菜发酵提供菌种
(2)调味料(香辛料)　泡菜坛密封不严、工具不卫生、食盐用量过低、温度过高、腌制时间过短
(3)不会　标准显色液
(4)透明圈
3．(2021·湖南郴州高三第三次教学质量监测)聚乙烯(PE)是农田常用的塑料膜的主要成分，难以被降解，往往会造成土壤污染。如图为研究人员分离PE降解菌的流程图。回答下列问题。

(1)微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、无机盐、 四类。据图可知，与选择培养基相比，划线纯化的培养基中特有的成分是 。该实验所用的选择培养基只能以聚乙烯(PE)为唯一碳源，其原因是 。
(2)若要对选择培养后的PE降解菌进行计数，则可采用 法和显微镜直接计数，其中前者计数结果往往偏小，原因是 。
(3)若划线的某个平板经过培养后，第一划线区域的划线上都长满了菌落，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落，则划线无菌落的原因可能有 。
答案　(1)碳源、氮源　琼脂　只有能降解利用聚乙烯(PE)的菌株才能生存繁殖
(2)稀释涂布平板(或活菌计数)　当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
(3)接种环在第二划线区前未冷却即划烫死了菌种(或不小心从第一区末端的空白处划线)
解析　(1)微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、无机盐、碳源、氮源四类；据图可知，选择培养基是液体培养基，划线纯化的培养基是固体培养基，与选择培养基相比，划线纯化的培养基中特有的成分是琼脂。该实验所用的选择培养基只能以聚乙烯(PE)为唯一碳源，其原因是只有能降解利用聚乙烯(PE)的菌株才能生存繁殖。
4．研究人员采用水蒸气蒸馏法和石油醚萃取法提取玫瑰精油，并测定玫瑰精油的抑菌活性。请回答下列问题：
(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其原理是玫瑰精油具有 的性质。
(2)石油醚适宜作玫瑰精油萃取剂的原因是 。为提高萃取效率，萃取前对玫瑰花瓣进行的处理是 。
(3)研究人员采用琼脂扩散法测定玫瑰精油的抑菌活性。操作步骤如下：
①用打孔器将滤纸制成直径为6.0 mm的小圆纸片，并进行 (填“灭菌”或“消毒”)处理；
②制备牛肉膏蛋白胨培养基(适合细菌生长)平板，利用 将3种供试细菌分别接种到平板上，制成含菌平板；
③将处理过的滤纸片分别放入 中浸泡10 min，然后将滤纸片放在含菌平板表面，最后将平板放入 中倒置培养24 h；
④通过测量 来判断玫瑰精油对3种供试细菌的抑菌活性。
答案　(1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定
(2)玫瑰精油在石油醚中的溶解度高、石油醚沸点高、与水不混溶　粉碎和干燥
(3)①灭菌　②涂布器　③玫瑰精油和无菌水　恒温培养箱(或恒温箱)　④抑菌圈直径
解析　(1)玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，易挥发，能随水蒸气一同蒸馏，且不会产生原料焦糊和有效成分水解等问题，所以适合用水中蒸馏进行提取。
(2)玫瑰精油在石油醚中的溶解度高，且石油醚沸点高、与水不混溶，因此石油醚适宜作为玫瑰精油的萃取剂，萃取后可通过蒸馏获得玫瑰精油。萃取前对玫瑰花瓣进行粉碎、干燥处理，有利于玫瑰花瓣与石油醚充分接触，提高萃取效率。
(3)采用琼脂扩散法测定玫瑰精油的抑菌活性时，将沾有玫瑰精油和无菌水的滤纸片置于接种细菌的培养皿上，观察抑菌圈的有无和大小，无菌水处理组为空白对照。
①小圆纸片应进行灭菌处理；②根据实验思路，应利用涂布器将3种供试细菌分别均匀接种到平板上，制成含菌平板；③将处理过的滤纸片分别放入玫瑰精油和无菌水中浸泡10 min，然后将滤纸片放在含菌平板表面，最后将平板放入恒温培养箱中倒置培养24 h；④根据测量抑菌圈直径可判断玫瑰精油对3种供试细菌的抑菌活性，抑菌圈越大，说明抑菌活性越强。
5．制备固定化酵母细胞的实验步骤是：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。请根据材料回答下列问题：
(1)这种固定酵母细胞的方法属于 法，一般固定化酶时不采用这种方法，原因是
。
(2)活化就是让处于休眠状态的微生物恢复至 状态。该实验中需要将休眠状态的酵母菌加入到足够大的容器中，并加入 进行活化。
(3)加热溶解海藻酸钠时需注意用 加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液 后，才能和酵母混合均匀。此外海藻酸钠的浓度对本实验结果影响较大，若浓度过高，则 。
(4)观察利用固定化酵母细胞发酵的葡萄糖溶液，根据 可对发酵效果进行简单的评价。
答案　(1)包埋　酶分子小，容易从包埋材料中漏出
(2)正常的生活　蒸馏水
(3)小火或间断　冷却至室温　不易形成凝胶珠
(4)是否有气泡产生、是否有酒味
解析　(1)分析实验步骤可知题中固定化细胞的方法属于包埋法，由于酶分子小，容易从包埋的材料中漏出，因此一般固定化酶时不采用这种方法。
(2)活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复至正常的生活状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时体积会增大。酵母菌的活化需要加蒸馏水。
(3)加热溶解海藻酸钠时需注意用小火或间断加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后，才能和酵母混合均匀，以免高温使酵母菌失去活性。此外海藻酸钠的浓度对本实验结果影响较大，若浓度过高，则不易形成凝胶珠。
(4)观察利用固定化酵母细胞发酵的葡萄糖溶液，可通过看是否有气泡产生、闻是否有酒味的方法对发酵效果进行简单的评价。
6．血红蛋白是人和其他脊椎动物负责血液中O2或CO2运输的蛋白质。请回答以下有关问题：
(1)蛋白质的提取和分离分为样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定四步，凝胶色谱法一般用于 这一步，凝胶色谱法是 的有效方法；所用凝胶的化学本质大多为 。
(2)科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白，这种蛋白质具有极强的抗菌能力，受到研究者重视。分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质分子的 、大小及形状不同，在电场中的 不同而实现分离。
(3)血红蛋白是一种含铁的蛋白质，它存在于 中。若某人患有慢性贫血，则体检单上会显示血红蛋白含量 。
(4)人口腔上皮细胞中 (填“含有”或“不含有”)血红蛋白， (填“含有”或“不含有”)控制血红蛋白合成的基因，判断的依据是
。
答案　(1)纯化　根据蛋白质的相对分子质量的大小分离蛋白质　多糖类化合物
(2)带电情况　迁移速度
(3)红细胞　低于正常范围
(4)不含有　含有　一般同一生物体的所有体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂、分化而来的，所以通常含有相同的基因
解析　(1)凝胶色谱法一般用于蛋白质的纯化，凝胶色谱法是根据蛋白质相对分子质量大小分离蛋白质的有效方法。使用的凝胶大多是多糖类化合物。
(4)人口腔上皮细胞中的血红蛋白基因不表达，故人口腔上皮细胞中无血红蛋白。
7．嗜热链球菌属于一种乳酸菌。分离出优质的嗜热链球菌是酸奶工业中的关键环节，以下是嗜热链球菌的有关分离纯化与鉴定过程，请回答相关问题。
第一步：从国家乳业技术中心获得混合发酵剂(含多种乳酸菌)，用无菌生理盐水梯度稀释。
第二步：取等量不同稀释度的菌液分别接种于培养基，在相同且适宜条件下培养。
第三步：选取疑似菌落分别穿刺接种于A、B、C三种糖发酵半固体培养基(成分及现象如下表)中培养，进一步进行生化鉴定。
第四步：将生化鉴定为嗜热链球菌的疑似菌落进行扩大培养并保存。
成分
(g)
胰蛋
白胨
牛肉
膏
葡萄
糖
蔗糖
麦芽
糖
溴甲
酚紫
NaCl
琼脂
现象
A培
养基
10
3.0
5.0
无
无
0.04
5.0
5.0
紫色变为黄色
B培
养基
无
5.0
无
紫色变为黄色
C培
养基
无
无
5.0
不变色
说明
1.溴甲酚紫是一种酸碱指示剂，在中性时为紫色，碱性时为深红色，而在酸性时呈现黄色。
2．将上述成分溶解，pH调为7，用蒸馏水定容至1000 mL。
(1)第一步中稀释的目的是
。
(2)在第二步中，利用的接种方法是 ，可根据菌落 特征来选取疑似菌落(写出两点)。
(3)第三步中，如果接种的疑似菌落确实是嗜热链球菌，其代谢特点为：利用 作为主要碳源，并可以经 呼吸的方式分解底物，且在代谢产物中一定有 性产物产生。NaCl的主要作用是 。
(4)第四步中，如果要长期保存分离出的菌种常采用 的方法，并将其置于 ℃冷冻箱中保存。
答案　(1)便于形成单菌落，利于微生物的分离纯化(或将细胞分散，便于形成单菌落)
(2)稀释涂布平板法　形状、大小、隆起程度、颜色、凸起等
(3)葡萄糖和蔗糖　无氧　酸　维持正常的渗透压、提供无机盐
(4)甘油管藏　－20
解析　(3)第三步中，如果接种的疑似菌落确实是嗜热链球菌，根据实验结果可知，培养基中含有葡萄糖或蔗糖时，培养基变为黄色，说明嗜热链球菌利用葡萄糖或蔗糖作为主要碳源，且在代谢产物中一定有酸性产物产生；接种时采用穿刺接种，避免菌种接触氧气，说明嗜热链球菌经无氧呼吸的方式分解底物。
8．酸奶是牛奶经过乳酸菌(主要是保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌)发酵制成的。乳酸菌可将牛奶中的乳糖转化为乳酸，从而减轻某些人群的乳糖不耐受症状。请回答问题：
(1)为鉴别市售酸奶中的菌种，应该采用平板划线法或 法，在 培养基上进行接种，以观察所获单菌落的特征。还要对菌落中的菌种进行涂片，并用 进行进一步的观察和鉴定。
(2)实验前需要进行灭菌的是 。
a．培养基 b.培养皿
c．恒温培养箱 d.实验者的双手
e．酸奶
(3)为了成功筛选出高效产生乳酸的菌株，某同学在配制平板时加入CaCO3，观察所形成的透明圈大小，其选择依据的原理是
。
(4)抗生素在现代畜牧业中的广泛应用，不可避免地造成牛奶中抗生素残留。若长期饮用含有抗生素的牛奶，会对人体健康造成危害。利用嗜热链球菌对抗生素的高敏感性，该生进行了如下实验：

将灭菌的滤纸圆片(直径8 mm)，分别浸润在不同处理的牛奶中一段时间后，放置在涂布了嗜热链球菌的平板上(如图)，在37 ℃下培养24 h，测量结果如下表：
组别
牛奶处理方法
抑菌圈宽度(mm)
1
含抗生素消毒鲜牛奶
4.5
2
不含抗生素消毒鲜牛奶
0
3
含抗生素鲜牛奶
4.6
4
不含抗生素鲜牛奶
0
5
待测奶样
5.8
注：消毒方法为80 ℃水浴加热5 min，然后冷却至37 ℃以下。
通过3、4组实验可得出的结论为 ；通过1、3组实验可得出的结论为
；第5组的实验结果表明，此待测奶样是否适合用于制作酸奶？ 。
答案　(1)稀释涂布平板　固体　显微镜
(2)ab
(3)乳酸会与CaCO3反应形成透明圈，透明圈直径越大，产生乳酸能力越强
(4)抗生素能够杀死嗜热链球菌，形成抑菌圈　80 ℃水浴加热5 min的消毒方法不会使牛奶中的抗生素减少或消除　不适用
解析　(2)实验前需要进行灭菌的是培养基和培养皿，恒温培养箱和实验者的双手需要消毒，酸奶含有菌种，不能消毒和灭菌。
(4)通过3、4组实验可得出的结论为抗生素能够杀死嗜热链球菌，形成抑菌圈；通过1、3组实验可得出的结论为80 ℃水浴加热5 min的消毒方法不会使牛奶中的抗生素减少或消除；第5组的实验结果表明，此待测奶样中含有抗生素，不适合用于制作酸奶。
[能力提升]
1．蓝莓是一种营养价值非常高的水果，富含花青素。花青素是一种热敏性活性物质，不易挥发，易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶剂中，在pH小于3.0时比较稳定。研究表明花青素具有抗炎症、延缓衰老等作用，因此人们将蓝莓加工，形成了蓝莓汁、果酒、果醋等系列产品。请回答下列问题：
(1)从蓝莓中提取花青素不采用水蒸气蒸馏法的原因是
。提取的花青素常作为食品添加剂，从安全角度考虑，最佳的提取剂是 。
①盐酸＋甲醇　②柠檬酸＋乙醇　③柠檬酸＋丙酮
(2)超临界流体萃取是目前最先进的物理萃取技术。萃取剂在常压和室温下为气体，在温度、压力高于临界值时为流体。利用超临界CO2为溶剂，可将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。与传统有机溶剂萃取法相比，超临界流体萃取法有哪些优点？ 。(至少答出两点)
(3)制作蓝莓汁时，为提高出汁率和澄清度，可向果汁中加入 。酿造蓝莓酒时，若要实现酵母菌的反复利用，可进行 。为保证果酒发酵正常进行，需要严格控制的发酵条件有 (答出两种即可)。
(4)蓝莓酒如果暴露在空气中，酒味会逐渐消失而散发出酸味，特别是炎热的夏天更是如此，其原因是
。
答案　(1)花青素不易挥发，不能随水蒸气蒸馏出来，且高温会破坏花青素　②
(2)提取率高、无有害溶剂的残留、操作条件温和、对有效成分的破坏少、不燃烧、不污染环境等优点
(3)纤维素酶和果胶酶　酵母细胞的固定化　温度和密闭条件
(4)醋酸菌是好氧细菌，在较高温度下更有利于其生长繁殖，有氧条件抑制酵母菌的无氧发酵
解析　(1)根据题意，花青素是一种热敏性活性物质，不易挥发，又易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶剂中，不能随水蒸气蒸馏出来，且高温会破坏花青素，故从蓝莓中提取花青素不采用水蒸气蒸馏法。甲醇和丙酮有毒性，故从安全角度考虑，最佳方案是②。
(2)根据题意，利用超临界CO2为溶剂，可将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。与传统有机溶剂萃取法相比，超临界流体萃取法的优点有：提取率高、无有害溶剂的残留、操作条件温和、对有效成分的破坏少、不燃烧、不污染环境等。
(3)制作蓝莓汁时，可向果汁中加入纤维素酶和果胶酶，以破坏细胞壁，可提高出汁率和澄清度。酿造蓝莓酒时，若要实现酵母菌的反复利用，可进行酵母细胞的固定化。为保证果酒发酵正常进行，需要严格控制的发酵条件有温度和密闭条件。
(4)蓝莓酒如果暴露在空气中，酒味会逐渐消失而散发出酸味，特别是炎热的夏天更是如此，其原因是有氧条件抑制酵母菌的无氧发酵，而醋酸菌是好氧细菌，在较高温度下更有利于其生长繁殖，醋酸菌将乙醇氧化成醋酸，故蓝莓酒会散发出酸味。
2．不同品牌的酸奶具有不同的口味。某研究小组利用含碳酸钙的固体培养基探究甲、乙两品牌酸奶中乳酸菌的类型是否相同(乳酸能够溶解碳酸钙，使培养基变得透明)。请回答下列问题：
(1)将甲、乙两品牌酸奶中的乳酸菌纯化，分别接种在含碳酸钙的固体培养基中培养，根据菌落周围透明圈的大小，可确定酸奶中乳酸菌的类型。不同乳酸菌菌落透明圈大小不同的原因是 。
(2)家庭制作酸奶时，在纯牛奶中加入少量酸奶相当于微生物培养技术中的 操作。纯牛奶变成酸奶，改变了口味但含有的能量减少，原因是
。
(3)为长期保存纯化的优质乳酸菌，可将菌液与 充分混匀，置于－20 ℃的冷冻箱中保存。
(4)该研究小组进一步探究甲品牌酸奶中乳酸菌数量，实验操作如下图。接种微生物的方法有很多，图中过程所示的方法为 。用该方法统计样本菌落数后，所得数据需要乘以10n后，才可表示乳酸菌的数量(单位：个/mL)，这里的n＝ 。用该方法统计样本菌落数时，同时需要做A、B、C三个平板，目的是 。如果平板菌落数超过300，一般还需进一步 。

答案　(1)(在相同时间内)不同类型的乳酸菌产生乳酸的量不同，不同量的乳酸能够溶解碳酸钙的量不同，形成的透明圈大小也不同
(2)接种　乳酸菌在发酵时使牛奶中的营养成分发生改变，乳酸菌细胞呼吸消耗部分有机物，从而使能量减少
(3)灭菌的甘油
(4)稀释涂布平板法　6　设置重复组，取平均值，使实验结果更加准确可靠　稀释
解析　(1)乳酸菌分泌的乳酸能够溶解碳酸钙，使培养基变得透明，不同类型的乳酸菌分泌乳酸的量不同，分泌量多的产生的透明圈较大，而分泌量少的产生的透明圈则较小。因此可以根据菌落周围透明圈的大小，确定酸奶中乳酸菌的类型。
(2)由于酸奶中含有乳酸菌，因此在纯牛奶中加入少量酸奶相当于微生物培养技术中的接种操作。纯牛奶变成酸奶是由于乳酸菌发酵的结果，乳酸菌在发酵过程中利用牛奶中的营养物质进行代谢，通过细胞呼吸消耗了牛奶中的部分有机物，因此酸奶中含有的能量减少了，在乳酸菌代谢过程中又有新物质的生成，从而使口味发生了改变。
(4)要对微生物计数可以采用活菌计数法或显微镜直接计数法，题目所给的图片信息是采用的活菌计数法，具体操作是通过稀释涂布平板法完成的。由①②的操作可知这时已对酸奶样品稀释了100倍，②重复3次又稀释了1000倍，从中取出0.1 mL样液进行涂布，所用到的量是原来的10－6，因此这里的n＝6。用稀释涂布平板法计数时，要至少涂布3个平板，目的是设置重复组，取平均值，使实验结果更加准确可靠。为了保证结果准确，一般选择菌落数中30～300的平板进行计数，如果平板菌落数超过300，说明稀释倍数不够，一般还需进一步稀释。
3．现有磨浆机、烧杯、滴管、量筒、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、试管、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液，下表是某小组利用上述材料进行的有关实验：(“/”表示不加)上述步骤完成后，进行同样长度时间的过滤收集果汁，测量观察。据此回答：
操作顺序
项目
烧杯
甲
乙
丙
丁
1
在烧杯中
加入苹果泥
20 mL
20 mL
20 mL
20 mL
2
①
2 mL
/
2 mL
2 mL
3
加入不同
的液体
2 mL
蒸馏水
4 mL
蒸馏水
2 mL
盐酸
2 mL氢
氧化钠
4
水浴恒温，
玻璃棒搅拌
15分钟
15分钟
15分钟
15分钟
(1)改正上表中的一处错误： 。
(2)果胶酶将果胶分解成可溶性的 。若要验证果胶酶的作用，应观察比较的两组是 。预期的实验结果是： 。
(3)比较烧杯甲、丙、丁可知： 能影响酶的活性。
(4)表中①处的内容是 。
(5)有人测定了甲、乙、丙、丁四种植物体内多种酶的活性与温度的关系，结果如下图所示。根据图中的信息，你认为在25 ℃条件下，竞争能力最强的生物和对温度适应范围最广的生物分别是 。

A．乙和丁 B.乙和丙
C．乙和甲 D.甲和丙
(6)果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不包括 。
A．多聚半乳糖醛酸酶 B.果胶分解酶
C．乳糖分解酶 D.果胶酯酶
答案　(1)原1操作放到原3操作之后作为3操作，原2、3操作改为1、2操作
(2)半乳糖醛酸　甲和乙　甲果汁的体积多于乙，且比乙澄清
(3)pH值(或酸碱度)
(4)质量分数为2%的果胶酶溶液
(5)B
(6)C
解析　(1)在探究pH对酶活性的影响实验中，应先调节酶的pH，再将酶和底物混合，以保证酶促反应在设定的pH下进行。
(2)果胶酶能将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。甲和乙的单一变量为是否添加果胶酶，若要验证果胶酶的作用，应观察比较的两组是甲和乙。因为果胶酶能分解细胞壁，提高出汁率和澄清度，故甲果汁的体积多于乙，且比乙澄清。
(3)比较烧杯甲、丙、丁可知，pH值能影响酶的活性。
(4)根据实验内容和实验材料可知，表中①处应是加入质量分数为2%的果胶酶溶液。
(5)据图可知，在25 ℃条件下乙所含酶活性最高，故乙竞争能力最强；丙所含的酶对温度适应范围最广，故丙是对温度适应范围最广的生物，故选B。
(6)果胶酶是指分解果胶的一类酶的总称，包括果胶分解酶、果胶酯酶、多聚半乳糖醛酸酶，不包括C。
4．常见的酿酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖来进行酒精发酵，而自然界中某些酵母菌能利用酶A分解木糖产生酒精。请分析回答下列问题：
(1)在制备含琼脂的培养基和倒平板的过程中，下列选项需要的是 (填序号)。
①酒精灯　②接种环　③高压蒸汽灭菌锅　④培养皿
(2)若要“探究从自然界收集的酵母菌菌株能否利用木糖进行酒精发酵”，请写出实验思路： 。
(3)将搜集到的酵母菌放入培养液中扩大培养后，用稀释涂布平板法计算每克样品中的菌株数的公式为(C÷V)×M，其中C代表 。
(4)纯化后的酶A可以用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下，带电荷相同的蛋白质电泳速度越快，说明 。
(5)生产上常将酶A固定化，部分操作如下：将酶A固定在 (填“溶于水”或“不溶于水”)的载体上，将其装入反应柱内后需用蒸馏水充分洗涤固定化酶柱，以除去未吸附的酶A。一般来说，酶不适合采用 法固定化。固定化酶的优点是 。
答案　(1)①③④
(2)将自然界收集的酵母菌菌株接种到以木糖为唯一碳源的培养基中，在无氧条件下培养一段时间，检测培养基中酒精的有无
(3)某一稀释度下平板上生长的平均菌落数
(4)其分子量越小
(5)不溶于水　包埋　酶既可以与反应物接触，又能与产物分离，还可以反复利用
解析　(1)制备培养基的相关操作需要在酒精灯火焰旁进行，①正确；制备培养基时不需要接种环，②错误；培养基需要用高压蒸汽灭菌锅进行灭菌，③正确；倒平板时需要培养皿，④正确。
(2)探究收集的酵母菌菌株是否利用木糖，可将其转接到仅以木糖为碳源的培养基中，在无氧条件下培养一段时间后，检测有无酒精产生。若有酒精产生，说明这些酵母菌能利用木糖进行酒精发酵，反之不能。
(3)用稀释涂布平板法计算每克样品中的菌株数公式为(C÷V)×M，其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。
(4)电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离，在相同条件下，带电荷相同的蛋白质电泳速度越快，说明其分子量越小。
(5)因为酶分子较小，容易从包埋材料中漏出来，因此酶不适合采用包埋法固定；固定化酶的优点是酶既可以与反应物接触，又能与产物分离，还可以反复利用。
5．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
解析　(1)由“甲、乙两菌种”和“32 h内定期取样观测”可知，该实验的自变量是菌种和发酵时间。
(2)由“发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好”可知，该发酵菌是好氧菌。
(3)因“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”，说明发酵的最佳时间可能超过32 h，故可延长发酵时间，定期取样观测发酵效果，以确定最好的发酵效果所对应的时间，此时间即为最佳发酵时间。
(4)发酵菌种能产生蛋白酶和脂肪酶，蛋白酶能催化蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能催化脂肪分解为甘油和脂肪酸。
6．餐厨垃圾废液中的淀粉、蛋白质、脂肪等微溶性物质可以被微生物分解并利用，但由于初期有益微生物数量相对较少，存在发酵周期长、效率低等缺点，极易对环境造成污染。
(1)为探究圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌处理某餐厨垃圾废液的最佳接种量比，来制备微生物菌剂，研究者做了如下实验：
①将两种菌液进行不同配比分组处理如下表所示：
编号
R0
R1
R2
R3
圆褐固氮菌∶巨大芽孢杆菌
1∶0
0∶1
1∶1
2∶1
将上表菌液分别接种于100 mL 中进行振荡培养，振荡处理的目的是 。本实验还需设置对照组，处理为 。
②培养3天后测定活菌数，取一定量菌液进行 稀释，然后分别取0.1 mL的菌液采用 法接种于基本培养基中培养。进行计数时，可依据 对两种菌进行区分，并选取菌落数在 内的平板。实验结果如图所示，由实验结果可知
。

(2)为进一步探究菌种比例对该餐厨垃圾废液中蛋白质、脂肪等有机物的降解效果，测得15天内废液中蛋白质、脂肪的含量变化如图所示：

由实验结果可知分别选取 的接种比，对该餐厨垃圾废液中蛋白质、脂肪降解效果最好。废液中个别组蛋白质含量在后期升高，分析可能的原因是 。
答案　(1)①某餐厨垃圾废液　增加氧气含量、让目的菌与培养液充分接触　接种等量无菌水
②梯度　涂布　菌落形态特征　30～300　两种菌混合接种时有效菌落数均大于单独接种；两菌种接种量比例为1∶1时，废液中两种菌种的有效活菌数能够实现同步最大化
(2)R3、R1　随着固氮菌和芽孢杆菌的大量繁殖其产生的蛋白酶及脂肪酶等会导致蛋白质含量增加
解析　(1)①要探究圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌处理某餐厨垃圾废液的最佳接种量比，故需要将不同配比的菌液接种在100 mL某餐厨垃圾废液中，为了保证氧气供应及目的菌与培养液充分接触，需要进行振荡培养。另外为了检验灭菌是否彻底以及实验过程中是否有杂菌污染，还需要设置对照组，接种等量无菌水，在相同的条件下培养。②测定活菌数，需要利用稀释涂布平板法，接种时需要取一定量菌液进行梯度稀释，然后分别取0.1 mL的菌液采用涂布法接种于基本培养基中培养。可以根据菌落的形态特征区分两种菌，为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，根据实验数据可知，两种菌混合接种时有效菌落数均大于单独接种，且两菌种接种量比例为1∶1时，废液中两种菌种的有效活菌数均最多。
(2)由实验数据可知，R3接种组随着时间的延长，蛋白质的含量下降最明显；R1接种组随着处理时间的延长，脂肪的含量下降最明显，即脂肪的降解效果最好。随着固氮菌和芽孢杆菌的大量繁殖其产生的蛋白酶及脂肪酶等会导致蛋白质含量增加。