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2019版二轮复习生物江苏专版讲义：第一部分专题七生物技术实践
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[理清——知识联系]
[记清——主干术语]
1．制作果酒、果醋、腐乳、酸奶(泡菜)利用的微生物分别是酵母菌、醋酸菌、毛霉(主要)和乳酸菌，异化作用类型分别是兼性厌氧型、需氧型、需氧型、厌氧型。
2．制作果酒和果醋的实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵。
3．制作果酒和果醋的发酵装置中充气口的作用是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气，排气口是在酒精发酵时排出CO2，出料口用来取样。
4．制作果酒时温度一般控制在18～25 ℃，时间为10～12 d，前期需氧后期不需氧；制作果醋时温度控制在30～35 ℃，时间为7～8 d，始终需氧。
5．毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
6．腐乳制作的实验流程：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。
7．加盐腌制时间约为8 d，配制卤汤中的酒的含量一般控制在12%左右。
8．用盐腌制时，注意控制盐的用量：盐的浓度过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高会影响腐乳的口味。食盐的作用：抑制微生物的生长，避免腐败变质；析出水分，使豆腐变硬，在后期制作过程中不易酥烂；调味作用，给腐乳以必要的咸味；浸提毛酶菌丝上的蛋白酶。
9．配制卤汤：卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的，直接关系到腐乳的色、香、味。酒的作用：防止杂菌污染以防腐；与有机酸结合形成酯，赋予腐乳风味；酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系，酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。
10．微生物培养基的成分一般包括水、无机盐、碳源、氮源及生长因子等。
11．消毒指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)。灭菌则是指使用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。
12．制备固体培养基的步骤包括计算、称量、溶化、灭菌、倒平板等。
13．纯化微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，平板划线法可以分离微生物但不能对微生物进行计数，稀释涂布平板法既可分离微生物也可以对微生物进行计数。
14．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。在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，这就是菌落。
15．稀释涂布平板法是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，即稀释涂布平板法一般分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。
16．对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法；对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。
17．DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，在浓度0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。
18．DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质可溶于酒精，可利用冷却的酒精对提取的DNA进行纯化。
19．在鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水并用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液，可获取含DNA的滤液；切碎洋葱，加入一定量洗涤剂和食盐，搅拌研磨，过滤后收集滤液，可获取含DNA的滤液。
20．处理植物组织时需要进行研磨，其目的是破碎细胞壁，使核物质容易溶解在NaCl溶液中；研磨不充分会使DNA的提取量减少，影响实验结果，导致得不到丝状沉淀物。
21．用二苯胺鉴定DNA，在沸水浴的条件下呈现蓝色。
22．目前常用的加酶洗衣粉的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶，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。
23．探究加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的实验自变量是洗衣粉的种类；探究加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件实验的自变量是水的温度。
24．一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。
25．酵母细胞固定化的步骤：酵母菌的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合→固定化酵母细胞。
26．如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。
[澄清——思维误区]
关注点1 误认为兼性厌氧与“有氧、无氧”都一样
[澄清] 酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，大量繁殖；在无氧条件下，进行无氧呼吸产生酒精和CO2，产生的酒精对其他微生物和酵母菌本身都具有毒害作用，所以在无氧条件下酵母菌不能大量繁殖。
关注点2 误认为酿酒和酿醋所利用的微生物类型相同
[澄清] 酿酒和酿醋所利用的微生物不同，前者为酵母菌——真核生物；后者为醋酸菌——原核生物。二者本质区别是有无以核膜为界限的细胞核。
关注点3 不明确腐乳前期发酵和后期发酵的作用
[澄清] 前期发酵的主要作用是创造条件让毛霉生长，使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程，即通过各种辅料与腐乳的缓慢水解作用，生成腐乳的香气。
关注点4 误认为腐乳制作中食盐的作用只是调节风味
[澄清] 食盐在腐乳制作中的作用有：①析出豆腐中的水分，有利于豆腐块成形；②抑制杂菌；③形成腐乳的风味；④杀死毛霉等微生物，有利于菌体内蛋白酶、脂肪酶等发挥作用。
关注点5 不明确影响腐乳口味的因素有哪些
[澄清] 影响腐乳口味的因素有：①豆腐的含水量；②盐的用量；③酒的用量；④香辛料的种类和用量；⑤其他辅料的种类；⑥发酵温度和时间。
关注点6 不能区分选择培养基和鉴别培养基
[澄清] 按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴别培养基。选择培养基是指在培养基中加入或不加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物的生长。如在某培养基中加入青霉素，则能抑制细菌的生长，对真菌的生长无影响。鉴别培养基是根据微生物的特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的，用以鉴别不同类别的微生物。如伊红美蓝培养基能指示大肠杆菌的存在。
关注点7 平板冷凝后，不明确平板倒置的目的
[澄清] 平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
关注点8 不了解影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素
[澄清] 影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量，衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤的时间等。在实验中应控制好自变量之外的无关变量。
关注点9 不明确酵母细胞固定化实验中，海藻酸钠和氯化钙的作用
[澄清] 海藻酸钠作为酵母菌的包埋剂。氯化钙能与海藻酸钠反应，形成凝胶珠。
关注点10 不明确DNA粗提取和鉴定实验中，两次使用蒸馏水的作用
[澄清] 第一次加蒸馏水，使鸡血细胞吸水涨破；第二次加蒸馏水，使含DNA的NaCl溶液浓度降低，析出DNA。
关注点11 不明确破碎动植物细胞的方法
[澄清] 破碎植物细胞的方法用研磨法，在研磨之前，向研钵中加入食盐、洗涤剂和植物材料。破碎动物细胞的方法用渗透涨破法，过程是在鸡血细胞液中加入蒸馏水，用玻璃棒进行快速搅拌。
2个主攻点之(一) 传统发酵技术和微生物的利用
1．传统发酵技术的应用(填图)
(1)果酒和果醋的制作：
(2)腐乳的制作：
①制作原理：
②实验流程及影响因素：
2．图解识记微生物的培养、分离与计数(填图)
考向(一) 果酒、果醋和腐乳的制作
[真题导向]
1．(2018·江苏高考)某高校采用右图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是( )
A．夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理
B．乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大
C．正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压
D．可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
解析：选B 利用酵母菌进行酒精发酵时,一般将温度控制在18～25 ℃,因此夏季生产果酒时，需要对发酵罐体进行降温处理；发酵过程中，进气口阀门应该关闭，以保证发酵罐的无氧环境，使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精；正常发酵过程中，由于酵母菌进行无氧呼吸产生CO2，所以发酵罐内的压力增大，高于大气压；葡萄酒的发酵过程消耗葡萄糖，所以可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵。
2．(2017·江苏高考，多选)如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是( )
A．改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B．果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸
C．果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关
D．气体入口与气体出口可以交换使用
解析：选ABC 改变通入气体的种类，例如分别通入氮气和氧气，可研究无氧呼吸和有氧呼吸对发酵的影响；果酒发酵中期通入氮气，更利于创造无氧条件，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸；果醋发酵的菌种是醋酸杆菌，其生长的适宜温度是30～35 ℃，温度能影响醋酸杆菌的代谢，从而影响果醋的发酵周期；气体的入口必须伸入培养液中，气体出口不能伸入培养液中，如果气体的入口和出口交换，会导致发酵液喷出。
3．(2015·江苏高考，多选)下图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述错误的是( )
A．发酵过程中酒精的产生速率越来越快
B．集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2
C．发酵过程中酵母种群呈“J”型增长
D．若发酵液表面出现菌膜，最可能原因是发酵瓶漏气
解析：选ABC 酵母菌发酵过程中因营养物质的消耗、pH的变化等，酒精的产生速率会越来越慢。集气管收集的气体除酵母菌无氧呼吸产生的CO2外，还有有氧呼吸产生的CO2。发酵过程中，随着营养物质消耗、pH降低等，酵母菌的繁殖速度会变慢，其种群不会呈“J”型增长。发酵液表面出现的菌膜可能是醋酸菌在有氧条件下繁殖产生的，说明发酵瓶可能漏气。
装置图
结构或操作
目的
充气口
醋酸发酵时连接充气泵进行充气
排气口
酒精发酵时用来排出CO2
长而弯曲的胶管
防止空气中微生物的污染
制酒时
关闭充气口
制醋时
充气口连接气泵，输入无菌空气
[过关练习]
1．(2018·南通调研)下列关于利用葡萄制作果酒过程的叙述，正确的是( )
A．选用棕色玻璃瓶以防止光照抑制酵母菌发酵
B．将葡萄汁装满发酵瓶以保证无氧的发酵环境
C．将发酵瓶置于35 ℃的恒温环境中可加快发酵速度
D．要给发酵瓶适时排气，后期可延长排气间隔时间
解析：选D 光照不影响酵母菌的发酵；葡萄汁装入发酵瓶时，要留有约1/3的空间，避免发酵液溢出；酒精发酵的最佳温度是18～25 ℃；要给发酵瓶适时排气，后期可延长排气间隔时间。
2．(2018·江浦高级中学段考)如图表示工业上利用苹果制备果酒、果醋的流程图。下列叙述错误的是( )
A．过程①②所需的最适温度不相同
B．过程②需要在有氧气的条件下进行
C．若过程①人工接种酵母菌可以缩短苹果酒的酿制时间
D．整个发酵过程都必须在严格无菌条件下才能正常进行
解析：选D ①表示果酒发酵、②表示果醋发酵。①所用的菌种是酵母菌，其发酵的温度是18～25 ℃，②所用的菌种是醋酸菌，其发酵的最适温度是30～35 ℃；②果醋发酵需要醋酸菌，醋酸菌是需氧型生物，故果醋发酵要在有氧条件下进行；果酒发酵若人工接种酵母菌，菌种的纯度高，产生果酒的效率高，故可以缩短苹果酒的酿酒时间；发酵前所有的器具和用品都要进行无菌处理，接种酵母菌或醋酸菌后在无菌培养箱中培养，在严格无菌条件下会杀死酵母菌和醋酸菌。
考向(二) 腐乳的制作
[真题导向]
1．(2017·江苏高考)下列关于“腐乳的制作”实验，叙述正确的是( )
A．控制发酵温度的主要目的是腐乳调味
B．腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用
C．毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉
D．成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生
解析：选B 控制发酵温度主要目的是利于菌种繁殖和代谢；腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用；毛霉的作用主要是分解蛋白质和脂肪；成品腐乳表面的粘性物质主要是毛霉产生的菌丝，而毛霉属于真菌。
2．(2016·江苏高考)下列关于中学“腐乳的制作”实验，叙述正确的是( )
A．加盐主要是为了调节水分，利于毛霉生长
B．加料酒主要是为了灭菌，避免腐败变质
C．发酵过程中起主要作用的是乳酸杆菌
D．实验室制作的腐乳不宜直接食用
解析：选D 加盐不仅能抑制杂菌的生长也会抑制毛霉的生长，另外加盐还可析出豆腐中的水分，有利于腐乳成形。加料酒可以抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的风味，但不能灭菌。在腐乳制作的发酵过程中起主要作用的是毛霉。实验室制作的腐乳因未经质量鉴定，不宜直接食用。
[过关练习]
1．(2018·苏锡常镇四市调研)总状毛霉和米根霉是常见的霉菌。研究人员将总状毛霉和米根霉的孢子悬液分别接种到两组豆腐切块上，完成前期发酵后，分别测定两组霉菌产生的蛋白酶的活力，结果如图。据图分析，下列有关叙述正确的是( )
A．总状毛霉与米根霉都能利用蛋白酶将分解产生的肽和氨基酸分泌到细胞外
B．总状毛霉与米根霉接种量与蛋白酶活力呈正相关
C．相同适宜条件下接种等量的两种菌，总状毛霉使豆腐块中的蛋白质减少更多
D．接种量为5 CFU/mL时发酵制作的腐乳品质最好
解析：选C 总状毛霉与米根霉都能将蛋白酶分泌到细胞外，进而将豆腐块中的蛋白质分解产生肽和氨基酸；据图分析，随着接种量的增加，总状毛霉与米根霉产生蛋白酶的活性都是先增加后减弱，并不是一直呈现正相关；相同适宜条件下接种等量的两种菌,总状毛霉的蛋白酶活性更高,因此使豆腐块中的蛋白质减少更多；图示只能说明接种量为5 CFU/mL时，蛋白酶的活性最大，但不能说明发酵制作的腐乳品质最好。
2．(2018·江苏高考冲刺预测)下列关于“腐乳的制作”实验的叙述，正确的是( )
A．为防止微生物污染应加大用盐量
B．含水量大于85%的豆腐利于保持湿度，适宜制作腐乳
C．装坛阶段加入料酒可有效防止杂菌污染
D．密封瓶口前瓶口不需要通过火焰灭菌
解析：选C 加盐主要是为了抑制微生物生长，防止豆腐腐败变质，但盐量过多，会影响腐乳的成熟期和口感。豆腐含水量以70%为宜，毛霉为异养需氧型真菌，若含水量过高，会影响毛霉的有氧呼吸，豆腐不宜成块；若含水量过少，则不利于毛霉的生长，并且毛霉的代谢也离不开水。加料酒为了抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的香味。封瓶时，需要将瓶口通过酒精灯的火焰，这样可以防止杂菌污染。
考向(三) 微生物的实验室培养和分离
[真题导向]
1．(2016·江苏高考，多选)漆酶属于木质素降解酶类，在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途。如图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程，相关叙述正确的是( )
A．生活污水中含有大量微生物，是分离产漆酶菌株的首选样品
B．筛选培养基中需要加入漆酶的底物，通过菌落特征挑出产漆酶的菌落
C．在涂布平板上长出的菌落，再通过划线进一步纯化
D．斜面培养基中含有大量营养物，可在常温下长期保存菌株
解析：选BC 生活污水中含木质素的物质相对较少，产漆酶菌株也较少，不宜作为分离产漆酶菌株的样品；产漆酶菌株可降解木质素，在筛选培养基中加入木质素可筛选产漆酶的菌株，筛选时可通过菌落特征挑出产漆酶的菌落；在涂布后的平板上生长的菌落可能还有其他杂菌，可再通过平板划线法进一步纯化；对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法，即在－20 ℃的冷冻箱中保存。
2．(2015·江苏高考)做“微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是( )
A．高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖
B．倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上
C．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D．用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上
解析：选D 在高压灭菌的操作过程中，加热结束后应让灭菌锅内温度自然下降，待压力表的压力降到零时，打开放气阀，旋松螺栓，打开盖子。倒平板时，用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，而不是完全取下放到一边。接种环经火焰灼烧灭菌后应在火焰旁冷却后，再用其挑取菌落。在微生物的培养中，一般将培养皿倒置，在皿底上用记号笔做标记。
3．(2018·江苏高考)酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半，可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养，这样既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母，并进行大量培养。下图所示为操作流程，请回答下列问题：
(1)配制培养基时，按照培养基配方准确称量各组分，将其溶解、定容后，调节培养基的________，及时对培养基进行分装，并进行____________灭菌。
(2)取步骤②中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中，在步骤③中将温度约________(在25 ℃、50 ℃或80 ℃中选择)的培养基倒入培养皿混匀，冷凝后倒置培养。
(3)挑取分离平板中长出的单菌落，按步骤④所示进行划线。下列叙述合理的有________。
a．为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌
b．划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落
c．挑取菌落时，应挑取多个菌落，分别测定酵母细胞中甲醇的含量
d．可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇高耐受株
(4)步骤⑤中，为使酵母数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和________供应。为监测酵母的活细胞密度，将发酵液稀释1 000倍后，经等体积台盼蓝染液染色，用25×16型血细胞计数板计数5个中格中的细胞数，理论上________色细胞的个数应不少于________，才能达到每毫升3×109个活细胞的预期密度。
解析：(1)配制培养基时，进行计算、称量、溶解、定容后，需先调pH再分装到锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌。(2)倒平板时的培养基温度约为50 ℃，冷凝后倒置培养。(3)平板划线时，接种针、接种环使用前和每次划线后都需要进行灼烧灭菌，以免造成杂菌污染；划线时不能划破培养基表面，否则不能形成正常菌落；挑取菌落时，应挑取多个不同的菌落，分别测定酵母细胞中蛋白质含量；逐步提高培养基中甲醇的浓度，能筛选出耐受高甲醇的菌株。(4)酵母菌是兼性厌氧型真菌，在有氧条件下可大量繁殖。酵母扩大培养时，需保证充足的营养和氧气等条件。由题中信息“经等体积台盼蓝染液染色”可知，计数室中培养液容积实际只有0.1÷2＝0.05(mm3)。设5个中方格中无色(活细胞不能被台盼蓝染色)的细胞数目为x个，则3×109＝x÷5×25×1 000×1 000÷0.05，解得x＝30(个)。
答案：(1)pH 高压蒸汽(湿热) (2)50 ℃ (3)a、b、d (4)氧气 无 30
方法
平板划线法
稀释涂布平板法
图示
平板划线法
稀释涂布平板法
操作
注意
事项
(1)接种环的灼烧：
①第一次划线前：杀死接种环上的微生物，避免污染培养物
②之后每次划线前：杀死残留菌种，保证每次划线菌种来自上次划线末端
③划线结束后：杀死残留菌种，避免污染环境和感染操作者
(2)灼烧接种环之后，要冷却后再进行操作，以免温度太高杀死菌种
(3)划线时最后一区域不要与第一区域相连
(4)划线用力要大小适当，防止用力过大将培养基划破
(1)稀释操作时，每支试管及其中的9 mL水、移液管等均需灭菌；操作时，试管口和移液管应在离酒精灯火焰1～2 cm处
(2)涂布平板时：
①涂布器用体积分数为70%的酒精消毒，取出时让多余酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃
②不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精
③酒精灯与培养皿距离要合适，移液管管头不要接触任何物体
优点
可以观察菌落特征，对混合菌进行分离
既可以计数，又可以观察菌落特征
缺点
不能计数
吸收量较少，较麻烦，平板不干燥效果不显著，容易蔓延
适用
范围
适用于好氧菌
适用于厌氧菌和兼性厌氧菌
目的
在培养基上形成由单个菌种繁殖而来的子细胞群体——菌落
培养
平板冷凝后倒置培养，使培养基表面的水分更好地挥发，防止皿盖上水珠落入培养基造成污染
[过关练习]
1．某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物A，研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素等配制的培养基，成功筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．培养基中加入化合物A作为唯一碳源，目的是为了筛选目的菌
B．实验培养过程中进行振荡培养，可使目的菌和培养液充分接触
C．实验操作过程中，获得纯净“目的菌”的关键是防止外来杂菌污染
D．将固体培养基得到的目的菌重复多次上述实验的目的是获得大量菌种
解析：选D 培养基中以化合物A为唯一碳源，可以筛选出能高效降解化合物A的细菌；实验培养过程中进行振荡培养，既可使目的菌和培养液充分接触，又可以增加培养液中溶氧量；微生物培养过程中要进行无菌操作，防止外来杂菌的污染；将固体培养基得到的目的菌重复多次上述实验是为了纯化高效降解化合物A的细菌。
2．(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。小明同学准备依据如图操作步骤，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)右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。
解析：(1)富集培养基中蛋白胨、苯酚都是含碳的有机物，可作为碳源。(2)欲富集酚降解菌，随转接次数的增加，应逐渐增加培养基中苯酚的含量；若接种培养后平板上菌落过于密集，则应进一步稀释后再进行涂布，以降低平板上菌落密度，便于菌落计数与分离；平板培养基是固体培养基，除含有水、营养物质(碳源、氮源、无机盐等)外，还需添加琼脂作为凝固剂。(3)利用连续划线法接种时，最后的划线区域(③)中,菌体的密度较小,容易获得单菌落。(4)因系列浓度梯度中6号比色管中苯酚浓度为1 mg/L，故1～5号比色管中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，要使稀释后的苯酚残留液浓度介于0～1 mg/L，需将残留液稀释20倍左右。
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
一、选择题
1．(2019届高三·苏州调研)下列有关微生物发酵技术的叙述，错误的是( )
A．传统的发酵过程受技术条件限制，通常不进行无菌操作
B．成品腐乳表面的皮膜是由毛霉等真菌的菌丝形成的，对人体无害
C．制备果酒、果醋和腐乳时，都是以建立种群优势作为发酵的基本条件
D．果醋的制备可以建立在果酒发酵的基础上，也可以直接利用葡萄汁发酵
解析：选A 传统的发酵过程受技术条件限制，通常灭菌不严格，但也进行无菌操作。成品腐乳表面的皮膜是由毛霉等真菌的生长，产生的菌丝进入豆腐块的深层而形成，对人体无害。制备果酒、果醋和腐乳时，建立的优势种群依次是酵母菌、醋酸菌、毛霉，以此作为发酵的基本条件。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将果汁中的糖分解成醋酸；当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌可以先将酒精变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，因此果醋的制备可以建立在果酒发酵的基础上，也可以直接利用葡萄汁发酵。
2．下列有关制作果酒、果醋和腐乳的叙述，错误的是( )
A．果酒的制作过程中既涉及有氧呼吸又涉及无氧呼吸
B．果醋发酵温度较高，且发酵过程要特别注意氧气的供应
C．变酸的酒表面的菌膜含醋酸菌，腐乳的“皮”为毛霉菌丝
D．发酵过程中所有的相关反应都是在微生物的细胞内进行的
解析：选D 腐乳制作过程中，蛋白质和脂肪的水解反应发生在毛霉的细胞外。
3．(2018·盐城三模)下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是( )
A．果酒、果醋和腐乳制作中，利用的都是微生物胞内酶
B．制作果醋的醋酸菌，属于严格厌氧的微生物
C．青霉、毛霉、曲霉等均参与了腐乳的发酵
D．制作果酒、果醋和腐乳所需时间基本相同
解析：选C 果酒、果醋是微生物的代谢产物， 需要的酶为胞内酶；腐乳制作是利用毛霉产生的蛋白酶、脂肪酶分解蛋白质、脂肪，蛋白酶、脂肪酶是胞外酶。制作果醋需要醋酸菌，它是一种好氧的微生物。青霉、毛霉、曲霉等真核生物均参与了腐乳的发酵。制作果酒的时间一般为10～12 d，制作果醋的时间一般为7～8 d，制作腐乳的时间稍长。
4.如图装置可用于生物技术实践的相关实验。下列有关叙述正确的是( )
A．制作果酒、果醋或腐乳时，所需控制的温度都是相同的
B．乙装置可以先用于果酒的制作，后用于果醋的制作
C．用装置甲制作腐乳时，自下而上随着豆腐块加高逐渐减少用盐量
D．装置乙中b为排气口，c为充气口，可防止空气中微生物的污染
解析：选B 制作果酒、果醋或腐乳时,控制的温度分别是18～25 ℃、30～35 ℃、15～18 ℃；用装置甲制作腐乳时，越接近瓶口微生物感染机会越多，所以加盐量应增大；装置乙中b为充气口，c为排气口，排气口长而弯曲可防止空气中微生物的污染。
5．下列有关微生物培养的叙述，错误的是( )
A．培养基灭菌常用的方法是高压蒸汽灭菌
B．各种微生物培养基的配方中必须包含碳源、氮源、水、无机盐及琼脂等成分
C．纯化培养微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法
D．以尿素为唯一氮源的培养基可以选择培养分解尿素的微生物
解析：选B 各种微生物培养基的配方中一般都包含碳源、氮源、水、无机盐等，但由于各种微生物生长特点不同，培养基中添加的营养物质也不相同，如以CO2为碳源的自养型生物，培养基中不必添加碳源，而一些能以N2为氮源的微生物，培养基中也不必加氮源；另外只有固体培养基中才常添加琼脂做凝固剂。
6．养殖池中存在的有毒物质主要是氨及亚硝酸，这两种物质可被硝化细菌吸收利用。若要对养殖池底泥中硝化细菌分离与计数，则( )
A．需要配制添加一定浓度氨盐的牛肉膏蛋白胨培养基，以筛选硝化细菌
B．应对采集底泥使用的工具进行灭菌，全部接种过程均需在酒精灯火焰旁进行
C．可以采用平板划线法进行计数，还需与未接种的空白培养基同时培养
D．应将培养基置于30 ℃恒温下培养12 h后，统计培养基中全部菌落数
解析：选B 牛肉膏蛋白胨本身含有氮源，许多微生物都可以其作为氮源，因此加入牛肉膏蛋白胨无法筛选硝化细菌；平板划线法可以分离菌种，但不能用于计数；培养过程中应每隔一段时间观察，直到菌落稳定开始计数。
7．(2019届高三·南通调研)下列检测某熟制食品中大肠杆菌是否超标的实验操作，不合理的是( )
A．待检测食品需要经过灭菌操作后取样检测
B．应设置未接种的培养基，作为实验的对照
C．用稀释涂布平板法接种、计数大肠杆菌的活菌数
D．接种后将培养皿倒置并在适宜温度下培养
解析：选A 待检测食品灭菌后会将大肠杆菌杀死，无法检测大肠杆菌是否超标；应设置未接种的培养基作为实验的对照；应用稀释涂布平板法接种、计数大肠杆菌的活菌数；接种后应该将培养皿倒置，并在适宜温度下培养。
8.在分离、纯化大肠杆菌实验中，划线接种(甲)、培养结果(乙)如右图。有关叙述错误的是( )
A．接种前应对培养基进行高压蒸汽灭菌
B．连续划线的目的是获得单个细菌形成的菌落
C．接种过程中至少需要对接种环灼烧5次
D．甲中a区域为划线的起始位置
解析：选D 在分离、纯化大肠杆菌实验中，接种前应对培养基进行高压蒸汽灭菌；连续划线的目的是获得单个细菌形成的菌落；接种过程中，对接种环在接种前要灼烧，每次划线后均需灼烧，因此至少需要灼烧5次；据乙中菌落分布特点可推知甲中d区域为划线的起始位置。
9．(多选)下列有关“微生物的分离与培养”实验的叙述，错误的是( )
A．高压蒸汽灭菌锅加盖时应按顺时针方向依次旋紧螺栓
B．选择培养基可以鉴定某种微生物的种类
C．待培养基冷却至室温时倒平板
D．统计样品中活菌数量时，接种方法可采用稀释涂布平板法
解析：选ABC 高压蒸汽灭菌锅加盖时，将盖上的排气软管插入内层灭菌桶的排气槽内，再以两两对称的方式同时旋紧相对的两个螺栓，使螺栓松紧一致；鉴别培养基可以鉴定培养基中某种微生物的种类；待培养基冷却至50 ℃左右时倒平板；稀释涂布平板法可用于活菌数量的计数。
10．(2017·南通二模，多选)下列有关果酒、果醋和腐乳制作的比较，正确的是( )
A．主要菌种不一定是真核生物
B．温度控制必须保证微生物繁殖最快
C．发酵过程会释放热量
D．可通过色、香、味等对产品进行评价
解析：选ACD 果醋制作利用的菌种是醋酸菌，是原核生物；发酵温度和微生物繁殖最快的温度不一定相同，如腐乳制作的发酵温度为15～18 ℃，此温度并不是毛霉繁殖最快的温度；三种发酵过程中，菌种都会进行细胞呼吸释放热量。
二、非选择题
11．(2018·江苏六市二模)图1表示研究人员为筛选纤维素酶高产菌株进行的相关实验流程，其中透明圈是微生物在固体培养基上消耗特定营养物质形成的。请回答下列问题：
(1)本实验中，选择蘑菇培养基质作为纤维素酶高产菌株的来源，这是因为________________________________________________________________________
____________________________。
(2)筛选用的培养基应以___________作为唯一碳源，并在配制培养基时加入___________作为凝固剂。筛选时应选择D/d较大的菌株，因为这一指标值越大说明_______
________________________________________________________________________。
(3)图2、图3是研究纤维素酶的最适温度和热稳定性的结果。
①研究纤维素酶的热稳定性时，首先将纤维素酶液置于35～65 ℃的不同温度条件下保温2 h，再取上述不同温度处理的纤维素酶液和 ______________________，并在________℃下测定纤维素酶的催化速率，计算酶活性残留率。
②生产中使用该纤维素酶时，最好将温度控制在40 ℃左右，依据是________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)蘑菇培养基质中富含纤维素，会聚集较多的纤维素分解菌，因此本实验中选择蘑菇培养基质作为纤维素酶高产菌株的来源。(2)筛选纤维素分解菌，用的培养基应以纤维素作为唯一碳源，这样纤维素分解菌能正常生长，其他微生物则不能生长。筛选用的培养基是固体培养基，应加入琼脂作为凝固剂(绝大多数微生物不能利用琼脂)。筛选时应选择D/d较大的菌株，因为这一指标值越大说明单个菌体产生的纤维素酶的活性越强。(3)①根据对照实验的基本原则，应选择上述不同温度处理的纤维素酶液和经相应保温处理的纤维素液，又据图2可知，在50 ℃酶的活性最高，因此在50 ℃下测定纤维素酶的催化速率，计算酶活性残留率。②据图3可知，在40 ℃左右，纤维素酶的热稳定性高，作用时间持久，且酶活性相对较高，因此生产中使用该纤维素酶时，最好将温度控制在40 ℃左右。
答案：(1)蘑菇培养基质中富含纤维素，会聚集较多的纤维素分解菌 (2)纤维素 琼脂 单个菌体产生的纤维素酶的活性越强 (3)①经相应保温处理的纤维素液 50 ②该温度下，纤维素酶的热稳定性高，作用时间持久，且酶活性相对较高
12．(2015·江苏高考)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃，可用来发酵处理秸秆，提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果，研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题：
(1)在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是________(填序号)。
①酒精灯 ②培养皿 ③显微镜 ④无菌水
(2)在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是______________
_________________________________________________。
(3)向试管内分装含琼脂的培养基时，若试管口粘附有培养基，需要用酒精棉球擦净的原因是________________________________________________________________________
________________________。
(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上，筛选到了几株有透明降解圈的菌落(见下图)。图中降解圈大小与纤维素酶的____________有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是______(填图中序号)。
(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4，在不同温度和pH条件下进行发酵，测得发酵液中酶活性的结果见下图，推测菌株________更适合用于人工瘤胃发酵，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)在样品稀释和涂布平板过程中，需要在酒精灯火焰附近进行操作，培养皿用于盛放培养基并培养细菌，无菌水做稀释的溶剂，此处唯一用不到的是显微镜。(2)在涂布平板时，要取少量菌悬液滴加到培养基表面，因为如果滴加菌悬液量过多，菌悬液就会堆积在培养基表面影响分离效果。(3)在向试管内分装含琼脂的培养基时，如果试管口粘附有培养基，就很容易使棉塞受到污染，因此,需要用无菌的酒精棉球将试管口擦拭干净。(4)因为刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但不与纤维素降解产物反应，所以在刚果红培养基平板上菌落周围有透明降解圈是纤维素被降解的结果。降解圈大小由纤维素酶的活性和量决定，图中菌落①周围的降解圈最大而菌落较小，因此其降解纤维素的能力最强。(5)考虑到人工瘤胃的发酵过程会使发酵液酸性增加，温度升高，在这个前提下观察在不同温度和pH条件下测得的发酵液中酶活性的结果图可以看出，在高温和低pH条件下都是J4菌株中的纤维素酶的活性较高，因而该菌株更适合用于人工瘤胃发酵。
答案：(1)③ (2)培养基表面的菌悬液会出现积液，导致菌体堆积,影响分离效果 (3)避免培养基污染棉塞 (4)量与活性 ① (5)J4 发酵过程会产热和产酸，J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高
13．下图为果酒、果醋工厂化生产流程。请据图回答问题：
(1)家庭自制葡萄酒所用菌种常来自______________，图中的候选菌A、B经筛选和纯化分别获取________和________菌种。
(2)图中所用的培养基都需要在接种前用____________法进行灭菌。
(3)在纯化菌种A时接种了5个平板，每个平板均接种0.1 mL样品并培养。其中乙平板的菌落分布如图，纯化菌种A的接种方法是______________，推测出现平板乙可能的操作失误是________________。其余的甲、丙、丁、戊平板操作正常，其菌落数分别是210、230、470、190，则样品中菌种A的数量为________个/mL。
(4)果酒发酵罐与果醋发酵罐需要控制的温度条件差异是________________________。
解析：(1)家庭自制葡萄酒所用菌种常来自葡萄皮表面的酵母菌。候选菌A、B筛选和纯化后可以分别用于制作果酒和果醋，所以分别获取的是酵母菌和醋酸菌。(2)培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。(3)分析乙平板的菌落分布结果，可推知采用的纯化菌种的接种方法是稀释涂布平板法。出现乙平板结果可能的操作失误是涂布不均匀。平板上菌落数量在30～300之间可以用于计算，所以有效的菌落数是210、230、190，平均值为210。因为接种了0.1 mL，所以菌种A的数量为2 100个/mL。(4) 果酒发酵的适宜温度是18～25 ℃，果醋发酵的适宜温度是30～35 ℃。
答案：(1)葡萄皮表面的酵母菌 酵母菌 醋酸菌 (2)高压蒸汽灭菌 (3)稀释涂布平板法 涂布不均匀 2 100 (4)前者18～25 ℃，后者30～35 ℃
14．(2018·徐州考前模拟)图1为某同学设计的用于制作果酒和果醋的发酵装置。图2为某研究小组的同学在对杨梅酒和杨梅醋的生产工艺进行考察后，绘制出的基本工艺流程图。请据图回答下列问题：
(1)图示发酵过程中所需的酵母菌可以从自然界中分离出来，要得到较纯菌种，应配制________培养基(按培养基的功能分)，常采用________________法对培养基进行灭菌。灭菌后用平板划线法或稀释涂布平板法进行接种。
(2)用图1装置制作果酒过程中，要关闭________(填“充气”或“排气”)管上的夹子。
(3)用图1装置制作果酒过程中，因某一步骤操作失误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作失误是____________。对该装置进行的改进是____________________________________。
(4)图2中甲罐顶上的排气管被设计成了弯曲状的管，其目的是____________________。发酵一定时间后，观察到发酵罐内液面不再有________产生，说明发酵基本完毕。
(5)在制备杨梅醋过程中，乙罐内先填充经灭菌处理的木材刨花，然后加入含________菌的培养液，使该菌附着在刨花上，再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵。
解析：(1)分离得到较纯的菌种用的培养基是选择培养基，对培养基灭菌采用的方法是高压蒸汽灭菌法。灭菌后用平板划线法或稀释涂布平板法进行接种。(2)果酒发酵是无氧发酵，充气管上夹子在其发酵过程中要关闭。(3)用图1装置制作果酒的过程中，因某一步骤操作失误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作失误是未及时排气。可将该装置中排气管改成长而弯曲的管道，并适时打开排气管上的夹子。(4)图2中甲罐顶上的排气管被设计成了弯曲状的管，其目的是防止空气中的微生物进入后污染培养液，并放出发酵过程中产生的CO2。发酵一定时间后，观察到发酵罐内液面不再有气泡产生，说明发酵基本完毕。(5)在制备杨梅醋过程中，乙罐内先填充经灭菌处理的木材刨花，然后加入含醋酸菌的培养液，使该菌附着在刨花上，再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵。
答案：(1)选择 高压蒸汽灭菌 (2)充气 (3)未及时排气 排气管改用长而弯曲的胶管 (4)防止空气中的微生物污染，并放出发酵过程中产生的CO2 气泡 (5)醋酸
2个主攻点之(二) 酶的应用和DNA的粗提取与鉴定
1．图解酶的应用与固定化(填图)
2．DNA粗提取与鉴定(填图)
考向(一) 探究加酶洗衣粉的洗涤效果
[真题导向]
1．(2018·江苏高考，多选)下列关于加酶洗衣粉的叙述，错误的是( )
A．洗衣粉中添加的酶通常是由微生物发酵生产而来
B．洗衣粉中的蛋白酶通常会将添加的其他酶迅速分解
C．在50 ℃热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶会迅速失活
D．加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，不会影响其中酶的活性
解析：选BCD 洗衣粉中添加的酶通常由微生物发酵生产而来；洗衣粉中的酶往往通过特殊的化学物质将酶层层包裹，因此蛋白酶不会将添加的其他酶迅速分解；加酶洗衣粉的使用过程中水温以30～50 ℃ 为宜，其中的酶具有耐较高温度的特点，所以在50 ℃的热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶不会迅速失活；加酶洗衣粉受潮后，酶表面的保护剂会被破坏，酶的活性会受到影响。
2．(2017·江苏高考)为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如图。由图中实验结果能直接得出的结论是( )
A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强
B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同
D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
解析：选C 对污布类型2、3处理，洗衣粉类型、酶用量均相同，二者比较可以直接说明碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同。由图中实验结果不能直接得出A、B、D三项所述的结论，原因是它们都没有单一变量的对照实验来支持。
3．(2014·江苏高考)下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是( )
A．高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好
B．洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用
C．在pH低于7.0的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用
D．洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用
解析：选C 酶有最适温度，加酶洗衣粉中的酶在温水中更能充分发挥洗涤效果；洗衣粉中的表面活性剂能影响碱性蛋白酶的活性，会使酶活性降低；加酶洗衣粉中的酶是经过特殊处理的，能耐酸、耐碱；加酶洗衣粉中的酶主要是通过分解衣物上的污渍发挥作用。
[过关练习]
1．(2018·江苏六市二模)下面是研究人员以复合酶制剂为材料进行研究的结果，相关叙述错误的是( )
温度(℃)
20
30
40
45
50
60
不加酶去污力(%)
15
18
20
21
21.5
22
加酶去污力(%)
30
40
48
50
48
37
A．本研究的主要目的是探究温度对复合酶制剂去污力的影响
B．实验所用污布上污染物种类、污染程度等均会影响实验结果
C．实验结果表明，加复合酶制剂后的洗涤温度以40～50 ℃为宜
D．当温度高于60 ℃时，加入的复合酶制剂会失去催化活性
解析：选D 据表格内容可知，本实验的自变量是不同的温度，因变量是加酶去污力与不加酶去污力的大小，因此本研究的主要目的是探究温度对复合酶制剂去污力的影响；实验中的无关变量包括污布上污染物种类、污染程度等，这些无关变量均会影响实验结果；据表格中实验数据可知，40～50 ℃时，加复合酶制剂的去污力最强，洗涤衣物时应控制温度在该范围；据表格中数据只能看出在20～60 ℃时，加入的复合酶制剂的活性先升高后降低，且40～50 ℃时复合酶制剂的活性最高，60 ℃复合酶制剂的活性下降，无法看出60 ℃以上复合酶制剂的催化活性是否丧失。
2．在探究某品牌加酶洗衣粉适宜的洗涤温度时，不必考虑( )
A．实验设计的温度范围是否符合生活实际
B．洗涤衣物的大小、质地、污渍类型和污染程度
C．洗衣粉用量、洗涤方式及时间、洗涤后漂洗方式
D．使用普通洗衣粉和不加洗衣粉进行同样方式的洗涤
解析：选D 探究加酶洗衣粉适宜的洗涤温度实验中，自变量是温度，实验设计的温度范围要符合生活实际；洗涤衣物的大小、质地、污渍类型和污染程度、洗衣粉用量、洗涤方式及时间、洗涤后漂洗方式都属于无关变量，必须要考虑，否则会影响实验结果；由于探究温度对加酶洗衣粉的影响，所以不需要设置加普通洗衣粉和不加洗衣粉的对照。
考向(二) 酵母细胞的固定化及应用
[真题导向]
1．(2018·江苏高考)下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是( )
A．用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞
B．进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜
C．注射器(或滴管)出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状
D．包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性
解析：选D 溶解海藻酸钠时，应先加水，小火或间断加热并不断搅拌，完全溶化后用蒸馏水定容，冷却至室温后加入活化的酵母细胞充分搅拌，使其混合均匀，再固定；进行包埋时，CaCl2溶液的作用是让胶体聚沉，使海藻酸钠形成凝胶珠，不是用于悬浮细胞；滴加时注射器或滴管不能贴近液面，否则凝胶珠会呈蝌蚪状；制作成功的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性。
2．(2017·江苏高考)下列关于“酵母细胞的固定化技术”实验的叙述，正确的是( )
A．活化酵母时，将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状
B．配制CaCl2溶液时，需要边小火加热边搅拌
C．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
D．海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色，过低时凝胶珠易呈蝌蚪状
解析：选A 将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状，可以活化酵母；配制海藻酸钠溶液时需用小火加热，配制CaCl2溶液时不需加热；凝胶珠成形后应在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，以便形成稳定的结构；海藻酸钠溶液浓度过低时固定的酵母细胞数目少，凝胶珠呈白色，过高时凝胶珠易呈蝌蚪状。
3．(2016·江苏高考)为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响，以及固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验，流程及结果如下。请回答下列问题：
图1
图2
(1)实验中的海藻酸钠作用是______________，CaCl2的作用是____________________。
(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用________洗涤。图1中1.0%海藻酸钠组培养24 h后，移动凝胶球，溶液呈绿色，原因是____________。
(3)为探索固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，应选用浓度为________海藻酸钠制备凝胶球。
(4)图2中空白凝胶球组Zn2＋浓度下降的原因是____________________。结合图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48 h 间Zn2＋浓度下降速度较快的主要原因是_______________；72～96 h间Zn2＋浓度下降速度较慢的原因有________________________________________。
解析：(1)绿球藻为单细胞生物，可用包埋法固定化，实验中海藻酸钠的作用是包埋绿球藻。配制好的海藻酸钠和绿球藻混合溶液需要滴入CaCl2溶液中，与CaCl2反应形成凝胶球，刚形成的凝胶球应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，有利于形成稳定的结构。(2)将固定好的凝胶球用绿球藻的培养液(生理盐水)清洗2～3次，能够洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻的活性。如果包埋绿球藻用的海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶球孔径过大，在培养过程中会有绿球藻从包埋材料中漏出来，使溶液呈绿色。(3)分析图1中绿球藻数量变化曲线可知，浓度为2.0%的海藻酸钠对绿球藻的包埋效果最好，凝胶球中包埋的绿球藻数量最多，故应选用该浓度的海藻酸钠制备凝胶球。(4)由Zn2＋浓度变化曲线可知，空白凝胶球组Zn2＋浓度下降的原因是凝胶对Zn2＋有一定的吸附作用。培养初期，绿球藻生长(增殖)速度较快，导致Zn2＋浓度下降速度较快；培养后期，由于绿球藻生长(增殖)速度减慢、溶液中Zn2＋浓度较低等，Zn2＋浓度下降速度较慢。
答案：(1)包埋绿球藻(包埋剂) 与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂) (2)培养液(生理盐水) 海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大) (3)2.0% (4)凝胶吸附Zn2＋ 绿球藻生长(增殖)速度快 绿球藻生长(增殖)速度减慢，溶液中Zn2＋浓度较低
(1)海藻酸钠遇到Ca2＋可迅速发生离子交换，生成凝胶。利用这种性质，将酵母细胞活化液与海藻酸钠溶液混匀后滴入CaCl2溶液中，Ca2＋从外部扩散进入海藻酸钠与细胞混合液珠内，使海藻酸钠转变为不溶于水的海藻酸钙凝胶，由此将酵母细胞包埋在其中。
(2)酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。
(3)酵母细胞活化、配制CaCl2溶液和配制海藻酸钠溶液时都用蒸馏水。
(4)配制海藻酸钠溶液是影响实验成败的关键步骤。海藻酸钠溶化应用小火或间断加热，海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。
(5)海藻酸钠溶液应冷却至常温后再加入已活化的酵母细胞。
(6)将注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物以恒定的速度缓慢地滴加到CaCl2溶液中，使海藻酸钠形成凝胶珠；凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是使凝胶珠形成稳定的结构。
(7)如果希望反复使用固定化酵母细胞，就需要避免其他微生物的污染。在工业生产中，细胞的固定化是在严格无菌的条件下进行的。
[过关练习]
1．(2017·江苏高考)固定化单宁酶应用于茶饮料加工，可消除其中的苦涩味。下列有关叙述正确的是( )
A．在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白
B．化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小
C．温度、pH和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性
D．酶的高效性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分
解析：选C 单宁酶和杂蛋白都是大分子，不能用透析法进行分离，可用凝胶色谱法进行分离；化学结合法可能影响酶的活性部位进而影响反应效果，而吸附法不影响酶的分子结构；影响酶活性的因素有温度、pH和重金属离子等；固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分取决于酶的专一性。
2．(2015·江苏高考)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，错误的是( )
A．固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用
B．溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素
C．固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物
D．凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合
解析：选B 固定化酶技术是指将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，以实现重复利用。固定化酶发挥作用不需要供氧，溶解氧交换受阻不会成为其应用的限制因素。固定化细胞只能用于生产分泌到细胞外的产物，否则无法获得需要的产物。用凝胶包埋细胞利用的是物理方法。
3．(2018·南京、盐城二模，多选)科研人员比较了单独固定的云微藻和与芽孢杆菌混合固定的云微藻的增殖变化，结果如图。下列有关叙述错误的是( )
A．实验中固定云微藻和芽孢杆菌的常用方法是包埋法
B．混合固定时云微藻增殖快，可能与芽孢杆菌线粒体产生的CO2有关
C．实验时间内混合固定后云微藻增长较快，可呈“J”型增长
D．第8 d，混合固定的每个颗粒中含藻细胞数约为8×107个
解析：选BCD 云微藻、芽孢杆菌为单细胞，故固定云微藻、芽孢杆菌常用的方法为包埋法。混合固定时，云微藻增殖快，可能与芽孢杆菌产生的CO2有关，但芽孢杆菌属于原核生物，没有线粒体。根据图示可知：有限环境中，云微藻种群数量呈“S”型增长。第8 d，混合固定的每个颗粒中含藻细胞数约为8×107÷10＝8×106(个)。
考向(三) DNA的粗提取与鉴定
[真题导向]
1．(2015·江苏高考，多选)下图1、2分别为“DNA的粗提取与鉴定”实验中部分操作步骤示意图，下列叙述正确的是( )
A．图1、2中加入蒸馏水稀释的目的相同
B．图1中完成过滤之后保留滤液
C．图2中完成过滤之后弃去滤液
D．在图1鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质
解析：选BCD 图1中加入蒸馏水的目的是使鸡血细胞吸水涨破；图2中加入蒸馏水的目的是调节盐溶液的浓度，使DNA析出。图1中含有DNA的核物质位于滤液中，因此完成过滤后应保留滤液；图2中析出的DNA在纱布上，因此完成过滤后应弃去滤液。嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶，能催化杂质蛋白的分解。
2．(2014·江苏高考)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验叙述，错误的是( )
A．酵母和菜花均可作为提取DNA的材料
B．DNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也溶于蒸馏水
C．向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可见玻棒上有白色絮状物
D．DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝
解析：选C 原则上含DNA的生物材料都可用来提取DNA，只是选用DNA含量高的生物组织，成功的可能性更大；DNA在2 mol/L NaCl溶液和蒸馏水中溶解度都较大；向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，鸡血细胞会吸水破裂，但在蒸馏水中不会析出DNA；DNA溶液加入二苯胺试剂后需沸水浴加热，待冷却后溶液变蓝。
(1)加蒸馏水2次：
操作方法
操作目的
第一次
加到鸡血细胞液中
使血细胞吸水涨破
第二次
加到含DNA的2 mol/L的NaCl溶液中
使NaCl溶液的浓度下降到0.14 mol/L，使DNA析出
(2)用纱布过滤4次：
操作方法
操作目的
第一次
过滤血细胞破裂液
得到含细胞核物质的滤液
第二次
过滤溶有DNA的2 mol/L的NaCl溶液
除去不溶的杂质
第三次
滤取0.14 mol/L的NaCl溶液
析出DNA(黏稠物)
第四次
过滤溶有DNA的2 mol/L的NaCl溶液
获取含DNA的滤液
(3)用NaCl溶液4次：
操作方法
操作目的
第一次
加2 mol/L的NaCl溶液
溶解提取的细胞核物质
第二次
用0.14 mol/L的NaCl溶液
使DNA析出
第三次
用2 mol/L的NaCl溶液
溶解滤取的DNA黏稠物
第四次
用2 mol/L的NaCl溶液
溶解丝状物用于鉴定DNA
[过关练习]
1．(2018·苏州调研)下列有关“花菜细胞中DNA的粗提取”实验的叙述，正确的是( )
A．在研磨过程中加入洗涤剂的作用是为了瓦解细胞壁
B．在研磨过程中加入食盐的作用是析出DNA
C．将滤液放在60～75 ℃下保温的作用主要是除去滤液中的杂质
D．在滤液中加入冷却的等体积分数酒精的原理是DNA可溶于酒精
解析：选C 在研磨中加入洗涤剂的作用是为了瓦解细胞膜；加入食盐的目的是溶解DNA。将滤液放在60～75 ℃下保温，其原理是利用DNA和蛋白质对高温的耐受性不同，从而使蛋白质变性与DNA分离，以除去滤液中的杂质。在滤液中加入冷却的等体积分数酒精的原理是DNA不溶于酒精，但细胞中的某些蛋白质可溶于酒精，利用这一原理，可将DNA与蛋白质进一步地分离。
2．(2018·徐州高考冲刺预测卷)下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验原理的叙述，正确的是( )
A．利用DNA能溶于冷酒精溶液，而蛋白质不溶于冷酒精溶液的特点，可将DNA与蛋白质分离
B．利用85 ℃的高温能使蛋白质变性却对DNA没有影响的特性，将DNA与蛋白质分离
C．利用DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度最大的特点，可将DNA与杂质分离
D．在DNA滤液中加入嫩肉粉，通过木瓜蛋白酶的作用，可将DNA与蛋白质分离
解析：选D 由于DNA不溶于冷酒精溶液，某些蛋白质能溶于冷酒精溶液，所以可利用体积分数为95%的冷酒精将DNA与蛋白质分离；高温对蛋白质和DNA都有影响，只是DNA对高温的耐受性强于蛋白质；利用DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最小的特点，可将DNA与杂质分离；利用酶的专一性，蛋白酶只能将蛋白质分解，在DNA滤液中加入嫩肉粉，通过木瓜蛋白酶的作用，可将DNA与蛋白质分离。
3．某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动，具体步骤如下：
材料处理：称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各2份，每份10 g。剪碎后分成两组，一组置于20 ℃、另一组置于－20 ℃条件下保存24 h。
DNA粗提取：
第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。
第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。
第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol/L NaCl溶液溶解上述絮状物。
DNA检测：
在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水浴中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表：
材料保存温度
菜花
辣椒
蒜黄
20 ℃
＋＋
＋
＋＋＋
－20 ℃
＋＋＋
＋＋
＋＋＋＋
注：“＋”越多表示蓝色越深
分析上述实验过程，回答下列问题：
(1)该探究性实验的课题名称是________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少________。
(3)根据实验结果，得出结论并分析。
①结论1：与20 ℃相比，相同实验材料在－20 °C条件下保存，DNA的提取量较多。
结论2：_________________________________________________________________。
②针对结论1，请提出合理的解释：___________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：____________________________________________________，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。
解析：如果DNA断裂，就不容易被提取出来；温度主要是通过影响酶的活性来影响生理过程。粗提取得到的DNA中含有少量的蛋白质，可以通过氯仿的特殊功能来去除蛋白质，提高DNA纯度。
答案：(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响 (2)DNA断裂 (3)①等质量的三种实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多 ②低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢 (4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液
一、选择题
1．下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是( )
A．反应产物对固定化酶的活性没有影响
B．实验室常用吸附法制备固定化酵母细胞
C．若发酵底物是大分子，则固定化细胞优于固定化酶
D．固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显
解析：选D 某些产物可以与酶结合，使酶的结构发生变化，从而影响酶的活性；固定化技术包括包埋法、物理吸附法和化学结合法(交联法)，由于细胞较大，故多采用包埋法；由于大分子难以通过细胞膜，无法与细胞内的酶接触，所以底物是大分子时，用固定化酶优于固定化细胞；固定化细胞固定的是一系列酶，所以在多步连续催化反应方面优势明显。
2．(2019届高三·南京、盐城联考)下列关于生物技术应用的叙述，正确的是( )
A．从酶的固定方式看，物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小
B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂只能以注射的方式给药
C．加酶洗衣粉中酶制剂可以被重复利用，提高了酶的利用率
D．将海藻酸钠凝胶珠用自来水冲洗，可洗去多余的CaCl2和杂菌
解析：选A 酶的固定方法通常有化学结合法和物理吸附法，前者可能引起酶分子结构发生改变而改变酶的活性，后者不会；消化酶发挥作用的场所是消化道，因此蛋白酶制剂应该口服；加酶洗衣粉中酶制剂不能被重复利用，会随污水一起排掉；将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌。
3．下列有关酶的应用及固定化技术的叙述，错误的是( )
A．溶解氧不会影响固定化酶的活性
B．固定化酶和固定化细胞都可以被重复利用
C．使用加酶洗衣粉时，浸泡时间不足会影响洗涤效果
D．用海藻酸钠固定酵母细胞时，海藻酸钠溶液浓度越高，效果越好
解析：选D 固定化酶的应用中，要控制pH、温度，但与溶解氧无关，因为温度和pH影响酶的活性，而溶解氧不会影响酶的活性。固定化酶和固定化细胞都可以被重复利用。酶促反应需要一定的时间，使用加酶洗衣粉时，浸泡时间不足会影响洗涤效果。海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，如海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，都会影响实验效果。
4．在DNA粗提取与鉴定实验中，将获得的含有DNA的黏稠物分别按下表处理三次，则DNA主要集中在( )
操作
黏稠物
滤液
2 mol/L的NaCl溶液搅拌过滤
①
②
0.14 mol/L的NaCl溶液搅拌过滤
③
④
95%的冷酒精搅拌过滤
⑤
⑥
A．①③⑤ B．②③⑤
C．①④⑥ D．②④⑥
解析：选B DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度较大，过滤后DNA存在于滤液中；在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最低，搅拌过滤后存在于黏稠物中；DNA不溶于95%的冷酒精，搅拌过滤后存在于黏稠物中。
5．(2018·盐城模拟)为了更合理地使用某品牌加酶洗衣粉，某兴趣小组在不同温度下测定了该品牌洗衣粉去除不同污渍所需的时间，其实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．该实验的自变量是温度
B．该品牌洗衣粉中添加了蛋白酶、脂肪酶、蓝墨水酶
C．不同实验组的污渍含量、洗衣粉用量、洗涤方式应相同
D．实验结果表明，该品牌洗衣粉对蓝墨水的去污效果最好
解析：选C 该实验是在不同温度下测定该品牌洗衣粉去除不同污渍所需的时间，因此自变量为温度和污渍的类型。蓝墨水的主要成分是六氰合铁酸铁的水溶液，而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶。污渍含量、洗衣粉用量、洗涤方式均属于无关变量，则不同实验组的污渍含量、洗衣粉用量、洗涤方式应相同。根据题图曲线分析，该品牌洗衣粉去除蓝墨水所需的时间最长，因此对蓝墨水的去污效果最差，对奶渍的去污效果最好。
6．下图是“DNA粗提取与鉴定”实验中的两个操作步骤示意图，下列相关叙述正确的是( )
A．图1中溶液a是0.14 mol/L的NaCl溶液
B．图1所示操作的原理是DNA能溶于酒精，而蛋白质等杂质不溶
C．图2所示实验操作中有一处明显错误，可能导致试管2中蓝色变化不明显
D．图2试管1的作用是证明2 mol/L NaCl溶液遇二苯胺出现蓝色
解析：选C 图1中溶液a是2 mol/L的NaCl溶液；加入冷却的酒精的目的是除杂，原理是DNA不溶于冷酒精，而蛋白质等杂质溶于酒精；图2操作中的错误是试管2中的液面高于水浴的液面，导致试管受热不均匀；图2试管1的作用是对照，证明2 mol/L的NaCl溶液不会与二苯胺作用出现蓝色。
7.小球藻可用于污水净化，其繁殖能力(生长量)在一定程度上可以反映藻细胞消耗N、P等的能力。科研人员比较游离小球藻和用海藻酸钠固定化后的小球藻生长量变化，结果见右图。下列相关叙述错误的是( )
A．本研究中固定化小球藻采用的方法是包埋法
B．实验中可用CaCl2溶液浸泡凝胶珠使其形成稳定结构
C．结果表明固定化小球藻的生长期较短、生长速率低
D．使用固定化小球藻有利于重复使用且可避免水体二次污染
解析：选C 据题图曲线可知，固定化小球藻生长速率低、生长期较长。
8．(2018·徐州模拟)下列有关酶制剂应用的叙述，正确的是( )
A．纤维素酶可用于处理棉、麻制品，使其柔软
B．加酶洗衣粉的洗涤效果总比普通洗衣粉好
C．固定化葡萄糖异构酶可催化一系列化学反应
D．腐乳前期发酵主要依赖毛霉产生的淀粉酶
解析：选A 纤维素酶可催化纤维素水解为小分子物质，因此可用于处理棉、麻制品，使其柔软；酶的催化作用需要适宜的条件，若洗涤条件不适宜，其洗涤效果不一定比普通洗衣粉的洗涤效果好；固定化葡萄糖异构酶只能催化葡萄糖转化为果糖，不能催化一系列化学反应；腐乳前期发酵主要是依赖毛霉分泌的蛋白酶将蛋白质分解为小分子肽和氨基酸。
9．(2018·苏锡常镇四市一模，多选)研究人员以啤酒发酵的废酵母为材料，探究固定化酵母对工业废水中的重金属铬的吸附处理效果，获得实验结果如图。下列有关叙述错误的是( )
A．将废酵母加入到冷却至室温的海藻酸钠溶液后就可用注射器吸取固定
B．滴加到CaCl2溶液中的凝胶呈蝌蚪状是由海藻酸钠溶液浓度过低造成的
C．处理的工业废水适宜的起始铬浓度不宜超过60 mg/L
D．相同且适宜条件下该固定化酵母可以显著提高啤酒产量
解析：选ABD 将废酵母加入到冷却至室温的海藻酸钠溶液，混合均匀后才能进行固定；海藻酸钠溶液浓度过高，凝胶易呈蝌蚪状；据图分析，当工业废水的起始铬浓度超过60 mg/L时，吸附率开始下降，说明处理的工业废水适宜的起始铬浓度不宜超过60 mg/L；从题中实验信息不能得出酵母菌与酒精产量的关系。
10．(2018·泰州中学模拟，多选)利用鸡血粗提取DNA，在滤液中含有较多DNA的操作是( )
A．向鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水，用玻璃棒搅拌后过滤
B．向DNA溶液中加入冷却的体积分数为95%酒精，用玻璃棒卷起丝状物后过滤
C．将含DNA的黏稠物加入2 mol/L的NaCl溶液中，用玻璃棒搅拌后过滤
D．将含DNA的黏稠物加入0.14 mol/L的NaCl溶液中，用玻璃棒搅拌后过滤
解析：选AC 向鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水，鸡血细胞会因吸水胀破而释放出DNA，因此用玻璃棒搅拌后过滤，滤液中含有较多的DNA；DNA不溶于冷却的酒精，因此向DNA溶液中加入冷却的体积分数为95%酒精后DNA会析出，用玻璃棒卷起丝状物后过滤，得到的滤液中几乎不含DNA；DNA在2 mol/L的NaCl溶液中的溶解度高，因此将含DNA的黏稠物加入2 mol/L的NaCl溶液中，用玻璃棒搅拌后过滤，滤液中含有较多的DNA；DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低，因此将含DNA的黏稠物加入0.14 mol/L的NaCl溶液中，用玻璃棒搅拌后过滤，滤液中几乎不含DNA。
二、非选择题
11．利用固定化藻处理生活污水是近几年发展起来的新技术。原绿球藻是海洋中的一种光合自养型原核生物，科研人员进行了固定化原绿球藻的生长情况及除氮效果的实验，实验中的人工污水是在无氮培养基中添加NH4Cl配制而成，结果如下。请分析回答：
(1)原绿球藻固定化的方法是________，固定形成的凝胶珠颜色为________。若实验中海藻酸钠的浓度过高，则________________。
(2)分析图1,7 d内悬浮藻的种群数量变化为________；与悬浮藻相比，13 d内固定化藻生长、增殖速率较慢，原因是_____________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(3)分析图2，对人工污水除氮效率较高的是__________；从环境保护看，固定化原绿球藻的优势表现在________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)原绿球藻固定化的方法是包埋法。因为包埋的是原绿球藻，所以固定形成的凝胶珠颜色应为绿色。若实验中海藻酸钠的浓度过高，则凝胶珠不规则，易呈蝌蚪状，过低则包埋的原绿球藻数量较少。(2)根据题图1可知，7 d内悬浮藻的增长速率始终是正值，所以种群数量变化为增长。由于固定化载体遮光，固定化形成的藻球内原绿球藻生长空间小，藻球内外物质交换速率受限制等原因，固定化藻生长、增殖速率较慢。(3)从环境保护看，悬浮原绿球藻易于与污水分离，有利于减少二次污染等。
答案：(1)包埋法 绿色 凝胶珠不规则，易呈蝌蚪状 (2)增长 固定化载体遮光，固定化形成的藻球内原绿球藻生长空间小，藻球内外物质交换速率受限制(合理即可)(3)悬浮原绿球藻 藻球易于与污水分离，有利于减少二次污染
12．(2018·南通调研)如图是南通某中学生物兴趣小组进行的DNA粗提取实验，其中SDS(一种表面活性剂)除了能瓦解细胞膜和核膜，还能与脂质和蛋白质结合。当SDS遇到K＋时，K＋可以置换SDS中的Na＋，产生不溶于水的PDS沉淀。请回答下列问题：
(1)实验中，向剪碎的猪肝中加入食盐的主要作用是__________。将猪肝匀浆放入65 ℃水浴锅中水浴10 min 以除去部分杂质的主要实验原理是______________________________
______________________________。
(2)方法一的步骤①中加入洗涤剂的作用是______________________。方法三的步骤③中，离心后应取____________。
(3)方法一、二获得的絮状物均带黄色，从DNA在细胞中的存在形式分析，杂质分子最可能是________，可用__________试剂鉴定。
(4)要比较三种方法获得的絮状物中DNA含量，请写出实验思路： ________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)在DNA粗提取实验中,向剪碎的猪肝中加入食盐可以溶解DNA；蛋白质在
65 ℃高温下会变性，而DNA能耐受这一温度，因此将猪肝匀浆放入65 ℃水浴锅中水浴
10 min可以除去蛋白质类的杂质。(2)方法一的步骤①中加入洗涤剂，可以瓦解细胞膜和核膜；方法三的步骤③中，SDS在KCl溶液中形成不溶于水的PDS沉淀，又因为SDS能瓦解细胞膜、核膜，并能与脂质和蛋白质结合，应该将该沉淀物除去，因此离心后应该取上清液。(3)细胞中的DNA主要存在于染色体上，染色体的主要成分是DNA和蛋白质，因此该杂质最可能是蛋白质，可以用双缩脲试剂进行鉴定。(4)比较三种方法获得的絮状物中DNA含量，可以利用二苯胺试剂进行鉴定，实验思路如下：分别取等量的三种絮状物，并用等量的2 mol/L NaCl溶液溶解；再向各试管中加入等量的二苯胺试剂并水浴加热；比较三支试管中蓝色的深浅。
答案：(1)溶解DNA 蛋白质在65 ℃高温下会变性，而DNA能耐受这一温度 (2)瓦解细胞膜和核膜 上清液 (3)蛋白质 双缩脲 (4)分别取等量的三种絮状物，并用等量的
2 mol/L NaCl溶液溶解；再向各试管中加入等量的二苯胺试剂并水浴加热；比较三支试管中蓝色的深浅
13．生物兴趣小组以苹果为材料开展细胞中DNA含量测定研究，主要实验流程如下图，其中SDS(十二烷基硫酸钠)具有破坏细胞膜和核膜、使蛋白质变性等作用，苯酚和氯仿不溶或微溶于水。它们的密度均大于水。请分析回答：
(1)步骤①中苹果组织研磨前先经液氮冷冻处理的主要优点是______________________________________。在常温条件下，也可向切碎的组织材料中加入一定量的____________，再进行充分搅拌和研磨。
(2)根据实验流程可推知，步骤③④所依据的原理是____________________________。
(3)步骤⑤加入2～3倍体积分数95%乙醇的目的是______________________________。
(4)下面是某同学设计的DNA鉴定实验的主要步骤：
①取1支20 mL试管，向其中先后加入2 mol/L的NaCl溶液5 mL和少量絮状DNA沉淀，用玻棒搅拌使其溶解。
②向试管中加入4 mL二苯胺试剂，混匀后将试管置于50～60 ℃水浴中加热5 min，待试管冷却后，观察溶液是否变蓝。
请指出上面实验步骤中的两个错误。
(5)兴趣小组成员还以同种苹果的不同组织器官为材料，测定不同组织细胞中DNA的含量，结果如下表(表中数值为每克生物材料干重中DNA含量)：
组织器官
韧皮部
形成层
冬芽
秋梢嫩叶
成熟叶片
含量
(μg/g)
80.00
150.00
160.00
120.00
70.00
试从细胞分裂的角度，解释不同生物材料中DNA含量差异明显的原因。
解析：(1)组织经液氮处理后再研磨，更容易破碎，从而可以提高DNA的提取量，低温下，DNA酶活性低，能防止DNA降解。在常温条件下，用洗涤剂瓦解植物细胞的细胞膜，使DNA释放，食盐用于溶解DNA。(2)根据过程③④，最终DNA都在上清液中，说明蛋白质等杂质在下层。根据“苯酚和氯仿的密度均大于水”，说明DNA不溶于苯酚和氯仿，蛋白质等杂质能溶。(3)DNA不溶于95%的乙醇，加入2～3倍体积分数95%的乙醇会使DNA析出，同时能除去溶解于乙醇中的蛋白质等杂质。(4)DNA鉴定中，应设置对照组，便于颜色比较；同时运用二苯胺鉴定DNA时必须沸水浴加热。(5)细胞在分裂过程中会进行DNA的复制，导致细胞中DNA含量加倍。形成层、冬芽、嫩叶等部位的细胞分裂旺盛，所以DNA含量较高。
答案：(1)充分破碎植物细胞，降低DNA酶的活性，减少DNA分解 洗涤剂和食盐 (2)DNA不溶于苯酚、氯仿，而蛋白质等杂质能溶 (3)使DNA析出，同时去除部分蛋白质等杂质(提取杂质较少的DNA) (4) 水浴温度应为“沸水浴” 缺少对照组 (5)形成层、冬芽、嫩叶等部位的细胞分裂旺盛，DNA复制使得细胞中DNA含量较高
______________________________________________________
A卷——基础保分练
一、选择题
1．下列关于果酒、果醋和腐乳制作的叙述，错误的是( )
A．果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小
B．果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵
C．在制作腐乳码放豆腐时，要留出缝隙促进毛霉等微生物的生长
D．制作果酒、果醋和腐乳所用的主要菌种在生态系统中属于分解者
解析：选B 果酒发酵过程中，酵母菌不断利用葡萄糖产生酒精和CO2，而酒精的密度较小，因此发酵液密度会逐渐减小；果醋发酵选用的菌种为醋酸菌，醋酸菌是一种好氧菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，果醋发酵为有氧发酵；在制作腐乳码放豆腐时，要留出缝隙，以促进毛霉等微生物的生长，使豆腐块表面布满毛霉菌丝；制作果酒、果醋和腐乳所用的主要菌种依次为酵母菌、醋酸菌和毛霉，它们在生态系统中都属于分解者。
2．利用葡萄汁发酵生产葡萄酒，当酒精含量达到12%～16%时，发酵就停止了。下列有关解释错误的是( )
A．酒精对酵母菌有毒害作用
B．葡萄汁中的营养物质不足
C．发酵液中pH逐渐降低影响酶的活性
D．氧气过少导致酵母菌无法进行细胞呼吸
解析：选D 酒精是发酵的产物，但酒精对细胞有一定的毒害作用；随着发酵进行，发酵液中的营养物质减少，pH逐渐降低，酵母菌会大量死亡，发酵停止；酵母菌是兼性厌氧菌，不会因氧气过少而无法进行细胞呼吸。
3．下列关于“腐乳的制作”叙述错误的是( )
A．制作腐乳时毛霉等多种微生物共同发挥作用
B．毛霉生长的最适温度为30～35 ℃
C．后期发酵时间长短与盐用量、卤汤成分等有关
D．封瓶时需将瓶口通过酒精灯的火焰
解析：选B 腐乳的制作是毛霉等多种微生物共同作用的结果；毛霉生长的最适温度为15～18 ℃。
4．下列有关常见无菌操作的叙述，错误的是( )
A．用酒精擦拭双手
B．用氯气对水源消毒
C．实验操作应在酒精灯火焰附近进行
D．玻璃器皿(吸管、培养皿)可用酒精擦拭
解析：选D 用酒精擦拭双手属于使用化学药剂消毒；用氯气消毒水源也属于使用化学药剂消毒；实验操作应在酒精灯火焰附近进行，因为高温可防止杂菌污染；玻璃器皿(吸管、培养皿)等应用干热灭菌法灭菌，利用酒精擦拭不能将所有微生物杀灭。
5．(2019届高三·徐州调研)下列有关“微生物的分离与培养”实验的叙述，正确的是( )
A．利用平板划线法可对微生物进行接种、纯化、分离和计数
B．对培养皿进行编号或对菌种进行标注时，应使用记号笔在皿底标记
C．倒平板时，应将打开的培养皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上
D．将好氧型菌株接种到培养液中需静置培养，防止培养液沾染试管壁引发污染
解析：选B 利用平板划线法可对微生物进行接种、纯化和分离，但不能计数；在微生物的培养中，一般将培养皿倒置，在皿底上用记号笔做标记；倒平板时应左手拿培养皿，右手拿锥形瓶，左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，倒入培养基后立即盖上培养皿皿盖；将好氧型菌株接种到培养液中需振荡培养，以增加溶液的溶氧量。
6．高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛选了高效产生高温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．①过程的目的是稀释
B．②过程所使用的接种方法是稀释涂布平板法
C．Ⅰ号、Ⅱ号培养基都属于固体培养基，先灭菌后调节pH
D．从Ⅰ号培养基挑出透明圈大的菌落，接种到Ⅱ号培养基上
解析：选C 图中①过程是稀释嗜热菌培养液的过程；接种嗜热菌即②过程所使用的接种方法是稀释涂布平板法；分析图示信息可知，Ⅰ号、Ⅱ号培养基都属于固体培养基，培养基配制和灭菌过程中，应注意先调节pH后灭菌；部分嗜热菌在Ⅰ号培养基上生长时可产生淀粉酶，分解培养基中的淀粉后会在菌落周围形成透明圈，透明圈越大，说明产生的淀粉酶越多或淀粉酶的活性越强，因此应挑选透明圈大的菌落接种在Ⅱ号培养基上继续培养。
7．关于酶的应用，下列叙述错误的是( )
A．用热水溶解洗衣粉后再将水温调到适宜温度
B．物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小
C．酶的固定化有利于实现酶的重复利用
D．口服多酶片中的胰蛋白酶位于片剂的核心层
解析：选A 热水会使洗衣粉中的酶失活，所以要先将水温调到适宜温度再溶解洗衣粉；化学结合法可能破坏酶的结构从而影响酶活性；固定化酶可以重复利用；口服多酶片中的胰蛋白酶在小肠中发挥作用，位于片剂的核心层。
8．与普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉能更有效地清除污渍，下列有关叙述错误的是( )
A．水质、水量、水温都会影响加酶洗衣粉的洗涤效果
B．加酶洗衣粉主要添加了酸性蛋白酶和酸性纤维素酶
C．探究加酶洗衣粉的洗涤效果，应选择同一品牌不加酶的普通洗衣粉作对照
D．加酶洗衣粉的使用，减少了磷的排放，降低了环境污染
解析：选B 加酶洗衣粉中主要添加了淀粉酶、纤维素酶、碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
9．下列有关制备固定化酵母细胞的叙述，正确的是( )
A．利用5%的海藻酸钠溶液比蒸馏水活化酵母细胞效果更好
B．采用酒精灯小火间断加热使海藻酸钠溶化后还需要注意定容处理
C．将溶化后的海藻酸钠立即与活化的酵母细胞等量混合并充分混匀
D．以恒定的速度将注射器中的胶液滴加到适宜的CaCl2溶液中即可获得规则的凝胶珠
解析：选B 酵母细胞用蒸馏水活化；用酒精灯小火间断加热使海藻酸钠溶化后还需进行定容处理，防止海藻酸钠浓度变高；溶化后的海藻酸钠冷却后与活化的酵母细胞混合，防止高温杀死酵母菌；实验得到的凝胶珠的形状不规则，有的是椭圆形，有的是圆形。
10．下列关于DNA粗提取和鉴定实验的叙述，正确的是( )
A．加入预冷的体积分数为95%的酒精后要用玻璃棒轻缓搅拌
B．调节NaCl溶液物质的量浓度至0.14 mol/L，过滤后取滤液进行后续步骤的操作
C．在剪碎的植物中加入洗涤剂后即可进行研磨
D．向溶有DNA的NaCl溶液中加入适量二苯胺试剂后溶液即呈蓝色
解析：选A DNA在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，过滤后取纱布上的黏稠物进行后续步骤的操作；用植物材料提取DNA时要加入食盐和洗涤剂，前者是溶解DNA，后者是破坏细胞膜；向溶有DNA的NaCl溶液中加入适量二苯胺试剂后要沸水浴加热后，才可观察到溶液呈蓝色。
11．某同学用洋葱进行DNA粗提取和鉴定实验，操作错误的是 ( )
A．加入食盐和洗涤剂后用力进行快速、充分地研磨
B．用蛋白酶纯化过滤后的研磨液中的DNA
C．研磨后用单层纱布过滤获取含DNA的滤液
D．加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热
解析：选A 加入洗涤剂后研磨动作要轻缓、柔和，否则会产生许多泡沫，不利于后续步骤的操作；蛋白酶能够分解蛋白质，因此能起到纯化DNA的目的；研磨后用单层纱布过滤获取含DNA的滤液；DNA可与二苯胺试剂在沸水浴条件下作用显蓝色。
12．下列有关“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是( )
A．向甘蓝组织中加入一定的食盐并搅拌可释放核DNA
B．鉴定DNA时，应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中进行沸水浴
C．利用鸡血细胞提取DNA时，初步析出DNA的试剂是0.14 mol/L的NaCl溶液
D．保存好剩余的二苯胺试剂，以备下次实验时使用
解析：选C 用甘蓝组织提取DNA时，需要加入洗涤剂和食盐并研磨，洗涤剂可以瓦解细胞膜，食盐可溶解DNA；鉴定DNA时，应将丝状物溶于一定浓度的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂进行沸水浴；DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度小，所以初步析出DNA的试剂是0.14 mol/L的NaCl溶液；二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。
13．(多选)下列关于腐乳制作的描述，正确的是( )
A．在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与
B．含水量大于85%的豆腐利于保持湿度，适宜制作腐乳
C．加盐和加酒都能抑制微生物的生长
D．装瓶时要在酒精灯火焰旁进行以防杂菌污染
解析：选ACD 腐乳制作中毛霉等微生物产生的蛋白酶能催化豆腐中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸。制作腐乳用的是含水量为70%的豆腐，含水量太高腐乳不易成形。加盐能析出豆腐中的水分，并抑制微生物的生长，卤汤中加酒也能抑制微生物的生长，并能调味。腐乳密封腌制时，装瓶时需在酒精灯火焰旁进行以防杂菌污染。
14．(多选)下列有关平板划线接种法的操作，正确的是( )
A．将接种环放在酒精灯火焰上灼烧
B．将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环液
C．蘸取菌液和划线要在酒精灯火焰旁进行
D．划线时要将最后一区的划线与第一区的划线相连
解析：选ABC 平板划线法接种时，接种环应在酒精灯火焰上灼烧灭菌，蘸取菌液和划线也应在酒精灯火焰旁进行，以防杂菌污染；接种环应冷却后再蘸取菌液以防杀死菌种；同时注意不能将最后一区的划线与第一区相连。
15．(2018·泰州中学模拟，多选)在固定化小球藻的过程中，凝胶球的直径对小球藻的生长产生影响，实验者分别用直径为0.2 mm、0.3 mm、0.4 mm的滴管制备凝胶球，其中小球藻的生长量如图所示。下列叙述正确的是( )
A．小球藻被包埋在不溶于水的多孔性载体中
B．用直径为0.3 mm的滴管制备凝胶球较适宜
C．凝胶球直径过大不利于小球藻获得充足光照
D．凝胶球直径小不利于小球藻获得养分
解析：选ABC 小球藻被包埋在不溶于水的多孔性载体中；据题图分析可知，用直径为0.3 mm的滴管制备凝胶球较适宜；凝胶球直径过大不利于小球藻获得充足光照；凝胶球直径小，有利于小球藻获得养分。
二、非选择题
16．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________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)链霉素是抗生素，可抑制细菌生长，故在M培养基中加入链霉素作为选择培养基，可筛选出真菌。(2)培养基中的营养成分一般包括碳源、氮源、水和无机盐等。细胞中含有氮元素的生物大分子有蛋白质、核酸等,故加入的氮源可参与以上物质的合成。(3)能产生淀粉酶的微生物可将淀粉水解成麦芽糖，淀粉遇碘液变蓝，向加有淀粉的培养基中加入碘液后培养基呈现蓝色，产淀粉酶的菌落周围的淀粉被水解，形成透明圈，可根据透明圈的大小判断产生淀粉酶的多少。(4)统计菌落数时，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，甲同学统计的3个平板中的菌落数在正常范围内且差距不大，比较准确；乙同学统计的3个平板中，1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差。
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
B卷——重点增分练
一、选择题
1．(2018·徐州检测)下列有关微生物培养与应用的说法，正确的是( )
A．天然培养基是指直接取自自然界不需加工的培养基
B．接种前需对培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手等进行严格的灭菌处理
C．大肠杆菌的纯化培养过程包括培养基的配制和纯化大肠杆菌两个阶段
D．分离分解尿素的细菌时，尿素是培养基中唯一的氮源和碳源
解析：选C 天然培养基的成分不明确，其原料来自天然物质，其配制较为简单；接种前需要对培养基、培养皿、接种环进行灭菌，实验操作者的双手等进行消毒处理；大肠杆菌的纯化培养过程包括培养基的配制和纯化大肠杆菌两个阶段；分离分解尿素的细菌时，尿素是培养基中唯一的氮源，尿素和葡萄糖是碳源。
2．下列有关用鸡血进行DNA粗提取和鉴定实验的操作，错误的是( )
A．鸡血细胞中加入蒸馏水后，用玻璃棒搅拌
B．用蛋白酶纯化溶解于2 mol/L NaCl溶液中的DNA
C．在溶有DNA的滤液中加入体积分数为95%的冷酒精后，用玻璃棒轻缓搅拌
D．将卷在玻璃棒上的丝状物加入4 mL二苯胺试剂中，沸水浴加热，冷却后观察
解析：选D 卷在玻璃棒上的丝状物(DNA)首先溶于NaCl溶液，然后再加二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后观察颜色变化。
3．某校高三学生对某种加酶洗衣粉做了研究实验，在不同温度下除去不同污渍所需的时间，结果如表所示。下列叙述正确的是( )
不同温度下除去不同污渍所需时间(min)
水温(℃)
10
20
30
40
50
60
70
80
奶渍
48
43
28
12
6
4
12
17
蓝墨水
93
86
80
72
68
67
81
105
注：牛奶(主要含蛋白质、脂肪)、蓝墨水[主要成分：阿拉伯树胶(植物纤维)、鞣酸与硫酸亚铁]
A．此加酶洗衣粉适宜洗涤棉织品、毛织品、蚕丝制品等衣料
B．此实验证明了酶具有高效性
C．此实验证明了加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗衣粉好
D．同一水温下除去两种污渍时间不同的可能原因是加酶洗衣粉含有多种酶，酶具有专一性，且不同酶的活性受温度影响不同
解析：选D 根据题中表格数据可知，此加酶洗衣粉对奶渍的洗涤效果较好，因此含有蛋白酶，而毛织品、蚕丝织品等衣料的主要成分就是蛋白质，不能用该洗衣粉洗涤；该实验证明了酶需要温和的条件，即适宜的温度；此实验探究了加酶洗衣粉最适温度范围以及对不同污渍的洗涤效果，由于缺少加普通洗衣粉的对照组，不能证明加酶洗衣粉比普通洗衣粉的洗涤效果好。
4．下表是利用固定化α淀粉酶进行酶解淀粉的实验，下列叙述错误的是( )
组别
固定化酶柱长度(cm)
淀粉溶液的流速
(mL/min)
甲
10
0.3
乙
10
0.5
丙
15
0.3
丁
15
0.5
A．预期丙组流出液中产物的纯度可能最高
B．固定后的α淀粉酶装入柱中后可以重复利用
C．各组实验中淀粉溶液的浓度、pH、温度等都应该相同且适宜
D．流出液产物的纯度只与固定化酶柱长度和淀粉溶液的流速有关
解析：选D 反应柱长，淀粉流速慢，则反应时间充足，产物纯度较高；流出液产物的纯度除与固定化酶柱长度和淀粉溶液的流速有关外，还与反应柱中固定的酶的数量及下端筛板上孔径大小等有关。
5．(2019届高三·南通调研)下面是利用苹果块固定乳酸菌进行的有关实验流程图，相关叙述错误的是( )
A．将苹果切成小块可以增大相对表面积，有利于固定化乳酸菌与外界进行物质交换
B．步骤③中用无菌水清洗的目的是洗去苹果块表面乳酸菌，使步骤④的结果更准确
C．步骤④中设置的对照实验应是用等质量的苹果小块在相同条件下进行实验
D．与传统使用海藻酸钠固定细胞相比，用苹果固定乳酸菌可以保证发酵食品的安全性
解析：选C 将苹果切成小块可以增大相对表面积，有利于固定化乳酸菌与外界进行物质交换；步骤③中用无菌水清洗的目的是洗去苹果块表面乳酸菌，使步骤④的结果更准确；步骤④中设置的对照实验应是用等量的(未固定)乳酸菌在相同条件下进行实验；与传统使用海藻酸钠固定细胞相比，用苹果固定乳酸菌可以保证发酵食品的安全性。
6．苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如下图所示，①为土壤样品。下列相关叙述错误的是( )
A．使用平板划线法可以在⑥上获得单个菌落
B．如果要测定②中活细菌数量，常采用稀释涂布平板法
C．图中②培养目的菌株的选择培养基中应加入苯酚作为碳源
D．微生物培养前，需对培养基和培养器皿进行消毒处理
解析：选D 微生物培养前，需对培养基和培养皿进行灭菌处理。
7．下列有关生物技术应用的叙述，正确的是( )
A．固定化酶技术在多步连续催化反应方面优势明显
B．牛肉膏蛋白胨培养基是常用的细菌基础培养基，可用高压蒸汽灭菌法灭菌
C．相同pH时，加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
D．向鸡血细胞中加入冷却的体积分数为95%的酒精，可以获得无杂质的DNA
解析：选B 在多步连续催化反应方面优势明显的是固定化细胞；pH不适宜时，加酶洗衣粉洗涤效果不一定比普通洗衣粉好；向鸡血细胞中加入冷却的体积分数为95%的酒精，得不到DNA。
8．下列有关生物技术实践的叙述，错误的是( )
A．制作腐乳时，料酒的量超过50%时，腐乳成熟的时间将会缩短
B．发酵装置设置出料口便于取料及对发酵的情况进行及时的监测
C．采用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA的方法可去除部分杂质
D．用移液管稀释菌液时，要轻压橡皮头，吹吸三次，使菌液与水充分混匀
解析：选A 制作腐乳时，料酒的量超过50%时，腐乳成熟的时间将会延长。
9．(2018·南通二模)下列是“肝脏细胞DNA粗提取”实验的两个关键操作步骤，相关叙述错误的是( )
A.步骤1中，加入柠檬酸钠缓冲液的目的是维持pH的稳定
B．步骤1中，冰浴处理的主要原理是低温下DNA水解酶容易变性
C．步骤2中，异戊醇的作用可能是使与DNA结合的蛋白质因变性而沉淀
D．步骤2中，离心后应取上清液，因为DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度比较大
解析：选B 步骤1中，加入柠檬酸钠缓冲液的目的是维持pH的稳定；步骤1中，冰浴处理主要原理是低温下DNA酶的活性低，防止DNA分解；步骤2中，异戊醇的作用可能是使与DNA结合的蛋白质因变性而沉淀；DNA在2 mol/L NaCl溶液中的溶解度最大，因此加固体NaCl使溶液浓度达到2 mol/L后再离心过滤取上清液。
10．(2018·盐城三模，多选)下列有关利用新鲜的菜花进行“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是( )
A．向菜花组织中加入蒸馏水并搅拌可释放核DNA
B．加入洗涤剂和食盐的作用分别是瓦解细胞膜和溶解DNA
C．利用DNA不溶于冷酒精的原理可进一步提纯DNA
D．含DNA的NaCl溶液与二苯胺在常温下混合呈蓝色
解析：选BC 菜花细胞为植物细胞，有细胞壁保护，因此加蒸馏水不会吸水胀破。加入洗涤剂的作用是瓦解细胞膜，加入食盐的作用是溶解DNA。DNA在冷酒精中的溶解度很低，蛋白质在冷酒精中的溶解度较高，因此可以利用DNA不溶于冷酒精的原理可进一步提纯DNA。含DNA的NaCl溶液与二苯胺在沸水浴下混合呈蓝色。
11．(多选)下图为制备人工种子部分流程示意图，有关叙述正确的是( )
A．外植体需要经过脱分化、再分化等才能形成胚状体
B．在海藻酸钠溶液中可加入适量的无机盐、有机碳源以及农药、抗生素等
C．人工种皮应选择不透水、不透气的材料，以防加入的养分流失
D．配制海藻酸钠溶液时，可用水浴法加热促进其溶解
解析：选ABD 为了促进胚状体的生长发育，在人工种子的包裹剂中需要加入适量的无机盐、有机碳源及农药抗生素等；人工种皮应选有韧性、透气、对胚状体无害的材料。
12.(多选)在涂布有大肠杆菌的培养基上进行抑菌实验，在a、b、c处分别贴浸有不同抗生素(浓度相同)的无菌滤纸片，d处滤纸片浸有无菌水。培养后的结果如图。以下判断正确的是( )
A．a处抑菌效果大于b处 B．b处的滤纸片没有沥干
C．c处抗生素无效 D．d为对照
解析：选BCD 根据图示，b的透明圈大于a，则b处抑菌效果大于a处；b的透明圈不规则，b处的滤纸片没有沥干，有浸润现象；d处滤纸片浸有无菌水，无抗生素，作为对照；c处的结果和d处相同，说明c处抗生素无效。
二、非选择题
13．图1表示实验室微生物培养中的部分操作。请分析回答：
(1)步骤①的后一步的正确操作应是将平板________________，这样可以防止________________________________________________________________________。
(2)步骤②→③之间需要进行的正确操作应是___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)甲同学按步骤④进行操作，据图分析，采用的接种方法称为____________，其操作的两处不当之处分别是____________________、____________________。在老师的指导下，该同学按正确的方法重新操作，则经培养后菌落的分布情况最可能是图2中的________。
(4)乙同学尝试采用不同于甲同学的接种方法进行实验，其中一个平板经培养后的菌落分布如图3所示，推测该同学接种时可能的操作失误是_____________________________。
解析：(1)步骤①是倒平板，下一步应是将平板冷凝后并倒置，目的是防止皿盖上的冷凝水落入培养基。(2)步骤②→③需要在火焰旁冷却接种环并打开棉塞、将试管口通过火焰。(3)据图1分析，甲同学采用的接种方法为平板划线法。划线操作应在酒精灯火焰附近进行，划线的首尾区域不应相连。(4)乙同学采用的接种方法是稀释涂布平板法，根据菌落分布情况推测，该同学接种时可能涂布不均匀。
答案：(1)冷凝后并倒置(缺一不可) 皿盖上的冷凝水落入培养基 (2)在火焰旁冷却接种环(并打开棉塞)、将试管口通过火焰 (3)平板划线法 划线的首尾区域不应相连 划线应在酒精灯火焰附近进行 A (4)涂布不均匀
14．(2018·南通考前预测)“CTAB法”和“SDS法”是提取DNA的常用方法，CTAB提取液含有CTAB、EDTA等成分，SDS提取液含SDS、EDTA等成分。CTAB破坏膜结构，使蛋白质变性，提高DNA在提取液中的溶解度；SDS能破坏膜结构，使蛋白质变性，EDTA能螯合Mg2＋、Mn2＋，抑制DNA酶的活性。某科研小组为了寻找提取蜡梅DNA的优良方法，比较了两种提取DNA的方法，主要操作如下：
实验测定结果如下(表中OD260反映溶液中核酸的浓度，OD280反映溶液中蛋白质的浓度。理论上，纯DNA溶液的OD260/OD280为1.8，纯RNA溶液的OD260/OD280为2.0)。
CTAB
SDS
OD260
OD280
OD260/OD280
OD260
OD280
OD260/OD280
0.033
0.018
1.833
0.006
0.005
1.200
请回答下列问题：
(1)CTAB法和SDS法提取液中都加入EDTA的目的是_______________________________
______________________________________________。
(2)氯仿—异戊醇密度均大于水且不溶于水，DNA不溶于氯仿—异戊醇，蛋白质等杂质可溶于氯仿—异戊醇，实验过程中加入氯仿—异戊醇离心后，应取①________加异丙醇(异丙醇与水互溶)并离心进行纯化，利用异丙醇溶液纯化DNA的原理是___________________
______________________。
(3)两种方法中，________法提取的DNA较多，其可能原因是_______________________
____________________________________。
(4)两种方法中，________法提取的DNA纯度较低，其含有的主要杂质是________。
解析：(1)EDTA能螯合Mg2＋、Mn2＋，抑制DNA酶的活性，减少DNA水解，提高DNA的完整性和总量。(2)氯仿—异戊醇密度均大于水且不溶于水，DNA不溶于氯仿—异戊醇，离心后，氯仿—异戊醇位于试管的底部，DNA位于上清液中，所以离心后应该取上清液；含DNA的上清液中加异丙醇离心后取的是沉淀物，说明DNA不溶于异丙醇，而杂质能溶于异丙醇。(3)从表中数据可知，CTAB法提取的DNA的OD260是0.033，而SDS法提取的DNA的OD260是0.006,0.033＞0.006，所以CTAB法提取的DNA较多，根据CTAB和SDS两种试剂作用的区别可知，CTAB提高了DNA在提取液中的溶解度,从而可提取出更多的DNA。(4)从表中数据可知，CTAB法提取的DNA的OD260/OD280是1.833，而SDS法提取的DNA的OD260/OD280是1.200，与1.833相比，1.200偏离1.800更多，所以SDS法提取的DNA纯度较低，纯RNA溶液的OD260/OD280为2.0，比纯DNA溶液的OD260/OD280大，而1.2比1.8小，所以主要杂质不是RNA，而是蛋白质。
答案：(1)减少DNA水解，提高DNA的完整性和总量 (2)上清液 DNA不溶于异丙醇，而杂质能溶于异丙醇 (3)CTAB CTAB提高了DNA在提取液中的溶解度，从而能提取出更多的DNA (4)SDS 蛋白质
[理清——知识联系]
[记清——主干术语]
1．制作果酒、果醋、腐乳、酸奶(泡菜)利用的微生物分别是酵母菌、醋酸菌、毛霉(主要)和乳酸菌，异化作用类型分别是兼性厌氧型、需氧型、需氧型、厌氧型。
2．制作果酒和果醋的实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵。
3．制作果酒和果醋的发酵装置中充气口的作用是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气，排气口是在酒精发酵时排出CO2，出料口用来取样。
4．制作果酒时温度一般控制在18～25 ℃，时间为10～12 d，前期需氧后期不需氧；制作果醋时温度控制在30～35 ℃，时间为7～8 d，始终需氧。
5．毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
6．腐乳制作的实验流程：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。
7．加盐腌制时间约为8 d，配制卤汤中的酒的含量一般控制在12%左右。
8．用盐腌制时，注意控制盐的用量：盐的浓度过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高会影响腐乳的口味。食盐的作用：抑制微生物的生长，避免腐败变质；析出水分，使豆腐变硬，在后期制作过程中不易酥烂；调味作用，给腐乳以必要的咸味；浸提毛酶菌丝上的蛋白酶。
9．配制卤汤：卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的，直接关系到腐乳的色、香、味。酒的作用：防止杂菌污染以防腐；与有机酸结合形成酯，赋予腐乳风味；酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系，酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。
10．微生物培养基的成分一般包括水、无机盐、碳源、氮源及生长因子等。
11．消毒指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)。灭菌则是指使用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。
12．制备固体培养基的步骤包括计算、称量、溶化、灭菌、倒平板等。
13．纯化微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，平板划线法可以分离微生物但不能对微生物进行计数，稀释涂布平板法既可分离微生物也可以对微生物进行计数。
14．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。在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，这就是菌落。
15．稀释涂布平板法是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，即稀释涂布平板法一般分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。
16．对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法；对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。
17．DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，在浓度0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。
18．DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质可溶于酒精，可利用冷却的酒精对提取的DNA进行纯化。
19．在鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水并用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液，可获取含DNA的滤液；切碎洋葱，加入一定量洗涤剂和食盐，搅拌研磨，过滤后收集滤液，可获取含DNA的滤液。
20．处理植物组织时需要进行研磨，其目的是破碎细胞壁，使核物质容易溶解在NaCl溶液中；研磨不充分会使DNA的提取量减少，影响实验结果，导致得不到丝状沉淀物。
21．用二苯胺鉴定DNA，在沸水浴的条件下呈现蓝色。
22．目前常用的加酶洗衣粉的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶，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。
23．探究加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的实验自变量是洗衣粉的种类；探究加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件实验的自变量是水的温度。
24．一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。
25．酵母细胞固定化的步骤：酵母菌的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合→固定化酵母细胞。
26．如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。
[澄清——思维误区]
关注点1 误认为兼性厌氧与“有氧、无氧”都一样
[澄清] 酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，大量繁殖；在无氧条件下，进行无氧呼吸产生酒精和CO2，产生的酒精对其他微生物和酵母菌本身都具有毒害作用，所以在无氧条件下酵母菌不能大量繁殖。
关注点2 误认为酿酒和酿醋所利用的微生物类型相同
[澄清] 酿酒和酿醋所利用的微生物不同，前者为酵母菌——真核生物；后者为醋酸菌——原核生物。二者本质区别是有无以核膜为界限的细胞核。
关注点3 不明确腐乳前期发酵和后期发酵的作用
[澄清] 前期发酵的主要作用是创造条件让毛霉生长，使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程，即通过各种辅料与腐乳的缓慢水解作用，生成腐乳的香气。
关注点4 误认为腐乳制作中食盐的作用只是调节风味
[澄清] 食盐在腐乳制作中的作用有：①析出豆腐中的水分，有利于豆腐块成形；②抑制杂菌；③形成腐乳的风味；④杀死毛霉等微生物，有利于菌体内蛋白酶、脂肪酶等发挥作用。
关注点5 不明确影响腐乳口味的因素有哪些
[澄清] 影响腐乳口味的因素有：①豆腐的含水量；②盐的用量；③酒的用量；④香辛料的种类和用量；⑤其他辅料的种类；⑥发酵温度和时间。
关注点6 不能区分选择培养基和鉴别培养基
[澄清] 按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴别培养基。选择培养基是指在培养基中加入或不加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物的生长。如在某培养基中加入青霉素，则能抑制细菌的生长，对真菌的生长无影响。鉴别培养基是根据微生物的特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的，用以鉴别不同类别的微生物。如伊红美蓝培养基能指示大肠杆菌的存在。
关注点7 平板冷凝后，不明确平板倒置的目的
[澄清] 平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
关注点8 不了解影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素
[澄清] 影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量，衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤的时间等。在实验中应控制好自变量之外的无关变量。
关注点9 不明确酵母细胞固定化实验中，海藻酸钠和氯化钙的作用
[澄清] 海藻酸钠作为酵母菌的包埋剂。氯化钙能与海藻酸钠反应，形成凝胶珠。
关注点10 不明确DNA粗提取和鉴定实验中，两次使用蒸馏水的作用
[澄清] 第一次加蒸馏水，使鸡血细胞吸水涨破；第二次加蒸馏水，使含DNA的NaCl溶液浓度降低，析出DNA。
关注点11 不明确破碎动植物细胞的方法
[澄清] 破碎植物细胞的方法用研磨法，在研磨之前，向研钵中加入食盐、洗涤剂和植物材料。破碎动物细胞的方法用渗透涨破法，过程是在鸡血细胞液中加入蒸馏水，用玻璃棒进行快速搅拌。
2个主攻点之(一) 传统发酵技术和微生物的利用
1．传统发酵技术的应用(填图)
(1)果酒和果醋的制作：
(2)腐乳的制作：
①制作原理：
②实验流程及影响因素：
2．图解识记微生物的培养、分离与计数(填图)
考向(一) 果酒、果醋和腐乳的制作
[真题导向]
1．(2018·江苏高考)某高校采用右图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是( )
A．夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理
B．乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大
C．正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压
D．可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
解析：选B 利用酵母菌进行酒精发酵时,一般将温度控制在18～25 ℃,因此夏季生产果酒时，需要对发酵罐体进行降温处理；发酵过程中，进气口阀门应该关闭，以保证发酵罐的无氧环境，使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精；正常发酵过程中，由于酵母菌进行无氧呼吸产生CO2，所以发酵罐内的压力增大，高于大气压；葡萄酒的发酵过程消耗葡萄糖，所以可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵。
2．(2017·江苏高考，多选)如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是( )
A．改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B．果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸
C．果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关
D．气体入口与气体出口可以交换使用
解析：选ABC 改变通入气体的种类，例如分别通入氮气和氧气，可研究无氧呼吸和有氧呼吸对发酵的影响；果酒发酵中期通入氮气，更利于创造无氧条件，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸；果醋发酵的菌种是醋酸杆菌，其生长的适宜温度是30～35 ℃，温度能影响醋酸杆菌的代谢，从而影响果醋的发酵周期；气体的入口必须伸入培养液中，气体出口不能伸入培养液中，如果气体的入口和出口交换，会导致发酵液喷出。
3．(2015·江苏高考，多选)下图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述错误的是( )
A．发酵过程中酒精的产生速率越来越快
B．集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2
C．发酵过程中酵母种群呈“J”型增长
D．若发酵液表面出现菌膜，最可能原因是发酵瓶漏气
解析：选ABC 酵母菌发酵过程中因营养物质的消耗、pH的变化等，酒精的产生速率会越来越慢。集气管收集的气体除酵母菌无氧呼吸产生的CO2外，还有有氧呼吸产生的CO2。发酵过程中，随着营养物质消耗、pH降低等，酵母菌的繁殖速度会变慢，其种群不会呈“J”型增长。发酵液表面出现的菌膜可能是醋酸菌在有氧条件下繁殖产生的，说明发酵瓶可能漏气。
装置图
结构或操作
目的
充气口
醋酸发酵时连接充气泵进行充气
排气口
酒精发酵时用来排出CO2
长而弯曲的胶管
防止空气中微生物的污染
制酒时
关闭充气口
制醋时
充气口连接气泵，输入无菌空气
[过关练习]
1．(2018·南通调研)下列关于利用葡萄制作果酒过程的叙述，正确的是( )
A．选用棕色玻璃瓶以防止光照抑制酵母菌发酵
B．将葡萄汁装满发酵瓶以保证无氧的发酵环境
C．将发酵瓶置于35 ℃的恒温环境中可加快发酵速度
D．要给发酵瓶适时排气，后期可延长排气间隔时间
解析：选D 光照不影响酵母菌的发酵；葡萄汁装入发酵瓶时，要留有约1/3的空间，避免发酵液溢出；酒精发酵的最佳温度是18～25 ℃；要给发酵瓶适时排气，后期可延长排气间隔时间。
2．(2018·江浦高级中学段考)如图表示工业上利用苹果制备果酒、果醋的流程图。下列叙述错误的是( )
A．过程①②所需的最适温度不相同
B．过程②需要在有氧气的条件下进行
C．若过程①人工接种酵母菌可以缩短苹果酒的酿制时间
D．整个发酵过程都必须在严格无菌条件下才能正常进行
解析：选D ①表示果酒发酵、②表示果醋发酵。①所用的菌种是酵母菌，其发酵的温度是18～25 ℃，②所用的菌种是醋酸菌，其发酵的最适温度是30～35 ℃；②果醋发酵需要醋酸菌，醋酸菌是需氧型生物，故果醋发酵要在有氧条件下进行；果酒发酵若人工接种酵母菌，菌种的纯度高，产生果酒的效率高，故可以缩短苹果酒的酿酒时间；发酵前所有的器具和用品都要进行无菌处理，接种酵母菌或醋酸菌后在无菌培养箱中培养，在严格无菌条件下会杀死酵母菌和醋酸菌。
考向(二) 腐乳的制作
[真题导向]
1．(2017·江苏高考)下列关于“腐乳的制作”实验，叙述正确的是( )
A．控制发酵温度的主要目的是腐乳调味
B．腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用
C．毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉
D．成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生
解析：选B 控制发酵温度主要目的是利于菌种繁殖和代谢；腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用；毛霉的作用主要是分解蛋白质和脂肪；成品腐乳表面的粘性物质主要是毛霉产生的菌丝，而毛霉属于真菌。
2．(2016·江苏高考)下列关于中学“腐乳的制作”实验，叙述正确的是( )
A．加盐主要是为了调节水分，利于毛霉生长
B．加料酒主要是为了灭菌，避免腐败变质
C．发酵过程中起主要作用的是乳酸杆菌
D．实验室制作的腐乳不宜直接食用
解析：选D 加盐不仅能抑制杂菌的生长也会抑制毛霉的生长，另外加盐还可析出豆腐中的水分，有利于腐乳成形。加料酒可以抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的风味，但不能灭菌。在腐乳制作的发酵过程中起主要作用的是毛霉。实验室制作的腐乳因未经质量鉴定，不宜直接食用。
[过关练习]
1．(2018·苏锡常镇四市调研)总状毛霉和米根霉是常见的霉菌。研究人员将总状毛霉和米根霉的孢子悬液分别接种到两组豆腐切块上，完成前期发酵后，分别测定两组霉菌产生的蛋白酶的活力，结果如图。据图分析，下列有关叙述正确的是( )
A．总状毛霉与米根霉都能利用蛋白酶将分解产生的肽和氨基酸分泌到细胞外
B．总状毛霉与米根霉接种量与蛋白酶活力呈正相关
C．相同适宜条件下接种等量的两种菌，总状毛霉使豆腐块中的蛋白质减少更多
D．接种量为5 CFU/mL时发酵制作的腐乳品质最好
解析：选C 总状毛霉与米根霉都能将蛋白酶分泌到细胞外，进而将豆腐块中的蛋白质分解产生肽和氨基酸；据图分析，随着接种量的增加，总状毛霉与米根霉产生蛋白酶的活性都是先增加后减弱，并不是一直呈现正相关；相同适宜条件下接种等量的两种菌,总状毛霉的蛋白酶活性更高,因此使豆腐块中的蛋白质减少更多；图示只能说明接种量为5 CFU/mL时，蛋白酶的活性最大，但不能说明发酵制作的腐乳品质最好。
2．(2018·江苏高考冲刺预测)下列关于“腐乳的制作”实验的叙述，正确的是( )
A．为防止微生物污染应加大用盐量
B．含水量大于85%的豆腐利于保持湿度，适宜制作腐乳
C．装坛阶段加入料酒可有效防止杂菌污染
D．密封瓶口前瓶口不需要通过火焰灭菌
解析：选C 加盐主要是为了抑制微生物生长，防止豆腐腐败变质，但盐量过多，会影响腐乳的成熟期和口感。豆腐含水量以70%为宜，毛霉为异养需氧型真菌，若含水量过高，会影响毛霉的有氧呼吸，豆腐不宜成块；若含水量过少，则不利于毛霉的生长，并且毛霉的代谢也离不开水。加料酒为了抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的香味。封瓶时，需要将瓶口通过酒精灯的火焰，这样可以防止杂菌污染。
考向(三) 微生物的实验室培养和分离
[真题导向]
1．(2016·江苏高考，多选)漆酶属于木质素降解酶类，在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途。如图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程，相关叙述正确的是( )
A．生活污水中含有大量微生物，是分离产漆酶菌株的首选样品
B．筛选培养基中需要加入漆酶的底物，通过菌落特征挑出产漆酶的菌落
C．在涂布平板上长出的菌落，再通过划线进一步纯化
D．斜面培养基中含有大量营养物，可在常温下长期保存菌株
解析：选BC 生活污水中含木质素的物质相对较少，产漆酶菌株也较少，不宜作为分离产漆酶菌株的样品；产漆酶菌株可降解木质素，在筛选培养基中加入木质素可筛选产漆酶的菌株，筛选时可通过菌落特征挑出产漆酶的菌落；在涂布后的平板上生长的菌落可能还有其他杂菌，可再通过平板划线法进一步纯化；对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法，即在－20 ℃的冷冻箱中保存。
2．(2015·江苏高考)做“微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是( )
A．高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖
B．倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上
C．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D．用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上
解析：选D 在高压灭菌的操作过程中，加热结束后应让灭菌锅内温度自然下降，待压力表的压力降到零时，打开放气阀，旋松螺栓，打开盖子。倒平板时，用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，而不是完全取下放到一边。接种环经火焰灼烧灭菌后应在火焰旁冷却后，再用其挑取菌落。在微生物的培养中，一般将培养皿倒置，在皿底上用记号笔做标记。
3．(2018·江苏高考)酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半，可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养，这样既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母，并进行大量培养。下图所示为操作流程，请回答下列问题：
(1)配制培养基时，按照培养基配方准确称量各组分，将其溶解、定容后，调节培养基的________，及时对培养基进行分装，并进行____________灭菌。
(2)取步骤②中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中，在步骤③中将温度约________(在25 ℃、50 ℃或80 ℃中选择)的培养基倒入培养皿混匀，冷凝后倒置培养。
(3)挑取分离平板中长出的单菌落，按步骤④所示进行划线。下列叙述合理的有________。
a．为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌
b．划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落
c．挑取菌落时，应挑取多个菌落，分别测定酵母细胞中甲醇的含量
d．可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇高耐受株
(4)步骤⑤中，为使酵母数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和________供应。为监测酵母的活细胞密度，将发酵液稀释1 000倍后，经等体积台盼蓝染液染色，用25×16型血细胞计数板计数5个中格中的细胞数，理论上________色细胞的个数应不少于________，才能达到每毫升3×109个活细胞的预期密度。
解析：(1)配制培养基时，进行计算、称量、溶解、定容后，需先调pH再分装到锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌。(2)倒平板时的培养基温度约为50 ℃，冷凝后倒置培养。(3)平板划线时，接种针、接种环使用前和每次划线后都需要进行灼烧灭菌，以免造成杂菌污染；划线时不能划破培养基表面，否则不能形成正常菌落；挑取菌落时，应挑取多个不同的菌落，分别测定酵母细胞中蛋白质含量；逐步提高培养基中甲醇的浓度，能筛选出耐受高甲醇的菌株。(4)酵母菌是兼性厌氧型真菌，在有氧条件下可大量繁殖。酵母扩大培养时，需保证充足的营养和氧气等条件。由题中信息“经等体积台盼蓝染液染色”可知，计数室中培养液容积实际只有0.1÷2＝0.05(mm3)。设5个中方格中无色(活细胞不能被台盼蓝染色)的细胞数目为x个，则3×109＝x÷5×25×1 000×1 000÷0.05，解得x＝30(个)。
答案：(1)pH 高压蒸汽(湿热) (2)50 ℃ (3)a、b、d (4)氧气 无 30
方法
平板划线法
稀释涂布平板法
图示
平板划线法
稀释涂布平板法
操作
注意
事项
(1)接种环的灼烧：
①第一次划线前：杀死接种环上的微生物，避免污染培养物
②之后每次划线前：杀死残留菌种，保证每次划线菌种来自上次划线末端
③划线结束后：杀死残留菌种，避免污染环境和感染操作者
(2)灼烧接种环之后，要冷却后再进行操作，以免温度太高杀死菌种
(3)划线时最后一区域不要与第一区域相连
(4)划线用力要大小适当，防止用力过大将培养基划破
(1)稀释操作时，每支试管及其中的9 mL水、移液管等均需灭菌；操作时，试管口和移液管应在离酒精灯火焰1～2 cm处
(2)涂布平板时：
①涂布器用体积分数为70%的酒精消毒，取出时让多余酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃
②不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精
③酒精灯与培养皿距离要合适，移液管管头不要接触任何物体
优点
可以观察菌落特征，对混合菌进行分离
既可以计数，又可以观察菌落特征
缺点
不能计数
吸收量较少，较麻烦，平板不干燥效果不显著，容易蔓延
适用
范围
适用于好氧菌
适用于厌氧菌和兼性厌氧菌
目的
在培养基上形成由单个菌种繁殖而来的子细胞群体——菌落
培养
平板冷凝后倒置培养，使培养基表面的水分更好地挥发，防止皿盖上水珠落入培养基造成污染
[过关练习]
1．某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物A，研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素等配制的培养基，成功筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．培养基中加入化合物A作为唯一碳源，目的是为了筛选目的菌
B．实验培养过程中进行振荡培养，可使目的菌和培养液充分接触
C．实验操作过程中，获得纯净“目的菌”的关键是防止外来杂菌污染
D．将固体培养基得到的目的菌重复多次上述实验的目的是获得大量菌种
解析：选D 培养基中以化合物A为唯一碳源，可以筛选出能高效降解化合物A的细菌；实验培养过程中进行振荡培养，既可使目的菌和培养液充分接触，又可以增加培养液中溶氧量；微生物培养过程中要进行无菌操作，防止外来杂菌的污染；将固体培养基得到的目的菌重复多次上述实验是为了纯化高效降解化合物A的细菌。
2．(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。小明同学准备依据如图操作步骤，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)右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。
解析：(1)富集培养基中蛋白胨、苯酚都是含碳的有机物，可作为碳源。(2)欲富集酚降解菌，随转接次数的增加，应逐渐增加培养基中苯酚的含量；若接种培养后平板上菌落过于密集，则应进一步稀释后再进行涂布，以降低平板上菌落密度，便于菌落计数与分离；平板培养基是固体培养基，除含有水、营养物质(碳源、氮源、无机盐等)外，还需添加琼脂作为凝固剂。(3)利用连续划线法接种时，最后的划线区域(③)中,菌体的密度较小,容易获得单菌落。(4)因系列浓度梯度中6号比色管中苯酚浓度为1 mg/L，故1～5号比色管中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，要使稀释后的苯酚残留液浓度介于0～1 mg/L，需将残留液稀释20倍左右。
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
一、选择题
1．(2019届高三·苏州调研)下列有关微生物发酵技术的叙述，错误的是( )
A．传统的发酵过程受技术条件限制，通常不进行无菌操作
B．成品腐乳表面的皮膜是由毛霉等真菌的菌丝形成的，对人体无害
C．制备果酒、果醋和腐乳时，都是以建立种群优势作为发酵的基本条件
D．果醋的制备可以建立在果酒发酵的基础上，也可以直接利用葡萄汁发酵
解析：选A 传统的发酵过程受技术条件限制，通常灭菌不严格，但也进行无菌操作。成品腐乳表面的皮膜是由毛霉等真菌的生长，产生的菌丝进入豆腐块的深层而形成，对人体无害。制备果酒、果醋和腐乳时，建立的优势种群依次是酵母菌、醋酸菌、毛霉，以此作为发酵的基本条件。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将果汁中的糖分解成醋酸；当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌可以先将酒精变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，因此果醋的制备可以建立在果酒发酵的基础上，也可以直接利用葡萄汁发酵。
2．下列有关制作果酒、果醋和腐乳的叙述，错误的是( )
A．果酒的制作过程中既涉及有氧呼吸又涉及无氧呼吸
B．果醋发酵温度较高，且发酵过程要特别注意氧气的供应
C．变酸的酒表面的菌膜含醋酸菌，腐乳的“皮”为毛霉菌丝
D．发酵过程中所有的相关反应都是在微生物的细胞内进行的
解析：选D 腐乳制作过程中，蛋白质和脂肪的水解反应发生在毛霉的细胞外。
3．(2018·盐城三模)下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是( )
A．果酒、果醋和腐乳制作中，利用的都是微生物胞内酶
B．制作果醋的醋酸菌，属于严格厌氧的微生物
C．青霉、毛霉、曲霉等均参与了腐乳的发酵
D．制作果酒、果醋和腐乳所需时间基本相同
解析：选C 果酒、果醋是微生物的代谢产物， 需要的酶为胞内酶；腐乳制作是利用毛霉产生的蛋白酶、脂肪酶分解蛋白质、脂肪，蛋白酶、脂肪酶是胞外酶。制作果醋需要醋酸菌，它是一种好氧的微生物。青霉、毛霉、曲霉等真核生物均参与了腐乳的发酵。制作果酒的时间一般为10～12 d，制作果醋的时间一般为7～8 d，制作腐乳的时间稍长。
4.如图装置可用于生物技术实践的相关实验。下列有关叙述正确的是( )
A．制作果酒、果醋或腐乳时，所需控制的温度都是相同的
B．乙装置可以先用于果酒的制作，后用于果醋的制作
C．用装置甲制作腐乳时，自下而上随着豆腐块加高逐渐减少用盐量
D．装置乙中b为排气口，c为充气口，可防止空气中微生物的污染
解析：选B 制作果酒、果醋或腐乳时,控制的温度分别是18～25 ℃、30～35 ℃、15～18 ℃；用装置甲制作腐乳时，越接近瓶口微生物感染机会越多，所以加盐量应增大；装置乙中b为充气口，c为排气口，排气口长而弯曲可防止空气中微生物的污染。
5．下列有关微生物培养的叙述，错误的是( )
A．培养基灭菌常用的方法是高压蒸汽灭菌
B．各种微生物培养基的配方中必须包含碳源、氮源、水、无机盐及琼脂等成分
C．纯化培养微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法
D．以尿素为唯一氮源的培养基可以选择培养分解尿素的微生物
解析：选B 各种微生物培养基的配方中一般都包含碳源、氮源、水、无机盐等，但由于各种微生物生长特点不同，培养基中添加的营养物质也不相同，如以CO2为碳源的自养型生物，培养基中不必添加碳源，而一些能以N2为氮源的微生物，培养基中也不必加氮源；另外只有固体培养基中才常添加琼脂做凝固剂。
6．养殖池中存在的有毒物质主要是氨及亚硝酸，这两种物质可被硝化细菌吸收利用。若要对养殖池底泥中硝化细菌分离与计数，则( )
A．需要配制添加一定浓度氨盐的牛肉膏蛋白胨培养基，以筛选硝化细菌
B．应对采集底泥使用的工具进行灭菌，全部接种过程均需在酒精灯火焰旁进行
C．可以采用平板划线法进行计数，还需与未接种的空白培养基同时培养
D．应将培养基置于30 ℃恒温下培养12 h后，统计培养基中全部菌落数
解析：选B 牛肉膏蛋白胨本身含有氮源，许多微生物都可以其作为氮源，因此加入牛肉膏蛋白胨无法筛选硝化细菌；平板划线法可以分离菌种，但不能用于计数；培养过程中应每隔一段时间观察，直到菌落稳定开始计数。
7．(2019届高三·南通调研)下列检测某熟制食品中大肠杆菌是否超标的实验操作，不合理的是( )
A．待检测食品需要经过灭菌操作后取样检测
B．应设置未接种的培养基，作为实验的对照
C．用稀释涂布平板法接种、计数大肠杆菌的活菌数
D．接种后将培养皿倒置并在适宜温度下培养
解析：选A 待检测食品灭菌后会将大肠杆菌杀死，无法检测大肠杆菌是否超标；应设置未接种的培养基作为实验的对照；应用稀释涂布平板法接种、计数大肠杆菌的活菌数；接种后应该将培养皿倒置，并在适宜温度下培养。
8.在分离、纯化大肠杆菌实验中，划线接种(甲)、培养结果(乙)如右图。有关叙述错误的是( )
A．接种前应对培养基进行高压蒸汽灭菌
B．连续划线的目的是获得单个细菌形成的菌落
C．接种过程中至少需要对接种环灼烧5次
D．甲中a区域为划线的起始位置
解析：选D 在分离、纯化大肠杆菌实验中，接种前应对培养基进行高压蒸汽灭菌；连续划线的目的是获得单个细菌形成的菌落；接种过程中，对接种环在接种前要灼烧，每次划线后均需灼烧，因此至少需要灼烧5次；据乙中菌落分布特点可推知甲中d区域为划线的起始位置。
9．(多选)下列有关“微生物的分离与培养”实验的叙述，错误的是( )
A．高压蒸汽灭菌锅加盖时应按顺时针方向依次旋紧螺栓
B．选择培养基可以鉴定某种微生物的种类
C．待培养基冷却至室温时倒平板
D．统计样品中活菌数量时，接种方法可采用稀释涂布平板法
解析：选ABC 高压蒸汽灭菌锅加盖时，将盖上的排气软管插入内层灭菌桶的排气槽内，再以两两对称的方式同时旋紧相对的两个螺栓，使螺栓松紧一致；鉴别培养基可以鉴定培养基中某种微生物的种类；待培养基冷却至50 ℃左右时倒平板；稀释涂布平板法可用于活菌数量的计数。
10．(2017·南通二模，多选)下列有关果酒、果醋和腐乳制作的比较，正确的是( )
A．主要菌种不一定是真核生物
B．温度控制必须保证微生物繁殖最快
C．发酵过程会释放热量
D．可通过色、香、味等对产品进行评价
解析：选ACD 果醋制作利用的菌种是醋酸菌，是原核生物；发酵温度和微生物繁殖最快的温度不一定相同，如腐乳制作的发酵温度为15～18 ℃，此温度并不是毛霉繁殖最快的温度；三种发酵过程中，菌种都会进行细胞呼吸释放热量。
二、非选择题
11．(2018·江苏六市二模)图1表示研究人员为筛选纤维素酶高产菌株进行的相关实验流程，其中透明圈是微生物在固体培养基上消耗特定营养物质形成的。请回答下列问题：
(1)本实验中，选择蘑菇培养基质作为纤维素酶高产菌株的来源，这是因为________________________________________________________________________
____________________________。
(2)筛选用的培养基应以___________作为唯一碳源，并在配制培养基时加入___________作为凝固剂。筛选时应选择D/d较大的菌株，因为这一指标值越大说明_______
________________________________________________________________________。
(3)图2、图3是研究纤维素酶的最适温度和热稳定性的结果。
①研究纤维素酶的热稳定性时，首先将纤维素酶液置于35～65 ℃的不同温度条件下保温2 h，再取上述不同温度处理的纤维素酶液和 ______________________，并在________℃下测定纤维素酶的催化速率，计算酶活性残留率。
②生产中使用该纤维素酶时，最好将温度控制在40 ℃左右，依据是________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)蘑菇培养基质中富含纤维素，会聚集较多的纤维素分解菌，因此本实验中选择蘑菇培养基质作为纤维素酶高产菌株的来源。(2)筛选纤维素分解菌，用的培养基应以纤维素作为唯一碳源，这样纤维素分解菌能正常生长，其他微生物则不能生长。筛选用的培养基是固体培养基，应加入琼脂作为凝固剂(绝大多数微生物不能利用琼脂)。筛选时应选择D/d较大的菌株，因为这一指标值越大说明单个菌体产生的纤维素酶的活性越强。(3)①根据对照实验的基本原则，应选择上述不同温度处理的纤维素酶液和经相应保温处理的纤维素液，又据图2可知，在50 ℃酶的活性最高，因此在50 ℃下测定纤维素酶的催化速率，计算酶活性残留率。②据图3可知，在40 ℃左右，纤维素酶的热稳定性高，作用时间持久，且酶活性相对较高，因此生产中使用该纤维素酶时，最好将温度控制在40 ℃左右。
答案：(1)蘑菇培养基质中富含纤维素，会聚集较多的纤维素分解菌 (2)纤维素 琼脂 单个菌体产生的纤维素酶的活性越强 (3)①经相应保温处理的纤维素液 50 ②该温度下，纤维素酶的热稳定性高，作用时间持久，且酶活性相对较高
12．(2015·江苏高考)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃，可用来发酵处理秸秆，提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果，研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题：
(1)在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是________(填序号)。
①酒精灯 ②培养皿 ③显微镜 ④无菌水
(2)在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是______________
_________________________________________________。
(3)向试管内分装含琼脂的培养基时，若试管口粘附有培养基，需要用酒精棉球擦净的原因是________________________________________________________________________
________________________。
(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上，筛选到了几株有透明降解圈的菌落(见下图)。图中降解圈大小与纤维素酶的____________有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是______(填图中序号)。
(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4，在不同温度和pH条件下进行发酵，测得发酵液中酶活性的结果见下图，推测菌株________更适合用于人工瘤胃发酵，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)在样品稀释和涂布平板过程中，需要在酒精灯火焰附近进行操作，培养皿用于盛放培养基并培养细菌，无菌水做稀释的溶剂，此处唯一用不到的是显微镜。(2)在涂布平板时，要取少量菌悬液滴加到培养基表面，因为如果滴加菌悬液量过多，菌悬液就会堆积在培养基表面影响分离效果。(3)在向试管内分装含琼脂的培养基时，如果试管口粘附有培养基，就很容易使棉塞受到污染，因此,需要用无菌的酒精棉球将试管口擦拭干净。(4)因为刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但不与纤维素降解产物反应，所以在刚果红培养基平板上菌落周围有透明降解圈是纤维素被降解的结果。降解圈大小由纤维素酶的活性和量决定，图中菌落①周围的降解圈最大而菌落较小，因此其降解纤维素的能力最强。(5)考虑到人工瘤胃的发酵过程会使发酵液酸性增加，温度升高，在这个前提下观察在不同温度和pH条件下测得的发酵液中酶活性的结果图可以看出，在高温和低pH条件下都是J4菌株中的纤维素酶的活性较高，因而该菌株更适合用于人工瘤胃发酵。
答案：(1)③ (2)培养基表面的菌悬液会出现积液，导致菌体堆积,影响分离效果 (3)避免培养基污染棉塞 (4)量与活性 ① (5)J4 发酵过程会产热和产酸，J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高
13．下图为果酒、果醋工厂化生产流程。请据图回答问题：
(1)家庭自制葡萄酒所用菌种常来自______________，图中的候选菌A、B经筛选和纯化分别获取________和________菌种。
(2)图中所用的培养基都需要在接种前用____________法进行灭菌。
(3)在纯化菌种A时接种了5个平板，每个平板均接种0.1 mL样品并培养。其中乙平板的菌落分布如图，纯化菌种A的接种方法是______________，推测出现平板乙可能的操作失误是________________。其余的甲、丙、丁、戊平板操作正常，其菌落数分别是210、230、470、190，则样品中菌种A的数量为________个/mL。
(4)果酒发酵罐与果醋发酵罐需要控制的温度条件差异是________________________。
解析：(1)家庭自制葡萄酒所用菌种常来自葡萄皮表面的酵母菌。候选菌A、B筛选和纯化后可以分别用于制作果酒和果醋，所以分别获取的是酵母菌和醋酸菌。(2)培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。(3)分析乙平板的菌落分布结果，可推知采用的纯化菌种的接种方法是稀释涂布平板法。出现乙平板结果可能的操作失误是涂布不均匀。平板上菌落数量在30～300之间可以用于计算，所以有效的菌落数是210、230、190，平均值为210。因为接种了0.1 mL，所以菌种A的数量为2 100个/mL。(4) 果酒发酵的适宜温度是18～25 ℃，果醋发酵的适宜温度是30～35 ℃。
答案：(1)葡萄皮表面的酵母菌 酵母菌 醋酸菌 (2)高压蒸汽灭菌 (3)稀释涂布平板法 涂布不均匀 2 100 (4)前者18～25 ℃，后者30～35 ℃
14．(2018·徐州考前模拟)图1为某同学设计的用于制作果酒和果醋的发酵装置。图2为某研究小组的同学在对杨梅酒和杨梅醋的生产工艺进行考察后，绘制出的基本工艺流程图。请据图回答下列问题：
(1)图示发酵过程中所需的酵母菌可以从自然界中分离出来，要得到较纯菌种，应配制________培养基(按培养基的功能分)，常采用________________法对培养基进行灭菌。灭菌后用平板划线法或稀释涂布平板法进行接种。
(2)用图1装置制作果酒过程中，要关闭________(填“充气”或“排气”)管上的夹子。
(3)用图1装置制作果酒过程中，因某一步骤操作失误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作失误是____________。对该装置进行的改进是____________________________________。
(4)图2中甲罐顶上的排气管被设计成了弯曲状的管，其目的是____________________。发酵一定时间后，观察到发酵罐内液面不再有________产生，说明发酵基本完毕。
(5)在制备杨梅醋过程中，乙罐内先填充经灭菌处理的木材刨花，然后加入含________菌的培养液，使该菌附着在刨花上，再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵。
解析：(1)分离得到较纯的菌种用的培养基是选择培养基，对培养基灭菌采用的方法是高压蒸汽灭菌法。灭菌后用平板划线法或稀释涂布平板法进行接种。(2)果酒发酵是无氧发酵，充气管上夹子在其发酵过程中要关闭。(3)用图1装置制作果酒的过程中，因某一步骤操作失误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作失误是未及时排气。可将该装置中排气管改成长而弯曲的管道，并适时打开排气管上的夹子。(4)图2中甲罐顶上的排气管被设计成了弯曲状的管，其目的是防止空气中的微生物进入后污染培养液，并放出发酵过程中产生的CO2。发酵一定时间后，观察到发酵罐内液面不再有气泡产生，说明发酵基本完毕。(5)在制备杨梅醋过程中，乙罐内先填充经灭菌处理的木材刨花，然后加入含醋酸菌的培养液，使该菌附着在刨花上，再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵。
答案：(1)选择 高压蒸汽灭菌 (2)充气 (3)未及时排气 排气管改用长而弯曲的胶管 (4)防止空气中的微生物污染，并放出发酵过程中产生的CO2 气泡 (5)醋酸
2个主攻点之(二) 酶的应用和DNA的粗提取与鉴定
1．图解酶的应用与固定化(填图)
2．DNA粗提取与鉴定(填图)
考向(一) 探究加酶洗衣粉的洗涤效果
[真题导向]
1．(2018·江苏高考，多选)下列关于加酶洗衣粉的叙述，错误的是( )
A．洗衣粉中添加的酶通常是由微生物发酵生产而来
B．洗衣粉中的蛋白酶通常会将添加的其他酶迅速分解
C．在50 ℃热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶会迅速失活
D．加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，不会影响其中酶的活性
解析：选BCD 洗衣粉中添加的酶通常由微生物发酵生产而来；洗衣粉中的酶往往通过特殊的化学物质将酶层层包裹，因此蛋白酶不会将添加的其他酶迅速分解；加酶洗衣粉的使用过程中水温以30～50 ℃ 为宜，其中的酶具有耐较高温度的特点，所以在50 ℃的热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶不会迅速失活；加酶洗衣粉受潮后，酶表面的保护剂会被破坏，酶的活性会受到影响。
2．(2017·江苏高考)为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如图。由图中实验结果能直接得出的结论是( )
A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强
B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同
D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
解析：选C 对污布类型2、3处理，洗衣粉类型、酶用量均相同，二者比较可以直接说明碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同。由图中实验结果不能直接得出A、B、D三项所述的结论，原因是它们都没有单一变量的对照实验来支持。
3．(2014·江苏高考)下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是( )
A．高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好
B．洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用
C．在pH低于7.0的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用
D．洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用
解析：选C 酶有最适温度，加酶洗衣粉中的酶在温水中更能充分发挥洗涤效果；洗衣粉中的表面活性剂能影响碱性蛋白酶的活性，会使酶活性降低；加酶洗衣粉中的酶是经过特殊处理的，能耐酸、耐碱；加酶洗衣粉中的酶主要是通过分解衣物上的污渍发挥作用。
[过关练习]
1．(2018·江苏六市二模)下面是研究人员以复合酶制剂为材料进行研究的结果，相关叙述错误的是( )
温度(℃)
20
30
40
45
50
60
不加酶去污力(%)
15
18
20
21
21.5
22
加酶去污力(%)
30
40
48
50
48
37
A．本研究的主要目的是探究温度对复合酶制剂去污力的影响
B．实验所用污布上污染物种类、污染程度等均会影响实验结果
C．实验结果表明，加复合酶制剂后的洗涤温度以40～50 ℃为宜
D．当温度高于60 ℃时，加入的复合酶制剂会失去催化活性
解析：选D 据表格内容可知，本实验的自变量是不同的温度，因变量是加酶去污力与不加酶去污力的大小，因此本研究的主要目的是探究温度对复合酶制剂去污力的影响；实验中的无关变量包括污布上污染物种类、污染程度等，这些无关变量均会影响实验结果；据表格中实验数据可知，40～50 ℃时，加复合酶制剂的去污力最强，洗涤衣物时应控制温度在该范围；据表格中数据只能看出在20～60 ℃时，加入的复合酶制剂的活性先升高后降低，且40～50 ℃时复合酶制剂的活性最高，60 ℃复合酶制剂的活性下降，无法看出60 ℃以上复合酶制剂的催化活性是否丧失。
2．在探究某品牌加酶洗衣粉适宜的洗涤温度时，不必考虑( )
A．实验设计的温度范围是否符合生活实际
B．洗涤衣物的大小、质地、污渍类型和污染程度
C．洗衣粉用量、洗涤方式及时间、洗涤后漂洗方式
D．使用普通洗衣粉和不加洗衣粉进行同样方式的洗涤
解析：选D 探究加酶洗衣粉适宜的洗涤温度实验中，自变量是温度，实验设计的温度范围要符合生活实际；洗涤衣物的大小、质地、污渍类型和污染程度、洗衣粉用量、洗涤方式及时间、洗涤后漂洗方式都属于无关变量，必须要考虑，否则会影响实验结果；由于探究温度对加酶洗衣粉的影响，所以不需要设置加普通洗衣粉和不加洗衣粉的对照。
考向(二) 酵母细胞的固定化及应用
[真题导向]
1．(2018·江苏高考)下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是( )
A．用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞
B．进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜
C．注射器(或滴管)出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状
D．包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性
解析：选D 溶解海藻酸钠时，应先加水，小火或间断加热并不断搅拌，完全溶化后用蒸馏水定容，冷却至室温后加入活化的酵母细胞充分搅拌，使其混合均匀，再固定；进行包埋时，CaCl2溶液的作用是让胶体聚沉，使海藻酸钠形成凝胶珠，不是用于悬浮细胞；滴加时注射器或滴管不能贴近液面，否则凝胶珠会呈蝌蚪状；制作成功的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性。
2．(2017·江苏高考)下列关于“酵母细胞的固定化技术”实验的叙述，正确的是( )
A．活化酵母时，将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状
B．配制CaCl2溶液时，需要边小火加热边搅拌
C．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
D．海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色，过低时凝胶珠易呈蝌蚪状
解析：选A 将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状，可以活化酵母；配制海藻酸钠溶液时需用小火加热，配制CaCl2溶液时不需加热；凝胶珠成形后应在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，以便形成稳定的结构；海藻酸钠溶液浓度过低时固定的酵母细胞数目少，凝胶珠呈白色，过高时凝胶珠易呈蝌蚪状。
3．(2016·江苏高考)为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响，以及固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验，流程及结果如下。请回答下列问题：
图1
图2
(1)实验中的海藻酸钠作用是______________，CaCl2的作用是____________________。
(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用________洗涤。图1中1.0%海藻酸钠组培养24 h后，移动凝胶球，溶液呈绿色，原因是____________。
(3)为探索固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，应选用浓度为________海藻酸钠制备凝胶球。
(4)图2中空白凝胶球组Zn2＋浓度下降的原因是____________________。结合图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48 h 间Zn2＋浓度下降速度较快的主要原因是_______________；72～96 h间Zn2＋浓度下降速度较慢的原因有________________________________________。
解析：(1)绿球藻为单细胞生物，可用包埋法固定化，实验中海藻酸钠的作用是包埋绿球藻。配制好的海藻酸钠和绿球藻混合溶液需要滴入CaCl2溶液中，与CaCl2反应形成凝胶球，刚形成的凝胶球应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，有利于形成稳定的结构。(2)将固定好的凝胶球用绿球藻的培养液(生理盐水)清洗2～3次，能够洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻的活性。如果包埋绿球藻用的海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶球孔径过大，在培养过程中会有绿球藻从包埋材料中漏出来，使溶液呈绿色。(3)分析图1中绿球藻数量变化曲线可知，浓度为2.0%的海藻酸钠对绿球藻的包埋效果最好，凝胶球中包埋的绿球藻数量最多，故应选用该浓度的海藻酸钠制备凝胶球。(4)由Zn2＋浓度变化曲线可知，空白凝胶球组Zn2＋浓度下降的原因是凝胶对Zn2＋有一定的吸附作用。培养初期，绿球藻生长(增殖)速度较快，导致Zn2＋浓度下降速度较快；培养后期，由于绿球藻生长(增殖)速度减慢、溶液中Zn2＋浓度较低等，Zn2＋浓度下降速度较慢。
答案：(1)包埋绿球藻(包埋剂) 与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂) (2)培养液(生理盐水) 海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大) (3)2.0% (4)凝胶吸附Zn2＋ 绿球藻生长(增殖)速度快 绿球藻生长(增殖)速度减慢，溶液中Zn2＋浓度较低
(1)海藻酸钠遇到Ca2＋可迅速发生离子交换，生成凝胶。利用这种性质，将酵母细胞活化液与海藻酸钠溶液混匀后滴入CaCl2溶液中，Ca2＋从外部扩散进入海藻酸钠与细胞混合液珠内，使海藻酸钠转变为不溶于水的海藻酸钙凝胶，由此将酵母细胞包埋在其中。
(2)酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。
(3)酵母细胞活化、配制CaCl2溶液和配制海藻酸钠溶液时都用蒸馏水。
(4)配制海藻酸钠溶液是影响实验成败的关键步骤。海藻酸钠溶化应用小火或间断加热，海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。
(5)海藻酸钠溶液应冷却至常温后再加入已活化的酵母细胞。
(6)将注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物以恒定的速度缓慢地滴加到CaCl2溶液中，使海藻酸钠形成凝胶珠；凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是使凝胶珠形成稳定的结构。
(7)如果希望反复使用固定化酵母细胞，就需要避免其他微生物的污染。在工业生产中，细胞的固定化是在严格无菌的条件下进行的。
[过关练习]
1．(2017·江苏高考)固定化单宁酶应用于茶饮料加工，可消除其中的苦涩味。下列有关叙述正确的是( )
A．在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白
B．化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小
C．温度、pH和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性
D．酶的高效性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分
解析：选C 单宁酶和杂蛋白都是大分子，不能用透析法进行分离，可用凝胶色谱法进行分离；化学结合法可能影响酶的活性部位进而影响反应效果，而吸附法不影响酶的分子结构；影响酶活性的因素有温度、pH和重金属离子等；固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分取决于酶的专一性。
2．(2015·江苏高考)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，错误的是( )
A．固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用
B．溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素
C．固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物
D．凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合
解析：选B 固定化酶技术是指将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，以实现重复利用。固定化酶发挥作用不需要供氧，溶解氧交换受阻不会成为其应用的限制因素。固定化细胞只能用于生产分泌到细胞外的产物，否则无法获得需要的产物。用凝胶包埋细胞利用的是物理方法。
3．(2018·南京、盐城二模，多选)科研人员比较了单独固定的云微藻和与芽孢杆菌混合固定的云微藻的增殖变化，结果如图。下列有关叙述错误的是( )
A．实验中固定云微藻和芽孢杆菌的常用方法是包埋法
B．混合固定时云微藻增殖快，可能与芽孢杆菌线粒体产生的CO2有关
C．实验时间内混合固定后云微藻增长较快，可呈“J”型增长
D．第8 d，混合固定的每个颗粒中含藻细胞数约为8×107个
解析：选BCD 云微藻、芽孢杆菌为单细胞，故固定云微藻、芽孢杆菌常用的方法为包埋法。混合固定时，云微藻增殖快，可能与芽孢杆菌产生的CO2有关，但芽孢杆菌属于原核生物，没有线粒体。根据图示可知：有限环境中，云微藻种群数量呈“S”型增长。第8 d，混合固定的每个颗粒中含藻细胞数约为8×107÷10＝8×106(个)。
考向(三) DNA的粗提取与鉴定
[真题导向]
1．(2015·江苏高考，多选)下图1、2分别为“DNA的粗提取与鉴定”实验中部分操作步骤示意图，下列叙述正确的是( )
A．图1、2中加入蒸馏水稀释的目的相同
B．图1中完成过滤之后保留滤液
C．图2中完成过滤之后弃去滤液
D．在图1鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质
解析：选BCD 图1中加入蒸馏水的目的是使鸡血细胞吸水涨破；图2中加入蒸馏水的目的是调节盐溶液的浓度，使DNA析出。图1中含有DNA的核物质位于滤液中，因此完成过滤后应保留滤液；图2中析出的DNA在纱布上，因此完成过滤后应弃去滤液。嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶，能催化杂质蛋白的分解。
2．(2014·江苏高考)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验叙述，错误的是( )
A．酵母和菜花均可作为提取DNA的材料
B．DNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也溶于蒸馏水
C．向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可见玻棒上有白色絮状物
D．DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝
解析：选C 原则上含DNA的生物材料都可用来提取DNA，只是选用DNA含量高的生物组织，成功的可能性更大；DNA在2 mol/L NaCl溶液和蒸馏水中溶解度都较大；向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，鸡血细胞会吸水破裂，但在蒸馏水中不会析出DNA；DNA溶液加入二苯胺试剂后需沸水浴加热，待冷却后溶液变蓝。
(1)加蒸馏水2次：
操作方法
操作目的
第一次
加到鸡血细胞液中
使血细胞吸水涨破
第二次
加到含DNA的2 mol/L的NaCl溶液中
使NaCl溶液的浓度下降到0.14 mol/L，使DNA析出
(2)用纱布过滤4次：
操作方法
操作目的
第一次
过滤血细胞破裂液
得到含细胞核物质的滤液
第二次
过滤溶有DNA的2 mol/L的NaCl溶液
除去不溶的杂质
第三次
滤取0.14 mol/L的NaCl溶液
析出DNA(黏稠物)
第四次
过滤溶有DNA的2 mol/L的NaCl溶液
获取含DNA的滤液
(3)用NaCl溶液4次：
操作方法
操作目的
第一次
加2 mol/L的NaCl溶液
溶解提取的细胞核物质
第二次
用0.14 mol/L的NaCl溶液
使DNA析出
第三次
用2 mol/L的NaCl溶液
溶解滤取的DNA黏稠物
第四次
用2 mol/L的NaCl溶液
溶解丝状物用于鉴定DNA
[过关练习]
1．(2018·苏州调研)下列有关“花菜细胞中DNA的粗提取”实验的叙述，正确的是( )
A．在研磨过程中加入洗涤剂的作用是为了瓦解细胞壁
B．在研磨过程中加入食盐的作用是析出DNA
C．将滤液放在60～75 ℃下保温的作用主要是除去滤液中的杂质
D．在滤液中加入冷却的等体积分数酒精的原理是DNA可溶于酒精
解析：选C 在研磨中加入洗涤剂的作用是为了瓦解细胞膜；加入食盐的目的是溶解DNA。将滤液放在60～75 ℃下保温，其原理是利用DNA和蛋白质对高温的耐受性不同，从而使蛋白质变性与DNA分离，以除去滤液中的杂质。在滤液中加入冷却的等体积分数酒精的原理是DNA不溶于酒精，但细胞中的某些蛋白质可溶于酒精，利用这一原理，可将DNA与蛋白质进一步地分离。
2．(2018·徐州高考冲刺预测卷)下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验原理的叙述，正确的是( )
A．利用DNA能溶于冷酒精溶液，而蛋白质不溶于冷酒精溶液的特点，可将DNA与蛋白质分离
B．利用85 ℃的高温能使蛋白质变性却对DNA没有影响的特性，将DNA与蛋白质分离
C．利用DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度最大的特点，可将DNA与杂质分离
D．在DNA滤液中加入嫩肉粉，通过木瓜蛋白酶的作用，可将DNA与蛋白质分离
解析：选D 由于DNA不溶于冷酒精溶液，某些蛋白质能溶于冷酒精溶液，所以可利用体积分数为95%的冷酒精将DNA与蛋白质分离；高温对蛋白质和DNA都有影响，只是DNA对高温的耐受性强于蛋白质；利用DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最小的特点，可将DNA与杂质分离；利用酶的专一性，蛋白酶只能将蛋白质分解，在DNA滤液中加入嫩肉粉，通过木瓜蛋白酶的作用，可将DNA与蛋白质分离。
3．某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动，具体步骤如下：
材料处理：称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各2份，每份10 g。剪碎后分成两组，一组置于20 ℃、另一组置于－20 ℃条件下保存24 h。
DNA粗提取：
第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。
第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。
第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol/L NaCl溶液溶解上述絮状物。
DNA检测：
在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水浴中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表：
材料保存温度
菜花
辣椒
蒜黄
20 ℃
＋＋
＋
＋＋＋
－20 ℃
＋＋＋
＋＋
＋＋＋＋
注：“＋”越多表示蓝色越深
分析上述实验过程，回答下列问题：
(1)该探究性实验的课题名称是________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少________。
(3)根据实验结果，得出结论并分析。
①结论1：与20 ℃相比，相同实验材料在－20 °C条件下保存，DNA的提取量较多。
结论2：_________________________________________________________________。
②针对结论1，请提出合理的解释：___________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：____________________________________________________，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。
解析：如果DNA断裂，就不容易被提取出来；温度主要是通过影响酶的活性来影响生理过程。粗提取得到的DNA中含有少量的蛋白质，可以通过氯仿的特殊功能来去除蛋白质，提高DNA纯度。
答案：(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响 (2)DNA断裂 (3)①等质量的三种实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多 ②低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢 (4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液
一、选择题
1．下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是( )
A．反应产物对固定化酶的活性没有影响
B．实验室常用吸附法制备固定化酵母细胞
C．若发酵底物是大分子，则固定化细胞优于固定化酶
D．固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显
解析：选D 某些产物可以与酶结合，使酶的结构发生变化，从而影响酶的活性；固定化技术包括包埋法、物理吸附法和化学结合法(交联法)，由于细胞较大，故多采用包埋法；由于大分子难以通过细胞膜，无法与细胞内的酶接触，所以底物是大分子时，用固定化酶优于固定化细胞；固定化细胞固定的是一系列酶，所以在多步连续催化反应方面优势明显。
2．(2019届高三·南京、盐城联考)下列关于生物技术应用的叙述，正确的是( )
A．从酶的固定方式看，物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小
B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂只能以注射的方式给药
C．加酶洗衣粉中酶制剂可以被重复利用，提高了酶的利用率
D．将海藻酸钠凝胶珠用自来水冲洗，可洗去多余的CaCl2和杂菌
解析：选A 酶的固定方法通常有化学结合法和物理吸附法，前者可能引起酶分子结构发生改变而改变酶的活性，后者不会；消化酶发挥作用的场所是消化道，因此蛋白酶制剂应该口服；加酶洗衣粉中酶制剂不能被重复利用，会随污水一起排掉；将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌。
3．下列有关酶的应用及固定化技术的叙述，错误的是( )
A．溶解氧不会影响固定化酶的活性
B．固定化酶和固定化细胞都可以被重复利用
C．使用加酶洗衣粉时，浸泡时间不足会影响洗涤效果
D．用海藻酸钠固定酵母细胞时，海藻酸钠溶液浓度越高，效果越好
解析：选D 固定化酶的应用中，要控制pH、温度，但与溶解氧无关，因为温度和pH影响酶的活性，而溶解氧不会影响酶的活性。固定化酶和固定化细胞都可以被重复利用。酶促反应需要一定的时间，使用加酶洗衣粉时，浸泡时间不足会影响洗涤效果。海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，如海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，都会影响实验效果。
4．在DNA粗提取与鉴定实验中，将获得的含有DNA的黏稠物分别按下表处理三次，则DNA主要集中在( )
操作
黏稠物
滤液
2 mol/L的NaCl溶液搅拌过滤
①
②
0.14 mol/L的NaCl溶液搅拌过滤
③
④
95%的冷酒精搅拌过滤
⑤
⑥
A．①③⑤ B．②③⑤
C．①④⑥ D．②④⑥
解析：选B DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度较大，过滤后DNA存在于滤液中；在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最低，搅拌过滤后存在于黏稠物中；DNA不溶于95%的冷酒精，搅拌过滤后存在于黏稠物中。
5．(2018·盐城模拟)为了更合理地使用某品牌加酶洗衣粉，某兴趣小组在不同温度下测定了该品牌洗衣粉去除不同污渍所需的时间，其实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．该实验的自变量是温度
B．该品牌洗衣粉中添加了蛋白酶、脂肪酶、蓝墨水酶
C．不同实验组的污渍含量、洗衣粉用量、洗涤方式应相同
D．实验结果表明，该品牌洗衣粉对蓝墨水的去污效果最好
解析：选C 该实验是在不同温度下测定该品牌洗衣粉去除不同污渍所需的时间，因此自变量为温度和污渍的类型。蓝墨水的主要成分是六氰合铁酸铁的水溶液，而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶。污渍含量、洗衣粉用量、洗涤方式均属于无关变量，则不同实验组的污渍含量、洗衣粉用量、洗涤方式应相同。根据题图曲线分析，该品牌洗衣粉去除蓝墨水所需的时间最长，因此对蓝墨水的去污效果最差，对奶渍的去污效果最好。
6．下图是“DNA粗提取与鉴定”实验中的两个操作步骤示意图，下列相关叙述正确的是( )
A．图1中溶液a是0.14 mol/L的NaCl溶液
B．图1所示操作的原理是DNA能溶于酒精，而蛋白质等杂质不溶
C．图2所示实验操作中有一处明显错误，可能导致试管2中蓝色变化不明显
D．图2试管1的作用是证明2 mol/L NaCl溶液遇二苯胺出现蓝色
解析：选C 图1中溶液a是2 mol/L的NaCl溶液；加入冷却的酒精的目的是除杂，原理是DNA不溶于冷酒精，而蛋白质等杂质溶于酒精；图2操作中的错误是试管2中的液面高于水浴的液面，导致试管受热不均匀；图2试管1的作用是对照，证明2 mol/L的NaCl溶液不会与二苯胺作用出现蓝色。
7.小球藻可用于污水净化，其繁殖能力(生长量)在一定程度上可以反映藻细胞消耗N、P等的能力。科研人员比较游离小球藻和用海藻酸钠固定化后的小球藻生长量变化，结果见右图。下列相关叙述错误的是( )
A．本研究中固定化小球藻采用的方法是包埋法
B．实验中可用CaCl2溶液浸泡凝胶珠使其形成稳定结构
C．结果表明固定化小球藻的生长期较短、生长速率低
D．使用固定化小球藻有利于重复使用且可避免水体二次污染
解析：选C 据题图曲线可知，固定化小球藻生长速率低、生长期较长。
8．(2018·徐州模拟)下列有关酶制剂应用的叙述，正确的是( )
A．纤维素酶可用于处理棉、麻制品，使其柔软
B．加酶洗衣粉的洗涤效果总比普通洗衣粉好
C．固定化葡萄糖异构酶可催化一系列化学反应
D．腐乳前期发酵主要依赖毛霉产生的淀粉酶
解析：选A 纤维素酶可催化纤维素水解为小分子物质，因此可用于处理棉、麻制品，使其柔软；酶的催化作用需要适宜的条件，若洗涤条件不适宜，其洗涤效果不一定比普通洗衣粉的洗涤效果好；固定化葡萄糖异构酶只能催化葡萄糖转化为果糖，不能催化一系列化学反应；腐乳前期发酵主要是依赖毛霉分泌的蛋白酶将蛋白质分解为小分子肽和氨基酸。
9．(2018·苏锡常镇四市一模，多选)研究人员以啤酒发酵的废酵母为材料，探究固定化酵母对工业废水中的重金属铬的吸附处理效果，获得实验结果如图。下列有关叙述错误的是( )
A．将废酵母加入到冷却至室温的海藻酸钠溶液后就可用注射器吸取固定
B．滴加到CaCl2溶液中的凝胶呈蝌蚪状是由海藻酸钠溶液浓度过低造成的
C．处理的工业废水适宜的起始铬浓度不宜超过60 mg/L
D．相同且适宜条件下该固定化酵母可以显著提高啤酒产量
解析：选ABD 将废酵母加入到冷却至室温的海藻酸钠溶液，混合均匀后才能进行固定；海藻酸钠溶液浓度过高，凝胶易呈蝌蚪状；据图分析，当工业废水的起始铬浓度超过60 mg/L时，吸附率开始下降，说明处理的工业废水适宜的起始铬浓度不宜超过60 mg/L；从题中实验信息不能得出酵母菌与酒精产量的关系。
10．(2018·泰州中学模拟，多选)利用鸡血粗提取DNA，在滤液中含有较多DNA的操作是( )
A．向鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水，用玻璃棒搅拌后过滤
B．向DNA溶液中加入冷却的体积分数为95%酒精，用玻璃棒卷起丝状物后过滤
C．将含DNA的黏稠物加入2 mol/L的NaCl溶液中，用玻璃棒搅拌后过滤
D．将含DNA的黏稠物加入0.14 mol/L的NaCl溶液中，用玻璃棒搅拌后过滤
解析：选AC 向鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水，鸡血细胞会因吸水胀破而释放出DNA，因此用玻璃棒搅拌后过滤，滤液中含有较多的DNA；DNA不溶于冷却的酒精，因此向DNA溶液中加入冷却的体积分数为95%酒精后DNA会析出，用玻璃棒卷起丝状物后过滤，得到的滤液中几乎不含DNA；DNA在2 mol/L的NaCl溶液中的溶解度高，因此将含DNA的黏稠物加入2 mol/L的NaCl溶液中，用玻璃棒搅拌后过滤，滤液中含有较多的DNA；DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低，因此将含DNA的黏稠物加入0.14 mol/L的NaCl溶液中，用玻璃棒搅拌后过滤，滤液中几乎不含DNA。
二、非选择题
11．利用固定化藻处理生活污水是近几年发展起来的新技术。原绿球藻是海洋中的一种光合自养型原核生物，科研人员进行了固定化原绿球藻的生长情况及除氮效果的实验，实验中的人工污水是在无氮培养基中添加NH4Cl配制而成，结果如下。请分析回答：
(1)原绿球藻固定化的方法是________，固定形成的凝胶珠颜色为________。若实验中海藻酸钠的浓度过高，则________________。
(2)分析图1,7 d内悬浮藻的种群数量变化为________；与悬浮藻相比，13 d内固定化藻生长、增殖速率较慢，原因是_____________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(3)分析图2，对人工污水除氮效率较高的是__________；从环境保护看，固定化原绿球藻的优势表现在________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)原绿球藻固定化的方法是包埋法。因为包埋的是原绿球藻，所以固定形成的凝胶珠颜色应为绿色。若实验中海藻酸钠的浓度过高，则凝胶珠不规则，易呈蝌蚪状，过低则包埋的原绿球藻数量较少。(2)根据题图1可知，7 d内悬浮藻的增长速率始终是正值，所以种群数量变化为增长。由于固定化载体遮光，固定化形成的藻球内原绿球藻生长空间小，藻球内外物质交换速率受限制等原因，固定化藻生长、增殖速率较慢。(3)从环境保护看，悬浮原绿球藻易于与污水分离，有利于减少二次污染等。
答案：(1)包埋法 绿色 凝胶珠不规则，易呈蝌蚪状 (2)增长 固定化载体遮光，固定化形成的藻球内原绿球藻生长空间小，藻球内外物质交换速率受限制(合理即可)(3)悬浮原绿球藻 藻球易于与污水分离，有利于减少二次污染
12．(2018·南通调研)如图是南通某中学生物兴趣小组进行的DNA粗提取实验，其中SDS(一种表面活性剂)除了能瓦解细胞膜和核膜，还能与脂质和蛋白质结合。当SDS遇到K＋时，K＋可以置换SDS中的Na＋，产生不溶于水的PDS沉淀。请回答下列问题：
(1)实验中，向剪碎的猪肝中加入食盐的主要作用是__________。将猪肝匀浆放入65 ℃水浴锅中水浴10 min 以除去部分杂质的主要实验原理是______________________________
______________________________。
(2)方法一的步骤①中加入洗涤剂的作用是______________________。方法三的步骤③中，离心后应取____________。
(3)方法一、二获得的絮状物均带黄色，从DNA在细胞中的存在形式分析，杂质分子最可能是________，可用__________试剂鉴定。
(4)要比较三种方法获得的絮状物中DNA含量，请写出实验思路： ________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)在DNA粗提取实验中,向剪碎的猪肝中加入食盐可以溶解DNA；蛋白质在
65 ℃高温下会变性，而DNA能耐受这一温度，因此将猪肝匀浆放入65 ℃水浴锅中水浴
10 min可以除去蛋白质类的杂质。(2)方法一的步骤①中加入洗涤剂，可以瓦解细胞膜和核膜；方法三的步骤③中，SDS在KCl溶液中形成不溶于水的PDS沉淀，又因为SDS能瓦解细胞膜、核膜，并能与脂质和蛋白质结合，应该将该沉淀物除去，因此离心后应该取上清液。(3)细胞中的DNA主要存在于染色体上，染色体的主要成分是DNA和蛋白质，因此该杂质最可能是蛋白质，可以用双缩脲试剂进行鉴定。(4)比较三种方法获得的絮状物中DNA含量，可以利用二苯胺试剂进行鉴定，实验思路如下：分别取等量的三种絮状物，并用等量的2 mol/L NaCl溶液溶解；再向各试管中加入等量的二苯胺试剂并水浴加热；比较三支试管中蓝色的深浅。
答案：(1)溶解DNA 蛋白质在65 ℃高温下会变性，而DNA能耐受这一温度 (2)瓦解细胞膜和核膜 上清液 (3)蛋白质 双缩脲 (4)分别取等量的三种絮状物，并用等量的
2 mol/L NaCl溶液溶解；再向各试管中加入等量的二苯胺试剂并水浴加热；比较三支试管中蓝色的深浅
13．生物兴趣小组以苹果为材料开展细胞中DNA含量测定研究，主要实验流程如下图，其中SDS(十二烷基硫酸钠)具有破坏细胞膜和核膜、使蛋白质变性等作用，苯酚和氯仿不溶或微溶于水。它们的密度均大于水。请分析回答：
(1)步骤①中苹果组织研磨前先经液氮冷冻处理的主要优点是______________________________________。在常温条件下，也可向切碎的组织材料中加入一定量的____________，再进行充分搅拌和研磨。
(2)根据实验流程可推知，步骤③④所依据的原理是____________________________。
(3)步骤⑤加入2～3倍体积分数95%乙醇的目的是______________________________。
(4)下面是某同学设计的DNA鉴定实验的主要步骤：
①取1支20 mL试管，向其中先后加入2 mol/L的NaCl溶液5 mL和少量絮状DNA沉淀，用玻棒搅拌使其溶解。
②向试管中加入4 mL二苯胺试剂，混匀后将试管置于50～60 ℃水浴中加热5 min，待试管冷却后，观察溶液是否变蓝。
请指出上面实验步骤中的两个错误。
(5)兴趣小组成员还以同种苹果的不同组织器官为材料，测定不同组织细胞中DNA的含量，结果如下表(表中数值为每克生物材料干重中DNA含量)：
组织器官
韧皮部
形成层
冬芽
秋梢嫩叶
成熟叶片
含量
(μg/g)
80.00
150.00
160.00
120.00
70.00
试从细胞分裂的角度，解释不同生物材料中DNA含量差异明显的原因。
解析：(1)组织经液氮处理后再研磨，更容易破碎，从而可以提高DNA的提取量，低温下，DNA酶活性低，能防止DNA降解。在常温条件下，用洗涤剂瓦解植物细胞的细胞膜，使DNA释放，食盐用于溶解DNA。(2)根据过程③④，最终DNA都在上清液中，说明蛋白质等杂质在下层。根据“苯酚和氯仿的密度均大于水”，说明DNA不溶于苯酚和氯仿，蛋白质等杂质能溶。(3)DNA不溶于95%的乙醇，加入2～3倍体积分数95%的乙醇会使DNA析出，同时能除去溶解于乙醇中的蛋白质等杂质。(4)DNA鉴定中，应设置对照组，便于颜色比较；同时运用二苯胺鉴定DNA时必须沸水浴加热。(5)细胞在分裂过程中会进行DNA的复制，导致细胞中DNA含量加倍。形成层、冬芽、嫩叶等部位的细胞分裂旺盛，所以DNA含量较高。
答案：(1)充分破碎植物细胞，降低DNA酶的活性，减少DNA分解 洗涤剂和食盐 (2)DNA不溶于苯酚、氯仿，而蛋白质等杂质能溶 (3)使DNA析出，同时去除部分蛋白质等杂质(提取杂质较少的DNA) (4) 水浴温度应为“沸水浴” 缺少对照组 (5)形成层、冬芽、嫩叶等部位的细胞分裂旺盛，DNA复制使得细胞中DNA含量较高
______________________________________________________
A卷——基础保分练
一、选择题
1．下列关于果酒、果醋和腐乳制作的叙述，错误的是( )
A．果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小
B．果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵
C．在制作腐乳码放豆腐时，要留出缝隙促进毛霉等微生物的生长
D．制作果酒、果醋和腐乳所用的主要菌种在生态系统中属于分解者
解析：选B 果酒发酵过程中，酵母菌不断利用葡萄糖产生酒精和CO2，而酒精的密度较小，因此发酵液密度会逐渐减小；果醋发酵选用的菌种为醋酸菌，醋酸菌是一种好氧菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，果醋发酵为有氧发酵；在制作腐乳码放豆腐时，要留出缝隙，以促进毛霉等微生物的生长，使豆腐块表面布满毛霉菌丝；制作果酒、果醋和腐乳所用的主要菌种依次为酵母菌、醋酸菌和毛霉，它们在生态系统中都属于分解者。
2．利用葡萄汁发酵生产葡萄酒，当酒精含量达到12%～16%时，发酵就停止了。下列有关解释错误的是( )
A．酒精对酵母菌有毒害作用
B．葡萄汁中的营养物质不足
C．发酵液中pH逐渐降低影响酶的活性
D．氧气过少导致酵母菌无法进行细胞呼吸
解析：选D 酒精是发酵的产物，但酒精对细胞有一定的毒害作用；随着发酵进行，发酵液中的营养物质减少，pH逐渐降低，酵母菌会大量死亡，发酵停止；酵母菌是兼性厌氧菌，不会因氧气过少而无法进行细胞呼吸。
3．下列关于“腐乳的制作”叙述错误的是( )
A．制作腐乳时毛霉等多种微生物共同发挥作用
B．毛霉生长的最适温度为30～35 ℃
C．后期发酵时间长短与盐用量、卤汤成分等有关
D．封瓶时需将瓶口通过酒精灯的火焰
解析：选B 腐乳的制作是毛霉等多种微生物共同作用的结果；毛霉生长的最适温度为15～18 ℃。
4．下列有关常见无菌操作的叙述，错误的是( )
A．用酒精擦拭双手
B．用氯气对水源消毒
C．实验操作应在酒精灯火焰附近进行
D．玻璃器皿(吸管、培养皿)可用酒精擦拭
解析：选D 用酒精擦拭双手属于使用化学药剂消毒；用氯气消毒水源也属于使用化学药剂消毒；实验操作应在酒精灯火焰附近进行，因为高温可防止杂菌污染；玻璃器皿(吸管、培养皿)等应用干热灭菌法灭菌，利用酒精擦拭不能将所有微生物杀灭。
5．(2019届高三·徐州调研)下列有关“微生物的分离与培养”实验的叙述，正确的是( )
A．利用平板划线法可对微生物进行接种、纯化、分离和计数
B．对培养皿进行编号或对菌种进行标注时，应使用记号笔在皿底标记
C．倒平板时，应将打开的培养皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上
D．将好氧型菌株接种到培养液中需静置培养，防止培养液沾染试管壁引发污染
解析：选B 利用平板划线法可对微生物进行接种、纯化和分离，但不能计数；在微生物的培养中，一般将培养皿倒置，在皿底上用记号笔做标记；倒平板时应左手拿培养皿，右手拿锥形瓶，左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，倒入培养基后立即盖上培养皿皿盖；将好氧型菌株接种到培养液中需振荡培养，以增加溶液的溶氧量。
6．高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛选了高效产生高温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．①过程的目的是稀释
B．②过程所使用的接种方法是稀释涂布平板法
C．Ⅰ号、Ⅱ号培养基都属于固体培养基，先灭菌后调节pH
D．从Ⅰ号培养基挑出透明圈大的菌落，接种到Ⅱ号培养基上
解析：选C 图中①过程是稀释嗜热菌培养液的过程；接种嗜热菌即②过程所使用的接种方法是稀释涂布平板法；分析图示信息可知，Ⅰ号、Ⅱ号培养基都属于固体培养基，培养基配制和灭菌过程中，应注意先调节pH后灭菌；部分嗜热菌在Ⅰ号培养基上生长时可产生淀粉酶，分解培养基中的淀粉后会在菌落周围形成透明圈，透明圈越大，说明产生的淀粉酶越多或淀粉酶的活性越强，因此应挑选透明圈大的菌落接种在Ⅱ号培养基上继续培养。
7．关于酶的应用，下列叙述错误的是( )
A．用热水溶解洗衣粉后再将水温调到适宜温度
B．物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小
C．酶的固定化有利于实现酶的重复利用
D．口服多酶片中的胰蛋白酶位于片剂的核心层
解析：选A 热水会使洗衣粉中的酶失活，所以要先将水温调到适宜温度再溶解洗衣粉；化学结合法可能破坏酶的结构从而影响酶活性；固定化酶可以重复利用；口服多酶片中的胰蛋白酶在小肠中发挥作用，位于片剂的核心层。
8．与普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉能更有效地清除污渍，下列有关叙述错误的是( )
A．水质、水量、水温都会影响加酶洗衣粉的洗涤效果
B．加酶洗衣粉主要添加了酸性蛋白酶和酸性纤维素酶
C．探究加酶洗衣粉的洗涤效果，应选择同一品牌不加酶的普通洗衣粉作对照
D．加酶洗衣粉的使用，减少了磷的排放，降低了环境污染
解析：选B 加酶洗衣粉中主要添加了淀粉酶、纤维素酶、碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
9．下列有关制备固定化酵母细胞的叙述，正确的是( )
A．利用5%的海藻酸钠溶液比蒸馏水活化酵母细胞效果更好
B．采用酒精灯小火间断加热使海藻酸钠溶化后还需要注意定容处理
C．将溶化后的海藻酸钠立即与活化的酵母细胞等量混合并充分混匀
D．以恒定的速度将注射器中的胶液滴加到适宜的CaCl2溶液中即可获得规则的凝胶珠
解析：选B 酵母细胞用蒸馏水活化；用酒精灯小火间断加热使海藻酸钠溶化后还需进行定容处理，防止海藻酸钠浓度变高；溶化后的海藻酸钠冷却后与活化的酵母细胞混合，防止高温杀死酵母菌；实验得到的凝胶珠的形状不规则，有的是椭圆形，有的是圆形。
10．下列关于DNA粗提取和鉴定实验的叙述，正确的是( )
A．加入预冷的体积分数为95%的酒精后要用玻璃棒轻缓搅拌
B．调节NaCl溶液物质的量浓度至0.14 mol/L，过滤后取滤液进行后续步骤的操作
C．在剪碎的植物中加入洗涤剂后即可进行研磨
D．向溶有DNA的NaCl溶液中加入适量二苯胺试剂后溶液即呈蓝色
解析：选A DNA在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，过滤后取纱布上的黏稠物进行后续步骤的操作；用植物材料提取DNA时要加入食盐和洗涤剂，前者是溶解DNA，后者是破坏细胞膜；向溶有DNA的NaCl溶液中加入适量二苯胺试剂后要沸水浴加热后，才可观察到溶液呈蓝色。
11．某同学用洋葱进行DNA粗提取和鉴定实验，操作错误的是 ( )
A．加入食盐和洗涤剂后用力进行快速、充分地研磨
B．用蛋白酶纯化过滤后的研磨液中的DNA
C．研磨后用单层纱布过滤获取含DNA的滤液
D．加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热
解析：选A 加入洗涤剂后研磨动作要轻缓、柔和，否则会产生许多泡沫，不利于后续步骤的操作；蛋白酶能够分解蛋白质，因此能起到纯化DNA的目的；研磨后用单层纱布过滤获取含DNA的滤液；DNA可与二苯胺试剂在沸水浴条件下作用显蓝色。
12．下列有关“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是( )
A．向甘蓝组织中加入一定的食盐并搅拌可释放核DNA
B．鉴定DNA时，应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中进行沸水浴
C．利用鸡血细胞提取DNA时，初步析出DNA的试剂是0.14 mol/L的NaCl溶液
D．保存好剩余的二苯胺试剂，以备下次实验时使用
解析：选C 用甘蓝组织提取DNA时，需要加入洗涤剂和食盐并研磨，洗涤剂可以瓦解细胞膜，食盐可溶解DNA；鉴定DNA时，应将丝状物溶于一定浓度的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂进行沸水浴；DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度小，所以初步析出DNA的试剂是0.14 mol/L的NaCl溶液；二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。
13．(多选)下列关于腐乳制作的描述，正确的是( )
A．在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与
B．含水量大于85%的豆腐利于保持湿度，适宜制作腐乳
C．加盐和加酒都能抑制微生物的生长
D．装瓶时要在酒精灯火焰旁进行以防杂菌污染
解析：选ACD 腐乳制作中毛霉等微生物产生的蛋白酶能催化豆腐中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸。制作腐乳用的是含水量为70%的豆腐，含水量太高腐乳不易成形。加盐能析出豆腐中的水分，并抑制微生物的生长，卤汤中加酒也能抑制微生物的生长，并能调味。腐乳密封腌制时，装瓶时需在酒精灯火焰旁进行以防杂菌污染。
14．(多选)下列有关平板划线接种法的操作，正确的是( )
A．将接种环放在酒精灯火焰上灼烧
B．将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环液
C．蘸取菌液和划线要在酒精灯火焰旁进行
D．划线时要将最后一区的划线与第一区的划线相连
解析：选ABC 平板划线法接种时，接种环应在酒精灯火焰上灼烧灭菌，蘸取菌液和划线也应在酒精灯火焰旁进行，以防杂菌污染；接种环应冷却后再蘸取菌液以防杀死菌种；同时注意不能将最后一区的划线与第一区相连。
15．(2018·泰州中学模拟，多选)在固定化小球藻的过程中，凝胶球的直径对小球藻的生长产生影响，实验者分别用直径为0.2 mm、0.3 mm、0.4 mm的滴管制备凝胶球，其中小球藻的生长量如图所示。下列叙述正确的是( )
A．小球藻被包埋在不溶于水的多孔性载体中
B．用直径为0.3 mm的滴管制备凝胶球较适宜
C．凝胶球直径过大不利于小球藻获得充足光照
D．凝胶球直径小不利于小球藻获得养分
解析：选ABC 小球藻被包埋在不溶于水的多孔性载体中；据题图分析可知，用直径为0.3 mm的滴管制备凝胶球较适宜；凝胶球直径过大不利于小球藻获得充足光照；凝胶球直径小，有利于小球藻获得养分。
二、非选择题
16．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________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)链霉素是抗生素，可抑制细菌生长，故在M培养基中加入链霉素作为选择培养基，可筛选出真菌。(2)培养基中的营养成分一般包括碳源、氮源、水和无机盐等。细胞中含有氮元素的生物大分子有蛋白质、核酸等,故加入的氮源可参与以上物质的合成。(3)能产生淀粉酶的微生物可将淀粉水解成麦芽糖，淀粉遇碘液变蓝，向加有淀粉的培养基中加入碘液后培养基呈现蓝色，产淀粉酶的菌落周围的淀粉被水解，形成透明圈，可根据透明圈的大小判断产生淀粉酶的多少。(4)统计菌落数时，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，甲同学统计的3个平板中的菌落数在正常范围内且差距不大，比较准确；乙同学统计的3个平板中，1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差。
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
B卷——重点增分练
一、选择题
1．(2018·徐州检测)下列有关微生物培养与应用的说法，正确的是( )
A．天然培养基是指直接取自自然界不需加工的培养基
B．接种前需对培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手等进行严格的灭菌处理
C．大肠杆菌的纯化培养过程包括培养基的配制和纯化大肠杆菌两个阶段
D．分离分解尿素的细菌时，尿素是培养基中唯一的氮源和碳源
解析：选C 天然培养基的成分不明确，其原料来自天然物质，其配制较为简单；接种前需要对培养基、培养皿、接种环进行灭菌，实验操作者的双手等进行消毒处理；大肠杆菌的纯化培养过程包括培养基的配制和纯化大肠杆菌两个阶段；分离分解尿素的细菌时，尿素是培养基中唯一的氮源，尿素和葡萄糖是碳源。
2．下列有关用鸡血进行DNA粗提取和鉴定实验的操作，错误的是( )
A．鸡血细胞中加入蒸馏水后，用玻璃棒搅拌
B．用蛋白酶纯化溶解于2 mol/L NaCl溶液中的DNA
C．在溶有DNA的滤液中加入体积分数为95%的冷酒精后，用玻璃棒轻缓搅拌
D．将卷在玻璃棒上的丝状物加入4 mL二苯胺试剂中，沸水浴加热，冷却后观察
解析：选D 卷在玻璃棒上的丝状物(DNA)首先溶于NaCl溶液，然后再加二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后观察颜色变化。
3．某校高三学生对某种加酶洗衣粉做了研究实验，在不同温度下除去不同污渍所需的时间，结果如表所示。下列叙述正确的是( )
不同温度下除去不同污渍所需时间(min)
水温(℃)
10
20
30
40
50
60
70
80
奶渍
48
43
28
12
6
4
12
17
蓝墨水
93
86
80
72
68
67
81
105
注：牛奶(主要含蛋白质、脂肪)、蓝墨水[主要成分：阿拉伯树胶(植物纤维)、鞣酸与硫酸亚铁]
A．此加酶洗衣粉适宜洗涤棉织品、毛织品、蚕丝制品等衣料
B．此实验证明了酶具有高效性
C．此实验证明了加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗衣粉好
D．同一水温下除去两种污渍时间不同的可能原因是加酶洗衣粉含有多种酶，酶具有专一性，且不同酶的活性受温度影响不同
解析：选D 根据题中表格数据可知，此加酶洗衣粉对奶渍的洗涤效果较好，因此含有蛋白酶，而毛织品、蚕丝织品等衣料的主要成分就是蛋白质，不能用该洗衣粉洗涤；该实验证明了酶需要温和的条件，即适宜的温度；此实验探究了加酶洗衣粉最适温度范围以及对不同污渍的洗涤效果，由于缺少加普通洗衣粉的对照组，不能证明加酶洗衣粉比普通洗衣粉的洗涤效果好。
4．下表是利用固定化α淀粉酶进行酶解淀粉的实验，下列叙述错误的是( )
组别
固定化酶柱长度(cm)
淀粉溶液的流速
(mL/min)
甲
10
0.3
乙
10
0.5
丙
15
0.3
丁
15
0.5
A．预期丙组流出液中产物的纯度可能最高
B．固定后的α淀粉酶装入柱中后可以重复利用
C．各组实验中淀粉溶液的浓度、pH、温度等都应该相同且适宜
D．流出液产物的纯度只与固定化酶柱长度和淀粉溶液的流速有关
解析：选D 反应柱长，淀粉流速慢，则反应时间充足，产物纯度较高；流出液产物的纯度除与固定化酶柱长度和淀粉溶液的流速有关外，还与反应柱中固定的酶的数量及下端筛板上孔径大小等有关。
5．(2019届高三·南通调研)下面是利用苹果块固定乳酸菌进行的有关实验流程图，相关叙述错误的是( )
A．将苹果切成小块可以增大相对表面积，有利于固定化乳酸菌与外界进行物质交换
B．步骤③中用无菌水清洗的目的是洗去苹果块表面乳酸菌，使步骤④的结果更准确
C．步骤④中设置的对照实验应是用等质量的苹果小块在相同条件下进行实验
D．与传统使用海藻酸钠固定细胞相比，用苹果固定乳酸菌可以保证发酵食品的安全性
解析：选C 将苹果切成小块可以增大相对表面积，有利于固定化乳酸菌与外界进行物质交换；步骤③中用无菌水清洗的目的是洗去苹果块表面乳酸菌，使步骤④的结果更准确；步骤④中设置的对照实验应是用等量的(未固定)乳酸菌在相同条件下进行实验；与传统使用海藻酸钠固定细胞相比，用苹果固定乳酸菌可以保证发酵食品的安全性。
6．苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如下图所示，①为土壤样品。下列相关叙述错误的是( )
A．使用平板划线法可以在⑥上获得单个菌落
B．如果要测定②中活细菌数量，常采用稀释涂布平板法
C．图中②培养目的菌株的选择培养基中应加入苯酚作为碳源
D．微生物培养前，需对培养基和培养器皿进行消毒处理
解析：选D 微生物培养前，需对培养基和培养皿进行灭菌处理。
7．下列有关生物技术应用的叙述，正确的是( )
A．固定化酶技术在多步连续催化反应方面优势明显
B．牛肉膏蛋白胨培养基是常用的细菌基础培养基，可用高压蒸汽灭菌法灭菌
C．相同pH时，加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
D．向鸡血细胞中加入冷却的体积分数为95%的酒精，可以获得无杂质的DNA
解析：选B 在多步连续催化反应方面优势明显的是固定化细胞；pH不适宜时，加酶洗衣粉洗涤效果不一定比普通洗衣粉好；向鸡血细胞中加入冷却的体积分数为95%的酒精，得不到DNA。
8．下列有关生物技术实践的叙述，错误的是( )
A．制作腐乳时，料酒的量超过50%时，腐乳成熟的时间将会缩短
B．发酵装置设置出料口便于取料及对发酵的情况进行及时的监测
C．采用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA的方法可去除部分杂质
D．用移液管稀释菌液时，要轻压橡皮头，吹吸三次，使菌液与水充分混匀
解析：选A 制作腐乳时，料酒的量超过50%时，腐乳成熟的时间将会延长。
9．(2018·南通二模)下列是“肝脏细胞DNA粗提取”实验的两个关键操作步骤，相关叙述错误的是( )
A.步骤1中，加入柠檬酸钠缓冲液的目的是维持pH的稳定
B．步骤1中，冰浴处理的主要原理是低温下DNA水解酶容易变性
C．步骤2中，异戊醇的作用可能是使与DNA结合的蛋白质因变性而沉淀
D．步骤2中，离心后应取上清液，因为DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度比较大
解析：选B 步骤1中，加入柠檬酸钠缓冲液的目的是维持pH的稳定；步骤1中，冰浴处理主要原理是低温下DNA酶的活性低，防止DNA分解；步骤2中，异戊醇的作用可能是使与DNA结合的蛋白质因变性而沉淀；DNA在2 mol/L NaCl溶液中的溶解度最大，因此加固体NaCl使溶液浓度达到2 mol/L后再离心过滤取上清液。
10．(2018·盐城三模，多选)下列有关利用新鲜的菜花进行“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是( )
A．向菜花组织中加入蒸馏水并搅拌可释放核DNA
B．加入洗涤剂和食盐的作用分别是瓦解细胞膜和溶解DNA
C．利用DNA不溶于冷酒精的原理可进一步提纯DNA
D．含DNA的NaCl溶液与二苯胺在常温下混合呈蓝色
解析：选BC 菜花细胞为植物细胞，有细胞壁保护，因此加蒸馏水不会吸水胀破。加入洗涤剂的作用是瓦解细胞膜，加入食盐的作用是溶解DNA。DNA在冷酒精中的溶解度很低，蛋白质在冷酒精中的溶解度较高，因此可以利用DNA不溶于冷酒精的原理可进一步提纯DNA。含DNA的NaCl溶液与二苯胺在沸水浴下混合呈蓝色。
11．(多选)下图为制备人工种子部分流程示意图，有关叙述正确的是( )
A．外植体需要经过脱分化、再分化等才能形成胚状体
B．在海藻酸钠溶液中可加入适量的无机盐、有机碳源以及农药、抗生素等
C．人工种皮应选择不透水、不透气的材料，以防加入的养分流失
D．配制海藻酸钠溶液时，可用水浴法加热促进其溶解
解析：选ABD 为了促进胚状体的生长发育，在人工种子的包裹剂中需要加入适量的无机盐、有机碳源及农药抗生素等；人工种皮应选有韧性、透气、对胚状体无害的材料。
12.(多选)在涂布有大肠杆菌的培养基上进行抑菌实验，在a、b、c处分别贴浸有不同抗生素(浓度相同)的无菌滤纸片，d处滤纸片浸有无菌水。培养后的结果如图。以下判断正确的是( )
A．a处抑菌效果大于b处 B．b处的滤纸片没有沥干
C．c处抗生素无效 D．d为对照
解析：选BCD 根据图示，b的透明圈大于a，则b处抑菌效果大于a处；b的透明圈不规则，b处的滤纸片没有沥干，有浸润现象；d处滤纸片浸有无菌水，无抗生素，作为对照；c处的结果和d处相同，说明c处抗生素无效。
二、非选择题
13．图1表示实验室微生物培养中的部分操作。请分析回答：
(1)步骤①的后一步的正确操作应是将平板________________，这样可以防止________________________________________________________________________。
(2)步骤②→③之间需要进行的正确操作应是___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)甲同学按步骤④进行操作，据图分析，采用的接种方法称为____________，其操作的两处不当之处分别是____________________、____________________。在老师的指导下，该同学按正确的方法重新操作，则经培养后菌落的分布情况最可能是图2中的________。
(4)乙同学尝试采用不同于甲同学的接种方法进行实验，其中一个平板经培养后的菌落分布如图3所示，推测该同学接种时可能的操作失误是_____________________________。
解析：(1)步骤①是倒平板，下一步应是将平板冷凝后并倒置，目的是防止皿盖上的冷凝水落入培养基。(2)步骤②→③需要在火焰旁冷却接种环并打开棉塞、将试管口通过火焰。(3)据图1分析，甲同学采用的接种方法为平板划线法。划线操作应在酒精灯火焰附近进行，划线的首尾区域不应相连。(4)乙同学采用的接种方法是稀释涂布平板法，根据菌落分布情况推测，该同学接种时可能涂布不均匀。
答案：(1)冷凝后并倒置(缺一不可) 皿盖上的冷凝水落入培养基 (2)在火焰旁冷却接种环(并打开棉塞)、将试管口通过火焰 (3)平板划线法 划线的首尾区域不应相连 划线应在酒精灯火焰附近进行 A (4)涂布不均匀
14．(2018·南通考前预测)“CTAB法”和“SDS法”是提取DNA的常用方法，CTAB提取液含有CTAB、EDTA等成分，SDS提取液含SDS、EDTA等成分。CTAB破坏膜结构，使蛋白质变性，提高DNA在提取液中的溶解度；SDS能破坏膜结构，使蛋白质变性，EDTA能螯合Mg2＋、Mn2＋，抑制DNA酶的活性。某科研小组为了寻找提取蜡梅DNA的优良方法，比较了两种提取DNA的方法，主要操作如下：
实验测定结果如下(表中OD260反映溶液中核酸的浓度，OD280反映溶液中蛋白质的浓度。理论上，纯DNA溶液的OD260/OD280为1.8，纯RNA溶液的OD260/OD280为2.0)。
CTAB
SDS
OD260
OD280
OD260/OD280
OD260
OD280
OD260/OD280
0.033
0.018
1.833
0.006
0.005
1.200
请回答下列问题：
(1)CTAB法和SDS法提取液中都加入EDTA的目的是_______________________________
______________________________________________。
(2)氯仿—异戊醇密度均大于水且不溶于水，DNA不溶于氯仿—异戊醇，蛋白质等杂质可溶于氯仿—异戊醇，实验过程中加入氯仿—异戊醇离心后，应取①________加异丙醇(异丙醇与水互溶)并离心进行纯化，利用异丙醇溶液纯化DNA的原理是___________________
______________________。
(3)两种方法中，________法提取的DNA较多，其可能原因是_______________________
____________________________________。
(4)两种方法中，________法提取的DNA纯度较低，其含有的主要杂质是________。
解析：(1)EDTA能螯合Mg2＋、Mn2＋，抑制DNA酶的活性，减少DNA水解，提高DNA的完整性和总量。(2)氯仿—异戊醇密度均大于水且不溶于水，DNA不溶于氯仿—异戊醇，离心后，氯仿—异戊醇位于试管的底部，DNA位于上清液中，所以离心后应该取上清液；含DNA的上清液中加异丙醇离心后取的是沉淀物，说明DNA不溶于异丙醇，而杂质能溶于异丙醇。(3)从表中数据可知，CTAB法提取的DNA的OD260是0.033，而SDS法提取的DNA的OD260是0.006,0.033＞0.006，所以CTAB法提取的DNA较多，根据CTAB和SDS两种试剂作用的区别可知，CTAB提高了DNA在提取液中的溶解度,从而可提取出更多的DNA。(4)从表中数据可知，CTAB法提取的DNA的OD260/OD280是1.833，而SDS法提取的DNA的OD260/OD280是1.200，与1.833相比，1.200偏离1.800更多，所以SDS法提取的DNA纯度较低，纯RNA溶液的OD260/OD280为2.0，比纯DNA溶液的OD260/OD280大，而1.2比1.8小，所以主要杂质不是RNA，而是蛋白质。
答案：(1)减少DNA水解，提高DNA的完整性和总量 (2)上清液 DNA不溶于异丙醇，而杂质能溶于异丙醇 (3)CTAB CTAB提高了DNA在提取液中的溶解度，从而能提取出更多的DNA (4)SDS 蛋白质
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