2020江苏高考生物二轮讲义：2专题十六　生物技术实践及选修模块实验整合提升


专题十六　生物技术实践及选修模块实验整合提升
　1.微生物的分离和培养(B)　2.某种微生物数量的测定(C)　3.微生物的应用(B)　4.酶在洗涤等方面的应用(B)　5.制备和应用固相化酶(A)　6.发酵食品加工的基本方法(A)　7.实验：(1)探究酶在洗涤方面的作用(b)　(2)酵母细胞的固定化技术(b)　(3)腐乳的制作(a)　(4)果酒和果醋的制作(b)　(5)微生物的分离与培养(b)　(6)DNA的粗提取与鉴定(b)

►[疏漏诊断]
1．微生物利用的相关判断
(1)某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理，接种后的培养皿需放在光照培养箱中培养(×)
(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法(√)
(3)在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌(×)
(4)在检测土壤中细菌总数的实验操作中，确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数(×)
(5)培养微生物的培养基分装到培养皿后进行灭菌(×)
2．传统发酵技术的相关判断
(6)醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸(×)
(7)酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精(√)
(8)腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶　(√)
3．酶的应用及DNA的粗提取与鉴定的相关判断
(9)海藻酸钠溶化时要用小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊。(√)
(10)制备固定化酵母菌细胞时，应将配制好的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。(√)
(11)用0.14 mol/L的NaCl溶液使DNA析出(√)
►[长句冲关]
1．概述性知识
(1)无菌操作技术包括消毒和灭菌，消毒包括煮沸消毒、巴氏消毒、化学药剂消毒和紫外线消毒等；灭菌包括灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。
(2)灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。
(3)制作腐乳的发酵过程中要添加一定量的盐，其作用是抑制微生物生长，并调味。
2．程序性诱问
(4)如果用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中分解尿素的细菌数，统计的菌落数往往比活菌实际数目低，原因是当两个或多个细胞连在一起时，平板上看到的只是一个菌落。
(5)制作泡菜时，为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，分析其原因是加入陈泡菜液的作用是增加乳酸菌数量，加速乳酸的产生。

热考命题1　微生物的培养、分离与计数[学生用书P91]

1．(2019·高考江苏卷，T12)下列关于微生物实验操作的叙述，错误的是(　　)
A．培养微生物的试剂和器具都要进行高压蒸汽灭菌
B．接种前后，接种环都要在酒精灯火焰上进行灼烧
C．接种后的培养皿要倒置，以防培养污染
D．菌种分离和菌落计数都可以使用固体培养基
解析：选A。培养微生物的培养基一般用高压蒸汽灭菌法灭菌，微生物的接种工具，如接种针、接种环或其他金属用具一般通过酒精灯火焰灼烧来灭菌，A错误。接种前，接种环要在酒精灯火焰上进行灼烧，防止接种环上附着的微生物对实验结果造成干扰，接种后灼烧可以防止微生物扩散，对人造成危害，B正确。接种后的培养皿要倒置，防止冷凝水落入培养基造成污染，C正确。在固体培养基表面可形成单菌落，故菌种的分离和菌落的计数可以使用固体培养基，D正确。
2．(2019·高考江苏卷，T19)下列关于产纤维素酶菌分离及运用的叙述，不合理的是(　　)
A．筛选培养基中应含有大量的葡萄糖或蔗糖提供生长营养
B．可从富含腐殖质的林下土壤中筛选产纤维素酶菌
C．在分离平板上长出的菌落需进一步确定其产纤维素酶的能力
D．用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆可提高其饲用价值
解析：选A。产纤维素酶菌能利用纤维素，故筛选培养基应以纤维素作为唯一碳源，A项错误；富含腐殖质的林下土壤中含有较多的能分解纤维素的产纤维素酶菌，B项正确；在分离平板上长出的菌落还需进一步确定其产纤维素酶的能力，C项正确；用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆，动物食用后更容易消化吸收，可提高秸秆的营养价值，故经产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆可提高其饲用价值，D项正确。
3．(2018·高考江苏卷，T31)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____________(填“25 ℃”“50 ℃”或“80 ℃”)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，按照培养基配方准确称取各组分，之后溶解定容，再调节培养基的pH，一般情况下，采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。(2)对培养基进行高压蒸汽灭菌后，需将温度降至50 ℃左右后倒入培养皿混匀，冷凝后倒置培养。(3)在对酵母菌进行划线纯化时，为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌；且在划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落；本实验是为了获得能以工业废甲醇作为碳源的酵母，故在实验过程中可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇耐受株。(4)酵母菌是兼性厌氧型真菌，有氧条件下大量繁殖。酵母菌扩大培养时，需保证充足的营养和氧气供应。“用等体积台盼蓝染液染色”，即计数室中培养液体积实际只有0.1÷2＝0.05 mm3，设5个中方格中无色(活细胞不被台盼蓝染色)的细胞数目为x个，则3×109＝x/5×25×1 000×1 000÷0.05，解得x＝30。
答案：(1)pH　高压蒸汽(湿热)　(2)50 ℃　(3)a、b、d　(4)氧气　无　30

本部分属于高考的高频考点，考查内容主要体现在微生物培养的无菌技术，微生物筛选、分离、计数及菌种保藏技术等方面，其中对微生物筛选方案制定的考查较多。

1．微生物培养中的无菌操作技术

2．培养基制备与微生物纯化技术

3．筛选目的微生物的原理与实例
(1)原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时抑制或阻止其他微生物的生长。因此，可以通过配制选择培养基、控制培养条件等选择目的微生物。
(2)实例


1．(2015·高考江苏卷，T19)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，A错误；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，B错误；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，C错误；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，D正确。
2．(多选)(2019·东台模拟)下列有关微生物培养的叙述，正确的是(　　)
A．用平板划线法分离大肠杆菌时，需要多次灼烧接种环
B．倒置平板可防止培养皿盖上的冷凝水滴落，造成污染
C．新配置的培养基可以用高压蒸汽灭菌或干热灭菌的方法灭菌
D．获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染
解析：选ABD。用平板划线法分离大肠杆菌时，第一次划线前和每次划线后，都要对接种环进行灼烧灭菌，A正确；倒置平板可防止培养皿盖上的冷凝水滴落，造成污染，B正确；新配置的培养基一般采用高压蒸汽灭菌的方法灭菌，C错误；获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染，D正确。
3．(2019·高考全国卷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________________________________________________________________________。
解析：(1)在Ⅰ号牛肉膏蛋白胨培养基中，牛肉膏、蛋白胨为微生物提供了氮源，而Ⅱ号、Ⅲ号培养基中除X外的其他物质均不含碳，所以能为微生物提供碳源的有机物是X。(2)因为Ⅱ号培养基中的碳源只有X，相当于是选择培养基，只有能降解X的细菌才能增殖，而不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖。(3)要对菌落进行计数，应采用稀释涂布平板法进行接种。(4)在有氧条件下，丙酮酸参与细菌的有氧呼吸，可以为该菌的生长提供能量和合成其他物质的原料。
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
4．据图回答下列问题：

(1)生牛奶在饮用前一般要经过________(填具体方法)处理，以保证人体健康。
(2)培养微生物时必须进行无菌操作，实验前所需的各种器材如培养皿等常用________法灭菌。
(3)牛奶是微生物生长的良好培养基，为检测消毒前后牛奶中细菌含量的变化情况，依图甲所示操作：用无菌吸管从锥形瓶中吸取1 mL生牛奶稀释液移至盛有9 mL无菌水的试管中，混合均匀，如此再重复2次后，得到的溶液稀释度为________。
(4)配制的培养基在接种之前需进行无菌检测，具体做法是________________________________________________________________________。
(5)图乙中统计的菌落数比实际活菌数________，原因是
________________________________________________________________________。
(6)从培养基的作用来看，图丙所示的培养基称为________，能起到分离微生物作用的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)牛奶常用巴氏消毒法进行消毒处理。(2)培养微生物过程中，吸管、培养皿等玻璃器皿常用干热灭菌法进行灭菌。(3)由题图可知，从锥形瓶中吸取1 mL生牛奶稀释液移至盛有9 mL无菌水的试管中，稀释了10倍，又重复了2次，因此得到的溶液稀释度为103。(4)对配制的培养基在接种之前进行无菌检测的常用方法是将未接种的培养基置于适宜条件下一段时间，如果没有形成菌落说明灭菌彻底，反之，有菌落生长则说明灭菌不彻底。(5)图乙是通过稀释涂布平板法接种得到的菌落，由于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，因此统计的菌落数比实际活菌数要少。(6)图丙用的是含尿素的培养基，只有能分解尿素的微生物才能生长，其他微生物因不能利用尿素而不能生长，因此含尿素的培养基属于选择培养基。
答案：(1)巴氏消毒法　(2)干热灭菌　(3)103　(4)将未接种的培养基置于适宜条件下一段时间，若没有菌落形成，则未被污染　(5)少　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　(6)选择培养基　这种培养基允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长
5．秸秆还田的过程中，配施适量的高效纤维素分解菌，能有效促进秸秆分解，提高秸秆还田效率，且不会造成环境污染。回答下列问题：
(1)筛选纤维素分解菌时，可到腐烂的稻草等环境中采集土样，原因是________________________________________________________________________。
(2)有很多类群微生物都能有效降解纤维素，为了避免不同微生物之间的互相影响，应该用______________培养基进行培养，获得纯化菌株。
(3)用刚果红染色法初步鉴定纤维素分解菌后，进一步用液体滤纸培养基分组复筛，其中滤纸的作用是________。培养一段时间后，将残留的滤纸烘干称重，残留的滤纸的干重越轻，则说明________________________________________________________________________。
(4)采用________技术，将筛选到的高效纤维素分解菌固定，能够使其不受到外界不利因素的毒害作用，增长使用寿命。
(5)为了长期保存高效纤维素分解菌菌种，可以采用________的方法。
(6)现有高效分解纤维素的细菌，为探究其最适pH，某同学设计如下实验：取锥形瓶若干分为4组，加入等量秸秆及其他必需营养物质，分别设置pH为1、3、6、7，接种等量纤维素分解菌，培养一段时间后，测定各组锥形瓶中秸秆减少量的平均值。该pH设置的不足之处有________和________________。
解析：(1)稻草的秸秆富含纤维素，有腐烂稻草的土壤中富含纤维素分解菌。(2)选择培养基可以让所需要的微生物生长，而淘汰掉不能生长的微生物，从而获得纯化菌株。(3)滤纸中富含纤维素，使用滤纸的目的是为微生物生长提供纤维素。使用液体滤纸培养基培养纤维素分解菌，纤维素分解菌分解纤维素的能力越强，则经过培养后残留的滤纸的干重越轻。(4)常采用固定化细胞技术固定细胞。(5)常采用甘油管藏的方法长期保存微生物菌种。(6)结合题中信息可知，该实验的pH范围设置不合适，pH梯度设置也不合适。
答案：(1)有腐烂稻草的土壤中富含纤维素分解菌(合理即可)　(2)选择　(3)提供纤维素　纤维素分解菌的分解能力越强　(4)固定化细胞　(5)甘油管藏　(6)pH范围设置不合适　pH梯度设置不合适

归纳微生物分离与计数中的5个“两”
(1)两种无菌技术——消毒与灭菌。
(2)两类培养基——选择培养基、鉴别培养基。
(3)两类纯化菌种方法——平板划线法、稀释涂布平板法。
(4)两种对照组——培养基制备是否合格；培养基是否起到“筛选”作用。
(5)微生物两类计数方法——活菌计数法与显微镜直接计数法。　
热考命题2　传统发酵技术[学生用书P93]

1．(2019·高考江苏卷，T9)下列关于传统发酵技术应用的叙述，正确的是(　　)
A．利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养，后密封发酵
B．家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵
C．果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中情况相反
D．毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵
解析：选B。乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下，将葡萄糖分解成乳酸，因此，利用乳酸菌制作酸奶的过程中，应该密封发酵，不用先通气培养，A错误。家庭制作果酒、果醋和腐乳的过程中存在多种微生物，通常都不是纯种发酵，B正确。醋酸菌在氧气充足、糖源充足时，能将果汁中的糖分解成醋酸，在缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，从而使发酵液中的pH逐渐降低；而在果酒制作过程中，酵母菌在细胞呼吸过程中会生成二氧化碳，二氧化碳溶于水生成碳酸，也会使发酵液中的pH逐渐降低，C错误。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，因此，毛霉主要通过产生脂肪酶和蛋白酶参与腐乳发酵，D错误。
2．(2019·高考江苏卷，T14)如图是一种酵母通气培养的生长曲线，a、b是相同培养条件下两批次培养的结果，下列叙述合理的是(　　)

A．a批次中可能有大量细菌污染
B．b批次的接种量可能高于a批次
C．t1 时两批次都会产生较多的乙醇
D．t2 时两批次发酵液中营养物质剩余量相同
解析：选B。由于是通气培养，酵母菌在有氧条件下大量繁殖，数量增长较快；如果大量细菌污染a批次，由于细菌是原核生物，繁殖速率较快，检测结果中的细胞密度应该包含酵母菌和细菌的密度，密度应该增加更快，与a批次细胞密度在t1时增加速率较慢不符，A错误。由于培养条件相同，而b批次在t1时增长速率较快，可能是接种量较高，酵母菌更快进入对数期，B正确。由于题目已经明确是通气培养，而乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物，故该培养过程中不会产生较多的乙醇，C错误。t2时a批次酵母菌刚进入稳定期，而b批次在t2之前已经进入稳定期，消耗了更多的营养物质，所以b批次发酵液中营养物质剩余量更少，D错误。
3．(2018·高考江苏卷，T16)某高校采用如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。果酒制作的适宜温度是18～25 ℃，故夏季生产果酒时需对罐体进行降温，A项正确；罐体密封生产果酒时不能再通入空气，B项错误；发酵时发酵罐为密闭环境，酒精发酵过程会产生CO2气体，正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压，C项正确；可通过排料阀取样，检测残余糖的浓度从而决定终止发酵的时间，D项正确。
4．(2017·高考江苏卷，T10)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。控制发酵温度有利于菌种繁殖和代谢，A项错误；腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用，B项正确；毛霉的作用主要是分解蛋白质和脂肪，C项错误；成品腐乳表面的粘性物质主要是毛霉产生的菌丝，D项错误。

本部分属于高考中的中频考点，主要体现在果酒、果醋及腐乳制作技术、发酵条件控制，相关菌种特点等方面。

果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的比较
　项目
内容　
果酒和果
醋的制作
腐乳制作
制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
作用
菌种
果酒：酵母菌；果醋：醋酸菌
毛霉
乳酸菌
续　表

　项目
内容　
果酒和果
醋的制作
腐乳制作
制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
原理
(1)酵母菌在无氧条件下将葡萄糖转化成乙醇；
(2)醋酸菌在有氧条件下将乙醇转化为醋酸
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(或苹果等)
豆腐
大白菜、花椰菜等新鲜干净的蔬菜
实验
流程



制作
装置




1．(多选)(2017·高考江苏卷，T25)下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，A项正确；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，B项正确；果醋发酵的菌种是醋酸菌，其生长的适宜温度是30～35 ℃，温度能影响醋酸菌的代谢，从而影响果醋的发酵周期，C项正确；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，D项错误。
2．(2016·高考江苏卷，T7)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。加盐能使豆腐析出水分，也能抑制微生物的生长，还能调味，但不是为了利于毛霉生长，A项错误；加料酒可以抑制微生物的生长，但不属于灭菌，B项错误；腐乳制作的过程中起主要作用的微生物是毛霉，C项错误；实验室制作的腐乳不宜直接食用，D项正确。
3．(2018·高考海南卷)葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的，酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。
　　
回答下列问题：
(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置瓶中的气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是___________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出两点即可)。
(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约1/3的空间，这种做法的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出两点即可)。
(3)某同学若用乙装置进行发酵，并设置两个不同处理组(乙A和乙B)，乙A装置中保留一定量的氧气，乙B装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下，测得一段时间内乙A和乙B中酒精含量的变化趋势及乙A中氧气含量的变化趋势如曲线图所示。图中曲线①、②、③依次表示______________________________、__________________、______________________含量的变化趋势。
(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于__________________生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于____________(填“自养”或“异养”)生物。
解析：(1)乙装置为密闭状态，为防止发酵过程中产生的二氧化碳导致装置炸裂，要经常开盖放气，而放气过程中可能导致杂菌污染。装置甲中，发酵过程中产生的二氧化碳导入X溶液，不需要开盖放气，也就避免了因开盖引起的杂菌污染。(2)甲装置中留的约1/3的空间中，含有大量氧气，可使酵母菌通过有氧呼吸大量增殖。酵母菌有氧呼吸、无氧呼吸均能产生二氧化碳，发酵过于旺盛会导致发酵装置中汁液溢出，装置留有空间，可防止汁液溢出。(3)由题图可知，乙B装置中，由于没有氧气，酵母菌从一开始就进行无氧呼吸产生酒精，即曲线②为乙B装置中的酒精的含量变化趋势；乙A装置中由于酵母菌有氧呼吸不断消耗氧气，氧气的含量不断下降，即曲线①为乙A装置中的氧气的含量变化趋势；有氧呼吸减弱时，才开始进行无氧呼吸，即曲线③为乙A装置中的酒精的含量变化趋势。(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌既可进行无氧呼吸，也可进行有氧呼吸，属于兼性厌氧型生物。从同化作用的类型看，酵母菌只能将外界的有机物转化为自身的有机物，属于异养型生物。
答案：(1)不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染　(2)为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出　(3)乙A装置中的氧气　乙B装置中的酒精　乙A装置中的酒精　(4)兼性厌氧型　异养
4．下图为鸭梨醋饮的制作流程图，请据图回答问题：

(1)过程①中，将鸭梨汁装入消毒发酵瓶时，要留有大约________的空间。在________的发酵液中，酵母菌能够生长繁殖，而绝大多数其他微生物因无法适应这一环境而受到抑制。
(2)如果鸭梨汁灭菌不严格，含有醋酸菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸菌不能将鸭梨汁中的糖发酵为醋酸的理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
过程②醋酸菌可将果酒中的________变为乙醛，再将乙醛变为________。
(3)为获得高纯度的鸭梨酒，需要对过程①所用的微生物进行分离和纯化，其过程为：
第一步：配制培养基。该培养基必须含有微生物生长所需要的________________________________________________________________________
等基本营养成分，原料称重溶解后，然后进行高压蒸汽灭菌操作。
第二步：接种。微生物常用的接种方法有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第三步：培养。温度控制在________。
第四步：挑选符合要求的菌落。
解析：(1)将鸭梨汁装入消毒发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，其目的是使发酵瓶中留有一定量的氧气，使酵母菌早期进行有氧呼吸，快速繁殖，并可以防止发酵旺盛时液体溢出。酒精发酵过程中产生的CO2溶于水生成碳酸，使发酵液的pH降低，此时的发酵液具有缺氧、呈酸性的特点，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物因无法适应这一环境而受到抑制。(2)酒精发酵旺盛时，发酵环境中没有氧气，而醋酸菌是好氧细菌，在缺氧环境中无法生存，故不能把发酵液中的酒精转化为醋酸。在过程②中，醋酸菌在有氧条件下可将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。(3)培养微生物的培养基必须包含碳源、氮源、水和无机盐等基本营养成分；微生物常用的接种方法有平板划线法、稀释涂布平板法；过程①所需的微生物是酵母菌，酵母菌的适宜生长温度是18～25 ℃，故培养时温度要控制在18～25 ℃。
答案：(1)1/3　缺氧、呈酸性
(2)醋酸菌是好氧细菌，而酒精发酵时为无氧环境，醋酸菌无法生存　乙醇　醋酸
(3)碳源、氮源、水和无机盐　平板划线法、稀释涂布平板法　18～25 ℃

微生物发酵过程中灭菌措施的分析
微生物发酵过程应该从原料、装置和实验过程三个层次进行无菌操作。
(1)果酒与果醋制作中原料的消毒
①榨汁前葡萄应先冲洗再去枝梗，因为若先去枝梗则会使一些微生物侵入果实内部，影响果酒的制作；
②体积分数为70%的酒精杀菌效果最强，若酒精浓度过低，杀菌效果弱，而浓度过高，又会使菌体表面蛋白质凝固形成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其中，从而使杀菌效果受到影响。
(2)腐乳制作过程中的杀菌消毒
①制作腐乳的玻璃瓶洗刷干净后用沸水消毒；
②酒、盐、香辛料都有杀菌作用；
③接种、封瓶时都要进行无菌操作。　
热考命题3　酶的应用[学生用书P95]

1．(2019·高考江苏卷，T13)下列关于加酶洗涤剂的叙述，错误的是(　　)
A．加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶
B．用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水
C．含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物
D．加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的
解析：选A。加酶洗衣粉中一般含有碱性蛋白酶、碱性脂肪酶等，A错误。加酶洗涤剂比传统洗涤剂的去污能力更强，所以用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水，B正确。含纤维素酶洗涤剂的作用对象是织物表面因多次洗涤而在主纤维上出现的微毛和小绒球，用纤维素酶处理后，织物表面的微毛和小绒球被除去，可以平整织物表面，同时有增白效果，由于微毛和小绒球除去后，主纤维变得光滑，减少了微纤维之间的纠缠，而使纤维变得柔软，因此添加纤维素酶的洗衣粉具有增白、柔软两个独特功能，C正确。加酶洗衣粉中所添加的酶，通常是科学家通过基因工程生产出的能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶，D正确。
2．(多选)(2018·高考江苏卷，T21)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。加酶洗衣粉中的酶是科学家通过基因工程生产的，即利用转基因技术、微生物发酵技术生产的，A正确；加酶洗衣粉中的酶通过特殊的化学物质层层包裹，与洗衣粉的其他成分隔离，所以洗衣粉中的蛋白酶不会将其他的酶迅速分解，B错误；加酶洗衣粉中的酶是科学家通过基因工程生产的能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶，故在50 ℃热水中酶不会迅速失活，C错误；加酶洗衣粉中的酶通过特殊的化学物质包裹，这些隔离层遇到水后，就会很快溶解，包裹在其中的酶就能迅速发挥催化作用，所以加酶洗衣粉受潮后，其中酶的活性会受到影响，D错误。
3．(2018·高考江苏卷，T14)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。海藻酸钠溶解时要先加水，之后小火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，加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀，再固定，A项错误；包埋时CaCl2溶液的作用是使胶体聚沉，B项错误；滴加溶液时注射器或滴管不能贴近液面，否则凝胶珠会呈蝌蚪状，C项错误；制作成功的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性，D项正确。
4．(2017·高考江苏卷，T12)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，A项错误；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，B项错误；影响酶活性的因素有温度、pH和重金属离子等，C项正确；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，D项错误。

本考点主要考查对洗涤酶与固定化酶的教材基础知识的理解能力及结合实际生活的分析应用能力

1．探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

2．酵母细胞的固定化


1．(多选)(2016·高考江苏卷，T21)为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果，在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗，是目前重要的生产手段(工艺流程见下图)。下列叙述中错误的是(　　)

A．纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似
B．在上述工艺中，为重复使用纤维素酶，可选用适当的包埋剂固定化酶
C．在上述工艺中，通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅
D．纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素
解析：选BD。纤维素酶在仿旧中的作用机理是适当水解布料中的纤维素成分，和加酶洗衣粉中的纤维素酶作用类似，都是使织物变得膨松，有利于染色剂染色和污物脱落，A项正确；纤维素酶的固定不宜用包埋法，固定化酶可使酶重复使用，B项错误；纤维素酶的活性受温度、酸碱度的影响，控制处理时间可控制布料中纤维素成分的水解程度，故通过调节温度、酸碱度处理时间可控制仿旧颜色的深浅，C项正确；纤维素分子中葡萄糖残基间不形成磷酸二酯键，D项错误。
2．(2015·高考江苏卷，T20)下图为制备人工种子部分流程示意图，下列叙述正确的是(　　)

A．胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织
B．该过程以海藻酸钠作为营养成分，以CaCl2溶液作为凝固剂
C．可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖，为胚状体提供碳源
D．包埋胚状体的凝胶珠能够隔绝空气，有利于人工种子的储藏
解析：选C。胚状体是由愈伤组织经再分化形成的，具有生根发芽的能力，A错误；海藻酸钠作为包埋的材料，不提供营养成分，CaCl2能使胶体聚沉，使海藻酸钠形成凝胶珠，B错误；植物组织培养中常用蔗糖作为碳源，C正确；人工种子需要进行细胞呼吸，不可以储藏在无氧环境中，凝胶珠不能完全隔绝空气，D错误。
3．(2016·高考江苏卷，T29)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：



(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，移去凝胶球，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)实验中的海藻酸钠的作用是包埋绿球藻(包埋剂)，而CaCl2的作用是与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)。(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，宜采用培养液或生理盐水来洗涤。图1中1.0%海藻酸钠组培养24 h后，移去凝胶球，溶液呈绿色的原因是海藻酸钠浓度过低。(3)从图1可以看出，当海藻酸钠浓度为2.0%时，绿球藻数量比其他浓度时多，所以要探索固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，宜选用浓度为2.0%的海藻酸钠制备凝胶球。(4)从图2可以看出，随着培养时间的延长，空白凝胶球组的Zn2＋浓度也下降，原因是凝胶可以吸附Zn2＋；从图1可以看出，24～48 h间绿球藻增殖速度快，从而使得固定化藻实验组在24～48 h间Zn2＋浓度下降速度较快；72～96 h间绿球藻增殖速度减慢，再加上培养液中Zn2＋浓度较低，故72～96 h间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
4．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。分析回答下列问题：


(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1，1～7 d内悬浮原绿球藻的种群数量变化为________________。与悬浮原绿球藻相比，1～3 d内固定化原绿球藻生长、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)原绿球藻是细胞，细胞用包埋法固定化形成凝胶珠。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，则凝胶珠不易成形，过低则包埋的原绿球藻数量过少。(2)图1中1～7 d，悬浮原绿球藻的增长速率始终是正值，所以种群数量变化为增长。与悬浮原绿球藻相比，1～3 d内固定化原绿球藻生长、增殖速率较慢，可能原因是固化载体遮光、固定化形成的凝胶珠内原绿球藻的生长空间小、原绿球藻与外界的物质交换速率受限制等。(3)图2显示悬浮原绿球藻在9 d时间就能将NH4Cl分解结束，而固定化原绿球藻需要15 d作用的时间，可见对人工污水除氮效率较高的是悬浮原绿球藻。但如果从环境保护看，固定化原绿球藻易于与污水分离，可减少二次污染。
答案：(1)包埋法　绿色　凝胶珠不易成形　(2)增长　固化载体遮光　固定化形成的凝胶珠内原绿球藻生长空间小(或凝胶珠内外物质交换速率受限制，合理即可)　(3)悬浮原绿球藻　固定化原绿球藻易于与污水分离，减少二次污染
热考命题4　DNA的粗提取与鉴定[学生用书P96]

1．(2019·高考江苏卷，T10)下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述，错误的是(　　)
A．用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的DNA量相近
B．DNA析出过程中，搅拌操作要轻柔以防DNA断裂
C．预冷的乙醇可用来进一步纯化粗提的DNA
D 用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行水浴加热
解析：选A。哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和细胞器，不能提取到DNA；鸡血、菜花、豌豆、菠菜等都具有细胞核，可以通过不同的方法提取DNA，用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的DNA量差异很大，A错误。为防止DNA断裂，在DNA析出过程中搅拌操作要轻柔且沿着一个方向，B正确。DNA不溶于乙醇溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于乙醇溶液，预冷的乙醇溶液可用来进一步纯化粗提的DNA，C正确。在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此，用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行水浴加热，D正确。
2．(多选)(2015·高考江苏卷，T25)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(　　)

图1

图2
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，A错误；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，B正确；图2中析出的DNA在纱布上，因此完成过滤后应弃去滤液，C正确；嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶，能催化杂质蛋白分解，D正确。

本考点主要考查DNA的粗提取与鉴定的原理、相关步骤及操作目的、注意事项等知识。

DNA的粗提取与鉴定


1. (2019·扬州市期末)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验叙述，错误的是(　　)
A．向鸡血溶液中加蒸馏水搅拌，可见玻璃棒上有白色絮状物
B．洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂
C．DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度较高
D．DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热后变蓝
解析：选A。向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可使细胞破裂，释放DNA，DNA溶于蒸馏水，观察不到白色絮状物，A错误；洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂，B正确；DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度较高，C正确；DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热后变蓝，D正确。
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。鸡血细胞中加入蒸馏水后，用玻璃棒搅拌，使细胞吸水涨破，A正确；DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度高，再结合酶的专一性原理，可用蛋白酶纯化溶解于2 mol/L NaCl溶液中的DNA，B正确；DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精，因此在溶有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，可以进一步纯化DNA，C正确；将卷在玻璃棒上的丝状物先溶于5mL 2 mol/L NaCl溶液中，再向溶液中加入4 mL二苯胺试剂，沸水浴加热，冷却后观察，D错误。
3．下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验过程中的一些重要操作示意图。回答下列有关该实验的问题：

(1)正确的操作顺序是________。
(2)图中C、E步骤都加入蒸馏水，但其目的不同，分别是________和________。
(3)图中A步骤所用酒精溶液必须经过________才能使用，该步骤的目的是________。
(4)为鉴定A中所得到的丝状物的主要成分为DNA，可滴加________试剂后进行沸水浴加热，如果出现________则证明该丝状物的主要成分为DNA。
答案：(1)C→B→E→D→A
(2)使鸡血细胞吸水破裂　降低NaCl溶液的浓度，使DNA析出
(3)充分冷却　提取含杂质较少的DNA
(4)二苯胺　蓝色
4．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遇到钾离子时，钾离子可以置换SDS中的钠离子，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)提取DNA时，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不会，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中加入的洗涤剂可以瓦解细胞膜和核膜。方法三的步骤③中，SDS与钾离子发生转换反应，产生PDS沉淀，因此可以通过沉淀、离心去除实验中加入的SDS，再离心后取含有DNA的上清液。(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的含量，可以利用二苯胺试剂进行鉴定，实验设计时要注意自变量是三种不同的絮状物，先用2 mol/L NaCl溶液溶解，再加入二苯胺试剂并沸水浴加热，同时注意无关变量应保持相同且适宜。比较三支试管中蓝色的深浅即可比较其中DNA含量。
答案：(1)溶解DNA　蛋白质在65 ℃时会变性而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沸水浴加热；比较三支试管中蓝色的深浅
[学生用书P162(单独成册)]
1．下列有关果酒、果醋和腐乳制作实验的叙述，错误的是　(　　)
A．控制发酵温度可抑制其他微生物的生长繁殖
B．都是利用微生物胞内酶催化获得最终产品
C．果酒、果醋发酵的培养基呈液态而腐乳发酵培养基呈固态
D．都可以通过人工接种菌种提高产品质量
解析：选B。不同微生物生长的适宜温度是不一样的，控制发酵温度可抑制其他微生物的生长繁殖，A正确；果酒和果醋是利用微生物的胞内酶，而腐乳主要是利用毛霉的胞外酶，B错误；果酒和果醋制作中的发酵液相当于液体培养基，腐乳制作中的豆腐相当于是固体培养基，C正确；工业上一般是采用人工接种优良菌株来提高产品质量的，D正确。
2．(多选)下列操作中能防止杂菌污染的是(　　)
A．早期胚胎的培养液中添加维生素
B．分离酵母菌的培养基中添加青霉素
C．腐乳装瓶腌制时在近瓶口处加大用盐量
D．微生物培养时在酒精灯火焰旁倒平板
解析：选BCD。早期胚胎的培养液中应加入抗生素来防止培养过程中杂菌的污染，A不符合题意；青霉素可以抑制细菌、放线菌的生长从而防止杂菌污染，且青霉素对酵母菌等真菌的生长没有抑制作用，B符合题意；腐乳装瓶腌制时在近瓶口处盐要铺厚些，防止杂菌污染，C符合题意；在酒精灯火焰旁将培养基倒平板，可以防止空气中的杂菌污染，D符合题意。
3．在“探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果”的实验中，变量控制方法正确的是(　　)
A．实验材料的污染程度属于本研究的无关变量，实验过程中不必考虑
B．若采用手洗法进行去污操作，需尽可能保证各组洗涤用力程度、时间等基本相同
C．水温属于本实验的无关变量，实验过程中必须保证各组实验温度相同且恒定
D．水的用量和布料的大小是成正比的，实验用的布料越大、水量越多，实验效果越好
解析：选B。为了确保实验结果准确可靠，无关变量应相同且适宜，A错误；若用手洗法进行去污操作，洗涤力度、时间属于无关变量，应基本相同，B正确；水温为本实验的自变量，为探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果，各实验组的温度应具有一定梯度，C错误；本实验研究的是不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果，布料大小、水量多少应相同且适宜，D错误。
4．下列有关生物技术实践操作的叙述，不正确的是(　　)
A．提取洋葱的DNA时加入洗涤剂的目的是瓦解细胞膜
B．腐乳制作利用了毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶等
C．控制凝胶珠在氯化钙溶液中的浸泡时间，可以控制凝胶珠的硬度
D．家庭制作果酒时，需用洗涤剂反复冲洗葡萄表面，发酵效果才好
解析：选D。提取洋葱DNA时需加入洗涤剂和食盐，洗涤剂能瓦解细胞膜，A正确；制作腐乳主要是利用毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶将豆腐内的蛋白质和脂肪分解，从而改变豆腐的成分和口味，B正确；凝胶珠在氯化钙中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构，浸泡时间过长则凝胶珠的硬度会过高，C正确；为了保持葡萄表面的野生型酵母菌，葡萄用清水冲洗即可，不要用洗涤剂之类的化学物品冲洗，D错误。
5．加酶洗衣粉比普通洗衣粉的去污能力强。下列叙述正确的是(　　)
A．相同条件下，加酶洗衣粉的去污效果总比普通洗衣粉好
B．加酶洗衣粉中的酶都是用包埋法固定起来的
C．不同品牌的洗衣粉中酶的种类相同，酶的含量不同
D．加酶洗衣粉中的含磷量低，可降低环境污染
解析：选D。酶具有专一性和高效性，在相同且适宜的条件下，添加酶的洗衣粉才能比普通洗衣粉去污效果好，A错误；加酶洗衣粉中的酶不是固定化酶，不能重复利用，B错误；不同品牌的洗衣粉中酶的种类不同，如添加蛋白酶、脂肪酶等，C错误；加酶洗衣粉可以降低表面活性剂的数量，使洗涤剂朝低磷、无磷方向发展，降低环境污染，D正确。
6．沙门氏菌是一类常见的致病菌，可使人得胃肠炎、伤寒等。食品安全法要求食品中其限量值为0，即样品中不得检出这类病菌，现要检测某批次的火腿肠中是否含有沙门氏菌，要用到1号和2号两种培养基。请回答下列问题：

1号培养基
名称
含量
(g/1 000 mL)
牛肉膏粉
5
蛋白胨
5
三号胆盐
3.5
柠檬酸钠
8.5
煌绿
0.000 33
乳糖
10
三号胆盐、柠檬酸钠和煌绿均可抑制大多数菌群生长，但不影响沙门氏菌的生长
　
2号培养基
名称
含量
(g/1 000 mL)
牛肉膏粉
5
蛋白胨
5
琼脂
15
硫代硫酸钠
8.5
柠檬酸铁
1
乳糖
10
硫代硫酸钠和柠檬酸铁用于检测硫化氢的产生，使沙门氏菌菌落中心呈黑色

(1)抽取火腿肠检测样品要遵循________原则。1号培养基从物理性质上看属于________培养基，从功能上看属于________培养基；检测样品要先用1号培养基培养，目的是________________________________________________________________________。
(2)配制2号培养基的步骤：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。为保证目的菌正常的生命活动，需要将培养基pH调至7.2，pH调节应在________之前。

(3)右图采用的是________法分离细菌，接种好的培养皿在恒温箱中培养时要________(填“正”或“倒”)置；培养基上产生的单个菌落在生态学中被称为________。
解析：(1)实验中在抽取样品时都应做到随机取样。1号培养基中未加琼脂，2号培养基中加了琼脂，因此1、2号培养基分别属于液体培养基和固体培养基。从功能上讲，1号培养基中加入的三号胆盐、柠檬酸钠等物质抑制了大多数微生物生长，但不抑制沙门氏菌生长，因此属于选择培养基。检测样品先选用1号培养基培养的目的是通过选择培养，增加沙门氏菌的浓度。(2)制备培养基时，灭菌应在调节pH之后进行。(3)题图采用的是平板划线法分离细菌。接种后的培养皿应倒置，目的是防止凝结在培养皿盖上的水滴落到培养基中造成污染。培养基上的单个菌落由一个细菌增殖而来，相当于生态系统中的一个种群。
答案：(1)随机取样　液体　选择　增加沙门氏菌(目的菌)的浓度(或抑制其他细菌)　(2)灭菌　(3)平板划线
倒　种群
7．(2019·高考全国卷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________________________________________________________________________
________________________。
解析：(1)要从土壤中分离出能降解含氮有机物W的目标菌，所用选择培养基应以该特定物质W为氮源。(2)据图可知，在乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W，若要得到目标菌，应该选择乙菌落进一步纯化。(3)若要通过设计实验确定甲、乙两种细菌能否利用空气中的氮气作为氮源，需将甲、乙菌分别接种在无氮源的培养基上，若某细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。(4)①实验应遵循单一变量原则，故C处应滴加缓冲液。②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明缓冲液不能降解W；若A、B处形成的透明圈大小相近，说明酶E与天然酶降解W的能力相近。
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的培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌可以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
8．硝基苯酚是工业污水中的重要污染物，某同学欲从污水处理厂污泥中分离分解硝基苯酚的细菌。请回答下列有关问题：
(1)为了筛选污泥中可分解硝基苯酚的细菌，在配制培养基时应选择________(填“硝基苯酚”“硝基苯酚＋牛肉膏”或“硝基苯酚＋葡萄糖”)作为碳源，不采用其他两组的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)纯化菌株时，通常使用的划线工具是____________。划线的某个平板经培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，第二划线区域的第一条划线上无菌落，其他划线上有菌落。分析造成第一条划线无菌落的可能原因有________________、________________。
(3)进行梯度稀释时的一般操作是将1 mL菌液移入盛有________mL的无菌水中；常用________法进行活菌计数，其原理是________________________________________________________________________，
但统计的菌落数往往________(填“多于”或“少于”)稀释液中的活菌数，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(答出两点)。
(4)实验数据显示，当培养基中加入碳源葡萄糖时，该细菌降解速率明显提高，原因可能是________________________________________________________________________。
解析：(1)据题可知，研究的目的是从污水处理厂污泥中分离分解硝基苯酚的细菌，因此应以硝基苯酚为唯一碳源，而其他两组中的牛肉膏、葡萄糖都能为细菌提供碳源。(2)纯化菌株时，通常使用接种环进行平板划线。第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，第二划线区域的第一条线上无菌落，可能原因是划线未从第一区域划线的末端开始或接种环灼烧后未冷却。(3)进行梯度稀释时的一般操作是将1 mL菌液移入盛有9 mL的无菌水中，这样就刚好稀释了10倍。活菌计数常用稀释涂布平板法，因为稀释后培养基表面的一个菌落通常来源于稀释液中的一个活菌，菌落数量就代表了细菌数量。但是有时候个别菌落可能由2个或多个细菌形成，或有些活菌在培养过程中死亡，因此统计结果往往会小于实际的活菌数量。(4)当培养基中加入碳源葡萄糖时，细菌的碳源和能源充足，细菌大量增殖，因此会提高降解速率。
答案：(1)硝基苯酚　其他两组分别含有其他碳源，不能保证硝基苯酚是唯一碳源　(2)接种环　接种环灼烧后未冷却　划线未从第一区域划线的末端开始　(3)9　稀释涂布平板　培养基表面的一个菌落来源于(稀释液中的)一个活菌　少于　有些活菌在培养过程中死亡；个别菌落可能是由2个或多个细菌形成　(4)能源充足，细菌代谢繁殖加快
9．杨梅是某地特色水果之一，某工厂对其深加工，进行了杨梅酒和杨梅醋的研制。请根据所学知识回答下列问题：
(1)在制备杨梅酒过程中，需要控制的发酵温度为________。发酵罐顶上弯管中常需要加水，其主要目的是____________________。发酵一定时间后，观察到____________，说明发酵基本完毕。
(2)在制备杨梅醋过程中，发酵罐内需要先填充经________处理的木材刨花，然后加入含________菌的培养液，加木材刨花的目的是______________________；再让发酵完毕的杨梅酒流入发酵罐进行杨梅醋发酵，杨梅醋的pH可通过________________来调节。
(3)若发酵好的杨梅酒全部制成杨梅醋，则发酵制醋过程中CO2的产生量________。
A．是酿酒过程的两倍　　　 B．与酿酒过程的相等
C．是酿酒过程的一半 D．几乎为零
解析：(1)进行酒精发酵时一般将温度控制在18～25 ℃，酒精发酵的条件是无氧环境，因此在发酵罐顶上弯管中常需要加水，以创造无氧环境。因为酒精发酵过程中有二氧化碳产生，所以发酵一定时间后，观察到发酵罐内液面不再有气泡冒出，说明发酵基本完毕。(2)在制备杨梅醋过程中，发酵罐内填充的木材刨花应进行灭菌处理，醋酸发酵需要醋酸菌，因此发酵罐内需要加入含醋酸菌的培养液。加木材刨花的目的是使醋酸菌附着在刨花上，能使细菌充分接触反应物。让发酵完毕的杨梅酒流入发酵罐进行杨梅醋发酵，可通过控制杨梅酒的流速来调节杨梅醋的pH。(3)由果酒到果醋的反应过程中无二氧化碳气体产生，因此发酵制醋过程中CO2的产生量几乎为零。
答案：(1)18～25 ℃　防止空气进入　发酵罐内液面不再有气泡冒出　(2)灭菌　醋酸　使该菌附着在刨花上(使该菌充分接触反应物)　控制杨梅酒的流速　(3)D
10．(2017·高考全国卷Ⅱ)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__________________________。
解析：(1)实验使用甲、乙两种菌种，并在32 h内定期取样观测发酵效果，所以该实验的自变量是菌种和发酵时间。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是好氧型微生物。(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，还需要做的事情是延长取样观测时间，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)从大豆到豆豉，在相关微生物的作用下，大豆中的蛋白质分解为肽和氨基酸，脂肪水解为甘油和脂肪酸。
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
11．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：称取新鲜的花菜、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个小烧杯中分别注入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，分别加入等量的质量浓度为2 mol·L－1 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
花菜
辣椒
蒜黄
20 ℃
＋＋
＋
＋＋＋
－20 ℃
＋＋＋
＋＋
＋＋＋＋
注：“＋”越多表示颜色越深。
分析上述实验过程，回答下面的问题：
(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)表中的颜色为________色，颜色的深浅代表了
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)DNA检测时需在沸水浴中加热的目的是
________________________________________________________________________，
同时说明DNA对高温有较强的
________________________________________________________________________。
(5)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 ℃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：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)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：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。
解析：(1)由表格可知，该实验的自变量是不同材料和不同保存温度，因此该探究性实验课题的名称是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少DNA断裂。(3)在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。因此，表中的颜色应该为蓝色，颜色的深浅代表DNA含量的多少。(4)DNA检测时需在沸水浴中加热的目的是加速颜色反应，同时说明DNA对高温有较强的耐受性。(5)①根据实验结果可知，等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多。②因为低温抑制了相关酶的活性，使DNA降解速度减慢，所以与20 ℃相比，相同实验材料在－20 ℃条件下保存，DNA的提取量较多。(6)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，所以为了进一步提高DNA纯度，可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，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。
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)蓝　DNA含量的多少
(4)加速颜色反应　耐受性
(5)①等质量的不同实验材料，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降解速度较慢
(6)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
12．(2019·南通一模)科研人员利用固定化酵母直接发酵甜菜汁生产燃料乙醇，图1表示相关的工艺流程，图2为不同固定化酵母接种量对发酵的影响。请分析回答下列问题：


(1)图1的步骤①中，溶化海藻酸钠时要注意
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
步骤②中加入果胶酶的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
步骤③中进行增殖培养的目的是
________________________________________________________________________。
(2)图1的步骤④体现了固定化酵母
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________的优点。
研究表明使用固定化酵母的酒精产量平均值高于游离酵母的对照组，可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)由图2可知，固定化酵母接种量为________时酒精产量最高。接种量过高，酒精产量反而有所降低的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)研究表明，固定化酵母更适于甜菜糖液的发酵环境，由此可以通过______________的方法来提高固定化酵母对发酵糖液的耐受性，从而达到提高发酵效率的目的。
解析：(1)分析图1可知，步骤①中，溶化海藻酸钠时要注意小火加热或间断加热，防止海藻酸钠焦糊。步骤②中加入果胶酶的作用是分解果胶，瓦解细胞壁，提高甜菜汁的出汁率和澄清度。步骤③中进行增殖培养的目的是增加酵母菌的数量，提高发酵效率。(2)图1的步骤④体现出的固定化酵母的优点是容易与产物分离，并能重复使用。研究表明使用固定化酵母的酒精产量平均值高于游离酵母的对照组，可能的原因是凝胶珠内部容易产生无氧环境，有利于酒精发酵。(3)图2显示固定化酵母的接种量为15%时酒精产量最高。接种量过高，酒精产量反而有所降低的原因是酵母菌生长消耗大量的糖分，使得酒精的产量降低。(4)固定化酵母更适于甜菜糖液的发酵环境，由此可以通过缓慢提高发酵液糖度的方法来提高固定化酵母对发酵糖液的耐受性，从而达到提高发酵效率的目的。
答案：(1)小火加热或间断加热，防止海藻酸钠焦糊　分解果胶，瓦解细胞壁，提高甜菜汁的出汁率和澄清度　增加酵母菌的数量，提高发酵效率
(2)容易与产物分离，并能重复使用　凝胶珠内部容易产生无氧环境，有利于酒精发酵
(3)15%　酵母菌细胞呼吸的中间产物大量用于自身的生长，导致酒精产量降低(酵母菌生长消耗大量的糖分，使得酒精的产量降低)
(4)缓慢提高发酵液糖度