2019年高考生物 考纲解读与热点难点突破 专题15 生物技术实践教学案.doc

生物技术实践【2019年高考考纲解读】1.近五年的考题中，对微生物的分离和培养的考查尤为突出，侧重考查微生物的分离纯化技术，对传统发酵技术的发酵原理、制作流程等的考查频度也在不断提高。对植物组织培养、胡萝卜素的提取仅进行了两次考查，前者侧重考查营养条件及有关植物激素的作用等；后者侧重考查胡萝卜素的萃取剂的选择等。2常借助某一特定的微生物的分离和培养考查微生物的营养、接种方法等；对于生物技术在食品加工中的应用，常借助发酵实例考查，填充内容多为教材中一些结论性语句等。植物组织培养技术、植物有效成分的提取的考查也多以教材基础知识为主。3备考时，从以下5个方面来把握：(1)掌握大肠杆菌的纯化原理、主要方法及菌种的保存方法。(2)认真分析教材中两个微生物分离与计数的实例，并掌握微生物的筛选及技术方法。(3)利用比较法归纳总结并掌握常见传统发酵技术的原理、流程及影响因素等。(4)列表比较玫瑰精油、橘皮精油及胡萝卜素的提取方法、原理、实验步骤等异同。【网络构建】【重点、难点剖析】一、微生物的培养与应用1汇总微生物的基本技术(1)制备培养基：计算称量溶化灭菌倒平板。(2)无菌技术：主要指消毒和灭菌。(3)倒平板操作：待培养基冷却至50_左右时，在酒精灯火焰旁倒平板。(4)平板划线操作：通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。(5)稀释涂布平板法：先将菌液进行一系列梯度稀释后涂布平板，在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散到培养基的表面，从而在培养基表面形成单个菌落。如图：2完善下面某种微生物的分离与计数(1)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数筛选菌株：利用选择培养基筛选菌株。测定微生物数量的常用方法：活菌计数法和显微镜直接计数。过程：土壤取样样品的稀释微生物的培养与观察。(2)分解纤维素的微生物的分离实验原理即：可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。流程：土壤取样选择培养梯度稀释涂布平板挑选菌落。(3)鉴定方法鉴定分解尿素的细菌含酚红指示剂的尿素为唯一氮源的培养基细菌指示剂变红，则该菌能分解尿素鉴定纤维素分解菌【误区归纳】1自养微生物与异养微生物所需的营养物质不同自养微生物所需的碳源、氮源来自含碳、含氮的无机物，而异养微生物需要的碳源、氮源来自含碳、含氮的有机物，因此可根据培养基中营养物质判断微生物的代谢类型。含氮无机物不但能给自养微生物提供氮源，也能作为能源物质，提供能量，如NH3既作为硝化细菌的氮源也作为能源。2平板划线法纯化大肠杆菌时不同阶段灼烧接种环的目的不同第一次操作：杀死接种环上原有的微生物。每次划线之前：杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端。划线结束后：杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。3选择培养基的选择方法在培养基中加入某种化学物质。例如，加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌；加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在主要营养成分完整的基础上加入。改变培养基中的营养成分。例如缺乏氮源时可以分离出固氮微生物；石油作为唯一碳源时，可以分离出消除石油污染的微生物。改变微生物的培养条件。例如，将培养基放在高温环境下培养，可以得到耐高温的微生物。二、应用生物技术进行食品加工1腐乳制作注意事项(1)影响腐乳品质的条件：水、盐、酒、温度、发酵时间等。水的控制：含水量约70%，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。盐的控制：盐浓度过高，会影响腐乳的口味；浓度过低，豆腐易腐败变质。酒的控制：酒精含量应控制在12%左右。酒精含量过高，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，杂菌繁殖快，豆腐易腐败。温度的控制：温度1518 适合毛霉生长。发酵时间宜控制在6个月左右。(2)防止杂菌污染用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。装瓶时，操作要迅速小心。加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。2果酒和果醋制作的注意事项(1)材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先冲洗后去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。(2)防止发酵液被污染榨汁机要清洗干净并晾干。发酵瓶要洗净并用70%酒精消毒。装入葡萄汁后要封闭充气口。(3)果酒发酵条件的控制：葡萄汁装入发酵瓶时，要留约空间，目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵；防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出。严格控制温度：1825 利于酒精发酵；3035 利于醋酸发酵。充气：酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需适时通过充气口充气。3判断发酵与无氧呼吸的方法(1)从概念上判断：发酵是利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程。无氧呼吸是生物在无氧条件下的一种呼吸方式。(2)从分类上判断：发酵据产物不同可分为：酒精发酵(无氧呼吸)、乳酸发酵(无氧呼吸)和抗生素发酵等；据对氧的需求不同可分为：厌氧发酵(无氧呼吸)和需氧发酵；据培养基的物理状态不同可分为：固体发酵和液体发酵。 三、植物有效成分的提取1比较并填充下表中植物芳香油的三种提取方法提取方法实验原理方法步骤适用范围水蒸气蒸馏利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来水蒸气蒸馏分离油层除水过滤适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油压榨法通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油石灰水浸泡、漂洗压榨、过滤、静置再次过滤适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料中芳香油的提取有机溶剂萃取使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油粉碎、干燥萃取、过滤浓缩适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分溶解在有机溶剂中【特别提醒】(1)三种提取方法的选用是由植物原料的特点决定的，三种方法的原理和操作过程不同，但都需过滤。(2)植物精油的提取实验为粗提取，可进一步提纯。2写出下列实验流程(1)玫瑰精油的提取实验流程鲜玫瑰花瓣清水(14)水蒸气蒸馏油水混合物分离油层除水玫瑰精油。(2)橘皮精油的提取实验流程石灰水浸泡橘皮漂洗压榨过滤静置再次过滤橘皮精油。(3)胡萝卜素的提取实验流程胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素。四、植物组织培养技术1用流程图的形式写出植物组织培养的过程离体的植物组织或细胞愈伤组织根、芽等(试管苗)完整植物体。2植物组织培养与花药培养技术的比较植物组织培养花药培养技术理论依据细胞的全能性细胞的全能性基本过程脱分化再分化脱分化再分化外植体细胞类型体细胞生殖细胞操作流程制备MS固体培养基外植体消毒接种培养移栽栽培选材消毒接种、培养筛选和诱导移栽栽培选育培养结果正常植株单倍体植株可育性可育高度不育，秋水仙素处理，染色体加倍后可育五、酶的研究和应用1探寻在酶的实验探究中应注意的问题(1)实验设计时要遵循单一变量和对照两大原则，严格控制无关变量。(2)探究不同温度(或pH)对酶活性的影响时，温度(或pH)作为自变量，通常通过设置合理的梯度来确定最适值。最适值是通过比较相同时间内获得的产量或效果来确定的。(3)探究最适温度时，pH为无关变量；探究最适pH时，温度最好为最适温度。(4)探究果胶酶的最适用量时，所测出的最适用量是指在本实验的温度、pH等条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明温度和pH。(5)探讨加酶洗衣粉的最适温度要根据生活中的实际情况，合理设置温度梯度。(6)在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果条件，还要考虑到酶的专一性和洗涤成本的问题。2比较下表中直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的差异直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种类一种或几种一种一系列酶常用载体氧化铝、高岭土、硅胶、二氧化钛、硅藻土等明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等常用方法包埋法、化学结合法、物理吸附法包埋法营养物质基础不需要不需要需要化学反应一种或几种一种一系列底物各种物质各种物质能进入载体的小分子物质优点效率高、耗能低、无污染可回收，反复使用成本低、易操作，可催化一系列化学反应缺点环境因素影响大，酶难以回收利用不利于催化一系列化学反应反应物与细胞内的酶不容易接触，催化效率下降3.固定化技术的比较方法定义适用范围模型包埋法将酶包裹在多孔的载体中。常见的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等多用于细胞的固定化学结合法将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上多用于酶的固定物理吸附法将酶吸附到固体吸附剂的表面。固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等六、DNA和蛋白质技术1DNA的粗提取和鉴定方法(1)材料的选取：选用DNA含量相对较高的生物组织。(2)破碎细胞动物的红细胞，吸水破裂。植物细胞：加入洗涤剂、食盐后研磨。(3)除去杂质的方法方法一：利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度的不同，通过调节NaCl溶液的浓度除去溶于和不溶于NaCl溶液中的杂质。方法二：利用DNA对酶的耐受性，直接在滤液中加入嫩肉粉，反应1015 min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质，而不会破坏DNA。方法三：利用DNA对高温的耐受性，将滤液放在6075 的恒温水浴箱中保温1015 min，使蛋白质变性沉淀而DNA分子还未变性。(4)DNA的析出：向处理后的滤液中加入与滤液体积相等的、冷却的酒精溶液(体积分数为95%)，静置23 min，溶液中会出现白色丝状物，用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物。(5)DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。2比较下表中细胞内DNA复制与PCR技术的不同项目DNA复制PCR技术场所细胞内细胞外能量ATP提供能量不需ATP提供能量酶解旋酶、DNA聚合酶耐高温的TaqDNA聚合酶是否有转录伴有转录，产生引物无转录，需加入两种引物引物RNADNA或RNA温度体内温和条件高温特点边解旋边复制，半保留复制体外迅速扩增循环次数受生物体自身控制30多次3.蛋白质的提取和分离步骤操作样品处理通过红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液等操作收集到血红蛋白溶液粗分离通过透析法去除血红蛋白溶液中相对分子质量较小的杂质纯化通过凝胶色谱法分离相对分子质量不同的蛋白质纯度鉴定SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳判断纯化的蛋白质是否达到要求【特别提醒】(1)凝胶色谱柱的直径大小不影响分离效果，但直径过大造成洗脱液体积大，样品稀释度大；凝胶色谱柱的高度与分离度有关。(2)红细胞洗涤过程中，洗涤三次后，上清液仍有黄色，可增加洗涤次数，否则无法除去血浆蛋白；离心时转速要低，时间要短，否则白细胞等会一同沉淀，达不到分离效果。(3)血红蛋白释放过程中，蒸馏水的作用是涨破红细胞，甲苯的作用主要是溶解细胞膜。【题型示例】题型1、微生物的培养与应用【例1】(2017高考全国卷)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。回答下列问题：(1)有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生_。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，原因是_。但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是_(答出两点即可)。(2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择_(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素NH4NO3”)作为氮源，不选择其他两组的原因是_。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有_(答出两点即可)。解析：(1)有些细菌能分解尿素是因为这些细菌能产生脲酶，将尿素分解成CO2和NH3。能分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2作为碳源合成有机物，但这些细菌可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是：作为能源物质氧化分解为细菌生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料。(2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择尿素作为唯一氮源，这样只有能分解尿素的细菌才能在培养基上生存。若选择“NH4NO3”或“尿素NH4NO3”作为氮源，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，它们可以为细菌生长提供无机营养；同时，KH2PO4和Na2HPO4还可以作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定。 答案：(1)脲酶分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料(2)尿素其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用(3)为细菌生长提供无机营养，作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定 【变式探究】(2016高考全国乙卷)空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：配制培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)；制作无菌平板；设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；将各组平板置于37恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。回答下列问题：(1)该培养基中微生物所需的氮来源于_。若要完成步骤，该培养基中的成分X通常是_。(2)步骤中，实验组的操作是_。(3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了_现象。若将30(即366)个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法_(填“正确”或“不正确”)。答案：(1)牛肉膏、蛋白胨琼脂(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间(3)污染不正确【变式探究】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，应标记在皿底上答案D【变式探究】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。请分析回答下列问题。(1)培养基中加入化合物A的目的是_，这种培养基属于_培养基。(2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的_。实验需要振荡培养，由此推测“目的菌”的代谢类型是_。(3)在上述实验操作过程中，获得纯净“目的菌”的关键是_。(4)转为固体培养基时，常采用平板划线的方法进行接种，此过程中所用的接种工具是_，操作时采用_灭菌的方法。(5)实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理后才能倒掉，这样做的目的是_。(6)某同学计划统计污水池中“目的菌”的总数，他选用104、105、106稀释液进行平板划线，每种稀释液都设置了3个培养皿，从设计实验的角度看，还应设置的一组对照实验是_，此对照实验的目的是_。【答案】(1)筛选目的菌选择(2)化合物A异养需氧型(3)防止外来杂菌污染(4)接种环灼烧(5)防止造成环境污染(6)不接种的空白培养基检验培养基制备过程中是否被杂菌污染【举一反三】金黄色葡萄球菌是一种具有高度耐盐性的微生物，可引起人类肺炎、肠炎等疾病。金黄色葡萄球菌在血平板(培养基中添加适量血液)上生长时，可破坏菌落周围的红细胞，使其褪色。下图为定性检测鲜牛奶中是否存在金黄色葡萄球菌的操作流程，请回答相关问题。(1)按细胞结构分类，金黄色葡萄球菌属于_生物，从培养过程分析，金黄色葡萄球菌可进行_呼吸。(2)7.5% NaCl肉汤培养基为微生物提供的营养成分包括_，用7.5% NaCl肉汤培养基进行选择培养的主要目的是_。(3)操作中在血平板上的接种方法是_，接种操作前后需要对接种工具进行_灭菌。(4)在制备血平板时需将pH调节至_(“微酸性”或“微碱性”)后灭菌，待培养基_后，再加入适量血液。按培养基功能分类，血平板属于_培养基。(5)经多次规范操作、重复实验，血平板上均出现_的菌落，初步证明鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌，但鲜牛奶供应商仍认为此菌并非鲜牛奶所携带，因此，要对本操作进行完善，完善的方案是_。【答案】(1)原核有氧(2)碳源、氮源、水和无机盐增加金黄色葡萄球菌的数量(3)平板划线法灼烧(4)微碱性冷却鉴别(5)周围存在透明圈设置不加鲜牛奶但其他操作均相同的对照组【变式探究】 有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答下列问题。(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以_为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲，该培养基属于_培养基。(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即_和_。(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力_。(4)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、_和_。无菌技术要求实验操作应在酒精灯_附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。【答案】(1)原油选择(2)平板划线法稀释涂布平板法(3)强(4)干热灭菌高压蒸汽灭菌火焰【解析】(1)可以将所需要的微生物从混杂的微生物群中分离出来的培养基为选择培养基。欲筛选出能降解原油的菌株，则培养基中应只含有原油而无其他碳源，这样不能降解原油的细菌在此培养基上不能生存，能降解原油的细菌才能在只含原油这一碳源的培养基上生存。(2)分离纯化菌种时，接种的方法有平板划线法和稀释涂布平板法，其目的都是使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单菌落，以便于纯化菌种。(3)降解原油能力越强的菌株，在菌落周围形成的分解圈越大。(4)实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌(如接种环)、干热灭菌(如培养皿)和高压蒸汽灭菌(如培养基)等。无菌技术要求整个实验操作都要在酒精灯火焰附近进行，以避免周围微生物的污染。【特别提醒】(1)微生物培养技术中的消毒和灭菌消毒灭菌区别使用手段较为温和的物理或化学方法强烈的理化因素结果杀死表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)杀死包括芽孢和孢子在内的所有微生物常用方法煮沸消毒法、化学药剂消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法等灼烧灭菌法、干热灭菌法、高压蒸汽灭菌法等联系都借助理化性质，营造微生物难以生存的不良环境；作用实质都是通过使蛋白质变性来抑制微生物生命活动或杀死微生物(2)平板划线操作的注意事项每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌。灼烧接种环之后，要冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。划线时最后一区域不要与第一区域相连。划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。题型二、应用生物技术进行食品加工【例2】（2017年江苏卷，25）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【答案】AB C【举一反三】（2017年江苏卷，10）下列关于“腐乳的制作”的实验，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【答案】B【变式探究】（2016新课标2卷.39)（15分）苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的，回答下列为题：（1）酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程和是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的_中进行，其产物乙醇与_试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程在酵母菌细胞的_中进行，与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增值速度_。（2）第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在_条件下才能完成。（3）在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度_（填“低于”或“高于”）第二阶段。（4）醋酸杆菌属于_核生物，其细胞结构中（填“含有”或“不含有”）线粒体。【答案】（15分）（1）细胞质基质 重铬酸甲 线粒体 快（2）有氧 （3）低于 （4）原 不含有【解析】（1）图示中的过程和分别表示无氧呼吸的第一、第二阶段，其场所均为细胞质基质；橙色的重铬酸甲溶液在酸性条件下与乙醇（酒精）反应变成灰绿色。过程表示有氧呼吸的第二、第三阶段，其场所分别为线粒体基质和线粒体内膜，即过程在酵母菌细胞的线粒体中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度快。（2）醋酸杆菌是一种好氧菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，需要在有氧条件下才能完成。（3）第一阶段即果酒的制作，所控制的温度范围是1825，第二阶段即果醋的制作，所控制的温度范围是3035，所以第一阶段的温度低于第二阶段的。（4）醋酸杆菌属于原核生物，其细胞结构中不含线粒体等复杂的细胞器。【举一反三】下列有关传统果酒、果醋发酵和腐乳制作的比较，正确的是()A果酒、腐乳发酵的主要微生物属于真核生物，果醋发酵菌种属于原核生物B果酒制成后只需将装置转移至温度较高的环境中即可制作果醋C果酒发酵在无氧环境下进行，果醋和腐乳发酵在有氧条件下进行D果酒、果醋和腐乳制作过程利用的都是微生物胞内酶【答案】AC【解析】果酒发酵利用的是酵母菌，腐乳发酵利用的是毛霉，它们都是真核生物，而醋酸杆菌是原核生物，A正确；酵母菌无氧呼吸产生酒精，醋酸菌是好氧细菌，腐乳发酵需要氧气，故C正确。果酒、果醋是微生物的代谢产物，需要的酶是胞内酶。腐乳制作利用的是毛霉，产生的蛋白酶、脂肪酶是胞外酶，故B、D错误。 【举一反三】下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是()A制作果酒最快捷的途径是先制果醋，再制果酒B酿制果醋所需酵母菌和醋酸菌的发酵底物、条件完全相同C制作腐乳需利用毛霉产生的酶分解豆腐中的蛋白质等物质D制作果酒、果醋和腐乳过程中都应防止微生物的生长、繁殖【答案】C【变式探究】利用不同微生物的发酵作用制作食品，历史悠久、惠及民生。请分析回答下列问题。(1)腐乳制作的流程是：让豆腐上长出_加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制。用盐腌制时，应注意控制_；配制卤汤时，要使卤汤中酒的含量控制在_ %左右。(2)制作泡菜的原理是_。(3)蔬菜在腌制过程中，会产生亚硝酸盐。在_条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生_反应后，与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成_色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较，估算出的亚硝酸盐含量如图曲线所示，据图可以得出的结论是：_。【答案】(1)毛霉盐的用量12(2)乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖，将葡萄糖分解成乳酸(3)盐酸酸化重氮化玫瑰红泡菜封坛后亚硝酸盐含量不断增加，至第4 d含量最高，以后逐渐减少(意思对即可)【变式探究】如图1是果酒和果醋制作的实验流程，图2为果酒和果醋的发酵装置。据图分析下列说法正确的是()。A在果酒发酵时，葡萄汁要装满发酵瓶，造成无氧环境，有利于酒精发酵B在果酒和果醋发酵时，排气口的作用只是排出发酵过程中产生的CO2C酒精发酵时温度控制在3035 ，果醋发酵时温度控制在1825 D酒精发酵和果醋发酵所用的菌种，都具有细胞壁、细胞膜、核糖体、DNA、RNA【答案】D题型三传统发酵技术的应用例3. （2018江苏卷，16）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【答案】B【解析】根据以上分析已知，果酒发酵的适宜温度为18-25，因此夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理，A正确；乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物，因此分解过程中不需要通入空气，B错误；无氧呼吸产生了二氧化碳，但是没有消耗氧气，因此发酵罐中的气压不会低于大气压，C正确；葡萄酒发酵的原料是糖类，因此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，D正确。【变式探究】（2017年新课标卷，37）豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：（1）该实验的自变量是_、_。（2）如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是_。（3）如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是_。（4）从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为_，脂肪转变为_。【答案】（1）菌种发酵时间（2）好氧菌（3）延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间（4）氨基酸和肽脂肪酸和甘油【变式探究】 (2016高考全国甲卷)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程和是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的_中进行，其产物乙醇与_试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程在酵母菌细胞的_中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度_。(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在_条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度_(填“低于”或“高于”)第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于_核生物，其细胞结构中_(填“含有”或“不含有”)线粒体。解析：(1)图中过程和是酵母菌无氧呼吸产生乙醇的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。乙醇可用酸性重铬酸钾试剂检测，颜色由橙色变为灰绿色。过程为有氧呼吸的第二和第三阶段，场所为线粒体。在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，产生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧条件下酵母菌的繁殖速度更快。(2)醋酸杆菌是好氧型细菌，因此，在醋酸杆菌作用下，将乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段酵母菌产生乙醇的适宜温度为1825 ，第二阶段醋酸杆菌产生醋酸的适宜温度为3035 ，第一阶段的温度低于第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于原核生物，原核细胞中的细胞器只有核糖体一种，不含线粒体。答案：(1)细胞质基质重铬酸钾线粒体快(2)有氧(3)低于(4)原不含有【变式探究】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CO2C.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答案ABC【变式探究】关于“腐乳的制作”实验，下列叙述错误的是()A.将腐乳坯堆积起来会导致堆内温度升高，影响毛霉生长B.腐乳坯若被细菌污染，则腐乳坯表面会出现黏性物C.勤向腐乳坯表面喷水，有利于毛霉菌丝的生长D.装坛阶段加入料酒，可有效防止杂菌污染解析本题主要考查腐乳的制作实验，意在考查教材实验的内容，考查理解能力和实验能力。难度适中。A项对，将腐乳坯堆积起来会导致微生物大量繁殖，堆内温度升高，影响毛霉生长；B项对，正常情况下毛霉等菌种，会使豆腐表面长出一层菌丝，被细菌污染，腐乳坯表面会出现黏性物；C项错，适于做腐乳的豆腐含水量为70%左右，适于毛霉菌丝生长，再加水不利于腐乳成型；D项对，加入料酒，可抑制杂菌生长。答案C【变式探究】已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。为了测定不同泡制天数的泡菜中亚硝酸盐的含量，某同学设计了一个实验，实验材料、试剂及用具包括：刻度移液管、比色管、不同浓度的亚硝酸钠标准溶液、亚硝酸盐的显色剂、不同泡制天数的泡菜滤液等。回答相关问题：(1)请完善下列实验步骤。标准管的制备：用_和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。样品管的制备：用刻度移液管分别吸取一定量的_，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管。将每个_分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅_的标准管，该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中的亚硝酸盐含量，记录各样品管亚硝酸盐的含量。(2)下图表示的是泡菜中_趋势。(3)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是_(填“醋酸杆菌”或“乳酸菌”)。答案(1)不同浓度亚硝酸钠标准溶液不同泡制天数的泡菜滤液样品管相同(相近)(2)亚硝酸盐(3)乳酸菌题型四、植物组织培养技术【例4】（2018江苏卷，8）花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是（）A为了防止微生物污染，过程所用的花药需在70%乙醇中浸泡30minB过程的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化C过程逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体D过程应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上【答案】C【解析】植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行，因此过程所用的花药需在70%乙醇中浸泡10min，以防止杂菌污染，A错误；过程的培养基中需添加比值适中的细胞分裂素和生长素，以利于形成愈伤组织，B错误；过程得到的植株是经过花药离体培养和秋水仙素处理的，因此可筛选获得纯合的二倍体，C正确；过程获得的植株可以进行光合作用了，因此培养基中不需要加入蔗糖，D错误。 【变式探究】（2017年新课标卷，37）绿色植物甲含有物质W，该物质为无色针状晶体，易溶于极性有机溶剂，难溶于水，且受热、受潮易分解。其提取流程为：植物甲粉碎加溶剂振荡收集提取液活性炭处理过滤去除活性炭蒸馏（含回收溶剂）重结晶成品。回答下列问题：（1）在提取物质W时，最好应选用的一种原料是_（填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”）的植物甲，不宜选用其他两种的原因是_。（2）提取物质W时，振荡的作用是_。（3）活性炭具有很强的吸附能力，在提取过程中，用活性炭处理提取液的目的是_。（4）现有丙酮（沸点56 ）、乙醇（沸点约78 ）两种溶剂，在提取物质W时，应选用丙酮作为提取剂，理由是_。（5）该实验操作过程中应注意的事项是_（答出两点即可）。【答案】（1）晾干高温烘干过程中，植物甲中的物质W易被破坏；新鲜的植物甲含水量高，用于提取的极性有机溶剂会被稀释，进而降低对物质W的提取效果（2）使原料和溶剂充分混匀（3）去除提取液中的色素（4）丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质W分解较少（5）在温度较低的情况下操作，防火（4）根据题干信息，受热易分解，所以选择沸点低的丙酮。（5）根据题干信息，受热易分解，所以注意控制温度；又因为用了丙酮，所以要注意防火。 【变式探究】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)。酒精灯培养皿显微镜无菌水(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_。解析本题主要考查培养基的配制和微生物的培养，意在考查生物实验、理解能力和综合运用能力，难度适中。答案(1)(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(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【变式探究】早在古代，人类就已经发现具有芳香气味的植株或花卉能使人神清气爽，将这些植物制成干品后，可当成药物和香料使用。但是，植物香料易挥发，不易储存。欧洲中世纪香料贸易的发展，促成了植物芳香油提取技术的诞生。16世纪，制备芳香油的技术已经相当成熟。请回答下列与提取芳香油有关的问题。(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、_和_等。(2)玫瑰精油能使人产生愉悦感，化学性质稳定，难溶于水，挥发性强，所以提取时常用的方法是_。向用这种方法得到的乳浊液中加入_并放置一段时间后，将出现明显的分层现象，原因是_。分离的油层还会含有一定的水分，一般可以加入一些 _来吸收残留水分。(3)橘皮含有橘皮精油，具有诱人的橘香味。由于用上题所用方法提取橘皮精油的有效成分时会发生_，而使用_法又会产生原料焦糊的问题，所以一般用压榨法提取。压榨后压榨液中含有橘皮精油和大量水分以及一些糊状残渣等杂质，可用_法除去固体物和残渣，然后需要进一步除去质量较小的残留固体物时可以用_法。【答案】(1)蒸馏法萃取法(2)水蒸气蒸馏法氯化钠油层的密度比水层小无水硫酸钠(3)部分水解水中蒸馏过滤离心【变式探究】 下面图一为胡萝卜素粗品鉴定装置示意图，图二为胡萝卜素的纸层析结果示意图，请据图回答下列问题。(1)图一中b的名称是_，a的作用是_，e为_，对于e实验时应注意_，f为_，常用_，如果层析液没及e会导致_。(2)图二中A、B、C、D四点中，属于标准样品的样点是_，属于提取样品的样点是_。基线一般距底边_cm；在图中的层析谱中，代表的物质是_，代表的物质是_。【答案】(1)色谱容器防止层析液挥发样品原点点样应该快速细致并保持滤纸干燥溶剂石油醚胡萝卜素溶解在层析液中，导致鉴定失败(2)A和DB和C2胡萝卜素其他色素和杂质【易错警示】(1)层析时没有选择干净的滤纸，导致实验现象不明显；为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。(2)点样时点样斑点太大(直径大于2 mm)，导致最终在滤纸上形成一条线，无法辨认被提取的色素；点样斑点的直径应为2 mm。(3)将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时不能将滤纸两边相互接触，以免由于毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。(4)层析液没及样品原点，色素溶解于层析液中，造成实验失败；层析液不可没及样品原点，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。(5)没设置标准样品作对照；层析是否提取到胡萝卜素，通过与标准样品中的胡萝卜素作对比予以确认。题型五、酶的研究和应用【例5】（2018江苏卷，21）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【答案】BCD【解析】加酶洗衣粉中加入的酶多是微生物发酵产生的,其本质与生物体内的酶无明显差异，A正确；洗衣粉中的蛋白酶通常不会将添加的其他酶迅速分解，这是因为加酶洗衣粉中的酶经过了特殊的化学物质的包裹，使之与其他成分隔离，这些酶在遇水后，包裹层分解，酶才能发挥作用，B错误；加酶洗衣粉的pH值一般不大于10，在水温4560时，能充分发挥洗涤作用，因此在50热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶不会失活，C错误；加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，会导致其中酶的活性降低，D错误。【变式探究】（2017年江苏卷，12）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