2011《龙门亮剑》高三一轮（人教版）生物 选修1全套ppt

选修1 生物技术实践,(1)运用发酵加工食品的基本方法(2)测定食品加工中可能产生的有害物质,(1)制作果酒和果醋的基本原理和方法，以及发酵的条件(2)设计安装简单的生产果酒、果醋的装置(3)能运用腐乳制作的原理和方法设计方案，选择材料并制卤汤，完成腐乳制作，评价质量。设计方案、选择材料、完成泡菜制作，运用比色法测定泡菜中亚硝酸盐的含量,一、与传统发酵有关的几类微生物的比较,由于醋酸菌和乳酸菌属于原核生物，因此在利用这两类微生物时，其环境中一定不要加入青霉素等抗生素。,二、亚硝酸盐1与人体健康的关系(1)在膳食中普遍存在，在人体内以“过客”的形式随尿排出，但当摄入总量较多时，可引起中毒或死亡。(2)亚硝酸盐在一定条件下可转化为能致癌、致畸和致突变物质亚硝胺。,2含量的测定(1)原理：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，通过目测比较，大致估算其含量。(2)测定操作：配制溶液制备标准显色液制备样品处理液比色。,3测定亚硝酸盐含量的注意事项(1)标准显色液、样品处理液的制备中计量要精确。(2)制备样品处理液时，氢氧化铝乳液的作用是吸附样品滤液中的杂质，使滤液变得无色透明，便于观察颜色变化。,二、果酒、果醋、腐乳及泡菜的制作原理及过程,果酒、果醋制作过程中防止杂菌污染的措施：榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒。清洗葡萄时要先清洗后除枝梗。发酵瓶排气管用曲颈管不用直管。,生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋、腐乳、泡菜就是生活中常见的例子。右图是果酒制果醋的发酵装置，分析回答下列问题：(1)果酒制作的原材料通常是葡萄，但对葡萄不能进行反复冲洗，其原因是_。,(2)在图乙中遗漏了一个装置，请以文字加以补充_。(3)如果将该装置改为酒精的发酵装置，则温度应该控制在_。此时装置需要修改的地方是_。果酒制果醋的反应式为：_。(4)在果醋发酵过程中，用_检测是否有醋酸生成。,【解析】(1)果酒是以葡萄为原料，通过酵母菌发酵获得的，而酵母菌主要存在于果实的表面，所以不能对葡萄进行反复冲洗。(2)乙装置没有排气管道，所以应添加排气口，并连上一根长而弯曲的管子，保证酵母菌开始时进行有氧呼吸。(3)酵母菌生产酒精需进行无氧呼吸，所以生产酒精不需通入空气。酶的活性在1825时最高，所以装置中温度控制在1825。(4)用pH试纸检测装置中培养液的pH，以检测是否有醋酸生成。,【答案】(1)葡萄上存在酵母菌，反复冲洗，会洗去大量的酵母菌，不利于酒精发酵(2)缺少一个排气口，应补上一个排气口装置，并连上一根长而弯曲的管子(3)1825不需要通入空气C2H5OH+O2CH3COOH+H2O(4)pH试纸,明确果酒、果醋制作所需菌种的代谢类型是解答此类题目的关键。制作果酒用酵母菌，需先通气后密封，而制作果醋需始终有氧气存在。,(2010年山东省潍坊市模拟)农村中泡菜的制作方法是：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”。密封后置于阴凉处，最适环境温度为2830 。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者是用盐过多，后者是用盐过少。在实验室或工厂化生产泡菜时，还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。,(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是_。(2)菜坛为什么要密封？若菜坛有裂缝，可能会出现什么结果？_。(3)加入“陈泡菜水”的作用是_。,(4)制作泡菜的过程中，有机物的干重如何变化？菜坛内有机物的种类如何变化？_。(5)若要获得大量乳酸菌菌种，应选用培养基培养，培养基中应用_、_、_、_和_五大营养物质，同时还需适宜的条件，主要有_、_。,【解析】泡菜制作是应用了乳酸菌的发酵原理，提供的新鲜蔬菜是它的培养基。乳酸菌是厌氧型微生物，在缺氧的环境条件下发酵可产生大量乳酸，能抑制其他厌氧菌的生存；在有氧情况下，自身受抑制，不能进行乳酸发酵，使需氧菌繁殖而变质。乳酸菌生长繁殖需要消耗有机物，发酵过程中会产生更多种类的有机物。,乳酸菌属异养厌氧型，培养基中应有碳源、氮源、生长因子、水、无机盐五大营养物质，需要的培养条件主要有适宜的温度(28 30 )、无氧环境，这样菌种才能大量增殖。,【答案】 (1)消毒(2)乳酸菌是厌氧型微生物。密封后造成缺氧环境；菜坛有裂缝，将导致乳酸菌不能正常生长，而一些杂菌大量繁殖，泡菜会变质(3)提供乳酸菌菌种(4)有机物干重减少；种类增加(5)碳源氮源生长因子水无机盐适宜的温度无氧环境,1(2008年江苏卷)下列关于腐乳制作的述中，错误的是()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密封瓶口前最好将瓶口通过火焰以防杂菌污染,【解析】腐乳的制作原理是利用毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶将豆腐中的蛋白质和脂肪分解成小分子的肽、氨基酸和甘油、脂肪酸。一般说来，含水量为70%的豆腐最为适宜，水分过多则腐乳不易成形，而且会影响醋酸菌的有氧呼吸。【答案】B,2(2008年江苏卷)图甲是果醋发酵装置。发酵初期不通气，溶液中有气泡产生；中期可以闻到酒香；后期接种醋酸菌，适当升高温度并通气，酒香逐渐变成醋香。图乙中能表示整个发酵过程培养液pH变化的曲线是(),ABC D【解析】在果醋发酵过程中，首先瓶中进行的是有氧呼吸产生CO2，使pH下降；一段时间后氧气消耗殆尽开始进行无氧呼吸，也可产生CO2，使pH下降；最后进行醋酸发酵生成醋酸，会使pH迅速下降，所以培养液中pH一直降低，如曲线所示。【答案】B,3(2007年山东高考)乙醇等“绿色能源”的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为：,(1)玉米秸秆经预处理后，应该选用_酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖。(2)从以下哪些微生物中可以提取上述酶？(多选)_。A酿制果醋的醋酸菌B生长在腐木上的霉菌C制作酸奶的乳酸菌D生产味精的谷氨酸棒状杆菌E反刍动物瘤胃中生存的某些微生物,(3)若从土壤中分离出产生这种酶的微生物，所需要的培养基为_(按功能分)，培养基中的碳源为_。(4)从生物体内提取出的酶首先要检测_，以便更好地将酶用于生产实践。在生产糖液的过程中，为了使酶能够被反复利用，可采用_技术。(5)发酵阶段需要的菌种是_，在产生酒精时要控制的必要条件是_。,【解析】玉米的秸秆主要由纤维素构成，可利用纤维素酶将其转化为葡萄糖。根据微生物的利用物质和生活习性，可分析出生活在腐木上的霉菌可分解利用木纤维，反刍动物瘤胃中生存的某些微生物可分解利用植物纤维，二者是提取纤维素酶的理想材料。从微生物群体中选择具有特定表型的细胞，使之进行繁殖所用的培养基称为选择培养基。固定化细胞与固定化酶技术一起组成了现代的固定化生物催化剂技术，可反复利用，并利于与产物分离。,酵母菌既可进行有氧呼吸，又可进行无氧呼吸。有氧呼吸时，把葡萄糖氧化分解为水和二氧化碳，释放大量能量(此时是酵母菌大量繁殖的时候)；无氧呼吸时，把葡萄糖氧化分解为酒精，释放少量能量(用于酿酒)。【答案】(1)纤维素(2)BE(3)选择培养基纤维素(4)酶的活力(活性)固定化酶(固定化细胞)(5)酵母菌无氧(密闭或密封),(1)微生物的分离与培养(2)某种微生物数量的测定(3)培养基对微生物的选择作用(4)利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用,(1)培养基的种类、营养要求及配制原则(2)无菌技术的内容及方法(3)分离纯化微生物的研究思路、方法,一、微生物的实验室培养1培养基的营养构成,(1)微生物最常利用的碳源是糖类(特别是葡萄糖)，常利用的氮源是氨盐、硝酸盐。(2)在微生物所需要的化合物中需要量最大的是碳源。(3)微生物之所以需要补充生长因子，是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。,2大肠杆菌的纯化大肠杆菌的纯化培养，包括培养基的配制和纯化大肠杆菌两个阶段。(1)培养基的配制流程(以牛肉膏蛋白胨培养基为例)计算：根据牛肉膏蛋白胨培养基配方的比例，计算配制100 mL的培养基时，各种成分的用量。称量：准确地称取各种成分。,溶化：先将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯，加入少量的水加热。当牛肉膏溶化并与称量纸分离后，用玻璃棒取出称量纸。然后往烧杯中加入蛋白胨和氯化钠，最后加入琼脂，加热使其熔化。在此过程中不断用玻璃棒搅拌，防止琼脂糊底而导致烧杯破裂。当琼脂完全熔化后，补加蒸馏水至100 mL。,灭菌：将配制好的培养基转移到锥形瓶中加棉塞包好，放入高压灭菌锅，在压力为100 kPa、温度为121 条件下，灭菌1530 min。将培养皿包好后放入干热灭菌箱内，在160170 下灭菌2 h。倒平板：等培养基冷却至50 左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。,(2)纯化大肠杆菌平板划线法：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。,稀释涂布平板法：将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。(3)培养：将接种后的培养基和一个未接种的培养基(对照组)都放入37 恒温箱中，培养12 h和24 h后，分别观察并记录结果。,3无菌技术(1)消毒和灭菌的区别,酒精消毒时，70%的酒精杀菌效果最好，原因是：浓度过高，使菌体表面蛋白质凝固成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其中；浓度过低，杀菌力减弱。,(2)无菌技术主要操作要求实验前应对操作空间、操作人员消毒，对所有器具和培养基灭菌。实验进行时需在酒精灯火焰周围无菌区操作，另外要避免已灭菌处理材料再次污染。,二、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1选择合适的培养基(1)根据培养基的用途可分为选择培养基和鉴别培养基,(2)分离分解尿素的细菌的培养基即为选择培养基，培养基中的氮源只有尿素，理论上只有能合成脲酶的微生物才能在上面生长。,2统计菌落数目的方法(1)显微镜直接计数法原理：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计一定容积的样品中微生物数量。方法：用计数板计数。缺点：不能区分死菌与活菌。,(2)间接计数法(活菌计数法)原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。,操作a设置重复组，增强实验的说服力与准确性。b为了保证结果准确，一般选择菌落数在30300的平板进行计数。计算公式：每克样品中的菌株数 ，其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。,3细菌分离与计数的实验流程土壤取样样品稀释取样涂布微生物培养观察并记录结果细菌计数,三、分解纤维素的微生物的分离1纤维素酶是一种复合酶，它包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。,2纤维素分解菌的筛选原理(1)刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。(2)纤维素分解菌能产生纤维素酶分解纤维素，从而使菌落周围形成透明圈。,3土壤中纤维素分解菌的筛选(1)方案土壤取样选择培养梯度稀释将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上挑选产生透明圈的菌落。(2)选择培养的目的：增加纤维素分解菌的浓度，确保能够从样品中分离到所需要的微生物。(3)涉及到的微生物技术主要有：培养基的制作、无菌操作、稀释涂布平板法、选择培养基的作用、土壤取样等。,(2010年青岛市模拟)啤酒是我们日常生活中最常见的饮料之一。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多；当糖度下降到一定程度后，结束发酵；最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程，回答以下问题：,(1)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：步骤1：野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。步骤2：制备选择培养基。在基本培养基的基础上，注意添加_和调低pH，加琼脂后灭菌，制成固体平板。,步骤3：将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。步骤4：根据_筛选出突变菌。(2)上述步骤2、3的目的分别是_。(3)酿酒过程中，经检测活菌数量适宜但却不产生酒精，应采取的措施是_。,(4)秸秆的主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，但是酵母菌却无法直接利用，原因是其_。若要酵母菌能利用植物秸秆进行发酵抽取酒精，请提出解决该问题的方法。(列举两种方法)_。,【解析】(1)因为是选择耐高糖的酵母菌，所以应该加糖；一般来说能在选择培养基上生长繁殖的一定是耐高糖和耐酸的酵母菌。(2)步骤2的目的是创造选择的特定环境，步骤3的目的是通过稀释的方法期望获得单一菌落。,(3)活菌数量较多但不能产生酒精说明酵母菌不能进行无氧呼吸，所以为了获得酒精必须密闭。(4)酵母菌缺乏分解纤维素的酶系所以不能利用纤维素，但是可以通过基因工程的方法将分解纤维素的微生物中有关基因导入酵母菌，或者混合培养等方式。,【答案】(1)高浓度蔗糖(葡萄糖)是否能在选择培养基上生长(2)提供高糖和酸性筛选环境获得单菌落(3)隔绝空气(4)缺乏相应分解酶系(或缺乏纤维素酶和半纤维素酶)在酵母菌中转入分解酶系相关基因；利用酶或微生物分解秸秆；利用物理和化学方法分解秸秆；将酵母菌与其他能分解秸秆的微生物混合发酵,(2009年宁夏高考题)(1)在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑_、_和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、_、_等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。,(2)在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行_(消毒、灭菌)；操作者的双手需要进行清洗和_；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能_。(3)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的_。,(4)通常，对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的_。(5)培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是_。(6)若用大肠杆菌进行实验，使用过的培养基及其培养物必须经过_处理后才能丢弃，以防止培养物的扩散。,【解析】(1)影响微生物培养的因素除了营养条件外，外界条件主要包括温度、酸碱度和渗透压等。由于大肠杆菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、易培养、生活周期短等优点，所以常作为遗传学研究的实验材料。,(2)灭菌是指用强烈的物理或化学的方法，杀死物体内外的一切微生物，包括芽孢和孢子。消毒指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物。对于培养基和培养器皿要进行灭菌，对操作者的双手需要进行清洗和用酒精消毒，静止空气中的细菌在用紫外线照射能够使蛋白质变性，并损伤DNA结构，使细菌死亡。,(3)样品的稀释度直接影响平板上生长的菌落的数目，实际操作中，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得的菌落数在30300之间。(4)菌落的特征是判断微生物的种类的重要依据。对获得的纯菌种可以依据菌落的特征对细菌进行初步检测。,(5)要判断固体培养基是否被污染，可将未接种的培养基在适宜的温度下培养一段时间，若发现有菌落说明培养基已被污染。(6)进行微生物培养时，使用过的培养基及培养物必须经灭菌后才能丢弃，防止培养的微生物扩散到环境中，造成危害。,【答案】(1)温度酸碱度易培养生活周期短(2)灭菌消毒损伤DNA的结构(3)比例合适(4)鉴定(或分类)(5)将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生(6)灭菌,1(2009年四川高考题)下列关于几种微生物的营养代谢和生长繁殖的描述，正确的是()A根瘤菌通过生物固氮，制造了含氮养料和含碳有机物,B接种到培养基上的青霉菌，进入对数期能大量积累青霉素C培养液中溶氧量的变化，会影响酵母菌的生长繁殖和代谢途径D用32P标记的噬菌体感染细菌，在新形成的噬菌体中都能检测到32P,【解析】根瘤菌异养生活，不能合成含氮有机物，A选项错误；处于对数期的青霉菌是菌种数目大量增加的时期，处于稳定期时才能积累大量青霉素，B选项错误；酵母菌的繁殖需要在有氧条件下进行，酵母菌在有氧和无氧条件下分别进行有氧呼吸和无氧呼吸，C选项正确；用32P标记噬菌体感染细菌时，其子代遗传物质的合成是以被32P标记噬菌体的DNA为模板，以细菌的核苷酸为原料，所以子代噬菌体中只有少数含32P，D选项错误。【答案】C,2(2009年重庆高考)下列有关大肠杆菌的叙述，正确的是()A大肠杆菌以复制方式进行繁殖，其拟核是一个环状DNA分子B在含葡萄糖和乳糖的培养基上，大肠杆菌首先利用乳糖作碳源C用大肠杆菌工程菌生产干扰素时，应及时添加核酸等生长因子D处于对数期的大肠杆菌，常作为生产用的菌种和科研的材料,【解析】大肠杆菌是一种细菌，以二分裂的方式进行繁殖；在含葡萄糖和乳糖的培养基上，大肠杆菌首先利用葡萄糖作能源，然后再利用乳糖；利用大肠杆菌作为工程菌生产干扰素时，不需要添加外源生长因子；处于对数期的大肠杆菌细胞代谢最旺盛，常作为生产用的菌种和科研的材料。【答案】D,3(2009年安徽高考题)下列是关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述，其中错误的是()A用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板B取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1 mL，分别涂布于各组平板上,C将实验组和对照组平板倒置，37 恒温培养2448小时D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【解析】采用稀释涂布平板法统计菌落数目时，一般选择菌落数在30300的平板进行计数。【答案】D,4(2007年江苏高考卷)不同的微生物对营养物质的需要各不相同。下列有关一种以CO2为唯一碳源的自养微生物营养的描述中，不正确的是()A氮源物质为该微生物提供必要的氮素B碳源物质也是该微生物的能源物质C无机盐是该微生物不可缺少的营养物质D水是该微生物的营养要素之一,【解析】本题考查微生物的营养要素以及理解应用能力、判断能力。CO2可为自养型微生物提供碳源，但不能提供能源。【答案】B,5下列所述环境条件下的微生物，能正常生长繁殖的是()A在缺乏生长素的无氮培养基中的固褐固氮菌B在人体表皮擦伤部位的破伤风杆菌C在新配制的植物矿质营养液中的酵母菌D在灭菌后的动物细胞培养液中的禽流感病毒,【解析】 圆褐固氮菌是自生固氮细菌，因此可以在缺乏生长素的无氮培养基中的生长繁殖。破伤风杆菌是异养厌氧细菌，人体表皮擦伤部位是有氧的环境，破伤风杆菌不能生长和繁殖，酵母菌是异养型微生物，新配制的植物矿质营养液中缺少有机碳；禽流感病毒不能独立生活，只能寄生在活的细胞中，因此禽流感病毒不能在灭菌后的动物细胞培养液中生长繁殖。【答案】A,6下列关于平菇培养的操作程序，正确的是()A配制牛肉膏蛋白胨培养基，接种，高压蒸汽灭菌，培养B配制牛肉膏蛋白胨培养基，高压蒸汽灭菌，接种，培养C配制棉子壳培养基，接种，高压蒸汽灭菌，培养D配制棉子壳培养基，高压蒸汽灭菌，接种，培养,【解析】培养平菇所用的培养基是棉子壳，具体的操作程序是：配制培养基，高压蒸汽灭菌，培养。【答案】D,7通过选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物。在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长；在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌；在培养基中加入10%酚可以抑制细菌和霉菌。利用上述方法能从混杂的微生物群体中分别分离出(多选)() A大肠杆菌B霉菌 C放线菌 D固氮细菌,【解析】根据题意，固氮细菌的生长不需要从培养基上获得氮源，可在缺乏氮源的培养基上正常生长；加入青霉素的培养基上不能生长细菌和放线菌，则可收获霉菌和酵母菌；加入酚的培养基使细菌和霉菌不能正常生长，而放线菌却能利用酚作原料合成自身的产物。【答案】DBC,8(2008年广东高考)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：为土壤样品。请回答下列问题：,(1)中培养目的菌株的选择培养基中应加入作为碳源，中不同浓度碳源的培养基_(A.影响；B.不影响)细菌的数量，如果要测定中活细菌数量，常采用_法。,(2)为对照，微生物在中不生长，在中生长，与培养基的主要区别在于_；使用_法可以在上获得单菌落。采用固体平板培养细菌时为什么进行倒置培养？_。(3)如何比较不同菌株降解苯酚能力的大小？_。(4)实验过程中如何防止其他微生物的污染？_。,【解析】 题目中所筛选的细菌“只能”降解苯酚，故可采用以苯酚为唯一碳源的选择培养基筛选，含除苯酚外其他碳源的培养基作为对照。培养液中苯酚浓度下降的速度可反映该菌对苯酚的降解能力。严格灭菌、无菌操作可有效防止实验过程中的杂菌污染。,【答案】(1)苯酚A平板菌落计数(活菌计数或菌落计数)(2)的培养基没有加入苯酚作为碳源，培养基中加入苯酚作为碳源稀释涂布平板法或平板划线采用固体平板培养细菌时要倒置培养以防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基,(3)用同样苯酚浓度的培养液培养不同菌株。一定时间后，测定培养液中苯酚含量(4)从制备培养基到接种与培养等全部实验过程要无菌操作(答案合理即可),(1)植物细胞全能性含义及其表达的条件(2)植物组织培养中生长素和细胞分裂素的作用(3)花药培养产生花粉植株的两种途径(4)花粉发育经历的不同时期,(1)细胞分化与细胞全能性的生产应用(2)植物组织培养的基本原理及其培养条件(3)影响植物组织培养的因素(4)植物激素在植物组织培养中的作用,一、对植物组织培养的分析1原理：植物细胞全能性基础：细胞内具有该物种发育所需的全部遗传物质全能性高低：受精卵生殖细胞体细胞植物细胞动物细胞分化程度低的细胞分化程度高的细胞,2细胞分化的实质：细胞内遗传物质的执行情况不同(基因的选择性表达),愈伤组织再分化时应先诱导分化出芽，后诱导产生根，若顺序颠倒，则不好诱导根的生成。,二、影响植物组织培养的因素及成功的关键1影响因素(1)内部因素：材料的选取。(2)外部因素：营养成分的种类及配比；植物激素的用量及使用顺序；pH、温度、光照等。,2获得成功的关键(1)植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗逆性差、对培养条件要求较高。(2)培养材料一旦被微生物污染，就会导致实验失败。原因是微生物增殖快，生长迅速，消耗养分多，并产生代谢废物毒害培养材料。(3)无菌技术主要包括对操作空间、实验用具、实验材料以及操作者的消毒灭菌。,一旦发现培养物被污染，特别是真菌性污染，一定不要打开培养瓶。应先将被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进行高压蒸汽灭菌，然后再打开培养瓶进行清理。,三、植物激素在组织培养过程中的重要作用生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，其作用及特点为：1.在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。,2使用顺序不同，结果不同，具体如下：,3.用量比例不同，结果也不同,下图是水稻的花药通过无菌操作，培养产生花粉植株的两种途径的示意图。请据图回答下列问题：,(1)图中的花粉应选自_的时期，花药培养成功率最高。图中的A是_，C过程指_，B指_。(2)这两种途径之间没有绝对的界限，主要取决于_。(3)配制培养基时加琼脂的目的是_。(4)组织培养要求无菌操作的原因是_。(5)要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应有_和_两类植物激素。,【解析】(1)进行花药离体培养，花粉发育时期的选择非常重要。宜选取单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期。(2)图示两种途径的主要区别在于所使用培养基中激素的种类及浓度比不同。(3)培养基中加入琼脂可制成固体培养基。,(4)由于微生物会在营养丰富的培养基上快速繁殖，与离体培养的植物组织进行竞争，故培养过程中应“无菌”操作。(5)植物组织培养过程中，生长素与细胞分裂素的应用对于外植体脱分化、再分化至关重要。,【答案】(1)在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧胚状体诱导生根生根(2)培养基中激素的种类及其浓度配比(3)使培养基呈固体状态，有利于外植体的生长(4)如不无菌操作，微生物会在培养基上快速繁殖，与离体培养的植物组织竞争(5)细胞分裂素生长素,(2009年上海高考题)回答下列有关植物组织培养的问题。(1)用于植物组织培养的植物材料称为_。(2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为_。,(3)在再分化阶段所用培养基中，含有植物激素X和植物激素Y。逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如下图所示。据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系：,当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时，_；_；_。(4)若植物激素Y是生长素，在植物组织培养中其主要作用是_；则植物激素X的名称是_。(5)生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因是_。,【解析】(1)植物组织培养时所取材料称为外植体。(2)让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程，称为脱分化。(3)据图可得当激素X与激素Y的浓度比为1时，未分化的细胞群形成愈伤组织；当激素X与激素Y的浓度比大于1时，未分化的细胞群分化形成芽；当激素X与激素Y的浓度比小于1时，未分化的细胞群分化形成根。,(4)生长素的作用是促进细胞生长、分裂和分化；激素X能促进细胞分裂，是细胞分裂素。(5)试管苗为无性繁殖系，能够保持亲本的一切性状，不发生性状分离。,【答案】(1)外植体(2)去分化(脱分化)(3)未分化细胞群经分裂形成愈伤组织当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，未分化细胞群分化形成芽；当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时，未分化细胞群分化形成根。(4)促进细胞的生长(伸长)、分裂和分化细胞分裂素(5)组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，后代不发生性状分离,1(2008年海南高考题)下列有关植物细胞与组织培养的叙述中，错误的是()A花药、胚不能作为组织培养的材料B植物细胞具有全能性C外植体是指用于培养的植物组织或器官D外植体可诱导出愈伤组织,【解析】植物细胞具有全能性，花药、胚都可作为组织培养的材料。【答案】A,2(2008年高考江苏卷)下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是()A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化C离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织D同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同,【解析】 本题考查植物组织培养的有关知识。植物组织培养过程中用的是固体培养基，添加蔗糖可提供营养和调节渗透压；添加不同比例的生长素和细胞分裂素可促进愈伤组织进行再分化，培养过程中愈伤组织的形成需经过脱分化(或称去分化)；外植体的来源不同，培养获得的愈伤组织或植株的基因(遗传物质)不同，例如用茎尖和花粉培育成的植株分别属于二倍体和单倍体。【答案】D,3(2008年江苏卷)某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染原因设计了四个实验，实验条件除图示外其他均相同。下列各图表示实验结果，据图可得出的初步结论是(多选)(),A污染主要不是培养基灭菌时间短造成的B污染主要来源于组织培养所用的离体组织,C调节培养基pH不能解决污染问题D调节培养温度不能解决污染问题【解析】 由图可知，培养基的灭菌时间、pH以及培养温度对污染率的影响不大；离体组织灭菌时间越长污染率越低，说明离体组织是污染的主要来源。【答案】ABCD,4(2009年山东高考)人参是一种名贵中药材，其有效成分主要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下：,请回答：(1)配制诱导愈伤组织的固体培养基，分装后要进行_。接种前，要对人参根进行_。(2)用于离体培养的根切块，叫做_。培养几天后发现少数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于_污染；若是有光泽的黏液状菌落，属于_污染。,(3)用少量_酶处理愈伤组织，获取单细胞或小细胞团，在液体培养基中进行悬浮培养，可有效提高人参皂苷合成量。(4)人参皂苷易溶于水溶性(亲水性)有机溶剂，从培养物干粉中提取人参皂苷宜选用_方法，操作时应采用_加热。,【解析】(1)灭菌是指用强烈的物理或化学的方法，杀死物体内外的一切微生物，包括芽孢和孢子。消毒指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物。在组织培养过程中要防止杂菌的污染，需要对固体培养基进行灭菌，对人参根进行消毒。(2)用于离体培养的离体的植物组织或器官(根切块)称为外植体。,单个或少数微生物细胞生长繁殖后，会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定形态构造的子细胞集团，这就是菌落。我们可以根据菌落的特征判断微生物的种类。霉菌的菌落较大，肉眼可见许多毛状物，呈棕色、青色等，细菌菌落常表现为湿润、黏稠，有光泽。(3)果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁和胞间层，使愈伤组织分离。,(4)人参皂苷溶于水溶性有机溶剂，可以用萃取法从培养物干粉中提取。萃取时要采用水浴加热，这是因为有机溶剂都是易燃物，用明火加热容易引起燃烧、爆炸。【答案】(1)灭菌消毒(2)外植体真菌(霉菌)细菌(3)果胶(4)萃取(浸取)水浴,(1)酶的存在与简单制作方法(2)酶活性测定的一般原理和方法(3)酶在食品制作和洗涤等方面的应用(4)制备和应用固定化酶,(1)果汁生产过程中应用果胶酶的适宜条件、用量、注意事项(2)固定化酶、固定化细胞制备的优缺点和在生产中的应用,一、探索酶活性最适条件和用量的实验设计1探究酶活性最适条件的实验设计(1)思路方法探究不同温度(或pH)对果胶酶活性的影响时，温度(或pH)作为自变量，有效地控制其他无关变量，通过设置合理的温度(或pH)梯度来确定最适值。,(2)注意事项在苹果泥和果胶酶混合之前，一定要保证底物和酶达到相应的条件(温度或pH)，避免混合后条件变化，确保实验结果的准确性。(3)衡量实验结果的指标在相同时间内，滤出苹果汁的体积多少。观察苹果汁的澄清度。,2探究果胶酶的用量(1)原理提示本实验是一个探究性的定量实验，所测出的最适用量是在本实验的温度、pH条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明温度和pH。,(2)确定最适用量的方法如果随酶浓度的增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个值就是酶的最适用量。,二、不同加酶洗衣粉的洗涤原理及洗涤效果的实验设计1常用酶制剂的种类及洗涤原理,对于丝绸等主要成分为蛋白质的面料，在加入碱性蛋白酶的洗衣粉作用下，衣物同样会受到损伤，因此蛋白质类丝织物不能用蛋白酶洗衣粉。,2探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果(1)实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。(2)实验变量自变量：加酶洗衣粉。无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。,(3)实验步骤,该实验探究大小多种加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果，也可以探究同一种加酶洗衣粉对于不同污渍的洗涤效果。,三、固定化实验中的有关问题,直接使用酶、固定化酶、固定化细胞三者的异同,(2009年广东高考题)材料：饲料原料中的磷元素有相当一部分存在于植酸中。猪、禽等动物由于缺乏有关酶，无法有效利用植酸，造成磷源浪费，而且植酸随粪便排除后易造成环境有机磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成为目前重要的饲料添加剂之一。,(1)商品化植酸酶主要来自微生物。在产酶菌株筛选过程中，常在基本培养基中添加不溶于水的植酸钙制成固体平板，植酸钙被植酸酶分解后可在平板上产生_，可根据其大小选择目的菌株，所得菌株需要进一步测定植酸酶活性。活性测定可以植酸钙作为底物，活性可用一定条件下单位时间的_表示。,(2)利用上述所得菌株制备植酸酶的流程如下图：中的主要成分为_；中包含植酸酶等多种蛋白质。,(3)为构建基因工程菌，可用PCR等技术从上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反应包含多次循环，每次循环包括三步：_。反应过程中打开模板DNA双链的方法是_。(4)除植酸酶外，微生物还能应用在哪些酶的生产中？(至少写两种) _。,【解析】植酸酶能使植酸钙分解成易溶于水的植酸和金属离子(这也是用植酸钙制备植酸的途径)。PCR技术是利用DNA双链复制的原理，生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。扩增的过程是：目的基因DNA受热后解链为单链，引物与单链结合，然后在DNA聚合酶的作用下进行延伸，如此重复循环。,【答案】(1)菌斑植酸钠的分解速率(2)植酸和金属离子(3)变性、复性、延伸热变性(4)果胶酶、纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶(任选答两种即可),果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁和胞间层。请你完成以下有关果胶酶和果汁生产的内容。.在果汁生产中用到果胶酶，某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：,(1)实验方法：如图中所示的顺序进行操作。(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图所示：,图中自变量是温度，除此之外还可用来表示。A酶的浓度B苹果泥的量C水的加入量 DpH图中的纵坐标还可用_来表示。步骤b中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中，恒温的目的是_。,.该实验小组在“探索果胶酶催化果胶水解最适pH”的课题研究中，完成“烧杯中分别加入等量的苹果泥、试管中分别注入等量的果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下面两种操作：方法一：将试管中果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、610。,方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调至4、5、610，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。(1)请问哪一种方法更科学_，并说明理由_。(2)实验操作中要用玻璃棒不时搅拌，其目的是_，以减少实验误差。,(3)如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示pH，纵坐标表示_时，实验的操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在图中选择一个最可能是实验结果的曲线图_。若实验所获得的最适宜pHm，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。,【解析】.果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响。在衡量实验结果的指标有两种，一是果汁的量，另个是果汁的澄清度。为使实验中达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温达到要求后才能混合。.方法二是试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pH分别调至4、5、610，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。这样操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH。,否则，由于酶有高效性，在升高或降低pH过程中把果胶分解了，造成误差。实验中玻璃棒搅拌的目的是使酶和果胶充分地接触，以减少实验误差。实验结果以坐标图的形式表示，横坐标表示pH，纵坐标表示果汁体积较恰当。因为在一定范围内，随着pH的增加，酶的活性增强，果汁体积增大，当超过最适pH后，随着pH的增加，酶的活性减弱，果汁体积减小。一种酶的最适温度和pH是一定的，最适温度不会因pH和酶量等其他因素的变化而受影响。,【答案】 .(2)D苹果汁的体积保证底物和酶在混合时的温度是相同的.(1)方法二方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH环境(或答“方法一的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应”)(2)使酶和反应物(果胶)充分地接触(3)果汁体积甲如下图所示,1(2009年江苏高考题)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()A固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C利用固定化酶降解水体中有磷机农药，需提供适宜的营养条件,D利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物【解析】固定化细胞可连续多步催化反应；应用固定化酶需控制好温度和pH，不需控制溶解氧；利用固定化酶降解有机磷农药，农药就是营养成分，不需另外提供；利用固定化酵母细胞发酵。糖类既作为反应底物，又可作为酵母细胞生命活动的能源物质。【答案】A,2(2008年江苏高考题)为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。,(1)提高洗衣粉去污能力的方法有_，甲组在洗衣粉中加入了_，乙组在洗衣粉中加入了_。(2)甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有_。,(3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80 时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由_。(4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由_。,【解析】 丙组为对照实验，目的是排除无关因素干扰。消除污渍所用时间越短，说明酶的去污能力越强。通过表格数据可以看出，适当提高温度可以提高酶的催化能力。加酶后，去污效果也有明显提高。 甲组能消除血渍而不能消除油渍，说明甲组洗衣粉中加入了蛋白酶。 乙组能消除血渍和油渍，说明乙组在洗衣粉中加入了蛋白酶和脂肪酶。,根据甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有专一性。由于高温使酶变性而失活，所以甲、乙、丙三组均在水温80时洗涤同一种污渍洗涤效果无差异。 因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用，因此加酶洗衣粉中的生产未运用酶的固定化技术。,【答案】(1)加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)专一性(3)没有差异，因为高温使酶失活(4)未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用,3(2007年高考广东卷)动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶，能专一催化1 mol谷氨酸分解为1 mol 氨基丁酸和1 mol CO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起始浓度为10 mmol/L、最适温度、最适pH值的条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果如图1和图2。,请根据以上实验结果，回答下列问题：(1)在图1画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线(请用“1”标注)。,(2)当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%或降低反应温度10 ，请在图l中分别画出理想条件下CO2浓度随时间变化的曲线(请用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线，用“3”标注温度降低后的变化曲线)，并分别说明原因。,(3)重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合，不可解离，迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下。向反应混合物中加入一定量的重金属离子后，请在图2中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线(请用“4”标注)，并说明其原因。_。,【解析】 (1)随着产物的增加，反应底物因为被消耗而逐渐减少。(2)提高酶的浓度，酶催化反应速率相应提高，反应完成所需时间减少；温度降低，酶催化反应速率下降，但酶并不失活，反应完成所需时间增加。(3)一定量的重金属离子使一定量