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第1课时大肠杆菌的培养和分离【学考报告】知识内容考试属性考情解读大肠杆菌的培养和分离加试1.进行大肠杆菌的扩增，利用液体培养基进行细菌培养的操作。2.进行大肠杆菌的分离，用固体平面培养基进行细菌的划线培养。3.说明大肠杆菌培养的条件和实验原理。一、微生物培养的基本条件1培养基(1)含义：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。(2)种类划分标准培养基种类特点用途物理性质液体培养基不加凝固剂工业生产半固体培养基加凝固剂，如琼脂观察微生物的运动、分类、鉴定固体培养基微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种用途选择培养基培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长培养、分离出特定微生物鉴别培养基根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品鉴别不同种类的微生物(3)成分：一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等最基本的物质，有时还需要加入特殊的营养物质。2无菌技术(1)含义：无菌技术不仅能防止实验室的培养物被其他外来微生物污染，保持微生物的纯培养，而且在分离、转接时亦能防止其他微生物污染。(2)无菌操作对实验空间、操作台可用紫外线或酒精消毒，操作者的手用酒精消毒。实验用的培养器皿和培养基一般用高压蒸汽灭菌法灭菌，接种环用灼烧方法灭菌。为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。小贴士消毒和灭菌的比较项目条件结果常用方法应用范围消毒较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部的部分对人体有害的微生物煮沸消毒法日常用品紫外线消毒法接种室、超净台化学药剂消毒法用酒精擦试双手，用氯气消毒水源灭菌强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子灼烧灭菌法接种工具干热灭菌法玻璃器皿、金属工具高压蒸汽灭菌法培养基及容器灭菌过滤灭菌不能加热灭菌的化合物，要用G6玻璃砂漏斗过滤【典例剖析】 下列有关微生物培养条件的叙述，不正确的是()A分离微生物常用固体培养基，扩大培养常用液体培养基B“细菌喜荤，霉菌喜素”，培养基中成分的含量和配比因培养物而异C培养基的灭菌均采用高压蒸汽法，即在121 (1 kg/cm2压力)下灭菌15 minD制作固体培养基时常常加入琼脂解析培养基的灭菌通常是采用高压蒸汽法，但因培养基的成分而异。如培养基中有葡萄糖，高压蒸汽条件下会导致葡萄糖分解碳化，而采用500 g/cm2压力灭菌30 min。答案C(1)不同种类微生物需要的培养基不同，但各种培养基配制完成后均需严格灭菌。(2)培养基灭菌通常采用高压蒸汽法，但如果培养基中含有葡萄糖，为防止葡萄糖分解碳化，要用500 g/cm2压力(90 以上)灭菌30 min；有些不能加热灭菌的化合物，如尿素等只能用G6玻璃砂漏斗过滤。(3)配制固体培养基时，需要添加凝固剂，如琼脂，但凝固剂不止琼脂一种。【变式训练】 下列关于灭菌和消毒的理解不正确的是()A灭菌是指杀灭环境中的一切微生物，包括芽孢和孢子B消毒和灭菌实质上是完全相同的C接种环用灼烧法灭菌D常用灭菌方法有灼烧法、干热灭菌法、高压蒸汽灭菌法解析消毒是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(不包括芽孢和孢子)，灭菌则是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。答案B二、大肠杆菌的培养和分离1大肠杆菌(1)性质：大肠杆菌是革兰氏阴性、兼性厌氧的肠道杆菌。(2)用途：大肠杆菌是基因工程技术中被广泛采用的工具。2实验原理(1)扩大培养原理：将大肠杆菌接种在LB液体培养基中，使其快速分裂繁殖。(2)分离纯化原理：将待检测微生物样品通过划线或涂布接种在LB固体培养基上，样品中的每一个细胞或孢子都可以生长繁殖形成单个菌落。将单个菌落接种到斜面培养基上，经培养后，即可得到一个微生物的纯种。3实验步骤倒平板接种小贴士倒平板的具体操作【典例剖析】 请结合图示，回答下列有关大肠杆菌分离与纯化的问题：(1)稀释用1 mL无菌吸管吸取1 mL大肠杆菌培养液，加入到盛有9 mL_的大试管中，充分混匀，稀释_倍；按照同样的方法依次进行稀释制成101、102、103、104、105、106系列稀释度的大肠杆菌稀释液。(2)划线或涂布划线分离法a操作：在_旁，左手拿皿底，右手拿接种环，挑取大肠杆菌培养液在平板上划线。b划线方法：_划线和_划线。c平行划线时，第一次划线及每次划线之间都要灼烧接种环，划线结束后也要灼烧接种环，目的分别是什么？涂布分离法a将_浸在盛有酒精的烧杯中。b取不超过0.1 mL的_，滴加到培养基表面。c将蘸有少量酒精的玻璃刮刀在火焰上引燃，待酒精燃尽后，冷却810 s。d用玻璃刮刀将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿，使菌液分布均匀。(3)培养：将接种的平板_于培养箱或温室中37 培养1224 h。答案(1)无菌水10(2)a.酒精灯火焰b平行连续c.第一次灼烧每次划线之前灼烧划线结束时灼烧目的杀死接种环上原有的微生物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，使每次划线后菌种数目减少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a.涂布器b菌液(3)倒置(1)划线分离法和涂布分离法的比较划线分离法涂布分离法特点操作简单，但是单菌落不易分离操作复杂，但是单菌落易分离原理连续划线。由于划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落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，从而能在培养皿表面形成单个菌落(2)大肠杆菌的培养和分离应注意的几个问题在倒平板过程中，不能将培养基溅在皿壁与皿盖上，防止杂菌污染。本实验需设置空白培养基在相同条件下一起培养，以确定是否有杂菌污染。培养皿倒置的目的是防止皿盖上的水珠落入培养基中难以形成单菌落。实验操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物；每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到菌落。划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。【变式训练】 有关平板划线操作的叙述，不正确的是()A第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物B每次划线前，灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上的菌种C在第二区域内划线时，接种环上的菌种直接来源于菌液D划线结束后，灼烧接种环，能及时杀死接种环上的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者解析在第二区域内划线时，接种环上的菌种来源于第一次划线的末端。答案C1本实验用LB液体培养基扩大培养大肠杆菌，在LB固体平面培养基上划线进行分离。2分离细菌的方法有划线分离法和涂布分离法，其中前者简单，但后者单菌落更易分开。3灼烧接种环之后，要冷却后才能伸入菌液中。4进行恒温培养时，须将培养皿倒置。1判断正误(1)大肠杆菌是革兰氏阴性菌，对人无害。()(2)扩大培养大肠杆菌常用LB液体培养基。()(3)利用涂布分离法分离细菌时，需要先将培养的菌液进行梯度稀释。()(4)在“大肠杆菌的培养和分离”所用棉花为脱脂棉。()2有关划线分离操作正确的是()A使用已灭菌的接种环、培养皿，操作过程中不再灭菌B打开含菌种的试管需通过火焰灭菌，取出菌种后需马上塞上棉塞C将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线即可D最后将平板倒置，放入培养箱中培养解析考查划线分离操作。平板划线操作时要时刻注意两个问题：一是防止杂菌污染；二是要尽可能地将菌种分离。答案D3固体培养基经高压蒸汽灭菌后，待培养基冷却到60 时，需搁置斜面(图甲)或倒平板(图乙)，请回答：(1)如何确定制备的培养基灭菌是否合格？_。(2)在固体培养基凝固前搁置斜面的目的是什么？_。(3)平板冷凝后，为什么要将平板倒置？_。答案(1)将未接种的培养基在适宜的温度下放置一定时间，观察培养基上是否有菌产生。(2)增大接种面积(3)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。4下表是用于分离纯化大肠杆菌的LB固体培养基的配方。请回答：试剂用量蛋白胨0.5 g酵母提取物0.25 g氯化钠0.5 g水50 mL琼脂1 g(1)上述培养基配方中充当氮源的成分主要是_。培养基配制完成以后，一般还要调节pH并对培养基进行_处理。(2)分离纯化微生物最常使用的接种方法是_和_两种。在接种过程中，接种环或玻璃刮刀的灭菌方法是_。(3)假设某同学发现培养基上细菌数目过多地连成一片，可能的原因是什么？_。答案(1)蛋白胨灭菌(2)划线分离法涂布分离法明火灼烧(3)菌液浓度过高；培养过程中被杂菌污染；利用接种环划线时，划下一个区域前没有对接种环进行灭菌处理5为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌分离等工作。回答下列问题：(1)该小组采用涂布分离法检测水样中的细菌含量。在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间，这样做的目的是_；然后，将1 mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布分离法分别接入0.1 mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37。据此可得出每升水样中的活菌数为_。(2)该小组采用划线分离法分离水样中的细菌。操作时，接种环通过_灭菌，在第二次及以后划线时，总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是_。(3)示意图A和B中，_表示的是用涂布分离法接种培养后得到的结果。(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是：振荡培养能提高培养液中_的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高_的利用率。解析(1)为了检测培养基平板灭菌是否合格，可在涂布接种前，随机取灭菌后的空白平板先行培养一段时间。0.1 mL稀释液中平均有(393837)/338个活菌，则每毫升稀释液中活菌的数目为38/0.1380，则稀释前每毫升水样中活菌数目为3801003.8104，则每升水样中活菌数目为3.81041 0003.8107。(2)接种环、接种针等金属用具可直接在酒精灯火焰的充分燃料层灼烧，以达到迅速彻底灭菌的目的。在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线，其目的是将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落。(3)比较图A和图B可以看出：A培养基中细菌的分布呈线性，是用划线分离法接种培养后得到的结果；B培养基中细菌均匀分布，是用涂布分离法接种培养后得到的结果 。(4)振荡培养可以提高培养液中溶解氧的含量，还可以使菌体与培养液充分接触，提高了营养物质的利用率，因此振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。答案(1)检测培养基平板灭菌是否合格3.8107(2)灼烧将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落(3)B(4)溶解氧营养物质思考与练习(第24页)1如何操作才可以尽量避免被杂菌污染？(1)胆大心细，操作快捷。(2)注意灭菌操作原则，灭菌彻底，降低环境污染概率。(3)注意微生物生长条件，如pH、渗透压、温度等。细菌喜碱，喜蛋白质，喜37度；霉菌喜酸，喜糖，喜2530度。2在培养后如何判断是否有杂菌污染？(1)菌落的形态看，是否湿润、透明、粘稠、颜色等。是区别细菌、酵母菌、放线菌和霉菌关键指标。(2)显微镜观察其形态、大小，看是否有菌丝、孢子、芽孢。是区别细菌、酵母菌、放线菌和霉菌关键指标。(3)上述方法较难区别同类的不同物种，需借助化学和进一步的形态观察，如用革兰氏染色法等。3进行恒温培养时为什么要将培养皿倒置？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大，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。4实验完成后，接种过细菌的器皿应如何处理？所有接触过菌的器皿都要先高压灭菌后再洗涤(特别是培养基)；使用后的废弃物也要高压灭菌后再抛弃。5如果分离的是转基因的大肠杆菌，如何保证不被普通的大肠杆菌所污染？转基因用的质粒不是细菌中原有的，而是经过改造的，通常加入了抗性基因的DNA序列，所以可用含有相应抗生素的培养基对菌体进行培养。(时间：30分钟满分：50分)一、选择题(共8小题，每小题2分，共16分)1细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理，这些方法依次用于杀灭哪些部分的杂菌()A接种环、手、培养基 B高压锅、手、接种针C培养基、手、接种环 D接种针、手、高压锅解析此题考查学生对无菌技术的掌握。高压蒸汽灭菌锅是灭菌的一个设备，通常用于培养基的灭菌。用酒精擦拭双手是消毒的一种方法。火焰灼烧，可以迅速彻底地灭菌，适用于微生物的接种工具，如接种环。答案C2金黄色葡萄球菌有很强的致病力，常引起骨髓炎等，还可能引起食物中毒，下述实验结束后的做法错误的是()A对接种环进行灼烧处理B取下棉塞后要将试管口灼烧灭菌C将接种环伸入试管内，先接触长菌多的部位D接种后还要将试管口灭菌加塞解析接种环伸入试管后应先接触未长菌的部位，待接种环冷却后再接触长菌部位。答案C3在接种操作过程中，不正确的是()A要将接种环灼烧灭菌B带菌培养基必须经高压蒸汽灭菌锅灭菌后才能倒掉C带菌培养基必须经加热后才能倒掉D接种后双手必须经肥皂洗净，再用75%的酒精棉球擦拭解析金黄色葡萄球菌有很强的致病力，所以在操作时一定要做到安全防范，接种后双手用肥皂洗净，再用75%酒精棉球擦拭，以起到杀菌的作用；对接种环进行灼烧也可以杀灭细菌防止污染环境；高压蒸汽灭菌也可杀死培养基中的金黄色葡萄球菌；如果只对带菌培养基进行加热，灭菌不彻底，如果此菌的耐高温能力很强，仍会污染环境。答案C4划线分离法和涂布分离法是纯化微生物的两种常用方法，下列描述正确的是()A都要将菌液进行一系列的梯度稀释B划线分离法是将不同稀释度的菌液通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作C涂布分离法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基进行培养D都会在培养基表面形成单个的菌落解析划线分离法不需要进行梯度稀释，涂布分离法是将不同稀释度的菌液滴加到固体培养基的表面再用无菌玻璃刮刀将菌液均匀地涂布在培养基表面。划线分离法和涂布分离法都能在培养基表面形成单个菌落。答案D5用稀释涂布平板法来统计样品中活菌的数目。在某稀释浓度下某同学做了若干个平板并统计每个平板的菌落数，最接近样品中菌体数真实值的是()A菌落数量最多的平板B菌落数量最少的平板C菌落数量适中的平板D若干个平板菌落数量的平均值解析用稀释涂布平板法对样品中活菌数目进行统计，只是一种估测，根据此方法的实验过程可知，在某一稀释度下涂布的平板菌落数具有一定的偶然性，并不是绝对均匀的，所以若干个平板菌落数量的平均值比较接近样品中菌体数的真实值。答案D6.如图为纯化大肠杆菌的一个操作环节，下列相关叙述中，错误的是()A该操作步骤是接种，方法是划线分离法B除第一次划线外，以后的每一次划线的起点是上一次划线的末端C图中细菌密度最小的是5处D该接种方法适用于细菌的计数解析图中所示的分离方法是划线分离法，该方法要求连续划线多次，直到最后一次划线的末端细菌呈单个存在，所以该方法仅用于分离细菌，而不适合用于细菌的计数。答案D7利用涂布分离法纯化的大肠杆菌，经培养后发现培养基上出现了多种菌落，不可能的原因是()A培养基制备过程中被杂菌污染B接种过程中，无菌操作不符合要求C系列稀释时，无菌操作不符合要求D由于大肠杆菌的种类不同造成的解析大肠杆菌培养基中出现了多种菌落，说明污染了杂菌，杂菌可能来自培养基，也可能是因为操作过程中无菌操作不符合要求。答案D8下列有关微生物培养和分离的叙述，正确的是()A不同种类细菌的生长均需要相同碳源B常用液体培养基分离获得细菌单菌落C划线分离法是分离纯化微生物的唯一方法D培养基的灭菌常常采用高压蒸汽灭菌法解析自养型细菌的生长需要无机碳源，异养型细菌的生长需要有机碳源；分离纯化细菌一般用固体培养基；纯化分离微生物的方法有划线分离法和涂布分离法。答案D二、非选择题(共4小题，共34分)9(11分)某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察与计数。请回答与此实验相关的问题。(1)培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了_和_。除此以外，培养基还必须含有的基本成分是_和_。(2)对培养基进行灭菌，通常采用的方法是_。(3)为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于_中培养，培养的温度设定在37 ，要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种_作为对照进行实验。(4)培养20小时后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有_种细菌，一般说来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越_。(5)如果提高培养基中NaCl的浓度，可以用于筛选耐_细菌，这种培养基被称为_。解析(1)蛋白胨中含有N元素，为细菌培养提供氮源和碳源，淀粉只能提供碳源。(2)培养基通常采用高压蒸汽进行灭菌。(4)不同微生物形成的菌落不同，有多种菌落即有多种细菌；污染程度越高，菌落总数越多。(5)耐盐细菌可以在高浓度NaCl培养基中生存。答案(1)氮源(碳源不作要求)碳源无机盐水(2)高压蒸汽灭菌(3)恒温培养箱无菌水(4)多高(5)盐(或NaCl)选择培养基10(9分)要获得遗传特性单一的大肠杆菌菌种，一般必须对原有的大肠杆菌菌种进行扩大培养、并利用纯化技术得到单菌落的菌种。请回答下列有关大肠杆菌的培养和分离实验的相关问题：(1)对买回来的大肠杆菌菌种进行扩大培养，一般用LB培养基，在培养基中为微生物提供碳源、氮源和能源的物质主要是_，为调节渗透压，要加入一定量的_。为进行大肠杆菌的分离，还要加入琼脂配制成固体培养基，并进行倒平板的操作。(2)获得纯净微生物培养物的关键是_，为此，必须对培养器皿、接种用具和培养基进行严格灭菌。培养器皿和培养基一般采用_法灭菌，接种环采用灼烧法灭菌。同时在接种或倒平板操作时，除了在超净台上进行操作并对实验者的衣着、手和实验空间进行严格清洁和消毒外，还必须_，以防止空气中的杂菌污染。(3)大肠杆菌菌种的扩大培养一般采用液体培养基，接种后将培养基置于37 摇床振荡条件下培养12小时。菌种的分离一般在固体培养基采用_法，并将培养皿以_状态放置于适宜温度的恒温箱中，培养1224 h后，_，接种于固体斜面培养基上，适宜温度下培养24 h后，得到的纯化菌种在_条件下保存。解析(1)LB培养基的主要成分有蛋白胨、酵母提取物、氯化钠、水、琼脂，其中蛋白胨主要为微生物提供碳源、氮源和能源，氯化钠可以调节培养基的渗透压，琼脂作为凝固剂。(2)微生物纯培养的关键是防止外来杂菌的污染，因此操作过程中要严格灭菌，培养器皿和培养基一般采用高压蒸汽灭菌法灭菌，接种环等接种器具采用灼烧法灭菌，对操作者的相关部位进行消毒，而接种时要在酒精灯火焰旁进行。(3)菌种分离采用划线分离法，接种后将培养皿置于恒温箱中倒置培养，以防培养过程中被污染；培养后菌种的保存方法是：用接种环将单菌落挑出，接种于斜面培养基上，培养24 h后置于4 保存。答案(1)蛋白胨氯化钠(2)防止外来杂菌的侵入高压蒸汽灭菌保证操作过程在酒精灯火焰旁进行(3)划线分离倒置将单菌落用接种环取出4 11(7分)科研人员尝试利用某种细菌限制蓝藻的数量，相关实验的示意图如下，图中表示实验步骤。请回答下列问题：(1)从细胞结构的特点与复杂程度上看，蓝藻属于_细胞。(2)对于图的实验组，如果要在每个培养皿中做三个重复实验，可采取的做法是_。为完善实验设计方案，应增设对照组，可采取的做法是_。(3)蓝藻通常呈蓝绿色。若实验结果中发现培养皿中出现褪色空斑，则说明蓝藻_。答案(1)原核(2)在每个培养皿中，选择三个不同位置，各滴加等量菌液在每个培养皿中，选择三个不同位置，各滴加等量的、不含溶藻细菌的培养液(3)可被溶藻细菌裂解(或蓝藻细胞已死亡)12(7分)利用微生物分解淀粉生产糖浆具有广阔的应用前景。某研究所为了从长期种植马铃薯的土壤中分离出能够高效分解淀粉的细菌，进行了如下实验。请进一步完善实验内容并回答相关问题：(1)实验步骤：配制以_为碳源的固体培养基，为了使培养基凝固成固体，应该向培养基中加入的物质是_。将土壤样品接种到已灭菌的培养基上，在恒温培养箱中培养一段时间后，培养基上会出现_和透明圈。将接种环用_法灭菌后，从中的培养基上挑取一定量细菌，接种至_(填“固体”、“半固体”或“液体”)培养基，在恒温摇床上培养24 h，使细菌大量繁殖。取与培养基中相同的成分及配比，并加入少量碘液，使制作的培养基呈蓝紫色，灭菌并调节pH，将过程所获得大量繁殖的细菌接种到该培养基上。培养一段时间后，观察菌落周围培养基的颜色变化及其范围的大小，周围出现_的菌落即为初选菌落，经进一步分离、纯化后即可达到实验目的。(2)上述实验步骤中，倒平板和接种的操作都应在超净台上的_附近进行。解析(1)欲筛选出能高效分解淀粉的菌株，培养基中应只含有淀粉而无其他碳源。将土壤样品接种到已灭菌的培养基上，在恒温培养箱中培养一段时间后，培养基上会出现菌落和透明圈。为了避免杂菌的污染，接种过程中要进行无菌操作，如对接种针进行灼烧处理。(2)整个实验操作应是无菌的，倒平板和接种的操作都应在超净台上的酒精灯火焰附近进行。答案(1)淀粉琼脂菌落灼烧液体较大透明圈(浅色范围大)(2)酒精灯火焰第2课时分离以尿素为氮源的微生物【学考报告】知识内容考试属性考情解读分离以尿素为氮源的微生物加试1.进行微生物分离。使用含有尿素的培养基，采用涂布分离法，分离有脲酶的细菌。2.使用酚红指示剂检测以尿素为氮源的细菌的存在。3.说明分离以尿素为氮源的细菌的实验原理。4.举例说明本实验分离出来的细菌不一定都是以尿素为氮源的细菌。一、以尿素为氮源的微生物1尿素又称脲，是蛋白质降解的产物。在人和其他哺乳动物如家畜的尿中都含有尿素，大量尿素的存在对环境造成污染。2以尿素为氮源的微生物这些细菌可以尿素为氮源，是因为其含有脲酶，通过降解尿素作为其生长的氮源。其利用尿素的反应式为：【典例剖析】 下列有关叙述，不正确的是()A脲是一种有机化合物，含有氮元素B地表土壤中含有一定量的脲C以尿素为氮源的细菌含有脲酶D在尿素固体培养基上培养含有脲酶的微生物会导致培养基呈酸性解析根据反应式：(NH2)2COH2O2NH3CO2，在尿素固体培养基上培养含有脲酶的微生物会产生NH3，从而导致培养基呈碱性。答案D(1)土壤中含有一定量以尿素为氮源的细菌，这些细菌可产生降解尿素的脲酶。(2)脲在脲酶作用下会产生碱性物质NH3，从而造成培养基或土壤呈碱性。二、分离以尿素为氮源的微生物1实验原理(1)以尿素为氮源的微生物含有脲酶，可以通过降解尿素作为其生长的氮源。(2)尿素固体培养基的唯一氮源为尿素，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿素为氮源生长繁殖，缺乏脲酶的微生物则由于不能分解尿素而不能生长繁殖，所以，用该培养基能够筛选分离出以尿素为氮源的微生物。(3)脲酶可使尿素分解产生氨，从而可使加入酚红指示剂的尿素固体培养基变红。2实验步骤(1)倒平板在60 左右时，将两只三角瓶中已灭菌的LB固体培养基和尿素固体培养基，在酒精灯旁分别倒入两个培养皿中，在水平的超净台上摇匀，平放至凝固。(2)制备细菌悬液在无菌条件下，将1 g土样加到有99 mL无菌水的三角瓶中，振荡10 min，即成102土壤稀释液。依此法制备103、104和105土壤稀释液。取样时，尽量只取悬液。摇匀，放在试管架上。(3)用涂布分离法分离细菌取104和105的土壤稀释液各0.1 mL，分别加到有LB培养基和尿素培养基的培养皿中，再将保存在70%酒精中的玻璃刮刀(或涂布器)放在酒精灯火焰上，待刮刀(或涂布器)上火焰熄灭，在酒精灯火焰旁打开培养皿，将菌液涂布到整个平面上。小贴士涂布分离操作图示(4)培养将培养皿倒置，在37 恒温箱中培养2448 h。(5)观察3实验结果培养基细菌悬浮液稀释度104105LB固体培养基尿素固体培养基(1)与稀释度为105相比，培养基中的平均菌落数在104处理中多。(2)在相同稀释度的情况下，尿素培养基中的平均菌落数少于LB培养基中的平均菌落数，其原因是大多数微生物不能利用尿素为氮源。(3)在尿素培养基上的菌落周围会出现红色的环带。【典例剖析】 现从土壤中分离以尿素为氮源的细菌，实验过程如下图所示：请回答：(1)欲从土壤中分离出能分解尿素的细菌，将土壤用_进行一系列的梯度稀释，同一浓度的土壤稀释液应至少涂布_个平板，通常以每个培养皿中有_个以内的单菌落的那一组稀释倍数为最合适。(2)接种后的培养皿_于37 的恒温箱中培养。若培养基中存在含脲酶的细菌，其菌落周围会出现_，这是由于尿素被分解产生氨气，与该培养基中的_产生的颜色变化，从而证明这一菌株能以尿素为氮源。(3)分离能利用尿素的细菌时所用的培养基成分上最主要的特点是_。(4)下列操作需要在酒精灯火焰旁进行的是(多选)()A称取葡萄糖、琼脂糖等培养基成分B倒平板C涂布平板D微生物的培养(5)与LB全营养培养基上的菌落数相比，尿素培养基上只有少数菌落的原因是_。解析(1)涂布分离法必须先用无菌水对土样进行一系列的梯度稀释，通常以每个培养皿中有20个以内的单菌落的那一组稀释倍数为最合适。(2)接种后需倒置培养皿恒温培养。含有脲酶的细菌能够将尿素分解，产生的氨气使培养基呈碱性，导致培养基中的酚红指示剂呈红色。(3)分离能利用尿素的细菌时所用的培养基应以尿素为唯一氮源的固体培养基。(4)进行微生物培养和分离时，倒平板、涂布平板均需要在酒精灯火焰旁进行，以防杂菌污染。(5)尿素培养基只以尿素为氮源，在尿素培养基上生长繁殖的只能是少数能够合成脲酶可利用尿素的细菌。答案(1)无菌水320(2)倒置红色环带酚红指示剂(3)以尿素作为唯一氮源的(固体)培养基(4)BC(5)土壤中能利用尿素的细菌在土壤菌群中只占极少数量(1)选择培养微生物的方法通常有两种：可利用该分离对象对某一营养物质有“嗜好”的原理，专门在培养基中加入该营养物质，从而使它成为一种加富培养基；可利用该分离对象对某种抑菌物质的抗性，在混合培养物中加入该抑菌物质，经培养后，其他微生物生长受抑制，而分离对象却可乘机大大增殖，在数量上占优势。(2)建立“有菌观念”。实验器材、实验室、实验者、空气都存在有微生物，都有污染的可能，必须严格进行消毒灭菌。(3)因为尿素培养基中添有酚红指示剂，所以培养一段时间后，有脲酶的细菌菌落周围会出现红色的环带。【变式训练】 从土壤中分离以尿素为氮源的细菌，下列实验操作不正确的是()A将土壤用无菌水稀释，制备103105土壤稀释液B将不同浓度的土壤稀释液涂布于不同平板上C用加入酚红指示剂的选择培养基筛选分解尿素的细菌D从周围出现红色环带的菌落中挑取能够分泌脲酶的菌株解析从土壤中分离以尿素为氮源的细菌时，将土壤用无菌水稀释，制备土壤稀释液；将不同浓度的土壤稀释液涂布于不同平板上；用加入酚红指示剂的鉴别培养基可以鉴别分解尿素的细菌；从周围出现红色环带的菌落中挑取能够分泌脲酶的菌株。答案C1以尿素为氮源的细菌能够合成脲酶。2分离尿素分解菌的培养基为尿素固体培养基，唯一氮源为尿素。3用涂布分离法分离细菌时，需将保存在70%酒精中的玻璃刮刀放在酒精灯火焰上，待刮刀上火焰熄灭，在冷却810 s后，酒精灯火焰旁打开培养皿，将菌液涂布到整个平面上。4理想的实验结果为：全营养培养基(对照组)中有较多的菌落，而尿素培养基(实验组)中只有少量菌落，且菌落周围出现红色区域。1判断正误(1)(NH2)2COH2O2NH3CO2。()(2)尿素固体培养基配制后需要在121 (1 kg/cm2压力)下灭菌15 min。()(3)本实验中的LB培养基和尿素培养基均为固体培养基。()(4)接种后，应将培养皿正置，在37 恒温箱中培养2448 h。()2筛选、鉴别尿素分解菌的培养基氮源为()A蛋白胨 B酚红C尿素 D硝酸盐解析分离尿素分解菌的培养基应以尿素为唯一氮源。答案C3下列有关尿素培养基的叙述，不正确的是()A根据物理性质划分，该培养基属于固体培养基B培养基中的唯一氮源为尿素，用以筛选以尿素为氮源的微生物C培养基中的酚红，用以鉴别以尿素为氮源的微生物D培养基中加入G6玻璃漏斗过滤的尿素后，要用500 g/cm2压力(90 以上)灭菌30 min解析因为尿素加热会分解，所以应先将培养基经500 g/cm2压力灭菌30 min(为防止葡萄糖分解碳化)，再添加G6玻璃漏斗过滤后的尿素。答案D4尿素是一种重要的农业肥料，但若不经细菌的分解，就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类、数量繁多，某生物小组试图探究土壤中微生物对尿素是否有分解作用，设计了以下实验，并成功筛选到能高效降解尿素的细菌(目的菌)。培养基成分如下表所示，实验步骤如图所示。请分析回答问题。KH2PO41.4 gNa2HPO42.1 gMgSO47H2O0.2 g葡萄糖10.0 g尿素1.0 g琼脂糖15.0 g将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL(1)培养基中加入尿素的目的是筛选_，这种培养基属于_培养基。(2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的_和_，实验中需要振荡培养，原因是_。(3)转到固体培养基上时，常采用_法接种，获得单个菌落后继续筛选。(4)下列材料或用具中，需要灭菌的是_；需要消毒的是_。(填序号)培养细菌用的培养基与培养皿玻璃棒、试管、锥形瓶和吸管实验操作者的双手(5)简述土壤中可分解尿素细菌的鉴定方法及原理：_。答案(1)目的菌选择(2)尿素葡萄糖为目的菌提供氧气(3)涂布分离(或划线分离)(4)(5)在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，细菌合成的脲酶将尿素分解为氨，使培养基的碱性增强，pH升高，使酚红指示剂变红5从土壤中分离以尿素为氮源的细菌，实验过程如图所示：(1)图中物质A为_，若要统计每克土壤样品中以尿素为氮源的细菌的活菌数目，宜采用_法接种到尿素培养基上，对照组配制的培养基为_培养基，若用同浓度的土壤稀释液接种，实验组培养皿中菌落数_(填“大于”、“等于”或“小于”)对照组。在能利用尿素的细菌菌落周围，有红色环带出现的原因是_。(2)下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是_灭菌。A高压蒸汽 B紫外灯照射C70%酒精浸泡 D过滤(3)下列培养基中，能分离出分解尿素的细菌的是_。A葡萄糖、NaCl、K2HPO4、酚红、琼脂糖、水B葡萄糖、NaCl、K2HPO4、酚红、琼脂糖、水、尿素CNaCl、琼脂糖、水、蛋白胨、酵母提取物、尿素D葡萄糖、NaCl、K2HPO4、酚红、琼脂糖、水、蛋白胨、酵母提取物(4)欲将分离得到的以尿素为氮源的细菌进行扩大培养，应使用LB_培养基。答案(1)无菌水涂布(分离)LB全营养小于能利用尿素的细菌产生的脲酶，将培养基中的尿素分解，产生的氨使指示剂呈红色(2)D(3)B(4)液体思考与练习(第28页)1为什么要用琼脂糖代替琼脂配制固体培养基？琼脂是未被纯化的混合物，内含一定的含N化合物，用琼脂糖替代琼脂后，微生物只能以尿素为唯一N源，利于对细菌的筛选。2有脲酶的细菌在生态稳态上起什么作用？如果土壤中有许多尿素，在自然界较高温度下会被水解，水解后的氨使土壤变成碱性，与其他阴离子形成化合物则会使土壤板结。有脲酶的细菌使植物废弃物和动物尸体降解，并利用所形成的氨，有利于自然界的氮循环。3有脲酶的细菌菌落周围为什么有着色的环带出现？此细菌能分解尿素产生氨，氨为碱性，酚红指示剂在碱性下为红色，标志着存在脲酶水解尿素的作用，红色区域大小代表脲酶活性强弱和含量的多少。4与全营养培养基上的菌落数比较，为什么尿素培养基上只有少数菌落？说明能利用尿素的细菌只占少数。(时间：30分钟满分：50分)一、选择题(共8小题，每小题2分，共16分)1土壤中分解尿素的微生物所需氮源为()A硝酸 B氨 C尿素 D蛋白胨解析只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿素为氮源，缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素，缺乏氮源使其生长、发育及繁殖受到抑制，所以，能够选择出分解尿素的微生物。答案C2土壤中的细菌能分解尿素，是因为它们能合成一种()A尿素酶 B脲酶 C蛋白酶 D肽酶解析能够分解利用尿素的细菌，其细胞内含有脲酶，可以把尿素分解成氨，然后进一步利用。答案B3产生标准形态菌落的细菌的最初数目和培养基分别是()A一个细菌、液体培养基 B许多细菌、液体培养基C一个细菌、固体培养基 D许多细菌、固体培养基解析在液体培养基中生活的细菌，无论是一个还是许多，肉眼都是看不见的。在固体培养基上的细菌，当数目较少时也是看不见的。当固体培养基上有许多细菌并且集中在较小范围内时，肉眼可见。而菌落是一个细菌或几个细菌的子细胞群体，形成于固体培养基上，有一定的形态结构，所以肉眼可见。同种细菌形成的菌落，形态结构是相同的。如果有许多细菌形成的菌落，就不可能有比较标准的形态，因为这许多细菌第一不可能是同一种细菌，第二不可能在培养基的同一个点上。答案C4在分离土壤中的分解尿素的细菌实验中，关于土壤取样的叙述错误的是()A土壤取样，应选取肥沃、湿润的土壤B先铲去表层土 3 cm左右，再取样C取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌D应在火焰旁称取土壤解析在土壤中的分解尿素的细菌分离、计数中， 必须在含微生物丰富的湿润、肥沃土壤中取样，所用小铲和信封必须灭菌，应取表层土3 cm以下的样土，在装信封和稀释以及称量时必须在酒精灯火焰旁进行。答案C5平板冷凝后，要将平板倒置，其原因是()A接种时再拿起来方便B在皿底上标记日期等方便C正着放置容易破碎D防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染解析平板倒置主要是防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染。答案D6在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂的目的是()A筛选出能分解尿素的细菌B对分离的菌种作进一步鉴定C作细菌的营养成分D如指示剂变蓝就能准确地认定该菌能分解尿素解析筛选出能分解尿素的细菌用选择培养基即可，不需要加指示剂。加入指示剂的培养基，目的都是对要分离的菌种作进一步的鉴定。答案B7想要把土壤中分解尿素的细菌进行分离与计数，下列操作需要在火焰旁进行的是()土壤取样称取土壤稀释土壤溶液涂布平板微生物的培养A BC D解析对分解尿素的细菌进行分离与计数时，注意在火焰旁称取土壤，稀释土壤溶液和接种也都在火焰旁进行。答案D8在培养基中加入尿素(唯一氮源)，以分离出能分解尿素的细菌，这种加入尿素的培养基在功能上属于()A选择培养基 B固体培养基C液体培养基 D半固体培养基答案A二、非选择题(共4小题，共34分)9(6分)下表为本实验中尿素固体培养基的配方，请分析回答下面的问题。成分含量葡萄糖0.025 gNaCl0.12 gK2HPO40.12 g酚红0.25 mg尿素2 g水25 mL琼脂糖0.5 g(1)在该培养基的配方中，为微生物提供碳源和氮源的分别是_。(2)按物理性质划分，该培养基属于_培养基，理由是培养基中含有_；按功能划分，该培养基为_培养基和_培养基。(3)该培养基上分离出的细菌一定都是以尿素为氮源的细菌吗？若不是，如何从中确定以尿素为氮源的细菌？_。答案(1)葡萄糖、尿素(2)固体琼脂糖选择鉴别(3)不一定都是以尿素为氮源的细菌，也有可能含有固氮细菌。因为尿素分解菌能够将培养基中的尿素分解为氨，造成周围的培养基呈碱性而使酚红指示剂变红，所以菌落周围有红色环带的为尿素分解菌10(9分)幽门螺杆菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下：请回答：(1)在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有_，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落周围会出现_色环带。(2)下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是_灭菌。A高压蒸汽 B紫外灯照射C70%酒精浸泡 D过滤(3)步骤X表示_。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液_到培养基平面上。菌液稀释的目的是为了获得_菌落。(4)在培养时，需将培养皿倒置并放在_中。若不倒置培养，将导致_。(5)临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将14C标记的_分解为NH3和14CO2。解析(1)脲酶能特异性地催化尿素水解释放出NH3和CO2。所以加入尿素作为氮源，加入酚红指示剂(高pH时呈现红色)能指示以尿素为氮源的细菌的存在。(2)由于尿素在高温下会分解，因此对尿素溶液的灭菌要采用玻璃漏斗过滤的方法。(3)本题运用的是涂布分离法，该方法能更容易获得单菌落，但操作较复杂。(4)在倒平板和培养过程中，会产生水蒸气，如果正置，那么水蒸气在皿盖上凝结成水珠后滴在培养基上，会污染细菌，导致不能分离出单菌落。(5)该题中Hp含有脲酶，能把尿素分解成NH3和CO2。患者通过服用被14C标记的尿素并检测呼气中的被14C标记的CO2的含量来判断人体是否感染Hp。答案(1)脲酶红(2)D(3)接种涂布单(4)恒温培养箱无法形成单菌落(5)尿素11(10分)富集培养是微生物学中最强有力的技术手段之一，主要是指利用不同微生物间生命活动的特点不同，仅适应该条件的微生物生长旺盛，从而使其在群落中的数量大大增加，人们能够更容易地从自然界中分离得到所需的特定微生物。富集条件可根据所需分离的微生物的特点，从物理、化学、生物等综合多个方面进行选择，如温度、pH、紫外线、高压、光照、氧气、营养等许多方面。如图描述了采用富集方法从土壤中分离能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的微生物的实验过程。请分析回答下面的问题。(1)本实验所需要的培养基为_，碳源为_。(2)实验原理是_。(3)重复培养的目的是_。(4)的菌落中大部分是降解_的微生物。(5)为_组，为_组，设置的目的是_。(6)采用_法，接种到的培养基中，在操作过程中为防止污染应注意的事项是_。解析本题考查了微生物培养的相关知识。先用含有对羟基苯甲酸为唯一碳源的液体培养基，经过富集培养之后，将其涂布到固体平板培养基中分离培养，然后将单菌落接种到液体培养基中，才能得到纯度较高的微生物。答案(1)选择培养基对羟基苯甲酸(2)利用以对羟基苯甲酸为唯一碳源的选择培养基，经富集培养，选择出能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的微生物(3)增大分解对羟基苯甲酸微生物的比例(4)对羟基苯甲酸(5)对照实验说明通过富集培养的确得到了欲分离的目标微生物(6)单菌落挑取接种环在火焰上灼烧灭菌，烧红的接种环应在空气中冷却，同时，打开皿盖挑取菌落接种到试管中，并塞好棉塞，接种环在火焰上灼烧，杀灭残留物12(9分)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能高效产生高温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如图所示。(1)从用途上来说，号培养基属于_培养基，仅以淀粉作为_源；从物理状态上来说，号培养基属于固体培养基，配制时一般加入_作为凝固剂。(2)进行过程的目的是_；过程所使用的接种方法是_法。(3)、号培养基配制和灭菌时，灭菌与调pH的先后顺序是_；一般对配制的培养基采用_法灭菌。(4)部分嗜热菌在号培养基上生长时可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈，应挑出透明圈_(填“大”或“小”)的菌落，接种到号培养基上。解析(1)筛选特定微生物的培养基属于选择培养基。淀粉酶能催化淀粉分解，故筛选能高效产生高温淀粉酶的嗜热菌要以淀粉为唯一碳源。采用平板划线法接种的是固体培养基，通常用琼脂作为凝固剂。(2)、过程为将样品稀释后用涂布分离法接种。(3)制备培养基时先调pH后灭菌，培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法。(4)嗜热菌可产生淀粉酶以分解培养基中的淀粉，在菌落周围出现透明圈，透明圈越大，说明该嗜热菌分解淀粉的能力越强。答案(1)选择(唯一)碳琼脂(2)稀释涂布分离(3)先调pH，后灭菌高压蒸汽灭菌(4)大第3课时果汁中的果胶和果胶酶【学考报告】知识内容考试属性考情解读果汁中的果胶和果胶酶加试1.得出制作果汁的最佳条件。2.检测果胶酶的活性，观察果胶酶对果汁形成的作用。3.说明果胶的化学性质及果胶酶的作用原理。4.搜集果胶酶在其他方面应用的资料。一、果胶和果胶酶1果胶(1)组成：果胶是植物细胞壁的主要成分，由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成。山楂的果实中果胶含量最多。(2)作用：起着将植物细胞粘合在一起的作用，去掉果胶，植物组织将变得松散。(3)性质：果胶不溶于乙醇，这是鉴别果胶的一种简易方法。小贴士纤维素与果胶项目相同点不同点纤维素都是高分子化合物都不溶于水都参与细胞壁的组成组成单位：葡萄糖分解所需的酶：纤维素酶果胶组成单位：半乳糖醛酸、半乳糖醛酸甲脂分解所需的酶：果胶酶2.果胶酶(1)来源：黑曲霉、苹果青霉等。(2)组成：果胶酶并不是特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，主要包括果胶酶和果胶甲酯酶。(3)作用：将果胶分解成可溶性的分子，使出汁率提高，也可使浑浊的果汁变得澄清。【典例剖析】 下列对果胶酶的作用的叙述，错误的是()A果胶酶是一种催化剂，可以改变反应速率B果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层C在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清D果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸解析由于酶具有专一性，果胶酶的作用底物是果胶，在果胶酶的作用下，不溶性的果胶被分解为可溶性的半乳糖醛酸。答案D(1)果胶不溶于水，经果胶酶降解被分解为水溶性的半乳糖醛酸。(2)果胶酶是一类酶的总称，而不是特指一种酶，但其作用的底物为果胶。二、探究利用苹果或山楂匀浆制作果汁的最佳条件的实验1实验原理(1)果胶半乳糖醛酸半乳糖醛酸甲酯。(2)果胶酶的活性受温度(或pH)的影响，处于最适温度(或pH)时活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。(3)果胶不溶于乙醇。2实验步骤3实验结果烧杯号管号处理加酒精前现象加酒精后现象A1加热较澄清沉淀物较少2不加热最澄清沉淀物最少B3加热最浑浊沉淀物最多4不加热较浑浊沉淀物较多4.实验结论果胶酶能水解果胶，提高果汁的澄清度；高温会破坏果胶酶活性，不利于制作果汁。小贴士果胶酶活性的制约因素影响果胶酶活性的因素有温度、pH、酶的抑制剂、酶的激活剂等。(1)温度的影响(如图甲)果胶酶的最适温度为4550 。(2)pH的影响(如图乙)果胶酶的最适pH范围为3.06.0。【典例剖析】 下列有关探究制作果汁最佳条件实验的叙述，不正确的是()A该实验的自变量有果胶酶和温度B匀浆的量、果胶酶的用量、pH等为无关变量C沸水浴或酒精灯加热会导致果胶酶变性失活D利用果胶不溶于水的性质对果胶进行鉴别解析果胶不溶于乙醇，这是鉴别果胶的一种简易方法。答案D(1)果胶酶可促使果胶水解为可溶性的半乳糖醛酸，但果胶酶活性易受温度、pH等条件影响，如高温可破坏果胶酶分子空间结构从而使果胶酶丧失生物活性。(2)果胶不溶于乙醇，故可用95%乙醇鉴定果胶。1果胶是植物细胞壁的主要成分，由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成。2果胶酶和果胶甲酯酶可水解果胶，与制取果汁有关。3果胶不溶于乙醇，常用95%的乙醇来鉴别果胶。4果胶酶的活性受温度、pH等因素的影响。1判断正误(1)植物细胞壁只含有果胶一种成分。()(2)果胶不溶于乙醇，但溶于水。()(3)果胶酶特指可水解果胶的一种酶。()(4)探究实验应严格控制无关变量。()(5)果胶酶的用量会影响果胶酶的活性。()2在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适于除去细胞壁()A蛋白酶 B盐酸 C果胶酶 D淀粉酶解析细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，用果胶酶和纤维素酶可达到目的。答案C3下列各项能表示酶活性高低的是()A单位时间、单位体积内反应物的总量B一段时间后生成物的总量C一段时间后，一定体积中消耗的反应物的量D单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量解析酶活性高低可以用在一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速度表示，而酶反应速度是指单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量。答案D4某同学通过实验来探究pH对果胶酶活性的影响。他准备了5份含有等量果胶酶溶液的试管，用0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液调节至不同的pH，每支试管加五块0.1 cm3的正方体苹果块，试管均置于25 室温条件下。(1)请你帮助选取pH梯度：_。(2)请设计两种方法改进实验，使实验在更短时间内完成。_。(3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系是_。可根据_来判断最适pH。(4)为确认澄清果汁的大量生成是由于果胶酶的作用，还应对实验进行怎样的设计？_。解析在探究pH对果胶酶活性影响的实验中选取的pH梯度一般为5、6、7、8、9；将苹果块制成苹果泥，使苹果泥与果胶酶充分接触，从而提高酶促反应速度，缩短反应的时间；在一定温度范围内，适当提高反应的温度，也可以提高酶促反应速度。答案(1)5、6、7、8、9(2)将苹果块换成苹果泥；适当提高温度(3)酶活性越高，果胶分解越快，生成的果汁量越多相同时间内生成果汁量的多少(4)另设计一组实验，不加果胶酶，其他条件不变思考与练习(第35页)1制作果汁的最佳条件是什么？品质最好的果汁应该是：(1)尽量保留水果中的营养成分；(2)具有水果的原始口味：(3)有更多的固形物；(4)分散程度好，不沉淀，不上浮：(5)有原始的水果色彩；(6)除去所有的机械组织，更易消化。因此，能使更多的水果成分溶解和分散在果汁中的条件就是最佳条件，达到这些条件的方法要温和，且对人体无害。2果胶酶在制作果汁中起什么作用？果胶是细胞间的黏连成分，也是果汁中的成分，加入果胶酶可将细胞离析，增加固形物的分散度。此外，还降低了水果匀浆悬液的黏度，有利于过滤掉不溶物，并使果胶分散成半乳糖醛酸。3果胶酶还可能有什么作用？果胶酶除用于果汁外，还用于果酒澄清，同时也作为洗衣粉的添加剂。加果胶酶的洗衣粉可除去衣服上的果汁、果酱等污垢。4果胶酶水解果胶的最终产物是什么？要使果汁澄清，应该使用果胶酶和果胶甲酯酶中的哪一种？还是同时使用两种酶？为什么？果胶酶水解果胶的最终产物是半乳糖醛酸。要使果汁澄清，应同时使用果胶酶和果胶甲酯酶。只有同时用两种酶才能将果胶完全水解成半乳糖醛酸，否则不能减少组织的分散性，会降低果汁营养成分，也影响果汁的澄清度。(时间：30分钟满分：50分)一、选择题(共8小题，每小题2分，共16分)1蒸熟的苹果具有很好的止泻作用，这是因为苹果中果胶的“立场”不太坚定，未经加热的生果胶可软化大便，与膳食纤维共同起着通便的作用，而煮过的果胶则摇身一变，不仅具有吸收细菌和毒素的作用，而且还有收敛、止泻的功效。下列有关果胶的叙述，不正确的是()A果胶是植物细胞壁的主要成分之一B酵母菌可产生果胶酶，是因为酵母菌的细胞壁中也含有果胶C果胶酶能够分解果胶D果胶影响出汁率解析果胶是植物细胞壁的组成成分。细菌、真菌等虽然有细胞壁，但其细胞壁中不含果胶成分。答案B2果胶酶的作用底物是果胶，下列有关叙述正确的是()A果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一B果胶酶可催化果胶分解成可溶性的半乳糖，使得浑浊的果汁变澄清C果胶是由半乳糖聚合而成的一种高分子化合物D果胶酶就是果胶分解酶的简称答案A3下列关于果胶及果胶酶的叙述中，正确的是()A果胶酶不溶于水B果胶不溶于水C加热使果胶变性失活D加热使果胶酶活性增强答案B4.如图中曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系，此曲线不能说明的是()A在B点之前，果胶酶的活性和温度接近成正比；之后，接近成反比B当温度到达B点时，果胶酶的活性最高，催化能力最强CA点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以上升DC点时，果胶酶的活性很低，当温度降低时，酶的活性可以上升解析从图中可以看出：在温度较低时，随着温度的不断升高，果胶酶的活性不断上升，到B点时，酶的活性达到最高；之后，随着温度的继续上升，酶的活性迅速下降。A点和C点相比，虽然酶的活性都很低，但是A点对应的是低温条件，对酶的分子结构无影响，所以，随着温度的上升，其活性也会不断上升，而C点对应的是高温条件，已破坏酶的分子结构，使酶的活性发生不可逆的变化，即使再降低温度，酶的活性也不会上升。答案D5在用果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应采取的措施是()A加大果泥用量B加大果胶酶用量C进一步提高温度D用玻璃棒不时地搅拌反应混合物解析用果胶酶处理果泥时，用玻璃棒不时地搅拌反应混合物，能使果胶酶与底物充分接触，使果胶酶能够充分地催化反应。答案D6在原材料有限的情况下，下列曲线中能正确表示相同时间内果胶酶的用量对果汁产量影响的曲线是()解析在一定的条件下(温度、pH、反应物量、反应时间均相同)，随着酶浓度的增加，果汁的体积增加；当酶浓度达到某一数值后，即使再增加酶的用量，果汁的体积也不再改变。答案C7利用山楂制作果汁的最佳条件不包括()A将山楂事先去种并切块 B适当加入果胶酶催化C保持适宜的温度和pH D去除果汁中的所有固形物答案D8下列生物不可用于生产果胶酶的是()A植物 B黑曲霉 C苹果青霉 D动物答案D二、非选择题(共4小题，共34分)9(6分)如图是研究人员对黑曲霉A1果胶酶性质的研究结果，据图分析温度、pH和Ca2浓度等与酶活力的关系。(1)从上图可以看出，对酶活力影响最小的是_。(2)这三个图的共同点说明_。(3)若探究温度对黑曲霉A1果胶酶活力的影响，则在该实验中，实验组和对照组的pH及Ca2浓度是否需要进行调节？_。若需要调节，则pH及Ca2浓度分别调节到_和_。其原因是_。解析(1)图中曲线变动趋势表明，Ca2对酶活力影响最小。(2)三种曲线变动趋势均显示在最适条件下酶活力最高。(3)欲探究温度对酶活性的影响，应遵循单一变量原则，将pH、Ca2等设为无关变量，且保持最适值。答案(1)Ca2浓度(2)在最适条件下，酶的活力最高(3)需要41遵循单一变量原则，无关变量相同且适宜10(11分)我国水果生产发展迅速，但由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以将水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中要用到果胶酶，某生物研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如图所示实验。(1)实验方法：请将图中所示的操作进行排序。_。(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图中曲线甲所示。图中自变量是温度，除此之外还可用_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。实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，两次实验中苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是_。步骤c中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中进行恒温处理的目的是_。(3)下表是某实验小组的详细实验结果：温度/1020304050607080果汁的产量/mL813152515121110根据上述实验结果可知，当温度为_时果汁的产量最多，能不能确定该温度就是果汁酶的最适温度？如果不能，请设计出进一步探究果汁酶的最适温度的实验方案。_。解析(1)实验顺序：准备水果泥和配置果胶酶、水果泥和果胶酶分别水浴保温、水果泥和果胶酶混合保温、过滤果汁后用量筒计量。(2)果胶酶的活性受温度、pH等的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系。每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。衡量实验结果的指标有两个，一个是果汁的产量，另一个是果汁的澄清度。为使实验中反应的温度达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温达到设计温度后才能混合。在相同温度条件下，pH、酶的浓度和底物浓度也会影响反应速率。(3)根据表格中数据可看出，在40 时产生果汁量最多，因此40 比较接近酶的最适温度。要将最适温度确定得更加精确，可以40 为中心，以更小的温度梯度(如0.5 )设置自变量。答案(1)acdb(2)D苹果汁的体积同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物的量的不同而改变保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免底物和果胶酶混合时因二者温度不同而影响混合物的温度，进而影响果胶酶活性(3)40 不能。可以再设置多组实验，以40 为中心，以更小的温度梯度(如0.5 )设置自变量，测量在更小的温度范围内的果汁的产量，果汁的产量最高的温度更接近酶的最适温度11(9分)果粒生产在中国尚属起步阶段。果粒除了可直接食用外还可作为配料加入到酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。果粒的硬度和形状直接影响着最终产品的质量。如酸奶用果粒必须符合以下质量标准：a果粒含量高；b相同的果粒分布和正确的黏稠度。但大部分果粒经高温处理或机械泵出后成型果粒量少，且果粒硬度不够，这势必会影响下一步的生产。果胶酶作为一种新型加工助剂，可将果粒的组织结构损坏程度减到最小，最大限度地提高成型果粒的含量。根据以上内容回答下列问题：(1)果胶酶是指_，包括_等。(2)在果粒制作时按“2 mL酶/kg水果”的量加入酶制剂，加热至4045 ，缓慢搅拌处理1015 min。最后加热到9092 ，再冷却罐装。在此过程中按“2 mL酶/kg水果”的量加入酶的意义在于_；在4045 温度下搅拌处理的原因是_；最后升温到9092 再冷却罐装的目的是_。(3)果粒产品与果汁产品在成分上的主要区别在于_。(4)下面左图表示温度对果胶酶活性的影响，如果纵坐标表示果粒的生成速率，横坐标表示温度，请在下面右图中画出果粒生成速率的曲线图(所绘制的曲线大体符合事实即可)。解析果粒由果肉加工而成，应含有果胶和纤维素。控制酶量的意义在于：一方面使酶充分发挥作用，另一方面避免酶的浪费以节约生产成本。答案(1)分解果胶的一类酶果胶酶、果胶甲酯酶(2)控制好酶的用量，一方面使果胶酶充分发挥作用，另一方面节约成本，以免造成浪费在4045 温度下果胶酶活性最高灭菌(3)果粒产品中有纤维素，果汁中不含纤维素(4)如图12(8分)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，瓦解植物的细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。实验用具和材料：磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等。实验方法及步骤：将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。取7个1 mL洁净烧杯和7支试管并分别编号。烧杯中注入等量的苹果泥，试管中注入等量的2%的果胶酶溶液，之后进行下面两种操作：方法一：将试管中的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。(1)请问哪一种方法更为科学：_，理由是：_。(2)实验步骤中有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使_，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，横坐标表示pH，纵坐标表示_，实验操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图。解析方法二是将试管中的果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调至4、5、6、10，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，造成错觉。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。对于实验结果以坐标图的形式表示，以横坐标表示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，果汁体积减少。答案(1)方法二此方法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(2)酶和反应物(果胶)充分地接触(3)单位时间内形成果汁体积甲第4课时淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测【学考报告】知识内容考试属性考情解读淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测加试1.尝试用吸附法制作固定化淀粉酶。2.运用固定化淀粉酶进行淀粉水解的测定。3.说明酶固定化的方法及制作原理。4.通过此实验探讨固定化酶的应用价值。一、酶与固定化酶1酶：活细胞产生的具有催化作用的一类有机物，它是生物体内各种化学反应的催化剂。2固定化酶：将水溶性的酶用物理或化学方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。3将酶改造成固定化酶的原因是由于酶在水溶液中很不稳定，且不利于工业化使用，所以要将酶改造成固定化酶。4酶固定化的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。本实验用的是吸附法。小贴士酶固定化的方法是吸附法：是将酶吸附到载体表面；是共价偶联法：是将酶通过共价键结合到载体的表面；是交联法：通过把酶交互连接、相互结合从而将酶固定；是包埋法：是将酶或者细胞包埋在细微的网格里。5固定化酶作用的机理将固定化酶装柱，当底物经过该柱时，在酶的作用下转变为产物。【典例剖析】 下列不属于固定化酶在利用时的特点的是()A有利于酶与产物分离B可以被反复利用C能自由出入依附的载体D一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应解析本题考查固定化酶的定义和固定化酶作用的特点。固定化酶由于酶被固定在不溶性的载体上，很容易与产品分离，同时酶也能反复使用，这是固定化酶的主要优点。通常固定化酶的种类单一，所以不能催化一系列酶促反应(需要一系列的酶)。答案C(1)酶固定化的优点使酶固定化后有一定的机械强度，催化反应的过程可管道化、连续化和自动化。酶不溶解在催化反应的溶液中，产物更易纯化。固定化酶可反复使用，更经济，更利于工业化生产。提高了酶的稳定性或可较长时间地贮存和使用。(2)酶固定化的缺点通常固定化酶的种类单一，不能催化一系列的酶促反应。二、淀粉酶的固定化及淀粉水解作用检测的实验1实验原理将淀粉酶固定在石英砂上，一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶柱后，可使淀粉水解成糊精。用淀粉指示剂测试，若流出物呈红色，表明有糊精生成。淀粉糊精(遇碘显蓝色)(遇碘显红色)2实验材料(1)淀粉酶的固定化在烧杯中将5 mg淀粉酶溶于4 mL蒸馏水中再加入5 g石英砂，不时搅拌30 min后将上述溶液加入1支注射器中(注射器的下端接有气门心并用夹子夹住)用10倍体积的蒸馏水洗涤此注射器(除去未吸附的游离淀粉酶，流速为1 mL/min)(2)可溶性淀粉溶液取50 mg可溶性淀粉溶于100 mL热水中，搅拌均匀。(3)KII2溶液3实验步骤(1)淀粉溶液流经固定化酶柱将灌注了固定化淀粉酶的注射器放在注射器架上，用滴管加淀粉溶液，使该溶液以0.3mL/min的流速过柱。(2)接取流出物待从固定化酶柱中流出5mL的溶液后，接收0.5mL流出液。(3)流出物鉴定在流出物中加入KII2溶液，观察颜色。用水稀释1倍后再观察颜色。(4)洗涤、保存固定化酶柱实验后，用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱。放置在4 冰箱中保存。(5)几天后取出冰箱中该固定化酶柱，重复实验，观察结果。4实验结果的比较【典例剖析】 如图是固定化酶反应柱，请回答下列问题。(1)将淀粉酶溶于水中，再加入石英砂，不时搅拌，这样淀粉酶就可以固定在石英砂上。这种固定化的方法称为_。A吸附法B共价偶联法C交联法 D包埋法(2)30 min后，装入如图所示的反应器中，构成固定化酶反应柱，并用10倍体积的蒸馏水洗涤此反应柱，洗涤的目的是_。洗涤时，蒸馏水流速_(填“能”或“不能”)过快。(3)实验时，将此反应柱固定在支架上，用滴管滴加可溶性淀粉溶液，并以0.3 mL/min的流速过柱，控制流速的目的是_，在流出5 mL后接收0.5 mL流出液，加入12滴_，观察颜色。为了使观察到的颜色变化明显，可_后再观察。如果溶液呈红色，说明淀粉水解成为_。(4)实验后，用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此反应柱，洗涤的目的是_。洗涤后，放置在4 冰箱中保存。几天后，可重复使用。(5)一段时间后，某同学从冰箱中取出此反应柱，重复上述实验，却没有了相同的结果，试分析可能的原因。_。解析(1)固定化酶的制作方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法，本题所示为吸附法。(2)洗涤是除去未吸附的一些游离的酶，在洗涤时流速不能过快，为1 mL/min。(3)以相对较慢的流速使淀粉溶液流过反应柱，可以让吸附着的酶与底物充分反应。根据KI I2溶液与淀粉反应呈蓝色，与糊精反应呈红色的原理来鉴定反应情况。(4)实验完成后还需要对反应柱进行洗涤。以除去参与反应的反应物及生成的产物，以便重复使用。(5)一段时间后重复使用得不到相同的结果，排除反应物本身，肯定是酶出了问题，可能这些酶已经失活，再次操作时相应的反应条件(如温度)不适合等。答案(1)A(2)除去未吸附的游离淀粉酶不能(3)使淀粉溶液与淀粉酶充分接触充分反应KII2溶液稀释糊精(4)洗去残留的反应物和产物(5)酶已失活或再次操作时的反应条件(如温度)不适合(从酶的活性、酶的数量、反应条件等方面分析，合理答案均可)(1)控制滴灌流速。0.3 mL/min的流速，我们就可以控制滴管流出量为每分钟6滴。这样做的目的是可以让淀粉和淀粉酶充分接触和反应。(2)显色。在流出5 mL后接取0.5 mL过滤液，然后向试管中加入12滴KII2溶液。切记，KII2溶液不要加入太多，以免碘液颜色覆盖反应后的颜色。(3)实验后，一定要用10倍柱体积的蒸馏水洗涤反应柱，并放置在4 冰箱中，以延长固定化酶的使用寿命。【变式训练】 下列有关淀粉酶的固定化及淀粉水解作用检测的实验的叙述，不正确的是()A石英砂的作用是吸附固定淀粉酶B为了缩短实验用时，可以加快淀粉滴加的速度C固定化酶可反复多次利用，节约了经济成本D向亲和层析洗脱液中加KII2溶液呈红色解析一定要控制向灌注了固定化酶的注射器中滴加淀粉溶液的速度，使淀粉溶液以0.3 mL/min的流速过柱，以使淀粉酶和淀粉充分接触并反应，而不能人为地为节约用时而随意加快滴速。答案B1固定化酶的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等，本实验中是用吸附法将淀粉酶固定在石英砂上。2淀粉糊精，其中淀粉遇碘显蓝色，糊精遇碘显红色，所以本实验用KII2溶液来检测淀粉的水解情况。3向反应柱中滴加反应物时，滴速要慢，以防反应酶与酶未充分反应而导致流出液中含有反应物。4实验后，反应柱应用10倍柱体积的蒸馏水洗涤，并放置在4 冰箱中保存。1判断正误(1)固定化酶可反复永久使用。()(2)本实验使用的淀粉酶的最适pH为5.57.5，最适温度为5075 。()(3)糊精遇碘显蓝色，淀粉遇碘显红色。()(4)固定化酶可催化一系列的酶促反应。()2下列有关本实验中淀粉酶固定化的叙述，错误的是()A固定方法为吸附法B固定后既不溶于水又有酶活性C将石英砂加入淀粉酶溶液中后，需要充分地不时地搅拌D将淀粉酶和石英砂混合物装入注射器后，即可滴加淀粉溶液解析将淀粉酶和石英砂混合物装入注射器后，需用10倍体积的蒸馏水洗涤注射器，以除去未吸附的游离淀粉酶。答案D3下列有关本实验中淀粉水解作用检测的叙述，不正确的是()A实验中，向反应柱中滴加淀粉溶液宜慢，使淀粉溶液以0.3 mL/min的流速过柱B正常情况下，向流出液中滴加KII2溶液呈红色C实验后，用蒸馏水洗涤反应柱，可洗去未反应的淀粉和产物糊精D实验后，反应柱可常温保存解析实验后，反应柱应低温(4 )保存，以延长酶的寿命。答案D4(1)某兴趣小组欲利用固定化酶进行酶解淀粉的实验，分组见下表：组别固定化酶柱长度/cm淀粉溶液的流速/(mLmin1)甲100.3乙 100.5丙 150.3丁 150.5将吸附了淀粉酶的石英砂装入柱中后，需用蒸馏水充分洗涤固定化酶柱，以除去_。按上表分组，将配制好的淀粉溶液加入到固定化酶柱中，然后取一定量的流出液进行KII2检测。若流出液呈红色，表明有_生成；若各组呈现的颜色有显著差异，则流出液中淀粉水解产物浓度最高的是_组。(2)下列关于上述固定化酶实验的叙述，错误的是_。A固定化酶柱长度和淀粉溶液流速决定了酶柱中酶的含量B淀粉溶液流速过快会导致流出液中含有淀粉C各组实验所用的淀粉溶液浓度应相同D淀粉溶液的pH对实验结果有影响解析(1)利用固定化酶进行酶解淀粉的实验时，先要将酶固定化。此题中利用石英砂吸附淀粉酶，装入固定化酶柱时有些酶没有完全吸附在石英砂上，需用蒸馏水充分洗涤固定化酶柱，以除去未吸附的游离的淀粉酶。淀粉酶可使淀粉水解成糊精，如果用淀粉指示剂(KII2)检测糊精，则呈现红色。酶的量不同，水解的效果也不同，丙组固定化酶柱的长度较长，其固定化酶的总量较多，且柱中淀粉溶液的流速也较慢，反应充分，故产物浓度高，颜色最深。(2)A项，固定化酶柱的长度决定了酶的含量，反应是否充分与淀粉溶液的流速有关，从而决定了产物的浓度。B项，如果淀粉溶液的流速过快，则淀粉与酶接触不充分，从而使淀粉不能被充分水解。C项，各组淀粉溶液的浓度是实验的无关变量，故各组实验所用的淀粉溶液浓度应该相同。D项，温度、pH会影响酶的活性，从而对实验结果造成影响。答案(1)未吸附的淀粉酶糊精丙(2)A思考与练习(第40页)1如何证明洗涤固定化酶柱的流出液中没有淀粉酶？可在试管中加入1 mL可溶性淀粉，再加几滴淀粉酶柱流出液，保温几分钟后用碘液检验。如仍显蓝色，则流出液中没有淀粉酶了。2耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途？可以在高温下使淀粉水解快，而且酶不会因高温而失活，所以可在一些需要高温加热同时又要水解淀粉的反应中使用。(时间：30分钟满分：50分)一、选择题(共8小题，每小题2分，共16分)1在“淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”实验中淀粉酶的固定方法是下图中()答案A2关于固定化酶的叙述不正确的是()A既能与反应物接触，又能与反应物分离B固定在载体上的酶可被反复利用C可催化一系列反应D酶的活性和稳定性受到限制解析固化酶能催化一种或一类化学反应，不可能催化一系列的化学反应，C错误。答案C3关于固定化酶中酶的说法，正确的是()A酶的种类多样，可催化一系列的酶促反应B酶被固定在不溶于水的载体上，可反复利用C酶作为催化剂，反应前后结构不改变，所以固定化酶可永远利用下去D固定化酶由于被固定在载体上，所以丧失了酶的高效性和专一性特点解析固定化酶不能催化一系列酶促反应的进行；固定化酶被固定在不溶于水的载体上，可以反复利用，但是随着利用次数的增加，受到外界因素的影响，其活性会逐渐降低；固定化酶具有高效性和专一性的特点。答案B4如图表示某同学进行的澄清苹果汁生产实验，下列相关叙述正确的是()A实验中所用的固定化果胶酶只能利用吸附法获得B为防止杂菌污染，图示装置制作完毕后应瞬间高温灭菌C通过控制阀调节苹果汁流出的速率，保证反应充分进行D固定化果胶酶不可重复使用，每次生产前应重新装填反应柱解析固定化酶获得的方法不只有吸附法；瞬间高温灭菌会造成果胶酶失活；固定化酶可反复多次使用。答案C5下列物质遇碘(KII2)显红色的是()A淀粉 B糊精C麦芽糖 D葡萄糖答案B6固定化酶的优点不包括()A可反复利用 B利于酶与产物分离C酶的稳定性有所改进 D可永久使用答案D7酶的固定方法有多种，其中，通过酶分子侧链基团的相互作用，形成共价键而连接起来的一种方法是()A吸附法 B包埋法C交联法 D共价偶联法答案D8关于固定化酶用到的反应柱，理解正确的是()A反应物和酶均可自由通过反应柱B反应物和酶均不能通过反应柱C反应物能通过反应柱，酶不能通过D反应物不能通过反应柱，酶能通过答案C二、非选择题(共4小题，共34分)9(9分)(1)酶是生物体中生化反应的催化剂，在工业生产和食品加工中的应用日益广泛。为提高酶的利用率以及提高产品的纯度，一般需要对酶进行固定化处理：即将酶用物理或化学方法固定在_介质上，具体方法有_法、共价偶联法、_法和_法等。(2)如图为装有固定化酶a的实验装置，其中b是反应柱，c是催化底物。若装置中的固定化酶为淀粉酶，利用该装置进行淀粉水解实验时，在漏斗中加入反应液后的操作是_，以保证反应充分。对流出的液体用_检测，若呈现_色，说明淀粉被水解成糊精。若a是固定化酵母，要想得到较多的酒精，加入反应液后的操作是_；装置中的长导管起的作用是_。解析(1)固定化酶的方法是将酶用物理或化学方法固定在非水溶性的介质上，具体有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。(2)淀粉酶通常用吸附法固定在石英砂上，打开活塞1和2，控制流速并用碘碘化钾对其检测，若呈现红色反应，说明淀粉被水解成糊精。若想得到更多酒精，需控制无氧条件，即关闭活塞1和2，长导管的作用是排放CO2气体，同时也可防止杂菌进入反应柱。答案(1)非水溶性吸附交联包埋(2)打开活塞1和2，并控制流速碘碘化钾红关闭活塞1和2排放CO2气体，防止杂菌进入反应柱10(7分)某同学利用如图装置进行教材上淀粉酶的固定化和淀粉水解作用的检测实验，请回答：(1)刚刚制备完毕的反应柱须先用10倍体积的蒸馏水洗涤，然后才能加入反应物，其目的是_。(2)教材中固定淀粉酶采用的载体是_，固定方法为_。(3)反应柱底部装有分布着许多小孔的筛板，对其通透性的要求是_。(4)实验时，应从反应柱的_端注入淀粉溶液，使淀粉溶液流过反应柱，与固定化淀粉酶接触，转化成_，产物的鉴定常用_溶液。答案(1)去除未吸附的游离淀粉酶(2)石英砂吸附法(3)酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以通过(4)甲糊精KII211(10分)(1)在工业生产中，为提高酶的使用效率和产品纯度，一般需要将酶进行固定化处理。利用石英砂固定淀粉酶的方法属于_。A吸附法 B共价偶联法C交联法 D包埋法(2)一定浓度的淀粉溶液流经淀粉酶固定化柱后，被水解成_，遇碘显_色。(3)淀粉酶可以通过枯草杆菌发酵生产，以下是利用诱变育种方法培育获得产生较多淀粉酶的菌株的主要实验步骤。(原理：菌株生长过程中可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈)第一步：将枯草杆菌菌株接种到_培养基上进行扩大培养；第二步：将枯草杆菌菌株分成两组，A组用_处理，B组不处理(作对照)。第三步：制备多个含淀粉的固体培养基。第四步：将A、B组分别稀释后，分别在含淀粉的固体培养基上利用_法分离，适宜条件下培养得到单菌落。第五步：观察A、B组各菌落周围的_。实验结果预期：根据诱发突变率低的特点，预期_。根据诱发突变不定向的特点，预期_。解析吸附法可以将淀粉酶固定在石英砂上，淀粉水解成糊精遇碘显红色，液体培养基可以用于扩大培养，固体培养基则可以用于划线分离，稀释后则用涂布分离法，由于诱发的突变是不定向的，所以A组的菌落周围形成的透明圈有大有小。答案(1)A(2)糊精红(3)液体诱变剂涂布分离透明圈大小A组多数菌落周围的透明圈与B组差异不显著A组有少数菌落周围的透明圈比B组明显小，有少数比B组明显大(或A组透明圈大小不一，B组一致)12(8分)固定化酶技术是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)、海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。如图显示的是部分研究结果(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量)，请据图回答问题：(1)从对温度变化的适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结论是_。(2)乙图曲线表明浓度为_的海藻酸钠溶液的包埋效果最好，当海藻酸钠溶液浓度较低时，酶活力较低的原因是_。(3)固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化小麦酯酶一般可重复使用_次，酶活力开始明显下降。答案(1)固定化酶比游离酶对温度变化的适应性更强且应用范围更广(2)3%海藻酸钠溶液的浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，导致数量不足(3)3阶段复习课突破一培养基配制的原则1目的要明确：不同微生物需求不同，根据培养目的配制培养基。2营养要协调：营养物质的浓度和比例要适宜。3pH要适宜：为维持pH的相对恒定，可在培养基中加入缓冲剂，常用磷酸氢二钾或磷酸二氢钾。【突破体验1】下列有关分离以尿素为氮源的微生物培养基的叙述，不正确的是()A碳源应为有机物，如葡萄糖B氮源为蛋白胨，同时蛋白胨也是碳源C配制时常加入琼脂糖以制成固体培养基D培养基中最好加入酚红，以鉴别尿素分解菌解析分离以尿素为氮源的微生物，应以尿素为唯一氮源。答案B突破二辨析三个标准1培养基灭菌成功的标准将未接种的培养基在恒温箱中保温2448 h，若无菌落生长，则说明培养基灭菌成功；否则灭菌失败，需要重新制备。2接种成功的标准如果培养基上生长的菌落的颜色、形状、大小基本一致，并符合所接种微生物菌落的特点，则说明接种操作是符合要求的；如果培养基上出现了其他菌落，则说明接种过程中，无菌操作还未达到要求，实验失败，需要分析原因，再次接种。3选择培养基是否筛选出菌落的标准全营养素培养基上的菌落数远大于选择培养基上的菌落数，说明选择培养基已筛选出一些菌落。【突破体验2】分离以尿素为氮源的微生物实验中，全营养LB固体培养的作用是()A扩大培养尿素分解菌B分离尿素分解菌C作为对照，用来判断选择培养基(尿素固体培养基)是否起到了选择作用D没有具体作用解析在LB培养基和尿素培养基上接种等量微生物，结果经培养后LB培养基上有较多菌落，而尿素培养基上只有少量菌落，从而说明尿素培养基起到了选择作用。答案C突破三酶的固定方法1吸附法：吸附法是指将酶吸附到固体吸附剂表面的方法，固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等。2化学结合法(1)交联法是指通过双功能试剂，将酶和酶联结成网状结构的方法。(2)共价偶联法是指酶和载体以共价键的形式结合在一起的方法。3包埋法将酶包裹在多孔的载体中，如将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中，或包裹在硝酸纤维素等半透性高分子膜中。【突破体验3】酶的固定化是将酶束缚或限制于一定区域内，使其进行酶促反应后可回收及重复利用的一类技术，下列关于固定化酶技术的叙述不正确的是()A为使葡萄糖液与葡萄糖异构酶充分接触生产果糖，葡萄糖液应从固定化酶反应柱下端注入B制备固定化酶的方法主要有化学结合法和物理吸附法C固定化酶固定时可能会对酶造成损伤而影响其活性D用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆可以大幅度提高产量解析葡萄糖液应从固定化酶反应柱的上端注入，使葡萄糖液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖。制备固定化酶的方法主要有化学结合法和物理吸附法。固定化酶固定时可能会对酶造成损伤而影响其活性。答案A阶段检测卷(一)(时间：90分钟总分：100分)一、选择题(本大题共15小题，每小题2分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的。不选、多选、错选均不得分)1含C、H、O、N的某大分子化合物可以作为()A异养微生物的氮源、能源B异养微生物的碳源、能源C自养微生物的碳源、氮源、能源D异养微生物的碳源、氮源、能源解析这道题首先要考虑含C、H、O、N的化合物可以提供的营养物质类型，然后再确定可以提供给何种类型的微生物。含C、H、O、N的化合物，能够提供碳源、氮源。这样的物质，可以是有机物蛋白胨等，也可以是无机物NH4HCO3等。题干中指出该物质是大分子化合物，就不可能是无机物NH4HCO3等，只能是蛋白胨等。这种化合物可以是异养微生物的碳源、氮源、能源。答案D2将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入37 恒温箱的目的是()A对比观察培养基有没有被微生物利用B对比分析培养基上是否生有杂菌C没必要放入未接种的培养基D为了下次接种时再使用解析设计对照实验目的是为了检测培养基制备是否成功，即是否被污染了。答案B3若在牛肉膏蛋白胨培养基中加入琼脂这一理想的凝固剂，对这一说法不正确的是()A不被所培养的微生物分解利用，对所培养的微生物无毒害作用B在微生物生长的温度范围内保持固体状态C琼脂凝固点低，利于微生物的生长D凝固剂在灭菌过程中不会被破坏，透明度好，凝固力强解析理想的凝固剂应具备以下条件：不被所培养的微生物分解利用，在微生物生长的温度范围内保持固体状态，凝固剂的凝固点不能太低，否则不利于微生物的生长，如琼脂凝固点为40 ，对所培养的微生物无毒害作用，并且在灭菌时不会被破坏，透明度好，凝固力强，配制方便，价格低廉。常用凝固剂有琼脂、明胶。答案C4无菌技术包括以下几个方面的叙述，其中错误的是()A对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌B将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌C为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行D实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触解析对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒，而不是灭菌。答案A5. 可以鉴定出分离分解尿素的细菌的方法是()A以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂B以尿素为唯一氮源的培养基中加入二苯胺试剂C以尿素为唯一氮源的培养基中加入刚果红试剂D以尿素为唯一氮源的培养基中加入双缩脲试剂解析尿素在尿素分解菌的作用下分解产生氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高，酚红指示剂变红。答案A6以尿素为唯一氮源筛选出多种具有较高尿素降解能力的微生物，其中有真菌和细菌，试分析此类微生物在生态系统中的作用与下列哪种生物类似()A硝化细菌 B蓝藻C蚯蚓 D兔子解析尿素分解菌是以现成有机物为能量来源，营腐生生活的生物，类似于蚯蚓，属分解者；而硝化细菌和蓝藻为生产者，兔子是消费者。答案C7在进行分离分解尿素的微生物的实验中，要进行灭菌，下列对灭菌的理解中，不正确的是()A防止杂菌污染B培养基和相关器具都必须灭菌C灭菌就是杀死培养基中的一切细菌D灭菌必须在接种前解析灭菌的目的是防止杂菌污染，获得纯净培养物；培养基和相关器具都需要灭菌；培养基的灭菌是杀死其中的一切微生物，而不只是细菌，且灭菌必须在接种前。答案C8尿素分解菌的选择培养基有选择作用，原因在于培养基中加入了()A葡萄糖 B酚红CNaCl D尿素解析尿素分解菌的选择培养基以尿素为唯一氮源，能够分解尿素的微生物可生长繁殖，而不能分解尿素的微生物则会被淘汰，从而起到选择尿素分解菌的作用。答案D9尿素是尿素分解菌的氮源，因此在配制培养基时()A葡萄糖在培养基中含量越多越好B尿素在培养基中含量越少越好C尿素分解菌有固氮能力，培养基中的尿素为无机氮D尿素分解菌无固氮能力，培养基中的尿素为有机氮解析葡萄糖是微生物最常用的碳源，但在培养基中不能加入过多，否则，会使细胞无法吸水而死亡；尿素在培养基中可以提供氮源，加入要适量而非越少越好；同时尿素是尿素分解菌的有机氮源，而不是无机氮源，在分解过程中，尿素会被尿素分解菌分解为氨。答案D10果胶酶常在0 4 下保存，其原因是()A此温度条件下，酶的活性最高B此温度条件下，酶变性失活C低温可降低酶的活性，但酶不变性失活D自然条件下，果胶酶常在0 4 下发生催化作用解析酶的活性受温度影响。酶都有一个最适温度，但果胶酶的最适温度是45 50 ，而不是0 4 。保存果胶酶时，降低温度，使其活性降低，但酶并不失活，当温度恢复到适宜时，酶的活性也恢复最高。答案C11加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去果皮(橘络)，会产生严重污染。目前使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的4类微生物，不可以大量产生所用酶的是()A生长在麦麸上的黑曲霉B生长在酸奶中的乳酸菌C生长在棉籽壳上的平菇D生长在木屑上的木霉解析本题考查酶的专一性。橘络的主要成分是纤维素，要将其分解需要纤维素酶，麦麸、棉籽壳、木屑的主要成分也是纤维素，所以生长在上述三种成分的黑曲霉、平菇、木霉肯定能产生纤维素酶，所以可以利用。而乳酸菌的培养基为酸奶，其主要成分是蛋白质，不含纤维素，所以乳酸菌不能产生纤维素酶。答案B12关于固定化酶技术的说法正确的是()A固定化酶技术就是固定反应物，将酶依附着载体围绕反应物旋转的技术B固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应C固定化酶中的酶无法重复利用D固定化酶是将酶固定在一定空间的技术解析本题主要考查对固定化酶的概念及其作用特点的理解和掌握。固定化酶是指通过物理或化学的方法，将水溶性的酶与不溶性的载体结合，使酶固定在载体上，并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。因此，固定化酶技术固定的不是反应物而是酶。而被固定的只是一种酶，所以不能催化一系列的酶促反应，但固定的酶可以重复利用。答案D13下列关于果胶酶的叙述，不正确的是()A是特指一种酶B是指一类酶的总称C能分解果胶，瓦解植物的细胞壁D果胶甲酯酶是果胶酶的一种解析果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括果胶酶和果胶甲酯酶等。答案A14研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将从大肠杆菌中提取的磷酸三酯酶固定到尼龙膜上制成的制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，与用微生物降解相比，其作用不需要适宜的()A温度 BpHC水分 D营养解析微生物降解有机磷农药时，需要营养物质，而固定化酶却不需要营养物质。答案D15某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。实验结果见下表(假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通淀粉酶量相同)。实验表明1号试管中淀粉未被水解，你认为最可能的原因是()1号试管2号试管固定化淀粉酶普通淀粉酶淀粉溶液60 保温5 min，取出冷却至室温，滴加碘碘化钾溶液现象变蓝不变蓝A.实验中的温度过高，导致固定化淀粉酶失去活性B淀粉是大分子物质，难以通过琼脂与淀粉酶接触C水浴保温时间过短，固定化淀粉酶未将淀粉水解D实验程序出现错误，试管中应先加入碘碘化钾溶液后保温解析由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物质，它不能通过琼脂与酶接触，导致淀粉不能被水解而遇碘碘化钾溶液呈现蓝色。答案B二、非选择题(本大题共8小题，共70分)16(9分)果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，常用于果汁的生产。(1)果胶酶用于果汁生产，是因为它能分解果胶，可解决果肉出汁率低和_等问题。(2)果胶由_和_组成。(3)若要检测苹果汁中是否还含有果胶，可取一定量的果汁与_混合，若出现_现象，说明果胶还没有被完全分解。(4)如图为某同学进行的澄清苹果汁生产实验，下列相关叙述正确的是()A实验中所用的固定化果胶酶可由某些物质吸附，吸附后的酶可连续使用B果胶酶是一类催化剂，其本质是RNAC植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶D果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊(5)固定化酶技术是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使酶能与_接触，又能与_分离。(6)在“淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”这一实验中，淀粉酶固定在石英砂上，使用了下图中的_。答案(1)果汁浑浊(2)半乳糖醛酸半乳糖醛酸甲酯(3)乙酸浑浊(4)A(5)底物(反应物)产物(6)17(8分)请回答下列与大肠杆菌有关的问题：(1)从生态系统的成分上看，大肠杆菌属于_，它的异化作用类型是_。从细胞壁被革兰氏染色剂的着色情况看，大肠杆菌属于革兰氏_菌。(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_，操作者的双手需要进行清洗和消毒。(3)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将未接种的培养基在适宜温度下放置适宜时间后，观察培养基上是否有_产生。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。(4)利用培养基不仅可以分离、培养微生物，在植物组织培养的过程中，也要配制培养基，培养基根据是否加入琼脂等凝固剂分为固体、半固体和液体培养基，若将大肠杆菌进行扩大培养则用_培养基，若是将大肠杆菌进行分离，则用_培养基。解析大肠杆菌的代谢类型为异养兼性厌氧型，它属于革兰氏阴性菌，在生态系统中属于分解者。(2)操作过程中为了防止杂菌污染，需对培养基和器皿进行高压蒸汽灭菌。(3)为了排除培养基被污染的可能性，应把未接种的培养基在适宜温度下放置一定的时间，观察有无菌落产生。(4)大肠杆菌分离时用的是固体培养基，而在扩大培养时用的是LB液体培养基。答案(1)分解者兼性厌氧型阴性(2)灭菌(3)菌落灭菌(4)液体固体18(9分)尿素是一种高浓度氮肥且长期施用没有不良影响，但尿素只有通过土壤中某些细菌的分解作用、才能被植物吸收利用。某同学要分离出土壤中能分解尿素的细菌，并尝试进行计数，培养基配方如下：K2HPO4NaClH2O葡萄糖尿素酚红琼脂0.12 g0.12 g15 mL0.025 g2.0 g0.25 mg0.5 g(1)分解尿素的细菌都能合成_，该种细菌在生态平衡中起到什么作用？_。写出细菌分解尿素的反应式。_。(2)根据培养基的成分判断，该同学能否分离出土壤中分解尿素的细菌？_(能/不能)，原因是_。(3)分离得到分解尿素的细菌后，如果要扩大培养，则应选择_培养基进行培养。培养一段时间后，使用_对微生物细胞进行计数。计数过程中，下列哪种行为会影响计数的准确性？_。A计数时直接从静置培养的试管底部取培养液进行计数B如果方格内微生物细胞数量多于300个，培养液先稀释后再计数C如果微生物细胞有粘连，要数出团块中的每一个细胞D压在方格线上的细胞只计左线和上线上的细胞数(4)为了提高尿素肥效，可以将分解尿素的酶和尿素混合，制成“加酶尿素”。为了提高“加酶尿素”中酶的利用率，可采用_技术。解析(1)含有脲酶的细菌通过降解尿素为氨获得生长的氮源，从而也起到维持生物圈中氮元素平衡的作用。(2)从培养基的成分看，因为含有琼脂，所以不能分离出分解尿素的细菌，因为琼脂是一种未被纯化的混合物，内含一定量的含氮化合物，不利于以尿素为氮源的细菌的筛选。(3)扩大培养需要使用液体培养基，对微生物或者酵母菌等进行计数时常用血细胞计数板。计数过程需要注意操作规范，如A选项所述的操作会影响计数的准确性，应该把试管振荡数次，使细菌分布均匀后取样。(4)固定化酶技术可以提高酶的利用率。答案(1)脲酶参与了氮循环(或维持氮平衡)(NH2)2COH2O2NH3CO2(分子式、符号、条件缺一不可)(2)不能琼脂是未被纯化的混合物，内含一定的含氮化合物，尿素不是唯一氮源，不能选择出只以尿素为氮源的微生物(3)液体血细胞计数板A(4)固定化酶19(7分)请回答微生物培养和分离的有关问题：(1)欲从土壤中分离出能利用尿素的细菌：以_为唯一氮源且加入了_指示剂的培养基，用_法分离细菌。若培养基平板上有菌落存活且颜色变_，则说明分离成功。(2)分离以尿素为氮源的细菌和分离大肠杆菌都使用了LB培养基，其成分_。A前者含琼脂，后者不含琼脂和琼脂糖B两者都含有琼脂C前者含有琼脂糖，后者不含琼脂糖但含琼脂D两者都不含琼脂和琼脂糖解析(1)分离能利用尿素的细菌，只需以尿素为唯一氮源，加酚红作指示剂，采用涂布分离法分离细菌，只要培养基中的指示剂变红，标志着存在脲酶水解尿素的作用，证明菌株可以以尿素为氮源。(2)分离以尿素为氮源的细菌所用培养基应含有琼脂糖，而分离大肠杆菌所用培养基则不含琼脂糖而含琼脂。答案(1)尿素酚红涂布分离(或涂布)红(2)C20(10分)下表是用于从土壤中分离纯化土壤细菌的培养基的配方。试剂用量试剂用量牛肉膏5 g琼脂20 g蛋白胨10 g水1 000 mLNacl5 g请回答：(1)培养基的类型很多，但培养基中一般都含有水、碳源、_、_和无机盐。(2)该培养基配制完成后，一般还需调节pH并对培养基进行_处理，实验过程中为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在_附近操作。(3)在土壤中分离纯化细菌最常用的方法是_和_。在分离纯化前需将菌体放入液体培养基中_，在固体培养基上划好线后须将培养皿倒置的原因是_。(4)实验结束后，使用过的培养基应进行灭菌处理才能倒掉，这样做的目的是_。解析(1)各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源、生长因子和无机盐。(2)获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的污染，培养基配制完成后，需进行灭菌处理，在实验过程中，为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。(3)在土壤中分离纯化微生物最常用的方法是划线分离法和涂布分离法。在分离纯化前需将菌体放入液体培养基中扩大培养。划线后将培养皿倒置的原因是防止皿盖上的水珠落入培养基中，造成污染。(4)用过的培养基不可随便丢弃，一定要进行灭菌处理，以免污染环境。答案(1)氮源生长因子(2)灭菌酒精灯火焰(3)划线分离法涂布分离法扩大培养防止皿盖上的水珠落入培养基中，造成污染(4)防止造成环境污染21(10分)工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率，为探究温度对果胶酶活性的影响，某学生设计了如下实验：将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10 水浴中恒温处理10 min(如图A)。将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10 水浴中恒温处理10 min(如图B)。将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图C)。在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如表：温度/1020304050607080果汁量/mL813152515121110根据上述实验，请分析回答下列问题：(1)果胶酶能破除植物细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中果胶的水解，产物是_。(2)实验结果表明，当温度为_左右时，果汁量最多，此时果胶酶的活性_。(3)为什么该实验能够通过测定过滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？_。(4)果胶酶作用于一定量的某种物质(底物)，保持温度、pH在最适值，生成物量与反应时间的关系如图。在35 min后曲线变成水平是因为_。若增加果胶酶浓度，其他条件不变，请在图中画出生成物量变化的示意曲线。解析从实验数据分析：在40 附近时，果汁量最多，说明此时的果胶酶催化活性最高。因为底物的量是一定的，所以底物消耗完时，生成物的量达到最大值，其后不再发生变化；增加酶的浓度可以使反应更快地达到平衡点，即更早结束反应，但生成物的总量不会发生变化。答案(1)半乳糖醛酸(2)40 最高(3)果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积反映了果胶酶催化分解果胶的能力(4)底物消耗完毕如图22(7分)如图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：(1)请在横线上填出各标号的名称。_；_；_。(2)与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是_。固定化细胞的优点是_。(3)的作用是_。(4)制作固定化淀粉酶所用的方法是_。解析与一般的酶制剂相比，固定化酶不仅能与反应物充分接触，还能与产物分离，并且可以反复利用。但是与固定化细胞相比，固定化酶不能催化一系列的化学反应，并且固定化细胞成本更低，操作更容易。使用固定化酶技术往往利用一个反应柱，下端有一个分布着小孔的筛板，酶颗粒无法通过筛板，而反应溶液却可以自由出入。制作固定化淀粉酶的方法是吸附法。答案(1)反应柱固定化酶分布着小孔的筛板(2)既能与反应物充分接触，又能与产物分离并且能被反复利用成本更低，操作更容易(3)使酶颗粒无法通过，反应溶液却可以自由出入(4)吸附法23(10分)某同学进行苹果汁制作实验，工艺如下图所示。请回答：(1)图中用KMnO4溶液浸泡苹果的目的是_。黑曲霉提取液中含有的_可水解果胶，从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过_方式将酶固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去_。(2)实验中，操作流程A和B的先后顺序为_。在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是_。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量的_混合，如果出现_现象，说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解，应将流速调_。(3)实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被_使用。解析(1)KMnO4有杀菌消毒的作用，可将苹果表面的杂菌杀死。果汁中因含有果胶等而使苹果汁浑浊，用果胶酶处理可使果胶水解，使果汁澄清。固定化酶技术是将酶固定在固定化柱的载体上，固定化柱内填充的石英砂可以起到很好的吸附作用。酶被固定后用蒸馏水冲洗是为了除去未被固定的酶。(2)具体操作时，先提取果胶酶，将果胶酶固定在固定化柱中，再将阀2打开，使苹果汁进入固定化柱，与酶接触，固定的果胶酶就能将果汁中的果胶分解，而果胶酶不流失。果胶中的果胶酸钙能与乙醇作用形成沉淀，故可用乙醇鉴定果汁中的果胶，如有浑浊现象，说明果汁中仍有果胶存在，此时应控制阀门2的流量，调慢果汁流速。(3)酶被固定化后，便于与反应物和产物分离，可反复利用，提高酶的利用率。答案(1)消毒果胶酶吸附未被固定的酶等(2)A、B阀1乙醇浑浊(沉淀)慢(3)反复第5课时果酒及果醋的制作【学考报告】知识内容考试属性考情解读果酒及果醋的制作加试1.制作葡萄酒和其他果酒。2.制作果醋。3.说明葡萄酒和其他果酒以及果醋的制作原理。4.设计并安装简单的生产果酒及生产果醋的装置。一、用葡萄制作葡萄酒1菌种酵母菌。2原料紫葡萄。3原理酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵，将葡萄糖氧化成乙醇。反应式为：C6H12O62CO22C2H5OH。4步骤(1)冲洗取2.55 kg的成熟葡萄用水洗净在鲜红紫色的高锰酸钾溶液中浸泡约5 min用清水洗净沥去水分，待用。(2)榨汁用多功能榨汁机以低速将葡萄打成浆状(也可以用杵和研钵捣烂)。(3)制作酵母悬液适量干酵母(2.5 kg葡萄约用1 g干酵母)放在一小烧杯中干酵母成糊状加少许蔗糖，混匀，放置片刻待酵母悬液中出现气泡即可。(4)装入发酵瓶装量不要超过2/3。瓶上所加的玻璃管最好是弯曲的，否则效果不好。(5)酒精发酵发酵温度：2530_。若温度偏低，则发酵时间延长；若温度高于30 ，要采取降温措施，否则酒的风味不佳。发酵时间：23天。鉴别发酵完毕的依据：发酵瓶中停止出现气泡。(6)过滤、分装、保存发酵液(浑浊)(用两层纱布过滤，除去葡萄皮和籽)滤液(仍然浑浊)(分装到12 L的细口瓶中，加盖密封，静置)上清液即为葡萄酒(清澈)。【典例剖析】 下列有关葡萄酒制作的叙述，正确的是()A用多功能榨汁机榨汁时，应尽量控制高速，以防葡萄汁被空气氧化B制备酵母悬液时添加蔗糖的目的是为酵母菌提供养料，以使其快速繁殖C酒精发酵过程中，应密封有弯曲的安全玻璃管，以控制发酵瓶中的无氧环境D为加快发酵过程，应将发酵瓶放在30 以上条件下解析榨汁时应控制低速，以免将葡萄籽打碎；发酵过程中会产生CO2，密封玻璃管会引起发酵瓶爆裂；发酵温度应控制在2530 ，若温度高于30 ，则酒的风味不佳。答案B(1)酵母菌是兼性厌氧型微生物，在有氧条件下进行需氧呼吸，在无氧条件下才能进行酒精发酵产生酒精。所以发酵过程中应在发酵瓶上加一插有弯曲玻璃管的软木塞或橡胶塞，以尽量控制无氧环境。(2)酵母菌的厌氧呼吸会产生二氧化碳气体，若发酵过程中密封发酵瓶，则会引起发酵瓶的爆裂，甚至造成安全事故。(3)菌种和发酵条件均会影响酒的风味，所以榨汁前应将葡萄洗净并用高锰酸钾溶液浸泡消毒，榨汁机、发酵瓶亦应事先冲洗干净并消毒；同时，控制发酵温度为2530 ，严禁温度高于30 。二、用果汁制作果酒1菌种酵母菌。2原理C6H12O62CO22C2H5OH。3原料苹果(最好)、梨、柑橘或其他水果。4步骤(1)制取果汁：苹果切成大块多功能榨汁机打碎双层纱布过滤即成果汁。(2)配料(以1 L为例)向2 L发酵瓶中加入200 g蔗糖倒入果汁转动发酵瓶使蔗糖完全溶解倒入酵母悬液(约1 g干酵母)，混匀、加盖。(3)发酵3天后可见到气泡10天后剧烈发酵停止取出果酒过滤和分类。注意事项：发酵开始时，由于微生物的需氧呼吸会使瓶内出现负压，该情况不能持续3天以上。若3天后还看不到气泡，必须加入更多的酵母，使发酵作用尽快发生。(4)静置56个月，用虹吸法取出上清液即为果酒。【典例剖析】 思考回答下列问题：(1)制作果酒和葡萄酒时均添加了一定量的蔗糖，目的是否相同？_。(2)发酵瓶塞上插有的装水弯曲玻璃管的作用是什么？_。(3)发酵开始时，发酵瓶内为什么会出现负压？_。答案(1)目的不同。制作葡萄酒时添加极少量的蔗糖是为酵母菌提供养料，促使酵母菌快速繁殖；制作果酒时添加大量的蔗糖主要是为了提高果酒的糖含量(2)既可以防止氧气进入发酵瓶，又可以排出二氧化碳，同时还能防止杂菌污染(3)发酵开始时，发酵瓶内氧气充足，酵母菌等微生物进行需氧呼吸，吸收氧气，产生等量的二氧化碳，但由于部分二氧化碳溶于发酵液中，从而造成发酵瓶内出现负压三、用果酒制作果醋1菌种醋化醋杆菌。2原理在有氧条件下，醋杆菌将乙醇氧化为醋酸。反应式为：C2H5OHO2CH3COOHH2O。3原料果酒。4步骤把800 mL酒水混合物倒入甲瓶中发酵在乙瓶中(将适量醋化醋杆菌的培养物或醋曲悬液加在200 mL酒一水混合物中混匀，调pH至7.0后倒入乙瓶中，使锯末均匀湿透)将水簇箱通气泵由(中选)通气，通气不必太快48 h后，用pH试纸检查乙瓶中流出液的pH，若呈酸性，则进行下一步调节甲与乙间的双通活塞、乙与丙处的螺丝夹，使流出液量为1滴/5min每天用pH检测流出液停止实验【典例剖析】 请结合上面果醋发酵简图回答有关果醋制作的问题。(1)果醋发酵的菌种是_，其可遗传变异来源是_。(2)果醋发酵发生在_瓶中，醋酸生成的反应式为_。醋酸生成的条件是_(填“有氧”或“无氧”)。(3)乙瓶下口的双孔橡胶塞插入的塞有脱脂棉球的直角玻璃管作用是_。答案(1)醋化醋杆菌基因突变(2)乙C2H5OHO2CH3COOHH2O有氧(3)既可以向乙瓶内通气，满足醋化醋杆菌对氧气的需求，同时又可过滤空气，防止杂菌进入乙瓶(1)酵母菌和醋化醋杆菌的代谢类型不同，决定了酒精发酵和果醋发酵时，氧气的需求不同。(2)果酒制作和果醋制作的适宜温度有差异，果酒制作时应控制发酵温度为2530 ，而果醋制作时需控制发酵温度为3035 。(3)酵母菌是真核生物，而醋化醋杆菌是原核生物。1制作果酒的菌种是酵母菌，酒精发酵应控制无氧条件，发酵温度控制在2530 。2制作果醋的菌种是醋化醋杆菌，果醋发酵应控制有氧条件，发酵温度控制在3035 。3酒精发酵的反应式C6H12O62CO22C2H5OH。4醋酸发酵的反应式C2H5OHO2CH3COOHH2O。1判断正误(1)酵母菌和醋杆菌的遗传均遵循孟德尔遗传定律。()(2)冲洗葡萄时最好先去枝梗，再用水洗净。()(3)制酒、制醋时所有用具都是清洁的。()(4)果酒发酵和果醋发酵过程均需不断地向发酵瓶内通入空气。()2下列关于葡萄酒制作过程中的叙述，正确的是()A应先去除葡萄的枝梗，再进行冲洗，这样洗得彻底B使发酵装置的温度维持在2530 最好C在发酵过程中，需向发酵瓶内不断通入空气D由于酵母菌的繁殖能力很强，因此不需对所用装置进行消毒处理解析在洗葡萄时应先冲洗12次，再去除枝梗，以防葡萄破损被杂菌污染；酵母菌的繁殖力虽然很强，但仍要对所用装置进行消毒处理，因为其内含有对葡萄酒有害的微生物，影响酒的品质；酵母菌在2530 的无氧条件下最适合进行酒精发酵。答案B3下列有关果酒与果醋发酵的叙述正确的是()A醋化醋杆菌与酵母菌都只进行需氧呼吸B发酵过程中都需要持续通入无菌空气C发酵过程中发酵液pH都会下降D果酒制成后在相同条件下直接可制果醋解析醋化醋杆菌属于好氧菌，酵母菌属于兼性厌氧菌，二者均可以进行需氧呼吸，但酵母菌也能进行厌氧呼吸。醋化醋杆菌通过代谢产生的醋酸为酸性物质，酵母菌通过细胞呼吸产生的CO2溶于水生成碳酸，所以二者在发酵过程中均可以使发酵液pH下降。答案C4生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋的制作就是生活中常见的例子。如图是果酒制作果醋的发酵装置，分析回答：(1)果醋发酵发生在_瓶中，发酵过程中要向发酵瓶中通过空气，原因是_。(2)果酒制作果醋的反应式为：_。(3)在用果酒制作果醋时，提供碳源的物质主要是_。(4)在整个发酵过程中，醋化醋杆菌的数量变化是_。答案(1)乙醋化醋杆菌是好氧菌(2)C2H5OHO2CH3COOHH2O(3)乙醇(4)先增加，后减少思考与练习(第48页)1葡萄或其他果实上常有天然的野生酵母存在，为什么上述两个实验都要接种酵母？本实验为了加速反应，使观察更直接，需要加蔗糖，所以加酵母是为了使酵母酒精发酵占有优势，避免许多霉菌生长，出现异味。2为什么发酵瓶中的液体不能装满？发酵过程中有气体产生，留有空间可暂时储气，否则液体装满后气体会使液体外溢，损失发酵液，且易引起霉菌污染。3装水的弯曲玻璃管起什么作用？既可防止氧气进入，又可排除二氧化碳，同时还能防止杂菌污染。4制酒时必须保证所有用具都是清洁的，为什么？不论是葡萄还是其他水果，对微生物来说都是良好的培养基，特别是霉菌。空气中有很多霉菌孢子、细菌等，如果用具不清洁，就等于向果汁中接种了许多杂菌，它们都可以利用糖繁殖菌体。这样，我们饮用的就不是果酒，而是杂菌的培养液了，轻则会影响我们的口感，重则影响我们的健康。思考与练习(第50页)1为什么要向发酵瓶中通入空气？醋酸发酵为需氧发酵。2为什么空气要用棉花过滤？经棉花过滤可防止微生物进入。3你所得到的丙瓶中的液体是否就是市售的白醋，为什么？不是，市售白醋除含有醋酸外还有丰富的不挥发性酸、糖、酯、醇等物质，这些多为酵母所产生。(时间：30分钟满分：50分)一、选择题(共8小题，每小题2分，共16分)1在酿酒和酿醋的过程中都要涉及各种微生物，在上述两过程中所涉及的微生物在结构上有什么本质区别()A前者有细胞结构，后者没有细胞结构B前者没有细胞结构，后者有细胞结构C前者有成形的细胞核，后者没有成形的细胞核D前者没有成形的细胞核，后者有成形的细胞核解析本题考查果酒与果醋发酵的菌种类型以及真核、原核细胞的区别。果酒发酵的菌种是酵母菌，是真核生物；果醋发酵的菌种是醋化醋杆菌，是原核生物。真核细胞与原核细胞结构上最显著的区别是：真核细胞有成形的细胞核，而原核细胞无成形的细胞核。答案C2如图为制作葡萄酒的装置示意图，下列有关说法，不正确的是()A整个装置事先应清洗干净并晾干B葡萄浆的装量不要超过发酵瓶容积的2/3C装水的弯曲玻璃管既可排气，又可防止杂菌污染D发酵时，发酵瓶应放在3035 的条件下解析酒精发酵的温度为2530 。答案D3酒厂在利用酵母菌酿酒的过程中，检测时发现活菌数量适宜，但却不产生酒精，应采取的措施是()A降低温度 B隔绝空气C加缓冲液 D加新鲜培养基解析酵母菌为兼性厌氧型微生物，若其数量适宜却不产生酒精，说明该环境适合菌体繁殖，为需氧条件。应采取的措施为隔绝空气，让酵母菌进行厌氧呼吸以产生酒精。答案B4在适宜的温度条件下，在下图所示装置中都加入干酵母(内有活酵母菌)，其中适于产生酒精的装置是()解析注意题目所暗示的条件，仔细审题就会发现此题是让你说明，酵母菌在什么条件下会产生酒精，这就要求我们首先要弄清楚发酵的条件：a.要有葡萄糖、水溶液和酵母菌；b.必须在密封的条件下(无氧条件下)，如有氧的话，酵母菌能进行需氧呼吸，产生CO2和H2O。这两个条件缺一不可，可见A符合，B、C、D都不符合。D容易给人产生错觉，因为与A的条件相同并搅拌混合均匀，更有利于反应的进行，殊不知它没有密封，暴露在有氧的环境中，它不进行厌氧呼吸，只进行需氧呼吸。答案A5某酒厂把糖化后的淀粉加入发酵罐，接种酵母菌后，酒精产量明显减少，检测为发酵罐密闭不严，试分析反应的其他结果是()A酵母菌数量减少B糖化淀粉的消耗减少CCO2的释放量减少D酵母菌数量、CO2释放量、糖化淀粉消耗量都增加解析酵母菌在有氧的条件下代谢旺盛、繁殖速度快，故其数量、CO2释放量、糖化淀粉消耗全部增加。答案D6下列产醋最多的措施是()A在果酒中加入食醋，并通气B在果酒中加入变酸的酒表面的菌膜，并通气C将果酒暴露在空气中D在果酒中加入冲洗葡萄的水，并通气解析因食醋经灭菌不含有菌种，空气中和冲洗葡萄的水中可能有醋化醋杆菌，但数量不大，只有变酸的果酒表面的菌膜中有大量的醋化醋杆菌。答案B7下列有关醋杆菌的叙述中，正确的是()A醋杆菌是异养生活的真核生物B醋杆菌进行需氧呼吸是因其内有线粒体C醋杆菌遗传物质的主要载体是染色体D在有氧条件下，醋杆菌可进行醋酸发酵产生醋酸答案D8严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质量高、产量多的理想产物，通常所指的发酵条件不包括()A温度控制 B溶氧控制CpH控制 D酶的控制解析通常所指的发酵条件包括温度、pH、溶氧、通气与转速等。酶是自身调节物质，不属于发酵条件。答案D二、非选择题(共4小题，共34分)9(10分)果醋有消除疲劳和减肥等功效，该饮料深受广大女士的喜爱。某果酒厂的果酒滞销，计划将生产的部分果酒“转变”为果醋。研究人员设置了如图所示的装置。(1)果酒和果醋的制作分别利用了_(填微生物名称)。(2)由果酒转变成果醋的制作过程中，需要改变的环境条件是_。(3)乙瓶为发酵瓶，你认为甲、丙两个装置瓶中，盛有果酒和果醋的装置瓶分别是_。在装置瓶乙中，发酵菌先将乙醇氧化为_。(4)发酵过程中，向乙瓶通入无菌空气的原因是_。解析(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是酵母菌，酵母菌能够利用葡萄糖进行厌氧呼吸产生乙醇和二氧化碳；果醋的制作是利用醋化醋杆菌将乙醇变成醋酸的原理进行的。果酒发酵过程中温度控制在2530 。(2)果酒发酵与果醋发酵过程中温度控制及氧气不同，果酒发酵是利用厌氧呼吸，果醋发酵是有氧环境，所以由果酒转变成果醋的制作过程中，需要改变的环境条件是温度和氧气。(3)甲瓶是密封的，是缺氧环境，应是果酒。乙装置通入无菌空气，是果醋发酵，因此丙装置内为果醋。在装置瓶乙中，发酵菌将乙醇氧化为醋酸。答案(1)酵母菌和醋化醋杆菌(2)温度和氧气(不能仅答“氧气”)(3)甲、丙醋酸(4)醋化醋杆菌是需氧型生物，果醋发酵需要有氧环境10(8分)下图简单表示葡萄酒的酿制过程，请据图分析：(1)葡萄酒的酿制原理是：先通气使酵母菌进行_，以增加酵母菌的数量，然后使酵母菌_获得葡萄酒。(2)随着发酵程度的加深，液体密度会逐渐降低(可用密度计测量)，其原因是_。(3)在甲中进行搅拌的目的是_，丙中一段时间后，揭开盖子是否能够产生果醋？_(填“能”或“不能”)。解析本题重在考查对果酒制作原理及方法的掌握。(1)酵母菌为一种兼性厌氧型真菌，在有氧情况下可进行需氧呼吸，缺氧时则进行发酵。(2)由于发酵时糖被消耗，产生酒精和二氧化碳，而酒精的密度比糖和水低，这是液体密度降低的原因。(3)搅拌可增加甲内溶氧量，需氧呼吸需要氧。揭盖后氧气充足，丙中酒精可能在醋化醋杆菌或其他需氧型微生物作用下被氧化生成醋酸。答案(1)需氧呼吸发酵(厌氧呼吸)(2)由于发酵时糖被消耗，产生了酒精和CO2，而酒精密度比糖和水低(3)增加溶氧量能11(8分)右图为利用酵母菌和醋化醋杆菌制作果酒和果醋的装置示意图，请回答以下问题：(1)酵母菌和醋化醋杆菌在细胞结构上的最主要区别是_。(2)制葡萄酒时，要将温度控制在2530 ，制葡萄醋时，可将温度控制在3035 。(3)制作_时应将开关2打开。长而弯曲的胶管1在发酵过程中的作用是_。(4)从野生酵母菌群中分离纯化酵母菌时，最常用的接种方法有涂布分离法和_两种。接种后，培养基上会出现一些分别由一个酵母菌繁殖而成的_(群落、种群)。(5)为了分离出优良的酵母菌种，需要制备_培养基。解析酵母菌是真核生物，醋化醋杆菌是原核生物，二者在细胞结构上最主要的区别为是否具有核膜包被的细胞核；制葡萄酒与葡萄醋时，要考虑酵母菌和醋化醋杆菌生长繁殖的最适温度；长而弯曲的胶管“1”在发酵过程中的作用是排出CO2及防止杂菌污染；最常用的接种方法有划线分离法和涂布分离法两种。由一个酵母菌繁殖而成的菌落属于种群；为了分离出优良的酵母菌种，需要制备选择培养基。答案(1)前者有核膜包被的细胞核，后者没有核膜包被的细胞核(3)葡萄醋排出酒精发酵产生的CO2，并可防止空气中的杂菌污染发酵液(4)划线分离法种群(5)选择12(8分)下面是古代家庭酿酒的具体操作过程：先将米煮熟，等冷却至30时，加少许水和一定量的酒药(实际是酵母菌菌种)与米饭混匀后置于一瓷坛内(其他容器也可)，在中间要挖一个洞，加盖后置于适当的地方保温(28)，12 h即成。现请你从以下几个方面对其发酵过程作一个简单的分析：(1)先将米煮一煮的目的是_。冷却到30后才能加酒药的原因是_。(2)在米饭中间挖一个洞的目的是增加_的含量，保证酵母菌在一开始时进行_，从而有利于酵母菌数量的增加。(3)请你在下图1的坐标上画出发酵坛内酵母菌种群数量增长的曲线。(4)在家庭酿酒过程中，瓷坛内首先产生了大量的水，这些水的主要来源是_。(5)发酵坛并没有密封，但坛内却有发酵的无氧环境，请说出理由。_。(6)请你在上图2的坐标中绘出发酵坛内需氧呼吸和厌氧呼吸此消彼长的变化过程曲线图，用实线和虚线分别表示需氧呼吸和厌氧呼吸。解析家庭酿酒的实质是发酵，酒药就是菌种，水和糯米就是培养基。煮米就是对培养基进行灭菌，加酒药就是接种。接种时培养基的温度不能太高，否则会杀死菌种，因此要等米饭冷却后加酒药。接种量不能太少，否则影响代谢产物的产量，也会使发酵过程延长，从而使混入杂菌的可能性增加。酵母菌是兼性厌氧型生物，有氧条件下能进行需氧呼吸，放能多，有利于生长繁殖；无氧条件下可进行酒精发酵，产生酒精。米饭中间挖洞可为酵母菌提供一定量的氧气，有利于增加菌体数目。随着氧气的消耗和代谢水的浸没，形成了一个无氧环境，有利于酒精的产生。答案(1)杀灭其他杂菌，使淀粉发生一定程度的水解太高的温度会抑制甚至杀死酵母菌(2)O2需氧呼吸(3)如图1(4)酵母菌进行需氧呼吸产生(5)酵母菌呼吸作用(需氧呼吸)本身消耗氧气，同时需氧呼吸产生的水浸没米饭也造成无氧环境(6)如图2第6课时泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定【学考报告】知识内容考试属性考情解读泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定加试1.进行泡菜的腌制，说明泡菜腌制的原理。2.测定泡菜中亚硝酸盐的含量。3.讨论相关的食品安全问题。一、泡菜腌制1菌种主要是假丝酵母和乳酸菌。2原理在无氧的条件下，微生物利用菜中的糖和其他营养物质进行发酵，发酵产物有有机酸和醇类物质等，其中也有亚硝酸。3步骤补充说明(1)若要发酵快些，可将蔬菜在开水中浸1 min后入坛，再加一些白酒。(2)若加入一些已经腌制过的泡菜汁更好，这相当于接种已经扩增的发酵菌，可减少腌制时间。【典例剖析】 在泡菜腌制过程中，不正确的是()A菜、菜坛均要洗净，且用热水洗坛内壁B盐水入坛前要煮沸冷却，以防污染C白酒既可以抑制杂菌，又可以作为调味剂D在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的气体无法逸出解析将坛口用水封好的作用是防止外界空气进入，以保证坛内的无氧环境。答案D泡菜制作中发酵条件的控制(1)创造缺氧环境厌氧状态为乳酸菌完成乳酸发酵所必需的状态。创造缺氧环境的做法：选择合理的发酵容器，例如泡菜坛，这是一种既科学又简单的厌氧容器。装坛时要压实，泡菜液浸没菜体。泡制期间不宜开盖。(2)控制适量的食盐食盐的作用：一是防腐，一般有害菌的耐盐力差；二是使蔬菜组织中水分析出，使成品质地柔韧、咀嚼感强。盐的用量宜控制在10%15%，过高，乳酸发酵受抑制，风味差；过低，杂菌易繁殖，引起变质。(3)控制适宜的温度以1820 为宜，偏高有利于有害菌活动，偏低不利于乳酸发酵。值得注意的是温度与食盐浓度互相制约，若发酵温度偏高，应提高食盐浓度；偏低可适当降低食盐浓度。(4)其他注意点盐水煮沸以消毒杀菌；蔬菜及泡菜坛晾干以防发霉变质；水槽中水要盛满，勤换并保持清洁；泡过菜的老盐水可再用，可世代相传；时令蔬菜交替泡制，使泡菜风味更佳。二、亚硝酸盐的定量测定1原理亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，其产物与N1萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物。亚硝酸盐溶液的浓度不同，呈现的颜色深浅不一：溶液浓度高，颜色深些，浓度低，颜色浅些，可用光电比色法予以定量。2步骤(1)样品处理腌制的泡菜25 g及少量泡菜汤打成匀浆，过滤、清洗制取滤液，用氢氧化钠溶液调pH至8.0，再加入25 mL硫酸锌溶液，产生白色沉淀。(2)测定10 mL样品溶液4.5 mL氯化铵缓冲液2.5 mL60%乙酸溶液5 mL显色液定容于25 mL容量瓶中，静置后用光程为1_cm的比色杯在550_nm处测定光密度值(OD值)，以10 mL水为空白对照。(3)标准曲线取0、0.5、1.0、3.0和5.0 mL亚硝酸钠标准溶液处理后测光密度值，以亚硝酸钠质量为横坐标，以光密度值为纵坐标，绘制标准曲线。(4)计算X1(m2V1)/(m1V2)，式中X1为样品中亚硝酸盐含量，单位mg/kg；m1为样品质量，单位g；m2为通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量，单位g；V1为样品处理液总体积，V2为测定用样品液体积。小贴士亚硝酸盐的危害(1)亚硝酸盐在膳食中普遍存在，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致癌、致畸和致突变物质亚硝胺。(3)有些蔬菜含有丰富的硝酸盐，若放置过久发生变质(发黄、腐烂)或者煮熟后存放太久，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。所以我们要多吃新鲜蔬菜，不吃存放时间过长或变质的蔬菜。【典例剖析】 有关测定亚硝酸盐含量的叙述，不正确的是()A亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应需要在酸化条件下才会发生B重氮化反应后重氮盐与N1萘基乙二胺偶联形成紫红色染料C对显色反应进行目测，可精确算出泡菜中亚硝酸盐的含量D亚硝酸钠标准溶液(储液)要在冰箱中避光保存解析对显色反应进行目测，可大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量，但不能精确算出。答案C(1)泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量的变化发酵时期乳酸菌含量乳酸含量亚硝酸盐含量发酵初期少(O2抑制乳酸菌活动)少增加(硝酸盐还原菌的作用)发酵中期最多(乳酸积累抑制其他菌活动)积累增多、pH下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)发酵后期减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制乳酸菌活动)继续增多，pH继续下降下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)(2)泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐的含量随时间变化的曲线1泡菜腌制过程中起作用的主要是假丝酵母和乳酸菌。2泡菜腌制过程中，需将坛口用水封好，防止外界空气进入，以造成无氧条件。3亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物再与N1萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物，可用光电比色法定量。1判断正误(1)泡菜腌制中起主要作用的是假丝酵母和醋杆菌。()(2)亚硝酸盐对人体有害，是致癌物质。()(3)腐败的蔬菜、火腿烤肉、咸菜等食品中均含有较多的亚硝酸盐。()(4)测定泡菜中亚硝酸盐含量的方法是光电比色法。()2在选泡菜坛时，应选择火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的，其目的是()A美观B可防止内部液体渗出C耐用D密封好，保证坛内外气体不交换解析考查泡菜的制作原理。泡菜的制作离不开乳酸菌，而乳酸菌是厌氧生物，无O2时方可进行乳酸发酵产生乳酸。答案D3下列关于测定亚硝酸盐含量原理的叙述，不正确的是()A亚硝酸盐经一定方式显色反应后呈紫红色B显色反应后亚硝酸盐的理化性质没有发生改变C不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同D样品液显色后，通过与已知浓度的标准液比色，可大致估算出样品液中亚硝酸盐的含量解析本题主要考查对实验原理的理解能力。显色反应是指在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N1萘基乙二胺盐酸盐反应生成紫红色染料，所以理化性质均发生了改变。答案B4如图是泡菜的腌制及亚硝酸盐含量测定的实验流程示意图，请据图回答：(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是_。泡菜腌制过程中起主要作用的菌种是_。(2)在制作泡菜的过程中，因为操作不当，造成泡菜腐烂。下列原因中正确的是()A罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌和需氧腐生细菌的生长繁殖B罐口密闭不严，氧气使乳酸菌的生长繁殖受到抑制，需氧腐生细菌的生长繁殖加快C罐口密闭不严，氧气使酵母菌和需氧腐生细菌的生长繁殖减慢D罐口密闭缺氧，促进了乳酸菌和需氧腐生细菌的生长繁殖(3)测定亚硝酸盐含量的方法是_。亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，反应产物再与N1一萘基乙二胺偶联，形成_色产物。绘制标准曲线时，应以亚硝酸钠含量为横坐标，以_为纵坐标。(4)某同学在测定泡菜中亚硝酸盐含量时，取10 mL样品溶液，加入4.5 mL氯化铵缓冲液、2.5 mL60%乙酸溶液和5 mL显色液，定容并在暗处静置25 min后测量亚硝酸盐含量。请指出该同学在实验中的失误之处并改正：_。(5)在腌制过程中的第3、5、7、9、11、13天分别对食盐浓度为4%、6%、8%的三坛泡菜做了亚硝酸盐含量的检测，得到以下数据： 食盐浓度发酵天数1号坛4%2号坛6%3号坛8%第3天1.61.20.5第5天3.25.52第7天3.84.01.8第9天3.51.81.6第11天3.41.21.5第13天3.21.21.2请根据表中数据，对泡菜的制作提出两条建议：_、_。答案(1)所含亚硝酸盐的含量低假丝酵母和乳酸菌(2)B(3)光电比色法紫红光密度值(4)缺少对照，再取10 mL水做空白对照(5)泡菜腌制时间最好长于13天适当地增加食盐的浓度思考与练习(第55页)1加入白酒起什么作用？白酒可抑制泡菜表面杂菌的生长，它也是一种调味剂，可增加醇香感。2用水封闭坛口起什么作用？不封闭有什么结果？水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用，空气中21%是氧气，这是最简易的造成无氧环境的方法。这样，坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。如不封闭，则会有许多需氧菌生长，蔬菜会腐烂。3厌氧发酵和有氧发酵的产物有什么不同？乳酸菌产生乳酸属厌氧发酵；酵母菌产生乙醇属厌氧发酵；醋化醋杆菌产生乙酸属有氧发酵，如继续进行有氧发酵，则产物被氧化而产生乙酸。此外，需氧微生物的作用也可使蔬菜腐烂。(时间：30分钟满分：50分)一、选择题(共8小题，每小题2分，共16分)1制作泡菜所需要的菌种的代谢类型是()A自养需氧型 B异养需氧型C自养厌氧型 D异养厌氧型解析制作泡菜所需要的菌种是假丝酵母和乳酸菌，其代谢类型均为异养厌氧型。答案D2有关膳食中的亚硝酸盐对人体健康的影响，下列说法正确的是()A膳食中的亚硝酸盐在人体内会随尿液全部排出B亚硝酸盐在人体内积累有致癌作用C亚硝酸盐只有在特定条件下才转变成致癌物质D亚硝酸盐对人体健康不会有任何影响解析研究表明膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，当人体摄入的亚硝酸盐总量达到某一数值时才会致病。亚硝酸盐本身无致癌作用，在特定条件下转变成的亚硝胺有致癌作用。答案C3下列有关泡菜腌制的叙述中，不正确的是()A腌制过程中只有乳酸菌起作用B发酵产物有有机酸、醇类、亚硝酸等C发酵时间过长会因霉菌生长过多而产生霉变味D发酵过程中要经常向水槽中补充水解析泡菜腌制过程中起主要作用的是假丝酵母和乳酸菌。答案A4制作泡菜时，所用的菜坛子必须密封，其原因是()A防止水分的蒸发B防止菜叶萎蔫C菌种在有氧条件下发酵被抑制D防止产生的乳酸挥发解析泡菜制作是利用乳酸菌和假丝酵母的发酵作用而进行的，而二者均是厌氧菌，所以要密封菜坛子，以避免氧对其发酵作用的抑制。答案C5某人腌制泡菜时因操作不当而使泡菜腐烂变质，原因不可能是()A盐水入坛前未经煮沸，直接入坛B腌制时间过长C腌制时温度过高且食盐量不足D坛口密闭缺氧解析腌制泡菜相关菌种是厌氧型生物，所以D项不会引起泡菜腐烂变质。答案D6如图为泡菜腌制过程中亚销酸盐含量变化曲线，其中正确的是()解析自然界中，亚硝酸盐分布广泛，没有腌制的蔬菜中也含有一 定量的亚硝酸盐，在腌制几天后，泡菜中的亚硝酸盐的含量达到最高峰，但随着腌制时间延长，乳酸菌大量繁殖产生乳酸抑制硝酸盐还原菌的繁殖，致使泡菜中亚硝酸盐含量下降。答案C7为了使测定亚硝酸盐含量的准确性高，关键是()A样品处理B亚硝酸钠标准溶液的制备C比色D泡菜的选择解析亚硝酸盐含量是通过与亚硝酸钠标准溶液进行比色而估算出的，所以只有标准溶液制备的标准才能比较出正确的结果。答案B8如图所示，过一段时间后对甲、乙两容器进行定量分析，得到的结果是()A乙中的乳酸比甲中的多B乙中的乳酸比甲中的少C甲、乙两容器中的乳酸量相等D无法确定解析乳酸菌为厌氧型细菌，乙容器中空气少，经需氧型生物消耗掉氧气所需时间短，很快便可形成乳酸菌所需的厌氧环境，因而可产生大量乳酸。答案A二、非选择题(共4小题，共34分)9(8分)某综合实践活动小组进行了“探究泡菜在腌制过程中亚硝酸盐的含量变化”的实验。小组成员选取1、2、3号三只相同的泡菜坛，在每个坛中加入洗净的新鲜白菜0.6 kg。再分别倒入等量一定浓度的食盐溶液，将坛密封，放置在相同适宜的外界环境条件下。封坛前进行第一次取样测定亚硝酸盐含量，以后每隔4天定时取样测定，结果见下表。封坛前第4天第8天第12天第16天1号坛0.150.60.20.10.12号坛0.150.20.10.050.053号坛0.150.70.60.20.2(1)制作泡菜的原理是_。(2)如果在腌制过程中，加入一些已经腌制过的泡菜汁效果更好，其原因是_。(3)测定亚硝酸盐含量的方法是_，其原理是：亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生_反应，产物与N1萘基乙二胺偶联形成紫红色产物，显色反应后测定样品的光密度值，然后从已测出的亚硝酸钠_曲线中读出样品的亚硝酸盐含量值，并计算出泡菜中亚硝酸盐的含量。(4)根据表中数据进一步分析，可推测在腌制过程中的第_天，泡菜中的亚硝酸盐含量达到最大值。若要食用，至少要在腌制的第_天比较好。(5)实验中3只坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异，最可能的原因是_。解析本题主要考查泡菜的制作原理、方法以及制作过程中所应注意的问题，同时对于考生解读表格的能力和运用所给信息处理相关问题的能力也进行了考查。答案(1)利用乳酸菌、假丝酵母在无氧环境下大量繁殖，并发酵产生乳酸、醇类而制作泡菜(2)泡菜汁中含有大量的乳酸菌(3)光电比色法重氮化标准(4)412(5)各坛中微生物种类和数量可能有差异10(9分)请回答下列有关泡菜制作的问题。(1)制作泡菜的原理是_。家庭制作泡菜时常用白酒擦拭泡菜坛的目的是_。由于_的繁殖，泡菜坛内有时会长一层白膜。(2)如果做检测泡菜中亚硝酸盐含量的实验，紫卷心菜不适合用作实验材料的原因是_。检测时，必须先制备已知浓度的_，将显色反应后的样品与其进行_，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。泡菜的腌制方法、_、_和食盐用量等条件对泡菜口味和亚硝酸盐含量均有影响。(3)下图表示在a、b、c三种食盐浓度中，泡菜的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系。该实验是将实验材料分成_，在适宜的条件下，用图中不同浓度的食盐水制作泡菜。从图中可知，用_浓度的食盐制作泡菜比较适合，但要在发酵时间达_天以后才适宜食用，特别是不宜在第_天食用。食盐浓度为_的泡菜中亚硝酸盐含量变化最小。亚硝酸盐在特定条件下转变成致癌物_。(4)为了降低亚硝酸盐含量，泡菜加工过程中可以采取什么措施？请简要谈一谈你的想法。_。解析(1)制作泡菜的原理就是乳酸菌在无氧条件下发酵产生乳酸；家庭制作泡菜时常用白酒擦拭泡菜坛， 用来消毒；泡菜坛内有时会长一层白膜这是产膜酵母菌繁殖的结果。(2)通过特定颜色反应(如本实验产生玫瑰红色)鉴定物质的实验，应该选择白色或接近白色的材料，因此紫卷心菜不适合用作实验材料。(3)由对照实验的原则和坐标图中的3条折线可知，该实验将实验材料分成相同的3组；从图中可知，用b浓度的食盐制作泡菜比较适合，因为11天后其腌制的泡菜亚硝酸盐含量最低，因此要在发酵时间达11天以后才适宜食用，第5天时亚硝酸盐含量最高，不宜食用。亚硝酸盐在特定条件下转变成致癌物质亚硝胺。(4)腌制的时间、温度及食盐的用量都会影响亚硝酸盐的含量，因此在制作泡菜的过程中，要严格控制时间、温度和食盐的用量。答案(1)乳酸菌在无氧的条件下发酵产生乳酸消毒产膜酵母菌(2)紫卷心菜中的色素会干扰显色反应所产生的玫瑰红色标准显色液目测比较温度高低时间长短(3)相同的3组b115c亚硝胺(4)防止杂菌的污染；在腌制过程中注意腌制的时间， 控制好温度和食盐的用量。温度过高，食盐用量不足10%，腌制时间过短，易使细菌大量繁殖导致亚硝酸盐含量增加11(8分)农村中泡菜的制作方法：将新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦试过的泡菜坛中，泡菜坛一般是两头小中间大的陶器，坛口有坛沿，凡有裂缝的菜坛不能用。然后加入盐水、香料及一些“陈泡菜水”，密封后置于阴凉处，最适环境温度为2832。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。(1)用白酒擦试泡菜坛的目的是_(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)若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是什么？_。(4)加入一些“陈泡菜水”的作用是_。(5)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？_。解析制作泡菜的生物学原理是利用乳酸菌等在无氧条件下进行厌氧呼吸产生乳酸。用白酒擦拭腌制器具的目的是杀灭杂菌，为保证乳酸菌的厌氧呼吸，必须是绝对的无氧条件，因此菜坛需要密封。若密封不好可能会抑制乳酸菌发酵，而进入一些杂菌，引起蔬菜腐烂。制作的泡菜“咸而不酸”，原因是加盐太多，使外界溶液浓度过高，抑制了乳酸菌的正常生长。加入一些“陈泡菜水”是利用其中的乳酸菌，充当菌种。因为乳酸菌为异养微生物，因此菜坛内有机物的干重减少，但是有机物的种类却增多。答案(1)杀灭杂菌(2)因为乳酸菌为厌氧微生物，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，而一些需氧型杂菌能大量繁殖，所以泡菜会变质腐烂(3)盐过多，抑制了乳酸菌的发酵(4)提供乳酸菌菌种(5)有机物干重减少，有机物种类增加12(9分)某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化”开展了研究，操作如下：某年1月4日下午选取1、2、3号三只相同的泡菜坛，在每个坛中加入洗净的新鲜莲花菜0.6 kg，再分别倒入相同量的煮沸并冷却的10%的盐水，将坛密封，置于同一环境中。封坛前进行第一次取样测定亚硝酸盐含量，后来定时测定，结果如图。请回答下列问题：(1)实验中盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是_。在腌制过程中，会出现坛中溶液量增加，这是由于_。(2)测定亚硝酸盐含量的方法是_。(3)该小组对实验数据的处理方法是否合理？_。如果不合理，该如何改进？_。(4)根据图中数据进一步分析，可推测在腌制过程中的第_天泡菜中的亚硝酸盐含量达到最大值，若要食用，至少要在腌制的第_天比较好。解析制作泡菜须防止杂菌污染，盐水煮沸是为了杀死存在于盐水中的微生物，进行亚硝酸盐含量的测定可运用光电比色法或目测估算法。答案(1)加热煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响外界溶液浓度过高使细胞渗透失水(2)光电比色法(3)不合理应将三个坛中每次测定的亚硝酸盐的含量分别记录，求出平均值，然后以时间为横坐标，亚硝酸盐的含量为纵坐标画出一条曲线。实验组越多，数据越真实(4)310第7课时植物的组织培养【学考报告】知识内容考试属性考情解读植物的组织培养加试1.进行菊花的组织培养。2.尝试植物激素的应用。3.说明植物组织培养的原理。一、植物组织培养1含义取一部分植物组织，如叶、芽、茎、根、花瓣或花粉等，在无菌的条件下接种在三角瓶中的琼脂培养基上，给予一定的温度和光照，使之产生愈伤组织，或进而生根发芽。2原理植物细胞的全能性。3过程外植体愈伤组织芽、根植株小贴士愈伤组织原指植物受伤之后在伤口表面形成的一团薄壁细胞。在组织培养中，则是指在人工培养基上由外植体通过脱分化、细胞分裂产生的一团排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。4激素在植物组织培养过程中的作用(1)培养基中加入的植物激素是生长素和细胞分裂素。(2)两者的摩尔浓度比决定组织是生根还是生芽。细胞分裂素与生长素的比例高时，诱导芽的生成；细胞分裂素与生长素的比例大致相等时，愈伤组织继续生长而不分化；细胞分裂素与生长素的比例低时，会趋于生根。【典例剖析】 下列有关植物组织培养的叙述，不正确的是()A植物组织培养就是将离体的细胞、组织、器官等培育成愈伤组织B植物组织培养的原理是植物细胞的全能性C培养基中生长素和细胞分裂素的比例会影响脱分化和再分化D植物组织培养过程需要严格的无菌操作解析植物组织培养包括脱分化和再分化两个关键过程，愈伤组织的形成只是脱分化过程。答案A(1)植物细胞具有全能性的物质基础生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全套基因。(2)高度分化的植物细胞全能性表达的条件离体条件；无菌操作(防止杂菌污染)；适宜物质的诱导和调节(激素主要是生长素、细胞分裂素等)；种类齐全、比例适合的营养物质；温度、酸碱度、光照等条件的控制。(3)无菌技术是植物组织培养成功的关键植物组织培养不同于扦插、分根、叶插等常规无性繁殖。由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的要求较高。用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。培养材料一旦被微生物(如细菌)污染，这些微生物就会争夺培养基中的营养，还会产生代谢废物毒害培养材料，导致实验失败。因此要进行严格的无菌操作。二、菊花的组织培养1材料MS培养基、发芽培养基、生根培养基、萘乙酸(NAA)、苄基腺嘌呤(BA)、菊花幼苗。2步骤(1)制备外植体在超净台中，取出一瓶已进行过无菌培养的菊花培养，在无菌培养皿上用无菌镊子和无菌解剖刀切成几段，每段上至少有1张叶片。(若是自然生长的茎进行组织培养，则可取一段茎在70%乙醇中浸泡10 min，再放入5%次氯酸钠溶液中浸泡5 min，然后用另一5%次氯酸钠溶液浸泡5 min，最后在超净台中用无菌水清洗，切段)(2)接种在酒精灯旁，将每段放入1瓶生芽培养基中，使茎的一部分插入培养基内，盖上封口膜。每瓶也可放入23段幼茎切段。(3)生芽培养在日光灯下保持1825 的温度培养，每天的光照不少于14.5 h。23周后长成健壮的丛状苗。(4)生根培养将健壮的丛状苗在无菌条件下一个个转入生根培养基中，在上述条件下继续培养。(5)移栽锻炼将生根的苗移至草炭土或蛭石中，用玻璃罩或塑料布保持80%以上的湿度，23天后打开玻璃罩逐渐降低温度进行锻炼，直到将罩全部打开处于自然湿度下为止。(6)定植栽培转移至土中培养，即可长成植株并开花。【典例剖析】 在菊花的组织培养操作完成了34天后，观察同一温室中的外植体，发现有的外植体正常生长，有的外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是()A培养条件，比如pH、温度等不适宜B接种时外植体未消毒或含有病毒C接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体D将外植体倒插入培养基中解析因为是同一温室中培养的外植体，故培养条件(pH、温度等)是相同的。答案A影响植物组织培养的因素及成功的关键(1)影响因素内部因素：材料的选取。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。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。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或灭菌。【变式训练】 菊花的组织培养需要严格的无菌操作，下列说法不正确的是()A对培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌B幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者草炭土等环境下生活一段时间C用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，一旦感染杂菌则前功尽弃D将菊花茎段插入时应注意方向，不应倒插，是为了防止杂菌污染解析植物的组织培养需要严格的无菌操作，将菊花茎段插入时，不应倒插是因为倒插的茎段不易形成愈伤组织，而不是为了防止杂菌污染。答案D1植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。2.愈伤组织丛状芽生根3植物组织培养的培养基中必须加入生长素和细胞分裂素，两者的摩尔浓度比决定组织是生根还是发芽。4无菌技术是植物组织培养成功的关键。1植物组织培养是指()A将离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织B将愈伤组织培育成植株C将离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体D愈伤组织形成高度液泡化组织解析植物组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞经脱分化、再分化形成完整植物体的过程。答案C2某同学在进行组织培养过程中，发现只分裂而不分化出芽和根，可能原因是()A未见阳光B培养时间不到C培养基营养过多D细胞分裂素和生长素配比不对解析愈伤组织产生根或芽，取决于生长素和细胞分裂素的浓度比值，当细胞分裂素/生长素的比值低时，诱导根的分化；两者比值处于中间水平，愈伤组织只生长不分化；两者比值高时，诱导芽的形成。答案D3下列关于植物组织培养中的灭菌或消毒操作，错误的是()A外植体可以用酒精消毒B镊子等器械需酒精消毒C操作前手需酒精消毒D培养基需高压蒸汽灭菌解析镊子需高温灭菌，而不是酒精消毒。答案B4草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下。外植体愈伤组织芽、根植株请回答：(1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_作为外植体，其依据是_。(2)在过程中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和_，在配制好的培养基中，常常需要添加_，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后25 d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是_。(3)在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_。解析(1)在培养无病毒植株时常选用根尖或茎尖为实验材料，这是由于根尖和茎尖细胞代谢旺盛，所含病毒少甚至不含有病毒。(2)在配制MS培养基时，除加入大量元素、微量元素外，还需要加入有机物、蔗糖等。在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素。在培养过程中，发现外植体边缘局部污染的原因可能是外植体的消毒不彻底。(3)培养基中生长素与细胞分裂素的用量比会影响根的分化和芽的形成，当生长素与细胞分裂素的比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成。答案(1)茎尖(或根尖)茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒(2)有机物植物激素外植体消毒不彻底(3)培养基中生长素与细胞分裂素的比值偏低5以野生菊花为材料进行的组织培养步骤如下图所示：请回答：(1)按照菊花的需求量，MS培养基由大量元素、微量元素和_组成。MS培养基含有十几种化合物，配制不方便也难以称量准确，可将培养基中的各种成分扩大510倍分别称量，配成_，用于稀释。(2)步骤X中的野生菊花一般选择_。A开过花的老枝B未开花植株的茎上部新萌生的侧枝C正在开花的枝条D任何枝条均可(3)野生菊花外植体在接种前要用70%_和5%_溶液进行表面消毒。(4)过程A在无菌的条件下把消毒后的野生菊花外植体接种在三角瓶的琼脂培养基上，给予一定的温度和_，使之产生愈伤组织。过程B要在_培养基上进行培养，使之长出较多的丛状苗。植物组织培养实验用人工合成的植物生长调节剂，而不用植物中存在的天然激素的原因是_。(5)步骤Y表示_，再移植到土中培养(定植)，即可长成植株并开花。答案(1)有机成分母液(2)B(3)乙醇次氯酸钠(4)光照发芽(或细胞分裂素多于生长素的)人工合成的植物生长调节剂在植物中没有相应分解的酶，作用时间长，作用效果明显(意思合理即可)(5)移栽锻炼思考与练习(第61页)1不同植物、不同组织的生根和生芽是否都可使用与本实验相同的生长素和细胞分裂素浓度？不同植物、不同组织，植物组织培养的难易程度不同，因此不可贸然使用与本实验相同的生长素和细胞分裂素浓度，要探索使用何种激素(合成激素)以及激素的浓度才行。2本实验用人工合成的激素，而不用植物中存在的天然激素，为什么？植物中存在的天然激素都有相应的使之分解的酶，这样，天然激素在植物体内作用和存在的时间就较短，而人工合成激素在植物中没有相应分解它的酶，所以作用和存在的时间长，作用效果明显。3如果在自然界取植物样本进行组织培养，你认为应采取什么措施保证样本不被污染？(1)操作环境洁净。(2)植物样本洁净。(3)操作敏捷迅速。(时间：30分钟满分：50分)一、选择题(共8小题，每小题2分，共16分)1下列不是植物组织培养过程中分化出根、芽之前必需的物质的是()A无机盐 B有机小分子CO2 DCO2解析植物组织培养中必须有无机盐，细胞呼吸需要氧气，最初阶段植物组织细胞的同化作用类型是异养型，所以也需要有机物。组织培养中分化出根、芽之前植物不会进行光合作用，所以CO2是非必需的。答案D2有关植物组织培养过程中的细胞脱分化的说法，不正确的是()A已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程B已经分化的细胞转变成为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成植物的愈伤组织的过程C离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程D离体的植物组织在脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过有关激素的诱导解析离体的植物组织在一定的培养条件下，先脱分化形成愈伤组织，后再分化出根和芽，进而形成完整的植株。其中，分化出根和芽的过程属于再分化。答案C3把胡萝卜单个韧皮部细胞放入配制的培养基上培养，获得了许多完整的植株。这些植株()A变异频率较高 B都是单倍体C彼此性状极相似 D都是纯合子解析胡萝卜韧皮部细胞基因型相同，因而经组织培养发育成的植物体，彼此性状相似，此植物体是纯合子还是杂合子由母本基因型决定。答案C4关于接种时应注意的事项全部正确的是()接种室要消毒无菌操作接种时可以谈话外植体如茎段、茎尖可随机放入培养基接种时要防止交叉污染接种完立刻盖好瓶口A BC D解析整个接种过程必须在无菌条件下进行，不能谈话，防止呼吸产生的污染，因此操作过程应禁止谈话，并戴口罩；接种的外植体放入培养基时注意形态学下端插入，而且分布均匀，不能随机放入，以保证必要的营养物质和光照条件。答案D5下列关于影响植物组织培养因素的说法不正确的是()A不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料培养的难易程度相同B在植物的组织培养中，培养基中必须添加植物激素C植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是相互协调的DpH、温度、光照条件等对植物组织培养也很重要解析同一种植物材料也会由于取材部位、幼嫩程度等的不同，导致组织培养的难易程度不同。答案A6启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性植物激素是()A乙烯和细胞分裂素 B细胞分裂素和生长素C生长素和脱落酸 D乙烯和脱落酸解析植物组织培养要通过脱分化和再分化两个重要的过程。在这两个过程中，植物激素起到了很好的诱导作用。常用的植物激素是细胞分裂素和生长素。答案B7进行植物组织培养的基本流程是()A配制培养基取外植体消毒接种培养移栽栽培B配制培养基取外植体消毒接种栽培移栽培养C配制培养基取外植体消毒接种移栽培养栽培D取外植体消毒配制培养基接种培养移栽栽培解析进行植物组织培养的一般流程是：配制培养基并灭菌，再取植物幼嫩的部分(外植体)并消毒，然后接种到培养基上进行培养，形成愈伤组织后移栽长出试管苗，最后栽种在土壤中。答案A8实验中对已长出的健壮丛状苗，紧接下去应该进行怎样的处理()A移入日光灯下，在生芽培养基中培养B移入日光灯下，在生根培养基中培养C转入遮阳环境中，在草炭土或蛭石中继续培养D转入遮阳环境中，土中栽种解析生芽培养获得的丛状苗应在无菌条件下转入日光灯下的生根培养基中进行生根培养。答案B二、非选择题(共4小题，共34分)9(8分)为了探究BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入BA和IAA，配制成四种培养基(见表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表。培养基编号浓度/mgL1m/%n/个BAIAA10.5076.73.120.177.46.130.266.75.340.560.05.0回答下列问题：(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为_和_两类。上述培养基中BA属于_类生长调节剂。(2)在该实验中，自变量是_，因变量是_，自变量的取值范围是_。(3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是_号培养基。(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入_(填“BA”或“IAA”)。解析(1)组成生物体的化学元素有大量元素和微量元素两种，培养基中的无机盐的元素也应该含有这两类。BA属于细胞分裂素类生长调节剂。(2)据表中信息可知该实验中，自变量是IAA的浓度，因变量是再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，自变量取值范围是00.5 mgL1。(3)从表中信息可知诱导丛芽总数最少的培养基是1号培养基。(4)由于在植物组织培养基中生长素(IAA)细胞分裂素(BA)时，有利于根的分化、抑制芽的分化，故为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入BA。答案(1)大量元素微量元素细胞分裂素(2)IAA的浓度再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)00.5 mgL1(3)1(4)BA10(9分)如图为番茄组织培养过程的流程图解，请据图回答下列问题。(1)图中的叶组织块要经过_(填“消毒”或“灭菌”)后才能接种。在工作台上接种时，为了避免微生物污染，接种过程要在_旁进行。(2)该过程所用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和_，在配制好的MS培养基中，常常需要添加_，其中启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素是_。用于植物组织培养的培养基必须彻底灭菌，常采用的灭菌方法是_。(3)图中b表示番茄组织培养中的_过程。在过程c中，若愈伤组织在培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_。(4)番茄叶组织块能够形成番茄幼苗所依据的原理是_。解析(1)图中a表示获取外植体，要经过消毒后，才能接种。接种过程要避免微生物污染，接种常在酒精灯火焰旁进行。(2)组织培养培养基主要成分包括大量元素、微量元素和有机成分，在配制好的MS培养基中，常常需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素。用于植物组织培养的培养基常采用高压蒸汽灭菌。(3)b表示脱分化，c表示再分化。植物激素的浓度、使用先后顺序及用量比例都是影响植物组织培养的因素。生长素与细胞分裂素的比值偏高有利于生根，生长素与细胞分裂素的比值偏低有利于生芽。(4)植物组织培养所依据的原理是植物细胞全能性。答案(1)消毒酒精灯火焰(2)有机成分植物激素生长素和细胞分裂素高压蒸汽灭菌(3)脱分化培养基中生长素与细胞分裂素的比值偏低(4)植物细胞的全能性11(7分)下图表示水稻(体细胞中有24条染色体)的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程，已知水稻的基因型为AaBb。(1)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再发育成具根、茎、叶的植物体。这一过程必须给予光照，其原因是_利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。(2)试管苗的细胞中含有_条脱氧核苷酸链。(3)培育出的试管苗可能出现的基因型有_。(4)这种利用花药离体培养发育成的试管苗属于_体。要使它繁殖后代必须采取的措施是_。(5)从细胞工程角度看，这种育种方法叫_。解析愈伤组织再分化时应给予光照，让其进行光合作用自养。由于体细胞中有24条染色体，则试管苗中为12条染色体。也就是24条脱氧核苷酸链。水稻基因型为AaBb，经减数分裂形成的配子有AB、Ab、aB、ab四种。由花粉发育成的个体为单倍体，且高度不育，要使它繁殖后代需用秋水仙素处理。这种方法叫植物的组织培养。答案(1)叶绿体(2)24(3)AB、Ab、aB、ab(4)单倍用秋水仙素处理(5)植物的组织培养12(10分)下图是基因型为AaBb的菊花茎尖离体培养示意图，据图回答下列问题。植物体(1)图中A是_，B是_。菊花茎尖培养成植物体的根本原因是_。(2)菊花的组织培养过程中，细胞增殖通过_分裂来完成。试管苗形成过程中要给予一定光照，其目的是_。(3)脱分化是指_，脱分化和再分化这两个过程的进行还需要维持一定的外界条件，一是要有适宜的_，二是要_。否则植物组织培养就不能成功。(4)这样培养成的试管苗的基因型是_，这种繁殖方式是_。解析(1)图中A为脱分化的结果即愈伤组织，B为再分化形成的根及丛芽。(2)用于植物组织培养的培养基中需包括大量元素、微量元素、有机物及植物激素。(3)进行植物组织培养必须保证无菌操作。(4)经组织培养形成的试管苗，其基因型应与外植体相同。答案(1)愈伤组织根和芽植物细胞具有全能性(2)有丝叶绿素的形成需要光照(3)高度分化的植物器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程温度无菌(4)AaBb无性生殖阶段复习课突破一几种传统发酵技术菌种的比较菌种结构代谢应用酵母菌真核生物异养兼性厌氧型果酒发酵醋化醋杆菌原核生物异养需氧型果醋发酵乳酸菌原核生物异养厌氧型泡菜发酵假丝酵母真核生物异养厌氧型【突破体验1】下列有关果酒制作、果醋制作、泡菜腌制及相关菌种的叙述，正确的是()A三种发酵过程中，均需将装置密封B泡菜腌制过程中，具有协同作用的菌种主要是醋化醋杆菌和假丝酵母C醋化醋杆菌是需氧型生物，其ATP产生的场所主要是线粒体D从生态系统的成分看，三种发酵相关菌种均属于分解者解析醋化醋杆菌是需氧型生物，果醋发酵过程中，应向装置不断地通入无菌空气。泡菜腌制过程中，起主要作用的是乳酸菌和假丝酵母。醋化醋杆菌是一种细菌，属于原核生物，不具线粒体结构。答案D突破二大肠杆菌的LB培养基与植物组培的MS培养基1大肠杆菌的LB培养基成分作用LB液体培养基LB固体培养基琼脂凝固剂蛋白胨主要提供氮源、碳源酵母提取物主要提供生长因子NaCl提供无机盐水提供水2.植物组培的MS培养基成分作用微量和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐蔗糖提供碳源，维持细胞渗透压甘氨酸、烟酸、肌酸等满足离体植物细胞在正常代谢途径受一定影响后所产生的特殊营养需求3.二者的区别LB培养基与MS培养基的配方不同。LB培养基以有机营养为主，而MS培养基则要提供大量无机营养，无机盐混合物包括植物生长必需的大量元素和微量元素两大类。【突破体验2】关于LB培养基和MS培养基的比较，正确的是()A均既含有无机物，又含有有机物BMS培养基含有氨基酸，而LB培养基不含有氨基酸CMS培养基是固体培养基，LB培养基是液体培养基DMS培养基不含有碳源，LB培养基含有碳源解析LB培养基中酵母提取液中含有少量氨基酸。MS培养基是液体培养基，LB培养基分为液体和固体两种。两种培养基均含有碳源。答案A突破三植物组织培养过程植物激素的影响(1)常用激素：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。植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等，都会影响实验结果。(2)使用顺序不同，结果不同使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频率提高(3)两者用量的比例不同，结果不同用量的比例实验结果比例适中促进愈伤组织的生长生长素细胞分裂素有利于根的分化、抑制芽的形成生长素胚胎细胞干细胞高度分化的体细胞。低等动物细胞高等动物细胞。2动物难以克隆的根本原因来自动物的体细胞均已发生了分化，基因组中基因的活动很不完全，不能像受精卵那样发挥细胞的全能性，以此为起点进行动物克隆，难度很大。3动物体细胞克隆原理和主要技术：利用细胞核的全能性进行核移植，将动物的一个细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成为一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体(克隆动物)。小贴士动物细胞全能性的理解(1)动物体细胞由于发生了分化，基因组中的基因活动不完全，即有的基因开放，有的基因关闭，细胞全能性受到限制，很难表达。(2)由于细胞核中含有该物种的完整基因组，若给予促进细胞核表达全能性的物质和营养条件，动物细胞的细胞核仍可表现出全能性。【典例剖析】 世界上第一只克隆绵羊“多莉”的培育程序如图所示，请据图回答下列问题。(1)写出图中a、b所指的细胞工程名称：a_；b._。(2)实施细胞工程a时，所需的受体细胞大多采用动物卵细胞或卵母细胞的原因是_。(3)“多莉”面部的毛色是_，请根据遗传原理说明判断的依据：_。(4)继植物组织培养之后，克隆绵羊的培育成功，证明动物细胞核也具有_。(5)请举一例，说明克隆羊培育成功的实际意义。_(6)若黑面绵羊的基因型为AA，白面绵羊的基因型为aa，则所得克隆羊的基因型为_。解析细胞内的绝大部分遗传物质(DNA)存在于细胞核内的染色体上，所以生物的绝大部分性状如性别、毛色等是由核基因来控制的。答案(1)核移植胚胎移植(2)体积大，易操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件(3)白色“多莉”的全部核基因均来自白面绵羊(4)全能性(5)保存濒危物种，繁育优良品种，医学上克隆器官(答出任一项均可)(6)aa(1)在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，必须先去掉受体卵母细胞的细胞核，原因是使核移植动物的遗传物质全部来自有利用价值的动物提供的细胞。(2)用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，原因是10代以内的细胞一般保持正常二倍体的核型，未发生突变。(3)体细胞核移植方法生产的克隆动物并不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，因为克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但核外还有少部分DNA(如线粒体DNA)来自受体卵母细胞。1动物克隆的技术基础是动物细胞、组织培养。2动物胚胎或幼龄动物的组织、器官单个细胞悬浮液原代培养传代培养。3提高细胞克隆形成率的措施是选择适宜的培养基、添加血清、以滋养细胞支持生长、激素刺激、使用CO2培养箱、调节pH等。4.5“多莉”的生产过程运用了核移植、胚胎体外培养和胚胎移植等技术。1判断正误(1)从机体取得细胞后立即进行的培养过程属于原代培养。()(2)生物制药厂通过细胞培养的方法生产细胞产物，属于原代培养。()(3)细胞培养过程中可用胃蛋白酶使组织分散成单个细胞。()(4)单抗的制备运用了动物细胞培养技术和动物细胞融合技术。()(5)细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤。()(6)将雄羊的体细胞核移入雌羊的卵细胞中，产生的克隆羊发育成熟后分泌雌激素。()2关于动物细胞和组织培养的叙述，错误的是()A动物细胞和组织培养是动物克隆技术的基础B用于培养的细胞最好取自健康动物体内的组织细胞C将所取的组织先用胰蛋白酶进行处理，使其分散成单个细胞D动物细胞、组织通过培养最终在体外能发育成一个新个体解析动物细胞的全能性随分化程度的提高而受到限制，分化潜能变弱。动物细胞和组织在体外不能发育为成熟的动物个体。答案D3关于细胞克隆的说法错误的是()A细胞克隆的遗传性状均一，表现的性状相似B细胞克隆的最基本要求是保证克隆后的后裔细胞均来源于单个细胞C细胞克隆过程中需要O2，不需要CO2D细胞克隆的最主要用途之一就是从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系解析细胞克隆是把一个单细胞单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体，由于细胞进行有丝分裂，后裔细胞的遗传性状均一，表现的性状相似；细胞克隆的主要用途就是分离出突变细胞系。在细胞克隆过程中不仅需要O2，还要使用CO2培养箱用以调节pH。答案C4利用细胞工程方法，以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是()A用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体B体外培养单个效应B细胞可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体C将等量效应B细胞和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞D利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者解析经过抗原刺激后的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合，产生杂交瘤细胞，克隆化培养后的杂交瘤细胞能产生特异性强、灵敏度高的单克隆抗体。SARS病毒感染者体内有病毒核衣壳蛋白质，用相应的单克隆抗体与之发生特异性结合的方法可加以诊断。答案D5举世瞩目的克隆羊给人们解决了很多难题，如治疗性克隆、器官移植中供体不足等等，同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。请据图回答问题。(1)图中所涉及的现代生物技术有_(至少答两项)。(2)若对图中胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前基因诊断，要先从羊水中的胎儿细胞提取DNA进行_。(3)图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，必须用_处理内细胞团，使之分散成单个细胞。使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入_等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的温度和pH。(4)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有_。(5)试管婴儿与克隆人在生殖方式上是不同的，试管婴儿的获得是_。解析(1)获得重组细胞，利用的主要是核移植技术；从重组细胞到早期胚胎，涉及动物细胞培养；胚胎移入代孕母体，则利用了胚胎移植；早期胚胎分为胚胎1和2，是胚胎分割。(2)在产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取DNA进行PCR技术扩增，然后用电泳法判断胎儿是否正常。(3)胰蛋白酶能使细胞分散开来；用合成培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入血清等天然成分。(4)高度分化的体细胞的核仍然具有全能性；(5)试管婴儿技术属于有性生殖，克隆技术的生物学原理是无性生殖。答案(1)核移植、动物细胞培养(或胚胎分割、胚胎移植等)(2)PCR技术扩增(3)胰蛋白酶血清(4)全能性(5)有性生殖思考与练习(第38页)一、判断题1细胞系指可连续传代的细胞，细胞株是指通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞。2细胞克隆的最基本要求是必须保证分离出来的细胞是一个而不是多个，即必须肯定所建成的克隆来源于单个细胞。34“多莉”是利用体细胞进行核移植克隆的。二、简答题1制备单克隆抗体时，B淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖；骨髓瘤细胞能无限增殖，但不能产生抗体，只有二者融合形成的杂交瘤细胞才能既无限增殖，又能产生抗体。杂交瘤细胞用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上，末融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生特异性的抗体。对上述经选择性培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次培养筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。2克隆的细胞来源不同：前者是动物胚胎细胞，后者是动物体细胞。克隆的方法不同：前者是胚胎细胞直接克隆，后者是体细胞核移植到去核卵细胞中进行克隆。克隆的结果不同：前者是胚胎细胞无性繁殖的结果，其本质还是两性生殖细胞结合后的有性生殖产物；后者是与体细胞核的遗传物质相同的重建合子发育的产物，是真正意义上的克隆。(时间：30分钟满分：50分)一、选择题(共8小题，每小题2分，共16分)1实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是()A甲过程需要对实验小鼠进行消毒B乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化C丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型D丁过程得到的细胞具有异质性解析进行细胞培养前需要对提供实验材料的动物进行消毒，A正确；进行培养的组织需先用胰蛋白酶处理，使其消化分散成单个细胞，B正确；丙过程属于原代培养，细胞的核型稳定，C错误；丁过程属于传代培养，期间部分细胞会出现异质性，D正确。答案C2下列有关动物细胞全能性的叙述中，错误的是()A低等动物细胞全能性一般比较容易体现B受精卵第一次卵裂产生的细胞具有全能性C造血干细胞在体外培养可培育成一个生物体D癌细胞仍可能分化成为各种正常细胞，因为它保留了基因组的完整性解析造血干细胞分化潜能变窄，只能分化为多种血细胞或某种血细胞。答案C3下列关于动物克隆的叙述中，错误的是()A动物细胞培养获得的有限细胞株大多数具有异倍体核型B细胞克隆可以从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系C提高动物细胞克隆形成率需要以滋养细胞支持生长及激素刺激等条件D核移植形成的重组细胞在初次分裂时核基因不转录解析连续细胞系被认为是发生了转化的细胞系，大多数具有异倍体核型。答案A4胃癌是我国发生率很高的一种恶性疾病，制备抑制胃癌细胞增殖的单克隆抗体对治疗胃癌具有重要意义。抗胃癌单克隆抗体制备过程如下图。以下说法正确的是()A诱导骨髓瘤细胞与甲融合，可用的诱导因素只有灭活的病毒B在甲、乙、丙及骨髓瘤细胞中，乙、丙经培养后，均可获得大量的抗胃癌单克隆抗体C用人的胃癌细胞反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体D单克隆抗体制备过程中需加入血清或血浆解析诱导动物细胞融合的因素除了灭活的病毒外，还有振动、离心、聚乙二醇、电激等；只有细胞丙既能无限增殖又能产生专一抗体；动物细胞培养过程中需要向合成培养基中加入血清或血浆，因为动物细胞生长过程中需要一些未知天然成分，而血清、血浆中含有这些天然成分。答案D5将基因型为Aa和基因型为Bb的动物体细胞混合，用灭活的仙台病毒处理后，不可能获得下列哪种基因型的细胞()AAAaa BAaBbCAabb DBBbb解析基因型为Aa和基因型为Bb的动物体细胞之间可以自由融合，在两两(即Aa和Aa、Aa和Bb、Bb和Bb)融合的情况下，可产生AAaa、AaBb、BBbb三种基因型的细胞。答案C6科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交瘤细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体。与骨髓瘤细胞融合的细胞是()A经过特定抗原免疫的B淋巴细胞B不经过免疫的B淋巴细胞C经过特定抗原免疫的T淋巴细胞D不经过免疫的T淋巴细胞解析骨髓瘤细胞必须与经过特定抗原免疫的B淋巴细胞融合，形成杂交瘤细胞，才能大量增殖并产生能够与相应的抗原特异性结合的单克隆抗体。答案A7下图为克隆羊“多莉”的培育过程示意图：下列各项有关表述错误的是()A克隆羊“多莉”的主要性状与甲羊一致，因为其细胞核基因来自甲羊B克隆羊“多莉”的培育过程中采用的生物技术有核移植技术和胚胎移植技术C乙羊的去核卵细胞为重组细胞的基因表达提供了细胞内的环境条件D此过程说明高度分化的动物细胞具有全能性解析生物的性状主要由细胞核中的遗传物质控制，克隆羊的性状与提供细胞核的个体基本一致，A正确；甲羊的体细胞核移植到去核的卵细胞中形成重组胚胎后，在体外适宜条件下培养至早期胚胎，再移植到第三只羊的子宫内完成妊娠、分娩等过程，B正确；选择去核卵细胞的原因是因为其细胞质中含有使体细胞核表达全能性的物质，C正确；此实验只能说明高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，D错误。答案D8美国杜克大学医疗中心一个研究小组在科学杂志上撰文透露，他们利用成年猪的动脉血管细胞和能够模拟胚胎环境的新型生物效应器，成功地在实验室里培育出了新的动脉血管。这种血管的外形和功能都与真的血管一样。这一研究成果是生物组织培养工程领域的重大进展。下列关于以上技术的叙述中，不正确的是()A以上技术属于动物细胞工程的范畴B这种技术的基础是动物细胞培养技术C这项技术的关键是要激发血管细胞的“全能性”D这项技术的关键是要激发血管细胞发育成血管的潜能解析题干中的过程属于“治疗性克隆”，是以动物细胞培养为基础的，它只是发育成了血管而并未形成一个完整的个体。不能体现血管细胞的“全能性”，只是激发了血管细胞发育成血管的潜能。答案C二、非选择题(共4小题，共34分)9(9分)动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。如图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回答下列问题。(1)肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞_。(2)气室中充入5%CO2气体的主要作用是_。(3)如果经细胞培养形成的皮肤组织移植给患者，培养的细胞来源最好是_，以避免移植后发生排斥现象。(4)动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面_时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_。此时，瓶壁上形成的细胞层数是_，要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用_酶处理。(5)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现_现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而成为_。解析(1)肝脏切成小薄片，有利于肝脏细胞透过滤纸从培养液中吸收营养物质。同时有利于与外界进行气体交换和自身代谢废物的排出。(2)组织培养时5%CO2有维持培养液pH的功能。(3)皮肤克隆就是皮肤细胞进行有丝分裂增殖，其遗传物质没有改变，培养的细胞来源最好是患者本人的健康皮肤，以防移植后发生排斥现象。(4)在动物细胞培养时，当贴壁细胞分裂生长到相互接触时，就会停止分裂增殖，这种现象称为接触抑制。瓶壁上形成的细胞成单层排列，要使贴壁生长的细胞从瓶壁上分离下来，需用胰蛋白酶处理，溶解细胞间的蛋白质。(5)随着细胞传代次数增多，绝大部分细胞分裂停止，出现衰老或死亡现象。但极少数细胞因遗传物质发生改变，细胞可连续培养下去，成为细胞系。答案(1)吸收氧气和营养物质、排出代谢废物(2)维持培养液适宜的pH(3)患者本人的健康皮肤(4)相互接触接触抑制单层(或一层)胰蛋白(5)衰老甚至死亡细胞系10(8分)下图为单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请据图回答下列问题。(1)请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来：_。(2)在单克隆抗体制备过程中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有_、_的特性。(3)由图中可以看出，在单克隆抗体制备过程中运用了_和_的动物细胞工程技术手段。解析本题是对课本基础知识的考查，对于单克隆抗体制备过程要能理解教材所给的示意图。单克隆抗体的制备利用了动物细胞融合技术和动物细胞培养技术。答案(1)(2)在体外可无限繁殖产生特异性抗体(3)动物细胞融合动物细胞培养11(9分)如图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答下列问题：(1)图中、所示的结构名称分别是_、_。(2)图中、所示的生物技术名称分别是_、_。(3)过程通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它_。(4)过程通常用作为受体细胞的原因是_。(5)图示方法与一般的异体核移植相比最大的优点是_，该种基因治疗所属类型为_。解析本题主要考查细胞核移植技术的过程及应用。(1)是从供体(患者)体细胞中分离出的细胞核，是从核移植得到的重组细胞A培养形成的早期胚胎中提取的胚胎干细胞。(2)表示核移植技术，表示转基因技术。(3)核移植的受体细胞一般是卵母细胞，原因是它体积大、易操作，含有供胚胎发育的营养物质，它还含有促进细胞核全能性表达的物质。(4)早期胚胎中的干细胞分化程度低，全能性高，可诱导分化成各种组织器官。(5)图示培育出的细胞(胰岛细胞)核来自患者本人，所以移植后不发生免疫排斥反应；图中所示基因治疗是体外转基因，故所属类型为体外基因治疗。答案(1)细胞核胚胎干细胞(2)核移植技术转基因技术(基因工程、DNA重组技术、基因拼接技术)(3)含有促进细胞核全能性表达的物质(4)这些细胞分化程度极低，具有很高的全能性，可以定向地诱导分化为各类细胞(5)没有排斥反应体外基因治疗12(8分)运用动物体细胞杂交技术可实现基因定位。研究发现：用人的细胞与小鼠体细胞进行杂交得到的杂种细胞含有双方的染色体。杂种细胞在持续分裂过程中仅保留鼠的染色体而人的染色体则逐渐丢失，只剩一条或几条。如图是人的缺乏HGPRT酶突变细胞株(HGPRT)和小鼠的缺乏TK酶细胞株(TK)融合后并在HAT培养液中培养的过程，结果表明最终人的染色体在融合细胞中仅有3号染色体或17号染色体或两者都有。已知只有同时具有HGPRT酶和TK酶的融合细胞才可在HAT培养液中长期存活与繁殖。(1)体细胞杂交突破了_，过程常用的生物方法是_。(2)过程中，为了防止细菌的污染，所用培养液应该添加一定量的_，此外还要定期用_处理细胞，使贴壁生长的细胞脱落形成细胞悬液。(3)从培养过程看，HAT培养液不仅能提供养料，还起_作用。(4)从图示结果看，可以确定人的_基因位于_号染色体；该方法可以对鼠基因定位吗？_。解析(1)体细胞杂交具有突破有性杂交方法局限的优点，过程是细胞融合的过程，对于动物细胞常采用灭活的病毒诱导融合。(2)为防止杂菌污染，在培养液中可加入一定量的抗生素。使贴壁细胞脱落形成细胞悬液的方法是用胰蛋白酶定期处理。(3)图中过程是一个筛选的过程，HAT培养液不仅能提供养料，还起特殊的选择作用，即只有同时具有HGPRT酶和TK酶的融合细胞才能存活。(4)该方法不能对鼠基因进行定位，因为运用此方法定位基因有一个前提，即要保证杂种细胞在持续分裂过程中仅保留鼠的染色体而人类染色体则逐渐丢失，或只剩一条或几条。鼠的染色体是全部的，即使知道存在某基因，但无法认定该基因位于哪条染色体上。答案(1)有性杂交方法的局限灭活的病毒诱导(2)抗生素胰蛋白酶(3)选择(4)TK酶17不能阶段复习课突破一克隆在三个层次的比较不同水平含义应用分子水平某种大分子的复制通常应用较多的是DNA复制(如目的基因的复制)：基因工程中重组DNA分子在宿主细胞中的扩增，PCR技术对目的基因的扩增等；RNA复制；目的蛋白质的复制细胞水平可理解为细胞增殖，指获得特定类型的细胞微生物克隆：由一个细菌形成的菌落；由永生性的骨髓瘤细胞与某种抗体生成细胞(B淋巴细胞)融合形成的杂交瘤细胞培养而形成大量的杂交瘤细胞，该技术用于制备单克隆抗体个体水平指不通过两性生殖细胞的结合，由一个单一的细胞而获得的新个体植物的营养繁殖(如扦插、嫁接等)；克隆动物；植物体细胞的组织培养；低等动物的无性繁殖；核移植【突破体验1】 下列各项属于细胞水平克隆的是()A选择优良品种进行杂交B利用某种果树的芽进行组织培养，形成大量后代植株C将某个DNA片段进行体外扩增D将某个动物细胞在体外培养，形成一个细胞系解析本题考查克隆在不同水平上的含义。A选项，不属于克隆的概念，杂交是有性繁殖；B选项，形成大量后代植株，属于个体水平的克隆；C选项所述属于分子水平的克隆；D选项，将某个动物细胞培养成该细胞的细胞系，本质上是细胞的复制，属于细胞水平的克隆。答案D突破二植物组织培养、动物细胞培养和核移植的比较项目植物组织培养动物细胞培养核移植原理植物细胞的全能性细胞增殖动物细胞核的全能性过程续表结果与外植体所在植株完全相同的个体相同分化程度的细胞群与供体基本相同的个体关键环节细胞的脱分化、再分化细胞分化、细胞癌变核质融合、细胞分化应用繁殖培育新品种；生产细胞产品生产生物制品；基因工程；检测有毒物质加速良种繁育；保护濒危物种；生产医用蛋白；提供克隆器官、组织等【突破体验2】下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要区别的是()A培养基成分不同B动物细胞培养不需要在无菌条件下进行C动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能D动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株解析两种培养基中都含有氨基酸、无机盐、维生素等成分，但动物培养基中特有的成分是动物血清；两种培养都需要在无菌条件下进行，都可传代培养，且都能大量培养。答案A突破三细胞系与细胞株种类来源特点细胞系有限细胞系由二倍体细胞传代培养建成有接触抑制；不能连续培养连续细胞系由传代细胞连续培养建成发生了转化，多数具有异倍体核型；有些具有异体致瘤性；有些具有不死性，但不致癌细胞株有限细胞株通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得传代次数有限一般具有恒定的染色体组型、同功酶类型、病毒敏感性和生化特性等连续细胞株可连续多次传代【突破体验3】细胞系的细胞特点是()A遗传物质没有改变，可以无限传代B遗传物质有癌变特点，不可无限传代C遗传物质没有改变，不可无限传代D遗传物质有癌变特点，可以无限传代解析细胞系是指可以连续传代的细胞，能连续传代的原因是遗传物质发生改变，而且有癌变特点。答案D突破四单克隆抗体制备过程中的两次筛选及原因(1)第一次筛选是用特定的选择培养基从融合后的杂交细胞中筛选出杂交瘤细胞。因为有三种细胞融合情况：B淋巴细胞与B淋巴细胞融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，而只有B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞才是所需要的杂种细胞。(2)第二次筛选是从杂交瘤细胞中筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。此次筛选需要先将细胞在多孔培养皿上培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始培养，然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群，由于该细胞群是由单个杂交瘤细胞克隆来的，所以产生的抗体一定是化学性质单一、特异性强的单克隆抗体。【突破体验4】如图表示单克隆抗体的制备过程，下列叙述不正确的是()A图中有一处明显错误B中培养基应加入选择性抑制骨髓瘤细胞DNA复制的物质C中的筛选是为了获得能产生多种抗体的杂交瘤细胞D可以称为一个细胞系解析题图中的错误是提取B淋巴细胞的小鼠没有经过免疫；中需选择出B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞，因为骨髓瘤细胞能无限增殖，所以需在培养基中加入抑制其增殖的物质，以选择出杂交瘤细胞；中的筛选是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞；是由单个细胞增殖形成的细胞群，也可称为一个细胞系。答案C阶段检测卷(三)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本大题共15小题，每小题2分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的。不选、多选、错选均不得分)1限制性核酸内切酶Mun 和限制性核酸内切酶EcoR 的识别序列及切割位点分别是CAATTG和GAATTC。如图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为限制性核酸内切酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是()解析由图可知，质粒B上无标记基因，不适合作为载体；质粒C和D的标记基因上都有限制性核酸内切酶的识别位点；只有质粒A上既有标记基因，且Mun 的切割位点不在标记基因上。答案A2某线性DNA分子含有3 000个碱基对(bp)，先用限制性核酸内切酶a切割，再把得到的产物用限制性核酸内切酶b切割，得到的DNA片段大小如下表。限制性核酸内切酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列有关说法正确的是()a酶切割产物/bpb酶再次切割产物/bp1 600、1 100、300800、300A在该DNA分子中，a酶与b酶的识别序列分别有3个和2个Ba酶与b酶切出的粘性末端不能相互连接Ca酶与b酶切断的化学键不相同D用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作，若干循环后序列会明显增多解析a酶切割后形成3个片段，说明a酶的切割位点有2个，则识别序列有2个；b酶切割a酶的切割产物后得到800 bp、300 bp的片段，说明在a酶的产物中，1 600 bp中有一个切割位点，被切成两个800 bp片段，1 100 bp中有一个切割位点，被切成800 bp片段和300 bp片段，即b酶的识别序列有2个。a酶与b酶切出的粘性末端可互补，因而能相互连接。a酶与b酶切断的化学键均为磷酸二酯键。a酶切割后形成的粘性末端为：b酶切割后形成的粘性末端为：当用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作后，和、和的连接产物会增多。答案D3用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述中，不正确的是()A常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒BDNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶C可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达解析基因工程中限制性核酸内切酶和DNA连接酶是构建重组质粒必需的工具酶。质粒作为载体必须具有标记基因，导入的目的基因不一定能成功表达。答案B4下列有关基因工程技术的叙述，正确的是()A重组DNA技术所用的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体B所有的限制性核酸内切酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达解析基因操作的工具酶有限制性核酸内切酶、DNA连接酶，一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列。载体是基因的运输工具。目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达，基因工程的结果是让目的基因完成表达，生产出目的基因的产物。选择受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖。答案C5美国科学家运用基因工程的方法得到体型巨大的“超级小鼠”，运用的方法是()A把牛的生长激素基因和人的生长激素基因分别注入到小白鼠体内B把牛的生长激素基因和人的生长激素基因分别注入到小白鼠的受精卵中C把植物细胞分裂素基因和生长素基因分别注入到小白鼠的受精卵中D把人的生长激素基因和牛的生长激素基因分别注入到小白鼠的卵细胞中解析外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快。将人的生长激素基因和牛的生长激素基因分别注入到小白鼠的受精卵中，可得到体型巨大的“超级小鼠”。答案B6蓝细菌拟核DNA上有控制叶绿素合成的ch1L基因。某科学家通过构建该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞，以研究ch1L基因对叶绿素合成的控制，技术路线如图所示，下列相关叙述错误的是()A过程应使用不同的限制性核酸内切酶B过程都要使用DNA连接酶C终止密码子是基因表达载体的重要组成部分D若操作成功，可用含红霉素的培养基筛选出该变异株解析限制性核酸内切酶有特异性，过程要切割的DNA序列不同，故使用的限制性核酸内切酶不同；DNA连接酶的作用是连接被切开的磷酸二酯键，使ch1L基因、红霉素抗性基因与质粒结合；基因表达载体由目的基因、启动子、终止子、标记基因等组成，终止密码子是mRNA上密码子的一种，表示一次翻译的结束；变异株中ch1L基因被重组基因替换，重组基因中有红霉素抗性基因，故可用含红霉素的培养基筛选出该变异株。答案C7下表有关基因表达的选项中，不可能的是()基因表达的细胞表达产物A细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白B人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞人酪氨酸酶C动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细胞动物胰岛素D兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔血红蛋白解析抗虫棉叶肉细胞中存在细菌抗虫蛋白基因，细菌抗虫蛋白基因能够表达产生细菌抗虫蛋白；正常人皮肤细胞中含有人酪氨酸酶基因，人酪氨酸酶基因能够表达产生人酪氨酸酶；大肠杆菌工程菌细胞存在动物胰岛素基因，动物胰岛素基因能够表达产生动物胰岛素；兔成熟红细胞中无细胞核，所以无兔血红蛋白基因，不能表达产生兔血红蛋白。答案D8从1997年开始，我国自行生产乙肝疫苗等基因工程药物，方法是()A在受体细胞内大量增殖乙肝病毒B在液体培养基中大量增殖乙肝病毒C将乙肝病毒的全部基因导入受体细胞中并表达D将乙肝病毒的表面抗原基因导入受体细胞中并表达解析乙肝病毒的抗原特异性是由衣壳决定的，因此，只需将乙肝病毒的表面抗原基因导入受体细胞中，并使其表达，即可获得具有抗原性而无致病性的疫苗(蛋白质)。此过程是通过基因工程实现的，无需培养和大量增殖乙肝病毒，更不需要导入乙肝病毒的全部基因。答案D9用细胞工程技术将天竺葵与香茅草杂交产生了驱蚊香草，使有驱蚊作用的香茅醛随天竺葵的蒸发作用散发到空气中，达到驱蚊的效果。有关培育过程的叙述，错误的是()A需要用酶解法制备原生质体B愈伤组织的代谢类型是自养需氧型C克服了远缘杂交不亲和的障碍D包含了有丝分裂和细胞分化的过程解析愈伤组织还没有形成叶绿体，它的代谢类型是异养需氧型。答案B10将花药离体培养，形成完整的植株，通常需要经过的两个阶段是()A脱分化形成愈伤组织，再分化形成根、芽B分化形成愈伤组织，进一步分化形成根、芽C通过减数分裂形成配子，配子再发育形成根、芽D先用秋水仙素处理花粉，再进行花药离体培养解析花药离体培养应用了植物组织培养技术，植物组织培养包括脱分化和再分化两个过程。答案A11下列关于动物细胞培养的叙述中，正确的是()A培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞B克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变C二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的D恶性细胞系的细胞可进行传代培养解析动物细胞在培养过程中有接触抑制现象，细胞在培养瓶中会贴壁生长，形成一层细胞，相互接触后停止生长。克隆培养法培养过程中，仅有极少数细胞的基因型会发生改变。二倍体细胞的传代培养一般传至10代后就不易传下去了。恶性细胞系的细胞具有不死性，可以进行传代培养。答案D12用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织。下列叙述不正确的是()A该愈伤组织是细胞经脱分化和分裂形成的B该愈伤组织的细胞没有全能性C该愈伤组织是由相对未分化的薄壁细胞组成的D该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构解析本题考查植物组织培养过程中的知识。由离体的植物组织、器官、细胞培养成愈伤组织，该过程称脱分化，其中还有分裂过程；形成愈伤组织的过程中，未发生遗传物质的改变，故愈伤组织的细胞仍具有全能性；愈伤组织经再分化过程，就可形成具有生根发芽能力的胚状体。答案B13.如图为某哺乳动物的生殖过程图，正确的叙述是()A个体2为克隆动物，c为高度分化的体细胞B个体2的遗传性状与提供b细胞的母羊完全不同C产生动物个体2的生殖方式为有性生殖De细胞为完成减数分裂的卵细胞解析通过克隆技术培育的动物称为克隆动物，提供细胞核的是高度分化的体细胞A项正确；B项考虑细胞质基因，应该是“有相同之处”；动物的克隆实际上是无性生殖过程，C项错误；e细胞是处于减数第二次分裂中期的卵母细胞，并没有完全完成减数分裂，D项错误。答案A14某同学在进行组织培养过程中发现愈伤组织只分裂而不分化出芽和根，可能的原因是()A未见阳光 B培养时间不到C培养基营养过多 D植物激素配比不对解析愈伤组织的分化主要是通过平衡的植物激素配比进行调控；如适量的激动素和细胞分裂素配比可以诱导芽的分化；适量的吲哚乙酸及适当减除其他某些激素，可诱导生根。答案D15.如图是科学家新研发的制备单克隆抗体的过程，相关叙述错误的是()A该过程涉及基因工程和动物细胞融合技术B经酶A处理后的与质粒具有相同的粘性末端C若供体DNA提供了prG基因(无限增殖调控基因)，则该过程中的是已免疫的B淋巴细胞D通过检测和筛选得到的细胞既能无限增殖又能分泌特异性抗体解析图中涉及基因工程，但不涉及细胞融合技术。答案A二、非选择题(本大题共7小题，共70分)16(9分)图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列。图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp 、BamH 、Mbo 、Sma 4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、 GATC、CCCGGG。请回答下列问题：图2(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由_连接。(2)若用限制性核酸内切酶Sma 完全切割图1中DNA片段，产生的末端是_末端，其产物长度为_。(3)若图1中虚线方框内的碱基对被TA碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制性核酸内切酶Sma 完全切割，产物中共有_种不同长度的DNA片段。(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制性核酸内切酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制性核酸内切酶是_。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加_的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是_。解析(1)一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连的，要注意与两条脱氧核苷酸链的相邻碱基之间通过氢键相连进行区分。(2)从Sam 的识别序列和切点可见，其切割后产生的是平末端，图1中DNA片段有Sam 的两个识别序列，故切割后产生的产物长度为537(5343) bp、790(79633) bp和661(6583) bp三种。(3)图示方框内发生碱基对的替换后，形成的d基因失去了1个Sam 的识别序列，故D基因、d基因用Sam 完全切割后产物中除原有的3种长度的DNA片段外，还增加一种537790 bp的DNA片段。(4)目的基因的两端都有BamH 的识别序列，质粒的启动子后抗生素A抗性基因上也有BamH 的识别序列，故应选用的限制性核酸内切酶是BamH ，此时抗生素B抗性基因作为标记基因，故筛选时培养基中要添加抗生素B。若重组质粒已导入了受体细胞却不能表达，很可能是因为用同种限制性核酸内切酶切割后，目的基因和质粒有两种连接方式，导入受体细胞的重组质粒是目的基因和质粒反向连接形成的。答案(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平537 bp、790 bp、661 bp(3)4(4)BamH 抗生素B同种限制性核酸内切酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接17(11分)某质粒上有Sal 、Hind 、BamH 三种限制性核酸内切酶切割位点，同时还含有四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如图所示，请回答下列问题。(1)在构建重组质粒时，应选用_和_两种限制性核酸内切酶对_进行切割，然后进行连接，以保证重组DNA序列的唯一性。(2)为筛选出导入了重组质粒的农杆菌，应在培养基中加_，理由是_。(3)将转入抗盐基因的烟草细胞培育成完整的植株需要用_技术，即通过_和_两个主要过程最终形成完整植株，此过程除营养物质外还必须向培养基中添加_和_两种关键激素。解析应用Sal 和Hind 这两种限制性核酸内切酶分别去切割质粒和，使其露出相同的粘性末端，且只获得一种重组质粒；根据图解，从目的基因插入的位置可以看出重组质粒中含氨苄青霉素抗性基因，而四环素抗性基因被破坏，所以为筛选导入了重组质粒的农杆菌，应在培养基中加氨苄青霉素；要将细胞培育成完整植株需用组织培养技术，通过脱分化和再分化实现；组织培养的培养基中除了必需的营养物质外，还添加生长素和细胞分裂素，以促进细胞的分裂、分化及生长。答案(1)Sal Hind 质粒和抗盐基因的DNA(2)氨苄青霉素重组质粒中含氨苄青霉素抗性基因，而四环素抗性基因被破坏(3)植物组织培养脱分化再分化生长素细胞分裂素18(12分)1997年，科学家将动物体内能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中表达成功。请据图完成下列问题。(1)此图表示的是采取_合成基因的方法获取_基因的过程。(2)图中DNA是以_为模板，_形成单链DNA，在酶的作用下合成双链DNA，从而获得了所需要的基因。(3)图中代表的是_，在它的作用下将质粒(_DNA分子)切出_末端。(4)图中代表_DNA分子，含_。(5)图中表示_。表示_DNA分子随大肠杆菌的繁殖而进行_。解析从图中看出原胰岛素目的基因是由原胰岛素mRNA经反转录得到单链DNA，在酶的作用下形成双链DNA，这是反转录法合成目的基因的方法。将载体质粒用特定的限制性核酸内切酶切出粘性末端，将目的基因与质粒结合得到重组DNA分子，把重组DNA分子导入大肠杆菌，原胰岛素基因随大肠杆菌的增殖得到扩增，最终在大肠杆菌中表达。答案(1)反转录法原胰岛素目的(2)原胰岛素mRNA反转录(3)特定的跟制性核酸内切酶环状粘性(4)重组原胰岛素目的基因(5)重组DNA分子导入受体细胞重组扩增19(9分)玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家做了大量的研究工作。如图是关于玉米培养的过程，请据图回答下列问题。(1)取玉米幼苗的茎尖进行_，如图AC，发育成植株D，取D的花药进行离体培养成幼苗，属于_育种，如图EF，经秋水仙素处理后发育成植株G；从生殖方式上分析，AD属于_生殖；从细胞分裂方式上分析，EF过程中进行了_分裂。(2)AC的过程要严格控制_条件。(3)用EG途径育种的优点是_。解析(1)取茎尖经AD培育成新植株是植物的组织培养技术，属于无性繁殖；取D的花药经离体培养成植株G是单倍体育种，属于有性生殖，在花药离体培养过程中细胞进行有丝分裂。(2)植物组织培养过程中除提供必需的营养条件和植物生长调节剂外，还应严格控制无菌条件。(3)单倍体育种的优点是极大地缩短了育种年限。答案(1)植物组织培养单倍体无性有丝(2)无菌(3)极大地缩短了育种年限20(10分)据图回答下列问题。(1)在进行细胞培养之前，要对取自转基因奶牛的组织进行分离，形成单个细胞，这一过程需要利用_酶处理，不能用纤维素酶与果胶酶的原因是_。(2)转基因奶牛的克隆成功，说明动物细胞的_具有全能性。(3)将进行细胞培养的供体细胞核注入去核的卵母细胞中，去掉卵母细胞核的目的是_。(4)重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛体内就会生出与供体奶牛遗传性状相同的犊牛，但也有可能出现性状上的某些差异，原因可能是_。解析(1)对组织进行分离，用胰蛋白酶处理，才能形成单个细胞。因为酶具有专一性，所以植物细胞工程中的工具酶不能将动物细胞分开。(2)克隆动物的成功证明了动物细胞的细胞核具有全能性。(3)去掉卵母细胞核后，重组细胞的遗传物质主要来自供体细胞核，其性状主要由供体细胞核决定。(4)重组细胞发育而来的犊牛与供体牛不完全相同，因为重组细胞的遗传物质主要来自供体细胞核，少量来自卵母细胞质，性状还受环境的影响。答案(1)胰蛋白酶具有专一性(2)细胞核(3)使犊牛的性状主要由供体细胞核决定(4)生物的性状受细胞核和细胞质共同控制；生物的性状还受环境因素的影响21(11分)已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在培养皿中混合，加促融剂促进细胞融合，获得杂种细胞，并生产单克隆抗体。请据图回答下列问题。(1)生产单克隆抗体时，一般不直接利用一个B淋巴细胞，主要原因是_。(2)过程中，常用的与植物细胞融合相同的诱导剂是_。(3)过程为_培养，培养液中还需通入气体，其中通入CO2的目的主要是_。(4)表示杂交瘤细胞的扩大培养，其既可在体外培养，也可注射到小鼠_内培养。体内培养与体外培养相比，其优点是_。(5)为了从培养液中分离出杂种细胞，需在过程向培养液中加入_，理由是杂交瘤细胞可利用_途径合成DNA，从而才能在该培养液中增殖。解析B淋巴细胞不能无限增殖，因此应与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞。动物细胞融合和植物体细胞杂交都可用聚乙二醇作诱导剂。在动物细胞培养中CO2的作用主要是维持培养液的pH。加入氨基嘌呤后，D途径被阻断，只有杂交瘤细胞才能增殖。答案(1)B淋巴细胞不能无限增殖(2)聚乙二醇(3)细胞维持培养液的pH(4)腹腔无需再提供营养物质以及无菌环境，操作简便(5)氨基嘌呤淋巴细胞中的S22(8分)抗TNF单克隆抗体目前被广泛应用于风湿、类风湿性关节炎和强直性脊柱炎等自身免疫性疾病，显示出良好的抗炎活性及临床疗效。下图是抗TNF单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答：(1)注射的TNF在免疫学中称为_，抗TNF单克隆抗体的化学本质是_。(2)过程常用的、不同于植物原生质体融合的促融剂是_，请说出其在基因工程中可能的作用_。(3)过程的设置是为了筛选出_。(4)过程中，为选育出能产生高特异性抗体的细胞，要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到710个细胞/mL，每孔滴入0.1 mL细胞稀释液，其目的是_。(5)过程中，能够进行大规模培养的理论基础是_，在细胞培养过程中，培养液中需要添加无机盐，但要注意无机盐的_，以保证生命活动的正常进行。解析(1)注射的TNF相当于免疫学中的抗原，单克隆抗体的化学本质是免疫球蛋白。(2)动物细胞融合时，可以选用灭活的病毒作诱导剂，基因工程中可使用动物病毒如腺病毒作载体。(3)过程是为了筛选出杂交瘤细胞。(4)将细胞稀释到710个细胞/mL，每孔滴入0.1 mL细胞稀释液，可以保证每个孔内不多于一个细胞，从而达到单克隆培养的目的。(5)细胞增殖是细胞进行体外培养的理论基础。培养过程中，无机盐的种类和浓度都会影响细胞的生命活动。答案(1)抗原蛋白质(2)灭活的病毒可作载体(3)杂交瘤细胞(4)使每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养的目的(或单一细胞培养以保证抗体的纯度)(5)细胞增殖种类和浓度第6课时从受精卵谈起【学考报告】知识内容考试属性及要求考情解读从受精卵谈起加试(a)1.说出受精、卵裂、囊胚、原肠胚、三胚层等概念。2.简述动物胚胎发育的基本过程。一、受精作用1含义：成熟的精卵融合成为受精卵的过程。2过程：精卵识别精子附着于卵膜精卵质膜融合。3同种动物精卵结合的原因之一：同种动物精子、卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白。小贴士受精前的准备精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道内发生相应的生理变化后，才获得受精能力的生理现象。卵子的准备：在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期，才具有与精子受精的能力。【典例剖析】 下列关于精子和卵细胞结合成受精卵的过程的叙述中，不正确的是()A受精作用大体包括精卵识别、精子附着、精卵质膜融合等几个阶段B受精卵中的细胞质主要来自于卵细胞C受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方D只有同种动物的精卵细胞才可以互相融合，这主要取决于细胞膜表面的糖蛋白解析受精卵中细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方；受精卵的细胞质几乎全部来自卵细胞，因此细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。答案C(1)受精的场所：输卵管。(2)受精的过程：精卵识别精卵质膜融合二、胚胎发育的过程1胚胎发育的概念受精卵发育为幼体的过程。高等动物个体发育的阶段划分为：2胚胎发育的过程囊胚期原肠胚期组织、器官的形成幼体。(1)卵裂期：受精卵不断进行有丝分裂即卵裂，卵裂产生的细胞团叫卵裂球，随着卵裂球数目的增多，细胞逐渐变小。当卵裂球含有28个细胞时，其中的每一个细胞都具有全能性。(2)囊胚期：具有囊胚腔、滋养层、内细胞团(如图)。囊胚腔：囊胚中间的空腔，是由于卵裂球的细胞继续分裂，细胞间出现的间隙。滋养层a存在部位：囊胚外表的一层扁平细胞。b作用：进一步发育为胚胎的附属结构或胚外结构，如胚盘。内细胞团a存在部位：囊胚内部的细胞团。b作用：不断增殖分化，将发育成完整的胚胎。c特点：是胚胎干细胞，是一种未分化的细胞，具有发育全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官。(3)原肠胚期原肠胚期是囊胚进一步发育形成的具有原肠腔、三胚层、胚孔的胚胎时期。内、中、外三个胚层逐渐分化形成各种器官原基。分布分化外胚层原肠胚外层部分外胚层将分化为中枢神经系统以及松果体、神经垂体和视网膜等；部分外胚层将分化为皮肤的表皮及其附属器，以及牙釉质、角膜上皮、晶状体、内耳膜迷路、腺垂体、口腔、鼻腔和肛门的上皮等中胚层内外胚层之间部分中胚层细胞分化为结缔组织以及血管、肌肉组织等；部分中胚层细胞将分化为皮肤的真皮、大部分中轴骨骼(如脊柱、肋骨)及骨骼肌；部分中胚层细胞分化成泌尿、生殖系统的主要器官，心脏，体壁(包括肢体)的骨骼、肌肉、血管和结缔组织，消化和呼吸系统的肌肉组织、血管和结缔组织等内胚层原肠胚内层内胚层将分化为消化管、消化腺、呼吸道和肺的上皮组织，以及中耳、甲状腺、甲状旁腺、胸腺、膀胱和阴道等的上皮组织小贴士卵裂期胚胎内细胞或物质的变化规律项目变化细胞数目增多每个细胞体积减小DNA总量增多每个细胞内的DNA总量不变有机物总量减少营养物质种类增多所含能量减少【典例剖析】 蛙的受精卵发育至原肠胚的过程中，发生的变化是()A逐渐出现了原肠腔，并有三胚层的分化B原肠胚时期的每一个细胞都具有全能性C卵裂球数目增多是通过减数分裂实现的D囊胚期细胞未分化，全能性最高解析受精卵发育至原肠胚时，逐渐出现原肠腔，并有外、中、内三个胚层的分化；囊胚期细胞已分化，受精卵的全能性最高；原肠胚细胞已经分化成三个胚层，此时已不具有全能性。答案A胚胎发育过程图解 注意受精卵及卵裂球细胞都具有全能性。囊胚内细胞团细胞是胚胎干细胞，具有发育全能性。原肠胚细胞已发生分化，细胞全能性降低。【变式训练】 图示蛙胚胎发育过程中的几个不同时期，其中细胞全能性最低的是()解析图示A为4细胞期胚、B为16细胞期胚、C为囊胚、D为原肠胚，其中原肠胚已发生三胚层分化，分化程度较A、B、C高，细胞全能性低。答案D1受精作用包括精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等几个过程。2胚胎发育包括受精卵、卵裂、囊胚和原肠胚等时期。3囊胚期具有囊胚腔，包括滋养层和内细胞团两部分。其中内细胞团细胞为胚胎干细胞，具有发育全能性，将发育成完整的胚胎。4原肠胚时期出现了原肠腔，具有内、中、外三个胚层。1判断正误(1)受精卵中的DNA一半来自父方，一半来自母方。()(2)胚胎发育的起点是受精卵，终点是原肠胚。()(3)当卵裂球含有28个细胞时，每一个细胞都具有全能性。()(4)胚盘由内细胞团发育而来。()2下列有关高等动物受精卵的叙述中，不正确的是()A受精卵不仅是个体发育的起点，同时也是性别决定的时期B受精卵内遗传物质一半来自父方，一半来自母方C受精卵属于体细胞，进行的分裂为有丝分裂D受精卵大的原因是卵原细胞在减数分裂过程中细胞质的不均等分裂解析受精卵中的遗传物质包括细胞核遗传物质和细胞质遗传物质，其中细胞核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，而细胞质遗传物质几乎全部来自母方；受精卵一旦形成，其性染色体就确定，性别也确定；卵细胞体积大，但核物质并不多，说明在卵细胞形成过程中，细胞质分裂不均等。答案B3在如图所示的过程中，在29阶段没有发生的是()A细胞体积减小 B细胞会逐渐衰老C细胞有丝分裂 D细胞分化解析图中29阶段表示的是胚胎发育过程，胚胎发育过程是细胞有丝分裂和细胞分化的结果，受精卵发育到囊胚过程中，随着细胞数目的增多，细胞体积减小。该过程中不会发生的是细胞的衰老。答案B4下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是()A绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性B卵裂球细胞的体积随分裂次数的增加而不断增大C囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D原肠胚发育分化形成内外两个胚层解析本题考查动物胚胎发育的相关知识。卵细胞的受体具有特异性，只能识别同物种的精子并与之结合形成受精卵；胚胎发育的卵裂期，卵裂球的总体积基本不变，因此细胞的体积会随着分裂次数的增加而不断减小；囊胚的滋养层细胞不具有发育全能性，只能发育成胚胎的附属结构或胚外结构如胚盘，内细胞团细胞才具有发育全能性；原肠胚发育分化形成内、中、外三个胚层。答案A5如图为海星胚胎发育过程的某时期的示意图，请据图回答：(1)该时期为胚胎发育过程的_期，其内的空腔称为_，随着胚胎发育的进行，该腔的容积将逐渐_。(2)该图下一时期为_。(3)在该图的下一时期，a细胞最可能成为_的一部分，b细胞最可能成为_的一部分。(4)海星的神经中枢是由原肠胚的_胚层发育而来的。解析解答本题要求掌握胚胎发育的动态变化过程。图中只有一个空腔，故为胚胎发育的囊胚期，它是经卵裂形成的。随后的变化是上半部分细胞下移，下半部分细胞内陷，囊胚腔容积逐渐缩小，又出现一个新的空腔原肠腔，此时期会出现三个胚层。a细胞将成为外胚层的一部分，b细胞将成为内胚层的一部分。神经中枢由外胚层发育而成。答案(1)囊胚囊胚腔缩小(2)原肠胚期(3)外胚层内胚层(4)外思考与练习(第46页)一、判断题12囊胚外表的扁平细胞是滋养层细胞，将来发育成胚胎的附属结构或胚外结构，如胚盘。3二、简答题1动物的胚胎发育开始于受精卵的分裂。受精后受精卵开始卵裂产生卵裂球，之后细胞继续分裂成为中空的囊胚或胚泡，囊胚内细胞团不断增殖分化，逐渐分化为三个胚层即内胚层、中胚层和外胚层，内、中、外三个胚层逐渐分化形成各器官原基，最终分化为成体的各种组织和器官。2卵裂期的细胞和囊胚期的内细胞团细胞具有全能性，一定条件下可以发育成完整的生物体。(时间：30分钟满分：50分)一、选择题(共8小题，每小题2分，共16分)1不同物种动物的精子与卵细胞一般不能自然受精，这与精子和卵细胞膜上的下列哪种物质密切相关()A糖类 B磷脂C糖蛋白 D载体解析同种动物精卵能结合的原因之一是精子和卵细胞膜上有特异性相互识别的糖蛋白。答案C2下列关于受精的叙述中，错误的是()A受精卵是胚胎发育的起点B不同种动物不能相互受精是因为不存在相互识别的蛋白质C受精大体包括精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等过程D受精只能在体内进行解析同种动物的精子、卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白质，所以只有同种动物的精卵才能结合。受精作用可以发生在体外，也可以发生在体内，如鱼类、两栖类动物就是体外受精。答案D3下列关于蛙胚胎发育过程的叙述，正确的是()A通过细胞分裂不断增加细胞数量，并在一定时期发生细胞分化B胚胎发育过程中细胞不断分裂，但不发生凋亡C随着细胞分裂次数的增加，蛙胚的有机物总量不断增加D发育过程中蛙胚从环境中获得的氧气和营养物质逐渐增加解析胚胎发育是个体发育的一个阶段，在蛙的胚胎发育过程中，通过细胞分裂增加细胞数目，并在囊胚期时细胞开始分化，故A正确。胚胎发育过程中，有细胞的分裂，也进行着细胞凋亡，B错误。蛙胚胎发育的过程中，所需营养物质主要来自于受精卵，随分裂次数的增加，有机物被大量消耗，其总量不增反减，故C、D错误。答案A4青蛙由于下列哪个胚层的发育而具有感受刺激并发生反应的功能()A内胚层 B中胚层C外胚层 D外胚层和内胚层解析考查三胚层的分化。外胚层将分化为中枢神经系统以及皮肤的表皮及其附属器等。答案C5关于卵裂期与囊胚期的比较，以下说法不正确的是()A卵裂期的各细胞结构功能基本相同B囊胚期的细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变C囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的D囊胚期内细胞团和滋养层细胞之间的差异不是由复制水平上的差异引起的，而是由转录水平上的差异引起的解析卵裂期细胞未分化，各细胞结构功能基本相同。囊胚期细胞出现了细胞分化，但遗传物质没有改变。细胞分化是基因的选择性表达引起的。囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异是转录形成的mRNA不同引起的。答案C6动物的受精过程包括下列基本步骤，其受精作用的实质是()A精子和卵子的相互识别B精子头部侵入卵细胞内C卵细胞和精子结合D卵核和精核互相融合解析受精过程的实质就是卵核和精核的互相融合。答案D7如图为受精卵发育至囊胚的过程中的某一变化，若横坐标表示时间，则纵坐标可表示()A有机物总量B每个细胞DNA的含量C所有细胞体积之和D所有细胞表面积总和与体积总和的比值解析由于胚胎生命活动只消耗有机物，而不吸收有机物，所以有机物总量有所减少；细胞分裂是有丝分裂，所以每个细胞中DNA含量基本不变；由于随着卵裂球细胞数目的增加，而卵裂球的总体积基本不变，因此每个细胞的体积在减小，所有细胞的表面积总和在增大，所以所有细胞表面积总和与体积总和的比值在不断增大，符合图形特点。答案D8关于高等动物的胚胎发育过程，下列说法中正确的是()A囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大B囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断减小C大多数动物胚胎发育的基本过程差别很大D囊胚期开始出现三胚层的分化解析胚胎发育是由受精卵发育成幼体的过程，绝大多数动物胚胎发育的基本过程大体上是一致的；开始出现三个胚层的分化是在原肠胚期而不是囊胚期；囊胚形成的过程是受精卵卵裂的过程，每个细胞的体积不断减小。答案B二、非选择题(共4小题，共34分)9(9分)下图为某女性在一次生殖过程中生出男孩甲和乙的示意图：(1)产生卵细胞的器官是_，在产生该卵细胞的过程中，产生的极体的数目是_个，过程X称为_。(2)过程Y的细胞分裂方式是_，人胚胎发育经历的时期依次是_，其中最关键的时期是_。(3)已知个体甲控制某性状的基因型为Aa，而乙为AA，则其最可能的原因是_。(4)若甲为六指(常染色体显性遗传病)的纯合子患者，结婚前已通过外科手术将多余的手指切除，且他的婚配对象为正常指，则其子女是否患六指症？_，原因是_。解析本题考查同卵双生的个体的特点及后天因素对基因的影响。解答本题的关键是能够从图示中推断出甲、乙两个体的发生机制为同卵双生，因为它们来自同一个受精卵，只是在卵裂期两部分分裂球细胞各自发育成一个胚胎。因胚胎甲、乙来自同一个受精卵，若无基因突变，两胚胎的基因型应相同。如果两个体控制某一性状的基因型不同，显然是发生了基因突变；甲婚前将多余的手指切除，改变的只是性状，其体细胞及生殖细胞中控制该病症的基因并未改变，因此其子女都患六指症。答案(1)卵巢3受精作用(2)有丝分裂受精卵卵裂期囊胚期原肠胚期组织、器官、系统的形成胎儿原肠胚期(3)受精卵在第一次卵裂的有丝分裂过程中发生了基因突变(4)都患六指症切除多余手指不能改变患者的基因型10(7分)图示哺乳动物胚胎发育过程中的某种胚胎，其中a、b、c表示该胚胎的不同结构，请分析回答：(1)此图表示胚胎发育过程中的_。(2)图中a、b、c依次表示_、_、_。(3)图中_表示的细胞是一种未分化的细胞，具有_性，将发育成_。答案(1)囊胚(2)滋养层内细胞团囊胚腔(3)b发育全能完整的胚胎11(9分)高等生物的生殖发育周期如图所示，据图完成下列问题：(1)生物的个体发育是从_开始的，主要进行_分裂，发育成熟后，通过_产生配子。(2)图中B过程是_，哺乳动物的该过程是在_内进行的。(3)哺乳动物的C_过程和D_过程合称为_。(4)A、B两过程的重要意义是_。解析生物个体发育的起点是受精卵，受精卵发育所进行的分裂方式为有丝分裂。进行有性生殖的个体，发育成熟后通过减数分裂形成雌、雄配子，即卵子和精子。精子和卵子的结合称为受精作用，哺乳动物的受精的场所是输卵管。生物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。减数分裂和受精作用保持了生物亲代和子代体细胞中染色体数目的恒定性，对生物的遗传和变异具有重要意义。答案(1)受精卵有丝A减数分裂(2)受精作用输卵管(3)胚胎发育胚后发育个体发育(4)保持生物亲代和子代体细胞中染色体数目的恒定性，对生物的遗传和变异具有重要意义12(9分)分析图示，回答下列问题。(1)蛙卵受精后经过23 h，就开始进行卵裂，卵裂时细胞分裂方式为_，细胞的数量_，但胚胎总体积_。(2)重组细胞A发育成蝌蚪时要经历哪几个阶段？_。(3)重组细胞A发育为成蛙的过程中是否需要进行胚胎移植？该过程运用的主要技术手段是什么？_。(4)通过图中实验，你可得出什么结论？_。解析(1)细胞分裂方式常见的有三种，即无丝分裂、有丝分裂、减数分裂。卵裂的实质是受精卵进行的有丝分裂过程，随着分裂次数的增加，细胞数目增加，但每个细胞质量、体积都在减小，总体积不变或略有减小。(2)重组细胞A发育成蝌蚪与哺乳动物一样要经历卵裂期、桑椹胚期、囊胚期、原肠胚期、组织器官形成期等。(3)重组细胞A发育到成蛙的过程中，都是在水中完成的，因此不需要进行胚胎移植，该过程的技术手段是体细胞核移植技术。(4)从整个实验过程可以看出，肠上皮细胞含有和受精卵一样的全套遗传物质(或基因)，在这里卵子的细胞质为肠上皮细胞核基因的表达提供了合适的生理环境。答案(1)有丝分裂增加不增加或略有缩小(2)卵裂期、囊胚期、原肠胚期、组织器官形成期(3)不需要。体细胞核移植技术(4)肠上皮细胞含有和受精卵一样的全套遗传基因；卵子的细胞质为肠上皮细胞的核基因表达提供了合适的生理环境第7课时胚胎工程【学考报告】知识内容考试属性及要求考情解读胚胎工程加试(a)1.描述体外受精和胚胎体外培养。2.简述胚胎移植和胚胎分割。3.说出胚胎干细胞的培养和胚胎干细胞核移植。4.举例说出胚胎工程的应用。5.活动：胚胎干细胞研究进展资料的搜集。一、体外受精和胚胎体外培养1胚胎工程(1)含义：通常指各种胚胎操作技术。(2)研究对象：主要限定于高等脊椎动物，特别是哺乳动物。(3)研究的重点内容：体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。2体外受精(1)含义：采集雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管中受精。(2)过程精子的采集及获能：从附睾中取出成熟的精子，放入培养液中培养，使其达到获能状态。卵细胞的采集：最常用的方法是卵巢经超数排卵处理后，用穿刺针吸取卵泡液(连同卵母细胞)取出，然后在体外进行人工培养，促其成熟。受精：获能的精子和成熟后的卵细胞在体外合适的环境下共同培养一段时间，便可受精。3胚胎体外培养(1)含义：指应用人工创造的环境，对获取的早期胚胎进行体外培养。(2)条件：必须配制一系列含有不同成分的培养液，用于培养不同发育时期的胚胎。【典例剖析】 请根据流程图回答以下问题：(1)所做的处理是_过程，是_过程，是_过程，是_过程。(2)完成过程所需的培养液配制有何要求？_。(3)过程进行的最适宜时期是_。(4)试用流程图表示体外受精过程。解析由图可知表示哺乳动物体外受精和胚胎移植的过程。据图分析可知：为精子的获能，为受精作用，为体外早期胚胎的培养，为胚胎移植。过程培养液配制时注意配制一系列含有不同成分的培养液。答案(1)获能受精体外早期胚胎的培养胚胎移植(2)配制一系列含有不同成分的培养液(3)发育到8细胞以上的胚胎，如早期囊胚(4)(1)胚胎体外培养的实质是动物细胞培养，只不过培养的是全能细胞，可以发育为个体。(2)目前，只能对胚胎进行早期进行培养，不能在体外从受精卵培育，而得到新生儿。(3)受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床，通常移植的最适宜时期是发育到8细胞以上的胚胎，如早期囊胚。(4)精子的获能是指精子排出后，并不能立即与卵子受精，必须在雌性生殖道内发生相应的生理变化后才能获得受精能力。如今已实现各种哺乳动物精子的体外获能。(5)超数排卵处理过程一般利用的是促性腺激素。(6)由于动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，有的可能是初级卵母细胞，故要在体外进行培养，直到减数第二次分裂中期时，才具备与精子结合的能力。【变式训练】 关于牛体外受精形成胚胎的叙述，正确的是()A精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母牛子宫B采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵C成熟卵细胞与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植D胚胎发育和受精过程只需在体外进行解析体外受精的原理是人工模拟体内环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用。因此，卵母细胞必须在体外经过人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，受精卵必须发育到囊胚阶段才能进行移植，移植到母体子宫内后继续发育，形成幼体产出。答案C二、胚胎移植和胚胎分割1胚胎移植(1)含义：指将经济价值较高、遗传性状优良的母畜、经过激素处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术。(2)基本过程小贴士胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础及相应意义项目生理学基础意义受体生理环境同种动物的供、受体排卵后生殖器官的生理变化是相同的为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境胚胎收集早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态为胚胎的收集提供了可能胚胎存活受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应为胚胎在受体内的存活提供了可能胚胎发育供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受任何影响为移植后胚胎继续发育提供了营养等方面的保障注意胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。2胚胎分割(1)含义：指借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术。(2)优点：可成倍增加胚胎数量，是一种快速繁殖良种畜的方法。(3)过程【典例剖析】 如图为胚胎移植的过程示意图，请据图回答以下问题。(1)胚胎移植对甲、乙、丙牛的要求分别是_、_和_。(2)过程、分别是_和_。(3)欲得到更多后代牛丁，可将收集到的早期胚胎进行_。(4)过程常用_的方法对甲牛进行处理。解析图示、分别为同期发情处理、胚胎移植和超数排卵，超数排卵的方法是注射促性腺激素。胚胎移植时所用的供体公牛和母牛均为优质牛，受体牛为普通牛即可。答案(1)优质母牛普通母牛优质公牛(2)同期发情处理胚胎移植(3)胚胎分割(4)注射促性腺激素(1)注意区分同期发情处理和超数排卵处理，前者是针对供体母畜和受体母畜，以保证二者的生殖器官同步变化；而后者针对的是供体母畜，以使其产生更多的卵子。(2)胚胎分割得到的动物来自同一胚胎，具有相同的遗传物质，是动物无性繁殖或克隆的方法之一。(3)对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。【变式训练】 如图是牛胚胎分割示意图，请据图回答问题：(1)胚胎分割是指_。(2)指的是_；指的是_。(3)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有的特点是_。(4)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意什么问题？为什么？_。解析胚胎分割是指借助显微操作技术(或采用机械方法)将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术。进行胚胎分割时，应选发育良好的早期胚胎，在对囊胚阶段的胚胎进行分割，要注意将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育。答案(1)借助显微操作技术(采用机械方法)将早期胚胎分割成几等份，再移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术(2)内细胞团囊胚腔(3)具有相同的遗传物质(4)胚胎分割要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育三、胚胎干细胞1含义当受精卵分裂发育成早期胚胎(囊胚)时，内细胞团的细胞。2特点是一种未分化细胞，具有发育全能性和二倍体核型。小贴士干细胞的类型类别全能干细胞多能干细胞(胚胎干细胞)专能干细胞(或成体干细胞)来源或举例桑椹胚或囊胚以前内细胞团细胞骨髓干细胞或皮肤发生层细胞特点能发育成完整个体能分化出动物体内的任何组织能分化出特定的组织3.胚胎干细胞的培养(1)培养关键需要一种能促进胚胎干细胞的生长，但抑制其分化的培养体系，这种体系中用于饲养层的细胞一般是胚胎成纤维细胞。(2)培养过程4胚胎干细胞核移植指把胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。5干细胞研究的应用价值(1)进行基因敲除，获得基因敲除动物，如用基因敲除手段可以获得适合人体移植的猪器官，减弱或消除排斥反应。(2)培育用于移植的细胞、组织或器官。(3)在试管中改良并创造动物新品种，再结合基因工程等技术培育出生长快、抗病力强、高产的家畜品种，生产有价值的动物等。【典例剖析】 下列关于胚胎干细胞特点的叙述中，不正确的是()A当受精卵发育成囊胚时，所有的细胞都是胚胎干细胞B胚胎干细胞是一种未分化的细胞，具有发育全能性C在适当的条件下，胚胎干细胞可以分化为多种细胞和组织D培养胚胎干细胞的关键是需要一种培养体系，必须能促进干细胞的生长同时还要抑制干细胞的分化解析当受精卵发育成早期胚胎(囊胚)时，内细胞团的细胞是胚胎干细胞，具有发育的全能性。培养时需要一种培养体系，必须既能促进干细胞的生长，同时，还要抑制干细胞的分化。答案A胚胎干细胞的特点(1)形态上：体积小，细胞核大，核仁明显，具有二倍体核型。(2)功能上：具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。(3)在体外培养的条件下，胚胎干细胞可以增殖而不分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。1胚胎工程包括体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞核移植等。2获能的精子和成熟后的卵细胞在合适的环境下才能完成受精作用。3胚胎移植中的供体和受体必须是同种、生理状态相同的母畜。4胚胎分割是一种无性繁殖方式，需借助显微操作技术。5培养胚胎干细胞需要促进其生长，同时抑制其分化。1判断正误(1)试管婴儿的受精、发育都是在体外进行的。()(2)试管婴儿属于无性生殖。()(3)目前，胚胎移植是胚胎工程获得后代的唯一方法。()(4)体外受精获得的受精卵可以直接移植到母体子宫内。()(5)原肠胚细胞也属于胚胎干细胞。()2培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是()A甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液D丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内解析对小型动物而言，一般采用注射促性腺激素的方法来促进雌性供体的超数排卵，A项正确；乙过程为体外受精过程，B项错误；乙过程即受精时用获能培养液或者专门的受精溶液，丙过程为体外胚胎培养过程，所用溶液为发育培养液，C项错误；对代孕母羊的要求只是身体健康，而对它的性状无要求，D项错误。答案A3表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛，产生这一结果最可能的原因是()A试管动物培育 B胚胎移植C胚胎分割移植 D受精卵移植解析表现型不同的母牛，其基因型一定不同，生育出基因型完全相同的小牛，根据题目给出的选项，很可能是胚胎分割移植。因为由一个胚胎分割开的细胞的基因型完全相同。答案C4胚胎干细胞培养的基本过程如下图所示，下列叙述中正确的是()A过程的培养液与动物细胞培养的培养液成分不同之处是不含有动物血清B过程采用酶处理的方式将内细胞团细胞分散开C过程培养基中需加入经紫外线照射后的成纤维细胞，以促进胚胎干细胞分化D早期胚胎继续发育会在外层形成滋养层细胞，最终这部分细胞发育为成体的一部分解析受精卵培养的培养液也需要有动物血清；过程培养基中需加入胚胎成纤维细胞用于抑制胚胎干细胞的分化；滋养层细胞会发育形成胚胎的附属结构或胚外结构(胚盘)。答案B5如图是通过体外受精培育小鼠的过程图，请据图回答下列问题：(1)所用的方法是用_处理，从_采集卵子。(2)是_过程，因此小鼠的生殖方式是_。其常见的可遗传的变异类型有_。(3)过程是_。(4)过程是_。解析小鼠常用的采集卵母细胞的方法是用促性腺激素处理，促进其超数排卵，然后从其输卵管中收集卵子，卵子与精子结合的过程称为受精，因此小鼠的生殖方式为有性生殖。进行有性生殖的动物，其可遗传的变异类型有基因突变、基因重组和染色体畸变。受精卵到早期胚胎的培养称为体外胚胎的早期培养。答案(1)促性腺激素输卵管(2)受精有性生殖基因突变、基因重组、染色体畸变(3)早期胚胎培养(4)胚胎移植思考与练习(第54页)一、判断题1体外受精后的受精卵需经早期胚胎培养至8细胞以上的胚胎，如早期囊胚才能移植。23胚胎分割是指借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术。二、简答题1体外受精：取出成熟附睾中的精子，放入培养液中培养，使精子达到获能状态；采集成熟的卵细胞；获能的精子和成熟后的卵细胞在体外适宜的环境下共同培养一段时间便可受精。技术为体外受精技术。早期胚胎培养：体外受精后形成的受精卵在试管内培养发育至8细胞以上的胚胎，如早期囊胚。技术为体外胚胎培养技术。胚胎移植：将体外培养的早期胚胎移植到代孕母子宫内。技术为胚胎移植技术。最后经分娩产仔得到试管动物。2胚胎干细胞来源于囊胚期的内细胞团或原始性腺细胞。培养胚胎干细胞时，首先要在培养皿底部制备一层细胞，称为饲养层，然后将干细胞接种在饲养层上面。用于饲养层的细胞一般是胚胎成纤维细胞，因为胚胎成纤维细胞可以分泌能抑制细胞分化的物质，满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞分化的条件。(时间：30分钟满分：50分)一、选择题(共8小题，每小题2分，共16分)1下列不属于胚胎工程研究内容的是()A体外受精 B胚胎分割C胚胎干细胞培养 D动物细胞培养解析动物细胞培养属于细胞工程研究内容。答案D2以下各项在试管婴儿技术中没有涉及到的是()A体外受精 B胚胎体外培养C胚胎移植 D核移植解析试管婴儿技术利用体外受精得到受精卵，体外培养至早期胚胎后移植到子宫内，最后经分娩得到试管婴儿，所以不存在核移植。答案D3下列有关动物胚胎移植的叙述中，正确的是()A受体母畜必须选择遗传性状优良的品种B试管婴儿只是受精过程在试管中进行C超数排卵技术要使用一定的促排卵剂D受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能成功移植解析供体需要选择遗传性状优良的品种；试管婴儿除了受精过程在试管中进行以外，胚胎的早期发育也在试管中进行；一般把早期胚胎进行移植，而发育到一定阶段后的胚胎，如原肠胚及以后的胚胎通常不能再进行移植。答案C4下列有关动物细胞克隆和胚胎工程的叙述中正确的是()A克隆蛙可经核移植、胚胎体外培养和胚胎移植技术获得B采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵C胚胎干细胞在原代培养过程中不会出现接触抑制的现象D目前，胚胎移植成为胚胎工程中获得后代的唯一方法解析胚胎工程研究对象主要限定于高等脊椎动物，特别是哺乳动物，而蛙作为两栖动物，是在体外进行发育的，不存在胚胎移植问题；采集的卵母细胞需要培养成熟后，才能与获能的精子进行受精作用形成受精卵。答案D5下列关于胚胎工程的叙述，错误的是()A胚胎分割可成倍增加胚胎的数量，是一种快速繁殖种畜的方法B胚胎干细胞是一种未分化的细胞，具有发育全能性和二倍体核型C囊胚期的滋养层细胞与胚胎干细胞培养时的饲养层细胞功能相同D试管婴儿也是由受精卵经过卵裂、囊胚、原肠胚等发育过程而产生的解析囊胚期的滋养层细胞将发育形成胚胎的附属结构或胚外结构(胎盘、胎膜等)，而胚胎干细胞培养时的饲养层细胞是为了抑制胚胎干细胞的分化。答案C6下图表示科学家利用小鼠皮肤细胞培养出多种细胞的过程。下列叙述中正确的是()小鼠皮肤细胞诱导性多能干细胞,神经细胞、肝细胞等A过程中细胞内发生了基因突变B过程中细胞内某些基因处于关闭状态C过程中细胞内核酸的种类和数目不变D诱导性多能干细胞中没有同源染色体解析过程中细胞内发生了基因重组；过程属于细胞分化，原因是基因的选择性表达，所以某些基因会处于关闭状态，此时细胞内含有DNA和RNA两种核酸，但mRNA的种类和数目会发生改变；诱导性多能干细胞的染色体组成未发生改变，仍含有同源染色体。答案B7动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对图中的相关叙述中，错误的是()Aa过程表示干细胞能自我更新Bb、c过程表示干细胞具有分化能力Ca、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同Db过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用解析b、c代表细胞分化，分化的细胞首先组成组织，由不同的组织构成器官。答案D8下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是()AA细胞不一定是受精卵细胞B胚胎移植可以定向改造动物遗传性状，需移植到发情的母牛子宫内发育C两个胚胎具有不同的遗传物质D图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段解析图中A可以是受精卵，也可以是动物核移植的重组细胞，还可以是胚胎分割后得到的细胞。胚胎移植不可以改造动物遗传性状，只是通过代孕母体充分发挥优良个体的繁殖潜力。两个胚胎都由A分裂分化而来，具有相同的遗传物质。胚胎分割只能将早期胚胎切割成几等份，所以只包括卵裂、囊胚阶段。答案A二、非选择题(共4小题，共34分)9(8分)下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题。(1)A细胞是_，在进行体外受精前要对精子进行_处理。(2)进行胚胎分割时，通常选择发育到_时期的胚进行操作。(3)指的是_。(4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是_。(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_。(6)受体母牛必须和供体牛属于_。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是_。解析将获能精子与处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞融合即可得到受精卵，受精卵经过体外培养形成早期胚胎，为了加快繁育优良品种，可以采用胚胎分割技术，常选择发育良好、形态正常的囊胚进行分割，分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同，所以性状表现很相似。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。答案(1)(次级)卵(母)细胞获能(2)囊胚(3)囊胚腔(4)具有相同的遗传物质(5)要将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育(6)同一物种受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应10(9分)胚胎干细胞简称ES细胞，从胚胎中提取干细胞这项技术备受伦理争议，但重组成体细胞却不涉及制造或摧毁胚胎，通过细胞培养、诱导可以克隆器官。下图是克隆器官的技术路线图，请回答下列有关问题：(1)哺乳动物的ES细胞是从_中分离出来的一类细胞；体外培养能不断增殖、自我更新，在功能上，具有发育的_性。(2)运用_技术可以形成图中的重组细胞，对重组细胞的培养，其培养基与植物细胞培养的培养基主要不同点是含有_。(3)利用重组细胞培养出的干细胞，也可以形成特定器官组织，这是_的结果，其根本原因是_。(4)克隆动物与图中克隆器官的技术相比，通常还需运用_和_等胚胎工程技术。解析(1)哺乳动物的ES细胞是从早期胚胎中分离出来的一类细胞。它具有胚胎细胞的特性，在功能上具有发育的全能性，即可分化为成年动物体内的任何一种组织细胞。(2)从图中可以看出是利用核移植的技术获得重组细胞的。培养动物细胞的培养基中需加入动物血清。(3)干细胞具有全能性，由它培养出特定的组织器官，这是细胞分化的结果，其根本原因是细胞内基因的选择性表达。(4)克隆动物是从重组细胞培养成一个完整的个体，而动物的胚胎发育必须在母体子宫中才能正常进行，因此需要进行胚胎移植。若想同时获得多个个体，在胚胎移植前还需进行胚胎分割。答案(1)早期胚胎全能(2)核移植动物血清(3)细胞分化基因的选择性表达(4)胚胎分割胚胎移植11(8分)胚胎工程技术包含的内容很丰富，下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：(1)应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于_，为一次获得多个细胞B，往往需要向供体2内注入的是促性腺激素，而不是性激素，原因是_。(2)将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的培养液中进行培养，其目的是使精子达到_状态。(3)通过应用2获得小牛，涉及到胚胎工程的最后一道“工序”是_。(4)应用3中的细胞D取自囊胚的_。(5)应用4中获得二分胚和，移植到受体牛中得到两只小牛，两只小牛的性别_。解析(1)应用1是通过体细胞核移植技术获得克隆牛。克隆动物的遗传物质主要来自体细胞供体1，少量来自卵细胞供体2。给供体2注射促性腺激素而不是性激素可以促使其超数排卵，是因为注射一定量的性激素后会抑制下丘脑和垂体的活动，从而导致相关激素分泌量下降，进而引起自身性激素分泌量减少，影响排卵。(2)应用2通过体外受精和早期胚胎培养技术获得试管牛。将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的培养液中进行培养，其目的是使精子获能，只有经过获能处理的精子才能与卵子结合。(3)胚胎工程的最后一道“工序”是胚胎移植。(4)应用3是胚胎干细胞培养技术。胚胎干细胞D取自囊胚的内细胞团。(5)应用4通过胚胎分割技术获得同卵双胎小牛。所以两只小牛的性别相同，同为雌性或者雄性。答案(1)供体1和供体2注射一定量的性激素后会抑制下丘脑和垂体的活动，从而导致相关激素分泌量下降，进而引起自身性激素分泌量减少，影响排卵(2)获能(3)胚胎移植(4)内细胞团(5)相同12(9分)2015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。据图回答下列问题：(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少，捐献者在取卵前通常需要注射_激素，促使一次有更多的卵泡发育。(2)重组细胞需培养到M中期的原因是该时期的卵母细胞才具备_能力，重组细胞体外培养所需的气体主要是O2和CO2，CO2的主要作用是_。(3)从受精卵到三亲婴儿的培育还需要_和_等技术。(4)三亲婴儿的培育技术_(填“能”或“不能”)避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，而_(填“能”或“不能”)避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。三亲婴儿的染色体_(填比例)来自母亲提供的细胞核。(5)设计试管婴儿技术与为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术主要区别是植入前对胚胎进行_。答案(1)促性腺(2)受精调节培养液pH(3)胚胎体外培养胚胎移植(4)能不能1/2(5)遗传学诊断阶段复习课突破一高等动物的个体发育过程(1)胚胎发育：受精卵经过细胞分裂、分化而形成幼体的过程。(2)胚后发育：动物从卵孵化后或从母体生出后，并发育成成体的过程。它包括直接发育(如人)和变态发育(如青蛙)两种类型。(3)变态发育：指幼体和成体差别很大，而且形态的改变又是集中在短期内完成的，这种胚后发育叫做变态发育，如蝌蚪与青蛙的异同。(4)个体发育的起点是受精卵，终点是性成熟的个体。原肠胚阶段个体分化程度最高，但细胞分化贯穿于整个个体发育过程中。【突破体验1】下列有关哺乳动物个体发育的叙述，错误的是()A胚胎发育过程中也会出现细胞衰老B幼鹿经过变态发育过程长出发达的鹿角C胚后发育过程中伴有细胞分化D来自原肠胚同一胚层的细胞经分化发育成不同的组织解析多细胞生物体内的细胞总是在不断地更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向凋亡的状态，因此胚胎发育过程中也会有细胞衰老，故A项正确。动物成体与幼体在形态上的差别较大，而这种形态的改变又是集中在短期内完成的，这种胚后发育叫变态发育，但幼鹿长出鹿角不属于变态发育，因此B项错误。细胞分化发生在整个生命进程中，在原肠胚时期达到最大程度，故C项正确。原肠胚外胚层的细胞可以发育为皮肤的表皮、感觉器官、中枢神经系统，内胚层发育为呼吸道和肺的上皮组织、肝脏及胰腺，其他的器官、组织基本都是由中胚层发育而来，故D项正确。答案B突破二人工授精、自然受精和体外受精的异同自然受精人工授精体外受精不同点过程不同雌雄动物交配完成用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程场所不同雌性动物输卵管中雌性动物输卵管中体外培养液中相同点精子获能，卵子成熟后方能完成受精过程都是有性生殖【突破体验】2下列哪项不是人工授精和体外受精的区别()A人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性B体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能C人工授精和体外受精的本质不同D人工授精的精卵结合在母畜体内，而体外受精的这一过程在母畜体外解析人工授精和体外受精的本质都是精卵结合形成受精卵。答案C3利用胚胎移植，可以开发遗传特性优良的母畜繁殖潜力，较快地扩大良种畜群。下列有关早期胚胎的来源中，错误的是()A.受精卵早期胚胎B.受精卵早期胚胎C.重组细胞早期胚胎D受精卵重组细胞早期胚胎解析人工授精实质是体内受精，形成的受精卵是在输卵管发育成早期胚胎，而不是体外培养形成的早期胚胎。答案B突破三“克隆羊”“试管羊”和“转基因羊”的辨析1产生过程的比较转基因羊：含目的基因的重组质粒受精卵早期胚胎母体子宫新个体比较克隆羊试管羊转基因羊不同点核移植技术体外受精基因拼接相同点都利用了动物细胞培养技术、胚胎移植技术2.子代个体遗传物质、遗传性状及生殖方式的比较比较克隆羊试管羊转基因羊遗传物质A羊的核基因，B羊的质基因A、B羊的核基因，B羊的质基因目的基因及其双亲的基因遗传性状几乎全部表现A羊的性状双亲性状含目的性状和双亲性状生殖方式无性生殖有性生殖有性生殖以上三种羊，都是生物技术在实际中的应用，都与胚胎工程有着密切的联系，但它们之间又有着本质的区别。结合生物技术手段，认清它们之间的不同，有助于更好地认识不同的生物技术的实质，起到学以致用的作用。【突破体验】4关于“克隆羊”、“试管羊”、“转基因羊”的说法，合理的是()A在培育过程中，都用到了核移植技术和胚胎移植技术B它们的遗传物质都只来自一个亲本C它们是通过相同的生殖方式获得的D它们在形成过程中，一般都有卵细胞的参与解析“克隆羊”用到了核移植技术和胚胎移植技术，遗传物质主要来自供体细胞的细胞核，属于无性生殖；“试管羊”用到了体外受精技术和胚胎移植技术，遗传物质来自亲本的双方，属于有性生殖；“转基因羊”是将目的基因导入受精卵中，用到了基因工程技术和胚胎移植技术，属于有性生殖。答案D5为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法。请根据图示信息回答：(1)试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的生物技术有_。(2)用来促进B牛多排卵的激素可能是_分泌的促性腺激素。E牛的性别是_。(3)产生F牛的理论依据是_，其生殖方式属于_。(4)要培育高产奶率的转基因牛，则目的基因的受体细胞一般是_。转基因牛乳腺细胞中含有较多的参与分泌物加工的_等细胞器。解析试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的细胞工程技术有动物细胞培养、胚胎移植等；F牛产生的过程是克隆的过程，利用的原理是细胞核的全能性，生殖方式为无性生殖。对动物来说，因为受精卵体积大，易操作，经培养后可直接表达性状，受精卵是基因工程的常用受体细胞。答案(1)动物细胞培养、胚胎移植等(2)垂体雌性或雄性(3)细胞核的全能性无性生殖(4)受精卵内质网、高尔基体、线粒体第四章生物技术的安全性和伦理问题(略)第8课时生态工程的主要类型及其在农业中的应用【学考报告】知识内容考试属性及要求考情解读生态工程的主要类型加试(a)1.说出生态工程产生的背景。2.说出生态工程在我国的主要应用领域。3.关注农业生态工程的建设，认同农业生态工程是实现农业可持续发展的必然措施的观点。4.“活动：庭院生态系统的经济效益分析”，尝试分析庭院生态系统的经济效益。5.“活动：农业生态系统中种植业和畜牧业的优化组合的资料研究”，认同只有种植业和养殖业协调发展，才能促进农村经济的发展和生态的稳定。6.说出我国农业生态工程的主要技术。生态工程在农业中的应用活动：庭院生态系统的经济效益分析一、生态工程的主要类型1生态工程的原理：“整体、协调、循环、再生”。2生态工程的研究对象：社会经济自然复合生态系统。3生态工程的类型(1)物质循环利用的生态工程。(2)节水和废水处理与应用的生态工程。(3)山区小流域综合治理与开发的生态工程。(4)清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程。(5)其他类：住宅、小区和城镇建设生态工程；荒山、荒坡、滩涂、湿地以及矿山废弃地生态恢复工程；生态旅游和绿色化学工程；生物多样性保护和持续利用工程等。小贴士生态工程产生背景20世纪60年代以来，全球经济进入快速增长阶段。经济迅猛发展的同时，负面影响也越来越严重。(1)在发达国家工业化和高度集约化的农业经营带来环境污染和不可更新资源的过度消费。(2)在发展中国家，人口快速增长、资源过度开发和低效利用引起环境污染。这一系列的经济与环境之间的矛盾导致了生态工程这一生产工艺系统的诞生。【典例剖析】 下列属于物质循环利用的生态工程的是()A造纸厂利用废液回收钙粉B三北防护林C风能的开发利用D农作物秸秆“过腹还田”解析考查生态工程的类型。A项属于节水和废水处理与应用的生态工程。B项属于山区小流域综合治理与开发的生态工程，C项属于清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程。答案D生态工程的主要类型类型举例优点物质循环利用的生态工程城市生活垃圾进行减量化、无害化、资源化处理；农村地区发展养殖业，将农作物秸秆“过腹还田”作为肥料再利用减少污染，废物资源化续表节水和废水处理与应用的生态工程雨水和地表水的收集；节水灌溉技术；城市、工业节水系统的开发节水糖厂用废弃的糖蜜制酒精；造纸厂利用废液回收钙粉、木质素等物质；屠宰场利用废血提取生产凝血酶、血红蛋白等对工业废水、生活污水等实施减量、回收、再生、再循环续表山区小流域综合治理与开发的生态工程三北、长江中上游防护林生态工程可持续利用小流域自然资源清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程将农作秸秆、生活垃圾制沼气，作为清洁可再生的能源；开发利用太阳能、风能等能效高、对环境影响小、可持续二、生态工程在农业中的应用1依据：生态学原理。2主要措施(1)将种植、养殖、水产、园艺与林业、副业、加工业等进行优化。(2)将农业废弃物的转化、再生及资源化等综合起来。(3)将节能、应用清洁能源、生态建筑以及人口控制、生物多样性保护等相结合。3意义：有效地促进了物质循环、能量流动、信息传递的畅通，实现人与环境和谐相处，经济、生态环境和社会效益的同步发展，是实现农业现代化过程中保证农业可持续发展的一种生产方式。4应用实例(1)庭院生态工程。(2)农业生态工程。5我国生态工程的主要技术(1)我国人民从实践中总结出的科学方法北方地区：套种技术。南方地区：间种技术。一定年限内，同一块地上：轮种技术。(2)现代农业生态工程中的主要技术物质的良性循环技术。洁净可再生的新能源开发技术。种植业和畜牧业合理优化技术。小贴士生态工程与传统农业的比较名称生态工程传统农业基本原理生态学、工程学工程学调节机制人为辅助下的自我调节人为调控与环境的关系协调破坏环境主要能源太阳能化学能生物多样性得到保护减少【典例剖析】 一青年农民利用自己学习的生态学知识在自家庭院里搞了一个小型生态农业，使0.25亩(1亩0.067公顷)的庭院创收达几万元。其物质循环和能量流动如图所示，请找出下列对该系统叙述错误的一项是()A该系统中，人的因素非常关键，其中生产者是葡萄B该系统体现了物质、能量多级利用和高效转化C该系统内蚯蚓和蘑菇等为分解者D猪在其中为三级消费者解析题图是一个小型生态农业系统中物质循环和能量流动图解，葡萄蚯蚓鸡猪并不构成一条食物链，蚯蚓为分解者，不包括在捕食链中，所以，猪并非三级消费者。答案D最常见的农业生态工程模式(1)桑基鱼塘模式人工建立的高产稳产的农业生态系统，属于水陆交换的物质循环系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如图所示。(2)沼气农田立体养殖模式属于物质、能量的多层分级利用系统。通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和质量。(3)农林牧渔联合生产系统，如农林牧渔生产体系初级模式和粮桑渔畜农业生态体系。(4)小型农业生态工程庭院生态工程特点：生产者、消费者、分解者齐全，物质循环、能量流动畅通。图解【变式训练】 下图是“无废弃物农业”物质和能量流动图，该图所利用的主要生态工程技术是()A物质的良性循环技术B种植业和畜牧业合理优化技术C洁净可再生的新能源开发技术D利用生物种间关系，发展生物防治技术解析分析图示可知，在该生态系统中各种物质循环利用，实现了“物质的循环再生和能量的多级利用”主要利用了物质的良性循环技术。答案A1生态工程的原理是整体、协调、循环、再生。2生态工程的研究对象是社会经济自然复合生态系统。3我国农民在生产实践中总结出的科学方法有套种、间种、轮种。4农业生态工程将农业废弃物的转化、再生及资源化等综合起来。5现在农业生态工程中的主要技术包括物质的良性循环技术、洁净可再生的新能源开发技术、种植业和畜牧业合理优化技术。1判断正误(1)城市生活垃圾进行资源化处理属于物质循环利用的原理。()(2)生态农业中人的作用非常关键。()(3)实施“退耕还林、还草”政策，也是从追求生态效益出发，重新优化组合种植业和畜牧业的关系。()(4)桑基鱼塘生态工程可以实现物质和能量的循环利用。()2下列措施与生态工程的原理不符合的一项是()A森林的采伐量小于生产量B人工鱼塘生产者的能量小于消费者的能量C农田通过农作物输出的氮素多于补充的氮素D向农田施用的无机氮肥多于生物固定的氮肥解析森林的采伐量小于生产量，利于森林的发展；人工鱼塘生产者的能量小于消费者的能量，可以通过人工补充能量来维持；农田通过农作物输出的氮素多于补充的氮素，土壤就会越贫瘠，影响可持续发展；向农田施用的无机氮肥可以多于生物固定的氮肥。答案C3我国农业生态工程的主要技术不包括()A物质的良性循环技术B洁净可再生的新能源开发技术C种植业和畜牧业合理优化技术D大量使用化肥进行套种解析大量使用化肥是现代农业的一个特点，而不是生态农业的特点。答案D4下列措施属于小流域综合治理与开发的是()A农作物秸秆的“过腹还田”B治坡、治沟、修梯田，发展林业C矿山废弃地的恢复D利用废弃的糖蜜制酒精解析山区小流域综合治理与开发的生态工程强调，在治理恢复小流域生态的基础上，可持续利用小流域自然资源，将治坡、治沟、修梯田与发展草业、牧业、林业结合起来。答案B5如图为“秸秆的多级利用”农业生态系统中能量流动和物质循环示意图。请回答下列问题：(1)“秸秆的多级利用”充分体现了生态工程的_原理，最大限度地实现了物质的循环，减轻了燃烧秸秆造成的_效应。(2)图中属于生产者的是_，消费者是_，分解者是_。(3)在该农业生态系统中，物质经多次重复利用，提高了_。(4)农村大量燃烧秸秆和柴草会产生什么问题？至少列举三种现象。_。解析本题考查农村综合发展型生态工程建设遵循的原理，以及应用能力和理解分析能力等。生态农业是利用生态学原理，在环境与经济协调发展的指导思想下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业体系。生态工程中能量多级利用和物质循环再生是生态学的基本原理。图中各种农产品的生产互相协调、互惠互利，实现了能量和物质的多级利用；人们可以利用生物种群之间的种间关系，对生物种群进行人为调节；用生产农产品的废弃物作饲料和肥料，减轻化肥、农药的使用对环境的污染。答案(1)物质循环再生温室(2)作物家畜食用菌、蚯蚓(3)物质利用率(4)农村燃烧秸秆和柴草的热能利用效率低、使秸秆不能作为有机肥料还田，土壤有机质得不到补充，土壤与农作物之间物质循环遭到破坏，以致于土壤肥力下降，农作物产量不能迅速提高；导致滥伐林木、乱铲草皮，植被受到严重损毁，进而造成水土流失、土壤沙化，农业生态环境恶化；燃烧秸秆和柴草会产生大量的烟尘，污染大气，降低大气的能见度，影响人们的身体健康和交通安全等；温室效应，空气中二氧化碳浓度增高，土壤沙漠化(任选三条)6罗氏沼虾属于热带虾类，营养丰富，味道鲜美，个体大，生长快，易养殖，市场前景广阔，现已成为我国南方地区重点发展的特优水产品之一。沼虾是一种杂食性虾类，适宜生活在水质清新、溶氧量高，水温为2430 水体中。请回答(1)在传统养殖过程中，为保证产量，往往向养殖塘中投放大量饵料，一些残余饵料及虾的排泄物沉到水底被_大量分解，导致水体富营养化、溶氧量降低，沼虾的数量减少。水温降到16 时，罗氏沼虾行动迟缓，且不摄食，水温降到14 以下时开始死亡。由此可见，沼虾的种群数量变动主要是由_调节的。(2)为控制水体污染，专家建议在养殖塘中人工引入植物浮床及沉水植物(如下图)。由图可见，鸢尾、苦草与轮叶黑藻在养殖塘中有明显的分层现象，形成群落的_。它们通过与浮游藻类竞争_，抑制藻类生长，改善水质。(3)根据以上资料分析，你认为此简易工程属于_的生态工程。A物质循环利用B节水和废水处理与应用C山区小流域综合治理与开发D清洁及可再生能源系统组合利用(4)输入该养殖塘的总能量_(填大于、等于或小于)总初级生产量。(5)为了维持水质洁净，持续获得高产，人工引入植物浮床及沉水植物时往往需要考虑植物的种类、数量及比例，这主要体现了生态工程的_原理(多选)。A整体 B协调C循环 D再生(6)近几年不少地方开展了稻田养殖，充分利用稻田良好的生态条件，获得稻、虾双丰收。这项农业生态工程的_技术能按照生态和经济规律对产业进行综合优化，求得了生态效益和经济效益的最大化。解析本题以生态系统的成分、群落结构及生态工程的有关知识为背景，考查考生的理解能力。(1)残余饵料及虾的排泄物沉到水底被分解者分解，分解产生大量有害物质并消耗大量氧气，导致水体富营养化，使沼虾的数量减少。食物、氧气等为外源性因素。(2)鸢尾、苦草与轮叶黑藻生活在水中不同的层次，体现了群落的垂直结构。它们通过与浮游藻类竞争阳光和无机盐，抑制藻类生长，改善水质。(4)输入该养殖塘的总能量包括生产者固定的总初级生产量和人工投放的有机物中的能量。(5)人工引入植物浮床及沉水植物时往往要考虑植物的种类、数量和比例，这体现了生态工程的整体性原则和协调平衡原则。(6)种植业和养殖业合理优化使该生态工程取得了生态效益和经济效益的最大化。答案(1)分解者或微生物外源性因素(2)垂直结构阳光和无机盐(3)B(4)大于(5)AB(6)种植业和养殖业合理优化(或种养结合、种植业和畜牧业合理优化)思考与练习(第70页)自主搜索资料后进行列举，答案可不相同，但应该包括生态工程应用的主要领域。活动(第72页)方法步骤(1)1 120.05(2)1 619.2(3)69.2%(5)93.24112.6356.97讨论1李某家庭庭院生态系统人类活动所需要的主要能量来源是太阳能和沼气。这些能源与燃煤、薪柴相比，最大的优点是减少燃煤产生的污染，减少对森林的砍伐，从而有利于保护环境。2建立蔬菜鸡、猪沼气的小循环，从物质循环的角度看促进了物质的多级利用。3该庭院生态系统具有一定的经济效益和良好的生态效益。4至于李某庭院生态系统是否适合某个地区的情况，答案因不同地区而异。但是，这种庭院生态系统的基本原理具有普遍性。答案不仅要有一个明确的看法，还要有合理的证据来支持自己的看法。活动(第75页)方法步骤1各种作物每公顷种植面积投入成本核算将各项投入成本相加，计算结果如下：作物劳力种子畜力化肥农药燃油电农机具合计小麦1 890258.07480.0671.25156.9625.74450.96115.664 048.64玉米1 260265.65900.0185.6325.74450.96115.663 203.64棉花3 360302.25150.0371.25523.2025.74450.96115.665 299.06番薯1 575468.00720.0 67.5025.74450.96115.663 422.86花生1 365562.46480.025.74450.96115.662 999.82大豆735195.72600.067.5025.74450.96115.662 190.58油菜1 26019.50360.067.50104.6425.74450.96115.662 404.00根据每公顷投入成本由大到小排序依次为棉花小麦番薯玉米花生油菜大豆。2计算出种植单位面积作物的纯收入计算结果如下：作物小麦4 048.644 730.001.627 662.603 613.96玉米3 203.646 644.971.107 309.474 105.83棉花5 299.061 011.9218.0018 214.5612 915.50番薯3 422.864 727.781.567 375.343 952.48花生2 999.822 652.102.907 691.094 691.27大豆2 190.581 813.212.805 076.992 886.41油菜2 404.001 621.702.604 216.421 812.42根据每公顷纯收入由多到少排序依次为：棉花花生玉米番薯小麦大豆油菜。讨论1作为农业生态专家在具体调查的基础上，作出种植业、养殖业优化建议时还必须要考虑种植面积、劳动力、畜力以及各种农产品在当地的社会需求和市场需要等因素的制约。例如本案例中的棉花，尽管每公顷的纯收入最高，但是综合考虑对劳动力的需求及市场需求等因素后，种植面积仍然减少。对于养殖业来说，还要受到是否能够提供足够高质量的饲料的因素制约。2生态农业专家建议夏季作物要多种小麦，少种油菜；秋季作物以花生和玉米为主，从生态系统内部物质循环利用的角度来看，小麦不仅经济效益高，而且可提供较多饲料，这一优化结构符合当地实际；对秋季作物来说，花生和玉米不仅产量高，经济效益好，而且可以提供较多的畜禽饲料，尤其花生能提供较多的蛋白质饲料，有利于种植业和禽畜业的协调发展。3畜禽养殖业要大力发展生猪、增加肉牛的养殖，是因为生猪和肉牛对饲料的选择性小，可以充分利用农作物秸秆，另外生猪和肉牛的市场需求大。4该乡经过重新规划种植业和养殖业后，除有效地提高了农民的经济效益外，还提高了当地的生态效益。5开放性题目，对该乡发展的建议，各人会有所不同。思考与练习(第80页)1判断下列说法是否正确，并说明理由。(1)按照植物体的需要进行施肥，对于减少污染物的排放、减少农业投入成本是有益的。因为植物体对矿质元素的吸收具有一定的选择性，也就是说，不同的植物吸收同一种元素的量是不同的，因此植物生理学研究要为植物施肥提供一定的理论基础。(2)任何一个生态系统都可以认为是开放性的系统，农业生态系统的开放性体现在不仅需要不断地从系统外部获得太阳能等能源，更重要的是要求人们不断地施肥、除草、除虫等。这样难免会施加化肥、使用除草剂和农药，而所有这些都是直接喷洒到环境中，多余的部分肯定会流向农田生态系统之外，从而导致更大范围的污染和环境破坏。(3)把能量流动和物质循环引导到更多的更小的循环圈中，正是利用了物质和能量的多级利用原理。例如，如果农作物秸秆直接还田，是要通过农田中的微生物分解后才能被植物利用，这中间过程中很多能量就被浪费了，如果用农作物秸秆喂养草食性牲畜，草食性动物充分利用了秸秆中的有机物，不能消化的残渣形成粪便，利用动物粪便作为农作物肥料，不仅保证了植物的需要，而且还大大提高了植物的利用效率。利用农作物秸秆进行沼气发酵，收集沼气作为能源，残渣还田也是同样的道理。2略。(时间：30分钟满分：50分)一、选择题(共8小题，每小题2分，共16分)1与一般的传统工程相比，生态工程不具备的特点是()A能保持生物多样性B依据的基本理论为生态学和工程学原理C人为辅助下的自我调整D主要利用化石能解析生态工程是一个低消耗、多效益、可持续发展的生态系统，它是以生态学和工程学为基本理论，而利用化石能是传统工程的最 大缺点，不仅高消耗而且会使环境受到污染。答案D2桑基鱼塘，是我国南方地区为充分利用土地而创造的一种挖深鱼塘，垫高基田，塘基植桑，塘内养鱼的高效农业生态工程。该生态工程主要利用的农业生态工程技术是()A洁净可再生的新能源开发技术B间作、套种和轮种技术C物质的良性循环技术D种植业和畜牧业合理化技术解析考查农业生态工程的主要技术。桑基鱼塘主要利用了物质的良性循环技术。答案C3下列不属于我国生态工程建设实例的是()A沼气工程 B桑基鱼塘C防沙治沙工程 D焚烧城市生活垃圾解析焚烧城市生活垃圾会造成环境污染，不属于我国生态工程建设实例。答案D4下列不属于物质循环利用的生态工程的是()A广大农村推广的农作物秸秆“过腹还田”B南方的桑基鱼塘C城市生活垃圾的减量化、无害化、资源化处理D农村地区利用农作物秸秆、生活垃圾生产沼气解析考查生态工程的主要类型。农村地区将农作物秸秆、生活垃圾等发酵处理，生产沼气作为可再生能源，属于清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程。答案D5如图所示说明我国现有的生产模式严重违反了哪一生态工程原理()A整体性原理B协调与平衡原理C系统的结构决定功能原理D物质循环再生原理解析出现能源大量消耗、污染物的积累是由于生态系统的物质循环途径发生了障碍，生产模式没有遵循物质循环再生原理。答案D6浙江慈溪采用聚乙烯发泡板为人工浮床，在富营养化污水中栽培绿萝、美人蕉和龟背竹，从而使污染水体得到净化。下列关于人工浮床净化水体机理的叙述正确的是()A植物吸收水中悬浮物，提高水体透明度B分解者植物吸收水中的NO、PO等，降低水中氮、磷等含量C浮床遮挡部分光，抑制浮游藻类的生长繁殖，防止水华发生D浮床下方水体氧浓度升高，减少微生物种类和数量解析水体富营养化主要是由N、P元素引起的，故人工浮床主要是吸收水中的N、P肥料；同时浮床遮挡阳光，可抑制浮游藻类生长繁殖，防止水华。答案C7下列对城市垃圾的处理办法不妥当的是()A对垃圾进行分类处理，并实现垃圾资源化利用B改露天放置为掩埋处理，地表种植植物C利用热解方法使垃圾分解D垃圾堆放在一块，通过微生物自然分解解析生产生活中产生的垃圾通过自然状态下微生物的分解很弱。答案D8建设生态农业时巧设、增设食物链的目的不包括()A实现物质的多层次分级利用B实现能量的循环，使废物资源化C加强生物防治，控制有害生物的危害D减轻污染，提高抵抗力稳定性解析生态农业巧设、增设食物链会实现物质和能量的多级利用，使废物资源化，减少对环境的污染，但不能实现能量循环。答案B二、非选择题(共4小题，共34分)9(9分)利用人工湿地可对污水进行净化处理，其基本原理是：在一定的基质(由土壤、沙石等组成)上种美人蕉、芦苇等湿地植物，将污水投放到人工建造的类似于沼泽的湿地中。当污水流过人工湿地时，由于系统中的物理沉降、化学分解和生物净化作用，使污水得到净化。下图是利用人工湿地去除污水中氮的生物脱氮原理简图。请分析回答：(1)与植物吸收a物质有密切联系的生理过程是_。(2)植物吸收a物质用于合成的有机成分是_和_等。(3)在此生态系统中对废水净化起主要作用的生物是_。(4)上述对污水处理属于_类型的生态工程。解析解答本题的前提是先明确各种生物在污水净化中的作用，然后再联系污水中污染成分等相关知识进行作答。分析如下：此过程是利用“人工湿地”对污水进行处理与应用，运用湿地生态系统的作用，属于节水和废水处理与应用的生态工程。答案(1)呼吸作用(2)蛋白质核酸(3)硝化细菌等微生物(4)节水和废水处理与应用10(8分)南方地区的农民充分利用自然条件，建立该地特有的农业生态系统的良性循环模式：蔗基鱼塘和桑基鱼塘。下图是蔗基鱼塘和桑基鱼塘的模式图，据图回答下列问题：(1)这种人工生态系统必不可少生物因素是_。要使它长期稳定发展，除了有稳定的_来源外，各种生物要_。(2)建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量_；其能量利用率高的原因是其营养结构具有_的特点。(3)蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过_作用，释放出矿质离子，被植物利用。解析(1)图中所示的各种结构构成了一个人工生态系统，生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者等生物成分和非生物的物质和能量，生物成分中生产者和分解者必不可少，要维持某生态系统的稳定和发展，要有源源不断的能量供应，因为能量流动是单向流动而且是逐级递减的，并且各种生物成分要保持相对稳定。(2)人工生态系统中的能量主要通过人类的活动使能量更多地流向对人类有益的部分，由于能量沿食物链逐级递减，所以，要提高利用率应实现物质的多级利用。(3)主要考查了分解者的分解作用机理。答案(1)生产者和分解者能量保持相对稳定(2)尽量多地流向对人类最有益的方向多级利用(3)分解者的分解 11(8分)现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池曝气池兼氧池植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：(1)污水流经厌氧沉淀地、曝气 池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过_呼吸将有机物分解。(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了_(生态系统、群落、种群)。在植物池的食物网中，植物位于第_营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于_所固定的_能。(3)生态工程所遵循的基本原理有整体、协调、_和_等原理。(4)一般来说，生态工程的主要任务是对_进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。解析(1)生活污水流经厌氧沉淀池时，厌氧微生物通过厌氧呼吸将有机物分解；流经曝气池时，其中的需氧微生物通过需氧呼吸将有机物分解；流经兼氧池时，其中的微生物则通过需氧呼吸和厌氧呼吸将有机物分解。(2)水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物组成的整体，不止一种生物，故排除种群；不包含无机环境，故排除生态系统，则这个整体属于群落。植物为生产者，属于第一营养级；生态系统中消费者和分解者的能量都是最终来源于生产者固定的太阳能。(3)生态工程的建立要把社会、经济和自然作为一个统一的整体来考虑，需要考虑生物与环境的协调与平衡，分层、分级利用废弃物中的物质，并增加生物的种类以增强生态系统的稳定性，故生态工程需遵循的基本原理有整体、协调、循环、再生的原理等。(4)生态工程对恢复和重建受损的生态系统有着重要作用，通过生态工程对已被破坏的生态环境进行修复和改善，可提高生态系统的生产力。答案(1)无氧和有氧(或细胞)(2)群落一生产者太阳(3)循环再生(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)12(9分)美丽中国、魅力中国是我们守望的家园。下图是某地区为实现该目标构建的农业体系模式图，请据图回答：(1)构建循环型农业体系有效解决了图中秸秆、牛粪两种主要废弃物的再生利用问题，实现了物质的_和_利用。(2)图中所示生物中属于分解者的是_；若牛同化的能量是a kJ，其中最多有_kJ流入蚯蚓体内。(3)若农田中一种动物数量增加会导致另一种动物数量减少，则它们之间的关系是_。(4)该农业生态工程主要利用了_技术。答案(1)良性循环多途径利用(2)蘑菇和蚯蚓0(3)捕食或竞争(4)物质的良性循环技术阶段复习课突破一传统农业、现代农业和生态农业的比较名称概念优点缺点传统农业简单划一的种植业不会产生严重的环境污染农田生态系统结构简单，能量流动、物质循环水平低，经济效益低现代农业利用石油等来提高农作物产量的农业生产方式以石油、天然气、煤作为能源和原料，大量使用化肥、农药和机电动力，实行大规模生产，大幅度提高农业劳动生产率和农产品产量，获得较高的经济效益过量施用化肥、农药，导致严重的环境污染，危害人畜健康；同时存在能耗增多、成本过高等问题生态农业运用生态学原理，在环境与经济协调发展思想的指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生态体系充分发挥生态系统各成分的作用，通过物质多级利用，形成良性循环，减少化肥的使用量，降低农业投入，增加经济效益，净化环境，降低人畜的发病率【突破体验1】无废弃物农业与石油农业相比，其主要优点是()A生产效率高，产品种类多B物质循环利用，对环境的破坏性很小C以石油、煤原料为动力，生产效率高D生物多样性程度高，环境承载力不大解析无废弃物农业与传统农业相比，主要优点是实现了能量多级利用与物质循环再生、废弃物资源化，减少了对环境的破坏。答案B突破二生态工程原理比较项目理论基础意义实例循环再生原理物质循环可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响“无废弃物农业”协调性原理生物与环境的协调与平衡可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题整体性原理社会经济自然复合系统统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题【突破体验2】在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是()A协调性原理 B整体性原理C物质循环再生 D以上都不是解析从本题中可以看出在生态恢复的过程中不但要考虑到生态效益，还要考虑与经济、社会的关系，应属于整体性原理。答案B阶段检测卷(四)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本大题共15小题，每小题2分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的。不选、多选、错选均不得分)1下列有关哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是()A同期发情处理可以提高胚胎移植的成功率B滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在囊胚期C胚胎分割后必须经过早期培养才能进行胚胎移植D体外受精形成的受精卵能直接移植解析同期发情处理使供体动物和受体动物所处的生理状态相同，从而为胚胎移入受体子宫提供了相同的生理环境；滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在原肠胚期；胚胎分割应选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行，分割后可直接进行胚胎移植；体外受精形成的受精卵应发育到桑椹胚(32细胞期)或囊胚才能进行胚胎移植。答案A2胚胎工程的操作对象不包括()A成体干细胞 B精子、卵子C受精卵 D早期胚胎细胞解析胚胎工程操作的对象是动物配子或早期胚胎。答案A3哺乳动物妊娠时间长，每胎产仔少，繁殖速度比较慢。为加快优良种畜的繁殖速度，目前最好采用的方法是()A动物细胞培养 B胚胎移植C动物细胞融合 D核移植解析通过胚胎移植可加快优良种畜的繁殖速度，增加双胎或多胎的比例。答案B4杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示，相关叙述正确的是()A为了获得更多的卵母细胞，需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理B从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精C为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂D为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎解析超数排卵用促性腺激素而不是雌激素，A错误；从卵巢中采集的卵细胞，尚未发育成熟，要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精，B错误；受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，C错误；为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎，D正确。答案D5软骨发育不全为常染色体显性遗传病，基因型为HH的个体早期死亡。一对夫妻均为该病患者，希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法错误的是()A首先经超数排卵处理后进行体外受精B从囊胚中分离细胞，培养后检测基因型C根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎D将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫解析超数排卵可以得到多个次级卵母细胞，以便于体外受精得到更多的胚胎，A正确；检测基因型，是从囊胚的滋养层中分离细胞，以便于选择正常胚胎，B正确；软骨发育不全为常染色体显性遗传病，健康个体基因型应为hh，C正确；人类进行胚胎移植的时间一般为816个细胞时期，D错误。答案D6下列材料不能直接用于胚胎移植的是()A利用酶处理卵裂球获得的细胞D对母畜进行超数排卵处理并配种后从生殖器官中取出的早期胚胎C将通过细胞核移植后形成的重组细胞进行体外培养获得的早期囊胚D将获能的精子和成熟卵细胞在体外共同培养受精后发育得到的原肠胚解析将获能的精子和成熟卵细胞在体外共同培养受精后发育得到的原肠胚不可以直接用于胚胎移植，原因是原肠胚细胞已发生分化。答案D7高等哺乳动物受精后不久，受精卵经过细胞分裂和组织器官的分化，最后发育成一个完整的幼体，下列有关叙述不正确的是()A上图是胚胎发育过程中囊胚期示意图，称为内细胞团B高等哺乳动物胚胎发育经历的关键时期是原肠胚期C进行胚胎分割时，应选择原肠胚期的胚胎进行D高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期，终止于生命结束解析图解表示胚胎发育过程中的囊胚期，其中是透明带，是滋养层，是内细胞团，A正确；原肠胚是高等哺乳动物胚胎发育经历的关键时期，B正确；进行胚胎分割时，应选择发育良好的桑椹胚或囊胚进行，C错误；高等哺乳动物的细胞分化贯穿于生物体的整个生命过程中，即胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期，终止于生命结束，D正确。答案C8如图所示，A、B、C表示现代工程技术，、表示其结果，下列说法正确的是()A若A是核移植技术，反映了动物细胞也具有全能性B若C是胚胎分割技术，中个体的基因型和表现型一定相同C中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物D若B是体外受精技术，则为良种家畜快速大量繁殖提供了可能解析若A是核移植技术，反映了动物细胞核具有全能性，而不是整个动物细胞具有全能性；若C是胚胎分割技术，中个体的基因型一定相同，但表现型不一定相同，因为表现型还受环境因素的影响；中作为受体的动物一般是常见或存量大的雌性动物。答案D9将经处理后的胚胎干细胞，移植到因胰岛受损而患糖尿病的小白鼠体内后，该鼠血糖浓度趋于正常。上述事实说明()A该过程体现了胚胎干细胞的全能性B移植的细胞中所有基因都得到表达C干细胞经处理后进行了定向分化D移植的细胞具有无限增殖的能力解析移植后的胚胎干细胞定向分化成了胰岛细胞，使小鼠体内胰岛素分泌正常，从而使小鼠血糖浓度趋于正常。答案C10模型是人们为了某种特定目的而对认识的对象所做的一种简化的概括性描述。对下图所示生物概念模型的分析正确的是()A若该模型表示基因工程的操作流程，则C表示重组质粒，D一定是细菌细胞B若该模型表示体外受精技术，则A、B其中之一表示成熟的精子C若A、B表示培养液和胚胎干细胞，则CD的传代培养过程中有可能出现分化现象D如该模型表示核移植技术，则CD过程一定与胚胎体外培养和胚胎移植技术有关解析若该模型表示基因工程的操作流程，D受体细胞可以是酵母菌等；若该模型表示体外受精技术，A、B其中之一表示获能的精子；若该模型表示核移植技术，CD过程不一定有胚胎移植技术。答案C11下列关于生态工程的叙述，不正确的是()A当人类赖以生存的生态系统也出现严重问题时，生态工程应运而生B生态工程能减少环境污染C生态工程以牺牲环境和资源为前提，生产出更多的产品D生态工程力求达到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一解析本题考查对生态工程概念的理解。A项为生态工程产生的背景，B项为生态工程的意义，D项为生态工程的原理。答案C12下列不属于我国生态工程建设实例的是()A建立风力发电厂B桑基鱼塘C防沙、治沙工程D把城市垃圾运到城乡结合部堆积起来解析城市的再利用工程是将城市生活垃圾做减量化、无害化和资源化处理，将生活垃圾中的有机部分、人畜粪便等转化为优质生态复合肥，而不是运到城乡结合部堆积起来。答案D13据下图判断，下列叙述不符合生态学原理的是()A物质经过多级利用，实现了良性循环B每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益C由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低D由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染解析选项A符合物质循环再生原理；选项B对物质循环再生进行了进一步阐述；选项C与能量多级利用提高了能量利用效率不符；选项D在物质循环再生基础上，阐述了“污染物是放错地点的原料”的含义。答案C14如图为生态养猪模式图，从图中可知该生态工程属于()A物质循环利用的生态工程B节水和废水处理与应用的生态工程C山区小流域综合治理与开发的生态工程D清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程解析该生态养猪模式主要体现了肥水的利用流程，为节水和废水处理与应用的生态工程。答案B15在我国西部大开发的战略中，“退耕还草”和“退耕还林”是两项重要内容，采取这两项措施利用的主要技术是()A物质的良性循环技术B种植业与畜牧业合理优化技术C洁净可再生的新能源开发技术D利用生物种间关系，发展生物防治技术解析我国广大西部地区实施“退耕还林”“退耕还草”政策，是从追求生态效益出发，重新优化组合种植业和畜牧业的
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