走近生物技术课时教学实录

[重温考纲要求]

1.微生物的分离和培养。2.某种微生物数量的测定。3.培养基对微生物的选择作用。4.利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。5.酶活力测定的一般原理和方法。6.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。7.制备和应用固相化酶。8.从生物材料中提取某些特定的成分。9.运用发酵加工食品的基本方法。10.测定食品加工中可能产生的有害物质。11.蛋白质的提取和分离。

1.微生物利用的相关判断

(1)某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理，接种后的培养皿须放在光照培养箱中

培养(

×

) (2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法(

√

) (3)在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌(

×

) (4)检测土壤中细菌总数实验操作中，确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数(

×

) (5)培养微生物的培养基分装到培养皿后进行灭菌(

×

) 2.传统发酵技术的相关判断

(1)醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸(

×

) (2)酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精(

√

) (3)泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵(

√

) (4)腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶(

√

) (5)在制作腐乳时，将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量(

×

) 3.植物有效成分提取的相关判断

(1)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用干薄荷叶作原料，可采用水蒸气蒸馏法提取

(

×

) (2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是酒精，原理是薄荷油易溶于有机溶剂酒精中(

×

) (3)用萃取法提取胡萝卜素的主要步骤是：干燥、粉碎、萃取、浓缩、过滤(

×

) (4)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解(

√

) (5)提取的胡萝卜素可通过纸层析法进行鉴定，在鉴定过程中不需要对照(

×

) 4.酶的应用及血红蛋白的提取和分离的相关判断

(1)酶的活性不能等同于酶促反应速率(

√

) (2)相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉(

×

) (3)固定化酶适合采用包埋法，因为酶分子较小(

×

) (4)利用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量较小的蛋白质因质量较小而运动速度更快

(

×

)

一、微生物的培养、应用及传统发酵技术

1.(2016·全国乙，39)空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：

①配制培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)；

②制作无菌平板；

③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；

④将各组平板置于37 ℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。

回答下列问题：

(1)该培养基中微生物所需的氮来源于________________________。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是________________。

(2)步骤③中，实验组的操作是___________________________________________。

(3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了________现象。若将30(即36－6)个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法________(填“正确”或“不正确”)。

答案

(1)牛肉膏、蛋白胨

琼脂

(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间

(3)污染

不正确

解析

(1)牛肉膏和蛋白胨都含有蛋白质的水解产物，都可以作为氮源。平板为固体培养基，故需要加入凝固剂琼脂。(2)实验探究的是教室内“不同高度空气”中微生物的分布，其中变量为不同高度，故需在不同高度的位置上放置开盖平板。同时，为了保证单一变量，需要保证开盖放置时间一致。为了保证实验的可靠性，需要设置多个平行组。(3)在完全正确的操作情况下，空白对照组中不应出现菌落。若出现菌落，表明操作过程中存在杂菌污染，属于实验失误，所有实验数据均不应采用。

2.(2016·全国甲，39)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的，回答下列问题：

(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的__________中进行，其产物乙醇与____________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的____________中进行，与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度____________。

(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在________条件下才能完成。

(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度________(填“低于”或“高于”)第二阶段。

(4)醋酸杆菌属于____________核生物，其细胞结构中__________(填“含有”或“不含有”)线粒体。

答案

(1)细胞质基质

重铬酸钾

线粒体

快

(2)有氧

(3)低于

(4)原

不含有

解析

(1)图示中的过程①和②分别表示无氧呼吸的第一、第二阶段，其场所均为细胞质基质；橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应，变成灰绿色。过程③表示有氧呼吸的第二、第三阶段，其场所分别为线粒体基质和线粒体内膜，即在酵母菌细胞的线粒体中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度快。(2)醋酸杆菌是一种好氧菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，需要在有氧条件下才能完成。(3)第一阶段即果酒的制作，所控制的温度范围是18～25 ℃，第二阶段即果醋的制作，所控制的温度范围是30～35 ℃，所以第一阶段的温度低于第二阶段。(4)醋酸杆菌属于原核生物，其细胞结构中不含线粒体等复杂的细胞器。

1.理清微生物培养的5种基本技术

(1)培养基的制备：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。

(2)无菌技术：主要包括消毒和灭菌。

(3)倒平板操作：待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。

(4)平板划线操作：平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。注意划线的方法如下图。

(5)稀释涂布平板法：先将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。

2.明确微生物的筛选

(1)筛选原则：利用选择培养基，提供有利于目的菌生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物的生长。

(2)两种菌株筛选、鉴别的比较

土壤中分解尿素的细菌

分解纤维素的微生物

①选择培养基的成分：纤维素作为唯一①选择培养基的成分：尿素作为唯一的氮源

的碳源

②鉴定方法：在培养基中加入酚红指示剂，若pH升高，指示剂将变红，说明细菌能分解尿素

②鉴定方法：刚果红染色法，即刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，培养基出现以纤维素分解菌为中心的透明圈

3.掌握统计微生物数目的方法

(1)显微镜直接计数法

①原理：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。

②缺点：不能区分死菌和活菌。

(2)间接计数法(活菌计数法) ①原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。

②计算公式：每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M，其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。

③操作：设置重复组，增强实验的说服力与准确性。同时为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。

4.理清4种传统发酵食品的技术

食品

果酒

果醋

腐乳

泡菜

菌种

酵母菌

醋酸菌

毛霉等

乳酸菌

呼吸类型

无氧

有氧

有氧

无氧

原理

无氧呼吸产生酒精

糖(酒精)→醋酸

蛋白酶、脂肪酶水解蛋白质、脂肪

无氧呼吸产生乳酸

温度

18～25 ℃

30～35 ℃

15～18 ℃

－

1.大肠杆菌是一种常见细菌，在饮用水的检测中常用它作为水源是否受到污染的指示菌，在遗传学上常作为实验材料，在基因工程中常用它作为受体细胞，为人类的健康和科学技术的发展作出了许多贡献。请回答下列有关问题：

(1)在大肠杆菌培养过程中除考虑营养条件外，还要考虑渗透压、_________和_______等条件。该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、易培养、______________等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。

(2)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_________(填“消毒”或“灭菌”)；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线不仅能使蛋白质变性，还能_____________。

(3)用稀释涂布平板法计数活菌的个数时，要使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释得____________________。

(4)通常情况下，可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的________________。

(5)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。

答案

(1)温度

酸碱度(pH)

生活周期短(或繁殖快)

(2)灭菌

损伤DNA的结构

(3)比例合适

(4)鉴定(或分类)

(5)灭菌

解析

(1)微生物培养基的配制除营养条件外，还要考虑渗透压、温度和酸碱度(pH)等条件。大肠杆菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、易培养、生活周期短(繁殖快)等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。(2)为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行灭菌处理；紫外线不仅能使蛋白质变性，还能损伤DNA的结构，因此可用来杀灭静止空气中的细菌。(3)待测样品必须稀释到合适浓度才能准确计数，否则会因重叠而计数不准。(4)微生物鉴定或分类的依据是菌落的形状、大小、隆起程度、颜色等菌落特征。(5)使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃，否则会造成培养物的扩散，污染环境，影响人体健康。

2.(2016·全国丙，39)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题：

(1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用__________________对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是_________________________________________。

(2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有_______________和_____________。分离纯化时应挑选出____________的菌落作为候选菌。

(3)乳酸菌在－20 ℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的_____________(填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。

答案

(1)无菌水

泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落

(2)鉴别乳酸菌

中和产生的乳酸(或酸)

具有透明圈

(3)甘油

解析

(1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释；进行梯度稀释的理由是在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的乳酸菌将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。(2)在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸和利于乳酸菌的鉴别和分离；分离纯化时应挑选出在平板上有透明圈的菌落作为候选菌。(3)乳酸菌在－20 ℃长期保存时应使用甘油管藏法，故菌液中常需要加入一定量的甘油。

二、酶的应用、血红蛋白的提取和分离及植物有效成分的提取

1.(2016·江苏，21)为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果，在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗，是目前重要的生产手段(工艺流程见下图)。下列叙述中错误的是(多选)(

)

A.纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似

B.在上述工艺中，为重复使用纤维素酶，可选用适当的包埋剂固定化酶

C.在上述工艺中，通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅

D.纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素

答案

BD 解析

在仿旧和去污中，纤维素酶均作用于衣物，二者作用机理相似，A正确；由于纤维素酶较小，不能用包埋法固定化酶，B错误；改变温度、酸碱度和处理时间会影响酶作用的结果，控制仿旧颜色的深浅，C正确；纤维素酶催化葡萄糖残基之间的糖苷键水解分解纤维素，D错误。

2.(2015·全国Ⅱ，39)回答与胡萝卜素有关的问题：

(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是____________(填“α­胡萝卜素”或“β­胡萝卜素”或“γ­胡萝卜素”)，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子________________，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为______________，胡萝卜素是__________(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。

(2)工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，________(填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。

(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的________________________作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是_________________________________________。

答案

(1)β­胡萝卜素

维生素A

夜盲症

非挥发性

(2)需要

(3)乙酸乙酯

萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇属于水溶性有机溶剂(其他答案合理也可) 解析

(1)胡萝卜素的化学分子式中包含多个碳碳双键，根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为α、β、γ三类，β­胡萝卜素是其中最主要的组成成分；一分子的β­胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子的维生素A；缺乏维生素A会造成夜盲症(暂时性夜盲症可补充维生素A得以痊愈)；胡萝卜素为非挥发性物质。(2)提取胡萝卜素时新鲜的岩藻具有大量的水分需要进行干燥，以提高萃取效率。(3)乙酸乙酯属于水不溶性有机溶剂，能够溶解胡萝卜素；乙醇是水溶性有机溶剂，因萃取过程中能与水混溶而影响萃取效果，所以不宜选作萃取剂。

1.加酶洗衣粉的洗涤原理

种类

蛋白酶

洗涤原理

可将蛋白质分解为易溶解或分散于洗涤液中的小分子的肽或氨基酸

把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸

能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖等

使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好的去污效果

洗涤实例

血渍、奶渍及各种食品中的蛋白质污垢

食品的油渍、人体皮脂、口红

脂肪酶

淀粉酶

来自面条、巧克力等的污垢

纤维

素酶

2.固定化酶和固定化细胞的比较

固定酶的种类

适用方法

优点

缺点

实例

3.三种生物成分的提取方法、原理及步骤的比较

提取物质

提取方法

提取原理

利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来

步骤

①水蒸气蒸馏；

②分离油层(加NaCl)；

③除水过滤(加无水Na2SO4) ①石灰水浸泡、漂洗；

②压榨、过滤、静置；

③再次过滤

①粉碎、干燥；

②萃取、过滤；

③浓缩

固定化酶

一种

化学结合法、物理吸附法

酶既可与反应物结合，又可与产物分离，固定在载体上的酶可反复利用

一种酶只能催化一种或一类化学反应

固定化葡萄糖异构酶

固定化细胞

一系列

包埋法

成本低，操作容易

可能导致反应效率下降

固定化酵母细胞

特点

玫瑰精油

蒸馏法

橘皮精油

压榨法

通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油

胡萝卜素

萃取法

使提取物溶解在有机溶剂中，蒸发后得到提取物

4.血红蛋白的提取和分离的方法及原理

方法

凝胶色谱法

电泳法

原理

根据相对分子质量的大小分离蛋白质

利用了各种分子带电性质的差异以及分子本身大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度进行分离

1.某同学进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果比较”课题研究，实验设计如下：

①设置2组实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉

②2组实验的洗衣粉用量、被洗涤的衣物量、衣物质地、污染物性质和量、被污染的时间、洗涤时间、洗涤方式等全部相同，洗涤温度都为35 ℃

③根据污渍去除程度得出结论

这个实验设计中，错误的是(

) A.①

C.②

答案

A 解析

步骤①的目的主要是分组和控制自变量，步骤②的主要目的是为了控制无关变量，步骤③是观察实验的结果。由于本实验的目的是研究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果，所以控制自变量时要一组加入加酶洗衣粉，另一组加入普通洗衣粉，故选A。

2.以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是(

) A.洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂

B.猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少

C.血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测

D.在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢

答案

D 解析

生理盐水为猪体细胞的等渗溶液，所以在洗涤红细胞时，使用生理盐水可维持细胞的正常形态，A项正确；由于哺乳动物的成熟红细胞中缺少细胞核和各种细胞器，所以提纯时杂蛋白相对较少，B项正确；如果凝胶色谱柱装填得很成功，分离操作也正确，能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出，所以血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测，C项正确；当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢，后洗脱出来，D项错误。

3.(2016·江苏，29)为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响，以及固定化藻对含Zn2污＋B.①②

D.②③

水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行试验，流程及结果如下。请回答下列问题：

制备固定化绿球藻凝胶球―→清洗2～3次―→培养液中培养――――――→

柠檬酸钠溶液溶解凝胶球，测定藻数量

取适量凝胶球

(1)实验中的海藻酸钠作用是______________，CaCl2的作用是__________________。

(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用___________洗涤。图1中1.0%海藻酸钠组培养24 h后，移去凝胶球，溶液呈绿色，原因是_______________。

(3)为探索固定化藻对含Zn2污水的净化作用，应选用浓度为________海藻酸钠制备凝胶球。

＋(4)图2中空白凝胶球组Zn2浓度下降的原因是___________________。结合图1和图2分析，＋固定化藻的实验组24～48 h间Zn2浓度下降速度较快的主要原因是_________；72～96 h间＋Zn2浓度下降速度较慢的原因有___________________。

＋答案

(1)包埋绿球藻(包埋剂)

与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)

(2)培养液(生理盐水)

海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)

(3)2.0%

(4)凝胶球吸附Zn2

绿球藻生长(增殖)速度＋快

绿球藻生长(增殖)速度减慢，溶液中Zn2浓度较低

＋解析

(1)海藻酸钠溶液在CaCl2溶液中形成凝胶球，包埋绿球藻。(2)可采用培养液或生理盐水洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性。溶液呈绿色，说明固定化的绿球藻数量少，原因是海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)。(3)根据图1可知，浓度为2.0%的海藻酸钠制备的凝胶球最有利于绿球藻的繁殖。(4)空白凝胶球容易吸附Zn2，导致溶液中＋Zn2浓度下降；根据图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48 h间绿球藻数量增加最快(处＋于“S”型曲线的K/2值处)，导致Zn2浓度下降速度较快，72～96 h间绿球藻数量基本不再＋增加。

4.胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病；还是常用的食品色素；还具有使

癌变细胞恢复为正常细胞的作用。如图是提取胡萝卜素的实验流程示意图，请回答下列相关问题：

胡萝卜→粉碎→干燥→A→过滤→B→胡萝卜素

(1)除了可以从植物中提取天然胡萝卜素外，还可以从养殖的岩藻中获得或者利用____生产。

(2)新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在胡萝卜素的提取过程中，要对新鲜的胡萝卜进行_________处理，但要注意控制________和时间，这是因为____________________________。

(3)图中A过程表示____________，此过程用到的有机溶剂应该具有很高的__________，能够充分__________胡萝卜素，并且不与水混溶。

(4)图中B过程表示________，浓缩之前进行过滤的目的是____________________。

答案

(1)微生物的发酵

(2)干燥

温度

温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解

(3)萃取

沸点

溶解

(4)浓缩

除去萃取液中的不溶物

解析

(1)天然胡萝卜素除取自植物外，还可以从养殖的岩藻中获得或利用微生物的发酵生产。(2)进行有机溶剂萃取时宜对原料进行干燥处理。(3)图中A为萃取，该过程所用到的有机溶剂应具有很高的沸点，能充分溶解胡萝卜素，且不与水混溶。(4)图中B为浓缩，在浓缩前宜进行过滤以除去萃取液中的不溶物。

1.下图是某细菌纯化培养过程中划线接种的培养结果。请回答下列问题：

(1)________(填图中编号)区域出现了单个菌落，产生每个菌落的最初细菌数目是________个细菌。据图分析，在培养基上划线接种时，划线的顺序依次是___________(用图中编号表示)。

(2)下表是某微生物培养基成分。

编号

①

②

③

④

⑤

⑥

成分

粉状硫

(NH4)2SO4

K2HPO4

MgSO4

FeSO4

CaCl2

含量

10 g 0.4 g 4 g 9.25 g 0.5 g 0.5 g

⑦

－

H2O －

100 mL －

a.若培养从土壤中分离出来的自生固氮菌，该培养基应添加_____________，去除__________。

b.若要鉴别纤维素分解菌，可用_________法；若要鉴别尿素分解菌，可在培养液中加入____。

答案

(1)②

1

①→③→②

(2)a.(有机)碳源

氮源

b.刚果红染色

酚红指示剂

解析

(1)从图中可知，②号区域出现了单个菌落；1个菌落最初由1个细菌形成；根据线条数量可判断，①③②区菌落数越来越少，所以划线的顺序依次是①→③→②。(2)自生固氮菌是异养生物，能自身固氮而获得氮源，但自身无法获得碳源，因而培养基中应添加有机碳源去掉氮源。鉴别纤维素分解菌可用刚果红染色法，要鉴别尿素分解菌，可在培养液中加入酚红指示剂。

2.在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了70年代又发明了固定化酶与固定化细胞技术。

(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是____________________________。

与固定化酶技术相比，固定化细胞技术固定的是________________________。

(2)制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是________，使用了下图中方法[

]________(填出号码及名称)。

(3)制作固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和__________________溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是________。

答案

(1)酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，且固定在载体上的酶能反复使用

多酶系统(一系列、多种酶) (2)海藻酸钠

③

包埋法

(3)CaCl2

海藻酸钠浓度过高(或针筒离液面过近，高度不够) 3.如图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请据图回答下列问题。

(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，它在红细胞中的作用体现了蛋白质

具有________功能。

(2)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是________________________________；

乙装置中，C溶液的作用是____________________________________________。

(3)甲装置用于________，目的是________________________________________。

用乙装置分离蛋白质的方法叫____________，是根据___________分离蛋白质的有效方法。

(4)用乙装置分离血红蛋白时，待_____________________________时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。

答案

(1)运输

(2)磷酸缓冲溶液

洗脱血红蛋白

(3)透析(粗分离)

去除样品中相对分子质量较小的杂质

凝胶色谱法

相对分子质量的大小

(4)红色的蛋白质接近色谱柱的底端

解析

用透析法(如图甲)对血红蛋白进行粗分离，将血红蛋白溶液装入透析袋中，可以去除样品中相对分子质量较小的杂质。血红蛋白的纯化采用凝胶色谱法(如图乙)，血红蛋白相对分子质量较大，无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路径较短，移动速度较快，可以收集到红色的蛋白质。

4.某校同学在实验室开展生物技术实践活动。请回答下列有关问题：

(1)A组同学制作泡菜。在泡菜腌制的过程中，要注意控制腌制的时间、__________和食盐的用量；最后要向坛盖边沿的水槽中注满水，这一操作的目的是_______________。

(2)B组同学制作腐乳。在制作腐乳过程中，在腐乳表面往往会有一层致密的皮，这层皮实际上是微生物的________________，对人体无害；加盐的作用是___________________，避免豆腐块腐败变质。

(3)C组同学制作蓝莓果酒与果醋。某同学对自己的发酵装置定时通过充气口充气，该同学是在制作蓝莓果________________________________。另一位同学在蓝莓果汁中直接加入某品牌活性酵母，该同学是在制作蓝莓果________________。

(4)在蓝莓果酒的制作过程中，在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由____________大量繁殖而形成的，其可在缺少糖源时将乙醇变为____________，然后变为醋酸。

答案

(1)温度

以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境(类似答案也可)

(2)匍匐菌丝

析出豆腐中的水分使其变硬、抑制微生物的生长(两要点)

(3)醋

酒

(4)醋酸菌

乙醛

解析

(1)在泡菜腌制过程中，注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量等。最后向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。(2)在制作腐乳过程中，在腐乳表面往往会有一层致密的皮，这层皮实际上是微生物的匍匐菌丝，对人体无害；加盐的作用有两个方面：一是析出豆腐中的水分使其变硬；二是抑制微生物的生长。(3)根据题意，第一位同学通过充气口充气是制造有氧环境，是在制作蓝莓果醋，另一位同学加入活性酵母，由此可以推断该同学是在制作蓝莓果酒。(4)变酸的酒的表面与氧气接触，醋酸菌能大量繁殖形成

菌膜，醋酸菌可以在缺少糖源时，将乙醇转变为乙醛，进而氧化为乙酸。

5.生物组织中存在多种有机物，不同的有机物其提取与鉴定方法不尽相同。根据所学知识，请回答下列问题：

(1)采用蒸馏法提取玫瑰精油时，向初步提取的乳化液中加入_______，作用是______。

(2)采用压榨法提取橘皮精油时，提取之前需用_____浸泡，以提高出油率。为了使橘皮油易与水分离，还要分别加入相当于橘皮质量0.25%的_____和5%的_____，并调节pH至7～8。

(3)采用萃取法从胡萝卜中提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、干燥、萃取、_______、________。干燥时，要注意控制_________，否则会引起胡萝卜素的分解；萃取的效率主要取决于萃取剂的______________，同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响；在对提取的胡萝卜素粗品通过纸层析法进行鉴定时应与________________作对照。

答案

(1)氯化钠

增加盐的浓度，有利于油水分层

(2)石灰水

NaHCO3

Na2SO4

(3)过滤

浓缩

温度和时间

性质和使用量

标准样品

6.如图表示以鸡血为实验材料进行DNA的粗提取与鉴定的操作程序，请分析回答问题。

破碎细胞、释放DNA→过滤→溶解细胞核内的DNA→DNA的析出→

一

二

三

四

再溶解→过滤→DNA的初步纯化→DNA的鉴定

五

六

七

八

(1)步骤一中，向鸡血细胞液中加入________并搅拌，可使鸡血细胞破裂。

(2)步骤二：过滤后收集含有DNA的______________。

(3)步骤三、四的操作原理是________。步骤四通过向溶液中加入__________调节NaCl溶液物质的量浓度为________ mol/L时，DNA将会析出，过滤去除溶液中的杂质。

(4)步骤七：向步骤六过滤后的________中，加入等体积的冷却的__________，静置2～3 min，溶液中会出现________________色丝状物，这就是粗提取的DNA。

(5)步骤八：DNA遇__________试剂，沸水浴5 min，冷却后，溶液呈______色。

答案

(1)蒸馏水

(2)滤液

(3)DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质

蒸馏水

0.14 (4)滤液

体积分数为95%的酒精

白

(5)二苯胺

蓝

解析

第一步加入蒸馏水的目的是使红细胞涨破，释放出核物质；第二步收集含有核物质的滤液；由于DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，所以通过控制NaCl溶液的浓度可以分别溶解DNA和析出DNA，并且对DNA进行提纯；第四步加入蒸馏水的目的是逐渐

稀释NaCl溶液，使其物质的量浓度达到0.14 mol/L，这时DNA在NaCl溶液中溶解度最低，可以析出DNA。DNA不溶于酒精，某些蛋白质可以溶于酒精，这样可以进一步提纯DNA。鉴定DNA的方法是用二苯胺试剂，在沸水浴加热条件下，如果变蓝色，证明是DNA。

7.某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。请分析回答下列问题：

(1)培养基中加入化合物A的目的是________________，这种培养基属于__________培养基。

(2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的____________。实验需要振荡培养，由此推测“目的菌”的代谢类型是__________。

(3)在上述实验操作过程中，获得纯净“目的菌”的关键是______________________。

(4)转为固体培养基时，常采用平板划线的方法进行接种，此过程中所用的接种工具是______，操作时采用________灭菌的方法。

(5)实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理才能倒掉，这样做的目的是__________。

(6)某同学计划统计污水池中“目的菌”的总数，他选用104、105、10－－－6稀释液进行涂布平板，每种稀释液都设置了3个培养皿。从设计实验的角度看，还应设置的一组对照实验是___________，此对照实验的目的是___________________________。

答案

(1)筛选目的菌

选择

(2)化合物A

异养需氧型

(3)防止外来杂菌入侵

(4)接种环

灼烧

(5)防止造成环境污染

(6)不接种的空白培养基

检验培养基制备过程中是否被杂菌污染