二輪復(fù)習(xí)專題18生物技術(shù)實(shí)踐課件（74張）

專題十八

生物技術(shù)實(shí)踐考情分析明確考向直擊高考知識(shí)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系縱橫整體把握真題回放感悟真題體驗(yàn)高考1．(2021·湖南卷)大熊貓是我國(guó)特有的珍稀野生動(dòng)物，每只成年大熊貓每日進(jìn)食竹子量可達(dá)12～38kg。大熊貓可利用竹子中8%的纖維素和27%的半纖維素。研究人員從大熊貓糞便和土壤中篩選纖維素分解菌?；卮鹣铝袉栴}：(1)纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括3種組分，即____________________。為篩選纖維素分解菌，將大熊貓新鮮糞便樣品稀釋液接種至以________為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，該培養(yǎng)基從功能上分類屬于____培養(yǎng)基。(2)配制的培養(yǎng)基必須進(jìn)行滅菌處理，目的是________________________________________。檢測(cè)固體培養(yǎng)基滅菌效果的常用方法是______________________。C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶纖維素選擇殺死培養(yǎng)基中的所有微生物(微生物和芽孢、孢子)不接種培養(yǎng)(或空白培養(yǎng))(3)簡(jiǎn)要寫出測(cè)定大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌活菌數(shù)的實(shí)驗(yàn)思路__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)為高效降解農(nóng)業(yè)秸稈廢棄物，研究人員利用從土壤中篩選獲得的3株纖維素分解菌，在37℃條件下進(jìn)行玉米秸稈降解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表所示。在該條件下纖維素酶活力最高的是菌株C，理由是______________________________________________。菌株秸稈總重/g秸稈殘重/g秸稈失重/%纖維素降解率/%A2.001.5124.5016.14B2.001.5323.5014.92C2.001.4229.0023.32

將大熊貓新鮮糞便樣液稀釋適當(dāng)倍數(shù)后，取0.1

mL稀釋液涂布到若干個(gè)平板上(每個(gè)稀釋度至少涂布3個(gè)平板)，對(duì)菌落數(shù)為30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，則可根據(jù)公式推測(cè)大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌的活菌數(shù)接種C菌株后秸稈失重最多，纖維素降解率最大解析：(1)纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括3種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。在用纖維素作為唯一碳源的培養(yǎng)基中，纖維素分解菌能夠很好地生長(zhǎng)，其他微生物則不能生長(zhǎng)。為篩選纖維素分解菌，將大熊貓新鮮糞便樣品稀釋液接種至以纖維素為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)；培養(yǎng)基從功能上分類可分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基，故該培養(yǎng)基在功能上屬于選擇培養(yǎng)基。解析：(2)配制培養(yǎng)基常用高壓蒸汽滅菌法，即將培養(yǎng)基置于壓力100kPa、溫度121℃條件下維持15～30min，目的是殺死培養(yǎng)基中的所有微生物(微生物和芽孢、孢子)。為檢測(cè)滅菌效果可對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行空白培養(yǎng)，即將未接種的培養(yǎng)基在適宜條件下培養(yǎng)，一段時(shí)間，若在適宜條件下培養(yǎng)，無菌落出現(xiàn)，說明培養(yǎng)基滅菌徹底，否則說明培養(yǎng)基滅菌不徹底。解析：(3)為測(cè)定大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌活菌數(shù)，常采用稀釋涂布平板法，在適宜的條件下對(duì)大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌進(jìn)行純化并計(jì)數(shù)時(shí)，對(duì)照組應(yīng)該涂布等量的無菌水。將大熊貓新鮮糞便樣液稀釋適當(dāng)倍數(shù)后，取0.1mL稀釋液涂布到若干個(gè)平板上(每個(gè)稀釋度至少涂布3個(gè)平板)，對(duì)菌落數(shù)為30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，則可根據(jù)公式推測(cè)大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌活菌數(shù)。解析：(4)測(cè)定酶活力時(shí)可以用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。由表格可知，在適宜的條件下，C菌株在相同的溫度和時(shí)間下，秸稈失重最多，纖維素降解率最大，說明該菌株的纖維素分解菌產(chǎn)生的纖維素酶活力最高。2．(2021·浙江卷)某環(huán)保公司從淤泥中分離到一種高效降解富營(yíng)養(yǎng)化污水污染物的細(xì)菌菌株，制備了固定化菌株。(1)從淤泥中分離細(xì)菌時(shí)常用平板劃線法或____________法，兩種方法均能在固體培養(yǎng)基上形成__________。對(duì)分離的菌株進(jìn)行誘變、_________和鑒定，從而獲得能高效降解富營(yíng)養(yǎng)化污水污染物的菌株。該菌株只能在添加了特定成分X的培養(yǎng)基上繁殖。稀釋涂布平板單菌落篩選(2)固定化菌株的制備流程如下；①將菌株與該公司研制的特定介質(zhì)結(jié)合；②用蒸餾水去除________________；③檢驗(yàn)固定化菌株的____________________________。菌株與特定介質(zhì)的結(jié)合不宜直接采用化學(xué)結(jié)合法，可以采用的兩種方法是___________________。(3)對(duì)外，只提供固定化菌株有利于保護(hù)該公司的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，推測(cè)其原因是____________________________。未固定的細(xì)菌降解富營(yíng)養(yǎng)化污水污染物的能力包埋法和物理吸附法特定介質(zhì)能為菌株繁殖提供X解析：本實(shí)驗(yàn)的目的是從淤泥中分離到一種高效降解富營(yíng)養(yǎng)化污水污染物的細(xì)菌菌株，制備固定化菌株。(1)分離純化細(xì)菌最常用的方法是平板劃線法或稀釋涂布平板法，兩種方法均能在固體培養(yǎng)基上形成單菌落。為了獲得能高效降解富營(yíng)養(yǎng)化污水污染物的菌株，還需對(duì)分離的菌株進(jìn)行誘變處理，再經(jīng)篩選和鑒定。(2)固定化的方法有物理吸附法、化學(xué)結(jié)合法和包埋法等。菌株與特定介質(zhì)的結(jié)合不宜直接采用化學(xué)結(jié)合法，可以采用的兩種方法是包埋法和物理吸附法。(3)由于該菌株只能在添加了特定成分X的培養(yǎng)基上繁殖，可推測(cè)特定介質(zhì)能為菌株繁殖提供X，故該公司對(duì)外只提供固定化菌株，有利于保護(hù)該公司的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。3．(2021·全國(guó)Ⅱ卷)工業(yè)上所說的發(fā)酵是指微生物在有氧或無氧條件下通過分解與合成代謝將某些原料物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特定產(chǎn)品的過程。利用微生物發(fā)酵制作醬油在我國(guó)具有悠久的歷史。某企業(yè)通過發(fā)酵制作醬油的流程示意圖如下?；卮鹣铝袉栴}：(1)米曲霉發(fā)酵過程中，加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，大豆中的__________可為米曲霉的生長(zhǎng)提供氮源，小麥中的淀粉可為米曲霉的生長(zhǎng)提供__________。(2)米曲霉發(fā)酵過程的主要目的是使米曲霉充分生長(zhǎng)繁殖，大量分泌制作醬油過程所需的酶類，這些酶中的_______、_______能分別將發(fā)酵池中的蛋白質(zhì)和脂肪分解成易于吸收、風(fēng)味獨(dú)特的成分，如將蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和________。米曲霉發(fā)酵過程需要提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于__________(填“自養(yǎng)厭氧”“異養(yǎng)厭氧”或“異養(yǎng)好氧”)微生物。蛋白質(zhì)碳源蛋白酶脂肪酶氨基酸異養(yǎng)好氧(3)在發(fā)酵池發(fā)酵階段添加的乳酸菌屬于__________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在無氧條件下分解葡萄糖的產(chǎn)物是________________。在該階段抑制雜菌污染和繁殖是保證醬油質(zhì)量的重要因素，據(jù)圖分析，該階段中可以抑制雜菌生長(zhǎng)的物質(zhì)是________________(答出1點(diǎn)即可)。原核生物酒精和二氧化碳酒精、乳酸、食鹽解析：(1)大豆中含有豐富的蛋白質(zhì)，可為微生物的生長(zhǎng)繁殖提供氮源。小麥中的淀粉可以為微生物的生長(zhǎng)繁殖提供碳源。(2)米曲霉在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的蛋白酶能將蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和氨基酸，產(chǎn)生的脂肪酶能將脂肪分解為甘油和脂肪酸，使發(fā)酵的產(chǎn)物具有獨(dú)特的風(fēng)味。米曲霉發(fā)酵時(shí)需要利用現(xiàn)有的有機(jī)物和氧氣，說明其代謝類型是異養(yǎng)好氧型。解析：(3)乳酸菌沒有核膜包被的細(xì)胞核，屬于原核生物。酵母菌屬于異養(yǎng)兼性厭氧型微生物，既可以進(jìn)行有氧呼吸，也可以進(jìn)行無氧呼吸，其無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和二氧化碳。在發(fā)酵池中酵母菌產(chǎn)生的酒精能抑制雜菌的生長(zhǎng)，乳酸菌產(chǎn)生的乳酸使發(fā)酵液呈酸性，也能抑制雜菌的生長(zhǎng)，同時(shí)往發(fā)酵池中添加的食鹽也能抑制雜菌的生長(zhǎng)。4．(2021·全國(guó)Ⅰ卷)加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉。某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)比較了幾種洗衣粉的去漬效果(“＋”越多表示去漬效果越好)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表。

溫度對(duì)果膠酶活性有影響，在最適溫度下酶活性最高，出汁率最高項(xiàng)目加酶洗衣粉A加酶洗衣粉B加酶洗衣粉C無酶洗衣粉(對(duì)照)血漬＋＋＋＋＋＋＋＋油漬＋＋＋＋＋＋＋＋根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答下列問題：(1)加酶洗衣粉A中添加的酶是________；加酶洗衣粉B中添加的酶是________；加酶洗衣粉C中添加的酶是________________。(2)表中不宜用于洗滌蠶絲織物的洗衣粉有____________________________，原因是__________________________________________________。(3)相對(duì)于無酶洗衣粉，加酶洗衣粉去漬效果好的原因是_________________________________________________________________________________________。蛋白酶脂肪酶蛋白酶和脂肪酶

加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C蠶絲織物的主要成分是蛋白質(zhì)，會(huì)被蛋白酶催化水解酶可以將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，小分子有機(jī)物易溶于水，從而將污漬與洗滌物分開(4)關(guān)于酶的應(yīng)用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用，如固定化葡萄糖異構(gòu)酶已經(jīng)用于高果糖漿生產(chǎn)。固定化酶技術(shù)是指________________________________________________。固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)是___________________________________________________________________________________________________________________________________(答出1點(diǎn)即可)。

利用物理或化學(xué)方法將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)固定在載體上的酶可以被反復(fù)利用，可降低生產(chǎn)成本(或產(chǎn)物容易分離，可提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，或固定化酶穩(wěn)定性好，可持續(xù)發(fā)揮作用)好氧解析：加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉，目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。其中，應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污跡容易從衣物上脫落。考點(diǎn)詮釋梳理考點(diǎn)鎖定重點(diǎn)

一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用(高頻考點(diǎn))【例1】(2021·廣東卷)中國(guó)科學(xué)家運(yùn)用合成生物學(xué)方法構(gòu)建了一株嗜鹽單胞菌H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的廢棄液，含較多蔗糖)為原料，在實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵生產(chǎn)PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整體利用價(jià)值。工藝流程如圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)為提高菌株H對(duì)蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液體培養(yǎng)基中將蔗糖作為____________，并不斷提高其濃度，經(jīng)多次傳代培養(yǎng)(指培養(yǎng)一段時(shí)間后，將部分培養(yǎng)物轉(zhuǎn)入新配的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng))以獲得目標(biāo)菌株。培養(yǎng)過程中定期取樣并用__________________的方法進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)，評(píng)估菌株增殖狀況。此外，選育優(yōu)良菌株的方法還有________________________(答出兩種方法即可)等。(2)基于菌株H嗜鹽、酸堿耐受能力強(qiáng)等特性，研究人員設(shè)計(jì)了一種不需要滅菌的發(fā)酵系統(tǒng)，其培養(yǎng)基鹽濃度設(shè)為60g/L，pH為10，菌株H可正常持續(xù)發(fā)酵60d以上。該系統(tǒng)不需要滅菌的原因是__________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。(3)研究人員在工廠進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，在適宜的營(yíng)養(yǎng)物濃度、溫度、pH條件下發(fā)酵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵液中菌株H細(xì)胞增殖和PHA產(chǎn)量均未達(dá)到預(yù)期，并產(chǎn)生了少量乙醇等物質(zhì)，說明發(fā)酵條件中________________可能是高密度培養(yǎng)的限制因素。(4)菌株H還能通過分解餐廚垃圾(主要含蛋白質(zhì)、淀粉、油脂等)來生產(chǎn)PHA，說明其能分泌______________。解析：(1)根據(jù)題意分析，該實(shí)驗(yàn)的目的是提高菌株H對(duì)蔗糖的耐受能力和利用效率，結(jié)合微生物的代謝需求，其液體培養(yǎng)基應(yīng)該以蔗糖作為唯一碳源，并不斷提高其濃度，經(jīng)多次傳代培養(yǎng)(指培養(yǎng)一段時(shí)間后，將部分培養(yǎng)物轉(zhuǎn)入新配的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng))以獲得目標(biāo)菌株。培養(yǎng)過程中定期取樣并用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)的方法進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)，評(píng)估菌株增殖狀況。此外，選育優(yōu)良菌株的方法還有誘變育種、基因工程育種等。解析：(2)已知，菌株H具有嗜鹽、酸堿耐受能力強(qiáng)等特性，因此當(dāng)培養(yǎng)基鹽濃度為60g/L，pH為10時(shí)，菌株H可正常持續(xù)發(fā)酵60d以上，而在鹽濃度為60g/L的條件下，其他雜菌因失水過多而死亡；在pH為10的條件下，其他雜菌的酶變性失活，生長(zhǎng)繁殖受抑制，故該系統(tǒng)不需要滅菌。解析：(3)分析題意，擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)，營(yíng)養(yǎng)物濃度、溫度、pH等條件適宜，而發(fā)酵液中菌株H細(xì)胞增殖和PHA產(chǎn)量均未達(dá)到預(yù)期，并產(chǎn)生了少量乙醇等物質(zhì)，說明發(fā)酵條件中氧氣不足，使菌種進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乙醇，即氧氣(O2或溶解氧)是限制高密度培養(yǎng)的重要因素。(4)根據(jù)酶的專一性可知，菌株H能通過分解主要含蛋白質(zhì)、淀粉、油脂等的餐廚垃圾來生產(chǎn)PHA，說明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。答案：(1)唯一碳源血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)誘變育種、基因工程育種(2)在鹽濃度為60g/L的條件下，其他雜菌因失水過多而死亡；在pH為10的條件下，其他雜菌的酶變性失活，生長(zhǎng)繁殖受抑制(3)氧氣(O2或溶解氧)(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等【變式訓(xùn)練1】豆豉是大豆經(jīng)過發(fā)酵制成的一種食品。為了研究影響豆豉發(fā)酵效果的因素，某小組將等量的甲、乙兩菌種分別接入等量的A、B兩桶煮熟大豆中并混勻，再將兩者置于適宜條件下進(jìn)行發(fā)酵，并在32h內(nèi)定期取樣觀測(cè)發(fā)酵效果。回答下列問題：（1）該實(shí)驗(yàn)的自變量是

、

。（2）如果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好，說明該發(fā)酵菌是

。菌種發(fā)酵時(shí)間好氧菌（3）如果在實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)32h內(nèi)的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時(shí)間呈直線上升關(guān)系，則無法確定發(fā)酵的最佳時(shí)間；若要確定最佳發(fā)酵時(shí)間，還需要做的事情是

。（4）從大豆到豆豉，大豆中的成分會(huì)發(fā)生一定的變化，其中，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

。

延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，觀測(cè)發(fā)酵效果，最好的發(fā)酵效果所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為最佳發(fā)酵時(shí)間氨基酸和小分子的肽脂肪酸和甘油解析：(1)由“甲、乙兩菌種”和“32h內(nèi)定期取樣觀測(cè)”可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是菌種和發(fā)酵時(shí)間。(2)由“發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好”可知，該發(fā)酵菌是好氧菌。(3)因“32h內(nèi)的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時(shí)間呈直線上升關(guān)系”，說明發(fā)酵的最佳時(shí)間可能超過32h，故可繼續(xù)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，定期取樣觀測(cè)發(fā)酵效果，以確定最好的發(fā)酵效果所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，此時(shí)間即為最佳發(fā)酵時(shí)間。(4)發(fā)酵菌種能產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶，蛋白酶能催化蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能催化脂肪分解為甘油和脂肪酸。二、微生物的培養(yǎng)及應(yīng)用(易錯(cuò)考點(diǎn))1．消毒和滅菌的區(qū)別項(xiàng)目條件產(chǎn)生的結(jié)果常用的方法應(yīng)用的范圍消毒較為溫和的物理或化學(xué)方法僅殺死物質(zhì)表面或內(nèi)部一部分對(duì)人體有害的微生物煮沸消毒法一般物品巴氏消毒法不耐高溫的液體化學(xué)藥劑消毒法用酒精擦拭雙手，用氯氣消毒水源等滅菌強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子灼燒滅菌接種工具干熱滅菌玻璃器皿、金屬用具高壓蒸汽滅菌培養(yǎng)基及容器的滅菌

2.微生物的純化(1)平板劃線法：操作簡(jiǎn)單，但是單菌落不易分離。

(2)稀釋涂布平板法：操作復(fù)雜，但是單菌落易分離。

3．微生物的分離和計(jì)數(shù)

(1)分離：選擇培養(yǎng)基。

(2)計(jì)數(shù)：常用方法有稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)法。

稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)樣品中菌落的數(shù)目往往比實(shí)際數(shù)目低。這是因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上觀察到的只是一個(gè)菌落?！纠?】(2021·北京西城區(qū)調(diào)研)為研究抗生素X對(duì)四種不同細(xì)菌(1、2、3、4)的作用效果，有人做了下圖抗菌實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)分析正確的是()A．抗生素X對(duì)細(xì)菌3的抑制效果最好，因?yàn)樗奶旌蠹?xì)菌3的灰霧地帶最長(zhǎng)B．四天后細(xì)菌2的灰霧地帶最短，說明抗生素對(duì)瓊脂板細(xì)菌2的抑制效果最差C．可以用抗生素X去治療由細(xì)菌1引起的疾病D．抗生素X對(duì)細(xì)菌2的抑制比對(duì)細(xì)菌4的抑制效果好解析：四天后細(xì)菌1的灰霧地帶在濾紙條上呈連續(xù)狀態(tài)，說明抗生素X對(duì)細(xì)菌1的抑制效果最差，四天后細(xì)菌2的灰霧地帶最短，說明抗生素X對(duì)細(xì)菌2的抑制效果最好，A、B錯(cuò)誤；抗生素X對(duì)細(xì)菌1的抑制效果最差，顯然不可用抗生素X去治療由細(xì)菌1引起的疾病，C錯(cuò)誤；抗生素X對(duì)細(xì)菌2的抑制效果好于對(duì)細(xì)菌4的抑制效果，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果中細(xì)菌4的灰霧地帶大于細(xì)菌2，D正確。答案：D【變式訓(xùn)練2】(2019·全國(guó)卷Ⅰ)已知一種有機(jī)物X(僅含有C、H兩種元素)不易降解，會(huì)造成環(huán)境污染。某小組用三種培養(yǎng)基篩選土壤中能高效降解X的細(xì)菌(目標(biāo)菌)。Ⅰ號(hào)培養(yǎng)基：在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中加入X(5g/L)。Ⅱ號(hào)培養(yǎng)基：氯化鈉(5g/L)，硝酸銨(3g/L)，其他無機(jī)鹽(適量)，X(15g/L)。Ⅲ號(hào)培養(yǎng)基：氯化鈉(5g/L)，硝酸銨(3g/L)，其他無機(jī)鹽(適量)，X(45g/L)?；卮鹣铝袉栴}：(1)在Ⅰ號(hào)培養(yǎng)基中，為微生物提供氮源的是________________。Ⅱ、Ⅲ號(hào)培養(yǎng)基中為微生物提供碳源的有機(jī)物是____。牛肉膏、蛋白胨X(2)若將土壤懸浮液接種在Ⅱ號(hào)液體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時(shí)間后，不能降解X的細(xì)菌比例會(huì)____，其原因是________________________________________________________________。(3)Ⅱ號(hào)培養(yǎng)基加入瓊脂后可以制成固體培養(yǎng)基，若要以該固體培養(yǎng)基培養(yǎng)目標(biāo)菌并對(duì)菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，接種時(shí)，應(yīng)采用的方法是_____________________。(4)假設(shè)從Ⅲ號(hào)培養(yǎng)基中得到了能高效降解X的細(xì)菌，且該菌能將X代謝為丙酮酸，則在有氧條件下，丙酮酸可為該菌的生長(zhǎng)提供_____和_______________________。下降不能降解X的細(xì)菌因缺乏碳源不能增殖，能降解X的細(xì)菌則能夠增殖稀釋涂布平板法能量合成其他物質(zhì)的原料解析：(1)在Ⅰ號(hào)培養(yǎng)基中，牛肉膏、蛋白胨可以為微生物提供氮源，Ⅱ、Ⅲ號(hào)培養(yǎng)基中為微生物提供碳源的是有機(jī)物X。(2)Ⅱ號(hào)培養(yǎng)基中，碳源只有X，不能降解X的細(xì)菌會(huì)因缺乏碳源而不能增殖，使該類細(xì)菌比例下降。(3)利用固體培養(yǎng)基對(duì)菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，需采用稀釋涂布平板法進(jìn)行接種。(4)在有氧條件下，丙酮酸被分解成CO2和H2O并釋放能量。三、酵母細(xì)胞的固定化(易錯(cuò)考點(diǎn))2．直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞的比較方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)直接使用酶催化效率高、耗能低、污染低對(duì)環(huán)境條件非常敏感、易失活；難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量固定化酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；可以反復(fù)利用不利于催化一系列的酶促反應(yīng)固定化細(xì)胞成本低、操作容易反應(yīng)物不易與酶接近，尤其是大分子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降【例3】(2021·永州四中預(yù)測(cè)題)某中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)小組做了“酵母細(xì)胞的固定化”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作過程如下：①活化酵母細(xì)胞：稱取定量干酵母與定量蒸餾水混合并攪拌，使酵母細(xì)胞活化；②配制CaCl2溶液：將無水CaCl2溶解在定量蒸餾水中，配制成一定濃度的CaCl2溶液；③配制海藻酸鈉溶液：用定量的海藻酸鈉直接溶解在定量的蒸餾水/無菌水中，配制成溶液；④海藻酸鈉溶液和酵母細(xì)胞混合：將活化的酵母細(xì)胞迅速加入剛配制成的海藻酸鈉溶液中，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?；⑤固定化酵母?xì)胞：用注射器以恒定的速度緩慢將海藻酸鈉和酵母細(xì)胞的混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀察凝膠珠形成。(1)請(qǐng)你改正其中兩處錯(cuò)誤的操作：第一處：_______________；第二處：_____________。(2)剛形成的凝膠珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右，目的是____________________________。(3)若制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，則說明海藻酸鈉溶液濃度______(填“過低”或“過高”)。解析：(1)配制海藻酸鈉溶液時(shí)，使用酒精燈小火間斷加熱防止海藻酸鈉焦糊；將海藻酸鈉溶液冷卻至常溫后才能和酵母細(xì)胞混合，避免酵母細(xì)胞因高溫死亡。(2)剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時(shí)間，以便Ca2＋與Na＋充分交換，使形成的凝膠珠結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。(3)若制作的凝膠珠顏色過淺，呈白色，說明海藻酸鈉溶液的濃度偏低，固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少；若形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉溶液的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。答案：(1)③中海藻酸鈉的溶解應(yīng)小火間斷加熱至完全溶化④中海藻酸鈉溶液應(yīng)冷卻至常溫后再加入酵母細(xì)胞(2)讓凝膠珠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)(3)過低【變式訓(xùn)練3】(2018·江蘇如皋月考)亞洲人體內(nèi)普遍缺乏乳糖酶，造成飲用牛奶后出現(xiàn)腸脹、腹脹、腹瀉等不良癥狀。某牛奶制品生產(chǎn)廠家致力于開發(fā)生產(chǎn)低乳糖新品，欲篩選出高產(chǎn)乳糖酶的微生物，制備乳糖酶并固定化，具體步驟如下：

根據(jù)相關(guān)信息，回答下列問題：(1)篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物時(shí)，宜用

作為培養(yǎng)基中唯一的碳源。(2)科研人員用海藻酸鈉溶液作為包埋劑來固定乳糖酶，以研究固定化酶的相關(guān)性質(zhì)和最佳固定條件。研究結(jié)果如下圖所示。酶活力是固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括

和

等方面，根據(jù)圖示信息，在約

的條件下固定化酶的催化效果較好。

乳糖酶活性酶的數(shù)量

35℃、海藻酸鈉溶液濃度為3%

(3)實(shí)驗(yàn)者還進(jìn)行了海藻酸鈉溶液固定化乳糖酶及化學(xué)結(jié)合法固定化乳糖酶的催化效果的比較研究，發(fā)現(xiàn)用

法固定化酶的效果更好，原因可能是

。(4)工業(yè)生產(chǎn)中，和使用游離酶相比，使用固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是

?；瘜W(xué)結(jié)合酶分子較小，容易從包埋物中漏出，從而降低酶活力可以重復(fù)使用，產(chǎn)物易純化解析：(1)要篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物，應(yīng)用乳糖作為唯一碳源。(2)酶的活性和數(shù)量，是衡量酶活力的重要指標(biāo)。圖甲中，固定化酶的波峰出現(xiàn)在溫度35℃左右；圖乙中，海藻酸鈉溶液濃度在3%時(shí)，酶活力達(dá)到峰值，說明約35℃、海藻酸鈉溶液濃度為3%的條件下，固定化酶催化效率較好。(3)由于酶分子較小，容易從包埋物中漏出來，從而降低了酶的活力，所以，海藻酸鈉溶液固定化乳糖酶的催化效果一般。(4)固定化酶可以反復(fù)使用，得到的產(chǎn)物也比較容易純化處理。四、五種重要物質(zhì)的提取1．提取方法總結(jié)2.DNA粗提取與鑒定過程中的注意事項(xiàng)(1)哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中不含細(xì)胞核，不適于作DNA提取的材料，但卻是提取血紅蛋白的理想材料。(2)實(shí)驗(yàn)過程中兩次用到蒸餾水：第一次的目的是使成熟的雞血細(xì)胞漲破，釋放出DNA，第二次的目的是稀釋NaCl溶液。(3)鑒定DNA時(shí)加入二苯胺試劑并沸水浴加熱，觀察是否出現(xiàn)藍(lán)色，二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用。(4)以血液為材料時(shí)，需加入檸檬酸鈉抗凝，攪拌動(dòng)作要輕緩。(1)人體內(nèi)血紅蛋白呈現(xiàn)紅色的原因是四條肽鏈均含有________。欲對(duì)血紅蛋白進(jìn)行提取和鑒定，需經(jīng)過樣品處理、________、純化和純度鑒定四步，樣品處理過程中分離血紅蛋白溶液時(shí)需過濾除去__________，分離出的紅色透明液體需進(jìn)行透析，透析的目的是_______________，或用于更換樣品的緩沖液。(2)由題可知，血紅蛋白的功能是負(fù)責(zé)血液中______________的運(yùn)輸。某同學(xué)為驗(yàn)證血紅蛋白的特性，利用相關(guān)材料設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。①將采集的新鮮血液分裝在含有抗凝劑______________的三支試管中，混勻后分別貼上A、B、C三張標(biāo)簽。②靜置一段時(shí)間后，將三支試管中的血漿、白細(xì)胞和血小板倒出，只剩下紅細(xì)胞。調(diào)整三支試管中的紅細(xì)胞量，使之相等。③把封裝有氧氣的注射器里的氣體注入A試管中，把封裝有二氧化碳的注射器里的氣體注入B試管中，C試管不做任何處理，觀察三支試管中的__________。(3)傳統(tǒng)的肉制品加工一般使用亞硝酸鹽作為著色劑，現(xiàn)代工藝中一般添加亞硝基血紅蛋白作為著色劑，可減少亞硝酸鹽的使用量，盡可能避免亞硝酸鹽在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為__________，而致癌、致畸、致突變等。解析：(1)血紅蛋白呈現(xiàn)紅色的原因是其四條肽鏈均含有血紅素。對(duì)血紅蛋白進(jìn)行提取和鑒定，需經(jīng)過樣品處理、粗分離、純化和純度鑒定四步。樣品處理過程中離心后試管中的溶液分為四層，第一層為無色透明的甲苯層，第二層為脂溶性沉淀層，第三層為血紅蛋白的水溶液，第四層為其他雜質(zhì)的暗紅色沉淀物。分離血紅蛋白溶液時(shí)需過濾除去脂溶性沉淀層，分離出的紅色透明液體需進(jìn)行透析，透析的目的是除去樣品中分子量較小的雜質(zhì)。解析：(2)由題干可知，在氧氣多的情況下，血紅蛋白與氧結(jié)合，與二氧化碳分離；在氧氣少而二氧化碳多的情況下，血紅蛋白與氧氣分離，與二氧化碳結(jié)合，故血紅蛋白的功能是負(fù)責(zé)血液中氧氣和二氧化碳的運(yùn)輸。①檸檬酸鈉作為抗凝劑具有抗凝血的作用。③驗(yàn)證血紅蛋白的特性，可觀察在氧氣濃度不同的情況下紅細(xì)胞的顏色變化。(3)亞硝酸鹽在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為亞硝胺，會(huì)致癌、致畸、致突變等。答案：(1)血紅素粗分離脂溶性沉淀層除去樣品中分子量較小的雜質(zhì)(2)氧氣和二氧化碳①檸檬酸鈉③顏色變化(3)亞硝胺【變式訓(xùn)練4】綠色植物甲含有物質(zhì)W，該物質(zhì)為無色針狀晶體，易溶于極性有機(jī)溶劑，難溶于水，且受熱、受潮易分解。其提取流程為：植物甲→粉碎→加溶劑→振蕩→收集提取液→活性炭處理→過濾去除活性炭→蒸餾(含回收溶劑)→重結(jié)晶→成品。回答下列問題：（1）在提取物質(zhì)W時(shí)，最好應(yīng)選用的一種原料是

（填“高溫烘干”“晾干”或“新鮮”）的植物甲，不宜選用其他兩種的原因是

。晾干

高溫烘干過程中，植物甲中的物質(zhì)W易被破壞；新鮮的植物甲含水量高，用于提取的極性有機(jī)溶劑會(huì)被水稀釋，進(jìn)而降低對(duì)物質(zhì)W的提取效果（2）提取物質(zhì)W時(shí)，振蕩的作用是

。（3）活性炭具有很強(qiáng)的吸附能力，在提取過程中，用活性炭處理提取液的目的是

。（4）現(xiàn)有丙酮（沸點(diǎn)56℃）、乙醇（沸點(diǎn)約78℃）兩種溶劑，在提取物質(zhì)W時(shí)，應(yīng)選用丙酮作為提取劑，理由是

。（5）該實(shí)驗(yàn)操作過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)是

（答出兩點(diǎn)即可）。使原料和溶劑充分混勻去除提取液中的色素丙酮沸點(diǎn)低于乙醇，蒸餾時(shí)物質(zhì)W分解較少在溫度較低的情況下操作，防火解析：(1)高溫烘干過程中，植物甲中的物質(zhì)W易被破壞；新鮮的植物甲含水量高，用于提取的極性有機(jī)溶劑會(huì)被水稀釋，進(jìn)而降低對(duì)物質(zhì)W的提取效果，因此，原料應(yīng)選用晾干的植物甲。(2)提取物質(zhì)W時(shí)，振蕩的作用是使粉碎的顆粒與有機(jī)溶劑充分混勻，從而使物質(zhì)W充分溶解于極性有機(jī)溶劑中。(3)綠色植物甲中含有色素，色素也能溶于有機(jī)溶劑，用活性炭處理提取液的目的是去除提取液中的色素，以增加成品的純度。(4)與乙醇相比，丙酮的沸點(diǎn)較低，而物質(zhì)W受熱易分解，故應(yīng)選用丙酮作為提取劑，蒸餾時(shí)物質(zhì)W分解較少。(5)在該實(shí)驗(yàn)操作過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)是在溫度較低的情況下操作，防火，控制處理的時(shí)間等。典例精析方法點(diǎn)撥舉一反三【典型例題】綠藻A是某種單細(xì)胞綠藻，能夠合成物質(zhì)W。某小組為探究氮營(yíng)養(yǎng)缺乏對(duì)綠藻A增殖及物質(zhì)W積累的影響，將等量的綠藻A分別接種在氮營(yíng)養(yǎng)缺乏(實(shí)驗(yàn)組)和氮營(yíng)養(yǎng)正常(對(duì)照組)的兩瓶培養(yǎng)液中，并在適宜溫度和一定光強(qiáng)下培養(yǎng)。定時(shí)取樣并檢測(cè)細(xì)胞濃度和物質(zhì)W的含量，結(jié)果如圖。

（1）從圖甲可知，在氮營(yíng)養(yǎng)正常培養(yǎng)液的瓶中，綠藻A的種群增長(zhǎng)曲線呈

型。（2）綜合圖甲和圖乙的信息可知，在生產(chǎn)上，若要用少量的綠藻A獲得盡可能多的物質(zhì)W，可以采取的措施是

。（3）若物質(zhì)W是類胡蘿卜素，根據(jù)類胡蘿卜素不易揮發(fā)和易溶于有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，應(yīng)選擇的提取方法是

。用紙層析法可以將類胡蘿卜素與葉綠素分開，紙層析法分離的原理是

?！癝”先將少量綠藻放在氮營(yíng)養(yǎng)正常的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，等到細(xì)胞濃度最高時(shí)集中收集，再放在氮營(yíng)養(yǎng)缺乏的培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)萃取法類胡蘿卜素和葉綠素在層析液（有機(jī)溶劑）中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上的擴(kuò)散速度快，反之則慢，從而將它們分離（4）在以上研究的基礎(chǔ)上，某人擬設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究氮營(yíng)養(yǎng)缺乏程度對(duì)物質(zhì)W積累的影響，則該實(shí)驗(yàn)的自變量是

。（5）與在光照條件下相比，若要使綠藻A在黑暗條件下增殖，需要為其提供

（填“葡萄糖”或“纖維素”）作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，原因是

。培養(yǎng)基中的氮營(yíng)養(yǎng)濃度葡萄糖

在黑暗下，綠藻不能進(jìn)行光合作用合成糖類（有機(jī)物），需要吸收葡萄糖為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而纖維素不能被綠藻吸收利用解題指導(dǎo)：(1)據(jù)圖甲分析，在氮營(yíng)養(yǎng)正常培養(yǎng)液的瓶中，綠藻A的種群增長(zhǎng)先增加后平穩(wěn)，曲線呈“S”型。(2)由圖甲可知，氮營(yíng)養(yǎng)正常培養(yǎng)液中綠藻增殖速度快