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2020年高考生物难点突破专题13 生物技术实践专项突破(解析版)

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2020届高考生物难点专项突破 专题13 生物技术实践专项突破

(解析版)

编写依据 生物技术实践部分考查相对基础,重在考查考生对教材基础知识的掌握及灵活运用情况,本专题从近

三年(2017-2019年)各地高考真题入手,对相关考察点进行归类分析,并进一步提升总结,以期对考生的备考能起到投石问路之效。

【难点1】传统发酵技术的应用

真题精析 【典例1】(2019 江苏)下列关于传统发酵技术应用的叙述,正确的是( ) A.利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵 B.家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵

C.果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反 D.毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵 【答案】B

【解析】乳酸菌是一种严格的厌氧菌,有氧气存在时,其发酵会受到抑制,因此利用乳酸菌制作酸奶的过程中,应一致处于密闭状态,否则会导致发酵失败,A错误;家庭制作果酒、果醋与腐乳过程中所用的菌种均来源于自然环境,有多种微生物参与发酵过程,因此均不是纯种发酵,B正确;果醋制作过程中,醋酸菌有氧呼吸产生二氧化碳和水,二氧化碳溶于水形成碳酸,随着二氧化碳浓度的增加,溶液的pH逐渐降低;果酒制作过程中,酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳与酒精,二氧化碳溶于水形成碳酸,随着二氧化碳浓度的增加,溶液的pH逐渐降低,因此果酒、果醋制作过程中溶液的pH都是逐渐降低,C错误;毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶参与腐乳发酵,D错误。

【典例2】(2018 江苏)某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究,下列叙述错误的是( )

A.夏季生产果酒时,常需对罐体进行降温处理

B.乙醇为挥发性物质,故发酵过程中空气的进气量不宜太大 C.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压

D.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵 【答案】B

【解析】葡萄酒发酵的原理是酵母菌的无氧呼吸,即葡萄糖在无氧条件下分解产生二氧化碳和酒精并释放少量的能量,发酵的温度在18℃-25℃。根据以上分析已知,果酒发酵的适宜温度为18℃-25℃,因此夏季生产果酒时,常需对罐体进行降温处理,A正确;乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物,因此分解过程中不需要通入空气,B错误;无氧呼吸产生了二氧化碳,但是没有消耗氧气,因此发酵罐中的气压不会低于大气压,CD正确。正确;葡萄酒发酵的原料是糖类,因此可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵, 【典例3】(2017 江苏)下列关于“腐乳的制作”实验,叙述正确的是 A.控制发酵温度的主要目的是腐乳调味 B.腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用 C.毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉 D.成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生 【答案】B

【解析】温度通过影响酶的活性影响腐乳发酵,控制发酵的温度主要有利于毛霉等微生物的生长和腐乳发酵,A错误;香辛料和料酒都能抑制微生物的生长,具有防腐作用,B正确;毛霉的主要作用是产生蛋白酶和脂肪酶,将蛋白质和脂肪分解成小分子化合物,C错误;成品腐乳表面的粘性物质主要是毛霉产生的,毛霉属于真菌,D错误。

【典例4】(2017 江苏)如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述错误的是 ..

A.改变通入气体种类,可以研究呼吸作用类型对发酵的影响 B.果酒发酵过程中通入N2,酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸 C.果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关 D.气体入口与气体出口可以交换使用 【答案】D

【解析】酵母菌属于兼性厌氧菌,醋酸菌属于需氧菌,控制氧气的进入,可以研究呼吸作用类型对发酵的影响,A项正确;果酒发酵初期通入氧气,酵母菌进行有氧呼吸,可以提供较多能量,使酵母菌快速繁殖,中期通入氮气,酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸,B项正确;温度影响酶活性,果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关,C项正确;气体入口与气体出口不能交换使用,否则会使发酵液溢出,D项错误。 【典例5】(2018 海南)葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的,酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。 回答下列问题:

(1)试管中的 X 溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定,与乙装置相比,用甲装置酿制葡萄酒的优点是______、______(答出两点即可)。

(2)葡萄汁装入甲装置时,要留有1/3的空间,这种做法的目的是______、______(答出两点即可)。 (3)某同学若用乙装置进行发酵,并设置两个不同处理组(乙 A 和乙 B),乙 A 装置中保留一定量的氧气,乙 B 装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下,测得一段时间内乙 A 和乙 B 中酒精含量的变化趋势及乙 A 中氧气含量的变化趋势如曲线图丙所示。图中曲线 ①、②、③依次表示______、______、______含量的变化趋势。

(4)从细胞呼吸类型看,酵母菌属于______生物;从同化作用的类型看,酵母菌属于______ (填“自养”或“异养”) 生物。

【答案】不需要开盖放气 避免了因开盖引起的杂菌污染 为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气 防止发酵旺盛时汁液溢出 乙A中的氧气 乙B中的酒精 乙A中的酒精 兼性厌氧 异养 【解析】(1)试管中的 X 溶液能够吸收酵母菌酒精发酵产生的CO2,有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定,果酒制作过程中除了能产生酒精,也会释放二氧化碳,因此要每隔12小时左右(一定的时间)将瓶盖拧松一次,将二氧化碳排出。与乙装置相比,甲装置的优点是不需要开盖放气、避免了因开盖引起的杂菌污染。

(2)葡萄汁装入甲装置时,留有约1/3的空间,这样做既可以为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气,又可以防止发酵旺盛时汁液溢出。

(3)乙 A 装置中保留一定量的氧气,酵母菌先进行有氧呼吸消耗氧气,氧气减少,然后再进行无氧呼吸产生酒精和CO2,酒精含量增加,乙B装置中没有氧气,只进行无氧呼吸,产生酒精和CO2,酒精含量一开始增加,因此在其他条件相同且适宜的情况下,测得一段时间内乙A中氧气含量的变化趋势如曲线①,乙A中酒精含量的变化趋势如曲线③,乙B中的酒精含量的变化趋势如曲线②。

(4)酵母菌在有氧和无氧条件下均能生存,需要消耗营养物质,其异化作用类型是兼性厌氧型,其同化类型为异养型。

【典例6】(2017 全国I)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素,某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀,再将两者置于适宜条件下进行发酵,并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题:

(1)该实验的自变量是____________________、__________________________。

(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌是______________________。 (3)如果在实验后,发现32 h内的发酵效果越来越好,且随发酵时间呈直线上升关系,则无法确定发酵的最佳时间;若要确定最佳发酵时间,还需要做的事情是__________________________。

(4)从大豆到豆豉,大豆中的成分会发生一定的变化,其中,蛋白质转变为__________________,脂肪转变为__________________________。

【答案】菌种 发酵时间 好氧菌 延长发酵时间,观测发酵效果,最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间 氨基酸和肽 脂肪酸和甘油

【解析】(1)根据题干信息可知,该实验的自变量是菌种和发酵时间。

(2)发酵容器内上层为有氧环境,底层为无氧环境,若发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好,则说明该发酵菌是好氧(需氧)微生物。

(3)如果在实验后,发现32 h内的发酵效果越来越好,且随发酵时间呈直线上升关系,则无法确定发酵的

最佳时间;若要确定最佳发酵时间,可在原操作的基础上,继续延长发酵时间,观测发酵效果,最好的发酵效果所对应的时间即为最佳的发酵时间。

(4)从大豆到豆豉的过程中,蛋白质被蛋白酶分解成小分子肽和氨基酸,脂肪被脂肪酶分解成甘油和脂肪酸。

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传统发酵工程必备知识总结:

1、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的;出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接,其目的是防止空气中微生物的污染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时,应该充气

口连接气泵,输入氧气。

2、腐乳制作时 (1)食盐的作用:抑制微生物的生长,避免变质;析出水分,使豆腐变硬,在后期制作过程中不易酥烂;调味作用,给腐乳以必要的咸味;浸提毛酶菌丝上的蛋白酶。(2)卤汤中酒的含量一般控制在12%左右。(2)酒的作用:1.防止杂菌污染以防腐2.与有机酸结合形成酯,赋予腐乳风味(3)酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系,酒精含量越高,对蛋白酶的抑制作用也越大,使腐乳成熟期延长;酒精含量过低,蛋白酶的活性高,加快蛋白质的水解,杂菌繁殖快,豆腐易,难以成块(4)香辛料的作用:调味作用;杀菌防腐作用;参与并促进发酵过程

亚盐含与 N-1-萘好测定亚盐含量的方法是:比色法

原理是在盐酸酸化条件下,亚盐与对基苯磺酸发生重氮化反应后,

发酵时间(d) 基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料,与已知浓度的标准显色液目测

3、泡菜制作·一般在腌制 10 天后亚盐含量开始降低,故在10天之后食用最

比较,估算泡菜中亚盐含量。 4、果酒与果醋制作的比较 菌种 果酒制作 酵母菌 果醋制作 醋酸菌

菌种来源 附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 有氧条件下,酵母菌通过有氧呼吸大量繁氧气、糖源充足时:C6H12O6+2O2―→ 殖:C6H12O6+6O2―→ 2CH3COOH+2CO2+2H2O;缺少糖源、氧气充发酵过程 6CO2+6H2O;无氧条件下,酵母菌通过足时:C2H5OH+O2―→ 无氧呼吸产生酒精:CH3COOH+H2O C6H12O6―→2C2H5OH+2CO2 一般酒精发酵18~25 ℃,繁殖最适为温度 20 ℃左右 气体 时间

前期:需氧,后期:无氧 10~12天 需要充足的氧气 7~8天 最适为30~35 ℃ 变酸酒表面的菌膜 【难点2】微生物的培养与应用

【典例7】(2019·北京)筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后,若细菌能分解淀粉,培养平板经稀碘液处理,会出现以菌落为中心的透明圈(如图),实验结果见下表。

真题精析

菌种 细菌Ⅰ 细菌Ⅱ 菌落直径:C(mm) 5.1 8.1 透明圈直径:H(mm) 11.2 13.0 H/C 2.2 1.6 有关本实验的叙述,错误的是 ..

A.培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质

B.筛选分解淀粉的细菌时,菌液应稀释后涂布 C.以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外 D.H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异 【答案】C

【解析】培养基一般含有碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等成分,A正确;筛选淀粉分解菌时,需要对菌液进行一系列的梯度稀释,再将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基上进行培养,B正确;由题意可知,以上两种菌均会产生透明圈,说明两种菌均可以产生淀粉酶并分泌到细胞外分解淀粉,C错误;淀粉分解菌的H/C越大,说明其产生的淀粉酶分解的淀粉相对越多,可说明该淀粉分解菌分解淀粉的能力越强,D正确。因此,本题答案选C。

【典例8】(2019·江苏)下列关于微生物实验操作的叙述,错误的是 ..A.培养微生物的试剂和器具都要进行高压蒸汽灭菌 B.接种前后,接种环都要在酒精灯火焰上进行灼烧 C.接种后的培养皿要倒置,以防培养污染 D.菌种分离和菌落计数都可以使用固体培养基 【答案】A

【解析】接种室、接种箱等常用紫外线消毒法处理,接种环等常用灼烧灭菌法处理,吸管、培养皿等常用干热灭菌法处理,培养基及多种器材用高压蒸汽灭菌法处理,A错误;为了防止杂菌污染,每次接种前后,接种环都要进行灼烧灭菌,B正确;接种后,培养皿需要倒置,以防皿盖上水珠落入培养基造成污染,C正确;分离菌种可以用平板划线法和稀释涂布平板法,后者还可以用于微生物的计数,所用培养基为固体培养基,D正确。故选A。

【典例9】(2019·江苏)下列关于产纤维素酶菌分离及运用的叙述,不合理的是 ...A.筛选培养基中应含有大量的葡萄糖或蔗糖提供生长营养 B.可从富含腐殖质的林下土壤中筛选产纤维素酶菌

C.在分离平板上长出的菌落需进一步确定其产纤维素酶的能力 D.用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆可提高其饲用价值 【答案】A

【解析】应该用以纤维素为唯一碳源的培养基筛选纤维素分解菌,只有纤维素分解菌能够存活,A错误;木材、秸秆中富含纤维素,故可以从富含腐殖质的林下土壤中筛选产纤维素酶菌,B正确;用以纤维素为唯一碳源的培养基筛选纤维素分解菌后,为了确定得到的是纤维素分解菌,还需要进行发酵产纤维素酶的实

验,C正确;用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆,可以把纤维素分解成葡萄糖,提高饲用价值,D正确。 【典例10】(2019 全国I)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解,会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。 Ⅰ号培养基:在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5g/L)。

Ⅱ号培养基:氯化钠(5g/L),铵(3g/L),其他无机盐(适量),X(15g/L)。 Ⅲ号培养基:氯化钠(5g/L),铵(3g/L),其他无机盐(适量)。X(45g/L)。 回答下列问题。

(1)在Ⅰ号培养基中,为微生物提供氨源的是___________。Ⅱ、Ⅲ号培养基为微生物提供碳源的有机物是_________。

(2)若将土壤悬浮液种在Ⅱ号液体培养基中,培养一段时间后,不能降解X的细菌比例会_________,其原因是_________。

(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基,若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数,接种时,应采用的方法是______________。

(4)假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌,且该菌能将X代谢为丙酮酸,则在有氧条件下,丙酮酸可为该菌的生长提供_________和_________。

【答案】牛肉膏、蛋白胨 X 下降 不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖,而能降解X的细菌能够增殖 稀释涂布平板法 能量 合成其他物质的原料

【解析】(1)氮源是微生物生长需要的一类营养物质,是含氮化合物,可为微生物的生长提供氮元素,牛肉膏、蛋白胨来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质,因此在1号培养基中,可为微生物提供氮源的是牛肉膏、蛋白胨。碳源也是微生物生长所需要的一类营养物质,可为微生物的生长提供碳元素,而有机物均含碳元素,II、III号培养基均含有有机物X,因此,II、III号培养基为微生物的生长提供碳源的均为有机物X。

(2)由于II号培养基含有的碳源只有有机物X,因此若将土壤悬浮液接种在II号液体培养基中,培养一段时间后,不能降解X的细菌由于无法获得碳源而无法增殖导致其比例减少。

(3)微生物的接种方法很多,最常用的有平板划线法与稀释涂布平板法,由于稀释涂布平板法中,稀释度足够高的菌液经涂布培养后,在培养基表面形成的一个菌落是由菌液中的一个活菌繁殖而来,所以常用来进行微生物的计数。

(4)丙酮酸参与有氧呼吸的第二阶段,能被分解产生能量,且丙酮酸可作为许多物质合成的中间产物,因此其可为微生物的生长提供能量和合成其他物质的原料。

【典例11】(2019 全国II)物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题。 (1)要从土壤中分离目标菌,所用选择培养基中的氮源应该是_________。

(2)在从土壤中分离目标菌的过程中,发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌,应该选择________菌落进一步纯化,选择的依据是________。

(3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源,请简要写出实验思路、预期结果和结论,即_______。

(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌,使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异,该小组拟进行如下实验,请完善相关内容。

①在含有一定浓度W的固体培养基上,A处滴加含有酶E的缓冲液,B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液,C处滴加_________,三处滴加量相同。

②一段时间后,测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈,说明___________;若A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明___________。

【答案】W 乙 乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W 将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源 缓冲液 缓冲液不能降解W 酶E与天然酶降解W的能力相近

【解析】(1)该研究小组的目标菌是能够降解物质W的细菌,而物质W是一种含氮有机物,故可作筛选培养基中的氮源。

(2)研究小组的目标菌,是能够降解物质W的细菌,培养基中乙菌落的周围出现透明圈,说明乙菌落能够降解物质W,故乙菌落为该小组的目标细菌。

(3)目标菌能够利用空气中的氮气作为氮源,故选用的筛选培养基不添加氮源,能够在无氮源的培养基上生存的细菌便是目的细菌,故实验操作为:将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。

(4)①C处作为空白对照,要排除作为溶剂的缓冲液对实验可能造成的影响,故需要在C处滴加缓冲液,

且保持滴加量相同;②培养基中的透明圈表示物质W被降解的情况,若C处不出现透明圈,则说明缓冲液不能降解物质W;若A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明物质W被降解的程度相近,即酶E与天然酶降解物质W的能力相近。

【典例12】(2019 全国III)回答下列与细菌培养相关的问题。

(1)在细菌培养时,培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是_____________(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常,制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH,其原因是________。硝化细菌在没有碳源的培养基上______(填“能够”或“不能”)生长,原因是____________。 (2)用平板培养细菌时一般需要将平板____________(填“倒置”或“正置”)。

(3)单个细菌在平板上会形成菌落,研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物,原因是____________。

(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过____________处理,这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。 【答案】蛋白胨 不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同 能够 硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源 倒置 在一定的培养条件下,不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征 灭菌 【解析】(1)葡萄糖只能为细菌提供碳源,钠为细菌提供无机盐,而蛋白胨既可以为细菌碳源,也可以为细菌提供氮源;由于不同的细菌生长繁殖的最适宜pH是不同的,因此制备培养基时要根据所培养的细菌的不同来调节培养基的pH;硝化细菌属于化能自养型微生物,其可以利用氨氧化释放的能量将空气中的二氧化碳固定为有机物,因此硝化细菌可以在无碳培养基中生长。

(2)用平板培养细菌时,一般需要将平板倒置培养,以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。 (3)由于每一大类微生物都有其独特的细胞形态,因而其菌落形态特征也各异,因此根据菌落的形态、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物。

(4)有些使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理,以免污染环境。

【典例13】(2018 全国I)将马铃薯去皮切块,加水煮沸一定时间,过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂,用水定容后灭菌,得到M培养基。 回答下列问题:

(1)M培养基若用于真菌的筛选,则培养基中应加入链霉素以抑制___________的生长,加入了链霉素的培养基属于___________培养基。

(2)M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质,营养物质类型除氮源外还有

___________(答出两点即可)。氮源进入细菌后,可参与合成的生物大分子有___________(答出两点即可)。 (3)若在M培养基中用淀粉取代蔗糖,接种土壤滤液并培养,平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出

能产生淀粉酶的微生物,加入的显色剂是___________,该方法能筛选出产生淀粉酶微生物的原理___________。

(4)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量,在同一稀释倍数下得到以下结果:

甲同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是110、140和149,取平均值133。 乙同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是27、169和176,取平均值124。

有人认为这两位同学的结果中,乙同学的结果可信度低,其原因是:_____________________。

【答案】细菌 选择 碳源、无机盐 蛋白质、DNA、RNA 碘液 淀粉遇碘显蓝色,产淀粉酶菌落周围淀粉被水解,形成透明圈 乙同学的结果中,1个平板的计数与另2个相差悬殊,结果的重复性差

【解析】(1)M培养基若用于真菌的筛选,说明M培养基能满足真菌的生长,而能抑制其它微生物的生长,链霉素是一种抗生素,可以抑制细菌的生长。加入了链霉素的培养基能筛选出真菌,该培养基属于选择培养基。

(2)微生物生长需要多种营养物质除氮源外,还需要碳源、无机盐、水以及特殊营养物质等。氮元素是蛋白质和核酸等生物大分子的组成元素,因此氮源进入细胞后,可参与合成的生物大分子有蛋白质和核酸(DNA、RNA)。

(3)淀粉与碘液会变成蓝色,筛选产淀粉酶的微生物,依据淀粉遇碘液显蓝色,产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解,形成透明圈,再根据透明圈,来筛选产淀粉酶的微生物。

(4)乙同学结果不合理,因为1个平板的计数结果与另2个相差悬殊较大,结果的重复性差,不能简单的用其平均数作为最终结果。

【典例14】(2018·浙江)回答与微生物培养及应用有关的问题:

(1)对培养基进行高压蒸汽灭菌时,灭菌时间应从__________时开始计时。对于不耐热的液体培养基,一般可将其转人G6玻璃砂漏斗中,采用__________方式可较快地进行过滤灭菌。

(2)酿造果醋相比,利用大米、高粱等富含淀粉的原料制醋,需增加__________的过程。某醋化醋杆菌培养基由蛋白胨、酵母提取物和甘露醇组成,其中甘露醇的主要作用是__________。

(3)为筛选胞外A–淀粉酶分泌型菌种,一般从__________(A果园树下 B肉类加工厂周围 C 米酒厂周围 D枯树周围)获得土样,用无菌水稀释,涂布到含有淀粉的选择培养基上培养,一段时间后在培养基表面滴加碘液,可在菌落周围观察到透明的水解圈。若要筛选酶活性较高的菌种,需挑选若干个__________比值大的菌落,分别利用液体培养基振荡培养进行扩增。然后将培养液离心,取__________用

于检测酶活性。

【答案】达到设定的温度或压力值 抽滤 将淀粉分解成糖 作为碳源 C 水解圈直径与菌落直径 上清液

【解析】(1)对培养基进行高压蒸汽灭菌时,灭菌时间应从达到设定的温度或压力值时开始计时。对于不 耐热的液体培养基,一般可将其转入G6玻璃砂漏斗中,采用抽滤方式可较快地进行过滤灭菌,例如尿素。(2)大米、高粱等原料中富含淀粉,醋化醋杆菌无法直接利用淀粉,应先将淀粉分解为糖。某醋化醋杆菌培养基由蛋白胨、酵母提取物和甘露醇组成,其中蛋白胨为微生物提供氮源,酵母提取物和甘露醇为微生物提供碳源。

(3)以淀粉原料生产酒时,淀粉需在淀粉酶的催化作用下水解为可以进行发酵的糖。因此,可从米酒厂周围获得土样,筛选胞外a–淀粉酶分泌型菌种。淀粉遇碘液变蓝,淀粉在a–淀粉酶的催化作用下水解生成糊精,糊精滴加碘液,不会变蓝。在培养基表面滴加碘液,由于菌种产生胞外a–淀粉酶水解淀粉形成透明圈,透明圈越大,说明a–淀粉酶的活性越高。因此,挑选透明水解圈直径与菌落直径比值大的菌落来筛选酶活性较高的菌种。然后利用液体培养基振荡培养进行扩增,再对培养液进行离心取上清液得到淀粉酶提取液,用于检测酶活性。

【典例15】(2018·江苏)酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半,可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废中醇作为碳源进行培养,这样既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母,并进行大量培养。下图所示为操作流程,请回答下列问题:

(1)配制培养基时,按照培养基配方准确称量各组分,将其溶解、定容后,调节培养基的_________,及时对培养基进行分装,并进行_________灭菌。

(2)取步骤②中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中,在步骤③中将温度约_________(在25℃、50℃或80℃中选择)的培养基倒入培养皿混匀,冷凝后倒置培养。

(3)挑取分离平板中长出的单菌落,按步骤④进行划线。下列叙述合理的有_________。(多选) a.为保证无菌操作,接种针、接种环使用前都必须灭菌 b.划线时应避免划破培养基表面,以免不能形成正常菌落 c.挑取菌落时,应挑取多个菌落,分别测定酵母细胞中甲醇的含量

d.可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度,获得甲醇高耐受株

(4)分离培养酵母菌通常使用_________(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基,步骤⑤中,为使酵母数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和_________供应。为监测酵母的活细胞密度,将发酵液稀释1 000倍后,经等体积台盼蓝染液染色,用25×16型(1mm×lmm×O.1mm)血细胞计数板计数5个中格中的细胞数,理论上_________色细胞的个数应不少于_________,才能达到每毫升3×10个活细胞的预期密度。

【答案】 pH 高压蒸汽 50℃ a、b、d 麦芽汁琼脂 氧气 无 30

【解析】(1)配制培养基的操作步骤为称量→溶化→定容→调pH→培养基的分装→包扎→灭菌,因此微生物的培养基配制好后应该先调节pH,再分装。常见的灭菌方法有:干热灭菌、高压蒸汽灭菌、灼烧灭菌。培养基适宜用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。

(2)在步骤③中,待培养基冷却至50℃左右时进行倒平板。

(3)在划线过程中,接种针、接种环使用前都必须灭菌,以防止杂菌污染,a正确;划线时应避免划破培养基表面,否则将不能形成正常菌落,b正确;该实验的目的是获得利用工业废甲醇作为碳源的酵母菌,不需要测定酵母菌中的甲醇含量,c错误;培养基中的甲醇浓度越高,此种培养基中得以生存的酵母菌利用甲醇的能力越强,因此可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度,获得甲醇高耐受株,d正确。

(4)酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖,因此为使酵母数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和氧气供16型的血球计数板:1毫升悬液中待测标本(菌应;台盼蓝是大分子物质,不能将活细胞染色,再根据25×

400×104×109体)总数=80小方格内菌体数/80×稀释倍数。而台盼蓝与菌液等体积加入,因此要达到每毫升3×109)÷2×104×400÷80)=30个。 个活细胞的预期密度,理论上无色细胞数应该不少于(3×(1000×【典例16】(2017 全国III)绿色植物甲含有物质W,该物质为无色针状晶体,易溶于极性有机溶剂,难溶于水,且受热、受潮易分解。其提取流程为:植物甲→粉碎→加溶剂→振荡→收集提取液→活性炭处理→过滤去除活性炭→蒸馏(含回收溶剂)→重结晶→成品。回答下列问题:

(1)在提取物质W时,最好应选用的一种原料是___________________(填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”)的植物甲,不宜选用其他两种的原因是___________________________________。 (2)提取物质W时,振荡的作用是______________________。

(3)活性炭具有很强的吸附能力,在提取过程中,用活性炭处理提取液的目的是________________。 (4)现有丙酮(沸点56 ℃)、乙醇(沸点约78 ℃)两种溶剂,在提取物质W时,应选用丙酮作为提取剂,理由是__________________________________。

(5)该实验操作过程中应注意的事项是_________________(答出两点即可)。

9

【答案】 晾干 高温烘干过程中,植物甲中的物质W易被破坏;新鲜的植物甲含水量高,用于提取的极性有机溶剂会被稀释,进而降低对物质W的提取效果 使原料和溶剂充分混匀 去除提取液中的色素 丙酮沸点低于乙醇,蒸馏时物质W分解较少 在温度较低的情况下操作,防火

【解析】(1)依据题干信息(受热、受潮易分解),应选择晾干的植物甲,因为高温烘干过程中,植物甲中的物质W易被破坏;新鲜的植物甲含水量高,用于提取的极性有机溶剂会被稀释,进而降低对物质W的提取效果。(2)振荡使原料和溶剂充分混匀。(3)根据题意,活性炭具有吸附能力,杂质色素易被吸附。(4)根据题干信息,受热易分解,所以选择沸点低的丙酮。(5)根据题干信息,受热易分解,所以注意控制温度;又因为用了丙酮,所以要注意防火。

抢分秘籍 微生物的培养与应用必备知识总结:

1、培养基按照物理性质可分为液体培养基 半固体培养基和固体培养基。在液体培养基中加入凝固剂琼脂(是从红藻中提取的一种多糖,在配制培养基中用作凝固剂)后,制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长,可以形成肉眼可见的菌落。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。液体培养基应用于工业或生活生产,固体培养基应用于微生物的分离和鉴定,半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。按照培养基的用途,可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物生长,促进所需要的微生物的生长。鉴别培养基是根据微生物的特点,在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的,用以鉴别不同类别的微生物。

·培养基还要满足微生物生长对PH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时须将培养基的pH调至酸性,培养细菌是需要将pH调至中性或微碱性,培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件

2、无菌技术·获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,要注意以下几个方面:

①对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒。 ②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。 ③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。 ④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。 3、消毒与灭菌

比较项 理化因素的作用强度 消毒 灭菌 4、纯化大肠杆菌

(1)微生物接种的方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。

(2)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。在数次划线后培养,可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,这就是菌落。 (3)稀释涂布平板法是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。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。

(4)用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是:使聚集在一起的微生物分散成单个细胞,从而能在培

较为温和 强烈 消灭微生物的数量 部分生活状态的微生物 全部微生物 芽孢和孢子能否被消灭 不能 能 5、筛选菌株

(1)实验室中微生物的筛选应用的原理

人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。 (2)选择性培养基

在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称作6、

6、统计菌落数目

(1)测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。 (2)稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理

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

7、纤维素分解菌的筛选

(1)筛选方法:刚果红染色法。能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选。 (2)刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理

刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时,刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红-纤维素的复合物就无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。这样,我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

8、分离分解纤维素的微生物的实验流程

土壤取样→选择培养(此步是否需要,应根据样品中目的菌株数量的多少来确定)→梯度稀释→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落

【难点3】酶的研究与应用

【典例17】(2019 江苏)下列关于加酶洗涤剂的叙述,错误的是 ..A.加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶 B.用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水 C.含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物 D.加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的 【答案】A

【解析】加酶洗衣粉中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶,A错误;加酶洗衣粉含酶制剂,酶具有高效性,故可以节约洗涤时间、节约用水,B正确;棉织物的主要成分是纤维素,纤维素酶可以使织物更蓬松,有利于洗去污渍,C正确;科学家通过基因工程生产出了耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶,制作加酶洗衣粉,D正确。故选A。

【典例18】(2018 江苏)下列关于酵母细胞固定化实验的叙述,正确的是 A.用温水使海藻酸钠迅速溶解,待其冷却到室温后用于包埋细胞 B.进行包埋时,用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜 C.注射器(或滴管)出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状 D.包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状,并具有一定的弹性 【答案】D

【解析】在酵母细胞固定化实验中,应该用小火、间断加热的方式使海藻酸钠缓慢溶解,A错误;将混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液进行固定化酵母细胞,CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠,B错误;注射器(或滴管)出口应与液面保持适当的距离,以保证凝胶珠成为球状,C错误;包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状,并具有一定的弹性,D正确。

【典例19】(2017 江苏)固定化单宁酶应用于茶饮料加工,可消除其中的苦涩味。下列有关叙述正确的是 A.在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白 B.化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小

C.温度、pH和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性 D.酶的高效性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分

真题精析

【答案】C

【解析】透析法是利用膜的选择透过性去除混合物中的小分子物质,不能去除杂蛋白,A错误;物理吸附法比化学结合法对单宁酶活性影响更小,B错误;温度、pH和重金属离子都会影响酶活性,C正确;酶的专一性决定了单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分,D错误。

抢分秘籍 1、由水果制作果汁要解决两个主要问题:一是果肉的出汁率低,耗时长;二是榨取的果汁浑浊、黏度高,容易发生沉淀。

2、比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同 相同点 普通洗衣粉 加酶洗衣粉 表面活性剂可以产生泡沫,将油脂分子分散开,水软化剂可以分散污垢,等 不同点 酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物,小分子有机物易溶于水,从而与纤维分开 【难点4】DNA和蛋白质技术

真题精析 【典例20】(2019 江苏)下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述,错误的是( ) ..A.用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的DNA量相近 B.DNA析出过程中,搅拌操作要轻柔以防DNA断裂 C.预冷的乙醇可用来进一步纯化粗提的DNA D.用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行水浴加热 【答案】A

【解析】兔属于哺乳动物,其红细胞没有细胞核及各种细胞器,提取不到DNA,而鸡属于鸟类,其红细胞内含有细胞核与各种细胞器,DNA含量较多,A错误;DNA分子从细胞中被释放出来且除去蛋白后是非常容易断裂的,如果太过剧烈的搅拌,DNA链可能会被破坏,因此轻柔搅拌的目的是为了获得较完整的DNA分子,B正确;在冷的95%酒精溶液中DNA的溶解度最低,DNA的沉淀量最大。如果用热的95%酒精会

提高DNA的溶解度,不能完全使DNA沉淀,C正确;将析出的DNA溶解在2mol/L的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂后需要水浴加热才会呈现蓝色,D正确。

抢分秘籍 1、在溶解细胞中的DNA时,人们通常选用2mol/LNaCl溶液;将DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水,以稀释NaCl溶液。酒精是一种常用有机溶剂,但DNA却不能溶于酒精(特别是95%冷却酒精),但细胞中蛋白质可溶于酒精。

2、实验材料的选取不同生物的组织中DNA含量不同。在选取材料时,应本着DNA含量高、材料易得、便于提取的原则。

本实验用鸡血细胞做实验材料有两个原因。一是因为鸡血细胞核的DNA含量丰富,材料易得;二是鸡血细胞极易吸水胀破,而用动物肝脏细胞作实验材料常常需要匀浆和离心,对设备要求较高,操作繁琐,历时较长。鸡血细胞破碎以后释放出的DNA,容易被玻璃容器吸附,所以在提取过程中为了减少DNA的损失,最好使用塑料的烧杯和试管盛放鸡血细胞液。

3、去除滤液中的杂质用高盐浓度的溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质;用低盐浓度使DNA析出,能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此,通过反复溶解与析出DNA,就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。 4、实验操作

制备鸡血细胞液…………加柠檬酸钠,静置或离心 ↓

破碎细胞,释放DNA… 加蒸馏水,同一方向快速通方向搅拌 ↓→过滤,除去细胞壁、细胞膜等。

溶解核内DNA………… 加入NaCl至2mol/L,同一方向缓慢搅拌 ↓

DNA析出……………… 加蒸馏水至0.14mol/L,过滤,在溶解到2mol/L溶液中 ↓→除去细胞质中的大部分物质。

DNA初步纯化………… 与等体积95%冷却酒精混合,析出白色丝状物

↓→除去核蛋白、RNA、多糖等。

DNA鉴定……………… 二苯胺,沸水浴,呈现蓝色

注意事项:在鸡血中加入柠檬酸钠防止凝固;鸡血静置或离心以提高细胞悬液浓度;使用塑料烧杯;使用尼龙布过滤;玻棒沿同一方向搅拌;玻棒搅拌要缓慢(细胞破裂快速搅拌);玻棒不要碰到烧杯壁;二苯胺试剂要现用现配等。

【难点5】植物组织培养与有效成分的提取 真题精析 【典例21】(2019·海南高考真题)回答下列问题。

(1)玫瑰精油可用玫瑰花瓣为原料,采用水蒸气蒸馏法提取。水蒸气蒸馏法的原理是

________________________。在进行蒸馏时,冷凝管的进水口比出水口___________(填“高”或“低”)。蒸馏收集到的乳浊液是玫瑰精油和水的混合物,要得到玫瑰精油,需要向乳浊液中加入NaCl,其目的是________________;得到的油层还需要加入无水Na2SO4,其目的是_______________。

(2)某同学在通过发酵制作果酒时,发现在制作原料中添加一定量的糖,可以提高酒精度,原因是________________________。在家庭以葡萄为原料制作葡萄酒时,可以不添加酵母菌,原因是

________________________;在制作葡萄酒的过程中,如果密封不严混入空气,发酵液会变酸,可能的原因是__________________。

【答案】利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来,形成油水混合物,冷却后,混合物又会重新分离出油层和水层 低 促进油和水的分离 吸去芳香油中残留的水分 糖类是主要的能源物质,可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质,还可以作为酒精发酵的原料 葡萄皮上附着有野生的酵母菌 醋酸菌大量增殖,进行醋酸发酵

【解析】(1)水蒸气蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来,形成油水混合物,冷却后,混合物又会重新分离出油层和水层。在进行蒸馏时,为了避免防止冷凝管炸裂,进水口比出水口低。蒸馏

收集到的乳浊液是玫瑰精油和水的混合物,要得到玫瑰精油,需要向乳浊液中加入NaCl可以促进油和水的分离;得到的油层还需要加入无水Na2SO4,可以吸去芳香油中残留的水分。

(2)糖类是主要的能源物质,可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质,还可以作为酒精发酵的原料。故在通过发酵制作果酒时,在制作原料中添加一定量的糖,可以提高酒精度。在家庭以葡萄为原料制作葡萄酒时,由于葡萄皮上附着有野生的酵母菌,故可以不添加酵母菌;在制作葡萄酒的过程中,如果密封不严混入空气,会造成醋酸菌大量增殖,进行醋酸发酵,发酵液会变酸。 【典例22】(2018·浙江)回答与果胶、淀粉等提取和利用有关的问题:

某植物富含果胶、淀粉、蛋白质和纤维素成分。某小组开展了该植物综合利用的研究。

(1)果胶提取工艺研究结果表明,原料先经过一段时间沸水漂洗的果胶得率(提取得到的果胶占原料质量的百分率)显著高于常温水漂洗的果胶得率,最主要原因是沸水漂洗_______ (A.有助于清洗杂质和去除可溶性糖 B.使植物组织变得松散 C.使有关酶失活 D.有利细胞破裂和原料粉碎制浆)。

(2)在淀粉分离生产工艺研究中,为促进淀粉絮凝沉降,添加生物絮凝剂(乳酸菌菌液),其菌株起重要作用。为了消除絮凝剂中的杂菌,通常将生产上使用的菌液,采用_______,进行单菌落分离,然后将其_______,并进行特性鉴定,筛选得到纯的菌株。

(3)在用以上提取过果胶和淀粉后的剩渣加工饮料工艺研究中,将剩渣制成的汁液经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后,发现仍存在浑浊和沉淀问题,可添加_______使果胶彻底分解成半乳糖醛酸,再添加_______,以解决汁液浑浊和沉淀问题。

(4)在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中,通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性,然后主要优化各固定化酶反应器中的_______(答出2点即可)、反应液pH和酶反应时间等因素。其中,酶反应时间可通过_______来调节。

【答案】 C 划线分离法(或涂布分离法) 扩大培养 果胶酶和果胶甲酯酶 淀粉酶使淀粉分解 固定化酶的量、反应液温度 控制反应器液体流最(或体积)

【解析】 (1)沸水漂洗,因高温会破坏蛋白质的空间结构,进而使有关酶失活,C正确,A、C、D均错误。 (2)为了消除絮凝剂中的杂菌,通常将生产上使用的菌液,采用划线分离法(或涂布分离法)进行单菌落分离,然后将其扩大培养,并进行特性鉴定,筛选得到纯的菌株。

(3)蛋白酶和纤维素酶可分别催化蛋白质和纤维素分解。在将以上提取过果胶和淀粉后的剩渣制成的汁液,经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后,仍存在浑浊和沉淀问题,说明该汁液中仍有少量的果胶和淀粉,可添加果胶酶和果胶甲酯酶使果胶彻底分解成半乳糖醛酸,再添加淀粉酶使淀粉分解,以解决汁液浑浊和沉淀问题。

(4)在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中,通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性,然后主要优化各固定化酶反应器中的固定化酶的量、反应液温度、反应液pH和酶反应时间等因素。其中,酶反应时间可通过控制反应器液体流最(或体积)来调节。

抢分秘籍

提取方法 实验原理 方法步骤 适用范围 1.水蒸气蒸馏 利用水蒸气将挥发性较强的水蒸气蒸馏 芳香油携带出来 3.除水过滤 2.分离油层 发性强的芳香油 适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥1.石灰水浸泡、漂洗 通过机械加压,压榨出果皮压榨法 中的芳香油 3.再次过滤 2.压榨、过滤、静置 的提取 适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料 使芳香油溶解在有机溶剂1.粉碎、干燥 有机溶剂萃取 中,蒸发溶剂后就可获得芳香油 2.萃取、过滤3.浓缩 适用范围广,要求原料的颗粒要尽可能细小,能充分浸泡在有机溶液中

专项精练 1.如表所示为某微生物培养基的配方。下列说法中不正确的是( )

A.此培养基属于液体培养基,其中的碳源是(CH2O)

B.配制培养基时,溶化后分装前,必须要进行的是调整pH和灭菌 C.接种时应在酒精灯火焰附近操作

D.若用该培养液选择培养纤维素分解菌,应除去青霉素,加入的是纤维素粉 【答案】D

【解析】据表分析,该培养基配方中没有加琼脂,所以应该为液体培养基,碳源是(CH2O),A正确;不论何种培养基,在各成分都溶化后分装前,要先进行PH调整,然后再进行灭菌,B正确;酒精灯火焰附近存在一个无菌区,为避免杂菌污染,接种时应在酒精灯火焰附近操作,C正确;纤维素分解菌对青霉素敏感, 若用该培养基选择培养纤维素分解菌,应除去青霉素和(CH2O),同时加入的纤维素粉作为唯一碳源,D错误。2.关于植物芳香油的叙述,错误的是( )

A.挥发性强,易溶于有机溶剂,一般来说价格昂贵

B.都是由天然植物的茎、叶、树干、花、果实和种子等部位经过萃取而来的浓缩液体 C.它是植物免疫和维护系统的精华

D.植物芳香油广泛地应用于轻工、化妆品、饮料和食品制造等方面 【答案】B

【解析】芳香油挥发性强,易溶于有机溶剂,一般来说价格昂贵,A正确;植物芳香油的提取方法有蒸馏法、压榨法和萃取等,根据植物原料特点,选择不同的提取方法,B错误;植物芳香油的存在对于保护生物体本身有作用,它是植物免疫与维护系统的精华,C正确;植物芳香油可广泛地应用于轻工、化妆品、饮料和食品制造等方面,D正确。

3.如图是利用水中蒸馏法提取玫瑰精油的装置。下列有关该装置的描述,错误的是( )

A.该装置在安装时需要先固定热源酒精灯,再固定蒸馏瓶,并要注意蒸馏瓶与热源的距离 B.在安装蒸馏头时,要使蒸馏头的横截面与铁架台平行

C.图中冷凝管的进水口、出水口接错,进水口应在下,出水口应在上

D.将温度计固定在蒸馏头上,固定的位置如图所示,使温度计水银球略高于液面 【答案】D

【解析】该装置在安装时需要先固定热源,再固定蒸馏瓶,并要注意蒸馏瓶离热源的距离,A正确;在安装蒸馏头时,要使蒸馏头的横截面与铁架台平行,B正确;图中冷凝管进水口、出水口接反,应该与水蒸气流向相反,即进水口应在下,出水口应在上,C正确;图中温度计的位置过低,温度计的液泡应与蒸馏支管口下沿保持水平,D错误。

4.关于DNA和血红蛋白的提取与分离实验的分析,正确的是( ) A.提取DNA或血红蛋白均可用猪的红细胞或鸡的红细胞 B.提取细胞中的DNA和蛋白质均需要用蒸馏水涨破细胞

C.通过用不同浓度NaCl溶液的反复溶解与析出DNA,可去除蛋白质 D.在蛋白质提取和分离过程中,进行透析可去除溶液中的DNA 【答案】C

【解析】哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,不能提取DNA,故不能用猪的红细胞提取DNA,A错误;提取动物细胞中的DNA用蒸馏水涨破细胞,提取植物细胞中的DNA需要用研磨的方法破坏细胞,B错误;提取DNA时,可用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA,高浓度的盐溶液中溶解DNA,去掉不能溶解的杂质(如蛋白质),用低浓度的盐溶液使得DNA析出,去除溶解的杂质(如蛋白质),C正确;透析可用于去除小分子物质,不能去除大分子的DNA,D错误。 5.下面是制备固定化酵母细胞的步骤,正确的是( ) A.应使干酵母与自来水混合并搅拌,以利于酵母菌活化 B.配制海藻酸钠溶液时要用小火,或间断加热

C.向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞,充分搅拌并混合均匀

D.将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液倒入CaCl2溶液中,会观察到CaCl2溶液中有球形或椭圆形的凝胶 【答案】B

【解析】由于在缺水状态下,酵母菌处于休眠状态,为了加速酵母细胞的活化,将干酵母与蒸馏水混合后,用玻璃棒充分搅拌以利于酵母菌活化,自来水中含有多种微生物,故不能用自来水活化,A错误; B、为避免海藻酸钠发生焦糊,溶化时要用小火或间断加热,B正确;

C、将刚溶化好的海藻酸钠冷却至室温后,与已活化的酵母细胞混合,否则有可能会杀死酵母细胞,C错误; D、应将与酵母细胞混匀的海藻酸钠用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中,而不是注入,D错误。 故选B。

6.如图表示培养和纯化X细菌的部分操作步骤,下列相关叙述正确的是( )

A.步骤①倒平板操作时,倒好后应立即将其倒过来放置 B.步骤②将接种环在火焰上灼烧后迅速沾取菌液后进行平板划线 C.步骤③通过连续划线,使接种物逐渐稀释,培养后出现单个菌落 D.步骤④培养箱培养后可用来对X细菌进行计数 【答案】C

【解析】步骤①倒平板操作时,倒好后应待平板冷却凝固后再将平板倒过来放置,A错误;灼烧后的接种环需在火焰旁冷却后再沾取菌液进行平板划线,B错误;步骤③通过连续划线,使接种物逐渐稀释分布在培养基的表面,在数次划线后培养,可分离到一个细胞繁殖而来的单个菌落,C正确;平板划线法接种的培养基上,由于起始段菌体密集,所以无法对其计数,D错误。故选C。

7.泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚盐对人体健康有潜在危害,某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”,查阅资料得到下图。请判断下列相关说法正确的是( )

A.从细胞结构方面比较,制作泡菜和制作果醋所用的微生物不同 B.从细胞代谢方面比较,制作泡菜和制作果酒所用的微生物相同 C.据上图曲线分析,与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用 D.据上图曲线分析,pH下降是因为乳酸菌数量下降导致乳酸产生量减少 【答案】C

【解析】制作泡菜所需要的乳酸菌为原核生物,制作果醋所需要的醋酸杆菌也为原核生物,故从细胞结构方面比较,二者都是原核生物,A错误;从细胞代谢的角度分析,制作泡菜所需要的乳酸菌为异养厌氧型,制作果酒所需要的酵母菌为异养兼性厌氧型,二者的代谢类型不同,B错误;与第3天相比,第8天亚盐含量明显较低,因此第8天后的泡菜更适于食用,C正确;泡菜制作过程中PH下降的原因是乳酸菌发酵产生了乳酸,由图可知,PH开始下降时,乳酸菌的数量在增加,D错误。 8.下列关于“发酵食品加工的基本方法”的叙述中,错误的是( ) A.含水量大于85%的豆腐利于保持湿度,适宜制作腐乳 B.果酒制作过程中,若发酵条件控制不当果酒可能变酸 C.腐乳制作过程中,适量加盐以防止豆腐变软、变质 D.果醋制作过程中,应连续充入无菌空气以利于醋酸发酵 【答案】A

【解析】制作腐乳时,宜采用含水量为70%左右的豆腐,用含水量过高的豆腐制腐乳,不易成形,A错误;果酒发酵过程中如果氧气和温度条件控制不当,可能会使醋酸菌增殖,进行发酵产生醋酸,导致果酒变酸,B正确;腐乳制作过程中,加盐腌制的目的是析出豆腐内的水分、使豆腐块变硬,在后期的制作过程中不会过早酥烂,同时还能抑制微生物生长,避免豆腐块变质,C正确;醋酸菌是好氧菌,果醋制作过程中,应连续充入无菌空气以利于醋酸发酵,D正确。

9.如图为胡萝卜素的纸层析结果示意图。下列有关说法不正确的是( )

A.A、B、C、D 4点中,属于标准样品的样点是A和D, 提取样品的样点是B和C B.点样应该快速细致,圆点要小,每次点样时都要保持滤纸干燥 C.图中①和②代表的物质分别是其他色素和杂质、β-胡萝卜素 D.该层析的目的是鉴定提取的β-胡萝卜素粗品 【答案】C

【解析】提取出来的胡萝卜素往往含有杂质,在纸层析结果示意图中会有其它色素带,而标准样品只有一个色素带,所以图中A、B、C、D四点中,属于标准样品的样点是A和D,属于提取样品的样点是B和C,A正确;对提取出的胡萝卜素进行纸层析鉴定时,为保证色素经过纸层析后,色素点清晰,易于鉴别和区分,点样时应该快速细致,圆点要小,每次点样时都要保持滤纸干燥,B正确;标准样品的样点是A和D,则在图中的层析谱中,①代表的物质是β-胡萝卜素、②代表的物质是其他色素和杂质,C错误;该层析的目的是鉴定提取的β-胡萝卜素粗品,D正确。

10.如图所示为提取胡萝卜素的装置示意图,下列有关叙述正确的是( )

A.该装置也可以用于提取柑橘和柠檬中的植物芳香油 B.提取胡萝卜素时,1的作用是防止加热时有机溶剂挥发 C.提取胡萝卜素时,2中可以加入酒精来提取

D.提取胡萝卜素时,为了提高温度,可以不要水浴锅直接用酒精灯加热 【答案】B

【解析】该装置是用萃取法提取胡萝卜素的萃取装置,提取柑橘和柠檬中的植物芳香油通常采用压榨法,A错误;1为冷凝管,提取胡萝卜素时,1的作用是防止加热时有机溶剂挥发,B正确;2为烧瓶,酒精是水溶性有机溶剂,萃取中能与水混溶而影响萃取效果,因此提取胡萝卜素时,2中不能加入酒精来提取,C错

误;萃取剂为有机溶剂,易燃易爆,所以提取胡萝卜素的萃取过程不能直接用酒精灯加热,而应采用水浴加热,D错误。

11.下列有关植物有效成分提取的顺序的描述,正确的是( ) ①胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→浓缩→过滤→胡萝卜素

②石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→静置→橘皮油 ③鲜玫瑰花+清水→水蒸气蒸馏→油水混合物→分离油层→除水→玫瑰油 A.①②③ 【答案】C

【解析】提取胡罗卜素的流程是:胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素,①错误;提取橘皮精油的操作流程为:石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→静置→橘皮精油,②正确;提取玫瑰精油的操作流程是:鲜玫瑰花+清水→水蒸气蒸馏→油水混合物→分离油层→除水→玫瑰油,③正确。综上分析,②③正确。

12.下列有关提取和分离猪血红蛋白的实验,叙述错误的是( ) A.用生理盐水洗涤红细胞,以防止红细胞破裂 B.用蒸馏水和甲苯处理红细胞,使其释放出血红蛋白 C.用生理盐水透析血红蛋白溶液,以保持血红蛋白活性 D.用磷酸缓冲液洗脱,有利于血红蛋白在凝胶柱中移动 【答案】C

【解析】生理盐水的浓度与红细胞的细胞质的浓度相当,在生理盐水中,红细胞能维持正常的形态,因此用生理盐水洗涤红细胞,可以防止红细胞破裂,A正确;红细胞释放血红蛋白,需加入蒸馏水和40%的甲苯,再在磁力搅拌器上充分搅拌10 min,在蒸馏水和甲苯的作用下,红细胞破裂,释放出血红蛋白,B正确;C错误;将盛有血红蛋白溶液的透析袋放入一定浓度的磷酸缓冲液中透析,磷酸缓冲液可维持血红蛋白的正常特性,用磷酸缓冲液洗脱,有利于血红蛋白在凝胶柱中移动,D正确。故选C。 13.下列关于微生物培养和利用的叙述,错误的是

A.接种前要了解固体培养基是否被污染可接种蒸馏水来培育检测 B.接种时连续划线的目的是将聚集的菌体逐步稀释获得单个菌落 C.以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌 D.利用刚果红培养基上是否形成透明圈可筛选纤维素分解菌 【答案】A

B.①②

C.②③

D.①③

【解析】检测培养基被污染的方法是:将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生,A错误; 接种换上的菌液经过连续划线,菌液中的菌体越来越少,最后容易形成单菌落,B正确; 鉴定尿素分解菌培养基不是无氮,有唯一氮源尿素,尿素分解菌分解尿素形成了氨气,氨气会使培养基的碱性增强,用酚红试剂即可鉴定出,C正确; 当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红-纤维素的复合物就无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌,D正确。

14.下列表格中,为达到相应实验目的所采用的实验方法,错误的是

A.A 【答案】B

B.B C.C D.D

【解析】新鲜玫瑰花中提取玫瑰精油,用水蒸气蒸馏法,A正确;橘皮精油容易焦糊,采用压榨法提取橘皮精油,B错误;胡萝卜素的体提取用有机溶剂萃取的方法,胡萝卜素易溶于有机溶剂,C正确;蛋白质分子量的大小可以用标准蛋白质分子在SDS-聚丙烯酰胺磷胶电泳分离对比测定,D正确。 15.下列关于制备固定化酵母细胞(凝胶珠)的叙述,错误的是

A.刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间,以便于形成稳定的结构 B.凝胶珠拖尾现象(蝌蚪状)产生的原因,可能是海藻酸钠溶液的浓度偏低 C.制作的凝胶珠的颜色过浅、呈白色,说明凝胶珠固定的酵母细胞数目较少 D.将固定化酵母细胞(凝胶珠)用无菌水冲洗2-3次,目的是洗去CaC12溶液 【答案】B

【解析】刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间,以便于形成稳定的结构,A正确;让凝胶珠借助重力慢慢滴入CaCl2液中可以防止凝胶珠拖尾现象(蝌蚪状)产生的原因,B错误; 制作的凝胶珠的颜色过浅、呈白色,说明凝胶珠固定的酵母细胞数目较少,C正确;将固定化酵母细胞(凝胶珠)用无菌水冲洗2-3次,目的是洗去CaC12溶液,D正确; 16.下列关于腐乳制作叙述中,正确的是( )

A.腐乳制作过程中加酒精主要是为了灭菌,避免腐乳变质

B.将长满毛霉的豆腐分层装瓶腌制时,底层和接近瓶口的盐要铺厚些 C.勤向腐乳坯表面喷水,有利于毛霉菌丝的生长

D.腐乳生产的现代化工艺中,常将优良毛霉菌种直接接种在豆腐上 【答案】D

【解析】腐乳制作中加酒主要是为了调节腐乳的风味,同时也可以杀菌,避免腐乳变质,A错误;由于越靠近瓶口的位置被微生物污染的几率越大,所以将长满毛霉的豆腐分层装瓶腌制时,应随层数的增加而增加盐量,B错误;勤向腐乳坯表面喷水,会改变毛霉生长所需的湿度,又会导致杂菌污染,不利于毛霉菌丝的生长,C错误;现代的腐乳生产是在严格无菌条件下接种优良的毛霉菌种制作而成的,D正确。 17.如图所示的发酵装置中,排气口与一个长而弯曲的胶管连接的主要目的是( )

A.让产生的气体缓慢排出 B.排出CO2并防止杂菌污染 C.防止散热过多

D.有利于通过排气口进行气体交换 【答案】B

【解析】发酵过程中酵母菌会进行无氧呼吸产生二氧化碳,使发酵瓶中气压增加,为防止发酵瓶炸裂,故需要在发酵过程中定时放气,同时还应该保证发酵液不被杂菌污染。所以排气口常与一个长而弯曲的胶管连接,既能排出发酵过程中产生的气体,又能防止空气中的微生物进入,避免发酵失败,综上分析,B符合题意,A、C、D均不符合题意。

二、非选择题

1.葡萄除了含有丰富的葡萄糖、果糖、麦芽糖外,还含有果胶、酒石酸、多种维生素和21种花青素。但葡萄不耐储藏,因此除了鲜食,许多家庭都有自制葡萄酒的习惯。请回答下列相关问题:

(1)某同学想用实验探究A、B两个品种的葡萄上野生酵母菌含量的多少,当他将等浓度等量的两种葡萄汁接种于平板上并培养一段时间后,该同学观察到了多种不同的菌落,区别不同菌落的特征有_________(至少答出2点)。该同学在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多,原因是不易通过培养得到_________________。该同学需要每隔一段时间统计一次酵母菌菌落数目,选取_______________时的记录作为记录结果。

(2)酿酒葡萄通常皮厚粒小糖分高,而市售鲜食葡萄经改良后皮薄粒大但含糖量低。于是,有人就在酿制葡萄酒前向发酵瓶中添加了大量的白糖,其余操作均正常,结果酿出的葡萄酒中几乎检测不到酒精,其失败最可能的原因是 _________。

(3)工业生产上为了使优良酵母细胞多次利用,可用固定化酵母细胞进行葡萄酒发酵。选择固定化酵母细胞而不是固定化相关酶进行酒精发酵的主要原因是______。固定细胞时常用______________作为载体,在固定前,需要对酵母细胞培养,使其数量迅速增加,为监测酵母的活细胞密度,将发酵液稀释一定倍数后,经等体积台盼蓝染液染色,用血细胞计数板计数________色细胞的个数。

(4)人们制作馒头时,为使馒头松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌,是因为酵母菌在发酵过程中产生了大量的_________________。

【答案】形状、大小、颜色和隆起程度 单菌落 菌落数稳定 蔗糖浓度过高,导致酵母细胞失水过多死亡 酒精发酵过程需要多种酶参与,固定细胞固定的是一系列酶,可达到连续生产的目的 海藻酸钠 无色 CO2(气体)

【解析】(1)在一定培养条件下同种微生物表现出稳定的菌落特征,这些特征包括菌落形状、大小、隆起程度、颜色等方面。滴加到培养基表面的菌悬液量过多,两个或多个细胞连在一起,平板上观察到的只是一个菌落,计数引起很大误差,所以最好形成单个菌落。选取菌落数目稳定时的记录作为结果,可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。

(2)在酿制葡萄酒前向发酵瓶中添加了大量的白糖,导致蔗糖浓度过高,其中的酵母菌失水死亡,因而酿出的葡萄酒中几乎检测不到酒精。

(3)葡萄酒发酵过程中需要多种酶参与,固定化细胞固定的是一系列酶,可以达到连续生产的目的,所以选择固定化酵母细胞而不是固定化某一种酶进行酒精发酵。固定细胞时常用海藻酸钠作为载体。经台盼蓝染液染色后,死细胞会被染成蓝色而活细胞不着色,所以监测酵母的活细胞密度,用血细胞计数板计数无

(不着)色细胞的个数。

(4)酵母菌在发酵过程中产生了大量的CO2(气体)使馒头松软。

2.微生物连续培养时,一部分旧的培养基以一定的速度流出,同时不断有等量的新鲜培养基流入以保证微生物对营养物质的需要。研究人员将大肠杆菌JAl22菌株接种到葡萄糖含量受到的培养基中,连续培养多代,然后取样分析其中存在的新菌株。请回答下列问题:

(1)用于连续培养JA122大肠杆菌的培养基从物理性质看属于___________培养基,制备微生物培养基时各种成分在溶解后分装前必须进行_____________和灭菌。

(2)样品发现CV101、CV103、CV116三种新菌株,对三种菌株的代谢差异进行分析发现,CV103对葡萄糖吸收率最高,代谢终产物是醋酸盐。进一步研究表明,CV101可以在过滤的培养过CV103的培养基中生长,据此作出的推测:CV101菌株能以CV103菌株产生的醋酸盐为碳源。请设计并完成下列实验步骤,来验证以上观点。

①配制________________________的固体培养基(A组);和不含碳源的固体培养基(B组);

②将等量的适量稀释的CV101菌液分别接种到A、B培养基中培养一段时间,并观察记录菌株的生长情况。接种最常用的方法有____________________________;实验过程应在__________________________条件下进行。

③预期实验结果:____________________________________________________________。 (3)实验结束时,使用过的培养基应该进行______________处理后,才能倒掉,以免________________________________________________。

【答案】液体 调PH 以醋酸盐为唯一碳源 平板划线法和稀释涂布平板法 无菌 A组菌株生长(形成菌落),B组菌株不能生长(无菌落) 灭菌 污染环境和感染操作者

【解析】(1)由题意可知,连续培养的培养基是液体培养基,培养基的基本营养成分由碳源、氮源、水、无机盐,培养基配置好后在分装前必须进行调节pH和灭菌。

(2)由题意可知,CV103对葡萄糖吸收率最高,代谢终产物是醋酸盐,CV101可以在过滤的培养过CV103的培养基中生长,由此可以推出CV101菌株能以CV103菌株产生的醋酸盐为碳源,,若要验证CV101菌株能以CV103菌株产生的醋酸盐为碳源这一推论。

①配制以醋酸盐为唯一碳源的培养基和不含碳源的固体培养基作为对照。 ②常用的微生物接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。

③预期实验结果:由于A组含有醋酸作为碳源,所以A组菌株生长(形成菌落),B组缺少碳源,微生物不能生长,所以B组菌株不能生长(无菌落)。

(3)实验结束时,使用过的培养基应该进行灭菌处理后,才能倒掉,以免污染环境和感染操作者。 3.(1)催化果胶分解的酶主要包括果胶酶和____很多微生物能生产果胶酶,它们能将果胶彻底分解为 _________,很多微生物能生产果胶酶,它们能将果胶彻底分解,如_____和苹果青霉。果胶酶广泛地应用于食品、酿酒、环保、医药及纺织工业等领域,已成为世界四大酶制剂之一。

(2)果胶酶在生产上需求量大,且多为一次性使用,既造成了很大的浪费,又大大提高了产品的生产成本。而固定化果胶酶可以实现 _____ ,从而能够减少果胶酶的使用量,节约生产成本。果胶酶固定化的方法很多,主要包括吸附法、包埋法、_____、交联法等。固定化的果胶酶可以用来制备果汁,其原理是果胶酶能把果汁中的果胶彻底水解,从而提高果汁的 _____ 。用特定染色剂将果胶染色之后,可以通过_____ 法测定 OD 值进行定量检测。

(3)某研究小组用果胶酶来制作澄清型的桔汁时,发现果胶酶固定化后 pH 对酶活性的影响也发生了变化,为研究 pH 值对固定化果胶酶的影响,用 50%的桔汁,0.05g/ml 的酶量,并用柠檬酸和_____调节 pH 值,完成实验,得到如下结果:

根据结果,桔汁的 pH 值控制在_____以下,固定化果胶酶的澄清效果较好。

(4)工业生产中,果汁封装前为了尽可能延长保存时间同时尽可能地保持其中的营养,宜采用方法是(___) A.高压蒸汽灭菌法B.高温瞬时杀菌法C.G6 玻璃砂漏斗过滤D.紫外线消毒

【答案】果胶甲酯酶 半乳糖醛酸 黑曲霉 (多次)重复利用 共价偶联法 澄清度 光电比色法(或分光光度法) NaOH 4.5 B

【解析】(1)果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物,不溶于水。催化果胶分解的酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶甲酯酶等。很多微生物能生产果胶酶,它们能将果胶彻底分解,如黑曲霉和苹果青霉。

(2)固定化果胶酶可以实现果胶酶的重复利用,从而能够减少果胶酶的使用量,节约生产成本。果胶酶固定化的方法很多,主要包括吸附法、包埋法、共价偶联法、交联法等。制备果汁的原理是果胶酶能把果汁中的果胶彻底水解,从而提高果汁的澄清度。用特定染色剂将果胶染色之后,可以通过光电比色法(或分光光度法)法测定OD值进行定量检测。

(3)为研究pH值对固定化果胶酶的影响,自变量是pH值,可以用用柠檬酸和NaOH调节,因变量是固定化果胶酶的活性,可以通过果汁的透过率来体现,由实验结果可知,pH 值控制在4.5以下,果汁的透光率较高,固定化果胶酶的澄清效果较好。

(4)高压蒸汽灭菌法容易破坏营养,既能保证杀菌效果又能尽可能地保持其中的营养的杀菌方法是高温瞬时杀菌法,故选B。

4.《Live Science》曾撰文指出手机屏幕比马桶按钮单位面积上的细菌多,最近国内微博、微信又对此大量传播,央视和北京卫视通过某科研单位进行了实验调查,下图为实验调查结果。请分析回答下列相关问题:

(1)为了防止杂菌污染,在实验前需要对用于培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌,常见的灭菌方法有______________________。图中两电视台所采用的接种方法均为稀释涂布平板法,该方法还常用来统计样品中活菌的数目,但往往统计值比实际值偏低,原因是_____________________________________。 (2)经研究发现手机屏上分布有大量微生物,其中有大家所熟知的大肠杆菌、酵母菌等,区别二者的主要依据是_________________________________。通过进一步检查发现,两组实验操作步骤均正确且完全一致,但报道结果却截然不同,你认为最可能的原因是: _____________。

(3)按图操作取样面积,实验员测定某手机屏幕的细菌数量,将10m1菌悬液进行梯度稀释,分别取0.1ml稀释倍数为103的样品液接种到三个培养基上,培养一段时间后,统计菌落数分别为48、50、52,则该手机屏幕的细菌数为__________________个/cm2。

(4)已知金黄色葡萄球菌的最适生长温度为37℃,并且有高度的耐盐性,可以在10%~15%NaCl肉汤培养基中生长,某同学想快速培养大量的金黄色葡萄球菌应该如何操作?____________。该同学分离得到金黄色葡萄球菌后,将其接种到试管的固体斜面培养基上进行临时保存,该保存方法的缺点是________________。

【答案】灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落 酵母菌有以核膜为界限的细胞核,大肠杆菌没有 手机的取样和马桶的取样都不相同

2105 挑取金黄色葡萄球菌接种在高盐的肉汤培养基中,置于37℃恒温箱中培养 保存时间不长,菌种易被污染或产生变异

【解析】(1)常见的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,因此用稀释涂布平板法统计的活菌数目往往比实际值偏低。

(2)大肠杆菌属于原核生物,酵母菌属于真核生物,原核细胞和真核细胞在结构上的主要区别是有无核膜为界限的细胞核。通过进一步检查发现,两组实验操作步骤均正确且完全一致,但报道结果却截然不同,最可能的原因是:手机的取样和马桶的取样环境不相同及手机和马桶按钮使用时间长短不同。

(3)按图操作取样面积,实验员测定某手机屏幕的细菌数量,将10ml菌悬液进行梯度稀释,分别取0.1ml稀释倍数为103的样品液接种到三个培养基上,培养一段时间后,统计菌落数分别为48、50、52,则该手机屏幕的细菌数为=(48+50+52)÷3÷(0.1×103×10)÷(5×5)=2×105个/cm2。

(4)已知金黄色葡萄球菌的最适生长温度为37℃,并且有高度的耐盐性,可以在10%~15%NaCl肉汤培养基中生长,则想快速培养大量的金黄色葡萄球菌,应该配制含10%氯化钠的液体培养基。临时保存法的缺点是:保存的时间不长,菌种容易被污染或产生变异。

5某研究小组想利用细菌快速繁殖的特点处理废弃的淀粉残渣,他们从土壤中筛选出淀粉分解菌,并用稀碘液处理培养平板,对其分解淀粉的能力进行研究,平板上菌落情况和测量数据如下图、表所示。请回答下列问题:

菌种 细菌I 细菌II 细菌III

菌落直径C(mm) 5.1 8.1 8.2 透明圈直径H( mm) 12 13.0 0 H/C 2.4 1.6 (1)要从土壤中分离目标菌,所用培养基应以___________________为唯一碳源除此之外,培养基上还应提供的基本营养物质有___________________________ (答出3种)等,此培养基称作_______________ (填用

途)培养基。

(2)要想将土壤稀释液均匀地涂在平板上,应该使用___________________法进行接种。

(3)在从土壤中分离目标菌时,发现培养基上三种细菌都能生长并形成菌落(如上图)。细菌III没有产生透明圈的原因可能是 _________。如果要得到分解淀粉能力最强的目标菌,应选择细菌____ (填“ I”“II”或“III\")的菌落进一步纯化 ,选择的依据是______________

【答案】淀粉 氮源、水 、无机盐 选择 稀释涂布平板 细菌III分解淀粉的酶不能分泌到细胞外(或细菌III是自养型细菌或细菌III不能合成分解淀粉的酶) I 细菌 I的H/C值(周围透明圈直径和菌落直径的比值)最大,说明其分解淀粉能力最强

【解析】(1)要从土壤中分离分解淀粉的细菌,培养基中应以淀粉为唯一碳源,除此以外,微生物还需要的基本营养物质有氮源、水、无机盐等;以淀粉为唯一碳源来筛选分离分解淀粉的细菌的培养基称为选择培养基。

(2)稀释涂布平板法能将菌种均匀地涂在平板上。

(3)细菌III没有产生透明圈说明没有没有淀粉酶到培养基中,可能原因有是细菌产生的分解淀粉的酶不能分泌到细胞外或细菌III是自养型细的或者细菌III不能合成分解淀粉的酶。分离目标菌是利用细菌快速繁殖的特点处理一些废弃的淀粉残渣,所以要选择能在体外分解淀粉的细菌,且细菌的H/C值越大,说明其分解淀粉能力越强,故选择细菌I。 6.请回答下列有关问题。

(1)辣椒中产生辣味的物质是辣椒素,不溶于水,易溶于有机溶剂,可以用____的方法提取,其效率主要取决于______________,同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量等条件的影响。

(2)在对具有优良性状的辣椒进行组织培养,对培养基彻底灭菌时,应采取的灭菌方法是_________,外 植体的消毒所需酒精的体积分数是____,用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时,常用的酶是___和纤维素酶。(3)若组织培养过程中感染了某种霉菌,可采用___________法接种进行分离并计数。与这种方法相比,显微镜直接计数的不足是__________________。

(4)使用以下微生物发酵生产特定产物时,所利用的主要微生物的细胞结构与大肠杆菌相同的是__ A.制作果酒 B.由果酒制作果醋 C.制作泡菜 D.制作腐乳

【答案】萃取 萃取剂的性质和使用量 高压蒸汽灭菌 70% 果胶酶 稀释涂布平板 不能区别活细胞与死细胞 BC

【解析】(1)辣椒中产生辣味的物质是辣椒素,不溶于水,易溶于有机溶剂,可以用萃取的方法提取。萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量,同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量等条件的影

响。

(2)对培养基彻底灭菌时,应采取高压蒸汽灭菌法;外植体的消毒所需酒精的体积分数是70%;植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时,常用的酶是果胶酶和纤维素酶。

(3)接种微生物常用平板划线法和稀释涂布平板法,其中稀释涂布平板法可用于对微生物进行计数,若组织培养过程中感染了某种霉菌,可采用稀释涂布平板法接种进行分离并计数.与这种方法相比,显微镜直接计数的不足是不能区别活细胞与死细胞。

(4)大肠杆菌属于原核生物,由原核细胞构成。制作果酒的微生物是酵母菌,酵母菌属于真核生物,与大肠杆菌的结构区别较大,故A错误;制作果醋的微生物是醋酸杆菌,属于原核生物,与大肠杆菌结构相同,故B正确;制作泡菜的微生物是乳酸菌,属于原核生物,与大肠杆菌结构相同,故C正确;制作腐乳的微生物主要是毛霉,属于真核生物,与大肠杆菌结构区别较大,故D错误。

7.纤维素分解菌能够产生纤维素酶分解纤维素。左图为分离获取纤维素酶,并应用该酶生产酒精的工艺流程,右图为筛选纤维素分解菌得到的一个培养皿上菌落的分布情况。据图回答下列问题:

(1)自然界中的纤维素分解菌主要分布于____________________的环境中,把从这种环境中获得的微生物培养在以________为唯一碳源的培养基上培养,这种培养基属于________培养基。为便于筛选纤维素分解菌,常在培养基中加入________。右图培养皿中,纤维素分解菌分解能力最强的位于________部位。 (2)在相同时间内形成的四个菌落大小不同,透明圈的大小也存在差异。引起这种差异的原因可能有两种:__________________、____________________。

pH外,还应控制好____________,(3)用得到的糖液进行酒精发酵时,除控制好温度、否则就得不到酒精。 (4)为了在平板上形成单个的菌落,涂布平板前,需要对培养液进行多次稀释,原因是______________________。

【答案】富含纤维素 纤维素 选择 刚果红 c 菌体内所含的纤维素酶的量不同 纤维素酶的活性不同 空气(氧气)的通入量(或通气状况) 在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物易

于分散成单个细胞

【解析】(1)纤维素分解菌以纤维素为碳源,故自然界中的纤维素分解菌主要分布在富含纤维素的环境中,把从这种土壤中获得的微生物接种到以纤维素为唯一碳源的培养基上培养,这种培养基属于选择培养基。为便于筛选纤维素分解菌,常在培养基中加入刚果红。纤维素与刚果红可形成红色复合物,纤维素被分解后,红色消失,形成透明圈,透明圈越大,说明纤维素分解菌分解纤维素的能力越强,由图可知,c部位形成的透明圈大,故纤维素分解菌分解能力最强的位于c部位。

(2)在相同时间内形成了四个大小不同、透明圈的大小也存在差异的菌落,引起这种差异的原因可能有两种,一是菌体内所含的纤维素酶的量不同,二是纤维素酶的活性不同。

(3)产生酒精的过程为无氧呼吸,故用得到的糖液进行酒精发酵时,除控制好温度、pH外,还应控制好空气(氧气)的通入量(或通气状况),否则就得不到酒精。

(4)为了在平板上形成单个的菌落,涂布平板前,需要对培养液进行多次稀释,原因是在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物易于分散成单个细胞。

8.由于抗生素类药物的滥用导致耐药菌的种类越来越多,因此寻找耐药菌敏感的抗生素成为目前研究的热点之一。人们一直希望从天然资源中筛选和研发新型抗生素,近年研究人员将目光聚焦到海洋微生物的代谢产物中,由于生存环境具有高盐、低温、高压、寡营养等特殊性,猜测海洋微生物可能会产生结构新颖、作用机制独特的抗生素。为此,研究人员以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌2种致病菌作为指示菌,进行了如下实验:

(1)将取自南海深处的海泥称取1 g 溶于10 mL 无菌生理盐水中,进一步______成10-2g/mL的溶液。 (2)配制培养基时,需要加入的营养成分除了水和无机盐,还应该包括__________。根据研究目的,此培养基中还需要加入_________。灭菌________(前/后)还需要调节PH。

(3)不同海洋微生物菌株的分离可采用_______法。将完成此操作的培养皿放在培养箱中37℃培养2-4d。然后用接种针挑取_______菌落,接种于试管培养液中进行培养,在培养箱中37℃培养1~2d,获得不同的菌株,处理后保存于-80℃冰箱内。

(4)采用纸片法进行抑菌试验。将滤纸剪成直径为6 mm的圆片,灭菌后烘干。用微波炉将培养基融化后,室温放至40℃左右,接入200μL稀释适当浓度的_______,轻摇混匀后倒平板。在烘干的滤纸片上加入50 μLC培养24 h后,观察和测量_______。待测菌株的去细胞培养液,待自然干燥后轻放在相应的培养皿中,37°

实验重复3次。测定结果如下表所示,据此得出的结论是_____。本实验中的对照组与实验组的不同之处应是:_______。

菌株编号 抑菌 作用

注:“+”越多代表抑菌作用越显著,“-”表示无抑制作用

(5)挑选抑菌效果好的菌株进行鉴定,确定这几种菌株均属于芽孢杆菌。

(6)来源于海洋微生物的抗生素产品才刚刚起步,但具有很好的应用前景。请你在上述研究的基础上提出一个可以进一步研究的课题 _______________ 。

【答案】稀释 碳源、氮源 人工海水 前 划线分离 单 指示菌悬液 观察指示菌的生长情况和测量抑菌圈的直径大小 菌株E205b、gu8、gu6、j65对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有一定抑制作用。菌株j65、gu6、j24、j57对大肠杆菌有明显抑制作用,而菌株gu2、gu6、j65对金黄色葡萄球菌有明显的抑制作用。其中gu6、j65对两种指示菌均有明显抑制作用,活性最优。 实验组是在烘干的滤纸片上加入50 μL待测菌株的去细胞培养液,而对照组以无菌培养基作空白对照。抑菌微生物的盐耐受性、抑菌微生物的pH耐受性、抑菌微生物对高压处理的耐受性等。 抑菌微生物的盐耐受性、抑菌微生物的pH耐受性、抑菌微生物对高压处理的耐受性等。

【解析】(1)将取自南海深处的海泥称取1 g 溶于10 mL 无菌生理盐水中,进一步稀释成10-2g/mL的溶液。

(2)配制培养基时,需要加入的营养成分除了水和无机盐,还应该包括碳源、氮源。由于海洋微生物特殊的生存环境(高盐、高压、低温、低光照和寡营养),为了使微生物更好地生长,获得更多的菌株,培养时尽量使培养条件与原有生存环境相同或相近,所以此培养基中还需要加入人工海水。因为先进行高压蒸汽灭菌再调pH,培养基可能被污染,所以在制培养基时,都是灭菌前调节pH。

(3)不同海洋微生物菌株的分离可采用划线分离法。将完成此操作的培养皿放在培养箱中37℃培养2-4d。然后用接种针挑取单菌落,接种于试管培养液中进行培养,在培养箱中37℃培养1~2d,获得不同的菌株,处理后保存于-80℃冰箱内。

(4)采用纸片法进行抑菌试验。将滤纸剪成直径为6 mm的圆片,灭菌后烘干。用微波炉将培养基融化后,室温放至40℃左右,接入200μL稀释适当浓度的指示菌悬液,轻摇混匀后倒平板。在烘干的滤纸片上加入50 μL待测菌株的去细胞培养液,待自然干燥后轻放在相应的培养皿中,37°C培养24 h后,观察指示菌的生长情况和测量抑菌圈的直径大小。由表可知,菌株E205b、gu8、gu6、j65对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌

金黄色葡萄球菌 大肠杆菌 E205b + + gu2 ++ - gu6 ++ +++ gu8 + + j24 - ++ j57 - ++ j65 ++ ++

均有一定抑制作用。菌株j65、gu6、j24、j57对大肠杆菌有明显抑制作用,而菌株gu2、gu6、j65对金黄色葡萄球菌有明显的抑制作用,其中gu6、j65对两种指示菌均有明显抑制作用,活性最优。本实验中的对照组与实验组的不同之处应是实验组是在烘干的滤纸片上加入50 μL待测菌株的去细胞培养液,而对照组以无菌培养基作空白对照。

(6)由海洋生物生存环境具有高盐、低温、高压、寡营养等特殊性可知,在上述研究的基础上还可进一步研究抑菌微生物的盐耐受性、抑菌微生物的pH耐受性、抑菌微生物对高压处理的耐受性等。

9.某研究小组对长江中大肠杆菌含量进行检测,并研究在高盐度(NaCl)工业废水中提取可降解有机物的耐盐菌,请分析回答有关问题:

(1)大肠杆菌进行检测的操作和配方图如下:

图甲中所示大肠杆菌进行活菌计数的方法称为___________法。

(2)若要将图乙中大肠杆菌检测配方修改后用于培养可降解高盐度工业废水中有机物的耐盐菌,则应去除的成分有___________,同时需要添加的成分是___________。

(3)将高盐度工业废水采用平板划线法接种在含3%NaCl的固体培养基上(如图一)。然后置于适宜条件下培养一段时间,观察形成的菌落特征;再将分离纯化后的菌株制成菌液,取等量菌液,分别加入到不同NaCl浓度的液体培养基中摇床培养35小时,定时取样统计活菌数目,测定结果(如图二)。

图一所示操作,第一次划线灼烧接种环的目的是防止杂菌污染,第二次及之后的几次划线前灼烧接种环的目的是___________________。图二所示活菌数目在进行统计时,直接从静置的培养液中取样计数的做法是错误的,正确的操作是将培养液___________后取样计数,且每种浓度需设3个重复实验求其平均值。

(4)由图二可知,该耐盐菌最适合处理含___________(浓度)NaCl的工业废水,原因是_____________________。

【答案】滤膜 伊红、美蓝(乳糖) (高浓度)氯化钠 杀死上次划线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) 振荡摇匀 3% 据图可知,在3种NaCl浓度下,3%时该菌的相对数量最多

【解析】(1)由题意“将滤膜转移至伊红美蓝培养基上培养”,可知图甲中所示大肠杆菌进行活菌计数的方法称为滤膜法。

(2)含伊红美蓝的培养基为鉴别培养基,而培养可降解高盐度工业废水中有机物的耐盐菌,需要在选择培养基中培养以抑制其他微生物的生长,所以培养基中应去除伊红美蓝,同时加入(高浓度)氯化钠以抑制不耐盐微生物的生长。

(3)平板划线法接种时,第二次及之后的几次划线前灼烧接种环的目的是杀死上次划线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。图二所示活菌数目在进行统计时,正确的操作是将培养液先振荡摇匀后再取样计数,以保证酵母菌在培养液中分布均匀,且每种浓度需设3个重复实验求其平均值,以减少实验误差。

(4)由图二可知,在3种NaCl浓度下,3%时该菌的相对数量最多,所以该耐盐菌最适合处理含3%NaCl的工业废水。

10.请回答下列关于植物芳香油提取的相关问题:

(1)被誉为香料工业中的“液体黄金”的玫瑰油具有______________________以及能随水蒸气一同蒸馏的特点,所以一般采用水蒸气蒸馏法提取,该方法可使用图1中的___________(填字母)装置。 (2)提取柠檬精油的步骤如图2所示。提取该精油不采取水蒸气蒸馏法的原因是________________ ;乙过程一般加入相当于柠檬果皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠,其目的是_____________________。 (3)工业生产上,提取天然β-胡萝卜素的方法主要有三种,一种是从植物中获取,二是__________________,三是利用微生物发酵生产。按照“胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素”流程_________(填“能”或“不能”)得到纯净的β-胡萝卜素,理由是____________________(不考虑杂质)。

【答案】化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂 A 原料易焦糊,会发生部分水解 为了使橘皮油易于与水分离 从大面积养殖的岩藻中获得 不能 获得的胡萝卜素中除β-胡萝卜素外还有其他胡萝卜素

【解析】(1)玫瑰油具有化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂以及能随水蒸气一同蒸馏的特点,所以一股采用水蒸气蒸馏法提取,该方法可使用图1中的A装置。

(2)从柠檬皮中提取柠檬油若采用水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分部分水解的问题,所以提取柠檬油不采取水中蒸馏法而常采用压榨法进行提取。乙过程一般加入相当于柠檬果皮质0.25%的小苏打和5%的硫酸钠,其目的是为了使柠檬油易与水分离。

(3)工业生产上,提取天然β-胡萝卜素的方法主要有三种,一种是从植物中获取,二是从大面积养殖的岩藻中获得,三是利用微生物发酵生产。按照\"胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素\"流程获得的胡萝卜素,其中,除β-胡萝卜素外还有其他类型的胡萝卜素,即不能得到纯净的β-胡萝卜素。 11.“爆爆蛋”又叫海藻魔豆,味道Q弹爽滑,轻咬外皮“噗兹”流出香甜的果汁,深受消费者喜爱。目前作为食品添加剂广泛应用于果汁、奶茶、冷饮、雪糕、沙拉、甜品等食品中。下图是“爆爆蛋”制作流程,请回答下列问题:

(1)利用果胶酶制备的果汁比鲜榨果汁更澄清的原因是_________ 。用果胶酶处理果泥时需要不断的搅拌反应混合物,目的是___________ 。

(2)配制海藻酸钠溶液时加热的目的和要求分别是_______、______。固定化果汁,就是将第三步的混合液逐滴的加入到________________中。

(3)“爆爆蛋”颜色过浅,原因是 ___________ ;“爆爆蛋”口感偏硬,咬不动,可能的原因是 _________。 (4)工业上最后一步杀菌最好选用的方式是 __________(“煮沸消毒”或“瞬间高温灭菌”)。 【答案】果胶酶将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,从而使浑浊的果汁变得澄清 使果胶酶能够充分地催化反应 促进海藻酸钠在水中溶解 小火或间断加热,反复几次 CaCl2溶液 配制的海藻酸钠浓度过低 配制的海藻酸钠浓度过高 瞬间高温灭菌

【解析】(1)果胶酶是由多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等组成,果胶酶能将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,从而使浑浊的果汁变的澄清。果胶酶处理果泥时需要不断的搅拌反应混合物,目的是使果胶酶能够充分地催化反应。

(2)为了促进海藻酸钠在水中溶解,配制海藻酸钠溶液时需要加热,注意事项是小火或间断加热,反复几次。固定化果汁,就是将第三步的混合液逐滴的加入到CaCl2溶液中。

(3)“爆爆蛋”颜色过浅,原因是配制的海藻酸钠浓度过低;若口感偏硬则是因为配制的海藻酸钠浓度过高。

(4)工业上用果胶酶制备果汁时可选用瞬间高温灭菌,既能保证果汁营养又能杀灭杂菌;所以工业上最后一步杀菌最好选用的方式是瞬间高温灭菌。而煮沸消毒仅仅是一种消毒方法。

12.一种广泛使用的除草剂(含氮有机物)在土壤中不易被降解,长期使用可污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤。可用一定方法选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度低,含一定量该除草剂的培养基不明)。

(1)现有一升土壤浸出液,为了对土壤中的细菌进行计数,各取0.1mL.已稀释103倍的水样分别接种到三个培养基上培养。接种需选择下列左图工具中的_________进行实验操作。计数结束记录上述三个培养皿中的菌落数分别为55、56、57,则每升原土浸出液中菌体数为_________。

(2)在培养基上形成的菌落中,有透明圈菌落利用的氮源主要是_________。据此可筛选出目的菌。实验结果如右上图显示的A~E五种菌株中,_____是最理想菌株,判断依据是__________________。 (3)该方法能成功统计菌落数目的关键是选择恰当的_____,統计的菌落数通常比实际数目低的原因是______。

108 该除草剂 E 降解圈直径与菌落直径比值最大 稀释度 当两个或多【答案】B 5.6×

个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落 【解析】

(1)接种该菌的方法是稀释涂布平板法,要用到左图工具中的B进行实验操作。图中稀释的倍数是103,三个菌落的平均数=(55+56+57)÷3=56,则每毫升样品中菌株数=56÷0.1×103=5.6×105个,所以每升土壤浸出液中的菌株数=5.6×105×103=5.6×108个.

(2)由于该除草剂的培养基不透明,被菌落分解后可产生透明带,无透明带说明除草剂未被分解,菌落利用的氮源就只能是空气中的氮气了;而出现透明带说明除草剂被分解,菌落是分解该除草剂的细菌,氮源是该除草剂;E透明圈最大,故是最理想菌株。

(3)该方法能成功的关键要是选择恰当的稀释度,如果稀释度不够,就会有两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,这样统计的菌落数通常比实际数目低。

13.为了减轻秸秆燃烧对农村环境的污染,某科研小组使用下图所示方法分离纯化纤维素分解菌。请据图回答下列问题:

(1)图中接种工具的名称是_____制备培养基时,灭菌与调pH的先后顺序是______。 A0 A2 A3 A4 A5 A6 (2)图示接种方法是_____。接种前,接种工具需要冷却的原因是______。 (3)下表为某同学配制的纤维素分解菌培养基成分:

酵母膏 无机盐 4g 淀粉 5g 纤维素粉 5g 琼脂 15g 水 1000ml 培养基 0.5g

据表分析,该培养基含有微生物所需的______、氮源、水、无机盐四大类营养物质。该培养基______(填“能”或“不能”)用于分离纤维素分解菌,原因是_____。

(4)在最适温度下,一定时间内,分解等量纤维素的酶量为一个酶活力单位(U)。科研小组提取来源不同的纤维素分解菌的酶,分成七组进行活力检测,结果如图所示。据图分析,分解纤维素能力最强的是_____组。 【答案】接种环 先调pH再灭菌 平板划线法 避免高温导致菌种死亡 碳源 不能 纤维素不是唯一碳源 A6

【解析】(1)图中接种工具的名称为接种环,制备培养微生物的培养基时,灭菌与调pH的先后顺序应为先调pH再灭菌。

(2)由图可知,图示接种方法是平板划线法。接种前将接种工具冷却的原因是避免高温烫死接种物。 (3)培养微生物的培养基一般具备碳源、氮源、水和无机盐等营养物质,表格中的淀粉和纤维素粉可提供碳源,酵母膏含有丰富的维生素和氨基酸,可以有效的为细菌生长提供氮源和生长因子。该培养基中纤维素不是唯一碳源,含有的淀粉可为多种异养的微生物提供碳源,该培养基不能抑制其他微生物的生长,所以不能用于分离纤维素分解菌。

(4)根据图示可知,分解等量纤维素时A6组所需酶量最少,所以分解纤维素能力最强的是A6组。 14.I.果酒和泡菜是经过发酵制成的食品回答下列问题:

(1)制作泡菜与制作果酒相比,相同点是___________,不同点是___________。

(2)在家庭制作葡萄酒初期,需要偶尔拧松容器的盖子,这样处理的理由是___________;在制作葡萄酒的中后期,需要密闭容器,如果密封不严混入空气,发酵液会变酸,可能的原因是___________。人们发现在制作原料中添加一定量的糖,可以提高酒精含量,原因是___________。

Ⅱ.现有一种新分离出来的果胶酶,为探究温度对该果胶酶活性的影响,某同学进行了如图所示实验。回答

下列问题。

(3)生产果汁时,用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁量。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括___________等,其作用是___________。 (4)图中步骤B处理的目的是___________。

(5)实验过程中,需要设置对照,简述设置对照的思路___________。

(6)图中D步骤中,可通过测定滤出的果汁的体积大小来判断果胶酶活性高低,原因是___________。在不同温度下,果胶酶的活性越大,苹果汁的体积就___________(填“越小”或“越大”)。

【答案】都是利用微生物在无氧条件下进行无氧呼吸 泡菜是乳酸发酵,产物是乳酸,果酒是酒精发酵,产物是酒精(乙醇)和二氧化碳 或:参与的微生物不同 酒精发酵会产生较多的二氧化碳,拧松瓶盖可排出二氧化碳气体,有利于发酵的持续进行 醋酸菌大量增殖,进行醋酸发酵 糖类是主要的能源物质,可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质,还可以作为酒精发酵的原料 多聚半乳糖醛酸酶、果 可胶分解酶、果胶酯酶 能分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁更容易、果汁变澄清。以保证底物和酶在混合时的温度是相同的,避免果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度,从而影响果胶酶的活性 设置不同的温度梯度形成相互对照 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(或尼龙布),因此,果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力 越大

【解析】I.(1)制作泡菜所需的菌种为乳酸菌,为厌氧菌,制作果酒所需的菌种为酵母菌,在无氧条件下可进行无氧呼吸产生酒精,故制作泡菜与制作果酒相比,相同点为:都是利用微生物在无氧条件下进行无氧呼吸,不同点是泡菜是乳酸发酵,产物是乳酸,果酒是酒精发酵,产物是酒精(乙醇)和二氧化碳。 (2)由于酒精发酵会产生较多的二氧化碳,拧松瓶盖可排出二氧化碳气体,有利于发酵的持续进行,所以在家庭制作葡萄酒初期,需要偶尔拧松容器的盖子。醋酸菌为好氧菌,在制作葡萄酒的中后期,如果密封不严混入空气,会使醋酸菌大量增殖并进行醋酸发酵,使发酵液变酸。由于糖类是细胞主要的能源物质,在制作原料中添加一定量的糖,可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质,还可以作为酒精发酵的原料,

故在家庭制作葡萄酒时,往制作原料中添加一定量的糖可以提高酒精含量。

Ⅱ.(3)果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等,其作用是能分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁更容易、果汁变澄清。

(4)图中步骤B是将果汁和果胶酶分别放在相同的恒温水浴中保温处理,处理的目的是可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的,避免果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度,从而影响果胶酶的活性。 (5)本实验的目的为“探究温度对该果胶酶活性的影响”,所以实验自变量为不同的温度,因变量为果胶酶的活性,实验过程中可设置不同的温度梯度形成相互对照。

(6)由于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(或尼龙布),因此,果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力,所以图中D步骤中,可通过测定滤出的果汁的体积大小来判断果胶酶活性高低。在不同温度下,果胶酶的活性越大,苹果汁的体积就越大。 15.请回答下列关于植物芳香油提取的相关问题:

(1)被誉为香料工业中的“液体黄金”的玫瑰精油一般采用水蒸气蒸馏法提取,该方法可使用图1中的_______(填字母)装置。选择此方法的原因是玫瑰精油具有_____________ 以及能随水蒸气一同蒸馏的特点。

(2)工业生产上,提取天然β-胡萝卜素的方法主要有三种,一种是从植物中获取;二是从大面积养殖的岩藻中获得;三是_____。按照“胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素”流程即使操作符合规范,

不一定能得到纯净的β-胡萝卜素,理由是_______(从原料的角度分析)。

(3)提取柠檬精油的步骤如图2所示。提取该精油不采取水蒸气蒸馏法的原因是______;甲过程需用到石灰水,其作用是_______。乙过程一般加入相当于柠檬果皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠,其目的是__________。

【答案】A 化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂 利用微生物发酵生产 获得的胡萝卜素中除β-胡萝卜素外一般还有其他类型的胡萝卜素 会发生部分有效成分水解(原料焦糊) 破坏细胞结构,分解果胶,防止压榨时果皮滑脱,提高出油率 为了使柠檬油易与水分离

【解析】(1)玫瑰油具有化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂以及能随水蒸气一同蒸馏的特点,所以一般采用水蒸气蒸馏法提取,该方法可使用图1中的A装置。

(2)工业生产上,提取天然β-胡萝卜素的方法主要有三种,一种是从植物中获取,二是从大面积养殖的岩藻中获得,三是利用微生物发酵生产。按照“胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素”流程获得的胡萝卜素中除β-胡萝卜素外还有其他类型的胡萝卜素,即不能得到纯净的β-胡萝卜素。 (3)从柠檬皮中提取柠檬油若采用水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分部分水解的问题,所以提取柠檬油不采取水中蒸馏法而常采用压榨法进行提取。甲过程需用到石灰水,其可以破坏细胞结构,分解果胶,防止压榨时果皮滑脱,提高出油率。乙过程一般加入相当于柠檬果皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠,其目的是为了使柠檬油易与水分离。

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