高考生物一輪總復(fù)習(xí)：選修1生物技術(shù)實(shí)踐目錄第1講傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)第2講微生物的利用第3講酶的應(yīng)用第4講生物技術(shù)在食品加工及其他方面的應(yīng)用第1講傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)1．食品安全是人類社會(huì)中與人體健康密切相關(guān)的安全性問題，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)的有關(guān)知識(shí)回答：(1)純牛奶保存常采用的消毒方法是________，這樣做的目的是_______________________________________________________。(2)泡菜發(fā)酵過程會(huì)產(chǎn)生亞硝酸鹽，對(duì)亞硝酸鹽定量測(cè)定可以用________法，因?yàn)閬喯跛猁}與________和________反應(yīng)生成玫瑰紅色的化合物。(3)變酸的果酒表面觀察到的菌膜是________形成的，腐乳外部有一層致密的皮是________形成的，泡菜壇內(nèi)有時(shí)會(huì)長(zhǎng)一層白膜是________形成的。(4)為研究發(fā)酵罐中酵母菌的生長(zhǎng)狀況，需要取樣統(tǒng)計(jì)分析，并測(cè)定pH，判斷取樣先后順序的主要依據(jù)是_____________________。(5)泡菜發(fā)酵初期，水槽內(nèi)經(jīng)常有氣泡產(chǎn)生。這些氣泡產(chǎn)生的原因是________________________。泡菜中含有的亞硝酸鹽會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹掳⒅禄⒅峦蛔兊奈镔|(zhì)________，制作后期亞硝酸鹽的含量下降的原因是______________________________________________。解析(1)巴氏消毒法既能殺死微生物，又能夠保證牛奶本身品質(zhì)不被破壞。(2)對(duì)亞硝酸鹽含量的測(cè)定采用比色法，將泡菜提取液和標(biāo)準(zhǔn)比色液的顯色程度進(jìn)行比較，即可大致得出泡菜中亞硝酸鹽的含量，該過程的化學(xué)反應(yīng)有亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸的重氮化反應(yīng)，以及其產(chǎn)物和N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽生成玫瑰紅色化合物的反應(yīng)。(3)果酒變酸主要是因?yàn)榇姿峋镁凭l(fā)酵產(chǎn)生醋酸引起的；腐乳表面致密的皮是毛霉的匍匐菌絲形成的；泡菜壇內(nèi)的白膜是產(chǎn)膜酵母大量繁殖形成的。(4)酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2，CO2會(huì)降低發(fā)酵液的pH，因此pH越小取樣越靠后。(5)發(fā)酵初期，泡菜壇內(nèi)還有部分氧氣，酵母菌等能夠進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生CO2；泡菜發(fā)酵過程中在硝酸鹽還原菌的作用下可以產(chǎn)生亞硝酸鹽，在合適的條件下能夠轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯醢罚瑏喯醢肪哂兄掳⒅禄⒅峦蛔冏饔茫话l(fā)酵后期乳酸菌產(chǎn)生大量乳酸抑制硝酸鹽還原菌的作用，且形成的亞硝酸鹽被部分微生物產(chǎn)生的酶分解，因此亞硝酸鹽含量下降。答案(1)巴氏消毒法既保證殺死引起牛奶變質(zhì)的病原體，又不破壞牛奶的品質(zhì)(2)比色對(duì)氨基苯磺酸N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽(3)醋酸菌繁殖毛霉菌絲產(chǎn)膜酵母(4)pH大小，pH越小取樣越靠后(5)酵母菌呼吸作用吸收O2產(chǎn)生CO2亞硝胺乳酸菌產(chǎn)生大量乳酸抑制硝酸鹽還原菌的作用，同時(shí)形成的亞硝酸鹽又被分解2某地盛產(chǎn)葡萄、柿子等水果，但因銷路不暢，造成水果嚴(yán)重積壓，腐爛變質(zhì)。某駐村扶貧支教老師為解決葡萄、柿子等資源嚴(yán)重?fù)p耗問題，組織學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖1所示裝置，試圖探究以柿子為原料制作柿子酒、柿子醋。請(qǐng)你回答下列問題。圖1圖2(1)酵母菌的分離和純化。①用清水沖洗葡萄1～2遍除去污物，用榨汁機(jī)榨取葡萄汁后，將其裝入甲瓶中。葡萄汁的質(zhì)量和環(huán)境溫度等方面滿足需求，在________的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物則被抑制。應(yīng)注意的相關(guān)操作是_________________________________。②若要通過酵母菌的單菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，應(yīng)在培養(yǎng)液中加入________，采用________法分離和計(jì)數(shù)。能用這種培養(yǎng)基對(duì)酵母菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)嗎？________。(2)柿子酒、柿子醋的制備。①若在甲瓶?jī)?nèi)裝入打碎的柿子漿，加入________________酶，能較好地提升柿子酒的清澈度。②當(dāng)酒精發(fā)酵基本完成時(shí)，將果酒的酒精濃度稀釋至5%～6%，然后導(dǎo)入乙瓶(裝有5%～10%的醋酸菌液)，攪勻，將溫度保持在30℃，進(jìn)行醋酸靜置發(fā)酵。該過程中，對(duì)乙瓶應(yīng)進(jìn)行的操作是_________________________________________________________。③為探究不同醋酸菌接種量(5%、10%、15%)與醋酸發(fā)酵的關(guān)系，進(jìn)行了相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，獲得圖2所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在接種后70h，接種量為15%的醋酸產(chǎn)量最少的主要原因是__________________________________________________。解析(1)①由于果酒發(fā)酵中，發(fā)酵液中缺氧且呈酸性，一定范圍內(nèi)，酵母菌可以在這樣的發(fā)酵液中生長(zhǎng)繁殖，而其他微生物受到抑制，從而發(fā)酵產(chǎn)生大量的果酒。如果將發(fā)酵液導(dǎo)入圖1的甲瓶中，應(yīng)注意的操作是夾住a、b，關(guān)閉c、e，間隔一段時(shí)間應(yīng)打開b處夾子，因?yàn)榻湍妇l(fā)酵需要無氧環(huán)境，但會(huì)產(chǎn)生CO2，所以每發(fā)酵一段時(shí)間后，應(yīng)打開b處夾子釋放CO2氣體，以防止發(fā)酵瓶因氣壓過大而爆裂。②若要通過酵母菌的單菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，需要用固體培養(yǎng)基培養(yǎng)才能形成菌落，所以應(yīng)在培養(yǎng)液中加入凝固劑——瓊脂；分離并計(jì)數(shù)要采用稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)；但不能用這種方法對(duì)酵母菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，因?yàn)楣腆w培養(yǎng)基不能被培養(yǎng)的酵母菌在短時(shí)間內(nèi)充分利用。(2)①發(fā)酵制作的果酒呈渾濁狀態(tài)，是因?yàn)榘l(fā)酵液中存在大量的酵母菌不能利用的纖維素和果膠，所以可以在發(fā)酵液中加入纖維素酶和果膠酶進(jìn)行溶解，以提升柿子酒的清澈度。②當(dāng)酒精發(fā)酵基本完成時(shí)，將果酒倒入含有醋酸菌液的乙瓶進(jìn)行醋酸發(fā)酵，由于醋酸發(fā)酵需要在有氧環(huán)境中進(jìn)行，所以需要對(duì)乙瓶進(jìn)行打開夾子d，通入無菌的空氣。③圖2是探究不同醋酸菌接種量(5%、10%、15%)與醋酸發(fā)酵的關(guān)系曲線。由于在等量果酒為原料的條件下，接種量越大的發(fā)酵瓶?jī)?nèi)發(fā)酵液消耗越快，同時(shí)產(chǎn)生的代謝廢物積累太多，所以在接種后70h，接種量最多的發(fā)酵瓶產(chǎn)生醋酸量最少。答案(1)①缺氧、呈酸性夾住a、b，關(guān)閉c、e，間隔一段時(shí)間應(yīng)打開b處夾子排出CO2②瓊脂稀釋涂布平板不能(2)①纖維素酶和果膠②打開夾子d，通入無菌的空氣③醋酸菌生長(zhǎng)繁殖消耗營養(yǎng)物質(zhì)較多，產(chǎn)生的代謝廢物積累太多3．下圖是果酒、果醋的制作流程(如圖所示)。請(qǐng)據(jù)圖回答以下問題：eq\x(挑選優(yōu)質(zhì)葡萄)→eq\x(清洗)→eq\x(榨汁)→eq\x(接種菌種)→eq\x(酒精發(fā)酵)→eq\x(接種菌種)→eq\x(醋酸發(fā)酵)(1)在葡萄酒制作過程中出現(xiàn)葡萄酒變酸現(xiàn)象，其原因可能是發(fā)酵液中混有________菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸；也可能是________，導(dǎo)致________菌生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生醋酸。(2)某同學(xué)嘗試用罐頭瓶制作果酒，在培養(yǎng)過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一次，此后再擰緊，這樣做的主要目的，一是____________________，二是避免氧氣進(jìn)入和雜菌污染。(3)在酸性條件下，可用________來檢測(cè)果酒發(fā)酵是否成功。若要進(jìn)一步檢測(cè)所得果酒中活體酵母菌的密度時(shí)，一般采用________法，但此種方法最終計(jì)算得出的菌體數(shù)往往比實(shí)際數(shù)目低。(4)在果酒制作中，加入的新鮮葡萄汁沒有經(jīng)過滅菌處理，但是在制出的果酒中基本檢測(cè)不出酵母菌以外的雜菌，從生態(tài)學(xué)角度分析：一是酵母菌與雜菌之間存在________關(guān)系；二是由于果酒中的________不利于雜菌的生長(zhǎng)。解析(1)在葡萄酒制作過程中出現(xiàn)葡萄酒變酸現(xiàn)象，其原因可能是發(fā)酵液中混有乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸；也可能是發(fā)酵容器密閉不嚴(yán)，導(dǎo)致醋酸菌生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生醋酸。(2)酵母菌發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生二氧化碳，如果不及時(shí)放氣發(fā)酵瓶可能會(huì)爆裂，因此在制酒階段，每隔12h左右就要將瓶蓋擰松一次；不打開瓶蓋是為了防止氧氣和雜菌進(jìn)入發(fā)酵瓶。(3)酒精可用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液來檢測(cè)。若要進(jìn)一步檢測(cè)果酒中活體酵母菌的密度時(shí)，一般采用稀釋涂布平板法；這種方法計(jì)算得到的數(shù)值往往偏低，原因是兩個(gè)或多個(gè)酵母菌會(huì)形成一個(gè)菌落。(4)加入的新鮮葡萄汁沒有進(jìn)行過滅菌處理，但是在制出的果酒中基本檢測(cè)不出酵母菌以外的雜菌，從生態(tài)學(xué)角度分析：一是大量的酵母菌在與雜菌之間的競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，二是果酒中的酒精更不利于雜菌生長(zhǎng)，從而淘汰掉雜菌。答案(1)乳酸發(fā)酵裝置密閉不嚴(yán)醋酸(2)放掉發(fā)酵產(chǎn)生的CO2(3)重鉻酸鉀稀釋涂布平板(4)競(jìng)爭(zhēng)酒精4．不同濃度還原型谷胱甘肽(GSH)處理對(duì)甘藍(lán)泡菜中硝酸還原酶(NR)活性和亞硝酸鹽含量的影響如圖所示。請(qǐng)回答：(1)甘藍(lán)泡菜的腌制和樣品處理：腌制甘藍(lán)泡菜時(shí)，所用鹽水需煮沸，其目的是____________________________________________。甘藍(lán)樣品處理過程中，加硫酸鋅產(chǎn)生沉淀后，水浴加熱的目的是____________________________________________________。然后冷卻至室溫，用濾紙過濾，用水淋洗2～3次，將________在容量瓶中定容。(2)測(cè)定亞硝酸鹽含量：取10mL樣品溶液，進(jìn)行顯色處理。用光程為1cm的________在550nm處測(cè)定光密度值。(3)甘藍(lán)泡菜發(fā)酵過程中NR活性和亞硝酸鹽含量均呈________的趨勢(shì)。添加不同濃度的GSH處理均可________NR活性和亞硝酸鹽含量的峰值。當(dāng)添加GSH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時(shí)，NR活性和亞硝酸鹽含量隨著GSH濃度的增大而________。解析分析兩坐標(biāo)系中多組曲線發(fā)現(xiàn)，甘藍(lán)泡菜發(fā)酵過程中NR活性和亞硝酸鹽含量均呈先上升后下降的趨勢(shì)，同時(shí)添加不同濃度的GSH處理均可抑制NR活性和亞硝酸鹽含量的峰值。(1)腌制泡菜時(shí)，所用鹽水需煮沸的目的主要是殺滅雜菌同時(shí)也去除氧氣(因?yàn)樾枰獏捬醢l(fā)酵)。樣品處理過程中需加硫酸鋅產(chǎn)生沉淀，之后水浴加熱是為了進(jìn)一步讓蛋白質(zhì)沉淀。用濾紙過濾并用水淋洗2～3次，將濾液和洗滌液在容量瓶中定容。(2)測(cè)定光密度值時(shí)需要用光程為1cm的比色杯在550nm處測(cè)定。(3)根據(jù)前面的分析可知，甘藍(lán)泡菜發(fā)酵過程中NR活性和亞硝酸鹽含量均呈先上升后下降的趨勢(shì)。添加不同濃度的GSH處理均可抑制NR活性和亞硝酸鹽含量的峰值。當(dāng)添加GSH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時(shí)，NR活性和亞硝酸鹽含量隨著GSH濃度的增大而降低。答案(1)殺滅雜菌(去除氧氣)進(jìn)一步讓蛋白質(zhì)沉淀濾液和洗滌液(2)比色杯(3)先上升后下降抑制降低5．利用不同微生物的發(fā)酵作用來制作果酒、果醋、腐乳和酸奶等食品的歷史悠久，遍布民間，一般稱作傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。根據(jù)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，回答以下問題：(1)果酒和果醋的制作①酵母菌是釀制葡萄酒不可缺少的微生物，如果要獲得優(yōu)質(zhì)野生酵母菌最好在葡萄園的土壤中采樣，利用酵母菌發(fā)酵制作葡萄酒要控制的溫度為________。果醋發(fā)酵利用的微生物是________，接種時(shí)升高溫度到________，且需要通氣。②很多家庭都會(huì)釀酒。釀酒時(shí)先將米煮熟的目的是_____________________。冷卻到30℃后才能加酵母菌的原因是_____________________。如果時(shí)常開壇蓋舀酒，不久酒就會(huì)變酸，其原因是________________________________________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。(2)腐乳的制作①豆腐上長(zhǎng)出的白色菌絲主要是________。白色菌絲主要來自空氣中的________。它的陳新代謝類型是________。②豆腐上長(zhǎng)出的白色菌絲主要能分泌________酶和脂肪酶，將豆腐中的相應(yīng)物質(zhì)依次水解成小分子的________以及甘油和脂肪酸，因而通過發(fā)酵，豆腐中營養(yǎng)物質(zhì)的種類________(填“增多”或“減少”)。③在制作腐乳時(shí)，加鹽的作用是_________________________；抑制微生物生長(zhǎng)。加入的鹵湯中有酒和香辛料，它們除具有調(diào)節(jié)風(fēng)味的作用外，還具有________作用。腐乳制作過程中，豆腐相當(dāng)于微生物生長(zhǎng)的________。(3)乳酸發(fā)酵①含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶。原因是________________________________________________________________。②在腌制泡菜過程中，起主要作用的微生物是________，用水封壇的作用是________，在制作過程中，如果________過高，腌制________過短，易造成細(xì)菌大量繁殖，________含量增加，對(duì)人體有害。測(cè)定泡菜中亞硝酸鹽含量的原理是在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生________反應(yīng)后，與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成________色染料。解析(1)酵母菌發(fā)酵的適宜溫度為18～25℃，果醋發(fā)酵的菌種為醋酸菌，發(fā)酵的適宜溫度為30～35℃，釀酒時(shí)利用酵母菌的無氧呼吸，但釀醋時(shí)則需要氧氣參與；(2)豆腐上生長(zhǎng)的白色菌絲來自空氣中的毛霉孢子，其代謝類型為異養(yǎng)需氧型。在發(fā)酵時(shí)它以豆腐為培養(yǎng)基，分解豆腐中的營養(yǎng)物質(zhì)，將人體不易消化或不能消化吸收的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為人體易消化吸收的物質(zhì)，因而豆腐中營養(yǎng)物質(zhì)的種類增多了；(3)乳酸發(fā)酵時(shí)利用進(jìn)行無氧呼吸的乳酸菌來完成，抗生素能抑制(或殺死)乳酸菌。在制作泡菜過程中操作不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生大量的對(duì)人體有害的亞硝酸鹽。在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料。答案(1)①18～25℃醋酸菌30～35℃②殺滅其他雜菌，使淀粉發(fā)生一定程度的水解太高的溫度會(huì)抑制甚至殺死酵母菌C2H5OH＋O2eq\o(→,\s\up7(酶))CH3COOH＋H2O(2)毛霉毛霉孢子異養(yǎng)需氧型②蛋白肽和氨基酸增多③析出水分，使豆腐變硬抑制微生物生長(zhǎng)(防腐)培養(yǎng)基(3)①抗生素能抑制或殺死乳酸菌②乳酸菌制造缺氧環(huán)境溫度時(shí)間亞硝酸鹽重氮化玫瑰紅第2講微生物的利用1．下表是篩選異養(yǎng)型細(xì)菌的培養(yǎng)基配方。KH2PO41.4gNa2HPO42.1gMgSO4·7H2O0.2gFeCl20.1gX1g維生素微量瓊脂15g將上述物質(zhì)溶解后，用蒸餾水定容到100mL(1)苯胺是致癌物質(zhì)，土壤中有分解苯胺的異養(yǎng)型細(xì)菌，此培養(yǎng)基中的成分X除了為目的菌提供能源外，還能提供________(寫全得分)，該培養(yǎng)基從作用看屬于________培養(yǎng)基。制備固體培養(yǎng)基時(shí)調(diào)節(jié)pH在________步驟后；對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌的常用方法是______________________________________________________。(2)左上圖是采用純化微生物培養(yǎng)的兩種接種方法接種后培養(yǎng)的效果圖。則獲得圖B效果的接種方法是________。運(yùn)用A所示接種方法統(tǒng)計(jì)的菌落常常比活菌的實(shí)際數(shù)目________。在探究“酵母菌種群數(shù)量變化”實(shí)驗(yàn)中，已知每個(gè)計(jì)數(shù)室由25×16＝400個(gè)小格組成，容納液體的總體積為0.4mm3，觀察到右上圖中該計(jì)數(shù)室所示a、b、c、d、e5個(gè)中格共有酵母菌80個(gè)，則1ml樣液中約有酵母菌________個(gè)(3)在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入________可初步鑒定該種細(xì)菌能夠分解尿素，原理用方程式表示為________；在篩選能夠分解纖維素的微生物過程中，常用到________染色法。解析(1)苯胺是致癌物質(zhì)，土壤中有分解苯胺的異養(yǎng)型細(xì)菌，此培養(yǎng)基中的成分X除了為目的菌提供能源外，還需提供碳源和氮源，該培養(yǎng)基從作用看屬于選擇培養(yǎng)基，制備固體培養(yǎng)基時(shí)調(diào)節(jié)pH應(yīng)在溶化步驟后；對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌的常用方法是高壓蒸汽滅菌。(2)獲得圖B效果的接種方法是平板劃線法。運(yùn)用A所示接種方法統(tǒng)計(jì)的菌落常常比活菌的實(shí)際數(shù)目低，原因是當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)菌體連在一起時(shí)，平板上觀察到的只是單個(gè)菌落；已知每個(gè)計(jì)數(shù)室由25個(gè)中格組成，容納液體的總體積為0.4mm3，其中a、b、c、d、e5個(gè)中格共有酵母菌80個(gè)，該計(jì)數(shù)室共有80/5×25＝400個(gè)，0.4mm3＝4×10－4ml，則1ml樣液中約有酵母菌400/(4×10－4)＝106個(gè)。(3)在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加酚紅指示劑可初步鑒定該種細(xì)菌能夠分解尿素，原理用方程式表示為CO(NH2)2＋H2O→CO2＋2NH3，NH3會(huì)使培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng)，pH升高，指示劑變紅；在篩選能夠分解纖維素的微生物過程中，常用到剛果紅染色法。答案(1)碳源和氮源選擇溶化高壓蒸汽滅菌法(2)平板劃線法少106(3)酚紅指示劑CO(NH2)2＋H2O→CO2＋2NH3剛果紅2．人工瘤胃模仿了牛羊等反芻動(dòng)物的胃，可用來發(fā)酵處理秸稈，提高秸稈的營養(yǎng)價(jià)值。為了增強(qiáng)發(fā)酵效果，研究人員從牛胃中篩選纖維素酶高產(chǎn)菌株，并對(duì)其降解纖維素能力進(jìn)行了研究。請(qǐng)回答下列問題：(1)在樣品稀釋和涂布平板步驟中，下列選項(xiàng)不需要的是________(填序號(hào))。①酒精燈②培養(yǎng)皿③顯微鏡④無菌水(2)在涂布平板時(shí)，滴加到培養(yǎng)基表面的菌懸液量不宜過多的原因是________________________________________________________。(3)向試管內(nèi)分裝含瓊脂的培養(yǎng)基時(shí)，若試管口粘附有培養(yǎng)基，需要用酒精棉球擦凈的原因是_____________________________。(4)剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不與纖維素降解產(chǎn)物纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。研究人員在剛果紅培養(yǎng)基平板上，篩選到了幾株有透明降解圈的菌落(如圖)。圖中降解圈大小與纖維素酶的________有關(guān)。圖中降解纖維素能力最強(qiáng)的菌株是________(填圖中序號(hào))。(5)研究人員用篩選到的纖維素酶高產(chǎn)菌株J1和J4，在不同溫度和pH條件下進(jìn)行發(fā)酵，測(cè)得發(fā)酵液中酶活性的結(jié)果如圖，推測(cè)菌株________更適合用于人工瘤胃發(fā)酵，理由是____________________。解析本題考查微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)與分離及其應(yīng)用，意在考查考生對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的理解能力和提取圖形信息并進(jìn)行分析推理的能力。(1)樣品稀釋需要無菌水，在酒精燈火焰附近操作，涂布平板需要培養(yǎng)皿，在酒精燈火焰附近操作，兩者都不需要顯微鏡。(2)涂布平板時(shí)只能取少量菌懸液滴加到培養(yǎng)基表面，菌懸液量過多會(huì)導(dǎo)致菌體堆積，影響分離效果。(3)分裝培養(yǎng)基時(shí)，試管口若粘附有培養(yǎng)基，則需用酒精棉球擦凈，以免污染棉塞。(4)微生物培養(yǎng)過程中，纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅－纖維素紅色復(fù)合物無法形成，出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈(降解圈)，降解圈越大，說明纖維素酶的量越多，活性越強(qiáng)。(5)在較高溫度條件下J4菌種的纖維素酶活性較高，且J4菌種在較低pH條件下纖維素酶活性較高。發(fā)酵過程中，人工瘤胃中的溫度升高、pH下降，故J4菌種更適合用于人工瘤胃發(fā)酵。答案(1)③(2)培養(yǎng)基表面的菌懸液會(huì)出現(xiàn)積液，導(dǎo)致菌體堆積，影響分離效果(3)避免培養(yǎng)基污染棉塞(4)量與活性①(5)J4發(fā)酵過程會(huì)產(chǎn)熱和產(chǎn)酸，J4菌株在較高溫度和酸性環(huán)境下酶的活性更高3．燒傷病人容易感染綠膿桿菌，引起化膿性感染，比阿培南、美羅培南、頭孢菌素和碳青霉烯類抗生素都是常用的抗綠膿桿菌的藥物。臨床使用抗生素前，有時(shí)需要做細(xì)菌耐藥實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，從病人身上獲取少量樣本，按照一定的實(shí)驗(yàn)步驟操作，以確定該病人體內(nèi)的綠膿桿菌對(duì)不同抗生素的敏感性。(1)獲取綠膿桿菌單菌落：配制適于綠膿桿菌生長(zhǎng)的培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分一般含有________、生長(zhǎng)因子、水和無機(jī)鹽，調(diào)節(jié)pH至7，滅菌處理，待培養(yǎng)基冷卻至50℃時(shí)，在________附近倒平板。經(jīng)過選擇培養(yǎng)、鑒別等步驟獲得單菌落。(2)檢測(cè)綠膿桿菌對(duì)不同抗生素的敏感性：取該單菌落適當(dāng)稀釋，用________法接種于固體培養(yǎng)基表面，使其均勻生長(zhǎng)，布滿平板。將分別含等劑量的比阿培南、美羅培南、頭孢菌素和碳青霉烯類抗生素的相同大小的小濾紙圓片均勻置于該平板上的不同位置，適宜條件培養(yǎng)一段時(shí)間，結(jié)果是含不同抗生素的濾紙片周圍均出現(xiàn)透明圈，這說明綠膿桿菌對(duì)上述抗生素________；含頭孢菌素的濾紙片周圍的透明圈比含美羅培南的小，這說明綠膿桿菌對(duì)頭孢菌素的敏感性比美羅培南________；含比阿培南、碳青霉烯類的濾紙片周圍的透明圈也比含美羅培南的小，且比阿培南透明圈中出現(xiàn)了一個(gè)菌落，請(qǐng)推測(cè)此菌落產(chǎn)生的可能原因：一是________，二是抗________的綠膿桿菌(或綠膿桿菌產(chǎn)生耐藥性突變)形成的菌落。(3)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為達(dá)到抗綠膿桿菌的目的，對(duì)于該患者來說最好應(yīng)選用抗生素________。解析(1)培養(yǎng)綠膿桿菌的培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分一般含有碳源、氮源、生長(zhǎng)因子、水和無機(jī)鹽。接種時(shí)要進(jìn)行無菌操作，需待培養(yǎng)基冷卻至50℃時(shí)，在酒精燈火焰附近倒平板。(2)檢測(cè)綠膿桿菌對(duì)不同抗生素的敏感性：應(yīng)取該單菌落適當(dāng)稀釋，用稀釋涂布平板法接種于固體培養(yǎng)基表面，使其均勻生長(zhǎng)，布滿平板。將分別含等劑量的比阿培南、美羅培南、頭孢菌素和碳青霉烯類抗生素的相同大小的小濾紙圓片均勻置于該平板上的不同位置，如果綠膿桿菌對(duì)上述抗生素敏感，含不同抗生素的濾紙片周圍均出現(xiàn)透明圈。含頭孢菌素的濾紙片周圍的透明圈比含美羅培南的小，說明綠膿桿菌對(duì)頭孢菌素的敏感性比美羅培南弱；含比阿培南、碳青霉烯類的濾紙片周圍的透明圈也比含美羅培南的小，且比阿培南透明圈中出現(xiàn)了一個(gè)菌落，可能原因是雜菌污染或抗比阿培南的綠膿桿菌形成的菌落。(3)綠膿桿菌對(duì)美羅培南更敏感，對(duì)該患者來說最好應(yīng)選用抗生素美羅培南。答案(1)碳源和氮源酒精燈火焰(2)稀釋涂布平板敏感弱雜菌污染比阿培南(3)美羅培南4．為了研究接種量對(duì)酵母菌種群數(shù)量的影響。請(qǐng)根據(jù)以下提供的實(shí)驗(yàn)材料，以酵母菌活細(xì)胞數(shù)及細(xì)胞總數(shù)(活細(xì)胞數(shù)和死細(xì)胞數(shù)之和)為檢測(cè)指標(biāo)，完善實(shí)驗(yàn)思路，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行分析與討論。材料與用具：培養(yǎng)瓶、酵母菌液、美藍(lán)染料(氧化型為藍(lán)色，還原型為無色；使用的美藍(lán)為氧化型，且能進(jìn)入細(xì)胞)、液體培養(yǎng)基、高壓蒸汽滅菌鍋、移液器、搖床、血細(xì)胞計(jì)數(shù)板、吸管、顯微鏡等。(要求與說明：定時(shí)取樣，培養(yǎng)足夠時(shí)間；細(xì)胞計(jì)數(shù)的具體操作過程不作要求；培養(yǎng)過程中不更換培養(yǎng)液；實(shí)驗(yàn)條件適宜)請(qǐng)回答：(1)完善實(shí)驗(yàn)思路：①對(duì)液體培養(yǎng)基用________進(jìn)行滅菌后，然后均分到3組培養(yǎng)瓶中。用移液器吸取________的酵母菌液，分別接種入3組培養(yǎng)瓶。②從各組培養(yǎng)瓶各吸取0.1mL酵母菌培養(yǎng)液，________，室溫染色適宜時(shí)間。立即在顯微鏡下用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)________細(xì)胞和________細(xì)胞，統(tǒng)計(jì)細(xì)胞總數(shù)，并記錄。③將3組培養(yǎng)瓶放在搖床上恒溫培養(yǎng)。④________________________________________________。⑤________________________________________________。(2)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果(設(shè)計(jì)一個(gè)坐標(biāo)系，并繪制不同接種量下酵母菌活細(xì)胞數(shù)的變化曲線)。(3)分析與討論：①美藍(lán)染色后活的酵母細(xì)胞從藍(lán)色變?yōu)闊o色的原因是_______________________________________________________。②在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，直接從靜置的培養(yǎng)瓶中取培養(yǎng)原液計(jì)數(shù)的做法是錯(cuò)誤的，請(qǐng)糾正錯(cuò)誤：______________________________________________。解析(1)①用高壓蒸汽滅菌鍋對(duì)液體培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌后，然后均分到3組培養(yǎng)瓶中。用移液器吸取3種不同接種量的酵母菌液，分別接種入3組培養(yǎng)瓶。②從各組培養(yǎng)瓶各吸取0.1mL酵母菌培養(yǎng)液，加入美藍(lán)染料適量，搖勻，室溫染色適宜時(shí)間。立即在顯微鏡下用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)無色酵母活細(xì)胞和藍(lán)色酵母死細(xì)胞，統(tǒng)計(jì)細(xì)胞總數(shù)，并記錄。③將3組培養(yǎng)瓶放在搖床上恒溫培養(yǎng)。④每隔相同時(shí)間重復(fù)②步驟。⑤統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)。(2)設(shè)計(jì)一個(gè)坐標(biāo)系并繪制不同接種量下酵母菌活細(xì)胞數(shù)的變化曲線時(shí)應(yīng)注意：①橫縱坐標(biāo)的含義和單位；②必須繪制出三條曲線(代表不同接種量)且每條曲線要繪制出大致的變化趨勢(shì)；③要對(duì)三條曲線做出明確的示例標(biāo)注。(3)①實(shí)驗(yàn)中美藍(lán)染色后活的酵母細(xì)胞從藍(lán)色變?yōu)闊o色的原因是活酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生還原氫，能使美藍(lán)從藍(lán)色的氧化型變?yōu)闊o色的還原型。②若在實(shí)驗(yàn)過程中直接從靜置的培養(yǎng)瓶中取培養(yǎng)原液計(jì)數(shù)，會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)液中酵母菌分布不均勻，使計(jì)數(shù)結(jié)果不準(zhǔn)確，正確的做法是搖勻培養(yǎng)液后再取樣，培養(yǎng)后期的樣液稀釋后再計(jì)數(shù)。答案(1)①高壓蒸汽滅菌鍋3種不同接種量②加入美藍(lán)染料適量，搖勻無色酵母活藍(lán)色酵母死④每隔相同時(shí)間重復(fù)②⑤統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)(2)如圖(3)①活酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生還原氫，能使美藍(lán)從藍(lán)色的氧化型變?yōu)闊o色的還原型②搖勻培養(yǎng)液后再取樣，培養(yǎng)后期的樣液稀釋后再計(jì)數(shù)5．金黃色葡萄球菌具有高度耐鹽性，在血平板(培養(yǎng)基中添加適量血液)上生長(zhǎng)時(shí)，可破壞菌落周圍的紅細(xì)胞，使其褪色。下面是某研究小組測(cè)定自來水中金黃色葡萄球菌濃度的實(shí)驗(yàn)操作。請(qǐng)回答下列問題：(1)金黃色葡萄球菌的培養(yǎng)基為7.5%NaCl牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膽?yīng)選擇________(填“固體”“液體”)培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中加入7.5%NaCl的作用是_____________________________。(2)在制作血平板時(shí)需等平板冷卻后，方可加入血液，以防止________________，血平板在使用前，需置于恒溫培養(yǎng)箱中適宜溫度下培養(yǎng)一段時(shí)間的目的是________________________________。(3)取10mL自來水樣，加入________稀釋成10－1的自來水樣，依次操作，制作稀釋10－2、10－3、10－4倍的自來水樣。(4)將0.1mL10－1～10－4的四個(gè)稀釋樣液，分別接種到4組(每組3個(gè))血平板上的方法是____________。在血平板上，金黃色葡萄球菌菌落的周圍會(huì)出現(xiàn)________。若在10－3的3個(gè)血平板上，金黃色葡萄球菌菌落數(shù)分別為42、38和37，則每升自來水中的活菌數(shù)約為________個(gè)。解析(1)7.5%NaCl牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中含有蛋白質(zhì)，所以可提供氮源和碳源，又含有水和NaCl，利于金黃色葡萄球菌的篩選。(2)在制作血平板時(shí)需等平板冷卻后，方可加入血液，以防止高溫破壞血細(xì)胞，血平板在使用前，需置于恒溫培養(yǎng)箱中一段時(shí)間的目的是檢測(cè)血平板是否符合無菌要求。(3)取10mL自來水樣，加入90ml無菌水稀釋成10－1倍的自來水樣，依次操作，制作稀釋10－2、10－3、10－4倍的自來水樣。(4)將0.1mL10－1～10－4的四個(gè)稀釋樣液，分別接種到4組(每組3個(gè))血平板上的方法是稀釋涂布平板法，據(jù)題意，“金黃色葡萄球菌在血平板上生長(zhǎng)時(shí)，可破壞菌落周圍的紅細(xì)胞，使其褪色”，因此在血平板上，金黃色葡萄球菌菌落的周圍會(huì)出現(xiàn)透明圈(溶血圈)，若在10－3組的3個(gè)血平板上，金黃色葡萄球菌菌落數(shù)分別為42、38和37，則每升自來水的活菌數(shù)約為(42＋38＋37)÷3÷10－3×103×10＝3.9×108個(gè)。答案(1)固體利于金黃色葡萄球菌的篩選(2)高溫破壞血細(xì)胞檢測(cè)血平板是否符合無菌要求(3)90mL無菌水(4)稀釋涂布平板法透明圈(溶血圈)3.9×1086．玉米和麥草的秸稈可以用來生產(chǎn)燃料乙醇，秸稈的主要成分是纖維素，回答下列問題：(1)纖維素分解菌多分布在________的土壤中，纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般包括三種成分，C1酶，________和________。(2)從土壤中篩選纖維素分解菌需要配制________培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基中需要加入纖維素粉作為唯一的________。(3)梯度稀釋后，要將樣品均勻涂布在用于鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上，在該培養(yǎng)基中需要加入的特殊染料是________，當(dāng)形成菌落以后可以根據(jù)菌落周圍是否產(chǎn)生________來篩選纖維素分解菌。當(dāng)利用涂布器涂布平板之后需要對(duì)涂布器進(jìn)行________處理。(添“消毒”或者“滅菌”)(4)產(chǎn)生葡萄糖后需要用到________(微生物種類)發(fā)酵產(chǎn)生酒精，還需使用________檢測(cè)產(chǎn)物是否為酒精。解析(1)纖維素分解菌多分布在富含纖維素的土壤中，纖維素酶一般包括C1酶、Cx酶、葡萄糖苷酸三種成分。(2)篩選纖維素分解菌需要配制選擇培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基中需要加入纖維素作為唯一的碳源。(3)鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上含有特殊染料是剛果紅，剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)形成菌落以后可以根據(jù)菌落周圍是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。利用涂布器涂布平板后需要對(duì)涂布器進(jìn)行滅菌處理。(4)酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以使用酸化的重鉻酸鉀溶液檢測(cè)產(chǎn)物是否為酒精。答案(1)富含纖維素Cx酶葡萄糖苷酶(2)選擇碳源(3)剛果紅透明圈滅菌(4)酵母菌重鉻酸鉀7．研究人員為獲得用于煙氣脫硫的脫硫細(xì)菌，進(jìn)行了如下操作。請(qǐng)回答：(1)取樣：在某熱電廠煙囪周圍區(qū)域采集土樣，取樣用的小鐵鏟和盛裝土樣的信封在使用前都需要________。(2)選擇培養(yǎng)：此步驟的目的是增加________濃度。(3)馴化脫硫細(xì)菌：將目的菌轉(zhuǎn)移到含少量無菌水的錐形瓶中，邊攪拌邊持續(xù)通入SO2氣體。馴化幾分鐘后接種到固體培養(yǎng)基上，待長(zhǎng)出菌落后再重復(fù)上述步驟，并逐步延長(zhǎng)通入SO2的時(shí)間，與此同時(shí)逐步降低培養(yǎng)基的pH。由此分離得到的脫硫細(xì)菌具有________和________的能力。(4)培養(yǎng)與觀察：培養(yǎng)一段時(shí)間后，可選取脫硫細(xì)菌________穩(wěn)定時(shí)的記錄作為結(jié)果。(5)培養(yǎng)大量的目的菌用于生產(chǎn)，研究人員需連續(xù)取樣進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)方法一般有稀釋涂布平板法和________法。當(dāng)用前者進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落來源于樣品稀釋液中的________。統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)即可推測(cè)出樣品中含有的活菌數(shù)目。通常情況下，用此計(jì)數(shù)方法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目________。解析(1)分離獲得所需微生物時(shí)，無菌操作是關(guān)鍵，因此，取樣用的小鐵鏟、盛裝土樣的信封在使用前都需要滅菌處理。(2)選擇培養(yǎng)的目的是讓所需目的菌生長(zhǎng)繁殖，而其他不需要的微生物生長(zhǎng)受到抑制，從而增加目的菌的濃度。(3)在脫硫細(xì)菌的馴化過程中，逐步增加二氧化硫的濃度和降低培養(yǎng)基的pH，在這一環(huán)境中生長(zhǎng)的微生物具有耐受二氧化硫和適應(yīng)酸性環(huán)境的能力。(4)當(dāng)固體培養(yǎng)基上菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)，說明幾乎所有的活菌都形成了菌落，以穩(wěn)定時(shí)的菌落數(shù)目作為記錄結(jié)果，所得數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。(5)對(duì)微生物進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法有稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)法。一個(gè)活菌經(jīng)過繁殖在固體培養(yǎng)基表面形成一個(gè)菌落，但有時(shí)一個(gè)菌落可能是由2個(gè)或多個(gè)活菌繁殖形成的，這樣根據(jù)菌落數(shù)推測(cè)出的活菌數(shù)往往比實(shí)際數(shù)目偏小。答案(1)滅菌(2)脫硫細(xì)菌(3)耐受SO2適應(yīng)酸性環(huán)境(4)菌落數(shù)目(5)顯微鏡直接計(jì)數(shù)一個(gè)活菌少第3講酶的應(yīng)用1．為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗衣粉分成3等份，進(jìn)行3組實(shí)驗(yàn)。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，下表為實(shí)驗(yàn)記錄。請(qǐng)回答下列問題。水溫/℃1020304050組別甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血漬時(shí)間/min67668852518336347711126891167清除油漬時(shí)間/min93789587639182468575277769868(1)提高洗衣粉去污能力的方法有________。甲組在洗衣粉中加入了________。乙組在洗衣粉中加入了________。(2)甲、乙組洗滌效果的差異，說明酶的作用具有_________________。(3)如果甲、乙和丙3組均在水溫為80℃時(shí)洗滌同一種污漬，請(qǐng)比較這3組洗滌效果之間的差異并說明理由__________________________________________________。(4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學(xué)物質(zhì)包裹著的，遇水后包裹層很快溶解，釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用。請(qǐng)說明這是否運(yùn)用了酶的固定化技術(shù)及其理由。____________________________________________________________。解析(1)由表格數(shù)據(jù)可知提高洗衣粉去污能力的方法有加酶和適當(dāng)提高溫度。甲組去除血漬所需的時(shí)間相對(duì)較短，而血漬的主要成分是蛋白質(zhì)，說明甲組洗衣粉中加入了蛋白酶；乙組去除血漬和油漬的時(shí)間都相對(duì)較短，說明乙組洗衣粉中加入了蛋白酶和脂肪酶。(2)甲、乙組洗滌效果的差異，主要原因是其中酶種類不同，說明酶具有專一性。(3)酶的作用條件溫和，高溫(80℃)會(huì)使酶活性喪失，因此三組之間沒有差異。(4)由于加酶洗衣粉中的酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復(fù)利用，所以沒有利用酶的固定化技術(shù)。答案(1)加酶和適當(dāng)提高溫度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)專一性(3)沒有差異；因?yàn)楦邷厥姑甘Щ?4)未運(yùn)用酶的固定化技術(shù)；因?yàn)槊肝垂潭ㄔ诓蝗苡谒妮d體上，也不能重復(fù)利用2．果膠酶能分解果膠等物質(zhì)，可以用來澄清果蔬飲料，在食品加工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問題：(1)果膠酶是分解果膠的酶的總稱，包括________、果膠分解酶和________。食品工業(yè)中之所以使用果膠酶澄清果蔬飲料，是因?yàn)楣z酶能破壞植物的________結(jié)構(gòu)。(2)微生物是生產(chǎn)果膠酶的優(yōu)良生物資源。分離和篩選能產(chǎn)生果膠酶的微生物，使用的培養(yǎng)基應(yīng)該以_________為唯一碳源；為了純化該生物，需要在________(填“固體”或“液體”)培養(yǎng)基上接種菌種，最常用的接種方法有____________________________________。(3)在榨制果汁前，要將果膠酶和果泥混勻保溫，目的是提高出汁率；過濾后要用果膠酶處理果汁，目的是______________________。(4)根據(jù)下表實(shí)驗(yàn)結(jié)果，________(填“能”或“不能”)確定40℃就是果膠酶的最適溫度。1020304050607080813152515121110解析(1)果膠是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等，它們能催化果膠的分解，瓦解植物細(xì)胞壁。(2)篩選和分離能夠產(chǎn)生果膠酶的微生物時(shí)，應(yīng)該使用以果膠為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，為了純化該生物，需要在固體培養(yǎng)基上進(jìn)行，最常用的接種方法有平板劃線法或稀釋涂布平板法。(3)榨制果汁前，要將果膠酶與果泥混勻保溫，目的是分解細(xì)胞壁，提高出汁率。過濾后要用果膠酶處理果汁，目的是分解果汁中的果膠，使果汁變澄清。(4)該實(shí)驗(yàn)只能得出在所設(shè)計(jì)的溫度下，40℃的酶活性高，由于沒有設(shè)計(jì)40℃左右，縮小溫度梯度的實(shí)驗(yàn)，如梯度為1的實(shí)驗(yàn)，觀察果汁量，因此不能確定40℃就是果膠酶的最適溫度。答案(1)多聚半乳糖醛酸酶果膠酯酶細(xì)胞壁(2)果膠固體平板劃線法或稀釋涂布平板法(3)使果汁變澄清(4)不能3．為探究溫度對(duì)酶活性的影響，某興趣小組做了如下實(shí)驗(yàn)。第一步：在T1和T2兩個(gè)不同溫度條件下，利用淀粉酶催化淀粉水解，編組為A、B。反應(yīng)結(jié)束后使淀粉酶失活。第二步：從A、B兩組裝置中取出等量溶液，分別倒入U(xiǎn)型管的甲、乙兩側(cè)，此時(shí)兩側(cè)液面高度相同，一段時(shí)間后觀察U型管兩側(cè)液面高度變化。請(qǐng)回答下列問題：(1)淀粉酶能催化淀粉水解的原理是__________________________________。(2)該實(shí)驗(yàn)選用淀粉酶，而不用H2O2酶作為研究對(duì)象的原因是_______________；實(shí)驗(yàn)中的無關(guān)變量有_____________________________________(至少需寫兩個(gè))。(3)若甲側(cè)液面高于乙側(cè)，則說明該淀粉酶的活性在T1溫度下________(填“大于”“小于”或“等于”)T2溫度下。(4)為確定T1溫度和該淀粉酶最適溫度的關(guān)系，利用T3溫度(T3＞T1)替代T2溫度重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，若甲側(cè)液面低于乙側(cè)，則說明該淀粉酶的最適溫度_________(填“一定”或“不一定”)大于T1溫度。解析(1)酶的作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。(2)溫度會(huì)直接影響H2O2分解而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以不能用過氧化氫酶探究溫度對(duì)酶活性的影響。實(shí)驗(yàn)中，自變量是溫度，則淀粉酶溶液的濃度、用量等屬于無關(guān)變量。(3)若甲側(cè)液面高于乙側(cè)，則說明該淀粉酶的活性在T1溫度下大于T2溫度下，產(chǎn)生的產(chǎn)物多，導(dǎo)致濃度高，吸收了水分，液面升高。(4)用了比T1溫度高的T3溫度，結(jié)果乙液比甲液高，說明乙液中酶的活性高，即說明該淀粉酶的最適溫度一定大于T1溫度。答案(1)酶能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(2)溫度會(huì)直接影響H2O2分解而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果淀粉酶溶液的濃度、用量(淀粉溶液的濃度、用量、pH等其他合理答案)(3)大于(4)一定4．回答與果膠、淀粉等提取和利用有關(guān)的問題：某植物富含果膠、淀粉、蛋白質(zhì)和纖維素成分。某小組開展了該植物綜合利用的研究。(1)果膠提取工藝研究結(jié)果表明，原料先經(jīng)過一段時(shí)間沸水漂洗的果膠得率(提取得到的果膠占原粒質(zhì)量的百分率)顯著高于常溫水漂洗的果膠得率，最主要原因是沸水漂洗________(A.有助于清洗雜質(zhì)和去除可溶性糖B．使植物組織變得松散C．使有關(guān)酶失活D．有利于細(xì)胞破裂和原料粉碎制漿)。(2)在淀粉分離生產(chǎn)工藝研究中，為促進(jìn)淀粉絮凝沉降，添加生物絮凝劑(乳酸菌菌液)，其菌株起重要作用。為了消除絮凝劑中的雜菌，通常將生產(chǎn)上使用的菌液，采用______________，進(jìn)行單菌落分離，然后將其________，并進(jìn)行特性鑒定，篩選得到純的菌株。(3)在用以上提取過果膠和淀粉后的剩渣加工飲料工藝研究中，將剩渣制成的汁液經(jīng)蛋白酶和纖維素酶徹底酶解處理后，發(fā)現(xiàn)仍存在渾濁和沉淀問題。可添加______________使果膠徹底分解成半乳糖醛酸，再添加______________，以解決汁液渾濁和沉淀問題。(4)在建立和優(yōu)化固定化酶反應(yīng)器連接生產(chǎn)工藝研究中，通常要分析汁液中各種成分的濃度和所用酶的活性，然后主要優(yōu)化各固定化酶反應(yīng)器中的________________________(答出2點(diǎn)即可)、反應(yīng)液pH和酶反應(yīng)時(shí)間等因素。其中，酶反應(yīng)時(shí)間可通過____________________來調(diào)節(jié)。答案(1)C(2)劃線分離法(或涂布分離法)擴(kuò)大培養(yǎng)(3)果膠酶淀粉酶使淀粉分解(4)固定化酶的量、反應(yīng)液溫度控制反應(yīng)器液體流量(或體積)5．根據(jù)材料回答下列有關(guān)問題：Ⅰ.某大學(xué)科研人員利用雙重固定法，即采用戊二醛作交聯(lián)劑(使酶相互連接)，用海藻酸鈉來包埋小麥酯酶，研究固定化酶的性質(zhì)，并對(duì)其最佳固定條件進(jìn)行了探究。下圖顯示的是部分研究結(jié)果。(注：酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括酶的活性和酶的數(shù)量)(1)從圖1可以看出，固定化小麥酯酶比游離的小麥酯酶對(duì)溫度變化的適應(yīng)性更________。(2)從圖2可以看出，海藻酸鈉濃度為________時(shí)，小麥酯酶活力最強(qiáng)。當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，酶活力較低的原因是________。Ⅱ.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)制備固定化酵母細(xì)胞的過程如下：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：將定量的海藻酸鈉直接溶解在定量的蒸餾水或無菌水中，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)嚢杌旌暇鶆颍虎莨潭ɑ湍讣?xì)胞：用注射器以恒定的速度緩慢地將海藻酸鈉和酵母細(xì)胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀察凝膠珠形成情況。(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)如果制作的凝膠珠顏色過淺，呈白色，則說明海藻酸鈉濃度________(填“過低”或“過高”)。答案Ⅰ.(1)強(qiáng)(2)3%酶的數(shù)量不足Ⅱ.(1)配制海藻酸鈉溶液時(shí)應(yīng)小火或間斷加熱至完全溶化海藻酸鈉溶液應(yīng)冷卻至室溫后再加入酵母細(xì)胞(2)讓凝膠珠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)(3)過低第4講生物技術(shù)在食品加工及其他方面的應(yīng)用1．隨著人類基因組計(jì)劃的進(jìn)展和多種生物基因組測(cè)序工作的完成，人類跨入了后基因組和蛋白質(zhì)組時(shí)代。對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行研究時(shí)，首先要獲得純度較高的蛋白質(zhì)。下圖是某生物興趣小組在“蛋白質(zhì)的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備從豬的血液中初步提取血紅蛋白，設(shè)計(jì)的“血紅蛋白提取、分離流程圖”：eq\x(\a\al(實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：配制緩沖,液血細(xì)胞懸液))→eq\x(\a\al(樣品處理：洗滌、,破碎、離心等))eq\x(蛋白質(zhì)粗分離、透析)→eq\x(\a\al(純化、純度鑒定、,凝膠色譜法、電泳等))請(qǐng)回答下列有關(guān)問題：(1)樣品處理中紅細(xì)胞的洗滌要用________反復(fù)沖洗、離心。向紅細(xì)胞懸液中加入一定量的低濃度pH＝7.0的緩沖液并充分?jǐn)嚢瑁梢云扑榧t細(xì)胞，破碎細(xì)胞的原理是________________________。(2)血紅蛋白粗分離階段，透析的目的是_________________，若要盡快達(dá)到理想的透析效果，可以____________________(寫出一種方法)。(3)血紅蛋白的純化是通過____________________法將相對(duì)分子質(zhì)量大的雜質(zhì)蛋白除去。(4)電泳利用了待分離樣品中各種分子的______________等的差異，而產(chǎn)生不同遷移速度，實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。(5)一同學(xué)通過血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳，觀察到正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白電泳結(jié)果如上圖所示。由圖可知攜帶者有________種血紅蛋白，從分子遺傳學(xué)的角度作出的解釋是____________________________________________________。解析(1)樣品處理中紅細(xì)胞的洗滌要用生理鹽水反復(fù)沖洗、離心。向紅細(xì)胞懸液中加入一定量的低濃度pH＝7.0的緩沖液并充分?jǐn)嚢瑁梢云扑榧t細(xì)胞，破碎細(xì)胞的原理是滲透原理(當(dāng)外界溶液濃度低于動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水漲破)。(2)血紅蛋白粗分離階段，透析的目的是除去小分子雜質(zhì)。(3)電泳利用了待分離樣品中各種分子的帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀等的差異，而產(chǎn)生不同的遷移速度，實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。(4)由如圖2可知攜帶者有2種血紅蛋白，因?yàn)閿y帶者具有(控制血紅蛋白的)一對(duì)等位基因，可以控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)。答案(1)生理鹽水滲透(作用)原理(當(dāng)外界溶液濃度低于動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水漲破)(2)除去小分子雜質(zhì)增加緩沖液的量或及時(shí)更換緩沖液(3)凝膠色譜(4)帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀(5)2攜帶者具有一對(duì)等位基因，可以控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)2．生物組織中存在多種有機(jī)物，不同的有機(jī)物其提取與鑒定方法不盡相同。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，請(qǐng)回答下列問題。(1)采用蒸餾法提取玫瑰油時(shí)，向初步提取的乳化液中加入________，作用是___________________________________。(2)采用壓榨法提取橘皮精油時(shí)，提取之前需用________浸泡，以提高出油率。為了使橘皮油易與水分離，還要分別加入相當(dāng)于橘皮質(zhì)量0.25%的________和5%的________，并調(diào)節(jié)pH至7～8。(3)采用萃取法從胡蘿卜中提取胡蘿卜素的主要步驟是：粉碎、干燥、萃取、________、________。干燥時(shí)，要注意控制________，否則會(huì)引起胡蘿卜素的分解；萃取的效率主要取決于萃取劑的________，同時(shí)還受原料顆粒的大小、含水量等條件的影響；在對(duì)提取的胡蘿卜素粗品通過紙層析法進(jìn)行鑒定時(shí)應(yīng)與________做對(duì)照。解析(1)采用蒸餾法提取玫瑰油時(shí)，由于氯化鈉能增加鹽的濃度，有利于油水分層，應(yīng)向初步提取的乳化液中加入氯化鈉。(2)采用壓榨法提取橘皮精油時(shí)，提取之前需用石灰水浸泡，以提高出油率。為了使橘皮油易與水分離，還要分別加入相當(dāng)于橘皮質(zhì)量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并調(diào)節(jié)pH至7～8。(3)采用萃取法從胡蘿卜中提取胡蘿卜素的主要步驟是：粉碎、干燥、萃取、過濾、濃縮。干燥時(shí)要注意控制溫度和時(shí)間，否則會(huì)引起胡蘿卜素的分解；萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，同時(shí)還受原料顆粒的大小、含水量等條件的影響；在對(duì)提取的胡蘿卜素粗品通過紙層析法進(jìn)行鑒定時(shí)應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)樣品做對(duì)照。答案(1)氯化鈉增加鹽的濃度，有利于油水分層(2)石灰水NaHCO3Na2SO4(3)過濾濃縮溫度和時(shí)間性質(zhì)和使用量標(biāo)準(zhǔn)樣品3．如圖1是在發(fā)酵罐內(nèi)利用三孢布拉氏霉菌發(fā)酵生產(chǎn)β－胡蘿卜素過程中，菌體生物量及β－胡蘿卜素產(chǎn)量隨時(shí)間變化的曲線圖。圖2是樣品層析結(jié)果及與β－胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)樣品的比對(duì)。請(qǐng)回答下列問題：(1)發(fā)酵罐內(nèi)三孢布拉氏霉菌培養(yǎng)基按物理形態(tài)分應(yīng)為________，玉米粉和豆餅為微生物的生長(zhǎng)分別主要提供________。在接入菌種前，應(yīng)對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行________，以避免雜菌污染。(2)圖1中，菌體的最快增長(zhǎng)出現(xiàn)在第________h，菌體的生物量到達(dá)最大值后下降，其原因是______________________________________，為保證連續(xù)的生產(chǎn)，應(yīng)采取的措施是_________________________________________________。(3)β－胡蘿卜素常用的提取方法為________法，實(shí)驗(yàn)表明，石油醚的提取效果遠(yuǎn)好于丙酮和酒精，原因是______________________________________________________________________________________________________________。(4)將萃取的胡蘿卜素樣品與β－胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果如圖2。從圖中分析可知，色帶________為β－胡蘿卜素。解析(1)發(fā)酵罐內(nèi)三孢布拉氏霉菌培養(yǎng)基按物理形態(tài)分應(yīng)為液體培養(yǎng)基，玉米粉和豆餅為微生物的生長(zhǎng)分別主要提供碳源和氮源。在接入菌種前，應(yīng)對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，以避免雜菌污染。(2)圖1中，菌體的最快增長(zhǎng)出現(xiàn)在第100h，菌體的生物量到達(dá)最大值后下降，其原因是營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，有害代謝產(chǎn)物積累，為保證連續(xù)的生產(chǎn)，應(yīng)采取的措施是連續(xù)加入新的培養(yǎng)液，同時(shí)排出代謝產(chǎn)物。(3)提取β－胡蘿卜素常用的方法為有機(jī)溶劑萃取法，實(shí)驗(yàn)表明，石油醚的提取效果遠(yuǎn)好于丙酮和酒精，原因是石油醚為水不溶性有機(jī)溶劑，萃取效果好。(4)從圖中分析可知，色帶Ⅰ為β－胡蘿卜素，萃取的胡蘿卜素樣品含有其他色素雜質(zhì)，通過紙層析結(jié)果都有兩個(gè)點(diǎn)。其余兩色帶在固定相中移動(dòng)的速度慢，說明其極性比β－胡蘿卜素高，且具有親水性，易與濾紙上吸附的水結(jié)合。答案(1)液體培養(yǎng)基碳源和氮源高壓蒸汽滅菌(2)100營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，有害代謝產(chǎn)物積累連續(xù)加入新的培養(yǎng)液，同時(shí)排出代謝產(chǎn)物(3)有機(jī)溶劑萃取石油醚為水不溶性有機(jī)溶劑，萃取效果好(4)Ⅰ4．青蒿素，無色針狀晶體，易溶于有機(jī)溶劑，不溶于水，不易揮發(fā)。獲取途徑主要是從黃花蒿中直接提取得到。根據(jù)生物相關(guān)知識(shí)，回答下列問題：(1)使用水蒸氣蒸餾法________(填“適于”或“不適于”)提取青蒿素，原因是____________________________________________。(2)從黃花蒿中提取青蒿素時(shí)，應(yīng)采用________法，并且通常在提取前將黃花蒿莖葉進(jìn)行________和干燥，以提高效率；干燥過程應(yīng)控制好________和________，以防止青蒿素分解。(3)提取過程中宜采用________加熱以防止燃燒、爆炸；所得液體濃縮前需進(jìn)行________。(4)最后需要對(duì)所提取物質(zhì)進(jìn)行________，以確定是否提取到青蒿素。解析(1)水蒸氣蒸餾法適用于蒸餾揮發(fā)性物質(zhì)，而青蒿素不易揮發(fā)。(2)青蒿素易溶于有機(jī)溶劑，適合用萃取法進(jìn)行分離，萃取前將原料進(jìn)行粉碎和干燥，以便提高效率，干燥的溫度和時(shí)間要控制好，防止萃取物分解。(3)水浴加熱可以防止因受熱不均引起燃燒和爆炸，萃取后需要先過濾，再濃縮。(4)必須經(jīng)過鑒定才能確定所得提取物是青蒿素答案(1)不適于水蒸氣蒸餾法適用于蒸餾揮發(fā)性物質(zhì)，而青蒿素為非揮發(fā)性物質(zhì)，不能隨水蒸氣蒸餾出(2)萃取粉碎溫度時(shí)間(3)水浴過濾(4)鑒定5．桉葉油的化學(xué)性質(zhì)與玫瑰精油相似，其中含有的黃酮、熊果醇、精油等多種成分具有抑菌作用。某生物興趣小組提取了桉葉油，并對(duì)桉葉油的抑菌活性進(jìn)行了研究，回答下列問題：(1)提取桉葉油時(shí)應(yīng)選擇________(填“新鮮”或“烘干”)的桉樹葉，原因是__________________________________________。(2)可采用水蒸氣蒸餾法提取桉葉油，原因是桉葉油具有________________________的特點(diǎn)；此法不適用于胡蘿卜素的提取，原因是______________________________。從蒸餾出的油水混合物中分離的油層還會(huì)含有一定的水分，需要添加________除水。(3)該小組采用抑菌圈法檢測(cè)桉葉油的抑菌活性。抑菌圈法是利用待測(cè)藥物在瓊脂平板中擴(kuò)散使其周圍的細(xì)菌生長(zhǎng)受到抑制而形成透明圈(即抑菌圈)，再根據(jù)抑菌圈大小判定待測(cè)藥物抑菌效價(jià)的一種方法。下表是該小組檢測(cè)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組對(duì)供試菌的抑菌作用(抑菌圈的大小/mm)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：無菌水(對(duì)照組)桉葉油(實(shí)驗(yàn)組)枯草芽孢桿菌09.00金黃色葡萄球菌07.67大腸桿菌09.67白色念珠菌09.33對(duì)照組應(yīng)________(填“接種”或“不接種”)細(xì)菌。由表中數(shù)據(jù)可知，桉葉油對(duì)________的抑菌效果最強(qiáng)。解析(1)因新鮮桉樹葉中桉葉油含量高，而且桉葉油易揮發(fā)，故提取桉葉油時(shí)應(yīng)選擇新鮮的桉樹葉。(2)桉葉油化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易揮發(fā)、難溶于水，故可采用水蒸氣蒸餾法提取桉葉油；由于胡蘿卜素化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易揮發(fā)、不溶于水，不能隨水蒸氣蒸餾出，易溶于某些有機(jī)溶劑，可以使用有機(jī)溶劑萃取；從蒸餾出的油水混合物中分離的油層還會(huì)含有一定的水分，需要添加無水硫酸鈉除水。(3)據(jù)題意可知，該對(duì)照實(shí)驗(yàn)是檢測(cè)桉葉油的抑菌活性，自變量是是否有桉葉油，故對(duì)照組也應(yīng)接種細(xì)菌。由表中數(shù)據(jù)可知，接種大腸桿菌的抑菌圈最大為9.67，故桉葉油對(duì)大腸桿菌的抑菌效果最強(qiáng)。答案(1)新鮮桉葉油易揮發(fā)，新鮮桉樹葉中桉葉油含量高(2)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易揮發(fā)、難溶于水胡蘿卜素不易揮發(fā)，不能隨水蒸氣蒸餾出無水硫酸鈉(3)接種大腸桿菌6．姜黃是傳統(tǒng)藥食兩用植物，姜黃根莖中的活性物質(zhì)，微溶于水，可溶于乙醇、丙酮和氯仿等。用其提取的姜黃素具有抗腫瘤活性，臨床應(yīng)用十分廣泛。回答下列問題。(1)根據(jù)姜黃素____________________的特點(diǎn)，可采用有機(jī)溶劑萃取的方法，萃取劑要注意其________和使用量，以提高萃取效率。(2)姜黃素存在于細(xì)胞中，用萃取劑浸泡提取前，先要對(duì)姜黃根莖進(jìn)行________和干燥處理，這樣有助于________的破裂，溶劑也容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部直接溶解溶質(zhì)。萃取液在濃縮之前，還要進(jìn)行________，除去萃取