专题十 生物技术实践考纲点击知识内容要求1－1 微生物的利用掌握程度参考生物考试说明中的：一、考试的能力要求（二）实验与探究能力大肠杆菌的培养和分离分离以尿素为氮源的微生物1－2 酶的应用果汁中的果胶和果胶酶α淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测1－3生物技术在食品加工中的应用果酒及果醋的制作泡菜的腌制和亚硝酸的测定1－4浅尝现代生物技术植物组织培养考场传真1．（2012·浙江自选模块，17）幽门螺杆菌（Hp）感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下：请回答下列问题。（1）在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有________，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落周围会出现________色环带。（2）下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是__________灭菌。A．高压蒸汽 B．紫外灯照射C．70%酒精浸泡D．过滤（3）步骤X表示______________。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液______________到培养基平面上。菌液稀释的目的是为了获得______菌落。（4）在培养时，需将培养皿倒置并放在______________中。若不倒置培养，将导致______________。（5）临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将14C标记的______________分解为NH3和14CO2。2．（2011·浙江自选模块，17）杨梅是浙江省的特色水果之一，为对其进行深加工，某厂进行了杨梅酒和杨梅醋的研制，基本工艺流程如下：请回答下列问题。（1）在制备杨梅酒过程中，为了提高杨梅的出汁率，在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和______________酶。甲罐顶上弯管中加水的主要目的是____________。发酵一定时间后，观察到发酵罐内液面不再有____________，说明发酵基本完毕。-15-\n（2）在制备杨梅醋过程中，乙罐内先填充经__________处理的木材刨花，然后加入含__________菌的培养液，使该菌____________在刨花上，再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵，杨梅醋的pH可通过控制杨梅酒的____________来调节。（3）若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋，则乙罐中CO2的产生量是______。A．甲罐的两倍B．与甲罐的相等C．甲罐的一半D．几乎为零（4）在杨梅酒和杨梅醋发酵的整个过程中，某物质浓度随时间变化的示意图如右，该物质是______。3．（2010·浙江自选模块，17）某同学进行苹果汁制作实验，工艺如下图所示。请回答下列问题。（1）图中用KMnO4溶液浸泡苹果的目的是______。黑曲霉提取液中含有的______可水解果胶，从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过______方式将酶固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去______。（2）实验中，操作流程A和B的先后次序为______。在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是______。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量的______混合，如果出现______现象，说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解，应将流速调______。（3）实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被______使用。考向分析浙江高考自选模块选修一试题历年来立足课本，主要考查课本七个实验的基础知识，试题常与本省生产、生活实际相结合，并结合生产装置图来呈现题干，给人以新的面目，但其基础知识仍在课本。2012年考查了分离以尿素为氮源的微生物，2011年考查了果酒、果醋制作，2010年结合苹果汁生产工艺图考查了固定化酶的相关知识。2009年是食醋和泡菜制作相关知识。试题题型前两年是10个填空，每空1分，从2011年开始改为8个填空，加1个2分的单项选择题。由上可见，选修一模块试题总体难度不高，但跨度较大，考查知识面较广，要求学生具备将课本知识应用于生产、生活实际的能力。复习时首先要掌握课本七个实验的相关知识，并注意各实验间的联系和综合应用。知识网络-15-\n热点例析热点一 微生物的培养与应用1．无菌技术（1）获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌入侵。（2）无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还能有效避免操作者自身被微生物感染。（3）消毒和灭菌的区别条件结果常用方法应用范围消毒较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物煮沸消毒法一般物品巴氏消毒法不耐高温的液体化学药剂消毒法用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源等灭菌强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子灼烧灭菌接种工具干热灭菌玻璃器皿、金属工具高压蒸汽灭菌培养基及容器的灭菌特别提醒（1）高温加热灭菌，其原理就是使细菌体内蛋白质变性，而达到杀灭细菌的作用。（2）化学药剂的灭菌、消毒方法，其作用原理也是使细菌体内蛋白质变性，但是化学物质很难透过孢子或芽孢的坚硬外层进入细胞内，因此化学方法难以消灭孢子和芽孢。（3）体积分数为70%的乙醇杀菌效果最强，其原因是浓度过低，杀菌力弱，浓度过高，使菌体表面蛋白质凝固形成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其内，因此杀菌效果受影响。对刚洗刷后未干的器皿，则可选择75%的酒精进行消毒。2．划线分离法与涂布分离法操作注意事项（1）划线操作时在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环，在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环。划线分离法几次灼烧灭菌的目的比较第一次操作每次划线之前划线结束目的杀死接种环上原有的微生物，避免污染培养物杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线菌种数目减少杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线，以免接种环温度太高，杀死菌种。-15-\n在做第二次以及其后的划线操作时，要从上一次划线的末端开始划线。每次划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。（2）涂布分离操作时，先将涂布器末端浸入70%酒精中，使用时滴尽酒精后，火焰灼烧涂布器，冷却后进行涂布。3．恒温培养时，将培养皿倒置原因若正放培养皿，形成的水滴会落入培养基表面，菌落随水扩散而散开，造成菌落间相互影响，无法达到分离的目的。因此需倒置。4．大肠杆菌培养与分离5．分离以尿素为氮源的微生物实验剖析（1）土样的获得：在有哺乳动物排泄物的地方取得。（2）实验步骤。（3）实验剖析。①用琼脂糖代替琼脂配制固体培养基。琼脂是未被纯化的混合物，内含一定量的含氮化合物，不利于以尿素为氮源的细菌的筛选。②培养基中的酸碱指示剂产生颜色变化（变红），标志着存在脲酶水解尿素的作用，从而证明这一菌株可以以尿素为氮源。红色环状区域的大小代表脲酶活性的强弱和含量的多少。绿色区域越大，表明菌株利用尿素的能力越强。③与全营养培养基上的菌落数比较，尿素培养基上只有少数菌落，这一现象表明能利用尿素的细菌在土壤菌群中只占有极少数量。【例1】（2012·浙江绍兴一模）尿素是一种高浓度氮肥且长期施用没有不良影响，但尿素只有通过土壤中某些细菌的分解作用，才能被植物吸收利用。某同学要分离出土壤中能分解尿素的细菌，并尝试进行计数，培养基配方如下：K2HPO4NaClH2O葡萄糖尿素酚红琼脂0.12g0.12g15mL0.025g2.0g0.25mg0.5g（1）分解尿素的细菌都能合成______，该种细菌在生态平衡中起到什么作用？__________________。写出细菌分解尿素的方程式：__________。（2）根据培养基的成分判断，该同学能否分离出土壤中分解尿素的细菌？______（填“能”或“不能”），原因是________________________。（3）分离得到分解尿素的细菌后，如果要扩大培养，则应选择______培养基进行培养。培养一段时间后，使用________________对微生物细胞进行计数。计数过程中，下列哪种行为会影响计数的准确性？（ ）A．计数时直接从静置培养的试管底部取培养液进行计数B．如果方格内微生物细胞数量多于300个，培养液先稀释后再计数C．如果微生物细胞有粘连，要数出团块中的每一个细胞-15-\nD．压在方格线上的细胞只计左线和上线上的细胞数（4）为了提高尿素肥效，可以将分解尿素的酶和尿素混合，制成“加酶尿素”。为了提高“加酶尿素”中酶的利用率，可采用__________技术。解析：（1）含有脲酶的细菌通过降解尿素为氨作为其生长的氮源，从而也起到维持生物圈氮元素的平衡作用。（2）从培养基的成分看因为含有琼脂，所以不能分离出分解尿素的细菌，因为琼脂是一种未被纯化的混合物，内含一定量的含氮化合物，不利于以尿素为氮源的细菌的筛选。（3）扩大培养需要使用液体培养基，对微生物或者酵母菌等进行计数时常用血细胞计数板进行计数，再通过计数得到比较准确的数量。计数过程需要注意操作规范，如A选项所述的操作会影响计数的准确性，应该把试管上下倒转数次，使细菌分布均匀。（4）固定化酶技术可以提高酶的利用率。答案：（1）脲酶 参与了氮循环（或维持氮平衡） CO（NH2）2＋H2O2NH3＋CO2（2）不能 琼脂是未被纯化的混合物，内含一定的含氮化合物，尿素不是唯一氮源，不能选择出只以尿素为氮源的微生物（3）液体 血细胞计数板 A（4）固定化酶触类旁通1（2012·浙江宁波二模）请回答微生物培养和分离的有关问题。（1）在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行________（填“消毒”或“灭菌”）；操作者的双手需要进行清洗和________（填“消毒”或“灭菌”）。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________（填“消毒”或“灭菌”）处理后才能丢弃，以防止培养物的扩散。（2）培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是________________________。（3）欲从土壤中分离出能利用尿素的细菌：以______________为唯一氮源且加入了____________指示剂的培养基，用____________法分离细菌。若培养基平板上有菌落存活且颜色变__________，则说明分离成功。（4）分离以尿素为氮源的细菌和分离大肠杆菌都使用了LB培养基，其成分______。A．前者含琼脂，后者不含琼脂和琼脂糖B．两者都含有琼脂C．前者含有琼脂糖，后者不含琼脂糖但含琼脂D．两者都不含琼脂和琼脂糖热点二 微生物在传统发酵技术中的应用1．几种发酵菌种的比较2.果酒、果醋及泡菜的制作的比较-15-\n特别提醒果酒、果醋制作过程中防止杂菌污染的措施①榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒。②清洗葡萄时要先清洗后除枝梗。③发酵瓶排气管用曲颈管，不用直管。【例2】山楂酒具有活血、补气、健脾等功效，对恢复体力、增加精力、促进食欲有较显著的功效。以下为山楂酒制作的有关过程。分析回答下列问题。主要原料山楂设备榨汁机、发酵桶、地下室、大锅等制作过程山楂经充分水洗，用榨汁机榨汁。将山楂汁倒入发酵桶中，经7～10d的发酵，即成果酒。将经过发酵的果酒滤出，倒入发酵容器内，存在地下室里，进行30d的再发酵。并继续放置在阴凉的地下室进行陈酿，陈酿期间，要坚持倒桶（换桶），并保持酒桶常满，即得原汁山楂酒-15-\n（1）请写出山楂酒制作的原理（用反应式表示）：______________________________。（2）与山楂酒发酵有关的微生物主要是____________，在山楂酒制作中菌种的主要来源是____________________。（3）发酵的温度应该在________℃，在发酵过程中要先通气后密封，先通气的目的是__________________________________________。（4）检验是否产生酒精可在______条件下，用________试剂检测。（5）若要进一步制作果醋，应在发酵液中加入________菌种。解析：本题考查果酒和果醋的制作。果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行需氧呼吸大量繁殖，在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，反应式如下：C6H12O62C2H5OH＋2CO2。发酵需在一定的温度条件下进行。无论在有氧还是在无氧条件下，酵母菌代谢均产生CO2，因此要适时排气。答案：（1）C6H12O62C2H5OH＋2CO2 （2）酵母菌 野生的酵母菌 （3）25～30 使酵母菌在有氧条件下大量繁殖，增加菌种数量 （4）酸性 重铬酸钾 （5）醋酸菌方法归纳酵母菌是一种比较特殊的微生物，属于兼性厌氧菌，在有氧条件下进行需氧呼吸，大量繁殖，在无氧条件下进行厌氧呼吸产生酒精，所以常用于酿酒。在酿酒时要注意温度、氧气等条件的控制。触类旁通2（2012·杭州二模）生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋制作是常见的例子。请回答下列有关果酒、果醋制作的问题。（1）果酒、果醋制作中，都需要大量纯种发酵微生物，所以首先要对发酵微生物进行培养，在微生物培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑温度、______、渗透压等条件；为防止杂菌污染，还需对培养基和培养皿进行______（填“消毒”或“灭菌”）；操作者的双手需要进行清洗和______；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是______________。（2）下图是果酒制果醋的发酵装置。醋酸发酵在__________瓶中进行，发酵所需的微生物是___________。若乙瓶中流出液明显呈酸性，则说明流出液中有__________生成。向乙瓶中通入空气的主要原因是__________。A．果酒生成醋酸时需要氧气B．通入空气可使乙瓶中的锯末呈松散状C．使乙瓶中流出的液体缓慢滴入丙瓶中D．使甲瓶中流出的液体缓慢滴入乙瓶中（3）如果将该装置改为酒精的发酵装置，需要修改的地方是 。热点三 酶的应用1．果汁中果胶与果胶酶。（1）果胶与果胶酶。化学组成作用特性、来源果胶半乳糖醛酸甲酯、半乳糖醛酸植物细胞壁主要成分之一。将植物细胞黏合在一起不溶于乙醇，可鉴别果胶果胶酶蛋白质、果胶酶、果胶甲酯酶把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变得澄清黑曲酶、苹果青霉（2）研究温度对果胶酶活性影响的实验。①实验方案：确定温度梯度→探讨控制温度的方法和措施。-15-\n②实验程序：制备水果泥→制备果胶酶→水果泥与果胶酶分别水浴保温→将水果泥和果胶酶混合保温→过滤出果汁→记录果汁量→改变不同温度后，重复上面实验。③记录实验数据，并填入表格。④得出结论：获得的果汁越多，或果汁越澄清，表明果胶酶的活性越高。2．α淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测（1）固定化酶的含义：将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂的方法。（2）固定化的方法：吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。（3）α淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测。①α淀粉酶的固定化（如图）。5mgα淀粉酶溶于4mL蒸馏水，加入5mg石英砂，搅拌30min。固定化酶柱示意图②将石英砂装入含气门芯并用夹子封住的注射器中。用40mL蒸馏水用流速1mL/min来洗涤除去未吸附的游离淀粉酶。③使淀粉溶液以0.3mL/min的流速过柱，在流出5mL后接收0.5mL流出液。加入1～2滴KII2溶液，观察颜色变化。④实验预期结果：水解产物糊精遇碘呈红色。【例3】（2011·杭州二中热身考）固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂（使酶相互连接），海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果（注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量），分析回答下列问题。（1）从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，如果仅用一种包埋剂包埋酯酶，而不用交联剂，固定化酶________（填“会”或“不会”）优于游离酶。而甲图所示结果可以得出的结论是__________________________________________________________________。（2）乙图曲线表明浓度为________的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因是______________________________________；浓度较高时，酶活力也降低的原因是___________________________________________________________________。（3）固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用________次，酶活力明显下降。-15-\n（4）固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是同时用戊二醛作交联剂，这是因为_____________________________________________________________________________。（5）（多选）请选出该过程涉及的固定化方法（ ）。A．吸附法B．偶联法C．交联法D．包埋法解析：固定化酶使酶载体结合，使酶分子的性能更稳定，应用范围更广泛。当包埋载体的海藻酸钠浓度较低时由于包埋不紧密，酶分子容易漏出，使酶活力下降。当酶分子较小时，可以采用戊二醛等交联剂与酶分子结合，使酶分子不易从包埋材料中漏出。答案：（1）不会 固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强且应用范围较广 （2）3% 海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足 没有酶活性的海藻酸钠的比例增高，导致酶量下降 （3）3 （4）酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出 （5）CD方法归纳（1）酶与固定化酶比较。两者不完全相同，固定化酶是酶的衍生物。酶是活细胞产生的具有催化作用的一类有机物，它是生物体内各种化学反应的催化剂，而固定化酶是将水溶性的酶用物理或化学方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。固定化酶也具有酶的特性。（2）固定化酶的优点。①酶固定化后有一定的机械强度，催化反应的过程可管道化、连续化和自动化。②酶不溶解在催化反应的溶液中，产物更易纯化。③固定化酶可反复使用，更经济，更利于工厂化生产。④固定化酶提高了酶的稳定性，可较长时间地贮存和使用。触类旁通3（2012·浙江高三调研）下列是有关固定化酶及细菌培养与分离的问题。（1）固定化酶是将水溶性的酶用物理或__________的方法固定在某种介质上，使之成为__________而又有酶活性的制剂。可用__________法将α淀粉酶固定在石英砂上形成固定化酶柱。（2）为获取土壤中的芽孢杆菌，某同学进行了相关实验，操作流程如下。上图中步骤A为__________，步骤B为__________。要判断培养基灭菌是否彻底，可采用的方法是__________________________。（3）下列消毒灭菌方法中，常用于接种环灭菌的是______________。A．70%酒精浸泡 B．紫外线照射C．灼烧D．高压蒸汽（4）请分析划线分离法能得到单菌落的原因：______。热点四 植物的组织培养1．菊花的组织培养（1）原理：植物细胞的全能性。（2）基本流程2．影响植物组织培养的因素（1）内因：植物种类，同一植物的年龄、部位、保存时间等。（2）外因-15-\n②植物激素对组织培养的影响生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素；二者的作用受使用顺序和用量比例的影响。a．使用顺序不同，结果不同使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂又分化同时使用分化频率提高b．用量比例不同，结果也不同的值特别提醒（1）外植体在培养过程中被污染的原因：①外植体消毒不彻底；②培养基灭菌不彻底；③接种中被杂菌污染；④锥形瓶密封性差等。（2）进行植物组织培养时应注意的问题：①所有实验用具应严格灭菌。②接种过程要求严格的无菌操作。③愈伤组织培养，最初避光培养，后期见光培养。④试管苗培养：要先进行生芽培养，再进行生根培养，试管苗培养要在光照条件下进行。【例4】（2012·杭州一模）当今能源紧缺，污染严重。酒精成为备受关注的“绿色能源”。利用玉米等植物秸秆生产燃料酒精已成为大势所趋。（1）利用植物组织培养可实现玉米的大规模快速繁殖，图解如下，由外植体通过植物组织培养技术培育成完整植物，这项技术利用了____________原理。图中A、B代表________、______；过程Ⅰ、Ⅱ分别表示______和______。（2）在植物组织培养中关于消毒和灭菌操作的叙述，正确的是______。A．只要不碰外植体，操作者的双手可以不消毒B．离体幼茎可以用酒精消毒C．镊子等器械需用酒精灭菌D．接种后培养基需用高压蒸汽灭菌（3）具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：第一步：野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。第二步：制备选择培养基。在基本培养基的基础上，还要添加______________，加琼脂后灭菌，制成固体平板。第三步：将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。第四步：根据____________筛选出突变菌。（4）随着生物技术的发展，生物学家可以“创造”出某些特定的、以前从未自然存在过的生物体。有科学家将其他生物组织的基因植入细菌设计并制造出一种独特的大肠杆菌，能够将蔗糖转化为石油燃料，这种可遗传变异来源于________________。-15-\n解析：（1）利用植物细胞的全能性可以把外植体培养成完整的植株。外植体通过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再经过再分化形成胚状体。（2）操作者的双手和离体幼茎需要用酒精进行消毒，而镊子等器械则需要灭菌处理，接种后的培养基不能进行灭菌处理了，否则微生物都会死亡。（3）从本小题的题干信息可知，制备的选择培养基除了常规的营养成分外，还需要加入高浓度的蔗糖提供营养，再适当调低pH，加琼脂后再灭菌处理。突变菌可以在配制的高浓度糖溶液的培养基中存活，从而筛选得到这种突变菌。（4）转基因的原理是基因重组。答案：（1）植物细胞全能性 愈伤组织 胚状体 脱分化再分化 （2）B （3）高浓度蔗糖（或葡萄糖）、调低pH（加酸）是否能在该培养基上生长 （4）基因重组触类旁通4组织培养是近几年发展起来的一种植物无性繁殖技术，特别在繁殖名贵经济作物、珍稀濒危植物方面。以下是实验室进行植物组织培养的一般过程，请回答下列问题。（1）植物组织培养的各个步骤应严格执行____________技术，所以在生产时为了防止污染，植物组织必须先进行____________，常用的试剂是：70%酒精和______________。各种器皿和培养基等通常用____________法灭菌。（2）与微生物培养基相比，植物组织培养基中要添加生长素和____________，两者的物质的量浓度比决定组织是生根，还是发芽。一般先用____________培养基进行培养，使之长出较多的丛状苗，然后将丛状苗分株培养。（3）将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如右图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是逐渐减小，单株鲜重的变化趋势是___________。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量________（填“能”或“不能”）满足自身最佳生长的需要。（4）据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合强度，应__________培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。A．降低 B．增加C．不改变D．先降低后增加1．（2012·浙江金华十校一模）微生物与人类的生活、健康有着密切的联系。请回答下列有关微生物的问题。（1）无菌技术主要通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。常用的灭菌方法有________________灭菌、干热灭菌和________________灭菌。在组织培养过程中通常利用____________对外植体进行消毒。（2）在果醋、泡菜的制作过程中，需要氧气的是____________________的制作；在制作果醋过程中，榨取的果汁非常浑浊，解决的方法是______________________。（3）根据微生物的特点，可以利用相应的培养基进行分离或培养，例如用______________培养基筛选能分泌脲酶的细菌；用______________培养基培养苹果青霉，以提高果胶酶的产量。（4）在微生物培养或分离过程中，下列操作不恰当的是______。A．在超净台中进行接种时应该关闭紫外灯B．扩大培养时必须保证氧气的供应C．控制液体培养基中营养物质的浓度-15-\nD．空白的平板培养基需进行无菌实验（5）从土壤中分离能分解尿素的细菌时，通常在尿素培养基中添加酚红，用以指示脲酶的分泌情况，其原理是尿素被脲酶分解产生的____________可以使酚红变色。2．下图为“大肠杆菌的培养和分离”实验的基本流程，请回答下列问题。（1）A过程配制的是通用细菌培养基，称为______培养基。配制时除了加入特定的营养物质以外，还要加入一定量的氯化钠，以维持______。对培养基酸碱度的调节，应该在B过程的______（填“前面”或“后面”）。（2）D过程与C过程相比，培养基中增加的物质是______。E过程所需的温度是______。（3）D过程后，一个菌体便会形成一个______，这种分离方法是______的通用方法，也是筛选特定菌株的最简便方法之一。（4）植物组织培养时，先配制MS培养基，再加入一定比例的植物激素。当生长素相对较多时，可促进______。（5）植物组织培养和微生物培养都需要无菌操作，下列不适宜用高压蒸汽灭菌的是______。A．接种环和镊子B．三角瓶和广口瓶C．发芽培养基和生根培养基D．用于培养的幼茎和幼芽3．酿造工业中经常使用酵母菌，某科研小组对固定化技术在酿酒酵母上的应用做了一些研究。下表是海藻酸钠浓度和氯化钙浓度对固定化酵母的影响实验数据表，下图是在相同的发酵条件下，固定化酵母与游离酵母3次循环发酵的糖度变化比较曲线图，请分析回答下列问题。海藻酸钠与氯化钙浓度对固定化酵母的影响海藻酸钠/%22.5322.5322.53CaCl2/%222333444930950990103011001140117011701160酒精量/%6.76.56.56.76.46.26.76.46.2残糖量/%2.52.752.752.602.652.652.652.752.75a第一次循环发酵糖度变化b第二次循环发酵糖度变化c第三次循环发酵糖度变化固定化酵母与游离酵母发酵性能的比较-15-\n（1）固定酵母细胞的方法常用______法，实验中要注意将刚溶化好的海藻酸钠溶液______后，加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌。（2）Ca2＋是决定海藻酸钠固定化酵母机械强度的重要因素，根据表中数据分析，随着Ca2＋浓度的增加，固定化酵母的强度______，最终选择海藻酸钠与氯化钙的浓度分别为______时固定化效果好。海藻酸钠是一种多孔性载体，在一定浓度范围内选择较低的海藻酸钠的浓度进行固定化酵母，产生酒精量较高的原因是______________。（3）由比较曲线图可以看出，____________发酵速度较快，游离酵母在重复使用______次后，其活性完全丧失，由此也可见固定酵母细胞的优点是________________。4．（2011·课标全国理综，39）有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答下列问题：（1）在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以________为唯一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于________培养基。（2）纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即________和________________。（3）为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________。（4）通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、________和__________________。无菌技术要求实验操作应在酒精灯________附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。5．下图是利用花药进行离体培养过程的示意图，请利用所学知识回答相关问题。（1）该过程利用的现代生物技术称为__________，其原理是___________________；在培养过程中需要向e、f中添加一些植物生长调节物质，主要是______________________。（2）若h中是纯合二倍体，则g中需要用__________处理，该育种方法的优点是_________________；育种中若产生了变异，其可遗传的变异类型有________________。（3）若利用此项技术培育相关组织制造治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，培养将进行到（填字母）______；若想制作人工种子，应该选用（填字母）______。参考答案命题调研·明晰考向考场传真1．解析：（1）幽门螺杆菌中的脲酶能催化尿素分解产生氨，氨溶于水变成氢氧化铵，导致培养基变成碱性，使酚红指示剂呈现红色，因此在菌落周围出现红色环带。（2）对尿素溶液进行灭菌应用G6玻璃漏斗过滤的方法灭菌；如果用高压蒸汽灭菌会造成尿素的分解；紫外灯照射不适用于对溶液进行灭菌；用70%酒精浸泡不能达到灭菌的目的，会有一部分芽孢存活。（3）在培养基上接种微生物，用稀释涂布平板法能将聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而在培养基表面形成单个菌落。（4）对微生物进行培养应在恒温培养箱中进行，将培养皿倒置既可防止因冷凝水过多造成的单菌落连片（不能获得单菌落），也可避免杂菌孢子落到培养基上。（5）幽门螺杆菌中的脲酶能将尿素分解形成NH3和CO2,14C标记的尿素被分解后产生的14CO2可被检测到。答案：（1）脲酶 红（2）D（3）接种 涂布 单（4）恒温培养箱 无法形成单菌落-15-\n（5）尿素2．解析：（1）纤维素酶和果胶酶可水解细胞壁，提高出汁率。酵母菌无氧发酵生成酒精，当发酵完毕后不再产生CO2，发酵罐液面不再有气泡冒出。（2）填充好木材刨花需经灭菌处理，制备杨梅醋的菌种是醋杆菌。乙罐的pH可通过控制杨梅酒的流速控制。（3）由杨梅酒发酵生成杨梅醋的过程不产生CO2。（4）在整个发酵过程中，先生成酒精，再由酒精生成醋，因此酒精的量先增多后减少。答案：（1）果胶 防止空气进入 气泡冒出（2）灭菌 醋杆 附着 流速（3）D（4）酒精3．解析：（1）KMnO4能消毒，杀死苹果表面的微生物。黑曲霉提取液中含有果胶酶，能水解果胶。石英砂能将果胶吸附在表面，可用蒸馏水将未吸附的酶洗去。（2）实验中应先提取果胶酶，做成固定化酶，再制苹果汁。在苹果汁澄清过程中，应关闭阀1，防止从固定化柱流出的苹果汁混有黑曲霉提取液。果胶不溶于乙醇，可用于鉴定果胶。若果胶没有完全水解，可将流速调慢，延长反应时间，使反应更充分。（3）固定化酶可重复使用，降低了生产成本。答案：（1）消毒 果胶酶 吸附 未被固定的酶等 （2）AB 阀1 乙醇 浑浊（沉淀） 慢 （3）重复体系构建·聚焦热点热点例析【触类旁通1】解析：（1）实验操作的空间、操作者的衣着和手等通常进行消毒，而微生物的培养器皿、接种用具和培养基等则需要进行灭菌，以便杀死物体内外所有的微生物。（2）检测培养基是否被污染，只需放置培养基一段时间，观察培养基上是否有菌落产生就行。（3）分离能利用尿素的细菌，只需以尿素为唯一氮源，加酚红作指示剂，采用涂布分离法分离细菌，只要培养基中的指示剂变红，标志着存在脲酶水解尿素的作用，证明菌株可以以尿素为氮源。（4）分离以尿素为氮源的细菌培养基应含有琼脂糖，而分离大肠杆菌时则不含琼脂糖而含琼脂。答案：（1）灭菌 消毒 灭菌 （2）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 （3）尿素 酚红 涂布分离（或涂布） 红 （4）C【触类旁通2】解析：（1）培养微生物需要同时考虑温度、pH、渗透压等外界条件，对培养涉及的器材和培养基等都需要进行灭菌，而对操作者与实验接触的双手则用70%的酒精进行消毒处理，紫外线通过使蛋白质变性也可以杀灭空气中的微生物。（2）图中的乙瓶为发酵瓶，内有醋化醋杆菌在进行发酵，若该瓶流出的液体呈酸性，说明流出液中已经有醋酸生成。在乙瓶进行的把乙醇发酵成醋酸的过程需要氧气，醋杆菌进行的是需氧呼吸。（3）酒精发酵需要在无氧条件下才能进行，所以不需要通入空气。答案：（1）酸碱度 灭菌 消毒 紫外线能使蛋白质变性（2）乙 醋杆菌 醋酸 A （3）不需要通入空气【触类旁通3】解析：（1）固定化酶常用化学结合法和物理吸附法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。可用物理吸附法将α淀粉酶固定在石英砂上形成固定化酶柱。（2）配制的固体培养基经灭菌后就可以倒平板，制成固体平面培养基，划线分离后，把培养皿放在合适的温度条件下进行培养。培养基灭菌是否彻底只需让灭菌好的培养基培养一段时间后，观察有无菌落出现即可。（3）接种环常用灼烧灭菌，微生物的培养器皿则用高压蒸汽灭菌。划线分离法之所以能够获得单菌落的原因就是在不断地划线过程中，接种环上的菌液越来越少，到划线最后部分细菌间距离加大，经培养后能得到单菌落。答案：（1）化学 不溶于水 吸附（2）制平板 培养 将灭菌后的培养基培养一段时间后观察是否出现菌落（3）C（4）划线过程中接种环上的菌液逐渐减少，到划线最后部分细菌间距离加大，经培养后能得到单菌落【触类旁通4】解析：-15-\n组织培养过程需要在无菌条件下，才能有较高的成功率。植物组织不能进行灭菌处理，只能进行消毒，酒精和次氯酸钠都是常用的消毒剂。加入生长素和细胞分裂素有助于生根和发芽。从图中可以看出不加蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物不能满足自身的生长需要。适当降低蔗糖浓度，可以提高试管苗的自养能力。答案：（1）无菌操作 消毒 5%次氯酸钠 高压蒸汽灭菌（2）细胞分裂素 发芽（3）先增加后下降 不能 （4）A创新模拟·预测演练1．解析：（1）灭菌技术有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌等，组织培养过程中通常用5%次氯酸钠溶液浸泡消毒。（2）醋杆菌能够在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸。浑浊的果汁经果胶酶的处理，使其中的果胶分解成半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯，果汁就会变澄清。（3）以尿素为唯一碳源的培养基能够筛选出分泌脲酶的细菌，苹果青霉大量繁殖，可以提高果胶酶的产量。（3）针对不同呼吸类型的微生物进行扩大培养时应采用不同的方法，需氧型微生物应提供氧气促使其大量繁殖，而厌氧型微生物则不需要氧气。（5）尿素被分解后产生的氨与酚红反应呈现红色。答案：（1）灼烧 高压蒸汽 次氯酸钠 （2）果醋 果胶酶处理 （3）以尿素为唯一碳源 富含果胶 （4）B （5）氨2．解析：LB液体培养基是通用的细菌培养基，LB固体平面培养基则用于划线分离，氯化钠充当溶质的作用是维持培养基的渗透压，调整好酸碱度后才能进行灭菌，若灭菌后再进行调整酸碱度的话，又会产生新的污染。在液体培养基础上加上一定量的琼脂就成了固体培养基，培养好的菌种置于4℃冰箱中保存。通过划线分离后一个菌体就会繁殖出一个菌落。生长素多有助于生根，而细胞分裂素多，则利于生芽。高压蒸汽灭菌适用于培养基、培养器材等，而用于培养的幼茎和幼芽则不能进行任何的灭菌操作，否则会导致细胞死亡。答案：（1）LB 渗透压 前面 （2）琼脂 4℃ （3）（单）菌落 消除污染杂菌（纯化菌种） （4）生根 （5）D3．解析：（1）固定酵母细胞的方法常用的是包埋法，实验中要注意将刚溶化好的海藻酸钠溶液冷却后，再加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌。（2）从表中的数据可以看出，不管是在哪种浓度的海藻酸钠的浓度下，都随着Ca2＋浓度的增加，固定化酵母的强度增加。从表中的数据可以看出2%、4%时不仅固定化酵母的强度最大，而且酒精的产量最高。由于海藻酸钠是一种多孔性载体，浓度较低的海藻酸钠中形成的凝胶珠的相对渗透性较强，利于底物的进入和产物的排出，所以产生的酒精相对较多。（3）比较曲线图，固定化酵母的催化效率都比游离酵母高，且游离酵母在重复使用2次后，其活性完全丧失，这一点可以在c坐标图中反映出来，因第三次时不起作用，说明在第二次后就完全失去了活性，由此也可见固定酵母细胞的优点是可以重复使用。答案：（1）包埋 冷却 （2）增加 2%、4% 凝胶珠的相对渗透性较强，利于底物的进入和产物的排出 （3）固定化酵母 2 可以重复使用4．解析：（1）要获得分解原油的细菌，只有在以原油为唯一碳源的培养基中，这种细菌可以大量繁殖，而其他细菌不能生存。此种培养基属于选择培养基。（2）纯化菌种常用平板划线法和稀释涂布平板法。（3）在以原油为唯一碳源的培养基上，在菌落周围的原油被分解而形成分解圈，分解圈越大，说明该菌株降解能力越强。（4）实验室灭菌有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌，实验操作要在酒精灯火焰附近的无菌区进行。答案：（1）原油 选择 （2）平板划线法 稀释涂布平板法 （3）强（4）干热灭菌 高压蒸汽灭菌 火焰5．解析：由a到e为花药离体培养，形成单倍体幼苗后，再培育成成熟的植株。在培育过程中，为了诱导组织分化，需要在不同时期添加不同比例的细胞分裂素和生长素。若h是纯合二倍体，则g过程需要用一定浓度的秋水仙素处理，育种中若产生了变异，其可遗传的变异类型有基因突变和染色体变异，因为此过程中没有进行有性生殖，所以不会发生基因重组。答案：（1）植物组织培养 植物细胞的全能性 生长素和细胞分裂素（2）一定浓度的秋水仙素 快速大量得到纯合子，缩短育种年限 基因突变和染色体变异（3）c d-15-
