資源簡介

高考生物三輪專題突破
專題九　生物技術實踐
[課標內容]　1.獲得純凈的微生物培養物是發酵工程的基礎。2.發酵工程為人類提供多樣的生物產品。
梳理核心知識
提示　深思1：果膠酶的組成包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶。作用是：①瓦解植物細胞壁和胞間層；②使果汁變得澄清、增加出汁率。
深思2：由酶的性質和載體特性所決定，主要包括吸附法、共價偶聯法、交聯法和包埋法等。
1.當氧氣、糖源都充足時，醋酸菌可以將糖分解為醋酸；當氧氣充足、缺少糖源時，醋酸菌可將乙醇轉變為乙醛，再將乙醛轉變為醋酸。
2.為了防止發酵液被污染：需要從發酵制作的過程進行全面的考慮。例如，榨汁機、發酵裝置要清洗干凈；每次排氣時只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。
3.加鹽可以析出豆腐中的水分，使豆腐塊變硬，在后期的制作過程中不會過早酥爛。同時，鹽能抑制微生物的生長，避免豆腐塊腐敗變質。
4.影響腐乳種類的因素有：豆腐的含水量不同、發酵條件的不同、加入的輔料不同。紅方加入了紅曲，糟方加入了酒糟，青方不加輔料。
5.泡菜壇內有時形成白膜是由于產膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厭氧微生物，泡菜發酵液營養豐富，其表面氧氣含量也很豐富，適合酵母菌繁殖。
6.平板冷凝后，皿蓋上會凝結水珠，凝固后的培養基表面的濕度也比較高，將平板倒置，既可以使培養基表面的水分更好地揮發，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養基，造成污染。
7.在以尿素為唯一氮源的培養基中加入酚紅指示劑，培養某種細菌后，如果pH升高，指示劑將變紅。
8.在將樣品稀釋涂布到鑒別纖維素分解菌的培養基之前，可以通過選擇培養增加纖維素分解菌的濃度，以確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物。
9.與固定化酶技術相比，固定化細胞制備的成本更低，操作更容易。
10.以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀察液滴在CaCl2溶液中形成凝膠珠的情形。
1.判斷有關微生物培養與應用說法的正誤
(1)純化菌種時，為了得到單菌落，常采用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法。(√)
(2)在瓊脂固體培養基上長出的單個菌落含有多種細菌。(×)
(3)檢測土壤中細菌總數實驗操作中，確定對照組無菌后，選擇菌落數在300以上的實驗組平板進行計數。(×)
(4)培養微生物的培養基分裝到培養皿后進行滅菌。(×)
(5)倒平板時，應將打開的皿蓋放到一邊，以免培養基濺到皿蓋上。(×)
(6)對細菌進行計數能采用稀釋涂布平板法，也能用平板劃線法。(×)
(7)篩選能分解尿素的細菌所利用的培養基中，尿素是唯一的氮源。(√)
(8)分解尿素的細菌在分解尿素時，可以將尿素轉化為氨，使得培養基的酸堿度降低。(×)
(9)剛果紅可以與纖維素形成透明復合物，所以可以通過是否產生透明圈來篩選纖維素分解菌。(×)
2.判斷有關發酵工程應用說法的正誤
(1)腐乳制作利用了毛霉等微生物產生的蛋白酶和脂肪酶。(√)
(2)醋酸菌在無氧條件下利用乙醇產生醋酸。(×)
(3)酵母菌是嗜溫菌，所以果酒發酵所需的最適溫度高于果醋發酵溫度。(×)
(4)泡菜制作的菌種主要是醋酸菌。(×)
(5)制作泡菜時，鹽水煮沸后可以立即使用。(×)
(6)泡菜的制作前期需要通入氧氣，后期應嚴格保持無氧條件。(×)
(7)果膠酶常用于果汁生產中，可提高出汁率和澄清度。(√)
(8)加酶洗衣粉的酶制劑不含肽酶，因為肽本身易溶于水。(√)
(9)利用固定化酵母細胞進行發酵，加入的糖類的濃度不宜過高。(√)
1.[2020·全國卷Ⅲ，37(2)(3)]用果膠酶處理果泥時，為了提高出汁率，需要控制反應的溫度，原因是______________________________________________。
提示　溫度對果膠酶活性有影響，在最適溫度下酶活性最高，出汁率最高
現有甲、乙、丙三種不同來源的果膠酶，某同學擬在果泥用量、溫度、pH等所有條件都相同的前提下比較這三種酶的活性。通常酶活性的高低可用____________________________________________________________來表示。
提示　在一定條件下，單位時間內、單位體積中反應物的消耗量或者產物的增加量
2.[2019·全國卷Ⅲ，37(3)]單個細菌在平板上會形成菌落，研究人員通常可根據菌落的形狀、大小、顏色等特征來初步區分不同種的微生物，原因是_____________________________________________________。
提示　在一定的培養條件下，不同種微生物表現出各自穩定的菌落特征
3.[2019·海南卷，30(2)]某同學在通過發酵制作果酒時，發現在制作原料中添加一定量的糖，可以提高酒精度，原因是____________________________________。
提示　糖類是主要的能源物質，可以為酵母菌的生長、繁殖提供能源物質，還可以作為酒精發酵的原料
4.[2018·全國卷Ⅱ，37(2)]牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高溫瞬時消毒法，與煮沸消毒法相比，這兩種方法的優點是_________________________________。
提示　在達到消毒目的的同時，營養物質損失較少
5.[2018·全國卷Ⅲ，37(1)]若將酵母菌劃線接種在平板上，培養一段時間后可觀察到菌落，菌落的含義是_____________________________________________。
提示　由一個細胞繁殖而來的肉眼可見的子細胞群體
6.[2015·全國卷Ⅱ，39(3)]現有乙醇和乙酸乙酯兩種溶劑，應選用其中的乙酸乙酯作為胡蘿卜素的萃取劑，不選用另外一種的理由是__________________
_________________________________。
提示　萃取胡蘿卜素的有機溶劑應不與水混溶，而乙醇為水溶性有機溶劑
7.[2014·全國卷Ⅱ，39(2)]某小組采用平板劃線法分離水樣中的細菌。操作時，接種環通過灼燒滅菌，在第二次及以后的劃線時，總是從上一次劃線的末端開始劃線。這樣做的目的是___________________________________________。
提示　將聚集的菌體逐步稀釋以便獲得單個菌落
1.(2021·全國乙卷，37)[生物——選修1：生物技術實踐]
工業上所說的發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轉化為特定產品的過程。利用微生物發酵制作醬油在我國具有悠久的歷史。某企業通過發酵制作醬油的流程示意圖如下。
回答下列問題：
(1)米曲霉發酵過程中，加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長提供營養物質，大豆中的________可為米曲霉的生長提供氮源，小麥中的淀粉可為米曲霉的生長提供________。
(2)米曲霉發酵過程的主要目的是使米曲霉充分生長繁殖，大量分泌制作醬油過程所需的酶類，這些酶中的________、________能分別將發酵池中的蛋白質和脂肪分解成易于吸收、風味獨特的成分，如將蛋白質分解為小分子的肽和________。米曲霉發酵過程需要提供營養物質、通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于________(填“自養厭氧”“異養厭氧”或“異養好氧”)微生物。
(3)在發酵池發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物是________________。
在該階段抑制雜菌污染和繁殖是保證醬油質量的重要因素，據圖分析該階段中可以抑制雜菌生長的物質是________________________(答出1點即可)。
答案　(1)蛋白質　碳源　(2)蛋白酶　脂肪酶　氨基酸　異養好氧　(3)原核生物　酒精和CO2　乳酸(或酒精、食鹽)
解析　(1)大豆的主要營養成分有蛋白質，可為米曲霉的生長提供氮源。淀粉屬于多糖，組成元素有C、H、O，可為米曲霉的生長提供碳源。(2)蛋白質和脂肪的分解需要蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶可以將蛋白質水解為小分子的肽和氨基酸。依題意可知，米曲霉發酵過程中需要提供營養物質，且需要通入空氣并攪拌，故米曲霉的代謝類型為異養好氧型。(3)乳酸菌為原核生物；酵母菌為兼性厭氧微生物，在無氧條件下可以通過無氧呼吸產生酒精和CO2。在發酵池發酵階段存在乳酸菌和酵母菌，它們產生的乳酸和酒精均會抑制雜菌生長，同時，加入的食鹽也有抑制雜菌生長的作用。
2.(2021·全國甲卷，37)[生物——選修1：生物技術實踐]
加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉。某同學通過實驗比較了幾種洗衣粉的去漬效果(“＋”越多表示去漬效果越好)，實驗結果見下表。
加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 無酶洗衣粉(對照)
血漬 ＋＋＋ ＋ ＋＋＋ ＋
油漬 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋ ＋
根據實驗結果回答下列問題：
(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)相對于無酶洗衣粉，加酶洗衣粉去漬效果好的原因是
___________________________________________________。
(4)關于酶的應用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生產實踐中得到應用，如固定化葡萄糖異構酶已經用于高果糖漿生產。固定化酶技術是指________________________________________。固定化酶在生產實踐中應用的優點是________________________________(答出1點即可)。
答案　(1)蛋白酶　脂肪酶　蛋白酶和脂肪酶　(2)加酶洗衣粉A和C　其中所含有的堿性蛋白酶可將蠶絲蛋白水解為可溶性氨基酸和小分子肽，對蠶絲織物造成破壞　(3)酶可以將污漬中的大分子物質分解為小分子物質，使污漬易從衣物上脫落　(4)利用物理或化學方法將酶固定在一定空間內的技術　固定化酶能夠反復利用，易于回收
解析　(1)由題表可知，加酶洗衣粉A去血漬的效果較好，加酶洗衣粉B去油漬的效果較好，加酶洗衣粉C去血漬和油漬的效果都較好。蛋白酶能將血漬等含有的大分子蛋白質水解成可溶性的氨基酸或小分子肽，使污漬從衣物上脫落，脂肪酶能將油漬中的脂肪分解成小分子物質。因此加酶洗衣粉A、加酶洗衣粉B、加酶洗衣粉C中分別添加的酶是蛋白酶、脂肪酶、蛋白酶和脂肪酶。(2)蠶絲織物的主要成分是蛋白質，會被蛋白酶水解破壞，故不能用含蛋白酶的洗衣粉洗滌蠶絲織物。加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C都含有蛋白酶。(3)加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉，目前常見的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。相對于無酶洗衣粉，加酶洗衣粉去漬效果好的原因是蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污漬容易從衣物上脫落，脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質，使洗衣粉具有更好的去污能力。(4)固定化酶技術是指利用物理或化學的方法將酶固定在一定空間內的技術。固定化酶的優點有能夠反復利用，易于回收，從而能降低生產成本等。
微專題1　微生物的分離、培養與應用
1.培養基制備與微生物純化技術
提醒：①為了確定培養基的滅菌是否合格，微生物實驗一般會設置空白對照：隨機取若干滅菌后的空白平板培養基在適宜條件下培養一段時間，觀察培養基上是否有菌落生成。
②觀察菌落需用固體培養基，因此培養基要添加凝固劑，如瓊脂。
③倒平板的溫度一般在50 ℃左右適宜，溫度過高會燙手，溫度過低培養基又會凝固。
2.微生物分離與計數的兩個實例
1.(2021·河南名校聯盟)瓊脂是一種多糖類物質，由于很少有微生物能將其降解而成為配制固體培養基常用的凝固劑之一。某實驗室在處理一批已進行過微生物培養的廢棄固體培養基時發現，培養基上的微生物幾乎全部死亡，但在其中一個培養基上存在一個正常生長的細菌菌落，該實驗室研究人員對此提出“該種細菌能利用瓊脂”的假說。據此回答問題：
(1)若要證明該假說的正確性，應該在配制培養基時，選擇以________為唯一碳源的固體培養基進行培養，配制好的培養基需通過________________法進行滅菌。
(2)通過實驗證明該假說是正確的，并且發現該瓊脂分解菌能分泌脫色酶，分解糖蜜發酵廢液的黑褐色色素。
①欲從獲得的菌種中分離出分解黑褐色色素能力強的細菌，可在培養基中加入從糖蜜發酵廢液中提取到的黑褐色色素，采用的接種方法是____________________。適宜條件下培養一段時間，發現菌落周圍形成圓形凹穴和透明圈，形成的原因是____________________；應選擇凹穴大且周圍透明圈大的菌落進行擴大培養。
②由于該菌種在自然界中極為稀少，欲長期保存該菌種，可以采用________法，具體操作是_____________________________。
(3)實驗中需要及時滅菌或消毒，才能保證實驗結果的準確性，下列各項可以使用干熱滅菌的是________。(填標號)
A.實驗者的皮膚 B.培養基 C.吸管 D.金屬用具 E.玻璃棒 F.培養皿
答案　(1)瓊脂　高壓蒸汽滅菌
(2)①稀釋涂布平板法(或平板劃線法)　瓊脂分解菌分解瓊脂出現凹穴，分解黑褐色色素形成透明圈　②甘油管藏　在3 mL的甘油瓶中，裝入1 mL甘油后滅菌，然后將1 mL培養的菌液轉移到甘油瓶中，與甘油充分混勻后，放在－20 ℃的冷凍箱中保存
(3)CDEF
解析　(1)欲證明該種細菌可以利用瓊脂，利用篩選微生物的原理，應該選擇以瓊脂為唯一碳源的固體培養基進行培養，如果該種細菌能在此培養基上生長，則結論是正確的，否則就是錯誤的。(2)該瓊脂分解菌能分泌脫色酶，分解黑褐色色素，可在培養基中加入從糖蜜發酵廢液中提取的黑褐色色素，采用稀釋涂布平板法或平板劃線法接種菌種，由于瓊脂分解菌分解瓊脂，且能分解色素，所以在培養基上形成凹穴，周圍形成透明圈：凹穴大，說明利用瓊脂的能力強，透明圈大，說明分解色素的能力強。對于頻繁使用的菌種，先接種到試管的固定斜面培養基上培養，然后放入4 ℃的冰箱中保藏，為臨時保藏法。對于需要長期保存的菌種，先將菌液轉入滅菌后的甘油中，混勻后放在－20 ℃冷凍箱中保存，為甘油管藏法。(3)實驗中可以使用干熱滅菌的有吸管、金屬用具、玻璃棒、培養皿等，實驗者的皮膚采用化學試劑消毒的方法，培養基采用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌。
2.(2021·華師一附中期中)我國飲用水衛生標準規定每毫升水樣中細菌總數不得大于100個，大腸桿菌不得檢出。某興趣小組為檢測本地自來水中的細菌總數和是否有大腸桿菌，進行了如下實驗：
①分別配制營養瓊脂培養基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、瓊脂、水)和伊紅美藍培養基(成分：蛋白胨、NaCl、瓊脂、乳糖、伊紅、美藍、水)，滅菌
②取水樣
③先測定甲項指標：用滅菌吸管吸取1 mL水樣，涂布到營養瓊脂培養基中；置于37 ℃培養24 h后進行菌落計數。另設一個空白對照組。
④用濾膜法測定乙項指標，裝置和操作如圖。
回答下列問題：
(1)步驟②取水樣前為了對自來水龍頭滅菌，應對它作________處理。
(2)步驟③測定的指標甲是________。水樣涂布前無需稀釋，原因可能是________________。步驟③中的空白對照組應是：________________。
(3)步驟④測定乙項指標，主要觀察濾膜上是否會出現________色菌落。
(4)興趣小組認為合格的自來水中細菌數量很少，擔心檢測不到，因而將取得的水樣先加入到無瓊脂的營養培養液中培養一段時間后，再稀釋涂布平板計數。這樣操作獲得的數據________(填“可信”或“不可信”)。理由是______________________________________________________。
答案　(1)火焰灼燒一段時間
(2)1 mL水樣中的細菌總數　自來水中細菌數量很少　1 mL水樣換成等量無菌水，其他條件完全相同(答蒸餾水不給分)
(3)黑 (4)不可信　細菌會在營養培養液中大量繁殖，其數量不能真實反映水樣中原有的數量
解析　(1)水龍頭是金屬制品且不能移動位置，可用火焰灼燒滅菌。(2)該實驗的自變量是樣品的種類，無關變量需要控制得相同且適宜(蒸餾水不一定是無菌的)。
3.(2021·黑龍江哈爾濱模擬)某研究人員篩選到能高效降解尿素的細菌，培養基成分如下表所示。請回答下列問題：
KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4·7H2O 葡萄糖 尿素 瓊脂
1.4 g 2.1 g 0.2 g 10 g 1 g 15 g
(1)依據培養基的功能，該培養基屬于________，加入的瓊脂的功能是________________。
(2)降解尿素的細菌中含有________酶，該酶能催化尿素分解形成________。
(3)土壤中的巴氏芽孢桿菌能高效降解尿素。為了從土樣中篩選出巴氏芽孢桿菌，需將土樣置于選擇培養液中培養24 h，目的是____________________________。此研究過程中的搖床轉速為200 r/min，推測培養巴氏芽孢桿菌過程中需要使用搖床的原因__________________________________________________________。
(4)某湖水中含有巴氏芽孢桿菌。請寫出準確測定湖水中巴氏芽孢桿菌數量的實驗思路：_____________________________________________________。
答案　(1)選擇培養基　作凝固劑
(2)脲　二氧化碳和氨
(3)對巴氏芽孢桿菌擴大培養，使巴氏芽孢桿菌的濃度增加　有利于與空氣、培養液中的營養物質充分接觸，從而得到更多的巴氏芽孢桿菌
(4)取湖水稀釋后，涂布在選擇培養基中，對照組涂布等量無菌水，培養后計數
解析　將土樣置于選擇培養液中培養24 h，可使培養液中的巴氏芽孢桿菌大量增殖；使用搖床，有利于與空氣、培養液中的營養物質充分接觸，得到更多的巴氏芽孢桿菌，對湖水中的細菌進行準確計數，需要進行稀釋涂布，再進行計數，同時設置對照。
4.(2021·廣東佛山質檢)由于前些年牛奶制品被爆出安全隱患，很多民眾認為生牛奶更安全。但有專家指出，沒有經過加工的生牛奶中含有大腸桿菌、弧形桿菌、布魯氏菌等近百種致病菌。為了證實該情況，某實驗室按如圖方法對生牛奶進行細菌檢測實驗。分析回答下列問題：
(1)制備該無菌培養基的步驟為：計算→稱量→溶解→滅菌→倒平板。通常，制備培養基時要根據所培養細菌的不同來調節培養基的pH，調節pH應該在________(填步驟名稱)之前。
(2)圖中步驟①的目的是________________________；步驟②能否采用平板劃線法接種，并說明原因____________________________。圖示操作后，將接種后的培養基和作為對照的____________________同時放入37 ℃恒溫培養箱中，培養36小時，取出后統計各平板的菌落數。
(3)通過觀察菌落的特征，可知生牛奶中微生物的種類和數量。菌落特征包括________________。兩位工作人員分別進行菌落檢測，取樣后的操作均正確且完全一致，但菌落數目卻有較大區別，你認為原因最可能是________________。
(4)甲、乙兩位工作人員分別對同一樣品進行檢測，在同一稀釋倍數下得到以下結果：
甲涂布了3個平板，統計的菌落數分別是122、163和186，取平均值157；
乙涂布了3個平板，統計的菌落數分別是25、110和186，取平均值107。
你認為這兩位工作人員的結果中，可信度低的是________，其原因是______________________________________________。
答案　(1)滅菌
(2)梯度稀釋菌液，在平板上獲得單個菌落，便于計數　不能，平板劃線法不能對菌落計數　未接種的牛肉膏蛋白胨培養基
(3)菌落的形狀、大小、隆起程度、顏色等　取樣不相同，不同牛奶中的活菌數不相同
(4)乙　乙的結果中，有1個平板的計數結果與另外2個相差懸殊，結果的重復性差
微專題2　發酵工程的應用
1.理清“4”種傳統發酵食品的制作技術
2.泡菜腌制過程中，乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化
提醒：①亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進硝酸鹽還原形成的，而不是硝化細菌氧化氨形成的。
②在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發生重氮化反應后，與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結合形成玫瑰紅色染料，通過目測比較，可大致估算出亞硝酸鹽的含量。
3.植物有效成分的提取
提醒：①蒸餾裝置中冷凝管內水流方向應與蒸氣流向相反。
②壓榨前，橘皮要用石灰水充分浸泡，以提高出油率，防止壓榨時滑脫等。
③胡蘿卜素不溶于水，胡蘿卜的含水量影響胡蘿卜素的萃取效果。
④萃取加熱時，要選擇水浴加熱的方式；要加裝回流冷凝裝置，目的是防止加熱時有機溶劑揮發。
1.(2021·廣東深圳高三調研)泡菜是一種獨特且具有悠久歷史的發酵蔬菜制品，回答下列問題：
(1)泡菜發酵的原理是____________________________________。
(2)泡菜制作中，需注意控制食鹽用量以及________，否則容易造成________而導致亞硝酸鹽增加，影響泡菜品質，所以泡菜制作過程中需要定期測定亞硝酸鹽的含量，一般采用________(方法)。
(3)在腌制過程中，從外觀上可以看到泡菜瓶中有間歇性的氣泡沖出，壇蓋有響聲，其原因可能是_______________________________________________。
(4)下圖為兩種發酵方式下的亞硝酸鹽含量的對比。
由圖可知乳酸菌發酵較自然發酵的優點是________________________，兩種發酵方式下的亞硝酸鹽含量都是先增加后下降，出現這種變化可能的原因是________________________________________________________。
答案　(1)在無氧情況下，乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸
(2)腌制時間、溫度　細菌大量繁殖　比色法
(3)泡菜中除乳酸菌外，還有酵母菌和大腸桿菌等，酵母菌能將糖分分解為乙醇和二氧化碳等
(4)乳酸菌發酵可降低泡菜中的亞硝酸鹽含量，提前亞硝酸鹽峰值出現的時間，提高了泡菜食用的安全性(合理即可)　與硝酸鹽的還原和pH對亞硝酸鹽的影響有關(與硝酸鹽還原菌等微生物作用和pH對亞硝酸鹽的影響有關)
2.(2021·河北衡水金卷)人類生產、食用果醋有悠久歷史。10世紀時葡萄醋在法國已相當盛行，17世紀以后歐洲各國結合各自的物產和飲食習慣生產出不同品種的果醋，各種類型的果醋產品已是層出不窮。請結合下圖的實驗流程回答與蘋果醋制作相關的問題。
＋→
(1)過程①和過程②所用微生物在代謝類型上的主要區別是____________________。
(2)和釀制葡萄酒一樣，在蘋果酒的自然發酵過程中，起主要作用的是________上的野生型酵母菌，①中實驗操作中一般將溫度控制在____________________。
(3)在果酒的制作過程中，雖然加入的鮮蘋果汁沒有經過滅菌處理，但在制成的果酒中基本檢測不出酵母菌以外的雜菌，請推測可能的原因是____________________________________________________。
(4)為了提高蘋果出汁率，在壓榨前可加入一定濃度的纖維素酶和果膠酶處理原材料，當觀察到發酵罐內的果汁中基本上不再產生________時，說明果酒發酵基本完成。
(5)當缺少________時，醋酸菌將乙醇變為乙醛，再將乙醛變為醋酸，反應簡式為____________________。
答案　(1)前者是兼性厭氧型，后者是需氧型
(2)蘋果皮　18～25 ℃
(3)發酵過程中積累的酒精能夠抑制雜菌的生長繁殖
(4)氣泡
(5)糖源　C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O
解析　(4)酒精發酵的產物之一是CO2，使得發酵罐內的果汁中出現氣泡(CO2無法被“觀察”到)。
3.(2021·河南頂級名校聯考)圖甲為豆瓣醬中甜瓣子的生產工藝圖，圖乙為腐乳制作的實驗流程圖。請回答下列問題：
圖甲
→→→
圖乙
(1)圖甲中釀制甜瓣子利用的微生物主要是曲霉，獲得蠶豆瓣時，要選擇________________的蠶豆，洗凈后浸泡，后蒸煮至軟而不爛。在制曲之前常向蠶豆瓣中添加一定量的淀粉，目的是為菌種提供________。發酵過程中，上層的醬發酵效果好于下層，因而常需要將下層的醬翻至上層，說明參與發酵的菌種屬于________(填“需氧型”或“厭氧型”)。
(2)圖乙中，將豆腐塊放在自然條件下即可長出毛霉，主要是因為________________________。配制鹵湯時，通常會加入一定量的酒，加酒的作用有________________________，加入的________也具有相似的作用。
(3)用蠶豆和豆腐等原材料制作甜瓣子和豆腐乳是因為其中富含蛋白質，在曲霉、毛霉中的蛋白酶和脂肪酶的作用下，蛋白質被分解為________________________，脂肪被分解為________________________，易于消化吸收。
答案　(1)顆粒飽滿、新鮮無霉變　碳源(和能源)　需氧型　(2)空氣中含有毛霉孢子　抑制微生物的生長，使腐乳具有獨特的香味　香辛料　(3)小分子的肽和氨基酸　甘油和脂肪酸
解析　(1)圖甲中獲得蠶豆瓣時要選擇顆粒飽滿、新鮮無霉變的蠶豆。淀粉可以分解為葡萄糖，為菌種提供碳源(和能源)。發酵時，上層更容易接觸空氣，上層發酵效果好于下層，說明該菌種屬于需氧型。(2)圖乙中，空氣中含有毛霉孢子，因而在自然狀態下放置的豆腐上可以長出毛霉。配制鹵湯時，加酒和加入香辛料都可以調制腐乳的風味，使腐乳具有獨特的香味，同時還可以抑制微生物生長。(3)用蠶豆和豆腐等原材料制作甜瓣子和豆腐乳是因為其中富含蛋白質，在曲霉、毛霉中的蛋白酶和脂肪酶的作用下，可將蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸，將脂肪分解成甘油和脂肪酸，易于消化吸收。
4.(2021·安徽富城聯考)某生物興趣小組設計如圖裝置進行果酒和果醋發酵，回答下列問題：
(1)果酒的制作離不開酵母菌。酒精發酵時，酒精產生的場所是酵母菌的____________________。若用平板劃線法和稀釋涂布平板法分別純化培養酵母菌時，則這兩種接種方法操作過程中的共同點是___________________________(答出兩點)。
(2)制作果酒時，發酵瓶中需預留1/3空間的主要目的是_____________________；每隔一段時間要打開氣體出口的主要目的是_____________________________。
(3)利用獲得的果酒生產果醋時，氣體入口應持續通入無菌空氣的原因是____________________________________________。要鑒定果醋是否釀制成功，除可以通過觀察菌膜、嗅氣味之外，還可以通過檢測和比較____________________________做進一步的鑒定。
(4)果醋釀制成功后，某同學用稀釋涂布平板法測定果醋中某菌種的數量時，在同一稀釋倍數下涂布了3個平板，統計的菌落數分別是35、167和176。其他同學建議不宜將這三個數據求平均值來計算該菌種數量，理由是__________________________________________________________。
答案　(1)細胞質基質　采用固體培養基、在酒精燈火焰旁接種等(合理即可)
(2)先讓酵母進行有氧呼吸快速繁殖，耗盡氧氣后再進行無氧呼吸產生酒精，同時防止發酵旺盛時汁液的溢出　排出發酵過程中產生的二氧化碳
(3)果醋發酵時需要醋酸菌，醋酸菌為好氧型細菌　發酵前后溶液的pH(合理即可) (4)此同學的結果中，一個平板的計數結果與另兩個相差懸殊，結果的重復性差，若計算平均值會導致結果可信度低(合理即可)
微專題3　酶的應用及蛋白質的提取與分離
1.圖解酶的應用與固定化
提醒：與加酶洗衣粉有關的生活常識
①一般來說，絲綢類的衣物不可以使用加蛋白酶洗衣粉洗滌，因為蛋白酶會水解絲綢中的蛋白質，損壞衣物。
②酶的催化作用需要適宜的溫度，用溫水浸泡衣物可以縮短衣物的浸泡時間，加快洗滌。
③人體皮膚細胞有蛋白質，使用加酶洗衣粉后如不徹底清洗雙手，就會使手的皮膚受到腐蝕，使人患過敏性皮炎、濕疹等。
④加酶洗衣粉的酶制劑不含肽酶，因為肽本身易溶于水。
2.血紅蛋白的提取和分離
(1)樣品處理與粗分離
(2)純化與純度鑒定
1.(2021·重慶巴蜀中學模擬)某科研小組欲提取和分離血紅蛋白用于科學研究。回答下列問題：
(1)實驗材料宜選用哺乳動物的____________________，不用肝臟細胞的原因是____________________________________________________。
(2)將洗滌后的細胞倒入燒杯中，加蒸餾水和甲苯，細胞____________而破裂，釋放出血紅蛋白，而后通過____________技術把血紅蛋白和細胞膜等成分分層。
(3)分離血紅蛋白時常用凝膠色譜法，此方法分離蛋白質的原理是________________________。裝填凝膠色譜柱時不能有氣泡存在，原因是_______________________________________________________。
(4)在血紅蛋白分離過程中，若出現________________________，則表明凝膠色譜柱裝填成功。
答案　(1)成熟紅細胞　肝臟細胞中血紅蛋白基因不表達，不存在血紅蛋白　
(2)滲透吸水　離心　(3)不同相對分子質量的蛋白質在凝膠柱中移動速度(路程)不同　氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序，降低分離效果　(4)紅色區帶均勻一致地移動
解析　(1)提取和分離血紅蛋白時，宜選用哺乳動物的成熟紅細胞為材料，不用肝臟細胞的原因是肝臟細胞中血紅蛋白基因不表達，不存在血紅蛋白。(2)將洗滌后的細胞倒入燒杯中，加蒸餾水和甲苯，細胞滲透吸水而破裂，釋放出血紅蛋白，而后通過離心技術把血紅蛋白和細胞膜等成分分層。(3)凝膠色譜法分離蛋白質的原理是不同相對分子質量的蛋白質在凝膠柱中移動速度(路程)不同。裝填凝膠色譜柱時不能有氣泡存在，原因是氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序，降低分離效果。(4)在血紅蛋白分離過程中，若出現紅色區帶均勻一致地移動，則表明凝膠色譜柱裝填成功。
2.(2021·河北唐山調研)生產和生活實踐中經常會用到酶及其相關制劑。請回答下列問題：
(1)酶的活性是指________________________。 酶活性可以用在一定條件下，________________來表示。____________________________(答出3個)等條件會影響酶的活性。
(2)在應用酶的過程中，遇到了一些實際問題，固定化酶技術可解決這些問題。使用固定化酶的優點是_________________________________(答出一點)。
(3)制備固定化葡萄糖異構酶，常用的方法是________________；選擇上述方法的原因是_______________________________________________。
(4)實際生產中，在固定化酶技術的基礎上，又發展出了固定化細胞技術。固定化細胞技術實質上固定的是____________________。與固定化酶相比，固定化細胞的優勢是____________________________。
答案　(1)酶對化學反應的催化效率(或酶催化一定化學反應的能力)　酶所催化的某一化學反應的反應速度　溫度、pH和酶的抑制劑
(2)酶可以重復利用；酶既能與反應物接觸，又容易與產物分離(答出一點即可)
(3)化學結合法或物理吸附法　酶分子很小，容易被吸附或結合
(4)多酶系統(一系列酶或多種酶)　制備成本更低，操作更容易，對酶活性的影響更小
解析　(1)酶對化學反應的催化效率，即酶催化一定化學反應的能力稱為酶的活性；在一定條件下，酶所催化的某一化學反應的反應速度可以用來表示酶活性；影響酶活性的條件有溫度、pH和酶的抑制劑等。(2)固定化酶可以重復利用；固定化酶既能與反應物接觸，又容易與產物分離。(3)酶分子很小，容易被吸附或結合，所以制作固定化酶的常用方法是化學結合法或物理吸附法。(4)固定化細胞技術實質上固定的是一系列酶或多種酶；制備成本更低，操作更容易，對酶活性的影響更小是固定化細胞相較于固定化酶的優勢。
3.(2021·山西太原五中調研)甘薯俗稱“紅薯”，它含有豐富的淀粉、蛋白質和纖維素等。甘薯可以用來釀酒，從而提高其經濟價值。請回答下列問題：
(1)為提高甘薯的利用率，在工業化生產時，可加入果膠酶和纖維素酶，其中果膠酶可將果膠分解為____________________。
(2)利用酵母菌發酵甘薯汁，常需要將溫度控制在________________。
(3)為了提高酵母菌的利用率，研究人員對酵母菌進行了固定化。過程如下：
酵母細胞活化→________→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合→固定化酵母細胞
①請將上述酵母細胞固定化過程補充完整：___________________________。
②海藻酸鈉溶化時，最好采用________的方法。
③上述固定酵母細胞的方法稱為________法，而制備固定化淀粉酶則不用此法，原因是_____________________________________________。
(4)研究人員發現甘薯發酵液中存在一種活性蛋白，可提高酒精的產量。欲采用電泳法分離該蛋白質，其原理是蛋白質的________、大小及形狀不同，導致其在電場中的遷移速度不同而實現分離。除電泳法外，分離蛋白質還可用____________法。
答案　(1)半乳糖醛酸　(2)18～25 ℃
(3)①配制CaCl2溶液　②小火間斷加熱　③包埋　酶分子較小，容易從包埋材料中漏出
(4)帶電性質的差異　凝膠色譜(或分配色譜)
解析　(1)為提高甘薯的利用率，在工業化生產時，可加入果膠酶和纖維素酶，細胞壁的主要成分是果膠和纖維素，因此加入果膠酶和纖維素酶能提高甘薯的利用率，其中果膠酶可將果膠分解為半乳糖醛酸。(2)利用酵母菌發酵甘薯汁，為了提高發酵效率，需要將溫度控制在18～25 ℃，因為該溫度條件是適宜酵母菌生長的溫度。(3)為了提高酵母菌的利用率，對酵母菌進行了固定化操作。①其流程為酵母細胞活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合→固定化酵母細胞。②海藻酸鈉溶化時，為避免出現焦糊，最好采用小火間斷加熱，并不斷進行攪拌。③上述固定酵母細胞的方法稱為包埋法，而固定化淀粉酶則不用此法，原因是酶分子較小，容易從包埋材料中漏出，導致固定化失敗。(4)電泳法分離該蛋白質的原理是蛋白質的帶電性質的差異、大小及形狀不同，導致其在電場中的遷移速度不同而實現分離。除電泳法外，分離蛋白質還可用凝膠色譜(或分配色譜)法。
專題強化練
(時間：40分鐘　滿分：90分)
1.(2021·湖北襄陽四中調研)(10分)難以處理的土壤重金屬污染是當前所面臨的環境問題之一。研究人員篩選出了一種鉛鎘復合重金屬高耐性菌株，為微生物修復重金屬污染土壤提供重要的微生物種質資源。回答下列問題：
(1)實驗前，實驗人員應在________的土壤中尋找目的菌株，將制備好的菌懸液放入基礎培養基中待用，基礎培養基能夠滿足培養菌生長所需的4類營養物質是________________________；同時需要制備篩選所用的培養基，在相應基礎培養基中加入________即可制成選擇培養基。
(2)經過富集培養的菌液，在平板培養基上可采用________法分離純化，依據________特征可以初步確定菌株類型。
(3)研究人員對篩選出的菌株進行耐鉛鎘性篩選，8種菌株在不同鉛鎘離子濃度下的生長情況如表所示。
菌株 Pb2＋/Cd2＋(mg/L)
0 200 400 600 800 900 1 000 1 200 1 400
0 20 40 60 80 90 100 120 140
K－1 ＋ ＋ ＋ － － － － － －
K－2 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － －
K－3 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
K－4 ＋ ＋ － － － － － － －
K－5 ＋ ＋ － － － － － － －
K－6 ＋ ＋ ＋ － － － － － －
K－7 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － －
K－8 ＋ ＋ ＋ － － － － － －
注：“＋”生長；“－”無生長。
由表可知，K－3菌株是篩選出的耐鉛鎘優勢菌株，依據是____________________________________________。
(4)研究人員將耐性菌株K－3轉接到無鉛鎘基礎培養基上進行10次傳代培養，K－3菌株生長良好；隨后將其轉接于鉛鎘選擇培養基上再進行10次傳代培養，K－3菌株仍能生長，并且菌株形態特征未改變，該實驗結果說明____________________________________________________。
答案　(1)被鉛和鎘等重金屬污染　水、碳源、氮源和無機鹽　一定濃度的含鉛離子和鎘離子的溶液
(2)平板劃線(或稀釋涂布平板)　菌落
(3)K－3菌株在較高的鉛鎘離子濃度下生長仍良好，具有良好的耐鉛鎘性(或8種菌株中只有K－3菌株在0～1 400/0～140 mg/L鉛離子/鎘離子濃度下均能生長)
(4)K－3菌株耐鉛鎘特性由遺傳物質控制，并且能穩定遺傳
解析　(1)實驗前，根據目的菌株對生存環境的要求，到相應的環境中去尋找，實驗人員應在鉛鎘復合重金屬污染土壤中尋找目的菌株，將制備好的菌懸液放入基礎培養基中待用，基礎培養基能夠滿足培養菌生長所需的水、碳源、氮源和無機鹽；同時需要制備篩選所用的培養基，在相應基礎培養基中加入不同濃度的鉛、鎘離子溶液即可制成選擇培養基。(2)經過富集培養的菌液，在平板培養基上可采用平板劃線或稀釋涂布平板法分離純化，依據菌落特征可以初步確定菌株類型。(3)表中顯示，8種菌株中只有K－3菌株在0～1 400/0～140 mg/L鉛離子/鎘離子濃度下均能生長，隨著鉛鎘離子濃度的增加，K－3菌株在最大濃度下仍能生長，其余菌株在最大濃度之前就停止生長，說明K－3菌株是篩選出的耐鉛鎘優勢菌株。(4)研究人員將耐性菌株K－3轉接到無鉛鎘基礎培養基上進行10次傳代培養，K－3菌株生長良好；隨后將其轉接于鉛鎘選擇培養基上再進行10次傳代培養，K－3菌株仍能生長，并且菌株形態特征未改變，該實驗結果說明K－3菌株耐鉛鎘特性是由遺傳物質控制的，并且能穩定遺傳。
2.(2021·江西九江調研)(10分)絨毛皂莢是國家重點保護的珍稀瀕危植物，目前，世界上僅有湖南南岳幸存兩株。中國科學家為了保護這一樹種，利用植物組織培養技術來擴大其種苗繁殖。下圖是科學家利用絨毛皂莢的種子進行快速繁殖的實驗過程。請回答問題：
(1)在整個實驗過程中，為什么要強調所用器械的滅菌和實驗人員的無菌操作？___________________________________________________________(答2點)
(2)本實驗采用胚軸進行組織培養，成功率遠高于采用絨毛皂莢的其他部分(如莖、葉、花等部位)，原因是____________________________。在培養基中添加一定濃度的蔗糖的目的是提供________和________。
(3)絨毛皂莢的薄壁細胞中富含皂素，可用作絲綢和家具的洗滌劑。為了大量生產皂素，可以對圖中的________進行大規模培養，原因是________________________________________。
答案　(1)雜菌會消耗大量營養，還可能產生對培養物有害的物質(答2點合理即可) (2)胚軸細胞分化程度低，全能性高，容易被誘導形成幼苗　營養　維持滲透壓 (3)愈傷組織　愈傷組織由薄壁細胞構成，分裂能力強、代謝速度快，能產生較多的皂素
解析　(1)雜菌可能和培養物競爭營養物質，可能產生對培養物有害的物質，甚至雜菌可能直接危害(如寄生)培養物。(2)成功率和材料的分化程度、分裂能力及全能性是否容易表現等相關。(3)愈傷組織由薄壁細胞構成，是未分化的細胞，分裂能力強，短時間可以產生大量子細胞，進而生產出大量皂素。
3.(2021·云南昆明調研)(10分)胡蘿卜營養極為豐富，既可生吃、燉煮，又可以制作成泡菜。如圖1是利用胡蘿卜制作泡菜及測定亞硝酸鹽含量的實驗流程示意圖，請回答下列問題：
圖1
(1)選擇原料時，常選用________(填“新鮮的”或“萎蔫的”)胡蘿卜，原因是____________________________________________________。
(2)配制鹽水時，對清水與鹽的質量比的要求通常為________________，為避免鹽水中的O2及雜菌對發酵過程產生影響，鹽水配制好以后還需進行的操作是____________________________。除鹽水的作用外，制作泡菜時防止雜菌污染的操作有______________________________________________(寫出兩項)。
(3)泡菜要適量食用，主要是因為在腌制過程中會產生亞硝酸鹽，在適宜的pH、溫度和一定的微生物作用下，亞硝酸鹽會轉變成致癌物____________。利用比色法測定泡菜中亞硝酸鹽的含量時，第一步需要進行顯色反應；第二步為估算泡菜中亞硝酸鹽的含量，具體操作是_______________________________________。
請在圖2中畫出泡菜腌制過程中亞硝酸鹽含量的變化趨勢。
圖2
答案　(1)新鮮的　新鮮的胡蘿卜中亞硝酸鹽含量低　(2)清水∶鹽＝4∶1　將鹽水進行煮沸處理　加入調味料，選擇無裂紋、無砂眼、壇沿深、蓋子吻合好的泡菜壇，向壇蓋邊沿的水槽中注滿水等(任選兩項，合理即可)　(3)亞硝胺　將顯色反應后的樣品與已知濃度的標準顯色液進行目測比較　如圖
解析　(1)在腌制泡菜時應選擇新鮮的胡蘿卜作原料，因為新鮮蔬菜中亞硝酸鹽含量低。(2)在泡菜制作時配制的鹽水應為清水與鹽的質量比為4∶1，將鹽水進行煮沸處理，可以殺滅鹽水中的細菌，同時去除水中的O2，防止其對乳酸菌的生長發育和繁殖產生影響。在泡菜的腌制過程中，除鹽水的作用外，適當加入調味料，并向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，選用火候好、無裂紋、無砂眼、壇沿深、蓋子吻合好的泡菜壇等都可以防止雜菌污染。(3)膳食中的亞硝酸鹽一般不會危害人體健康，絕大部分亞硝酸鹽在人體內隨尿排出，只有在適宜的pH、溫度及某些微生物的作用下，才會將亞硝酸鹽轉變成致癌物——亞硝胺。測定泡菜中亞硝酸鹽的含量常采用比色法，該方法的原理是：在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發生重氮化反應后，與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結合形成玫瑰紅色染料；將顯色反應后的樣品與已知濃度的標準顯色液進行目測比較，估算泡菜中亞硝酸鹽的含量。泡菜腌制過程中，亞硝酸鹽含量會呈現出先增多后降低的趨勢，具體見答案。
4.(2021·西安高新一中調研)(15分)人類利用微生物發酵制作果酒、果醋的歷史源遠流長。某興趣小組擬采用發酵罐進行生產，請回答下列問題：(1)溫度是酵母菌生長和發酵的重要條件，酒精發酵時一般將溫度控制在________________。在葡萄酒的自然發酵過程中，酵母菌主要來源于____________________________。
(2)制備醋酸時，若發酵液中沒有乙醇但有糖類，則利用該發酵液獲得醋酸的途徑是____________________，制備醋酸所需的微生物的代謝類型是____________。
(3)醋酸發酵會受到各種因素的影響，如圖表示某科研小組所做實驗的結果。
據圖可知，醋酸發酵的最適溫度是________________；若酒精發酵后直接進行醋酸發酵，發酵瓶中直接轉變為醋酸的物質是________________，較高濃度的酒精通常不適宜用來進行醋酸發酵，原因是______________________________。
結合實際寫出一種評價果醋優劣常用的辦法：________________________。
答案　(1)18～25 ℃　附著在葡萄皮上的野生型酵母菌
(2)醋酸菌將糖類分解成醋酸　異養需氧型
(3)30 ℃　乙醛　較高濃度的酒精會抑制醋酸菌的生長和代謝，使產酸量下降(合理即可)　嗅氣味、品嘗(答出一點即可)
解析　(1)酒精發酵時一般將溫度控制在18～25 ℃。在葡萄酒的自然發酵過程中，酵母菌主要來源于附著在葡萄皮上的野生型酵母菌，工業發酵一般會用到接種的優質酵母菌種。(2)在糖源充足的條件下，醋酸菌可以將糖類直接氧化為醋酸；醋酸菌的代謝類型為異養需氧型。(3)由圖可知，醋酸發酵的最適溫度為30 ℃；較高濃度的酒精會抑制醋酸菌的生長和代謝，使產酸量下降。實際生活中通常使用嗅氣味和品嘗的方法來評價果醋的優劣。
5.(2021·西工大附中調研)(15分)在微生物的研究中，培養基的配制是一個重要的環節。如表是篩選纖維素分解菌時用到的兩個培養基的配方，回答下列問題：
(1)配制培養基時，在各成分都溶化后要進行分裝，分裝前要進行的步驟是________和滅菌。為了檢測培養基滅菌是否徹底，應進行的操作是______________________________________________________。
(2)根據培養基的物理性質，培養基一和培養基二分別屬于________培養基。培養基一能夠篩選出纖維素分解菌的原因在于________________________________________________。
(3)在培養基二中加入________染料，可通過培養基上是否出現________來鑒別纖維素分解菌的存在。
(4)纖維素分解菌通過產生的纖維素酶將纖維素分解成葡萄糖，纖維素酶是一種復合酶，其中________________酶將纖維二糖分解成葡萄糖。現篩選到了幾種纖維素分解菌，為了比較它們分解纖維素的能力，通常檢測每種菌種的發酵液中纖維素含量的變化作為觀察指標，不采用檢測葡萄糖含量變化作為觀察指標的原因是___________________________________________________。
答案　(1)調整pH　將未接種的培養基在適宜的溫度下放置一段時間，觀察培養基上是否有菌落產生　(2)液體和固體　纖維素為唯一碳源(或只有纖維素這一種碳源)　(3)剛果紅　透明圈　(4)葡萄糖苷　分解產生的葡萄糖會被微生物利用導致檢測結果不準(合理即可)
解析　(1)配制培養基時，在各成分都溶化后要進行分裝，分裝前要進行pH調整和滅菌。為了檢測培養基滅菌是否徹底，將未接種的培養基在適宜的溫度下放置一段時間，觀察培養基上是否有菌落產生，若無菌落生長，則培養基滅菌合格，反之培養基滅菌不合格。(2)從培養基成分看，培養基一沒有瓊脂等凝固劑，屬于液體培養基；培養基二中含有凝固劑瓊脂，屬于固體培養基。培養基一以纖維素為唯一碳源，纖維素分解菌能夠在此培養基上生長，其他雜菌不能生長，從而將纖維素分解菌篩選出來。(3)鑒別纖維素分解菌需在培養基中加入剛果紅染料，它可以與纖維素形成紅色復合物。纖維素分解菌能分解纖維素而形成透明圈。
(4)纖維素酶是一種復合酶，一般認為它至少包括三種組分，分別為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。纖維素分解菌將纖維素分解，產生的葡萄糖會被微生物利用，故檢測發酵液中纖維素含量的變化來判斷纖維素分解菌的分解能力較為準確。
6.(2021·河北張家口模擬)(15分)血紅蛋白是人和其他脊椎動物紅細胞的主要組成成分，負責血液中O2或CO2的運輸。血紅蛋白的提取和分離流程圖如下，回答下列問題：
(1)洗滌紅細胞的目的是________________________________________，
洗滌干凈的標志是______________________________________________。
(2)圖中A過程是________________，在此過程中起作用的是________________。操作時，應將燒杯置于________上充分攪拌10 min，加速紅細胞的破裂。
(3)透析的作用是___________________________________________，
透析時的pH為7、物質的量濃度為20 mmol/L的磷酸緩沖液的作用是___________________________________________________。
(4)凝膠色譜法是根據____________________的原理而分離蛋白質的方法。裝填凝膠色譜柱時，柱內不能有氣泡存在，原因是___________________________。
答案　(1)去除雜蛋白，以利于后續步驟的分離純化　離心后的上清液不再呈現黃色
(2)血紅蛋白的釋放　蒸餾水、甲苯　磁力攪拌器
(3)去除樣品中相對分子質量較小的雜質　使溶液的pH與體內環境基本一致，維持血紅蛋白的結構和性質 (4)相對分子質量的大小　氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序，降低分離效果
解析　(1)洗滌紅細胞的目的是去除雜蛋白，以利于后續步驟的分離純化。重復洗滌三次，直至上清液中沒有黃色，表明紅細胞已洗滌干凈。(2)在血紅蛋白的提取與分離實驗中，樣品處理過程為紅細胞的洗滌→血紅蛋白的釋放→分離血紅蛋白溶液→透析，所以A過程表示血紅蛋白的釋放，將洗滌好的紅細胞置于清水中使其吸水漲破，甲苯是一種表面活性劑，可將細胞膜溶解，故此過程中起作用的是蒸餾水和甲苯。操作時，應將燒杯置于磁力攪拌器上充分攪拌10 min，加速紅細胞的破裂。(3)在樣品的粗分離操作中，將離心后得到的血紅蛋白溶液放在透析袋中進行透析，其目的是去除樣品中相對分子質量較小的雜質，其原理是透析袋能使小分子自由進出，而將大分子保留在袋內。物質的量濃度為20 mmol/L的磷酸緩沖液(pH為7.0)能確保血紅蛋白所處環境pH的穩定，維持血紅蛋白的結構和性質。(4)凝膠色譜法是根據相對分子質量的大小分離蛋白質的，相對分子質量大的蛋白質通過多孔凝膠顆粒的間隙，路程短，流動快；相對分子質量小的蛋白質穿過多孔凝膠顆粒內部，路程長，流動慢。在裝填凝膠柱時，不得有氣泡存在，因為氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序，降低分離效果。
7.(2021·重慶八中開學考)(15分)研究人員從土壤中篩選出了一種地膜(主要成分是聚乙烯)降解菌PT1菌株，為處理地膜污染提供了重要的微生物種質資源。回答下列問題：
(1)實驗前，實驗人員配制篩選地膜PT1降解菌的基本培養基，其營養成分應含有________________________，為實現此培養基的篩選功能應以________為唯一碳源。
(2)為了避免地膜上原有微生物對實驗結果的影響，實驗操作前需要對地膜材料進行滅菌，滅菌是指__________________________________________________。
(3)在將接種有目的菌株的平板進行恒溫培養同時采取_____________________措施，不僅能有力證明所篩選菌株具有降解能力，也能驗證無菌操作是否規范。在菌株降解能力的測定實驗中，需要將溫度等環境控制在適宜范圍內，其原因是__________________________________________。
(4)研究人員還測定了黑色地膜和透明地膜在PT1菌株降解下的失重率(菌株處理前后地膜的減少重量與菌株處理前地膜的重量的比值)，如下圖所示。據圖分析，PT1菌株對____________地膜的降解效果更好，這說明________會影響PTl菌株的降解能力。
答案　(1)水、碳源、氮源、無機鹽(和生長因子)　聚乙烯
(2)使用強烈的理化因素殺死物體內外所有的微生物，包括芽孢和孢子
(3)將接種無菌水的空白平板進行培養　菌株降解能力是通過其分泌的降解酶活性來體現，而酶在最適溫度等環境條件下活性最高，可排除環境條件對實驗結果的影響 (4)黑色　地膜類型(或地膜透明度或地膜顏色)
解析　(1)實驗前，根據目的菌株對生存環境的要求，到相應的環境中去尋找，實驗人員應在地膜污染土壤中尋找目的菌株，同時需要制備篩選地膜降解菌培養基。從營養成分上看，培養基能夠滿足目的菌生長所需的水、碳源、氮源和無機鹽；配制時應考慮以地膜(聚乙烯)粉末作為唯一碳源來實現培養基的選擇培養作用。(2)為了避免地膜上原有微生物對實驗結果的影響，實驗操作前需要對地膜材料進行滅菌，滅菌是指使用強烈的理化因素殺死物體內外所有的微生物，包括芽孢和孢子。(3)為了更好說明所篩選菌株的降解能力，在恒溫培養前，除了將接種有目的菌株的平板進行培養外，還需要將接種無菌水的空白平板進行培養，同時也可以說明無菌操作是否規范。菌株降解能力是通過其分泌的降解酶活性來體現，而酶在最適溫度等環境條件下活性最高，可排除環境條件對實驗結果的影響，故在菌株降解能力的測定實驗中，需要將溫度等環境控制在適宜范圍內。
(4)據圖分析，在測定的降解35天內，黑色地膜在PT1菌株降解下的失重率明顯高于透明地膜的失重率，說明PT1菌株對黑色地膜的降解效果更好，這說明地膜類型(或地膜透明度或地膜顏色)會影響PT1菌株降解能力。

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