高考生物二轮复习基础保分专题十一生物技术实践学案

基础保分专题十一生物技术实践 [课前循图忆知] 考点一 微生物的培养与利用 [做真题·明方向] 1．(2018·全国卷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)。氮源进入细胞后，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淀粉酶的微生物。加入的显色剂是________，该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是_____________________________________________________________。

(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_________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)链霉素是抗生素，可抑制细菌生长，故加入链霉素的 M 培养基为选择培养基，可筛选出真菌。(2)培养基中的营养成分一般包括碳源、氮源、水和无机盐等。细胞中含有氮元素的生物大分子有蛋白质、核酸等，故加入的氮源可参与以上物质的合成。(3)淀粉遇碘液变蓝，能产生淀粉酶的微生物可将淀粉水解成麦芽糖，向加有淀粉的培养基中加入碘液后培养基呈现蓝色，产淀粉酶的菌落周围的淀粉被水解，形成透明圈，可根据透明圈的大小判断产生淀粉酶的多少。(4)统计菌落数时，一般选择菌落数在 30～300 的平板进行计数，甲同学统计的 3 个平板中的菌落数在正常范围内且差距不大，比较准确；乙同学统计的 3个平板中，1 个平板的计数结果与另 2 个相差悬殊，结果的重复性差。

答案：(1)细菌 选择(2)碳源、无机盐 蛋白质、核酸(3)碘液 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(4)乙同学的结果中，1 个平板的计数结果与另 2 个相差悬殊，结果的重复性差 2．(2018·全国卷Ⅱ)在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。回答下列问题：

(1)在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具________(填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。

(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的 优 点 是_________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能________________。在照射前，适量喷洒________，可强化消毒效果。

(4)水厂供应的自来水通常是经过________(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。

(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是________________________________________。

解析：(1)干热灭菌是指将灭菌物品放入干热灭菌箱内，在 160～170 ℃条件下加热 1～2 h。能耐高温、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等，可采用干热灭菌的方法。(2)巴氏消毒法是在 70～75 ℃条件下煮 30 min 或在 80 ℃条件下煮 15 min，可以杀死牛奶中的微生物，并且使牛奶的营养物质损失较少。(3)接种室、接种箱或超净工作台在使用前，可以用紫外线照射 30 min，紫外线能破坏微生物的 DNA 结构，从而杀

死物体表面或空气中的微生物。在照射前，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以强化消毒效果。(4)自来水通常是用氯气进行消毒的。(5)在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是锅内原有的冷空气没有排尽。

答案：(1)可以(2)在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少(3)破坏 DNA 结构 消毒液(4)氯气(5)未将锅内冷空气排尽 3．(2018·全国卷Ⅲ)回答下列与酵母菌有关的问题：

(1)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，该培养基应采用____________灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上，培 养 一 段 时 间 后 可 观 察 到 菌 落，菌 落 的 含 义 是________________________________________。

(2)酵母菌液体培养时，若通入氧气，可促进________________(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)；若进行厌氧培养，可促进______________(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)。

(3)制作面包时，为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软的原因是________________________________________________________________。

解析：(1)牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用广泛的细菌培养基；MS 培养基是满足植物细胞的营养和生理需要的培养基；麦芽汁琼脂培养基通常用于酵母菌(真菌)的培养、鉴定及菌种保存。培养基的灭菌方法为高压蒸汽灭菌法。菌落是指由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。(2)酵母菌为兼性厌氧型微生物，在有氧条件下进行有氧呼吸为酵母菌的快速繁殖提供能量，在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇。(3)面包松软是因为制作过程中，加入的酵母菌可以分解葡萄糖产生大量的 CO 2，CO 2 遇热膨胀，使得制作的面包松软多孔。

答案：(1)麦芽汁琼脂 高压蒸汽 由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体(2)菌体快速增殖 乙醇产生(3)酵母菌分解葡萄糖会产生 CO 2，CO 2 使面包松软 命题方向 基础类 第 1 题的(1)(2)小题，第 2 题的(1)(2)(3)(4)小题及第 3 题的(1)小题 理解类 第 1 题的(3)(4)小题，第 2 题的(5)小题及第 3 题的(2)(3)小题 复习方向 1．记忆培养基的成分、培养基配制的过程、消毒和灭菌的方法、原理等，如第 1 题的(1)(2)小题，第 2 题的(1)(2)(3)(4)小题 2．重点理解消毒和灭菌的区别、微生物筛选的原理、微生物鉴定的原理，如第 1 题的(3)(4)小题，第 3 题的(2)小题 3．特别注意实验误差和实验结论的分析，如第 2 题的(5)小题，第 3 题的(3)

小题 [理教材·固根基] 1．图解识记微生物的培养、分离与计数(填图)2．熟记微生物分离与计数的两个实例(填空)(1)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数：

①筛选菌株：利用选择培养基筛选菌株。

②测定微生物数量的常用方法：活菌计数法和显微镜直接计数。

③过程：土壤取样→制备培养基→样品稀释→涂布平板→培养与观察→菌落计数。

④鉴定方法：含酚红指示剂的以尿素为唯一氮源的培养基→细菌→指示剂变红，则该菌能分解尿素。

(2)分解纤维素的微生物的分离：

①实验原理：

即：可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

②流程：土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。

[练热点·会迁移] 1．除草剂(含氮有机物)的长期使用会污染土壤，为了解决这一问题，某科研小组选择培养了能降解某种除草剂的细菌(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透明)，如图为选择培养过程。请回答下列问题：

(1)制备土壤浸出液时，为避免菌体浓度过高，需将浸出液进行________处理。

(2)从培养基的物理性质来看，甲培养基属于________培养基；从功能来看，甲培养基属于________培养基，应以________为唯一氮源。

(3)在甲培养基中进行划线操作时，划线时，应该先对接种环进行____________，为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在______________附近进行。

(4)在乙培养基上，有透明带菌落利用的氮源主要是________，无透明带菌落利用的氮源可能是________，据此可筛选出目的菌。

解析：(1)通过稀释的方法可以使土壤浸出液的浓度下降。(2)分离降解除草剂细菌的培养基应为固体培养基，且以除草剂作为唯一氮源，即为选择培养基。(3)划线前，为了防止杂菌污染，应将接种环放在酒精灯火焰上灼烧灭菌，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)根据题干信息可知，含除草剂的培养基不透明，出现有透明带菌落说明除草剂被分解，该细菌以除草剂为氮源；出现无透明带菌落说明该细菌不能以除草剂作为氮源，但可以空气中的氮气为氮源。

答案：(1)稀释(2)固体 选择 除草剂(3)灼烧灭菌 酒精灯火焰(4)除草剂 氮气 2．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甲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所示进行划线。下列叙述合理的有

________。

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)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 3×109 个活细胞的预期密度。

解析：(1)配制培养基时，进行计算、称量、溶解、定容后，需先调 pH 再分装到锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌。(2)倒平板时的培养基温度约为 50 ℃，冷凝后倒置培养。(3)平板划线时，接种针、接种环使用前和每次划线后都需要进行灼烧灭菌，以免造成杂菌污染；划线时不能划破培养基表面，否则不能形成正常菌落；挑取菌落时，应挑取多个不同的菌落，分别测定酵母细胞中蛋白质含量；逐步提高培养基中甲醇的浓度，能筛选出其中的耐受菌，获得耐受高甲醇的菌株。(4)酵母菌是兼性厌氧型真菌，在有氧条件下可大量繁殖。酵母扩大培养时，需保证充足的营养和氧气等条件。由题中信息“经等体积台盼蓝染液染色”可知，计数室中培养液容积实际只有 0.1÷2＝0.05(mm3)。设 5 个中方格中无色(活细胞不能被台盼蓝染色)的细胞数目为 x 个，则 3×109 ＝ x /5×25×1 000×1 000÷0.05，解得x ＝30(个)。

答案：(1)pH 高压蒸汽(湿热)(2)50 ℃(3)a、b、d(4)氧气 无 30 3．(2018·开封三模)一定浓度的福尔马林(甲醛的水溶液)通过使蛋白质变性而起防腐作用。为较好处理福尔马林废液，科研人员设计如下实验，希望分离出活性污泥中分解甲醛的高效细菌。如图为分离和纯化分解甲醛的细菌的实验过程，其中 LB 培养基能使菌种成倍扩增。请分析回答：

(1)图 中 ③ 过 程 锥 形 瓶 内 的 碳 源 是 ________，应 用 该 碳 源 的 目 的 是________________________。

(2)①→②过程，用______________将该菌悬液注入 LB 培养基中。

(3)③→④过程，接种目的是_________________________________。若活性污泥中分解甲醛的细菌数量较多，需 要在③→④接种前添加________操作来完善上述实验。

(4)经过⑤过程及取样测定甲醛浓度后的操作是________________________________。

(5)图示为分解甲醛的细菌在⑤过程中分解甲醛的检测结果。据图分析，48 h 后该菌对甲醛的分解能力改变的原因是____________________________________________________。

解析：(1)③过程培养基中以甲醛为唯一碳源，培养出的是分解甲醛的细菌，即以甲醛为唯一碳源的细菌。(2)①→②过程，用无菌移液管将该菌悬液注入 LB 培养基中。(3)③过程可以筛选出能分解甲醛的微生物，④过程可以获得单菌落，接种目的是通过单个菌落分离出分解甲醛的细菌。若活性污泥中分解甲醛的细菌数量较多，需要在③→④接种前应进行梯度稀释。(4)分析题图可知，③→④接种的目的是获得由单个细菌繁殖而来的单菌落，获得单菌落常用的接种方法是平板划线法或稀释涂布平板法，经过⑤过程后取样测定甲醛浓度，选出甲醛浓度最低的培养瓶，再分离、培养菌株。(5)分析题图曲线可知，当甲醛的初始浓度小于 1200 mg/L 时，菌株可以完全降解甲醛，当甲醛的初始浓度增高至 1600 mg/L 时，由于甲醛浓度过高，使菌体蛋白质变性，从而降低了细菌分解甲醛的能力甚至杀死分解甲醛的微生物。

答案：(1)甲醛 筛选出分解甲醛的细菌(2)无菌移液管(3)通过单个菌落分离出分解甲醛的细菌(梯度)稀释(4)选出甲醛浓度最低的培养瓶，再分离、培养菌株(5)甲醛浓度过高导致分解甲醛的细菌的蛋白质变性，降低了分解甲醛的能力 考点二 生物技术在食品加工方面的应用 [做真题·明方向] 1．(2017·全国卷Ⅱ)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________________。

解析：(1)实验使用甲、乙两种菌种，并在 32 h 内定期取样观测发酵效果，所以该实验的自变量是菌种和发酵时间。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是好氧型微生物。(3)因“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”，说明发酵的最佳时间可能超过 32 h，故可继续延长发酵时间，定期取样观测发酵效果，以确定最好的发酵效果所对应的时间，此时间即为最佳发酵时间。(4)从大豆到豆豉，在相关微生物的作用下，大豆中的蛋白质转变为肽和氨基酸，脂肪转变为甘油和脂肪酸。

答案：(1)菌种 发酵时间(2)好氧菌(3)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(4)氨基酸和肽 脂肪酸和甘油 2．(2017·全国卷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)。

解析：(1)依据题干信息，物质 W 受热、受潮易分解，因此不宜选择高温烘干，而新鲜的植物甲含水量高，用于提取的极性有机溶剂会被水稀释，进而降低对物质 W 的提取效果，故不应选用新鲜的植物甲。(2)提取物质 W 时，振荡可以使原料和所加有机溶剂充分混匀。(3)利用活性炭的吸附能力，可以去除提取液中植物甲所含的色素，从而得到较为纯净的物质 W 与有机溶剂的混合物。(4)丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质 W 分解较少。(5)物质 W 容易受热分解，因此蒸馏操作应在较低的温度下进行，同时因实验中使用了有机溶剂，要注意防火。

答案：(1)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水稀释，进而降低对物质 W 的提取效果

(2)使原料和溶剂充分混匀(3)去除提取液中的色素(4)丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质 W 分解较少(5)在温度较低的情况下操作，防火 3．(2016·全国卷Ⅱ)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：

(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的______________中进行，其产物乙醇与________________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的________________中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度__________。

(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在____________条件下才能完成。

(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度__________(填“低于”或“高于”)第二阶段的。

(4)醋酸杆菌属于__________核生物，其细胞结构中________(填“含有”或“不含有”)线粒体。

解析：(1)图中过程①和②是酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。乙醇可用酸性重铬酸钾试剂检测，颜色由橙色变为灰绿色。过程③为有氧呼吸的第二和第三阶段，场所为线粒体。在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，产生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧条件下酵母菌的繁殖速度更快。(2)醋酸杆菌是好氧型细菌，因此，在醋酸杆菌作用下，将乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段酵母菌产生乙醇的适宜温度为 18～25 ℃，第二阶段醋酸杆菌产生醋酸的适宜温度为 30～35 ℃，第一阶段的温度低于第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于原核生物，原核细胞中的细胞器只有核糖体一种，不含线粒体。

答案：(1)细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快(2)有氧(3)低于(4)原 不含有 4．(2015·全国卷Ⅱ)回答与胡萝卜素有关的问题：

(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是__________(填“α­胡萝卜素”“β­胡萝卜素”或“γ­胡萝卜素”)，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子________，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为________，胡萝卜素是________(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。

(2)工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，________(填“需要”或“不

需要”)将新鲜的岩藻干燥。

(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的____________作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是___________________________________________。

解析：(1)胡萝卜含有的胡萝卜素有三类，其中最主要的是 β­胡萝卜素，β­胡萝卜素在人或动物体内可以转变成维生素 A，维生素 A 缺乏会导致夜盲症。胡萝卜素是非挥发性物质。(2)胡萝卜素的提取一般采用萃取法，萃取前需要对材料进行干燥处理，以提高萃取的效率。(3)萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶，如乙酸乙酯。乙醇是水溶性有机溶剂，因萃取过程中能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它作萃取剂。

答案：(1)β­胡萝卜素 维生素 A 夜盲症 非挥发性(2)需要(3)乙酸乙酯 萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇为水溶性有机溶剂(其他合理答案也可)命题方向 基础类 第 1 题的(1)(4)小题，第 3、4 题的(1)(2)小题 理解类 第 1 题的(2)(3)小题，第 2、4 题的(3)小题 复习方向 1.记忆果酒、果醋、腐乳、泡菜制作的原理和过程及植物有效成分提取的方法、原理和过程，如第 1 题的(1)(4)小题，第 3、4 题的(1)(2)小题 2．重点理解果酒、果醋、腐乳及泡菜制作及植物有效成分提取过程中的注意事项。如第 1 题的(2)(3)小题，第 2 题的(4)(5)小题，第 4 题的(3)小题 [理教材·固根基] 1．比较记忆果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作(填表)项目内容 果酒和果醋的制作 腐乳制作 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 作用菌种 果酒：

酵母菌 果醋：

醋酸菌 主要是 毛霉 乳酸菌 原理 ①酵母菌在无氧条件下将葡萄糖氧化成乙醇 ②醋酸菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸 毛霉将蛋白质、脂肪分解成小分子有机物 乳酸菌将糖分解为乳酸 原料选择 新鲜葡萄(或苹果)豆腐 大白菜、花椰菜等新鲜干净的蔬菜

实验流程 让豆腐上长出毛霉 ↓ 加盐腌制 ↓ 加卤汤装瓶 ↓ 密封腌制 测亚硝酸盐含量：配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色 2．图解植物有效成分的提取(填空)(1)植物有效成分的提取方法：

提取方法 方法步骤 适用范围 蒸馏法 水蒸气蒸馏→分离油层→除水过滤 适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油 压榨法 石灰水浸泡→漂洗→压榨、过滤、静置→再次过滤 适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取 萃取法 粉碎、干燥→萃取、过滤→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剂中(2)提取植物有效成分的实例：

①玫瑰精油的提取：

②橘皮精油的提取：

③胡萝卜素的提取：

3．DNA 的粗提取与鉴定 [练热点·会迁移] 1．某校同学在生物实验室开展生物技术实践活动。请回答下列有关问题：

(1)A 组同学制作的苹果酒清香、明快，风味清爽，它是由果汁发酵产生的。果汁发酵后是否有酒精产生，可用____________来检验。

(2)B 组同学在蓝莓果酒制作过程中，在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由________大量繁殖而形成的，其可在缺少糖源时将乙醇变为__________，然后变为醋酸。

(3)C 组同学用豆腐发酵制成腐乳，发酵过程中主要是微生物分泌的多种酶发挥作用，其中主要是____________。

(4)D 组同学制作泡菜。在泡菜腌制的过程中，要注意控制腌制的时间、___________和食盐的用量；泡菜不能急着吃，是因为泡菜制作过程中会产生亚硝酸盐，实验室常采用比色

法来检测泡菜中亚硝酸盐的含量，亚硝酸盐在适宜条件下可以与相关试剂反应生成_____________色物质。

(5)E 组同学尝试用胡萝卜提取胡萝卜素，他们采用的方法是____________；胡萝卜素的性质：不溶于________，微溶于乙醇，易溶于_____________等有机溶剂；胡萝卜素的鉴定方法常用__________。

解析：(1)在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。(2)当氧气充足，缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛转变为醋酸。(3)腐乳是用豆腐发酵制成的，有多种微生物参与其中，其中起主要作用的是毛霉，起作用的酶主要是蛋白酶和脂肪酶。(4)亚硝酸盐的含量常采用比色法来检测；亚硝酸盐在适宜条件下可以与相关试剂反应生成玫瑰红色物质。(5)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是萃取法；胡萝卜素不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂，因此胡萝卜素的鉴定常用纸层析法。

答案：(1)(酸性)重铬酸钾(2)醋酸菌 乙醛(3)蛋白酶(和脂肪酶)(4)温度 玫瑰红(5)萃取法 水 石油醚(乙醚或苯)纸层析法 2．茶叶历来被人们视为延年益寿之品。茶饮料主打“健康牌”，极少添加人工合成的色素、香精等，更多利用从植物中提取的天然成分。请回答下列问题：

(1)红茶菌液是一种传统的活菌饮料，由酵母菌、醋酸菌等微生物利用蔗糖等营养物质共 同 发 酵 产 生。

与 醋 酸 菌 相 比，酵 母 菌 在 结 构 上 最 主 要 的 特 点 是__________________________，在接种活菌前，将红茶糖水煮沸的目的是____________。

(2)茶饮料所添加的胡萝卜素，通常采用________法从胡萝卜中提取，理由是________________________。现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用____________用于提取胡萝卜素。

(3)如图 1 所示为将提取的胡萝卜素样品通过纸层析法进行鉴定的结果，从图 1 中分析可知，层析带______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)对应 β­胡萝卜素。出现样品 2 的结果的原因可能是在操作过程中________(填编号，多选)。

①萃取温度高，时间长 ②干燥温度高，时间长 ③未经浓缩蒸馏 ④点样太快，样点小(4)茶油是从油茶籽中提取出来的，相关流程如图 2 所示：

图 2 中的 A 应为________，和橘皮精油一样，在提取之前需用________浸泡，以防止压榨时滑脱，提高出油率。

解析：(1)酵母菌是真核生物，醋酸菌是原核生物，与醋酸菌相比，酵母菌在结构上最主要的特点是具有由核膜包被的细胞核。接种活菌前，将红茶糖水煮沸的目的是消灭杂菌、除去氧气。(2)通常采用萃取法从胡萝卜中提取胡萝卜素。提取后常用纸层析法对提取的胡萝卜素进行鉴定。萃取胡萝卜素的有机溶剂应能充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶，故应选择乙酸乙酯作为萃取剂。(3)分析图 1 可知，层析带Ⅰ对应 β­胡萝卜素；样品 2 中的色素偏少，出现该结果的可能原因是在操作过程中干燥温度高、时间长或未经浓缩蒸馏。(4)从流程图可知，茶油是采用压榨法提取的，故 A 为压榨，为了防止压榨时滑脱并提高出油率，通常在压榨之前用石灰水浸泡。

答案：(1)具有由核膜包被的细胞核 灭菌除氧(2)萃取 胡萝卜素易溶于有机溶剂 乙酸乙酯(3)Ⅰ ②③(4)压榨 石灰水 [课堂强化训练] 1．(2018·长沙模拟)大肠杆菌是寄生于人和动物肠道中的细菌，其代谢产物能与染料伊红美蓝反应，使菌落呈黑色。下面是其培养基配方：

成分 蛋白胨 乳糖 磷酸二氢钾 琼脂 蒸馏水 2%伊红 水溶液 0.5%美蓝 水溶液 含量 10 g 10 g 2 g 20～30 g 1 000 mL 20 mL 13 mL 回答下列问题：

(1)该培养基中，蛋白胨为大肠杆菌提供的主要营养有________________和维生素。从物理性质来看，该培养基属于____________培养基。

(2)对该培养基进行灭菌时，可采用_____________法。在接种大肠杆菌前，需先将灭菌后的空白培养基放在恒温箱中培养一段时间，观察是否有菌落生成，其目的是 ________________________________________________________________________。

(3)为检测严重污染水体中大肠杆菌数量，将水样适当稀释后，取样涂布在上述平板培养基中，应选择颜色为_____________的菌落进行计数。该方法是通过统计平板上的菌落数来推测样品中的活菌数，其原理是________________________________________________。

解析：(1)该培养基中，蛋白胨为大肠杆菌提供的主要营养有碳源、氮源和维生素。从物理性质来看，该培养基加入了琼脂作为凝固剂，因此属于固体培养基。(2)对该培养基进行灭菌时，可采用高压蒸汽灭菌法。在接种大肠杆菌前，需先将灭菌后的空白培养基放在恒温箱中培养一段时间，观察是否有菌落生成，其目的是检测培养基制备是否合格(灭菌是否彻底)。(3)大肠杆菌的代谢产物能与染料伊红美蓝反应，使菌落呈黑色。为检测严重污染水体中大肠杆菌数量，将水样适当稀释后，取样涂布在上述平板培养基中，应选择颜色为黑色的菌落进行计数。通过统计平板上的菌落数来推测样品中的活菌数的原理是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。

答案：(1)碳源、氮源 固体(2)高压蒸汽灭菌 检测培养基制备是否合格(灭菌是否彻底)(3)黑色 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 2．(2018·泰州二模)图 1 表示研究人员为筛选纤维素酶高产菌株进行的相关实验流程。其中透明圈是微生物在固体培养基上消耗特定营养物质形成的。请回答下列问题：

(1)本实验中，选择蘑菇培养基质作为纤维素酶高产菌株的来源，这是因为________________________________________________。

(2)筛选用的培养基应以__________作为唯一碳源，并在配制培养基时加入__________作 为 凝 固 剂，筛 选 时 应 选 择 D/d 较 大 的 菌 株，因 为 这 一 指 标 值 越 大 说 明____________________________。

(3)图 2、图 3 是研究纤维素酶的最适宜温度和热稳定性的结果。

①研究纤维素酶的热稳定性时，首先将纤维素酶液置于 35～65 ℃的不同温度条件下保温 2 h，再取上述不同温度处理的纤维素酶液和__________________________，并在________ ℃下测定纤维素酶的催化速率，计算酶活性残留率。

② 生 产 中 使 用 该 纤 维 素 酶 时，最 好 将 温 度 控 制 在 40 ℃ 左 右，依 据 是______________________________________________________________________。

解析：(1)由于蘑菇培养基质中富含纤维素，会聚集较多的纤维素分解菌，故选择蘑菇培养基质作为纤维素酶高产菌株的来源。(2)筛选用的培养基应以纤维素作为唯一碳源，并在配制培养基时加入琼脂作为凝固剂，筛选时应选择透明圈直径与菌落直径比值较大的菌

株，因为这一指标值越大，说明单个菌体产生的纤维素酶的活性越强。(3)①研究纤维素酶的热稳定性时，首先将纤维素酶液置于 35～65 ℃的不同温度条件下保温 2 h，再取上述不同温度处理的纤维素酶液和未经保温处理的纤维素酶液，并在 50 ℃下测定纤维素酶的催化速率，计算酶活性残留率。②由图可知：40 ℃时，纤维素酶的热稳定性高，作用时间持久，且酶活性相对较高，故生产中使用该纤维素酶时，最好将温度控制在 40 ℃左右。

答案：(1)蘑菇培养基质中富含纤维素，会聚集较多的纤维素分解菌(2)纤维素 琼脂 单个菌体产生的纤维素酶的活性越强(3)①未经保温处理的纤维素酶液 50 ②该温度下，纤维素酶的热稳定性高，作用时间持久，且酶活性相对较高 3．(2018·泸州模拟)请回答下列有关酿酒的问题：

(1)酿酒过程中需要用到酵母菌，其异化作用类型是______________，其细胞内将葡萄糖分解为酒精的酶存在于______________。

(2)某 同 学 尝 试 用 新 鲜 葡 萄 制 作 葡 萄 酒，发 酵 过 程 拧 松 瓶 盖 的 目 的 是__________________。

发 酵 后 期 拧 松 瓶 盖 的 间 隔 时 间 可 延 长，原 因 是______________________________________。

(3)过去啤酒生产都以大麦芽为原料，借用大麦发芽后产生的淀粉酶，使淀粉分解。现在我们将________应用于啤酒生产中，可以在种子不发芽的情况下诱导淀粉酶的合成。这样做的好处是________________________。

(4)为研究发酵罐中酿酒酵母菌的生长情况，常要取样统计分析，并测定 pH。若某研究人员将样品的次序搞乱了，那么判断取样顺序的主要依据是________________(填“酵母菌的数量”或“发酵液的 pH”)。

解析：(1)酿酒过程中需要用到酵母菌，酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，其异化作用类型是兼性厌氧型；无氧呼吸过程中，酵母菌将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，催化该过程的酶存在于细胞质基质中。(2)某同学尝试用新鲜葡萄制作葡萄酒，发酵过程中拧松瓶盖的目的是释放二氧化碳。发酵后期，瓶内的有机物减少，酒精发酵产生的二氧化碳减少，因此发酵后期拧松瓶盖的间隔时间可延长。(3)赤霉素能够促进种子的萌发，因此可以将赤霉素应用于啤酒生产中，可以在种子不发芽的情况下诱导淀粉酶的合成。这样做可以避免大麦因发芽而消耗大量养分。(4)为研究发酵罐中酿酒酵母菌的生长情况，常要取样统计分析，并测定 pH。在发酵过程中，产生的二氧化碳会导致 pH 下降，因此将样品的次序搞乱后，可以根据发酵液的 pH 判断取样顺序。

答案：(1)兼性厌氧型 细胞质基质(2)释放二氧化碳 发酵后期，瓶内的有机物减少，酒精发酵产生的二氧化碳减少(3)赤霉素 避免大麦因发芽而消耗大量养分(4)发酵液的 pH 4．(2018·汕头二模)回答下列与芳香油提取相关的问题：

(1)玫 瑰 精 油 适 合 用 水 蒸 气 蒸 馏 法 提 取，其 理 由 是 玫 瑰 精 油 具 有

__________________________________________的性质。蒸馏时收集的蒸馏液不是纯的玫瑰精油，原因是____________________________。

(2)当蒸馏瓶中的水和原料一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和____________。当原料量等其他条件一定时，提取量与蒸馏时间的变化趋势是________________________。

(3)当水蒸气蒸馏后，能收集到乳白色的油水混合物。向油水混合物中加入 NaCl，作用是__________________。分离出油层，一般可加入一些____________，以吸收油层中的水分。

(4)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会________。

解析：(1)玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，具有挥发性，常采用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油。蒸馏时玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的蒸馏液是油水混合物。(2)提取玫瑰精油时，影响提取量的主要因素是蒸馏时间和蒸馏温度。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是在一定的时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后因玫瑰精油已经全部被蒸馏提取完而使得提取量不再增加。(3)在提取过程中加入 NaCl，可以增加水层的比重，使油水分层；分离出油层，一般可加入一些无水 Na 2 SO 4，以吸收油层中的水分。(4)玫瑰精油易挥发，如果蒸馏过程中不进行冷却，则部分精油会随水蒸气挥发而流失，使提取量下降。

答案：(1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定、易溶于有机溶剂 玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来(2)蒸馏温度 先增加后保持不变(3)促进油水分层 无水 Na 2 SO 4(4)下降 [课后检测·增分强训] 1.(1)如图是利用____________法进行微生物接种，把聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面得到的结果。

(2)分析下面培养基的配方：NaNO 3、KH 2 PO 4、Na 2 HPO 4、KCl、MgSO 4 ·7H 2 O、H 2 O。若此培养基用于筛选分解尿素的细菌，则应除去上述_______成分，并加入_______和葡萄糖，以补充______________源。

(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，通常在萃取前要将胡萝卜粉碎和________，以提高萃取效率。鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常采用________法，在鉴定过程中需要用____________作为对照。

(4)橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生____________问题，所以一般采用压榨法。

解析：(1)据图分析，图示接种方法为平板划线法，平板划线操作就是将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。(2)题干所给的培养基配方中缺少碳源，氮源是 NaNO 3，若此培养基用于培养分解尿素的细菌，则应该使用以尿素为唯一氮源的选择培养基，同时尿素分解菌属于异养型生物，需加入葡萄糖作为碳源。(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，通常在萃取前要将胡萝卜粉碎和干燥，以提高萃取效率。鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常采用

纸层析法，在鉴定过程中需要用标准样品作为对照。(4)橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊问题，所以一般采用压榨法。

答案：(1)平板划线(2)NaNO 3 尿素 碳源和氮源(3)干燥 纸层析 标准样品(4)原料焦糊 2．(2018·珠海一模)地球上的植物每年产生的纤维素超过 70 亿吨，其中 40%～60%被土壤中的某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶，某研究小组欲从土壤中分离得到纤维素分解菌，其操作流程如下所示，请回答相关问题。

①土壤取样→②选择培养→③梯度稀释→④鉴别培养基培养→⑤挑选产生透明圈的菌落(1)研究小组将滤纸埋在土壤里，30 天后再从已经腐烂的滤纸上提取土样筛选纤维素分解菌。请说说这么做的道理是什么？___________________________________________。

(2)上述流程②成功的关键，是选择培养基的配方中要以________为唯一碳源。流程④→⑤常用________染色法，④→⑤过程利用染色法能够挑选出纤维素分解菌的原因是________________________________________________________________________。

(3)获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，无菌技术就是围绕如何避免杂菌的污染展开的。请列举几项该研究小组应该实施的无菌操作(如实验操作应在酒精灯火焰附近进行)________________________________________________________________(答出两点即可)。为了证明培养基是否受到外来杂菌污染。需要设置空白对照，对照培养基的处理是__________________________________________________。

(4)若用稀释涂布平板法来统计纤维素分解菌落的数量，发现测定的结果往往比实际活菌数量要少，原因是____________________________________________________。

解析：(1)滤纸富含纤维素，能使纤维素分解菌相对聚集，故研究小组将滤纸埋在土壤里，30 天后再从已经腐烂的滤纸上提取土样能筛选出纤维素分解菌。(2)要筛选出纤维素分解菌，在培养基中应该加入纤维素作为唯一的碳源，流程④→⑤常用刚果红染色法，④→⑤过程利用染色法能够挑选出纤维素分解菌的原因是刚果红与培养基中的纤维素形成红色复合物，纤维素分解菌分泌的纤维素酶可以分解纤维素，使培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，通过透明圈即可挑选纤维素分解菌。(3)获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，无菌技术是实验成败的关键，如对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒，对实验器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。为了证明培养基是否受到外来杂菌污染。需要设置空白对照，对照培养基的处理是接种等量的无菌水，置于实验组相同的环境条件下培养。(4)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，故用稀释涂布平板法来统计纤维素分解菌落的数量，测定的结果往往比实际活菌数量要少。

答案：(1)滤纸富含纤维素，能使纤维素分解菌相对聚集(或人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境)(2)纤维素 刚果红 刚果红与培养基中的纤维素形成红色复合物，纤维素分

解菌分泌的纤维素酶可以分解纤维素，使培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，通过透明圈即可挑选纤维素分解菌(3)对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒，对实验器皿、接种用具和培养基等进行灭菌 接种等量的无菌水，置于与实验组相同的环境条件下培养(4)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 3．根据生物技术实践的有关知识，回答下列问题：

(1)从土壤中分离能分解尿素的细菌时，所用的选择培养基应以________为唯一氮源。分解尿素的细菌由于含有脲酶，可将________________而使周围环境的 pH 上升，在选择培养基中加入________指示剂，对其进行分离、鉴别。

(2)由果酒制作转为果醋制作时，需要调整的温度范围是________________________。在制作腐乳的过程中，加盐和加酒都能够抑制________________。

(3)玫瑰精油是制作高级香水的主要成分，其适合用水蒸气蒸馏法提取，理由是玫瑰精油具有____________________________的性质。当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中影响玫瑰精油提取量的主要因素有蒸馏时间和____________。如果蒸馏过程中不进行冷却，则玫瑰精油提取量会下降，原因是____________________________。

(4)DNA 在浓度为__________ mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最低。使用体积分数为 95%的冷却酒精可使 DNA________(填“析出”或“溶解”)。

解析：(1)从土壤中分离分解尿素的细菌时，应该选用以尿素为唯一氮源的选择培养基。尿素分解菌合成的脲酶，将尿素分解成氨，氨会使培养基的碱性增强，pH 升高，导致酚红指示剂变成红色。(2)酒精发酵时一般将温度控制在 18～25 ℃，醋酸发酵时一般将温度控制在 30～35 ℃。在制作腐乳过程中，加盐的目的是析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，同时抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质；加酒的目的是抑制微生物的生长，同时使腐乳具有独特的香味。(3)玫瑰精油具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定等性质，故适合用水蒸气蒸馏法提取。蒸馏时许多因素都会影响产品的品质，如蒸馏温度、蒸馏时间等。蒸馏过程中要进行冷却，让混合物重新分出油层和水层，若不冷却则会有部分玫瑰精油随水蒸气挥发而流失，使玫瑰精油提取量下降。(4)DNA 在浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最低。使用体积分数为 95%的冷却酒精可使 DNA 析出。

答案：(1)尿素 尿素分解成氨 酚红(2)由 18～25 ℃调整为 30～35 ℃ 微生物的生长(3)易挥发、难溶于水、化学性质稳定 蒸馏温度 部分玫瑰精油会随水蒸气挥发而流失(4)0.14 析出 4．葡萄种植基地为解决葡萄滞销易腐烂问题，引进果酒、果醋生产线进行葡萄的深加工，获得了较好效益。其生产流程如图所示，据图回答：

(1)在筛选菌种 A 时，需要在接种前用________________法对葡萄果汁进行灭菌。对于需要长期保存的菌种，可以采用______________的方法。

(2)在纯化菌种 A 时接种了 5 个平板，每个平板均接种了 0.1 mL 样品并培养。其中乙平板的菌落分布如图，纯化菌种 A 的接种方法是________________，推测出现平板乙可能的操作失误是涂布不均匀。其余的甲、丙、丁、戊平板的菌落数分别是 180、220、480、200，则样品中菌种 A 的数量为________个/mL，用该方法统计的结果，一般________(填“低于”或“高于”)实际值。

解析：(1)葡萄果汁作为筛选菌种 A 时的培养基，需要在接种前用高压蒸汽灭菌法进行灭菌；需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏法。(2)分析图中乙平板的菌落分布特点，可以推知采用的纯化方法是稀释涂布平板法；根据题意，样品中菌种 A 的数量为(180＋220＋200)÷3÷0.1＝2 000(个/mL)；由于稀释涂布平板法的个别菌落可能来自两个或多个细胞，所以用该方法统计的结果，一般低于实际值。

答案：(1)高压蒸汽灭菌 甘油管藏(2)稀释涂布平板法 2 000 低于 5．青蒿素是从黄花蒿的茎叶中提取的无色针状晶体，易溶于有机溶剂，不溶于水，不易挥发。请回答以下问题：

(1)从黄花蒿中提取青蒿素时，应采用___________法，所选用的有机溶剂为____________(填“乙醇”或“乙酸乙酯”)，通常在提取前将黄花蒿茎叶进行粉碎和______，以提高效率。提取过程中宜采用_________加热以防止燃烧、爆炸，加热时瓶口要安装________________装置，所得液体浓缩前进行_______________。

(2)玫瑰精油是从玫瑰花中提取的，其原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合的乳浊液呈_________色，此时...

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