1、第一部分 专题强化突破篇第八单元 选修模块专题一 生物技术实践知识体系自建核心考点整合【最新考纲】1.微生物的分离和培养。2.某种微生物数量的测定。3.培养基对微生物的选择作用。4.利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。5.从生物材料中提取某些特定的成分。6.运用发酵加工食品的基本方法。知识体系自建前挂后连 拓广成面成功之路 始于足下核心考点整合洞察考情 微析考点考点 1 微生物的培养与传统发酵技术的应用一|线|考|情【样题 1】(2019全国卷)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(
2、目标菌)。号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入 X(5 g/L)。号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(15 g/L)。号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(45 g/L)。回答下列问题。(1)在号培养基中，为微生物提供氮源的是_。、号培养基中为微生物提供碳源的有机物是_。(2)若将土壤悬浮液接种在号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X 的细菌比例会_，其原因是_。(3)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)假设从号培养基中得到了能高
3、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_。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)牛肉膏蛋白胨培养基中，牛肉膏、蛋白胨为微生物提供了氮源，而号、号培养基中除 X 外的其他物质均不含碳，所以能为微生物提供碳源的有机物是 X。(2)因为号培养基中碳源只有 X，相当于是选择培养基，只有能降解 X 的细菌才能增殖，而不能降解 X 的细菌因缺乏碳源不能增殖。3要对菌落进行计数，应采用稀释涂布平板法进行接种。(4)在有氧条件下，丙酮酸参与细菌的有氧呼吸，
4、可以为该菌的生长提供能量和合成其他物质的原料。【样题 2】(2019全国卷)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_。W乙乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解 W(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
5、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。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。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_。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
6、能力相近解析(1)要从土壤中分离出能降解含氮有机物 W 的目标菌，所用选择培养基应以该特定物质 W 为氮源。(2)图示信息显示，在乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解 W，若要得到目标菌，应该选择乙菌落进一步纯化。(3)若要通过设计实验确定甲、乙两种细菌能否利用空气中的氮气作为氮源，需将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若某细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。(4)实验应遵循单一变量原则，故 C 处应滴加缓冲液。一段时间后，测量透明圈的直径。若 C 处没有出现透明圈，说明缓冲液不能降解 W；若 A、B 处形成的透明圈大小相近，说明酶 E 与天然酶降解 W 的能力相近。高|考|必
7、|备1微生物培养的“5”种基本技术(1)培养基的制备：计算称量溶化灭菌倒平板。(2)无菌技术：主要包括消毒和灭菌。(3)倒平板操作：待培养基冷却至 50 左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。(4)平板划线操作：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。注意划线的方法(如图)。(5)稀释涂布平板法：先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。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞。从而能在培养基表面形成单个的菌落。2把握“2”种微生物的分离与计数方法(1)选择培养基类型筛选
8、尿素分解菌：用以尿素为唯一氮源的培养基。筛选纤维素分解菌：用富含纤维素、添加刚果红的培养基培养。(2)微生物计数的“2”大方法稀释涂布平板法；显微计数法。(3)微生物的“2”大鉴定原理鉴定分解尿素的细菌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，则该菌能分解尿素鉴定纤维素分解菌 细菌培养和计数方法的易失分点(1)稀释涂布平板法：分离细菌，也能计数(结果偏小)。(2)平板划线法：只能纯化细菌，不能计数。(3)显微计数法：不能区分细菌死活(结果偏大)。3果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的比较 4.果酒和果醋发酵装置的设计思路(1)酵母菌繁殖需要氧气，醋酸菌是好氧细菌，则果酒制作前期和果醋制作整
9、个过程都需要氧气；酵母菌产生酒精时是厌氧的，则在充气口处应该设置开关。(2)发酵过程中产生 CO2，需要设置排气口；为了防止空气中微生物污染，排气口应该连接一个长而弯曲的胶管。(3)为便于取样及监测发酵情况，需要设置出料口。果酒、果醋、腐乳及泡菜制作过程中的注意事项(1)果酒和果醋的制作要注意温度、气体和发酵时间的控制。(2)腐乳制作中盐、酒和各种香辛料的作用有共同之处：既具有调味作用，也具有杀菌防腐的作用。(3)在泡菜制作过程中，亚硝酸盐的含量也是变化的，一般是先增加后降低，测定亚硝酸盐含量的目的是掌握取食泡菜的最佳时间。考|向|微|练考向一 传统发酵技术1(2019江苏高考)下列关于传统发
10、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解析 乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下，将葡萄糖分解成乳酸，因此，利用乳酸菌制作酸奶的过程中，应该密封发酵，A 项错误；家庭制作果酒、果醋和腐乳的过程中存在多种微生物，通常都不是纯种发酵，B 项正确；醋酸菌在氧气充足、糖源充足时，能将果汁中的糖分解成醋酸，在缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，从而使发酵液中的 pH 逐渐降低；而在果酒制作过程
11、中，酵母菌在细胞呼吸过程中会生成二氧化碳，二氧化碳溶于水生成碳酸，也会使发酵液中的 pH 逐渐降低，C 项错误；毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸，因此，毛霉主要通过产生脂肪酶和蛋白酶参与腐乳发酵，D 项错误。答案 B2(2019长春质监一)如图为某工厂生产杨梅酒和杨梅醋的基本工艺流程，请回答下列问题：(1)过程是_处理。杨梅汁装入甲罐时，要留有大约_的空间。甲罐上方弯管中加水的主要目的是保证酵母菌进行_。在缺氧、_的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都会受到抑制。(2)在制备杨梅醋过程中，乙罐内填充的木材刨花应
12、先经_处理，然后加入含_菌的培养液，使该菌附着在刨花上，再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵，请写出乙罐中生产杨梅醋的化学反应方程式_。(3)为了提高杨梅酒和杨梅醋的品质，更好地抑制其他微生物的生长，需向相应的发酵罐中加入优良的菌种。从野生菌群中分离纯化优良菌种时，最常用的接种方法有_和_。(冲洗)榨汁 1/3 无氧呼吸呈酸性灭菌醋酸(杆)C2H5OHO2酶CH3COOHH2O能量稀释涂布平板法平板划线法(两空没有先后顺序)解析(1)根据题图可知，过程是榨汁处理。果酒的制作过程中利用的微生物主要是酵母菌，酵母菌的繁殖需要氧气，因此甲罐中需留有大约 1/3 的空间，以利于酵母菌进行有
13、氧呼吸。在弯管中加水的主要目的是隔绝空气，以保证酵母菌进行无氧呼吸。酒精发酵过程产生的 CO2 溶于水使发酵液呈酸性，在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌能生长繁殖，而其他杂菌的生长会受到抑制。(2)为了防止杂菌污染，乙罐内填充的木材刨花应先经灭菌处理。制作果醋利用的微生物主要是醋酸菌，以杨梅酒为底物，有氧条件下，产生杨梅醋的反应式为 C2H5OHO2酶CH3COOHH2O能量。(3)分离纯化优良菌种的常用接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法。3(2019保定调研)泡菜是我国的传统食品之一，但制作过程产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。某兴趣小组查阅资料得到如图所示结果。(1)据图分析，与第 3
14、天相比，第 8 天后的泡菜更适于食用，因为后者_；pH 呈下降趋势，原因是_。(2)该小组得到一株“优质”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5 倍)，拟参照资料的实验方案和食盐浓度(4%10%)，探究与普通乳酸菌相比用“优质”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确定其最适条件。请你设计一个实验结果记录表。(3)测定亚硝酸盐含量的方法是_，利用的原理为在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生_反应后，与_结合，形成玫瑰红色染料。亚硝酸盐含量较低乳酸菌发酵产生的乳酸增多比色法重氮化 N1萘基乙二胺盐酸盐答案(2)如表所示解析(1)由题图可知，与第 3 天相比，第 8 天后的泡菜更适
15、于食用，因为第 8 天后的泡菜中亚硝酸盐含量较低。(2)由题干信息可知，该实验的自变量为食盐浓度，因变量为亚硝酸盐含量，再根据实验设计原则，紧扣实验目的即可设计出表格。(3)常用比色法测定亚硝酸盐的含量，利用的原理为在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与 N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。考向二 微生物的培养与应用4(2019江苏高考)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
16、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解析 产纤维素酶菌能利用纤维素，故筛选培养基应以纤维素作为唯一碳源，A 项错误；富含腐殖质的林下土壤中含有较多的能分解纤维素的产纤维素酶菌，B 项正确；在分离平板上长出的菌落还需进一步确定其产纤维素酶的能力，C 项正确；用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆，动物食用后更容易消化吸收，可提高秸秆的营养价值，故经产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆可提高其饲用价值，D 项正确。答案 A5(2019北京高考)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
17、出现以菌落为中心的透明圈(如图)，实验结果见下表。菌种菌落直径：C(mm)透明圈直径：H(mm)H/C细菌5.111.22.2细菌8.113.01.6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DH/C 值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异解析 微生物培养基含有四类营养物质：水、无机盐、碳源、氮源，A 项正确；常用稀释涂布平板法筛选淀粉分解菌，涂布前需将菌液稀释，B 项正确；淀粉分解菌可分解淀粉，导致菌落周围的淀粉被分解，不能与碘液反应生成蓝色，故而出现透明圈，透明圈直径与菌落直径的比值越大
18、，说明细菌分解淀粉能力越强，D 项正确；由题图可知，细菌和形成的菌落周围都出现了透明圈，说明两种细菌都能将淀粉酶分泌至细胞外，C 项错误。答案 C6淀粉填充聚乙烯类塑料(淀粉PE)是一种聚乙烯类塑料替代材料，科研人员开展相关研究，从垃圾堆埋场中筛选到能够高效降解淀粉PE 的菌株。回答下列问题：(1)科研人员从垃圾堆埋场的土样中筛选分离该菌株的原因是_。(2)在进行该菌株的分离筛选时，需将适宜稀释倍数的土壤溶液接种在以_为唯一碳源的液体培养基上，进行为期 5 天的富集培养；进一步分离纯化该微生物应采用的接种方法是_。该菌分布在富含淀粉PE 的环境中的可能性较高，而垃圾堆埋场里存在相应环境(合理即
19、可)淀粉PE稀释涂布平板法(平板划线法)(3)研究发现，该菌株能降解淀粉PE 的原因是其分泌了_酶和_酶。科研人员提纯相应的酶需用到凝胶色谱法，该方法是根据_分离蛋白质的。(4)若要了解相应的酶的最适温度，请设计实验加以探究：_(针对一种酶写出实验思路即可)。淀粉降解 PE 的相对分子质量的大小设置一系列的温度梯度，其他条件相同且适宜，将淀粉(或降解 PE 的)酶和淀粉液(或 PE)分组，在各温度下分别保温，将相同温度条件下的物质进行混合，一段时间后，用一定方法检测各组中底物的消耗量或产物的生成量解析(1)在寻找目的菌株时，要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中寻找，该菌分布在富含淀粉PE
20、的环境中的可能性较高，而垃圾堆埋场里存在相应环境，故科研人员可从垃圾堆埋场的土样中分离出目的菌株。(2)在对该菌株进行分离筛选时，应将适宜稀释倍数的土壤溶液接种在以淀粉PE 为唯一碳源的液体培养基上，进一步分离纯化该微生物应采用平板划线法或稀释涂布平板法。(3)该菌株能降解淀粉PE 的原因是其分泌了淀粉酶和降解 PE 的酶。凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。(4)设置一系列的温度梯度，其他条件相同且适宜，将淀粉(或降解 PE 的)酶和淀粉液(或 PE)分组，在各温度下分别保温，将相同温度条件下的物质进行混合，一段时间后，用一定方法检测各组中底物的消耗量或产物的生成量以确定
21、相关酶的最适温度。7(2019武汉调研)某兴趣小组为测定本地自来水中的细菌总数和是否有大肠杆菌，进行了如下实验：分别配制营养琼脂培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、琼脂、H2O)和伊红美蓝培养基(成分：蛋白胨、NaCl、琼脂、乳糖、伊红、美蓝、H2O 等)，灭菌。取水样。先测定甲项指标：用灭菌吸管吸取 1mL 水样，涂布到营养琼脂培养基中；置于 37 条件下培养 24 h 后进行菌落计数。另设一个不加水样的空白对照组。用滤膜法测定乙项指标，装置和操作如图。回答下列问题：(1)步骤取水样前应先将自来水龙头用火焰灼烧 3min，目的是_。(2)步骤测定的指标甲是_。水样涂布前不需要稀释，理由是
22、_。灭菌细菌总数自来水中细菌数量很少(3)步骤测定乙项指标，主要观察滤膜上是否会出现_色菌落。配制伊红美蓝培养基时，先用蛋白胨、NaCl、琼脂配制基础培养基，在 100 kPa、121 条件下灭菌后，冷却至 60 左右，再加入灭菌的乳糖、伊红水溶液及美蓝水溶液，乳糖灭菌条件(70kPa、115)不同的原因是_。(4)兴趣小组认为合格的自来水中细菌数量很少，担心检测不到，因而将取得的水样先加入无琼脂的营养培养液中培养一段时间后，再用稀释涂布平板法计数。这样操作获得的数据_(填“可信”或“不可信”)，理由是_。黑 溶液中的乳糖在高温下会被破坏不可信细菌会在营养培养液中大量繁殖，其数量不能真实反映水
23、样中细菌的原有数量解析(1)一般自来水龙头属于金属物品，可以用灼烧的方法进行灭菌。(2)由题意可知，指标甲检测的是细菌的总数。由于自来水中的细菌数量很少，故水样涂布前不需要稀释。(3)大肠杆菌在伊红美蓝培养基上呈黑色，如果自来水中存在大肠杆菌，滤膜上将会出现黑色菌落。由于培养液中的乳糖在高温下会被破坏，故灭菌时温度相对较低。(4)由于细菌在营养培养基中可大量繁殖，其数量不能真实反映水样中原有细菌的数量，故先将水样加入营养培养液中培养一段时间后，再用稀释涂布平板法计数，所获得的数据不可信。8(2019洛阳统测二)回答下列问题：(1)酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，酶活性的高低可以用在一定条件
24、下，酶所催化某一反应的_来表示。与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是既能与反应物_，又能与产物_，还能被反复利用。(2)探索温度对淀粉酶活性的影响实验，需要进行如下步骤：取 3 支试管，各注入 2mL 淀粉溶液并分别编号 A、B、C再取 3 支试管，各注入 1mL 淀粉酶溶液并分别编号 a、b、c向 3 支试管中各滴 1 滴碘液将 A、a 试管放在 60 的热水中，B、b 放在沸水中，C、c 放在冰水中，各维持温度 5min分别将 A 与 a、B 与 b、C 与 c 混合后，再依次放在60 的热水、沸水和冰水中维持温度 5min观察实验现象反应速率 接触 分离最合理的操作顺序是()ABCD(
25、3)酒精发酵过程相关的酶存在于酵母菌细胞的_中。(4)纤维素分解菌能产纤维素酶，纤维素酶是一种复合酶，在三种酶的_作用下，纤维素被分解成葡萄糖。将微生物接种在以纤维素为唯一碳源的培养基上，培养一段时间后，培养基表面形成多个单菌落，但不同菌株分解能力有差异，为选出高效分解纤维素的菌株，请利用所学知识，写出具体思路：_。B细胞质基质协同 用纤维素含量相同并加入刚果红的鉴别培养基分别培养各菌株，培养相同时间后比较透明圈的大小。透明圈越大，说明分解纤维素的能力越强解析(1)酶活性的高低可以用一定条件下，酶所催化某一反应的反应速率来表示。固定化酶技术可以将酶固定在某一区域，这样既便于酶与反应物接触发生反
26、应，又能在反应后及时与产物分离，保证酶的重复利用，减少浪费。(2)要探究温度对淀粉酶活性的影响，首先需要分组并编号，将酶与底物各自在预定的温度下处理一段时间，之后再混合在一起并置于相应温度下反应，最后滴加碘液，观察实验现象。故最合理的操作顺序为，B 项正确。(3)酒精是无氧呼吸的产物，酵母菌的无氧呼吸过程发生在细胞质基质，因此，与酒精发酵有关的酶存在于酵母菌细胞的细胞质基质中。(4)纤维素酶是一种复合酶，包括 C1 酶、CX 酶和葡萄糖苷酶。在三种酶的协同作用下，纤维素被分解成葡萄糖。筛选高效分解纤维素的菌株时，需要在以等量的纤维素为唯一碳源并加入刚果红的培养基上分别培养不同菌株，培养相同时间
27、后比较透明圈大小，透明圈越大，说明分解纤维素的能力越强。考点 2 酶的研究与应用一|线|考|情【样题 1】(2019江苏高考)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解析 加酶洗衣粉中一般含有碱性蛋白酶、碱性脂肪酶等，A 项错误；加酶洗涤剂比传统洗涤剂的去污能力更强，所以用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水，B 项正确；含纤维素酶洗涤剂的作用对象是织物表面因多次洗涤而在主纤维上出现的微毛和小绒球，用纤维素酶处理后，织物表面的微毛和绒球被除去，可以平整织物
28、表面，同时有增白效果，由于微毛和绒球除去后，主纤维变得光滑，减少了微纤维之间的纠缠，而使纤维变得柔软，因此添加纤维素酶的洗衣粉具有增白、柔软两个独特功能，C 项正确；加酶洗衣粉中所添加的酶，通常是科学家通过基因工程生产出的能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶，D 项正确。答案 A【样题 2】(2019浙江选考)回答与果胶和果胶酶有关的问题：(1)通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其原因除水果中果胶含量较高外，还有_。(2)为了获得高产果胶酶微生物的单菌落，通常对分离或诱变后的微生物悬液进行_。(3)在某种果汁生产中，用果胶酶处理显著增加了产量，其主要原因是果胶酶水解果胶使_。果汁
29、生产中的残渣果皮等用于果胶生产，通常将其提取液浓缩后再加入_使之形成絮状物，然后通过离心、真空干燥等步骤获得果胶制品。腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多涂布分离(或划线分离)水果组织软化疏松及细胞受损95%乙醇(4)常用固定化果胶酶处理含果胶的污水，其主要优点有_和可连续处理等。在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等因素外，还需考虑的主要有_和_。提高果胶酶的稳定性固定化的方法 固定化所用的介质解析(1)通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其原因除水果中果胶含量较高外，还有腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多。(2)对微生物悬液进行涂布分
30、离(或划线分离)可获得单菌落。(3)果胶能将植物细胞粘合在一起，果胶酶水解果胶可以使水果组织软化疏松及细胞受损。果胶不溶于乙醇，所以将其提取液浓缩后再加入 95%乙醇使之形成絮状物，然后通过离心、真空干燥等步骤获得果胶制品。(4)固定化酶工艺具有可提高酶的稳定性以及可连续处理等优点。在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等因素外，还需考虑的主要有固定化的方法和固定化所用的介质。高|考|必|备一、果胶酶在果汁生产中的作用1果胶(1)作用：植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一；在果汁加工中，会影响出汁率并使果汁浑浊。(2)成分：由半乳糖醛酸聚合
31、而成的一种高分子化合物。(3)特点：不溶于水。2果胶酶(1)果胶酶 组成多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶酯酶等作用瓦解植物的细胞壁及胞间层使果汁变得澄清，增加出汁率(2)酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。(3)影响酶活性的因素：温度、pH 和酶的抑制剂等。二、加酶洗衣粉在洗涤中的作用1加酶洗衣粉：指含酶制剂的洗衣粉。2酶制剂的种类与洗涤原理种类洗涤原理洗涤的物质种类蛋白酶蛋白质小分子肽或氨基酸血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢脂肪酶脂肪甘油和脂肪酸食品的油渍、人体皮脂、口红淀粉酶淀粉麦芽糖、葡萄糖来自面条、巧克力等的污垢纤维素酶使
32、纤维的结构变得蓬松棉纺品的表面浮毛三、固定化酶和固定化细胞1固定化酶(1)形成：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。(2)特性：与游离酶相比较，稳定性好，底物和产物容易分离，易于控制，能反复多次使用；便于运输和贮存，有利于自动化生产。2固定化酶的制作方法：由酶的性质和载体特性所决定，主要包括吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。3淀粉酶水解作用的检测 淀粉 淀粉酶糊精 淀粉酶麦芽糖糖化淀粉酶葡萄糖遇碘显蓝色 遇碘显红色 遇碘不显色4固定化细胞技术(1)概念：固定化细胞技术是利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术。(2)固定化酶或细胞的方法
33、：包埋法、化学结合法和物理吸附法。(3)实验操作酵母细胞的活化配制物质的量浓度为 0.05mol/L 的 CaCl2配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞。考|向|微|练考向 酶的研究与应用1(2019合肥质检二)某研究性学习小组为探究一种含碱性蛋白酶的洗衣粉使用的最适温度，设计了相关实验，实验装置及实验结果如图所示，请回答相关问题。(1)与普通洗衣粉相比，该洗衣粉可以很好地清除衣物上的血渍和奶渍，主要是因为_。包装袋上注明“切勿用于洗涤丝质及羊毛衣料”，你认为原因是_。(2)由图可知，在 0 和 75 时，酶的催化效率基本都为零。但当温度回到最适温度时，能恢复催化能力的温度
34、是 0。原因是_。碱性蛋白酶能水解血渍和奶渍中的蛋白质 丝质及羊毛衣料的主要成分是蛋白质，会被碱性蛋白酶破坏0 时酶活性很低，但酶结构没有被破坏，75 时酶结构遭到破坏(合理即可)(3)在实验过程中可通过直接测定_(指标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。为缩短反应的时间，你认为可以采用的方法是_。(4)生产碱性蛋白酶成本高，目前可以采用_技术多次重复使用酶，以降低成本。该技术常使用的方法是化学结合法和_。蛋白质块存在时间的长短(合理即可)提高酶的浓度(或将蛋白质块切更小些，以增加蛋白酶和蛋白质块的接触面积)(合理即可)固定化酶 物理吸附法解析(1)由题干信息知，加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶，碱性蛋
35、白酶能水解血渍和奶渍中的蛋白质，从而清除衣物上的血渍和奶渍。丝质和羊毛衣料的主要成分是蛋白质，会被碱性蛋白酶破坏，因此不能用加碱性蛋白酶的洗衣粉洗涤丝质和羊毛衣料。(2)低温下酶的活性受到抑制，而酶的空间结构并没有受到破坏，当温度回到最适温度时酶的活性能够恢复，但是 75 时，酶的空间结构被破坏，当温度回到最适温度时酶的活性也不能恢复。(3)结合图形分析，在实验过程中可以通过直接测定蛋白质块存在时间的长短来表示该洗衣粉中酶的催化效率。若要缩短反应时间，可增加酶的活性，如适当提高温度，也可增加酶的浓度，还可将蛋白质块切小从而增加其与酶的接触面积。(4)固定化酶技术可以实现酶的重复利用，固定化酶技
36、术常用的方法是物理吸附法和化学结合法。2(2019武汉调研)某种食醋的工业酿造流程为原料处理酒精发酵醋酸发酵提取澄清产品。(1)酒醅(正在发酵和已发酵好的固体原料)在发酵过程中温度会升高，其原因是_。酒精发酵后，在酒醅中混入一些麸皮、谷糠来增加疏松程度，其作用是_。酵母菌细胞呼吸释放热量 增加对醋酸菌的氧气供应，有利于醋酸菌将酒精变为醋酸(2)可用固定化酵母细胞进行酒精发酵。干酵母固定前需先使其_；固定细胞时还需用海藻酸钠作为_，选择海藻酸钠的原因之一是它_(填“溶于”或“不溶于”)水。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_。(3)可用果胶酶处理食醋使其澄清。为了解固定
37、化果胶酶的特性，科研人员进行了系列相关实验，结果见图 1 和图 2。据图分析，固定化果胶酶的优点是_。活化载体 不溶于 酒精发酵过程需要多种酶参与，固定化细胞固定的是一系列酶，可达到连续生产的目的多次重复利用后仍能保持较高的活性；对 pH 的稳定性增加(pH 改变不易失活)图1 固定化果胶酶重复使用后的活性变化 图2 pH对果胶酶活性的影响解析(1)由于酵母菌细胞在发酵过程中会释放能量，故酒醅在发酵过程中温度会升高。酒精发酵后，在酒醅中加入麸皮等来增加疏松程度，有利于增加对醋酸菌的氧气供应，有利于醋酸菌将酒精变为醋酸。(2)干酵母在固定前需要对其进行活化处理。固定细胞时需用不溶于水的海藻酸钠作
38、为载体。酒精发酵过程中需要多种酶的参与，通过固定化细胞能固定一系列酶，从而达到连续生产的目的。(3)根据图 1 信息可知，在多次使用固定化果胶酶后，果胶酶的活性降低较少，仍能保持较高活性。根据图 2 信息可知，与游离果胶酶相比，pH 改变时，固定化果胶酶不易失活。考点 3 生物特定成分的提取一|线|考|情【样题 1】(全国卷)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
39、”“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_。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(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)。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)物质
40、 W 受热易分解，高温烘干会使 W 被分解破坏，同时物质 W易溶于极性有机溶剂(水溶性有机溶剂)，新鲜植物材料含水量高，提取时材料中的水分会稀释提取剂，从而降低对物质 W 的提取效果，所以提取物质 W 时，最好使用晾干的植物甲。2提取物质 W 时，通过振荡可以使植物材料和有机溶剂充分混匀，从而使物质 W 充分溶解于有机溶剂中，提高提取效率。(3)在提取过程中，活性炭可以吸附提取液中的色素和微小固体颗粒杂质，从而起到提高产品纯度的作用。(4)丙酮的沸点低于乙醇，用丙酮作为提取剂，蒸馏回收有机溶剂时物质 W 分解较少。(5)提取所用的有机溶剂为易燃物，操作过程中要注意防火，同时物质 W 受热易分解
41、，整个操作过程要在温度较低的情况下进行。【样题 2】(全国卷)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“胡萝卜素”“胡萝卜素”或“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_。胡萝卜素维生素 A夜盲症非挥发性需要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
42、水溶性有机溶剂(其他合理答案也可)解析(1)胡萝卜含有的胡萝卜素有三类，其中最主要的是 胡萝卜素，胡萝卜素在人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。高|考|必|备一、血红蛋白的提取和分离1样品处理与粗分离2纯化与纯度鉴定二、植物芳香油的提取1植物芳香油(1)化学成分：萜类化合物及其衍生物。(2)特点
43、：挥发性强，易溶于有机溶剂。(3)提取方法：蒸馏、压榨和萃取等。2玫瑰精油的提取3橘皮精油的提取三、胡萝卜素的提取1胡萝卜素的类型与特点(1)类型：依据碳碳双键的数目可以划分为、三类，其中最主要的组成成分为 胡萝卜素。一分子的 胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子的维生素 A。(2)特点：胡萝卜素为橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。2方法：萃取法。3萃取剂的选择：萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。4影响萃取的因素(1)主要因素：萃取剂的性质和使用量。(2)次要因素：原料颗粒的大小、紧密程度、含
44、水量、萃取的温度和时间等。5提取装置的设计(1)加热方式：采用水浴加热，避免明火加热。(2)防止挥发的装置：安装回流冷凝装置。6实验流程：胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素7胡萝卜素的鉴定：纸层析法。纸层析操作时的易错点(1)层析时注意选择干燥的滤纸，为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。(2)点样时应注意点样斑点不能太大(直径应小于 0.5 cm)，如果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。(3)将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能相互接触，以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。(4)层析液不可没及样品原点
45、，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。(5)是否提取到胡萝卜素，通过与标准样品中的 胡萝卜素作对比予以确认。考|向|微|练考向 生物特定成分提取过程及原理1(2019石家庄一模)请回答下列问题：(1)提取玫瑰精油的流程示意图如下，请写出分别代表的方法或物质：玫瑰鲜花清水油水混合物分离油层除水过滤玫瑰油_，_。(2)番茄中所富含的番茄红素属于类胡萝卜素，常采用_法进行提取，操作过程中加热时采用水浴加热而不是直接明火加热的原因是_。(水蒸气)蒸馏加入无水 Na2SO4萃取可避免有机溶剂燃烧(或爆炸)(3)对番茄红素粗品进行鉴定时，可采用_法。而鉴定血红蛋白的纯度时，最常用的方法是_电泳，这种方法的
46、电泳迁移率主要取决于_。(4)用番茄制备番茄汁时，加入果胶酶能使番茄汁变澄清的原因是_。纸层析SDS聚丙烯酰胺凝胶(蛋白质)分子的大小果胶酶能把细胞壁中的果胶分解为可溶性小分子(或半乳糖醛酸)解析(1)提取玫瑰精油的流程为鲜玫瑰花清水水蒸气蒸馏油水混合物加入NaCl分离油层加入无水硫酸钠除水过滤玫瑰油。(2)番茄中所富含的番茄红素属于类胡萝卜素，易溶于有机溶剂，常采用萃取法进行提取。在萃取过程中加热时不应直接使用明火加热，常采用水浴加热，这是因为有机溶剂一般是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。(3)常采用纸层析法对番茄红素粗品进行鉴定。鉴定血红蛋白的纯度时，最常用的方法是 SDS聚丙
47、烯酰胺凝胶电泳，由于 SDS 所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量，因而掩盖了不同种蛋白质间的电荷差别，使电脉迁移率完全取决于分子的大小。(4)由于果胶酶能把细胞壁中的果胶分解为可溶性小分子(或半乳糖醛酸)，故用番茄制备番茄汁时，加入果胶酶可使番茄汁变澄清。2(2019广东六校联考三)青蒿素是一种无色针状晶体，易溶于有机溶剂，不溶于水，不易挥发，60 以上易分解，主要从黄花蒿中提取。近年来又发现青蒿素具有较强的抗肿瘤作用，某科研小组按如下步骤进行了相关实验：从黄花蒿中提取青蒿素；将等量癌细胞分别接种到 4 组培养瓶中，适宜条件下培养 24 h 后除去上清液；向 4 组培养瓶中分别加入
48、等量含 2、4、8、16 mol/L 青蒿素的培养液，适宜条件下继续培养；72 h 后统计并计算各组的细胞增殖抑制率。回答下列问题：(1)提取青蒿素时不宜使用水蒸气蒸馏法，原因是_；根据青蒿素_的特点，可采用有机溶剂萃取的方法，现有四氯化碳(沸点 76.5)和乙醚(沸点 34.5)两种溶剂，应选用_作为萃取剂，不选用另外一种的理由是_。(2)萃取青蒿素的过程应采用_加热；加热时常在加热瓶口安装回流冷凝装置，目的是_。(3)科研小组进行上述步骤实验的目的是_。步骤中需要设置对照组，对照组的处理方法为_。青蒿素不易挥发，不能随水蒸气蒸馏出来(或水蒸气蒸馏法适用于蒸馏挥发性物质，而青蒿素不易挥发)易
49、溶于有机溶剂乙醚青蒿素在 60 以上易分解，应选择低沸点的萃取剂水浴防止有机溶剂挥发探究青蒿素的浓度与细胞增殖抑制率的关系 在另一培养瓶中加入等量的不含青蒿素的培养液，并接种等量的癌细胞，适宜条件下继续培养解析(1)青蒿素不溶于水，不易挥发，不能随着水蒸气蒸馏出来，所以不宜使用水蒸气蒸馏法提取；因为青蒿素易溶于有机溶剂，所以可以采用有机溶剂萃取的方法；因为青蒿素在 60 以上易分解，所以应选择沸点低于 60 的萃取剂，即乙醚。(2)因为萃取剂遇明火易燃易爆，所以应采用水浴加热的方式；加热时常在加热瓶口安装回流冷凝装置是为了防止有机溶剂的挥发，使得有机溶剂冷凝回流到瓶内。(3)步骤我们可以看出自变量为青蒿素的浓度，实验结果为测定细胞增殖抑制率。所以实验步骤的目的是为了探究青蒿素的浓度与细胞增殖抑制率的关系；对照组一般不经过处理，所以中的对照组为加入等量不含青蒿素的培养液，在适宜并相同的条件下培养。
