高考生物三轮专题突破学案和练习：专题9 生物技术实践

高考生物三轮专题突破
专题九　生物技术实践
[课标内容]　1.获得纯净的微生物培养物是发酵工程的基础。2.发酵工程为人类提供多样的生物产品。
梳理核心知识
提示　深思1：果胶酶的组成包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶。作用是：①瓦解植物细胞壁和胞间层；②使果汁变得澄清、增加出汁率。
深思2：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。
1.当氧气、糖源都充足时，醋酸菌可以将糖分解为醋酸；当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌可将乙醇转变为乙醛，再将乙醛转变为醋酸。
2.为了防止发酵液被污染：需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。
3.加盐可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期的制作过程中不会过早酥烂。同时，盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。
4.影响腐乳种类的因素有：豆腐的含水量不同、发酵条件的不同、加入的辅料不同。红方加入了红曲，糟方加入了酒糟，青方不加辅料。
5.泡菜坛内有时形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖。
6.平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
7.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌后，如果pH升高，指示剂将变红。
8.在将样品稀释涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基之前，可以通过选择培养增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。
9.与固定化酶技术相比，固定化细胞制备的成本更低，操作更容易。
10.以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，观察液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠的情形。
1.判断有关微生物培养与应用说法的正误
(1)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。(√)
(2)在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌。(×)
(3)检测土壤中细菌总数实验操作中，确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数。(×)
(4)培养微生物的培养基分装到培养皿后进行灭菌。(×)
(5)倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上。(×)
(6)对细菌进行计数能采用稀释涂布平板法，也能用平板划线法。(×)
(7)筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中，尿素是唯一的氮源。(√)
(8)分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低。(×)
(9)刚果红可以与纤维素形成透明复合物，所以可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(×)
2.判断有关发酵工程应用说法的正误
(1)腐乳制作利用了毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶。(√)
(2)醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸。(×)
(3)酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度。(×)
(4)泡菜制作的菌种主要是醋酸菌。(×)
(5)制作泡菜时，盐水煮沸后可以立即使用。(×)
(6)泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件。(×)
(7)果胶酶常用于果汁生产中，可提高出汁率和澄清度。(√)
(8)加酶洗衣粉的酶制剂不含肽酶，因为肽本身易溶于水。(√)
(9)利用固定化酵母细胞进行发酵，加入的糖类的浓度不宜过高。(√)
1.[2020·全国卷Ⅲ，37(2)(3)]用果胶酶处理果泥时，为了提高出汁率，需要控制反应的温度，原因是______________________________________________。
提示　温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶活性最高，出汁率最高
现有甲、乙、丙三种不同来源的果胶酶，某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都相同的前提下比较这三种酶的活性。通常酶活性的高低可用____________________________________________________________来表示。
提示　在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量
2.[2019·全国卷Ⅲ，37(3)]单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是_____________________________________________________。
提示　在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征
3.[2019·海南卷，30(2)]某同学在通过发酵制作果酒时，发现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　糖类是主要的能源物质，可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质，还可以作为酒精发酵的原料
4.[2018·全国卷Ⅱ，37(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_________________________________。
提示　在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少
5.[2018·全国卷Ⅲ，37(1)]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_____________________________________________。
提示　由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体
6.[2015·全国卷Ⅱ，39(3)]现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的乙酸乙酯作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是__________________
_________________________________。
提示　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
7.[2014·全国卷Ⅱ，39(2)]某小组采用平板划线法分离水样中的细菌。操作时，接种环通过灼烧灭菌，在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是___________________________________________。
提示　将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落
1.(2021·全国乙卷，37)[生物——选修1：生物技术实践]
工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。
回答下列问题：
(1)米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的________可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供________。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的________、________能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和________。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于________(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是________________。
在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是________________________(答出1点即可)。
答案　(1)蛋白质　碳源　(2)蛋白酶　脂肪酶　氨基酸　异养好氧　(3)原核生物　酒精和CO2　乳酸(或酒精、食盐)
解析　(1)大豆的主要营养成分有蛋白质，可为米曲霉的生长提供氮源。淀粉属于多糖，组成元素有C、H、O，可为米曲霉的生长提供碳源。(2)蛋白质和脂肪的分解需要蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶可以将蛋白质水解为小分子的肽和氨基酸。依题意可知，米曲霉发酵过程中需要提供营养物质，且需要通入空气并搅拌，故米曲霉的代谢类型为异养好氧型。(3)乳酸菌为原核生物；酵母菌为兼性厌氧微生物，在无氧条件下可以通过无氧呼吸产生酒精和CO2。在发酵池发酵阶段存在乳酸菌和酵母菌，它们产生的乳酸和酒精均会抑制杂菌生长，同时，加入的食盐也有抑制杂菌生长的作用。
2.(2021·全国甲卷，37)[生物——选修1：生物技术实践]
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果(“＋”越多表示去渍效果越好)，实验结果见下表。
加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 无酶洗衣粉(对照)
血渍 ＋＋＋ ＋ ＋＋＋ ＋
油渍 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋ ＋
根据实验结果回答下列问题：
(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)表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有________，原因是_________________________________________________。
(3)相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是
___________________________________________________。
(4)关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指________________________________________。固定化酶在生产实践中应用的优点是________________________________(答出1点即可)。
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　其中所含有的碱性蛋白酶可将蚕丝蛋白水解为可溶性氨基酸和小分子肽，对蚕丝织物造成破坏　(3)酶可以将污渍中的大分子物质分解为小分子物质，使污渍易从衣物上脱落　(4)利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术　固定化酶能够反复利用，易于回收
解析　(1)由题表可知，加酶洗衣粉A去血渍的效果较好，加酶洗衣粉B去油渍的效果较好，加酶洗衣粉C去血渍和油渍的效果都较好。蛋白酶能将血渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子肽，使污渍从衣物上脱落，脂肪酶能将油渍中的脂肪分解成小分子物质。因此加酶洗衣粉A、加酶洗衣粉B、加酶洗衣粉C中分别添加的酶是蛋白酶、脂肪酶、蛋白酶和脂肪酶。(2)蚕丝织物的主要成分是蛋白质，会被蛋白酶水解破坏，故不能用含蛋白酶的洗衣粉洗涤蚕丝织物。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剂的洗衣粉，目前常见的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污渍容易从衣物上脱落，脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。(4)固定化酶技术是指利用物理或化学的方法将酶固定在一定空间内的技术。固定化酶的优点有能够反复利用，易于回收，从而能降低生产成本等。
微专题1　微生物的分离、培养与应用
1.培养基制备与微生物纯化技术
提醒：①为了确定培养基的灭菌是否合格，微生物实验一般会设置空白对照：随机取若干灭菌后的空白平板培养基在适宜条件下培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生成。
②观察菌落需用固体培养基，因此培养基要添加凝固剂，如琼脂。
③倒平板的温度一般在50 ℃左右适宜，温度过高会烫手，温度过低培养基又会凝固。
2.微生物分离与计数的两个实例
1.(2021·河南名校联盟)琼脂是一种多糖类物质，由于很少有微生物能将其降解而成为配制固体培养基常用的凝固剂之一。某实验室在处理一批已进行过微生物培养的废弃固体培养基时发现，培养基上的微生物几乎全部死亡，但在其中一个培养基上存在一个正常生长的细菌菌落，该实验室研究人员对此提出“该种细菌能利用琼脂”的假说。据此回答问题：
(1)若要证明该假说的正确性，应该在配制培养基时，选择以________为唯一碳源的固体培养基进行培养，配制好的培养基需通过________________法进行灭菌。
(2)通过实验证明该假说是正确的，并且发现该琼脂分解菌能分泌脱色酶，分解糖蜜发酵废液的黑褐色色素。
①欲从获得的菌种中分离出分解黑褐色色素能力强的细菌，可在培养基中加入从糖蜜发酵废液中提取到的黑褐色色素，采用的接种方法是____________________。适宜条件下培养一段时间，发现菌落周围形成圆形凹穴和透明圈，形成的原因是____________________；应选择凹穴大且周围透明圈大的菌落进行扩大培养。
②由于该菌种在自然界中极为稀少，欲长期保存该菌种，可以采用________法，具体操作是_____________________________。
(3)实验中需要及时灭菌或消毒，才能保证实验结果的准确性，下列各项可以使用干热灭菌的是________。(填标号)
A.实验者的皮肤 B.培养基 C.吸管 D.金属用具 E.玻璃棒 F.培养皿
答案　(1)琼脂　高压蒸汽灭菌
(2)①稀释涂布平板法(或平板划线法)　琼脂分解菌分解琼脂出现凹穴，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，装入1 mL甘油后灭菌，然后将1 mL培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在－20 ℃的冷冻箱中保存
(3)CDEF
解析　(1)欲证明该种细菌可以利用琼脂，利用筛选微生物的原理，应该选择以琼脂为唯一碳源的固体培养基进行培养，如果该种细菌能在此培养基上生长，则结论是正确的，否则就是错误的。(2)该琼脂分解菌能分泌脱色酶，分解黑褐色色素，可在培养基中加入从糖蜜发酵废液中提取的黑褐色色素，采用稀释涂布平板法或平板划线法接种菌种，由于琼脂分解菌分解琼脂，且能分解色素，所以在培养基上形成凹穴，周围形成透明圈：凹穴大，说明利用琼脂的能力强，透明圈大，说明分解色素的能力强。对于频繁使用的菌种，先接种到试管的固定斜面培养基上培养，然后放入4 ℃的冰箱中保藏，为临时保藏法。对于需要长期保存的菌种，先将菌液转入灭菌后的甘油中，混匀后放在－20 ℃冷冻箱中保存，为甘油管藏法。(3)实验中可以使用干热灭菌的有吸管、金属用具、玻璃棒、培养皿等，实验者的皮肤采用化学试剂消毒的方法，培养基采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。
2.(2021·华师一附中期中)我国饮用水卫生标准规定每毫升水样中细菌总数不得大于100个，大肠杆菌不得检出。某兴趣小组为检测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：
①分别配制营养琼脂培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、琼脂、水)和伊红美蓝培养基(成分：蛋白胨、NaCl、琼脂、乳糖、伊红、美蓝、水)，灭菌
②取水样
③先测定甲项指标：用灭菌吸管吸取1 mL水样，涂布到营养琼脂培养基中；置于37 ℃培养24 h后进行菌落计数。另设一个空白对照组。
④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②取水样前为了对自来水龙头灭菌，应对它作________处理。
(2)步骤③测定的指标甲是________。水样涂布前无需稀释，原因可能是________________。步骤③中的空白对照组应是：________________。
(3)步骤④测定乙项指标，主要观察滤膜上是否会出现________色菌落。
(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到无琼脂的营养培养液中培养一段时间后，再稀释涂布平板计数。这样操作获得的数据________(填“可信”或“不可信”)。理由是______________________________________________________。
答案　(1)火焰灼烧一段时间
(2)1 mL水样中的细菌总数　自来水中细菌数量很少　1 mL水样换成等量无菌水，其他条件完全相同(答蒸馏水不给分)
(3)黑 (4)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样中原有的数量
解析　(1)水龙头是金属制品且不能移动位置，可用火焰灼烧灭菌。(2)该实验的自变量是样品的种类，无关变量需要控制得相同且适宜(蒸馏水不一定是无菌的)。
3.(2021·黑龙江哈尔滨模拟)某研究人员筛选到能高效降解尿素的细菌，培养基成分如下表所示。请回答下列问题：
KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4·7H2O 葡萄糖 尿素 琼脂
1.4 g 2.1 g 0.2 g 10 g 1 g 15 g
(1)依据培养基的功能，该培养基属于________，加入的琼脂的功能是________________。
(2)降解尿素的细菌中含有________酶，该酶能催化尿素分解形成________。
(3)土壤中的巴氏芽孢杆菌能高效降解尿素。为了从土样中筛选出巴氏芽孢杆菌，需将土样置于选择培养液中培养24 h，目的是____________________________。此研究过程中的摇床转速为200 r/min，推测培养巴氏芽孢杆菌过程中需要使用摇床的原因__________________________________________________________。
(4)某湖水中含有巴氏芽孢杆菌。请写出准确测定湖水中巴氏芽孢杆菌数量的实验思路：_____________________________________________________。
答案　(1)选择培养基　作凝固剂
(2)脲　二氧化碳和氨
(3)对巴氏芽孢杆菌扩大培养，使巴氏芽孢杆菌的浓度增加　有利于与空气、培养液中的营养物质充分接触，从而得到更多的巴氏芽孢杆菌
(4)取湖水稀释后，涂布在选择培养基中，对照组涂布等量无菌水，培养后计数
解析　将土样置于选择培养液中培养24 h，可使培养液中的巴氏芽孢杆菌大量增殖；使用摇床，有利于与空气、培养液中的营养物质充分接触，得到更多的巴氏芽孢杆菌，对湖水中的细菌进行准确计数，需要进行稀释涂布，再进行计数，同时设置对照。
4.(2021·广东佛山质检)由于前些年牛奶制品被爆出安全隐患，很多民众认为生牛奶更安全。但有专家指出，没有经过加工的生牛奶中含有大肠杆菌、弧形杆菌、布鲁氏菌等近百种致病菌。为了证实该情况，某实验室按如图方法对生牛奶进行细菌检测实验。分析回答下列问题：
(1)制备该无菌培养基的步骤为：计算→称量→溶解→灭菌→倒平板。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，调节pH应该在________(填步骤名称)之前。
(2)图中步骤①的目的是________________________；步骤②能否采用平板划线法接种，并说明原因____________________________。图示操作后，将接种后的培养基和作为对照的____________________同时放入37 ℃恒温培养箱中，培养36小时，取出后统计各平板的菌落数。
(3)通过观察菌落的特征，可知生牛奶中微生物的种类和数量。菌落特征包括________________。两位工作人员分别进行菌落检测，取样后的操作均正确且完全一致，但菌落数目却有较大区别，你认为原因最可能是________________。
(4)甲、乙两位工作人员分别对同一样品进行检测，在同一稀释倍数下得到以下结果：
甲涂布了3个平板，统计的菌落数分别是122、163和186，取平均值157；
乙涂布了3个平板，统计的菌落数分别是25、110和186，取平均值107。
你认为这两位工作人员的结果中，可信度低的是________，其原因是______________________________________________。
答案　(1)灭菌
(2)梯度稀释菌液，在平板上获得单个菌落，便于计数　不能，平板划线法不能对菌落计数　未接种的牛肉膏蛋白胨培养基
(3)菌落的形状、大小、隆起程度、颜色等　取样不相同，不同牛奶中的活菌数不相同
(4)乙　乙的结果中，有1个平板的计数结果与另外2个相差悬殊，结果的重复性差
微专题2　发酵工程的应用
1.理清“4”种传统发酵食品的制作技术
2.泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
提醒：①亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的。
②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N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，通过目测比较，可大致估算出亚硝酸盐的含量。
3.植物有效成分的提取
提醒：①蒸馏装置中冷凝管内水流方向应与蒸气流向相反。
②压榨前，橘皮要用石灰水充分浸泡，以提高出油率，防止压榨时滑脱等。
③胡萝卜素不溶于水，胡萝卜的含水量影响胡萝卜素的萃取效果。
④萃取加热时，要选择水浴加热的方式；要加装回流冷凝装置，目的是防止加热时有机溶剂挥发。
1.(2021·广东深圳高三调研)泡菜是一种独特且具有悠久历史的发酵蔬菜制品，回答下列问题：
(1)泡菜发酵的原理是____________________________________。
(2)泡菜制作中，需注意控制食盐用量以及________，否则容易造成________而导致亚硝酸盐增加，影响泡菜品质，所以泡菜制作过程中需要定期测定亚硝酸盐的含量，一般采用________(方法)。
(3)在腌制过程中，从外观上可以看到泡菜瓶中有间歇性的气泡冲出，坛盖有响声，其原因可能是_______________________________________________。
(4)下图为两种发酵方式下的亚硝酸盐含量的对比。
由图可知乳酸菌发酵较自然发酵的优点是________________________，两种发酵方式下的亚硝酸盐含量都是先增加后下降，出现这种变化可能的原因是________________________________________________________。
答案　(1)在无氧情况下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸
(2)腌制时间、温度　细菌大量繁殖　比色法
(3)泡菜中除乳酸菌外，还有酵母菌和大肠杆菌等，酵母菌能将糖分分解为乙醇和二氧化碳等
(4)乳酸菌发酵可降低泡菜中的亚硝酸盐含量，提前亚硝酸盐峰值出现的时间，提高了泡菜食用的安全性(合理即可)　与硝酸盐的还原和pH对亚硝酸盐的影响有关(与硝酸盐还原菌等微生物作用和pH对亚硝酸盐的影响有关)
2.(2021·河北衡水金卷)人类生产、食用果醋有悠久历史。10世纪时葡萄醋在法国已相当盛行，17世纪以后欧洲各国结合各自的物产和饮食习惯生产出不同品种的果醋，各种类型的果醋产品已是层出不穷。请结合下图的实验流程回答与苹果醋制作相关的问题。
＋→
(1)过程①和过程②所用微生物在代谢类型上的主要区别是____________________。
(2)和酿制葡萄酒一样，在苹果酒的自然发酵过程中，起主要作用的是________上的野生型酵母菌，①中实验操作中一般将温度控制在____________________。
(3)在果酒的制作过程中，虽然加入的鲜苹果汁没有经过灭菌处理，但在制成的果酒中基本检测不出酵母菌以外的杂菌，请推测可能的原因是____________________________________________________。
(4)为了提高苹果出汁率，在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和果胶酶处理原材料，当观察到发酵罐内的果汁中基本上不再产生________时，说明果酒发酵基本完成。
(5)当缺少________时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应简式为____________________。
答案　(1)前者是兼性厌氧型，后者是需氧型
(2)苹果皮　18～25 ℃
(3)发酵过程中积累的酒精能够抑制杂菌的生长繁殖
(4)气泡
(5)糖源　C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O
解析　(4)酒精发酵的产物之一是CO2，使得发酵罐内的果汁中出现气泡(CO2无法被“观察”到)。
3.(2021·河南顶级名校联考)图甲为豆瓣酱中甜瓣子的生产工艺图，图乙为腐乳制作的实验流程图。请回答下列问题：
图甲
→→→
图乙
(1)图甲中酿制甜瓣子利用的微生物主要是曲霉，获得蚕豆瓣时，要选择________________的蚕豆，洗净后浸泡，后蒸煮至软而不烂。在制曲之前常向蚕豆瓣中添加一定量的淀粉，目的是为菌种提供________。发酵过程中，上层的酱发酵效果好于下层，因而常需要将下层的酱翻至上层，说明参与发酵的菌种属于________(填“需氧型”或“厌氧型”)。
(2)图乙中，将豆腐块放在自然条件下即可长出毛霉，主要是因为________________________。配制卤汤时，通常会加入一定量的酒，加酒的作用有________________________，加入的________也具有相似的作用。
(3)用蚕豆和豆腐等原材料制作甜瓣子和豆腐乳是因为其中富含蛋白质，在曲霉、毛霉中的蛋白酶和脂肪酶的作用下，蛋白质被分解为________________________，脂肪被分解为________________________，易于消化吸收。
答案　(1)颗粒饱满、新鲜无霉变　碳源(和能源)　需氧型　(2)空气中含有毛霉孢子　抑制微生物的生长，使腐乳具有独特的香味　香辛料　(3)小分子的肽和氨基酸　甘油和脂肪酸
解析　(1)图甲中获得蚕豆瓣时要选择颗粒饱满、新鲜无霉变的蚕豆。淀粉可以分解为葡萄糖，为菌种提供碳源(和能源)。发酵时，上层更容易接触空气，上层发酵效果好于下层，说明该菌种属于需氧型。(2)图乙中，空气中含有毛霉孢子，因而在自然状态下放置的豆腐上可以长出毛霉。配制卤汤时，加酒和加入香辛料都可以调制腐乳的风味，使腐乳具有独特的香味，同时还可以抑制微生物生长。(3)用蚕豆和豆腐等原材料制作甜瓣子和豆腐乳是因为其中富含蛋白质，在曲霉、毛霉中的蛋白酶和脂肪酶的作用下，可将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，将脂肪分解成甘油和脂肪酸，易于消化吸收。
4.(2021·安徽富城联考)某生物兴趣小组设计如图装置进行果酒和果醋发酵，回答下列问题：
(1)果酒的制作离不开酵母菌。酒精发酵时，酒精产生的场所是酵母菌的____________________。若用平板划线法和稀释涂布平板法分别纯化培养酵母菌时，则这两种接种方法操作过程中的共同点是___________________________(答出两点)。
(2)制作果酒时，发酵瓶中需预留1/3空间的主要目的是_____________________；每隔一段时间要打开气体出口的主要目的是_____________________________。
(3)利用获得的果酒生产果醋时，气体入口应持续通入无菌空气的原因是____________________________________________。要鉴定果醋是否酿制成功，除可以通过观察菌膜、嗅气味之外，还可以通过检测和比较____________________________做进一步的鉴定。
(4)果醋酿制成功后，某同学用稀释涂布平板法测定果醋中某菌种的数量时，在同一稀释倍数下涂布了3个平板，统计的菌落数分别是35、167和176。其他同学建议不宜将这三个数据求平均值来计算该菌种数量，理由是__________________________________________________________。
答案　(1)细胞质基质　采用固体培养基、在酒精灯火焰旁接种等(合理即可)
(2)先让酵母进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽氧气后再进行无氧呼吸产生酒精，同时防止发酵旺盛时汁液的溢出　排出发酵过程中产生的二氧化碳
(3)果醋发酵时需要醋酸菌，醋酸菌为好氧型细菌　发酵前后溶液的pH(合理即可) (4)此同学的结果中，一个平板的计数结果与另两个相差悬殊，结果的重复性差，若计算平均值会导致结果可信度低(合理即可)
微专题3　酶的应用及蛋白质的提取与分离
1.图解酶的应用与固定化
提醒：与加酶洗衣粉有关的生活常识
①一般来说，丝绸类的衣物不可以使用加蛋白酶洗衣粉洗涤，因为蛋白酶会水解丝绸中的蛋白质，损坏衣物。
②酶的催化作用需要适宜的温度，用温水浸泡衣物可以缩短衣物的浸泡时间，加快洗涤。
③人体皮肤细胞有蛋白质，使用加酶洗衣粉后如不彻底清洗双手，就会使手的皮肤受到腐蚀，使人患过敏性皮炎、湿疹等。
④加酶洗衣粉的酶制剂不含肽酶，因为肽本身易溶于水。
2.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
1.(2021·重庆巴蜀中学模拟)某科研小组欲提取和分离血红蛋白用于科学研究。回答下列问题：
(1)实验材料宜选用哺乳动物的____________________，不用肝脏细胞的原因是____________________________________________________。
(2)将洗涤后的细胞倒入烧杯中，加蒸馏水和甲苯，细胞____________而破裂，释放出血红蛋白，而后通过____________技术把血红蛋白和细胞膜等成分分层。
(3)分离血红蛋白时常用凝胶色谱法，此方法分离蛋白质的原理是________________________。装填凝胶色谱柱时不能有气泡存在，原因是_______________________________________________________。
(4)在血红蛋白分离过程中，若出现________________________，则表明凝胶色谱柱装填成功。
答案　(1)成熟红细胞　肝脏细胞中血红蛋白基因不表达，不存在血红蛋白　
(2)渗透吸水　离心　(3)不同相对分子质量的蛋白质在凝胶柱中移动速度(路程)不同　气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果　(4)红色区带均匀一致地移动
解析　(1)提取和分离血红蛋白时，宜选用哺乳动物的成熟红细胞为材料，不用肝脏细胞的原因是肝脏细胞中血红蛋白基因不表达，不存在血红蛋白。(2)将洗涤后的细胞倒入烧杯中，加蒸馏水和甲苯，细胞渗透吸水而破裂，释放出血红蛋白，而后通过离心技术把血红蛋白和细胞膜等成分分层。(3)凝胶色谱法分离蛋白质的原理是不同相对分子质量的蛋白质在凝胶柱中移动速度(路程)不同。装填凝胶色谱柱时不能有气泡存在，原因是气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。(4)在血红蛋白分离过程中，若出现红色区带均匀一致地移动，则表明凝胶色谱柱装填成功。
2.(2021·河北唐山调研)生产和生活实践中经常会用到酶及其相关制剂。请回答下列问题：
(1)酶的活性是指________________________。 酶活性可以用在一定条件下，________________来表示。____________________________(答出3个)等条件会影响酶的活性。
(2)在应用酶的过程中，遇到了一些实际问题，固定化酶技术可解决这些问题。使用固定化酶的优点是_________________________________(答出一点)。
(3)制备固定化葡萄糖异构酶，常用的方法是________________；选择上述方法的原因是_______________________________________________。
(4)实际生产中，在固定化酶技术的基础上，又发展出了固定化细胞技术。固定化细胞技术实质上固定的是____________________。与固定化酶相比，固定化细胞的优势是____________________________。
答案　(1)酶对化学反应的催化效率(或酶催化一定化学反应的能力)　酶所催化的某一化学反应的反应速度　温度、pH和酶的抑制剂
(2)酶可以重复利用；酶既能与反应物接触，又容易与产物分离(答出一点即可)
(3)化学结合法或物理吸附法　酶分子很小，容易被吸附或结合
(4)多酶系统(一系列酶或多种酶)　制备成本更低，操作更容易，对酶活性的影响更小
解析　(1)酶对化学反应的催化效率，即酶催化一定化学反应的能力称为酶的活性；在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度可以用来表示酶活性；影响酶活性的条件有温度、pH和酶的抑制剂等。(2)固定化酶可以重复利用；固定化酶既能与反应物接触，又容易与产物分离。(3)酶分子很小，容易被吸附或结合，所以制作固定化酶的常用方法是化学结合法或物理吸附法。(4)固定化细胞技术实质上固定的是一系列酶或多种酶；制备成本更低，操作更容易，对酶活性的影响更小是固定化细胞相较于固定化酶的优势。
3.(2021·山西太原五中调研)甘薯俗称“红薯”，它含有丰富的淀粉、蛋白质和纤维素等。甘薯可以用来酿酒，从而提高其经济价值。请回答下列问题：
(1)为提高甘薯的利用率，在工业化生产时，可加入果胶酶和纤维素酶，其中果胶酶可将果胶分解为____________________。
(2)利用酵母菌发酵甘薯汁，常需要将温度控制在________________。
(3)为了提高酵母菌的利用率，研究人员对酵母菌进行了固定化。过程如下：
酵母细胞活化→________→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
①请将上述酵母细胞固定化过程补充完整：___________________________。
②海藻酸钠溶化时，最好采用________的方法。
③上述固定酵母细胞的方法称为________法，而制备固定化淀粉酶则不用此法，原因是_____________________________________________。
(4)研究人员发现甘薯发酵液中存在一种活性蛋白，可提高酒精的产量。欲采用电泳法分离该蛋白质，其原理是蛋白质的________、大小及形状不同，导致其在电场中的迁移速度不同而实现分离。除电泳法外，分离蛋白质还可用____________法。
答案　(1)半乳糖醛酸　(2)18～25 ℃
(3)①配制CaCl2溶液　②小火间断加热　③包埋　酶分子较小，容易从包埋材料中漏出
(4)带电性质的差异　凝胶色谱(或分配色谱)
解析　(1)为提高甘薯的利用率，在工业化生产时，可加入果胶酶和纤维素酶，细胞壁的主要成分是果胶和纤维素，因此加入果胶酶和纤维素酶能提高甘薯的利用率，其中果胶酶可将果胶分解为半乳糖醛酸。(2)利用酵母菌发酵甘薯汁，为了提高发酵效率，需要将温度控制在18～25 ℃，因为该温度条件是适宜酵母菌生长的温度。(3)为了提高酵母菌的利用率，对酵母菌进行了固定化操作。①其流程为酵母细胞活化→配制CaCl2溶液→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。②海藻酸钠溶化时，为避免出现焦糊，最好采用小火间断加热，并不断进行搅拌。③上述固定酵母细胞的方法称为包埋法，而固定化淀粉酶则不用此法，原因是酶分子较小，容易从包埋材料中漏出，导致固定化失败。(4)电泳法分离该蛋白质的原理是蛋白质的带电性质的差异、大小及形状不同，导致其在电场中的迁移速度不同而实现分离。除电泳法外，分离蛋白质还可用凝胶色谱(或分配色谱)法。
专题强化练
(时间：40分钟　满分：90分)
1.(2021·湖北襄阳四中调研)(10分)难以处理的土壤重金属污染是当前所面临的环境问题之一。研究人员筛选出了一种铅镉复合重金属高耐性菌株，为微生物修复重金属污染土壤提供重要的微生物种质资源。回答下列问题：
(1)实验前，实验人员应在________的土壤中寻找目的菌株，将制备好的菌悬液放入基础培养基中待用，基础培养基能够满足培养菌生长所需的4类营养物质是________________________；同时需要制备筛选所用的培养基，在相应基础培养基中加入________即可制成选择培养基。
(2)经过富集培养的菌液，在平板培养基上可采用________法分离纯化，依据________特征可以初步确定菌株类型。
(3)研究人员对筛选出的菌株进行耐铅镉性筛选，8种菌株在不同铅镉离子浓度下的生长情况如表所示。
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：“＋”生长；“－”无生长。
由表可知，K－3菌株是筛选出的耐铅镉优势菌株，依据是____________________________________________。
(4)研究人员将耐性菌株K－3转接到无铅镉基础培养基上进行10次传代培养，K－3菌株生长良好；随后将其转接于铅镉选择培养基上再进行10次传代培养，K－3菌株仍能生长，并且菌株形态特征未改变，该实验结果说明____________________________________________________。
答案　(1)被铅和镉等重金属污染　水、碳源、氮源和无机盐　一定浓度的含铅离子和镉离子的溶液
(2)平板划线(或稀释涂布平板)　菌落
(3)K－3菌株在较高的铅镉离子浓度下生长仍良好，具有良好的耐铅镉性(或8种菌株中只有K－3菌株在0～1 400/0～140 mg/L铅离子/镉离子浓度下均能生长)
(4)K－3菌株耐铅镉特性由遗传物质控制，并且能稳定遗传
解析　(1)实验前，根据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找，实验人员应在铅镉复合重金属污染土壤中寻找目的菌株，将制备好的菌悬液放入基础培养基中待用，基础培养基能够满足培养菌生长所需的水、碳源、氮源和无机盐；同时需要制备筛选所用的培养基，在相应基础培养基中加入不同浓度的铅、镉离子溶液即可制成选择培养基。(2)经过富集培养的菌液，在平板培养基上可采用平板划线或稀释涂布平板法分离纯化，依据菌落特征可以初步确定菌株类型。(3)表中显示，8种菌株中只有K－3菌株在0～1 400/0～140 mg/L铅离子/镉离子浓度下均能生长，随着铅镉离子浓度的增加，K－3菌株在最大浓度下仍能生长，其余菌株在最大浓度之前就停止生长，说明K－3菌株是筛选出的耐铅镉优势菌株。(4)研究人员将耐性菌株K－3转接到无铅镉基础培养基上进行10次传代培养，K－3菌株生长良好；随后将其转接于铅镉选择培养基上再进行10次传代培养，K－3菌株仍能生长，并且菌株形态特征未改变，该实验结果说明K－3菌株耐铅镉特性是由遗传物质控制的，并且能稳定遗传。
2.(2021·江西九江调研)(10分)绒毛皂荚是国家重点保护的珍稀濒危植物，目前，世界上仅有湖南南岳幸存两株。中国科学家为了保护这一树种，利用植物组织培养技术来扩大其种苗繁殖。下图是科学家利用绒毛皂荚的种子进行快速繁殖的实验过程。请回答问题：
(1)在整个实验过程中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？___________________________________________________________(答2点)
(2)本实验采用胚轴进行组织培养，成功率远高于采用绒毛皂荚的其他部分(如茎、叶、花等部位)，原因是____________________________。在培养基中添加一定浓度的蔗糖的目的是提供________和________。
(3)绒毛皂荚的薄壁细胞中富含皂素，可用作丝绸和家具的洗涤剂。为了大量生产皂素，可以对图中的________进行大规模培养，原因是________________________________________。
答案　(1)杂菌会消耗大量营养，还可能产生对培养物有害的物质(答2点合理即可) (2)胚轴细胞分化程度低，全能性高，容易被诱导形成幼苗　营养　维持渗透压 (3)愈伤组织　愈伤组织由薄壁细胞构成，分裂能力强、代谢速度快，能产生较多的皂素
解析　(1)杂菌可能和培养物竞争营养物质，可能产生对培养物有害的物质，甚至杂菌可能直接危害(如寄生)培养物。(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现等相关。(3)愈伤组织由薄壁细胞构成，是未分化的细胞，分裂能力强，短时间可以产生大量子细胞，进而生产出大量皂素。
3.(2021·云南昆明调研)(10分)胡萝卜营养极为丰富，既可生吃、炖煮，又可以制作成泡菜。如图1是利用胡萝卜制作泡菜及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，请回答下列问题：
图1
(1)选择原料时，常选用________(填“新鲜的”或“萎蔫的”)胡萝卜，原因是____________________________________________________。
(2)配制盐水时，对清水与盐的质量比的要求通常为________________，为避免盐水中的O2及杂菌对发酵过程产生影响，盐水配制好以后还需进行的操作是____________________________。除盐水的作用外，制作泡菜时防止杂菌污染的操作有______________________________________________(写出两项)。
(3)泡菜要适量食用，主要是因为在腌制过程中会产生亚硝酸盐，在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下，亚硝酸盐会转变成致癌物____________。利用比色法测定泡菜中亚硝酸盐的含量时，第一步需要进行显色反应；第二步为估算泡菜中亚硝酸盐的含量，具体操作是_______________________________________。
请在图2中画出泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的变化趋势。
图2
答案　(1)新鲜的　新鲜的胡萝卜中亚硝酸盐含量低　(2)清水∶盐＝4∶1　将盐水进行煮沸处理　加入调味料，选择无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛，向坛盖边沿的水槽中注满水等(任选两项，合理即可)　(3)亚硝胺　将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较　如图
解析　(1)在腌制泡菜时应选择新鲜的胡萝卜作原料，因为新鲜蔬菜中亚硝酸盐含量低。(2)在泡菜制作时配制的盐水应为清水与盐的质量比为4∶1，将盐水进行煮沸处理，可以杀灭盐水中的细菌，同时去除水中的O2，防止其对乳酸菌的生长发育和繁殖产生影响。在泡菜的腌制过程中，除盐水的作用外，适当加入调味料，并向坛盖边沿的水槽中注满水，选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛等都可以防止杂菌污染。(3)膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，绝大部分亚硝酸盐在人体内随尿排出，只有在适宜的pH、温度及某些微生物的作用下，才会将亚硝酸盐转变成致癌物——亚硝胺。测定泡菜中亚硝酸盐的含量常采用比色法，该方法的原理是：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N－1－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显色液进行目测比较，估算泡菜中亚硝酸盐的含量。泡菜腌制过程中，亚硝酸盐含量会呈现出先增多后降低的趋势，具体见答案。
4.(2021·西安高新一中调研)(15分)人类利用微生物发酵制作果酒、果醋的历史源远流长。某兴趣小组拟采用发酵罐进行生产，请回答下列问题：(1)温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，酒精发酵时一般将温度控制在________________。在葡萄酒的自然发酵过程中，酵母菌主要来源于____________________________。
(2)制备醋酸时，若发酵液中没有乙醇但有糖类，则利用该发酵液获得醋酸的途径是____________________，制备醋酸所需的微生物的代谢类型是____________。
(3)醋酸发酵会受到各种因素的影响，如图表示某科研小组所做实验的结果。
据图可知，醋酸发酵的最适温度是________________；若酒精发酵后直接进行醋酸发酵，发酵瓶中直接转变为醋酸的物质是________________，较高浓度的酒精通常不适宜用来进行醋酸发酵，原因是______________________________。
结合实际写出一种评价果醋优劣常用的办法：________________________。
答案　(1)18～25 ℃　附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
(2)醋酸菌将糖类分解成醋酸　异养需氧型
(3)30 ℃　乙醛　较高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢，使产酸量下降(合理即可)　嗅气味、品尝(答出一点即可)
解析　(1)酒精发酵时一般将温度控制在18～25 ℃。在葡萄酒的自然发酵过程中，酵母菌主要来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，工业发酵一般会用到接种的优质酵母菌种。(2)在糖源充足的条件下，醋酸菌可以将糖类直接氧化为醋酸；醋酸菌的代谢类型为异养需氧型。(3)由图可知，醋酸发酵的最适温度为30 ℃；较高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢，使产酸量下降。实际生活中通常使用嗅气味和品尝的方法来评价果醋的优劣。
5.(2021·西工大附中调研)(15分)在微生物的研究中，培养基的配制是一个重要的环节。如表是筛选纤维素分解菌时用到的两个培养基的配方，回答下列问题：
(1)配制培养基时，在各成分都溶化后要进行分装，分装前要进行的步骤是________和灭菌。为了检测培养基灭菌是否彻底，应进行的操作是______________________________________________________。
(2)根据培养基的物理性质，培养基一和培养基二分别属于________培养基。培养基一能够筛选出纤维素分解菌的原因在于________________________________________________。
(3)在培养基二中加入________染料，可通过培养基上是否出现________来鉴别纤维素分解菌的存在。
(4)纤维素分解菌通过产生的纤维素酶将纤维素分解成葡萄糖，纤维素酶是一种复合酶，其中________________酶将纤维二糖分解成葡萄糖。现筛选到了几种纤维素分解菌，为了比较它们分解纤维素的能力，通常检测每种菌种的发酵液中纤维素含量的变化作为观察指标，不采用检测葡萄糖含量变化作为观察指标的原因是___________________________________________________。
答案　(1)调整pH　将未接种的培养基在适宜的温度下放置一段时间，观察培养基上是否有菌落产生　(2)液体和固体　纤维素为唯一碳源(或只有纤维素这一种碳源)　(3)刚果红　透明圈　(4)葡萄糖苷　分解产生的葡萄糖会被微生物利用导致检测结果不准(合理即可)
解析　(1)配制培养基时，在各成分都溶化后要进行分装，分装前要进行pH调整和灭菌。为了检测培养基灭菌是否彻底，将未接种的培养基在适宜的温度下放置一段时间，观察培养基上是否有菌落产生，若无菌落生长，则培养基灭菌合格，反之培养基灭菌不合格。(2)从培养基成分看，培养基一没有琼脂等凝固剂，属于液体培养基；培养基二中含有凝固剂琼脂，属于固体培养基。培养基一以纤维素为唯一碳源，纤维素分解菌能够在此培养基上生长，其他杂菌不能生长，从而将纤维素分解菌筛选出来。(3)鉴别纤维素分解菌需在培养基中加入刚果红染料，它可以与纤维素形成红色复合物。纤维素分解菌能分解纤维素而形成透明圈。
(4)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，分别为C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。纤维素分解菌将纤维素分解，产生的葡萄糖会被微生物利用，故检测发酵液中纤维素含量的变化来判断纤维素分解菌的分解能力较为准确。
6.(2021·河北张家口模拟)(15分)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2或CO2的运输。血红蛋白的提取和分离流程图如下，回答下列问题：
(1)洗涤红细胞的目的是________________________________________，
洗涤干净的标志是______________________________________________。
(2)图中A过程是________________，在此过程中起作用的是________________。操作时，应将烧杯置于________上充分搅拌10 min，加速红细胞的破裂。
(3)透析的作用是___________________________________________，
透析时的pH为7、物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液的作用是___________________________________________________。
(4)凝胶色谱法是根据____________________的原理而分离蛋白质的方法。装填凝胶色谱柱时，柱内不能有气泡存在，原因是___________________________。
答案　(1)去除杂蛋白，以利于后续步骤的分离纯化　离心后的上清液不再呈现黄色
(2)血红蛋白的释放　蒸馏水、甲苯　磁力搅拌器
(3)去除样品中相对分子质量较小的杂质　使溶液的pH与体内环境基本一致，维持血红蛋白的结构和性质 (4)相对分子质量的大小　气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果
解析　(1)洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，以利于后续步骤的分离纯化。重复洗涤三次，直至上清液中没有黄色，表明红细胞已洗涤干净。(2)在血红蛋白的提取与分离实验中，样品处理过程为红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→分离血红蛋白溶液→透析，所以A过程表示血红蛋白的释放，将洗涤好的红细胞置于清水中使其吸水涨破，甲苯是一种表面活性剂，可将细胞膜溶解，故此过程中起作用的是蒸馏水和甲苯。操作时，应将烧杯置于磁力搅拌器上充分搅拌10 min，加速红细胞的破裂。(3)在样品的粗分离操作中，将离心后得到的血红蛋白溶液放在透析袋中进行透析，其目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质，其原理是透析袋能使小分子自由进出，而将大分子保留在袋内。物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0)能确保血红蛋白所处环境pH的稳定，维持血红蛋白的结构和性质。(4)凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的，相对分子质量大的蛋白质通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；相对分子质量小的蛋白质穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。在装填凝胶柱时，不得有气泡存在，因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。
7.(2021·重庆八中开学考)(15分)研究人员从土壤中筛选出了一种地膜(主要成分是聚乙烯)降解菌PT1菌株，为处理地膜污染提供了重要的微生物种质资源。回答下列问题：
(1)实验前，实验人员配制筛选地膜PT1降解菌的基本培养基，其营养成分应含有________________________，为实现此培养基的筛选功能应以________为唯一碳源。
(2)为了避免地膜上原有微生物对实验结果的影响，实验操作前需要对地膜材料进行灭菌，灭菌是指__________________________________________________。
(3)在将接种有目的菌株的平板进行恒温培养同时采取_____________________措施，不仅能有力证明所筛选菌株具有降解能力，也能验证无菌操作是否规范。在菌株降解能力的测定实验中，需要将温度等环境控制在适宜范围内，其原因是__________________________________________。
(4)研究人员还测定了黑色地膜和透明地膜在PT1菌株降解下的失重率(菌株处理前后地膜的减少重量与菌株处理前地膜的重量的比值)，如下图所示。据图分析，PT1菌株对____________地膜的降解效果更好，这说明________会影响PTl菌株的降解能力。
答案　(1)水、碳源、氮源、无机盐(和生长因子)　聚乙烯
(2)使用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
(3)将接种无菌水的空白平板进行培养　菌株降解能力是通过其分泌的降解酶活性来体现，而酶在最适温度等环境条件下活性最高，可排除环境条件对实验结果的影响 (4)黑色　地膜类型(或地膜透明度或地膜颜色)
解析　(1)实验前，根据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找，实验人员应在地膜污染土壤中寻找目的菌株，同时需要制备筛选地膜降解菌培养基。从营养成分上看，培养基能够满足目的菌生长所需的水、碳源、氮源和无机盐；配制时应考虑以地膜(聚乙烯)粉末作为唯一碳源来实现培养基的选择培养作用。(2)为了避免地膜上原有微生物对实验结果的影响，实验操作前需要对地膜材料进行灭菌，灭菌是指使用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。(3)为了更好说明所筛选菌株的降解能力，在恒温培养前，除了将接种有目的菌株的平板进行培养外，还需要将接种无菌水的空白平板进行培养，同时也可以说明无菌操作是否规范。菌株降解能力是通过其分泌的降解酶活性来体现，而酶在最适温度等环境条件下活性最高，可排除环境条件对实验结果的影响，故在菌株降解能力的测定实验中，需要将温度等环境控制在适宜范围内。
(4)据图分析，在测定的降解35天内，黑色地膜在PT1菌株降解下的失重率明显高于透明地膜的失重率，说明PT1菌株对黑色地膜的降解效果更好，这说明地膜类型(或地膜透明度或地膜颜色)会影响PT1菌株降解能力。