实验室守则
生物技术概述
课 标 解 读
重 点 难 点
1.知道实验室安全和微生物安全使用的有关问题。2.了解生物技术的应用及发展前景。
1.微生物安全使用的有关问题。2.五类生物技术及应用。
一、实验室守则
1．实验室安全须知
(1)在实验室内，只进行教师允许的工作。
(2)上课前预习好实验指导，并提出具体的实验计划。
(3)在使用易燃物(如酒精)时，小心检查旁边有无火源。
(4)应将碎玻璃或其他废物分别放在指定容器中。
(5)实验室内严禁饮食，未经教师允许，决不能尝、触摸或闻任何东西。
(6)用试管加热任何东西时，试管口不能朝向任何人，也不能朝向自己。
(7)用适当的工具去拿热的玻璃器皿。
(8)做实验时穿的衣服要合身，不能过分宽松，袖子不能太肥大，女生要将长发盘起。
(9)遇到任何意外事件，立即报告教师，以便及时处理。
2．微生物安全使用须知
(1)任何致病的微生物均不得在本课程中用作实验材料。
(2)必须正确进行无菌操作。
(3)要把所有的微生物当作致病菌处理，用过的培养物都必须进行高压灭菌(121
℃，15
min)后，再作处理。
(4)不要试图培养来自人体或动物的微生物。
(5)若有细菌培养物泼洒出来，不能随意擦拭，应该先用纸巾盖起，再用漂白粉溶液使纸巾湿透，放置15～20
min，然后用适当方法清除(应报告教师)。
(6)有割伤、擦伤或外部有溃疡时，不能进行用微生物做的实验。
为什么有割伤、擦伤或外部有溃疡时，不能进行用微生物做的实验？
【提示】 在有割伤、擦伤或外部有溃疡时，人体的第一道防线被破坏，微生物易浸入人体。
二、生物技术概述
1．生物技术的概念和内涵
(1)生物技术的概念
生物技术是应用自然科学及工程学的原理，以微生物、动物、植物作为反应器，将物料进行加工，以提供产品为社会服务的技术。
(2)生物技术的内涵
生物工程包括细胞工程、发酵工程、蛋白质工程、酶工程和基因工程5种。
2．生物技术的应用
(1)酶工程产品的应用，如酶制剂的应用。
多酶片中添加有胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰淀粉酶和胰脂肪酶。多酶片是一种双层片，它的外层添加的是哪一种酶？
【提示】 胃蛋白酶，因为胃蛋白酶要先释放出来。
(2)发酵技术的改进：目前发酵都需经过“培养基灭菌→接种→发酵→提取”这一周而复始的流程，能否连续发酵、连续生产、连续提取是今后发展的方向。
(3)现代生物技术的商业化。生物技术不断改进的目的是为了生产低成本的优质商品，现代生物技术的迅速发展与经济利益推动是分不开的。
3．现代生物技术的前景
(1)现代生物技术贴近人们的生活
现代生物技术将原来以动物、植物和微生物为原料进行生化提取的方法转变成使用单基因，不仅大大增加了反应器中目的产物的含量，而且简化了生产工艺，拓宽了产品应用领域。
(2)现代生物技术能改善社会环境
现代生物技术和传统生物技术一样可造福人类，而且补充了传统生物技术的不足，在更多方面发挥着更大作用。
生物学实验室的基本安全规则
1.实验室安全须知
(1)严禁在实验室吃喝任何东西，以免误食和吸入有毒物质。
(2)不要穿拖鞋进实验室，以避免溅落的腐蚀性药物等对皮肤造成伤害。
(3)使用实验室里的仪器时应先掌握正确的操作方法，不知道时，先阅读说明书或请教老师，掌握使用方法后再使用，否则很可能损坏仪器设备或引发安全事故。
(4)在进行有潜在安全隐患的实验操作时，必须穿上实验服，戴上防护手套，有时还需要戴上口罩和防护镜。使用危险化学药品一般要在通风橱中操作。操作时要考虑周密，操作要细致认真，尽可能避免事故发生。
(5)在处理生物材料时，如发生皮肤破损等事故，应及时进行消毒处理，并尽快到医院就诊，以防止发生严重的感染。
(6)注意用火安全
使用易燃物(如酒精时)，小心检查旁边有无火源(明火、电热丝等)，不要用燃着的酒精灯去点燃另一只酒精灯，掌握火灾应急处理常识，了解安全出口的位置，知道如何关闭电闸和报警。
(7)用试管加热任何东西时，管口不能朝向任何人，也不可朝向自己。
2．微生物安全使用须知
(1)进行学生实验不得使用任何致病微生物作实验材料。
(2)处理微生物材料时，要严格遵守无菌操作的规程。微生物样品要在火焰附近操作，与操作者保持一定距离。实验后一定要洗手，微生物实验材料在丢弃前一定要进行灭菌处理，以免污染环境。
(3)不要试图培养来自人体或动物的微生物。
(4)万一有微生物培养物泼洒出来，不可随意擦试，应先用纸巾盖起，再用漂白粉溶液(5%的次氯酸钠)使纸巾湿透，然后用适当的方法清除。
几种危险化学药品警示标志
关于实验室日常守则，下列叙述不正确的是( )
A．实验室内严禁饮食
B．做实验时穿的衣服越宽松越好，袖子也宜肥大些，女生要将长发盘起
C．进行微生物实验时，要把所有的微生物均当作致病微生物处理
D．不要试图培养来自人体或动物的微生物
【思路点拨】 此题考查生物实验室的基本完全规则，具体分析如下：
选项
思路分析
A项
为避免误食和吸入有毒物质，严禁在实验室中吃喝任何东西。A项正确。
B项
做实验时穿的衣服要合身，不能过分宽松，袖子不能太肥大，女生要将长发盘起。B项说法不正确。
C项
微生物实验不得使用任何致病微生物作实验材料，但要把所有微生物当作致病微生物来处理，以确保实验安全。C项说法正确。
D项
不要试图培养来自人体或动物的微生物，以免造成微生物在人和动物间的传播。D项说法正确。
【答案】 B
1．下列做法符合实验室安全规则的是( )
A．用酒精灯时，小组间可用一只燃着的酒精灯点燃另一只酒精灯
B．轻拿轻放化学药品，取出药品时不要多拿，剩余的应放回原瓶
C．有割伤、擦伤或外部有溃疡时，不能进行微生物实验
D．用试管加热任何东西时，管口应朝向实验者自己，不能朝向他人
【解析】 此题考查实验室的安全问题，具体分析如下：酒精灯只能用火柴点燃，不能用一只燃着的酒精灯点燃另一只酒精灯，以免造成酒精溢出引起安全问题。剩余的化学药品不能放回原瓶，以免引起药品的污染。有割伤、擦伤或外部有溃疡时，为防止微生物侵入实验者体内，不能进行微生物实验。用试管加热任何东西时，管口不能朝向他人，也不能朝向自己。
【答案】 C
生物技术及应用
生物技术也叫生物工程，它是应用自然科学及工程学原理以微生物、动物、植物作为反应器，将物料进行加工，以提供产品为社会服务的技术，如以酵母为反应器制酒。
生物技术主要包括细胞工程、发酵工程、蛋白质工程、酶工程和基因工程5种。现将五大生物工程比较如下：
工程名称
主要技术
基本原理
应用
细胞工程
①植物组织培养②细胞融合③胚胎移植④单克隆抗体制备(杂交瘤技术)
在细胞或细胞器水平上改造细胞遗传结构，从而改变生物遗传特性
①人工种子(植物组织培养方法获得)②番茄——马铃薯(植物体细胞杂交培育形成)③试管牛(胚胎移植技术)④单克隆抗体(杂交瘤细胞技术获得)⑤克隆动物(核移植技术获得)，如克隆牛、克隆羊等
发酵工程
①菌种选育②细胞大规模培养③生产有活性的诱导菌体及产物
利用活细胞(微生物)特别是用经DNA重组技术改造过的微生物，完成生化反应，使其生产出更多的产物(需氧发酵或厌氧发酵)
①生产药品，如抗生素、维生素、动物激素、药用氨基酸(肌苷)等②生产传统的发酵产品，如啤酒、果酒、食醋等③生产食品添加剂，如酸味剂、鲜味剂(谷氨酸)、色素、甜味剂④单细胞蛋白——通过发酵获得的大量微生物菌体
蛋白质工程
以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成对现有蛋白质进行改造或制造出一种新的蛋白质以满足人类生产、生活需求
通过改变个别的氨基酸，对蛋白质进行改造，从而改变蛋白质性质
①科学家通过对胰岛素的改造，使其成为速效型药品②将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸使之变得耐体外保存
酶工程
与蛋白质工程一样，利用基因工程手段改变酶
通过改变酶的折叠方式、空间结构等实现对酶活性、稳定性等的改变进而改变生化反应状况
许多工业用酶是在改变天然酶的特性后，使之适应生产和使用的需要
基因工程
基因拼接或DNA重组技术
应用分子遗传学原理在分子水平上定向改造生物遗传特性
①工程菌——生产高质量、低成本的药品(如胰岛素、干扰素)②转基因动物：如超级小鼠、超级鱼等③转基因植物：如抗虫棉④超级细菌——分解石油，净化环境
五大生物工程间的内在联系：
①各种生物工程间相互关联通常需彼此合作实现。
②改造物种：常需通过基因工程或细胞工程实现。
基因工程和细胞工程的研究成果大多需通过发酵工程和酶工程实现产业化。
③基因工程、细胞工程和发酵工程中所需的酶往往通过酶工程获得。
④酶工程中酶的生产，一般要通过微生物发酵的方法来进行。
下列与生物工程相关的叙述不正确的是( )
A．各个工程都有各自的特点，但各种生物工程在实施上大多离不开基因工程手段
B．植物组织培养、植物体细胞杂交均属植物细胞工程
C．多莉克隆羊是核移植的成果，它应属于基因工程范畴
D．青霉素的大规模生产应属于发酵工程
【思路点拨】 此题考查生物工程及应用，具体分析如下：
选项
思路分析
A项
各种生物工程的实施上大多离不开基因工程手段。A项正确。
B项
植物细胞工程主要包括植物组织培养和植物体细胞杂交。B项正确。
C项
多莉克隆羊是核移植成果，属于细胞工程。C项错误。
D项
青霉素是利用青霉菌发酵生产的。D项正确。
【答案】 C
2．下列关于生物工程的叙述中不正确的是( )
A．人工诱变、细胞工程、基因工程等都能对微生物进行定向改造
B．环境条件的变化不仅会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物的代谢途径
C．通气状况可能影响发酵产物
D．生物工程技术各领域间可存在交叉渗透现象
【解析】 人工诱变、细胞工程、基因工程等均可实现对微生物菌种的改造，但人工诱变对物种的改造并非“定向”，而是较盲目的，有利变异往往不多，故A选项不正确，其余选项所述均正确。
【答案】 A
1．下列与实验室安全或微生物安全使用相关的叙述，不正确的是( )
A．对化学药品应轻拿轻放，且需核实瓶上的标签后再取出其中的药品
B．任何病原微生物都不得在本课程中用作实验材料
C．进行微生物培养时须正确进行无菌操作
D．若有细菌培养物泼洒出来，应立即用抹布擦拭干净
【解析】 进行微生物培养时，若有细菌培养物泼洒出来，决不能随意擦拭，应先用纸巾盖起，再用漂白粉溶液使纸巾浸透，放置15～20
min，然后用适当的方法清除(应报告教师)。
【答案】 D
2．关于现代生物技术下列说法正确的有( )
①生物技术是应用自然科学及工程学原理，以微生物、动物、植物作为反应器将物料加工，提供给人类所需产品的技术 ②生物工程包括细胞工程、发酵工程、蛋白质工程、酶工程和基因工程五大工程 ③基因工程需具备工具酶、基因分离、基因载体、受体四项基本条件 ④我国在传统生物技术和现代生物技术方面均居发达国家地位
A．①②
B．②③④
C．①②③
D．①②③④
【解析】 我国是传统生物技术发达的国家，国际上将许多传统的生物技术产品称为“东方食品”，但就现代生物技术而言，我们还相对落后，还有很长的路要走。
【答案】 C
3．利用生物工程改造生物特性，从而生产人类所需的产品。下列有关措施的叙述中不正确的是( )
A．利用基因突变原理培育成青霉素高产菌株
B．利用基因突变原理培育成生产人干扰素的酵母菌
C．利用基因工程手段培育成生产人胰岛素的大肠杆菌
D．利用细胞工程技术培育成生产单克隆抗体的细胞系
【解析】 用酵母菌生产人的干扰素是利用基因工程将人的干扰素有关基因导入酵母菌；青霉素高产菌株是利用基因突变获得的；将人的胰岛素基因导入大肠杆菌可获得生产人胰岛素的大肠杆菌；用细胞工程生产单克隆抗体的细胞系是用骨髓瘤细胞和经过免疫的B淋巴细胞融合后经细胞培养而获得的。
【答案】 B
4．下列与现代生物技术应用相关的叙述正确的是( )
A．在制革工业上，用脂肪酶对皮革的软化、脱毛
B．水产品的腥味主要来源于脂肪的水解产物，可用相应的酶进行水产品脱腥
C．在发酵技术改进方面，今后发展的一个方向是由连续发酵、连续生产、连续提取向一次性发酵发展
D．生物技术不断改进的目的是为了生产低成本的优质产品，从某种意义上说，经济利益可推动现代生物技术的迅速发展
【解析】 皮革的酶法软化、酶法脱毛是利用的蛋白酶；水产品的腥味主要来源于蛋白质水解产生的三甲基胺，可用相应的酶进行水产品脱腥；发酵技术改进应是由一次性发酵向连续发酵、连续生产、连续提取发展。
【答案】 D
5．请回答下面一组问题：
(1)实施基因工程应具备哪些条件？
(2)作为目的基因载体应具备哪些条件？
(3)用于基因工程的工具酶的化学本质是________，其合成场所为________，合成所用原料的结构通式可表示为________，直接模板为________。
【解析】 实施基因工程需具备“工具酶、基因分离、基因载体及受体”4个条件。基因工程的所有工具酶均属蛋白质，其合成场所均位于核糖体，原料为氨基酸，合成所用的直接模板是mRNA。
【答案】 (1)实施基因工程应具备4个条件：①工具酶，如限制性内切酶、连接酶、聚合酶等；②基因的分离；③基因载体；④受体。
(2)作为目的基因载体应具备的条件：①能自我复制；②含有限制性内切酶位点；③含有筛选标记(一般为抗性基因)；④能启动外源目的基因的转录和翻译；⑤在细菌中此质粒有高的拷贝数和稳定性。
(3)蛋白质 核糖体 mRNA实验11
植物的组织培养
课 标 解 读
重 点 难 点
1.进行菊花的组织培养。2.尝试植物激素的应用。
1.植物组织培养中生长素和细胞分裂素的调控。2.植物组织培养中的无菌操作。
一、植物的组织培养
1．扦插、嫁接、组织培养都是植物无性繁殖的方法。
2．植物组织培养的概念
取一部分植物组织，如叶、芽、茎、根、花瓣或花粉等，在无菌的条件下接种在三角瓶中的琼脂培养基上，给予一定的温度和光照，使之产生愈伤组织，或进而生根发芽。
用花粉经植物组织培养成的植株与由植物营养器官培养成的植株一样吗？为什么？
【提示】 不一样。前者属于有性生殖，培养成的是单倍体植株；后者是无性生殖，培养成的植株与原材料植株相同。
3
.激素在植物组织培养过程中的作用
(1)培养基中加入的植物激素是生长素和细胞分裂素。
(2)两者的摩尔浓度比决定组织是生根还是生芽。
①细胞分裂素与生长素的比例高时，诱导芽的生成。
②细胞分裂素与生长素的比例大致相等时，愈伤组织继续生长而不分化。
③细胞分裂素与生长素的比例低时，会趋于长根。
4．实验设计的思路
(1)材料：菊花。
(2)过程：
↓
↓
↓
↓
注意：实验中使用的生长素是人工合成的萘乙酸(NAA)，细胞分裂素也是人工合成的苄基腺嘌呤(BA)。
二、菊花的组织培养实验
1．实验材料
MS培养基、萘乙酸、发芽培养基、生根培养基。
2．实验步骤
(1)组织培养材料的处理
在超净台中，取出一瓶已进行过无菌培养的菊花幼苗，在无菌培养皿上用无菌镊子和无菌解剖刀切成几段，每段上至少有1张叶片。
(2)培养成丛状苗
在酒精灯旁，将每段放入1瓶生芽培养基中，使茎的一部分插入培养基内，盖上封口膜。每瓶也可放入2～3段幼茎切段。在日光灯下保持18～25
℃的温度培养，每天的光照不少于14.5
h。2～3周后长成健壮的丛状苗。
(3)生根培养
将健壮的丛状苗在无菌条件下一个个转入生根培养基中，在上述条件下继续培养。
(4)瓶外培养
将生根的苗移至草炭土或蛭石中，用玻璃罩或塑料布保持80%以上的湿度，2～3天后打开玻璃罩逐渐降低湿度进行锻炼，直到将罩全部打开处于自然湿度下为止。
(5)移至土中培养
三、实验补充部分
若材料为自然生长的茎，则与上述过程有以下不同：需要在实验前对自然生长的茎进行处理如下：先在70%乙醇中浸泡10
min，再放入5%次氯酸钠溶液中浸泡5
min，然后用另一5%次氯酸钠溶液浸泡5
min，最后在超净台中用无菌水清洗，再将茎的切段培养在生芽培养基中。
为什么说无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键？
【提示】 由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的要求较高。用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。而培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。
植物组织培养的理论基础和基本过程
1．植物组织培养的原理——植物细胞全能性
(1)植物细胞全能性的概念：高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整植株的潜能。
(2)细胞全能性的物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全套基因。
(3)高度分化的植物细胞全能性表达的条件：
①离体条件；
②无菌操作(防止杂菌污染)；
③适宜物质的诱导和调节(激素主要是生长素、细胞分裂素等)；
④种类齐全、比例适合的营养物质；
⑤温度、酸碱度、光照等条件的控制。
2．植物组织培养的基本过程
愈伤组织丛状芽生根―→
(1)植物细胞的脱分化：由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化。
(2)愈伤组织：原指植物在受伤之后在伤口表面形成的一团薄壁细胞。在组织培养中，则是指在人工培养基上由外植体通过细胞分裂产生的一团排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。
(3)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。
(4)植物组织培养中两种关键“激素杠杆”——生长素和细胞分裂素的调节作用
植物激素中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，两种激素号称植物组织培养的“激素杠杆”，两者的摩尔浓度比决定组织是生根，还是生芽。
两者的摩尔浓度比
相关结果
比例适中
促进愈伤组织的生长
生长素＞细胞分裂素
有利于根的形成
生长素＜细胞分裂素
有利于芽的形成
回答下列有关植物组织培养的问题：
(1)用于植物组织培养的植物材料称为___________________________。
(2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为________。
(3)在再分化阶段所用培养基中，含有植物激素X和植物激素Y。逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如下图所示。据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系：
①当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时，
______________________________________________________________；
②______________________________________________________________
______________________________________________________________；
③______________________________________________________________
____________________________________________________________。
(4)若植物激素Y是生长素，在植物组织培养中其主要作用是________________；则植物激素X的名称是________。
(5)生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因是
___________________________________________。
【思路点拨】 (1)植物组织培养时所取材料称为外植体。(2)让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程，称为脱分化。(3)据图可得当激素X与激素Y的浓度比为1时，未分化的细胞群形成愈伤组织；当激素X与激素Y的浓度比大于1时，未分化的细胞群分化形成芽；当激素X与激素Y的浓度比小于1时，未分化的细胞群分化形成根。(4)生长素的作用是促进细胞生长、分裂和分化；激素X能促进细胞分裂，是细胞分裂素。(5)试管苗为无性繁殖，能够保持亲本的一切性状，不发生性状分离。
【答案】 (1)外植体
(2)去分化(脱分化)
(3)①未分化细胞群经分裂形成愈伤组织 ②当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，未分化细胞群分化形成芽 ③当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时，未分化细胞群分化形成根
(4)促进细胞的生长(伸长)、分裂和分化 细胞分裂素
(5)组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，后代不发生性状分离
1．植物组织培养的过程如下图所示。请分析并回答：
愈伤组织胚状体植株
(1)愈伤组织是由离体的组织或器官通过A________过程获得的，B、C过程是通过细胞的________实现的。
(2)胚状体根据其来源不同，可以分为“体细胞胚”和“花粉胚”。
①用花药离体培养可获得“花粉胚”，同种植物的花粉胚与体细胞胚在染色体数目上的主要区别是_________________________________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
②如果用____________处理二倍体植物的花粉胚，能获得可育的植株，该过程是________育种中不可缺少的步骤。
③在一定条件下培养离体细胞可以形成体细胞胚进而发育成完整的植株，其根本原因是每个细胞都含有____________，这一过程体现了____________________________________________________________。
【解析】 此题考查植物组织培养的过程。离体的组织或器官首先脱分化形成愈伤组织。胚状体经过细胞分裂和分化形成植株。花粉胚是花药经组织培养形成的，体细胞胚是体细胞经组织培养形成的。花药组织培养得到的花粉胚发育成的是单倍体，是不育的，用秋水仙素处理染色体加倍后成为可育植株。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。
【答案】 (1)脱分化 分裂(或“增殖”)和分化
(2)①花粉胚细胞中的染色体数目是体细胞胚的一半 ②秋水仙素 单倍体 ③本物种的全套基因(或“全套遗传信息”) 植物细胞的全能性
影响植物组织培养的因素
1.培养材料自身因素的影响——内因
(1)不同的植物组织，培养的难易程度差别很大。例如，烟草和胡萝卜的组织培养较为容易，而枸杞愈伤组织的芽诱导就比较难。因此，植物材料的选择直接关系到实验的成败。
(2)对于同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短等也会影响实验结果，如：生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。
2．营养条件的影响
离体的植物组织和细胞，对营养条件的要求相对特殊，需要配制适宜的培养基——常用的一种培养基是MS培养基，其主要成分包括：大量元素，如N、P、K、Ca、Mg、S；微量元素，如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co；有机物，如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、以及蔗糖等。在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素，特别是生长素与细胞分裂素，且两种植物激素的使用顺序与浓度配比均可直接影响细胞脱分化与再分化状况。
3．环境条件的影响
(1)温度
温度是植物组织培养中成功的重要条件。
①最适温度：在植物组织培养中大多采用最适温度，并保持恒温培养，以加速生长。通常采用25±2
℃的温度，对大多数植物来讲是合适的，但也因种类而异，例如进行菊花组织培养，一般将温度控制在18
℃～25
℃。
②温度预处理的影响：在植物组织培养以前先对培养材料进行低温或高温处理，往往有促进生长的作用，因此，常在培养实践中采用低温预处理。胡萝卜切片在4
℃下处理16～32
min，比未处理的生长得快。天竺葵茎尖在10
℃低温下处理1～4周，可大大提高茎尖繁殖数量。
(2)光照
组织培养中光照也是重要条件，它对生长和分化有很大影响。培养菊花的光照强度为1
000～4
000
Lux，每天光照不少于14.5
h。
(3)pH
培养基中的pH也是制约组织培养是否成功的重要因素，不同外植体对pH要求不尽相同，进行菊花的组织培养pH宜控制在5.8左右。
4．能源和渗透压
通常植物本身进行光合作用产生糖类，不需要从外部供给糖，但在植物组织培养进行异养的状况下，大多不能进行光合作用来合成糖类，因此必须在培养基中添加糖，作为碳素来源和能量物质，同时糖对保持培养基的渗透压(一般需维持在1.5×105～4.1×105Pa)也有重要作用。
5．无菌技术是植物组织培养成功的关键
无菌技术是植物组织培养成功的关键。原因是：植物组织培养不同于扦插、分根、叶插等常规无性繁殖。由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的要求较高。用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。而培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。
无菌技术包括培养基灭菌和植物材料(外植体)的消毒。对培养材料进行表面消毒时，一方面要考虑药剂的消毒效果；另一方面还要考虑植物材料的耐受能力。不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待。
影响植物组织培养的因素包括( )
①培养基的配制 ②外植体的选取 ③激素的运用 ④消毒 ⑤温度、pH、光照
A．①②③④⑤
B．①②③
C．①②③④
D．①②③⑤
【思路点拨】 进行植物组织培养，对培养条件要求相当严格需要配制适宜培养基。外植体的脱分化因植物种类、器官来源及其生理状态的不同而有很大差别。另外在培养过程中需要无菌操作及适宜的温度、pH、光照等条件。
【答案】 A
2．无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键，以下说法正确的是( )
①由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，对无菌操作的要求非常严格 ②对培养基及器械用高压蒸汽灭菌 ③对培养材料进行表面消毒时，一方面要考虑药剂的消毒效果，另一方面还要考虑植物材料的耐受能力 ④培养中不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待 ⑤对培养材料可用高压蒸汽灭菌 ⑥如果不小心引起污染，将可能造成培养工作前功尽弃
A．①②③④⑤
B．①②③④
C．①②③④⑥
D．①②③④⑤⑥
【解析】 对培养材料用高压蒸汽灭菌会杀死细胞。
【答案】 C
尝试菊花的组织培养
1.配制三种培养基
(1)MS培养基
MS培养基由大量元素、微量元素和有机成分组成，也可将大量元素、微量元素和有机成分分别配成浓度为配方的5～10倍的母液，用时稀释。
(2)发芽培养基
3
000
mL
MS培养基＋含1.5
mg
BA的溶液＋含0.02
mg
NAA的溶液＋30
g蔗糖＋40
g琼脂，再加蒸馏水至4
000
mL，混合均匀、加热、分装、加封口膜后，1
kg压力下灭菌20
min。
(3)生根培养基
1
000
mL
MS培养基＋含0.38
mg
NAA的溶液＋30
g蔗糖＋20
g
琼脂，再加蒸馏水至2
000
mL，混合均匀，加热、分装，1
kg压力下灭菌20
min。
2．溶解两种植物激素
(1)用少量0.1
mol/L
NaOH溶解萘乙酸(人工合成的生长素类似物NAA)。
(2)用少量0.1
mol/L
HCl溶解苄基腺嘌呤(人工合成的细胞分裂素BA)(以上两种植物激素也可制成母液于冰箱中保存)。
3．进行菊花茎段组织培养
①胚状体是离体的细胞经组织培养形成的与胚非常相似的结构。例如：花药中花粉胚状体丛芽生根移栽。
②在植物培养过程中，一般情况脱分化不需要光，再分化需要光；特殊情况，整个过程都需要光，例如：菊花的组织培养。
请回答下列有关植物组织培养的几个问题：
(1)离体植物组织和细胞培养常用的一种培养基是________，其主要成分中的大量元素有________，培养中常用的两种植物激素是________和________，两者使用时的________、________、________等，都会影响实验的结果。
(2)利用无菌苗植物组织培养的一般步骤为_________________________
____________________________________________________________。
若所使用的外植体来自自然生长的植株，则可将材料先置于________中浸泡10
min再放入________溶液中浸泡5
min，然后再次放于另一该浓度溶液中浸泡5
min，最后用________冲洗，将切段培养在________培养基中。
(3)下图表示植物组织培养的部分过程：
①过程是________，②过程是________，A是________。
(4)组织培养过程中还需要维持一定的外界条件，一是要有适宜的________；二是________。
【思路点拨】 进行植物组织培养常使用MS培养基，其主要成分包括植物生长所必需的大量元素、微量元素，有机成分等，进行植物组织培养顺序包括配制MS培养基及生根、生芽培养基，接种外植体、转接培养、移栽锻炼及栽培等。
【答案】 (1)MS培养基 N、P、K、Ca、Mg、S 生长素
细胞分裂素 浓度 使用的先后顺序 用量的比例
(2)制备MS固体培养基和生芽培养基、生根培养基；接种外植体；培养；移栽锻炼；栽培 70%乙醇 5%次氯酸钠 无菌水 生芽
(3)脱分化 再分化 愈伤组织
(4)温度 无菌(环境)
3．菊花的组织培养的大致过程如下图所示。请回答下列问题：
(1)外植体的消毒：选取生长旺盛的嫩枝，冲洗干净。用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体积分数为70%的________中浸泡10
min，再放入5%的________中浸泡5
min两次，最后在________中用________清洗。
(2)菊花组织培养过程中，启动细胞分裂、B____________(填名称)、再分化的关键激素是____________。通过B过程产生的愈伤组织细胞与枝条韧皮部细胞形态结构________(填“相同”或“不同”)，其根本原因是___________
______________________________________________________________。
(3)该实验操作成功的关键是____________，所以要对外植体、超净工作台等消毒，对________等灭菌，实验操作过程都要在______________旁进行。试管幼苗的获得证明菊花体细胞具有________性。
【解析】 本题主要考查选修1生物技术实践中关于菊花的组织培养。菊花的组织培养过程中外植体的消毒过程是选取生长旺盛的嫩枝，冲洗干净。用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体积分数为70%的酒精中浸泡消毒，再用5%的次氯酸钠溶解浸泡消毒，最后在超净台中用无菌水清洗掉消毒液。菊花组织培养过程中，启动细胞分裂、B脱分化、再分化的关键激素是细胞分裂素、生长素。通过B过程产生的愈伤组织细胞与枝条韧皮部细胞形态结构不同，其根本原因是基因选择性表达。该实验操作成功的关键是无菌技术，所以要对外植体、超净工作台等消毒，对培养基或培养器具等灭菌，实验操作过程都要在酒精灯的火焰旁进行。试管幼苗的获得证明菊花体细胞具有全能性。
【答案】 (1)酒精 次氯酸钠溶液 超净台 无菌水
(2)脱分化 细胞分裂素、生长素 不同 基因选择性表达
(3)无菌操作或无菌技术 培养基或培养器具 酒精灯的火焰 全能
1．进行植物组织培养时，培养基中加入生长素与细胞分裂素，两者的摩尔浓度比决定组织是生根还是生芽，则生长素/细胞分裂素比例高、比例低及摩尔浓度相等时分别有利于( )
A．生根、生芽、愈伤组织继续生长不分化
B．生芽、生根、愈伤组织继续生长不分化
C．愈伤组织继续生长不分化、生根、生芽
D．愈伤组织继续生长不分化、生芽、生根
【解析】 两种激素的摩尔浓度比相等时，愈伤组织生长不分化。生长素＞细胞分裂素时，有利于生根。
生长素＜细胞分裂素时，有利于生芽。
【答案】 A
2．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
【解析】 适宜用高压蒸汽灭菌的是培养基和培养器具。培养的幼茎和幼芽应用70%的酒精和5%的次氯酸钠进行消毒。
【答案】 D
3．在菊花的组织培养操作完成了3～4天后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是( )
A．培养条件，比如pH、温度等不适宜
B．接种时外植体未灭菌
C．接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体
D．将外植体倒插入培养基中
【解析】 同一温室中的外植体有正常生长的，因此排除pH和温度条件不适宜的可能。
【答案】 A
4．下列与菊花茎段组织培养相关的叙述正确的是( )
A．培养过程中涉及三种培养基，MS培养基适于形成愈伤组织，然后依次转入生根及生芽培养基中培养
B．可在一种培养基中完成全部培养过程
C．外植体只可来自通过无菌培养的菊花幼苗，不能取自天然生长的菊花植株
D．外植体可选自天然生长的菊花植株，但须对其进行消毒处理
【解析】 在组织培养过程中愈伤组织应先转入生芽培养基再转入生根培养基。组织培养过程中用到三种培养基，不能在一种培养基上完成培养的全部过程。外植体既可来自通过无菌培养的菊花幼苗，也可取自天然生长的菊花植株。
【答案】 D
5．下面是有关植物组织培养的问题，请回答：
(1)MS培养基是植物组织培养常用的培养基，其母液由大量元素、微量元素和________组成。培养基中苄基腺嘌呤/萘乙酸的摩尔浓度比决定了组织的分化方向，比值低时促进________的生长，比值高时促进________的生长。
(2)植物组织培养的主要理论依据是________。
A．单细胞可进行繁殖
B．植物细胞具全能性
C．植物可在试管中培养
D．能快速培育花卉
(3)污染是组织培养过程中常见问题，用自然生长的菊花茎进行组织培养，需用70%的________和5%的次氯酸钠溶液对菊花茎浸泡，最后在________中用无菌水清洗。操作中镊子要用____________处理，防止带菌。为确定污染来自培养基灭菌不彻底还是接种污染，可设置__________________________对照。
【解析】 苄基腺嘌呤是人工合成的细胞分裂素类似物，萘乙酸是人工合成的生长素类似物。
【答案】 (1)有机物 根 芽
(2)B (3)乙醇 超净台 酒精灯灼烧 经过灭菌但未接种的培养基实验4
果汁中的果胶和果胶酶
课 标 解 读
重 点 难 点
1.探究制作果汁的最佳条件。2.检测果胶酶的活性，观察果胶酶对果汁形成的作用。
1.设计实验探究温度或pH对果胶酶活性的影响。2.设计实验探究果胶酶的最适用量。
一、果胶
1．果胶是植物细胞壁的主要成分。
2．果胶的组成：它由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成。
3．在山楂的果实中果胶含量最多。
4．果胶的作用：能将植物细胞粘合在一起，去掉果胶，就会使植物组织变得松散。由于果胶的作用，煮沸的山楂泥可以制成山楂糕。
5．果胶的特性：不溶于乙醇，这是鉴别果胶的一种简易方法。
二、果胶酶
1．果胶酶的化学本质是：蛋白质。
2．作用：果胶酶和果胶甲酯酶可水解果胶。
3．可用于生产果胶酶的微生物有：黑曲霉、苹果青霉等。
在不杀死细胞的情况下，如何使植物细胞分离和去除细胞壁？
【提示】 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，胞间层的主要成分也是果胶，因此，可用果胶酶使细胞分离，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
三、检测果胶酶活性的实验
1．实验设备
匀浆机、小刀、100
mL的烧杯、沸水浴或酒精灯、试管、移液管、量筒。
2．实验材料
山楂或苹果，每组10
g。黑曲霉提取液或果胶酶溶液、95%的乙醇。
3．实验目的
(1)探究利用苹果或山楂匀浆制作果汁的最佳条件，也是检测果胶酶的活性。
(2)了解果胶酶对果汁形成的作用和收集果胶酶的应用材料。
4．实验步骤
(1)用小刀除去苹果或山楂果实中带种子的部分，切成块后，放入匀浆机中，再加入少量水制成匀浆。
(2)取两个100
mL的烧杯，编号为A、B，各加入5
g匀浆液，再向A号烧杯中加入10
mL黑曲霉提取液或果胶酶溶液，B号烧杯中加入10
mL水，间歇搅拌20～30
min。
(3)取4支试管，编号1～4，将A烧杯中的混合物放入1号和2号试管中，每管放入4
mL，将B烧杯中的混合物放入3号和4号试管中，每管放入4
mL，将1、3号试管放在沸水浴中或酒精灯上加热，观察。2,4号试管不加热。
(4)向上述4支试管中各加入95%的乙醇4
mL，观察。
5．实验结果
烧杯号
试管号
处理
加酒精前现象
加酒精后现象
A
1
加热
果汁混浊
有沉淀
2
不加热
果汁澄清
无沉淀
B
3
加热
果汁浑浊
有沉淀
4
不加热
果汁浑浊
有沉淀
6.实验结论
果胶酶能水解果胶，提高果汁的澄清度，高温能破坏果胶酶的活性，不利于制作果汁。
上面的四支试管哪一个是实验组？哪些试管之间存在对照？
【提示】 2号试管为实验组。2和1,2和
4之间存在对照。
果胶与果胶酶
1.果胶
果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成物质之一，由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成。
新鲜水果、植物的根、叶和茎中果胶特别丰富。果胶不溶于乙醇——这是鉴别果胶的一种简易方法，果胶本身不溶于水，但由于含有亲水基团，果胶与水有强大结合力，是有力的凝胶化剂，在食品、制药和化妆品工业中有广泛用途。
2．果胶酶
(1)果胶酶及其来源
果胶酶是指水解果胶的多种酶的总称，此外水解果胶还需果胶甲酯酶。植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶——由霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一，被广泛地应用于果汁加工业。
(2)果胶酶的作用
果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸也使得浑浊的果汁变得澄清。
(3)果胶酶在果汁生产上的应用
①水果中的果胶经果胶酶水解后，可降低果汁的黏度，有助于压榨并提高出汁率。
②在进行果汁沉降和离心时，能破坏果汁中悬浮物的稳定性，使其凝聚沉淀，果汁得到澄清。
③经果胶酶处理的果汁比较稳定，不再发生浑浊，在制备浓缩果汁时，果胶酶的作用显得尤为重要。
④在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起到澄清作用，还可促使葡萄汁中的酒石酸发生沉淀。
⑤果胶酶可用于橘子脱囊衣，制造果粉和低糖果冻。
果胶酶并非特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称。包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶及果胶酯酶等。
下列与果胶酶相关的叙述不正确的是( )
A．果胶酶不仅存在于植物细胞中，也存在于许多微生物细胞中
B．果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层
C．在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清
D．果胶酶由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成
【思路点拨】 果胶酶的化学本质为蛋白质，果胶是由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成的；果胶酶广泛存在于植物细胞及霉菌、酵母菌和细菌等微生物细胞中。果胶酶能够分解果胶、瓦解植物细胞壁及胞间层。在果汁中加入果胶酶，可使果胶水解为可溶性半乳糖醛酸，从而使果汁变得澄清。
【答案】 D
1．下列与果胶及果胶酶相关的叙述不正确的是( )
A．果胶和纤维素是植物细胞壁的主要成分，故用纤维素酶和果胶酶可将植物细胞壁水解
B．煮沸的山楂泥可制成山楂糕，就是由于果胶的作用
C．果胶酶不溶于乙醇，这是鉴别果胶酶的一种简易方法
D．许多微生物也可用于生产果胶酶
【解析】 果胶酶属蛋白质，在乙醇中有较高的溶解度，果胶不溶于乙醇，这是鉴别果胶的一种简易方法。
【答案】 C
果胶酶活性制约因素的相关实验
1.探究温度对果胶酶活性的影响
(1)实验原理
果胶酶活性受温度影响。处于最适温度时，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。
(2)操作步骤
实验温度
30
℃
35
℃
40
℃
45
℃
50
℃
55
℃
60
℃
65
℃
70
℃
果汁量(mL)
(3)注意事项
①在混合苹果泥和果胶酶之前进行恒温处理的目的是保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免混合后的温度变化，确保实验结果的准确性。
②通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶的活性的原理是：果胶酶将果胶分解为小分子物质，可通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶能力的大小。
③本实验的实验对象是酶的活性，温度作为自变量，属于探究性的定量实验。自变量温度可设置梯度来确定最适值。温度梯度越小，实验结果越精确。
①本实验仍是对照实验(相互对照)，每支试管中苹果泥和果胶酶的用量要严格控制相等。
②严格控制各实验组的pH、操作的程序等。
2．探究pH对果胶酶活性的影响
(1)实验原理
果胶酶的活性受环境pH的影响。在一定pH下，酶反应具有最大速度，高于或低于此值，反应速度下降，称此pH为酶活性的最适pH。
(2)实验流程及注意问题
①用搅拌器搅拌制苹果泥，苹果泥来源要相同(最好是同一种苹果)。
②将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水浴中保温。
③将苹果泥和果胶酶分别加入9组实验用的试管中(pH梯度可设置为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)，并快速混合调节pH。
④混合后放进恒温水浴中反应一段时间。
⑤将试管中混合物过滤，并用量筒量取果汁体积，比较果汁多少，确定最适pH。
⑥记录实验结果。
pH
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
果汁量(mL)
某实验小组为探究果胶酶的最适温度，设计了以下实验：
①用搅拌器搅拌制取一定量果泥备用，
②配制质量分数为2%的果胶酶溶液备用，
③按以下操作步骤进行：
试管号操作
1
2
3
4
5
6
加入果泥(mL)
8
A
B
C
D
E
水浴恒温(℃)
10
20
30
40
50
60
加入果胶酶(mL)
2
F
G
H
I
J
反应时间
min
30
30
30
30
30
30
比较果汁澄清度
过滤比较出汁量
(1)该实验的自变量是________，因变量是____________。
(2)请填写表格中字母所代表的数值，并解释原因。
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
(3)为使效果更明显，本实验还要考虑其他因素对酶的影响，请列举三点：____________________、____________________、____________________。
(4)本实验检测因变量的方法有两种，分别是____________、________。
【思路点拨】 (1)本实验的6支试管水浴温度设置不同，因此实验的自变量是温度，因变量是酶的活性，通过果汁的澄清度和出汁量来检测。
(2)实验研究的自变量是温度，因此果泥的量和果胶酶的量为无关变量，无关变量要相同。
(3)影响各试管反应的因素还有pH、水果的粉碎程度、果泥与果胶酶的混合程度、反应时间等。
(4)果胶酶的活性高，果胶分解彻底，果汁的澄清度高，果汁出汁量大；果胶酶的活性低，果胶分解不彻底，果汁的澄清度低，果汁出汁量小。
【答案】 (1)温度 果胶酶的活性
(2)A、B、C、D、E均为8，F、G、H、I、J均为2。这样可保证除自变量不同以外，其他无关变量都相同
(3)本实验应将反应混合物调到果胶酶的最适pH 为了使果胶酶与果泥能充分接触，应尽量将果泥与酶液混匀 在反应中适当搅拌(其余合理也给分)
(4)测果汁澄清度 比较出汁量
2．工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响某同学设计了如下实验：
①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10
℃水浴中恒温处理10分钟(如图A)。
②将果胶酶与苹果泥混合，再次在10
℃水浴中恒温处理10分钟(如图B)。
③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁(如图C)。
④在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量如下：
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
80
果汁量/mL
8
13
15
25
15
12
11
10
根据上述实验，请分析回答下列问题：
(1)果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中________的水解。
(2)实验结果表明，当温度为________时果汁量最多，此时果胶酶的活性________。当温度再升高时，果汁量降低，说明________________________。
(3)实验步骤①的目的是________________。
(4)为什么该实验能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
【答案】 (1)果胶 (2)40
℃ 最高 酶活性降低 (3)使酶和苹果泥处于同一温度条件下 (4)果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶的能力
1．果胶是植物组织的组成成分之一，它主要存在于植物组织的哪一部分？( )
A．细胞核
B．细胞质
C．细胞间隙
D．细胞壁及胞间层
【解析】 果胶是植物细胞壁及胞间层的主要成分。
【答案】 D
2．探究温度对果胶酶活性的影响、pH对果胶酶活性的影响、果胶酶的用量三个实验中，自变量依次为( )
A．温度、酶活性、酶用量
B．苹果泥用量、pH、果汁量
C．反应时间、酶活性、酶用量
D．温度、pH、果胶酶用量
【解析】 首先要明确自变量、反应变量等基本概念，在此基础上，针对三个探究实验进行分析。
【答案】 D
3．在用果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应采取的措施是( )
A．加大苹果泥用量
B．加大果胶酶用量
C．进一步提高温度
D．用玻璃棒不时地搅拌反应混合物
【解析】 用果胶酶处理果泥，可用玻璃棒不时地搅拌反应混合物以加大酶与底物的接触面积，使果胶酶能够更充分地催化反应。
【答案】 D
4．下列关于果胶酶的叙述，正确的是( )
①具有分泌功能的细胞产生的 ②凡是活细胞都能产生果胶酶 ③果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸 ④植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶
⑤果胶酶特指分解果胶的一种酶 ⑥纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁 ⑦组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸
A．①②⑤ B．②③⑦ C．③④⑥ D．③④⑤
【解析】 酶是活细胞产生的一类具有催化能力的有机物；酶具有专一性和高效性；绝大多数酶的化学本质是蛋白质；果胶酶是一类酶的统称。
【答案】 C
5．现有磨浆机、烧杯、滴管、量筒、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、试管、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液，下表是某小组利用上述材料进行的有关实验：(“/”表示不加)
操作顺序
项目
烧杯
甲
乙
丙
丁
1
在烧杯中加入苹果泥
20
mL
20
mL
20
mL
20
mL
2
加入不同的液体
2
mL蒸馏水
4
mL蒸馏水
2
mL盐酸
2
mL氢氧化钠
3
①
2
mL
/
2
mL
2
mL
4
水浴恒温，玻璃棒搅拌
15分钟
15分钟
15分钟
15分钟
请回答下列问题：
(1)磨浆机的作用是__________________。
(2)若要验证果胶酶的作用，应把________两个烧杯同时取出并______________，观察并比较________________。预期的实验现象与结果是：______________________________________________________________
____________________________________________________________。
(3)比较烧杯甲、丙、丁可知：________能影响酶的活性。
(4)表中①处的内容是_____________________________________。
(5)请你设计一张表格，用来记录利用上述材料“探究果胶酶最适用量”的实验结果。
【解析】 通过表格可看出实验研究的是果胶酶的作用和pH(酸碱度)对果胶酶活性的影响。果胶酶的活性可通过果汁的澄清度和出汁量来检测。探究果胶酶最适用量的实验，自变量是果胶酶的量，应设置一系列试管，加不相同量的果泥，分别加入不同量的果胶酶，过滤果汁相同的时间，比较果汁的澄清度和出汁量。
【答案】 (1)制取苹果泥 (2)甲与乙 过滤 相同时间果汁的体积与澄清度 甲果汁的体积多于乙且比乙澄清 (3)pH值(酸碱度) (4)质量分数为2%的果胶酶溶液
(5)如下表：
组号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
…
加入苹果泥的量(mL)
质量分数为2%的果胶酶溶液量(mL)
所得果汁的体积(mL)
组号、加入苹果泥的量(mL)、质量分数为2%的果胶酶溶液量(mL)、所得果汁的体积(mL)四栏目必须有。(单位可以不用mL，如用滴等，组数也不定。)阶段整合提升
网
络
构
建
一、菊花茎的组织培养与月季的花药培养的比较
菊花茎的组织培养
月季的花药培养
理论依据
细胞的全能性
基本过程
脱分化、再分化
影响因素
材料、营养、激素、pH、温度、光照等
选择材料
体细胞
花药(生殖细胞)
操作流程
制备培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培
选材→材料消毒→接种和培养→筛选和诱导→移栽→栽培选育
二、植物组织培养技术、微生物培养技术和无土栽培技术的比较
植物组织培养
微生物培养
无土栽培
含义
在无菌条件下，将离体的植物体器官或组织接种在适当的培养基上进行培养，最终发育成完整植物体
在无菌条件下，在适宜的营养和环境条件下对微生物的培养
将植物生长发育过程中所需各种矿质元素按一定比例配成营养液，并利用这种营养液栽培植物
培养基成分
水、矿质元素、蔗糖、维生素、有机添加物和植物激素等
水、无机盐、碳源、氮源等
水、必需矿质元素
特殊操作要求
严格控制无菌操作，在培养过程中要更换培养基，调节细胞分裂素和生长素的比例
严格控制无菌操作，整个培养过程无需更换培养基
适宜的环境条件，基质垫底并固定幼苗，不需要保证无菌条件
1．海带中含有植物生长素(IAA)和脱落酸(ABA)等激素，为研究激素对海带生长的影响，某研究组开展了系列实验。请回答下列问题：
(1)为开展海带的组织培养，取海带的叶状体基部切块作为________，转到含激素________的培养基上，经________形成愈伤组织，再生成苗。
(2)上图为海带中的IAA和ABA与海带生长变化的关系。海带增长率与IAA含量呈________(填“正相关”“负相关”或“不相关”)，海带在后期生长缓慢，原因是________。
(3)已知海带成熟区段各部位ABA的分布无显著差异，则其在成熟区段中的运输方式________(填“是”或“不是”)极性运输。某研究组参照11月和5月海带样品的数据，配制了两份IAA＋ABA的混合液，研究了在增加紫外光照射条件下，混合液对单细胞绿藻生长的影响，结果如下图，分析可知IAA和ABA对绿藻的生理作用分别是____________________________。
【解析】 (1)植物组织培养中，离体的植物细胞、组织或器官称为外植体。进行植物组织培养所用的培养基中必须添加一定比例的植物激素，主要是细胞分裂素和生长素(IAA)。外植体要经过脱分化才能形成愈伤组织。(2)根据图中曲线可知，海带增长率与IAA含量呈正相关，与ABA含量呈负相关，海带在后期生长缓慢的原因可能是IAA含量降低，ABA含量增高。
(3)极性运输是指从植物体的形态学上端向形态学下端的运输，而不能反过来运输，也就是只能单方向运输。若ABA进行极性运输，植物体内不同部位ABA的含量应该有明显差异，根据题意可知，海带成熟区段各部位ABA的分布无显著差异，所以ABA在成熟区段中的运输方式不是极性运输。分析题图，根据(2)小题图示信息可知，11月时IAA＋ABA的混合液中IAA的比例远高于ABA,5月时IAA＋ABA的混合液中IAA与ABA的比例相等。
单独分析一种激素的含量变化，IAA含量是11月＞5月＞缓冲液，ABA含量是5月＞11月＞缓冲液。分析该小题中的柱状图，在正常培养条件下，11月混合液中的藻细胞数量高于缓冲液中的，5月混合液中的藻细胞数量低于缓冲液中的，说明IAA能促进单细胞绿藻的生长。在增加紫外光照射的条件下，11月混合液中的藻细胞数量与缓冲液中的相同，且都很低；5月混合液中的藻细胞数量明显高于缓冲液中的和11月混合液中的，说明ABA具有提高绿藻抗紫外光的能力。
【答案】 (1)外植体 细胞分裂素和生长素(IAA) 脱分化
(2)正相关 IAA含量降低，ABA含量增高
(3)不是 IAA促进生长，ABA有提高抗紫外光的能力
2．将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是( )
【解析】 植物组织培养过程中，由外植体脱分化形成愈伤组织需要一定量的生长素和细胞分裂素，愈伤组织再分化形成根、芽的过程也需要一定浓度的生长素和细胞分裂素，且生长素和细胞分裂素的不同配比对形成根、芽的影响不同。本题中的无根幼苗本身就能够产生一定量的生长素和细胞分裂素，能够促使基部细胞脱分化、再分化出根来，所以会出现B项现象。
【答案】 B
3．辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如下图。
(1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的________和________过程。
(2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是________。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值________(填“高”或“低”)时，有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时，应采取的灭菌方法是___________________
____________________________________________________________。
(3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是______________________。
用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是________和纤维素酶。
(4)提取辣椒素过程中，萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是____________________。
【解析】 (1)由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程称为脱分化，对脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可重新分化出根或芽等器官，这个过程叫做再分化。
(2)培养基中常用的凝固剂是琼脂。同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比值大小影响植物细胞的发育方向，生长素和细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化；反之，有利于根的分化。培养基应用高压蒸汽灭菌法灭菌。
(3)外植体消毒所用酒精的体积分数是70%。酶解法将愈伤组织分离成单细胞所用的酶是果胶酶和纤维素酶。
(4)用萃取法提取植物有效成分时，应在瓶口安装冷凝回流装置，目的是防止加热时有机溶剂的挥发。
【答案】 (1)脱分化(或去分化) 再分化 (2)琼脂 低 高压蒸汽灭菌 (3)70% 果胶酶
(4)防止有机溶剂的挥发
4．草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：
外植体愈伤组织芽、根―→植株
请回答：
(1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取______作为外植体，其依据是____________________________________________________________。
(2)在过程①中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和________，在配制好的培养基中，常常需要添加________，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后2～5
d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是____________________________________________________________。
(3)在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是________________________________。
【解析】 本题考查植物组织培养的相关知识，意在考查考生的识记能力。(1)在培养无病毒植株时常选用根尖或茎尖为实验材料，这是由于根尖和茎尖细胞代谢旺盛，抗性强，所含病毒少甚至不含有病毒。(2)在配制MS培养基时，除加入大量元素、微量元素外，还需要加入有机物、蔗糖等。在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素。在培养过程中，发现外植体边缘局部污染的原因可能是外植体的消毒不彻底。(3)培养基中生长素与细胞分裂素的用量比会影响根的分化和芽的形成，当生长素/细胞分裂素的比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成。
【答案】 (1)茎尖(或根尖) 茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒
(2)有机物 植物激素 外植体消毒不彻底
(3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂类物质用量的比值偏低阶段整合提升
网
络
构
建
一、微生物培养基的配方
1．基本成分
虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源、无机盐，原因是：微生物的化学组成与其他生物大体相同，也是主要由C、H、O、N、P、S等元素组成，这些元素最终来自外界环境中的各种无机化合物和有机化合物，归纳为碳源、氮源、无机盐、水四大类营养。
2．培养基配方中四种营养成分比较
营养物质
定义
作用
主要来源
碳源
凡能提供所需碳元素的物质
合成微生物的细胞物质和一些代谢产物，有些是异养微生物的主要能源物质
无机化合物：CO2、NaHCO3；有机化合物：糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等
氮源
凡能提供所需氮元素的物质
合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物
无机化合物：N2、NH3、铵盐、硝酸盐；有机化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等
水
在生物体内含量很高，在低等生物体内含量更高
不仅是优良的溶剂而且可维持生物大分子结构的稳定
——
无机盐
为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素，包括大量元素
细胞内的组成成分，生理调节物质，某些化能自养菌的能源，酶的激活剂
——
注：自养型微生物的碳源是无机碳，异养型微生物的碳源是有机碳。由此可见，培养不同类型的微生物，培养基的组成不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种基本物质。
二、实验注意事项
在大肠杆菌的培养和分离的实验中，要特别强调无菌操作，这是进行微生物实验中必备的操作要求，也是本模块多数实验的基本要求，应该形成无菌操作的行为习惯。无菌操作，既包括各种器皿必须是无菌的，也包括各种培养基也必须是无菌的，同时还要求在接种时，不能带有其他杂菌，所以在实验过程中，应时刻保持这种无菌意识。辨认菌落和菌种种类时，要能大致区分细菌、放线菌与酵母菌菌落，有些用肉眼不能判断的菌落也可借助显微镜进行观察判断。
三、平板划线(划线分离)法和稀释涂布平板(涂布分离)法比较
比较
平板划线法
稀释涂布平板法
特点
操作简单，但是单菌落不易分离
操作复杂，但是单菌落易分离
原理
连续划线。由于划线后，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
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，从而能在培养皿表面形成单个菌落
操作注意事项
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。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
涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。应从操作的各个细节上保证“无菌”。例如，对涂布器等接种器具进行消毒和灭菌、酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围等等
1．某工厂为了生产耐高温植酸酶饲料添加剂，开展了产该酶菌株的筛选、酶的固定化及其特性分析研究，其流程如下图所示。
→→→→→
请回答：
(1)土壤悬液首先经80
℃处理15分钟，其目的是筛选出________。
(2)在无菌条件下，将经过处理的土壤悬液进行________，然后涂布于含有植酸钠的固体培养基上。培养后观察到________，其周围出现透明水解圈，圈的直径大小与________强弱相关。
(3)筛选获得的菌株经鉴定后，将优良菌株进行液体扩大培养。培养时需要振荡，其主要目的是________。液体培养基与固体培养基相比，不含有的成分是________。
【解析】 (1)对土壤悬液进行高温处理，大部分菌种被高温杀死，可筛选出耐高温的菌株。
(2)涂布分离法是分离培养细菌的常用方法，需要先将培养的菌液稀释，再涂布到固体培养基平面上，以得到相互分开的单菌落。在含植酸钠的培养基上，目标菌株可分解植酸钠，在其菌落周围形成透明水解圈，植酸酶的活性越强，单位时间内分解的植酸钠越多，形成的透明圈越大。
(3)筛选获得的菌株经鉴定后需转至液体培养基中扩大培养，培养时需要振荡，振荡的目的是增加液体培养基中的氧气浓度。制备固体培养基的过程中需要加入溶化的琼脂，琼脂冷却后呈固态。
【答案】 (1)耐高温菌株 (2)稀释 单菌落 植酸酶的活性 (3)供氧 琼脂
2．空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：
①配制培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)；
②制作无菌平板；
③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；
④将各组平板置于37
℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。
回答下列问题：
(1)该培养基中微生物所需的氮来源于________。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是________。
(2)步骤③中，实验组的操作是________。
(3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了________现象。若将30(即36—6)个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法________(填“正确”或“不正确”)。
【解析】 (1)牛肉膏和蛋白胨中均含有氮元素，因此微生物所需的氮来源于牛肉膏和蛋白胨。若要完成步骤②，需要进行倒平板操作，用到的是固体培养基，所以培养基中要有琼脂。(2)该实验的空白对照组为不进行处理的无菌平板，实验组的操作为将各无菌平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露相同时间。(3)若空白对照组的平板上出现了菌落，说明实验过程中出现了污染现象。空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，导致实验变量不唯一，不能确定实验组平板上的菌落是否仅由教室内不同高度空气中的微生物形成，因此不能求出实验组的菌落平均数。
【答案】 (1)牛肉膏、蛋白胨 琼脂 (2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间 (3)污染 不正确
3．某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题：
(1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用________对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是_________________________________________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
(2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有________和________。分离纯化时应挑选出________的菌落作为候选菌。
(3)乳酸菌在－20
℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的________(填“蒸馏水”、“甘油”或“碳酸钙”)。
【解析】 (1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释，这样既可避免杂菌污染，又可将乳酸菌分散成单个细胞，以便在培养基表面形成单个菌落。(2)乳酸的积累影响乳酸菌的增殖，加入碳酸钙可以中和乳酸菌代谢(无氧呼吸)过程中产生的乳酸，另外，乳酸和碳酸钙反应，进而导致碳酸钙分解形成透明圈，有利于乳酸菌的鉴别和分离。(3)对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。在3
mL的甘油瓶中，装入1
mL甘油后灭菌。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。
【答案】 (1)无菌水 泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落 (2)鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸(或酸) 具有透明圈 (3)甘油实验8
果酒及果醋的制作
课 标 解 读
重 点 难 点
1.制作果酒。2.制作果醋。
1.果酒、果醋制作的原理。2.设计并安装简单的果酒及果醋的生产装置。
一、实验原理
1．与酒、醋生产有关的微生物分别是酵母菌和醋杆菌，菌种不同，所产生的酒和醋的风味也不同。
2．葡萄酒是酵母利用葡萄糖进行酒精发酵的产物，酵母菌只有在无氧条件下才能进行酒精发酵，即将葡萄糖氧化成乙醇，而且当培养液中乙醇的浓度超过16%时，酵母菌就会死亡，相关反应式为C6H12O6―→2CO2＋2C2H5OH。
3．醋杆菌在有氧条件下才能将乙醇氧化为醋酸，醋杆菌所产生的醋酸可使培养液中醋酸的含量高达13%，其反应式为C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O。
二、用葡萄制作葡萄酒
1．材料
紫葡萄、新鲜酵母或干酵母。
2．步骤
(1)冲洗
↓
↓
↓
↓
将葡萄在高锰酸钾溶液中浸泡的目的是什么？
【提示】 消毒。
(2)榨汁
用多功能榨汁机以低速将葡萄打成浆状(也可以用杵和研钵捣烂)。
(3)制作酵母悬液
将适量干酵母(2.5
kg葡萄约用1
g干酵母)放在一小烧杯中使干酵母成为糊状。
(4)装入发酵瓶
①装量不要超过2/3。
②瓶上所加的玻璃管最好是弯曲的，否则效果不好。
玻璃管弯曲有什么好处？
【提示】 阻止杂菌进入瓶内。
(5)酒精发酵
①发酵温度：25～30
℃。若温度偏低，则发酵时间相对延长；若温度高于30
℃，要采取降温措施，否则酒的风味不佳。
②发酵时间：2～3天。
③鉴别发酵完毕的依据：发酵瓶中停止出现气泡。
(6)过滤、分装、保存
发酵液(浑浊)
↓
滤液(仍然浑浊)
↓
取上清液即为葡萄酒(清澈)
为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？
【提示】 “通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖。“密封”的目的是使酵母菌进行厌氧呼吸，产生酒精。
三、用果汁制作果酒
用葡萄制作的葡萄酒不含糖，酒精含量也低(平均的体积分数为8%)，而用果汁制作的果酒，酒精含量较高(体积分数约为15%)、含糖量也较高。
1．制作果酒的材料
(1)水果：苹果(最好)、梨、柑橘或其他水果。
(2)新鲜酵母或干酵母。
2．步骤
(1)制取果汁
苹果切成大块→多功能榨汁机打碎→双层纱布过滤即成果汁。
(2)配料(以1
L为例)
向2
L左右发酵瓶中加入约200
g蔗糖→倒入果汁→转动发酵瓶，使蔗糖完全溶解→倒入酵母悬液(约1
g干酵母)，混匀、加盖。
(3)发酵
3天后可见到气泡冒出→10天后剧烈的发酵停止→取出果酒过滤和分装。
3．注意事项
(1)发酵开始时，由于微生物的有氧呼吸会使瓶内出现负压，该情况不能持续出现3天以上。
(2)若3天后还看不到气泡，必须加更多的酵母，使发酵作用尽快发生。
(3)静置5～6个月后，用虹吸法取出上清液即为果酒。
四、用果酒制果醋
1．实验材料
果酒和醋化醋杆菌。
2．实验步骤
果醋发酵装置中涉及甲、乙、丙三个瓶，把800
mL酒—水混合物倒入甲瓶中，乙瓶为发酵瓶，(将适量醋化醋杆菌的培养物或醋曲悬液加在200
mL酒—水混合物中混匀，并调pH至7.0后倒入，使锯末均匀湿透)。将水族箱通气泵的出气管与乙瓶连接，进行通气，48
h后每天用pH试纸检查乙瓶中流出液的pH，若显酸性，可调节甲瓶流入乙瓶液体流量为每5分钟1滴，滴入丙瓶的液体也是每5分钟1滴。每天用pH试纸检测流出液的pH，监控发酵进行的情况，等到流出液pH不再减少，或甲瓶中的液体全部流入乙瓶时，停止实验。
果酒和果醋的制作原理
比较
果酒制作
果醋制作
菌种
酵母菌(真菌)
醋杆菌(细菌)
代谢类型
异养、兼性厌氧型
异养、需氧型
菌种来源
人工接种酵母菌(干酵母与水混合后加入)
接种人工繁殖的醋化醋杆菌或直接加入醋曲
制作原理
葡萄酒是酵母菌利用葡萄糖进行酒精发酵的产物，酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵，反应式如下：C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2
醋杆菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸，醋杆菌所产生的醋酸可使培养液中醋酸的含量高达13%，反应式如下：C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O
影响因素
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25
℃～30
℃，若高于30
℃，要采取降温措施，否则，酒的风味不佳②进入发酵产酒精阶段，须保持发酵装置的“厌氧环境”，否则不利于酒精的产生
①温度也是醋杆菌生长和发酵的重要条件，醋杆菌的最适生长温度为30
℃～35
℃②醋杆菌是一种好氧菌，只有当O2充足时，方可进行旺盛的生理活动——实验表明醋杆菌对O2的含量特别敏感，当进行深层发酵时即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋杆菌死亡
①当氧气、糖源都充足时，醋杆菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸，反应式为：
C6H12O6＋2O2→2CH3COOH＋2CO2＋2H2O
②当培养液中酒精的含量超过16%时，酵母菌就会死亡——这正是果酒酒精含量较低的根本原因。
葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答问题：
(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是________。
(2)该微生物通过无氧呼吸可分解________，产生的终产物是________和________。
注：各发酵瓶的左侧管为充气管，右侧管为排气管
(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如图所示。发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是________________，导致发酵中出现的主要异常现象是________________。丙同学的错误是________________，导致发酵中出现的主要异常现象是_________________。
上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是________、________、________。
(4)在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作错误是________。
【思路点拨】 酵母菌无氧呼吸可以产生酒精和CO2，是葡萄酒制作过程中发挥作用的微生物。酵母菌只有在无氧条件下，才能进行无氧呼吸产生酒精；甲装置的充气口始终开放，不能创造瓶内无氧环境，不能用来生产果酒；在有氧条件下，醋杆菌可以利用葡萄糖产生醋酸。酵母菌在发酵过程中产生的CO2导致乙装置中气压升高，要定期打开排气管进行放气。丙装置瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，不利于放气；同时导致瓶内氧气过少，不利于发酵前期酵母菌的大量繁殖。
【答案】 (1)酵母菌 (2)葡萄糖 乙醇 CO2 (3)未夹住发酵瓶的充气管 发酵液从充气管流出，发酵液变酸 瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口排气时发酵液从排气管流出 葡萄醋(或果醋) 葡萄酒(或果酒) 葡萄酒(或果酒) (4)未及时排气
1．下列关于果醋制作的叙述，错误的是( )
A．果醋的制作需用醋化醋杆菌，醋化醋杆菌是一种好氧菌，所以在制作过程中需通氧气
B．醋化醋杆菌是一种嗜温菌，温度要求较高，一般在50
℃左右
C．醋化醋杆菌能将果酒变成果醋
D．当氧气、糖源充足时，醋化醋杆菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸
【解析】 醋化醋杆菌的最适生长温度为30
℃～35
℃。
【答案】 B
果酒和果醋的制作流程
比较
用葡萄制作葡萄酒
用果汁制作果酒
用果酒制作果醋
原料
成熟葡萄
苹果(或梨、柑橘)果汁
果酒
发酵装置示意图
实验流程
特点
葡萄酒不含糖，酒精含量也低(平均体积分数为8%)
果酒酒精含量较高(平均体积分数约15%)，糖含量也较高
结果检测
可以嗅味和品尝，或用重铬酸钾检测酒精的产生
可用品尝法或用pH试纸测定醋酸生成
果酒与果醋制作实验操作提示
①材料的选择与处理
选择新鲜的葡萄，榨汁前应先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
②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，因为操作的每一步都可能混入杂菌。为避免杂菌污染：榨汁机要洗净并晾干，发酵装置要洗净并用70%的酒精消毒；若用简易的发酵装置，每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。
③葡萄酒发酵过程中，发酵瓶装入葡萄汁后留有大约1/3的空间，目的是先让酵母菌有氧呼吸快速繁殖，消耗尽氧气后再进行酒精发酵；其次，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出。
“每天喝一点，健康多一点”，这是“宁夏红”率先提出的消费理念，将积淀了千百年的枸杞药食文化和中国红文化完美结合起来，更增添了品牌的文化魅力和优势。下图为“宁夏红”枸杞果酒生产工艺流程简图，据图回答：
选料→？→粉碎→灭菌→接种→发酵→？→果酒
(1)流程中？处的内容应为________、________。
(2)制作果酒时，温度应该控制在________，果酒酿造过程中如果果汁灭菌不合格，含有醋杆菌，在酒精发酵旺盛时，醋杆菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？____________，说明理由_______________________________________。
(3)果酒制作离不开酵母菌，与醋杆菌相比，酵母菌在结构上的主要特点是____________________________________________________________。
(4)枸杞果酒制作过程中，接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，目的是________________________________。
(5)若要提高果酒的产量，发酵过程中关键要控制好哪些条件？______________________________。
(6)果酒制作是否成功，需发酵后用____________来鉴定，在________条件下，该物质与酒精反应呈现____________色。
【思路点拨】 (1)由图可知，“宁夏红”枸杞果酒生产工艺流程简图的？处的内容应为冲洗、过滤。选料完毕以后必须冲洗，发酵后应该过滤，除去滤渣。(2)制作果酒时，温度应该控制在25～30
℃条件下，在酒精发酵旺盛时，醋杆菌不能将果汁中的糖发酵为醋酸，因为醋杆菌是好氧型细菌，而果酒发酵是无氧环境(或因醋杆菌需要在有氧且温度是30～35
℃条件下，才能将糖转化成醋酸，而此时发酵罐中的条件是无氧且温度是25～30
℃)。(3)与醋杆菌相比，酵母菌是真核生物，所以在结构上的主要特点是有成形细胞核、有除核糖体以外的多种细胞器。(4)接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，目的是在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，增加数量。(5)若要提高果酒的产量，发酵过程中关键要控制好适宜的温度、pH以及通气量。(6)检验酒精一般用重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应呈现灰绿色。
【答案】 (1)冲洗 过滤
(2)25
℃～30
℃ 不能 因醋杆菌是好氧型细菌，而果酒发酵是无氧环境(或因醋杆菌需要在有氧且温度是30～35
℃条件下，才能将糖转化成醋酸，而此时发酵罐中的条件是无氧且温度是25～30
℃)
(3)有成形细胞核、有除核糖体以外的多种细胞器
(4)在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，增加数量
(5)适宜的温度、pH、通气量
(6)重铬酸钾溶液 酸性 灰绿
2．生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如制作泡菜、果醋、果酒就是生活中常见的例子。请分析回答下列问题：
(1)图示________的发酵装置，其中发挥作用的菌种是______________，酒水混合物应倒入______瓶中，图中________瓶为发酵瓶，乙瓶下口的双孔橡胶塞的另一孔插入一直角玻璃管，管内塞棉花用以________。
(2)在果醋发酵过程中，用一种简单方法证明是否有醋酸生成：________。
(3)如果将该装置改为酒精的发酵装置，则需要修改的地方是________________。酒精发酵阶段需要的菌种是________。
(4)下列有关酒精发酵和果醋发酵的说法正确的是( )
A．后者菌种具有成形的细胞核
B．前者菌种无具膜细胞器
C．两种菌种都具有细胞壁
D．两种菌种都对青霉素敏感
【答案】 (1)果醋 醋化醋杆菌 甲 乙 过滤空气
(2)pH试纸 (3)不需要通入空气 酵母菌 (4)C
1．在酿酒和酿醋的过程中都要涉及各种微生物，在上述两过程中所涉及的微生物在结构上有什么本质区别( )
A．前者有细胞结构，后者没有细胞结构
B．前者没有细胞结构，后者有细胞结构
C．前者有成形的细胞核，后者没有成形的细胞核
D．前者没有成形的细胞核，后者有成形的细胞核
【解析】 本题考查果酒和果醋发酵的菌种以及真核细胞和原核细胞的区别。果酒发酵的菌种是酵母菌，属真核生物；果醋发酵的菌种是醋杆菌，属原核生物。真核细胞和原核细胞在结构上最显著的区别是真核细胞有成形的细胞核，而原核细胞无成形的细胞核。
【答案】 C
2．下列关于酵母菌的叙述中，错误的是( )
A．酵母菌是异养生活的真菌
B．酵母菌进行无氧呼吸时能产生乳酸
C．酵母菌在有氧气存在时，能将葡萄糖分解成CO2和H2O
D．在无氧条件下酵母菌能进行酒精发酵
【解析】 酵母菌为异养兼性厌氧型微生物，在有氧条件下，能进行有氧呼吸，产生CO2和H2O，在无氧条件下，能进行无氧呼吸，产生酒精和CO2。
【答案】 B
3．下列关于果酒制作过程的叙述，正确的是( )
A．应先去除葡萄的枝梗，再进行冲洗，这样洗得彻底
B．使发酵装置的温度维持在25
℃～30
℃时较好
C．在发酵过程中，需从充气口不断通入空气
D．由于酵母菌的繁殖能力很强，所以不需要对所用装置进行消毒处理
【解析】 在洗葡萄时应先冲洗1～2次，再去除枝梗，以防葡萄破损被杂菌污染；酵母菌的繁殖能力虽然很强，但仍要对所用装置进行消毒处理，因为其内含有对葡萄酒发酵有害的微生物，影响酒的品质；酵母菌只有在无氧条件下才能进行酒精发酵。
【答案】 B
4．关于用塑料瓶制果酒和果醋的叙述，正确的是( )
A．为了提高果酒的产出量，果汁应尽量装满发酵瓶
B．醋酸发酵阶段应封闭瓶口，防止杂菌污染
C．制果酒过程中每天需适时打开瓶盖
D．果酒制成后，可将装置转移至温度较高的环境中制果醋
【解析】 本题主要考查果酒和果醋制作过程中的条件控制。葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间，既有利于酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，又可防止果酒发酵时产生大量二氧化碳使果汁溢出。醋酸发酵是需氧发酵，应通入氧气，发酵时应敞开瓶口并在瓶口盖上纱布以防杂菌污染。制果酒过程中定时拧松瓶盖既可排出气体又可避免杂菌污染。醋杆菌发酵适宜的温度比酵母菌高。
【答案】 D
5．下面是利用微生物制作果醋的流程示意图，请回答有关问题：
挑选葡萄→冲洗→榨汁→A→B→果醋
(1)B过程表示的是________，参与该过程的微生物的最适生长温度是________。参与A、B两过程的微生物在结构上的最大不同是____________。
(2)制作果醋时，发酵瓶要清洗干净，用__________________消毒，葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约________的空间。
(3)A过程完成后，若要产生果醋，进行B过程时必须要采取的措施是______________，原因是_______________________________。
(4)按照操作要求，将果浆倒入发酵罐后，影响发酵产物的重要因素有菌种、________、时间。
【解析】 酒精发酵常用的菌种是酵母菌，进行的是无氧发酵；醋酸发酵利用的是原核生物——醋化醋杆菌，进行的是有氧发酵。酒精发酵和醋酸发酵具有相似性，注意两者的区别：所用的菌种、温度、时间。
【答案】 (1)醋酸发酵 30
℃～35
℃ 是否具有核膜
(2)体积分数为70%的酒精 1/3
(3)通入无菌空气 完成B过程的微生物是一种好氧型细菌 (4)温度实验5
加酶洗衣粉的使用条件和效果
课 标 解 读
重 点 难 点
1.观察加酶洗衣粉在洗涤中的效果。2.探究加酶洗衣粉的最佳使用条件。3.研究并试验将有油渍、汗渍、血渍的衣物洗净的方法。
1.加酶洗衣粉的洗涤原理。2.有关加酶洗衣粉洗涤效果的实验设计。
一、加酶洗衣粉
1．洗衣粉的主要成分
阴离子表面活性剂，如十二烷基硫酸钠。
2．不同洗衣粉的其他添加成分
非离子型表面活性剂、使硬水软化的物质、芳香物质、增白物质、酶类等。
3．加酶洗衣粉中一般添加的酶类
添加的酶类一般都是粗提物，具体有：蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、脂肪酶等，其中，应用最广泛、效果最明显的是蛋白酶和脂肪酶，而蛋白酶多用枯草杆菌碱性蛋白酶。为了防止粗提酶的异味，在加酶洗涤剂中必定会添加香料。
在使用加酶洗衣粉时，为什么“切忌沸水冲溶”？
【提示】 沸水冲溶会造成洗衣粉中添加的酶变性失活，失去作用。
4．加酶洗衣粉中的酶作用的原理
衣服上的污渍一般有：血、汗、油、色素和食物的汁液，从生物化学的角度分析，它们的化学成分就是淀粉、蛋白质、脂质等，这些物质都可以用专一性的酶水解去除。
5．洗衣粉的作用原理
(1)一般洗衣粉：其成分中的表面活性剂能优先吸附在各种界面上，起到降低表面张力、改变体系界面状态的作用，而且这些物质中还含有疏水基团和亲水基团，在洗涤过程中起乳化作用和通透作用，使衣服中的脂肪类物质进入水中。
(2)加酶洗衣粉：除了具有表面活性剂的作用外，还有各种酶的水解作用，更有利于去除污渍。
碱性蛋白酶为什么具有如此强的功效？它的作用机理是怎样的？
【提示】 酶具有高效性，能迅速将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质分解成可溶性小分子肽。
二、加酶洗衣粉洗涤效果的实验探究
1．实验内容
一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有什么不同；二是不同温度下使用加酶洗衣粉洗涤效果有何不同。
2．实验步骤
(1)将2组恒温水浴分别调至40
℃和80
℃。
(2)取3个三角瓶(分别编号为：1、2、3)，继续下表的步骤。
三角瓶编号
1
2
3
加水
100
mL
100
mL
100
mL
加洗衣粉(变量)
加酶洗衣粉
不加酶的洗衣粉
不加洗衣粉
温度控制
A
3个三角瓶一起放在20
℃室温下
或B
3个三角瓶一起放入40_℃水浴中
或C
3个三角瓶一起放入80_℃水浴中
(3)向上述3个三角瓶中各投放一块沾有鸡血的棉织物(已经放置1天以上)。
(4)不时摇动，观察水的颜色和棉布去污的速度。组间进行不同温度洗涤效果的比较。
(5)可用沾有油或淀粉糊的棉布进行同样洗涤，观察结果。
3．实验结果
(1)1、2、3号三角瓶之间的比较
①水的颜色(浑浊度)：1＞2＞3。
②棉布去污的速度(由快至慢排列)：1＞2＞3。
(2)不同温度下的1号三角瓶比较：水的颜色(浑浊度)和棉布去污的速度(由快至慢排列)：40_℃＞20_℃＞80_℃。
4．实验结论
(1)加酶洗衣粉的洗涤效果较一般洗衣粉更好。
(2)加酶洗衣粉在20
℃、40
℃、80
℃时的最佳使用条件为40
℃左右。
加酶洗衣粉的洗涤原理及影响因素
1．常用酶制剂的种类及洗涤原理和实例
种类
洗涤原理
洗涤实例
蛋白酶
可将蛋白质分解为易溶解或分散于洗涤液中的多肽
血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢
脂肪酶
把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸
食品的油渍、人体皮脂、口红
种类
洗涤原理
洗涤实例
淀粉酶
能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖等
来自面条、巧克力等的污垢
纤维素酶
使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好的去污效果
2.加酶洗衣粉的类型
根据加入洗衣粉中酶制剂的不同，将加酶洗衣粉分为以下两种：
(1)单一加酶洗衣粉：只加入一种酶制剂的洗衣粉。
(2)复合加酶洗衣粉：加入了多种酶制剂的洗衣粉，由于酶制剂之间可以发挥其独特的“协同效应”，因此与单一加酶洗衣粉相比对各种污渍都有较好的洗涤效果。
3．影响洗涤效果的因素
酶制剂的种类，污物的类型，水温、水量、水质，衣物的质料、大小，洗衣粉的用量，浸泡、洗涤时间等。
4．使用时的注意事项
(1)温度对酶制剂影响较大，温度低酶的活性受到抑制，不能充分发挥作用；温度高酶变性失活，温度以40
℃～70
℃为好。
(2)酶制剂有极强的选择性，应根据不同的污垢选用不同的酶。
(3)加酶洗衣粉不宜长期储存，一般储存期为半年，超过一年酶的活性显著下降。
(4)酶在强酸、强碱中活性降低以至失活，所以加酶洗衣粉不能与强酸、强碱同用。
①加酶洗衣粉除含普通洗衣粉成分外还含酶制剂。
②加酶洗衣粉降低了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，故减少了水体富营养化的污染。
下列关于加酶洗衣粉说法不正确的是( )
A．加酶洗衣粉的效果总比普通洗衣粉的效果好
B．加酶洗衣粉效果的好坏受很多因素影响
C．加酶洗衣粉中目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶
D．加酶洗衣粉相对普通洗衣粉更有利于环保
【思路点拨】 加酶洗衣粉与普通洗衣粉相比，虽然表面活性剂和三聚磷酸钠的含量较少，但添加了一定量的酶制剂。在酶的作用下，构成污渍的一些生物大分子被分解为可溶性的小分子，使污渍容易从衣物上脱落，即加酶洗衣粉的洗涤效果不仅没有降低，反而加强了。但是，由于酶具有专一性，只有洗衣粉中的酶与污渍相对应时，其优势才能发挥出来，如果不对应，加酶洗衣粉的洗涤效果可能不如普通洗衣粉。
【答案】 A
1．关于洗衣粉中的酶的说法错误的是( )
A．洗衣粉中的酶是人工合成的无机催化剂
B．洗衣粉中的酶是生物工程的产物
C．加酶洗衣粉有保质期，时间长了，酶活性会降低或丧失
D．加酶洗衣粉中磷的含量比普通洗衣粉低
【解析】 发酵工程是生物工程的内容之一，洗衣粉中的酶是发酵工程的产物，是微生物合成的一类蛋白质，所以加酶洗衣粉有一定的保质期，时间长了，酶的活性会降低或丧失，影响洗涤效果。加酶洗衣粉降低了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，比普通洗衣粉中磷的含量低。
【答案】 A
实验设计
1.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果
(1)实验原理
生活中的各种污渍主要是蛋白质、脂肪、淀粉等大分子有机物，这些有机物能在相应的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的作用下水解成易溶于水的小分子有机物。
(2)实验准备
①带有污染物的实验用布的制取：取一定量的污染物制成溶液，取等量的污染物滴加在大小、质地均相同的新布上。
②称取等量的洗衣粉：用天平准确称取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉。
(3)实验过程
①取两只大烧杯并编号，用量筒分别量500
mL蒸馏水放入其中。放入40
℃的水浴锅保温。
②将制好的带有污染物的实验用布和洗衣粉(一组为带有污染物的实验用布和普通洗衣粉，另一组为带有污染物的实验用布和加酶洗衣粉)分别放入两只烧杯中。
③用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。
④经过相同的时间后观察洗涤效果。
(4)实验结论
加酶洗衣粉的洗涤效果好。
①为确保单一变量，应有效控制无关变量，如水的用量、污染物的量、实验用布的质地大小、两种洗衣粉的用量、搅拌及洗涤时间等。
②加酶洗衣粉有很多种，要注意实验用的加酶洗衣粉说明，是单一加酶洗衣粉，还是复合加酶洗衣粉。
2．探究加酶洗衣粉使用时的最适温度
(1)实验原理：酶的活性受温度的影响，最适温度时酶的活性最大，去污力最强，高于或低于此温度，酶的活性降低，去污力下降。
(2)实验准备
①制取带有污染物的实验用布：将等量的鸡血滴到7块大小相同的、质地相同的新布上。
②称取加酶洗衣粉：用天平准确地称取等量的同种加酶洗衣粉7份。
(3)实验步骤
①配制系列温度梯度水溶液
取大烧杯7只，用量筒量取500
mL的蒸馏水放入其中。然后将7只烧杯分别放入25
℃、30
℃、35
℃、40
℃、45
℃、50
℃、55
℃的恒温水浴锅中。
②将制好的带有污染物的实验用布和称好的洗衣粉分别放入7只烧杯中。
③用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。
④经过相同的时间后观察洗涤效果。
实验中可以用滴管控制污染物的量，待污染物干燥后再进行实验；布料应放在洗衣粉溶液中浸泡相同的时间；采用玻璃棒或筷子搅拌的方式模拟洗衣过程；搅拌的时间、次数和力量应基本相同。
3．探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果
(1)实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。
(2)实验变量
加酶洗衣粉的种类。
(3)实验步骤
步骤
烧杯编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
注入自来水
500
mL
500
mL
500
mL
加入物质(等量)
奶渍布
奶渍布
奶渍布
控制水温
37
℃
37
℃
37
℃
加入洗衣粉(等量)
蛋白酶洗衣粉
复合酶洗衣粉
脂肪酶洗衣粉
用玻璃棒搅拌
5
min
5
min
5
min
观察实验现象
该实验探究多种加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果，也可以探究同一种加酶洗衣粉对于不同污渍的洗涤效果。
为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中分别加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。
请回答下列问题。
水温/℃
10
20
30
40
50
组别
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
清除血渍时间/min
67
66
88
52
51
83
36
34
77
11
12
68
9
11
67
清除油渍时间/min
93
78
95
87
63
91
82
46
85
75
27
77
69
8
68
(1)提高洗衣粉去污能力的方法有________________。甲组在洗衣粉中加入了____________。乙组在洗衣粉中加入了________________。
(2)甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有________。
(3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80
℃时洗涤同一
种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。_____________。
【思路点拨】 本题主要考查有关酶的相关内容。具体分析如下：
【答案】 (1)加酶和适当提高温度 蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶 (2)专一性 (3)没有差异，因为高温使酶失活
2．有人设计实验探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并优于普通洗衣粉。实验分为两组，一组衣物用加酶洗衣粉洗涤，一组衣物用普通洗衣粉洗涤。该实验设计缺少( )
A．用加酶洗衣粉洗涤和用适量普通洗衣粉洗涤的对照
B．既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤的对照
C．用普通洗衣粉洗涤和用少量加酶洗衣粉洗涤的对照
D．用少量普通洗衣粉洗涤和用大量加酶洗衣粉洗涤的对照
【解析】 该实验的自变量是加酶洗衣粉、普通洗衣粉。实验设计应分为三组，其中实验组有两组：一组用加酶洗衣粉，一组用普通洗衣粉；另外还应有一个空白对照组，既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤。
【答案】 B
1．下列不属于加酶洗衣粉中酶制剂的是( )
A．蛋白酶
B．脂肪酶
C．淀粉酶
D．麦芽糖酶
【解析】 加酶洗衣粉中添加的酶有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。
【答案】 D
2．影响加酶洗衣粉活性的条件不包括( )
A．温度
B．pH
C．表面活性剂
D．水量
【解析】 酶的活性受温度和酸碱度(pH)及表面活性剂的影响。水量只影响酶的浓度及反应速度，不影响其活性。若问的是影响加酶洗衣粉的洗涤效果，应包括水量等其他因素。
【答案】 D
3．用加酶洗衣粉洗涤衣物时，下列说法正确的是( )
A．可用加酶洗衣粉洗涤毛料衣服
B．一般先用热水泡开，然后调至适宜温度
C．水温太低使洗衣粉中的酶丧失活性后不能再恢复
D．使用添加了碱性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后应立即冲洗双手
【解析】 毛料衣服的主要成分为蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶会损坏衣服；高温会使酶失活，而低温抑制酶的活性，但不会使酶变性；皮肤中的蛋白质也会被加酶洗衣粉中的蛋白酶水解，损伤皮肤。
【答案】 D
4．某同学进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果比较”课题研究。实验设计如下：
①设置2组实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉
②2组实验的洗衣粉用量、被洗涤的衣物量、衣物质地、污染物性质和量、被污染的时间、洗涤时间、洗涤方式等全部相同，洗涤温度都为35
℃
③根据污渍去除程度得出结论
这个实验设计中，错误的是( )
A．①
B．①② C．② D．②③
【解析】 本实验的探究课题为加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果，自变量为是否添加了酶，而不是添加不同种类的酶。
【答案】 A
5．某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明：
成分：含碱性蛋白酶等。
用法：洗涤前先将衣服浸于洗衣粉水内数小时。使用温水效果最佳。
注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。
请回答下列问题：
(1)质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验，如图所示。
该实验的目的是______________________________________________。
(2)一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述(1)的实验材料及方法进行了如下实验，并把结果用曲线图A、B表示。
①由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为________。
②在0
℃和75
℃时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再度回到45
℃，后者的催化作用已不能恢复，这是因为_________________________________。
③该学生在实验过程中可通过观察________________________________现象判断酶的催化效率。
(3)该加酶洗衣粉的去污原理是___________________________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
【解析】 酶的成分是蛋白质，煮沸后失活，与正常温度下的该洗衣粉做对照可判断出洗衣粉中酶的活性(质量)。由此(1)实验的目的是检验洗衣粉中是否含有蛋白酶；(2)由图中曲线可以得知，该加酶洗衣粉的最适温度为45
℃，酶在高温下其结构会被破坏，导致其活性丧失。
【答案】 (1)检查该洗衣粉是否含碱性蛋白酶
(2)①45
℃ ②酶的活性已丧失 ③胶片上的蛋白膜消失时间的长短
(3)用蛋白酶分解衣服中的污垢，所含的大分子蛋白质水解成可溶性小分子多肽，使之易于洗去实验6
α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测
课 标 解 读
重 点 难 点
1.制备固定化α-淀粉酶。
2.进行淀粉水解的测定。3.通过此实验探讨固定化酶的应用价值。
1.固定化酶的方法和优点。2.固定化酶装柱后的使用。
一、酶与固定化酶
1．酶
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。
2．固定化酶
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。
3．将酶改造成固定化酶的原因
由于酶在水溶液中很不稳定，且不利于工业化使用，所以要将酶改造成固定化酶。
4．酶固定化的方法
吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。本实验用的是吸附法。
5．固定化酶作用的机理
将固定化酶装柱，当底物经过该柱时，在酶的作用下转变为产物。
在酶固定化的各种方法中，哪一种方法对酶的作用影响较小？
【提示】 吸附法
二、α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用检测的实验
1．实验目的
(1)制备固定化α-淀粉酶。
(2)进行淀粉水解作用的检测。
2．实验原理
将α-淀粉酶固定在石英砂上，一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶柱后，可使淀粉水解成糊精。用淀粉指示剂测试，若流出物呈红色，表明糊精生成。
3．本实验使用的酶及特性
本实验使用的酶是枯草杆菌的α-淀粉酶，其作用的最适pH为5.5～7.5，最适温度为50～75_℃。
4．实验材料及其制备
(1)α-淀粉酶的固定化：
在烧杯中将5
mg
α-淀粉酶溶于4
mL蒸馏水中
(由于酶不纯，可能有些不溶物)
↓
再加入5
g石英砂，不时搅拌30
min
↓
30
min后将上述溶液装入1支注射器中
(该注射器的下端接有气门心，并用夹子封住)
↓
用10倍体积的蒸馏水洗涤此注射器，以除去未吸附的游离淀粉酶，流速为1
mL/min
(2)可溶性淀粉溶液：取50
mg可溶性淀粉溶于100
mL热水中，搅拌均匀。
(3)KI-I2溶液：称取0.127
g碘和0.83
g碘化钾。加蒸馏水100
mL，完全溶解后装入滴瓶中。
5．实验步骤
(1)淀粉溶液流经固定化酶柱
将灌注了固定化酶的注射器放在注射器架上，用滴管滴加淀粉溶液，使该溶液以0.3
mL/min的流速过柱。
(2)接取流出物
待从固定化酶柱中流出5
mL淀粉溶液后，接收0.5
mL流出液。
(3)流出物鉴定
在流出物中加入KI-I2溶液，观察颜色。用水稀释1倍后再观察颜色。
(4)洗涤、保存固定化酶柱
实验后，用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱。放置在4
℃冰箱中保存。
(5)几天后取出冰箱中该固定化酶柱，重复实验，观察结果。
固定化酶柱为什么放在4
℃的冰箱中保存？
【提示】 高温会破坏酶的结构，低温不破坏酶的结构。
酶的固定化
1.固定化酶的概念
酶是生物体内各种化学反应的催化剂，具高度专一性和高效性，但酶在水溶液中很不稳定，且不利于工业化使用。固定化酶就是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质(如石英砂、毛玻璃、琼脂糖、明胶、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等)上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
2．酶的常用固定化方法
酶的固定化可分为酶分子固定化及细胞固定化。细胞固定化与直接固定酶相比，成本更低，操作也更容易。常用方法如下：
(1)物理吸附法
物理吸附法是指将酶吸附到固体吸附剂表面的方法，固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃、石英砂等。
(2)化学结合法(包括交联法及共价偶联法等)
化学结合法是指将酶分子相互结合，或将其结合到纤维素、琼脂糖、离子交换树脂等载体上的固定方式。工艺简便及条件温和是其显著特点，其载体选择范围很大，涉及天然或合成的无机、有机高分子材料。化学结合法中常见的有交联法、共价结合法、离子结合法等。
(3)包埋法
包埋法是指将酶包裹在多孔的载体中，如将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中，或包裹在硝酸纤维素等半透性高分子膜中。包埋法又分为凝胶包埋法和微囊化法，前者包埋成格子型，后者包埋成微胶囊型。
固定酶的方法
3．直接使用酶和固定化酶的比较
直接使用酶
固定化酶
酶的种数
一种或几种
一种
常用载体
－
石英砂、高岭土、皂土、硅胶、凝胶
制作方法
－
化学结合法固定化、物理吸附法固定化
催化反应
单一或多种
单一
反应底物
各种物质(大分子、小分子)
各种物质(大分子、小分子)
缺点
①对环境条件非常敏感，易失活；②难回收，成本高，影响产品质量
不利于催化一系列的酶促反应
优点
催化效率高、耗能低、污染低
①既能与反应物接触，又能与产物分离；②可以反复利用
4.固定化酶的优点
(1)可循环反复使用酶制剂。在某些情况下可使用上千次，极大地降低了生产成本。
(2)在生产中，可通过离心法或过滤法把酶与反应液相互分开，在大规模的生产中所需工艺设备比较简单易行。
(3)稳定性能好。
下列与固定化酶相关的叙述中正确的是( )
A．固定化酶是将水不溶性酶固定于某种介质上，使之成为易溶于水，而又具酶活性的制剂
B．将固定化酶装柱，当酶流过该柱时，可催化柱内底物转变为产物
C．酶固定的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等
D．固定化酶的缺点是酶在水溶液中很不稳定，且易与产物混在一起不易分离
【思路点拨】 固定化酶就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。与普通酶相比，固定化酶易与产物分离，且固定化酶反应柱中酶已被固定，不能从柱内流出；酶的固定化方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。
【答案】 C
关于固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法错误的是( )
A．固定化酶生物活性强，可长久使用
B．一般酶制剂应用后和产物混在一起，产物的纯度不高
C．一般酶制剂参加反应后不能重复利用
D．固定化酶可以反复利用，降低生产成本，提高产量和质量
【解析】 固定化酶是将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用，降低成本，产物中也不含酶，提高了产品的纯度，固定化酶虽可以多次利用，但不可长久使用。
【答案】 A
固定化酶的应用
1.用固定化酶技术生产高果糖浆
(1)高果糖浆生产中面临的问题：
高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化成果糖。这种酶的稳定性好，可以持续发挥作用。但是，酶溶解于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，造成很大的浪费。
(2)固定化酶反应柱——将酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些颗粒装在反应柱内，反应柱底端装上分布着许多小孔的筛板，酶颗粒无法通过小孔，而反应溶液却能出入。
(3)使用固定化酶技术生产高果糖浆。
生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。(如图所示)
(4)相关技术优势：
上述反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。目前，用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆的规模已经超过了每年1
000万吨。
2．α-淀粉酶的固定化
(1)固定方法——用吸附法将α-淀粉酶固定在石英砂上。
在烧杯中将5
mg
α-淀粉酶溶于4
mL蒸馏水中，再加入5
g石英砂，不时搅拌，30
min后，装入1支下端接有气门心并用夹子封住的注射器中(石英砂体积约4
mL)。用10倍体积的蒸馏水洗涤注射器以除去未吸附的游离淀粉酶。
(2)固定化α-淀粉酶功能检测
①原理：淀粉糊精
(遇碘显蓝色) (遇碘显红色)
麦芽糖葡萄糖
(遇碘不显色)
②检测：用吸附法将α-淀粉酶固定在石英砂上制成反应柱后，将反应柱(注射器)放在注射器架上，用滴管滴加淀粉溶液，当一定浓度的淀粉溶液流经反应柱时，柱内的α-淀粉酶可使淀粉水解成糊精——用淀粉指示剂(KI-I2溶液)测试，流出物呈“红色”——表明有淀粉水解产物糊精的生成(未水解时，淀粉遇其指示剂应显示蓝色)。
固定化酶在消除污染、保护环境方面的应用：固定化酶和固定化细胞在清除污染、保护环境方面也大有作为，是当代环境保护的出色“卫士”，其主要作用是进行环境监测和处理三废。
①环境监测：固定化酶也可以用于测定有毒物质的含量，进行环境监测，如用固定化多酚氧化酶检测水中的酚类物质；利用固定化酶还可以检测有机磷、有机氯农药等环境污染物(如过氯酸盐、氧化物和尿素等)
②处理三废：应用固定化酶或固定化细胞可以组成快速、高效、连续运行的污水处理系统，如用固定化分解氰化物的细菌除去废水中的氰化物；用固定化α-淀粉酶处理造纸厂的废水，用水解农药的细菌固定化制剂处理农药废水等。
下图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：
(1)请在横线上填出各标号名称。
①________，②________，③________。
(2)与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是______________________
____________________________________________________________。
(3)③的作用是_______________________________________________。
(4)制作固定化葡萄糖异构酶所用的方法有________或________。
(5)据图说出反应柱的作用原理：__________________________________
____________________________________________________________。
【思路点拨】 (1)固定化酶反应柱是将酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些颗粒装在反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板，酶颗粒无法通过小孔，而反应液却可出入，图示中①为反应柱，②为固定化酶，③为具有小孔的筛板。
(2)固定化酶的突出优点是既能与反应物接触，又能与产物分离。
(3)多孔筛板的作用在于阻止酶颗粒通过，但却让反应液自由出入。
(4)固定化酶可采用吸附法、交联法等方法。
(5)反应柱的作用原理在于反应物溶液从反应柱上端注入后，使反应物流过反应柱与固定化酶接触，参与催化化学反应所形成的产物则从柱的底端流出。
【答案】 (1)反应柱 固定化酶 分布着小孔的筛板
(2)既能与反应物接触，又能与产物分离，能连续性生产
(3)酶颗粒无法通过③，反应溶液却可自由出入
(4)吸附法 交联法
(5)反应物溶液从反应柱上端注入，使反应物溶液流过反应柱，与固定化酶接触，得到的产物从反应柱下端流出。
【互动探究】
若上述 例2 反应柱中，所固定的酶为α-淀粉酶，注入的溶液为一定浓度的淀粉溶液，请回答：
1 注入淀粉溶液后，反应柱底端流出物中主要成分是什么？你如何检测淀粉是否被水解？现象如何？
2 该流出物溶液中是否具有α-淀粉酶？为什么？如何通过简单实验，验证你的结论？
【提示】 1 流出物主要成分是糊精，可用淀粉指示剂检测淀粉是否被水解，其现象是：水解前溶液呈蓝色，水解后溶液呈红色。
2 流出物溶液中无α-淀粉酶，因为反应柱底端的多孔筛板只允许反应物溶液自由出入。而酶分子不能通过。为证明上述结论，可在装入反应物溶液前，先向柱内加入蒸馏水，收集柱底端流出物溶液进行淀粉水解实验——加入蒸馏水后的流出物溶液不能将淀粉水解，表明其内无淀粉酶。
1．下列不属于酶固定化的方法的是( )
A．吸附法
B．共价法
C．交联法
D．包埋法
【解析】 本题考查酶固定化的方法。酶固定化的方法比较多，其中包括吸附法、共价偶联法、交联法、包埋法等。本题四个选项中B项的方法描述不准确。
【答案】 B
2．固定化酶的优点是( )
A．有利于增加酶的活性
B．有利于产物的纯化
C．有利于提高反应速度
D．有利于酶发挥作用
【答案】 B
3．将固定化酶装柱后，当底物经过该柱时，底物发生的变化是( )
A．底物被稀释了
B．底物被浓缩了
C．底物的结构变得更加稳定了
D．底物被酶水解成产物了
【解析】 固定化酶装柱后，当底物经过该柱时，底物被酶水解成产物了。所以只有D选项是正确的。
【答案】 D
4．淀粉在各种酶的作用下会依次水解，不同阶段的水解产物遇到指示剂会出现不同的显色反应，下列选项中属于本实验中的反应物质和显色现象的是( )
A．淀粉遇碘显蓝色
B．糊精遇KI-I2溶液显红色
C．麦芽糖遇碘不显色
D．葡萄糖遇斐林试剂显砖红色
【解析】 本题考查本实验步骤中物质的鉴定过程。该过程所依据的原理是淀粉流经α-淀粉酶固定化酶柱时，淀粉被酶水解成了糊精，而糊精遇到KI-I2溶液显红色。所以A、C、D选项中的反应物质都是错误的，不是淀粉、麦芽糖、葡萄糖，而是糊精。只有选项B正确。
【答案】 B
5．回答下列有关固定化酶技术的问题。
(1)酶是生物体中生化反应的催化剂，在工业生产和食品加工中的应用日益广泛。为提高酶的利用率以及提高产品的纯度，一般需要对酶进行固定化处理：即将酶用物理或化学方法固定在______________介质上，具体方法有：吸附法、共价偶联法、________法和交联法。
(2)下图为装有固定化酶a的实验装置。其中b是反应柱，c是催化底物。若装置中的固定化酶为α-淀粉酶，则通常是利用吸附法进行固定的，介质一般为________。利用该装置进行淀粉水解实验时，在漏斗中加入反应液后的操作是______________________，以保证反应充分。对流出的液体用________检测，若呈现________色，说明淀粉被水解成糊精。若a是固定化酵母，要想得到较多的酒精，加入反应液后的操作是________，装置中的长导管起的作用是______________________________________________________________
____________________________________________________________。
(3)研究认为，用固定化酶处理污染物是很有前途的，如将从大肠杆菌得到的磷酸三酯酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，与用微生物降解相比，其作用不需要适宜的________________________。
A．温度
B．水分 C．pH D．营养
【解析】 (1)固定酶的介质应为非水溶性物质。
(2)固定α-淀粉酶的方法为石英砂吸附法。α-淀粉酶装柱后进行淀粉水解实验时，应打开活塞1和活塞2，并控制流速，保证α-淀粉酶的催化作用。检测淀粉是否被分解为糊精应用KI-I2溶液。如果反应柱中加入的是固定化的酵母细胞，利用酵母细胞生产酒精时，应在无氧条件下进行。弯曲的长导气管既可以排出无氧呼吸产生的CO2，也可以防止杂菌进入反应柱。
(3)固定化酶降解有机磷农药不需要营养。
【答案】 (1)非水溶性 包埋 (2)石英砂 打开活塞1和2，并控制流速 KI-I2溶液 红 关闭活塞1和2 排放气体CO2，防止杂菌进入反应柱 (3)D阶段整合提升
网
络
构
建
一、果酒、果醋和泡菜制作的比较
果酒和果醋的制作
制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
菌种
酵母菌：单细胞真核生物，异养兼性厌氧型，主要进行出芽生殖；醋化醋杆菌：单细胞原核生物，异养好氧型，二分裂生殖
乳酸菌：种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌，单细胞原核生物，异养厌氧型，分裂生殖
制作原理
果酒：酵母菌有氧呼吸：C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O酵母菌无氧呼吸：C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2果醋：醋化醋杆菌有氧呼吸：C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O
制作泡菜：乳酸菌无氧呼吸：C6H12O6→2C3H6O3检测亚硝酸盐含量：亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，产物与N-1-萘基乙二胺偶联，形成紫红色化合物
实验流程
操作提示
材料的选择与处理；防止发酵液被污染
泡菜坛的选择；腌制的条件；测定亚硝酸盐含量的操作
二、实验注意事项
1．在“果酒及果醋的制作”的实验中，为了防止杂菌污染，出现异味，影响质量，应将用具清洗干净，并用高锰酸钾溶液浸泡材料。为了提高制作速度，促进酒精发酵，在发酵前，必须接种酵母，并加入少量蔗糖。在果酒发酵过程中，应在瓶口安装装有水的弯曲玻璃管，既可防止氧气与杂菌进入，也可以使瓶中产生的CO2气体出去，以减少发酵瓶中的压力。安装果醋发酵装置时，要注意连接口的密封性，以免被杂菌污染，同时要注意进口处与出口处的流速，以保证酒精的充分氧化。在醋酸的发酵过程中，要注意经常用pH试纸检测流出液中的pH，以监控发酵过程的进行。
2．在“泡菜的腌制和亚硝酸盐含量的测定”实验中，首先应将要腌制的菜与所需用具洗净，以防止腌制过程中出现腐烂现象。将菜放入泡菜坛中后，一定要用水将坛口封好，形成一个缺氧的环境，使乳酸菌能够生存、繁殖并发酵。一般腌制一周左右即可开坛食用，此时可进行亚硝酸盐的测定。亚硝酸盐的测定可用光电比色法定量(有些学校如果条件所限，可以由教师进行测定，让学生感受到亚硝酸盐的存在)。由于长期食用亚硝酸盐容易使人体致癌，通过对泡菜中亚硝酸盐的测定，可以使学生形成良好的饮食习惯。
1．某研究小组以紫葡萄为原料制作葡萄酒的基本流程和装置示意图如下。
请回答：
(1)制作葡萄浆前，对葡萄进行清洗和用________色的高锰酸钾溶液浸泡。制作酵母悬液时，在干酵母中加入少量温水和极少蔗糖，待酵母悬液中出现________即可。
(2)装瓶后开始一段时间，发酵瓶总溶解氧的含量变化是________。发酵过程中，发酵瓶中酒精的含量变化是________。
(3)下列关于装置中有水弯管作用的叙述，错误的是________。
A．隔绝气体出入
B．使发酵瓶内外的压强基本平衡
C．减少杂菌污染
D．有利于发酵瓶内形成缺氧环境
(4)实验中，判断发酵完毕的依据是________。
A．发酵瓶中pH开始下降
B．发酵瓶中停止出现气泡
C．发酵瓶中酒精浓度达到30%
D．发酵瓶中酵母菌数量急剧减少
(5)欲利用葡萄酒制作果醋，发酵瓶中应加入的菌种是________，该菌种在________条件下能将乙醇氧化为醋酸。
【答案】 (1)红(紫) 气泡 (2)减少 增加
(3)A (4)B (5)醋化醋杆菌 有氧
2．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：
(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果胶酶。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。
(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________。
【解析】 发酵为无氧呼吸过程，需要提供无氧环境，所以弯管处加水的目的是防止空气进入。发酵完成后，CO2的生成结束，所以发酵罐内液面不再有气泡冒出。(2)制备醋酸过程需要避免其他杂菌干扰，所以乙罐内填充经灭菌处理的木材刨花。制备醋酸需要的菌种为醋杆菌，加刨花的目的是让醋杆菌附着在刨花上，使醋杆菌与培养液充分接触。杨梅醋的产生量与流入乙罐的杨梅酒的量有关，所以杨梅醋的pH可通过控制杨梅酒的流速来调节。(3)当缺少糖源时，醋杆菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸(C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O)。该过程并没有CO2产生，所以乙罐的CO2产生量几乎为零。
(4)在酿制杨梅醋的过程中，酵母菌能进行酒精发酵，所以酒精浓度先升高，后期酒精产量减少，同时醋杆菌又消耗酒精，所以酒精浓度在整个过程中的变化如题图所示。
【答案】 (1)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．下面是有关食醋和泡菜制作的实验。请回答：
(1)食醋可用大米为原料经三步发酵来制作：
第一步：大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成________(填中间产物)，然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用________(填淀粉指示剂)来检测，因为该试剂遇淀粉呈蓝色，遇上述中间产物呈红色。
第二步：用________菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主要原因是
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
第三步：用________菌将乙醇转化成乙酸，这一过程________氧气。
(2)泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是________，还有少量的亚硝酸，对亚硝酸盐的定量测定可以用________法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N-1-萘基乙二胺偶联成________色化合物。进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是________。
【解析】 (1)本题考查了以大米为原料，利用有关微生物制作食醋的过程。在发酵过程中会产生CO2，使瓶内压强升高，所以玻璃瓶不应完全密闭。(2)考查亚硝酸盐含量的测定方法，应加强相关知识的记忆。亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应物能与N-1-萘基乙二胺形成紫红色化合物。
【答案】 (1)糊精 碘液 酵母 发酵过程中会产生大量CO2，使瓶内压强升高而可能引起爆裂 醋化醋杆 需要消耗
(2)乳酸(或有机酸) 光电比色 紫红 作为对照
4．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 不含有实验1
大肠杆菌的培养和分离
课 标 解 读
重 点 难 点
1.进行大肠杆菌的扩增，利用液体培养基进行细菌培养的操作。2.进行大肠杆菌的分离，用固体平面培养基进行细菌的划线培养。3.说明大肠杆菌培养的条件和实验原理。
1.微生物实验的无菌操作。2.利用LB液体培养基进行细菌培养。3.利用LB固体培养基分离大肠杆菌。4.划线分离法和涂布分离法。
一、大肠杆菌
1．大肠杆菌是革兰氏阴性、兼性厌氧的肠道杆菌。
2．在肠道中，大肠杆菌一般对人无害，但也有一些菌株可以侵袭肠黏膜并产生毒素，任何大肠杆菌如果进入人的泌尿系统，都会对人体产生危害。
3．大肠杆菌是基因工程技术中被广泛采用的工具。
二、实验内容
1．本实验的内容是将大肠杆菌扩大培养和划线分离。分离后，一个菌体便会形成一个菌落，这是消除污染杂菌的通用方法，也是用于筛选高表达量菌株的最简便方法之一。
2．本实验用LB液体培养基(通用的细菌培养基)扩大培养大肠杆菌。培养后再在LB固体平面培养基上划线进行分离，随后培养基上便会形成一个个单独的菌落。
三、细菌的培养和分离
1．细菌以分裂的方式繁殖，分裂速度很快，约20分钟分裂一次。人们在培养细菌时，一般用接种环转移带菌的培养物。接种时，先将接种环在明火上烧红后冷却，再操作。
2．细菌的分离
(1)划线分离法：在液体培养基中，只要接种后培养8
h，每毫升培养基中就有几亿个细菌。可用接种环蘸菌液在含有固体培养基的培养皿平板上划线，在划线过程中接种环上的菌液逐渐减少，因此，划线到最后，可使细菌间的距离加大。在固体培养基培养10～20
h后，可由一个细菌产生单菌落，菌落不会重叠。如果再将每个菌落分别接种至含有固体培养基的试管斜面上，在斜面上划线，则每个斜面的菌群就是由一个细菌产生的后代。这种方法也可用于分离细菌，将污染的杂菌除去。
接种环在取菌种前和划线前都要灼烧、而后都要冷却、操作完毕后又要灼烧的原因是什么？
【提示】 取菌种前灼烧接种环的目的是消灭接种环上的微生物；除第一次划线外，其余划线前都要灼烧接种环的目的是消灭接种环上残留菌种；取菌种和划线前都要求接种环冷却后进行，目的是防止高温杀死菌种；最后灼烧接种环的目的是防止细菌污染环境和操作者。
(2)涂布分离法：先将培养的菌液稀释，通常稀释10－5～10－7倍，然后取0.1
mL不同稀释度的稀释菌液加在培养皿的固体培养基上，用玻璃刮刀涂布在培养基平面上进行培养，在适当的稀释度下，可产生相互分开的菌落。通常每个培养皿有20个以内的单菌落最为适合。将每个菌落分别接种在斜面上扩增培养后，再做功能性实验。
细菌的两种分离法各有优点，都可采用。划线分离法，方法简单；涂布分离法，单菌落更易分开，但操作复杂些。
四、灭菌操作
1．各种器皿必须是无菌的：实验用具用牛皮纸或报纸包好，所有容器都先封口，然后进行高压蒸汽灭菌(1
kg/cm2压力、121
℃、15
min)处理，并在超净台上使用。
注意：实验中所需棉花不能用脱脂棉，因为脱脂棉易吸水。
2．各种培养基必须是无菌的。
3．细菌转移过程要避免杂菌污染和菌种外泄。
注意：培养皿需倒置，防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基，冲散菌落。
五、大肠杆菌培养与分离的实验步骤
1．在两个250
mL三角瓶中分别装入50
mL
LB液体培养基和50
mL
LB固体培养基，加上封口膜。将培养皿包好，连同培养基一同灭菌15
min。
2．灭菌后待培养基冷却至60
℃时，关闭紫外灯，点燃酒精灯，并用酒精棉球擦拭桌面和实验者的手。在酒精灯火焰旁用右手持盛有固体培养基的三角瓶，左手拿培养皿，并将培养基倒入4个培养皿中，将培养皿置于水平位置上，待其凝固。
为什么要在酒精灯火焰旁进行操作？
【提示】 酒精灯火焰旁约10
cm的空间是一个无菌区，在酒精灯火焰旁操作能防止杂菌污染。
3．扩大培养
先将接种环在酒精灯火焰上烧红，再深入到大肠杆菌斜面，使环冷却后，取菌体，并将菌体放入三角瓶液体培养基中，封瓶后在37
℃每分钟200转的摇床上振荡培养12
h。
4．划线分离
用在酒精灯火焰上灼烧后的接种环深入到摇床上培养后的菌液中，然后在固体培养基的平板上连续划线，接种环需蘸菌液1次，划线后盖好皿盖，将培养皿倒置，在37
℃，恒温培养箱中培养12～24
h后，可在划线的末端出现不连续的单个菌落，表明菌已被分离。
5.
在无菌操作下将单菌落用接种环取出，再用划线法接种在斜面上，37
℃培养24
h后，置于4
℃冰箱中保存。
微生物培养的基本条件
1.培养基及其类型
(1)培养基：①概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质，此即培养基。
②作用：在提供主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质及O2的需求，如培养乳酸杆菌时需在培养基中添加维生素，培养霉菌时需将pH调至酸性，培养厌氧型微生物需给予无氧条件等。
(2)培养基的种类
划分标准
培养基种类
特点
用途
物理性质
液体培养基
不加凝固剂
微生物的扩大培养、工业生产
半固体培养基
加凝固剂，如琼脂
观察微生物的运动、分类鉴定
固体培养基
微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种
用途
选择培养基
培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长
培养、分离出特定微生物(如培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素；培养金黄色葡萄球菌，可在培养基中加入高浓度食盐)
用途
鉴别培养基
根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品
鉴别不同种类的微生物，如可用伊红—美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有，菌落呈深紫色，并带有金属光泽)
2.无菌技术
进行微生物培养获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染，无菌技术即围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括以下几个方面：
(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。
(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。
(3)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)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
3．消毒和灭菌的比较
概念
常用方法
应用的范围
消毒
使用较为温和的物理或化学方法，杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)
煮沸消毒法：在100
℃开水中煮沸5～6
min
一般物品
巴氏消毒法：70～75
℃煮30
min或在80
℃煮15
min
对于一些不耐高温的液体，如牛奶
化学药剂消毒法
如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等
灭菌
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)
灼烧灭菌：酒精灯火焰
接种工具的灭菌
干热灭菌：干热灭菌箱内160～170
℃下灭菌1～2
h
玻璃器皿、金属工具的灭菌
高压蒸汽灭菌：121
℃条件下，灭菌15～30
min
培养基及容器的灭菌
注：消毒与灭菌的最大区别是芽孢和孢子能否存活
某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察计数。请回答与此实验相关的问题。
(1)制备培养基：根据物理性质的不同，可以将培养基分为液体、半固体和固体培养基。对细菌进行大量的扩增，用________培养基进行培养；对细菌进行分离，用________培养基进行培养。
(2)灭菌：在培养微生物时必须进行无菌操作，包括各种________都必须是无菌的。对它们进行灭菌，通常用________法灭菌。
(3)接种及培养：接种时常用的工具是________和玻璃三角刮刀。
为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于________中培养，培养的温度设定在37
℃。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种________作为对照进行实验。
(4)菌落观察计数：培养20小时后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有________种细菌。一般说来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越________。
(5)选择培养基是在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长。如果提高培养基中NaCl的浓度，可以用于筛选耐________细菌。
【思路点拨】 (1)细菌扩大培养用液体培养基，分离用固体培养基。(2)无菌操作包括所有的器皿要无菌，所有的培养基要无菌，接种过程要防止杂菌污染。实验室中常用高压蒸汽灭菌法。(3)接种时常用接种环，用恒温培养箱保持温度。在实验过程中，除实验变量以外的其他各变量应适宜且相同，以利于更好地实现实验目的。(4)不同的菌落具有各自不同的菌落特征(如硬度、颜色、透明度、光滑度等。)(5)选择培养基可以将所需要的微生物从混杂的微生物中分离出来。
【答案】 (1)液体 固体平面 (2)器皿和培养基
高压蒸汽灭菌 (3)接种环 恒温培养箱 无菌水
(4)多 高 (5)盐(或NaCl)
1．细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽、用酒精棉球擦试、火焰灼烧等几种不同的处理，这些方法依次用于杀灭哪些部位的杂菌( )
A．接种环、手、培养基
B．高压锅、手、接种环
C．培养基、手、接种环
D．接种环、手、高压锅
【解析】 此题考查对无菌技术的掌握。高压蒸汽灭菌锅是灭菌的一个设备，通常用于培养基的灭菌。用酒精擦拭双手是消毒的一种方法。火焰灼烧，可以迅速彻底地灭菌，适用于微生物接种工具的灭菌，如接种环。
【答案】 C
大肠杆菌的培养和分离
1.LB培养基的制备
(1)计算：根据LB培养基配方的比例，计算配制50
mL
的培养基时各种成分的用量。
(2)称量：准确地称取各种成分。即：蛋白胨0.5
g、酵母提取物0.25
g、氯化钠0.5
g，加水50
mL。(如配LB固体培养基，则再加1
g
琼脂)
(3)制备空白斜面：将LB液体培养基配好，加入琼脂并加热使之融化后，通过玻璃漏斗加入试管中，每试管2
mL，加棉塞并将试管捆在一起，上端加盖一张牛皮纸，灭菌。灭菌后斜靠于平放的铅笔上，冷却后即成空白斜面培养基。
2．进行大肠杆菌培养与分离操作
(1)灭菌
(2)制备LB固体平面培养基——倒平板操作
待培养基冷却至60
℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。倒平板的具体操作描述如下：
(3)扩大培养
①左手持大肠杆菌斜面和有液体培养基的三角瓶，右手拿接种环并用无名指、小指夹住斜面的棉塞和三角瓶封口膜。
②将接种环在火焰上烧红，再深入到斜面，使其冷却后取菌体。
③将菌体放入三角瓶液体培养基中(将封口膜及斜面棉塞复原)。
④三角瓶在37
℃摇床振荡培养12
h。
(4)划线分离
①取种
在酒精灯火焰上灼烧接种环，将上述培养后的菌液打开，接种环部分深入到菌液中取种。
②平板划线操作
在LB固体培养基的平板上连续划线(如下图所示)，划线后盖好培养皿。
③培养
将上述划线操作后的培养皿倒置放至37
℃恒温培养箱中培养12～24
h，可看到划线的末端出现不连续的单个菌落，表明菌已被分离。
(5)菌种纯化与保藏
在无菌操作下，将单菌落用接种环取出，再用划线法接种至斜面上，37
℃培养24
h后，4
℃冰箱保存即可。
划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面，以期在连续划线后，可以分离到由单个细胞繁殖而来的子细胞群体(菌落)，从而达到纯化菌种的目的，为此，在划线操作时，接种环只需在菌液中蘸取菌液一次，且作第二次及其以后的划线操作时，须从上一次划线的末端划线——如此可使菌体数量随划线次数的增加而减少，并逐步分散，最终实现在平板上得到单菌落的目的。
下图为“大肠杆菌的培养和分离”实验的基本流程：
→→→→
请回答：
(1)灭菌常用________法，灭菌后，要待________________时才能打开锅盖。
(2)倒平板和接种前要用________擦手。接种和划线前使用________的方法对接种环灭菌。
(3)划线分离时，接种环在菌液中蘸取________次。下图甲表示在平板培养基上的第一次和第二次划线，请在乙图中画出第三次划线。
(4)划线后在恒温培养箱中培养时，培养皿须倒置，目的是__________________。
(5)实验完成后，接触过细菌的器皿应如何处理？____________________。
【思路点拨】 此题考查大肠杆菌的培养和分离过程，具体分析如下：
(1)灭菌是指对LB液体培养基和LB固体培养基进行的灭菌。对培养基进行的灭菌应该是用灭菌锅进行高压蒸汽灭菌。灭菌后，灭菌锅内的压力与大气压相同时，才能打开灭菌锅，否则会造成培养液溅出。
(2)在进行实验操作时，操作者的双手要用酒精棉球擦拭消毒，接种环要用火焰烧灼灭菌。
(3)划线分离时，接种环在菌液中蘸取菌液1次然后连续划线。
(4)在培养时，培养皿须倒置，目的是防止冷凝后形成的水滴落在培养基上污染培养基，冲散菌落。
(5)实验完成后，接触过细菌的器皿应灭菌处理以防止污染。
【答案】 (1)高压蒸汽 灭菌锅内压力与大气压相同
(2)酒精棉球 (酒精灯火焰上)灼烧
(3)1 (见右图)
(4)避免水滴污染培养基
(5)接触过细菌的器皿应作灭菌处理
划线分离操作
①第一次划线及每次划线之前都需灼烧灭菌，划线操作结束仍需灼烧接种环，每次灼烧的目的如下表：
第一次灼烧
每次划线之前灼烧
划线结束灼烧
目的
避免接种环上可能存在的微生物污染培养物
杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使每次划线的菌种来自上次划线末端
杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者
②灼烧接种环之后，要冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。
③划线时最后一区域不要与第一区域相连。
④划线用力要大小适当，防止用力过大将培养基划破。
2．下图为“大肠杆菌的培养和分离”实验的基本流程，请回答：
→→→→
(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。
【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)
1．下列有关倒平板操作错误的是( )
A．将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上
B．使打开的锥形瓶瓶口迅速通过火焰
C．将培养皿打开，培养皿盖倒放在桌面上
D．等待平板冷却凝固后需要将平板倒过来放置
【解析】 整个倒平板过程要防止外来杂菌的入侵，因此，灭过菌的培养皿放在火焰旁，打开的锥形瓶瓶口迅速通过火焰，培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，不能将培养皿盖完全打开，等待平板冷却凝固后需要将平板倒过来放置。
【答案】 C
2．无菌技术包括以下几个方面的叙述，其中错误的是( )
A．对培养操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌
B．对培养器皿、接种用具和培养基等进行灭菌
C．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
D．实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触
【解析】 灭菌是采用强烈的理化因素对用于微生物培养的培养皿、接种用具和培养基进行处理，使物体内外一切微生物，包括芽孢和孢子都要被杀死；实验操作者的衣着和手以及操作空间只能进行消毒。
【答案】 A
3．下列依次表示倒平板、接种的位置，以及划线法接种的路径示意图，其中错误的是( )
【解析】 在划线时，应在第一区的划线末端开始往第二区域内划线，在第二区的划线末端开始往第三区划线。
【答案】 D
4．关于大肠杆菌的培养和分离实验以下叙述不正确的是( )
A．本实验的内容是将大肠杆菌进行扩大培养和划线分离
B．本实验用LB液体培养基扩大培养大肠杆菌，再在LB固体平面培养基上划线进行大肠杆菌的分离
C．除划线分离外，也可用涂布分离法分离大肠杆菌，两种分离方法中划线分离方法简单且单菌落更易分开
D．进行培养之前对加入培养基的三角瓶、试管也要在121
℃下灭菌15
min
【解析】 划线分离与涂布分离均可实现对大肠杆菌的分离，其中划线分离法操作简单，但单菌落相对不易分开，涂布分离法操作虽相对复杂，但单菌落更易分开。
【答案】 C
5．微生物与人类关系密切。虽然有些微生物能使动植物患病，但多数微生物对人类是有益的。请回答：
(1)培养基中含有蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供____________。对培养基进行灭菌，应该采用的方法是____________。接种时通常采用________法。
(2)在制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的倒平板操作时，平板冷凝后，要将平板倒置的原因是____________________________________________________
____________________________________________________________。
(3)微生物接种的方法很多，最常用的是平板划线法和____________法。在用平板划线法接种时，在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环的目的是______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？
______________________________________________________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
【答案】 (1)氮源(碳源)、碳源 高压蒸汽灭菌 平板划线
(2)皿盖上会凝有水珠，防止水珠落入培养皿造成污染，还可使培养基表面的水分更好地挥发
(3)稀释涂布平板
第一步灼烧接种环是防止接种环上有其他微生物而污染培养基。每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次接种时留下的菌种，使下一次划线时接种环上的菌种直接来自上次划线的末端，以便通过多次划线后，得到单个的菌落 划线结束后仍要灼烧接种环，以免菌种对环境造成污染和感染操作者阶段整合提升
网
络
构
建
一、探究酶的实验设计
1．思路
在保证无关变量相同的前提下，在一恒定温度下设置pH梯度，可确定酶催化作用的最适pH；在一恒定pH条件下，通过设置温度梯度，可确定酶催化作用的最适温度；在温度和pH都相同的条件下，通过设置酶的用量梯度可以确定酶的最适用量。
2．原则
对照原则、单一变量原则、平行重复原则。其中的变量就是所研究的对象。在分析实验问题时，要紧紧抓住研究变量，把其他可能影响实验结果的变量变为常量，才能保证对照实验结果的严密性和准确性。
3．生物探究实验中的各种变量及控制
(1)变量：在实验中，变量是指可被操纵的特定因素或条件。据其在实验中的作用，可分为两组：
①实验变量与反应变量：实验变量，也称为自变量，指实验中实验者所操纵的因素或条件。反应变量，亦称因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。通常，实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。在本实验中，温度为实验变量，果汁的量为反应变量。
②无关变量与额外变量：无关变量，也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验现象或实验结果的因素或条件。额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化或结果。显然，额外变量会对反应变量起干扰作用。例如，上述实验中除实验变量温度以外，试管洁净程度、酶的新鲜程度、试剂溶液的剂量、实验操作程序、温度处理的时间长短等，都属于无关变量。如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会对实验结果造成干扰，产生误差。在实验设计和操作中，要尽量减少无关变量，而且不同的实验组中的无关变量应完全相同，这样就会避免实验结果的差异是由无关变量引起的可能性，便于清晰地研究实验变量与反应变量的关系。
(2)严格控制无关变量(以上述实验为例)
①各实验组中苹果泥的用量和果胶酶的用量要严格控制相等。
②苹果泥和果胶酶混合之前，要进行恒温处理，并且处理时间不能太短。
③严格控制各实验组的pH、操作的程序等。
二、酶的应用及相关实验中实验注意事项
1．在“果汁中的果胶和果胶酶”实验中，教材所用的是苹果或山楂，也可根据当地情况及时令选择适宜的水果，如葡萄、杨梅或樱桃等，最好能与当时、当地的丰产水果吻合。
2．在“加酶洗衣粉的使用条件和效果”实验中，由于市售的加酶洗衣粉品牌不同，厂家不同，所含酶的种类与含量也不同，教师选购时，可选多种品牌，让学生在实验前先分析洗衣粉袋上的说明再决定使用的类型。也可结合一些洗衣粉的电视广告，通过实验验证，培养学生的鉴别能力。棉布上的污渍必须要放置1天以上。污渍的类型如果由学生自己制作与确定，更好。
3．在“α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”实验中，“酶的固定化”最好不要由教师代做，应让学生自己制作，让学生直接观察与感受固定前后石英砂的变化。形成固定化酶柱后，要求学生除去未吸附的游离α-淀粉酶，并检测固定化酶柱中流出液中是否还有α-淀粉酶存在，通过这个过程，可使学生更好地理解酶的固定化。当实验结束后，对固定化酶柱要进行洗涤并冷藏，过一段时间，应该让学生重做实验，以测定固定化酶的有效性。
1．某工厂为了生产耐高温植酸酶饲料添加剂，开展了产该酶菌株的筛选、酶的固定化及其特性分析研究，其流程如下图所示。
→→→→→
请回答：
(1)在合适条件下，将提纯的植酸酶与海藻酸钠混合后，滴加到一定浓度的钙离子溶液中，使液滴形成凝胶固体小球。该过程是对酶进行________。
A．吸附
B．包埋
C．装柱
D．洗涤
(2)温度与植酸酶相对酶活性的关系如图所示。下列叙述错误的是________。
A．测试温度中，固定化与非固定化植酸酶的最适温度分别为60
℃和45
℃
B．测试温度范围内，固定化植酸酶的相对酶活性波动低于非固定化植酸酶
C．固定化与非固定化植酸酶相比，相对酶活性在80%以上时的温度范围较宽
D．65
℃时固定化与非固定化植酸酶的相对酶活性因蛋白质变性而位于最低点
【解析】 (1)海藻酸钠微溶于水，易形成凝胶，提纯的植酸酶被海藻酸钠固定化后可反复使用，这种固定化酶的方法属于包埋法。
(2)观察图像可知，65
℃时固定化植酸酶的相对酶活性仍在80%以上，并没有位于最低点，而蛋白质变性会导致酶失活，即相对酶活性为0，D项错误；A、B、C三项叙述均与图中信息相吻合。
【答案】 (1)B (2)D
2．下面是关于固定化酶和细菌培养实验的问题。请回答：
(1)某兴趣小组欲利用固定化酶进行酶解淀粉的实验，分组见下表。
组别
固定化酶柱长度(cm)
淀粉溶液的流速(mL·min－1)
甲
10
0.3
乙
10
0.5
丙
15
0.3
丁
15
0.5
将吸附了α 淀粉酶的石英砂装入柱中后，需用蒸馏水充分洗涤固定化酶柱，以除去________。按上表分组，将配制好的淀粉溶液加入到固定化酶柱中，然后取一定量的流出液进行KI I2检测。若流出液呈红色，表明有________生成；若各组呈现的颜色有显著差异，则流出液中淀粉水解产物浓度最高的是________组。
(2)下列关于上述固定化酶实验的叙述，错误的是________
A．固定化酶柱长度和淀粉溶液流速决定了酶柱中酶的含量
B．淀粉溶液流速过快会导致流出液中含有淀粉
C．各组实验所用的淀粉溶液浓度应相同
D．淀粉溶液的pH对实验结果有影响
(3)现有一份污水样品，某兴趣小组欲检测其中的细菌数，进行以下实验。将一定量的污水样品进行浓度梯度稀释。取适量不同稀释度的稀释液，用________法分别接种于固体平面培养基上，经培养后进行计数。该实验应注意，接种前，从盛有________的容器中将玻璃刮刀取出，放在酒精灯火焰上灼烧，冷却后待用；分组时，需用________作为对照。
(4)在上述细菌培养实验中进行计数时，应计数的是接种了________
A．各个稀释度样品的培养基上的细菌数
B．合理稀释度样品的培养基上的细菌数
C．各个稀释度样品的培养基上的菌落数
D．合理稀释度样品的培养基上的菌落数
【解析】 (1)利用固定化酶进行酶解淀粉的实验时，先要将酶固定化。此题中利用石英砂吸附α 淀粉酶，装入固定化酶柱时有些酶没有完全吸附在石英砂上，需用蒸馏水充分洗涤固定化酶柱，以除去未吸附的游离的α 淀粉酶。α 淀粉酶可使淀粉水解成糊精，如果用淀粉指示剂(KI I2)检测糊精，则呈现红色。酶的量不同，水解的效果也不同，丙组固定化酶柱的长度较长，其固定化酶的总量较多，且柱中淀粉溶液的流速也较慢，反应充分，故产物浓度高，颜色最深。
(2)A项，固定化酶柱的长度决定了酶的含量，反应是否充分与淀粉溶液的流速有关，从而决定了产物的浓度。B项，如果淀粉溶液的流速过快，则淀粉与酶接触不充分，从而使淀粉不能被充分水解。
C项，各组淀粉溶液的浓度是实验的无关变量，故各组实验所用的淀粉溶液浓度应该相同。
D项，温度、pH会影响酶的活性，从而对实验结果造成影响。
(3)细菌的分离与计数常用涂布平板法，即用玻璃刮刀将一定体积的稀释液涂布到固体平面培养基上。玻璃刮刀在使用前需进行灭菌处理，即将其浸入体积分数为70%的酒精中，随后取出放在酒精灯火焰上灼烧，冷却后待用。为排除其他因素的影响，提高实验的可信度，实验中要设置空白对照。
(4)将菌液涂布到固体平面培养基上后，倒置放在恒温箱中培养，培养一段时间后，统计菌落数。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，这样通过统计菌落数就可估算出待测样品的细菌数目，所以要选择合理稀释度的样品。
【答案】 (1)未吸附的α 淀粉酶 糊精 丙
(2)A (3)涂布分离 70%酒精 未接种的培养基 (4)D
3．某同学进行苹果汁制作实验，工艺如下图所示。
请回答：
(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。
【解析】 (1)微生物黑曲霉能够产生果胶酶，果胶酶能分解果胶使浑浊的苹果汁澄清。石英砂能吸附果胶酶而将果胶酶固定化。(2)应先将果胶酶固定化后，再用固定化的果胶酶使苹果汁澄清。因此苹果汁澄清过程中，应关闭阀1。果胶不溶于乙醇，因此可用乙醇鉴别果胶。果汁与乙醇混合后，如果出现沉淀，说明果胶液被完全水解，应将阀3的流速调慢。(3)低温不破坏酶的结构，低温环境中保存后的酶可重复使用。
【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
