热点17生物技术实践
方向一：微生物的培养与利用
1.果酒、果醋、腐乳和泡菜制作所需菌种的代谢条件及操作注意事项
2.培养基的成分和分类以及无菌技术，微生物的接种方法和计数
方向二：酶的应用与生物有效成分的提取
1.酶活力测定的一般原理和方法；酶在食品制造和洗涤等方面的应用；制备和应用固相化酶。
2. 蛋白质的提取和分离
3. 从生物材料中提取某些特定的成分；植物芳香油和胡萝卜的提取方法及操作注意事项
微生物的培养与利用
要点清单：
一、知识体系构建
二、基础知识必备清单
1．培养基营养成分的分析方法
(1)虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。
(2)在微生物所需要的化合物中需要量最大的是碳源，新陈代谢同化作用类型的划分也是以是否能合成含碳有机物为依据，能合成含碳有机物的是自养型，反之则为异养型。
(3)对异养微生物来说，含C、H、O、N的有机化合物既是碳源又是氮源。
2．微生物的培养和纯化
(1)为了确定培养基的灭菌是否合格，微生物学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，因此培养基要添加琼脂。
(3)倒平板的温度一般在50 ℃左右较为适宜，温度过高会烫手，温度过低培养基又会凝固。
(4)平板需倒置，这样既可减少培养基表面的水分挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成培养基污染。
(5)平板划线法只适用于微生物的提纯，不适合进行计数，并且在最后一次划线的末端处的菌种最纯。
(6)利用稀释涂布平板法的计算公式估算水样中的活菌数：(C÷V)×M，其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。
(7)菌种可采用甘油管藏法长期保存。
3．利用微生物加工食品的误区
(1)误认为泡菜制作过程中乳酸和亚硝酸盐的含量都是先增加后减少。实际上，泡菜制作过程中乳酸的含量是先增加后保持稳定。
(2)误认为果酒、果醋制作过程中都需要无氧条件。果醋制作过程中，利用醋酸菌的有氧呼吸，因此需要有氧条件。
三、细节知识整合
归纳整合1：无菌操作技术
(1)常用的3种消毒方法——煮沸消毒法、巴氏消毒法及化学药剂消毒法。
(2)常用的3种灭菌方法
①灼烧灭菌——接种环、接种针等金属器具；
②干热灭菌——主要针对玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等；
③高压蒸汽灭菌——主要针对培养基等。
归纳整合2：平板划线法、稀释涂布平板法及显微镜直接计数法的区别
(1)平板划线法适用于微生物的纯化，但不能用于微生物的计数。
(2)稀释涂布平板法常用于活菌计数，而显微镜直接计数法不能区分菌体的死活。
(3)用稀释涂布平板法进行计数时，为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300间的平板进行计数。
归纳整合3：选择培养基及鉴别培养基的使用方法
(1)分离纤维素分解菌的实验中先用选择培养基，再用鉴别培养基。选择培养基中无凝固剂，为液体培养基，以纤维素作为碳源的微生物可以正常生长，而其他绝大多数微生物不能正常生长；利用液体培养基能使营养成分充分利用，以增加纤维素分解菌的浓度。
(2)鉴别培养基含琼脂，为固体培养基，可在培养基上形成肉眼可见的菌落。刚果红染色法就是应用的此类培养基。
归纳整合4：微生物计数的“两”种方法
(1)直接计数法：显微镜直接计数法。
(2)间接计数法：稀释涂布平板法(活菌计数法)，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。
归纳整合5：理清“4”种传统发酵食品的技术
食品
菌种
呼吸类型
原理
温度
果酒
酵母菌
兼性厌氧
有氧呼吸大量繁殖，无氧呼吸产生酒精
18～25 ℃
果醋
醋酸菌
有氧
糖(酒精)→醋酸
30～35 ℃
腐乳
毛霉等
有氧
蛋白酶、脂肪酶水解蛋白质、脂肪
15～18 ℃
泡菜
乳酸菌
无氧
无氧呼吸产生乳酸
－
归纳整合6：控制杂菌的“四大措施”
(1)通过发酵条件控制杂菌
①无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌。
②乳酸菌发酵、酒精发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖。
(2)利用盐控制杂菌：如腐乳的制作。
(3)利用酒精控制杂菌：如果酒、腐乳的制作。
(4)利用香辛料控制杂菌：如腐乳、泡菜的制作。
归纳整合7：乳酸菌数量、乳酸含量、亚硝酸盐含量随发酵时间变化的曲线
真题剖析：
1. （2019全国卷Ⅰ·37）
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（目标菌）。
Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X（5 g/L）。
Ⅱ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）。
Ⅲ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Ⅰ号培养基中，为微生物提供
氮源的是___________。Ⅱ、Ⅲ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Ⅱ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）Ⅱ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Ⅲ号培养基中得到了能高效
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_________。
2.（2019全国卷II·37）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________。
（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。
①在含有一定浓度W的固体培养基上，
A处滴加酶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。
②一段时间后，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___________。
酶的应用与生物有效成分的提取
一、构建知识体系
二、基础知识必备清单
1．探究影响果胶酶催化作用因素的实验设计思路
(1)在一恒定的pH下，设置一系列的温度梯度，探究温度对酶活性的影响。
(2)在一恒定温度下，设置一系列的pH梯度，探究pH对酶活性的影响。
(3)在恒定的温度和pH下，设置不同浓度的果胶酶，探究果胶酶的最佳用量。
2．酶和酵母细胞常用的几种固定方式
(1)是包埋法，是将酶或者细胞包埋在细微的网格里。
(2)是化学结合法，是将酶或者细胞相互结合或者结合到载体上。
(3)是物理吸附法，是将酶或者细胞吸附到载体表面。
3．物质分离的5种方法
(1)分离油水混合物：分液法。
(2)除去固体物和残渣：过滤法。
(3)除去液体中质量较小的固体残留物：离心法。
(4)除去芳香油中的残留水分：加入无水硫酸钠后过滤。
(5)除去萃取液中的有机溶剂：蒸馏法。
三、细节知识整合
归纳整合1：果胶酶与纤维素酶的比较
种类
组成
作用
果胶酶
多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等
催化果胶水解为可溶性半乳糖醛酸
纤维素酶
C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶
纤维素纤维二糖葡萄糖
归纳整合2：直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较
项目
直接使用酶
固定化酶
固定化细胞
酶的种类
一种或几种
一种
一系列
常用固定方法
(/
化学结合法、物理吸附法
包埋法
是否需要营养物质
否
否
是
催化反应
单一或多种
单一
一系列
反应底物
各种物质(大、小分子)
各种物质(大、小分子)
小分子物质
缺点
①对环境条件非常敏感，易失活；②难回收，成本高；③酶混在产物中，影响产品质量
不利于催化一系列的酶促反应
反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，可使反应效率下降
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可以重复利用
成本低、操作容易
归纳整合3：固定化酵母细胞制备流程中的4个关键点
(1)酵母细胞的活化：加入蒸馏水使酵母细胞从休眠状态重新恢复到正常的生活状态。此过程中酵母细胞体积增大，应选择容积足够大的容器，避免活化液溢出。
(2)配制海藻酸钠溶液：宜采用小火或间断加热的方法以防其焦糊。
(3)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：混合之前，海藻酸钠溶液要冷却至室温，然后加入已活化的酵母细胞并进行充分搅拌，混合均匀后，再转移至注射器中。
(4)固定化酵母细胞：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，将形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min 左右。
归纳整合4：三种植物成分的提取方法、提取原理及步骤的比较
植物成分
提取方法
提取原理
步骤
玫瑰精油
蒸馏法
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来
①水蒸气蒸馏；
②分离油层(加NaCl)；
③除水过滤(加无水Na2SO4)
橘皮精油
压榨法
通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油
①石灰水浸泡、漂洗；
②压榨、过滤、静置；
③再次过滤
胡萝卜素
萃取法
使提取物溶解在有机溶剂中，蒸发有机溶剂后得到提取物
①粉碎、干燥；
②萃取、过滤；
③浓缩
【特别提醒】 (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；要加装冷凝回流装置，目的是防止加热时有机溶剂挥发。
归纳整合5：血红蛋白的提取
(1)红细胞的洗涤
①目的：去除杂蛋白。
②方法：低速短时间离心，然后用胶头吸管吸出上层透明的黄色血浆，将下层暗红色的红细胞液体倒入烧杯，再加入五倍体积的生理盐水稀释，缓慢搅拌10 min，再低速短时间离心，如此重复洗涤三次，直至上清液不再呈现黄色，表明红细胞已洗涤干净。
(2)血红蛋白的释放
加蒸馏水(作用是使红细胞吸水涨破)到原血液的体积，再加40%体积的甲苯(作用是溶解细胞膜)，充分搅拌10 min，红细胞破裂，释放出血红蛋白。
(3)分离血红蛋白溶液
①将搅拌好的混合液转移到离心管内，以2 000 r/min的速率离心10 min后，试管中的溶液分为4层，血红蛋白的水溶液位于第3层。
②将试管中的液体用滤纸过滤，除去脂溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分离出下层的红色透明液体，即血红蛋白溶液。
归纳整合6：三种分离蛋白质的方法比较
(1)透析法：利用透析袋只允许小分子自由进出的原理，去除小分子杂质，可实现对血红蛋白的“粗分离”。
(2)凝胶色谱法：相对分子质量较大的蛋白质先流出，相对分子质量较小的蛋白质后流出，依此可对血红蛋白进行分离和纯化。
(3)电泳法：利用待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状不同，使带电分子产生不同的迁移速率，从而实现样品中各种分子的分离。
真题剖析：
1.（2019浙江4月选考·32）回答下列（一）小题：
（一）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，还因为______。
（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。
（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、作用时间等环境因素外，还需考虑的主要有______和______。
2. （2017新课标Ⅲ卷·37）绿色植物甲含有物质W，该物质为无色针状晶体，易溶于极性有机溶剂，难溶于水，且受热、受潮易分解。其提取流程为：植物甲→粉碎→加溶剂→振荡→收集提取液→活性炭处理→过滤去除活性炭→蒸馏（含回收溶剂）→重结晶→成品。回答下列问题：
（1）在提取物质W时，最好应选用的一
种原料是___________________（填
“高温烘干”“晾干”或“新鲜”）
的植物甲，不宜选用其他两种的原因是__
_________________________________。
（2）提取物质W时，振荡的作用是___
___________________。
（3）活性炭具有很强的吸附能力，在提取过程中，用活性炭处理提取液的目的是________________。
（4）现有丙酮（沸点56 ℃）、乙醇（沸点约78 ℃）两种溶剂，在提取物质W时，应选用丙酮作为提取剂，理由是__________________________________。
（5）该实验操作过程中应注意的事项是_________________（答出两点即可）。
1．(2019·全国Ⅲ，37)回答下列与细菌培养相关的问题。
(1)在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是________(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。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，其原因是_________________________。硝化细菌在没有碳源的培养基上________(填“能够”或“不能”)生长，原因是__________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)用平板培养细菌时一般需要将平板________(填“倒置”或“正置”)。
(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__________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过________处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。
2．(2019·泉州市3月质检)研究人员从大熊猫粪便中分离纤维素分解菌的实验流程如下图。请据图回答下列问题：
(1)进行步骤①的目的是_________________________________________________________；
液体培养基A应含有纤维素粉，其作用是____________________________________________
____________________________________________________________________(答出两点)。
(2)步骤②的操作是_____________________________________________________________，
以让纤维素分解菌被____________________________________________________________。
(3)鉴定纤维素分解菌时，培养基用______________染色。根据_________________________，
评定菌株的产酶能力。
3．(2019·福州质检)研究表明，香菇含有多种有效药用成分，其提取物有抗菌、抗肿瘤等多种功能。为研究香菇中的酚类物质对不同菌种的抑菌活性，科研人员进行了如下实验：
(1)根据香菇中酚类物质具有____________的特点，可采用萃取法提取。
(2)制备大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉菌的菌液。
(3)用____________法将3种菌液分别接种在固体培养基上，使其均匀生长。
(4)将浸透____________的无菌圆纸片分别贴在各个平板上。
(5)将完成步骤(4)的平板置于恒温培养箱中进行培养，不同平板的培养温度不一定相同，原因是___________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(6)测量抑菌圈直径，结果如下：
项目
抑菌圈直径(mm)
大肠杆菌
金黄色葡萄球菌
黑曲霉菌
香菇酚类物质
7.79
8.93
0
实验结果说明香菇酚类物质对______________没有明显的抑制作用，通过抑菌圈直径可以判断香菇酚类物质的抑菌活性高低的原理是___________________________________________
______________________________________________________________________________。
为使实验更具说服力，应如何设计对照组？__________________________________________
______________________________________________________________________________。
4．(2019·广东汕头质检)某生物兴趣小组的同学计划调查某快餐店的冰块中大肠杆菌的含量。具体实验步骤如下：
第一步：配制培养基(成分：蛋白胨、氯化钠、乳糖、水、X和Y)。
第二步：制作无菌平板。
第三步：设置空白对照组和实验组，对照组接种①，实验组接种②。
第四步：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)培养基中的乳糖可以为大肠杆菌提供 ___________________________________________。
为了方便大肠杆菌的鉴定，需要在培养基中添加成分X________________，在该培养基表面，大肠杆菌的菌落呈现________________(填颜色)。为了完成步骤二，该培养基中的成分Y通常是________________。
(2)完善步骤三
①是__________________________________________________________________________；
②是__________________________________________________________________________。
(3)在纯化大肠杆菌前，将灭菌后的空平板先培养一段时间，目的是________________。划线的某个平板培养后，第—划线区域的划线长满了菌落，第二划线区域却无菌落产生，可能的原因是_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是振荡培养能提高培养液中________________的含量和________________的利用率。
5．手机上的细菌真的比马桶还多吗？就此问题，甲、乙两位同学进行了下列实验(如图)。请回答下列相关问题：
(1)该实验需制备培养基，培养基中一般都含有水、碳源、______________________。
(2)据图，两位同学均采用______________法接种，该方法需要__________(多选)。
A．接种环 B．酒精灯 C．移液管 D．涂布器
E．无菌水
(3)通过观察菌落的__________，可知手机屏幕和马桶按钮上都存在多种微生物。两位同学的实验操作均正确且完全一致，但实验结果却截然不同，你认为原因是___________________
______________________________________________________________________________。
(4)按图操作取样面积，实验员测定某手机屏幕的细菌数量，将10 mL菌悬液进行梯度稀释，分别取0.1 mL稀释倍数为102的样品液接种到三个培养基上，培养一段时间后，统计菌落数分别为48、50、52，则该手机屏幕的细菌数为______个/cm2。该实验对照组该如何设置？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
6．(2017·全国Ⅱ，37)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：
(1)该实验的自变量是____________、____________。
(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是______________。
(3)如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是_____________________
______________________________________________________________________________。
(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为________________，脂肪转变为______________________。
7．请回答与酿酒和制醋有关的问题：
(1)红曲主要含有红曲霉菌和酵母菌等微生物，具有糖化和发酵的双重作用，为了获得优良的酿酒红曲，将红曲制成较稀浓度的悬液后，可通过______________或______________法分离出单菌落。
(2)大米经蒸煮、红曲霉菌糖化后，用食用酵母进行发酵，发酵完毕后得到新鲜红曲酒，酒中乙醇浓度不超过15%。其主要原因是当发酵液中的乙醇浓度超过16%时，________________
______________________________________________________________________________。
(3)影响红曲酒风味的主要因素有__________________等环境因素。
(4)在红曲醋生产工艺中，将适量的红曲酒、水、醋酸菌等混合，醋酸生产过程的反应式是_______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。醋酸发
酵时要始终保持有氧状态，原因是__________________。
8．请回答下列有关发酵食品制作的问题：
(1)在泡菜腌制的过程中，要注意控制腌制的时间、__________和食盐的用量；最后要向坛盖边沿的水槽中注满水，这一操作的目的是__________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)在传统腐乳制作过程中，所需的微生物来源于____________________________________
__________________；而现代的腐乳生产是在严格____________________的条件下，将优良的毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染。
(3)某同学制作蓝莓果醋时，定时通过充气口充气，原因是_____________________________
______________________________________________________________________________。
另一位同学在蓝莓果汁中直接加入某品牌活性酵母，之后先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，这一做法的目的是__________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)若制作失败，则在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由______________大量繁殖而形成的，其可在缺少糖源时将乙醇变为____________，然后变为醋酸。
9．太源井晒醋是自贡市的名优土特产品，该产品面市已有150多年的历史。中草药制曲和天然发酵是太源井晒醋与其他食醋的区别。下表表示太源井晒醋不同陈酿方法下的一些理化指标。据表回答下列问题：
项目
自然陈酿
恒温陈酿
总酸(以乙酸计)，(g/100 mL)≥
6.50
4.20
可溶性无盐固形物，(g/100 mL)≥
20.00
5.00
不挥发酸(以乳酸计)，(g/100 mL)≥
3.50
2.00
还原糖(以葡萄糖计)，(g/100 mL)≥
3.00
2.00
(1)醋的制作需要以__________作为菌种，请写出一个表示制醋原理的反应式_____________
______________________________________________________________________________。
从生态系统的成分看，该微生物属于生态系统中的______________。
(2)传统酿醋工艺中，主要是依靠自然界中的菌种，其生产性能不稳定且出醋率低，因而要对菌种进行纯化培养。纯化菌种可用__________法或稀释涂布平板法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。接种前需随机选取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间，其目的是___________________________________________________________。
(3)恒温陈酿时，需将温度控制在_____________范围内；由表中数据可知__________________法可提高晒醋质量。
(4)用一定的方法进行脱色处理后，食醋中的还原糖可用______________试剂检测，在水浴加热的条件下，该试剂与还原糖发生反应产生的现象是_______________________________。
10．(2019·辽宁葫芦岛一模)在冬季部分城市出现严重雾霾，这与野外焚烧秸秆有一定关系。微生物学家试图通过微生物降解技术使秸秆尽快腐烂，以增加土壤肥力并缓解环境污染。请回答下列有关问题：
(1)专家研制的降解秸秆的“催腐剂”是十余种能分解纤维素的霉菌、细菌和酵母菌的组合。其中____________在细胞结构上与其他两者不同。
(2)纤维素酶是一种复合酶，其中______________可以将纤维素分解为二糖，______________可以将二糖分解为葡萄糖。
(3)微生物学家为从发黑的树干上分离出有分解纤维素能力的高产菌株而制备了选择培养基，将菌液进行一系列____________，并涂布到选择培养基上，从而得到单个菌落，再采用__________法进行鉴定，得到下图所示菌落。那么，图中降解纤维素能力最强的菌株是______________(填图中序号)。
(4)为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验，其发酵方法有______________和______________两种。
11．(2019·甘肃张掖质检)酸奶和泡菜的制作都离不开乳酸菌，请回答下列有关问题：
(1)分离纯化乳酸菌的培养基中含蛋白胨，蛋白胨提供的主要营养有_____________________；
培养基灭菌常采用____________法；灭菌的标准是____________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)培养乳酸菌一段时间后，培养基中的pH会下降，原因是_____________________________
______________________________________________________________________________。
(3)家庭制作泡菜时，一般需要配制泡菜盐水，但会因其含盐量过高而影响口感。直接接种乳酸菌制作泡菜时，产生的大量乳酸能够____________，因此可以采用低盐工艺制作泡菜，从而大幅降低泡菜的含盐量。下图中能正确表示泡菜中亚硝酸盐含量随发酵时间变化的曲线是__________。
(4)乳酸菌活菌数是衡量酸奶营养价值的一个重要指标，为检测某酸奶中乳酸菌的含量，取不同稀释度的样品各1 mL 涂布到固体培养基上，在适宜条件下培养一段时间，统计得到106、107、108三个稀释度的培养基上的平均菌落数依次为433个、76个、8个，据此估算，每毫升样品中的乳酸菌数约为____________个，接种乳酸菌所用的工具是____________。
12．(2019·吉林市第三次调研)酶是细胞合成的生物催化剂，已经从实验室走进人们的生产、生活。请结合酶在食品、医药方面的应用来回答下列问题：
(1)腐乳又称豆腐乳，是我国流传数千年的特色传统民间美食，其营养丰富、易于消化吸收的原因是_______________________________________________________________________
等微生物富含____________________酶，能将豆腐中的蛋白质和脂肪分解为小分子物质。
(2)需要用__________法去除相对分子质量大的杂质蛋白，以纯化酶；利用__________法对酶进行纯度鉴定。
(3)“探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响”实验的自变量为____________________。
(4)“多酶片”是经特殊工艺制成的双层药片，可用于治疗消化不良。内层是肠溶衣(不易溶于胃液，可溶于肠液)包裹的胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶，外层是糖衣(可溶于胃液)包裹的胃蛋白酶。为使药物充分发挥作用，使用时建议____________________(填“整片吞服”或“嚼碎服用”)，理由是___________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
13．为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见污渍的去除能力，洗衣粉中常常会添加各种酶类。请回答下列有关问题：
(1)根据衣物上常见的污渍分析，加酶洗衣粉中应添加的酶类有蛋白酶、________________________。蛋白酶能将血渍、奶渍等中含有的大分子蛋白质水解成可溶性的____________________。
(2)下表为加酶洗衣粉包装袋上的产品使用注意事项，根据你所学习的有关知识，解释其中③的原因：______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
注意事项
①请将本品置于阴凉、干燥处，避热、避湿、避光。
②不慎溅入眼中，立即用水冲洗。
③水温以30～50 ℃为宜，切忌用60 ℃以上的热水。
(3)下面表格中的数据是探究洗衣粉洗涤效果的有关实验及结果，请据表回答问题。
脸盆编号
洗涤物(等量)
洗涤温度
洗衣粉(等量)
水量
洗净所需时间
1
油污布
45 ℃
加酶
2 L
4 min
2
油污布
45 ℃
普通
2 L
7 min
3
油污布
5 ℃
加酶
2 L
9 min
4
油污布
5 ℃
普通
2 L
8 min
①该实验要探究的问题是_______________________________________________________。
②该实验设计体现了_________________________________________________________原则。
③若1号实验组中洗净所需时间接近7 min，请分析最可能的原因是_____________________
______________________________________________________________________________。
14．(2019·吉林长春二模)乳糖酶主要用于乳品工业，可使低甜度和低溶解度的乳糖转变为较甜的、溶解度较大的单糖。乳糖酶的制备及固定化流程如下图，请回答下列问题：
―→―→―→
(1)筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用乳糖作为培养基的唯一________________，在此培养基上生长的菌落可以将乳糖水解为______________和半乳糖。
(2)产乳糖酶微生物L的培养过程中需要将培养瓶放置在摇床上不停振荡培养，其目的是__________________、__________________。此培养基中__________________(填“有”或“无”)菌落生长。
(3)在相同条件下，带电荷相同的蛋白质在特定的缓冲液中迁移的速度越快，说明其分子量越小，根据这一原理，纯化后的乳糖酶可用__________________法检测其分子量大小。
(4)乳糖酶宜采用化学结合法进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的__________________确定其应用价值，而酵母细胞固定化宜采用__________________。
15．(2019·河南洛阳二模)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下，酶所催化的某一化学反应的______________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：
①取3支试管，各注入2 mL淀粉溶液并分别编号A、B、C；
②再取3支试管，各注入1 mL淀粉酶溶液并分别编号a、b、c；
③向3支试管中各滴1滴碘液；
④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5 min；
⑤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5 min；
⑥观察实验现象。
最合理的操作顺序是( )
A．①②③④⑤⑥ B．①②④⑤③⑥
C．①④②③⑤⑥ D．①②⑤④③⑥
(3)与酒精发酵过程相关的酶存在于酵母菌细胞的______________中。
(4)果胶的化学本质是________，制取果汁时，用果胶酶将果胶分解成可溶性的____________，得到比较澄清的果汁。用适量且浓度适宜的果胶酶处理时，果汁的出汁率、澄清度与酶的______________高低成正相关。
16．(2019·河南开封模拟)如图甲～丙是植物有效成分的提取装置图。请据图回答下列有关问题：
(1)橘皮精油的提取一般用甲装置，而不用乙装置，理由是______________________________
______________________________________________________________________________。
对所获压榨液进行一系列处理的目的是____________________________________________。
(2)利用乙装置提取玫瑰精油，冷凝管内水流方向与蒸气的流向应__________________，再将锥形瓶内乳浊液中的玫瑰精油和大部分水分离开，需要用____________(填仪器名称)。
(3)因胡萝卜素具有________________的特点，可用丙装置来萃取。用石油醚作为萃取剂的理由是_________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
所获萃取液的浓缩______________(填“能”或“不能”)直接使用乙装置进行。用纸层析法对提取的胡萝卜素粗品进行鉴定时，用_________分别点样，若出现_________________(填层析结果)，则说明胡萝卜素提取成功。
17．(2019·吉林“五地六校”联考)茶饮料主打“健康牌”，极少添加人工合成的色素、香精等添加剂，更多利用从植物中提取的天然成分。请回答下列问题：
(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是____________(填“α-胡萝卜素”“β-胡萝卜素”或“γ-胡萝卜素”)，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子______________，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为________________，胡萝卜素是______(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。
(2)茶饮料所用的胡萝卜素，通常采用__________法从胡萝卜中提取；提取后常用_________法对提取物中的胡萝卜素进行鉴定。
(3)茶饮料所用的植物芳香油的提取流程如下：
茉莉花＋水→过程A→油水混合物→油层分离与粗提取→加无水硫酸钠→过滤→茉莉油
过程A表示________________，向粗提精油中加入无水硫酸钠的目的是_________________。
18．(2019·湖南怀化二模)近日，神经学家发现一种免疫蛋白——p2微球蛋白，这种蛋白除了具有免疫作用外，在患有阿兹海默症以及其他认知障碍疾病的病人体内浓度也较高。
(1)从血液中提取和分离p2微球蛋白，可以在进行了样品处理和粗分离的基础上，用凝胶色谱法进行进一步的纯化。进入色谱柱的相对分子质量不同的蛋白质按分子量不同先后洗脱下来，其中分子量大的蛋白质________(填“先”或“后”)洗脱出来。
(2)若用电泳法分离纯化p2微球蛋白，其原理是利用了分离样品中各种分子________的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现分离。
19．(2018·湖南长沙校级月考)如图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请回答下列问题：
(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有__________功能。
(2)图甲所示装置中A是__________，B是__________。
(3)观察图乙，往色谱柱中加样的正确操作顺序是____________(用序号表示)。在进行④操作前，应该等样品______________，且要____________(填“打开”或“关闭”)下端出口。
(4)图丙所示装置中C是____________，其作用是_____________________________________
___________________。用图丙所示装置分离血红蛋白时，待____________________________时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集，图中试管序号表示收集的先后顺序，则理论上试管⑤中的蛋白质相对分子质量比试管②中的__________。
20．请回答下列有关酶应用的问题：
(1)制作果汁时，榨取的果汁常常较浑浊，黏度高，容易发生沉淀，因此人们利用果胶酶来解决上述问题，果胶酶的作用_____________________________________________________，
使榨取果汁变得更容易，也使浑浊的果汁变得澄清。果汁中的酶很难回收，不能被再次利用，生产成本较高；同时，反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。而利用__________技术可以做到酶的反复使用。酶是由细胞产生的，于是，人们设想把合成酶的细胞直接固定用于生产，该技术的优点是___________________________________________________________。
(2)如图一表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图中的X溶液为______________，其作用是_____________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
在制备海藻酸钠与酵母细胞的混合液时，应将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，才能加入已活化的酵母细胞，目的是防止___________________________________________________。
(3)为了探究某加酶洗衣粉中碱性蛋白酶含量与洗涤效果的关系，某同学通过实验获得如图二所示的结果。由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是______%，本实验的自变量是__________________________________________________________________________。
21．(2019·安徽宣城二调)蓝莓是一种营养价值非常高的水果，富含花青素。花青素是一种热敏性活性物质，不易挥发，易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶剂中，在pH小于3.0时比较稳定。研究表明花青素具有抗炎症、延缓衰老等作用，因此人们将蓝莓加工，制成了蓝莓汁、蓝莓酒、蓝莓醋等系列产品。请回答下列问题：
(1)从蓝莓中提取花青素不采用水蒸气蒸馏法的原因是________________________________
______________________________________________________________________________。
提取的花青素常作为食品添加剂，从安全角度考虑，以下方案最佳的是__________________。
①盐酸＋甲醇 ②柠檬酸＋乙醇 ③柠檬酸＋丙酮
(2)超临界流体萃取技术是目前先进的一种物理萃取技术。萃取剂在常压和室温下为气体，在温度、压力高于临界值时为流体。利用超临界CO2为溶剂，可将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。与传统有机溶剂萃取法相比，超临界流体萃取法有哪些优点？_______________
________________________________________________________________(答出2点即可)。
(3)制作蓝莓汁时，为提高出汁率和澄清度，可向果汁中加入__________。酿造蓝莓酒时，若要实现酵母菌的反复利用，可进行__________________。为保证果酒发酵正常进行，需要严格控制的发酵条件有____________________________(答出2种即可)。
(4)蓝莓酒如果暴露在空气中，酒味会逐渐消失而散发出酸味，特别是炎热的夏天更是如此，其原因是_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
22．红细胞中含有大量血红蛋白，红细胞的功能主要是由血红蛋白完成的，血红蛋白的主要功能是携带O2或CO2，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白。根据材料回答下列问题：
(1)实验前取新鲜血液，要在采血器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。加入柠檬酸钠的目的是_____________________________________________。
(2)同学甲利用琼脂糖凝胶电泳技术将得到的蛋白质进行分离，在电泳过程中，影响蛋白质迁移速率的因素包括蛋白质分子的________、________以及分子的形状等。
(3)图1、图2分别是同学甲、乙利用同一种样品分离得到的结果，则图2中与图1中蛋白质P对应的是________(填字母)。
热点17生物技术实践
方向一：微生物的培养与利用
1.果酒、果醋、腐乳和泡菜制作所需菌种的代谢条件及操作注意事项
2.培养基的成分和分类以及无菌技术，微生物的接种方法和计数
方向二：酶的应用与生物有效成分的提取
1.酶活力测定的一般原理和方法；酶在食品制造和洗涤等方面的应用；制备和应用固相化酶。
2. 蛋白质的提取和分离
3. 从生物材料中提取某些特定的成分；植物芳香油和胡萝卜的提取方法及操作注意事项
微生物的培养与利用
要点清单：
一、知识体系构建
二、基础知识必备清单
1．培养基营养成分的分析方法
(1)虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。
(2)在微生物所需要的化合物中需要量最大的是碳源，新陈代谢同化作用类型的划分也是以是否能合成含碳有机物为依据，能合成含碳有机物的是自养型，反之则为异养型。
(3)对异养微生物来说，含C、H、O、N的有机化合物既是碳源又是氮源。
2．微生物的培养和纯化
(1)为了确定培养基的灭菌是否合格，微生物学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，因此培养基要添加琼脂。
(3)倒平板的温度一般在50 ℃左右较为适宜，温度过高会烫手，温度过低培养基又会凝固。
(4)平板需倒置，这样既可减少培养基表面的水分挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成培养基污染。
(5)平板划线法只适用于微生物的提纯，不适合进行计数，并且在最后一次划线的末端处的菌种最纯。
(6)利用稀释涂布平板法的计算公式估算水样中的活菌数：(C÷V)×M，其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。
(7)菌种可采用甘油管藏法长期保存。
3．利用微生物加工食品的误区
(1)误认为泡菜制作过程中乳酸和亚硝酸盐的含量都是先增加后减少。实际上，泡菜制作过程中乳酸的含量是先增加后保持稳定。
(2)误认为果酒、果醋制作过程中都需要无氧条件。果醋制作过程中，利用醋酸菌的有氧呼吸，因此需要有氧条件。
三、细节知识整合
归纳整合1：无菌操作技术
(1)常用的3种消毒方法——煮沸消毒法、巴氏消毒法及化学药剂消毒法。
(2)常用的3种灭菌方法
①灼烧灭菌——接种环、接种针等金属器具；
②干热灭菌——主要针对玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等；
③高压蒸汽灭菌——主要针对培养基等。
归纳整合2：平板划线法、稀释涂布平板法及显微镜直接计数法的区别
(1)平板划线法适用于微生物的纯化，但不能用于微生物的计数。
(2)稀释涂布平板法常用于活菌计数，而显微镜直接计数法不能区分菌体的死活。
(3)用稀释涂布平板法进行计数时，为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300间的平板进行计数。
归纳整合3：选择培养基及鉴别培养基的使用方法
(1)分离纤维素分解菌的实验中先用选择培养基，再用鉴别培养基。选择培养基中无凝固剂，为液体培养基，以纤维素作为碳源的微生物可以正常生长，而其他绝大多数微生物不能正常生长；利用液体培养基能使营养成分充分利用，以增加纤维素分解菌的浓度。
(2)鉴别培养基含琼脂，为固体培养基，可在培养基上形成肉眼可见的菌落。刚果红染色法就是应用的此类培养基。
归纳整合4：微生物计数的“两”种方法
(1)直接计数法：显微镜直接计数法。
(2)间接计数法：稀释涂布平板法(活菌计数法)，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。
归纳整合5：理清“4”种传统发酵食品的技术
食品
菌种
呼吸类型
原理
温度
果酒
酵母菌
兼性厌氧
有氧呼吸大量繁殖，无氧呼吸产生酒精
18～25 ℃
果醋
醋酸菌
有氧
糖(酒精)→醋酸
30～35 ℃
腐乳
毛霉等
有氧
蛋白酶、脂肪酶水解蛋白质、脂肪
15～18 ℃
泡菜
乳酸菌
无氧
无氧呼吸产生乳酸
－
归纳整合6：控制杂菌的“四大措施”
(1)通过发酵条件控制杂菌
①无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌。
②乳酸菌发酵、酒精发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖。
(2)利用盐控制杂菌：如腐乳的制作。
(3)利用酒精控制杂菌：如果酒、腐乳的制作。
(4)利用香辛料控制杂菌：如腐乳、泡菜的制作。
归纳整合7：乳酸菌数量、乳酸含量、亚硝酸盐含量随发酵时间变化的曲线
真题剖析：
1. （2019全国卷Ⅰ·37）
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（目标菌）。
Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X（5 g/L）。
Ⅱ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）。
Ⅲ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Ⅰ号培养基中，为微生物提供
氮源的是___________。Ⅱ、Ⅲ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Ⅱ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）Ⅱ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Ⅲ号培养基中得到了能高效
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_________。
【答案】（1）牛肉膏、蛋白胨 X
（2）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
（3）稀释涂布平板法
（4）能量 合成其他物质的原料
【解析】（1）氮源是微生物生长需要的一类营养物质，是含氮化合物，可为微生物的生长提供氮元素，牛肉膏、蛋白胨来源于动物原料，含有糖、维生素和有机氮等营养物质，因此在1号培养基中，可为微生物提供氮源的是牛肉膏、蛋白胨。碳源也是微生物生长所需要的一类营养物质，可为微生物的生长提供碳元素，而有机物均含碳元素，II、III号培养基均含有有机物X，因此，II、III号培养基为微生物的生长提供碳源的均为有机物X。
（2）由于II号培养基含有的碳源只有有机物X，因此若将土壤悬浮液接种在II号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌由于无法获得碳源而无法增殖导致其比例减少。
（3）微生物的接种方法很多，最常用的有平板划线法与稀释涂布平板法，由于稀释涂布平板法中，稀释度足够高的菌液经涂布培养后，在培养基表面形成的一个菌落是由菌液中的一个活菌繁殖而来，所以常用来进行微生物的计数。
（4）丙酮酸参与有氧呼吸的第二阶段，能被分解产生能量，且丙酮酸可作为许多物质合成的中间产物，因此其可为微生物的生长提供能量和合成其他物质的原料。
2.（2019全国卷II·37）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________。
（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。
①在含有一定浓度W的固体培养基上，
A处滴加酶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。
②一段时间后，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___________。
【答案】（1）W
（2）乙 乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W
（3）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
（4）①缓冲液 ②缓冲液不能降解W 酶E与天然酶降解W的能力相近
【解析】（1）该研究小组的目标菌是能够降解物质W的细菌，而物质W是一种含氮有机物，故可作筛选培养基中的氮源。
（2）研究小组的目标菌，是能够降解物质W的细菌，培养基中乙菌落的周围出现透明圈，说明乙菌落能够降解物质W，故乙菌落为该小组的目标细菌。
（3）目标菌能够利用空气中的氮气作为氮源，故选用的筛选培养基不添加氮源，能够在无氮源的培养基上生存的细菌便是目的细菌，故实验操作为：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。
（4）①C处作为空白对照，要排除作为溶剂的缓冲液对实验可能造成的影响，故需要在C处滴加缓冲液，且保持滴加量相同；②培养基中的透明圈表示物质W被降解的情况，若C处不出现透明圈，则说明缓冲液不能降解物质W；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明物质W被降解的程度相近，即酶E与天然酶降解物质W的能力相近。
酶的应用与生物有效成分的提取
一、构建知识体系
二、基础知识必备清单
1．探究影响果胶酶催化作用因素的实验设计思路
(1)在一恒定的pH下，设置一系列的温度梯度，探究温度对酶活性的影响。
(2)在一恒定温度下，设置一系列的pH梯度，探究pH对酶活性的影响。
(3)在恒定的温度和pH下，设置不同浓度的果胶酶，探究果胶酶的最佳用量。
2．酶和酵母细胞常用的几种固定方式
(1)是包埋法，是将酶或者细胞包埋在细微的网格里。
(2)是化学结合法，是将酶或者细胞相互结合或者结合到载体上。
(3)是物理吸附法，是将酶或者细胞吸附到载体表面。
3．物质分离的5种方法
(1)分离油水混合物：分液法。
(2)除去固体物和残渣：过滤法。
(3)除去液体中质量较小的固体残留物：离心法。
(4)除去芳香油中的残留水分：加入无水硫酸钠后过滤。
(5)除去萃取液中的有机溶剂：蒸馏法。
三、细节知识整合
归纳整合1：果胶酶与纤维素酶的比较
种类
组成
作用
果胶酶
多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等
催化果胶水解为可溶性半乳糖醛酸
纤维素酶
C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶
纤维素纤维二糖葡萄糖
归纳整合2：直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较
项目
直接使用酶
固定化酶
固定化细胞
酶的种类
一种或几种
一种
一系列
常用固定方法
(/
化学结合法、物理吸附法
包埋法
是否需要营养物质
否
否
是
催化反应
单一或多种
单一
一系列
反应底物
各种物质(大、小分子)
各种物质(大、小分子)
小分子物质
缺点
①对环境条件非常敏感，易失活；②难回收，成本高；③酶混在产物中，影响产品质量
不利于催化一系列的酶促反应
反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，可使反应效率下降
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可以重复利用
成本低、操作容易
归纳整合3：固定化酵母细胞制备流程中的4个关键点
(1)酵母细胞的活化：加入蒸馏水使酵母细胞从休眠状态重新恢复到正常的生活状态。此过程中酵母细胞体积增大，应选择容积足够大的容器，避免活化液溢出。
(2)配制海藻酸钠溶液：宜采用小火或间断加热的方法以防其焦糊。
(3)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：混合之前，海藻酸钠溶液要冷却至室温，然后加入已活化的酵母细胞并进行充分搅拌，混合均匀后，再转移至注射器中。
(4)固定化酵母细胞：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，将形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min 左右。
归纳整合4：三种植物成分的提取方法、提取原理及步骤的比较
植物成分
提取方法
提取原理
步骤
玫瑰精油
蒸馏法
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来
①水蒸气蒸馏；
②分离油层(加NaCl)；
③除水过滤(加无水Na2SO4)
橘皮精油
压榨法
通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油
①石灰水浸泡、漂洗；
②压榨、过滤、静置；
③再次过滤
胡萝卜素
萃取法
使提取物溶解在有机溶剂中，蒸发有机溶剂后得到提取物
①粉碎、干燥；
②萃取、过滤；
③浓缩
【特别提醒】 (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；要加装冷凝回流装置，目的是防止加热时有机溶剂挥发。
归纳整合5：血红蛋白的提取
(1)红细胞的洗涤
①目的：去除杂蛋白。
②方法：低速短时间离心，然后用胶头吸管吸出上层透明的黄色血浆，将下层暗红色的红细胞液体倒入烧杯，再加入五倍体积的生理盐水稀释，缓慢搅拌10 min，再低速短时间离心，如此重复洗涤三次，直至上清液不再呈现黄色，表明红细胞已洗涤干净。
(2)血红蛋白的释放
加蒸馏水(作用是使红细胞吸水涨破)到原血液的体积，再加40%体积的甲苯(作用是溶解细胞膜)，充分搅拌10 min，红细胞破裂，释放出血红蛋白。
(3)分离血红蛋白溶液
①将搅拌好的混合液转移到离心管内，以2 000 r/min的速率离心10 min后，试管中的溶液分为4层，血红蛋白的水溶液位于第3层。
②将试管中的液体用滤纸过滤，除去脂溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分离出下层的红色透明液体，即血红蛋白溶液。
归纳整合6：三种分离蛋白质的方法比较
(1)透析法：利用透析袋只允许小分子自由进出的原理，去除小分子杂质，可实现对血红蛋白的“粗分离”。
(2)凝胶色谱法：相对分子质量较大的蛋白质先流出，相对分子质量较小的蛋白质后流出，依此可对血红蛋白进行分离和纯化。
(3)电泳法：利用待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状不同，使带电分子产生不同的迁移速率，从而实现样品中各种分子的分离。
真题剖析：
1.（2019浙江4月选考·32）回答下列（一）小题：
（一）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，还因为______。
（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。
（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、作用时间等环境因素外，还需考虑的主要有______和______。
【答案】（一）（1）腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多
（2）涂布分离（或划线分离）
（3）水果组织软化疏松及细胞受损 95%乙醇
（4）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】（一）
（1）腐烂的水果通常细胞壁被分解较多，所以含有能产生果胶酶的微生物较多；
（2）获取单菌落的方式有划线分离法和涂布分离法两种，本题中两种方式均可；
（3）果胶酶的作用是水解果胶，果胶位于植物细胞壁中，故水解果胶会使得水果组织软化疏松及使细胞受损；果胶不溶于酒精，故提取回收果胶需要使用95%乙醇，使果胶形成絮状物回收；
（4）固定化的果胶酶在处理含果胶的污水时，可提高果胶酶的稳定性并可连续处理；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、作用时间等环境因素外，还需考虑的因素有固定化的方法和固定化所用的介质。
2. （2017新课标Ⅲ卷·37）绿色植物甲含有物质W，该物质为无色针状晶体，易溶于极性有机溶剂，难溶于水，且受热、受潮易分解。其提取流程为：植物甲→粉碎→加溶剂→振荡→收集提取液→活性炭处理→过滤去除活性炭→蒸馏（含回收溶剂）→重结晶→成品。回答下列问题：
（1）在提取物质W时，最好应选用的一
种原料是___________________（填
“高温烘干”“晾干”或“新鲜”）
的植物甲，不宜选用其他两种的原因是__
_________________________________。
（2）提取物质W时，振荡的作用是___
___________________。
（3）活性炭具有很强的吸附能力，在提取过程中，用活性炭处理提取液的目的是________________。
（4）现有丙酮（沸点56 ℃）、乙醇（沸点约78 ℃）两种溶剂，在提取物质W时，应选用丙酮作为提取剂，理由是__________________________________。
（5）该实验操作过程中应注意的事项是_________________（答出两点即可）。
【答案】（1）晾干 高温烘干过程中，植物甲中的物质W易被破坏；新鲜的植物甲含水量高，用于提取的极性有机溶剂会被稀释，进而降低对物质W的提取效果
（2）使原料和溶剂充分混匀
（3）去除提取液中的色素
（4）丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质W分解较少
（5）在温度较低的情况下操作，防火
【解析】（1）依据题干信息（受热、受潮易分解），应选择晾干的植物甲，因为高温烘干过程中，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。（2）振荡使原料和溶剂充分混匀。（3）根据题意，活性炭具有吸附能力，杂质色素易被吸附。（4）根据题干信息，受热易分解，所以选择沸点低的丙酮。（5）根据题干信息，受热易分解，所以注意控制温度；又因为用了丙酮，所以要注意防火
1．(2019·全国Ⅲ，37)回答下列与细菌培养相关的问题。
(1)在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是________(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。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，其原因是_________________________。硝化细菌在没有碳源的培养基上________(填“能够”或“不能”)生长，原因是__________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)用平板培养细菌时一般需要将平板________(填“倒置”或“正置”)。
(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__________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过________处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。
答案 (1)蛋白胨 不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同 能够 硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源 (2)倒置 (3)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 (4)灭菌
解析 (1)细菌培养时常用牛肉膏蛋白胨培养基，牛肉膏能提供碳源、氮源、磷酸盐、维生素，蛋白胨能提供碳源、氮源、维生素，而葡萄糖不能提供氮源，NaNO3不能为微生物提供碳源。不同细菌生长繁殖所需要的最适pH是不同的，应该根据培养细菌的不同来调节培养基的pH。硝化细菌是化能自养型细菌，可以空气中的CO2为碳源，因此在没有碳源的培养基上能够生长。(2)在平板培养基上培养细菌时，一般需将平板倒置，这样可以防止皿盖上的水珠落入培养基。(3)不同种类的细菌所形成的菌落，在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有一定的特征，不同种细菌在一定培养条件下表现出各自稳定的菌落特征，可以作为菌种鉴定的重要依据。(4)使用后的培养基在丢弃前需进行灭菌处理，以免污染环境。
2．(2019·泉州市3月质检)研究人员从大熊猫粪便中分离纤维素分解菌的实验流程如下图。请据图回答下列问题：
(1)进行步骤①的目的是_________________________________________________________；
液体培养基A应含有纤维素粉，其作用是____________________________________________
____________________________________________________________________(答出两点)。
(2)步骤②的操作是_____________________________________________________________，
以让纤维素分解菌被____________________________________________________________。
(3)鉴定纤维素分解菌时，培养基用______________染色。根据_________________________，
评定菌株的产酶能力。
答案 (1)增加纤维素分解菌的浓度 提供碳源、对纤维素分解菌有筛选作用 (2)梯度稀释(或“系列倍数稀释”) 分散成单个细胞 (3)刚果红 菌落产生的透明圈直径大小
解析 (1)题图中步骤①是将大熊猫粪便接种到液体培养基中进行培养，是为了增加纤维素分解菌的浓度；纤维素分解菌需要碳源，故要加入纤维素，另外只以纤维素为碳源可以作为筛选纤维素分解菌的指标。
(2)题图中步骤②是对纤维素分解菌进行梯度稀释处理，是为了让纤维素分解菌分散成单个细胞。
(3)可以采用刚果红染色法来鉴定纤维素分解菌，培养基需要用刚果红染色。刚果红会与纤维素形成红色复合物，若纤维素被分解，则在菌落周围会形成透明圈，故可以根据菌落产生的透明圈直径大小，评定菌株的产酶能力。
3．(2019·福州质检)研究表明，香菇含有多种有效药用成分，其提取物有抗菌、抗肿瘤等多种功能。为研究香菇中的酚类物质对不同菌种的抑菌活性，科研人员进行了如下实验：
(1)根据香菇中酚类物质具有____________的特点，可采用萃取法提取。
(2)制备大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉菌的菌液。
(3)用____________法将3种菌液分别接种在固体培养基上，使其均匀生长。
(4)将浸透____________的无菌圆纸片分别贴在各个平板上。
(5)将完成步骤(4)的平板置于恒温培养箱中进行培养，不同平板的培养温度不一定相同，原因是___________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(6)测量抑菌圈直径，结果如下：
项目
抑菌圈直径(mm)
大肠杆菌
金黄色葡萄球菌
黑曲霉菌
香菇酚类物质
7.79
8.93
0
实验结果说明香菇酚类物质对______________没有明显的抑制作用，通过抑菌圈直径可以判断香菇酚类物质的抑菌活性高低的原理是___________________________________________
______________________________________________________________________________。
为使实验更具说服力，应如何设计对照组？__________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案 (1)易溶于有机溶剂 (3)稀释涂布平板 (4)香菇酚类物质 (5)不同微生物的最适生长温度可能不同 (6)黑曲霉菌 香菇酚类物质在平板上扩散使周围的微生物生长受到抑制，抑菌能力越强，抑菌圈直径越大 同时将用无菌水浸泡的相同大小的无菌圆纸片分别贴于接种了3种菌液的培养基上
解析 (1)根据香菇酚类物质易溶于有机溶剂的特点，可采用萃取法提取。
(3)微生物常见的接种方法包括平板划线法和稀释涂布平板法。用稀释涂布平板法将3种菌液分别接种在固体培养基上，使其均匀生长。
(4)将浸透香菇酚类物质的无菌圆纸片分别贴在各个平板上。
(5)将贴有浸透香菇酚类物质的无菌圆纸片的各个平板置于恒温培养箱中进行培养，由于不同微生物的最适生长温度可能不同，因此不同平板的培养温度不一定相同。
(6)从实验数据看出，黑曲霉菌的抑菌圈直径为0，说明香菇酚类物质对黑曲霉菌没有明显的抑制作用。通过抑菌圈直径可以判断香菇酚类物质抑菌活性高低的原理是香菇酚类物质在平板上扩散使周围的微生物生长受到抑制，抑菌能力越强，抑菌圈直径越大。为使实验更具说服力，应设计对照组，即同时将用无菌水浸泡的相同大小的无菌圆纸片分别贴于接种了3种菌液的培养基上。
4．(2019·广东汕头质检)某生物兴趣小组的同学计划调查某快餐店的冰块中大肠杆菌的含量。具体实验步骤如下：
第一步：配制培养基(成分：蛋白胨、氯化钠、乳糖、水、X和Y)。
第二步：制作无菌平板。
第三步：设置空白对照组和实验组，对照组接种①，实验组接种②。
第四步：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)培养基中的乳糖可以为大肠杆菌提供 ___________________________________________。
为了方便大肠杆菌的鉴定，需要在培养基中添加成分X________________，在该培养基表面，大肠杆菌的菌落呈现________________(填颜色)。为了完成步骤二，该培养基中的成分Y通常是________________。
(2)完善步骤三
①是__________________________________________________________________________；
②是__________________________________________________________________________。
(3)在纯化大肠杆菌前，将灭菌后的空平板先培养一段时间，目的是________________。划线的某个平板培养后，第—划线区域的划线长满了菌落，第二划线区域却无菌落产生，可能的原因是_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是振荡培养能提高培养液中________________的含量和________________的利用率。
答案 (1)碳源 伊红美蓝 黑色 琼脂 (2)适量无菌水 取自该快餐店的等量冰块水
(3)检测培养基平板灭菌是否合格 接种环灼烧后未冷却便进行划线(或划线未从第一区域末端开始) (4)氧气 营养物质
解析 (1)乳糖是糖类物质，不含氮元素，所以培养基中的乳糖可为大肠杆菌提供碳源。鉴定大肠杆菌时，在培养基中添加的成分X是伊红美蓝，大肠杆菌的菌落呈现黑色。制作无菌平板是制作固体培养基，所以该培养基中还应加入琼脂，即成分Y是琼脂。
(2)本实验的目的是调查某快餐店的冰块中大肠杆菌的含量，故实验中对照组应接种适量无菌水，实验组应接种取自该快餐店的等量冰块水。
(3)为了检测培养基平板灭菌是否合格，常在纯化大肠杆菌前，将灭菌后的空平板先培养一段时间，若平板上有菌落生长，说明灭菌不合格。接种环在平板内的每一次划线前，都要先灼烧灭菌，待冷却后划线，而且要从上一次划线末端而非空白处划线，若不冷却会烫死上次划线末端的菌株，使以后的划线处没有菌落生长，若从空白处划线也是不会有菌落生长。所以划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线长满了菌落，第二划线区域却无菌落产生，可能的原因是接种环灼烧后未冷却便进行划线(或划线未从第一区域末端开始)。
(4)振荡培养可增加溶液中氧气的含量以及增强菌体与营养物质的接触，提高营养物质的利用率，从而使振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。
5．手机上的细菌真的比马桶还多吗？就此问题，甲、乙两位同学进行了下列实验(如图)。请回答下列相关问题：
(1)该实验需制备培养基，培养基中一般都含有水、碳源、______________________。
(2)据图，两位同学均采用______________法接种，该方法需要__________(多选)。
A．接种环 B．酒精灯 C．移液管 D．涂布器
E．无菌水
(3)通过观察菌落的__________，可知手机屏幕和马桶按钮上都存在多种微生物。两位同学的实验操作均正确且完全一致，但实验结果却截然不同，你认为原因是___________________
______________________________________________________________________________。
(4)按图操作取样面积，实验员测定某手机屏幕的细菌数量，将10 mL菌悬液进行梯度稀释，分别取0.1 mL稀释倍数为102的样品液接种到三个培养基上，培养一段时间后，统计菌落数分别为48、50、52，则该手机屏幕的细菌数为______个/cm2。该实验对照组该如何设置？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案 (1)氮源和无机盐 (2)稀释涂布平板 BCDE (3)形态、大小 手机的取样和马桶的取样都不相同 (4)2×104 取培养基涂布0.1 mL无菌水进行培养
解析 (1)微生物培养基的成分一般包括水、碳源、氮源和无机盐。(2)根据题图分析，该实验的接种方法为稀释涂布平板法，选项中该方法用到的工具有酒精灯、移液管、涂布器、无菌水。(3)不同的菌落形态、大小不同，图示两位同学调查的手机屏幕和马桶按钮上都有多种形态的菌落，即存在多种微生物。两位同学实验操作均正确且完全一致，但实验结果截然不同，可能是因为手机的取样和马桶的取样都不相同。(4)根据提供的数据进行计算，某手机屏幕的细菌数＝(48＋50＋52)÷3×102÷0.1×10÷(5×5)＝2×104(个/cm2)。
6．(2017·全国Ⅱ，37)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：
(1)该实验的自变量是____________、____________。
(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是______________。
(3)如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是_____________________
______________________________________________________________________________。
(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为________________，脂肪转变为______________________。
答案 (1)菌种 发酵时间 (2)好氧菌 (3)延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间 (4)氨基酸和肽 脂肪酸和甘油
解析 (1)由题意可知该实验的自变量是菌种和发酵时间。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是好氧菌。(3)如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间。(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为氨基酸和肽，脂肪转变为脂肪酸和甘油。
7．请回答与酿酒和制醋有关的问题：
(1)红曲主要含有红曲霉菌和酵母菌等微生物，具有糖化和发酵的双重作用，为了获得优良的酿酒红曲，将红曲制成较稀浓度的悬液后，可通过______________或______________法分离出单菌落。
(2)大米经蒸煮、红曲霉菌糖化后，用食用酵母进行发酵，发酵完毕后得到新鲜红曲酒，酒中乙醇浓度不超过15%。其主要原因是当发酵液中的乙醇浓度超过16%时，________________
______________________________________________________________________________。
(3)影响红曲酒风味的主要因素有__________________等环境因素。
(4)在红曲醋生产工艺中，将适量的红曲酒、水、醋酸菌等混合，醋酸生产过程的反应式是_______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。醋酸发
酵时要始终保持有氧状态，原因是__________________。
答案 (1)稀释涂布平板法 平板划线 (2)会对酵母菌产生毒害作用 (3)温度、pH、氧气含量
(4)C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O 醋酸菌是好氧菌
解析 (1)据试题分析可知，为了获得优良的酿酒红曲，将红曲制成较稀浓度的悬液后，可通过稀释涂布平板法或平板划线法分离出单菌落。(2)酵母菌发酵的产物是乙醇和二氧化碳，其中较高浓度的乙醇(乙醇浓度超过16%)对酵母菌有毒害作用，因此用食用酵母进行发酵，发酵完毕后得到新鲜红曲酒，酒中乙醇浓度不超过15%。(3)红曲霉菌属于真菌，用红曲霉菌发酵可得到红曲酒，影响红曲霉菌生长繁殖的环境因素都会影响红曲酒的风味，其发酵需要适宜的温度、pH、氧气含量等环境因素。(4)在红曲醋生产工艺中，将适量的红曲酒、水、醋酸菌等混合，醋酸生产过程的反应式是C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O。因为醋酸菌是好氧菌，因此醋酸发酵时要始终保持有氧状态。
8．请回答下列有关发酵食品制作的问题：
(1)在泡菜腌制的过程中，要注意控制腌制的时间、__________和食盐的用量；最后要向坛盖边沿的水槽中注满水，这一操作的目的是__________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)在传统腐乳制作过程中，所需的微生物来源于____________________________________
__________________；而现代的腐乳生产是在严格____________________的条件下，将优良的毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染。
(3)某同学制作蓝莓果醋时，定时通过充气口充气，原因是_____________________________
______________________________________________________________________________。
另一位同学在蓝莓果汁中直接加入某品牌活性酵母，之后先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，这一做法的目的是__________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)若制作失败，则在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由______________大量繁殖而形成的，其可在缺少糖源时将乙醇变为____________，然后变为醋酸。
答案 (1)温度 保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境 (2)空气中的毛霉孢子 无菌 (3)醋酸菌是好氧菌，生产醋酸时需要氧气参与 在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，数量增加
(4)醋酸菌 乙醛
解析 (1)在泡菜腌制的过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量；最后要向坛盖边沿的水槽中注满水，其目的是保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。(2)在传统腐乳制作过程中，所需的微生物来源于空气中的毛霉孢子；现代的腐乳生产是在严格无菌的条件下接种优良的毛霉菌种。(3)制作蓝莓果醋时，定时通过充气口充气的原因是醋酸菌是好氧菌，生产醋酸时需要氧气参与。在蓝莓果汁中直接加入某品牌活性酵母后，先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，其目的是在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，数量增加。(4)若制作失败，在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由醋酸菌大量繁殖而形成的，其可在缺少糖源时将乙醇变为乙醛，然后变为醋酸。
9．太源井晒醋是自贡市的名优土特产品，该产品面市已有150多年的历史。中草药制曲和天然发酵是太源井晒醋与其他食醋的区别。下表表示太源井晒醋不同陈酿方法下的一些理化指标。据表回答下列问题：
项目
自然陈酿
恒温陈酿
总酸(以乙酸计)，(g/100 mL)≥
6.50
4.20
可溶性无盐固形物，(g/100 mL)≥
20.00
5.00
不挥发酸(以乳酸计)，(g/100 mL)≥
3.50
2.00
还原糖(以葡萄糖计)，(g/100 mL)≥
3.00
2.00
(1)醋的制作需要以__________作为菌种，请写出一个表示制醋原理的反应式_____________
______________________________________________________________________________。
从生态系统的成分看，该微生物属于生态系统中的______________。
(2)传统酿醋工艺中，主要是依靠自然界中的菌种，其生产性能不稳定且出醋率低，因而要对菌种进行纯化培养。纯化菌种可用__________法或稀释涂布平板法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。接种前需随机选取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间，其目的是___________________________________________________________。
(3)恒温陈酿时，需将温度控制在_____________范围内；由表中数据可知__________________法可提高晒醋质量。
(4)用一定的方法进行脱色处理后，食醋中的还原糖可用______________试剂检测，在水浴加热的条件下，该试剂与还原糖发生反应产生的现象是_______________________________。
答案 (1)醋酸菌 C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O或(CH2O)＋O2―→CH3COOH 分解者
(2)平板划线 检测培养基平板是否已彻底灭菌 (3)30～35 ℃ 自然陈酿 (4)斐林 出现砖红色沉淀
解析 (1)醋的制作使用的微生物是醋酸菌。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将糖分解成醋酸，其反应式为(CH2O)＋O2→CH3COOH；当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌可以先将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式为C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O。醋酸菌属于生态系统中的分解者。(2)分离纯化菌种，常用固体培养基进行培养，采用平板划线法或稀释涂布平板法进行接种。为检测培养基平板是否已彻底灭菌，接种前需随机选取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间。(3)醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃，因此在恒温陈酿时，需将温度控制在30～35 ℃范围内。表中信息显示：自然陈酿的相应数值均高于恒温陈酿，说明自然陈酿法可提高晒醋质量。(4)还原糖与斐林试剂发生作用，在水浴加热的条件下会生成砖红色沉淀，据此可用斐林试剂检测食醋中的还原糖。
10．(2019·辽宁葫芦岛一模)在冬季部分城市出现严重雾霾，这与野外焚烧秸秆有一定关系。微生物学家试图通过微生物降解技术使秸秆尽快腐烂，以增加土壤肥力并缓解环境污染。请回答下列有关问题：
(1)专家研制的降解秸秆的“催腐剂”是十余种能分解纤维素的霉菌、细菌和酵母菌的组合。其中____________在细胞结构上与其他两者不同。
(2)纤维素酶是一种复合酶，其中______________可以将纤维素分解为二糖，______________可以将二糖分解为葡萄糖。
(3)微生物学家为从发黑的树干上分离出有分解纤维素能力的高产菌株而制备了选择培养基，将菌液进行一系列____________，并涂布到选择培养基上，从而得到单个菌落，再采用__________法进行鉴定，得到下图所示菌落。那么，图中降解纤维素能力最强的菌株是______________(填图中序号)。
(4)为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验，其发酵方法有______________和______________两种。
答案 (1)细菌 (2)C1酶、CX酶 葡萄糖苷酶 (3)梯度稀释 刚果红染色 ① (4)液体发酵 固体发酵
解析 (1)霉菌和酵母菌是真菌，属于真核生物，而细菌属于原核生物。细菌在细胞结构上与霉菌和酵母菌不同，细菌无以核膜为界限的细胞核。
(2)纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶等。其中C1酶、CX酶可以将纤维素分解为二糖，葡萄糖苷酶可以将二糖分解为葡萄糖。
(3)微生物学家为从发黑的树干上分离出有分解纤维素能力的高产菌株而制备了选择培养基，将菌液进行一系列梯度稀释，并涂布到选择培养基上从而得到单个菌落，再采用刚果红染色法进行鉴定。当纤维素被纤维素酶分解后，无法与刚果红染色剂形成红色复合物，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。菌落周围的透明圈越大，透明圈直径与菌落直径的比值越大，即被分解的纤维素越多，说明菌株降解纤维素的能力越强。因此，降解纤维素能力最强的是菌株①。
(4)为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验，其发酵方法有液体发酵和固体发酵。
11．(2019·甘肃张掖质检)酸奶和泡菜的制作都离不开乳酸菌，请回答下列有关问题：
(1)分离纯化乳酸菌的培养基中含蛋白胨，蛋白胨提供的主要营养有_____________________；
培养基灭菌常采用____________法；灭菌的标准是____________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)培养乳酸菌一段时间后，培养基中的pH会下降，原因是_____________________________
______________________________________________________________________________。
(3)家庭制作泡菜时，一般需要配制泡菜盐水，但会因其含盐量过高而影响口感。直接接种乳酸菌制作泡菜时，产生的大量乳酸能够____________，因此可以采用低盐工艺制作泡菜，从而大幅降低泡菜的含盐量。下图中能正确表示泡菜中亚硝酸盐含量随发酵时间变化的曲线是__________。
(4)乳酸菌活菌数是衡量酸奶营养价值的一个重要指标，为检测某酸奶中乳酸菌的含量，取不同稀释度的样品各1 mL 涂布到固体培养基上，在适宜条件下培养一段时间，统计得到106、107、108三个稀释度的培养基上的平均菌落数依次为433个、76个、8个，据此估算，每毫升样品中的乳酸菌数约为____________个，接种乳酸菌所用的工具是____________。
答案 (1)碳源、氮源和维生素 高压蒸汽灭菌 杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子 (2)乳酸菌通过无氧呼吸产生的乳酸进入了培养基 (3)抑制杂菌生长 B (4)7.6×108 涂布器
解析 (1)蛋白胨可以为微生物的生长提供碳源、氮源和维生素；培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌；灭菌的标准是杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
(2)乳酸菌无氧呼吸产生的乳酸进入培养基，会导致培养基的pH下降。
(3)在泡菜制作的过程中，加入一定的食盐可以抑制杂菌的生长，而乳酸菌无氧呼吸产生的大量乳酸进入培养基，也能抑制其他杂菌的生长，因此可以采用低盐工艺制作泡菜，从而大幅降低泡菜的含盐量。
(4)微生物计数时，应该采用30～300菌落数的平板，因此符合要求的菌落数为76个，则其稀释的倍数为107，因此每毫升样品中的乳酸菌数约为7.6×108个；在稀释涂布平板法中，接种乳酸菌的工具是涂布器。
12．(2019·吉林市第三次调研)酶是细胞合成的生物催化剂，已经从实验室走进人们的生产、生活。请结合酶在食品、医药方面的应用来回答下列问题：
(1)腐乳又称豆腐乳，是我国流传数千年的特色传统民间美食，其营养丰富、易于消化吸收的原因是_______________________________________________________________________
等微生物富含____________________酶，能将豆腐中的蛋白质和脂肪分解为小分子物质。
(2)需要用__________法去除相对分子质量大的杂质蛋白，以纯化酶；利用__________法对酶进行纯度鉴定。
(3)“探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响”实验的自变量为____________________。
(4)“多酶片”是经特殊工艺制成的双层药片，可用于治疗消化不良。内层是肠溶衣(不易溶于胃液，可溶于肠液)包裹的胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶，外层是糖衣(可溶于胃液)包裹的胃蛋白酶。为使药物充分发挥作用，使用时建议____________________(填“整片吞服”或“嚼碎服用”)，理由是___________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案 (1)毛霉 蛋白酶和脂肪 (2) 凝胶色谱 电泳(或琼脂糖凝胶电泳法或聚丙烯酰胺凝胶电泳法或SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳法) (3)温度(或不同温度、系列温度梯度) (4)整片吞服 整片吞服使肠溶衣在胃液中不被破坏，确保肠溶衣包裹的酶在肠液中发挥作用(或若嚼碎服用，肠溶衣包裹的酶释放后会在呈酸性的胃液中失活，无法发挥作用)
解析 (1)腐乳的制作主要是利用了毛霉等微生物，因为毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶，将豆腐中的蛋白质和脂肪分解为小分子物质。
(2)化学本质是蛋白质的酶，可用凝胶色谱法和电泳法进行分离和纯度鉴定。凝胶色谱法对蛋白质进行纯化利用的是蛋白质相对分子质量的大小，相对分子质量大的蛋白质先洗脱，从而达到分离的目的；而电泳法利用的是待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离，因此可以利用电泳法对蛋白质进行纯度鉴定。
(3)由实验题目“探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响”可知，实验的自变量为温度。实验时需要设置一系列温度梯度，比较不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果。
(4)由于“多酶片”中含有多种酶，所以“多酶片”可用于治疗消化不良、积食、食欲不振等病症。由于整片吞服使肠溶衣在胃液中不被破坏，确保肠溶衣包裹的酶在肠液中发挥作用，而嚼碎服用时，肠溶衣包裹的酶释放后会在呈酸性的胃液中失去活性，无法发挥作用，所以为充分发挥“多酶片”的作用，使用时应整片吞服。
13．为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见污渍的去除能力，洗衣粉中常常会添加各种酶类。请回答下列有关问题：
(1)根据衣物上常见的污渍分析，加酶洗衣粉中应添加的酶类有蛋白酶、________________________。蛋白酶能将血渍、奶渍等中含有的大分子蛋白质水解成可溶性的____________________。
(2)下表为加酶洗衣粉包装袋上的产品使用注意事项，根据你所学习的有关知识，解释其中③的原因：______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
注意事项
①请将本品置于阴凉、干燥处，避热、避湿、避光。
②不慎溅入眼中，立即用水冲洗。
③水温以30～50 ℃为宜，切忌用60 ℃以上的热水。
(3)下面表格中的数据是探究洗衣粉洗涤效果的有关实验及结果，请据表回答问题。
脸盆编号
洗涤物(等量)
洗涤温度
洗衣粉(等量)
水量
洗净所需时间
1
油污布
45 ℃
加酶
2 L
4 min
2
油污布
45 ℃
普通
2 L
7 min
3
油污布
5 ℃
加酶
2 L
9 min
4
油污布
5 ℃
普通
2 L
8 min
①该实验要探究的问题是_______________________________________________________。
②该实验设计体现了_________________________________________________________原则。
③若1号实验组中洗净所需时间接近7 min，请分析最可能的原因是_____________________
______________________________________________________________________________。
答案 (1)脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶 氨基酸或小分子的肽 (2)酶的催化作用受温度影响，30～50 ℃是加酶洗衣粉中酶的最适温度范围，60 ℃以上的热水可能会使酶的活性丧失 (3)①温度对洗衣粉的洗涤效果的影响；洗衣粉的种类对洗涤效果的影响 ②单一变量原则及对照 ③加酶洗衣粉中的酶变性或失活
解析 (1)从题中的污渍种类判断，加酶洗衣粉中应含蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶，此外，纤维素酶的作用是使衣物蓬松、顺滑。蛋白酶能将蛋白质分解为可溶性的氨基酸或小分子的肽。(2)酶需在适宜的温度范围内才能正常发挥作用，60 ℃以上的热水会使酶变性失活。(3)①从表格中的数据可以看出：本实验的自变量有两个，即温度和洗衣粉的种类。所以该实验要探究的问题也有两个：温度对洗衣粉的洗涤效果的影响；洗衣粉的种类对洗涤效果的影响。②1号和2号、3号和4号实验组的自变量为洗衣粉的种类，可以形成对照；1号和3号、2号和4号实验组的自变量为温度，也可以形成对照。该实验设计体现了单一变量原则和对照原则。③若1号实验组中洗净所需时间接近7 min，则该加酶洗衣粉的洗涤效果和普通洗衣粉基本相同，可推测该加酶洗衣粉中的酶可能已经变性或失活。
14．(2019·吉林长春二模)乳糖酶主要用于乳品工业，可使低甜度和低溶解度的乳糖转变为较甜的、溶解度较大的单糖。乳糖酶的制备及固定化流程如下图，请回答下列问题：
―→―→―→
(1)筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用乳糖作为培养基的唯一________________，在此培养基上生长的菌落可以将乳糖水解为______________和半乳糖。
(2)产乳糖酶微生物L的培养过程中需要将培养瓶放置在摇床上不停振荡培养，其目的是__________________、__________________。此培养基中__________________(填“有”或“无”)菌落生长。
(3)在相同条件下，带电荷相同的蛋白质在特定的缓冲液中迁移的速度越快，说明其分子量越小，根据这一原理，纯化后的乳糖酶可用__________________法检测其分子量大小。
(4)乳糖酶宜采用化学结合法进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的__________________确定其应用价值，而酵母细胞固定化宜采用__________________。
答案 (1)碳源 葡萄糖 (2)有利于微生物L与营养物质充分接触 有利于氧气充分溶解在培养基中 无 (3)电泳 (4)(酶)活性 包埋法
解析 (1)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，因此筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用乳糖作为培养基中的唯一碳源。
(2)培养产乳糖酶微生物L时，需要将培养瓶放置在摇床上不停振荡培养，这样有利于微生物L与营养物质充分接触、有利于氧气充分溶解在培养基中；在固体培养基上可以生长出菌落，而在该液体培养基中不能形成菌落。
(3)根据题意分析，在相同条件下，带电荷相同的蛋白质在特定的缓冲液中迁移的速度越快，说明其分子量越小，因此纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。
(4)乳糖酶宜采用化学结合法进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的活性确定其应用价值；酵母细胞体积比较大，不适宜化学结合或物理吸附，所以一般采用包埋法固定。
15．(2019·河南洛阳二模)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下，酶所催化的某一化学反应的______________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：
①取3支试管，各注入2 mL淀粉溶液并分别编号A、B、C；
②再取3支试管，各注入1 mL淀粉酶溶液并分别编号a、b、c；
③向3支试管中各滴1滴碘液；
④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5 min；
⑤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5 min；
⑥观察实验现象。
最合理的操作顺序是( )
A．①②③④⑤⑥ B．①②④⑤③⑥
C．①④②③⑤⑥ D．①②⑤④③⑥
(3)与酒精发酵过程相关的酶存在于酵母菌细胞的______________中。
(4)果胶的化学本质是________，制取果汁时，用果胶酶将果胶分解成可溶性的____________，得到比较澄清的果汁。用适量且浓度适宜的果胶酶处理时，果汁的出汁率、澄清度与酶的______________高低成正相关。
答案 (1)反应速度 接触 分离 (2)B (3)细胞质基质 (4)多糖 半乳糖醛酸 活性
解析 (1)酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力，可用在一定条件下其所催化某一化学反应的反应速度来表示。与一般酶制剂相比，固定化酶不仅能与反应物充分接触，还能与产物分离，并且可以反复利用。
(2)该实验的自变量是温度；由于酶具有高效性，因此在进行实验时，应先使酶溶液和底物溶液分别达到实验温度后再混合，以免对实验结果产生干扰。将相同温度下的酶溶液和底物溶液混合后，维持各自的实验温度一定时间，以保证酶有足够的时间催化化学反应。最后向试管中滴加碘液，通过观察试管中溶液是否变蓝及蓝色深浅的程度来判断酶的活性。综上分析，最合理的实验顺序是①②④⑤③⑥，应选B。
(3)酒精发酵过程是利用酵母菌无氧呼吸产生酒精，酵母菌无氧呼吸的场所是细胞质基质，因此与酒精发酵过程相关的酶存在于酵母菌细胞的细胞质基质中。
(4)果胶的化学本质是多糖。制取果汁时，用果胶酶将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，可得到比较澄清的果汁。用适量且浓度适宜的果胶酶处理时，果汁的出汁率、澄清度与酶的活性高低成正相关。
16．(2019·河南开封模拟)如图甲～丙是植物有效成分的提取装置图。请据图回答下列有关问题：
(1)橘皮精油的提取一般用甲装置，而不用乙装置，理由是______________________________
______________________________________________________________________________。
对所获压榨液进行一系列处理的目的是____________________________________________。
(2)利用乙装置提取玫瑰精油，冷凝管内水流方向与蒸气的流向应__________________，再将锥形瓶内乳浊液中的玫瑰精油和大部分水分离开，需要用____________(填仪器名称)。
(3)因胡萝卜素具有________________的特点，可用丙装置来萃取。用石油醚作为萃取剂的理由是_________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
所获萃取液的浓缩______________(填“能”或“不能”)直接使用乙装置进行。用纸层析法对提取的胡萝卜素粗品进行鉴定时，用_________分别点样，若出现_________________(填层析结果)，则说明胡萝卜素提取成功。
答案 (1)橘皮精油用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题 把橘皮精油与水、糊状杂质等分离开 (2)相反 分液漏斗 (3)易溶于有机溶剂 石油醚是水不溶性有机溶剂，能够充分溶解胡萝卜素且沸点高 能 标准样品和提取样品 提取样品的层析带中有和标准样品对应的层析带
解析 甲为压榨装置，一般用蒸馏法提取时会产生焦糊问题及有效成分水解的原料可采用压榨法提取。乙为蒸馏装置，适用于有效成分容易随水蒸气一同蒸馏出的成分的提取。丙为萃取装置，胡萝卜素的提取一般采用萃取的方法。
(1)由于橘皮精油用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，用水中蒸馏法又会产生原料焦糊问题，所以橘皮精油的提取一般用甲装置即压榨法提取。对所获压榨液还需要进行过滤、静置、再次过滤等一系列处理，目的是把橘皮精油与水、糊状杂质等分离开。
(2)为了对蒸馏出的精油起到冷凝的作用，冷凝管内水流方向与蒸气的流向应相反，使蒸馏出的精油形成液态，便于收集。锥形瓶内乳浊液中的玫瑰精油和大部分水可用分液漏斗进行分离。
(3)因胡萝卜素具有易溶于有机溶剂的特点，可用丙装置来萃取。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，而石油醚是水不溶性有机溶剂，能够充分溶解胡萝卜素且沸点高，故用石油醚作为萃取剂提取胡萝卜素。所获萃取液的浓缩能直接使用乙装置进行，通过该装置可将有机溶剂蒸发掉，余者为胡萝卜素。用纸层析法对提取的胡萝卜素粗品进行鉴定时，用标准样品和提取样品分别点样，若提取样品的层析带中出现了和标准样品对应的层析带，则说明胡萝卜素提取成功。
17．(2019·吉林“五地六校”联考)茶饮料主打“健康牌”，极少添加人工合成的色素、香精等添加剂，更多利用从植物中提取的天然成分。请回答下列问题：
(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是____________(填“α-胡萝卜素”“β-胡萝卜素”或“γ-胡萝卜素”)，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子______________，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为________________，胡萝卜素是______(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。
(2)茶饮料所用的胡萝卜素，通常采用__________法从胡萝卜中提取；提取后常用_________法对提取物中的胡萝卜素进行鉴定。
(3)茶饮料所用的植物芳香油的提取流程如下：
茉莉花＋水→过程A→油水混合物→油层分离与粗提取→加无水硫酸钠→过滤→茉莉油
过程A表示________________，向粗提精油中加入无水硫酸钠的目的是_________________。
答案 (1)β-胡萝卜素 维生素A 夜盲症 非挥发性 (2)萃取 纸层析 (3)水蒸气蒸馏 去除水分
解析 (1)α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素三类胡萝卜素中，β-胡萝卜素是最主要的成分，一分子的β-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子维生素A，可以用来治疗因缺乏维生素A而引起的夜盲症等。胡萝卜素是非挥发性物质。
(2)提取胡萝卜素常用萃取法，鉴定胡萝卜素常用纸层析法。
(3)茉莉花＋水用水蒸气蒸馏法提取后，可形成油水混合物，其中过程A表示水蒸气蒸馏，向粗提精油中加入无水硫酸钠可以除去其中多余的水分。
18．(2019·湖南怀化二模)近日，神经学家发现一种免疫蛋白——p2微球蛋白，这种蛋白除了具有免疫作用外，在患有阿兹海默症以及其他认知障碍疾病的病人体内浓度也较高。
(1)从血液中提取和分离p2微球蛋白，可以在进行了样品处理和粗分离的基础上，用凝胶色谱法进行进一步的纯化。进入色谱柱的相对分子质量不同的蛋白质按分子量不同先后洗脱下来，其中分子量大的蛋白质________(填“先”或“后”)洗脱出来。
(2)若用电泳法分离纯化p2微球蛋白，其原理是利用了分离样品中各种分子________的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现分离。
答案 (1)先 (2)带电性质
解析 (1)凝胶色谱法是依据相对分子质量的大小分离蛋白质。相对分子质量较大的蛋白质在凝胶颗粒外部移动，路程短、移动速度较快，先洗脱出来；相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶颗粒内部的通道，路程较长，移动速度较慢，后洗脱出来。
(2)电泳法是利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，由此将各种分子分离。
19．(2018·湖南长沙校级月考)如图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请回答下列问题：
(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有__________功能。
(2)图甲所示装置中A是__________，B是__________。
(3)观察图乙，往色谱柱中加样的正确操作顺序是____________(用序号表示)。在进行④操作前，应该等样品______________，且要____________(填“打开”或“关闭”)下端出口。
(4)图丙所示装置中C是____________，其作用是_____________________________________
___________________。用图丙所示装置分离血红蛋白时，待____________________________时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集，图中试管序号表示收集的先后顺序，则理论上试管⑤中的蛋白质相对分子质量比试管②中的__________。
答案 (1)运输 (2)磷酸缓冲液 血红蛋白溶液 (3)②③④① 完全进入凝胶层 关闭
(4)磷酸缓冲液 洗脱血红蛋白 红色的蛋白质接近色谱柱底端 小
解析 (1)红细胞中含有血红蛋白，血红蛋白可以运输氧气，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有运输功能。(2)图甲所示装置为透析装置，A是磷酸缓冲液，B是血红蛋白溶液。
(3)往色谱柱中加样的正确操作顺序是②③④①。在进行④操作前，应该等样品完全进入凝胶层，且要关闭下端出口。(4)图丙所示装置中C是磷酸缓冲液，其作用是洗脱血红蛋白。用图丙所示装置分离血红蛋白时，待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。用凝胶色谱法分离血红蛋白时，相对分子质量小的移动速度慢，洗脱出来的时间晚，因此试管⑤中的蛋白质相对分子质量比试管②中的小。
20．请回答下列有关酶应用的问题：
(1)制作果汁时，榨取的果汁常常较浑浊，黏度高，容易发生沉淀，因此人们利用果胶酶来解决上述问题，果胶酶的作用_____________________________________________________，
使榨取果汁变得更容易，也使浑浊的果汁变得澄清。果汁中的酶很难回收，不能被再次利用，生产成本较高；同时，反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。而利用__________技术可以做到酶的反复使用。酶是由细胞产生的，于是，人们设想把合成酶的细胞直接固定用于生产，该技术的优点是___________________________________________________________。
(2)如图一表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图中的X溶液为______________，其作用是_____________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
在制备海藻酸钠与酵母细胞的混合液时，应将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，才能加入已活化的酵母细胞，目的是防止___________________________________________________。
(3)为了探究某加酶洗衣粉中碱性蛋白酶含量与洗涤效果的关系，某同学通过实验获得如图二所示的结果。由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是______%，本实验的自变量是__________________________________________________________________________。
答案 (1)分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层 固定化酶 成本低，操作简单 (2)CaCl2溶液 使海藻酸钠形成凝胶珠 高温杀死酵母细胞 (3)0.6 碱性蛋白酶的含量
解析 (1)果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得容易，也使浑浊的果汁变得澄清。利用固定化酶技术可以使酶得到反复利用。固定化细胞技术的优点是成本低、操作简单，可催化一系列反应。(2)X溶液为CaCl2溶液，作用是使海藻酸钠形成凝胶珠。将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后再加入已活化的酵母细胞，目的是防止高温杀死酵母细胞。(3)由题图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是0.6%，本实验的自变量是碱性蛋白酶的含量。
21．(2019·安徽宣城二调)蓝莓是一种营养价值非常高的水果，富含花青素。花青素是一种热敏性活性物质，不易挥发，易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶剂中，在pH小于3.0时比较稳定。研究表明花青素具有抗炎症、延缓衰老等作用，因此人们将蓝莓加工，制成了蓝莓汁、蓝莓酒、蓝莓醋等系列产品。请回答下列问题：
(1)从蓝莓中提取花青素不采用水蒸气蒸馏法的原因是________________________________
______________________________________________________________________________。
提取的花青素常作为食品添加剂，从安全角度考虑，以下方案最佳的是__________________。
①盐酸＋甲醇 ②柠檬酸＋乙醇 ③柠檬酸＋丙酮
(2)超临界流体萃取技术是目前先进的一种物理萃取技术。萃取剂在常压和室温下为气体，在温度、压力高于临界值时为流体。利用超临界CO2为溶剂，可将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。与传统有机溶剂萃取法相比，超临界流体萃取法有哪些优点？_______________
________________________________________________________________(答出2点即可)。
(3)制作蓝莓汁时，为提高出汁率和澄清度，可向果汁中加入__________。酿造蓝莓酒时，若要实现酵母菌的反复利用，可进行__________________。为保证果酒发酵正常进行，需要严格控制的发酵条件有____________________________(答出2种即可)。
(4)蓝莓酒如果暴露在空气中，酒味会逐渐消失而散发出酸味，特别是炎热的夏天更是如此，其原因是_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案 (1)花青素不易挥发，不能随水蒸气蒸馏出来，且高温会破坏花青素 ② (2)提取率高、无有害溶剂的残留、操作条件温和、对有效成分的破坏少、不燃烧、不污染环境等(答出2点即可) (3)果胶酶 酵母细胞的固定化 温度和无氧 (4)醋酸菌是好氧菌，在较高温度下更有利于其生长繁殖，同时有氧条件抑制了酵母菌的无氧发酵
解析 (1)根据题意，花青素不能随水蒸气蒸馏出来，且会被高温破坏，故从蓝莓中提取花青素不采用水蒸气蒸馏法。甲醇和丙酮有毒性，故从安全角度考虑，最佳方案是②。
(2)根据题意，利用超临界CO2为溶剂，可将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。与传统有机溶剂萃取法相比，超临界流体萃取法的优点有：提取率高、无有害溶剂的残留、操作条件温和、对有效成分的破坏少、不燃烧、不污染环境等。
(3)制作蓝莓汁时，可向榨取的蓝莓汁中加入果胶酶，以破坏细胞壁和胞间层，提高出汁率和澄清度。酿造蓝莓酒时，若要实现酵母菌的反复利用，可进行酵母细胞的固定化。为保证酒精发酵正常进行，需要严格控制的发酵条件有温度和无氧。
(4)蓝莓酒如果暴露在空气中，酒味会逐渐消失而散发出酸味，特别是炎热的夏天更是如此，其原因是有氧条件抑制了酵母菌的无氧发酵，而醋酸菌是好氧菌，在较高温度下更有利于其生长繁殖。
22．红细胞中含有大量血红蛋白，红细胞的功能主要是由血红蛋白完成的，血红蛋白的主要功能是携带O2或CO2，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白。根据材料回答下列问题：
(1)实验前取新鲜血液，要在采血器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。加入柠檬酸钠的目的是_____________________________________________。
(2)同学甲利用琼脂糖凝胶电泳技术将得到的蛋白质进行分离，在电泳过程中，影响蛋白质迁移速率的因素包括蛋白质分子的________、________以及分子的形状等。
(3)图1、图2分别是同学甲、乙利用同一种样品分离得到的结果，则图2中与图1中蛋白质P对应的是________(填字母)。
答案 (1)防止血液凝固 (2)大小 带电性质 (3)c
解析 (1)加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固。(2)琼脂糖凝胶电泳时，影响蛋白质迁移速率的因素有蛋白质分子大小、带电性质及分子的形状等。(3)SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳装置是垂直的装置，此种电泳方法中电泳迁移率完全取决于蛋白质相对分子质量的大小，与电荷无关，加样在“－”极，通电后，样品蛋白质向“＋”极移动，相对分子质量较小的移动距离大，因此分析图1的电泳结果可知，P比N、M移向“＋”极的距离大，说明P的相对分子质量比较小，因此洗脱出来所用的时间比较长，对应图2中的c。
