解题王选修1

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名称 解题王选修1
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 生物学
更新时间 2011-05-27 12:00:56

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文档简介

专题一 传统发酵技术的应用
课题1 果酒和果醋的制作
一、典例剖析
典例1发酵过程中,不会直接引起pH变化的是
A.营养物质的消耗 B.微生物呼出的CO2
C.微生物细胞数目的增加 D.次级代谢产物的积累
【研习】微生物发酵过程中,微生物的代谢会消耗大量的营养物质,可能造成酸碱物质消耗不均,从而引起pH的变化;微生物的呼吸作用还会产生大量的CO2引起pH的变化;同时产物的种类也能引起pH的变化。
【答案】C
典例2在啤酒生产过程中,发酵是重要环节。生产过程大致如下:将经过灭菌的麦芽汁充氧,接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期,酵母菌迅速繁殖,糖度下降,酒精浓度渐渐上升,泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后,结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程,回答以下问题:
(1)该过程表明啤酒酵母异化作用的特点是 。
(2)初期,酵母菌迅速繁殖的主要方式是 。
(3)酒精主要是啤酒酵母菌进行 作用产生的代谢产物。
(4)经测定酵母菌消耗的糖中,98.5%形成了酒精和其它发酵产物。其余1.5%则用于 。
(5)请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。
【研习】酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,在无氧条件下进行无氧呼吸,有氧时酵母菌能通过出芽生殖的方式大量繁殖,种群数量增加很快,无氧时能分解糖类产生酒精,释放出的能量,大部分储存在发酵产物中,极少数用于自身生长发育。
【答案】(1)既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸 (2)出芽生殖 (3)无氧呼吸
(4)自身的生长繁殖 (5)C12H22O11+H2O→2C6H12O6,C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量
二、名师点拨
1、认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗?为什么?
应该先冲洗,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、认为应该从哪些方面防止发酵液被污染?
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。例如:榨汁机、发酵装置要清洗干净;每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。
3、分析果酒和果醋的发酵装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接?
充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的;出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目的是防止空气中微生物的污染。使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时,应将充气口连接气泵,输入氧气。
三、沙场点兵
5.一般情况下不进行二分裂生殖的是
A.草履虫、变形虫 B.酵母菌、放线菌C.大肠杆菌、固氮菌 D.乳酸菌、黄色短杆菌
6.在微生物的细胞中,占细胞干重90%以上的化学元素为
A.C、H、O、N B.C、H、O、N、P、SC.N、P、S、K、Ca、Mg D.C、H、O
7..微生物的代谢速度与高等动植物相比快得多,下列哪项不是这一生命现象的原因
A.表面积与体积的比很大 B.与外界环境物质交换迅速
C.适宜条件下微生物的繁殖速度非常快 D.微生物体内酶的种类比其他生物多
8.下列哪项不是真菌所具有的特征
A.多数真菌能够进行孢子生殖 B.真菌都属于真核生物
C.真菌都属于异养生物 D.真菌多为厌氧型或兼性厌氧型微生物
9.酒厂利用酵母菌酿酒过程中,经检测活菌数量适宜但却不产生酒精,应采取的措施是
A.降低温度 B.隔绝空气 C.加缓冲液 D.加新鲜培养基
10.细胞结构是原核、生长繁殖过程绝对不需氧、体内不含有氧呼吸酶的微生物是
A.乳酸菌 B.酵母菌 C.变形虫 D.固氮菌
四、笑傲高考
(2005上海高考题)生产果醋用的乳酸菌等细菌都具有的特征是( )
A.都是异养生物 B.仅在有水条件下繁殖
C.仅在有氧条件下生长 D.生存温度都超过80℃
[解析]细菌的生长所必需的营养元素:碳源、氮源、无机盐、水生长因子,其中碳源、氮源、无机盐、生长因子因细菌种类的不同,所需的种类也不一样,而水是所有微生物生长共同所需要的物质。细菌按同化作用可分为自养型和异养型两种;按异化作用可分为需氧型和厌氧型。
[答案]B
课题2 腐乳的制作
一、典例剖析
典例1以下四种微生物都参与的豆腐的发酵,从代谢类型上考虑哪一项与其它三项有明显区别:( )
A.青霉 B.酵母 C.曲霉 D.毛霉
【研习】四种生物全为真核生物,同化作用类型都为异养型,不同的是酵母菌的异化作用类型是兼性厌氧型,而其它三项全为需氧型。
【答案】B
典例2葡萄糖在毛霉细胞质内分解至丙酮酸的过程中,下列叙述正确的是
A.在线粒体中进行的无氧呼吸 B.需在有氧条件下进行
C.不产生CO2 D.反应速度不受温度影响
【研习】葡萄糖在细胞质基质中分解成两分子丙酮酸和少量[H]及少量的能量,这一阶段也是无氧呼吸的第一阶段,因此不需氧的参与。
【答案】C
典例3下面对发酵过程中灭菌的理解不正确的是
A.防止杂菌污染 B.消灭杂菌
C.培养基和发酵设备都必须灭菌 D.灭菌必须在接种前
【研习】灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。A说的是灭菌的目的,因为发酵所用的菌种大多是单 一纯种,整个发酵过程不能混入其他微生物(杂菌),所以是正确的;B是错误的,因为灭菌的目的是防止杂菌污染,但实际操作中不可能只消灭杂菌,而是消灭全部微生物。C是正确的,因为与发酵有关的所有设备和物质都要灭菌;发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的。D也是正确的,灭菌必须在接种前,如果接种后再灭菌就会把所接菌种也杀死。
【答案】C
二、名师点拨
1.王致和为什么要撒许多盐,将长毛的豆腐腌起来?盐在该过程中起什么作用?
盐能防止杂菌污染,避免豆腐腐败。盐能抑制多种微生物的生长。
2.配制卤汤时,一般将酒精含量控制在12%左右,过高过低都不行,为什么?
酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高,对蛋白酶的抑制作用也越大,使腐乳成熟期延长;酒精含量过低,蛋白酶的活性高,加快蛋白质的水解,杂菌繁殖快,豆腐易腐败,难以成块。
三、沙场点兵
5.测定3类细菌对氧的需要,让它们在3个不同的试管中生长,右图显示了细菌的生长层。据此判断:只能在需氧培养基中繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是
A、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ B、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ C、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ D、Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ
6.下列各项叙述中正确的是
A、微生物的遗传物质都是DNA B、微生物都属于原核生物
C、微生物的遗传物质是核酸 D、微生物的生殖方式是孢子生殖
7.下表列出了两种微生物生长所必需的营养物质和它们合成并释放的代谢产物。如果把这两种微生物共同培养在一个培养基中,它们之间最可能的关系是
微生物名称 生长因子 次级代谢产物
红酵母 嘧啶 噻唑
毛霉 噻唑 嘧啶
A、竞争 B、寄生 C、共生 D、腐生
8.若用呼吸抑制剂处理酵母菌,则会明显影响其细胞吸收的物质是
A.氧气、甘油 B.脂肪酸、水C.葡萄糖、水 D.钾离子、氨基酸
四、笑傲高考
2.(06广东)霉菌细胞内各种细胞器所含酶的
A.种类有差异,数量相同 B.种类有差异,数量不同
C.种类无差异,数量相同 D.种类无差异,数量不同
[解析]霉菌细胞内存在着各种不同的生化反应,分别需要不同种类的酶进行催化,因而酶的种类不同;霉菌细胞内各种细胞器酶促反应酶的需求量的不同,也就会使各种细胞器中酶的数量存在差异。
[答案]B
课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
一、典例剖析
典例1以下不属于发酵的是
A.利用需氧型青霉菌生产青霉素 B.缺氧时人的组织细胞产生乳酸
C.利用酵母菌的无氧呼吸获得酒精 D.利用乳酸菌制作泡菜
【研习】解答该题首先要理解发酵的概念,发酵是指在生产实际中,人们通过微生物的培养,大量生产各种代谢产物的过程。这里有3个要点,一是用于生产,二是培养微生物,三是生产代谢产物。根据概念可知,生产代谢产物青霉素有一个培养青霉菌的过程;生产酒精有一个培养酵母菌的过程;制作泡菜实质是培养乳酸菌,使其利用菜中的营养物质生产代谢产物乳酸的过程。因此,A、C、D都符合发酵的概念。而B项中虽有代谢产物乳酸,但不是微生物所为,也不存在培养微生物的过程,更不是用于生产,因此不属于发酵。
【答案】B
二、名师点拨
1.为什么泡菜坛内有时会长一层白膜 ?你认为这层白膜是怎么形成的?
答:形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物,泡菜发酵液营养丰富,其表面氧气含量也很丰富,适合酵菌繁殖。
2.什么是芽孢?
某些细菌在其生长发育后期,可在细胞内形成一个圆形或椭圆形的抗逆性休眠体,称为芽孢。由于每一细胞仅形成一个芽孢,故它无繁殖功能。
芽孢有极强的抗热、抗幅射、抗化学药物和抗静水压等的能力。如肉毒梭菌在100℃沸水中,要经过5.0~9.5小时才被杀死,至121℃时,平均也要经10分钟才能杀死;芽孢的抗紫外线的能力,一般要比其营养细胞强一倍;芽孢的抗辐射能力要比大肠杆菌的营养细胞强36倍。
芽孢的休眠能力也是十分惊人的,在休眠期间,不能检查出任何代谢活力,因此也称隐生态。一般的芽孢在普通的条件下可保存几年到几十年的生活力。
三、沙场点兵
5.下列有关细菌的叙述中正确的是
A、细菌只能进行分裂生殖 B、分裂生殖时大型环状DNA平均分配
C、分裂生殖时细胞质平均分配 D、分裂生殖时DNA平均分配
6.关于微生物的叙述中,正确的是
A、所有的微生物都是形体微小、结构简单、对人类有害的
B、微生物包含了除动物界、植物界以外的一切生物
C、所有微生物均属于原核生物界、真菌界、原生生物界
D、细菌、放线菌、酵母菌都属于原核生物
7.耐热性最强的细菌结构是
A、质粒 B、芽孢 C、细胞质 D、核糖体
8.下列有关细菌代谢的叙述中,正确的是
A、细菌没有细胞器,只能进行无氧呼吸B、细菌的蛋白质合成在自身的核糖体上进行
C、细菌的代谢终产物也是CO2和H2O D、细菌的储藏性颗粒是蛋白质,淀粉,脂肪
9.(03上海)下列细胞中不能合成蛋白质的是
A.乳酸菌 B.醋酸菌 C.成熟红细胞 D.酵母菌
10.(03江苏)葡萄糖是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质,实验过程中提供18O2,则18O2进入酵母菌细胞后,最先出现的放射性化合物是
A.丙酮酸 B.乳酸 C.二氧化碳 D.水
四、笑傲高考
1.(05高考全国卷一)(22分)将等量萌发的种子和煮沸自然冷却后的种子分别放入甲、乙两个试管中,如下图所示本实验中石蜡油短期内不影响生物的生长)。两试管中均无空气存在。据图分析回答:
(1)甲试管放置几个小时后,管内顶部出现气泡,其中的气体成分主要是________;将该气体引入________溶液中,可使该溶液变混浊。
(2)甲试管中产生气泡的现象是种子进行________________造成的,写出表示这一过程的反应式________________________________。
(3)乙试管在与甲试管同样的时间内,试管内顶部未出现气泡,原因是 _。
(4)乙试管继续放置几天,一些微生物开始繁殖,导致试管内顶部也出现少量气体,这是这些微生物从试管中的_____获得了所需要的营养物质进行新陈代谢的结果。一般来说,微生物所需要的营养要素可归纳成______、_______、______、________和______五大类。
(5)这些微生物可能的来源是(答出两个来源即可。)________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
[解析]根据题意,试管中无空气,所以甲试管顶部的气体是种子进行无氧呼吸产生的CO2,CO2能使Ca(OH)2溶液变混浊。被煮沸过的种子已死亡,新陈代谢已停止,不能进行呼吸作用。微生物需要的营养物质包括碳源、氮源、生长因子、无机盐和水,死亡的种子可以为微生物的生长提供所需要的营养物质。乙试管中微生物可能的来源有:未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程中带入的菌类、石蜡油中的菌类、铁丝网上的菌类、种子表面耐高温的没有被杀死的菌类等。
[答案](1)CO2 、Ca(OH)2(2)无氧呼吸 C6H12O6-酶-→2C2H5OH(酒精) + 2 CO2+ 能量(3)被煮沸过的种子已经死亡,不能进行呼吸作用(4)死亡种子中、碳源、 氮源、生长因子、无机盐、水(5)未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程中带入的菌类、石蜡油中菌类、铁丝网上的菌类、种子表面耐高温的没有被杀死的菌类。
专题二 微生物的培养与应用
课题1 微生物的实验室培养
一、典例剖析
典例1关微生物营养物质的叙述中,正确的是
A.是碳源的物质不可能同时是氮源 B.凡碳源都提供能量
C.除水以外的无机物只提供无机盐 D.无机氮源也能提供能量
【研习】不同的微生物,所需营养物质有较大差别,要针对微生物的具体情况分析。对于A、B选项,它的表达是不完整的。有的碳源只能是碳源,如二氧化碳;有的碳源可同时是氮源,如NH4HCO3;有的碳源同时是能源,如葡萄糖;有的碳源同时是氮源,也是能源,如蛋白胨。对于C选项,除水以外的无机物种类繁多,功能也多样。如二氧化碳,可作为自养型微生物的碳源;NaHC O3,可作为自养型微生物的碳源和无机盐;而NaCl则只能提供无机盐。对于D选项,无机氮源提供能量的情况还是存在的,如NH3可为硝化细菌提供能量和氮源。
【答案D
典例2下面对发酵工程中灭菌的理解不正确的是
A.防止杂菌污染 B.消灭杂菌
C.培养基和发酵设备都必须灭菌 D.灭菌必须在接种前
【研习】灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。A说的是灭菌的目的,因为发酵所用的菌种大多是单一的纯种,整个发酵过程不能混入其他微生物(杂菌),所以是正确的;B是错误的,因为灭菌的目的是防止杂菌污染,但实际操作中不可能只消灭杂菌,而是消灭全部微生物。C是正确的,因为与发酵有关的所有设备和物质都要灭菌;发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的,灭菌必须在接种前,如果接种后再灭菌就会把所接菌种也杀死。
【答案】B
典例3右表是某微生物培养基成分,请据此回答:
编号 成分 含量
① 粉状硫 10g
② (NH4)2SO4 0.4g
③ K2HPO4 4.0g
④ MgSO4 9.25g
⑤ FeSO4 0.5g
⑥ CaCl2 0.5g
⑦ H2O 100ml
(1)右表培养基可培养的微生物类型
是 。
(2)若不慎将过量NaCl加入培养基中。
如不想浪费此培养基,可再加入 ,
用于培养 。
(3)若除去成分②,加入(CH2O),该培
养基可用于培养 。
(4)表中营养成分共有 类。
(5)不论何种培养基,在各种成分都溶化
后分装前,要进行的是 。
(6)右表中各成分重量确定的原则是 。
(7)若右表培养基用于菌种鉴定,应该增加的成分是 。
【研习】对于一个培养基,它能培养何种微生物,要看它的化学成分。当然这只适用于合成培养基,如果是一个天然培养基就不能从培养基的成分上区分它是培养何种微生物的。分析化学成分要从营养物质的类型出发。右表中的营养物质有水、无机盐、氮源三类,缺乏碳源和特殊营养物质。对特殊营养物质,有的微生物是不需要的,但没有微生物是不需要碳源的。该培养基中没有碳源,说明培养的微生物是从空气中获得碳源的,即可培养的微生物就是自养型微生物了。该培养基中加入了过量食盐,就可以成为金黄色葡萄球菌鉴别培养基,但金黄色葡萄球菌是异养型微生物,这个培养基就还需要加入有机碳源。该培养基若加入(CH2O),培养基中就有了碳源,但除去成分②,却使培养基中没有了氮源,这时就只能用于培养固氮微生物了。对于菌种鉴定,往往用的是固体培养基,而表中没有凝固剂,需要加入常见的凝固剂——琼脂。
【答案】⑴自养型微生物 ⑵含碳有机物 金黄色葡萄球菌 ⑶固氮微生物 ⑷3 ⑸调整pH ⑹依微生物的生长需要确定 ⑺琼脂(或凝固剂)
二、名师点拨
1.生物的营养
营养是指生物摄取、利用营养物质的过程。营养物质是指维持机体生命活动,保证发育、生殖所需的外源物质。
在人及动物,营养物质包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、维生素六类;在植物,营养物质包括矿质元素、水、二氧化碳等三类;在微生物,则有水、无机盐、碳源、氮源及特殊营养物质五类。
2.培养基的制作是否合格
如果未接种的培养基在恒温箱中保温1~2天后无菌落生长,说明培养基的制备是成功的,否则需要重新制备。
3.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还有什么目的?
无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
4.平板冷凝后,为什么要将平板倒置?
平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置,既可以使培养基表面的水分更好地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。
5.为什么在操作的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吗?为什么?
操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物;每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后,接种环上残留的菌种,使下一次划线时,接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端,从而通过划线次数的增加,使每次划线时菌种的数目逐渐减少,以便得到菌落。划线结束后灼烧接种环,能及时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。
三、沙场点兵
6.甲、乙、丙是三种微生物,下表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在Ⅲ种正常生长繁殖;甲能在Ⅰ中正常生长繁殖,而乙和丙都不能;乙能在Ⅱ中正常生长繁殖,甲、丙都不能。下列说法正确的是 (C )
粉状硫10g K2HPO44g FeSO40.5g 蔗糖10g (NH4)2SO40.4g H2O100ml MgSO49.25g CaCl20.5g
Ⅰ + + + + - + + +
Ⅱ + + + - + + + +
Ⅲ + + + + + + + +
A、甲、乙、丙都是异养微生物
B、甲、乙、丙都是自养微生物、丙是异养微生物
C、甲是固氮微生物、乙是自养微生物、丙是异养微生物
D、甲是异养微生物、乙是固氮微生物、丙是自养微生物
7.微生物(除病毒外)需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是
A.乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的
B.微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子
C.培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利
D.生长因子一般是酶或核酸的组成成分,微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足。
8.某一种细菌株要从环境中提取现成的亮氨酸(20种氨基酸中的一种)才能生长,此菌株对链霉素敏感。实验者用诱变剂处理此菌株,想筛选出表中细菌菌株类型。根据实验年目的,选用的培养基类型是(  )
 注:L—亮氨酸  S—链霉素  “+”—加入  “—”—不加入B
 如:L—:不加亮氨酸  S+:加入链霉素
选项 筛选出不需要亮氨酸的菌株 筛选出抗链霉素的菌株 筛选出不需要亮氨酸的抗链霉素的菌株
A L+  S+ L—  S— L+  S-
B L-  S— L+  S+ L—  S+
C L—  S+ L+  S+ L—  S—
D L+  S— l—  S— L+  S+
9.要将从土壤中提取的自生固氮菌与其他的细菌分离出来,应将它们接种在
A.加入氮源和杀菌剂的培养基上 B.不加入氮源和不加杀菌剂的培养基上
C.加入氮源,不加杀菌剂的培养基上 D.不含氮源和杀菌剂的培养基上
10.酵母菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖,但当葡萄糖浓度过高时,反而抑制微生物的生长,原因是
A.碳源供应太充足 B.细胞会发生质壁分离
C.改变了酵母菌的pH值 D.葡萄糖不是酵母菌的原料
四、笑傲高考
(05年广东)下表为一种培养液的配方。
成分 含量
NH4HCO3 0.5g
KH2PO4 3.0g
CaSO4 0.5g
FeCl2 0.5g
维生素 少许
H2O 1000mL
请据表中内容回答:
(1)该配方若用于培养微生物,则该生物的同化作用类型是___________________;
若用该配方来培养圆褐固氮菌,则应加入___________和_____________,并可以除去的成分是_____________。在培养圆褐固氮菌之前需对培养基进行灭菌,否则会有其他杂菌生长,圆褐固氮菌与其他杂菌的关系为__________________。
(2)若从自然界分离得到的样品中含有谷氨酸棒状杆菌、圆褐固氮菌、金黄色葡萄球菌、酵母菌等,现欲筛选出金黄色葡萄球菌,则简便的方案是_________________________。
(3)将大肠杆菌的质粒取出,连接上人生长激素的基因以后,重新置入大肠杆菌细胞内,然后,用这种带有人生长激素基因的工程菌进行发酵,就能得到大量的人生长激素。在大规模生产中,需要将选育的工程菌菌种经过多次扩大培养,再进行接种,扩大培养选用_________期的细菌,并通入无菌空气;若把大肠杆菌接种到葡萄糖和乳糖的培养基中,只有葡萄糖全被消耗后才合成半乳糖苷酶来利用乳糖。这一事实说明半乳糖苷酶属于___________,该调节方式的意义是_________________________,增强了大肠杆菌对环境的适应能力。
[答案](1)自养型 有机碳化合物(或碳源) 生长因子 氮源(NH4HCO3) 竞争(2)配制普遍培养基后加入高浓度食盐(3)对数期 诱导酶 既保证微生物代谢的需要,又不浪费物质和能量
课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
一、典例剖析
典例1对细菌群体生长规律测定的正确的表述是
A.在液体培养基上进行 B.至少接种一种细菌
C.接种一个细菌 D.及时补充消耗的营养物质
【研习】细菌群体生长规律的测定是人们在一定条件下进行的。这些条件是:一种细菌、恒定容积的培养基,液体培养基、定时测定细菌总数。在这些条件下,才能测定出细菌的生长规律。测定时只能用一种细菌的子细胞群体的变化规律表达微生物的生长;恒定容积是给微生物提供一定的生存环境;液体培养基才能通过样品推测细菌总数。若接种多种细菌,则会发生种间斗争而不能测定一种微生物的生长规律。在接种时,要保证一定的接种量。
【答案】A
典例2在微生物群体生长规律的测定中,种内斗争最显著最激烈的时期是
A.调整期 B.对数期 C.稳定期 D.衰亡期
【研习】种内斗争是一种生态因素。种内斗争反应了种内生物对生存空间和生活资源的争夺。在生活空间充裕,营养充足的时候,种内斗争的程度是比较低的。随着微生物个体数目的增加,每个个体的生存空间越来越少,营养物质也越来越少,每个个体对生存空间和资源的争夺也越来越激烈,种内斗争就越来越激烈。由此可知,在稳定期的种内斗争最激烈。在衰亡期,微生物的数目已经开始减少,pH已经极度不适于微生物的生存,次级代谢产物积累到很高的程度,这时的微生物的生存斗争主要是与无机环境的斗争。
【答案】C
二、名师点拨
1.选择培养基
选择培养基的含义是: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,促进需要的微生物的生长。目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。
在培养基中加入某种化学物质可以做到这一点,如加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在培养的培养成分的基础上加入的。
培养基中的营养成分的改变也可达到分离微生物的目的。如培养基中缺乏氮源时,可以分离固氮微生物,因为非固氮微生物不能在此培养基上生存。当培养基的某种营养成分为特定化学成分时,也具有分离效果。如石油是唯一碳源时,可以抑制不能利用石油的微生物的生长,使能够利用石油的微生物生存,达到分离能消除石油污染的微生物的目的。改变微生物的培养条件, 也可以达到分离微生物的目的,如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。
2.如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数?
统计某一稀释度下平板上的菌落数,最好能统计3个平板,计算出平板菌落数的平均值,然后按课本旁栏的公式进行计算。
3.为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度?测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,选用的稀释范围相同吗?
这是因为土壤中各类微生物的数量(单位:株/Kg)是不同的,例如在干旱土壤中的上层样本中:好氧及兼性厌氧型细菌数约为2185万,放线菌数约为477万,霉菌数约为23.1万。因此,为获得不同类型的微生物,就需要按不同的稀释度进行分离,同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。
三、沙场点兵
2.实验测定链霉素对3种细菌的抗生素效应,用3种细菌在事先准备好的琼脂块平板上画3条等长的平行线(3条线均与下图中的链霉素带接触),将平板置于37℃条件下恒温培养3天,结果如图所示。从实验结果分析以下叙述,不正确的是 (D)
A.链霉素能阻止结核菌的生长 B.链霉素对结核菌比对霍乱菌更有效
C.链霉素对结核菌比对伤寒菌更有效 D.链霉素可以用于治疗伤寒病人
4.下列操作不属于微生物的分离步骤的是
A. 稀释 B.划线或涂布 C.接斜面 D.培养
6.下列微生物的产物中没有菌种特异性的一组是
A.氨基酸、核苷酸、多糖、色素 B. 多糖、脂类、维生素、抗生素、氨基酸
C.核苷酸、多糖、维生素、毒素、抗生素 D.核苷酸、维生素、多糖、脂类、氨基酸
8.在微生物群体生长规律的测定中,不可能发生的是
A.繁殖 B.生存斗争 C.种间斗争 D.种内斗争
四、笑傲高考
(2005年江苏)抗生素作为治疗细菌感染的药物,其高效性和巨大的经济价值使抗生素工业经久不衰。其中青霉素的发现和应用具有划时代的意义。
⑴青霉素发酵产生青霉素。青霉菌的新陈代谢类型是 ,青霉素是青霉菌的 代谢产物。
⑵在生产和科研中,常选用处于 期的青霉菌作为菌种或研究材料,因为此时的青霉菌代谢旺盛, 和 比较稳定。
⑶对青霉菌菌体生长情况的测定:取一定体积的发酵液,经离心分离、反复洗涤后, ,再计算发酵罐中菌体的总重量。
解析:青霉菌属于真菌,其代谢类型应为异养需氧型,而青霉素作为它的代谢产物,并不是它生长、繁殖所必需的,所以青霉素应属于次级代谢产物。在测定培养基上青霉菌菌体的生长情况时,常用的方法有两种:一种是测量青霉菌的细胞数目,另一种是测重量,取一定体积的发酵液,经离心分离、反复洗涤后,称菌体的湿重,或烘干后称干重,再由此计算出其中的细胞总重量。在细菌生长的四个主要时期中,因为处于对数期的细菌代谢旺盛,个体的形态和生理特性比较稳定,常作为生产用的菌种和科研的材料。
答案:⑴异养需氧型 次级 ⑵对数 个体的形态生理特性 ⑶称菌体的湿重(称烘干后的重量)
课题3 分解纤维素的微生物的分离
一、典例剖析
典例1有关谷氨酸发酵的叙述中正确的是
A.发酵中要不断通入空气 B.培养条件不当将不能得到产品
C.搅拌的唯一目的是使空气成为小泡 D.冷却水可使酶活性下降
【研习】进行谷氨酸发酵的菌种是异养需氧型微生物,所以要在培养过程中不断通入空气,但是必须通入的是无菌空气,普通空气是不行的,容易造成杂菌污染。搅拌不但使空气成为小气泡以增加培养基中的溶氧量,还能使培养基与菌种充分接触,提高原料的利用率。在培养过程中,由于微生物的代谢产热和机械磨擦生热,会使培养基的温度升高,高到一定程度,就会使酶的结构和核酸的结构遭到破坏,培养会因此而受到影响。降低温度,是保证酶正常活性的条件之一而不会使酶的活性下降。当培养条件不恰当时,不能得到谷氨酸。如pH降低时将得到乙酰谷氨酰胺,溶氧低时将得到乳酸或琥珀酸。
【答案】B
典例2 温度对发酵过程的影响,不正确的是
A.温度过高,发酵周期缩短,产量降低
B.温度不影响生物合成的途径
C.温度能影响菌种对营养物质的吸收
D.菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同
【研习】解答此题需要从以下几方面入手分析:第一,发酵过程需要适宜的温度,如果温度过高,酶很快失活,菌体衰老,发酵周期就会缩短,产量也会降低;第二,温度能影响生物合成的途径,这是因为生物合成过程需要酶,酶的活性与温度高低有关;第三,菌种吸收营养物质一部分是通过主动运输来完成的,需呼吸作用提供能量,这与温度有关;第四,菌体生长和产物合成需体内旺盛的代谢作基础,而用于生长繁殖和代谢产物生成的酶不同,因此所需的最适宜的温度也不一定相同。
【答案】B
二、名师点拨
1.分离分解纤维素的微生物的实验流程与稀释液的取样培养流程图有何异同?
它们的区别是:稀释液的取样流程图是将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为唯一氮源的选择性培养基上,直接分离得到菌落。分离分解纤维素的微生物的实验流程通过选择培养,使纤维素分解菌得到增殖后,再将菌液涂布在选择培养基上。其他步骤基本相同。
2.将滤纸埋在土壤中有什么作用?你认为滤纸应该埋进土壤多深?
将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集,实际上是人工设置纤维素分解菌的生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约10cm左右腐殖土壤中。
3.两种刚果红染色法的比较
刚果红在筛选纤维素分解菌上的应用已经有超过20年的历史,在本课题中我们给出了两种方法。方法一是传统的方法,缺点是操作繁琐,加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂;其优点是这样显示出的颜色反应基本上纤维素分解菌的作用。方法二的优点是操作简便,不存在菌落混杂的问题,缺点是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质,可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊,因为培养基中纤维素占主要地位,因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。方法二的另一缺点是:有些微生物具有降解色素的能力,它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈,与纤维素分解菌不易区分。
4.为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物?
在选择培养的条件下,可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖,而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到“浓缩”的作用。
三、沙场点兵
1.下面是弗来明对青霉素的早期研究过程:
发现问题:在培养细菌的器具中发现一种青霉菌,在这种青霉菌的周围有没有其它细菌生存 为什么会产生这种现象
提出假设:
设计实验:在液体中培养青霉菌后,考察这种液体对细菌增殖的影响。
实验结果:培养液使细菌的增殖停止。
结论:下面几项最适合作为该实验假设的是
A.青霉菌与细菌之间是共生关系 B.青霉菌污染了细菌生存的环境
C.青霉菌产生了对人体有益的物质 D.青霉菌能产生抑制细菌增殖的物质
3.以下关于微生物对氧的需求的叙述中正确的是
A.产甲烷杆菌属厌氧呼吸,但氧的存在不影响其生存
B.链球菌进行厌氧呼吸,不能接触空气
C.黄色短杆菌在氧气充足时才能产生谷氨酸
D.谷氨酸棒培育杆菌是厌氧呼吸
5.微生物(除病毒外)需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是
A.乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的
B.微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子
C.培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利
D.生长因子一般是酶或核酸的组成成分,微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足
7.菌落形成的根本原因是
A.细菌有鞭毛 B.细菌能运动
C.培养基有琼脂 D.子细胞成为群体
四、笑傲高考
(2005年北京卷)某化工厂的污水池中,含有一种有害的、难于降解的有机化合物A,研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基,成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如下图所示。请分析回答问题:
⑴培养基中加入化合物A的目的是筛选 ,这种培养基属于 培养基。
⑵“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的 ,实验需要振荡培养,由此推测“目的菌”的代谢类型是 。
⑶培养若干天后,应选择培养瓶中化合物A含量 的培养液,接入新的培养液中连续培养,使“目的菌”的数量 。
⑷转为固体培养时,常采用 的方法接种,获得单菌落后继续筛选。
⑸若研究“目的菌”的生长规律,将单个菌落进行液体培养,可采用 的方法进行计数,以时间为横坐标,以 为纵坐标,绘制生长曲线。
⑹实验结束时,使用过的培养基应该进行 处理后,才能倒掉。
解析:题干中首先说明了A是有机物,后来在培养基中双增加了磷酸盐、镁盐以及微量元素,通过比较各培养瓶中A的多少,选出“目的菌”,由此还可推断出“目的菌”所需碳源和氮源来自A,是异养型。获得“目的菌”种后,选进行扩大培养,培养过程中及培养结束后注意灭菌。
答案:⑴目的菌 选择 ⑵化合物A 异养需氧型 ⑶减少 增加 ⑷划线 ⑸定期取样“目的菌”数目的对数 ⑹灭菌
专题三 植物的组织培养技术
一、典例剖析
典例1某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖,可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养,发育出完整植株。进行离体培养时不应采用该植株的( )
A.茎尖 B.子房壁 C.叶片 D.花粉粒
【研习】本题主要考查无性生殖特点。涉及知识点有:组织培养、体细胞、生殖细胞等。抓住无性生殖能够保持原物种特性这一特点。组织培养就是无性生殖的一种方式,它是由体细胞培养而来的,含有原物种的全部基因,而花粉粒是生殖细胞。该题易陷入思维定势,联想到花粉粒的离体培养。可见,植物组织培养若取自体细胞则为无性生殖;若取自生殖细胞则为有性生殖。
【答案】D
典例2 一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时,有一对同源染色体不发生分离,所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常;另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常,减数第二次分裂时,在两个次级精母细胞中,有一个次级精母细胞的1条染色体姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子(以下简称不正常的配子)。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是
两者产生的配子全部都不正常
前者产生一半不正常的配子,后者产生的配子不正常
两者都产生一半不正常的配子
D.前者产生全部不正常的配子,后者只产生一半不正常的配子
【研习】初级精母细胞的减数第一次分裂过程,是同源染色体分开,进入两个次级精母细胞。若此过程中同源染色体不发生分离,形成的两个次级精母细胞中,一个多了一条染色体,另一个少了一条染色体。次级精母细胞进行的减数分裂的第二次分裂,是姐妹染色单体分开,平均分配到两个精子细胞中。若此过程中姐妹染色单体不分开,形成的两个精子细胞中的染色体数目均不正常。
【答案】D
典例3 下图是被子植物的受精过程
(1)写出图中数字所代表的结构的名称:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
(2)草履虫进行 生殖;蘑菇进行 生殖,酵母菌和水螅常常进行 生殖。
(3)下列图解表示水稻(2n=24)胚珠中胚囊的发育过程,试根据图回答:
薄壁细胞 直接发育 减数分裂
珠心 孢原细胞(2n)
三次有丝分裂
①水稻种子的种皮遗传物质应为 n,其中遗传物质应与 相同。
②水稻胚珠中的胚囊应共有染色体 条,其中卵细胞中含染色体 条;若水稻授粉受精后发育成胚和胚乳,则胚细胞中含有染色体 条,胚乳细胞中含染色体 条。
③7细胞或8核中的7细胞其中就包括了一个卵细胞和两个极核,若水稻的基因型为AaBb,则胚囊母细胞基因型为 。
④如果水稻卵细胞基因型应为Ab,则极核的基因型为 ,其原因是 。
【研习】图中给出一个被子植物子房结构示意图,首先要求学生能够正确识图,弄清各数字代表的结构名称。胚囊中7个细胞,从图解中我们可以看出是由一个胚囊母细胞发育而来的,所以这几个细胞的基因型完全相同(卵细胞和极核的基因型完全相同)。花粉粒落到雌蕊柱头上萌发生出花粉管,花粉管通过珠孔进入胚囊,释放出两个精子,一个精子与卵细胞结合,形成受精卵,受精卵发育成植物的胚;另一个精子与极核结合,形成受精极核,将来发育成胚乳(双子叶植物胚乳发育过程中,胚乳被子叶吸收)。
【答案】(1)花粉管 子房壁 珠被 受精极核 受精卵 珠孔 (2)分裂 孢子
出芽 (3)2 母方 12 24 36 AaBb Ab 卵细胞和极核是由单核胚囊经三次有丝分裂而来
二、名师点拨
1.为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难?
花瓣松动后,微生物就可能侵入到花药,给材料的消毒带来困难。
2.植物组织培养技术与花药培养技术有何区别?
相同之处:培养基的配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。
不同之处:花药培养的选材非常重要,需事先摸索时期适宜的花蕾;花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基;花北培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药的培养难度加大。
三、沙场点兵
4.某高等植物体细胞内假设有6条染色体,它们是AaBbDd,那么,一个花粉管中的两个精子中的染色体是( )
A.ABD和abd B.AbD和abd C.AaB和Bbd D.Abd和Abd
7.玉米的体细胞含有20条染色体。在正常情况下,它的卵细胞、一个极核、胚细胞、胚乳细胞、珠被细胞和子房壁细胞所含染色体数目依次应为( )
A.10、10、20、20、20、20 B.10、10、30、30、20、20
C.10、10、20、30、20、20 D.10、20、20、30、20、20
9.番茄的染色体数目是24,一个番茄细胞发生减数分裂,形成的细胞中有三个退化消失。剩下一个细胞迅速发生了三次有丝分裂,你会找到多少个细胞核?这些核含有多少个染色体( )
A.4个核,各有12个染色体 B.4个核,各有24个染色体
C.8个核,各有24个染色体 D.8个核,各有12个染色体
10.一个豆荚中种子的数目,从理论上讲取决于( )
A.花中雌蕊的数目 B.雌蕊中柱头的数目
C.子房中受精胚珠的数目 D.胚囊中胚的数目
四、笑傲高考
(2006年调研试题)基因型为AaBb的水稻(24条染色体)的花药通过无菌操作,接入试管后,在一定条件下培养形成试管苗。
(1)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团,愈伤组织形成中,必须从培养基中获得 和小分子有机物等营养物质。
(2)要促进花粉细胞分裂生长,培养基中应有 和 两种激素。
(3)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根,再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照,其原因是 ① ②    。
(4)试管苗的细胞核中含有 条脱氧核苷酸链。
(5)培育成的试管苗可能出现的基因型有 。
[答案](1)水、无机盐 (2)细胞分裂素 生长素(3)叶绿素的形成需要光 试管苗的生长发育所需营养来自叶绿体利用光能制造的有机物 (4)24 (5)AB、Ab、Ab、ab
专题四 酶的研究与应用
课题1 果胶酶在果汁生产中的作用
一、典例剖析
典例 下图纵轴为酶反应速度,横轴为底物浓度,其中能正确表示酶量增加1倍时,底物浓度和反应速度关系的是
【研习】在酶促反应中,如果底物浓度足够大,足以使酶饱和,则反应速度与酶浓度成正比。可由米氏方程推出:V=(K3[S]/Km+[S])×[E],当[S]维持不变时,V与[E]成正比。由以上叙述可知B选项正确
【答案】B
二、名师点拨
1.为什么在混合苹果泥和果胶酶之前,要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理?
提示:将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理,可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的,避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度,从而影响果胶酶活性的问题。
2.在探究温度或pH的影响时,是否需要设置对照?如果需要,又应该如何设置?为什么?
提示:需要设置对照实验,不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照,这种对照称为相互对照。
3.A同学将哪个因素作为变量,控制哪些因素不变?为什么要作这样的处理?B同学呢?
提示:A同学将温度或pH作为变量,控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量,实验结果才能说明问题。B同学对于变量的处理应该与A同学相同,只是观察因变量的角度不同。
4.想一想,为什么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?提示: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应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下,果胶酶的活性越大,苹果汁的体积就越大。
5.当探究温度对果胶酶活性的影响时,哪个因素是变量,哪些因素应该保持不变?
提示:温度是变量,应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的pH等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。
三、沙场点兵
3.下列可表示酶反应速度的是
A.单位时间内反应物的减少量 B.单位体积内产物的增加量
C.单位时间内产物的增加量 D.单位时间、单位体积内反应物的减少量
4.下列不能产生果胶酶的是
A.植物 B.霉菌 C.酵母菌 D.放线菌
5.下列不属于果胶酶的是
A.多聚半乳糖醛酸酶 B.果胶分解酶 C.果胶酯酶 D.半乳糖醛酸酶
7.下列能影响酶的活性,但不会使酶的分子结构遭到破坏的是
A.低温 B.高温 C.过酸 D.过碱
8.下列不是影响果汁产量的是
A.pH B.温度 C.酶的数量 D.苹果的能用量
四、笑傲高考
(2005广东)果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。果胶酶能够分解果胶,瓦解植物细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。
实验用具和材料:磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布等。苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等。
实验一:果胶酶在果汁生产中的作用
实验方法及步骤:
⑴将苹果洗净去皮,用磨浆机制成苹果泥,加入适量蒸馏水备用。
⑵取两个100ml洁净的烧杯,编号为1、2号,按相应程序进行操作,请把表中未填写的内容填上。
操作顺序 项目 烧杯
1 2
① 在烧杯中加入苹果泥 20mL 20mL
② 2mL
③ 注入蒸馏水
④ 在恒温水浴中保温,并用玻璃棒不时搅拌 10min 10min
⑶取出两个烧杯,同时进行过滤。观察或比较 ,并记录结果。
实验结果的预测及结论:
如果是 ,则说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用。
实验二:验证果胶酶在果汁生产中的作用
⑴在课题实验步骤中,在完成“烧杯中分别加入苹果泥、试管中分别加入果胶酶溶液、编号、编组”之后,有下列两种操作:
方法一:将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合,再把混合液的pH分别调至4、5、6、……10。
方法二:将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pH分别调至4、5、6、……10,再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。
请问哪一种方法更为科学: ,并说明理由: 。
⑵实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作,其目的是使 ,以减少实验误差。
[答案]实验一:(2)注入果胶酶溶液;2ml (3)在相同时间内滤出的果汁体积和果汁的澄清度 实验结果的预测及结论:相同时间内1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大,澄清度高 实验二:(1)方法二;方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH(或回答“方法一的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应”) (2)酶和反应物(果胶)充分的接触(3)果胶体积:甲;
课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
  一、典例剖析
典例 下列不属于酶制剂的是
A.蛋白酶 B.脂肪酶 C.淀粉酶 D.麦芽糖酶
【研习】目前常用的酶制剂有四大类:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中,应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽,使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质,使洗衣粉具有更强的去污能力。
【答案】D
二、名师点拨
1.普通洗衣粉中包含哪些化学成分?
提示:普通洗衣粉中通常包含有:表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成分,有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素,以及填充剂等。
2.在本课题中你打算使用什么方法和标准判断洗涤效果?
提示:可在洗涤后比较污物的残留状况,如:已消失、颜色变浅、面积缩小等,
三、沙场点兵
6.与普通洗衣粉相比,加酶洗衣粉的优点不包括
A.容易去汗渍 B.容易去油污
C.容易除去奶渍 D.可以重复使用
7.酶制剂中的酶化学本质是
A.蛋白质 B.有机物 C.RNA D.核酸
8.当前生产酶制剂所需要的酶主要来自
A.动物的组织和器官 B.植物组织和器官
C.微生物 D.基因工程
四、笑傲高考
(2006 烟台模拟)含有蛋白酶的洗衣粉的洗剂效果好,可以用丝绸作为实验材料吗?
[答案]不能。因为丝绸的主要成分是蛋白质,它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解,损坏衣物。
课题3 酵母细胞的固定化
一、典例剖析
典例 酶和细胞分别适应哪种固定方法?
提示:一般来说,酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定,而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大,而酶分子很小;个大的难以被吸附或结合,而个小的酶容易从包埋材料中漏出。
二、名师点拨
1.细胞的活化。
提示:在缺水的状态下,微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞所需要的活化时间较短,一般需要0.5~1小时。
2.如何检验凝胶珠的质量是否合格。
提示:检验凝胶珠的质量是否合格,可以采用以下方法。一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压,如果凝胶珠不破裂,没有液体流出,就表明凝胶珠的制作成功。二是在实验桌上用力摔打凝胶珠,如果凝胶珠很容易弹起,也表明制备的凝胶珠是成功的。
三、沙场点兵
4.关于酵母菌的叙述,正确的是
A.酵母菌在营养物质充足时、环境适宜时,依靠有性生殖进行繁殖
B.酵母菌的代谢类型时异养厌氧型
C.酵母菌的生物膜系统包括细胞膜、核膜、各种的细胞器膜等膜
D.用酵母菌酿酒时,应先密封后通气
5.研究认为,用固定化酶技术处理污染物是很有前途的,如将大肠杆菌得到的三酯磷酸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,于微生物降解相比,其作用不需要适宜的
A.温度 B.酸碱度 C.水分 D.营养
7.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
8.下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是
A.琼脂糖 B.醋酸纤维素 C.聚丙烯酰胺 D.聚乙烯树脂
四、笑傲高考
(2006苏州模拟)固定化酶和一般酶制剂的主要区别是 。
[答案]能回收可以重复利用
专题五 DNA和蛋白质技术
课题1 DNA的粗提取与鉴定
一、典例剖析
典例 本实验中有三次过滤:
⑴过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液
⑵过滤含粘稠物的0.14mol/LNaCl溶液
⑶过滤溶解有DNA的2mol/LNaCl溶液
以上三次过滤分别为了获得( )
A含核物质的滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液
B含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、含DNA的滤液
C含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、纱布上的DNA
D含较纯的DNA滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液
【研习】用蒸馏水稀释鸡血细胞液,使血细胞的细胞膜、核膜破裂,释放出核物质,此时过滤只能得到含DNA和其他物质如蛋白质的滤液,这种滤液必须经过实验中其他步骤得相继处理,方能得到较纯的DNA。DNA在0.13mol/LNaCl溶液中溶解度最低,成丝状粘稠物,可经过滤留在纱布上。
【答案】A
二、名师点拨
1.DNA的溶解度与NaCl溶液浓度的关系:
当NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时,随浓度的升高,DNA的溶解度降低;当NaCl溶液浓度高于0.14mol/L时,随浓度升高,DNA的溶解度升高。
2.制备鸡血细胞液时,要在新鲜的鸡血中加入柠檬酸钠的原因
制备鸡血细胞液时,要在新鲜的鸡血中加入抗凝剂——柠檬酸钠,防止血液凝固。其原理是柠檬酸钠能与血浆中Ca2+发生反应,生成柠檬酸钙络合物,血浆中游离的Ca2+大大减少,血液便不会凝固,因为鸡血红细胞,白细胞都有细胞核,DNA主要存在于细胞核中,所以在离心或静置沉淀后,要弃出上层清液——血浆。
3.提取DNA的第一步是材料的选取,其目的是一定要选取DNA含量较高的生物材料,否则会由于实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难;第二步是DNA的释放和溶解,这一步是实验成功与否的关键,要尽可能使细胞内的DNA全部溶解;第三步是DNA的纯化,即根据DNA的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等特性,最大限度地将DNA与杂质分开;最后一步是对DNA进行鉴定,这是对整个实验的结果的检测。
4.在DNA的析出的步骤中用到玻璃棒搅拌时,注意动作要轻缓,以免加剧DNA分子的断裂,导致DNA分子不能形成絮状沉淀。
5.盛放鸡血细胞液的容器,最好是塑料容器。鸡血细胞破碎以后释放出的DNA,容易被玻璃容器吸附,由于细胞内DNA的含量本来就比较少,再被玻璃容器吸附去一部分,提取到的DNA就会更少。因此,实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管,这样可以减少提取过程的DNA的损失。
三、沙场点兵
3.洗涤剂能够瓦解( B ),但对DNA没有影响。
A.细胞壁 B.细胞膜 C.细胞核 D.细胞质
5.在DNA提取过程中,最好使用塑料试管和烧杯,目的是( B )
A.不易破碎 B.减少提取过程中DNA的损失 C.增加DNA的含量 D.容易洗刷
7.DNA的粗提取中,将与滤液体积相等的、冷却的( D ),静置2—3min,溶液中会出现白色丝状物。
A.0.9%的NaCl B.0.14mol/L的NaCl溶液 C.质量分数15%的HCl D.体积分数为95%的酒精溶液
9.在向溶解DNA的NaCl溶液中,不断加入蒸馏水的目的是( C )
A.加快溶解DNA的速度 B.加快溶解杂质的速度 C.减少DNA的溶解度,加快DNA析出 D.减小杂质的溶解度,加快杂质的析出
四、笑傲高考
(2005南京模拟)关于DNA粗提取的实验材料的选择,也经过了多次实验效果的比较,最终选择鸡血做实验材料的原因是什么?请回答下列问题:
⑴鸡血细胞中红细胞 ,家鸡属于鸟类,新陈代谢旺盛,因而血液中 细胞树木较多,可以提供丰富的 。
⑵实验前由老师制备血细胞液供同学们做实验材料,而不用鸡全血,主要原因是

⑶生活在牧区的人们,采集牛、羊和马血比较方便,若他们按实验要求完成实验步骤后,结果是 ,这是因为这些动物和人一样,成熟的红细胞中 ,但若改用动物肝脏做实验材料,实验能顺利进行。这是因为 。
⑷若选用动物肝脏做实验材料,在提取之前,最好增加 程序,使组织细胞更易分离。
答案:⑴含细胞核;红;DNA ⑵鸡血细胞液中DNA相对含量⑶很难提取到DNA;无细胞核;肝细胞有细胞核⑷研磨
课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段
  一、典例剖析
典例 一个由15N标记的DNA分子,放在没有标记的环境中培养,利用PCR循环5次后标记的DNA分子总数的( )
A 1/10 B 1/5 C 1/16 D1/25
【研习】一个DNA分子利用PCR技术循环5次后产生的DNA分子数目为2n。而DNA的复制是半保留复制,其特点是:新形成的DNA双链,一条是来自亲代DNA分子的母链,另一条是新形成的子链。这样最初由15N标记的DNA分子复制后,其标记的两条链就分别进入两个子代DNA分子中,这样两个子代DNA分子被标记了。以后均是在没有标记的环境中培养,不论经过多少次复制,最初标记的两条链始终存在于两个DNA分子中,这样经过n次循环后,标记的DNA分子中2/2n,即1/2n-1。
【答案】C
二、名师点拨
1.PCR技术简介
PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术,它能以极少量的DNA为模板,在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。这项技术有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题,被广泛的应用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等各方面。
2.细胞内参与DNA复制的各种组成成分及其作用
①解旋酶:打开DNA双链 ②DNA母链:提供DNA复制的模板 ③4种脱氧核苷酸:合成子链的原料 ④DNA聚合酶:催化合成DNA子链 ⑤引物:使DNA聚合酶能够从引物的3,端开始连接脱氧核苷酸(引物是一小段DNA或RNA,它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。用于PCR的引物长度通常为20—30个核苷酸)
3.DNA的合成方向
DNA的两条链是反向平行的,通常将DNA的羟基末端称为3,端,而磷酸基团的末端称为5,端。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,而只能从3,端延伸DNA链,因此,DNA复制需要引物。当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后,DNA聚合酶就能从引物的3,端开始延伸DNA链,DNA的合成方向总是从子链的5,端向3,端延伸。
4.PCR的反应过程
PCR一般要经历三十多次循环,每次循环可以分为变性(当温度上升到90oC以上时,双链DNA解聚为单链)、复性(温度下降到50oC左右,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合)和延伸(温度上升到72oC左右,溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链)三步。从第二轮循环开始,上一次循环的产物也作为模板参与反应,并且由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合,进行DNA的延伸,这样,DNA聚合酶只能特异的复制处于两个引物之间的DNA序列,使这段固定长度的序列成指数扩增。
5.PCR技术与DNA的复制
PCR反应是通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。PCR反应的实质就是DNA复制,所以有关PCR反应的题目与DNA复制的原理相同,计算方法也大体相同。例如:PCR反应中的目的片段一般以2n的方式积累,其中n为反应循环次数。一个DNA片段在30次循环后反应物中大约有10亿个这样的片段。(230)
三、沙场点兵
2.下列关于DNA复制过程的正确顺序是( D )
①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构
A.①③④②⑤ B.①④②⑤③ C.①③⑤④② D.③①④②⑤
4.实验室内模拟生物体DNA的复制必需的一组条件是( D )
①酶②游离的脱氧核苷酸③ATP④DNA分子⑤mRNA⑥tRNA⑦适宜的温度⑧适宜的酸碱度
A.①②③④⑤⑥ B.②③④⑤⑥⑦ C.②③④⑤⑦⑧ D.①②③④⑦⑧
6.关于DNA分子的叙述中,正确的是( C )
A .DNA的两条链是极性相同,同向平行 B.DNA的两条链是极性相同,反向平行
C.DNA的两条链中极性不同,反向平行的 D.DNA的两条链是极性不同,同向平行
8.DNA的合成方向总是( C )延伸。
A从DNA分子的左端向右端 B从DNA分子的右端向左端
C从子链的5,端向3,端 D从子链的3,端向5,端
A模板母链相同 B非模板母链相同 C两条模板母链相同 D两条模板母链都不相同
四、笑傲高考
1.(2006年全国)PCR技术是把某一DNA片段在实验条件下,合成许许多多相同片段的一种方法,利用这种技术能快速而特异的扩增任何要求的目的基因或者DNA分子片段,“人类基因组计划”的研究中常用到这种技术。请结合有关知识,回答有关此技术的一些问题:
⑴PCR技术能把某一DNA片段进行扩增,依据的原理是:
⑵在实验条件下,DNA分子进行扩增,除了所要扩增的DNA片段处,还需要 、和 、 等条件。
⑶某DNA片段有160个碱基,其中有腺嘌呤35个,若让该DNA分子扩增三次(即复制三次)至少需要腺嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目分别是 和 个。
答案:⑴DNA分子具有双螺旋结构和DNA分子中碱基的互补配对
⑵四种脱氧核苷酸、能量、酶 ⑶245、315
课题3 血红蛋白的提取和分离
 一、典例剖析
典例 用凝胶色谱法分离蛋白质时,分子量大的蛋白质( )
A路程较长,移动速度较慢 B路程较长,移动速度较快
C路程较短,移动速度较慢 D路程较短,移动速度较快
【研习】在小球体内部有许多贯穿的通道,当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时,相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道,路程较长,移动速度较慢;而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路程较短,移动速度较快。
【答案】D
二、名师点拨
1.凝胶色谱法分离蛋白质的原理
凝胶色谱法也称为分配色谱法,它是根据分子量的大小分离蛋白质的方法之一。所用的凝胶实际上是一些微小的多孔球体,这些小球体大多数是由多糖类化合物构成,小球体内部有许多贯穿的通道,当一个含有各种分子的样品溶液缓慢流经时,各分子在色谱柱内进行两种不同的运动,即垂直向下的运动和无规则的扩散运动,相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部,只能分布在颗粒之间,通过的路程较短,移动速度较快;相对分子质量较小的蛋白质分子比较容易进入凝胶内的通道,通过的路程较长,移动速度较慢。因此,样品中相对分子质量较大的蛋白质先流出,相对分子质量中等的分子后流出,相对分子质量最小的分子最后流出,这种现象又叫分子筛现象。此外,凝胶本身具有三维网状结构,相对分子质量大的分子通过这种网状结构上的空袭时阻力大,而相对分子质量小的分子通过时阻力小,因此不同分子量的蛋白质分子可以获得分离。
2.与其他真核细胞相比,红细胞的特点及这一特点对进行蛋白质的分离的意义
哺乳动物及人的成熟的红细胞是双面凹圆饼状,没有细胞核和细胞器。其含有的血红蛋白是有色蛋白,因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集脱液。这使血红蛋白的分离过程非常直观,大大简化了实验操作。
3.电泳的作用及其原理
电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。许多重要的生物大分子,如氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等都具有可解离基团,它们在某个特定的pH下会带上正电或负电;在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极方向移动。电泳技术就是在电场的作用下,利用待分离样品中各种分子带电性质以及分子本身大小、形状等性质的差异,使带电分子产生不同的迁移速度,从而达到对样品进行分离、鉴定或提纯的目的。
三、沙场点兵
5.血液由血浆和各种血细胞组成,其中( C )的含量最多。
A白细胞 B血小板 C红细胞 D淋巴细胞
6.为防止血液凝固,在采血容器中要预先加入抗凝血剂( D )。
A. NaCl B.甲苯 C.蒸馏水 D.柠檬酸钠
7.将搅拌好的混合液转移到离心管中,离心后,可以明显看到试管中的溶液分为4层,其中第3层是( C )
A无色透明的甲苯层 B脂溶性物质的沉淀层
C血红蛋白的水溶液 D其他杂质的暗红色沉淀物
四、笑傲高考
你能描述血红蛋白分离的完整过程吗?
答案:血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步。包括:样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液,即样品的处理;在经过透析去除分子量较小的杂质,即样品的粗分离;然后通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去,即样品的纯化;最后经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。
专题六 植物有效成分的提取
课题1 植物芳香油的提取
一、典例剖析
典例1 玫瑰精油提取最适方法是 ( )
A、萃取法 B、水蒸气蒸馏法 C、水上蒸馏 D、水中蒸馏法
【研习】玫瑰精油化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸汽一同蒸馏。故选B
【答案】B
典例2 在玫瑰精油提取中,收集锥形瓶中的乳白色的乳浊液,向锥形瓶中加入( )
A、氯化钠 B、硫酸铜 C、石灰水 D、无水硫酸钠
【研习】加入氯化钠溶液是使乳化液分层。然后将其倒入分液漏斗。无水硫酸钠是使油层分离。故选A
【答案】A
二、名师点拨
植物芳香油的提取技术
提取植物芳香油有三种基本方法:蒸馏、压榨和萃取
水蒸气蒸馏是利用水蒸气将挥发性强的芳香油携带出来。
压榨法是通过机械加压,压榨出果皮中的芳香油。
萃取是使芳香油溶解在有机溶剂中,蒸发溶剂后就可获得芳香油。
要根据原料特点的不同,采用适宜的提取方法
提取方法 方法步骤 适用范围
水蒸气蒸馏 1.水蒸气蒸馏2.分离油层3.除水过滤 适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
压榨法 1.石灰水浸泡、漂洗2.压榨、过滤、静置3.再次过滤 适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取
有机溶剂萃取 1.粉碎、干燥2.萃取、过滤3.浓缩 适用范围光,要求原料的颗粒要尽可能细小,能充分浸泡在有机溶液中
3、实验提取过程中,石灰水使用的目的是浸泡充分
氢氧化钙溶液的俗名是石灰水,pH为12,强碱性,能够破坏细胞结构,分解果胶,防止橘皮压榨时滑脱,提高出油率。实验中要注意避免石灰水与皮肤接触。橘皮可以放入家用榨汁机中粉碎压榨,但要注意安全。
三、沙场点兵
2、下面不能用于提取芳香化合物的是( )
杏仁 B、真菌 C、玫瑰花 D、细菌
4、在提取玫瑰精油的过程中,分离油水混合物需加入( )
A、氯化钠   B、硫酸铜 C、无水硫酸钠   D、氯化锌
6、柑橘、柠檬芳香油的制备通常使用压榨法而不是水蒸馏法,是因为( )
水中蒸馏回导致原料焦糊 B、柑橘、柠檬芳香油易溶于水
会使芳香油的有效成分水解 D、A和C
8、植物芳香油的主要化学成分( )
A、酚类化合物及衍生物 B、萜类化合物及衍生物
C、醚类化合物 D、烃类化合物
10、玫瑰精油可以使用有机溶剂萃取,但方法油不足之处时下面哪项(  )
A、过程复杂且出油率不高  
B、提取的玫瑰精油纯度不高
C、有些萃取剂不能萃取玫瑰精油
D、萃取一般用于制膏状物,所以不能用萃取剂萃取玫瑰精油
四、笑傲高考
1.在橘皮精油的提取中,为什么橘皮要在石灰水中浸泡时间10h以上?
橘皮要浸透,这样压榨时不会滑脱,出油率高,并且压榨液的粘稠度不会太高,过滤时不会堵塞筛眼。
2.根据玫瑰精油的化学性质,常用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油,请总结水蒸气蒸馏的适用范围?
适用于提取玫瑰精油、薄荷油等挥发性强的芳香油。
课题2 胡萝卜素的提取
  一、典例剖析
典例 对胡萝卜素的提取通常选用
A.水 B.无机盐 C.有机溶剂 D.无机溶剂
【研习】由于胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点,根据相似相溶原理,应该考虑有机溶剂,而不能选用水、无机盐及其他无机溶剂,故选C。
【答案】C
二、名师点拨
1、萃取剂的选择
根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点,可以考虑有机溶剂萃取的方法。
有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。乙醇和丙酮能够与水混溶,是水溶性有机溶剂;石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能与水混溶,称为水不溶性有机溶剂。
萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的溶点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水溶。最佳萃取剂为石油醚。
思考:乙醇和四氯化碳能够用于胡萝卜素的萃取吗?
2、纸层析的操作
层析时注意选择干净的滤纸,为了防止操作时对滤纸的污染,应尽量避免用手直接接触滤纸,可以带手套进行操作。点样时应注意点样斑点不能太大(直径应小于0.5㎝),如果用吹风机吹干,温度不宜过高,否则斑点会变黄。将点好样的滤纸卷成筒状,卷纸时注意滤纸两边不能相互接触,以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快,溶剂前沿不齐,影响结果。
三、沙场点兵
4.下列有关胡萝卜素的叙述,错误的是( )
A.胡萝卜素是一种化学性质稳定,溶于水,不溶于乙醇的物质
B.胡萝卜是提取天然β-胡萝卜素的原料
C.微生物的发酵生产是工业提取β-胡萝卜素的方法之一
D.提取后,干燥过程中,时间不能太长,温度不能太高
5.对胡萝卜素的提取顺序,正确的是( )
A.胡萝卜→粉碎→萃取干燥→浓缩→过滤→胡萝卜素
B.胡萝卜→粉碎→过滤→干燥→萃取→浓缩→胡萝卜素
C.胡萝卜→粉碎→过滤→萃取→干燥→浓缩→胡萝卜素
D.胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素
7.萃取的效率主要取决于( )
A.原料颗粒的大小 B.原料的紧密程度、含水量
C.萃取剂的性质和使用量 D.萃取的温度和时间
8.下列试剂最适宜提取提取胡萝卜素的是( )
A.石油醚 B.乙醚 C.四氯化碳 D.苯
9.对于胡萝卜素的提取过程,叙述错误的是( )
A.萃取过程中应该避免明火加热,采用水浴加热
B.为了防止加热时,有机溶剂的挥发,还需要在加热瓶口安装冷凝回流装置
C.萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置
D.在浓缩前,不需要过滤,因为萃取液中没有不溶物
四、笑傲高考
(2006年江苏)下图为提取胡萝卜素的装置示意图,请回答有关问题:
1).胡萝卜素萃取的效率主要取决于 和 ,同时还受到 、 、 和 等条件的影响。
2).一般来说,要想萃取效果好,要保证 。
3).萃取过程应该避免明火加热,采用 加热,其原因是 。
4).在加热瓶口安装冷凝回流装置的目的是 。
[答案](1)萃取剂的性质 使用量 原料颗粒的大小 紧密程度 含水量 萃取的温度 时间 (2)原料颗粒小,萃取温度高,时间长,需要提取的物质就能充分溶解,萃取效果就好 (3)水浴 因为有机溶剂都是易燃物,直接使用明火加热容易引起燃烧 爆炸. (4)为了防止加热时有机溶剂挥发






四分体(n)
胚囊母细胞(2n)
成熟胚囊(7细胞8核)
单核胚囊(n)