2013届高考二轮复习全攻略-1-6-14《生物技术实践》学案-新人教版选修1.doc

2013届高考二轮复习全攻略 1-6-14《生物技术实践》学案 新人教版选修1

第十四讲　生物技术实践(选修一)
【考纲点击】
1．微生物的分离和培养。2.某种微生物数量的测定。3.培养基对微生物的选择作用。4.利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。5.运用发酵加工食品的基本方法。6.测定食品加工中可能产生的有害物质。7.从生物材料中提取某些特定的成分。8.植物的组织培养。9.酶的存在和简单制作方法。10.酶活力测定的一般原理和方法。11.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。12.制备和应用固定化酶。13.PCR技术的基本操作和应用。14.蛋白质的提取和分离。
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专家支招
1．从实验的角度剖析每项技术，把握其原理、材料与器材、操作流程，加强有效地训练，如默写流程图、背诵重要的过程和原理。利用教材中相应的流程图、示意图进行复习，能简明形象地理解和记忆相应的知识，突破重点和难点。试题中经常会以简述或填图的形式考查理解、应用原理和过程来解决实际问题的能力，所以复习过程中可以默写或填写流程图、示意图，看图讲述过程的形式训练图文转换能力。
2．用对比的方法区分一些重要概念和方法，如果酒和果醋制作的比较，水蒸气蒸馏法、压榨法、有机溶剂萃取法的比较，平板划线操作与涂布平板操作的比较等。
3．用联系的观点理解不同的技术，如酵母菌可涉及与培养及固定化酵母细胞等内容。

高考经典)
1．(2012·全国卷，5)关于细菌的叙述中，正确的是(　　)。
A．不同种类细菌的生长均需要相同碳源
B．常用液体培养基分离获得细菌单菌落
C．细菌大量培养过程中，芽孢形成于细菌生长的调整期
D．培养基中含有高浓度NaCl有利于金黄色葡萄球菌的筛选
解析：细菌的碳源与其新陈代谢的类型有关，A错误；菌落的形成需要固体培养基，B错误；芽孢大量形成与衰亡期，C错误。金黄色葡萄球菌能耐高盐，D正确。
答案：D
2．(2012·江苏，21)(多选)下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述，合理的是(　　)。
A．在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长
B．条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸
C．果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小
D．将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量
解析：果酒发酵的后期，营养物质减少，酵母菌代谢减慢，产生的CO2量减少，可以间隔较长的时间再拧开瓶盖；糖源充足时，醋酸菌可以将葡萄糖分解成醋酸；糖源不足时，则利用酒精与氧反应合成醋酸和水；由于发酵液的酒精比例越来越高，因而发酵液的密度逐渐减小，制腐乳时，在摆放豆腐的同时，应逐层加盐，随层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些。
答案：ABC
3．(2012·北京卷，5)高中生物学实验中，在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是(　　)。
A．将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中
B．将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上
C．将转基因植物叶片接种到无菌培养基上
D．将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上
解析：考查微生物的培养及应用，实验分析能力。将转基因植物叶片接种到无菌培养基上，是进行植物组织培养，必需严格的无菌操作，否则会失败。
答案：C
4．(2011·课标全国卷，39)有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。请回答问题。
(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以________为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲，该培养基属于________培养基。
(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即________和________。
(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________。
(4)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、________和________。无菌技术要求实验操作应在酒精灯________附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。
解析：(1)从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株，使用的培养基应是以原油为唯一碳源的选择培养基，通过控制碳源这种营养成分，来促进能高效降解原油的菌株的生长，抑制其他微生物的生长。
(2)菌种纯化培养时，常采用平板划线法和稀释涂布平板法接种。
(3)当固体培养基上长出单菌落后，可通过比较菌落周围分解圈的大小，来判断菌株降解原油能力的大小。一般来说，分解圈越大说明该菌株的降解能力越强，反之则越弱。
(4)实验室培养微生物的过程中，常用灼烧灭菌法对接种环、接种针、试管口、瓶口等进行灭菌；用高压蒸汽灭菌法对培养基、试管等进行灭菌；用干热灭菌法对玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等进行灭菌。实验操作应在酒精灯火焰旁进行，因为酒精灯火焰旁可形成一个无菌环境，可防止微生物的污染。
答案：(1)原油　选择
(2)平板划线法　稀释涂布平板法
(3)强　(4)干热灭菌　高压蒸汽灭菌　火焰
本考点往往以发酵食品加工为背景考查微生物的分离、纯化和培养过程以及在食品加工中所起的作用，果酒、果醋和泡菜的制作方法和流程，植物有效成分的提取都是命题重点，不同省份对本考点的命题不一样，有的只出选择题，有的只出非选择题，有的题型不限！

,考查微生物的纯化培养和分离技术
【押题1】 从自然菌样筛选较理想的生产菌种的一般步骤是：采集菌样→富集培养→纯种分离→性能测定。
(1)不同微生物的生存环境不同，获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样，然后再按一定的方法分离、纯化。培养嗜盐菌的菌样应从________环境采集。
(2)富集培养指创设仅适合待分离微生物旺盛生长的特定环境条件，使其在群落中的数量大大增加，从而分离出所需微生物的培养方法。对产耐高温淀粉酶微生物的富集培养应选择________的培养基，并在________条件下培养。
(3)下面两图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图解，请分析接种的具体方法。

获得图A效果的接种方法是________________，获得图B效果的接种方法是________________。
(4)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行________，接种前要进行________________，在整个微生物的分离和培养中，一定要注意在________条件下进行。
破题关键

解析　(1)嗜盐菌就生活在高盐环境中，如：海滩等环境。(2)耐高温淀粉酶应存在于以淀粉为唯一碳源且在高温环境中生存的微生物体内。(3)从不同菌落之间的关系可以看出，A纯化微生物的接种方法是稀释涂布平板法，B纯化微生物的接种方法是平板划线法。(4)培养基配制时应先溶化，再调整pH，灭菌。答案　(1)海滩等高盐
(2)以淀粉为唯一碳源　高温
(3)稀释涂布平板法　平板划线法
(4)pH调整　高压蒸汽灭菌　无菌

1．微生物培养技术中的消毒和灭菌

消毒
灭菌
区别
使用手段
较为温和的物理或化学方法
强烈的理化因素
结果
杀死表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)
杀死包括芽孢和孢子在内的所有微生物
常用方法
煮沸消毒法、化学药剂消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法等
灼烧灭菌法、干热灭菌法、高压蒸汽灭菌法等
联系
①都借助理化性质，营造微生物难以生存的不良环境；②作用实质都是通过使蛋白质变性来抑制微生物生命活动或杀死微生物
2.平板划线操作的注意事项
(1)每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌。
(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)划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。
,考查果酒、果醋的制作工艺及注意事项【押题2】 下图所示是果酒和果醋制作的实验流程以及某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示回答下列问题。
,考点探源
一、微生物的基本技术
1．制备培养基：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。
2．无菌技术：主要指消毒和灭菌。
3．倒平板操作：待培养基冷却至50 ℃左右时，在酒精灯火焰旁倒平板。
4．平板划线操作：平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。
5．稀释涂布平板法：先将菌液进行一系列梯度稀释后涂布平板，在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散到培养基的表面，从而在培养基表面形成单个菌落。如图：

特别提醒　平板冷凝后，培养皿盖上会凝结水珠，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；又可以防止培养皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
二、某种微生物的分离与计数
1．分离——选择培养基
2．计数
(1)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。
①筛选菌株：利用选择培养基筛选菌株。
②计数方法：活菌计数法和显微镜直接计数法。
③过程：土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。
(2)分解纤维素的微生物的分离。
①实验原理

即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
②流程：土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。
3．鉴定方法
鉴定分解尿
素的细菌
含酚红指示剂的尿素为唯一氮源的培养基→细菌→指示剂变红，则该菌能分解尿素
鉴定纤维素
分解菌
红色
特别提醒　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法，而显微镜直接计数法不能区分细菌的死活。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的平板进行计数。
③土壤中纤维素分解菌的筛选流程中的“选择培养”是否需要，应根据样品中目的菌株数量的多少来确定。
三、微生物在传统发酵技术中的应用
项目内容　
果酒和果醋的制作
腐乳制作
制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
菌种及来源
酵母菌：葡萄皮上野生型酵母菌与醋酸菌、空气或人工接种
毛霉、青霉、曲霉、酵母菌等真菌，空气中的生殖孢子
乳酸菌、空气中的孢子
原理
无氧：酿酒C6H12O62CO2＋2C2H5OH有氧：酿醋C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O
蛋白质小分子肽＋氨基酸脂肪甘油＋脂肪酸
亚硝酸盐＋对氨基苯磺酸重氮化合物＋N－1－萘基乙二胺盐酸盐―→玫瑰红色染料
原料选择
新鲜、无烂籽粒葡萄(或苹果)
豆腐
大白菜、花椰菜等新鲜干净的蔬菜
实验流程
挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵↓　　　↓果酒　醋酸发酵　果醋
豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制
制泡菜：选材→配制盐水→装坛→发酵→成品
测亚硝酸盐含量：配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色
操作注意事项
(1)材料选择与处理
(2)防止发酵液污染，控制好发酵条件
(1)材料用量
(2)防止杂菌污染
(3)控制温度及酒精含量
(1)泡菜坛的选择
(2)腌制条件(无氧)
(3)测定亚硝酸盐含量的操作
共同点
都是天然的发酵，利用了微生物新陈代谢过程中代谢产物的作用或直接获取代谢产物
四、植物有效成分的提取
1．植物芳香油提取方法的比较
提取方法
水蒸气蒸馏法
压榨法
有机溶剂萃取法
实验原理
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油提取出来
通过机械加压，压榨出果皮中的植物芳香油
使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂获得植物芳香油
方法步骤
(1)水蒸气蒸馏(2)分离油层(3)除水过滤
(1)石灰水浸泡、漂洗(2)压榨、过滤、静置(3)再次过滤
(1)粉碎、干燥(2)萃取、过滤(3)浓缩
适用范围
适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取
适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中
优点
简单易行，便于分离
生产成本低，易保持原料原有的结构和功能
出油率高，易分离
局限
性
水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题
分离较为困难，出油率相对较低
使用的有机溶剂处理不当会影响植物芳香油的质量

(1)完成图1中的制作流程。
(2)冲洗的主要目的是________，冲洗应特别注意不能________，以防止菌种的流失。
(3)图2装置中的充气口在________过程中要关闭，某同学在实验时为了密闭装置特意将瓶塞使劲塞紧，并将充气口和排气口用夹子夹紧，以便于发酵。但第二天观察时，发现瓶塞松了，他不明白其中的原因，请帮助解释说明其原因。
___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)在醋酸发酵时，排气口排出的气体的来源是___________________________
__________________________________________________________________。
(5)若在果汁中含有醋酸菌，在酒精发酵旺盛时期，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？说明理由。_______________________________________________
__________________________________________________________________。
破题关键
解析　本题主要考查了果酒、果醋制作的基本过程和原理。因酵母菌是兼性厌氧菌，在发酵初期需要氧气，进行大量繁殖，等酵母菌繁殖到一定数量时，关闭充气口，让其进行无氧呼吸；酵母菌无氧呼吸除产生酒精外，还产生CO2，所以瓶塞会松；醋酸菌是需氧型细菌，醋酸发酵过程中，充气口要连接充气泵不停地充气，排气口则不停地排气，排出的气体成分不仅有空气，还有醋酸菌有氧呼吸产生的CO2；酒精发酵与醋酸发酵的条件不同，酒精发酵时是无氧环境，而在无氧状态下，醋酸菌受到抑制。
答案　(1)醋酸发酵　(2)洗去浮尘　反复冲洗
(3)酒精发酵　酵母菌进行无氧呼吸产生的二氧化碳使瓶中气体压强增大(答细胞呼吸或有氧呼吸产生二氧化碳不可)
(4)剩余的空气、醋酸菌有氧呼吸产生的二氧化碳
(5)不能。因为酒精发酵时缺氧，会抑制醋酸菌的生长，醋酸菌的发酵条件是氧气充足
判断发酵与无氧呼吸的方法
(1)从概念上判断：发酵是利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程。无氧呼吸是生物在无氧条件下的一种细胞呼吸方式。
(2)从分类上判断：发酵据产物不同可分为：酒精发酵(无氧呼吸)、乳酸发酵(无氧呼吸)和抗生素发酵等；据对氧的需求不同可分为：厌氧发酵(无氧呼吸)和需氧发酵；据培养基的物理状态不同可分为：固体发酵和液体发酵。
特别提醒　果酒、果醋制作过程中防止杂菌污染的措施。
① 榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒。②清洗葡萄时要先清洗后除枝梗。③发酵瓶排气管用曲颈管，不用直管。 2.实验流程设计
(1)玫瑰精油的提取实验流程
鲜玫瑰花瓣＋清水(1∶4)―→水蒸气蒸馏―→油水混合物分离油层除水玫瑰精油。
(2)橘皮精油的提取实验流程
石灰水浸泡橘皮→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮精油。
(3)胡萝卜素的提取实验流程
胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。
特别提醒　(1)水蒸气蒸馏的三种常用方法比较
基本原理相同，但原料位置不同。
①水中蒸馏：原料放于蒸馏容器的水中，水完全浸没原料。②水上蒸馏：容器中水的上方有筛板，原料置于筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜。③水气蒸馏：蒸馏容器下方有一排气孔，连接外源水蒸气，上方有筛板，上面放原料。
(2)提取植物有效成分时注意的事项
①水蒸气蒸馏过程中可用明火加热，萃取过程应该避免明火加热，采取水浴加热，这是因为有机溶剂都是易燃物，直接用明火加热容易引起燃烧、爆炸。②用于萃取的有机溶剂必须事先精制，除去杂质，否则会影响芳香油的质量。③在用水蒸气蒸馏法制取玫瑰精油的过程中油水混合物中加入氯化钠的目的是增大盐水的密度，有利于玫瑰精油与水的分层。加入无水Na2SO4的目的是吸收精油中残留的水分。④橘皮精油的提取过程中，橘皮洗净晾干后，要浸泡在石灰水中10 h以上，其目的是防止橘皮压榨时滑脱，从而提高出油率。
常考点20　酶的应用和生物技术在其他方面

高考经典)
1.（2012·江苏，18）下列关于“DNA粗提取与鉴定实验”的叙述，正确的是（　　）。
A.洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度
B.将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
C.常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取
D.用玻璃棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少
解析：本题考查DNA提取和鉴定。DNA溶解度与洗涤剂无关，DNA与二苯胺水浴加热变蓝，不需要冷却；用玻璃棒搅拌，使DNA吸附在玻璃棒上，且DNA量不会减少，所以答案为C。
答案：C
2.（2011·广东理综，5）以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是（　　）。
A.洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂
B.猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少
C.血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测
D.在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢
解析：猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少，是提纯血红蛋白的理想材料。提纯血红蛋白分四步：红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液、透析，其中洗涤红细胞时，要用生理盐水反复洗涤，既要将红细胞洗涤干净，又要不破坏红细胞，然后再用蒸馏水和甲苯使红细胞破裂，释放出血红蛋白。分离提纯血红蛋白时用凝胶色谱法，是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质，相对分子质量大的蛋白质移动速度较快；血红蛋白的颜色可用于观察红色区带的移动情况，并据此判断分离效果。故D不正确。
答案：D
3.（2010·江苏生物，25）（多选）图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述正确的是（　　）。

A.刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液
B.图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠
C.图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触
D.图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中
解析：溶化的海藻酸钠应冷却至室温后与活化的酵母菌混合，A项错误。海藻酸钠与酵母菌混合液应滴入CaCl2溶液中，以制备凝胶珠；凝胶珠用蒸馏水冲洗2～3次后，可转移到发酵装置中；搅拌可使酵母菌与培养液充分接触，有利于发酵的顺利进行，故B、C、D三个选项正确。
答案：BCD
高考命题常考知识点有：
（1）酶活力测定的一般原理和方法；（2）酶在食品制造和洗涤等方面的应用；（3）植物的组织培养；（4）蛋白质的提取和分离；（5）PCR技术的基本操作和应用。命题多以实验分析或应用实例分析的形式呈现。

,酶的研究与应用【押题1】 在日常洗涤中，普通洗衣粉已经逐渐被加酶洗衣粉所代替，加酶洗衣粉中的碱性蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶等可以将粘附在衣物上的奶渍、汗渍、血渍等快速、彻底地清除掉，因此非常受人们的欢迎。
（1）某班同学为探究某复合加酶洗衣粉的最佳洗涤温度，设计了一个探究实验，该实验的自变量应为　　　　。实验过程中，不同的小组选用了含不同污染物的衣物作为实验材料，最终结果汇总如下表：
不同温度下除去不同污渍所需的时间/min
水温/℃
5
15
25
35
45
55
65
75
85
植物油
225
110
98
78
49
35
22
46
109
牛奶
220
103
70
42
11
34
49
91
100
浆糊
143
99
65
31
21
6
34
97
14
由上表可知，在洗涤含不同污染物的衣物时要　　　　。
考点探源
一、酶的研究及应用
1.酶活性（酶活力）测定的一般原理和方法
（1）酶活性（酶活力）的含义：酶的活性（酶活力）是指酶催化一定化学反应的能力。
（2）酶活性（酶活力）测定的一般原理和方法：酶的活性（酶活力）通常以单位时间内底物的消耗量或者在单位时间内产物的生成量来表示。
2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用
（1）纤维素酶与果胶酶

组成
作用
纤维素酶
C1酶CX酶葡萄糖苷酶
纤维素在C1酶、CX酶的作用下分解成纤维二糖，再在葡萄糖苷酶的作用下将纤维二糖分解为葡萄糖
果胶酶
多聚半乳糖醛、酸酶、果胶分解酶果胶酯酶
都能将不溶性果胶分解成可溶性半乳糖醛酸
（2）加酶洗衣粉
①概念：指含酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶四类。
②洗涤原理
种类
洗涤原理
洗涤的物质种类
蛋白酶
可将蛋白质水解为易溶解或分散于洗涤液中的小分子的肽或氨基酸
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脂肪酸
食品的油渍、人体皮脂、口红
淀粉酶
能使淀粉分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖
来自面条等的污垢
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

3.制备和应用固定化酶、固定化细胞
（1）直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的差异

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
一系列酶
常用载体

氧化铝、高岭土、硅胶、二氧化钛、硅藻土等
明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等
常用方法

包埋法、化学结合法、物理吸附法
包埋法
营养物质
不需要
不需要
需要
化学反应
一种或几种
一种
一系列
底物
各种物质
各种物质
能进入载体的小分子物质
优点
效率高、耗能低、无污染
可回收反复使用
成本低、易操作，可催化一系列化学反应
缺点
环境因素影响大，酶难以回收利用
不利于催化一系列化学反应
反应物与细胞内的酶不容易接触，催化效率下降

（2）从生物体中提取出的酶首先要检测　　　　，以便更好地将酶应用于实践。
（3）加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用，请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。_______________________________________________________________
破题关键
解析　（1）探究温度对酶活性的影响时，自变量应为温度。由表格可知，清除不同污染物时所需的最适温度不同，因此洗涤含不同污染物的衣物时应选用不同温度的水。（2）只有酶具有活性才能将酶应用于实践。（3）固定化酶需要把酶固定在一定载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，可以反复利用，本题中未运用固定化酶技术。
答案　（1）温度　使用不同温度的水　（2）酶的活性
（3）未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用
生物信息题的解答技巧
1.判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法：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。
2.加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法：实验设计遵循的原则是对照原则和单一变量原则，如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，以控制洗衣粉的种类为变量，其他条件完全一致；同时，普通洗衣粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照实验。
3.变量的分析和控制：影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的材质、衣物大小、浸泡时间、洗涤的方式和洗涤的时间等。在选择适宜的变量作为探究课题的时候，应注意切合实际，如选择水温时，我们可以选择一年中冬季、春季、秋季和夏季的实际常温5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃进行实验。
,考查蛋白质的提取和分离及PCR技术
【押题2】 Ⅰ.某生物兴趣小组在学习完“蛋白质的提取和分离”后，联系相关实验，准备从猪肝脏研磨液中初步提取过氧化氢酶，设计的“过氧化氢酶提取、分离流程”（如下图）。

请据图回答下列有关问题。
（1）向肝细胞悬液中加入一定量的pH＝7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破碎肝细胞，破碎细胞的原理是________________________________________。
与使用蒸馏水相比，使用缓冲液的优点是
________________________________________________________________。
（2）蛋白质粗分离阶段透析的目的是__________________________________
__________________________________________________________________。
（3）电泳利用了待分离样品中各种分子的______________________________
　　　　　　　　等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。
,（2）制备固定化酵母细胞
固定酵母细胞的方法：包埋法。步骤如下：
①酵母细胞的活化：酵母菌吸水，由休眠状态恢复为正常状态。
②配制CaCl2溶液：CaCl2溶液用于增强凝胶珠的强度
③
④
⑤固定化酵母细胞：将海藻酸钠酵母细胞混合液滴到CaCl2溶液中。
特别提醒　纤维素酶在洗涤剂中的应用可以说是一项重要的发明。它的作用对象不是衣物上的污垢，而是织物表面因多次洗涤而在主纤维上出现的微毛和小绒球，添加纤维素酶的洗衣粉具有增白、柔软两个独特功能。
二、DNA和蛋白质技术
1.DNA的粗提取和鉴定方法
（1）材料的选取：选用DNA含量相对较高的生物组织。
（2）破碎细胞
①动物的红细胞，吸水破裂。
②植物细胞：加入洗涤剂、食盐后研磨。
（3）除去杂质的方法
方法一：利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度的不同，通过调节NaCl溶液的浓度除去溶于和不溶于NaCl溶液中的杂质。
方法二：利用DNA对酶的耐受性，直接在滤液中加入嫩肉粉，反应10～15 min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质，而不会破坏DNA。
方法三：利用DNA对高温的耐受性，将滤液放在60～75 ℃的恒温水浴箱中保温10～15 min，使蛋白质变性沉淀而DNA分子还未变性。
（4）DNA的析出：向处理后的滤液中加入与滤液体积相等的、冷却的酒精溶液（体积分数为95%），静置2～3 min，溶液中会出现白色丝状物，用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物。
（5）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
2.血红蛋白的提取和分离
（1）凝胶色谱法的原理

相对分子质量大
相对分子质量小
直径大小
大于凝胶颗粒空隙直径
小于凝胶颗粒空隙直径
运动途径
从凝胶颗粒间隙向下移动
从凝胶颗粒内部空隙向下移动
运动路程
较短
较长
移动速度
较快
较慢
洗脱次序
先从凝胶柱洗脱出来
后从凝胶柱洗脱出来
（4）实验小组以3%过氧化氢溶液和获得的过氧化氢酶为材料进行温度对酶催化活性影响的探究，得到下图所示的结果，根据实验结果得出“过氧化氢酶能耐受100 ℃高温”的结论，请问这一结论是否可靠？为什么？
_________________________________________________________________。

Ⅱ.如图表示体外和体内的DNA复制过程。请据图分析回答问题。

（1）体内DNA复制过程中用解旋酶打开双链DNA，而PCR技术中用____________________________________________________________。
（2）图1中的DNA聚合酶一般选用从水生耐热细菌Taq中分离的　　　　。
其功能是_________________________________________________________。
（3）与体内DNA复制相比较，PCR反应要在　　　　中才能进行。
（4）图2E过程中的碱基互补配对方式与图1C过程中的不同之处是　　　　。假设图1中的一个模板DNA分子中有
800个碱基对，其中含有腺嘌呤600个，若通过PCR技术共消耗周围环境中游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6 200个，则该模板DNA在PCR扩增仪中已经复制了　　　　次。
（5）下列各项过程中，遵循U－A配对方式的有_________________________
__________________________________________________________________。
①DNA复制　②RNA复制　③转录　④翻译 ⑤逆转录
破题关键
解析　Ⅰ.（1）酶的活性受酸碱度、温度等条件的影响。使用缓冲溶液达到细胞因吸水而涨破的目的，又不会因溶液酸碱度不适宜而影响酶的活性。（2）透析是去除分子量较小的杂质，即样品的粗分离。（3）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。（4）在该实验中温度应是实验变量，所以为了确保实验结果的可靠性，应该排除其他能导致过氧化氢分解的因素。Ⅱ.PCR是一种体外快速扩增DNA的技术，其DNA复制的原理和体内基本相同，不同的是PCR通过高温使DNA分子热变性而解旋，一般用耐高温的TaqDNA聚合酶催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键。PCR需要模拟体内pH等环境，故需在一定的缓冲溶液中进行。DNA复制、RNA复制、转录、翻译和逆转录均存在碱基互补配对，而遵循U—A配对方式的只有RNA复制、翻译和逆转录。
答案　Ⅰ.（1）渗透原理（当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破）　可以保证酶溶液pH基本稳定，避免因pH变化影响过氧化氢酶活性
（2）除去小分子化合物（杂质）
（3）带电性质、分子大小、形状
（4）不可靠，高温也能使过氧化氢分解
Ⅱ.（1）高温使DNA分子热变性
（2）TaqDNA聚合酶　催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键
（3）一定的缓冲溶液
（4）E过程中是U—A，C过程中是T—A　5
（5）②④⑤,（2）样品的预处理及粗分离

特别提醒　影响DNA提取的因素
①对生物材料研磨不充分或加入蒸馏水量不够，导致核物质没有充分释放出来。②在破碎细胞或溶解DNA时搅拌太剧烈，使DNA分子断裂，不易提取。
③实验中最好使用塑料器皿，因为DNA易吸附在玻璃器皿上，容易造成损失。
3.PCR反应的原理、过程及结果
（1）PCR原理
在一定的缓冲溶液中通过控制温度并提供模板和原料，使DNA复制在体外反复进行。
（2）PCR反应过程
①变性：当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解聚为单链，如图所示：

②复性：当温度下降到50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，如图所示：

③延伸：当温度上升到72 ℃左右时，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，如图所示：

（3）结果
①PCR一般要经历三十多次循环，每次循环都要包括变性、复性、延伸三步。
②两个引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。

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1.Ⅰ.如图表示芦荟茎段的离体培养过程，请回答下列问题。

（1）植物组织培养常用的培养基名称为　　　　，从物理性质来划分属于　　　　培养基。
（2）培养基中都要加入一定的植物激素，在培养过程中，使用激素的　　　　和比例都影响细胞的发育方向，细胞分裂素/生长素的比值　　　　有利于根的分化。
（3）A步骤称为　　　　，A步骤前需要对芦荟茎段进行　　　　，为确定培养基是否灭菌彻底，检测的方法是将未接种的培养基_______________________________________________________________
_________________________________________________________________。
Ⅱ.下列是有关微生物的培养与应用问题，请分析回答。

（1）如图是利用　　　　法进行微生物接种，把聚集的菌种逐步　　　　分散到培养基的表面。图中右侧手执的器具称为　　　　。
（2）分析下面培养基的配方：NaNO3、KH2PO4、NaH2PO4、MgSO4·7H2O、KCl、H2O。若用于培养纤维素分解菌，应加入　　　　（物质），为检测纤维素分解菌的存在与否，还应加入　　　　染料。
（3）获得的菌种如果需要长期保存，可以采用　　　　的方法。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

2.（2012·山东理综，34）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_________________________________________________________________。
3.现在大力提倡无纸化办公，但是仍然不可避免的每年要产生大量的废纸，其主要成分是木质纤维，人类正努力将其转化为一种新的资源——乙醇。下图是工业上利用微生物用纤维素生产乙醇的基本工作流程，请回答相关问题。

（1）自然界中①环节需要的微生物大多分布在　　　　的环境中。将从土壤中获得的微生物培养在以　　　　为碳源、并加入　　　　的培养基上筛选周围有　　　　的菌落。
（2）如上所述的筛选中获得了三个菌落，对它们分别培养，并完成环节②，且三种等量酶液中酶蛋白浓度相同，则你认为三种酶液的活性　　　　（一定相同、不一定相同、一定不同），可以通过________________________________进行定量测定。
（3）根据测定结果，①环节常选择木霉，则②中获得的酶是　　　　酶。该酶至少包括　　　　　　　　三个组分。
（4）生产中可以满足④环节的常见菌种是　　　　，为了确保获得产物乙醇，⑤环节要注意　　　　　　　　，④过程要注意避免　　　　　　　　。
（5）该技术虽然有广阔的前景，但存在酶的成本高等问题，为了降低成本主要从以下几方面入手改进该过程。首先要通过　　　　　　　　等技术手段对产酶微生物改造，提高酶的产量。其次，可利用　　　　　　　　等技术使酶能够重复利用。
4.（2011·浙江自选）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，基本工艺流程如图。请回答下面的问题。

（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　　　　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，