选修1 生物技术实践

专题1、2 传统发酵技术的应用、

微生物的培养与应用

1．在酿酒、酿醋、制作腐乳和酸奶过程中都要涉及各种微生物，请回答下列问题： (1)酿酒利用的微生物是酵母菌，制作过程中，酵母菌先在有氧条件下大量繁殖，然后再进行酒精发酵。检测酒精的原理是：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成________色。

(2)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为________。醋酸发酵时温度一般应控制为________。

(3)在臭豆腐的制备过程中，常用的微生物主要是__________等，在此过程中，豆腐相当于微生物生长的__________。

(4)民间制作腐乳时，豆腐块上生长的微生物，在制作时一般要加盐、酒，若加入的酒精浓度(含量)过低，会出现什么现象？____________________。

(5)在腌制泡菜的过程中，起主要作用的微生物是乳酸菌，用水封坛的作用是__________________。欲检测泡菜在腌制过程中产生的亚硝酸盐含量，使用检测试剂后颜色变为__________。

2．(2018年海南卷)已知泡菜中亚硝酸盐含量与腌制时间有关。为了测定不同腌制天数泡菜中亚硝酸盐的含量，某同学设计了一个实验，实验材料、试剂及用具包括：刻度移液管、比色管、不同浓度的亚硝酸钠标准溶液、亚硝酸盐的显色剂、不同腌制天数的泡菜滤液等。回答相关问题。

(1)请完善下列实验步骤。 ①标准管的制备：用__________________________和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。

②样品管的制备：用刻度移液管分别吸取一定量的____________________________，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管。

③将每个____________分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅________的标准管，该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中的亚硝酸盐含量，记录各样品管中亚硝酸盐的含量。

(2)下图表示的是泡菜中________________趋势。

(3)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是__________(填“醋酸杆菌”或“乳酸菌”)。 3．利用农作物秸秆等纤维质原料生产的乙醇，经加工可制成燃料乙醇。下图为生产燃料乙醇的简要流程图，请据图回答：

(1)微生物A能分泌纤维素酶，其中的葡萄糖苷酶可将____________分解成葡萄糖。 (2)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、________________四类，欲从土壤中分离获取微生物A，应采用以纤维素为唯一碳源的培养基，其原因是________________________。

(3)图中②过程常用的微生物是__________，此时其细胞呼吸类型是__________。 (4)若要测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用__________计数板直接计数；若要测定其活菌数量，可选用 ______________法进行计数。某同学用0.1 mL稀释液在稀释

倍数为10的平板中测得菌落数的平均值为126，则每毫升样品中的细菌数是______________个。

4．幽门螺杆菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消化道溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下：

请回答：

(1)在生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为______________。

(2)配制培养基时，要加入尿素和 __________指示剂，这是因为Hp含有__________，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落周围会出现____________色环带。

(3)步骤X表示__________。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液____________到培养基平面上。菌液稀释的目的是为了获得________菌落。

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(4)临床上用C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将C标记的

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____________分解为NH3和CO2。

5．(2018届河南平顶山二模)纤维素酶的成本能否下降，是能否实现乙醇工业化生产的关键因素。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程：土壤取样→选择培养→梯度稀释→鉴别培养。

(1)培养纤维素酶分解菌的土样最好选择在__________________的环境中采集。

(2)以下是一种培养基配方：纤维素5 g、NaNO3 1 g、Na2HPO4·7H2O 1.2 g、KH2PO4 0.9 g、MgSO4·7H2O 0.5 g、KCl 0.5 g、酵母膏0.5 g、水解酪素0.5 g(蒸馏水定容到1000 mL)。

该培养基能够增加样品中纤维素分解菌的浓度，其原理是培养基中__________是主要碳源，有利于纤维素分解菌生长，同时抑制其他微生物生长。

(3)为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种，可以在鉴别培养基上加入刚果红染液，将筛选获得的菌液稀释后用________________方法接种到鉴别培养基上，然后挑选产生透明圈的菌落作为菌种进行扩大培养。

专题4 酶的研究与应用

1．果粒生产在中国尚属起步阶段。果粒除了可直接食用外还可作为配料加入到酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。果胶酶作为一种新型加工助剂，可将果粒的组织结构损坏程度减到最小，最大限度地提高成型果粒的含量。根据以上内容回答下列问题。

(1)果胶酶作为一种果粒加工助剂，它能将果胶分解成可溶性的________________，由酶的________性可知，组成果粒的另一成分________不会被分解。

(2)在40 ℃～45 ℃温度下搅拌处理的原因是___________________；最后升温到90 ℃～92℃再冷却罐装的目的是____________。

(3)下面左图表示温度对果胶酶活性的影响，如果纵坐标表示果粒的生成速率，横坐标表示温度，请在下面右图中画出果粒生成速率的曲线图(所绘制的曲线大体符合事实即可)。

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2．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。 温度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 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 /min 清除油 渍时间 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68 /min (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。___________________________________________________________。

(4)加酶洗衣粉中的酶是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。____________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________。

3．乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下：

产乳糖酶微生产乳糖酶微生乳糖酶的乳糖酶的

―→―→―→

物L的筛选物L的培养提取纯化固定化

(1)筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用____________作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是________。从功能上讲，这种培养基属于________。

(2)培养微生物L前，宜采用________方法对接种环进行灭菌。

(3)纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下，带电荷相同的蛋白质电泳速度越快，说明其分子量越________。

(4)乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的________确定其应用价值。除化学结合法外，酶的固定化方法还包括____________、____________、离子吸附法及交联法等。

4．(2018年上海卷)分析有关微生物的资料，回答问题并完善实验设计方案。

脂肪酶具有广泛的应用前景。为获得高产脂肪酶的菌株，并将之用于产业化，进行如下的系列实验。

(1)欲分离筛选出能分泌脂肪酶的细菌，应选择下列固体培养基(仅列出了碳氮源)中的________。

A．蛋白胨、柠檬酸铁铵 B．橄榄油、硫酸铵 C．乳糖、酵母膏 D．葡萄糖、蛋白胨

(2)进一步调查适合于产脂肪酶菌株生长的碳氮源。根据表1的实验数据，选择理想的碳源为________________。

表1 不同碳源对菌种产脂肪酶的影响 －1碳源 浓度/% 酶活/(IU·mL) 玉米粉 1.0 8.50 可溶性淀粉 1.0 0.00 糊精 1.0 28.50 葡萄糖 1.0 2.50 蔗糖 1.0 37.50 麦芽糖 1.0 13.50 表2

酶活 第1组 / / / / / 第2组 / / / / / 第3组 / / / / / / / / / / (3)补全表3中的实验方案，以确定所选碳源的最佳浓度(设浓度梯度的差值为0.2%)。 (4)利用相似方法探得理想氮源的最佳浓度，再进一步确定碳氮源浓度的最佳组合。以a和b分别代表碳源和氮源的浓度，假设酶活a1＞a2＞a3；b2＞b3＞b4，据此形成下列四种方案，其中最佳的是________。

方案一：a1和b2组合。

方案二：将每一种a的浓度分别与b2、b3、b4组合，根据酶活取其中的最佳组合。 方案三：a1和b2组合，a2和b3组合，根据酶活取其中的最佳组合。

方案四：a1分别与每种氮源浓度组合，b2分别与每种碳源浓度组合，根据酶活取其中的最佳组合。

(5)如果脂肪酶的产业化需要其活性在固定化处理时不受损失，且在多次重复使用后仍能维持稳定的酶活，则应选择下图中的________固定化工艺。

5．(2018年江苏沛县期中)下图1表示制备固定化酵母细胞的某步操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，请据图分析回答：

图1 图2

图3

(1)图1中，将溶化好的海藻酸钠溶液____________，加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。

(2)图1中X溶液为__________________，其作用是________________________。 (3)某同学在图1步骤结束后得到图3所示的实验结果，出现此结果的可能原因有海藻酸钠浓度过________(“高”或“低”)或注射器中的混合液推进速度过________(“快”或“慢”)。

(4)图1中制备的凝胶珠用______________后再转移到图2装置中，发酵过程中搅拌的目的是__________________________________________。