高考生物專題：生物技術(shù)實踐

目錄第45講微生物的利用第46講酶的應(yīng)用第47講生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用第48講淺嘗現(xiàn)代生物技術(shù)第十四單元生物技術(shù)實踐浙江科技版高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第1頁。第十四單元生物技術(shù)實踐高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第2頁。第十四單元│考試說明考試說明知識內(nèi)容要求大腸桿菌的培養(yǎng)和分離掌握程度參考生物考試說明中的：一、考試的能力要求二、實驗與探究能力(1)果汁中的果膠和果膠酶(2)加酶洗衣粉的使用條件和效果(3)α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測(1)果酒及果醋的制作(2)泡菜的腌制和亞硝酸的測定植物的組織培養(yǎng)高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第3頁。第十四單元│知識框架知識框架高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第4頁。第十四單元│復(fù)習(xí)策略復(fù)習(xí)策略

從近幾年新課標(biāo)地區(qū)高考題看，選修1《生物技術(shù)實踐》作為選考內(nèi)容，命題主要的呈現(xiàn)形式是填空題。鑒于“一標(biāo)多本”的高考命題思路和課標(biāo)內(nèi)容要求，應(yīng)重點通過教材實例，提煉出有關(guān)生物技術(shù)的原理、實驗設(shè)計的思想方法與思路、動手操作等，同時要結(jié)合必修部分有關(guān)內(nèi)容的應(yīng)用進(jìn)行整合復(fù)習(xí)。命題特點如下：1．“拼盤式”考查：結(jié)合實驗，把相關(guān)的知識點進(jìn)行有機(jī)的整合，特點是跨度較大，考查的知識面較廣。如考查果酒、果醋、泡菜制作的原理、過程及注意事項；主要的高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第5頁。第十四單元│復(fù)習(xí)策略發(fā)酵微生物類群等。2．重視實驗操作：如無菌技術(shù)的操作(2009年遼寧、寧夏卷)，微生物的分離和培養(yǎng)技術(shù)，培養(yǎng)基對微生物的選擇作用，植物組織培養(yǎng)的過程(2009年上海高考生物卷)，果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用等。3．以生物技術(shù)“流程圖”的形式考查：如利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)人參皂苷(2009年山東高考理綜生物卷)，制備相關(guān)酶的流程圖(2009年廣東高考生物卷)。

由于本單元內(nèi)容多、時間緊，臨近一輪復(fù)習(xí)結(jié)束，基礎(chǔ)知識和基本能力的考查仍是不變的主旋律，所以復(fù)習(xí)時要注意老師分析本單元中知識的重點、難點、考點和疑點。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第6頁。第十四單元│復(fù)習(xí)策略復(fù)習(xí)的要點如下：1．強(qiáng)化記憶：立足課本，全面復(fù)習(xí)基礎(chǔ)考點，在理解知識的基礎(chǔ)上牢固記憶。比如將類似的、易混淆的知識點或聯(lián)系緊密的知識點做好筆記，并對其進(jìn)行分類、比較和歸納。2．理解實驗操作每一步的目的：明確實驗?zāi)康模嬲斫鈱嶒灥脑?、方法；認(rèn)真做好本單元《課時作業(yè)》，及時排查作業(yè)中暴露出的問題，及時糾正，認(rèn)真反思；通過復(fù)習(xí)，把所學(xué)課本中的原理、方法遷移到解決具體實例中。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第7頁。第十四單元│復(fù)習(xí)策略3．抓住核心概念或過程進(jìn)行聯(lián)想。針對每一專題核心知識進(jìn)行分層次，條目化，形成完整的知識結(jié)構(gòu)。如果酒、果醋、泡菜制作可以就發(fā)酵原理，實驗操作，實驗關(guān)鍵點進(jìn)行分類聯(lián)想；微生物的實驗室培養(yǎng)要牢記無菌操作的方法、培養(yǎng)基配制、大腸桿菌的純化操作；加酶洗衣粉洗滌效果的測定一定要聯(lián)系當(dāng)?shù)貙嶋H情況進(jìn)行比較等。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第8頁。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第9頁。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第10頁。第十四單元│使用說明圖片進(jìn)行講解，以增進(jìn)學(xué)生的感性認(rèn)識。教材以表格的形式提供了一個培養(yǎng)基配方的實例。教師可以采用資料分析的形式，讓學(xué)生通過主動的分析，認(rèn)識培養(yǎng)基的基本組成成分，并結(jié)合必修模塊“分子與細(xì)胞”中的知識，讓學(xué)生從生物構(gòu)成的基本元素這一角度理解培養(yǎng)基中為什么都需要具備這些基本成分。(3)“列表比較法”突破重點內(nèi)容①“微生物培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用”和“直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞催化”的比較。②酵母菌、醋酸菌、毛霉和乳酸菌是生物技術(shù)實踐考點中常見的幾種微生物，是本單元的難點之一。復(fù)習(xí)時可高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第11頁。第十四單元│使用說明引導(dǎo)學(xué)生從生物類型、代謝類型、繁殖方式、生產(chǎn)應(yīng)用、發(fā)酵條件等幾個方面進(jìn)行歸納總結(jié)，可以幫助考生正確分辨這幾種發(fā)酵菌。③物質(zhì)的提取分離方法有水蒸氣蒸餾法、壓榨法、有機(jī)溶劑萃取法，這幾種方法的對比比較是本考點的重點內(nèi)容，在復(fù)習(xí)時可以引導(dǎo)學(xué)生從實驗原理、方法步驟和適用范圍三個方面列表比較，加深對本知識點的理解。

直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞催化的比較是本單元的另外一個重點。復(fù)習(xí)時引導(dǎo)學(xué)生從制作方法、是否需要能量、優(yōu)點、缺點等方面進(jìn)行比較，從區(qū)別上理解和把握直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞催化的區(qū)別。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第12頁。第十四單元│使用說明④“圖解分析法”理解有關(guān)操作程序

本單元有許多操作性很強(qiáng)的生物技術(shù)實踐操作，如果酒、果醋的制作、PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA、凝膠色譜法對血紅蛋白進(jìn)行純化等等，在復(fù)習(xí)時引導(dǎo)學(xué)生將這些操作程序整理成圖解的形式，可以幫助考生準(zhǔn)確掌握。2．課時安排：

本單元分為4講，建議共6課時完成，每講1課時，單元測試和講評各1課時。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第13頁。第45講│微生物的利用高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第14頁。第45講│考點整合考點整合固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基碳源氮源特殊營養(yǎng)物質(zhì)防止外來雜菌的入侵溫和強(qiáng)烈的理化煮沸消毒法灼燒滅菌干熱滅菌高壓蒸汽滅菌平板劃線法稀釋涂布平板法高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第15頁。第45講│要點探究要點探究

?探究點一微生物的實驗室培養(yǎng)

一、微生物的代謝類型1.根據(jù)能否將CO2合成有機(jī)物可分為自養(yǎng)型生物與異養(yǎng)型生物。

自養(yǎng)型生物：能利用CO2等簡單的無機(jī)物合成貯存能量的有機(jī)物的生物。

異養(yǎng)型生物：不能利用CO2等簡單無機(jī)物合成有機(jī)物，只能以其他生物制造的有機(jī)物為食的生物。2.根據(jù)同化過程中能量來源不同，可分為光能自養(yǎng)型、化能自養(yǎng)型、化能異養(yǎng)型。它們的比較如下表：高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第16頁。第45講│要點探究營養(yǎng)類型主要(或唯一)碳源能源代表菌光能自養(yǎng)型CO2光能藍(lán)細(xì)菌化能自養(yǎng)型CO2無機(jī)物硝化細(xì)菌化能異養(yǎng)型有機(jī)物有機(jī)物大腸桿菌劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特點用途物理性質(zhì)液體培養(yǎng)基不加凝固劑工業(yè)生產(chǎn)半固體培養(yǎng)基

觀察微生物的運(yùn)動、分類鑒定固體培養(yǎng)基加凝固劑，如瓊脂

微生物分離、鑒定、活菌計數(shù)、保藏菌種二、培養(yǎng)基——微生物生長繁殖的營養(yǎng)物質(zhì)培養(yǎng)基的種類

高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第17頁。第45講│要點探究劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特點用途化學(xué)成分天然培養(yǎng)基含化學(xué)成分不明確的天然物質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)合成培養(yǎng)基

培養(yǎng)基成分明確(用化學(xué)成分已知的化學(xué)物質(zhì)配成)分類、鑒定用途選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，以抑制不需要的微生物的生長，促進(jìn)所需要的微生物的生長培養(yǎng)、分離出特定微生物(如培養(yǎng)酵母菌和霉菌，可在培養(yǎng)基中加入青霉素；培養(yǎng)金黃色葡萄球菌，可在培養(yǎng)基中加入高濃度食鹽)高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第18頁。第45講│要點探究劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特點用途用途鑒別培養(yǎng)基根據(jù)微生物的代謝特點，在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品

鑒別不同種類的微生物，如可用伊紅－美藍(lán)培養(yǎng)基鑒別飲用水或乳制品中是否有大腸桿菌(若有，菌落呈深紫色，并帶有金屬光澤)高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第19頁。第45講│要點探究

【說明】

培養(yǎng)基的配制原則(1)目的要明確(根據(jù)微生物的種類、培養(yǎng)目的等)，如培養(yǎng)基可由簡單的無機(jī)物組成；生產(chǎn)用培養(yǎng)基內(nèi)可加入化學(xué)成分不明確的天然物質(zhì)，而分類鑒定培養(yǎng)基內(nèi)必須加入已知化學(xué)成分的物質(zhì)；(2)營養(yǎng)要協(xié)調(diào)，注意各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例；pH要適宜，各種微生物適宜生長的pH范圍不同，細(xì)菌6.5～7.5，放線菌7.5～8.5、真菌5.0～6.0。(3)常見微生物的選擇培養(yǎng)基：

加入青霉素的培養(yǎng)基：分離酵母菌、霉菌等真菌高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第20頁。第45講│要點探究

加入高濃度食鹽的培養(yǎng)基：分離金黃色葡萄球菌

不加氮源的無氮培養(yǎng)基：分離固氮菌

不加含碳有機(jī)物的無碳培養(yǎng)基：分離自養(yǎng)型微生物

加入青霉素等抗生素的培養(yǎng)基：分離導(dǎo)入了目的基因的受體細(xì)胞加入氨基喋呤、次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷的培養(yǎng)基：分離雜交瘤細(xì)胞2.培養(yǎng)基的制作是否合格

如果未接種的培養(yǎng)基在恒溫箱中保溫1～2天后無菌落生長，說明培養(yǎng)基的制備是成功的，否則需要重新制備。3.微生物的營養(yǎng)物質(zhì)及功能高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第21頁。第45講│要點探究碳源氮源生長因子水無機(jī)鹽概念凡能為微生物提供所需碳元素的營養(yǎng)物質(zhì)凡能為微生物提供所需氮元素的營養(yǎng)物質(zhì)微生物生長不可缺少的微量有機(jī)物來源無機(jī)碳源：CO2、NaHCO3等；有機(jī)碳源：糖類、脂肪酸、花生粉餅、石油等無機(jī)氮源：N2、氨、銨鹽、硝酸鹽等；有機(jī)氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨、氨基酸等酵母膏、蛋白胨、動植物組織提取液最常用來源糖類，尤其是葡萄糖銨鹽、硝酸鹽維生素、氨基酸、堿基作用

①主要用于構(gòu)成微生物的細(xì)胞物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物；②異養(yǎng)微生物的主要能源物質(zhì)主要用于合成蛋白質(zhì)、核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物酶和核酸的組成成分溶劑、生化反應(yīng)的介質(zhì)酶的成分、調(diào)節(jié)滲透壓等高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第22頁。第45講│要點探究

【說明】1.生物的營養(yǎng)

營養(yǎng)是指生物攝取、利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程。營養(yǎng)物質(zhì)是指維持機(jī)體生命活動，保證發(fā)育、生殖所需的外源物質(zhì)。在人及動物，營養(yǎng)物質(zhì)包括水、無機(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、維生素六類；在植物，營養(yǎng)物質(zhì)包括礦質(zhì)元素、水、二氧化碳等三類；在微生物，則有水、無機(jī)鹽、碳源、氮源及特殊營養(yǎng)物質(zhì)五類。2.代謝類型不同的微生物，對培養(yǎng)基營養(yǎng)成分的要求不同，如自養(yǎng)型微生物可以利用無機(jī)碳源，而異養(yǎng)型微生物則必須利用有機(jī)碳源。不論代謝類型如何，微生物對營高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第23頁。第45講│要點探究養(yǎng)物質(zhì)的需求都包括碳源、氮源、水、無機(jī)鹽、生長因子五類。3.微生物需要補(bǔ)充生長因子是由于缺乏合成這些物質(zhì)所需要的酶或合成能力有限。

三、微生物培養(yǎng)中幾種實驗操作的注意事項1.倒平板(1)培養(yǎng)基滅菌后，需冷卻至50℃左右時才能倒平板。(2)左手拿培養(yǎng)皿，右手拿錐形瓶，左手拇指和食指將培養(yǎng)皿打開一條稍大于瓶口的縫隙，不要完全打開。(3)整個操作在酒精燈火焰旁進(jìn)行，避免雜菌污染。(4)平板冷凝后要倒置的原因：防止皿蓋上的冷凝水落高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第24頁。第45講│要點探究入培養(yǎng)基，造成污染。(5)若倒平板時，培養(yǎng)基濺在皿蓋和皿底之間的部位，這個平板應(yīng)丟棄。2.平板劃線操作(1)第一次劃線及每次劃線之前都需灼燒滅菌，劃線操作結(jié)束仍需灼燒接種環(huán)，每次灼燒目的如下表：第一次灼燒每次劃線之前灼燒劃線結(jié)束目的避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物殺死上次劃線結(jié)束后，接種環(huán)上殘留的菌種，使每次劃線的菌種來自上次劃線末端殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第25頁。第45講│要點探究(2)灼燒接種環(huán)之后，要冷卻后才能伸入菌液，以免溫度太高殺死菌種。(3)劃線時最后一區(qū)域不要與第一區(qū)域相連。(4)畫線用力要大小適當(dāng)，防止用力過大將培養(yǎng)基劃破。3.稀釋涂布平板(1)稀釋操作時：每支試管及其中9mL水、移液管均需滅菌；操作時，試管口和移液管應(yīng)在離火焰1～2cm處。(2)涂布平板時：①涂布器用70%酒精消毒，取出時，多余酒精在燒杯中滴盡，沾有少量酒精的涂布器在酒精燈火焰上引燃。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第26頁。第45講│要點探究②不要將過熱的涂布器放在盛放酒精的燒杯中，以免引燃其中的酒精。③酒精燈與培養(yǎng)皿距離要合適，移液管頭不要接觸任何物體。

【說明】(1)平板劃線時不能劃破培養(yǎng)基的原因

一是一旦劃破，會造成劃線不均勻，難以達(dá)到分離單菌落的目的；

二是存留在劃破處的單個細(xì)胞無法形成規(guī)矩的菌落，菌落會沿著劃破處生長，會形成一個條狀的菌落。(2)在做第二次以及其后的劃線操作時，要從上一次劃線的末端開始劃線；高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第27頁。第45講│要點探究

劃線后，線條末端細(xì)菌的數(shù)目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端開始，能使細(xì)菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少，最終能得到由單個細(xì)菌繁殖而來的菌落。

四、無菌技術(shù)

無菌技術(shù)除了用來防止實驗室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，還能有效避免操作者自身被微生物感染。比較項目消毒滅菌概念使用較為溫和的物理或化學(xué)方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)使用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子方法①煮沸消毒法②化學(xué)藥劑消毒③紫外線消毒①灼燒滅菌②干熱滅菌③高壓蒸汽滅菌高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第28頁。第45講│要點探究

五、大腸桿菌的純化和保存1.過程：

【說明】(1)接種方法最常用的是平板劃線法和稀釋涂布平板法，目的都是使聚集在一起的微生物分散成單個細(xì)胞，并在培養(yǎng)基表面形成單個細(xì)胞繁殖而成的子細(xì)胞群體——菌落。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第29頁。第45講│要點探究(2)接種過程仍為無菌操作。2.菌種的保存(1)對于頻繁使用的菌種，可以采用臨時保藏的方法。①臨時保藏方法

將菌種接種到試管的固體斜面培養(yǎng)基上，在合適的溫度下培養(yǎng)。當(dāng)菌落長成后，將試管放入4℃的冰箱中保藏。以后每3～6個月，都要重新將菌種從舊的培養(yǎng)基上轉(zhuǎn)移到新鮮的培養(yǎng)基上。②缺點：這種方法保存的時間不長，菌種容易被污染或產(chǎn)生變異。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第30頁。第45講│要點探究(2)對于需要長期保存的菌種，可以采用甘油管藏的方法。在3mL的甘油瓶中，裝入1mL甘油后滅菌。將1mL培養(yǎng)的菌液轉(zhuǎn)移到甘油瓶中，與甘油充分混勻后，放在－20℃的冷凍箱中保存。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第31頁。第45講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第32頁。第45講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第33頁。第45講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第34頁。第45講│要點探究

【答案】(1)瓊脂(2)先調(diào)pH，后滅菌(3)通用選擇硝酸銨(4)芽孢(5)20mg/L氯苯碳源(氯苯)最早耗盡【解析】

(1)固體培養(yǎng)基必須含有適量的瓊脂；(2)配置培養(yǎng)基時應(yīng)先調(diào)pH后滅菌；(3)Ⅰ號培養(yǎng)基是為了獲得更多的菌株，屬于通用培養(yǎng)基，Ⅱ號培養(yǎng)基是為選擇出SP1菌株屬于選擇培養(yǎng)基，Ⅱ號培養(yǎng)基成分中含N物質(zhì)為硝酸銨，則應(yīng)由它為SP1菌株提供氮源；高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第35頁。第45講│要點探究(4)在惡劣環(huán)境下一些菌體會形成芽孢休眠體，以度過不良環(huán)境；(5)SP1菌株是以氯苯為碳源，當(dāng)氯苯消耗盡菌株因缺少碳源而不能繼續(xù)生存，故氯苯含量越少，SP1菌株越早停止生長。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第36頁。第45講│要點探究【點評】本例題主要考查培養(yǎng)基的配制和微生物培養(yǎng)的相關(guān)知識。培養(yǎng)基配制時，先調(diào)pH，后滅菌，防止滅菌后在調(diào)節(jié)pH的過程中污染培養(yǎng)基；微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需求都包括碳源、氮源、水、無機(jī)鹽、生長因子等五類。選擇培養(yǎng)基與鑒別培養(yǎng)基的配制、用途不同。下面的變式題是從不同側(cè)面考查微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需求和培養(yǎng)基的用途。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第37頁。第45講│要點探究【答案】D高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第38頁。第45講│要點探究【解析】本題考查的是微生物部分內(nèi)容，硝化細(xì)菌是自養(yǎng)細(xì)菌，能利用氨氧化分解時所釋放的能量為自身生命活動合成ATP，故氨可作能源物質(zhì)，同時也可把氨轉(zhuǎn)化成氨基酸或核酸、ATP等物質(zhì)，故也可作氮源，A正確；某些細(xì)菌如光合細(xì)菌就能利用光能固定二氧化碳來合成有機(jī)物，B也正確；生長因子的概念就是微生物生長過程中自身不能合成，必須需要補(bǔ)充的一部分小分子有機(jī)物，C也正確；含伊紅和美藍(lán)的培養(yǎng)基是專門用來鑒定大腸桿菌的培養(yǎng)基，使用時，將帶菌材料接種在滅菌的伊紅－美藍(lán)培養(yǎng)基中，如果材料中含有大腸桿菌，就會在培養(yǎng)基上長出具有金屬光澤的紫黑色菌落，所以本題應(yīng)該選D。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第39頁。第46講│酶的應(yīng)用高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第40頁。第46講│考點整合考點整合細(xì)胞壁胞間層多聚半乳糖醛酸酶催化一定化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)物的減少量產(chǎn)物的增加量酶制劑蛋白酶脂肪酶淀粉酶纖維素酶小分子物質(zhì)微生物和藻類高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第41頁。第46講│考點整合催化劑專一性和高效性物理或化學(xué)不溶于水酶活性吸附法交聯(lián)包埋吸附石英砂淀粉指示劑5.5～7.550～75℃固定化酶KI－I2用水稀釋1倍10倍高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第42頁。第46講│要點探究要點探究

?探究點一酶的研究和應(yīng)用

一、影響果汁產(chǎn)量的因素1.造成的問題：果肉的出汁率低，耗時長；果汁渾濁、黏度高，易發(fā)生沉淀。2.影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)：纖維素、果膠。3.處理方法——酶解法

常用的酶及其作用特點如下表：高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第43頁。第46講│要點探究

二、探究溫度和pH對酶活性的影響[實驗原理]

果膠酶受溫度或pH的影響，處于最適溫度或pH時，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第44頁。第46講│要點探究[實驗流程]1.探究溫度對果膠酶活性的影響

過濾果汁，用量筒測量果汁的量，填入表格2.探究pH對果膠酶活性的影響

將pH梯度可設(shè)置為5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0，放進(jìn)恒溫水浴中反應(yīng)一段時間。將試管中混合物過濾，并用量筒量取果汁體積，比較果汁多少，確定最適pH。實驗溫度30℃35℃40℃45℃50℃55℃60℃65℃70℃果汁量(mL)高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第45頁。第46講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第46頁。第46講│要點探究記錄實驗結(jié)果。

【說明】(1)本實驗的實驗對象是酶的活性，溫度或pH作為自變量，屬于探究性的定量實驗。這類實驗的自變量通常是通過設(shè)置梯度來確定最適值。第一輪實驗通常設(shè)置的梯度差較大，縮小范圍后，在第二輪實驗中可設(shè)置較小的梯度差。(2)自變量與因變量及其之間的關(guān)系pH5.05.56.06.57.07.58.08.59.0果汁量(mL)高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第47頁。第46講│要點探究

3.在實際的操作過程中，還需要注意下列事項：(1)與其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的適宜溫度范圍也比較寬泛，因此，可以選用10℃作為溫度梯度，設(shè)置的具體溫度為10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃等，也可以嘗試以5℃作為溫度梯度。變量名稱含義實例關(guān)系實驗變量(自變量)實驗中實驗者所操縱的因素或條件溫度或pH實驗變量為原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，二者是因果關(guān)系反應(yīng)變量(因變量)由于實驗變量而引起的變化和結(jié)果果汁量高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第48頁。第46講│要點探究(2)果泥的用量可以采用5mL左右，果膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為2%的果膠酶溶液2mL。(3)水浴時間可以為20～30min。(4)過濾果汁時，漏斗中應(yīng)放置濾紙。(5)探究pH對果膠酶活性的影響，只需將溫度梯度改成pH梯度，并選定一個適宜的溫度進(jìn)行水浴加熱。反應(yīng)液中的pH可以通過體積分?jǐn)?shù)為0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對果膠酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時，研究的變量是果膠酶的用量，其他因素都應(yīng)保持不變。實驗高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第49頁。第46講│要點探究時可以配制不同濃度的果膠酶溶液，也可以只配制一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積即可。需要注意的是，反應(yīng)液的pH必須相同，否則將影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第50頁。第46講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第51頁。第46講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第52頁。第46講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第53頁。第46講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第54頁。第46講│要點探究

【答案】

(1)半乳糖醛酸(2)果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反映了果膠酶催化果膠分解的能力(3)①受反應(yīng)物中酶濃度的限制②果膠酶的活性隨溫度升高而升高果膠酶的活性隨溫度的繼續(xù)升高而下降③反應(yīng)速度加快無催化反應(yīng)④果汁的量高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第55頁。第46講│要點探究【解析】(1)果膠酶催化植物細(xì)胞壁中的果膠分解成為半乳糖醛酸。(2)該實驗中衡量結(jié)果的指標(biāo)有兩項，一是觀察在相同的時間內(nèi)，濾出蘋果汁的體積的多少，體積多說明果膠酶活性高，將果膠分解得多，使果汁更好地流出；二是觀察果汁的澄清度。(3)酶是生物體內(nèi)具有催化能力的有機(jī)物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，其催化效率受反應(yīng)物濃度、溫度、pH的影響。①圖A中，當(dāng)反應(yīng)物在低濃度范圍內(nèi)增加時，反應(yīng)速度迅速上升；當(dāng)反應(yīng)物達(dá)到一定濃度時，隨反應(yīng)物濃度增加，高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第56頁。第46講│要點探究反應(yīng)速度不再增加。這是因為酶雖然有高效性，但催化能力也有一定限度，當(dāng)所有酶都發(fā)揮了最高效能后，反應(yīng)物濃度再增加，反應(yīng)速度也不增加，這時受酶濃度影響。②從a點到b點曲線上升，這是因為溫度升高，酶活性升高。曲線bc下降，因為溫度超過最適溫度，酶活性降低。③由于甲試管溫度較低，所以酶活性較低，反應(yīng)速度很慢，當(dāng)轉(zhuǎn)入40℃(酶反應(yīng)的適宜溫度)的水浴鍋中加熱時，其反應(yīng)速度迅速增加。乙試管在90℃高溫下，酶結(jié)構(gòu)被破壞，酶變性失活，當(dāng)轉(zhuǎn)入40℃的水浴鍋中保溫時，酶活性也不再恢復(fù)，故無催化高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第57頁。第46講│要點探究反應(yīng)。④圖C表示果膠酶濃度、反應(yīng)物濃度、溫度等一定時，果膠酶催化反應(yīng)的速率隨pH變化的曲線，實驗時可根據(jù)果汁的量來判定果膠酶的最適pH。【點評】本例題主要考查有關(guān)酶的特性，催化效率受反應(yīng)物濃度、溫度、pH的影響。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第58頁。第46講│要點探究

?探究點二探究不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果[實驗原理]1．加酶洗衣粉中含有酶制劑(蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶)2．污漬中的蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉、纖維素小分子物質(zhì)3．溫度、pH、表面活性劑會影響酶的活性[實驗步驟]高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第59頁。第46講│要點探究步

驟燒杯編號IⅡⅢ注入自來水500mL500mL500mL加入物質(zhì)(相同、等量)奶漬布奶漬布奶漬布控制水溫37℃37℃37℃加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉復(fù)合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒攪拌5min5min5min觀察實驗現(xiàn)象高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第60頁。第46講│要點探究

[實驗變量控制]1．比較普通洗衣粉與加酶洗衣粉的洗滌效果；自變量為洗衣粉的種類，其余變量為無關(guān)變量，應(yīng)嚴(yán)格控制，以免造成干擾。2．探究加酶洗衣粉的最適溫度：水溫為自變量，水溫梯度應(yīng)較小。3．不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果：洗衣粉種類為自變量。

【說明】1．普通洗衣粉中包含的化學(xué)成分

普通洗衣粉中通常包含有：表面活性劑、水軟化劑、高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第61頁。第46講│要點探究堿劑、漂白劑等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑、香精和色素以及填充劑等。2．洗滌效果的標(biāo)準(zhǔn)判斷

可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等。3．使用加酶洗衣粉時必須注意以下幾點：(1)堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解，因此，蛋白質(zhì)類纖維(羊毛、蠶絲等)織物就不能用加酶洗衣粉來洗滌，以免使纖維受到破壞；(2)使用加酶洗衣粉時，必須注意洗滌用水的溫度。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第62頁。第46講│要點探究堿性蛋白酶在35℃～50℃時活性最強(qiáng)，在低溫下或70℃以上就會失效；(3)加酶洗衣粉也不宜長期存放，存放時間過長會導(dǎo)致酶活力損失；(4)加酶洗衣粉不宜與三聚磷酸鹽共存，否則酶的活性將會喪失；(5)添加了堿性蛋白酶的洗衣粉可以分解人體皮膚表面蛋白質(zhì)，而使人患過敏性皮炎、濕疹等，因此，應(yīng)避免與這類洗衣粉長時間地接觸。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第63頁。第46講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第64頁。第46講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第65頁。第46講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第66頁。第46講│要點探究

【答案】(1)加酶和適當(dāng)提高溫度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)專一性(3)沒有差異，因為高溫使酶失活(4)未運(yùn)用酶的固定化技術(shù)，因為酶未固定在不溶于水的介質(zhì)上，也不能重復(fù)使用(5)劃線分離法或涂布分離法(選一種也可)不能含蛋白酶的洗衣粉會分解羊毛、蠶絲等織物中的蛋白質(zhì)，損壞織物高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第67頁。第46講│要點探究【解析】血漬和油漬中既含蛋白質(zhì)也含脂肪。為加速血漬和油漬中蛋白質(zhì)和脂肪的分解，需要加酶或適當(dāng)提高溫度。對比同一溫度下的三組實驗可知，甲加了一種酶，乙加了兩種酶。甲、乙兩組洗滌效果的差異，說明酶具有專一性。水溫為80℃時，酶失活，因而三組實驗效果沒有差別。固定化酶是利用物理或化學(xué)的方法將酶固定在某種介質(zhì)上，可以重復(fù)使用。固體培養(yǎng)基分離、純化霉菌的方法是劃線分離法或涂布分離法。羊毛、蠶絲織物的主要成分是蛋白質(zhì)，用含有蛋白酶的洗衣粉洗滌會分解其中的蛋白質(zhì)，損壞衣物。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第68頁。第46講│要點探究

【點評】本例題主要考查了加酶洗衣粉中酶的專一性，影響酶的因素(如溫度)，特別注意水溫的控制，不同種類的加酶洗衣粉對同一污物的洗滌效果的影響因素有多種，在實驗時要注意自變量的控制，以免造成干擾。下面的變式題是從不同角度考查實驗設(shè)計應(yīng)注意的問題。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第69頁。第46講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第70頁。第46講│要點探究【答案】

A

【解析】該實驗的原理是加酶洗衣粉中分別添加有不同種類的酶制劑，對不同成分具有水解作用。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第71頁。第46講│要點探究

?探究點三

α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測1．實驗?zāi)康模褐苽涔潭ɑ?淀粉酶；進(jìn)行淀粉水解的測定。2．原理：用吸附法將α-淀粉酶固定在石英砂上，一定濃度的淀粉溶液經(jīng)過固定化酶柱后，可使淀粉水解成糊精，用淀粉指示劑溶液測試，流出物呈紅色，表明水解產(chǎn)物糊精生成。

3．操作流程：高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第72頁。第46講│要點探究4．淀粉水解作用的檢測：(1)原理

淀粉遇碘顯藍(lán)色，糊精遇碘顯紅色，麥芽糖遇碘不顯色，本實驗使用的是枯草桿菌的α-淀粉酶，其作用的最適pH為5.5～7.5，最適溫度為50～75℃。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第73頁。第46講│要點探究（2）水解過程

5.直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞催化優(yōu)缺點的比較高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第74頁。第46講│要點探究類型優(yōu)點不足直接使用酶

催化效率高，低耗能，低污染等

對環(huán)境條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再次利用；反應(yīng)后酶會混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量固定化酶

酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用

一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實踐中，很多產(chǎn)物的形成都是通過一系列的酶促反應(yīng)才能得到的固定化細(xì)胞

成本低、操作更容易

固定后的細(xì)胞與反應(yīng)物不容易接近，可能導(dǎo)致反應(yīng)效果下降等高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第75頁。第46講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第76頁。第46講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第77頁。第46講│要點探究

【答案】(1)酶既能與反應(yīng)物接觸，又容易與反應(yīng)物分離，固定在載體上的酶能反復(fù)使用多酶系統(tǒng)(一系列、多種酶)(2)海藻酸鈉③包埋法(3)CaCl2海藻酸鈉濃度過高(或針筒離液面過近，高度不夠)高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第78頁。第46講│要點探究【解析】將酶固定化后，能使酶在催化反應(yīng)之后并不進(jìn)入產(chǎn)物溶液，可反復(fù)使用；將細(xì)胞固定化后，即可以將一種細(xì)胞內(nèi)的多種酶同時進(jìn)行固定；海藻酸鈉不能參與化學(xué)反應(yīng)，在高溫時容易熔化，溫度降低時又可以形成多孔性固體顆粒，是包埋酵母菌的好材料；圖示①為共價鍵(化學(xué))結(jié)合法②為吸附法、③為包埋法；凝膠珠是用高溫下熔化的海藻酸鈉與酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成的，若海藻酸鈉濃度過高或制凝膠珠時離液面太近，可能形成片狀或長條形而不是圓形的凝膠珠。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第79頁。第46講│要點探究

【點評】

本例題主要考查固定化酶和固定化細(xì)胞的特點和制作技術(shù)。下面的變式題考查的是對比較固定化酶和固定化細(xì)胞的理解應(yīng)用。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第80頁。第46講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第81頁。第46講│要點探究【答案】

A

【解析】本題考查固定化酶和固定化細(xì)胞的相關(guān)知識。B選項固定化酶不像普通酶那樣對環(huán)境要求那么高，耐受性比較好，和溶解氧沒什么關(guān)系；C選項利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，純粹的化學(xué)反應(yīng)，不需要提供營養(yǎng)條件，固定化細(xì)胞發(fā)揮作用需要；D選項利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類的作用既作為反應(yīng)底物也作為碳源來調(diào)節(jié)酵母菌的代謝方式。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第82頁。第47講│生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第83頁。第47講│考點整合考點整合兼性厭氧型有氧呼吸酒精發(fā)酵溫度20℃左右18～25℃附著在葡萄皮上的野生型酵母菌紅葡萄皮的色素進(jìn)入發(fā)酵液，使葡萄酒呈現(xiàn)深紅色醋酸菌好氧當(dāng)氧氣充足30～35℃醋酸乙醛乙醛高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第84頁。第47講│考點整合異養(yǎng)厭氧型乳酸桿菌302020.3～0.53亞硝胺高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第85頁。第47講│要點探究要點探究

?探究點一果酒和果醋的制作一、果酒制作

[實驗原理]1．菌種：酵母菌(兼性厭氧型)2．反應(yīng)：

高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第86頁。第47講│要點探究3．條件：(1)溫度：20℃左右(發(fā)酵時，一般控制在18～25℃)；(2)缺氧、酸性。二、果醋制作[實驗原理]1．菌種：醋酸菌(異養(yǎng)需氧型)2．反應(yīng)：(1)C6Hl2O6＋O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O(O2充足，糖源充足)(2)C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O(O2充足，糖源不足)高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第87頁。第47講│要點探究3．條件：(1)氧氣充足；(2)溫度：30～35℃。[實驗流程]

挑選葡萄；新鮮、去枝?！龥_洗↓榨汁

↓酒精發(fā)酵

果酒

↓醋酸發(fā)酵

果醋高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第88頁。第47講│要點探究

【說明】1．酵母菌：在有氧和無氧的條件下都能生活。在有氧時，酵母菌大量繁殖，但是起不到發(fā)酵效果；在無氧時，繁殖速度減慢，但是此時可以進(jìn)行發(fā)酵。在利用酵母菌發(fā)酵時最好是先通入足夠的無菌空氣在有氧環(huán)境下一段時間使其繁殖，再隔絕氧氣進(jìn)行發(fā)酵。20℃左右最適合酵母菌繁殖，酒精發(fā)酵的最佳溫度是在18～25℃，pH最好是弱酸性。2．醋酸菌：好氧性細(xì)菌，當(dāng)缺少糖源時和有氧條件下，可將乙醇(酒精)氧化成醋酸。當(dāng)氧氣、糖源都充足時，高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第89頁。第47講│要點探究醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸。醋酸菌生長的最佳溫度是在30～35℃。3．實驗關(guān)鍵(1)材料的選擇與處理：選擇新鮮的葡萄、榨汁前先沖洗后去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。(2)防止發(fā)酵液被污染：榨汁機(jī)要清洗干凈并晾干；發(fā)酵瓶要洗凈并用70%酒精消毒；裝入葡萄汁后要封閉充氣口。(3)發(fā)酵條件的控制：①葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，要留約1/3空間：目的是先讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸快速繁殖，耗盡O2后再進(jìn)行酒精高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第90頁。第47講│要點探究發(fā)酵；防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液的溢出。②嚴(yán)格控制溫度：18～25℃利于酵母菌的繁殖和酒精發(fā)酵；30～35℃利于醋酸菌的繁殖和醋的發(fā)酵。③充氣：酒精發(fā)酵為無氧發(fā)酵，需封閉充氣口；醋酸發(fā)酵為需氧發(fā)酵，需經(jīng)充氣口充氣。(4)及時排氣：由于發(fā)酵旺盛期CO2的產(chǎn)量非常大，因此需要及時排氣，防止發(fā)酵瓶爆裂。如果使用簡易的發(fā)酵裝置，如瓶子(最好選用塑料瓶)，每天要擰松瓶蓋2～4次，進(jìn)行排氣。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第91頁。第47講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第92頁。第47講│要點探究

【答案】

C

【解析】醋酸菌是好氧細(xì)菌，所以在發(fā)酵過程中需要適時地通入O2；醋酸菌的最適生長溫度為30～35℃；在糖源、O2充足時，醋酸菌能將葡萄中的糖分解成醋酸，當(dāng)缺少糖源時，可將乙醇氧化成乙醛，再將乙醛變?yōu)榇姿帷！军c評】本題考查果醋發(fā)酵條件的控制，包括溫度、氧氣、糖原等。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第93頁。第47講│要點探究

?探究點二制作泡菜并檢測亞硝酸鹽的含量[實驗原理]1．蔬菜中含有亞硝酸鹽。在利用乳酸菌制作泡菜的過程中，會引起亞硝酸鹽含量的變化(微生物可將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽)。2．在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料。將顯色反應(yīng)后的樣品與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行目測比較，即可估算在泡菜中亞硝酸鹽的含量。[實驗流程]高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第94頁。第47講│要點探究

圖47－1[實驗關(guān)鍵]1．泡菜壇的選擇：火候好，無裂紋，無砂眼、壇沿深、蓋子吻合好的泡菜壇；2．腌制的條件：時間、溫度、食鹽的用量要適宜；3．標(biāo)準(zhǔn)顯色液：樣品處理液的制備中計量要精確；4．清水和食鹽的質(zhì)量比為4∶1的鹽水要煮沸后冷卻；高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第95頁。第47講│要點探究5．泡菜壇內(nèi)要注滿水，以保證乳酸菌發(fā)酵所需的無氧環(huán)境，并注意在發(fā)酵過程中經(jīng)常補(bǔ)水。

【拓展提升】泡菜腌制過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化：1．發(fā)酵初期：以不產(chǎn)酸的大腸桿菌和酵母菌活動為主，同時還有一部分硝酸鹽還原菌活動。該時期利用了氧氣，產(chǎn)生了厭氧環(huán)境，乳酸菌才開始活動。乳酸菌和乳酸的量都比較少，而由于硝酸鹽還原菌的活動，亞硝酸鹽含量有所增加。2．發(fā)酵中期：由于乳酸菌產(chǎn)生了大量乳酸，其他高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第96頁。第47講│要點探究細(xì)菌活動受到抑制，只有乳酸菌活動強(qiáng)烈。此期乳酸菌數(shù)量達(dá)到高峰，乳酸的量繼續(xù)積累。由于硝酸鹽還原菌受抑制，同時形成的亞硝酸鹽又被分解，因而亞硝酸鹽含量下降。所以亞硝酸鹽在整個發(fā)酵過程中含量變化趨勢如圖47－2所示。3．發(fā)酵后期：由于乳酸的積累，酸度繼續(xù)增長，乳酸菌活動也受到抑制。乳酸菌數(shù)量下降，而硝酸鹽還原菌完全被抑制。圖47－2高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第97頁。第47講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第98頁。第47講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第99頁。第47講│要點探究

【答案】(1)乳酸菌在無氧的環(huán)境下大量繁殖，將葡萄糖分解成乳酸(2)鹽酸酸化重氮化玫瑰紅

(3)白蘿卜避免植物中的色素對顯色反應(yīng)產(chǎn)生干擾

(4)5%因為食鹽濃度為5%的泡菜中亞硝酸鹽含量變化最快，說明乳酸菌代謝最旺盛，且在發(fā)酵11天后亞硝酸鹽降到最低值高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第100頁。第47講│要點探究【解析】制作泡菜的原理是乳酸菌在無氧的環(huán)境下大量繁殖，將葡萄糖分解成乳酸；測定亞硝酸鹽含量的實驗原理是，在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料、將顯色反應(yīng)后的樣品與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行目測比較，即可估算在泡菜中亞硝酸鹽的含量。因為食鹽濃度為5%的泡菜中亞硝酸鹽含量變化最快，說明乳酸菌代謝最旺盛，且在發(fā)酵11天后亞硝酸鹽降到最低值。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第101頁。第47講│要點探究【點評】本例題主要考查了制作泡菜的原理和測定亞硝酸鹽含量的實驗原理，由于亞硝酸鹽對人體有害，所以在制作泡菜的過程中要合理選擇泡菜的食鹽濃度，避免亞硝酸鹽含量過高影響人體健康。制作泡菜過程中由于相關(guān)微生物的影響，亞硝酸鹽的含量變化為先增加后減少，一般情況下亞硝酸鹽含量開始減少是從發(fā)酵5天左右開始的，所以，發(fā)酵前10天的泡菜不宜食用。下面的變式題就是考查制作泡菜過程中亞硝酸鹽的含量變化。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第102頁。第47講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第103頁。第47講│要點探究【解析】腌制早期，硝酸鹽還原菌將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，中后期則由于乳酸菌產(chǎn)生的大量乳酸而抑制硝酸鹽還原菌的繁殖，故在泡菜制作過程中，亞硝酸鹽的含量應(yīng)先增加后減少。

【答案】

A高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第104頁。第48講│淺嘗現(xiàn)代生物技術(shù)高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第105頁。第48講│考點整合考點整合組織或細(xì)胞細(xì)胞分裂愈傷組織高度分化愈傷組織脫分化分化根或芽再分化植物組織年齡保存時間的長短未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝MS大量元素微量元素有機(jī)物植物激素生長素細(xì)胞分裂素較高低適中pH溫度光照5.818～22℃12高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第106頁。第48講│要點探究要點探究

?探究點一植物組織培養(yǎng)的原理和過程1．原理：細(xì)胞全能性

不同細(xì)胞全能性的程度不同：受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞。

2．過程：高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第107頁。第48講│要點探究

【說明】(1)多數(shù)情況下，外植體－愈傷組織階段，為異養(yǎng)階段，一般無需照光，在再制成試管苗時則需光，以形成葉綠素；(2)培養(yǎng)一株完整的試管苗，須先進(jìn)行生芽培養(yǎng)，然后進(jìn)行生根培養(yǎng)，如果順序顛倒，先誘導(dǎo)生根，就不好誘導(dǎo)生芽了。3．植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件：(1)必須離體；(2)一定的營養(yǎng)物質(zhì)(水、蔗糖、維生素、礦質(zhì)元素、有機(jī)添加劑)、激素；高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第108頁。第48講│要點探究(3)適宜的培養(yǎng)條件(光照、溫度、pH)。4．愈傷組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點：排列疏松、高度液泡化、薄壁細(xì)胞。

高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第109頁。第48講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第110頁。第48講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第111頁。第48講│要點探究

【答案】(1)滅菌消毒(2)外植體真菌(霉菌)細(xì)菌(3)果膠(4)萃取水浴【解析】(1)接種前，要對材料進(jìn)行消毒(不能填滅菌，滅菌時是采用強(qiáng)烈的因素殺菌)，配制培養(yǎng)基并分裝后要用滅菌鍋滅菌。(2)比較菌落特征：真菌污染：有顏色的絨毛狀菌落；細(xì)菌污染：有光澤的黏液狀菌落。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第112頁。第48講│要點探究(3)利用果膠酶處理愈傷組織可以獲得單個的細(xì)胞。(4)由題干知，人參皂苷易溶于親水性有機(jī)溶液，故而采用萃取的方法可以從培養(yǎng)物干粉中提取人參皂苷?！军c評】本例題以植物組織培養(yǎng)為材料背景考查了植物組織培養(yǎng)過程中涉及的培養(yǎng)基及消毒滅菌的相關(guān)的知識，及污染后的菌落特征的比較。同時考查了關(guān)于物質(zhì)的提取和鑒定的有關(guān)知識，跨度較大，考查的知識面較廣。下面的變式題就是考查植物組織培養(yǎng)過程中造成污染的原因分析。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第113頁。第48講│要點探究高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第114頁。第48講│要點探究【答案】

A高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第115頁。第48講│要點探究【解析】培養(yǎng)基的滅菌時間與pH值不會改變污染率，所以污染與培養(yǎng)基沒有直接關(guān)系，而對離體的組織滅菌后，污染率明顯下降，說明污染很可能是由離體組織造成的。調(diào)節(jié)培養(yǎng)的溫度也沒有改變污染率。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第116頁。第48講│要點探究

?探究點二菊花組織培養(yǎng)的影響因素和實驗操作1．影響菊花組織培養(yǎng)的因素(1)植物的種類：外植體的選取——生長旺盛的嫩枝。生理狀況好，容易誘導(dǎo)脫分化和再分化。(2)需配制適宜的培養(yǎng)基并且要嚴(yán)格地進(jìn)行滅菌，常用MS培養(yǎng)基，其主要成分包括大量元素、微量元素、有機(jī)物、蔗糖、植物激素等。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第117頁。第48講│要點探究大量元素和微量元素提供植物細(xì)胞生活所必需的無機(jī)鹽蔗糖提供碳源，同時能夠維持細(xì)胞的滲透壓。通常植物本身進(jìn)行光合作用可產(chǎn)生糖類，不需要外部供給糖，但在植物組織培養(yǎng)進(jìn)行異養(yǎng)的狀況下，大多不能進(jìn)行光合作用合成糖類，因此必須在培養(yǎng)基中加糖有機(jī)物中的甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要是為了滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營養(yǎng)需求植物激素的濃度

①使用順序不同→結(jié)果不同。先進(jìn)行生芽培養(yǎng)，然后進(jìn)行生根培養(yǎng)

②用量的比例不同→植物發(fā)育方向不同。如生長素用量比細(xì)胞分裂素用量，比值高時，有利于根的分化，抑制芽的形成；比值低時，有利于芽的分化抑制根的形成；比值適中時，促進(jìn)愈傷組織的生長高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第118頁。第48講│要點探究

(3)pH、溫度、光照等環(huán)境條件

不同的植物條件要求不同。如菊花的組織培養(yǎng)，一般將pH控制在5.8左右，溫度控制在18～22℃，光照強(qiáng)度為1000～4000lx，每天照光12h。2．實驗操作(1)制備MS固體培養(yǎng)基配制各種母液

↓

配制培養(yǎng)基

↓

滅菌

用量筒或移液管量取母液之前，必須用所量取的母液將量筒或移液管潤洗2次

在使用提前配制的母液時，應(yīng)在量取各種母液之前，輕輕搖動盛放母液的瓶子，如果發(fā)現(xiàn)瓶中有沉淀、懸浮物或被微生物污染，應(yīng)立即淘汰這種母液，重新進(jìn)行配制

量取母液時，最好將各種母液按將要量取的順序?qū)懺诩埳?，量?種，劃掉1種，以免出錯高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第119頁。第48講│要點探究

(2)外植體消毒：清洗→消毒→清洗70%的酒精比其他濃度的酒精有更強(qiáng)的殺菌力和穿透力，而且有濕潤作用?？膳懦舨牧仙系目諝?，利于其他消毒劑的滲入，由于酒精穿透力強(qiáng)，故應(yīng)嚴(yán)格掌握好處理時間。(3)接種：嚴(yán)格的無菌操作。(4)培養(yǎng)：適宜的條件。(5)移栽：移栽之前，應(yīng)先打開培養(yǎng)瓶的封口膜，讓試管苗在培養(yǎng)間生長幾日，讓植物慢慢適應(yīng)外界環(huán)境。先移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境下，幼苗長壯后再移栽到土壤中。高考生物專題：生物技術(shù)實踐全文共134頁，當(dāng)前為第120頁。第48講│要點探究(6)栽培：