高考生物专题：生物技术实践

目录第45讲微生物的利用第46讲酶的应用第47讲生物技术在食品加工中的应用第48讲浅尝现代生物技术第十四单元生物技术实践浙江科技版高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第1页。第十四单元生物技术实践高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第2页。第十四单元│考试说明考试说明知识内容要求大肠杆菌的培养和分离掌握程度参考生物考试说明中的：一、考试的能力要求二、实验与探究能力(1)果汁中的果胶和果胶酶(2)加酶洗衣粉的使用条件和效果(3)α­淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测(1)果酒及果醋的制作(2)泡菜的腌制和亚硝酸的测定植物的组织培养高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第3页。第十四单元│知识框架知识框架高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第4页。第十四单元│复习策略复习策略

从近几年新课标地区高考题看，选修1《生物技术实践》作为选考内容，命题主要的呈现形式是填空题。鉴于“一标多本”的高考命题思路和课标内容要求，应重点通过教材实例，提炼出有关生物技术的原理、实验设计的思想方法与思路、动手操作等，同时要结合必修部分有关内容的应用进行整合复习。命题特点如下：1．“拼盘式”考查：结合实验，把相关的知识点进行有机的整合，特点是跨度较大，考查的知识面较广。如考查果酒、果醋、泡菜制作的原理、过程及注意事项；主要的高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第5页。第十四单元│复习策略发酵微生物类群等。2．重视实验操作：如无菌技术的操作(2009年辽宁、宁夏卷)，微生物的分离和培养技术，培养基对微生物的选择作用，植物组织培养的过程(2009年上海高考生物卷)，果胶酶在果汁生产中的应用等。3．以生物技术“流程图”的形式考查：如利用细胞培养技术生产人参皂苷(2009年山东高考理综生物卷)，制备相关酶的流程图(2009年广东高考生物卷)。

由于本单元内容多、时间紧，临近一轮复习结束，基础知识和基本能力的考查仍是不变的主旋律，所以复习时要注意老师分析本单元中知识的重点、难点、考点和疑点。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第6页。第十四单元│复习策略复习的要点如下：1．强化记忆：立足课本，全面复习基础考点，在理解知识的基础上牢固记忆。比如将类似的、易混淆的知识点或联系紧密的知识点做好笔记，并对其进行分类、比较和归纳。2．理解实验操作每一步的目的：明确实验目的，真正理解实验的原理、方法；认真做好本单元《课时作业》，及时排查作业中暴露出的问题，及时纠正，认真反思；通过复习，把所学课本中的原理、方法迁移到解决具体实例中。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第7页。第十四单元│复习策略3．抓住核心概念或过程进行联想。针对每一专题核心知识进行分层次，条目化，形成完整的知识结构。如果酒、果醋、泡菜制作可以就发酵原理，实验操作，实验关键点进行分类联想；微生物的实验室培养要牢记无菌操作的方法、培养基配制、大肠杆菌的纯化操作；加酶洗衣粉洗涤效果的测定一定要联系当地实际情况进行比较等。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第8页。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第9页。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第10页。第十四单元│使用说明图片进行讲解，以增进学生的感性认识。教材以表格的形式提供了一个培养基配方的实例。教师可以采用资料分析的形式，让学生通过主动的分析，认识培养基的基本组成成分，并结合必修模块“分子与细胞”中的知识，让学生从生物构成的基本元素这一角度理解培养基中为什么都需要具备这些基本成分。(3)“列表比较法”突破重点内容①“微生物培养基的类型及应用”和“直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化”的比较。②酵母菌、醋酸菌、毛霉和乳酸菌是生物技术实践考点中常见的几种微生物，是本单元的难点之一。复习时可高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第11页。第十四单元│使用说明引导学生从生物类型、代谢类型、繁殖方式、生产应用、发酵条件等几个方面进行归纳总结，可以帮助考生正确分辨这几种发酵菌。③物质的提取分离方法有水蒸气蒸馏法、压榨法、有机溶剂萃取法，这几种方法的对比比较是本考点的重点内容，在复习时可以引导学生从实验原理、方法步骤和适用范围三个方面列表比较，加深对本知识点的理解。

直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的比较是本单元的另外一个重点。复习时引导学生从制作方法、是否需要能量、优点、缺点等方面进行比较，从区别上理解和把握直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的区别。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第12页。第十四单元│使用说明④“图解分析法”理解有关操作程序

本单元有许多操作性很强的生物技术实践操作，如果酒、果醋的制作、PCR技术扩增DNA、凝胶色谱法对血红蛋白进行纯化等等，在复习时引导学生将这些操作程序整理成图解的形式，可以帮助考生准确掌握。2．课时安排：

本单元分为4讲，建议共6课时完成，每讲1课时，单元测试和讲评各1课时。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第13页。第45讲│微生物的利用高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第14页。第45讲│考点整合考点整合固体培养基液体培养基碳源氮源特殊营养物质防止外来杂菌的入侵温和强烈的理化煮沸消毒法灼烧灭菌干热灭菌高压蒸汽灭菌平板划线法稀释涂布平板法高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第15页。第45讲│要点探究要点探究

►探究点一微生物的实验室培养

一、微生物的代谢类型1.根据能否将CO2合成有机物可分为自养型生物与异养型生物。

自养型生物：能利用CO2等简单的无机物合成贮存能量的有机物的生物。

异养型生物：不能利用CO2等简单无机物合成有机物，只能以其他生物制造的有机物为食的生物。2.根据同化过程中能量来源不同，可分为光能自养型、化能自养型、化能异养型。它们的比较如下表：高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第16页。第45讲│要点探究营养类型主要(或唯一)碳源能源代表菌光能自养型CO2光能蓝细菌化能自养型CO2无机物硝化细菌化能异养型有机物有机物大肠杆菌划分标准培养基种类特点用途物理性质液体培养基不加凝固剂工业生产半固体培养基

观察微生物的运动、分类鉴定固体培养基加凝固剂，如琼脂

微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种二、培养基——微生物生长繁殖的营养物质培养基的种类

高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第17页。第45讲│要点探究划分标准培养基种类特点用途化学成分天然培养基含化学成分不明确的天然物质工业生产合成培养基

培养基成分明确(用化学成分已知的化学物质配成)分类、鉴定用途选择培养基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，促进所需要的微生物的生长培养、分离出特定微生物(如培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素；培养金黄色葡萄球菌，可在培养基中加入高浓度食盐)高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第18页。第45讲│要点探究划分标准培养基种类特点用途用途鉴别培养基根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品

鉴别不同种类的微生物，如可用伊红－美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有，菌落呈深紫色，并带有金属光泽)高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第19页。第45讲│要点探究

【说明】

培养基的配制原则(1)目的要明确(根据微生物的种类、培养目的等)，如培养基可由简单的无机物组成；生产用培养基内可加入化学成分不明确的天然物质，而分类鉴定培养基内必须加入已知化学成分的物质；(2)营养要协调，注意各种营养物质的浓度和比例；pH要适宜，各种微生物适宜生长的pH范围不同，细菌6.5～7.5，放线菌7.5～8.5、真菌5.0～6.0。(3)常见微生物的选择培养基：

加入青霉素的培养基：分离酵母菌、霉菌等真菌高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第20页。第45讲│要点探究

加入高浓度食盐的培养基：分离金黄色葡萄球菌

不加氮源的无氮培养基：分离固氮菌

不加含碳有机物的无碳培养基：分离自养型微生物

加入青霉素等抗生素的培养基：分离导入了目的基因的受体细胞加入氨基喋呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷的培养基：分离杂交瘤细胞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.微生物的营养物质及功能高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第21页。第45讲│要点探究碳源氮源生长因子水无机盐概念凡能为微生物提供所需碳元素的营养物质凡能为微生物提供所需氮元素的营养物质微生物生长不可缺少的微量有机物来源无机碳源：CO2、NaHCO3等；有机碳源：糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等无机氮源：N2、氨、铵盐、硝酸盐等；有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨、氨基酸等酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液最常用来源糖类，尤其是葡萄糖铵盐、硝酸盐维生素、氨基酸、碱基作用

①主要用于构成微生物的细胞物质和一些代谢产物；②异养微生物的主要能源物质主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物酶和核酸的组成成分溶剂、生化反应的介质酶的成分、调节渗透压等高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第22页。第45讲│要点探究

【说明】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.代谢类型不同的微生物，对培养基营养成分的要求不同，如自养型微生物可以利用无机碳源，而异养型微生物则必须利用有机碳源。不论代谢类型如何，微生物对营高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第23页。第45讲│要点探究养物质的需求都包括碳源、氮源、水、无机盐、生长因子五类。3.微生物需要补充生长因子是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。

三、微生物培养中几种实验操作的注意事项1.倒平板(1)培养基灭菌后，需冷却至50℃左右时才能倒平板。(2)左手拿培养皿，右手拿锥形瓶，左手拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，不要完全打开。(3)整个操作在酒精灯火焰旁进行，避免杂菌污染。(4)平板冷凝后要倒置的原因：防止皿盖上的冷凝水落高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第24页。第45讲│要点探究入培养基，造成污染。(5)若倒平板时，培养基溅在皿盖和皿底之间的部位，这个平板应丢弃。2.平板划线操作(1)第一次划线及每次划线之前都需灼烧灭菌，划线操作结束仍需灼烧接种环，每次灼烧目的如下表：第一次灼烧每次划线之前灼烧划线结束目的避免接种环上可能存在的微生物污染培养物杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使每次划线的菌种来自上次划线末端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高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第25页。第45讲│要点探究(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)画线用力要大小适当，防止用力过大将培养基划破。3.稀释涂布平板(1)稀释操作时：每支试管及其中9mL水、移液管均需灭菌；操作时，试管口和移液管应在离火焰1～2cm处。(2)涂布平板时：①涂布器用70%酒精消毒，取出时，多余酒精在烧杯中滴尽，沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第26页。第45讲│要点探究②不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精。③酒精灯与培养皿距离要合适，移液管头不要接触任何物体。

【说明】(1)平板划线时不能划破培养基的原因

一是一旦划破，会造成划线不均匀，难以达到分离单菌落的目的；

二是存留在划破处的单个细胞无法形成规矩的菌落，菌落会沿着划破处生长，会形成一个条状的菌落。(2)在做第二次以及其后的划线操作时，要从上一次划线的末端开始划线；高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第27页。第45讲│要点探究

划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。

四、无菌技术

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，还能有效避免操作者自身被微生物感染。比较项目消毒灭菌概念使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子方法①煮沸消毒法②化学药剂消毒③紫外线消毒①灼烧灭菌②干热灭菌③高压蒸汽灭菌高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第28页。第45讲│要点探究

五、大肠杆菌的纯化和保存1.过程：

【说明】(1)接种方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法，目的都是使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，并在培养基表面形成单个细胞繁殖而成的子细胞群体——菌落。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第29页。第45讲│要点探究(2)接种过程仍为无菌操作。2.菌种的保存(1)对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法。①临时保藏方法

将菌种接种到试管的固体斜面培养基上，在合适的温度下培养。当菌落长成后，将试管放入4℃的冰箱中保藏。以后每3～6个月，都要重新将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培养基上。②缺点：这种方法保存的时间不长，菌种容易被污染或产生变异。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第30页。第45讲│要点探究(2)对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。在3mL的甘油瓶中，装入1mL甘油后灭菌。将1mL培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在－20℃的冷冻箱中保存。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第31页。第45讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第32页。第45讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第33页。第45讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第34页。第45讲│要点探究

【答案】(1)琼脂(2)先调pH，后灭菌(3)通用选择硝酸铵(4)芽孢(5)20mg/L氯苯碳源(氯苯)最早耗尽【解析】

(1)固体培养基必须含有适量的琼脂；(2)配置培养基时应先调pH后灭菌；(3)Ⅰ号培养基是为了获得更多的菌株，属于通用培养基，Ⅱ号培养基是为选择出SP1菌株属于选择培养基，Ⅱ号培养基成分中含N物质为硝酸铵，则应由它为SP1菌株提供氮源；高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第35页。第45讲│要点探究(4)在恶劣环境下一些菌体会形成芽孢休眠体，以度过不良环境；(5)SP1菌株是以氯苯为碳源，当氯苯消耗尽菌株因缺少碳源而不能继续生存，故氯苯含量越少，SP1菌株越早停止生长。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第36页。第45讲│要点探究【点评】本例题主要考查培养基的配制和微生物培养的相关知识。培养基配制时，先调pH，后灭菌，防止灭菌后在调节pH的过程中污染培养基；微生物对营养物质的需求都包括碳源、氮源、水、无机盐、生长因子等五类。选择培养基与鉴别培养基的配制、用途不同。下面的变式题是从不同侧面考查微生物对营养物质的需求和培养基的用途。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第37页。第45讲│要点探究【答案】D高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第38页。第45讲│要点探究【解析】本题考查的是微生物部分内容，硝化细菌是自养细菌，能利用氨氧化分解时所释放的能量为自身生命活动合成ATP，故氨可作能源物质，同时也可把氨转化成氨基酸或核酸、ATP等物质，故也可作氮源，A正确；某些细菌如光合细菌就能利用光能固定二氧化碳来合成有机物，B也正确；生长因子的概念就是微生物生长过程中自身不能合成，必须需要补充的一部分小分子有机物，C也正确；含伊红和美蓝的培养基是专门用来鉴定大肠杆菌的培养基，使用时，将带菌材料接种在灭菌的伊红－美蓝培养基中，如果材料中含有大肠杆菌，就会在培养基上长出具有金属光泽的紫黑色菌落，所以本题应该选D。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第39页。第46讲│酶的应用高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第40页。第46讲│考点整合考点整合细胞壁胞间层多聚半乳糖醛酸酶催化一定化学反应反应物的减少量产物的增加量酶制剂蛋白酶脂肪酶淀粉酶纤维素酶小分子物质微生物和藻类高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第41页。第46讲│考点整合催化剂专一性和高效性物理或化学不溶于水酶活性吸附法交联包埋吸附石英砂淀粉指示剂5.5～7.550～75℃固定化酶KI－I2用水稀释1倍10倍高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第42页。第46讲│要点探究要点探究

►探究点一酶的研究和应用

一、影响果汁产量的因素1.造成的问题：果肉的出汁率低，耗时长；果汁浑浊、黏度高，易发生沉淀。2.影响果汁产量的物质：纤维素、果胶。3.处理方法——酶解法

常用的酶及其作用特点如下表：高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第43页。第46讲│要点探究

二、探究温度和pH对酶活性的影响[实验原理]

果胶酶受温度或pH的影响，处于最适温度或pH时，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第44页。第46讲│要点探究[实验流程]1.探究温度对果胶酶活性的影响

过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格2.探究pH对果胶酶活性的影响

将pH梯度可设置为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0，放进恒温水浴中反应一段时间。将试管中混合物过滤，并用量筒量取果汁体积，比较果汁多少，确定最适pH。实验温度30℃35℃40℃45℃50℃55℃60℃65℃70℃果汁量(mL)高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第45页。第46讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第46页。第46讲│要点探究记录实验结果。

【说明】(1)本实验的实验对象是酶的活性，温度或pH作为自变量，属于探究性的定量实验。这类实验的自变量通常是通过设置梯度来确定最适值。第一轮实验通常设置的梯度差较大，缩小范围后，在第二轮实验中可设置较小的梯度差。(2)自变量与因变量及其之间的关系pH5.05.56.06.57.07.58.08.59.0果汁量(mL)高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第47页。第46讲│要点探究

3.在实际的操作过程中，还需要注意下列事项：(1)与其他工业用酶基本相同，果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用10℃作为温度梯度，设置的具体温度为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃等，也可以尝试以5℃作为温度梯度。变量名称含义实例关系实验变量(自变量)实验中实验者所操纵的因素或条件温度或pH实验变量为原因，反应变量是结果，二者是因果关系反应变量(因变量)由于实验变量而引起的变化和结果果汁量高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第48页。第46讲│要点探究(2)果泥的用量可以采用5mL左右，果胶酶的用量可采用质量浓度为2%的果胶酶溶液2mL。(3)水浴时间可以为20～30min。(4)过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。(5)探究pH对果胶酶活性的影响，只需将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是果胶酶的用量，其他因素都应保持不变。实验高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第49页。第46讲│要点探究时可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积即可。需要注意的是，反应液的pH必须相同，否则将影响实验结果的准确性。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第50页。第46讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第51页。第46讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第52页。第46讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第53页。第46讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第54页。第46讲│要点探究

【答案】

(1)半乳糖醛酸(2)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映了果胶酶催化果胶分解的能力(3)①受反应物中酶浓度的限制②果胶酶的活性随温度升高而升高果胶酶的活性随温度的继续升高而下降③反应速度加快无催化反应④果汁的量高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第55页。第46讲│要点探究【解析】(1)果胶酶催化植物细胞壁中的果胶分解成为半乳糖醛酸。(2)该实验中衡量结果的指标有两项，一是观察在相同的时间内，滤出苹果汁的体积的多少，体积多说明果胶酶活性高，将果胶分解得多，使果汁更好地流出；二是观察果汁的澄清度。(3)酶是生物体内具有催化能力的有机物，绝大多数是蛋白质，其催化效率受反应物浓度、温度、pH的影响。①图A中，当反应物在低浓度范围内增加时，反应速度迅速上升；当反应物达到一定浓度时，随反应物浓度增加，高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第56页。第46讲│要点探究反应速度不再增加。这是因为酶虽然有高效性，但催化能力也有一定限度，当所有酶都发挥了最高效能后，反应物浓度再增加，反应速度也不增加，这时受酶浓度影响。②从a点到b点曲线上升，这是因为温度升高，酶活性升高。曲线bc下降，因为温度超过最适温度，酶活性降低。③由于甲试管温度较低，所以酶活性较低，反应速度很慢，当转入40℃(酶反应的适宜温度)的水浴锅中加热时，其反应速度迅速增加。乙试管在90℃高温下，酶结构被破坏，酶变性失活，当转入40℃的水浴锅中保温时，酶活性也不再恢复，故无催化高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第57页。第46讲│要点探究反应。④图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速率随pH变化的曲线，实验时可根据果汁的量来判定果胶酶的最适pH。【点评】本例题主要考查有关酶的特性，催化效率受反应物浓度、温度、pH的影响。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第58页。第46讲│要点探究

►探究点二探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果[实验原理]1．加酶洗衣粉中含有酶制剂(蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶)2．污渍中的蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素小分子物质3．温度、pH、表面活性剂会影响酶的活性[实验步骤]高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第59页。第46讲│要点探究步

骤烧杯编号IⅡⅢ注入自来水500mL500mL500mL加入物质(相同、等量)奶渍布奶渍布奶渍布控制水温37℃37℃37℃加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉复合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒搅拌5min5min5min观察实验现象高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第60页。第46讲│要点探究

[实验变量控制]1．比较普通洗衣粉与加酶洗衣粉的洗涤效果；自变量为洗衣粉的种类，其余变量为无关变量，应严格控制，以免造成干扰。2．探究加酶洗衣粉的最适温度：水温为自变量，水温梯度应较小。3．不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果：洗衣粉种类为自变量。

【说明】1．普通洗衣粉中包含的化学成分

普通洗衣粉中通常包含有：表面活性剂、水软化剂、高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第61页。第46讲│要点探究碱剂、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．洗涤效果的标准判断

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。3．使用加酶洗衣粉时必须注意以下几点：(1)碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白质类纤维(羊毛、蚕丝等)织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏；(2)使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第62页。第46讲│要点探究碱性蛋白酶在35℃～50℃时活性最强，在低温下或70℃以上就会失效；(3)加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活力损失；(4)加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，否则酶的活性将会丧失；(5)添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质，而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间地接触。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第63页。第46讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第64页。第46讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第65页。第46讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第66页。第46讲│要点探究

【答案】(1)加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)专一性(3)没有差异，因为高温使酶失活(4)未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的介质上，也不能重复使用(5)划线分离法或涂布分离法(选一种也可)不能含蛋白酶的洗衣粉会分解羊毛、蚕丝等织物中的蛋白质，损坏织物高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第67页。第46讲│要点探究【解析】血渍和油渍中既含蛋白质也含脂肪。为加速血渍和油渍中蛋白质和脂肪的分解，需要加酶或适当提高温度。对比同一温度下的三组实验可知，甲加了一种酶，乙加了两种酶。甲、乙两组洗涤效果的差异，说明酶具有专一性。水温为80℃时，酶失活，因而三组实验效果没有差别。固定化酶是利用物理或化学的方法将酶固定在某种介质上，可以重复使用。固体培养基分离、纯化霉菌的方法是划线分离法或涂布分离法。羊毛、蚕丝织物的主要成分是蛋白质，用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤会分解其中的蛋白质，损坏衣物。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第68页。第46讲│要点探究

【点评】本例题主要考查了加酶洗衣粉中酶的专一性，影响酶的因素(如温度)，特别注意水温的控制，不同种类的加酶洗衣粉对同一污物的洗涤效果的影响因素有多种，在实验时要注意自变量的控制，以免造成干扰。下面的变式题是从不同角度考查实验设计应注意的问题。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第69页。第46讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第70页。第46讲│要点探究【答案】

A

【解析】该实验的原理是加酶洗衣粉中分别添加有不同种类的酶制剂，对不同成分具有水解作用。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第71页。第46讲│要点探究

►探究点三

α­淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测1．实验目的：制备固定化α­淀粉酶；进行淀粉水解的测定。2．原理：用吸附法将α­淀粉酶固定在石英砂上，一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶柱后，可使淀粉水解成糊精，用淀粉指示剂溶液测试，流出物呈红色，表明水解产物糊精生成。

3．操作流程：高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第72页。第46讲│要点探究4．淀粉水解作用的检测：(1)原理

淀粉遇碘显蓝色，糊精遇碘显红色，麦芽糖遇碘不显色，本实验使用的是枯草杆菌的α­淀粉酶，其作用的最适pH为5.5～7.5，最适温度为50～75℃。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第73页。第46讲│要点探究（2）水解过程

5.直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化优缺点的比较高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第74页。第46讲│要点探究类型优点不足直接使用酶

催化效率高，低耗能，低污染等

对环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量固定化酶

酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用

一种酶只能催化一种或一类化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的固定化细胞

成本低、操作更容易

固定后的细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降等高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第75页。第46讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第76页。第46讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第77页。第46讲│要点探究

【答案】(1)酶既能与反应物接触，又容易与反应物分离，固定在载体上的酶能反复使用多酶系统(一系列、多种酶)(2)海藻酸钠③包埋法(3)CaCl2海藻酸钠浓度过高(或针筒离液面过近，高度不够)高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第78页。第46讲│要点探究【解析】将酶固定化后，能使酶在催化反应之后并不进入产物溶液，可反复使用；将细胞固定化后，即可以将一种细胞内的多种酶同时进行固定；海藻酸钠不能参与化学反应，在高温时容易熔化，温度降低时又可以形成多孔性固体颗粒，是包埋酵母菌的好材料；图示①为共价键(化学)结合法②为吸附法、③为包埋法；凝胶珠是用高温下熔化的海藻酸钠与酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成的，若海藻酸钠浓度过高或制凝胶珠时离液面太近，可能形成片状或长条形而不是圆形的凝胶珠。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第79页。第46讲│要点探究

【点评】

本例题主要考查固定化酶和固定化细胞的特点和制作技术。下面的变式题考查的是对比较固定化酶和固定化细胞的理解应用。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第80页。第46讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第81页。第46讲│要点探究【答案】

A

【解析】本题考查固定化酶和固定化细胞的相关知识。B选项固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高，耐受性比较好，和溶解氧没什么关系；C选项利用固定化酶降解水体中有机磷农药，纯粹的化学反应，不需要提供营养条件，固定化细胞发挥作用需要；D选项利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用既作为反应底物也作为碳源来调节酵母菌的代谢方式。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第82页。第47讲│生物技术在食品加工中的应用高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第83页。第47讲│考点整合考点整合兼性厌氧型有氧呼吸酒精发酵温度20℃左右18～25℃附着在葡萄皮上的野生型酵母菌红葡萄皮的色素进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色醋酸菌好氧当氧气充足30～35℃醋酸乙醛乙醛高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第84页。第47讲│考点整合异养厌氧型乳酸杆菌302020.3～0.53亚硝胺高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第85页。第47讲│要点探究要点探究

►探究点一果酒和果醋的制作一、果酒制作

[实验原理]1．菌种：酵母菌(兼性厌氧型)2．反应：

高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第86页。第47讲│要点探究3．条件：(1)温度：20℃左右(发酵时，一般控制在18～25℃)；(2)缺氧、酸性。二、果醋制作[实验原理]1．菌种：醋酸菌(异养需氧型)2．反应：(1)C6Hl2O6＋O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O(O2充足，糖源充足)(2)C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O(O2充足，糖源不足)高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第87页。第47讲│要点探究3．条件：(1)氧气充足；(2)温度：30～35℃。[实验流程]

挑选葡萄；新鲜、去枝梗↓冲洗↓榨汁

↓酒精发酵

果酒

↓醋酸发酵

果醋高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第88页。第47讲│要点探究

【说明】1．酵母菌：在有氧和无氧的条件下都能生活。在有氧时，酵母菌大量繁殖，但是起不到发酵效果；在无氧时，繁殖速度减慢，但是此时可以进行发酵。在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖，再隔绝氧气进行发酵。20℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵的最佳温度是在18～25℃，pH最好是弱酸性。2．醋酸菌：好氧性细菌，当缺少糖源时和有氧条件下，可将乙醇(酒精)氧化成醋酸。当氧气、糖源都充足时，高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第89页。第47讲│要点探究醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。醋酸菌生长的最佳温度是在30～35℃。3．实验关键(1)材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄、榨汁前先冲洗后去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。(2)防止发酵液被污染：榨汁机要清洗干净并晾干；发酵瓶要洗净并用70%酒精消毒；装入葡萄汁后要封闭充气口。(3)发酵条件的控制：①葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3空间：目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第90页。第47讲│要点探究发酵；防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出。②严格控制温度：18～25℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵；30～35℃利于醋酸菌的繁殖和醋的发酵。③充气：酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；醋酸发酵为需氧发酵，需经充气口充气。(4)及时排气：由于发酵旺盛期CO2的产量非常大，因此需要及时排气，防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置，如瓶子(最好选用塑料瓶)，每天要拧松瓶盖2～4次，进行排气。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第91页。第47讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第92页。第47讲│要点探究

【答案】

C

【解析】醋酸菌是好氧细菌，所以在发酵过程中需要适时地通入O2；醋酸菌的最适生长温度为30～35℃；在糖源、O2充足时，醋酸菌能将葡萄中的糖分解成醋酸，当缺少糖源时，可将乙醇氧化成乙醛，再将乙醛变为醋酸。【点评】本题考查果醋发酵条件的控制，包括温度、氧气、糖原等。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第93页。第47讲│要点探究

►探究点二制作泡菜并检测亚硝酸盐的含量[实验原理]1．蔬菜中含有亚硝酸盐。在利用乳酸菌制作泡菜的过程中，会引起亚硝酸盐含量的变化(微生物可将硝酸盐还原为亚硝酸盐)。2．在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较，即可估算在泡菜中亚硝酸盐的含量。[实验流程]高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第94页。第47讲│要点探究

图47－1[实验关键]1．泡菜坛的选择：火候好，无裂纹，无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛；2．腌制的条件：时间、温度、食盐的用量要适宜；3．标准显色液：样品处理液的制备中计量要精确；4．清水和食盐的质量比为4∶1的盐水要煮沸后冷却；高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第95页。第47讲│要点探究5．泡菜坛内要注满水，以保证乳酸菌发酵所需的无氧环境，并注意在发酵过程中经常补水。

【拓展提升】泡菜腌制过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化：1．发酵初期：以不产酸的大肠杆菌和酵母菌活动为主，同时还有一部分硝酸盐还原菌活动。该时期利用了氧气，产生了厌氧环境，乳酸菌才开始活动。乳酸菌和乳酸的量都比较少，而由于硝酸盐还原菌的活动，亚硝酸盐含量有所增加。2．发酵中期：由于乳酸菌产生了大量乳酸，其他高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第96页。第47讲│要点探究细菌活动受到抑制，只有乳酸菌活动强烈。此期乳酸菌数量达到高峰，乳酸的量继续积累。由于硝酸盐还原菌受抑制，同时形成的亚硝酸盐又被分解，因而亚硝酸盐含量下降。所以亚硝酸盐在整个发酵过程中含量变化趋势如图47－2所示。3．发酵后期：由于乳酸的积累，酸度继续增长，乳酸菌活动也受到抑制。乳酸菌数量下降，而硝酸盐还原菌完全被抑制。图47－2高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第97页。第47讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第98页。第47讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第99页。第47讲│要点探究

【答案】(1)乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖，将葡萄糖分解成乳酸(2)盐酸酸化重氮化玫瑰红

(3)白萝卜避免植物中的色素对显色反应产生干扰

(4)5%因为食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化最快，说明乳酸菌代谢最旺盛，且在发酵11天后亚硝酸盐降到最低值高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第100页。第47讲│要点探究【解析】制作泡菜的原理是乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖，将葡萄糖分解成乳酸；测定亚硝酸盐含量的实验原理是，在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料、将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较，即可估算在泡菜中亚硝酸盐的含量。因为食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化最快，说明乳酸菌代谢最旺盛，且在发酵11天后亚硝酸盐降到最低值。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第101页。第47讲│要点探究【点评】本例题主要考查了制作泡菜的原理和测定亚硝酸盐含量的实验原理，由于亚硝酸盐对人体有害，所以在制作泡菜的过程中要合理选择泡菜的食盐浓度，避免亚硝酸盐含量过高影响人体健康。制作泡菜过程中由于相关微生物的影响，亚硝酸盐的含量变化为先增加后减少，一般情况下亚硝酸盐含量开始减少是从发酵5天左右开始的，所以，发酵前10天的泡菜不宜食用。下面的变式题就是考查制作泡菜过程中亚硝酸盐的含量变化。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第102页。第47讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第103页。第47讲│要点探究【解析】腌制早期，硝酸盐还原菌将硝酸盐还原为亚硝酸盐，中后期则由于乳酸菌产生的大量乳酸而抑制硝酸盐还原菌的繁殖，故在泡菜制作过程中，亚硝酸盐的含量应先增加后减少。

【答案】

A高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第104页。第48讲│浅尝现代生物技术高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第105页。第48讲│考点整合考点整合组织或细胞细胞分裂愈伤组织高度分化愈伤组织脱分化分化根或芽再分化植物组织年龄保存时间的长短未开花植株的茎上部新萌生的侧枝MS大量元素微量元素有机物植物激素生长素细胞分裂素较高低适中pH温度光照5.818～22℃12高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第106页。第48讲│要点探究要点探究

►探究点一植物组织培养的原理和过程1．原理：细胞全能性

不同细胞全能性的程度不同：受精卵＞生殖细胞＞体细胞。

2．过程：高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第107页。第48讲│要点探究

【说明】(1)多数情况下，外植体－愈伤组织阶段，为异养阶段，一般无需照光，在再制成试管苗时则需光，以形成叶绿素；(2)培养一株完整的试管苗，须先进行生芽培养，然后进行生根培养，如果顺序颠倒，先诱导生根，就不好诱导生芽了。3．植物细胞表现出全能性的条件：(1)必须离体；(2)一定的营养物质(水、蔗糖、维生素、矿质元素、有机添加剂)、激素；高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第108页。第48讲│要点探究(3)适宜的培养条件(光照、温度、pH)。4．愈伤组织的形态结构特点：排列疏松、高度液泡化、薄壁细胞。

高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第109页。第48讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第110页。第48讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第111页。第48讲│要点探究

【答案】(1)灭菌消毒(2)外植体真菌(霉菌)细菌(3)果胶(4)萃取水浴【解析】(1)接种前，要对材料进行消毒(不能填灭菌，灭菌时是采用强烈的因素杀菌)，配制培养基并分装后要用灭菌锅灭菌。(2)比较菌落特征：真菌污染：有颜色的绒毛状菌落；细菌污染：有光泽的黏液状菌落。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第112页。第48讲│要点探究(3)利用果胶酶处理愈伤组织可以获得单个的细胞。(4)由题干知，人参皂苷易溶于亲水性有机溶液，故而采用萃取的方法可以从培养物干粉中提取人参皂苷。【点评】本例题以植物组织培养为材料背景考查了植物组织培养过程中涉及的培养基及消毒灭菌的相关的知识，及污染后的菌落特征的比较。同时考查了关于物质的提取和鉴定的有关知识，跨度较大，考查的知识面较广。下面的变式题就是考查植物组织培养过程中造成污染的原因分析。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第113页。第48讲│要点探究高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第114页。第48讲│要点探究【答案】

A高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第115页。第48讲│要点探究【解析】培养基的灭菌时间与pH值不会改变污染率，所以污染与培养基没有直接关系，而对离体的组织灭菌后，污染率明显下降，说明污染很可能是由离体组织造成的。调节培养的温度也没有改变污染率。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第116页。第48讲│要点探究

►探究点二菊花组织培养的影响因素和实验操作1．影响菊花组织培养的因素(1)植物的种类：外植体的选取——生长旺盛的嫩枝。生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。(2)需配制适宜的培养基并且要严格地进行灭菌，常用MS培养基，其主要成分包括大量元素、微量元素、有机物、蔗糖、植物激素等。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第117页。第48讲│要点探究大量元素和微量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压。通常植物本身进行光合作用可产生糖类，不需要外部供给糖，但在植物组织培养进行异养的状况下，大多不能进行光合作用合成糖类，因此必须在培养基中加糖有机物中的甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求植物激素的浓度

①使用顺序不同→结果不同。先进行生芽培养，然后进行生根培养

②用量的比例不同→植物发育方向不同。如生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化，抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的生长高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第118页。第48讲│要点探究

(3)pH、温度、光照等环境条件

不同的植物条件要求不同。如菊花的组织培养，一般将pH控制在5.8左右，温度控制在18～22℃，光照强度为1000～4000lx，每天照光12h。2．实验操作(1)制备MS固体培养基配制各种母液

↓

配制培养基

↓

灭菌

用量筒或移液管量取母液之前，必须用所量取的母液将量筒或移液管润洗2次

在使用提前配制的母液时，应在量取各种母液之前，轻轻摇动盛放母液的瓶子，如果发现瓶中有沉淀、悬浮物或被微生物污染，应立即淘汰这种母液，重新进行配制

量取母液时，最好将各种母液按将要量取的顺序写在纸上，量取1种，划掉1种，以免出错高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第119页。第48讲│要点探究

(2)外植体消毒：清洗→消毒→清洗70%的酒精比其他浓度的酒精有更强的杀菌力和穿透力，而且有湿润作用。可排除掉材料上的空气，利于其他消毒剂的渗入，由于酒精穿透力强，故应严格掌握好处理时间。(3)接种：严格的无菌操作。(4)培养：适宜的条件。(5)移栽：移栽之前，应先打开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长几日，让植物慢慢适应外界环境。先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境下，幼苗长壮后再移栽到土壤中。高考生物专题：生物技术实践全文共134页，当前为第120页。第48讲│要点探究(6)栽培：