2019年高考生物二轮复习17生物技术实践教学案

专题17生物技术实践

1.近五年的考题中，对微生物的分离和培养的考查尤为突出，侧重考查微生物的分离纯化技术，对传统发

酵技术的发酵原理、制作流程等的考查频度也在不断提高。对植物组织培养、胡萝卜素的提取仅进行了两

次考查，前者侧重考查营养条件及有关植物激素的作用等；后者侧重考查胡萝卜素的萃取剂的选择等。

2.常借助某一特定的微生物的分离和培养考查微生物的营养、接种方法等；对于生物技术在食品加工中

的应用，常借助发酵实例考查，填充内容多为教材中一些结论性语句等。植物组织培养技术、植物有效成

分的提取的考查也多以教材基础知识为主。

3.备考时，从以下5个方面来把握：

(1)掌握大肠杆菌的纯化原理、主要方法及菌种的保存方法。

(2)认真分析教材中两个微生物分离与计数的实例，并掌握微生物的筛选及技术方法。

(3)利用比较法归纳总结并掌握常见传统发酵技术的原理、流程及影响因素等。

(4)列表比较玫瑰精油、橘皮精油及胡萝卜素的提取方法、原理、实验步骤等异同。

卜・点知织梳理t

【知识网络】

培界某构成

①如碳源㈤机技皿

无倒技术微物培养

消霹和灭阐7

果的;W作利用的口

②计算一称溶化灭解培养技术流*而g-------------®MO

at-♦♦发解加r

―平板一接种一培养

生食乩方法「九制作利用的

③以殿索作为唯一H单养M本点⑨毛毒

1

源的选择培*M.物和Mt生1

尔M分命编的分

泡菜制作利用的

④棒弹涂布平板法和计数方法离与计数突会技⑩乳酸菌

微生物

显循镜直接计数法.徵性物利用本

方臻◎乐株法

⑤以纤维家作为唯一产养好点

的

碳源的选择培养基

纤箍米分制前橘皮精油妈通过⑮电返顾,提取出果皮中的

的分离实城一应的提取

⑥刚果红染色法F色法芳香油

步骤石灰水浸泡一漂洗T长松一过滤一

常用⑪水蒸气蒸旧法*静置一刻湫过渡一横皮油

Miff

利用⑫水蒸气将挥发性较艰的植物」^胡若卜索不溶r水，易溶j•⑯至油

芳香油携带出来•玫瑰精油鲤等力.机溶剂

水中蒸慵、水上熊懈、。水气廉慵一丝的提取方法

胡妙卜素o萃取法

的提取

鲜玫瑰花♦清水一水蒸气蒸慵一油流程胡萝卜一粉碎一干燥一落取一

水混合物型”-分离油层J^L过渡一浓缩—胡萝卜东

加入无水gso：㈱K些玫瑰油翟定

一、微生物的营养

1.微生物的营养

营养要素来源功能

无机碳源C02、NaHCOs>CaCO；等含碳无机物

①构成细胞和合成一些代谢产物

碳源糖、脂肪、蛋白质、有机酸、石油、花生

有机碳源②有些既是碳源.又是异养微生物的能源

粉饼等

营养要素来源功能

氮无机氮源NM、镂盐、硝酸盐、N?等合成蛋白质、核酸及含氮的

源有机氮源牛肉膏、蛋白陈、核酸、尿素、氨基酸代谢产物

营养要素来源功能

生长因子（特①酶和核酸的组成成分

维生素、氨基酸、碱基

殊营养物质）②参与代谢过程中的酶促反应

水不仅是优良溶剂而且可维持生物大分子的稳

水和无机机盐外界摄入

定；无机盐是细胞内的成分和调节物质等

2.培养基种类及用途

划分标准培养基种类特点川途

液体培养基不加凝固剂工业生产

物理

半固体培养基加凝固观察微生物的运动、分类鉴定

性质

固体培养基剂，如琼脂微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种

划分标准培养基种类特点用途

含化学成分不明

天然培养基工业生产

化学确的天然物质

成分培养基成分明确（用化学成分已

合成培养基分类、鉴定

知的化学物质配成）

划分标准培养基种类特点用途

用途选择培养基培养基中加入某种化学物培养、分离出特定微生物（如培养酵母菌和霉菌

质，以抑制不需要微生物的时，可在培养基中加入青霉素；培养金黄色葡萄

生长，促进所需要的微生物球菌时，可在培养基中加入高浓度的食盐)

的生长

根据微生物的代谢特点，在鉴别不同种类的微生物，如可用伊红一美蓝培养

用途鉴别培养基培养基中加入某种指示剂基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有，

或化学药品菌落呈深紫色，并带有金属光泽)

3.微生物的分离与计数

(1)土壤中分解尿素的细菌的分离：

①筛选菌株：利用选择培养基筛选。

②过程：土壤取样一样品的稀释一微生物的培养与观察。

(2)分解纤维素的微生物的分离：

①原理：

「纤维素酶(复合酶)y

a.纤维青G薛、Cx酶.奸维二糠荀萄糖昔醒一箭萄糠

纤维可分解菌

b刚果红匚红色复入物纤靖索酶红色消失、

卜.纤维素)红色复口物-------*出现透明圈

即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

②流程：土壤取样一选择培养一梯度稀释一涂布平板一挑选菌落。

(3)鉴定方法：

含酚红指示剂的尿素为唯一氮源的培养基f细菌一指示剂变红，则该菌能

鉴定分解尿素的细菌

分解尿素

…一刚果”纤维素分解蔺

黑鬃二红色,出现透明圈

鉴定纤维素分解菌

的培养基

(4)计数方法：

①显微镜直接计数法：

利用特定细菌计数板或血球计数板，在显微镜下计数一定容积样品中的细菌数量。该方法不能区分细菌的

死活。

②间接计数法(活菌计数法)：

常用稀释涂布平板法。稀释涂布平板法的理论依据是：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个

菌落即代表一个活菌。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，每个稀释倍数涂

布3个平板进行计数，取平均值。

【特别提醒】消毒和灭菌的区别

条件结果常用方法应用范围

煮沸消毒法一般物品

较为温和的仅杀死物体

巴氏消毒法不耐高温的液体

消毒物理或化学表面或内部

用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源

方法部分微生物化学药剂消毒法

等

条件结果常用方法应用范围

灼烧灭菌接种工具

杀死物体内外所有的微

灭菌强烈的理化因素干热灭菌玻璃器皿、金属用具等

生物，包括芽抱和抱子

高压蒸汽灭菌培养基及容器的灭菌

二、酶的应用

1.酶的存在与简单制作方法

（1）酶在生物体内的存在（或分布）部位：

酶是在生物体活细胞中合成的。多数酶在细胞内直接参与生物化学反应，少数的酶要分泌到细胞外发挥作

用。

⑵酶的制备：

①胞内酶的制取：需要破碎生物组织细胞，可用破碎仪、研磨器或匀浆器等机械将组织细胞破碎，使酶从

活细胞中释放出来，进入细胞外的溶液中，经过滤、离心制备成粗酶液。

②胞外酶的制备：对于唾液淀粉酶、胰蛋白酶等分泌到细胞外的酶，可以直接从动物分泌物或细胞外的组

织间隙中提取。

2.酶活性（力）测定的一般原理和方法

（1）酶活性（力）的含义：酶的活性（力）是指酶催化一定化学反应的能力。

（2）酶活性（力）测定的一般原理和方法：酶的活性（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。

3.酶的活性及影响酶活性因素的实验探究（以果胶酶在生产中的应用为例探究温度或pH对果胶酶活性的影

响）

⑴探究不同温度（或pH）对酶活性的影响时，温度（或pH）作为自变量，通常通过设置合理的梯度来确定最

适值，最适值是通过比较相同时间内获得的产量或效果来确定的。

（2）在混合苹果泥和果胶酶之前，要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温（或同pH）处理，目的是保证

底物和酶在混合时的温度（或pH）相同，避免苹果泥与果胶酶混合时影响混合物的温度（或pH）,从而影响实

验效果。

（3）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

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.

4.探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果

（1）实验原理：加酶洗衣粉的酶制剂有多种，包括蛋白酶、脂肪醐、淀粉醐、纤维素酶等。加入不同的酶制

剂，会制成用于不同污渍洗涤的加酶洗衣粉。复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，对各种污渍都有较好

的洗涤效果。

（2）实验操作程序:

烧杯编号

步骤

III111

注入自来水500mL500mL500mL

加入物质（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

玻璃棒搅拌（等速）5分钟5分钟5分钟

观察实验现象

5.固定化酶和固定化细胞的比较

项目固定化酶固定化细胞

常用方法化学结合法、物理吸附法包埋法

①可反复使用；①可以连续发酵，节约成本；

优点②有利于工艺的连续化、管道化，②保持酶在细胞内的原始状况，增加了酶的稳

同时降低了生产成本定性；③操作容易

①酶在固定化时活力有所损失；②细胞膜、细胞壁会阻碍底物的渗透和扩散，

不足

不适用于多酶反应降低反应效率

三、生物技术在食品加工及其他方面的应用

1.运用发酵加工食品的基本方法

果酒果醋腐乳泡菜

微生物类酵母菌（真菌）兼醋酸杆菌（细菌）

毛霉（真菌）好氧菌乳酸菌（细菌）厌氧菌

型性厌氧菌好氧细菌

酵母菌无氧呼吸醋酸杆菌有氧呼毛霉代谢产生蛋白

原理乳酸菌无氧呼吸产生乳酸

产生酒精吸产生醋酸酶和脂肪酶

前期有氧后期无有氧，30℃〜

控制条件有氧，15℃~18℃无氧，常温

氧，20℃左右35℃

挑选葡萄选择称取

原料食盐

冲洗让豆腐上长11

修整、洗配制

储汁出毛霉涤、晾晒、热水

切分成条1

状或片状泡菜盐水

实验流程酒精发蕨得必果酒加盐腌制

醋酸发阖咽果醋加卤汤装瓶Y

加入调味料、装坛

赢

密封腌制

成品

【特别提醒】

①在泡菜的腌制过程中会产生亚硝酸盐，亚硝酸盐在一定条件下可转化为能致癌、致酶和致突变的物质一

亚硝胺。

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—蔡基乙二胺盐酸盐结合形成

玫瑰（紫）红色染料，通过目测比较，可大致估算亚硝酸盐的含量。

2.植物激素与组织培养生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的作用及特点：

（1）在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。

（2）使用顺序不同，结果不同，具体如下：

使用顺序实验结果

先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化

先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂又分化

同时使用分化频率提高

（3）用量比例不同，结果也不同:

/旦I■高：利于根的分化、抑制芽的形成

而瑟罂先的比值低：利于芽的分化、抑制根的形成

细胞分裂素用里

I适中：促进愈伤组织的生长

3.植物芳香油三种提取方法的比较

提取方法实验原理方法步骤适用范围

利用水蒸气将挥发性较强的植①水蒸气蒸储②分离适用于提取玫瑰油、薄荷油

水蒸气蒸储

物芳香油携带出来油层③除水过滤等挥发性强的芳香油

①石灰水浸泡、漂洗

通过机械加压，压榨出果皮中适用于柑橘、柠檬等易焦糊

压榨法②压榨、过滤、静置

的芳香油原料的提取

③再次过滤

适用范围广，要求原料的颗

有机溶使芳香油溶解在有机溶剂中，①粉碎、干燥②萃取、

粒要尽可能细小，能充分浸

剂萃取蒸发溶剂后就可获得芳香油过滤③浓缩

泡在有机溶液中

4.DNA和蛋白质技术

⑴DNA的粗提取和鉴定:

①基本原理：

a.DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低。

b.DNA不溶于酒精溶液。

c.DNA不被蛋白酶水解。

d.DNA在水浴加热条件下可被二苯胺染成蓝色。

②主要步骤：选取材料一破碎细胞，获取含DNA的滤液一去除滤液中的杂质一DNA的析出与鉴定。

③注意事项：

a.选择动物细胞时，细胞比较容易破碎，选择植物细胞时则要先溶解细胞膜（如加洗涤剂、研磨等）。

b.以鸟类的红细胞为材料时，需向血液中加入柠檬酸钠抗凝。

c.二苯胺需现配现用。

（2）PCR技术的基本操作和应用：

①目的一一获取大量的目的基因

②原理——双链DNA的复制。

③条件——需要DNA模板、引物（一般为单链DNA）、四种脱氧核甘酸、耐高温的DNA聚合酶和酶促反应所需

的离子，同时还要控制温度。

④过程：

a.变性：在95℃时DNA解旋。

b.复性：在50℃时引物与DNA单链结合。

c.延伸：在72℃时合成DNA子链（两个引物间的序列）。

⑶蛋白质的提取和分离：

①实验原理：依据蛋白质的各种特性可以将不同种类的蛋白质分离。

②常用方法：

a.凝胶色谱法：根据相对分子质量的大小分离蛋白质。

b.电泳：利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身大小、形状的不同产生不同的迁移速度，

由此将各种分子分离。

c.蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。

【特别提醒】

①人和哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核，也没有DNA,不适于作为DNA提取的材料，但却是提取血红蛋

白的理想材料。

②凝胶色谱柱的直径大小不影响分离效果，但直径过大会造成洗脱液体积增大，样品稀释度增大；凝胶色

谱柱的高度与分离度有关。

③红细胞洗涤过程中，洗涤三次后，上清液仍有黄色，可增加洗涤次数，否则无法除去血浆蛋白：离心时

转速要低，时间要短，否则白细胞等会一同沉淀，达不到分离效果。

④血红蛋白释放过程中，蒸储水的作用是涨破红细胞，甲苯的作用主要是溶解细胞膜。

四、微生物的培养和应用

1.微生物的营养

营养要素来源功能

①构成细胞中的物质和一些代谢产

无机碳源C02,NaHCOs,CaCOs等含碳无机物

物；

碳源

糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油、花

有机碳源②既是碳源又是能源

生粉饼等

氮源无机氮源无机氮：N&、铁盐、硝酸盐、M等将无机氮合成含氮的代谢产物

有机氮源牛肉膏、蛋白陈、核酸、尿素、氨基酸合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物

①酶和核酸的组成成分；②参与代谢

生长因子维生素、氨基酸、碱基

过程中的酶促反应

2.微生物的纯化培养的方法

(1)平板划线法

①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

②在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的菌落。

(2)稀释涂布平板法

①将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。

②在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的

菌落。

3.测定微生物数量的方法

(1)直接计数法：常用的是显微镜直接计数。

(2)间接计数法：常用的是稀释涂布平板计数法。

【特别提示】(1)显微镜计数法计算的细菌中包括死细菌。稀释涂布平板法计数的是活菌数。

(2)稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目要低。

五、酶的应用

1.直接使用酶、固定化酶和固定化细胞

直接使用酶固定化酶固定化细胞

化学结合法固定化、物理吸

制作方法包埋法固定法

附法固定化

是否需要

否否是

营养物质

催化反应单一或多种一系列

反应底物各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)小分子物质

①对环境条件非常敏感，易反应物不易与酶接近，尤

不利于催化一系列酶促反

缺点失活；②难回收，成本高，其是大分子物质，反应效

应

影响产品质量率下降

①既能与反应物接触，又能

催化效率高、耗能低、低污

优点与产物分离；成本低、操作容易

染

②可以重复利用

2.加酶洗衣粉的洗涤效果的探究

(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5C、15℃、25℃和35℃

进行实验。

六、植物有效成分的提取

不同物质的提取分离方法

提取方法方法步骤适用范围

水蒸气适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强

水蒸气蒸储、分离油层、除水过滤

蒸镯的芳香油

石灰水浸泡、漂洗、压榨、过滤、静置、

压榨法适用于柑橘、柠檬等易焦瑚原料的提取

再次过滤

有机溶适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能

粉碎、干燥、萃取、过滤、浓缩

剂萃取细小，能充分浸泡在有机溶剂中

高频考点突破

高频考点一微生物的培养和利用

例1.(2017•高考全国卷I)某些土壤细菌可将尿素分解成CO?和NIL,供植物吸收和利用。回答下列问题:

（1）有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生_______。能分解尿素的细菌不能以尿素的

分解产物COz作为碳源，原因是

___________________________________________________________________________O

但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是

—（答出两点即可）。

⑵为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择（填“尿素”“NILNOJ或“尿素+

NHMV'）作为氮源，不选择其他两组的原因是.

___________________________________________________________________________O

（3）用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KHFOi和Na?HPO“其作用有

___________________________________________________________________________（答出两点即可）。

解析：（1）有些细菌能分解尿素是因为这些细菌能产生腺酶，将尿素分解成CCh和能分解尿素的细菌

是异养生物，不能利用CO＞作为碳源合成有机物，但这些细菌可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄

糖的主要作用是：作为能源物质氧化分解为细菌生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料。（2）为

了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择尿素作为唯一氮源，这样只有能分解尿素的细菌才能

在培养基上生存。若选择或“尿素+NILNO产作为氮源，能分解尿素的细菌和不能分解尿素

的细菌都能利用NTLNO”不能起到筛选作用。（3）用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH?PO,和Na;HPO4,

它们可以为细菌生长提供无机营养；同时，和Na：H?O,还可以作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH

稳定。

答案：（1）腺酶分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO?来合成有机物为细胞生命活动提供能量，为

其他有机物的合成提供原料

⑵尿素其他两组都含有NH似）”能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NHMk不能起到筛

选作用

（3）为细菌生长提供无机营养，作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定

【变式探究】（2016•高考全国卷I）空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组

欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：

①配制培养基（成分：牛肉膏、蛋白陈、NaCl、X、压0）；

②制作无菌平板；

③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；

④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。

回答下列问题：

（1）该培养基中微生物所需的氮来源于。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是。

（2）步骤③中，实验组的操作是。

(3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个

菌落，这种结果说明在此次调查中出现了一现象。若将30(即36—6)个/平板作为本组菌落数的平均

值，该做法(填“正确”或“不正确”)。

解析：(1)牛肉膏和蛋白陈中均含有氮元素，因此微生物所需的氮来源于牛肉膏和蛋白陈。若要完成步骤②,

需要进行倒平板操作，用到的是固体培养基，所以培养基中要有琼脂。(2)该实验的空白对照组为不进行处

理的无菌平板，实蛉组的操作为将各无菌平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间，目

时间应相同。(3)若空白对照组的平板上出现了菌落，说明实验过程中出现了污染现象。空白对照组的一个

平板上出现了6个菌落，导致实蛤变蚩不唯一，不能确定实蛤组平板上的菌落是否仅由教室内不同高度空

气中的微生物形成，因此不能求出实脸组的菌落平均数。

答案：(D牛肉膏、蛋白陈琼脂

(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间

(3)污染不正确

【变式探究】为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌分

离等工作。回答下列问题：

(1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行

培养了一段时间，这样做的目的是;然后，将1mL水样稀释100倍，在3个平

板上用涂布法分别接入0.1mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37。据此可

得出每升水样中的活菌数为。

(2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌，操作时，接种环通过_______灭菌，在第二次及以后的划线

时，总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是

(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果

发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是：振荡培养能提高培养液中—

的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高的利用率。

解析：（1）在涂布接种前，随机选取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间，目的是检测培养基平板灭菌

是否合格，不能留有杂菌。1mL水稀释100倍之后的CUmL中3个平板菌落的平均数为38,1L等于1000

mL,贝U1L水中含有38x10x100x100。=3.8*1（/。Q）用平板划线法分离水样中的细菌，操作时，接种环通

过灼烧灭菌，在第二次及以后的划线时，从上一次划线末端开始划线，目的是将聚集的菌体逐步稀释以便

获得单个菌落。（3）稀释涂布平板法接种培养后得到的结果应为图B。©）振荡可以使细菌分散，更有利于细

菌利用培养液中的营养物质，并且可以使培养液中的溶解氧增多。

答案：（1）检测培养基平板灭菌是否合格3.8X107

（2）灼烧将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落

（3）B（4）溶解氧营养物质

高频考点二传统发酵技术的应用

例2.（2018江苏卷，16）某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是

A.夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理

B.乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大

C.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压

D.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵

【答案】B

【解析】根据以上分析已知，果酒发帝的适宜温度为1打；25七，因此夏季生产果酒时，常需对罐体进行降

温处理，A正确；乙酹是酎母菌无氧呼吸的产物，因此分解过程中不需要通入空气，B错误；无氧呼吸产生

了二氧化碳，但是没有消耗氧气，因此发酎罐中的气压不会低于大气压，C正确；葡萄酒发酗的原料是糖类,

因此可以通过监测发酎过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酎，D正确。

【变式探究】（2017年江苏卷，25）下图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是（）

A.改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响

B.果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸

C.果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关

D.气体入口与气体出口可以交换使用

【答案】AJ3C

【解析】酵母菌是兼性厌氧菌，可进行有氧.呼吸和无氧呼吸，通入氧气后，酵母菌进行有氧呼吸，通入其

他气体，酵母菌进行无氧呼吸，故改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响，A正确；果酒

发酵中期通入氮气，装置中氧气减少，使酵母菌从有氧呼吸转变为无氧呼吸，B正确；温度影响酶的活性，

则果醋的发酵周期与实验设定的温度有密切关系，C正确：气体入口管通入液面以下，气体出口管在液面以

上，不能交换使用，D错误。

【变式探究】(2017•高考全国卷II)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的

因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件

下进行发酵，并在32h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：

(1)该实验的自变量是一、_

(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是.

(3)如果在实验后，发现32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的

最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是

(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为，脂肪转变为

解析：（D实蛤使用甲、乙两种菌种，并在32h内定期取样观测发酎效果，所以该实蛤的自变量是菌种和发

密时间。（2）如果发现发将容器内上层大豆的发鳄效果比底层的好，说明该发鳄菌是好氧型微生物。（3）如果

在实险后，发现32h内的发将效果越来越好，目随发酎时间呈直线上升关系，则无法确定发帝的最佳时间;

若要确定最佳发帝时间，还需要做的事情是延长取样观测时间，观测发鳄结果，最好的发酶效果所对应的

时间即为最佳发酗时间。（4）从大豆到豆豉，在相关微生物的作用下，大豆中的蛋白质转变为肽和氨基酸，

脂肪转变为甘油和脂肪酸。

答案：（1）菌种发酵时间

（2）好氧菌

（3）延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间

（4）氨基酸和肽脂肪酸和甘油

【变式探究】泡菜是我国的传统食品之一，但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害，某兴趣

小组准备参加“科技创新大赛”，查阅资料得到下图。

豆硝酸拉

7891

发醯时何（d）

（1）制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是一乳酸菌发酵第一阶段的产物有一O

（2）据上图，与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，因为后者；pH呈下降趋势，原因是

（3）该小组得到一株“优选”乳酸菌（亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍），拟参照资料的实验方案和

食盐浓度（4%〜10%）,探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确

定其最适条件。请你设计一个实验结果记录表，并推测实验结论。

解析：（D制作泡菜时，泡菜坛要选择密封性好的容器，一般用水密封，以创造无氧环境，有利于乳酸菌发

酵，防止蔬菜腐烂。乳酸菌发酵第一阶段的产物有丙酮酸、［山和少量ATP。（2）第3天时，泡菜中亚硝酸盐

含量达到最高，在第8天后的泡菜中，亚硝酸盐含量降到最低，故第8天后的泡菜更适于食用。乳酸菌无

氧呼吸产生的乳酸会导致pH下降。（3）设计的记录表中要包含乳酸菌类型、食盐浓度和发酵时间等自变量,

因变量为亚硝酸盐的含量。通过相互对照确定用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并

确定最适发酵条件。

答案：（D创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵内酮酸、［H］（少量ATP）（2）亚硝酸盐含量低乳酸菌无氧

呼吸产生了乳酸（3）两种乳酸菌在泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化表

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推测实验结论：与普通乳酸菌相比，“优选”乳酸菌制作泡菜时.，相同条件下产生的亚硝酸盐含量低。

【举一反三】某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳

酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题：

（1）分离纯化乳酸菌时，首先需要用对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是

___________________________________________________________________________O

（2）推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有和。分离纯化时应挑选出

的菌落作为候选菌。

（3）乳酸菌在一20C长期保存时，菌液中常需要加入一定量的（填“蒸储水”、“甘油”或“碳酸

钙”）。

解析：（1）分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释，这样既可避免杂菌污染，又可

将乳酸菌分散成单个细胞，以便在培养基表面形成单个菌落。（与乳酸的积累影响乳酸菌的增殖，加入碳酸

钙可以中和乳酸菌代谢（无氧呼吸）过程中产生的乳酸，另外，乳酸和碳酸钙反应，进而导致碳酸钙分解形成

透明圈，有利于乳酸菌的鉴别和分离。（3）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甘油后灭国。将1mL培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在-20七

的冷冻箱中保存。

答案：（1）无菌水泡菜滤液中,菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落（2）鉴别乳酸菌中和产生的

乳酸（或酸）具有透明圈（3）甘油

高频考点三植物组织培养

例3、（2017年新课标IH卷，37）绿色植物中含有物质W,该物质为无色针状晶体，易溶于极性有机溶剂，

难溶于水，且受热、受潮易分解。其提取流程为：植物甲一粉碎一加溶剂一振荡一收集提取液一活性炭处

理f过滤去除活性炭一蒸储（含回收溶剂）一重结晶一成品。回答下列问题：

（1）在提取物质W时，最好应选用的一种原料是（填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”）

的植物甲，不宜选用其他两种的原因是»

（2）提取物质W时，振荡的作用是o

（3）活性炭具有很强的吸附能力，在提取过程中，用活性炭处理提取液的目的是。

（4）现有丙酮（沸点56℃）、乙醇（沸点约78℃）两种溶剂，在提取物质W时，应选用丙酮作为提取剂，

理由是。

（5）该实验操作过程中应注意的事项是（答出两点即可）。

【答案】（1）晾干高温烘干过程中，植物甲中的物质W易被破坏；新鲜的植物甲含水量高，用于

提取的极性有机溶剂会被稀释，进而降低对物质W的提取效果

（2）使原料和溶剂充分混匀

（3）去除提取液中的色素

（4）丙酮沸点低于乙醇，蒸馈时物质W分解较少

（5）在温度较低的情况下操作，防火

【解析】（D依据题干信息（受热、受潮易分解），应选择晾干的植物甲，因为高温烘干过程中，植物甲中

的物质W易被破坏；新鲜的植物甲含水量高，用于提取的极性有机溶剂会被稀释，进而降低对物质W的提

取效果。（2）振荡使原料和溶剂充分混匀。（3）根据题意，活性炭具有吸附能力，杂质色素易被吸附。（4）

根据题干信息，受热易分解，所以选择沸点低的丙酮。（5）根据题干信息，受热易分解，所以注意控制温

度；又因为用了丙酮，所以要注意防火。

【变式探究】为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。

请回答下列问题：

（1）外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为。

（2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如下图所示。细胞干重在12d后下降的原因

有:培养液中蔗糖的作用是、o

麻糖浓度

细胞ft

（rL“）

（3）多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经处理，会产

生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和酶解离愈伤组织。

若愈伤组织细胞（2n）经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合理的解释是、

（4）为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细胞固定化类似。下

列说法正确的有（填序号）。

①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋②必须在光照条件下培养③培养过程中需通空气④固定化后植

物细胞生长会变慢

解析：本题考查植物组织培养、诱导染色体加倍、有丝分裂、细胞的固定化技术。（1）外植体在人工、无菌

条件下，经脱分化可形成愈伤组织。（2）由图蔗糖浓度下降可知，外植体离体培养过程中需要消耗蔗糖，12

天后蔗糖浓度较低；pH下降会影响酶的活性，前伤组织细胞对物质的合成少于分解，细胞干重下降。植物

组织培养过程中，蔗糖既能维持一定的渗透压，又能提供植物细胞生命活动必需的营养物质｛能量）。（3）一定

浓度的秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极，从而使细胞中染色体数目加倍。

植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，可通过