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选修模块专题十四生物技术实践考纲要求 1.微生物的利用(1)微生物的分别和培育。
(2)培育基对微生物的选择作用。
(3)利用微生物进行发酵来生产特定的产物。
2.生物技术在食品加工及其他方面的应用(1)从生物材料中提取某些特定的成分。
(2)运用发酵加工食品的基本方法。
(3)植物的组织培育。
3.试验：DNA的粗提取与鉴定。
1．[2021·全国卷Ⅰ] 已知微生物A可以产生油脂，微生物B可以产生脂肪酶。
脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。
回答有关问题：(1)显微观看时，微生物A菌体中的油脂通常可用____________染色。
微生物A产生的油脂不易挥发，可选用____________(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。
(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样，并应选用以________为碳源的固体培育基进行培育。
(3)若要测定培育液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用____________直接计数；若要测定其活菌数量，可选用________法进行计数。
(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度，某同学测得相同时间内，在35 ℃、40 ℃、45 ℃温度下降解10 g油脂所需酶量依次为4 mg、1 mg、6 mg，则上述三个温度中，________℃条件下该酶活力最小。
为了进一步确定该酶的最适温度，应围绕________℃设计后续试验。
2．[2022·海南卷] 已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。
为了测定不同泡制天数泡菜中亚硝酸盐的含量，某同学设计了一个试验，试验材料、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、不同泡制天数的泡菜滤液等。
回答相关问题：(1)请完善下列试验步骤。
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肯定量的__________________________，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。
酶的应用和生物技术在其他方面的应用时间：45分钟分值：100分一、选择题(每小题5分，共60分)1．下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是( )A．酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶B．透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化C．棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤D．多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层解析：酶解法可利用酶的专一性去除微生物的细胞壁，再通过吸水涨破法使细胞内的物质释放出来，然后提取其中的胞内酶，A项正确；透析和电泳可用于酶的分离和纯化，但酸解会导致酶结构的破坏，B项错误；棉织物的主要成分是纤维素，用添加了纤维素酶的洗衣粉进行洗涤会使棉织物蓬松，有利于污物的洗涤，纤维素酶还能去除掉棉织物表面的浮毛，平整棉织物表面，使洗涤后的棉织物柔软、蓬松，花纹清晰，色泽更加鲜艳，穿着更加舒适，C项错误；多酶片中的胃蛋白酶应位于片剂核心层的外层，而片剂的核心层是在小肠中发挥作用的胰蛋白酶等消化酶，D项错误。
答案：A2．某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质，下列叙述正确的是( ) A．该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和129个羧基B．该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应C．利用透析法纯化该蛋白酶时，应以蒸馏水作为透析液D．用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好解析：本题以蛋白酶为载体，主要考查学生对蛋白质的结构、功能以及相关实验操作的理解能力。
A项：蛋白酶的本质是蛋白质，蛋白质分子结构中至少含有一条肽链，每条肽链至少含有1个氨基和1个羧基，故A项错误；B项：蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，这是鉴定蛋白质的基本原理，故B项正确；C项：利用透析法纯化该蛋白酶时，应以磷酸缓冲液作为透析液，故C项错误；D项：油渍的主要成分是脂肪，而酶的催化作用具有专一性，则用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比含脂肪酶的加酶洗衣粉差，由此判断D项错误。
答案：B3．下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是( )A．从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药C．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用D．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌解析：本题考查固定化酶和酵母细胞的固定化的基本知识。
开躲市安祥阳光实验学校课后限时集训(十七) 酶的应用及生物技术在其他方面的应用(建议用时：40分钟)(教师用书独具)非选择题1．鸭梨醋饮属绿色健康饮品，既保存了鸭梨中的多种氨基酸、维生素、矿物质、有机酸等营养成分，又兼具果醋醒酒护肝、助消化、降低血脂、软化血管等养生保健功能，深受广大消费者青睐。
如图为鸭梨醋饮的制作流程，请据图回答问题。
(1)若得到的鸭梨汁非常混浊，解决的方法是_____________。
(2)过程②所用的微生物是________，为了提高该微生物的利用率，最好用________法对其进行固定，而固定化酶一般采用______________法，理由是_______________。
(3)研究人员发现过程②中的发酵液中存在一种活性蛋白，可提高果醋的产量，分离该蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质的________、大小及形状不同，在电场中的________不同而实现分离。
除电泳法外，请再写出一种分离此蛋白的方法：______________。
[解析] (1)植物细胞的细胞壁成分是纤维素和果胶，所以应用果胶酶处理果汁，提高苹果的出汁率并使果汁变得澄清。
(2)过程②表示果醋的制作，果醋制作利用了醋酸菌的有氧呼吸；由于细胞相对于酶来说更大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法；而酶分子较小，容易从包埋材料中漏出，一般采用物理吸附法或化学结合法。
(3)研究人员发现过程②中的发酵液中存在一种活性蛋白，可提高果醋的产量，分离该蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质的电荷、大小及形状不同，在电场中的迁移速度不同而实现分离；除电泳法外，凝胶色谱法也可以用来分离蛋白质。
[答案] (1)用果胶酶处理(2)醋酸菌包埋物理吸附和化学结合酶分子较小，容易从包埋材料中漏出(3)电荷迁移速度凝胶色谱法2．(2020·成都蓉城名校联盟高三联考)苹果除了直接食用外，还可以制作成多种产品，如苹果汁、苹果醋等。
利用固定化酶技术和固定化细胞技术能提高产品的质量和产量，提高经济效益。
【金版教程】2015高考生物大二轮复习 9-2酶的应用及生物技术在其他方面的应用（含解析）Z作业测评·固效果1.利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取。
请完善实验方案，并回答相关问题。
实验目的：比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。
实验原理：纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖，______________________________________，葡萄糖的生成量表示酶活性大小。
实验材料：三种微生物(A、B、C)培养物的纤维素酶提取液，提取液中蛋白酶浓度相同。
实验步骤：(1)取四支试管，分别编号。
(2)在下表各列的一个适当位置，填写相应试剂的体积量，并按表内要求完成相关操作。
(3)将上述四支试管放入37 ℃的水浴中，保温1小时。
(4)在上述四支试管中分别加入________试剂，摇匀后，进行50～60 ℃水浴2分钟。
(5)观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅。
实验结果：分析讨论：①上述结果表明：不同来源的纤维素酶，虽然蛋白酶浓度相同，但活性不同。
若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异，其可能原因是________________________________________。
②你认为上述三种微生物中,最具有应用开发价值的是_____。
③从解决能源问题的角度，开发这种纤维素酶的意义在于____________________________。
解析：本题考查不同的微生物产生的纤维素酶对纤维素分解效果的实验设计和分析。
本实验原理是纤维素酶分解纤维素的产物是葡萄糖，葡萄糖是还原糖，能与斐林试剂发生反应，产生砖红色沉淀，用产生的砖红色沉淀的深浅可以验证产生的葡萄糖的量，根据在等量的不同微生物产生的纤维素酶的作用下，单位时间内产生的葡萄糖的量来证明不同酶的活性大小。
由表中信息知，总体积量都为2.0 mL，所以4号试管应该加1.5 mL蒸馏水，1、2、3号试管应该分别加入等量的(0.1 mL)微生物A、B、C提取样液。
酶的应用和生物技术在其他方面的应用1．(15分)(2014·某某模拟)高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。
研究者从热泉中筛选了高效产生高温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如以下图所示。
(1)从用途上来说，Ⅰ号培养基属于________培养基；从物理状态上来说，Ⅱ号培养基属于固体培养基，配制时一般加入________作为凝固剂。
(2)进行①过程的目的是________________________________________________________________________；②过程所使用的接种方法是____________法。
(3)Ⅰ、Ⅱ号培养基配制和灭菌时，灭菌与调节pH的先后顺序是________________________________________________________________________；一般对配制的培养基采用____________法灭菌。
(4)部分嗜热菌在Ⅰ号培养基上生长时可释放________________分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈；应挑出透明圈____________(填“大〞或“小〞)的菌落，接种到Ⅱ号培养基。
[答案] (1)选择琼脂(2)稀释稀释涂布平板(3)先调节pH，后灭菌高压蒸汽灭菌(4)淀粉酶大2．(15分)(2014·课标Ⅱ)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。
回答以下问题：(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，随机取假设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1 mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL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。
提能专训(十四)酶的应用和生物技术在其他方面的应用1．通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植株等。
如图是植物组织培养的过程，请回答相关问题。
离体的植物器官、组织或细胞①→愈伤组织②→丛芽③→植株④(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的根本原因是__________________________。
植物组织培养技术所用的MS 培养基中____________________提供植物细胞生活所必需的无机盐；____________提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压。
(2)利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。
一般来说，在______________期花药培养的成功率最高。
为了选择该期的花药，通常选择______________的花蕾。
若要得到可育植株，需要对④进行处理的方法有______________。
(3)若要进行兰花无病毒植株的培育，首先选择兰花的________作因是____________________。
从外植体到无病毒植株试管苗，要人为控制细胞的__________和__________过程。
研究人员研究了茎尖外植体大小对苗的成活率和脱毒率的影响，实验结果如图所示：实验结果表明，茎尖越小，____________，因此脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为________ mm。
(4)在植物组织培养过程中，愈伤组织的成功诱导是至关重要的步骤。
某研究小组以食用稗的成熟胚作为外植体，在基本培养基上研究植物生长调节剂对食用稗愈伤组织诱导率的影响。
实验结果如下表：体总数×100%从上表可知，在基本培养基中添加较高浓度的__________有利于食用稗的胚形成愈伤组织，而添加________则不利于食用稗的胚形成愈伤组织。
答案：(1)植物细胞具有全能性微量元素和大量元素蔗糖(2)单核完全未开放用秋水仙素处理或进行低温处理(3)茎尖或根尖分生组织分生组织分裂快，很少被病毒感染甚至无病毒脱分化(或去分化)再分化脱毒率越高，成活率越低0.27(4)2,4－D6－BA解析：(1)外植体能培养成植株是因为植物细胞具有全能性。
植物组织培养技术所用的MS培养基含有微量元素、大量元素、有机物和植物激素等，其中微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；有机物中的蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压。
(2)月季的花药离体培养采用单核期的花粉粒易成功，因为此时花瓣未开，微生物不易侵入，便于消毒。
(3)培育无病毒兰花植株用茎尖或根尖分生组织。
因为分生组织分裂快，很少被病毒侵染，甚至无病毒。
(4)从题表中的诱导率可知添加较高浓度的2,4－D有利于形成愈伤组织，而添加较高浓度的6－BA则不利于愈伤组织的形成。
2．请回答有关果酒制作及固定化细胞的问题。
(1)葡萄汁发酵后是否有酒精产生，可用________来检验，若在酸性条件下液体呈现________色，则证明有酒精产生。
(2)为提高果汁的出汁率及使果汁变得澄清，在果汁生产中常用到________。
(3)利用果汁可以酿制果酒，现为提高果酒的品质及节约生产成本，某厂家已尝试使用固定化细胞技术。
在制备固定化酵母细胞时，常采用下图中的方法________(填出序号及名称)。
采用该方法的原因是______________________________________________________。
(4)制作固定化酵母细胞时，要将已冷却至________的溶化好的海藻酸钠溶液与已________的酵母细胞充分搅拌，经充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和的________溶液中形成凝胶珠。
如果得到的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明______________，如果得到的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则可能的原因是___________________。
答案：(1)重铬酸钾灰绿(2)果胶酶(3)③包埋法体积大的细胞难以被吸附或结合，但是它不容易从包埋材料中漏出(4)室温活化CaCl2海藻酸钠溶液浓度偏低海藻酸钠溶液浓度偏高(答案合理即可)解析：在果汁生产中加入果胶酶，能够提高果汁的出汁率及使果汁变得澄清。
酵母细胞的固定多采用包埋法，采用该种方法的原因是体积大的细胞难以被吸附或结合，但它不容易从包埋材料中漏出；在包埋过程中，如果所用海藻酸钠溶液浓度偏低，则在饱和CaCl2溶液中形成的凝胶珠颜色会过浅、呈白色；如果海藻酸钠溶液浓度偏高，则得到的凝胶珠可能不是圆形或椭圆形的。
3．PCR是一种DNA体外扩增技术。
1988年，PCR仪问世，并被广泛应用于基因扩增和DNA序列测定。
如图是PCR技术示意图，请回答下列问题。
①引物是此过程中必须加入的物质，从化学本质上说，引物是一小段________________。
②将双链DNA____________，使之变性，从而导致____________________。
③引物延伸需提供________________作为原料。
(2)红细胞含有大量血红蛋白，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白，血红蛋白提取和分离的程序可分为四步：样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。
请回答下列有关问题：①样品处理，它包括红细胞的洗涤、__________________、分离血红蛋白溶液。
②收集的血红蛋白溶液在透析袋中经过透析，这就是样品的粗分离。
透析的目的是________________________。
透析的原理是________________________________________________________。
答案：(1)①单链DNA或RNA②加热到95 ℃双链DNA分离成两条单链③四种脱氧核苷酸(2)①血红蛋白的释放②去除相对分子质量较小的杂质透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在透析袋内解析：(1)考查PCR技术的温度变化、原料、引物等条件。
每次循环的三步：变性、复性和延伸是PCR的核心过程。
(2)血红蛋白的提纯中，样品处理可分为四步；①红细胞的洗涤，②血红蛋白的释放，③分离血红蛋白溶液，④透析。
4．某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动。
具体步骤如下：材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份，每份10 g。
剪碎后分成两组，一组置于20 ℃、另一组置于－20 ℃条件下保存24 h。
DNA粗提取：第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨，用两层纱布过滤，取滤液备用。
第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL 体积分数为95%的冷酒精，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。
第三步：取6只试管，分别加入等量的2 mol/L的NaCl溶液溶解上述絮状物。
DNA检测：在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂。
混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表。
分析上述实验过程，回答下列问题。
(1)该探究性实验的课题名称是_____________。
(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少______________。
(3)根据实验结果，得出结论并分析。
①结论1：与20 ℃相比，相同实验材料在－20 ℃条件下保存，DNA的提取量较多。
结论2：___________________________。
②针对结论1，请给出合理的解释：_______________。
(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。
为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是_________________________________________________________，然后用体积分数为95%的冷酒精使DNA析出。
答案：(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响(2)DNA断裂(3)①等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多②低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液解析：(1)从表格中可以看出，该实验有两个自变量：材料和温度。
所以该探究性实验的课题名称为探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。
低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢，提取的DNA较多。
(2)第二步中用玻璃棒搅拌的目的是获取DNA絮状物，若速度太快，易造成DNA断裂。
(3)本实验的结论可从两个方面来考虑：①相同材料在不同温度下的结论；②不同材料在相同温度下的结论。
(4)氯仿能使蛋白质变性，而对DNA影响极小，所以可将第三步获得的溶液与氯仿混合，又因为氯仿密度大于水，所以蛋白质沉淀位于溶液下部，DNA位于上清液中。
5．某同学进行苹果汁制作实验，工艺流程如图所示：(1)图中用KMnO4溶液浸泡苹果的目的是__________。
黑曲霉提取液中含有的________可分解果胶，从而使果汁澄清。
固定化柱中填充的石英砂通过__________方式将酶固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去________________。
(2)实验中，操作流程A和B的先后顺序为________。
在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是________。
要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量的__________混合，如果出现________现象，说明果胶还没有被完全分解。
为使果胶完全分解，应将流速调________。
(3)实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被________使用。
答案：(1)消毒果胶酶吸附未被固定的酶等物质(2)AB阀1乙醇混浊(沉淀)慢(3)重复解析：(1)在制作工艺中必须对原材料消毒，这样才能保证后续实验的成功。
KMnO4是强氧化剂，可以起到对苹果的消毒作用。
可使果胶分解的物质是果胶酶。
在制备固定化酶时，石英砂具有吸附作用。
为了除去未被固定的酶等物质，需用蒸馏水洗涤固定化柱。
(2)实验中应先制备好固定化酶，再对苹果进行榨汁处理，否则易使果汁污染。
在苹果汁澄清过程中，应将调节阀1关闭，否则在产物中会混入较多的果胶酶。
要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量的乙醇混合，如果出现混浊或沉淀的现象(乙醇对果胶有凝聚作用)，说明果胶还没有被完全分解。
为使果胶完全分解，应将流速调慢，以便反应充分进行。
(3)固定化酶的最大优点是可回收重复使用。
6．生物组织中存在多种有机物，不同有机物的提取和鉴定方法不尽相同。
根据所学知识，请回答下列问题。
(1)在香料工业提取的“液体黄金”玫瑰油中，要求不含任何添加剂或化学原料，其提取方法主要是__________________，理由是玫瑰精油具有______________的性质。
