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高三年级生物科辅导讲义（第讲）学生姓名：授课教师：授课时间：专题选修一高频考点目标选修一部分重难点微生物的实验室培养常考点血红蛋白的提取和分离1．植物的秸秆、枝叶等纤维物质是地球上最多的可再生资源，以纤维素类物质生产燃料乙醇的研究越来越受重视。纤维素酶糖化法是目前常用的方法，其操作过程如图所示：(1)该方法中，常用的微生物Y是________，若从土壤中获得微生物X，请写出分离的流程图：_____________________________________________________________。为了鉴别微生物X，培养基的成分为CMC－Na、酵母膏、KH2PO4、琼脂、土豆汁等；在该培养基中，CMC－Na的作用是_______________________________________。(2)若经选择，微生物X为木霉，则其内分解纤维素的酶至少包括______________________________三种组分，这三种酶协同作用，将纤维素分解为葡萄糖。(3)在操作过程中，过程③需________以保证乙醇的产生。(4)操作发现，糖液浓度过高时，葡萄糖的产生会受到抑制，其原因是________________________________________。2．大肠杆菌是“明星菌”，在生物技术上常被作为“工程菌”。某生物小组的同学利用实验室提供的某品系大肠杆菌及其他必需材料，对该品系大肠杆菌进行了培养、计数。(1)大肠杆菌在生长过程中对各种营养成分所需的量不同，故制备培养基时各营养成分要有合适的_______________________________________________。(2)在制备固体培养基进行倒平板操作时，平板冷凝后，甲同学将平板倒置，其原因是_________________________________________________________________。(3)乙同学采用平板划线法接种，获得单菌落后继续筛选，在每次划线之前都要灼烧接种环，其目的是___________________________________________________________。(4)丙、丁同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数。在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下两种统计结果：丙同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230；丁同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212、256，然后取其平均值163作为统计结果。请评价这两位同学的实验结果的有效性：①丙同学的结果________，原因是________________________________________________________________。②丁同学的结果________，原因是____________________________________________________________________。(5)戊同学在测定大肠杆菌的密度时发现培养基上还有其他杂菌的菌落，由此他判断该品系大肠杆菌被污染了。他的判断是否确切？为什么？______________________________________________________________________。3．苹果醋是指以苹果汁经发酵而成的苹果原醋，再兑以苹果汁等原料而成的饮品。既有淡淡的醋味，又有果汁的香甜，喝起来非常爽口。苹果醋还能保健养生、消除疲劳、美容养颜，是目前大众非常喜爱的饮品。下图是苹果醋的制作流程简图，请据图回答问题。鲜苹果汁――→①高纯度苹果酒――→②苹果原醋＋苹果汁等原料―→苹果醋(1)为了提高该微生物的利用率，最好用________方法对其进行固定。若要检测是否产生了苹果酒可用________试剂进行检测。(2)过程②中使用的微生物是________，该微生物的代谢类型是________。该微生物可以从食醋中分离纯化获得，方法是：第一步：配制培养基。该培养基必须含有微生物生长所需要的________________等基本营养成分。第二步：对培养基用________方法进行灭菌。第三步：接种。微生物常用的接种方法有______________________________________。第四步：培养。温度控制在________。第五步：挑选符合要求的菌落。4.回答与酵母菌相关的生物技术问题。(1)用葡萄酿制果酒时，不可过度清洗葡萄，原因是_________________。发酵装置如图，葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，其目的是__________。若阀a、b一直打开，最后的发酵产物是________(果酒/果醋)。若想得到另外一种发酵产物，阀a、b的正确操作应为_____________________________。(2)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：步骤1：野生菌培养一段时间后，接受紫外线照射进行诱变处理。步骤2：制备选择培养基：在基本培养基的基础上，注意添加________和调低pH，加琼脂后灭菌，制成固体平板。步骤3：将诱变处理后的菌液稀释涂布平板。步骤4：根据__________________选出突变菌。(3)上述步骤2、3的目的分别是_________________和________________________。(4)植物秸秆的主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，但是酵母菌却无法直接利用，原因是___________。若要酵母菌能利用植物秸秆进行发酵制取酒精，请提出解决该问题的方法。______________________________________________________________________________________________________。(列举两种方法)(3)通过分析近几年高考试题，可以看出考查点主要涉及以下内容：①固定化酶与固定化细胞技术的方法及制备。②血红蛋白的提取和分离。(4)血红蛋白的提取和分离是高考命题的热点，在高考中多次涉及，在2013年高考仍将会有所涉及。5．随着人类基因组计划的进展以及多种生物基因测序工作的完成，人类跨入了蛋白质时代。若要对蛋白质进行研究和应用，首先需要获得高纯度的蛋白质。请回答下列问题：(1)蛋白质的提取和分离一般分为四步：__________、________、________和纯度鉴定。(2)如果要从红细胞中分离出血红蛋白，实验前取新鲜血液，需要在采血容器中预先加入柠檬酸钠，这样做的目的是______________________________________。(3)血红蛋白的提取又可以细分为：红细胞的洗涤、__________、分离血红蛋白溶液和________。其中分离血红蛋白溶液时需要用到________(仪器)分出下层红色透明液体。(4)装填凝胶色谱柱时，要注意色谱柱内不能有气泡存在，一旦发现有气泡必须重新装。这是因为________________________________________________________。6．在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了20世纪70年代，人们又发明了固定化酶与固定化细胞技术。请回答下列有关固定化酶和固定化细胞方面的问题：(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是__________；与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是___________________________________________。(2)制备固定化酵母细胞常用的包埋材料是________，使用了如图所示的方法[]________(填图号及名称)。(3)酶活性一般用酶催化某一化学反应的速率表示。在酶活性测定过程中，酶促反应速率用单位时间内或单位体积中________来表示。(4)使用纤维素酶和化学方法都能分解纤维素，请指出使用酶处理的优点：_________________________________。(5)为什么一般不能用加酶洗衣粉洗涤丝绸及羊毛衣物？_______________________________________________。1答案：(1)酵母菌土壤取样→选择培养→梯度稀释→将菌液涂布到特定的选择培养基上→挑选产生透明圈的菌落提供碳源(或便于鉴别)(2)C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶(3)密闭发酵(4)产物(葡萄糖)过多，反馈抑制了分解秸秆的酶的活性2答案：(1)比例(2)培养皿上会凝有水珠，平板倒置可防止水珠落入培养皿中而造成污染，还可使培养皿表面的水分更好地挥发(3)杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种(4)①不合理没有设置重复组，结果不具有说服力②不合理一个平板上的计数结果与另外两个相差太远(或在操作过程中可能出现了错误，或只简单地计算了平均值)(5)不确切。因为不能排除杂菌是来自培养基还是来自培养过程3答案：(1)包埋重铬酸钾(2)醋酸菌异养需氧水、碳源、氮源、无机盐高压蒸汽平板划线法、稀释涂布平板法30～35℃4答案：(1)避免葡萄表皮上的酵母菌大量流失防止发酵旺盛时汁液溢出来果醋一直关紧阀a，间歇性打开阀b(或“先短时间阀a、b都打开，后关紧阀a，间歇性打开阀b”)(2)高浓度蔗糖(或葡萄糖)是否能在选择培养基上生长(3)提供高糖和酸性的筛选环境获得单一的菌落(4)缺乏相应分解酶系(或缺乏纤维素酶和半纤维素酶)在酵母菌中转入分解酶系相关基因；利用酶或微生物分解麦秆；利用物理和化学方法分解麦秆；将酵母菌与其他能分解麦秆的微生物混合发酵(答出其中两项即可)5答案：(1)样品处理粗分离纯化(2)防止血液凝固(3)血红蛋白的释放透析分液漏斗(4)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果6答案：(1)酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，且能反复利用多酶系统(一系列、多种酶)(2)海藻酸钠③包埋法(3)反应物的减少量或产物的增加量(4)处理效率高、反应条件温和、不污染环境、成本低(5)加酶洗衣粉中的蛋白酶会将丝绸及羊毛衣物中的蛋白质成分水解，损坏衣物