[考綱要求]1．酶的應(yīng)用：(1)酶活力測定的一般原理和方法；(2)酶在食品制造和洗滌方面的應(yīng)用；(3)制備和應(yīng)用固定化酶2.生物技術(shù)在食品加工和其他方面的應(yīng)用：(1)從生物材料中提取某些特定的成分；(2)蛋白質(zhì)的提取和分離授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第100頁細(xì)節(jié)拾遺1．教材選修1P44“旁欄思考”：在探究溫度或pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，是否需要設(shè)置對(duì)照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？提示：需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間可以作為對(duì)照，這種對(duì)照稱為相互對(duì)照。2．教材選修1P46“側(cè)欄小資料”：普通洗衣粉可能對(duì)環(huán)境造成怎樣的影響？提示：普通洗衣粉中含有磷，含磷污水的排放可能導(dǎo)致微生物和藻類的大量繁殖，造成水體污染。3．教材選修1P49“側(cè)欄小資料”：什么叫高果糖漿？它作為蔗糖的替代品，對(duì)人類健康有什么益處？提示：高果糖漿是指果糖含量為42%左右的糖漿，它不會(huì)像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病等，對(duì)人類的健康更有益。4．教材選修1P50“側(cè)欄小資料”：什么叫作微生物的活化？提示：在缺水狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。易錯(cuò)診斷1．從酶的固定方式看，物理吸附法比化學(xué)結(jié)合法對(duì)酶活性影響大(×)2．將海藻酸鈉凝膠珠用自來水沖洗，目的是洗去CaCl2和雜菌(×)3．凝膠裝填入色譜柱時(shí)，可輕輕敲打柱體消除氣泡(√)4．蛋白質(zhì)通過凝膠時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量較大的移動(dòng)速度慢(×)5．透析的目的是去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)(√)6．蛋白質(zhì)的提取和分離一般可分為粗分離、樣品處理、純化、純度鑒定等4步(×)7．萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)該具有較高的沸點(diǎn)，能夠充分溶解胡蘿卜素(√)8．蒸餾法適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強(qiáng)的芳香油(√)授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第101頁考點(diǎn)酶的應(yīng)用1．酶在食品制造和洗滌方面的應(yīng)用(1)果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用的相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)名稱(目的)自變量因變量注意事項(xiàng)探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響溫度果汁量(澄清度)①底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的；②蘋果泥和果膠酶用量在各個(gè)試管中應(yīng)相同；③pH應(yīng)為最適pH探究pH對(duì)果膠酶活性的影響pH①溫度應(yīng)為最適溫度；②pH梯度可用NaOH溶液和鹽酸調(diào)節(jié)；③用玻璃棒攪拌使反應(yīng)充分進(jìn)行探究果膠酶的用量果膠酶的用量①制備蘋果泥后迅速加熱，使蘋果泥中的果膠酶變性；②溫度、pH應(yīng)為最適宜且保持不變(2)加酶洗衣粉的洗滌效果的探究實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)名稱(目的)自變量因變量無關(guān)變量探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果洗衣粉的種類(普通和加酶)洗滌效果水的用量，污物的量，實(shí)驗(yàn)用布的質(zhì)地與大小，不同洗衣粉的用量，攪拌、洗滌時(shí)間等探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果加酶洗衣粉中酶的種類探究不同溫度對(duì)加酶洗衣粉洗滌效果的影響溫度2.制備和應(yīng)用固定化酶(1)固定化技術(shù)名稱原理包埋法將酶或微生物細(xì)胞均勻地包埋在細(xì)微網(wǎng)格中化學(xué)結(jié)合法利用共價(jià)鍵、離子鍵將酶分子或細(xì)胞相互連接起來物理吸附法通過物理吸附作用，把酶或細(xì)胞固定在載體表面(2)流程法理解固定化酵母細(xì)胞酵母細(xì)胞的活化→配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→固定化酵母細(xì)胞→沖洗→發(fā)酵。1．(2020·全國卷Ⅲ)水果可以用來加工制作果汁、果酒和果醋等?；卮鹣铝袉栴}：(1)制作果汁時(shí)，可以使用果膠酶、纖維素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、________________________(答出2種即可)。纖維素酶可以分解植物__________(填“細(xì)胞膜”或“細(xì)胞壁”)中的纖維素。(2)用果膠酶處理果泥時(shí)，為了提高出汁率，需要控制反應(yīng)的溫度，原因是________________________________________________________________________。(3)現(xiàn)有甲乙丙三種不同來源的果膠酶，某同學(xué)擬在果泥用量、溫度、pH等所有條件都相同的前提下比較這三種酶的活性。通常，酶活性的高低可用____________________來表示。(4)獲得的果汁(如蘋果汁)可以用來制作果酒或者果醋，制作果酒需要__________菌，這一過程中也需要O2，O2的作用是___________________________________________。制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌屬于__________(填“好氧”或“厭氧”)細(xì)菌。解析：(1)果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素，可被纖維素酶催化分解。(2)溫度等條件會(huì)影響酶的活性，果膠酶發(fā)揮催化作用需要適宜的溫度。溫度過低，果膠酶的活性受到抑制；溫度過高，會(huì)使果膠酶變性失活。在最適溫度下，酶活性最高，出汁率最高。(3)酶的活性是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。酶活性的高低可以用在一定條件下，單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的消耗量或者產(chǎn)物的增加量來表示。(4)制作果酒需要的菌種是酵母菌，它是兼性厭氧菌，釀酒時(shí)酵母菌先進(jìn)行有氧呼吸而大量繁殖，然后在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。制作果醋需要的菌種是醋酸菌，它是好氧細(xì)菌。答案：(1)果膠分解酶、果膠酯酶細(xì)胞壁(2)溫度對(duì)果膠酶活性有影響，在最適溫度下酶活性最高，出汁率最高(3)在一定條件下，單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的消耗量或者產(chǎn)物的增加量(4)酵母促進(jìn)有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖好氧2．(2021·全國甲卷)加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉。某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)比較了幾種洗衣粉的去漬效果(“＋”越多表示去漬效果越好)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表。加酶洗衣粉A加酶洗衣粉B加酶洗衣粉C無酶洗衣粉(對(duì)照)血漬＋＋＋＋＋＋＋＋油漬＋＋＋＋＋＋＋＋根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答下列問題：(1)加酶洗衣粉A中添加的酶是________；加酶洗衣粉B中添加的酶是________；加酶洗衣粉C中添加的酶是________________。(2)表中不宜用于洗滌蠶絲織物的洗衣粉有______________________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)相對(duì)于無酶洗衣粉，加酶洗衣粉去漬效果好的原因是________________________________________________________________________。(4)關(guān)于酶的應(yīng)用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用，如固定化葡萄糖異構(gòu)酶已經(jīng)用于高果糖漿生產(chǎn)。固定化酶技術(shù)是指____________________________________________________________________________________________。固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)是____________________________________________________________________________________________(答出1點(diǎn)即可)。解析：(1)結(jié)合題干信息分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，表中顯示加酶洗衣粉A去除血漬的效果較好，去除油漬的效果一般，根據(jù)酶的專一性特點(diǎn)，可判斷加酶洗衣粉A中添加的酶是蛋白酶；加酶洗衣粉B去除油漬的效果較好，說明加酶洗衣粉B中添加的酶是脂肪酶；加酶洗衣粉C去除血漬和油漬的效果都較好，推斷其中添加的酶是蛋白酶和脂肪酶。(2)由于蠶絲織物的主要成分是蠶絲蛋白，再根據(jù)酶的專一性特性，可知加酶洗衣粉A和C所含有的蛋白酶可將蠶絲蛋白水解為氨基酸和小分子肽，對(duì)蠶絲織物造成破壞，由此可判斷表中不宜用于洗滌蠶絲織物的洗衣粉有加酶洗衣粉A和C。(3)相對(duì)于無酶洗衣粉，加酶洗衣粉去漬效果好的原因是其中的酶可以將污漬中的大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，使污漬易從衣物上脫落。(4)固定化酶技術(shù)是指利用物理或化學(xué)方法將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)是能夠反復(fù)利用，從而能降低生產(chǎn)成本等。答案：(1)蛋白酶脂肪酶蛋白酶和脂肪酶(2)加酶洗衣粉A和C洗衣粉中的蛋白酶可能會(huì)分解蠶絲織物中的蛋白質(zhì)而損傷衣物(3)酶可以將污漬中的大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，使污漬易從衣物上脫落(4)利用物理或化學(xué)方法將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)固定化酶能夠反復(fù)利用，從而能降低生產(chǎn)成本考點(diǎn)其他生物技術(shù)的應(yīng)用1．從生物材料中提取某些特定的成分(1)植物有效成分的提取方法提取方法方法步驟適用范圍蒸餾法水蒸氣蒸餾→分離油層→除水過濾適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強(qiáng)的芳香油壓榨法石灰水浸泡→漂洗→壓榨→過濾→靜置→再次過濾適用于柑橘、檸檬等易焦煳原料的提取萃取法粉碎、干燥→萃取→過濾→濃縮適用范圍廣，要求原料的顆粒要盡可能細(xì)小，能充分浸泡在有機(jī)溶劑中(2)提取植物有效成分的實(shí)例①玫瑰精油的提?、陂倨ぞ偷奶崛、酆}卜素的提取2．血紅蛋白的提取和分離(1)蛋白質(zhì)分離的原理根據(jù)蛋白質(zhì)各種特性的差異，如分子的形狀和大小、所帶電荷的性質(zhì)和多少、溶解度、吸附性質(zhì)和對(duì)其他分子的親和力等等，可以用來分離不同種類的蛋白質(zhì)。(2)血紅蛋白分離的過程①樣品的處理——通過洗滌紅細(xì)胞、血紅蛋白的釋放、離心等操作收集到血紅蛋白溶液。②樣品的粗分離——經(jīng)過透析去除分子量較小的雜質(zhì)。③樣品的純化——通過凝膠色譜法將相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜質(zhì)蛋白除去。④純度鑒定——SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳。1．山雞椒是我國野生芳香植物，其果實(shí)、花、葉和根等各器官中均含有一定的精油。山雞椒精油的主要成分是檸檬烯和檸檬醛。請(qǐng)回答下列問題：(1)提取山雞椒精油與玫瑰精油的方法相同，常采用的方法是______________，提取原理是________________________________________________________________，形成油水混合物，冷卻后，混合物又重新分出油層和水層。此方法不適用于胡蘿卜素的提取，原因是____________________________________________________________________。(2)獲得山雞椒精油與水的混合物后，向液體中加入____________可加速油水分層。然后再利用分液漏斗將這兩層液體分開，分離得到的油層中還含有一定的水分，一般可以加入一些____________除去油層中的水分，____________后除去固體物質(zhì)即可得到山雞椒精油。(3)分別提取山雞椒果實(shí)和葉片的精油，其出油率如圖所示，由圖中結(jié)果分析，最適合做提取山雞椒精油原料的是______________，原因是______________________________。解析：(1)水蒸氣蒸餾法的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會(huì)重新形成油層和水層。提取山雞椒精油與玫瑰精油常采用的方法是水蒸氣蒸餾法。因胡蘿卜素不易揮發(fā)，不能隨水蒸氣蒸餾出來，故此方法不適用于胡蘿卜素的提取。(2)分離裝置中常加入氯化鈉的目的是增加水層密度，使油水層更易分離。為了吸收油層中的水分，常加入無水硫酸鈉，過濾后除去固體物質(zhì)即可得到山雞椒精油。(3)由圖中結(jié)果可知，干品果實(shí)出油率最高，其最適合做提取山雞椒精油原料。答案：(1)水蒸氣蒸餾法利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來胡蘿卜素不易揮發(fā)，不能隨水蒸氣蒸餾出來(2)NaCl無水Na2SO4過濾(3)干品果實(shí)干品果實(shí)出油率最高2．(2020·全國卷Ⅱ)研究人員從海底微生物中分離到一種在低溫下有催化活性的α-淀粉酶A3，并對(duì)其進(jìn)行了研究。回答下列問題：(1)在以淀粉為底物測定A3酶活性時(shí)，既可檢測淀粉的減少，檢測應(yīng)采用的試劑是________，也可采用斐林試劑檢測________的增加。(2)在A3的分離過程中可采用聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測其純度，通常會(huì)在凝膠中添加SDS，SDS的作用是_________________________和______________________________。(3)本實(shí)驗(yàn)中，研究人員在確定A3的最適pH時(shí)使用了三種組分不同的緩沖系統(tǒng)，結(jié)果如圖所示。某同學(xué)據(jù)圖判斷，緩沖系統(tǒng)的組分對(duì)酶活性有影響，其判斷依據(jù)是________________________________________________________________________。(4)在制備A3的固定化酶時(shí)，一般不宜采用包埋法，原因是___________________________________________________________________(答出1點(diǎn)即可)。解析：(1)淀粉酶能催化淀粉水解，以淀粉為底物測定某種淀粉酶活性時(shí)，可利用淀粉遇碘變藍(lán)的特性，用碘液檢測淀粉的減少，也可利用斐林試劑來檢測淀粉水解后生成的還原糖(葡萄糖)的增加。(2)可通過聚丙烯酰胺凝膠電泳比較蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量來檢測α-淀粉酶A3的純度。蛋白質(zhì)在聚丙烯酰胺凝膠中的遷移率取決于其所帶凈電荷的多少以及分子的大小等因素，可以在凝膠中加入SDS，以消除蛋白質(zhì)所帶凈電荷對(duì)遷移率的影響。SDS能使蛋白質(zhì)發(fā)生完全變性，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)變性后能與SDS形成蛋白質(zhì)-SDS復(fù)合物，SDS所帶負(fù)電荷的量大大超過了蛋白質(zhì)分子原有的電荷量，因而掩蓋了不同蛋白質(zhì)間的電荷差別，使電泳遷移率完全取決于分子的大小。(3)在pH為時(shí)，Tris-HCl緩沖系統(tǒng)和Na2HPO4-KH2PO4緩沖系統(tǒng)中α-淀粉酶A3的相對(duì)酶活性不同；在pH為9時(shí)，Tris-HCl緩沖系統(tǒng)和Gly-NaOH緩沖系統(tǒng)中α-淀粉酶A3的相對(duì)酶活性也不同，可見緩沖系統(tǒng)的組分對(duì)酶活性有影響。(4)酶分子體積小，容易從包埋材料中漏出，因此在制備固定化酶時(shí)，一般不宜采用包埋法。答案：(1)碘液還原糖(或葡萄糖)(2)消除蛋白質(zhì)所帶凈電荷對(duì)遷移率的影響使蛋白質(zhì)發(fā)生變性(3)在pH相同時(shí)，不同緩沖系統(tǒng)條件下所測得的相對(duì)酶活性不同(4)酶分子體積小，容易從包埋材料中漏出授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第103頁素養(yǎng)提升點(diǎn)與酶的應(yīng)用和其他實(shí)踐技術(shù)相關(guān)的核心術(shù)語及長句表達(dá)1．(2015·海南卷，節(jié)選)生產(chǎn)果汁時(shí)，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁率。某同學(xué)用三種不同的果膠酶進(jìn)行三組實(shí)驗(yàn)，各組實(shí)驗(yàn)除酶的來源不同外，其他條件都相同，測定各組的出汁量，據(jù)此計(jì)算各組果膠酶活性的平均值并進(jìn)行比較。這一實(shí)驗(yàn)的目的是________________________________________________________________________。答案：比較不同來源果膠酶的活性2．(2015·全國卷Ⅱ，節(jié)選)回答與胡蘿卜素有關(guān)的問題：現(xiàn)有乙醇和乙酸乙酯兩種溶劑，應(yīng)選用其中的______________作為胡蘿卜素的萃取劑，不選用另外一種的理由是____________________________________________________。答案：乙酸乙酯萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)不與水混溶，而乙醇為水溶性有機(jī)溶劑1．(原因分析類)為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？提示：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分解果膠的能力。在不同的溫度和pH下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。2．(比較辨析類)在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳這幾種有機(jī)溶劑中，哪種最適宜用來提取胡蘿卜素？提示：在這五種有機(jī)溶劑中，石油醚的沸點(diǎn)最高，在加熱萃取時(shí)不易揮發(fā)，所以石油醚最適宜用作萃取劑。3．(概念表述類)說出分離血紅蛋白過程中的透析袋的成分和透析的作用。提示：透析袋一般是用硝酸纖維素制成的，能使小分子自由進(jìn)出，而將大分子保留在袋內(nèi)。透析可以去除樣品中分子量較小的雜質(zhì)，或用于更換樣品的緩沖液。授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第163頁1．隨著科技的快速發(fā)展，酶已經(jīng)走出了實(shí)驗(yàn)室，走進(jìn)了人們的生產(chǎn)、生活?；卮鹣铝忻傅难芯颗c應(yīng)用的相關(guān)問題：(1)生產(chǎn)果汁時(shí)，水果中的果膠對(duì)果汁加工帶來的影響是____________、____________。在探究果膠酶最適溫度、pH及用量時(shí)，檢測指標(biāo)是________________________________。(2)加酶洗衣粉可以清除普通洗衣粉難以祛除的污漬，溫度、pH和____________都會(huì)影響加酶洗衣粉中酶的活性。在探究不同類型加酶洗衣粉的洗滌效果時(shí)，除了考慮洗滌效果外，還要考慮__________________________________________________(說出兩點(diǎn))等因素。(3)高果糖漿可以作為蔗糖的替代品，其優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)像蔗糖一樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管疾病。高果糖漿是指富含____________的糖漿，這種糖可以由葡萄糖在____________酶的催化下轉(zhuǎn)化而來?？蒲腥藛T將這種酶固定在顆粒狀載體上，然后將酶顆粒裝在反應(yīng)柱中催化葡萄糖的轉(zhuǎn)化。與直接將酶與葡萄糖溶液混合相比，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是____________________________________________________________(說出兩項(xiàng))。解析：(1)生產(chǎn)果汁時(shí)，水果中的果膠會(huì)使出汁率低(耗時(shí)長)、果汁渾濁(黏度高、易沉淀)；在探究果膠酶最適溫度、pH及用量時(shí)，檢測指標(biāo)是測定濾出果汁體積的大小。(2)溫度、pH和表面活性劑都會(huì)影響加酶洗衣粉中酶的活性。在探究不同類型加酶洗衣粉的洗滌效果時(shí)，除了考慮洗滌效果外，還要考慮衣物的承受能力、洗滌成本等因素。(3)高果糖漿是指富含果糖的糖漿，這種糖可以由葡萄糖在葡萄糖異構(gòu)酶的催化下轉(zhuǎn)化而來。固定化酶技術(shù)與普通直接將酶與葡萄糖溶液混合相比的優(yōu)點(diǎn)是酶與產(chǎn)物容易分離(不影響產(chǎn)品質(zhì)量)；可以重復(fù)利用(降低生產(chǎn)成本)。答案：(1)出汁率低(耗時(shí)長)果汁渾濁(黏度高、易沉淀)測定濾出果汁體積的大小(2)表面活性劑衣物的承受能力、洗滌成本(3)果糖葡萄糖異構(gòu)酶與產(chǎn)物容易分離(不影響產(chǎn)品質(zhì)量)；可以重復(fù)利用(降低生產(chǎn)成本)2．三孢布拉霉菌能夠產(chǎn)生β-胡蘿卜素，但產(chǎn)量大都較低。研究表明三孢布拉霉菌細(xì)胞產(chǎn)生的[H]可將無色的TTC(氯化三苯基四氮唑)還原為紅色復(fù)合物，且菌體細(xì)胞內(nèi)[H]含量越高，還原能力越強(qiáng)，β-胡蘿卜素合成能力也越強(qiáng)。研究人員篩選高產(chǎn)菌株及提取β-胡蘿卜素的流程如圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖中的步驟①是對(duì)三孢布拉霉菌液進(jìn)行稀釋，目的是________________________。在步驟②接種前，應(yīng)對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌，常用的方法是_____________________________。(2)為選出高產(chǎn)菌種，研究人員在步驟②接種用的固體培養(yǎng)基中添加了TTC，培養(yǎng)一段時(shí)間后，在固體培養(yǎng)基上選取目的菌株進(jìn)行步驟③時(shí)，應(yīng)該選擇____________的菌落，原因是____________________________________________________。篩選過程中，多次重復(fù)步驟③和步驟④的目的是_______________________________________________。(3)從該微生物中提取β-胡蘿卜素時(shí)，需要將收集到的菌絲進(jìn)行粉碎和干燥，這是因?yàn)開_______________等因素會(huì)影響萃取效率。鑒定萃取物中是否含有β-胡蘿卜素時(shí)，通常采用的方法是____________，該方法也可用于分離葉綠體中的光合色素，其原理是_____________________________________________________________。解析：(1)圖中的步驟①是對(duì)三孢布拉霉菌液進(jìn)行稀釋，目的是將菌體分散成單個(gè)細(xì)胞，便于后面在平板上獲得單個(gè)菌落。培養(yǎng)基滅菌常用的方法是高壓蒸汽滅菌。(2)為選出高產(chǎn)菌種，研究人員在步驟②接種用的固體培養(yǎng)基中添加了TTC，培養(yǎng)一段時(shí)間后，在固體培養(yǎng)基上選取目的菌株進(jìn)行步驟③時(shí)，應(yīng)該選擇周圍紅色較深的菌落，因?yàn)橹車t色較深菌落中的菌體細(xì)胞內(nèi)[H]含量高，β-胡蘿卜素合成能力強(qiáng)。篩選過程中，多次重復(fù)步驟③和步驟④的目的是將目的菌株擴(kuò)大培養(yǎng)后重復(fù)篩選不斷純化，以期獲得更加高產(chǎn)的菌種。(3)從該微生物中提取β-胡蘿卜素時(shí)，需要將收集到的菌絲進(jìn)行粉碎和干燥，這是因?yàn)樵项w粒大小、含水量等因素會(huì)影響萃取效率。通常采用紙層析法鑒定萃取物中是否含有β-胡蘿卜素，紙層析法也可用于分離葉綠體中的光合色素，其原理是不同色素在層析液中的溶解度不同，因而在濾紙上的擴(kuò)散速度不同。答案：(1)將菌體分散成單個(gè)細(xì)胞高壓蒸汽滅菌(2)周圍紅色較深周圍紅色較深的菌體細(xì)胞內(nèi)[H]含量高，β-胡蘿卜素合成能力強(qiáng)增加目的菌株的濃度并不斷純化(3)原料顆粒大小、含水量紙層析法不同色素在層析液中的溶解度不同，因而在濾紙上的擴(kuò)散速度不同3．(2021·河南平頂山模擬)果膠酶在果汁生產(chǎn)等方面被廣泛應(yīng)用。下圖表示利用“果膠酶—酵母菌聯(lián)合固定凝膠珠”生產(chǎn)紅葡萄酒的部分過程?；卮鹣铝袉栴}：(1)由霉菌發(fā)酵生產(chǎn)的果膠酶在食品加工業(yè)中大量使用，產(chǎn)果膠酶的菌株一般可從腐爛的果蔬或果園泥土中分離，利用以____________為唯一碳源的培養(yǎng)基篩選。(2)生產(chǎn)紅葡萄酒加入果膠酶的主要作用是______________________________，從而提高葡萄酒的產(chǎn)量和品質(zhì)。(3)如果進(jìn)行多批次生產(chǎn)，提高果膠酶的利用率，可采用________________的方法。果膠酶通常先與戊二醛交聯(lián)，然后與活化的酵母菌一起用海藻酸鈉包埋固定，這是因?yàn)開___________________。海藻酸鈉能作為固定載體的特點(diǎn)是_______________________。(4)海藻酸鈉與酵母細(xì)胞混合前需先冷卻至室溫，原因是________________________。初級(jí)發(fā)酵過程中，要控制發(fā)酵罐內(nèi)的溫度和pH在適宜的范圍，以免影響_______________。(5)為探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響，要將果泥和果膠酶________________________，達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)再混合。解析：(1)產(chǎn)果膠酶的菌株能分解果膠，利用其中的碳源和能量生存，所以利用以果膠為唯一碳源的培養(yǎng)基篩選。(2)果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，使榨取果汁變得容易，也能使果汁變得澄清。(3)如果進(jìn)行多批次的生產(chǎn)，提高果膠酶的利用率，可采用固定化酶的方法。由于果膠酶分子小，容易從包埋材料里漏出，所以先與戊二醛交聯(lián)，然后與活化的酵母菌一起用海藻酸鈉包埋固定。海藻酸鈉是一種天然多糖，它與淀粉、纖維素等不同，其特點(diǎn)是不溶于水、多孔，可用于固定化技術(shù)中的包埋材料。(4)為防止高溫使酵母細(xì)胞失活，海藻酸鈉與酵母細(xì)胞混合前需先冷卻至室溫。發(fā)酵過程中由于呼吸作用釋放熱量，代謝產(chǎn)物積累會(huì)使pH降低，而溫度和pH的變化會(huì)影響果膠酶的活性，所以要控制發(fā)酵罐內(nèi)的溫度和pH在適宜的范圍。(5)為探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響，將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中分別恒溫處理，可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的，避免果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，從而影響果膠酶的活性問題。答案：(1)果膠(2)分解細(xì)胞壁和胞間層中的果膠(3)固定化酶果膠酶分子太小，容易從包埋材料中漏出不溶于水、多孔性(4)防止高溫使酵母細(xì)胞失活果膠酶的活性(5)分裝在不同的試管中分別恒溫處理4．血紅蛋白是人和其他脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞的主要組成成分，負(fù)責(zé)血液中O2和部分CO2的運(yùn)輸。根據(jù)血紅蛋白的提取和分離流程圖(如圖)，請(qǐng)回答下列問題：(1)凝膠色譜法中所用的凝膠大多數(shù)是由____________等多糖類化合物構(gòu)成的微小多孔球體。(2)將實(shí)驗(yàn)流程補(bǔ)充完整：A為_____________________，B為____________________。(3)洗滌紅細(xì)胞次數(shù)過少會(huì)影響分離效果的原因是_______________________________。(4)在裝填色譜柱時(shí)不能有氣泡存在，因?yàn)開_____________________，降低分離效果；如果____________________，說明色譜柱制作成功。解析：(1)凝膠色譜法中所用的凝膠大多數(shù)是由葡聚糖、瓊脂糖等多糖類化合物構(gòu)成的微小多孔球體。(2)血紅蛋白的提取和分離流程為：紅細(xì)胞的洗滌→血紅蛋白的釋放→分離血紅蛋白溶液→透析→凝膠色譜柱的制作→凝膠色譜柱的裝填→樣品的加入和洗脫?？梢?，A表示血紅蛋白的釋放，B表示凝膠色譜柱的裝填。(3)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除雜蛋白，以利于后續(xù)步驟的分離純化，洗滌次數(shù)過少，無法去除血漿蛋白，影響分離效果。(4)由于氣泡會(huì)攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果，所以在裝填凝膠色譜柱時(shí)，不能有氣泡產(chǎn)生。在蛋白質(zhì)分離過程中，如果紅色區(qū)帶均勻一致地移動(dòng)，說明色譜柱制作成功。答案：(1)葡聚糖或瓊脂糖(2)血紅蛋白的釋放凝膠色譜柱的裝填(3)無法除去血漿蛋白(4)氣泡會(huì)擾亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序紅色區(qū)帶均勻一致地移動(dòng)大板塊練生物技術(shù)實(shí)踐授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第164頁1．下面是關(guān)于微生物的培養(yǎng)和研究的一些問題，請(qǐng)回答：(1)觀察這些微生物的菌落所用的培養(yǎng)基類型是____________。培養(yǎng)基中不加入____________可以選擇培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物。(2)微生物接種最常用的方法有__________________________________________。其中即可分離又可計(jì)數(shù)活菌的接種方法是____________，原因是___________________________。(3)分離分解尿素的細(xì)菌時(shí)，培養(yǎng)基中需加入__________指示劑。而分離分解纖維素的細(xì)菌時(shí)，在培養(yǎng)基中需加入____________染料來篩選。解析：(1)菌落是指單個(gè)微生物在固體培養(yǎng)基上經(jīng)過繁殖形成的肉眼可見的子細(xì)胞群體；自養(yǎng)微生物可以利用CO2合成有機(jī)物，所以在培養(yǎng)時(shí)不需要添加碳源。(2)常用的微生物接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法；利用稀釋涂布平板法可以進(jìn)行計(jì)數(shù)；原因是當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面的一個(gè)菌落就來源于稀釋液中的一個(gè)活菌。(3)鑒別分解尿素的微生物需要加入酚紅指示劑；分解纖維素的微生物用剛果紅染料染色。答案：(1)固體培養(yǎng)基有機(jī)碳源(2)平板劃線法、稀釋涂布平板法稀釋涂布平板法當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面的一個(gè)菌落就來源于稀釋液中的一個(gè)活菌(3)酚紅剛果紅2．釀酒酵母普遍應(yīng)用于白酒、紅酒、啤酒和果汁飲料的生產(chǎn)，其生物合成過程會(huì)形成多種多樣的代謝產(chǎn)物，從而對(duì)食品風(fēng)味產(chǎn)生重要影響。以下是從酒曲樣品中分離出酵母菌的過程：處理酒曲樣品→過濾→系列稀釋至10－2～10－7→選擇適宜稀釋度→涂布固體培養(yǎng)基→28℃下培養(yǎng)48h→挑取典型菌落→鏡檢→菌種鑒定→菌種保藏。請(qǐng)回答下列有關(guān)問題：(1)制備固體培養(yǎng)基時(shí)，采用________________法滅菌15～20min。(2)通過稀釋涂布平板法可以統(tǒng)計(jì)樣品中活菌的數(shù)目。為保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般選擇的稀釋濃度要保證涂布后在培養(yǎng)基表面形成____________。涂布平板操作時(shí)應(yīng)在____________附近進(jìn)行。(3)菌種鑒定后要進(jìn)行菌種保藏，具體方法是將菌種接種于固體斜面培養(yǎng)基上，28℃培養(yǎng)后，將試管于4℃的冰箱保存。這種方法保存的時(shí)間不長，菌種容易__________________。若想長期保藏，可以采用____________的方法，放在____________的冷凍箱中保存。(4)酵母菌常用于制作葡萄酒，酒精發(fā)酵時(shí)一般將溫度控制在____________，常用____________檢測發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生。解析：(1)對(duì)培養(yǎng)基一般采用高壓蒸汽滅菌法滅菌。(2)通過稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)樣品中活菌的數(shù)目時(shí)，為保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般選擇的稀釋濃度要保證涂布后在培養(yǎng)基表面形成單菌落。涂布平板操作時(shí)為防止雜菌污染，應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行。(3)將菌種接種于固體斜面培養(yǎng)基上，28℃培養(yǎng)后，將試管于4℃的冰箱保存。這種方法是臨時(shí)保藏法，其保存的時(shí)間不長，菌種容易被污染或產(chǎn)生變異。若想長期保藏，可以采用甘油管藏的方法，放在－20℃的冷凍箱中保存。(4)酵母菌常用于制作葡萄酒，酒精發(fā)酵時(shí)一般將溫度控制在18～25℃，常用酸性重鉻酸鉀溶液檢測發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生。答案：(1)高壓蒸汽滅菌(2)單個(gè)菌落酒精燈火焰(3)被污染或產(chǎn)生變異甘油管藏－20℃(4)18～25℃酸性重鉻酸鉀3．回答下列有關(guān)果膠酶生產(chǎn)及固定化應(yīng)用的問題：(1)菌種篩選：為了獲得高產(chǎn)果膠酶的菌株，用射線處理一些霉菌后，稀釋并接種在以低濃度果膠為唯一碳源的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，此培養(yǎng)基的pH要求____________。(2)菌種鑒定：通過在固體培養(yǎng)基上觀察______________________，實(shí)現(xiàn)菌種的鑒定。(3)果膠酶的固定化：取磁性殼聚糖微球固體顆粒，加入果膠酶溶液，30℃條件下振蕩1h后裝柱，反應(yīng)柱使用后要用蒸餾水洗滌，然后放置于4℃冰箱中保存。上述固定化果膠酶的方法屬于________________。(4)果膠酶活力測定：以1g果膠酶單位時(shí)間催化產(chǎn)生的主要產(chǎn)物______________的量計(jì)算酶的活性。已知3,5-二硝基水楊酸與果膠水解主要產(chǎn)物共熱，能產(chǎn)生棕紅色的氨基化合物，在一定范圍內(nèi)產(chǎn)物的量和反應(yīng)液顏色深淺成正比，可用________法測定產(chǎn)物的量。(5)由霉菌發(fā)酵生產(chǎn)的果膠酶是食品加工業(yè)中使用量較大的酶制劑之一，若通過固定化霉菌細(xì)胞生產(chǎn)果膠酶，在配制海藻酸鈉溶液時(shí)，要注意____________________，否則可能出現(xiàn)焦煳。固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法固定化，原因是___________________________。某果膠酶高產(chǎn)菌株產(chǎn)生的果膠酶為分子量不同的多種酶復(fù)合物，可以采取________法將這些酶在保持活性下進(jìn)行有效分離。解析：(1)結(jié)合分析可知，為了從霉菌中獲得高產(chǎn)果膠酶的