一、微生物的利用
1．(2012·北京卷T5)高中生物学实验中，在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是(　　)
A．将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中
B．将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上
C．将转基因植物叶片接种到无菌培养基上
D．将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上
【解析】　在酿制葡萄酒的过程中，如果灭菌不彻底会影响葡萄酒的品质，但影响不大；在制作腐乳的过程中，发酵过程有多种微生物的参与，所以该过程不进行严格的无菌操作对结果影响不大；在植物组织培养过程中，如果灭菌不彻底，杂菌产生的物质会影响外植体的生长，甚至杀死外植体，导致培养失败，对结果影响最大；土壤浸出液本身就含有大量的杂菌，另外在选择培养基上只能生存我们所要筛选的细菌，所以无菌操作不严格，对结果影响也不会太大。
【答案】　C
2．(2012·海南卷T30)回答下列关于腐乳制作的问题：
(1)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物参与了该发酵过程，其中起主要作用的微生物是________，其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为________和________；其产生的________能将豆腐中的脂肪水解为________和________。
(2)发酵完成后需加盐腌制，加盐还可以抑制________生长。
(3)腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配置而成的卤汤。卤汤具有一定的防腐作用外，还能使腐乳具有独特的________。
【解析】　(1)发酵过程中起作用的微生物有多种，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，毛霉产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解成多肽和氨基酸，产生的脂肪酶能够将豆腐中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。
(2)发酵过程中加盐腌制，不仅可以调制风味，而且能够抑制杂菌等其他微生物的生长。
(3)腐乳制作后期加入卤汤，卤汤不仅可以防腐，还可以使腐乳具有独特的风味(或香味)。
【答案】　(1)毛霉　多肽　氨基酸　脂肪酶　甘油　脂肪酸　(2)微生物　(3)风味
二、生物技术在食品及其他方面的应用
3．(2012·江苏卷T18)下列关于“DNA粗提取与鉴定实验”的叙述，正确的是(　　)
A．洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度
B．将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
C．常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取
D．用玻棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少
【解析】　洗涤剂可瓦解植物细胞膜，有利于释放DNA，但不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度，A项错误；含DNA的丝状物应先溶解在物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中，再用二苯胺试剂在沸水浴条件下检测，冷却后变成蓝色，B项错误；常温下菜花匀浆中某些酶如DNA水解酶，其活性较高，会影响DNA的提取，C项正确；用玻棒缓慢搅拌滤液可防止DNA分子断裂，但不影响DNA的提取量，D项错误。
【答案】　C
4．(2012·新课标全国卷T39)为了探究6­BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入6­BA和IAA，配制成四种培养基(见下表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表。
回答下列问题：
(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为________和________两类。上述培养基中，6­BA属于________类生长调节剂。
(2)在该实验中，自变量是________，因变量是________，自变量的取值范围是________。
(3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是___号培养基。
(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入________(填“6­BA”或“IAA”)。
【解析】　第(1)问第一空考查必需元素的分类(可分为大量元素和微量元素)。植物体内5大植物激素，分别为生长素类、细胞分裂素类、赤霉素类、乙烯类、脱落酸类，二者比例对植物脱分化的影响，即生长素多有利于生根，细胞分裂素多有利于长芽；由表格易知IAA比例上升抑制长芽，为生长素(吲哚乙酸)，故6­BA为细胞分裂素。
第(2)问考查中学生物实验的基础知识，自变量是IAA(6­BA浓度不变)，取值范围是0到0.5 mg·L－1；因变量是丛芽数(即再生丛芽外植体的比率和再生丛芽外植体上的丛芽平均数)
第(3)问直接从表格中可读出。
第(4)问参阅第(1)问第二空解析
【答案】　(1)大量元素　微量元素　细胞分裂素
(2)IAA浓度　再生丛芽外植体的比率及再生丛芽平均数 0～0.5 mg/L　(3)1　(4)6­BA
1.微生物培养中的无菌技术——消毒和灭菌
3.微生物的分离与筛选
(多选)(2012·江苏卷)下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述，合理的是(　　)
A．在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长
B．条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸
C．果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小
D．将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量
【解析】　在果酒发酵后期，由于瓶中的营养物质减少，单位时间内产生的CO2的量减少，所以拧开瓶盖的间隔时间可以延长，A正确；在糖源、氧气充足的条件下，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸，B正确；果酒发酵过程中，营养物质消耗，并且有水的生成，密度会逐渐减小，C正确；将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，要分层加盐，加盐量要随着层数的加高而增加，近瓶口表面的盐要铺厚一些，但底层不需要大量用盐，D错误。
【答案】　ABC
1．(2011·江苏卷)下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述，正确的是(　　)
A．腐乳制作所需要的适宜温度最高
B．果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵
C．使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌
D．使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA
【解析】　本题考查传统发酵技术的应用，意在考查考生的辨别比较能力。果醋制作所需要的适宜温度最高，为30～35 ℃；果醋制作所用的菌种(醋酸菌)为好氧细菌，只进行有氧呼吸；腐乳制作所用的菌种主要是毛霉；酵母菌、醋酸菌、毛霉等菌种都具有细胞壁，都既有DNA又有RNA，细胞中都有核糖体。
【答案】　D
2．(2011·新课标全国卷)有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答问题：
(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以________为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲，该培养基属于_____ 培养基。
(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即________和________。
(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________。
(4)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、________和________。无菌技术要求实验操作应在酒精灯________附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。
【解析】　(1)从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株，使用的培养基应是以原油为唯一碳源的选择培养基，通过控制碳源这种营养成分，来促进能高效降解原油的菌株的生长，抑制其他微生物的生长。
(2)菌种纯化培养时，常采用平板划线法和稀释涂布平板法接种。
(3)当固体培养基上长出单菌落后，可通过比较菌落周围分解圈的大小，来判断菌株降解原油能力的大小。一般来说，分解圈越大说明该菌株的降解能力越强，反之则越弱。
(4)实验室培养微生物的过程中，常用灼烧灭菌法对接种环、接种针、试管口、瓶口等进行灭菌；用高压蒸汽灭菌法对培养基、试管等进行灭菌；用干热灭菌法对玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等进行灭菌。实验操作应在酒精灯火焰旁进行，因为酒精灯火焰旁可形成一个无菌环境，可防止微生物的污染。
【答案】　(1)原油　选择 (2)平板划线法　稀释涂布平板法
(3)强 (4)干热灭菌　高压蒸汽灭菌　火焰
1.植物组织培养技术和花药培养技术的异同
2.植物激素与组织培养
生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，其作用及特点为
(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
(2011·江苏卷)下列有关植物组织培养的叙述，正确的是(　　)
A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子
D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得
【解析】　A项，愈伤组织源自外植体的脱分化，其细胞无特定形态、结构和功能；B项，花粉离体培养得到的只是单倍体植株；C项，人工种子内包装的是胚状体，而非愈伤组织；D项，要筛选出耐盐突变体，应该在含一定盐分的培养基上选择。
【答案】　D
3．(2011·上海卷)下列关于植物组织培养的叙述，错误的是(　　)
A．外植体可以来自于植物的任何细胞
B．培养应在无菌条件下进行
C．以花粉作为外植体可得到单倍体植株
D．不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同
【解析】　植物组织培养的原理是细胞的全能性，所以作为植物组织培养的细胞必须有完整的细胞核。比如成熟的筛管细胞无细胞核，不能进行组织培养。
【答案】　A
4．(2012·山东卷)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。
(1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的___和___过程。
(2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是________。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值________(填“高”或“低”)时，有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时，应采用的灭菌方法是________。
(3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是________。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是________和纤维素酶。
(4)提取辣椒素过程中，萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是________。
【解析】　植物组织培养的关键过程包括脱分化和再分化，由形成的愈伤组织再分化成具有根和芽的试管苗。在组织培养过程中，需要无菌无毒条件、一定的营养条件、激素条件和适宜的环境条件等。生长素含量高于细胞分裂素时，愈伤组织先分化出芽；反之，则先分化出根。将愈伤组织分离成单个细胞时需要酶解植物细胞壁，植物细胞壁的成分为纤维素和果胶，故需用纤维素酶和果胶酶。
制作植物组织培养等培养基时，需向培养基中加入琼脂进行凝固，并采用高压蒸汽法进行灭菌；对植物外植体进行消毒，消毒所用的酒精体积分数为70%。用萃取法提取植物有效成分时，应在瓶口安装冷凝回流装置，目的是防止加热时有机溶剂的挥发。
【答案】　(1)脱分化(或去分化)　再分化 (2)琼脂　低　高压蒸汽灭菌 (3)70%　果胶酶 (4)防止有机溶剂挥发
1.DNA的粗提取与鉴定
(1)基本原理：
①DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低。
②DNA不溶于酒精溶液。
③DNA不被蛋白酶水解。
④DNA与二苯胺发生蓝色反应。
(2)主要步骤：选取材料→破碎细胞，获取含DNA的滤液→去除滤液中的杂质→DNA的析出与鉴定。
(3)注意事项：
①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)。
②以哺乳动物红细胞为材料时，需向血液中加入柠檬酸钠抗凝。
③二苯胺需现配现用。
2．植物有效成分的提取
(1)植物芳香油三种提取方法的比较
(2011·海南卷)许多植物含有天然香料，如薄荷叶中含有薄荷油。现用薄荷叶提取薄荷油。回答问题：
(1)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用______(填“鲜”或“干”)薄荷叶作原料，其原因是_____________ 。
(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是________，原理是_________ 。
(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是___________ 。常用于分离油层和水层的器皿是________。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是____________，除去固体硫酸钠的常用方法是________。
【解析】　(1)薄荷油挥发性强，薄荷叶在干燥过程中，薄荷油因挥发含量降低。(2)因薄荷油易溶于石油醚、酒精等有机溶剂，故用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂为有机溶剂。(3)向通过水蒸气蒸馏得到的油水混合物中加入NaCl后，增加水层的密度，就会出现油水分层现象。常用分液漏斗将水、油分离。向分离出的油层中加无水Na2SO4的作用是除去少量的水，用过滤的方法除去薄荷油中的Na2SO4。
【答案】　(1)鲜　鲜叶比干叶的薄荷油含量高
(2)有机溶剂　薄荷油溶于有机溶剂，而不溶于水
(3)增加水层的密度，有利于油层和水层的分离　分液漏斗　除去少量的水　过滤
5．(2011·江苏卷)在利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，相关叙述正确的是(　　)
A．用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14 mol/L，滤去析出物
B．调节NaCl溶液浓度或加入木瓜蛋白酶，都可以去除部分杂质
C．将丝状物溶解在2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色
D．用菜花代替鸡血作为实验材料，其实验操作步骤相同
【解析】　当NaCl溶液浓度被调至0.14 mol/L时，DNA在其中的溶解度最小，会大量析出，此时应滤取析出物，而不是滤去；利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中会溶解或析出特点，可以除去蛋白质等杂质，而选用木瓜蛋白酶则可借助酶的特异性，水解蛋白质，进而达到除杂的目的；DNA的鉴定需加热才会呈现蓝色，若用菜花，则需要研磨。
【答案】　B
6．(2012·威海高三二模)柑橘是重要的经济植物，我国是世界上柑橘栽培第一大国。目前人们在推动柑橘生产标准化、产品优质化，提高其经济价值等方面进行了积极的探索。请回答下列问题：
(1)农业生产上可以利用植物组织培养的方法来获得较多优良柑橘种苗。________培养基是常用的一种培养基，能为外植体细胞提供大量元素、微量元素和有机物。在配置好的该培养基中添加的生长素和细胞分裂素是_____的关键性激素。
(2)工业上通过提取橘皮精油作为食品、化妆品的配料是提高其经济价值的重要途径之一。
①提取时通常采用压榨法而不用蒸馏法，原因是_______。为了提高出油率，首先要将橘皮__________，并用石灰水浸泡。为了___________，常加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并调节pH至7～8。
②得到橘皮压榨液后，过滤除去固体物和残渣，然后________进一步除去质量较小的残留固体物，再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮精油分离出来。此时，橘皮油中含有少量的水和果醋，需在5～10 ℃下____________使杂质沉淀，用吸管吸出上层澄清橘皮油，其余部分过滤，________________混合合并后成为最终的橘皮精油。
【解析】　(1)利用柑橘进行组织培养时常用的一种培养基是由大量元素、微量元素及有机物、植物激素等配置的固体培养基，称为MS培养基；生长素和细胞分裂素使用的顺序及量的不同都会使细胞分裂分化的情况有所不同。
(2)①含酯类高的柑橘用水中蒸馏会导致酯类水解或原料焦糊，故不宜采取此法提取橘皮精油，橘皮中含有大量的果醋、果胶、水分，若直接压榨，出油率较低，因此为了提高出油率，常先干燥去水，并加入质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，使得橘皮油易与水分离。
②对橘皮进行压榨后，滤除一些大的固体物和残渣，余下的一些小的残余固体物，常采取离心再用分液漏斗或吸管分离上层的橘皮精油。为使果醋等沉淀，需将橘皮油静置5～7天；把压榨液处理后，滤液及吸出的上层液体中成分主要是橘皮精油。
【答案】　(1)MS　启动细胞分裂、脱分化和再分化
(2)①水中蒸馏会导致原料焦糊或有效成分部分水解　干燥去水　使橘皮油易与水分离　②离心　静置5～7天　滤液与吸出的上层橘油
预计2013年高考中，微生物的分离、培养技术和选择培养基的作用仍然是命题的热点，并可穿插到植物组织培养的应用和操作等综合题目中进行考查，试题多以模式图、流程图的形式呈现；对于植物有效成分的提取多以结合最新科研产品为背景，补充提取流程中的重要步骤。试题难度维持在0.60左右。
现在大力提倡无纸化办公，但是仍然不可避免的每年要产生大量的废纸，其主要成分是木质纤维，人类正努力将其转化为一种新的资源——乙醇。下图是工业上利用微生物分解纤维素生产乙醇的基本工作流程，请回答相关问题：
(1)自然界中①环节需要的微生物大多分布在________的环境中。将从土壤中获得的微生物培养在以________为碳源、并加入________的培养基上筛选周围有________的菌落。
(2)据测定①环节常选择木霉，则②中获得的酶是________酶，该酶至少包括C1酶、CX酶、________三个组分。
(3)生产中可以满足④环节的常见菌种是________，④过程要注意避免________，为了确保获得产物乙醇，⑤环节要注意________。
(4)该技术虽然有广阔的前景，但存在酶的成本高等问题，为了降低成本所以要对其进行改进。首先要通过_____________ 等技术手段对产酶微生物改造，提高酶的产量。
【研析】　本题以微生物分解纤维素生产新能源乙醇的基本工作流程为切入点，考查微生物的培养条件、微生物对培养基的选择作用及微生物的筛选等。解题过程如下：
【答案】　(1)富含纤维素(其他答案合理给分，如落叶较多等)　纤维素　刚果红　透明圈　(2)纤维素　葡萄糖苷酶　(3)酵母菌　杂菌污染　发酵装置密闭(或保证无氧条件等)　(4)基因工程或诱导基因突变