2019版高考生物二轮复习 专题十三 生物技术实践自查学案.doc

- 1 -专题专题 1313 生物技术实践生物技术实践一、微生物的培养与分离1.1.培养基制备培养基制备: :计算称量称量溶化灭菌灭菌倒平板。2.2.两种纯化培养方法两种纯化培养方法: :(1)平板划线法:通过接种环接种环在琼脂固体培养基表面连续划线将聚集的菌种分散开。(2)稀释涂布平板法:将菌液进行一系列的梯度稀释一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布在琼脂固体培养基表面,从而能在培养基表面形成单个菌落单个菌落。3.3.微生物的筛选与鉴定微生物的筛选与鉴定: :(1)两种选择培养基。以尿素为唯一氮源的培养基:选择培养尿素分解菌尿素分解菌。富含纤维素的培养基:选择培养纤维素分解菌纤维素分解菌。(2)两种鉴别培养基。添加酚红指示剂酚红指示剂的培养基:尿素分解菌可使该培养基变红。加刚果红刚果红的培养基:纤维素分解菌的菌落周围产生透明圈。4.4.两种微生物计数的方法两种微生物计数的方法: :(1)直接计数法直接计数法:用血细胞计数板借助显微镜观察计数,不能区分菌种死活,实验结果偏大。(2)间接计数法间接计数法:稀释涂布平板法,实验结果偏小。二、传统发酵技术1.1.四种传统发酵食品技术的比较四种传统发酵食品技术的比较: :食品菌种呼吸类型原理温度果酒酵母菌无氧无氧呼吸产生酒精18182525 果醋醋酸菌有氧糖(酒精)醋酸30303535 腐乳毛霉有氧蛋白酶、脂肪酶水解蛋白质、脂肪15151818 泡菜乳酸菌无氧无氧呼吸产生乳酸2.2.发酵过程中消毒、灭菌的措施发酵过程中消毒、灭菌的措施: :(1)果酒和果醋的制作。榨汁前葡萄应该先冲洗再去枝梗。- 2 -用体积分数为 70%70%的酒精的酒精消毒。(2)腐乳的制作。制作腐乳的玻璃瓶要洗刷干净后用沸水消毒。酒、盐、香辛料都有杀菌作用。接种、封瓶时都要进行无菌操作。3.3.影响酒精发酵的两大因素影响酒精发酵的两大因素: :(1)发酵前期供氧不足。结果:酵母菌数量少,产生酒精少。原因:前期,酵母菌大量增殖,耗能多,需要通入空气或在发酵瓶中留有一定空间。(2)发酵后期密封不严。结果:酵母菌数量充足,但是产生的酒精较少或不能产生酒精。原因:后期要通过密封严格控制无氧环境,以利于酵母菌通过无氧呼吸产生酒精。三、植物有效成分的提取1.1.植物有效成分的三种提取方法植物有效成分的三种提取方法: :(1)蒸馏法:适合提取化学性质稳定、易挥发易挥发且不与水混溶的物质。(2)压榨法:适合提取高温易分解高温易分解或原料易焦糊且含量较高的物质。(3)萃取法:适合提取易溶于有机溶剂有机溶剂的物质。2.2.物质分离的五种方法物质分离的五种方法: :(1)分液法分液法:分离油水混合物。(2)过滤法:除去固体物和残渣。(3)离心法:除去液体中质量较小的固体残留物。(4)加入无水硫酸钠后过滤:除去芳香油中的残留水分。(5)蒸馏法蒸馏法:除去萃取液中的有机溶剂。1.下列有关传统发酵技术的叙述正确的是。果酒自然发酵过程中,需人工添加酵母菌种。葡萄制作果酒时,若先通入空气再密封发酵,可以增加酒精含量,提高品质。腐乳制作过程中加入香辛料既能调制风味,还具有防腐杀菌作用。将腐乳胚堆积起来会导致堆内温度升高,影响毛霉生长。- 3 -影响泡菜腌制的因素包括时间、温度和食盐的用量等。2.下列有关微生物的叙述,正确的是。筛选尿素能分解尿素的细菌所利用的培养基中,尿素是唯一的氮源。可以用血细胞计数板直接统计来自水中的大肠杆菌。高压灭菌锅加热时,打开排气阀使压力表指针回到零后,开启锅盖。刚果红可以与纤维素形成透明的复合物,所以可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。3.下列有关植物有效成分提取的叙述,正确的是。提取玫瑰精油的玫瑰花应该选择在花开的初期采收,因为此阶段的花含油量最高。用柑橘皮作为材料提取橘皮精油时不适合用水中蒸馏的方法。由于胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂,所以可以采用萃取法进行提取。蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解,再把水蒸发掉,剩余的就是芳香油。油水混合物中加入无水硫酸钠,有利于分离油层。1.(2018·全国卷)将马铃薯去皮切块,加水煮沸一定时间,过滤得到马铃薯浸出液,在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂,用水定容后灭菌,得到 M 培养基。回答下列问题:(1)M 培养基若用于真菌的筛选,则培养基中应加入链霉素以抑制_的生长,加入了链霉素的培养基属于_培养基。 (2)M 培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质,营养物质类型除氮源外还有_(答出两点即可),氮源进入细胞后,可参与合成的生物大分子有_(答出两点即可)。 (3)若在 M 培养基中用淀粉取代蔗糖,接种土壤滤液并培养。平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是_。该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是_ _。 (4)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量,在同一稀释倍数下得到以下结果:甲同学涂布了 3 个平板,统计的菌落数分别是 110、140 和 149,取平均值 133。乙同学涂布了 3 个平板,统计的菌落数分别是 27、169 和 176,取平均值 124。- 4 -有人认为这两位同学的结果中,乙同学的结果可信度低,其原因是_。 【解析】本题考查物质的合成、淀粉的鉴定及微生物的培养和计数。(1)链霉素属于抗生素,作用是抑制细菌的生长。可以通过加入链霉素筛选出抗链霉素的细菌,属于选择培养基。(2)M 培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质,营养物质类型除氮源外还有碳源、无机盐、有机盐、生长因子等,氮源进入细胞后,可参与合成的生物大分子有蛋白质、核酸。(3)淀粉遇碘变蓝,所以应加入的显色剂是碘液。该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是淀粉遇碘液显蓝色,产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解,形成透明圈。(4)正确稀释涂布平板,平板上的菌落数应为 30300。而乙同学的结果中,1 个平板的计数结果与另 2 个相差悬殊,结果的重复性差。答案:(1)细菌 选择(2)碳源、无机盐 蛋白质、核酸(3)碘液 淀粉遇碘液显蓝色,产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解,形成透明圈(4)乙同学的结果中,1 个平板的计数结果与另 2 个相差悬殊,结果的重复性差2.(2015·全国卷)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)显微观察时,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_为碳源的固体培养基进行培养。 (3)若要测定培养液中微生物 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_设计后续实验。 【解析】(1)脂肪可被苏丹()染液染成橘黄色(红色),题干中说明微生物 A 产生的油脂不易挥发,则可以采用萃取法提取微生物 A 中的油脂。- 5 -(2)油脂为有机化合物,富含碳元素,故为了从自然界获得能够分解油脂的单菌落,应以油脂为唯一碳源来配制培养基。在该培养基上,能分解油脂的微生物可以正常生长,其他微生物不能正常生长。(3)可利用血细胞计数板计数法测定菌液中的微生物数量,活菌和死亡的细菌都会被计数,所以测定培养液中的活菌数应采用稀释涂布平板法。(4)在 45 下,降解 10 g 油脂所需酶量最多,则该温度下酶活性最低;由题干信息可知,40 下降解 10 g 油脂所需的酶量最少。应围绕 40 设置不同温度梯度来探究酶的最适温度。答案:(1)苏丹(或苏丹)染液 萃取法(2)油脂(其他合理答案也可) (3)血细胞计数板稀释涂布平板(其他合理答案也可) (4)45 403.(2015·全国卷改编)回答与胡萝卜素有关的问题:(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中,最主要的是_(填“-胡萝卜素” “-胡萝卜素”或 -胡萝卜素“),该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子_,后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症,该疾病称为_,胡萝卜素是_(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。(2)工业生产上,用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时,_(填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。 (3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂,应选用其中的_作为胡萝卜素的萃取剂,不选用另外一种的理由是_。 (4)为了获得胡萝卜素产品,某小组开展了胡萝卜素酵母菌的筛选与色素提取实验。请回答下列问题:实验用的培养皿常用的两种灭菌方法是_;为了减少灭菌后器皿被污染,灭菌前应该用_包紧器皿。 为了筛选出酵母菌,培养基中添加了青霉素,其目的是抑制_生长。 为了将分离到的菌株纯化,挑取了菌落在 3 块相同平板上划线,结果其中一块平板的各划线区均未见菌生长,最可能的原因是_。 为增加胡萝卜素提取量,在研磨酵母细胞时,添加石英砂的目的是_;研磨时_(填“需要”或“不需要”)添加 CaCO3。 (5)如果以胡萝卜为原料提取胡萝卜素,其实验流程则是:胡萝卜粉碎干燥A过滤B胡萝卜素,那么 A 过程叫_,B 过程叫_,其中在 B 过程需要安装回流冷凝装置的目的- 6 -是防止_。 【解析】(1)-胡萝卜素是胡萝卜素中最主要的成分。一分子 -胡萝卜素被氧化成两分子维生素 A。胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维生素 A 而引起的各种疾病,如夜盲症等。胡萝卜素是非挥发性物质。(2)萃取的效率受到含水量、温度等条件的影响,要保证好的萃取效果,需要将新鲜的岩藻粉碎和干燥。(3)萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶,而乙醇为水溶性有机溶剂,乙酸乙酯不溶于水,故选乙酸乙酯。(4)培养基中添加了青霉素,其目的是抑制细菌(放线菌)生长。结果其中一块平板的各划线区均未见菌生长,最可能的原因是接种环温度过高,菌被杀死。研磨时添加石英砂的目的是有助于研磨充分;CaCO3的作用是防止叶绿素被破坏,而此处是胡萝卜素,因此研磨时不需要添加 CaCO3。(5)提取胡萝卜素的实验流程为:胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素,其中浓缩过程需要安装回流冷凝装置,目的是防止加热时有机溶剂挥发(或冷凝收集有机溶剂)。答案:(1)-胡萝卜素 维生素 A 夜盲症 非挥发性(2)需要 (3)乙酸乙酯 萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶,而乙醇为水溶性有机溶剂(4)干热灭菌和高压蒸汽灭菌 牛皮纸(报纸)细菌(放线菌) 接种环温度过高,菌被杀死有助于研磨充分 不需要(5)萃取 浓缩 加热时有机溶剂挥发【加固训练】(2014·全国卷)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题:(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶,该酶是由 3 种组分组成的复合酶,其中的葡萄糖苷酶可将_分解成_。(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时,CR 可与纤维素形成_色复合物。用含有 CR的该种培养基培养纤维素分解菌时,培养基上会出现以该菌的菌落为中心的_。(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落,某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表): - 7 -酵母膏无机盐淀粉纤维素粉琼脂CR溶液水培养基甲+-+培养基乙+-+注:“+”表示有,“-”表示无。据表判断,培养基甲_(填“能”或“不 能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是_;培养基乙_(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是_。【解析】本题主要考查纤维素酶的作用、刚果红染色法、分离和鉴别纤维素分解菌的方法。(1)纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物,是含量最丰富的多糖类物质。纤维素能被纤维素酶分解为葡萄糖,如图:纤维素纤维二糖葡萄糖。(2)刚果红与纤维素形成红色复合物,当纤维素被纤维素酶分解后,红色复合物无法形成,出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(3)分离和鉴别纤维素分解菌的培养基为固体培养基,且需要以纤维素为唯一碳源,而培养基乙中无纤维素,不会形成红色复合物,则不能确定菌落是否为纤维素分解菌。答案:(1)纤维二糖 葡萄糖(2)红 透明圈(3)不能 液体培养基不能分离单菌落不能 培养基乙中没有纤维素,不会形成 CR-纤维素红色复合物,即使出现单菌落也不能确定其为 纤维素分解菌