课堂新坐标届高三生物通用版二轮复习 第1部分 板块6 专题16 生物技术实践 Word版含答案汇编.docx

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课堂新坐标届高三生物通用版二轮复习第1部分板块6专题16生物技术实践Word版含答案汇编

专题十六　生物技术实践

全国卷5年考情导向

考点

考题

考情

1.微生物的分离和培养

2016·乙卷T39：

培养基营养物质的确定、选择菌落数的误差分析

2016·丙卷T39：

乳酸菌的分离纯化

2015·卷ⅠT39：

微生物计数方法的选择

2014·卷ⅡT39：

纤维素酶的作用、纤维素分解菌的筛选原理和方法等

2014·卷ⅠT39：

水样中细菌含量检测方法及分离方法的应用

2013·卷ⅡT39：

致病菌单菌落的选择培养及该致病菌对于抗生素的敏感性的检测方法

1.近五年的考题中，对微生物的分离和培养的考查尤为突出，侧重考查微生物的分离纯化技术，对传统发酵技术的发酵原理、制作流程等的考查频度也在不断提高。

对植物组织培养、胡萝卜素的提取仅有2012年、2015年卷Ⅰ进行了考查，前者侧重考查营养条件及有关植物激素的作用等；后者侧重考查胡萝卜素的萃取剂的选择等。

2．常借助某一特定的微生物的分离和培养考查微生物的营养、接种方法等；对于生物技术在食品加工中的应用，常借助发酵实例考查，填充内容多为教材中一些结论性语句等。

植物组织培养技术、植物有效成分的提取的考查也多以教材基础知识为主。

3．备考时，从以下5个方面来把握：

（1）掌握大肠杆菌的纯化原理、主要方法及菌种的保存方法。

（2）认真分析教材中两个微生物分离与计数的实例，并掌握微生物的筛选及技术方法。

（3）利用比较法归纳总结并掌握常见传统发酵技术的原理、流程及影响因素等。

（4）列表比较玫瑰精油、橘皮精油及胡萝卜素的提取方法、原理、实验步骤等异同。

2.培养基对微生物的选择利用

2016·丙卷T39：

分离纯化乳酸菌培养基中加入碳酸钙的作用

2015·卷ⅠT39：

筛选微生物的方法

2014·卷ⅠT39：

纤维素分解菌的鉴别

3.运用发酵加工食品的基本方法及利用微生物进行发酵来生产特定的产物

2016·甲卷T39：

苹果醋的发酵原理、菌种等

2013·卷ⅠT39：

泡菜制作的发酵原理、制作流程等

4.从生物材料中提取某些特定的成分

2015·卷ⅠT39：

胡萝卜素的种类、性质及提取方法

考点串讲1|微生物的利用和传统发酵技术

1．（2016·全国乙卷）空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。

某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。

实验步骤如下：

①配制培养基（成分：

牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O）；

②制作无菌平板；

③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；

④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。

回答下列问题：

（1）该培养基中微生物所需的氮来源于________。

若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是________。

（2）步骤③中，实验组的操作是________。

（3）若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了________现象。

若将30（即36—6）个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法________（填“正确”或“不正确”）。

【解析】　

（1）牛肉膏和蛋白胨中均含有氮元素，因此微生物所需的氮来源于牛肉膏和蛋白胨。

若要完成步骤②，需要进行倒平板操作，用到的是固体培养基，所以培养基中要有琼脂。

（2）该实验的空白对照组为不进行处理的无菌平板，实验组的操作为将各无菌平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露相同时间。

（3）若空白对照组的平板上出现了菌落，说明实验过程中出现了污染现象。

空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，导致实验变量不唯一，不能确定实验组平板上的菌落是否仅由教室内不同高度空气中的微生物形成，因此不能求出实验组的菌落平均数。

【答案】　

（1）牛肉膏、蛋白胨　琼脂　

（2）将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间

（3）污染　不正确

2．（2016·全国丙卷）某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。

分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。

回答下列问题：

【导学号：

15482079】

（1）分离纯化乳酸菌时，首先需要用________对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是__________________________________________________

_____________________________________________________________________

___________________________________________________________。

（2）推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有________和________。

分离纯化时应挑选出________的菌落作为候选菌。

（3）乳酸菌在－20℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的________（填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”）。

【解析】　

（1）分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释，这样既可避免杂菌污染，又可将乳酸菌分散成单个细胞，以便在培养基表面形成单个菌落。

（2）乳酸的积累影响乳酸菌的增殖，加入碳酸钙可以中和乳酸菌代谢（无氧呼吸）过程中产生的乳酸，另外，乳酸和碳酸钙反应，进而导致碳酸钙分解形成透明圈，有利于乳酸菌的鉴别和分离。

（3）对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。

在3mL的甘油瓶中，装入1mL甘油后灭菌。

将1mL培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在－20℃的冷冻箱中保存。

【答案】　

（1）无菌水　泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落　

（2）鉴别乳酸菌　中和产生的乳酸（或酸）　具有透明圈　（3）甘油

3．（2016·全国甲卷）苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。

回答下列问题：

（1）酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。

图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的________中进行，其产物乙醇与________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的________中进行。

与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度________。

（2）第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在________条件下才能完成。

（3）在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度________（填“低于”或“高于”）第二阶段的。

（4）醋酸杆菌属于________核生物，其细胞结构中________（填“含有”或“不含有”）线粒体。

【解析】　

（1）图中过程①和②是酵母菌无氧呼吸产生乙醇的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。

乙醇可用酸性重铬酸钾试剂检测，颜色由橙色变为灰绿色。

过程③为有氧呼吸的第二和第三阶段，场所为线粒体。

在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，产生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧条件下酵母菌的繁殖速度更快。

（2）醋酸杆菌是好氧型细菌，因此，在醋酸杆菌作用下，将乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。

（3）在生产过程中，第一阶段酵母菌产生乙醇的适宜温度为18～25℃，第二阶段醋酸杆菌产生醋酸的适宜温度为30～35℃，第一阶段的温度低于第二阶段的。

（4）醋酸杆菌属于原核生物，原核细胞中的细胞器只有核糖体一种，不含线粒体。

【答案】　

（1）细胞质基质　重铬酸钾　线粒体　快　

（2）有氧　（3）低于　（4）原　不含有

4．（2014·全国卷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。

回答下列问题：

（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，随机取若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1mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1mL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，操作时，接种环通过________灭菌。

在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线。

这样做的目的是________________________________________________。

（3）示意图A和B中，________表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。

（4）该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。

结果发现：

振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。

分析其原因是：

振荡培养能提高培养液中________的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高________的利用率。

【解析】　

（1）为了检测培养基平板灭菌是否合格，可在涂布接种前，随机取灭菌后的空白平板先行培养一段时间。

0.1mL稀释液中平均有（39＋38＋37）/3＝38个活菌，则每毫升稀释液中活菌的数目为38/0.1＝380，则稀释前每毫升水样中活菌数目为380×100＝3.8×104，则每升水样中活菌数目为3.8×104×1000＝3.8×107。

（2）接种环、接种针等金属用具可直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，以达到迅速彻底灭菌的目的。

在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线，其目的是将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落。

（3）比较图A和图B可以看出：

A培养基中细菌的分布呈线性，是用平板划线法接种培养后得到的结果；B培养基中细菌均匀分布，是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。

（4）振荡培养可以提高培养液中溶解氧的含量，还可以使菌体与培养液充分接触，提高了营养物质的利用率，因此振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。

【答案】　

（1）检测培养基平板灭菌是否合格　3.8×107

（2）灼烧　将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落

（3）B　（4）溶解氧　营养物质

5．（2013·全国卷Ⅱ）临床使用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。

实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。

回答下列问题：

（1）为了从样本中获取致病菌单菌落，可用________法或________法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。

（2）取该单菌落适当稀释，用________法接种于固体培养基表面，在37℃培养箱中培养24h，使其均匀生长，布满平板。

（3）为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A、B、C、D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置，培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A________；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B________；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明______________________________；含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D的________。

（4）根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好应选用抗生素________。

【解析】　

（1）实验室中对微生物纯化培养时，常用的接种方法有划线法和稀释涂布法。

（2）若让已经获得的单个菌落在固体培养基上大量且均匀繁殖，常用涂布器把稀释的菌液均匀涂满整个平板。

（3）对某种抗生素越敏感的致病菌，在该抗生素存在的范围内，越不易生存，形成的透明圈就越大。

但是，如果在透明圈中还有菌落生存，则说明这个菌落的细菌耐药性很强。

（4）通过（3）可知，在应用时，要想杀死某致病菌，就得选择能使该致病菌大量死亡，即产生的透明圈大的那种抗生素。

【答案】　

（1）划线　稀释涂布（或涂布）　

（2）涂布　（3）敏感　不敏感　该致病菌对C的敏感性比对A的弱　耐药菌　（4）A

1．理清微生物的培养的基本技术

（1）培养基的制备

计算→称量→溶化→灭菌→倒平板

（2）无菌技术

①消毒：

煮沸消毒法、巴氏消毒法以及使用化学试剂进行消毒。

②灭菌：

对培养基进行灭菌，常采取高压蒸汽灭菌；对接种环灭菌采取灼烧灭菌；对玻璃器皿灭菌采取干热灭菌。

（3）微生物的纯化技术

①平板划线法：

通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。

②稀释涂布平板法：

将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将其分别涂布到琼脂固体培养基的表面，在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而在培养基表面形成单个菌落。

（4）倒平板操作：

待培养基冷却至50__℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。

2．掌握微生物分离与计数的两个实例

（1）土壤中分解尿素的细菌的分离与计数：

①筛选菌株：

利用选择培养基筛选菌株。

②测定微生物数量的常用方法：

活菌计数法和显微镜直接计数。

③过程：

土壤取样→样品稀释→微生物的培养与观察。

④鉴定方法：

含酚红指示剂的尿素为唯一氮源的培养基→细菌→指示剂变红，则该菌能分解尿素。

（2）分解纤维素的微生物的分离：

①实验原理：

3．识记传统发酵食品技术的有关知识点

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

18～25_℃

果醋

醋酸菌

需氧

糖（酒精）→醋酸

30～35_℃

腐乳

毛霉等

需氧

蛋白酶、脂肪酶水解蛋白质、脂肪

15～18℃

泡菜

乳酸菌

无氧

无氧呼吸产生乳酸

—

考向1微生物的培养、应用

1．下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方，请根据表格和所学知识回答下列相关问题。

成分

蛋白胨

乳糖

蔗糖

K2HPO4

指示剂

琼脂

含量（g）

10.0

5.0

5.0

2.0

0.2

12.0

将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL

（1）从生态系统的成分上看，大肠杆菌属于________。

（2）若根据用途划分，该培养基属于________（填“选择”或“鉴别”）培养基。

若要用上述培养基来筛选出土壤中的尿素分解菌，培养基的营养成分必需怎样更改？

________________，并用________作为指示剂。

（3）在微生物培养的过程中，为防止杂菌污染，需要对培养基和培养皿进行________；操作者的双手需要进行清洗和________。

（4）图1和图2是培养某细菌的结果图，其对应的接种方法分别是：

______________和____________，这两种方法接种后培养基上都可以得到由单个细胞繁殖所形成的________________。

图1所用的接种方法可用来对活菌进行计数。

此外，测定微生物数目的另一种方法是________。

图1　　　　　图2

【解析】　

（1）大肠杆菌只能从环境中摄取有机物，不能自己合成有机物，属于分解者。

（2）该培养基中含有指示剂，属于鉴别培养基。

尿素分解菌可以分解尿素，而其他微生物不能，因此可将培养基中的蛋白胨改为尿素用于筛选土壤中的尿素分解菌，并用酚红作为指示剂，尿素分解菌分解尿素产生了NH3可使酚红变红。

（3）培养微生物时，培养基和培养皿需要灭菌，操作者双手需要进行消毒。

（4）图1采用的是稀释涂布平板法，图2采用的是平板划线法。

单个微生物细胞繁殖所形成的细胞群叫菌落。

【答案】　

（1）分解者　

（2）鉴别　将蛋白胨改成尿素　酚红　（3）灭菌　消毒　（4）稀释涂布平板法　平板划线法　菌落　显微镜直接计数法

2．纤维素是自然界分布最广、含量最多的一种多糖，马、牛等食草动物具有消化纤维素的能力，请回答有关问题。

（1）与培养土壤中分离的纤维素分解菌相比，培养马胃中分离出的纤维素分解菌要调整培养基的pH，还要保证________条件。

配制好的培养基培养前应采用________法进行灭菌处理。

从功能上看，该培养基是________培养基。

（2）给锥形瓶内的培养液接种时应在酒精灯火焰附近进行，防止________污染培养基。

对无菌操作时用到的玻璃器皿要用________的方法彻底灭菌。

（3）某同学使用划线法分离纯化菌株，经一段时间培养，发现有的线上长满了菌，有的线上无菌落，造成这种情况的原因可能是划线操作时________。

（4）将筛选培养的纤维素分解菌破碎后，用________的方法可将纤维素酶溶液与其他细胞成分分离开。

纤维素酶能催化纤维素分解为还原性的葡萄糖，根据这一特性，可用________试剂判断提取物是否起到了降解纤维素的作用。

【解析】　

（1）马胃中的纤维素分解菌需要无氧、酸性的生存环境。

对培养基需进行高压蒸汽灭菌处理后，才能够进行接种。

从功能上看，用于分离某种细菌的具特殊条件的培养基属于选择培养基。

（2）为防止杂菌污染，接种时需要在酒精灯火焰附近进行，对操作中所用的玻璃器皿需进行干热灭菌处理。

（3）使用划线法分离纯化菌株时，若接种环灼烧后未冷却，会导致培养一段时间后，有的线上无菌落。

（4）将筛选培养的纤维素分解菌破碎后，可用离心的方法将纤维素酶溶液与其他细胞成分分离开。

可用斐林试剂鉴定有没有葡萄糖生成，从而判断提取物中是否有能将纤维素分解成葡萄糖的纤维素酶。

【答案】　

（1）无氧　高压蒸汽灭菌　选择　

（2）杂菌　干热灭菌　（3）接种环灼烧后未冷却　（4）离心　斐林

有关微生物培养、分离的几个易错点

（1）分离微生物所用的选择培养基一定是固体培养基，因为菌落只能在固体培养基上形成。

（2）平板划线法只适用于微生物的提纯，不适合进行计数，并且在最后一次划线的末端处的菌种最纯，进行平板划线应注意如下操作：

①每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌。

②灼烧接种环之后，要冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。

③划线时最后一区域不要与第一区域相连。

（3）平板需倒置，这样既可使培养基表面的水分更好地挥发，又防止皿盖上的水珠落入培养基，造成培养基污染。

（4）平板划线法中的“连续划线”及稀释涂布平板法中的“系列稀释”目的是一样的，都是为了保证菌种在培养基中单个分布（平板划线法中最后一次划线的末端）。

（5）分离能分解纤维素的微生物时，有时需要进行选择培养，选择培养的目的是增大选择对象在样液中的浓度，以确保用刚果红染色法鉴别时确实能得到所需菌种。

考向2考查传统发酵技术的应用

3．微生物在人们的生活中无处不在，请结合所学知识回答下列问题：

（1）在制作果酒过程中，发挥作用的微生物是酵母菌。

在制作果酒前期，装置中的酵母菌应该处于________（填“有氧”或“无氧”）条件下，同时将温度控制在________℃左右，有利于酵母菌的繁殖。

（2）制作果醋所需要的微生物是________，在制作果酒的酒精发酵旺盛阶段，加入该微生物能否将果汁中的糖转化为醋酸？

________，请说明理由：

________________________。

（3）泡菜的制作离不开乳酸菌，可用培养基培养大量纯净的乳酸菌菌种。

培养乳酸菌的培养基一般含有________、________、水和无机盐等营养物质，同时还要满足________等培养条件。

若对获得的乳酸菌菌种进行临时保存，可将菌种接种到试管的________培养基上，在合适的温度下保存。

【解析】　

（1）在制作果酒前期，装置中如果有氧气，则酵母菌进行有氧呼吸，有利于酵母菌繁殖；酵母菌繁殖的最适温度为20℃左右。

（2）制作果醋所需要的微生物是醋酸菌。

在酒精发酵旺盛时，加入醋酸菌不能将果汁中的糖转化为醋酸，原因是醋酸菌在有氧、温度为30～35℃条件下才能将糖转化为醋酸，而酒精发酵条件为无氧、温度为18～25℃。

（3）培养微生物的培养基成分一般含有碳源、氮源、水和无机盐。

【答案】　

（1）有氧　20　

（2）醋酸菌　不能　醋酸菌是好氧细菌，而果酒发酵是无氧环境（醋酸菌在有氧、温度为30～35℃条件下才能将糖转化为醋酸，而酒精发酵条件为无氧、温度为18～25℃）（合理即可）

（3）碳源　氮源　适宜的pH和温度、无氧　固体斜面

1．果酒和果醋发酵装置的设计思路

（1）因酵母菌的繁殖需要空气，醋酸菌是好氧菌，所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需氧。

因酵母菌产生酒精是在无氧条件下，应控制充入氧的量，故应在充气口设置开关。

（2）由于在发酵过程中都产生CO2，因此又需设排气口；为防止空气中微生物的污染，排气口应连接一个长而弯曲的胶管。

（3）因要对发酵的情况进行及时监测，应设置出料口便于取料。

2．泡菜的制作及亚硝酸盐的测定

（1）材料的选择及用量

①蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。

②清水和盐的质量比为4∶1，盐水要煮沸后冷却待用。

盐水煮沸有两大作用，一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的其他细菌。

（2）乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐的含量随时间变化的曲线

考点串讲2|生物材料中有效成分的提取

1．（2015·全国卷Ⅱ）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“α胡萝卜素”、“β胡萝卜素”或“γ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___________________________________

___________________________________________________________。

【解析】　

（1）胡萝卜含有的胡萝卜素有三类，其中最主要的是β胡萝卜素，β胡萝卜素在人体内可以转变成维生素A，维生素A缺乏会导致夜盲症。

胡萝卜素是非挥发性物质。

（2）胡萝卜素的提取一般采用萃取法，萃取前需要对材料进行干燥处理，以提高萃取的效率。

（3）萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶，如乙酸乙酯。

乙醇是水溶性有机溶剂，因萃取过程中能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它作萃取剂。

【答案】　（15分）

（1）β胡萝卜素　维生素A　夜盲症　非挥发性（每空2分，共8分）

（2）需要（2分）

（3）乙酸乙酯（2分）　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（3分，其他合理答案也给分）

1．植物有效成分提取的3种方法的比较

提取方法

实验原理

适用范围

水蒸气

蒸馏法

利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层

适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油

压榨法

通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油

适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料中芳香油的提取

有机溶

剂