高三生物二轮专题复习专题十生物技术实践考点2传统发酵技术与植物组织培养学案新人教版.docx

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高三生物二轮专题复习专题十生物技术实践考点2传统发酵技术与植物组织培养学案新人教版

2019-2020年高三生物二轮专题复习专题十生物技术实践考点2传统发酵技术与植物组织培养学案（新人教版）

1．传统发酵技术的正误判断

（1）醋化醋杆菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸（　×　）

提示　醋化醋杆菌是好氧菌。

（2）在制作果酒、果醋时，适当加大接种量可以提高发酵速率，抑制杂菌生长繁殖（　√　）

（3）在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长（　√　）

（4）泡菜腌制主要利用了乳酸菌的乳酸发酵（　√　）

（5）常用光电比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量（　√　）

（6）泡菜腌制时，间隔一段时间应将坛盖打开，放出CO2（　×　）

提示　坛盖始终密闭。

2．植物的组织培养的正误判断

（1）二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后可得到稳定遗传的植株（　×　）

提示　得到的单倍体植株不能稳定遗传。

（2）培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物组织培养（　√　）

（3）脱分化过程不需要植物激素，植物激素只有在再分化过程中发挥作用（　×　）

提示　开始在发芽培养基上培养，细胞分裂素相对较多和生长素相对较少。

（4）由于植物细胞都具有全能性，所以菊花的组织培养实验中选材不会影响实验的结果（　×　）

提示　幼龄、保存时间短的植物材料容易培养成功。

（5）发芽培养基中生长素的浓度大于细胞分裂素的浓度（　×　）

提示　细胞分裂素摩尔浓度大于生长素摩尔浓度的培养基是发芽培养基。

一、果酒、果醋和泡菜的制作

比较项目

果酒的制作

果醋的制作

泡菜的制作

作用菌类

酵母菌（真菌）

醋化醋杆菌（细菌）

假丝酵母和乳酸菌

原理

酵母菌在无氧的条件下将葡萄糖氧化成乙醇，而且当培养液中乙醇浓度为16%时，酵母菌死亡

醋化醋杆菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸

乳酸菌和假丝酵母将糖转化为有机酸和醇类物质等

操作注意

①果酒制作过程中，紫葡萄在用高锰酸钾溶液浸泡后，一定要用清水将高锰酸钾溶液冲洗干净；

②将葡萄浆放入发酵瓶中，装量不能超过2/3

①果醋发酵时，通气孔需塞上脱脂棉球，以过滤空气；

②醋化醋杆菌培养物与酒—水混合物混匀后需将pH调至7.0

制作泡菜时，用水密封坛口，以保证坛内无氧环境，利于乳酸菌发酵

二、果酒、果醋制作装置的比较

果酒的制作

果醋的制作

发酵装置

说明

①装水的弯曲的玻璃管可防止氧气进入，用水封闭起着防止被空气中杂菌污染的作用；厌氧发酵过程中产生的CO2气体可以从装有水的玻璃管中出去，减小瓶中压力；②在发酵瓶（罐）中留有一定的空间（大约1/3），可以给酵母菌提供氧气，使其进行需氧呼吸，为酵母菌的生长、增殖提供能量。

酵母菌迅速增殖，缩短发酵时间；③在产生酒精的阶段要求严格的无氧环境，此阶段如果有氧气，则会抑制酒精发酵

①图示中乙瓶为发酵瓶，醋酸发酵在其中进行；②果醋制作过程中要求始终通氧气，因为醋化醋杆菌是好氧细菌，缺氧时醋化醋杆菌的生长、增殖都会受到影响，另外醋酸的生成也会受到影响

易错警示　有关果酒、果醋制作的易错点

（1）葡萄的冲洗与去梗：

应先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。

对于果酒的自然发酵，冲洗不要反复进行，会使酵母菌数量减少，发酵周期加长，产生乙醇含量下降。

（2）为防止发酵液被污染，发酵瓶要用70%乙醇消毒。

（3）葡萄汁装入发酵瓶时，要留1/3的空间。

三、有关泡菜腌制和亚硝酸盐的定量测定的易错点

1．关于泡菜制作过程中某些现象和一些处理的作用

（1）泡菜坛内有时会长一层白膜，其产生原因如下：

形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。

酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖。

（2）加入白酒的作用：

白酒可抑制泡菜表面杂菌的生长，它也是一种调味剂，可增加醇香感。

（3）用水封闭坛口的作用及不封闭的后果：

用水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用。

这样，有利于坛内蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。

若不封闭，则会有许多好氧细菌生长，蔬菜会腐烂。

2．亚硝酸盐与人体健康的关系

膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但是，当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时，会引起中毒；当摄入总量达到3g时，会引起死亡。

膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿排出，只有在特定的条件下（适宜的pH、温度和一定的微生物作用），才会转变成致癌物质——亚硝胺。

四、植物组织培养

1．植物组织培养的原理与流程分析

2．菊花组织培养的实验流程

3．激素的使用比例

比例

结果

细胞分裂素和生长素的比例高

诱导芽的生成

细胞分裂素和生长素的比例大致相等

愈伤组织继续生长而不分化

细胞分裂素和生长素比例低

会趋于长根

4.发芽培养基和生根培养基的比较

（1）发芽培养基：

苄基腺嘌呤摩尔浓度大于萘乙酸摩尔浓度的培养基。

（2）生根培养基：

萘乙酸摩尔浓度大于苄基腺嘌呤摩尔浓度的培养基。

题型一　果酒与果醋的制作

1．（2016·浙江自选，17）某研究小组以紫葡萄为原料制作葡萄酒的基本流程和装置示意图如下。

请回答问题：

（1）制作葡萄浆前，对葡萄进行清洗和利用________色的高锰酸钾溶液浸泡。

制作酵母悬液时，在干酵母中加入少量温水和极少量蔗糖，待酵母悬液中出现________即可。

（2）装瓶后开始的一段时间，发酵瓶中溶解氧的含量变化是________。

发酵过程中，发酵瓶中酒精的含量变化是________。

（3）下列关于装置中有水弯管作用的叙述，错误的是________。

A．隔绝气体出入

B．使发酵瓶内外的压强基本平衡

C．减少杂菌污染

D．有利于发酵瓶内形成缺氧环境

（4）实验中，判断发酵完毕的依据是________。

A．发酵瓶中pH开始下降

B．发酵瓶中停止出现气泡

C．发酵瓶中酒精浓度达到30%

D．发酵瓶中酵母菌数量急剧减少

（5）欲利用葡萄酒制作果醋，发酵瓶中应加入的菌种是________，该菌种在______条件下能将乙醇氧化为醋酸。

答案　

（1）红（紫）　气泡

（2）减少　增加（3）A（4）B（5）醋化醋杆菌　有氧

解析　

（1）制作酵母菌悬液时，在干酵母中加入少量温水和极少量蔗糖，若悬液中出现气泡，说明酵母菌已经活化。

（2）装瓶后开始的一段时间，酵母菌进行需氧呼吸，瓶内的溶氧量减少。

随酵母菌无氧发酵时间的延长，发酵瓶中酒精含量增加。

（3）装置中有水弯管可维持发酵瓶内的无氧环境，防止空气中的杂菌污染发酵液，同时也可将发酵产生的气体排到瓶外，维持瓶内外压强基本平衡，故A错误。

（4）酵母菌进行无氧发酵有CO2产生，故判断发酵完毕的依据是发酵瓶中不再有气泡产生。

（5）醋化醋杆菌在有氧条件下可以将乙醇氧化为醋酸。

2．（2018·温州测试）请分析回答关于葡萄酒生产和检测方面的问题：

（1）各大酒庄酿制葡萄酒时，为保持各产区葡萄酒的特有口感，发酵菌种主要来自附在葡萄皮上的____________。

该菌种在学生实验中也被频繁使用。

实验室在保存该菌种时，通常将该菌种接种到________培养基上，再放入冰箱中冷藏。

（2）某实验小组酿制的葡萄酒有一股酸味，从发酵条件分析，可能原因是__________导致醋酸菌大量生长产生醋酸，其反应式为______________________________________。

（3）该实验小组为研究过滤、沉淀后葡萄酒中的活菌数，检测流程如图所示。

①检测过程中，应将不同稀释度的样液用____________法分别接种于若干组平面培养基上，培养24～48小时出现________后计数。

②下列关于检测流程的叙述中，正确的是________。

A．配制培养基时应在调节酸碱度以前灭菌

B．为防止外来微生物污染，应将培养皿倒置在超净台上培养

C．根据培养结果，只需统计适宜稀释度样液组的菌落数

D．理论上，统计分析结果会略高于实际活菌数

答案　

（1）（野生）酵母菌　斜面　

（2）有氧条件（或有氧环境）　C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O（3）①涂布分离　（单）菌落　②C

题型二　泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定

3．（2017·浙江4月选考，32节选）回答与泡菜腌制和亚硝酸盐测定有关的问题：

（1）制作泡菜时，为缩短发酵周期，腌制前可加入乳酸菌。

取适量酸奶，用无菌蒸馏水稀释后，再用________蘸取少量的稀释液，在MRS乳酸菌专用培养基的平板上划线，以获得乳酸菌单菌落。

下图所示的划线分离操作，正确的是________。

（2）泡菜腌制过程中，会产生有机酸、醇类和亚硝酸盐，其中醇类是由________进行厌氧呼吸产生。

亚硝酸盐对人体有害，为测定泡菜中亚硝酸盐的含量，从泡菜中提取亚硝酸盐，与____________________发生重氮化反应，再与N－1－萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物。

然后用光程1cm的________，在550nm光波下测定光密度值，与由已知浓度梯度亚硝酸钠制作的________比对，计算样品中亚硝酸盐的含量。

（3）已知乳酸菌中的亚硝酸还原酶能降解亚硝酸盐。

在一定的腌制时间内，随着腌制时间的延长，泡菜中亚硝酸盐含量逐渐降低，是由于在厌氧和________环境下亚硝酸盐被亚硝酸还原酶降解。

答案　

（1）接种环　B

（2）假丝酵母　对氨基苯磺酸　比色杯　标准曲线

（3）酸性

解析　

（1）划线分离法需要专用的接种环蘸取少量的稀释液接种，要获得乳酸菌单菌落，划线操作时要进行数次划线操作，每次操作划线都要上一次的尾与下一次的头相连。

（2）乳酸菌将糖转化为乳酸，假丝酵母将糖转化为醇类物质；亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与N－1－萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物。

可用光电比色法进行比对。

（3）在厌氧和酸性环境下亚硝酸盐被亚硝酸还原酶降解。

4．（2016·杭州模拟）在保持传统产品风味的前提下，研究人工接种对泡菜发酵速度、亚硝酸盐含量及品质的影响。

请回答下列问题：

（1）自然发酵时，为了缩短制作时间，有人会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的作用是__________________。

从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌的消长规律是________。

A．不断增多B．不断减少

C．先增多后减少D．先减少后增多

（2）对乳酸菌进行分离与培养时，下列叙述正确的是________。

A．在酒精灯火焰旁进行倒平板或接种操作属于无菌操作

B．所有的器皿包括培养皿、刀具和镊子等只需进行消毒处理

C．泡菜制作过程中加入蒜瓣、生姜等香辛料的作用是杀灭杂菌

D．使用高压锅灭菌，则通电后开始记录灭菌时间

（3）下图可表示________________________________。

据图中数据可知，自然发酵时，与第2天相比，第6天后的泡菜更适合食用，因为后者______________________________。

（4）亚硝酸盐的含量可采用______________法定量检测，其中要利用亚硝酸钠标准溶液建立标准曲线，其横坐标为亚硝酸钠质量，纵坐标为__________。

某研究小组得到一株“优选”乳酸菌（亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍），可推测与普通乳酸菌相比，用“优选”乳酸菌制作泡菜的过程中亚硝酸盐含量________。

答案　

（1）增加乳酸菌的数量　A

（2）A

（3）人工接种发酵对泡菜中亚硝酸盐含量的影响　亚硝酸盐含量更低

（4）光电比色　光密度值　较低

解析　

（1）加入少量陈泡菜液，相当于接种了已经扩增的发酵菌，即增加乳酸菌数量。

从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，乳酸菌数量应该不断增多。

（2）在酒精灯火焰旁进行倒平板或接种操作属于无菌操作，A项正确；所有的器皿包括培养皿、刀具和镊子等都要进行灭菌处理，B项错误；加入香辛料的主要作用是调味，C项错误；使用高压锅灭菌时，应达到所设置的压力时才开始计时，D项错误。

（3）由题图可知，该图表示的是人工接种发酵与自然发酵过程中亚硝酸盐含量与发酵天数的关系，所以该图表示人工接种发酵对泡菜中亚硝酸盐含量的影响。

由图可知，自然发酵时，与第2天相比，第6天后的泡菜更适于食用，这是因为后者亚硝酸盐含量更低。

（4）亚硝酸盐的含量可采用光电比色法定量检测，其中要利用亚硝酸钠标准溶液建立标准曲线，其横坐标为亚硝酸钠质量，纵坐标为光密度值；由于“优选”乳酸菌的亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍，所以用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量较低。

题型三　植物组织培养

5．当今能源紧缺，污染严重，酒精成为备受关注的“绿色能源”。

利用玉米等植物秸秆生产燃料酒精已成为大势所趋。

请回答下列问题：

（1）利用植物组织培养可实现玉米的大规模快速繁殖，图解如下。

由外植体通过植物组织培养技术培育成完整植株，这项技术利用了______________________的原理。

图中A、B代表________、________；过程Ⅰ、Ⅱ分别表示________和________。

―→

（2）在植物组织培养中关于消毒和灭菌操作的叙述，正确的是________。

A．只要不碰外植体，操作者的双手可以不消毒

B．离体幼茎可以用酒精消毒

C．镊子等器械需用酒精灭菌

D．接种后培养基需用高压蒸汽灭菌

（3）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：

第一步：

野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。

第二步：

制备选择培养基。

在基本培养基的基础上，还需______________________________，加琼脂后灭菌，制成固体平板。

第三步：

将紫外线照射后的菌液涂布分离。

第四步：

根据_______________________________________________筛选出突变菌。

（4）随着生物技术的发展，生物学家可以“创造”出某些特定的、以前从未自然存在过的生物体。

有科学家将其他生物组织的基因植入细菌，设计并造出一种独特的大肠杆菌，能够将蔗糖转化为石油燃料，这种可遗传变异于________。

答案　

（1）植物细胞全能性　愈伤组织　胚状体　脱分化　再分化　

（2）B　（3）添加高浓度蔗糖（或葡萄糖）、调低pH（加酸）　是否能在该培养基上生长　（4）基因重组

解析　植物组织培养过程中要求一系列的消毒、灭菌处理，并且进行无菌操作，外植体可以用70%的酒精消毒；操作者的双手必须用酒精消毒；镊子等器械需用火焰灼烧灭菌；接种后的培养基不能再用高压蒸汽灭菌，否则接种的组织细胞会死亡。

6．（2016·舟山联考）下图为植物（菊花）组织培养过程示意图，请回答下列问题：

（1）培养基①和培养基②分别为__________________和________________，两者最主要的区别是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）若该培养基是MS固体培养基，则其基本组成是________、________、有机成分、激素和琼脂。

（3）愈伤组织发芽的根本原因是________________________________________。

（4）菊花组织在接种到培养基之前需进行________处理，整个组织培养过程需在________条件下进行。

（5）本实验用人工合成的激素，而不用植物中存在的天然激素的原因是___________________

_____________________________________________________。

答案　

（1）发芽培养基　生根培养基　发芽培养基中细胞分裂素的含量大于生长素的含量，而生根培养基中生长素的含量大于细胞分裂素的含量　

（2）大量元素　微量元素　（3）基因的选择性表达　（4）消毒　无菌（5）人工合成的激素易合成、原料广泛、效果稳定

解析　

（1）菊花组织在培养基①中形成愈伤组织后长出丛芽，在培养基②中生根后形成试管苗，所以①是发芽培养基，②是生根培养基，两者最主要的区别是发芽培养基中细胞分裂素的含量大于生长素的含量，而生根培养基中生长素的含量大于细胞分裂素的含量。

（2）MS固体培养基由大量元素、微量元素和有机成分、激素、琼脂组成。

（3）愈伤组织发芽是再分化的过程，其根本原因是基因的选择性表达。

（4）菊花组织在接种到培养基之前必须先进行消毒处理，整个组织培养过程必须在无菌条件下进行。

（5）人工合成的植物激素具有容易合成、原料广泛、效果稳定的优点，因此在农业生产中被广泛应用。

植物组织培养与微生物培养的主要区别

项目

植物组织培养技术

微生物的培养技术

营养物质

矿质元素（大量元素、微量元素）、蔗糖、维生素、植物激素和有机成分

碳源、氮源、维生素、无机盐和水，不含植物激素

无菌操作

实验室培养阶段无菌（移至土中定植时，为自然环境）

全程无菌

温度

18～25℃

通常37℃培养，4℃保存

光照

需光照

无需光照

专题强化练

一、选择题

1．下面是利用微生物制作果酒、果醋的流程示意图，请据图判断下列说法中正确的是（　　）

―→

―→

―→

―→

―→

A．制作果酒时，先去除烂籽粒和枝梗，再用清水冲洗掉污物

B．榨汁前，榨汁机和发酵瓶都需要用体积分数为70%的盐酸消毒

C．A过程是酒精发酵，A过程结束后，只需要提高一定的环境温度就能产生果醋

D．导致发酵产物不同的重要因素是温度、时间、菌种等

答案　D

解析　制作果酒时，应该先用清水冲洗掉污物，再去除烂籽粒和枝梗，A错误；榨汁机要清洗干净，并晾干；发酵装置要清洗干净，并用70%的酒精消毒，B错误；A过程是酒精发酵，A过程完成后，除了需要提高一定的温度，还要通入氧气，才能产生果醋，C错误；根据流程图可知导致发酵产物不同的重要因素是温度、时间、菌种等，D正确。

2．关于发酵过程产物检验的说法，正确的是（　　）

A．果汁发酵是否产生酒精，可用NaOH来检验

B．检验醋酸产生的简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定

C．泡菜制作过程中亚硝酸盐的含量不能测定

D．测定果酒、果醋的产生和亚硝酸盐的含量均可用品尝法

答案　B

解析　果汁发酵是否产生酒精，可用酸性重铬酸钾来检验，A错误；检验醋酸产生的简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定，B正确；泡菜制作过程中亚硝酸盐的含量可以用光电比色法进行测定，C错误；亚硝酸盐无味且有毒，不能用品尝法检测其含量，D错误。

3．如图装置既可用于生产果酒，又可用于生产果醋。

以下对于果酒和果醋生产时的控制条件叙述正确的是（　　）

A．生产果酒时，开关1、2、3都要始终关上

B．生产果醋时，开关1、2、3都要打开

C．生产果醋时，开关1要打开，开关2、3要关上

D．生产果酒时，开关1、3要始终关上，开关2要间断打开

答案　D

解析　

（1）果酒发酵过程中，除了产生酒精，还会产生大量的二氧化碳，因此生产果酒时，开关1、3要始终关上，开关2要间断打开。

（2）参与果醋制作的菌种是醋酸菌，而醋酸菌是嗜氧菌，其进行醋酸发酵时也会产生二氧化碳，因此开关1、2要打开，开关3要关上。

4．在植物组织培养再分化阶段中，逐渐改变培养基中植物激素X和植物激素Y的浓度比，细胞群的变化情况如下图所示。

若培养基中植物激素X的浓度为a、植物激素Y的浓度为a＋0.2，则细胞群分化的结果最可能是试管（　　）

答案　C

解析　由图可知，植物激素X的浓度小于植物激素Y的浓度时，有利于根的分化。

5．下列关于植物组织培养中植物激素使用的说法，不正确的是（　　）

A．植物组织培养中的关键性激素是生长素和细胞分裂素

B．先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂和分化

C．先使用细胞分裂素，后使用生长素，细胞既分裂又分化

D．同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向

答案　B

解析　用于植物组织培养的培养基中除营养成分外，还需添加植物激素，一般包括生长素和细胞分裂素；外植体脱分化、再分化的诱导方向取决于二者的比例。

先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂，但细胞不分化；先使用细胞分裂素，后使用生长素，对细胞的分裂和分化均有利。

二、非选择题

6．某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化”开展了研究，操作如下：

某年1月4日下午选取1、2、3号三只相同的泡菜坛，在每个坛中加入洗净的新鲜莲花菜0.6kg，再分别倒入适量的煮沸并冷却的10%的盐水，将坛密封，置于同一环境中。

封坛前进行第一次取样测定亚硝酸盐含量，后来定时测定，结果如图。

请问：

（1）实验中盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是___________________________

________________________________________________________________________，

在腌制过程中，会出现坛中溶液量增加，这是由____________________________

________________________________________________________________________。

（2）在腌制泡菜的过程中，起主要作用的微生物是__________，用水封坛的作用是________________________。

（3）该小组对实验数据的处理方法是否合理？

________。

说明理由：

______________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）测定亚硝酸盐含量的方法是___________，其原理是：

在盐酸酸化的条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐偶联形成________色产物，将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。

（5）实验中三只坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异，最可能的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）加热煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响　外界溶液浓度过高使细胞渗透失水

（2）乳酸菌和假丝酵母　提供无氧环境

（3）不合理　应将三个坛中，每次测定的亚硝酸盐含量分别记录，求出平均值，然后以时间为横坐标，亚硝酸盐含量为纵坐标画曲线图

（4）光电比色法　紫红　（5）各坛中微生物种类和数量可能存在差异

解析　

（1）泡菜制作过程中盐水需煮沸的目的是为了杀灭杂菌，冷却后再用是为了防止温度过高杀死乳酸菌等发酵的菌种；由于盐水浓度大于细胞液浓度，植物细胞会通过渗