高考生物专题复习生物技术实践包含答案.docx
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高考生物专题复习生物技术实践包含答案
2020年高考生物专题复习：
生物技术实践
一、考点突破
（1）微生物的分离和培养
（2）某种微生物数量的测定
（3）微生物对培养基的选择利用
（4）利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用
（5）酶的存在与简单制作方法
（6）酶活力测定的一般原理和方法
（7）酶在食品制造和洗涤等方面的应用
（8）制备和应用固定化酶
（9）从生物材料中提取某些特定的成分
（10）运用发酵技术加工食品的基本方法
（11）测定食品加工中可能产生的有害物质
（12）植物的组织培养
（13）蛋白质的提取和分离
（14）PCR技术的基本操作和应用
二、重难点提示
纵观近几年的高考，本专题考点主要集中在微生物的培养和利用、植物的组织培养、DNA的粗提取和PCR技术操作，诸如血红蛋白的提取与分离、酶技术以及植物有效成分的提取等知识点是新课标所增加的知识点，在今后的高考试题中必然会有体现，复习时也应加以重视。
专家点拨
一、本讲内容框架图
二、重点知识点拨
（一）微生物的培养与应用
1.培养基
（1）营养构成：
各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
（2）培养基类型
①按培养基的物理性质可分为固体培养基和液体培养基两种，其中固体培养基用于菌种分离、鉴定、菌落计数等。
而液体培养基常用于科研或工业生产等。
长有菌落的琼脂固体培养基液体培养基
②按培养基的功能可分为选择培养基和鉴别培养基。
③按照人们对培养基中成分的了解程度可分为天然培养基和合成培养基两种。
说明：
代谢类型不同的微生物，对培养基营养成分的要求不同，如自养型微生物可以利用无机碳源，而异养型微生物则必须利用有机碳源。
不论代谢类型如何，微生物对营养物质的要求都包括碳源、氮源、水、无机盐、生长因子五类。
2.关于无菌技术
（1）实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌；常用的消毒方法有煮沸消毒、巴氏消毒、化学药剂消毒。
对不同的对象需采用不同的消毒或灭菌方法。
（2）在进行微生物培养时，获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌入侵。
无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括四方面的内容：
①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。
②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。
③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
3.菌种的纯化
（1）利用不同的菌体的菌落特征不同分离菌种，常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法两种：
①平板划线法是用同一接种环在固体培养基表面连续划线，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面，以形成标准菌落。
②稀释涂布平板法则是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释程度的菌液分别涂布到固体培养基的表面，进行培养，以形成标准菌落。
（2）选择培养，利用不同微生物对营养物质需要的不同或对环境要求的不同，将不同微生物分开。
（二）果酒、果醋、腐乳、泡菜制作的注意事项
1.果酒、果醋制作的注意事项
（1）材料的选择与处理
选择新鲜的葡萄，榨汁前应先冲洗，再除去枝梗，以避免去除枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
（2）防止发酵液被污染
需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。
为避免杂菌污染：
榨汁机要洗净并晾干，发酵装置要洗净并用70%的酒精消毒；若用简易的发酵装置，每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。
（3）控制发酵条件
果酒
果醋
温度
20℃左右，最适合繁殖；18～25℃，酒精发酵
30～35℃，最适合生长
氧气
前期通入O2，然后控制无O2
O2充足
其他
时间：
10～12天；pH：
5.0～6.0
时间：
约7～8天
2.腐乳制作的注意事项
（1）影响腐乳品质的条件：
水、盐、酒、温度、发酵时间等。
①水的控制：
含水量约70%，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。
②盐的控制：
盐浓度过高，会影响腐乳的口味，浓度过低，腐乳易腐败变质。
③酒的控制：
酒精含量一般控制在12%左右。
酒精含量过高，使腐乳成熟期延长。
酒精含量过低，杂菌繁殖快，腐乳易腐败。
④温度的控制：
温度为15～18℃，适合毛霉生长。
发酵时间宜控制在6个月左右。
（2）防止杂菌污染
①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。
②装瓶时，操作要迅速小心。
加放卤汤后，要用胶条将瓶口密封。
封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。
（3）腌制条件的控制：
腌制过程中要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。
发酵时间受到温度的影响：
18～20℃，腌制15天左右。
温度高，时间短一些。
温度过高、食盐用量不足10%、腌制时间过短，都容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。
（三）植物的组织培养技术
1.植物组织培养原理
植物组织培养的原理是细胞的全能性。
不同细胞的全能性不一样。
生物体的所有细胞全能性大小比较如下：
①受精卵>生殖细胞>体细胞；②体细胞中：
幼嫩植物组织（如芽尖）>成熟组织细胞。
2.植物组织培养技术和花药培养技术的异同
植物组织培养技术
花药培养技术
相同点
理论依据
植物细胞的全能性
基本过程
无菌技术及接种操作基本相同
影响因素
选材、营养、激素、pH、温度、光照等
不同点
选材
体细胞
生殖细胞（精子）
（四）探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果实验应注意的事项
1.实验原理
酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。
2.实验变量
（1）自变量：
加酶洗衣粉。
（2）无关变量：
其他条件相同且适宜（如温度、pH等）。
3.实验步骤
步骤
烧杯编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
注入自来水
500mL
500mL
500mL
加入物质（等量）
奶渍布
奶渍布
奶渍布
控制水温
37℃
37℃
37℃
加入洗衣粉（等量）
蛋白酶
洗衣粉
复合酶
洗衣粉
脂肪酶
洗衣粉
用玻璃棒搅拌
5min
5min
5min
观察实验现象
4.实验时注意事项
（1）在比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的实验中，自变量为洗衣粉的种类，设计时应遵循单一变量原则、对照原则，有效控制其他变量，如水的用量、污染物的量、所用实验的布的质地和大小、两种洗衣粉的用量、搅拌及洗涤时间等。
（2）在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果的条件，如最适温度、pH，还要考虑衣物的承受力，如蛋白酶洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物；也要考虑洗涤成本问题，因污渍的成分比较复杂，一般选择复合加酶洗衣粉，以减少用量。
（3）该实验探究多种加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果，也可以探究同一种加酶洗衣粉对于不同污渍的洗涤效果。
（五）DNA的粗提取与鉴定
1.原理、方法和目的
基本原理
方法
目的
DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低
溶于NaCl溶液中并稀释
①NaCl溶液为2mol/L时，DNA溶解，而部分蛋白质发生盐析而生成沉淀，通过过滤可除去部分蛋白质及不溶于NaCl溶液的杂质
②当NaCl溶液稀释至0.14mol/L时，DNA析出，过滤可除去溶于NaCl中的部分蛋白质和其他杂质
DNA不被蛋白酶所水解
加入嫩肉粉
嫩肉粉中含木瓜蛋白酶，水解蛋白质
DNA不溶于酒精溶液
加入冷却酒精（95%）
DNA析出，除去溶于酒精的蛋白质
DNA可被二苯胺染成蓝色
加入二苯胺，并进行沸水浴
鉴定DNA
2.实验材料
（1）动物
（2）植物：
新鲜菜花、蒜黄、菠菜等。
人和哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核，也没有DNA，不适于作DNA提取的材料，但却是提取血红蛋白的理想材料。
3.鉴定
比较
加入物质
结果
图示
实验组
均加入：
①4mL
二苯胺试剂
②2mol/L
NaCl溶液5mL
丝状物（DNA）
溶液逐渐
变蓝
对照组
——
不变蓝
4.注意事项
①制备鸡血细胞液时，要在取鸡血的同时加入柠檬酸钠，静置后上层是血清，下层为所需要的血细胞。
②两次加蒸馏水的目的不同。
③鉴定DNA时需沸水浴加热。
（六）血红蛋白的提取和分离
1.蛋白质分离的依据
蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等，可以用来提取和分离不同种类的蛋白质。
2.方法及原理
（1）凝胶色谱法原理
蛋白质比较
相对分子质量大
相对分子质量小
凝胶内部
不能进入
能进入
运动方式
垂直向下
垂直向下和无规则扩散运动
经过路程
较短
较长
洗脱次序
先流出
后流出
凝胶色谱柱的直径大小不影响分离效果，但直径过大易造成洗脱液体积大，样品稀释度大；凝胶色谱柱的高度与分离度有关。
（2）凝胶电泳法原理
凝胶电泳法的原理是不同蛋白质的带电性质、电量、形状和大小不同，在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。
状元典例
能力提升类
例1下列果酒、果醋和腐乳制作的相关叙述，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
一点通：
制作果酒，酵母菌繁殖适宜温度为20度左右，酒精发酵时适宜温度在18~25度，制作果醋的适宜温度为30~35度，制作腐乳的适宜温度15~18度，所以A选项错误；醋酸菌为好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动，所以B选项错误；果酒、果醋和腐乳制作使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、毛霉等，所以C选项错误；D选项正确。
答案：
D
例2苯酚是工业生产中排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。
某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如下图所示，①为土壤样品。
下列相关叙述错误的是（）
A.图中②培养目的菌株的选择培养基中应加入苯酚作为碳源
B.如果要测定②中活细菌数量，常采用稀释涂布平板法
C.若图中④为对照实验，则其中应以苯酚作为唯一的碳源
D.使用平板划线法可以在⑥上获得单菌落
一点通：
本题以“从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株”为载体，考查用选择培养基分离微生物的基本方法。
解题时，应从所分离微生物与其他微生物对营养或理化条件的异同、实验各个过程的原理入手进行分析。
用苯酚作为选择培养基的特殊的碳源，也是微生物的能源物质，所以会影响其生长。
测定培养液中细菌数目多用稀释涂布平板法。
若④为对照实验，则④应含除苯酚外的其他碳源，⑤以苯酚作为唯一碳源。
使用稀释涂布平板法或平板划线法都可以在⑥上获得单菌落。
答案：
C
综合运用类
例1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
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