全国通用高考生物二轮复习专题七生物技术实践讲义.docx

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全国通用高考生物二轮复习专题七生物技术实践讲义

专题七生物技术实践

考点一　微生物的利用

1．图解微生物的培养、分离与计数（填空）

2．把握微生物分离与计数的两个实例（填空）

（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：

含酚红指示剂以尿素为唯一氮源的培养基→细菌→出现红色透明圈，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：

即：

可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

②流程：

土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。

（1）倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上（2015·江苏卷，T19B）（×）

（2）某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。

接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养（×）

（2013·江苏卷，T18C）

（3）纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法（√）

（4）在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌（×）

（5）检测土壤中细菌总数实验操作中，确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数（×）

（6）培养微生物的培养基分装到培养皿后进行灭菌（×）

1．（2016·全国卷Ⅰ）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值。

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．从土壤中分离分解尿素的细菌的一般过程为“采集土样→稀释→纯化分离→性能测定”，下表为分离分解尿素的细菌所用的培养基配方。

请回答下列有关问题：

KH2PO4

1.4g

葡萄糖

10.0g

Na2HPO4

2.1g

尿素

1.0g

MgSO4·7H2O

0.2g

琼脂

15.0g

蒸馏水定容至1000mL

（1）该培养基含有培养微生物所需要的各种基本成分，其中最主要的碳源是________，氮源是________。

获得纯净分解尿素的细菌的关键是________________________________。

（2）鉴定某种细菌是否能够分解尿素，应该在培养基中加入________指示剂，若该细菌能够分解尿素，则指示剂变为________色，原理是____________________________________________________________________________。

（3）微生物分离纯化的方法通常有平板划线法和稀释涂布平板法。

如果要统计细菌的数目，只能用________________法，在下面所示的四种菌落分布图中，不可能是用该方法得到的是________（填字母）。

解析：

（1）微生物培养的培养基的基本成分是碳源、氮源、水、无机盐。

题中表格内显示的主要碳源是葡萄糖，氮源是尿素。

获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。

（2）在细菌分解尿素的过程中，细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基的pH升高，从而使酚红指示剂变红。

（3）分离纯化微生物常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法，计数时只能用稀释涂布平板法。

答案：

（1）葡萄糖　尿素　防止外来杂菌的入侵　

（2）酚红　红　在细菌分解尿素的过程中，细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基的pH升高　（3）稀释涂布平板　D

微生物纯化培养的方法比较

（1）平板划线操作：

2稀释涂布平板操作：

先将菌液进行一系列梯度稀释后涂布平板，在稀释度足够高的菌液里，聚集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。

如图所示：

考点二　传统发酵技术的应用

1．果酒和果醋的制作（填空）

2．腐乳的制作（填空）

（1）制作原理：

（2）实验流程及影响因素：

3．泡菜的制作（填空）

（1）勤向腐乳坯表面喷水，有利于毛霉菌丝的生长（×）

（2015·江苏卷，T17C）

（2）泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵（√）

（3）腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶（√）

（4）某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。

先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵（×）

（5）在制作果醋时，如果条件适宜，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸（√）

（6）在制作腐乳时，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（×）

（7）在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，让发酵装置接受光照并放在45℃处（×）

1．（2017·全国卷Ⅱ）豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。

为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32h内定期取样观测发酵效果。

回答下列问题：

（1）该实验的自变量是________、________。

（2）如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是________。

（3）如果在实验后，发现32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为__________，脂肪转变为__________。

解析：

（1）实验使用甲、乙两种菌种，并在32h内定期取样观测发酵效果，所以该实验的自变量是菌种和发酵时间。

（2）如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是好氧型微生物。

（3）因“32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系”，说明发酵的最佳时间可能超过32h，故可继续延长发酵时间，定期取样观测发酵效果，以确定最好的发酵效果所对应的时间，此时间即为最佳发酵时间。

（4）从大豆到豆豉，在相关微生物的作用下，大豆中的蛋白质转变为肽和氨基酸，脂肪转变为甘油和脂肪酸。

答案：

（1）菌种　发酵时间　

（2）好氧菌　（3）延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间　（4）氨基酸和肽　脂肪酸和甘油

2．如图是几种食品发酵的实验装置或操作步骤。

请回答下列问题：

（1）图甲是制作果酒的装置图。

图中发酵瓶可用体积分数为70%的酒精进行________（填“消毒”或“灭菌”），酒精发酵时一般将温度控制在________℃。

（2）图乙是制作果醋的装置图。

制作果醋过程中要不断通入空气，原因是___________________________________________。

当缺少糖源时，利用乙醇产生发酵产物的途径是________________________________________。

（3）图丙是制作腐乳的操作步骤。

参与豆腐发酵的微生物有多种，其中起主要作用的是________。

将豆腐块加盐腌制能够________________，避免豆腐块腐败变质。

（4）图丁是制作泡菜的装置图。

发酵坛中要加入新鲜的蔬菜和盐水，其中盐水中清水和盐的质量比是________。

向坛盖边沿的水槽中注满水的目的是保证发酵坛中的________环境。

解析：

（1）制作果酒时，发酵瓶可用体积分数为70%的酒精进行消毒。

酒精发酵时一般将温度控制在18～25℃。

（2）制作果醋所用的微生物是醋酸菌，醋酸菌属于好氧微生物，缺乏氧气会死亡，所以要不断向装置中通入空气（或氧气）。

当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇先转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸。

（3）腐乳制作过程中，多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是毛霉。

在制作腐乳的过程中，加盐的目的是析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，同时能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。

（4）制作泡菜所用盐水中清水和盐的质量比是4∶1。

向坛盖边沿的水槽中注满水是为了使坛内形成一个无氧环境。

答案：

（1）消毒　18～25　

（2）制作果醋所用的微生物是醋酸菌，醋酸菌属于好氧微生物，缺乏氧气会死亡　乙醇变为乙醛，乙醛再变为醋酸　（3）毛霉　抑制微生物的生长，析出豆腐块中的水分　（4）4∶1　无氧

控制杂菌的四大措施

（1）通过发酵条件控制杂菌。

①无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌。

②乳酸发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖。

（2）利用盐控制杂菌，如腐乳的制作。

（3）利用酒精控制杂菌，如果酒、腐乳的制作。

（4）利用香辛料（调味料）控制杂菌，如腐乳、泡菜的制作。

考点三　生物技术在其他方面的应用

1．图解生物技术在其他方面的应用（填空）

2．归纳DNA粗提取与鉴定（填空）

3．比较植物有效成分的提取（填表）

物质

方法

原理

步骤

玫瑰精油

水蒸气蒸馏法

利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油带出来

水蒸气蒸馏→分离油层（加NaCl）→除水过滤（加无水Na2SO4）

橘皮精油

压榨法

通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油

石灰水浸泡、漂洗→压榨、过滤、静置→再次过滤

胡萝卜素

萃取法

使提取物溶解在有机溶剂中，蒸发后得到提取物

粉碎、干燥→萃取、过滤→浓缩

（1）用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质（√）

（2）薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用干薄荷叶做原料，可采用水蒸气蒸馏法提取（×）

（3）用萃取法提取胡萝卜素的主要步骤是：

干燥、粉碎、萃取、浓缩、过滤（×）

（4）在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解（√）

（5）提取的胡萝卜素可通过纸层析法进行鉴定，在鉴定过程中不需要对照（×）

1．真核生物细胞内，DNA和蛋白质以及一些RNA等混杂在一起，难以分离。

生物兴趣小组的同学为了获得纯度相对较高的DNA展开了实验探究。

（1）分离各种物质的基本思路是根据DNA和其他物质理化性质的不同而采取一定的方法，如图是从各种物质之间________的差异角度开展研究：

a．取鸡血细胞悬液10mL，加蒸馏水20mL，同时用玻璃棒____________（填“轻轻搅拌”或“快速搅拌”）。

过滤，取滤液，转移到塑料材质的大烧杯中。

b．沿大烧杯内壁持续、缓慢地加入饱和硫酸铵溶液，用玻璃棒沿一个方向______________（填“轻轻搅拌”或“快速搅拌”），同时不断收集析出的物质。

如图是根据鸡血中几种物质的析出情况绘制的曲线，请据图分析：

c．如果只收集纤维蛋白，可采取的措施是__________________________________________________。

d．先用饱和度40%的硫酸铵溶液析出绝大部分纤维蛋白和大部分球蛋白，再在饱和度约为________的硫酸铵溶液中析出DNA（既保证DNA提取量较大又避免其他杂质过多），与此同时析出的物质还有________。

（2）如果要进一步去掉其他杂质，尽可能提高获得的DNA纯度，可采取的两种办法有：

将DNA与球蛋白的混合物加入到______________中，收集再次析出物；用______________处理溶有DNA与蛋白质的溶液。

解析：

（1）分析曲线图可知，不同物质在不同浓度的硫酸铵溶液中析出的相对量有所差别，即分离各种物质的基本思路是根据DNA和其他物质之间溶解度的差异开展研究。

加入蒸馏水使鸡血细胞胀破，为使细胞快速并充分破裂，应用玻璃棒快速搅拌；当物质开始析出后，为了防止目的产物被破坏，故要轻轻搅拌。

由题图中看出，纤维蛋白在硫酸铵饱和度达到20%之前已经开始析出，随着硫酸铵饱和度增加，纤维蛋白的溶解度逐渐减小，在硫酸铵饱和度为30%时析出最快，且当硫酸铵饱和度超过30%后球蛋白也逐渐析出，因此如果只收集纤维蛋白，可以在硫酸铵饱和度达到30%之前收集析出物。

在饱和度为40%的硫酸铵溶液中，纤维蛋白全部析出，部分球蛋白也析出，再用饱和度约为50%的硫酸铵可析出大量DNA和部分球蛋白。

（2）为进一步提高获得的DNA纯度，可将DNA与球蛋白的混合物加入到冷却的酒精中，由于DNA不溶于酒精，而其他杂蛋白可溶于酒精，因此收集再次析出物即可获得更高纯度的DNA；另外，还可用嫩肉粉（木瓜蛋白酶）处理溶有DNA与蛋白质的溶液，由于酶具有专一性，此时蛋白质杂质可以被酶水解，进而分离出纯度较高的DNA。

答案：

（1）溶解度　快速搅拌　轻轻搅拌　在硫酸铵浓度达到30%之前收集析出物　50%　球蛋白　

（2）冷却酒精　嫩肉粉（木瓜蛋白酶）

2．下面是与植物芳香油的提取相关的问题，请回答：

（1）玫瑰精油的提取可使用图1所示装置，这种方法叫________法；收集的液体________（填“是”或“不是”）纯的玫瑰精油。

（2）橘皮精油的提取原料是橘皮，但橘皮易焦糊，宜采用________法提取橘皮精油。

（3）胡萝卜素是________色的结晶。

从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的是________法，加热时应该注意控制________________，一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量成________比。

（4）将提取的胡萝卜素粗品通过纸层析进行鉴定，图2为鉴定结果示意图，请据图回答，A、B、C、D四点中，属于标准样品的样点是________。

解析：

（1）从图1装置可以看出，玫瑰精油的提取方法为蒸馏法；蒸馏后得到的蒸馏液不是纯的玫瑰精油，而是油水混合物。

（2）橘皮易发生焦糊，因此应该采用压榨法提取橘皮精油。

（3）胡萝卜素是橘黄色的结晶；从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是萃取法；由于高温时胡萝卜素会分解，因此加热时要注意控制好温度和时间；提取胡萝卜素时，原料中的含水量会影响提取效率，因此提取效率与含水量成反比。

（4）分析题图2可知，A、D为标准样品的样点。

答案：

（1）蒸馏　不是　

（2）压榨　（3）橘黄　萃取　温度和时间　反　（4）A、D

植物有效成分提取应注意的五个关键点

（1）水蒸气蒸馏过程中可用明火加热，萃取过程应该避免明火加热，采取水浴加热，这是因为有机溶剂都是易燃物，直接用明火加热容易引起燃烧、爆炸。

（2）在用水蒸气蒸馏法制取玫瑰精油的过程中，油水混合物中要加入NaCl的目的是增大水的密度，有利于玫瑰精油与水的分层。

加入无水Na2SO4的目的是吸收精油中残留的水分。

（3）蒸馏时若温度太高，时间太短，产品品质较差，若提高产品品质，可适当延长蒸馏时间。

（4）橘皮压榨前，可在石灰水中浸泡10h以上，既防止压榨时滑脱，提高出油率，又不会在过滤时堵塞筛眼。

（5）萃取时一般来说原料颗粒小，萃取温度高，时间长，则提取的物质能够充分溶解，萃取效果较好。

1．（2017·全国卷Ⅰ）某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。

回答下列问题：

（1）有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生__________。

能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，原因是__________________________________________。

但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是______________________________________________（答出两点即可）。

（2）为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择________（填“尿素”“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”）作为氮源，不选择其他两组的原因是____________________________________________________。

（3）用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有________________________________________________（答出两点即可）。

解析：

（1）土壤中的某些细菌之所以能够分解尿素，是因为它们能产生脲酶。

尿素分解菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物，必须利用现成的有机物（如葡萄糖）作为碳源；葡萄糖通过呼吸作用被分解时，能为细胞生命活动提供能量，同时，葡萄糖还可以转化成脂肪、某些氨基酸等物质，所以进入细菌体内的葡萄糖能为其他有机物的合成提供原料。

（2）选择培养基只是允许特定种类的微生物（目的微生物）生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。

本实验的目的菌是可分解尿素的细菌，因此配制的培养基应只允许尿素分解菌生长，NH4NO3可以作为所有细菌的氮源，培养基中如含有NH4NO3，将不能起到筛选作用。

（3）KH2PO4和Na2HPO4能为细菌生长提供钾盐、钠盐和磷酸盐，而H2PO

/HPO

可作为缓冲剂，使培养基中pH保持相对稳定。

答案：

（1）脲酶　分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物　为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料　

（2）尿素　其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用　（3）为细菌生长提供无机营养，作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定

2．（2016·全国卷Ⅲ）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：

（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·全国卷Ⅱ）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是酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。

乙醇可用酸性的重铬酸钾试剂检测，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℃，故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．（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________________________________________________________________________

____________________________________________________________________