高考生物二轮复习专题讲练测专题16生物技术实践讲.docx

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高考生物二轮复习专题讲练测专题16生物技术实践讲

2016年高三二轮复习讲练测之讲案【新课标版生物】

专题16生物技术实践

考向01　微生物的利用

1.讲高考

（1）考纲要求

简述微生物培养、选择及应用。

（2）命题规律

预计2016年高考命题会结合相关实例考查微生物的培养及利用。

（3）高考试题展示

1.【2015江苏卷】做“微生物的分离与培养”实验时,下列叙述正确的是（）

A.高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖

B.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

C.为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落

D.用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上

【答案】D

【考点定位】微生物的分离与培养的实验操作。

2．【2015新课标Ⅰ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于染色。

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10g油脂所需酶量依次为4mg、1mg、6mg，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。

【答案】

（1）苏丹III（或者苏丹IV）萃取法

（2）油脂

（3）血细胞计数板稀释涂布平板

（4）4540

【考点定位】本题考查了油脂的提取和鉴定、微生物的分离、菌体计数、及温度对酶活性的影响等知识点。

2.讲基础

1.有关微生物实验的基本方法

（1）制备培养基：

计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。

（2）无菌技术：

主要指消毒和灭菌。

（3）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。

（4）平板划线法：

是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。

（5）稀释涂布平板法：

先将菌液进行一系列的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：

2.微生物的分离和培养

（1）分离方法：

选择培养基。

（2）某种微生物的分离

①土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

a.筛选菌株：

利用选择培养基筛选菌株。

b.计数方法：

稀释涂布平板法和显微镜直接计数法。

c.过程：

土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。

②分解纤维素的微生物的分离

a.实验原理

即：

可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

b.流程：

土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。

3.讲典例

【例1】某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。

下列叙述正确的是（）

A.培养基分装到培养皿后进行灭菌

B.转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线

C.接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养

D.培养过程中每隔一周观察一次

【答案】B

【解析】在配制培养基的过程中要先灭菌后倒平板，A错误；转换划线角度后要对接种环进行灼烧灭菌再进行划线，B正确；接种后放置在恒温培养箱中进行培养，C错误；培养过程中一般要隔天观察一次，D错误。

【考点定位】微生物的培养。

【趁热打铁】下表为某培养基的配方，有关叙述正确的是（）

A．此培养基属通用培养基，可以鉴别出大肠杆菌

B．能在此培养基上生长的大肠杆菌，拟核上有青霉素的基因

C．此培养基可以用于选育转基因大肠杆菌菌种的基因工程的操作过程中

D．此培养基可以用来检测自来水中细菌含量是否符合饮用水标准

【答案】C

【考点定位】本题考查培养基的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力。

【例2】下列对微生物描述正确的是（）

A．某种微生物传染病的易感人群人数越多群体免疫力越强

B．黄曲霉可以在不含碳源的培养基上生长

C．硝化细菌可以在无氮培养基中生长

D．大肠杆菌可以在未灭菌的牛肉膏蛋白胨培养基上生长

【答案】D

【解析】某种微生物传染病的易感人群人数越多群体免疫力越低，A错误；黄曲霉菌属于异养型微生物，黄曲霉不能在不含碳源的培养基上生长，B错误；硝化细菌属于自养型微生物，硝化细菌可以在无碳培养基中生长，C错误；细菌的培养基是牛肉膏-蛋白胨培养基，如果表示培养特定的细菌，大肠杆菌可以在未灭菌的牛肉膏蛋白胨培养基上生长，D正确。

【考点定位】培养基对微生物的选择作用。

【趁热打铁】分离土壤中分解尿素的细菌的实验操作中，对于获得纯化的尿素分解菌的单菌落影响最大的是（　　）

A．制备浸出液的土壤取自土壤的表层

B．涂布前涂布器未在酒精灯外焰上灼烧灭菌

C．牛肉膏蛋白胨培养基中添加尿素作为氮源

D．接种操作者的双手未用酒精棉进行消毒

【答案】C

【考点定位】本题考查微生物培养和利用的相关知识，意在考查考生能理解相关实验的原理和方法，把握材料和试剂的选择，熟练完成相关实验的能力。

4.讲方法

1．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数：

（1）筛选菌株：

在选择培养基的配方中，把尿素作为培养基中的唯一氮源，原则上只有能够利用尿素的微生物才能够生长。

（2）计数方法。

①显微镜直接计数法。

a．原理：

利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量。

b．方法：

用计数板计数。

c．缺点；不能区分死菌与活菌。

②间接计数法（活菌计数法）

a．原理：

当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。

通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。

b．操作。

i．设置重复组，增强实验的说服力与准确性。

ii.为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。

iii.计算公式：

每克样品中的菌株数＝（C÷V）×M。

（3）过程：

土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。

2．分解纤维素的微生物的分离：

（1）原理。

即可根据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。

（3）注意事项：

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。

5.讲规律

1．用选择培养基分离微生物的方法

（1）在基础培养基中加入抗性物质。

举例：

①加高浓度食盐分离金黄色葡萄球菌；②加青霉素分离酵母菌和细菌。

（2）通过改变培养基的成分。

举例：

①培养基中缺乏氮源时，可分离自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存。

②培养基中若缺乏有机碳源则异养微生物无法生存，而自养微生物可利用空气中的CO2制造有机物生存。

（3）利用培养基的特定成分。

举例：

①当石油是唯一碳源时，可抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，从而分离出能消除石油污染的微生物。

②当纤维素为唯一碳源时，分离纤维素分解菌。

考向02　生物技术在食品加工及其他方面的应用

1.讲高考

（1）考纲要求

简述植物组织中有效成分的提取、果酒和果醋的制作及植物组织培养技术。

（2）命题规律

预计2016年高考命题会以给定材料综合考查植物组织培养技术及有效成分的提取等知识。

（3）高考试题展示

1．【2015江苏卷】右图为苹果酒的发酵装置示意图,下列叙述错误的是（）

A.发酵过程中酒精的产生速率越来越快

B.集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2

C.发酵过程中酵母种群呈“J”型增长

D.若发酵液表面出现菌膜,最可能原因是发酵瓶漏气

【答案】ABC

【考点定位】果酒的制作。

2．【2015新课标Ⅱ卷】回答与胡萝卜有关的问题：

（1）胡罗卜含有的胡罗卜素中，最主要的是（填“α—胡罗卜素”或“β—胡罗卜素”或“γ—胡罗卜素”），该胡罗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，胡罗卜素是（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罗卜素时，（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罗卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是。

【答案】

（1）β—胡罗卜素维生素A夜盲症非挥发性（每空2分）

（2）需要（2分）

（3）乙酸乙酯（2分）萃取胡罗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）

【解析】

（1）胡萝卜中含有的主要是β—胡罗卜素，β—胡罗卜素可在人体内可转变成维生素A。

夜盲症是由于维生素A缺乏导致。

胡罗卜素没有挥发性。

（3）作为萃取胡罗卜素的萃取剂要有较高的沸点、能充分溶解胡罗卜素且与水不混溶。

胡罗卜素虽可溶于乙醇，但乙醇是水溶性有机溶剂，萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不能用乙醇做萃取剂。

【考点定位】本题考查胡萝卜素提取的相关知识，意在考查考生对知识的识记能力。

2.讲基础

1.果酒和果醋发酵装置的设计思路

（1）酵母菌繁殖需要氧气，醋酸菌是好氧细菌，则果酒制作前期和果醋制作整个过程都需要氧气；酵母菌产生酒精时是厌氧的，则在充气口处应该设置开关。

（2）发酵过程中产生CO2，需要设置排气口；为了防止空气中微生物污染，排气口应该连接一个长而弯曲的胶管。

（3）为便于取样及监测发酵情况，需要设置出料口。

2.制作果酒、果醋、腐乳、泡菜菌种的比较

项目

酵母菌

醋酸菌

毛霉

乳酸菌

生物学分类

真核生物

原核生物

真核生物

原核生物

代谢类型

异养兼性厌氧型

异养需氧型

异养需氧型

异养厌氧型

生产应用

酿酒、发面

酿醋

制作腐乳

制作酸奶、泡菜

氧的需求

前期需氧，后期厌氧

一直需氧

一直需氧

厌氧

3．植物组织培养的过程

4．植物茎的组织培养与花药植株培养

菊花茎的组织培养

月季的花药培养

理论依据

细胞的全能性

基本过程

脱分化、再分化

影响因素

材料、营养、激素、pH、温度、光照等

选择材料

体细胞

花药（生殖细胞）

操作流程

制备培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培

选材→材料消毒→接种和培养→筛选和诱导→移栽→栽培选育

3.讲典例

【例1】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。

下列相关叙述正确的是（）

A.酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高

B.先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵

C.与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好

D.适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖

【答案】D

【解析】醋酸菌是嗜热菌，果醋发酵所需的最适温度较高，A错误；进行果酒、果醋发酵实验，要先进行隔绝空气果酒发酵，再供氧进行果醋发酵，B错误；人工接种菌种单一，自然发酵菌群丰富，风味及品质更好，C错误；适当加大接种量，让菌体快速形成优势菌群，可以抑制杂菌生长，提高发酵速率，D正确。

【考点定位】此题考查果酒、果醋发酵实验，内容基础，难度不大。

【趁热打铁】将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验，下列相关操作错误的是（）

A.探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a

B.经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况

C.实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查

D.改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通

【答案】B

【考点定位】此题考查果酒、果醋发酵实验装置和条件控制，内容基础，难度不大。

【例2】某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。

下列有关叙述，错误的是（）

A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害

B．在愈伤组织培培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞

C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控

D．生根时，培养基通常应含α—萘乙酸等生长素类调节剂

【答案】B

【考点定位】植物组织培养相关知识。

【趁热打铁】为了获得植物次生代谢产物,先用植物外植体获得愈伤组织,然后在液体培养基中悬浮培养。

请回答下列问题:

（1）外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为。

（2）在愈伤组织悬浮培养时,细胞干重、蔗糖浓度和pH的变

化如右图所示。

细胞干重在12d后下降的原因有;培养液中蔗糖的作用是、。

（3）多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。

二倍体愈伤组织细胞经处理,会产生染色体加倍的细胞。

为检测愈伤组织细胞染色体数目,压片前常用纤维素酶和酶解离愈伤组织。

若愈伤组织细胞（2n）经诱导处理后,观察到染色体数为8n的细胞,合理的解释是、。

（4）为了更好地获得次生代谢产物,生产中采用植物细胞的固定化技术,其原理与酵母细

胞固定化类似。

下列说法正确的有（填序号）。

①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋②必须在光照条件下培养

③培养过程中需通空气④固定化后植物细胞生长会变慢

【答案】

（1）脱分化

（2）蔗糖浓度下降，pH降低提供能源调节渗透压

（3）秋水仙素（低温）果胶经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期经加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期（4）①③④

【解析】

（1）外植体经诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化。

（2）12天后，蔗糖浓度下降，pH降低，细胞干重下降，培养液中蔗糖主要为愈伤组织提供能量。

（3）诱导二倍体中染色体数目加倍形成四倍体的方法有秋水仙素处理或低温处理。

解离愈伤组织的酶有纤维素酶和果胶酶。

愈伤组织细胞经诱导处理后，形成的子细胞中染色体数目有4n、8n等，经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期，经加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期，细胞中的染色体均为8n。

（4）愈伤组织的培养必须在暗处进行，否则形成维管组织。

愈伤组织属于异养需氧型，培养过程需通空气，固定化后细胞与培养液接触减小，细胞生长变慢。

【考点定位】植物组织培养的知识。

4.讲方法

1．植物有效成分的提取方法比较

提取物质

提取方法

提取原理

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携带出来

1水蒸气蒸馏

2分离油层

3除水、过滤

橘皮精油

压榨法

通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油

①石灰水浸泡、漂洗②压榨、过滤、静置③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

1粉碎、干燥

②萃取、过滤

③浓缩

2．水蒸气蒸馏三种常用的方法比较

基本原理相同，但原料位置不同。

（1）水中蒸溜：

原料放于蒸馏容器的水中，水完全浸没原料。

（2）水上蒸馏：

容器中水的上方有筛板，原料置于筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜。

（3）水气蒸馏：

蒸馏容器下方有一排气孔，连接外源水蒸气，上方有筛板，上面放原料。

3．果酒和果醋发酵装置的设计思路

（1）酵母菌繁殖需要氧气，醋酸菌是好氧细菌，则果酒制作前期和果醋制作整个过程都需要氧气；酵母菌产生酒精时是厌氧的，则在充气口处应该设置开关。

（2）发酵过程中产生CO2，需要设置排气口；为了防止空气中微生物污染，排气口应该连接一个长而弯曲的胶管。

（3）为便于取样及监测发酵情况，需要设置出料口。

4．制作果酒、果醋菌种的比较

项目

酵母菌

醋酸菌

生物学分类

真核生物

原核生物

代谢类型

异养兼性厌氧型

异养需氧型

生产应用

酿酒、发面

酿醋

氧的需求

前期需氧，后期厌氧

一直需氧

5．影响植物组织培养的因素及成功的关键

（1）影响因素。

①内部因素：

材料的选取。

②外部因素：

营养成分的种类及配比，植物激素的用量及使用顺序，pH、温度、光照等。

（2）获得成功的关键。

①植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗逆性差，对培养条件要求较高。

②培养材料一旦被微生物污染，就会导致实验失败。

③无菌技术主要包括对操作空间、实验用具、实验材料以及操作者的消毒灭菌。

5.讲规律

1．胡萝卜素粗品鉴定过程中的5个易错点

（1）层析时没有选择干净的滤纸，导致实验现象不明显：

为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。

（2）点样时点样圆点太大（直径大于2mm），导致最终在滤纸上形成一条线，无法辨认被提取的色素：

点样圆点的直径应为2mm。

（3）将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时不能将滤纸两边相互接触：

以避免由于毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。

（4）层析液没及样品原点，色素溶解于层析液中，造成实验失败：

层析液不可没及样品原点，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。

（5）没设置标准样品作对照：

层析液中是否提取到胡萝卜素，可通过与标准样品中的β－胡萝卜素作对比予以确认。

2．在泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化

发酵时期

乳酸菌

乳酸

亚硝酸盐

发酵初期

少（有O2，乳酸菌活动受抑制）

少

增加（硝酸盐还原菌的作用）

发酵中期

最多（乳酸抑制其他菌活动）

积累、增多、pH下降

下降（硝酸盐还原菌活动受抑制，部分亚硝酸盐被分解）

发酵后期

减少（乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动）

继续增多，pH继续下降

下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）

3．植物激素与组织培养的关系

生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，其作用及特点为：

（1）在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。

（2）使用顺序不同，结果不同：

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，细胞既分裂又分化；同时使用时，分化频率提高。

（3）用量比例不同，结果也不同：

生长素用量细胞分裂素用量高：

利于根的分化、抑制芽的形成低：

利于芽的分化、抑制根的形成适中：

促进愈伤组织的形成。