高考生物大二轮专题复习与增分策略 专题18 生物技术实践课件.ppt

专题18生物技术实践 1 微生物的分离和培养 2 某种微生物数量的测定 3 培养基对微生物的选择作用 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 酶活力测定的一般原理和方法 6 酶在食品制造和洗涤等方面的应用 重温考纲要求 7 制备和应用固相化酶 8 从生物材料中提取某些特定的成分 9 运用发酵加工食品的基本方法 10 测定食品加工中可能产生的有害物质 11 蛋白质的提取和分离 内容索引 基础自查排查考点夯实基础 热点梳理突破热点梳理关键 基础自查排查考点夯实基础 自建知识体系 答案 水 碳源 氮源 无机盐 灭菌 尿素 稀释涂布平版 刚果红 酵母菌 乳酸菌 一系列酶 萃取 凝胶色 1 微生物利用的相关判断 1 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 2 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 3 在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌 4 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 5 培养微生物的培养基分装到培养皿后进行灭菌 自查知识缺漏 答案 2 传统发酵技术的相关判断 1 醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸 2 酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精 3 泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵 4 腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶 5 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 答案 3 植物有效成分提取的相关判断 1 薄荷油是挥发性物质 提取薄荷油时应选用干薄荷叶作原料 可采用水蒸气蒸馏法提取 2 用萃取法提取薄荷油时 采用的溶剂是酒精 原理是薄荷油易溶于有机溶剂酒精中 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 答案 4 酶的应用及血红蛋白的提取和分离的相关判断 1 酶的活性不能等同于酶促反应速率 2 相同ph时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉 3 固定化酶适合采用包埋法 因为酶分子较小 4 利用凝胶色谱法分离蛋白质时 相对分子质量较小的蛋白质因质量较小而运动速度更快 答案 返回 热点梳理突破热点梳理关键 一 微生物的培养 应用及传统发酵技术 二 酶的应用 血红蛋白的提取和分离及植物有效成分的提取 返回 1 2016 全国乙 39 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 配制培养基 成分 牛肉膏 蛋白胨 nacl x h2o 制作无菌平板 设置空白对照组和若干实验组 进行相关操作 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 一 微生物的培养 应用及传统发酵技术 1 2 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 该培养基中的成分x通常是 解析牛肉膏和蛋白胨都含有蛋白质的水解产物 都可以作为氮源 平板为固体培养基 故需要加入凝固剂琼脂 2 步骤 中 实验组的操作是 解析实验探究的是教室内 不同高度空气 中微生物的分布 其中变量为不同高度 故需在不同高度的位置上放置开盖平板 同时 为了保证单一变量 需要保证开盖放置时间一致 为了保证实验的可靠性 需要设置多个平行组 解析答案 牛肉膏 蛋白胨 琼脂 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 1 2 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 解析在完全正确的操作情况下 空白对照组中不应出现菌落 若出现菌落 表明操作过程中存在杂菌污染 属于实验失误 所有实验数据均不应采用 解析答案 污染 不正确 1 2 2 2016 全国甲 39 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 和 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 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 答案 解析 细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快 1 2 解析图示中的过程 和 分别表示无氧呼吸的第一 第二阶段 其场所均为细胞质基质 橙色的重铬酸钾溶液 在酸性条件下与乙醇 酒精 发生化学反应 变成灰绿色 过程 表示有氧呼吸的第二 第三阶段 其场所分别为线粒体基质和线粒体内膜 即在酵母菌细胞的线粒体中进行 与无氧条件相比 在有氧条件下 酵母菌的增殖速度快 1 2 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 解析醋酸杆菌是一种好氧菌 在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动 因此将第一阶段产生的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 解析第一阶段即果酒的制作 所控制的温度范围是18 25 第二阶段即果醋的制作 所控制的温度范围是30 35 所以第一阶段的温度低于第二阶段 解析答案 有氧 低于 1 2 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 解析醋酸杆菌属于原核生物 其细胞结构中不含线粒体等复杂的细胞器 解析答案 原 不含有 1 2 1 理清微生物培养的5种基本技术 1 培养基的制备 计算 溶化 倒平板 2 无菌技术 主要包括和 3 倒平板操作 待培养基冷却至左右时 在附近倒平板 4 平板划线操作 平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面 的操作 将聚集的菌种分散到培养基的表面 注意划线的方法如右图 答案 称量 灭菌 消毒 灭菌 50 酒精灯火焰 连续 划线 逐步稀释 答案 5 稀释涂布平板法 先将菌液进行一系列的梯度稀释 然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面 进行培养 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 从而能在培养基表面形成 单个的菌落 答案 2 明确微生物的筛选 1 筛选原则 利用培养基 提供有利于目的菌生长的条件 同时抑制或阻止其他微生物的生长 2 两种菌株筛选 鉴别的比较 选择 尿素作为 唯一的氮源 纤维素作为唯一的 碳源 透明圈 升高 红 3 掌握统计微生物数目的方法 1 显微镜直接计数法 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的数量 缺点 不能区分死菌和活菌 2 间接计数法 活菌计数法 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 计算公式 每克样品中的菌株数 c v m 其中 c代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数 v代表涂布平板时所用的稀释液的体积 ml m代表稀释倍数 操作 设置重复组 增强实验的说服力与准确性 同时为了保证结果准确 一般选择菌落数在30 300的平板进行计数 答案 4 理清4种传统发酵食品的技术 有氧 有氧 无氧 答案 1 2 1 大肠杆菌是一种常见细菌 在饮用水的检测中常用它作为水源是否受到污染的指示菌 在遗传学上常作为实验材料 在基因工程中常用它作为受体细胞 为人类的健康和科学技术的发展作出了许多贡献 请回答下列有关问题 1 在大肠杆菌培养过程中除考虑营养条件外 还要考虑渗透压 和 等条件 该细菌具有体积小 结构简单 变异类型容易选择 易培养 等优点 因此常作为遗传学研究的实验材料 解析 温度 酸碱度 ph 生活周期短 或繁殖快 解析微生物培养基的配制除营养条件外 还要考虑渗透压 温度和酸碱度 ph 等条件 大肠杆菌具有体积小 结构简单 变异类型容易选择 易培养 生活周期短 繁殖快 等优点 因此常作为遗传学研究的实验材料 1 2 2 微生物培养操作过程中 为防止杂菌污染 需对培养基和培养皿进行 填 消毒 或 灭菌 静止空气中的细菌可用紫外线杀灭 其原因是紫外线不仅能使蛋白质变性 还能 解析为防止杂菌污染 需对培养基和培养皿进行灭菌处理 紫外线不仅能使蛋白质变性 还能损伤dna的结构 因此可用来杀灭静止空气中的细菌 3 用稀释涂布平板法计数活菌的个数时 要使所得估计值更接近实际值 除应严格操作 多次重复外 还应保证待测样品稀释得 解析待测样品必须稀释到合适浓度才能准确计数 否则会因重叠而计数不准 灭菌 损伤dna的结构 比例合适 解析答案 1 2 4 通常情况下 可以依据菌落的形状 大小等菌落特征对细菌进行初步的 解析微生物鉴定或分类的依据是菌落的形状 大小 隆起程度 颜色等菌落特征 5 若用大肠杆菌进行实验 使用过的培养基及其培养物必须经过 处理后才能丢弃 以防止培养物的扩散 解析使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃 否则会造成培养物的扩散 污染环境 影响人体健康 鉴定 或分类 灭菌 解析答案 1 2 2 2016 全国丙 39 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 解析分离纯化乳酸菌时 首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释 进行梯度稀释的理由是在稀释度足够高的菌液里 聚集在一起的乳酸菌将被分散成单个细胞 从而能在培养基表面形成单个的菌落 1 2 无菌水 泡菜滤液中菌的浓度高 直接培养很难分离得到 解析答案 单菌落 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 解析在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸和利于乳酸菌的鉴别和分离 分离纯化时应挑选出在平板上有透明圈的菌落作为候选菌 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 解析乳酸菌在 20 长期保存时应使用甘油管藏法 故菌液中常需要加入一定量的甘油 解析答案 返回 1 2 鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸 或酸 具有透明圈 甘油 二 酶的应用 血红蛋白的提取和分离及植物有效成分的提取 1 2 1 2016 江苏 21 为了使牛仔裤呈现 穿旧 效果 在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗 是目前重要的生产手段 工艺流程见下图 下列叙述中错误的是 多选 a 纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似b 在上述工艺中 为重复使用纤维素酶 可选用适当的包埋剂固定化酶c 在上述工艺中 通过调节温度 酸碱度 处理时间可控制仿旧颜色的深浅d 纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素解析在仿旧和去污中 纤维素酶均作用于衣物 二者作用机理相似 a正确 由于纤维素酶较小 不能用包埋法固定化酶 b错误 改变温度 酸碱度和处理时间会影响酶作用的结果 控制仿旧颜色的深浅 c正确 纤维素酶催化葡萄糖残基之间的糖苷键水解分解纤维素 d错误 1 2 解析 答案 2 2015 全国 39 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 胡萝卜素 或 胡萝卜素 或 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 胡萝卜素 维生素a 夜盲症 非挥发性 解析 1 2 解析胡萝卜素的化学分子式中包含多个碳碳双键 根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为 三类 胡萝卜素是其中最主要的组成成分 一分子的 胡萝卜素在人或动物的小肠 肝脏等器官被氧化成两分子的维生素a 缺乏维生素a会造成夜盲症 暂时性夜盲症可补充维生素a得以痊愈 胡萝卜素为非挥发性物质 1 2 解析答案 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 解析提取胡萝卜素时新鲜的岩藻具有大量的水分需要进行干燥 以提高萃取效率 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 解析乙酸乙酯属于水不溶性有机溶剂 能够溶解胡萝卜素 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 所以不宜选作萃取剂 需要 乙酸乙酯 萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水 混溶 而乙醇属于水溶性有机溶剂 其他答案合理也可 1 2 1 加酶洗衣粉的洗涤原理 答案 甘油 脂肪酸 答案 麦芽糖 葡萄糖 2 固定化酶和固定化细胞的比较 答案 一种 一系列 答案 3 三种生物成分的提取方法 原理及步骤的比较 蒸馏法 压榨法 萃取法 4 血红蛋白的提取和分离的方法及原理 相对分子质量的大小 答案 带电性质 大小 形状的不同 1 2 3 1 某同学进行 加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果比较 课题研究 实验设计如下 设置2组实验 分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉 2组实验的洗衣粉用量 被洗涤的衣物量 衣物质地 污染物性质和量 被污染的时间 洗涤时间 洗涤方式等全部相同 洗涤温度都为35 根据污渍去除程度得出结论这个实验设计中 错误的是 a b c d 解析 4 解析步骤 的目的主要是分组和控制自变量 步骤 的主要目的是为了控制无关变量 步骤 是观察实验的结果 由于本实验的目的是研究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果 所以控制自变量时要一组加入加酶洗衣粉 另一组加入普通洗衣粉 故选a 1 2 3 4 2 以下关于猪血红蛋白提纯的描述 不正确的是 a 洗涤红细胞时 使用生理盐水可防止红细胞破裂b 猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核 提纯时杂蛋白较少c 血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测d 在凝胶色谱法分离过程中 血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢 解析 1 2 3 4 解析生理盐水为猪体细胞的等渗溶液 所以在洗涤红细胞时 使用生理盐水可维持细胞的正常形态 a项正确 由于哺乳动物的成熟红细胞中缺少细胞核和各种细胞器 所以提纯时杂蛋白相对较少 b项正确 如果凝胶色谱柱装填得很成功 分离操作也正确 能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀 狭窄 平整 随着洗脱液缓慢流出 所以血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测 c项正确 当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时 相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道 路程较长 移动速度较慢 后洗脱出来 d项错误 1 2 3 4 3 2016 江苏 29 为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响 以及固定化藻对含zn2 污水的净化作用 科研人员用筛选到的一株绿球藻进行试验 流程及结果如下 请回答下列问题 1 2 3 4 解析答案 1 实验中的海藻酸钠作用是 cacl2的作用是 解析海藻酸钠溶液在cacl2溶液中形成凝胶球 包埋绿球藻 包埋绿球藻 包埋剂 与海藻 酸钠反应形成凝胶球 凝固剂 1 2 3 4 2 为洗去凝胶球上残余的cacl2和其他污染物 并保持绿球藻活性 宜采用 洗涤 图1中1 0 海藻酸钠组培养24h后 移去凝胶球 溶液呈绿色 原因是 解析可采用培养液或生理盐水洗去凝胶球上残余的cacl2和其他污染物 并保持绿球藻活性 溶液呈绿色 说明固定化的绿球藻数量少 原因是海藻酸钠浓度过低 凝胶球孔径过大 解析答案 培养液 生理盐水 海藻酸钠浓度过低 凝胶球孔径过大 1 2 3 4 3 为探索固定化藻对含zn2 污水的净化作用 应选用浓度为 海藻酸钠制备凝胶球 解析根据图1可知 浓度为2 0 的海藻酸钠制备的凝胶球最有利于绿球藻的繁殖 解析答案 2 0 1 2 3 4 4 图2中空白凝胶球组zn2 浓度下降的原因是 结合