步步高2015高考生物二轮课件：专题9.0生物技术实践.ppt

专题九生物技术实践 1 微生物的分离和培养 2 培养基对微生物的选择作用 3 利用微生物进行发酵来生产特定的产物 4 从生物材料中提取某些特定的成分 5 运用发酵加工食品的基本方法 6 植物的组织培养 考纲要求 构建网络 栏目索引 考点一微生物的利用 考点二传统发酵技术的应用 考点三植物有效成分的提取 考点四植物组织培养 考点一微生物的利用 重点提炼 命题视角 题组一从微生物的实验室培养进行命题 题组二从微生物培养基的组成成分及纯化方法进行命题 重点提炼 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 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 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 鉴定方法 1 在涂布接种前 随机取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间 这样做的目的是检测培养基上的细菌含量 2014 新课标 39 1 改编 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 18C 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 2011 新课标 39 2 改编 错混诊断 4 在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌 2011 重庆 2A 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 2009 安徽 6D 6 培养微生物的培养基分装到培养皿后进行灭菌 2013 江苏 18A改编 命题视角 题组一从微生物的实验室培养进行命题 1 2014 新课标 39 为了调查某河流的水质状况 某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量 并进行了细菌分离等工作 回答下列问题 1 该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量 在涂布接种前 随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间 这样做的目的是 然后 将1mL水样稀释100倍 在3个平板上用涂布法分别接入0 1mL稀释液 经适当培养后 3个平板上的菌落数分别为39 38和37 据此可得出每升水样中的活菌数为 2 该小组采用平板划线法分离水样中的细菌 操作时 接种环通过 灭菌 在第二次及以后划线时 总是从上一次划线的末端开始划线 这样做的目的是 3 示意图A和B中 表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果 4 该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀 一部分进行静置培养 另一部分进行振荡培养 结果发现 振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快 分析其原因是 振荡培养能提高培养液中 的含量 同时可使菌体与培养液充分接触 提高 的利用率 解析 1 为了检测培养基平板灭菌是否合格 可在涂布接种前 随机取灭菌后的空白平板先行培养一段时间 0 1mL稀释液中平均有 39 38 37 3 38个活菌 则每毫升稀释液中活菌的数目为38 0 1 380 则稀释前每毫升水样中活菌数目为380 100 3 8 104 则每升水样中活菌数目为3 8 104 1000 3 8 107 2 接种环 接种针等金属用具可直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧 以达到迅速彻底灭菌的目的 在第二次及以后的划线时 总是从上一次划线的末端开始划线 其目的是将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落 3 比较图A和图B可以看出 A培养基中细菌的分布呈线性 是用平板划线法接种培养后得到的结果 B培养基中细菌均匀分布 是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果 4 振荡培养可以提高培养液中溶解氧的含量 还可以使菌体与培养液充分接触 提高了营养物质的利用率 因此振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快 答案 1 检测培养基平板灭菌是否合格3 8 107 2 灼烧将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落 3 B 4 溶解氧营养物质 命题视角 题组二从微生物培养基的组成成分及纯化方法进行命题 2 2014 四川 10 有机农药苯磺隆是一种除草剂 长期使用会污染环境 研究发现 苯磺隆能被土壤中某些微生物降解 分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲 乙所示 1 微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源 水 四类 该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源 其原因是 2 与微生物培养基相比 植物组织培养的培养基常需添加生长素和 这些植物激素一般需要事先单独配制成 保存备用 3 纯化菌株时 通常使用的划线工具是 划线的某个平板培养后 第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌 第二划线区域所划的第一条线上无菌落 其他划线上有菌落 造成划线无菌落可能的操作失误有 4 为探究苯磺隆的降解机制 将该菌种的培养液过滤离心 取上清液做图乙所示实验 该实验的假设是 该实验设计是否合理 为什么 解析 1 微生物生长繁殖需要的主要营养物质包括碳源 氮源 水和无机盐四类 根据题意可知 土壤中某些微生物有降解苯磺隆的能力 该实验的目的是探索其降解机制 因此 需要分离出有降解苯磺隆能力的土壤中的某些微生物 故选择培养时为了排除其他碳源的干扰 培养基中唯一碳源只能是苯磺隆 2 与微生物培养基相比 植物组织培养的培养基需要添加生长素和细胞分裂素 用于调节植物细胞脱分化和再分化 这些植物激素一般需要事先单独配制成母液保存备用 3 纯化菌株时 通常使用的划线工具是无菌接种环 划线的平板培养后 发现第一划线区域的划线上不间断地长满了菌 第二划线区域所划的第一条线上无菌落 而其他划线上有菌落 造成此现象的原因可能有两个 一是接种环灼烧后未冷却 菌种接触到高温的接种环而死亡 二是划第二划线区域第一条线时未从第一区域末端开始 4 根据图乙所示实验中的上清液加入蛋白酶溶液推测 实验目的是探究目的菌株是否能分泌降解苯磺隆的蛋白质 实验设计不合理之处是缺少不加蛋白酶溶液 其他条件同图乙的空白对照 答案 1 氮源和无机盐只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖 2 细胞分裂素母液 3 接种环 接种环灼烧后未冷却 划线未从第一区域末端开始 4 目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质不合理 缺少空白对照 总结提升 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 加高浓度食盐分离金黄色葡萄球菌 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 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 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 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 当纤维素为唯一碳源时 分离纤维素分解菌 考点二传统发酵技术的应用 重点提炼 命题视角 题组从果酒 果醋 腐乳和泡菜的制作进行命题 重点提炼 果酒 果醋 腐乳 泡菜的制作 1 醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸 2014 广东 4A 2 酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精 2014 广东 4B 3 泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵 2014 广东 4C 4 腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶 2014 广东 4D 错混诊断 5 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 2012 江苏 14B改编 6 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 2012 江苏 21B改编 7 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 2012 江苏 21D改编 8 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 2010 北京 1AD改编 命题视角 题组从果酒 果醋 腐乳和泡菜的制作进行命题 1 2014 江苏 24改编 某同学设计了如图所示的发酵装置 下列有关叙述不正确的是 A 该装置可阻止空气进入 用于果酒发酵B 该装置便于果酒发酵中产生的气体排出C 去除弯管中的水 该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸D 去除弯管中的水后 该装置与巴斯德的鹅颈瓶作用相似 解析A项 该装置中注水的弯曲部分可阻止空气进入 能用于果酒发酵 B项 果酒发酵产生的CO2可溶解在弯管的水中 CO2量多时可进一步通过水排出 C项 醋酸菌是好氧菌 因没有将无菌空气通入发酵液中 故去除弯管中的水后也不能满足底层发酵液中醋酸菌有氧呼吸的需求 D项 去除弯管中的水后 该装置的弯管部分既能排出CO2 也能防止空气中的微生物进入 与巴斯德的鹅颈瓶作用类似 答案C 2 下列有关果酒 果醋和腐乳制作的叙述 正确的是 A 参与果酒发酵和果醋发酵的微生物都含有线粒体B 果酒制成后只需将装置转移至温度较高的环境中即可制作果醋C 在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与D 在腐乳装瓶时自下而上随层数的增加逐渐减少盐量 解析参与果酒发酵的酵母菌是真核生物 有线粒体 参与果醋发酵的醋酸菌是原核生物 无线粒体 果酒制成后将装置转移至温度较高的环境中 同时要通入无菌空气 可制作果醋 在腐乳装瓶时自下而上随层数的增加逐渐增加盐量 答案C 3 图1是果酒和果醋制作的实验流程 图2是某同学设计的果酒和果醋的发酵装置 根据图示回答下列问题 图1 1 完成图1中的实验流程 2 冲洗的主要目的是 冲洗应特别注意不能 以防止菌种的流失 3 图2装置中的充气口在 时关闭 在 时连接充气泵 并连续不断地向内 4 排气口在果酒发酵时排出的气体是由 产生的 在果醋发酵时排出的是 5 写出与 4 题有关的反应方程式 6 若果汁中含有醋酸菌 在果酒发酵旺盛时 醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸 并说明原因 7 在酒精发酵时瓶内温度一般应控制在 醋酸发酵时温度一般应控制在 8 果酒制作完成后 可以用 来检测酒精的生成 在酸性条件下 酒精与之反应呈现 色 解析 1 酒精发酵后可进行醋酸发酵 2 冲洗的主要目的是洗去浮尘 不能反复冲洗 以防止菌种流失 3 酵母菌是兼性厌氧型微生物 有氧时 C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O 缺氧时 C6H12O6 2C2H5OH 2CO2 因此在制作果酒时 应在缺氧的环境中进行 醋酸菌是好氧细菌 能够利用糖在有氧时生成醋酸 即C6H12O6 2O2 2CH3COOH 2CO2 2H2O 在糖源不足时 将乙醇变为乙醛 再将乙醛变为醋酸 反应简式为C2H5OH O2 CH3COOH H2O 4 在果酒制作过程中排气口排出的是CO2 而在果醋制作过程中因醋酸菌是好氧细菌 需要连续泵入空气 因此排气口排出的既有CO2 又有含氧量较低的空气 6 醋酸菌发酵的条件是氧气充足 在果酒发酵旺盛时的缺氧环境下能抑制醋酸菌生长 所以醋酸菌不能将果汁中的糖类发酵为醋酸 7 醋酸菌和酵母菌正常生长都需要一定的温度 在适宜温度时可得到较多代谢产物 8 在酸性条件下 酒精与重铬酸钾发生颜色反应呈现灰绿色 答案 1 醋酸发酵 2 洗去浮尘反复冲洗 3 果酒发酵果醋发酵泵入空气 氧气 4 酵母菌CO2 含氧量少的 空气和CO2 5 C6H12O6 2C2H5OH 2CO2 C2H5OH O2 CH3COOH H2O 6 不能 因为果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌的生长 且醋酸菌的发酵条件是氧气充足 7 18 25 30 35 8 重铬酸钾灰绿 4 2013 新课标全国卷 39 回答下列有关泡菜制作的问题 1 制作泡菜时 所用盐水煮沸 其目的是 为了缩短制作时间 有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液 加入陈泡菜液的目的是 2 泡菜制作过程中 乳酸发酵过程即为乳酸菌进行 的过程 该过程发生在乳酸菌的 中 3 泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有 和 等 4 从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内 泡菜液逐渐变酸 这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是 原因是 解析结合泡菜制作过程的相关知识回答问题 1 制作泡菜时需要先形成无菌环境 所用盐水需煮沸 以杀灭盐水中的杂菌 想要缩短制作时间 应该缩短菌株的生长时间 陈泡菜液中含有一定量的乳酸菌 这样菌体数量扩增速度会加快 2 乳酸菌为厌氧菌 进行无氧呼吸产生乳酸 该过程只能在细胞质中进行 3 温度过高 腌制时间过短 食盐用量不足等 容易造成杂菌大量繁殖 亚硝酸盐含量增加 4 从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内 氧气浓度逐渐降低 泡菜液逐渐变酸 不适宜杂菌生长 而适宜乳酸菌生长 因此乳酸菌数量增加 其他杂菌数量减少 答案 1 杀灭杂菌增加乳酸菌的数量 2 无氧呼吸细胞质 3 温度腌制时间食盐用量 4 乳酸菌数量增多 杂菌数量减少乳酸菌比杂菌更耐酸 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 总结提升 2 制作果酒 果醋 腐乳 泡菜菌种的比较 考点三植物有效成分的提取 重点提炼 命题视角 题组从植物有效成分提取的原理 方法进行命题 重点提炼 1 植物芳香油三种提取方法的比较 2 橘皮精油提取的实验流程石灰水浸泡橘皮 漂洗 压榨 过滤 静置 再次过滤 橘皮油 3 提取胡萝卜素的实验流程胡萝卜 粉碎 干燥 萃取 过滤 浓缩 胡萝卜素 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 2011 海南 30 1 改编 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 2011 海南 30 2 改编 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 错混诊断 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 2008 宁夏 37 3 改编 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 2008 宁夏 37 4 改编 命题视角 题组从植物有效成分提取的原理 方法进行命题 柠檬油是植物芳香油中的一种 它是一种广谱性的杀虫剂 它可杀死蚊子 苍蝇 蟑螂和臭虫等传染疾病的害虫 以及危害粮食 蔬菜的常见害虫 包括幼虫 蛹等 被称为一种绿色杀虫剂 1 柠檬油的挥发性 易溶于 比重较 2 提取柠檬油常用的原料是柠檬花与柠檬果皮 在蒸馏过程中 柠檬精油易被水蒸气分子破坏 所以可采用 法 此种方法是通过 将液相从固液两相混合物中分离出来 必经步骤为 如图 A是 目的是 B过程一般加入相当于柠檬果皮质量0 25 的小苏打和5 的硫酸钠 其目的是 C过程为 目的是 实验过程中浸泡柠檬果皮后 需用清水洗涤 其目的是 3 采用柠檬油作为杀虫剂 可以解决其他杀虫剂给人类带来的隐患 其突出的优点是 4 从生产绿色食品的要求出发 写出防治害虫的三种方法 解析柠檬油的提取与橘皮油的提取原理相同 操作也基本相同 我们可以结合课文中橘皮油的提取来分析本题 在题干中提到 柠檬油是一种广谱杀虫剂 这一应用属于环保型杀虫手段 可以减少农药的使用和对环境的污染 与当今社会热点问题 环境保护相一致 答案 1 强有机溶剂轻 2 压榨机械压力 石灰水破坏细胞结构 分解果胶 防止压榨时果皮滑脱 提高出油率 使精油易与水分离 过滤除去固体物和残渣 除去石灰水 3 对人 动物 植物均无毒性 减少对环境的污染 4 利用天敌进行生物防治害虫运用生物工程培育抗虫品种作物利用激素影响昆虫的发育 技法提炼 提取植物有效成分三种方法的把握 1 蒸馏时若温度太高 时间太短 则产品品质较差 若提高产品品质 可适当延长蒸馏时间 2 橘皮压榨前 可在石灰水中浸泡10h以