高考生物二轮专题突破（名师点拨+预测演练）生物技术实践（含试题）.ppt

微生物的基本技术和应用 灭菌 平板划线法 稀释涂布平板法 倒平板 平板划线 系列稀释 消毒 灭菌 灼烧灭菌 干热灭菌 高压蒸汽灭菌 真核生物 原核生物 异养兼性厌氧型 异养需氧型 18 25 30 35 15 18 cacl2溶液 海藻酸钠溶液 包埋法 化学结合法 物理吸附法 植物的组织培养 植物细胞的全能性 愈伤组织 再分化 体细胞 生殖细胞 精子 无性生殖 有性生殖 无菌技术 特定成分的提取与分离 盐析法 0 14mol l 95 的酒精 水蒸 气蒸 馏法 压榨法 萃取法 差异及分子本身的大小 形状的不同 带电性质的 无水na2so4 石灰水浸泡 萃取 过滤 微生物的培养和应用 1 培养基对微生物的选择分析 2 微生物的分离与筛选 3 微生物在传统发酵技术中的应用 1 2013 新课标全国卷 回答下列有关泡菜制作的问题 1 制作泡菜时 所用盐水需煮沸 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 加入陈泡菜液的作用是 2 泡菜制作过程中 乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行的过程 该过程发生在乳酸菌细胞的中 3 泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有 和等 4 从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内 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为耐酸 植物组织培养技术 2 植物激素与组织培养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 具体如下 2 2012 山东高考 辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健 医药工业等领域 辣椒素的获得途径如图 2 图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是 培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值 填 高 或 低 时 有利于芽的分化 对培养基彻底灭菌时 应采用的灭菌方法是 3 图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是 用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时 常用的酶是和纤维素酶 4 提取辣椒素过程中 萃取加热时需安装冷凝回流装置 其目的是 解析 1 植物组织培养的关键过程包括脱分化和再分化 由形成的愈伤组织再分化成具有根和芽的试管苗 2 在组织培养过程中 需要无菌无毒条件 一定的营养条件 激素条件和适宜的环境条件等 生长素含量高于细胞分裂素时 愈伤组织先分化出芽 反之 则先分化出根 制作植物组织培养等培养基时 需向培养基中加入琼脂进行凝固 并采用高压蒸汽法进行灭菌 3 将愈伤组织分离成单个细胞时需要酶解植物细胞壁 植物细胞壁的成分为纤维素和果胶 故需用纤维素酶和果胶酶 对植物外植体进行消毒 消毒所用的酒精体积分数为70 4 用萃取法提取植物有效成分时 应在瓶口安装冷凝回流装置 目的是防止加热时有机溶剂的挥发 答案 1 脱分化 或去分化 再分化 2 琼脂低高压蒸汽灭菌 3 70 果胶酶 4 防止有机溶剂挥发 1 dna和蛋白质技术 1 dna的粗提取与鉴定 基本原理 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 dna不溶于酒精溶液 dna不被蛋白酶水解 dna与二苯胺发生蓝色反应 特定成分的提取与分离 主要步骤 选取材料 破碎细胞 获取含dna的滤液 去除滤液中的杂质 dna的析出与鉴定 注意事项 选择动物细胞时 细胞比较容易破碎 选择植物细胞时则要先溶解细胞膜 如加洗涤剂 研磨等 以哺乳动物红细胞为材料时 需向血液中加入柠檬酸钠抗凝 二苯胺需现用现配 2 pcr反应的原理 过程及结果 pcr原理在一定的缓冲溶液中通过控制温度并提供模板和原料 使dna复制在体外反复进行 pcr反应过程 变性 当温度上升到90 以上时 双链dna解聚为单链 如下图 结果a pcr一般要经历三十多次循环 每次循环都要包括变性 复性 延伸三步 b 两个引物之间的固定长度的dna序列呈指数扩增 3 血红蛋白的提取和分离 方法及原理 2 植物有效成分的提取 1 植物芳香油三种提取方法的比较 特别提醒 1 三种提取方法的选用是由植物原料的特点决定的 三种方法的原理和操作过程不同 但都需过滤 2 植物精油的提取实验为粗提取 可进一步提纯 3 纯植物精油的保质期较长 通常为1 2年 柠檬精油挥发较快 一般三个月即可挥发完 2 培养酵母菌r时 培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌r的生长提供和 3 从胡萝卜中提取胡萝卜素时 干燥过程应控制好温度和以防止胡萝卜素分解 萃取过程中宜采用方式加热以防止温度过高 萃取液浓缩前需进行过滤 其目的是 4 纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素 鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为 解析 1 接种微生物的方法主要是稀释涂布平板法和平板划线法 接种过程中为了避免杂菌的污染 要进行无菌操作 必须对接种环进行灼烧处理 2 在微生物培养过程中 蔗糖主要提供碳源 也可以作为能源物质 硝酸盐中含有氮元素 可提供氮源 3 提取胡萝卜素时 温度过高 时间过长会导致胡萝卜素分解 由于萃取剂通常具有挥发性 直接加热时挥发出来的有机溶剂遇明火易爆炸 故常采用水浴加热 萃取和浓缩前进行过滤是为了将原料中的不溶物滤去 4 提取出来的胡萝卜素往往不纯 鉴定时常用标准品作为对照 答案 1 稀释涂布平板法 或 稀释混合平板法 灭菌 或 防止杂菌污染 2 碳源氮源 3 时间水浴滤去不溶物 4 实验 对照 1 2013 江苏高考t14 a 酵母菌是嗜温菌 所以果酒发酵时的最适温度较高 提示 醋酸菌为嗜热菌 果醋发酵时的最适温度较高 2 2013 江苏高考t6 b 反应产物对固定化酶的活性没影响 提示 反应产物积累会影响酶的活性 3 2013 江苏高考t18 b 从有机废水中分离微生物时 转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线 4 2013 江苏高考t4 a 用洋葱进行dna粗提取和鉴定时 加入洗涤剂后用力进行快速 充分的研磨 提示 加入洗涤剂后研磨动作要轻缓 柔和 否则易产生大量的泡沫 不利于后续步骤的操作 5 2013 北京高考t5 d pcr呈指数扩增dna片段是因为上一轮反应产物可作为下一轮反应的模板 6 2012 江苏高考t21 d 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 提示 要分层加盐 加盐量随层数的加高而增加 近瓶口表面的盐要铺厚一些 但底层不需大量用盐 典例 2013 淄博高三模拟 现在大力提倡无纸化办公 但是仍然不可避免的每年要产生大量的废纸 其主要成分是木质纤维 人类正努力将其转化为一种新的资源 乙醇 下图是工业上利用微生物分解纤维素生产乙醇的基本工作流程 请回答相关问题 1 自然界中 环节需要的微生物大多分布在的环境中 将从土壤中获得的微生物培养在以为碳源 并加入的培养基上筛选周围有的菌落 2 据测定 环节常选择木霉 则 中获得的酶是酶 该酶至少包括c1酶 cx酶 三个组分 3 生产中可以满足 环节的常见菌种是 过程要注意避免 为了确保获得产物乙醇 环节要注意 4 该技术虽然有广阔的前景 但存在酶的成本高等问题 为了降低成本所以要对其进行改进 首先要通过等技术手段对产酶微生物改造 提高酶的产量 研析 本题以微生物分解纤维素生产新能源乙醇的基本工作流程为切入点 考查微生物的培养条件 微生物对培养基的选择作用及微生物的筛选等 解题过程如下 方法总结 解答有关传统发酵技术制作的问题时 关键是由制作流程图中的菌种判断发酵的底物 继而运用制作原理 操作过程等知识解决相关问题 考情分析 近几年来 常以图像信息为载体 考查微生物的实验室培养 分离与计数及应用等 同时考查考生对实验数据的处理能力 试题常以非选择题形式呈现 如2013 四川高考t10 新课标全国卷 t39 江苏高考t14 2012 海南高考t30等 1 图甲中 过程 需要的酶有 为达到筛选目的 平板内的固体培养基应以作为唯一碳源 过程需重复几次 目的是 2 某同学尝试过程 的操作 其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示 该同学的接种方法是 推测该同学接种时可能的操作失误是 3 以淀粉为原料 用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵 接种菌的发酵罐需要先排气 其原因是 解题时注意平板划线法适用于微生物的纯化 但不能用于微生物的计数 稀释涂布平板法常用于活菌计数 而显微镜直接计数法不能区分细菌的死活 用稀释涂布平板法进行计数时 为增强实验的说服力与准确性要设置重复组 生物技术在食品加工中的应用 解析 解答本题时要注意区分固定化酶与固定化细胞在固定的方法 催化的反应等方面的不同 体积大的细胞难以被吸附或结合 固定化细胞多采用包埋法 a项正确 反应产物积累会影响酶的活性 b项错误 葡萄糖异构酶在固定前后都是催化葡萄糖转化成果糖 故专一性相同 c项错误 固定化细胞固定的是一系列的酶 可以催化一系列的反应 但不是催化各种反应底物的反应 d项错误 答案 a 1 如图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作 图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图 请回答下列问题 3 研究发现 固定化强度高的酵母颗粒发酵效果好 且稳定性高 使用寿命长 某机构利用上述装置 将2 2 5 3 的海藻酸钠分别用2 3 4 的x溶液进行凝胶化处理 所得到的固定化酵母颗粒的强度及在28 下发酵48h后的酒精产量见下表 由表格内容可以看出 随着x溶液浓度的增加 增加 凝胶固定化效果较好和酒精产量较大的海藻酸钠与x溶液浓度分别是 解析 图1所示为固定化酵母细胞的步骤 x溶液为cacl2溶液 其作用是使胶体聚沉 即使海藻酸钠形成凝胶珠 图2所示为发酵过程 因是无氧呼吸 故搅拌的目的只是增加培养液与酵母菌的接触面积 而不是增加溶氧量 分析表格可知 随着x溶液浓度的增加 酵母细胞的固定化强度增加 海藻酸钠浓度为2 时酒精产量较大 x溶液浓度为4 时固定化强度较大 答案 1 cacl2溶液 2 蒸馏水培养液与酵母菌充分接触 3 固定化强度2 4 植物组织培养技术在生产中的应用 解析 植物组织培养的原理是细胞的全能性 所以作为植物组织培养的细胞必须有完整的细胞核 比如成熟的筛管细胞无细胞核 不能进行组织培养 答案 a 2 通过植物组织培养技术可以快速繁殖 生产药物及培育无病毒的植株等 如图是植物组织培养的过程 请回答相关问题 离体的植物器官 组织或细胞 愈伤组织 丛芽 植株 1 离体的植物器官 组织或细胞能够被培养成新的植物体的根本原因是 植物组织培养技术所用的ms培养基中提供植物细胞生活所必需的无机盐 提供碳源 同时能够维持细胞的渗透压 2 利用月季的花药离体培养产生单倍体时 选材非常重要 一般来说 在期花药培养的成功率最高 为了选择该期的花药 通常选择的花蕾 若要得到可育植株 需要对 进行处理的方法有 3 若要进行兰花无病毒植株的培育 首先选择兰花的作为外植体 其原因是 从外植体到无病毒植株试管苗 要人为控制细胞的和过程 研究人员研究了茎尖外植体大小对苗的成活率和脱毒率的影响 实验结果如图所示 实验结果表明 茎尖越小 因此脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为mm 4 在植物组织培养过程中 愈伤组织的成功诱导是至关重要的步骤 某研究小组以食用稗的成熟胚作为外植体 在基本培养基上研究植物生长调节剂对食用稗愈伤组织诱导率的影响 实验结果如下表 生物技术在物质提取及分离方面的应用 解析 加入洗涤剂后研磨动作要轻缓 柔和 否则会产生许多泡沫 不利于后续步骤的操作 a项错误 蛋白酶能够分解蛋白质 因此能起到纯化dna的目的 b项正确 加入酒精后用玻璃棒搅拌时 动作要轻缓 以免加剧dna分子的断裂 导致dna分子不能形成絮状沉淀 c项正确 对dna进行鉴定时 加入二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热 溶液将变为蓝色 d项正确 答案 a 3 2013 宁波高三模拟 下列关于 dna粗提取与鉴定实验 的叙述 正确的是 a 洗涤剂能瓦解细胞膜并增加dna在nac