生物技术实践

最新考纲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酶在食品制造和洗涤等方面的应用5制备和应用固定化酶6从生物材料中提取某些特定的成分,7运用发酵加工食品的基本方法8植物的组织培养9蛋白质的提取和分离10PCR技术的基本操作和应用,复习指要1.从实验的角度剖析每项技术，把握其原理、材料与器材、操作流程，加强有效地训练，如默写流程图、背诵重要的过程和原理。利用教材中相应的流程图、示意图进行复习，能简明形象地理解和记忆相应的知识，突破重点和难点。试题中经常会以简述或填图的形式考查理解、应用原理和过程解决实际问题的能力，所以复习过程中可以以默写或填写流程图、示意图，看图讲述过程的形式训练图文转换能力。,2用对比的方法区分一些重要概念和方法，如果酒和果醋制作的比较，水蒸气蒸馏法、压榨法、有机溶剂萃取法的比较，平板划线操作与涂布平板操作的比较等。3用联系的观点看待不同的技术，如酵母菌可涉及与培养及固定化酵母细胞等内容。,(2011浙江自选)杨梅是浙江省的特色水果之一，为对其进行深加工，某厂进行了杨梅酒和杨梅醋的研制，基本工艺流程如右图。请回答：,(1)在制备杨梅酒过程中，为了提高杨梅的出汁率，在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和_酶。甲罐顶上弯管中加水的主要目的是_。发酵一定时间后，观察到发酵罐内液面不再有_，说明发酵基本完毕。(2)在制备杨梅醋过程中，乙罐内先填充经_处理的木材刨花，然后加入含_菌的培养液，使该菌_在刨花上，再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵，杨梅醋的pH可通过控制杨梅酒的_来调节。,(3)若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋，则乙罐中CO2的产生量是_。A甲罐的两倍B与甲罐的相等C甲罐的一半D几乎为零(4)在杨梅酒和杨梅醋发酵的整个过程中，某物质浓度随时间变化的示意图如下，该物质是_。,解析：(1)纤维素酶和果胶酶具有专一性，能分解细胞壁中的纤维素和果胶，破坏细胞壁，以提高出汁率；酒精发酵罐顶上弯管中加水是为了防止空气进入；发酵一段时间后，发酵罐内液面不再有气泡产生，说明发酵基本完毕。(2)在制备杨梅醋过程中，醋酸发酵罐中填充的木材刨花要经过灭菌，然后加入含有醋酸杆菌的培养液，使该菌附着在刨花上，通过调节杨梅酒进入乙罐的流速来调节杨梅醋的pH。,(3)比较乙醇和醋酸的生成反应式即可得出葡萄糖氧化成乙醇的反应式：C6H12O62CO22C2H5OH乙醇氧化成醋酸的反应式：C2H5OHO2CH3COOHH2O(4)结合杨梅酒和杨梅醋的发酵全过程，分析图示曲线(先上升，后下降)可知，该物质应为酒精。,答案：(1)果胶防止空气进入气泡冒出(2)灭菌醋酸杆附着流速(3)D(4)酒精,近几年的高考新课标试卷中，命题特点有：以发酵食品加工为背景考查微生物的分离、纯化和培养过程以及在食品加工中所起的作用；结合食品制造和洗涤业考查酶的固定化及实际应用；果酒、果醋和泡菜的制作方法与流程，植物的组织培养、蛋白质的提取和分离、PCR技术的基本操作和应用，理解生物技术在其他方面的应用。题型大多以非选择题为主，江苏单科卷，广东理综卷也有选择题。,1微生物培养基的配制、消毒灭菌、计数分离等技术，尤其是培养与分离2果酒、果醋、腐乳、泡菜制作过程及原理3植物有效成分提取的基本原理、装置、方法，以及提取有效成分的最佳条件的探索,4传统发酵食品制作的原理、过程、设计、条件控制5DNA、蛋白质技术中相关成分的提取、分离的原理、方法与装置6固定化酶和固定化细胞的原理和方法，酶活力的测定方法，影响酶活性的因素研究及酶在生产生活中的应用,1(2011北京海淀期中)通过实验测定土壤中的细菌数量，下列与此操作有关的叙述中，不正确的是()A用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板B取104、105的土壤稀释液0.1mL，分别涂布于各组平板上C将培养皿倒置，37恒温培养1224小时D选择菌落数在300个以上的培养皿进行计数,解析：检测土壤中细菌总数，用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板，取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1mL，分别涂布于各组平板上，将实验组和对照组平板倒置，37恒温培养2448小时，在确定对照组无菌后，选择菌落数在30300的平板进行计数。答案：D,培养基的配制及微生物的分离1培养基的配制：计算称量溶化灭菌倒平板2微生物的纯化培养包括培养基的制备和纯化微生物两个阶段，纯化微生物时常用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法。,3微生物的分离和计数(1)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数筛选菌株：利用选择培养基筛选菌株。测定微生物数量的常用方法：统计菌落数目和显微镜直接计数。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实验原理即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。流程：土壤取样选择培养梯度稀释涂布平板挑选菌落。,1消毒和灭菌的区别：,2.微生物的纯化培养常用的两种接种方法的比较,2(2011江苏单科)下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述，正确的是()A腐乳制作所需要的适宜温度最高B果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵C使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌D使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA,解析：果醋制作所需要的适宜温度最高，为3035；果醋制作所用的菌种(醋酸菌)为好氧细菌，只进行有氧呼吸；腐乳制作所用的菌种主要是毛霉；酵母菌、醋酸菌、毛霉等菌种都具有细胞壁，都既有DNA又有RNA，细胞中都有核糖体。答案：D,1果酒、果醋、腐乳、泡菜制作过程中所用菌种及控制条件的比较,2.果酒、果醋、腐乳和泡菜制作过程比较及亚硝酸盐含量的检测,3(2011广东理综卷)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：猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时其它蛋白较少，是提纯血红蛋白的理想材料。提纯血红蛋白分四步：红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液、透析，其中洗涤红细胞时，要用生理盐水反复洗涤，既要将红细胞洗涤干净，又要不破坏红细胞，然后再用蒸馏水和甲苯使红细胞破裂，释放出血红蛋白。分离提纯血红蛋白时用凝胶色谱法，是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质，相对分子质量大的蛋白质移动速度较快；血红蛋白的颜色可用于观察红色区带的移动情况，并据此判断分离效果。故D不正确。答案：D,五种生物成分的提取,4(2011江苏卷)下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是()A酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶B透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化C棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤D多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层,解析：酶解法可利用酶的专一性去除微生物的细胞壁，再通过吸水涨破法使细胞内的物质释放出来，然后提取其中的胞内酶，A项正确；透析和电泳可用于酶的分离和纯化，但酸解会导致酶结构的破坏，B项错误；棉织物的主要成分是纤维素，用添加了纤维素酶的洗衣粉进行洗涤会使棉织物蓬松，有利于污物的洗涤，纤维素酶还能去除掉棉织物表面的浮毛，平整棉织物表面，使洗涤后的棉织物柔软、蓬松，花纹清晰，色泽更加鲜艳，穿着更加舒适，C项错误；多酶片中的胃蛋白酶应位于片剂核心层的外层，而片剂的核心层是在小肠中发挥作用的胰蛋白酶等消化酶，D项错误。答案：A,固定化酶和固定化细胞的比较,(2011新课标全国卷)有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答问题：(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以_为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲，该培养基属于_培养基。,(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即_和_。(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力_。(4)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、_和_。无菌技术要求实验操作应在酒精灯_附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。,解析：(1)可以将所需要的微生物从混杂的微生物群中分离出来的培养基为选择培养基。欲筛选出能降解原油的菌株，则培养基中应只含有原油而无其他碳源，这样不能降解原油的细菌在此培养基上不能生存，能降解原油的细菌才能在只含原油这一碳源的培养基上生存。(2)分离纯化菌种时，接种的方法有平板划线法和稀释涂布平板法，其目的都是使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单菌落，以便于纯化菌种。(3)降解原油能力越强的菌株，在菌落周围形成的分解圈越大。,(4)实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌(如接种环)、干热灭菌(如培养皿)和高压蒸汽灭菌(如培养基)等。无菌技术要求整个实验操作都要在酒精灯火焰附近进行，以避免周围微生物的污染。答案：(1)原油选择(2)平板划线法稀释涂布平板法(3)强(4)干热灭菌高压蒸汽灭菌火焰,1通过选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物。在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长；在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌；在培养基中加入10%的苯酚可以抑制细菌和霉菌。利用上述方法不能从混杂的微生物群体中分离出()A大肠杆菌B霉菌C放线菌D固氮细菌,解析：缺氮培养基可选择固氮细菌；青霉素不抑制霉菌的生长，而10%的苯酚不抑制放线菌的生长。大肠杆菌既不能固氮，也不能抵制青霉素和苯酚，所以不能被分离出。答案：A,(2011南通三模)下列关于DNA和血红蛋白的提取与分离实验的叙述，不正确的是()A提取动物细胞中的DNA和蛋白质都可以采用蒸馏水涨破细胞的方法B采用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA的方法可去除蛋白质等杂质C蛋白质纯化过程中采用透析法可去除溶液中的小分子杂质D血红蛋白只能采用凝胶色谱法纯化，DNA则可采用电泳、盐析等方法纯化,解析：提取动物细胞中的DNA和蛋白质，都可以将红细胞放入到蒸馏水中，吸水涨破，释放出DNA、蛋白质。血红蛋白的纯化，除了采用凝胶色谱法纯化外，还可以采用电泳法、透析法进行纯化。答案：D,生物体内DNA复制与PCR反应的区别,2(2011苏州调研)下列是有关血红蛋白提取和分离的相关操作，其中正确的是()A透析可去除样品中分子量较小的杂质B用蒸馏水重复洗涤红细胞C血红蛋白释放后应低速短时间离心D洗脱液接近色谱柱底端时开始收集流出液,解析：透析袋可允许小分子自由进出，而大分子则保留在袋内，因此通过透析法可以去除样品中相对分子质量较小的杂质；应用生理盐水而不能用蒸馏水重复洗涤红细胞，蒸馏水的作用是涨破红细胞使血红蛋白释放，血红蛋白释放后应高速长时间离心；红色的血红蛋白(红色区带)接近色谱柱底端时开始收集流出液。答案：A,(2010南京二模)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生产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：酵母菌是真核生物，含有线粒体；醋酸杆菌是原核生物，无线粒体；果酒制作要求果酒发酵过程中温度为1825左右，而醋酸发酵的温度为3035，且醋酸菌是需氧型，在果醋发酵过程中，还需充足的氧气；在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白质酶的微生物参与，因为豆腐的主要成分为蛋白质；为防止杂菌污染，在腐乳装瓶时自下而上随层数的增加应增加盐量。答案：C,3果酒和果醋制作过程中，发酵条件的控制至关重要，相关措施正确的是()A葡萄汁要装满发酵瓶，造成无氧环境，有利于发酵B在葡萄酒发酵过程中，每隔12h左右打开瓶盖一次，放出CO2C果酒发酵过程中温度控制在30，果醋发酵过程中温度控制在20D在果醋发酵过程中，适时通过充气口充气，有利于醋酸菌的代谢,解析：酵母菌异化作用类型是兼性厌氧型，果酒制作过程中要充气后密封。有氧时，酵母菌大量繁殖，无氧时发酵产生酒精，发酵旺盛期CO2量大，须及时排气，防止瓶子破裂，但不能打开瓶盖；果酒发酵过程中温度为1825左右，而醋酸发酵温度为3035；醋酸菌是需氧型，在果醋发酵过程中，适时通过充气口充气，有利于醋酸菌的代谢。答案：D,1(2011北京西城一模)下列关于微生物培养和利用的叙述不正确的是()A利用稀释涂布平板法只能分离微生物不能对微生物进行计数B接种时连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释获得单菌落C以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌D用大白菜腌制泡菜的过程中亚硝酸盐含量变化是先增加后减少,解析：接种划线可以将菌体分散，最后得到单个菌体细胞，经过培养可以得到单个菌落；用稀释涂布平板法可以分离微生物也可以对微生物进行计数；在泡菜的腌制过程中，开始亚硝酸盐含量增加，10天后含量开始下降；以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌。答案：A,2目前，酶已经大规模地应用于各个领域，下列属于酶应用中面临的实际问题的是()A酶对有机溶剂不敏感，但对高温、强酸、强碱非常敏感B加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂，比普通洗衣粉更易污染环境C固定化酶可以反复利用，但在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性D酶的催化功能很强，但需给以适当的营养物质才能较长时间维持其作用,解析：酶对有机溶剂、强酸、强碱、高温等条件都很敏感，容易失活；加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂，如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制剂等，这些酶制剂不仅可以有效地清除衣物上的污渍，并且这些酶制剂及其分解产物能够被微生物分解，不会污染环境；酶在固定的时候会由于损伤而影响酶的活性；酶是催化剂，本身并不会在化学反应前后发生改变，也不会消耗能量；需给以适当的营养物质才能较长时间维持，其作用的是固定化细胞。答案：C,3(2011江苏南通一模)下列有关“血红蛋白提取和分离”的相关叙述中，正确的是()A用蒸馏水进行红细胞的洗涤，其目的是去除细胞表面杂蛋白B将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较大的杂质C血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目的是使血红蛋白溶于有机溶剂D整个过程不断用磷酸缓冲液处理，是为了维持血红蛋白的结构,解析：红细胞的洗涤用的是生理盐水，其目的是去除血浆蛋白等杂质，有利于后续步骤的分离纯化，而不是去除细胞表面杂蛋白；而本实验中蒸馏水的作用是涨破红细胞使血红蛋白释放。将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较小的杂质。血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目的是溶解细胞膜。整个过程不断用磷酸缓冲液处理，是为了维持血红蛋白的结构。答案：D,4(2011北京石景山一模)下列有关生物技术的说法，正确的是()ADNA粗提取时，用体积分数为95%的冷却酒精进一步纯化DNAB制作果醋时应避免通入空气以保证有关菌种正常代谢C制作果酒时应反复冲洗葡萄以避免杂菌的影响D测定土壤中能分解尿素的细菌数目，应采用平板划线法,解析：DNA粗提取用不同浓度的NaCl溶液，精提取DNA用冷却的酒精；果醋制作时用的醋酸菌是好氧菌，制作果酒时需要酵母菌，而酵母菌多数在葡萄表面，反复冲洗会减少含量影响发酵；测定土壤中能分解尿素的细菌数目是把土样制成菌悬液，直接涂布在以尿素为唯一氮源的选择培养基上，直接分离得到菌落。答案：A,5下列关于生物技术实践的叙述中，错误的是()A加酶洗衣粉中添加的酶包括纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶等B与斐林试剂检测相比，用尿糖试纸检测尿液中的葡萄糖，特异性更强、灵敏度更高C利用PCR技术扩增目的基因时，引物和引物的碱基序列应互补D腐乳制作过程中，添加料酒、香辛料和盐，均可以抑制杂菌的生长,解析：PCR技术中的引物和引物的碱基序列不互补。答案：C,6对“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述，正确的是()A利用DNA能溶于酒精溶液，而蛋白质不溶于酒精溶液，可将DNA与蛋白质分离B利用高温能使蛋白质变性，却对DNA没有影响的特性，可将DNA与蛋白质分离C在溶有DNA的2mol/L氯化钠溶液中缓