高三生物二轮冲刺专题查补 专题9 选修① 生物技术实践（IB部分）课件

考纲点击1.微生物的利用：(1)大肠杆菌的培养和分离；(2)分离以尿素为氮源的微生物。2.酶的应用：(1)果汁中的果胶和果胶酶；(2)淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测。3.生物技术在食品加工中的应用：(1)果酒及果醋的制作；(2)泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定。4.浅尝现代生物技术：植物的组织培养。 碳源、氮碳源、氮源、生长因源、生长因子子消毒和灭菌消毒和灭菌划线分离法划线分离法 涂布分离法涂布分离法温度、酸碱度等温度、酸碱度等 吸附吸附 交联交联 酵母菌酵母菌 无氧无氧 醋杆菌醋杆菌 有氧有氧 乳酸菌、假丝酵母乳酸菌、假丝酵母 紫红色紫红色 光电比色光电比色 全能性全能性 脱分化和再分化脱分化和再分化 激素激素 思维激活1现有红萝卜和白萝卜，你认为哪一种更适合用作不同食盐浓度和发酵期间对亚硝酸盐含量变化的影响实验的材料？为什么？提示：白萝卜。避免细胞中的色素对显色反应产生干扰。2探究利用苹果匀浆制作果汁的最佳条件的实验时，实验的自变量、因变量分别是什么？并写出果胶被果胶酶水解的反应式。自查1大肠杆菌培养和分离实验中，用 培养基扩大培养大肠杆菌、培养后再在 培养基上 进行分离。2微生物常用的分离方法为 分离法和 法。进行 分离时需先将培养的菌液稀释。3划线后的培养皿应 ，放到37 恒温箱中培养1224 h后，可看到在划线的末端出现 ，表明菌落已被分离。4从土壤中分离出能利用尿素的细菌，需以 培养基为对照。LB液体液体 LB固体平面固体平面 划线划线 划线划线 涂布分离涂布分离 涂布涂布 倒置倒置 不连续的单个菌落不连续的单个菌落 LB全营养全营养 5进行亚硝酸盐定量测定绘制标准曲线时，应以 为横坐标，以 为横坐标绘制。亚硝酸钠质量亚硝酸钠质量 光密度值光密度值(OD值值) 自纠1相对于涂布分离，划线分离方法简单，且单菌落更易分开。()2进行划线分离时接种环只在菌液中蘸菌液一次。()3要使果汁澄清，应使用果胶酶，不能使用果胶甲酯酶。()4酵母菌、醋杆菌各有不同菌种，但其发酵产生的酒和醋的风味均相同。()5亚硝酸盐可与N1萘基乙二胺偶联，形成紫色产物。()6进行植物组织培养时，培养基中生长素和细胞分裂素的摩尔浓度比决定组织生根、生芽。()7进行菊花组织培养时，盖上封口膜后应置于1825 下培养且需持续光照。()答案1.2.3.4.5.6.7.必考点一微生物的利用1微生物两种分离方法比较比较划线分离法涂布分离法工具原理划线过程中接种环上的细菌逐渐 ，使划线最后部分的细菌间距加大，达到 目的，经培养获得单菌菌落通过菌液 (105107倍)在适当稀释度下，涂布于 培养基上可得到 的菌落优点操作简单单菌落更易分开，可计数缺点 (能、不能)计数操作复杂接种环接种环 玻璃刮刀玻璃刮刀 减少减少 单个菌体分离单个菌体分离 梯度稀释梯度稀释 固体固体 单菌繁殖单菌繁殖 不能不能 2.分离以尿素为氮源的微生物注意事项(1)选择培养基：以 为唯一氮源；(2)以 为对照；(3)培养基需 灭菌；(4)通过G6玻璃漏斗过滤尿素溶液使之无菌。3大肠杆菌及其培养与分离(1)特性：革兰氏 性、兼性厌氧的肠道杆菌。(2)用途：是基因工程技术中被广泛采用的工具。培养：实验中用 培养基扩大培养大肠杆菌。尿素尿素 LB全营养基全营养基 高压蒸汽高压蒸汽 阴阴 LB液体液体 分离(实验部分)灭菌灭菌倒平板倒平板 接种接种 划线分离划线分离 (2)下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是_灭菌。A高压蒸汽 B紫外灯照射C70%酒精浸泡 D过滤(3)步骤X表示_。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液_到培养基平面上。菌液稀释的目的是获得_菌落。(4)在培养时，需将培养皿倒置并放在_中。若不倒置培养，将导致_。(5)临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将14C标记的_分解为NH3和14CO2。解析(1)Hp含有脲酶，它可以尿素作为氮源，加入酚红指示剂后，菌落周围可出现红色环带(分解尿素可产生NH3，遇酚红指示剂变红)。(2)对尿素溶液进行灭菌最适方法为通过玻璃漏斗过滤。(3)步骤X为接种，其方法为涂布法接种，稀释菌液的目的在于使细菌分散开，从而获得单菌落。(4)进行培养时，宜将培养皿倒置并放在恒温培养箱中。(5)含脲酶的Hp能将14C标记的尿素分解为NH3和14CO2，若能检测到14CO2，则表明人体感染了Hp。答案(1)脲酶红(2)D(3)接种涂布单(4)恒温培养箱无法形成单菌落(5)尿素【名师点睛】区分消毒与灭菌项目消毒灭菌条件使用 的理化方法使用 的理化因素结果杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)杀死物体内外 (包括芽孢和孢子)适用实验操作的空间、操作者的衣着和手微生物的培养器皿、接种用具和 等常用方法煮沸消毒法(如100 ，56 min)，巴氏消毒法(80 ，15 min)，酒精、氯气、石炭酸等化学药剂消毒法灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌较为温和较为温和 强烈强烈 所有的微生物所有的微生物 培养基培养基 【应用1】 (2013东城区质检)欲从土壤中分离出能分解尿素的细菌，下列实验操作中不正确的是()。A将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释B同一浓度的土壤稀释液应至少涂布三个平板C可将未接种的培养基在相同条件下培养作为对照D用加入刚果红指示剂的培养基可筛选出分解尿素的细菌解析为了获得单个菌落，应将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释，A正确；为了使结果更加准确，同一稀释度下至少要涂布3个平板进行重复实验，然后计算平均值，B正确；加入刚果红的培养基用来筛选纤维素分解菌，D错。答案D必考点二酶的应用【典例2】 (2013浙江自选模块)利用紫甘薯制酒可提高其附加值。请回答下列问题。(1)为提高紫甘薯的利用率，工厂化生产时，可加入果胶酶和淀粉酶，其中果胶酶可来自_等微生物。由于酶在水溶液中不稳定，因此常将酶固定在某种介质上制成_。(2)果胶酶可将紫甘薯匀浆中的果胶水解成_。A半乳糖醛酸和葡萄糖B半乳糖和果糖C半乳糖醛酸甲酯和果糖D半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯(3)紫甘薯匀浆流经淀粉酶柱后，取适量流出的液体，经脱色后加入KII2溶液，结果液体呈红色。表明该液体中含有_。A淀粉 B糊精 C麦芽糖 D葡萄糖(4)在发酵前，为使酵母菌迅速发生作用，取适量的干酵母，加入温水和_。一段时间后，酵母悬液中会出现气泡，该气泡内的气体主要是_。将酵母液接种到待发酵液后，随发酵的进行，酵母菌在_条件下产生了酒精和二氧化碳。(5)下图表示发酵液pH对酒精浓度的影响。据图判断，最佳pH值是_。解析(1)果胶酶可来自黑曲霉、苹果青霉等真菌；由于酶在水溶液中不稳定，因此常将酶固定于某种介质上制成固定化酶，从而提高酶的利用率。(2)果胶水解产物为半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯。(3)淀粉的初步水解产物糊精遇KII2溶液呈红色。(4)为使酵母菌迅速发挥作用，可取适量干酵母加入温水及营养物质蔗糖，酵母菌可将底物分解，其气体产物为CO2(即气泡主要成分)，在转入发酵阶段后，酵母菌可将葡萄糖分解为酒精和CO2。(5)分析三条曲线变化趋势，我们会发现，在三曲线上升至高点即对应酒精产量最多点为pH4.7时，这表明pH4.7时，发酵最彻底，此时的酸碱度即发酵最适pH。答案(1)黑曲霉(或苹果青霉)固定化酶(2)D(3)B(4)蔗糖CO2无氧(5)4.7【归纳提炼】1完善利用苹果匀浆制作果汁的最佳条件的实验流程5 g匀浆液匀浆液10 mL水水不加热不加热 不加热不加热 95%的乙醇的乙醇 淀粉溶液淀粉溶液 KII2 蓝色蓝色 红色红色 不显色不显色 【应用2】 (2013江苏，6)下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()。A可用包埋法制备固定化酵母细胞B反应产物对固定化酶的活性没有影响C葡萄糖异构酶固定前后专一性不同D固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应解析细胞体积相对较大，宜采用包埋法固定，A正确；若反应产物包含酸或碱性物质，可能会影响酶的活性，B错误；酶的各项特性在固定前后不变，C错误；细胞并不能利用各种化学物质维持其生活，如有些大分子物质细胞就难以利用，D错误。答案A 【典例3】 果醋有促进新陈代谢、调节酸碱平衡、消除疲劳及减肥等功效，该饮料深受广大女士的喜爱，市场上常出现供不应求的情况。某果酒厂的果酒滞销，计划将生产的部分果酒“转变”为果醋。研究人员设置了如图所示的装置：必考点三生物技术在食品加工中的应用必考点三生物技术在食品加工中的应用 (1)乙瓶为发酵瓶，你认为甲、丙两个装置瓶中，盛有果酒的是装置瓶_，盛有果醋的是装置瓶_。(2)在果醋发酵过程中，需要不断向发酵瓶乙中通入无菌空气，原因是_。(3)在装置瓶乙中，醋化醋杆菌先将乙醇变为_，最后变为醋酸。(4)制作果酒时，提供碳源的物质主要是_，在如图所示装置中，提供碳源的物质主要是_。(5)在制作泡菜时，盐水中清水和食盐的质量比为_；盐水要先煮沸腾的目的是_；盐水煮沸腾后要冷却才可以使用的原因是_。(6)“每天喝一点，健康多一点”，这是“宁夏红”率先提出的消费理念，将积淀了千百年的枸杞药食文化和中国红文化完美结合起来，更增添了品牌的文化魅力和优势。下图为“宁夏红”枸杞果酒生产工艺流程简图，据图回答问题。选料？粉碎灭菌接种发酵？果酒流程中？处的内容分别应为_、_。果酒酿造过程中如果果汁灭菌不合格，含有醋酸杆菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸杆菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？_解析装置瓶甲中装有果酒，果酒通过导管流入发酵瓶乙中，在乙瓶中进行醋酸发酵。醋化醋杆菌为好氧细菌，在有氧条件下醋化醋杆菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛转变为醋酸，制果酒时，提供碳源的物质主要是葡萄糖，用果酒制果醋时，提供碳源的主要是酒精。(5)制作泡菜时水盐比宜控制在在41，盐水煮沸的目的是杀灭其中的杂菌，盐水需冷却后使用是防止温度过高影响乳酸菌等的生命活动。(6)选料后宜先冲洗，再粉碎，发酵后需过滤得果酒，在酒精发酵旺盛时，厌氧环境不适合醋杆菌发酵，故不能将果汁中的糖发酵为醋酸。答案(1)甲、乙丙(2)醋化醋杆菌为好氧细菌(3)乙醛(4)葡萄糖乙醇(或酒精)(5)41为了杀灭杂菌防止温度过高影响乳酸菌等微生物的生命活动(6)冲洗过滤不能【归纳提炼】1果酒、果醋和泡菜的制作比较项目果酒的制作果醋的制作泡菜的制作作用微生物 (真菌)假丝酵母和原理酵母菌在 的条件下将葡萄糖氧化成乙醇，而且当培养液中乙醇浓度为 时，酵母菌死亡 在 条件下将乙醇氧化为醋酸 和假丝酵母将糖转化为有机酸和醇类物质酵母菌酵母菌 醋化醋杆菌醋化醋杆菌(细菌细菌) 乳酸菌乳酸菌 无氧无氧 16% 醋化醋杆菌醋化醋杆菌 有氧有氧 乳酸菌乳酸菌 续表续表 醋化醋杆菌醋化醋杆菌 pH 2. 亚硝酸盐含量的测定(1)亚硝酸盐含量测定原理亚硝酸盐可与 发生重氮化反应，这一产物再与 偶联，形成 产物，可用 法定量。(2)亚硝酸盐的定量测定步骤样品处理测定 计算。对氨基苯磺酸对氨基苯磺酸 N1萘基乙二胺萘基乙二胺 紫红色紫红色 光电比色光电比色 标准曲线绘制标准曲线绘制 【应用3】 小李尝试制作果酒，他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行试验(如图)，恰当的做法是()。加入适量的酵母菌一直打开阀b通气一直关紧阀a，偶尔打开阀b几秒钟把发酵装置放到4 冰箱中进行实验ABC D解析酵母菌在无氧环境中可以利用葡萄糖进行发酵，产生酒精，果酒的制作即应用了此原理，果酒制作过程一般将温度控制在2530 。答案A【应用4】 (2013江苏卷，14)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、抑制杂菌生长繁殖解析增大接种量可加快发酵速率；菌种数量大，竞争力强，可抑制杂菌的繁殖，D正确。答案D必考点四浅尝现代生物技术【典例4】 “迷你植物”是通过植物组织培养技术，在人工控制的无菌环境下，生长在玻璃或透明塑料容器等相对密封的空间内的一系列微型植物的总称，如图甲所示。图乙是“迷你植物”组织培养过程示意图，图丙是两种植物激素对愈伤组织分化的影响示意图。回答下列问题。(1)培育“迷你植物”的原理是植物细胞具有_。为了使培育的“迷你植物”无病毒，选材时一般选取茎尖或根尖，原因是_。(2)为了保证“迷你植物”的正常生长，容器内装有的凝胶状透明培养基中需要含有植物生长所需要的_。(3)培育“迷你植物”时，为了有利于嫩枝组织细胞启动细胞分裂形成愈伤组织，常常需要在配制好的培养基中添加_。嫩枝组织细胞接种后25 d，若发现其边缘局部污染，可能的原因是_。(4)在图乙中，若愈伤组织没有形成根，但分化了芽，其原因可能是_；若要获得更多的愈伤组织，培养基中两种植物激素的含量应该是_。(5)切取若干光照处理后幼苗芽尖处的组织块，消毒后，接种到培养基中培养，该培养基中两种植物激素浓度相同。从理论上分析，分化的结果是生根，原因是_。解析植物细胞具有全能性，这是植物组织培养的理论基础。为了保证“迷你植物”的正常生长，培养基中一定要添加各种无机盐和水分。植物组织培养过程中，启动细胞分裂和愈伤组织的分化都离不开植物激素。培养嫩枝组织细胞时发生局部污染，可能是嫩枝消毒不彻底。从图丙可知，植物激素的种类及其浓度配比会影响愈伤组织分化的方向，具体结合图示和题干信息回答即可。答案(1)全能性茎尖或根尖病毒很少，甚至无病毒(2)各种无机盐和水分(3)植物激素嫩枝消毒不彻底(4)培养基中生长素较少，细胞分裂素较多细胞分裂素中等量，生长素少量(5)原培养基中细胞分裂素与生长素的浓度相等，而经光照后的幼苗芽尖处组织块含较多生长素【归纳提炼】1选取生长旺盛嫩枝进行组织培养的原因嫩枝生理状态好，容易 。2MS培养基的组成常用的培养基是MS培养基，其中含有的大量元素是 ，微量元素是 、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、I、Co，有机物有甘氨酸、 、肌醇、维生素、 等。3影响植物组织培养的环境条件 、 、 等。诱导脱分化和再分化诱导脱分化和再分化 N、P、S、K、Ca、Mg Fe 烟酸烟酸 蔗糖蔗糖 pH 温度温度 光光 5影响植物组织培养的因素在培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素，其浓度、使用的先后顺序、用量的比例等都影响结果。 培养培养移栽移栽栽培栽培 消毒消毒 接种接种 (1)植物激素的使用顺序及结果(2)生长素与细胞分裂素比值与结果使用顺序实验结果先生长素，后细胞分裂素有利于分裂但不分化先细胞分裂素，后生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频率提高比值高时促根分化，抑芽形成比值低时促芽分化，抑根形成比值适中时促进愈伤组织生长【应用5】 (2013浙江四校调研)在菊花的组织培养操作完成了34 d后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是()。A培养条件，比如pH、温度等不适宜B接种时外植体未消毒C接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体D将外植体倒插入培养基中解析一般来讲，进行植物组织培养中，培养条件应是相同的。答案A