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专题十四 生物技术实践 专题十五 现代生物科技专题,目 录,第八单元 选修模块,专题十四 生物技术实践,返回目录,真题聚焦拓展,核心考点整合,返回目录,教师知识必备,【网络构建】,返回目录,教师知识必备,1本专题通过果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作等生产实例和大肠杆菌的分离、纯化操作等过程，考查最基本的生物学知识。将果酒、果醋、腐乳与泡菜的制作及特定微生物的分离、纯化等实践操作构建成过程模型，可以加深对知识的记忆与理解。 2应让学生弄清楚植物组织培养的操作程序。让学生联系生长素和细胞分裂素的作用，分析二者在植物组织培养中的作用。 3植物有效成分的提取常与生产、生活实际相联系，或与实验结合进行考查，难度不大。利用图解分析法理解特定植物成分的提取。,【考情分析】,返回目录,近年高考分析,返回目录,近年高考分析,返回目录,1.微生物的利用 (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。 2.生物技术在食品加工及其他方面的应用 (1)从生物材料中提取某些特定的成分。 (2)运用发酵加工食品的基本方法。 (3)植物的组织培养。 3.实验：DNA的粗提取与鉴定。,考纲要求,专题十四 生物技术实践,12015全国卷 下列叙述错误的是( ) 已知微生物A可以产生油脂，微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题： (1)显微观察时，微生物A菌体中的油脂通常可用_染色。微生物A产生的油脂不易挥发，可选用_(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。 (2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样，并应选用以_为碳源的固体培养基进行培养。,返回目录,真题聚焦拓展,专题十四 生物技术实践,(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用_直接计数；若要测定其活菌数量，可选用_法进行计数。 (4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度，某同学测得相同时间内，在35 、40 、45 温度下降解10 g油脂所需酶量依次为4 mg、1 mg、6 mg，则上述三个温度中，_条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度，应围绕_设计后续实验。,返回目录,真题聚焦拓展,专题十四 生物技术实践,答案 (1)苏丹(或苏丹) 萃取法 (2)油脂 (3)血细胞计数板 稀释涂布平板 (4)45 40 解析 (1)油脂可被苏丹染液染成橘黄色，或被苏丹染液染成红色。由于微生物A产生的油脂不易挥发，故提取时可选用萃取法，而不能用水蒸气蒸馏法。(2)根据酶的专一性，为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样，并应选用以油脂为碳源的固体培养基进行培养，不产生脂肪酶的微生物无法生存。(3)测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用血细胞计数板直接计数；若要测定其活菌,返回目录,真题聚焦拓展,专题十四 生物技术实践,数量，可选用稀释涂布平板法进行计数。(4)据题可知，在35 、40 、45 温度下，45 时降解10 g油脂所需酶量最大，故该温度下酶活力最小。由于40 时酶活性相对较大，因此，为了进一步确定该酶的最适温度，应围绕该温度设计后续实验。,返回目录,真题聚焦拓展,专题十四 生物技术实践,22014海南卷 已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。为了测定不同泡制天数泡菜中亚硝酸盐的含量，某同学设计了一个实验，实验材料、试剂及用具包括：刻度移液管、比色管、不同浓度的亚硝酸钠标准溶液、亚硝酸盐的显色剂、不同泡制天数的泡菜滤液等。 回答相关问题： (1)请完善下列实验步骤。 标准管的制备：用_和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。 样品管的制备：用刻度移液管分别吸取一定量的_，加到不同的比色管中，然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色，得到样品管。,返回目录,真题聚焦拓展,将每个_分别与系列标准管进行比较，找出与样品管颜色深浅_的标准管，该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中亚硝酸盐含量，记录各样品管亚硝酸盐的含量。 (2)图T141表示的是泡菜中_趋势。 (3)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是_(填“醋酸杆菌”或“乳酸菌”)。,返回目录,专题十四 生物技术实践,真题聚焦拓展,图T141,真题聚焦拓展,答案 (1)亚硝酸钠标准溶液 不同泡制天数的泡菜滤液 样品管 最相近(其他合理答案也可) (2)亚硝酸盐含量随泡制时间的变化(其他合理答案也可) (3)乳酸菌 解析 (1)在亚硝酸盐的含量测定中，可利用亚硝酸盐与显色剂发生颜色反应，根据颜色的深浅可确定亚硝酸盐含量的多少。用不同浓度的亚硝酸钠标准溶液与显色剂可制成颜色深浅不同的系列标准管，不同颜色深浅对应的亚硝酸钠浓度是已知的；用不同泡制天数的泡菜滤液与显色剂反应，制备一系列的样品管，将样品管的颜色与标准管进行颜色比对，找到与样品管颜色深浅最接近的标准管，所对应的亚硝酸钠浓度即可代表样品管中的亚硝酸盐含量。,返回目录,专题十四 生物技术实践,真题聚焦拓展,(2)图示曲线横轴为时间，纵轴为亚硝酸盐含量，则该曲线表示泡菜中亚硝酸盐含量随发酵时间的变化趋势。 (3)泡菜制作的原理是乳酸发酵，产酸的细菌主要是乳酸菌。,返回目录,专题十四 生物技术实践,真题聚焦拓展,专题十四 生物技术实践,32014新课标全国卷 植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题： (1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将_分解成_。 (2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成_色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的_。,返回目录,真题聚焦拓展,真题聚焦拓展,(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表)： 注：“”表示有，“”表示无。 据表判断，培养基甲_(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是_；培养基乙_(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是_。,返回目录,专题十四 生物技术实践,真题聚焦拓展,答案(1)纤维二糖 葡萄糖 (2)红 透明圈 (3)不能 液体培养基不能用于分离单菌落 不能 培养基中没有纤维素，不会形成CR纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌 解析 (1)纤维素酶是一种复合酶，该酶是由C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶3种组分组成，前两种酶可将纤维素分解为纤维二糖，葡萄糖苷酶可将纤维二糖分解为葡萄糖。 (2)刚果红可与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物便无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。,返回目录,专题十四 生物技术实践,真题聚焦拓展,(3)生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌才会发挥作用。纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基。纤维素分解菌鉴别培养基属于固体培养基，要分离和鉴别纤维素分解菌，都需要以纤维素为主要碳源的培养基，培养基乙不具有选择的作用。,返回目录,专题十四 生物技术实践,真题聚焦拓展,【备考指津】 1本专题在高考中主要考查的内容有传统发酵技术、微生物的培养与应用以及生物技术在其他方面的应用。 2本专题的题目往往以微生物的培养与应用为核心，综合传统发酵技术和其他方面的应用进行考查。 3备考时要将各种生物技术进行对比理解并牢记，要用生物学术语进行答题。,返回目录,专题十四 生物技术实践,真题聚焦拓展,考点一 果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的比较 考例探究 果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的比较,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,返回目录,核心考点整合,专题十四 生物技术实践,例1 某同学利用图1所示装置制作苹果酒和苹果醋，请分析回答有关问题：,图T142,(1),(2),核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(1)可分别利用酵母菌和_菌制作果酒和果醋，这两种微生物的区别是后者为_(填“厌氧”“好氧”或“兼性厌氧”)微生物。 (2)加入苹果汁时，瓶内要留出大约1/3的空间，目的是_。 (3)酵母菌利用苹果汁进行酒精发酵的反应式为_，密封充气口后可用_检测是否有酒精生成。 (4)要利用苹果酒继续发酵生产苹果醋，接种发酵所用菌种后，需要将发酵温度变为_，并_。 (5)图(2)中能表示装置内液体发酵过程中pH变化的曲线是_。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,答案 (1)醋酸 好氧 (2)有利于酵母菌进行繁殖，防止发酵旺盛时发酵液溢出 (3)C6H12O62C2H5OH2CO2 (酸性)重铬酸钾 (4)3035 适时通过充气口充气 (5) 解析 (1)制作果醋所用的微生物是醋酸菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，而醋酸菌是好氧微生物。(2)加入苹果汁时，瓶内要留出大约1/3的空间，有利于酵母菌进行繁殖，同时防止发酵旺盛时发酵液溢出。(3)在酸性条件下，重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。(4)制作果酒时所需的 条件是厌氧、1825 ，而制作果醋时所需的条件是有,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,氧、3035 。(5)酵母菌进行酒精发酵时，产生的CO2使溶液pH略微下降，醋酸菌进行果醋发酵时，产生了大量的醋酸，使溶液pH快速下降，所以图(2)中符合条件的曲线是。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,对点训练 酸菜，古称菹，周礼中就有其大名。制作酸菜的初衷是为了延长蔬菜保存期限。请回答： (1)酸菜制作过程中，起主要作用的微生物是_。但是在发酵初期，很多杂菌会大量繁殖，其中导致泡菜水的表面长白膜的微生物是_。 (2)实验室可采用_法进行菌种纯化，在对该菌种进行培养时，与常规培养基相比，还需要额外在培养基中添加_。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(3)为了保持所获得的菌种纯净，需要进行菌种的保藏。若采用临时保藏，需将菌种接种在_上，放入4 冰箱中可保藏36个月；若要长期保存，可将菌液与灭菌的_混匀，放在20 的冰箱中保存一年。 (4)在市场上购买的真空包装酸菜，在没有发生漏气状态下发生了“胀袋”现象，A同学怀疑是杂菌污染导致的，B同学怀疑是乳酸菌大量繁殖导致的，说出你支持谁的观点并说出理由。支持_的观点，理由是_。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,答案 (1)乳酸菌 酵母菌(或产膜酵母) (2)平板划线法或稀释涂布平板 维生素 (3)固体斜面培养基 甘油 (4)A同学 乳酸菌代谢过程中不产生气体(或乳酸菌呼吸作用不产生二氧化碳) 解析 (1)酸菜制作过程中，起主要作用的微生物是乳酸菌，其代谢类型是异养厌氧型，能发酵产生乳酸。在发酵初期，酵母菌(或产膜酵母)会导致泡菜水的表面长白膜。(2)在实验室纯化菌种常用平板划线法或稀释涂布平板法；维生素是乳酸菌生长繁殖所必需的，在自身体内又不能合成，因此要在培养乳酸菌的培养基中添加维生素。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(3)进行菌种保藏时，若采用临时保藏，需将菌种接种在固体斜面培养基上，放入4 冰箱中可保藏36个月；若要长期保存，可将菌液与灭菌的甘油混匀，放在20 的冰箱中保存一年。(4)乳酸菌是厌氧型微生物，只能进行无氧呼吸，且无氧呼吸的产物只有乳酸，不产生气体，因此支持A同学的观点。,核心考点整合,考点二 蛋白质和核酸 考例探究 考向1 微生物培养的三大基本技术 1无菌技术消毒和灭菌的区别,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,2培养基的制备技术 (1)培养基的种类,返回目录,核心考点整合,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(2)培养基的制备 过程：计算称量溶化灭菌倒平板。 原则： a目的要明确：根据微生物的种类、培养目的等，选择原料配制培养基，如培养自养型的微生物就不用加入有机营养物质。 b营养要协调：注意各种营养物质的浓度和比例。 cpH要适宜：各种微生物适宜生长的pH范围不同。,核心考点整合,3微生物的纯化培养技术平板划线法与稀释涂布平板法,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,例2 微生物的分离和培养是现代生物工程应用中的重要环节。图甲和图乙是大肠杆菌分离和培养过程中部分操作和实验结果示意图，请据图T143回答有关问题：,图T143,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(1)图甲所示的是制备固体培养基时的实验操作步骤之一，该过程被称为_。若用该培养基培养大肠杆菌，除考虑营养条件外，还要考虑_、_和渗透压等条件。 (2)培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是_。 (3)图乙是平板划线法接种操作示意图，正确的操作顺序是AB_(用字母和箭头表示)；找出图乙中两处错误的操作：_、_(用字母表示)。 (4)某同学将用平板划线法接种后的培养基培养12 h后，如果培养基上_，则说明无菌操作基本符合要求。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,答案 (1)倒平板 温度(氧气) pH(无菌) (2)将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生 (3)GFECDH C D (4)生长的菌落颜色、形状、大小基本一致，并符合大肠杆菌菌落的特点 解析 (1)图甲所示的实验操作为倒平板。若用该培养基培养大肠杆菌，还要考虑温度、氧气、pH和无菌操作等一系列相关条件。(2)培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染，因此要设置对照实验。对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生，若有，,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,则说明培养基已被污染，应重新配制培养基进行实验。(3)图乙是平板划线法接种操作示意图，正确的操作顺序是ABGFECDH；图乙中两处错误的操作是C未在酒精灯火焰旁进行操作，D将第5区域内的划线与第1区域内的划线相连。(4)将接种后的培养基培养12 h后，如果培养基上生长的菌落颜色、形状、大小基本一致，并符合大肠杆菌菌落的特点，则说明没有被杂菌污染，无菌操作基本符合要求。,核心考点整合,考向2 微生物的分离与计数 1微生物的分离 (1)筛选原则：人为提供有利于目的菌株生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物的生长。 (2)从土壤中分离尿素分解菌和纤维素分解菌的比较,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,2统计菌落数目的方法 (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。 方法：用计数板计数。 缺点：不能区分死菌与活菌。,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,(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30300之间的平板进行计数。,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,例3 某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图T144所示。请分析并回答下列问题：,图T144,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(1)在培养基中加入化合物A的目的是_，这种培养基属于_培养基。 (2)目的菌生长所需的氮源和碳源来自培养基中的_。实验需要振荡培养，由此推测目的菌的代谢类型是_。 (3)在上述实验操作过程中，获得纯净目的菌的关键是_。 (4)转为固体培养基培养时，常采用平板划线法进行接种，此过程中所用的接种工具是_，操作时采用_灭菌的方法进行灭菌。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(5)实验结束后，使用过的培养基必须进行灭菌处理才能倒掉，这样做的目的是_。 (6)某同学计划统计污水池中目的菌的总数，他选用104、105、106倍稀释液进行平板划线，每种稀释液都设置了3个培养皿。从设计实验的角度看，还应设置的一组对照实验是_，此对照实验的目的是_。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,答案 (1)筛选目的菌 选择 (2)化合物A 异养需氧型 (3)防止外来杂菌污染 (4)接种环 灼烧 (5)防止造成环境污染 (6)不接种的空白培养基 证明培养基制备过程以及培养过程中无杂菌污染 解析 (1)在培养基中加入特定物质，可以筛选出特定的细菌。(2)根据题目所给的培养基配方可知，目的菌生长所需的氮源和碳源只能来自培养基中的化合物A。异养需氧型细菌需要振荡培养。(3)获得纯净目的菌的关键是防止外来杂菌污染。(4)用平板划线法进行接种时，所用的,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,接种工具是接种环，操作时采用灼烧灭菌法进行灭菌。(5)为防止造成环境污染，实验结束后，使用过的培养基必须进行灭菌处理才能倒掉。(6)统计目的菌数量时，注意设置一组不接种的空白培养基作为对照实验，此对照实验的目的是证明培养基制备过程以及培养过程中无杂菌污染。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,对点训练 金黄色葡萄球菌是一种具有高度耐盐性的微生物，可引起人类肺炎、肠炎等疾病。金黄色葡萄球菌在血平板(培养基中添加适量血液)上生长时，可破坏菌落周围的红细胞，使其褪色。图T145为定性检测鲜牛奶中是否存在金黄色葡萄球菌的操作流程，请回答相关问题：,图T145,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(1)按细胞结构分类，金黄色葡萄球菌属于_生物，从培养过程分析，金黄色葡萄球菌可进行_呼吸。 (2)7.5% NaCl肉汤培养基为微生物提供的营养成分包括_，用7.5% NaCl肉汤培养基进行选择培养的主要目的是_。 (3)操作中在血平板上的接种方法是_，接种操作前后需要对接种工具进行_灭菌。 (4)在制备血平板时需将pH调节至_(填“微酸性”或“微碱性”)后灭菌，待培养基_后，再加入适量血液。按培养基功能分类，血平板属于_培养基。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(5)经多次规范操作、重复实验，血平板上均出现_的菌落，初步证明鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌，但鲜牛奶供应商仍认为此菌并非鲜牛奶所携带，因此，要对本操作进行完善，完善的方案是_。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,答案 (1)原核 有氧 (2)碳源、氮源、水和无机盐 增加金黄色葡萄球菌的数量 (3)平板划线法 灼烧 (4)微碱性 冷却 鉴别 (5)周围存在透明圈 设置不加鲜牛奶，其他操作均相同的对照组 解析 (1)金黄色葡萄球菌是一种细菌，属于原核生物。培养过程中没有进行密闭处理且需要振荡培养，因此金黄色葡萄球菌可进行有氧呼吸。(2)7.5% NaCl肉汤培养基可 为微生物生长提供所需要的碳源、氮源、水和无机盐。用7.5% NaCl肉汤培养基进行选择培养是为了增加金黄色葡,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,萄球菌的数量。(3)图示中用的接种工具是接种环，说明在血平板上接种的方法是平板划线法。接种工具在接种前后都要进行灼烧灭菌处理。(4)金黄色葡萄球菌的生长环境为微碱性，培养基在灭菌前要先调节pH。因金黄色葡萄球菌能破坏红细胞，使其褪色，所以血平板上出现周围存在透明圈的菌落，说明有金黄色葡萄球菌存在，故血平板属于鉴别培养基。(5)为增强实验结论的严谨性，应增加空白对照组。,核心考点整合,考点三 酶的应用 考例探究 1.探究果胶酶的最适温度和pH的相关实验 (1)实验流程： 制备苹果泥 设置一系列具有梯度的pH和温度 加入果胶酶反应一段时间 过滤果汁,返回目录,专题十四 生物技术实践,图T146,核心考点整合,(2)变量分析：该实验的自变量是温度或pH，因变量是酶的活性，检测因变量是通过测定果汁的体积或澄清度来实现的。 注意：在苹果泥和果胶酶混合之前，一定要保证底物和酶达到所要求的温度或pH条件，以避免混合后条件的变化，确保实验结果的可信度和可靠性。 在探究温度或pH对酶活性的影响时，不同的梯度温度之间或不同的梯度pH之间构成了相互对照，通过相互对照可确定果胶酶的最适温度或pH。,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,2探究果胶酶的最适用量的实验分析 (1)原理提示：本实验是一个探究性的定量实验，最适用量是在已知温度、pH条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明温度和pH。 (2)确定最适用量的方法：如果随酶浓度的增加，滤出的果汁体积增加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值时，再增加酶的用量，滤出的果汁体积不再改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个值就是酶的最适用量(如图T147中M)。,返回目录,专题十四 生物技术实践,图T147,核心考点整合,3探究加酶洗衣粉洗涤效果的实验设计 设计应遵循单一变量原则，需有效地控制其他变量(如水质、水温等)，具体实验的实验变量如下：,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,4固定化酶和固定化细胞技术 (1)方法,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,(2)固定化酶与固定化细胞的比较,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,制备固定化酵母细胞的注意事项：细胞的固定化要在严格无菌条件下进行；对制备的海藻酸钠溶液、CaCl2溶液以及注射器等器材进行严格灭菌；溶化海藻酸钠时采用小火间断加热法，防止海藻酸钠焦糊；海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；浓度过低，凝胶珠所固定的酵母细胞数量少。,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,例4 1963年，诺和诺德公司向洗涤剂中加入碱性蛋白酶，推出了第一款加酶洗衣粉。碱性蛋白酶一般利用枯草芽孢杆菌生产。图甲、乙为某科研小组对碱性蛋白酶相关性质进行测试的结果。图丙、丁为两种常见的平板划线法：连续划线法和四区划线法，前者适用于纯化菌种较少的样品，后者适用于纯化菌种较多的样品。请回答下列问题：,甲 pH对碱性蛋白酶活性的影响,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,乙 温度对碱性蛋白酶活性的影响,图T148,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(1)由图甲、乙可知，碱性蛋白酶发挥作用的适宜条件为_。 (2)图丁中依次进行四区划线，四区的面积要求为CDEF，F区面积最大的原因是_。每次划线后都要_接种环，注意F区划线不要与_(填字母)区相连。 (3)某兴趣小组欲从土壤中分离枯草芽孢杆菌，宜选择图_所示的方法划线培养，分离得到的纯化单菌落属于_(填“种群”或“群落”)。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(4)碱性蛋白酶是枯草芽孢杆菌生长后期向细胞外分泌的一种酶，与该酶合成有关的细胞器是_。若欲应用固定化技术提高该酶的利用率，减少产物中的杂质，则应采用_法。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,答案 (1)pH为10.2左右和温度为42 左右 (2)使该区出现大量的单菌落以供挑选(或便于菌种分散) 灼烧 C(C、D) (3)丁 种群 (4)核糖体 化学结合法或物理吸附 解析 (1)由图甲可知，碱性蛋白酶的最适pH为10.2左右，由图乙可知，碱性蛋白酶的最适温度为42 左右。(2)由于要通过平板划线操作使F区出现大量的单菌落以供挑选(或便于菌种分散)，所以F区面积最大。每次划线后，为避免接种环上残留的菌种影响下次划线，需要将接种环进行灼烧灭菌，杀死上次划线残留的菌种。据图丁分析，F区划线不要与C区相连。(3)从土壤中分离枯草芽孢杆菌，宜选择,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,图丁所示的方法划线培养，分离得到的纯化单菌落是一个细胞增殖多次形成的肉眼可见的、有一定的形态和结构的菌群，它属于种群。(4)碱性蛋白酶的本质是蛋白质，其在核糖体上合成。碱性蛋白酶的分子较小，可以使用化学结合法或物理吸附法固定该酶，提高该酶的利用率。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,对点训练 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： (1)图(1)中X溶液为_，其作用是使_。,图T149,（2）,（1）,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(2)图(1)中制备的凝胶珠用_洗涤后再转移到图(2)装置中。图(2)发酵过程中搅拌的目的是使_。 (3)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用_加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液_后，加入酵母菌充分搅拌混合均匀。 (4)研究发现，固定化强度强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，将浓度为2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别用浓度为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48 h后的酒精产量见下表：,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,依照表格分析，随着X溶液浓度的增加，_增加；用于酒精发酵效果最好的海藻酸钠与X溶液浓度分别是_、_。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,答案 (1)CaCl2溶液 海藻酸钠形成凝胶珠 (2)蒸馏水 培养液与酵母菌充分接触 (3)小火(或间断) 冷却至室温 (4)固定化强度 2% 4% 解析 (1)图(1)为固定化酵母细胞的步骤，X溶液为CaCl2溶液，作用是使胶体聚沉，即使海藻酸钠形成凝胶珠。(2)图(2)为发酵过程，因为是无氧呼吸，故搅拌的目的只是增加培养液与酵母菌的接触面，而不是增加溶氧量。(3)溶解海藻酸钠时需注意用小火(或间断)加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后，再加入酵母菌充分搅拌混合均匀，以防止高温杀死酵母菌。(4)分析表格可知，,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,随着X溶液浓度的增加，酵母颗粒的固定化强度增加，固定化强度和产酒精量都较大时的海藻酸钠与X溶液浓度分别是2%、4%。,核心考点整合,考点四 生物技术在其他方面的应用 考例探究 1.菊花茎组织培养与月季花药离体培养的比较,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,2.DNA的粗提取与鉴定,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,3. PCR反应过程 (1)变性：当温度上升到90 以上时，双链DNA解聚为单链，如图T1410所示：,返回目录,核心考点整合,专题十四 生物技术实践,图T1410,核心考点整合,(2)复性：温度下降到50 左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，如图T1411所示： (3)延伸：温度上升到72 左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，如图T1412所示：,返回目录,专题十四 生物技术实践,图T1411,图T1412,核心考点整合,4. 蛋白质分离的方法 (1)凝胶色谱法 含义：根据相对分子质量的大小分离蛋白质的方法。 原理：,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,(2)电泳法 含义：带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。 原理：在一定的pH下，一些生物大分子(如多肽、核酸等)可解离的基团会带正电或负电，在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。 作用过程：,返回目录,专题十四 生物技术实践,图T1413,核心考点整合,5. 三种植物芳香油提取方法的比较,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,例5 在食用辣椒果实中产生辣味的物质是辣椒素，它不溶于水，易溶于有机溶剂，具有很强的镇痛和消炎作用，应用前景广阔。请回答问题： (1)辣椒的组织培养过程依据的原理是_，其中_(填“脱分化”或“再分化”)过程不需要提供光照。 (2)组织培养过程中，应利用体积分数为70%的酒精对外植体进行_处理。培养辣椒组织的培养基中要添加蔗糖，目的是_。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(3)根据辣椒素不溶于水、易溶于有机溶剂的性质，我们可以用萃取法提取辣椒素。萃取的效率主要取决于_，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量等条件的影响。萃取加热时需要安装冷凝回流装置，其目的是_。萃取过程中应采用_加热，原因是_。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,答案 (1)植物细胞的全能性 脱分化 (2)消毒 提供能源、维持渗透压 (3)萃取剂的性质和使用量 防止有机溶剂挥发 水浴 有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸 解析 (1)植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。植物组织培养中脱分化过程不需要提供光照。(2)植物组织培养过程中，应利用体积分数为70%的酒精对外植体进行消毒处理。植物组织培养所用培养基中要添加很多成分，其中蔗糖的作用有两个：一是提供能源，二是维持渗透压。 (3)萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,和时间等条件的影响。萃取加热时要安装冷凝回流装置，目的是防止有机溶剂挥发。另外，避免明火加热，采用水浴加热的原因是有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧和爆炸。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,对点训练 胡萝卜素不仅可以用来治疗缺乏维生素A的疾病，还可以广泛用作食品、饮料等的添加剂。近年来，科学家发现天然胡萝卜素具有使癌变细胞恢复成正常细胞的功能，所以市场需求量大，经济效益高。某工厂利用细胞培养来提取胡萝卜素，过程如图T1414所示。据此回答下列问题：,图T1414,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(1)胡萝卜韧皮部细胞培养后能产生胡萝卜素的原因是它具有_。诱导形成愈伤组织的过程叫_，该过程需添加的激素有_。 (2)培养几天后发现少数培养基感染杂菌，原因可能是_，杂菌和培养细胞之间的种间关系是_。 (3)从胡萝卜中提取胡萝卜素，常用的萃取剂是_，加热提取过程中，应严格控制_，原因是_。 (4)提取的胡萝卜素可通过_法进行鉴定，在鉴定过程中需用_进行对照。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,答案 (1)产生胡萝卜素的基因(或全能性) 脱分化 细胞分裂素和生长素 (2)灭菌不彻底或未严格进行无菌操作 竞争 (3)石油醚 温度和时间 温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解 (4)纸层析 标准样品(或标样) 解析 (1)胡萝卜韧皮部细胞培养后能产生胡萝卜素的原因是它具有产生胡萝卜素的基因。诱导形成愈伤组织的过程叫脱分化，该过程需添加的激素有细胞分裂素和生长素。 (2)培养几天后发现少数培养基感染杂菌，原因可能是灭菌不彻底或未严格进行无菌操作，杂菌和培养细胞都以培养基中的物质为营养原料，所以它们之间为竞争关系。,核心考点整合,返回目录,专题十四 生物技术实践,(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素，常用的萃取剂是石油醚，加热提取过程中，应严格控制温度和时间，原因是温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解。(4)提取的胡萝卜素可通过纸层析法进行鉴定，在鉴定过程中需用标准样品(或标样)进行对照。,核心考点整合,返回目录,教师备用习题,1备选理由 本题考查果酒和果醋的制作，可作为例1的补充。 图T1415是以鲜苹果汁为原料，利用发酵瓶制作果酒和果醋的过程简图，分析并回答： (1)过程甲中使用的微生物是_。在将鲜苹果汁装入发酵瓶时，要留有大约_的空间。经过1012天后，在酸性条件下用重铬酸钾检测样液，如果颜色由_,图T1415,返回目录,教师备用习题,变为_色，说明产生了酒精。 (2)过程乙中使用的微生物是_，可以从食醋中分离、纯化获得，步骤如下： 第一步：配制_(填“固体”或“液体”)培养基。培养基一般都含有_和无机盐。 第二步：对培养基进行灭菌，其方法是_。 第三步：接种。微生物常用的接种方法有_法和_法。 第四步：培养。温度控制在_范围内。 第五步：挑选符合要求的_。 (3)在_的条件下，如果缺少糖源，乙中的微生物将甲过程的产物变为_，再将其变为_。,返回目录,教师备用习题,答案 (1)酵母菌 1/3 橙色 灰绿 (2)醋酸(杆)菌 固体 水、碳源、氮源 高压蒸汽灭菌法 平板划线 稀释涂布平板 3035 菌落 (3)氧气充足(有氧) 乙醛 醋酸 解析 (1)甲是果酒发酵过程，参与果酒制作的微生物是酵母菌。在将鲜苹果汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，以防止由于酵母菌在酒精发酵过程中产生CO2，而导致发酵液溢出。经过1012天后，在酸性条件下用重铬酸钾检测样液，如果颜色由橙色变为灰绿色，说明产生了酒精。 (2)乙是果醋发酵过程，参与果醋制作的微生物是醋酸(杆)菌，可以从食醋中分离、纯化获得，步骤如下：,返回目录,教师备用习题,第一步：配制固体培养基。培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。 第二步：对培养基进行高压蒸汽灭菌。 第三步：接种。微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。 第四步：培养。醋酸菌的适宜生长温度是3035 ，因此要将温度控制在3035 范围内。 第五步：挑选符合要求的菌落。 (3)在氧气充足(有氧)的条件下，如果缺少糖源，醋酸菌可将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。,返回目录,教师备用习题,2 备选理由本题综合考查微生物的培养与应用，可作为例2的补充。 人和哺乳动物的尿中含有尿素，环境中大量尿素的存在会造成污染。土壤中有些细菌含有脲酶，可通过降解尿素作为其生长的氮源。某研究小组对土壤中的这类细菌进行分离，用以回收氮元素，同时净化环境。请回答下列相关问题： (1)分离培养细菌时必须进行无菌操作。培养基的灭菌一般采用_法。配制培养基时，灭菌与调节pH的先后顺序是_。,返回目录,教师备用习题,(2)将样液进行一系列的梯度稀释，然后采用_法接种培养。在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在_旁进行操作。接种后的培养皿应_放于37 的恒温箱中培养。 (3)用_的培养基可获得能分泌脲酶的细菌，从功能上划分，该培养基属于_培养基。若培养基中存在能分泌脲酶的细菌，则其菌落周围会出现_，这是由于尿素被分解产生_，使pH升高，培养基中加入的酚红指示剂产生颜色变化，从而证明这一菌株可以尿素为氮源。变色区域越大，表明该菌株利用尿素的能力_。,返回目录,教师备用习题,答案 (1)高压蒸汽灭菌 先调pH，后灭菌 (2)稀释涂布平板 酒精灯火焰 倒置 (3)以尿素为唯一氮源 选择 红色环带 氨 越强 解析 (1)培养基一般采用高压蒸汽灭菌法灭菌。培养基制作时应该先调节pH，再灭菌。(2)将样液进行一系列的梯度稀释，然后采用稀释涂布平板法接种培养。为避免杂菌污染，操作要在酒精灯火焰旁进行。培养皿需要倒置在恒温培养箱中培养。(3)筛选和分离尿素分解菌时，需要使用以尿素为唯一氮源的选择培养基。在培养基中加入酚红指示剂，尿素分解菌产生的脲酶能够将尿素分解成氨，使pH呈碱性而出现红色环带。变色区域越大，说明该菌株利用尿素的能力越强。,返回目录,教师备用习题,3 备选理由 本题考查酶的应用，可作为例4的补充。 果胶酶能分解果胶等物质，在食品加工业中有着广泛的应用。某兴趣小组的同学对三种不同品牌的果胶酶制剂(制剂中果胶酶浓度相同)进行了探究，其实验设计及实验结果如下表所示。请回答： 注：“”越多表示果汁越混浊。,返回目录,教师备用习题,(1)表中X所代表的数值应为_，Y的果汁混浊程度应表示为_(用若干个“”表示)。 (2)除了观察果汁混浊程度外，还可以通过检测_的变化量来判断不同品牌果胶酶制剂的效果。若使用该方法，相关物质变化量最大的是_组。 (3)微生物是生产果胶酶的优良生物资源。分离和筛选能产生果胶酶的微生物，使用的培养基应以_为唯一碳源；如需进一步纯化果胶酶，可根据果胶酶分子的_(至少写出两点)等特性进行分离提纯。由于果胶酶的活性容易受到外界环境因素的干扰，所以应利用_技术减少影响，从而保护酶的活性。,返回目录,教师备用习题,(4)该兴趣小组进一步探究了一定浓度的果胶酶制剂乙在不同浓度果汁下的作用，实验结果如图T1416中曲线所示。请在图中画出同等条件下果胶酶制剂丙的作用曲线。,图T1416,返回目录,教师备用习题,答案 (1)4 (或多于) (2)反应物 1 (3)果胶 形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等(写出两点) 固定化酶(或固定化细胞) (4)如图(所画曲线低于原曲线 且两曲线最终重合；正确标 识“丙”曲线)：,图T1417,返回目录,教师备用习题,解析(1)对照实验应遵循单一变量原则，要严格控制无关变量适宜且相同。根据题中实验分组处理可知，第4组实验中没有添加果胶酶制剂，为保证各组实验溶液体积相同，X所代表的数值应为4；果胶酶能分解果胶等物质，使果汁澄清，故没有添加果胶酶制剂的第4组的果汁混浊程度应当最高。(2)果胶酶可水解果胶，可通过反应中反应物的减少量或生成物的生成量来表示果胶酶的作用效果。(3)果胶可作为微生物培养的碳源，并且果胶的水解需要果胶酶催化，故在分离和筛选能产生果胶酶的微生物时，要使用以果胶为唯一碳源的培养基。分离提纯某物质时一般根据其相关特性，如形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解,返回目录,教师备用习题,度、吸附性质和对其他分子的亲和力等，设置分离提纯方法。固定化酶技术能有效地减少外界环境对酶活性的影响。(4)根据题意可知，果胶酶制剂丙的效果比果胶酶制剂乙的效果强。,返回目录,教师备用习题,4 备选理由 本4题综合考查生物技术在其他方面的应用，可作为例5的补充。 根据所学知识，请回答下列有关问题： (1)在香料工业提取的“液体黄金”玫瑰精油中，要求不含有任何添加剂或化学原料，其提取方法主要是_。 (2)玫瑰精油的提取需大量原料，通常采用_技术实现玫瑰的快速繁殖，该技术需要经过_和_的过程，运用的原理是_ 。 (3)用萃取法提取胡萝卜素，原因是_。,返回目录,教师备用习题,萃取的效率主要取决于萃取剂的_，同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响；在对新鲜胡萝卜进行干燥时，要注意控制_，否则会引起胡萝卜素的分解；提取的胡萝卜素粗品可通过纸层析法进行鉴定，该层析的目的是_，而“叶绿体中色素的提取和分离”实验中，层析的目的是_。,返回目录,教师备用习题,答案 (1)水蒸气蒸馏法 (2)植物组织培养 脱分化 再分化 植物细胞的全能性 (3)胡萝卜素易溶于有机溶剂 性质和用量 温度和时间 胡萝卜素萃取样品的鉴定 分离叶绿体中的色素 解析 (1)玫瑰精油的提取方法主要是水蒸气蒸馏法。(2)微型繁殖可实现玫瑰的快速繁殖，主要是利用植物组织培养技术，包括脱分化和再分化两个环节，其体现了植物细胞的全能性。(3)根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特性，可以利用萃取法提取胡萝卜素，萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和用量，同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件,返回目录,教师备用习题,的影响；在对新鲜胡萝卜进行干燥时，要注意控制温度和时间，否则会引起胡萝卜素的分解；提取的胡萝卜素粗品可通过纸层析法进行鉴定，该层析的目的是胡萝卜素萃取样品的鉴定，而“叶绿体中色素的提取和分离”实验中，层析的目的是分离叶绿体中的色素。,
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