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专题八 生物技术实践,考情纵览,考情纵览,知识串联导思,重点提炼透析,知识串联导思,重点提炼透析,考点一 微生物的培养、应用及传统发酵技术,典例引领,(2014新课标全国理综)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,并进行了细菌的分离等工作。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平板先行培养了一段时间,这样做的目的是 ;,答案:(1)检测培养基平板灭菌是否合格 3.8107,(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。,【解题思路】 (2)接种时接种环需要灼烧灭菌;在第二次及以后划线时,总是从上一次的末端开始划线,这样做的目的是通过划线次数的增加,使每次划线时菌体的数目逐渐减少,以便得到单个细胞繁殖形成的菌落。 (3)由题图可知B图为稀释涂布平板法接种的结果(菌落相对均匀分布)。,答案:(2)灼烧 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落 (3)B,(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。,【解题思路】 (4)振荡培养可以增加液体培养基的氧气含量,促进好氧型微生物的生长;另外振荡培养还可以使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率。,答案:(4)溶解氧 营养物质,归纳拓展,1.微生物的培养,2.微生物的筛选 (1)筛选原则:利用选择培养基,提供有利于目的菌生长的条件,同时抑制或阻止其他微生物的生长。 (2)两种菌株筛选、鉴别的比较,3.统计微生物数目的方法 (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。 缺点:不能区分死菌与活菌。 (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=(CV)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的平板进行计数。,4.果酒、果醋、腐乳与泡菜制作的比较,易错提醒 (1)误认为微生物培养基中都需有机碳源、氮源。自养微生物培养不需有机碳源,固氮菌的培养基中不需加氮源。 (2)误认为两种接种方法均可计数,且菌落数即为活菌数。两种接种方法中平板划线法不能用于菌落计数,涂布平板法可用于菌落计数,且统计的菌落数理论上为活菌数,但往往比活菌的实际数目低。 (3)误认为泡菜制作过程乳酸和亚硝酸盐的含量都是先增加后减少。泡菜制作过程中乳酸含量是先增加后保持稳定的。 (4)误认为果酒、果醋制作过程都需要无氧条件。果醋制作过程中,利用醋酸菌的有氧呼吸,因此需要有氧条件。,热点考向,考向一,直叙式形式,考查微生物培养,1.在实验室培养微生物,一方面需要为培养的微生物提供合适的营养和环境条件,另一方面需要确保无处不在的其他微生物无法混入。请回答下列相关问题: (1)培养基能为培养的微生物提供营养。各种培养基的具体配方不同,但一般都含有 、 、 、 ;另外,培养基还需要满足微生物生长对 、 、 的要求。,解析:(1)各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐;另外,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。 答案: (1)水 碳源 氮源 无机盐 pH 特殊营养物质 氧气,(2)获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。对实验操作的空间、操作者的衣着和手,需进行清洁和 (填“消毒”或“灭菌”);对用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等需进行 (填“消毒”或“灭菌”)。 (3)微生物接种的方法很多,其核心都是要防止杂菌的污染,保证培养物的纯度。微生物接种最常用的方法是 和 。 (4)对分离的微生物作进一步的鉴定,常需要借助生物化学的方法。如在以 为唯一氮源的培养基中加入 ,可用来鉴定分解尿素的细菌;在以 为唯一碳源的培养基中加入 ,可用来鉴定纤维素分解菌。,解析: (2)对实验操作的空间、操作者的衣着和手,需进行清洁和消毒;对用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等需进行灭菌。 (3)微生物接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法。 (4)在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,可用来鉴定分解尿素的细菌;在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入刚果红,可用来鉴定纤维素分解菌。 答案: (2)消毒 灭菌 (3)平板划线法 稀释涂布平板法 (4)尿素 酚红指示剂 纤维素 刚果红,以情境材料为前提,考查微生物筛选计数等综合性知识,2.(2015新课标全国理综)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。,考向二,解析:(1)脂肪可用苏丹染液(或苏丹染液)进行染色。对于不易挥发的物质可用萃取法加以提取。(2)能产生脂肪酶的微生物B可存在于含有油料作物种子的腐烂物的土壤中,为了选择培养,固体培养基上应以油脂作为唯一碳源。 答案:(1)苏丹(或苏丹) 萃取法 (2)油脂,(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。,解析: (3)测定培养液中的微生物的菌体数,可在显微镜下用血细胞计数板直接计数;而要测定活菌数,则可利用稀释涂布平板法进行计数。(4)相同时间降解相等质量油脂所需酶量最多的温度下,其酶活力最小,即45 下酶活力最小。三个温度下酶活力最大的温度是40 ,但40 不一定是该酶的最适温度,故应围绕40 设计后续实验。 答案: (3)血细胞计数板 稀释涂布平板 (4)45 40,对果酒、果醋等传统发酵技术的原理、制作方法的考查,3.(2015辽宁大连二模)某校同学在实验室开展生物技术实践活动。请回答下列有关问题: (1)A组同学制作泡菜。在泡菜腌制的过程中,要注意控制腌制的时间、 和食盐的用量;最后要向坛盖边沿的水槽中注满水,这一操作的目的是 。 (2)B组同学制作腐乳。在制作腐乳过程中,在腐乳表面往往会有一层致密的皮,这层皮实际上是微生物的 ,对人体无害;加盐的作用是 , 避免豆腐块变质。,考向三,解析:(1)在泡菜腌制过程中,注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量等。最后向坛盖边沿的水槽中注满水,以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。 (2)在制作腐乳过程中,在腐乳表面往往会有一层致密的皮,这层皮实际上是微生物的匍匐菌丝,对人体无害;加盐的作用有两个方面:一是析出豆腐中的水分使其变硬;二是抑制微生物生长。 答案:(1)温度 保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境(类似答案也可) (2)匍匐菌丝 析出豆腐中的水分使其变硬、抑制微生物生长(两要点),(3)C组同学制作蓝莓果酒与果醋。某同学对自己的发酵装置定时通过充气口充气,该同学是在制蓝莓果 。另一位同学在蓝莓果汁中直接加入某品牌活性酵母,该同学是在制蓝莓果 。 (4)在蓝莓果酒制作过程中,在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由 大量繁殖而形成的,其可在缺少糖源时将乙醇变为 ,然后变为醋酸。,解析:(3)根据题意,第一位同学通过充气口充气是制造有氧环境,制作蓝莓果醋,另一位同学加入活性酵母,由此可以推断该同学是制蓝莓果酒。 (4)变酸的酒的表面与氧气接触,醋酸菌能大量繁殖形成菌膜,醋酸菌可以在缺少糖源时,将乙醇转变为乙醛,进而氧化为乙酸。 答案: (3)醋 酒 (4)醋酸菌 乙醛,考点二 植物组织培养,典例引领,下图表示菊花的嫩枝和月季的花药离体培养过程,请据图回答下面的问题。,(1)对菊花来说,要选取 的嫩枝来进行组织培养。对月季来说,适宜花粉培养的时期是花粉应处于 期。为确定该花粉是否处于该时期,最常用的方法是 。,【解题思路】 图示表示植物组织培养过程,其原理是植物细胞具有全能性。图中A表示脱分化过程,该过程需避光培养才能形成愈伤组织,其分化程度低,全能性高;B表示再分化过程。 (1)因为生长旺盛的嫩枝生理状况好,容易诱导脱分化和再分化,所以对菊花来说,要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养;对月季来说,适宜花粉培养的时期是花粉的单核期,因为在单核期的细胞核由中央移向一侧的时期,对离体刺激最敏感,花药培养成功率最高。确定该花粉发育时期的最常用的方法有醋酸洋红法。 答案:(1)生长旺盛 单核 醋酸洋红法,(2)在培养嫩枝组织和花粉的培养基中都要加入一定的植物激素,常用的植物激素有 。,【解题思路】 (2)决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要。因此在培养嫩枝组织和花粉的培养基中要加入适宜浓度的细胞分裂素和生长素。 答案: (2)细胞分裂素和生长素,(3)某同学在培养过程中发现培养基上感染了几种细菌。若在以尿素为唯一氮源的培养基中加入 指示剂培养几种菌后,指示剂变红就可以鉴定其中含有能够分解尿素的细菌。为了避免微生物对培养造成的影响,所以在进行接种时应注意 。 接种室要消毒 只要戴口罩,操作时便可说话 外植体可预先用体积分数为70%的酒精浸泡,取出用无菌水冲洗后,再用0.1%的氯化汞溶液消毒,并用无菌水冲洗干净 接种操作要在酒精灯火焰旁进行 接种完毕应立即盖好瓶盖 A. B. C. D.,【解题思路】 (3)尿素分解菌将尿素分解生成氨,使培养基pH升高。培养基中加入酚红指示剂,若指示剂变红,则培养基中有尿素分解菌。两种植物组织培养接种时要在无菌条件下进行,所以接种室要消毒;外植体可预先用体积分数为70%的酒精浸泡,取出用无菌水冲洗后,再用0.1%的氯化汞溶液消毒,并用无菌水冲洗干净;接种操作要在酒精灯火焰旁进行;接种完毕应立即盖好瓶盖。 答案: (3)酚红 C,(4)月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同,从植物产生的途径来说,花粉植株产生的途径除了图中所示外,还可以通过 阶段发育而来,这两种发育途径的差别主要取决于 。 (5)不同植物对各种条件的要求往往不同,进行菊花组织培养一般将温度控制在 ,并且对光照的控制为 。,【解题思路】 (4)从植物产生的途径来说,花粉植株产生的途径除了图中所示外,还可以通过胚状体阶段发育而来,这两种发育途径的差别主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。 (5)进行菊花组织培养一般将pH控制在5.8左右,温度控制在1822 ,并且每日用日光灯照射12小时。 答案: (4)胚状体 激素的种类及其浓度配比 (5)1822 每日用日光灯照射12小时,归纳拓展,1.菊花组织培养与月季花药离体培养的比较,2.两种植物激素对组织培养的影响 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激素;其作用及特点: (1)使用顺序不同,结果不同。具体如下:,(2)用量比例不同,结果也不同。 生长素/细胞分裂素,3.植物组织培养技术与微生物培养技术的比较,注:在这两种技术中均需要一定的营养物质,但营养物质的划分标准不同。,易错提醒 (1)误认为菊花的组织培养和月季花药离体培养在初期均不需光照。在初期,菊花的组织培养需光照,月季花药的离体培养不需光照,而在后期均需光照。 (2)误将外植体消毒等同于培养基灭菌。外植体消毒是使用温和的方法,杀死外植体表面的微生物,以保持外植体的活性,而培养基灭菌是使用强烈的理化因素,杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。 (3)误认为组织培养过程与种子萌发过程一样,先生根后生芽。组织培养过程是先生芽而后生根。,热点考向,考向一,植物组织培养技术的考查,1.(2015东北三省三校二模)自1964年印度科学家培养曼陀罗花药获得单倍体植株后,花药离体培养技术发展迅速,据记载,现在已经有250多种高等植物的花药培养成功。 (1)组织培养中,常采用 培养基,其成分主要包括水、大量元素、 、有机物,此外还需要添加植物激素。,解析: (1)组织培养中,常采用MS固体培养基,主要包括的成分有水、大量元素、微量元素、有机物,此外还需要添加植物激素。 答案: (1)MS固体 微量元素,(2)细胞分裂素和生长素的使用顺序和用量会影响到植物细胞的发育方向。如为了有利于细胞分裂而不分化,两种激素的使用顺序为 。花粉植株产生的途径有两种:一种是花粉脱分化形成愈伤组织,另一种是形成 。 (3)进行月季花药离体培养一般选择在五月初到五月中旬。对于花粉而言,要采用 期的花粉,为了鉴定该时期的花粉,常采用醋酸洋红法进行染色鉴定。若是某些植物花粉细胞核不易着色,常采用 法染色,能将花粉的细胞核染成 色。,解析: (2)细胞分裂素和生长素的使用顺序和用量会影响到植物细胞的发育方向,为了有利于细胞分裂而不分化,两种激素的使用顺序为先生长素,后细胞分裂素;花粉植株产生的途径有两种:一种是花粉脱分化形成愈伤组织,另一种是形成胚状体。 (3)月季花药离体培养对于花粉而言,要采用单核期的花粉,为了鉴定该时期的花粉,常采用醋酸洋红法进行染色鉴定。若是某些植物花粉细胞核不易着色,常采用焙花青铬矾法染色,能将花粉的细胞核染成蓝黑色。 答案: (2)先生长素,后细胞分裂素 胚状体 (3)单核(单核居中到单核靠边) 焙花青铬矾 蓝黑,(4)消毒后的花蕾,在无菌条件下除去萼片与花瓣,剥离花药时,尽量不要损伤花药,同时要将 彻底去除。,解析: (4)消毒后的花蕾,在无菌条件下除去萼片与花瓣,剥离花药时,尽量不要损伤花药,同时要将花丝彻底去除。 答案: (4)花丝,考向二,以图表信息为载体综合考查植物组织培养,2.为了探究6-BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响,某研究小组在MS培养基中加入6-BA和IAA,配制成四种培养基(见下表),灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体,在适宜条件下培养一段时间后,统计再生丛芽外植体的比率(m),以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n),结果如下表。,回答下列问题: (1)按照植物的需求量,培养基中无机盐的元素可分为 和_两类。上述培养基中,6-BA属于 类生长调节剂。 (2)在该实验中,自变量是 ,因变量是 , 自变量的取值范围是 。,解析:解析:(1)据植物的需求量,培养基中无机盐的元素分为大量元素和微量元素,6-BA属于细胞分裂素类的生长调节剂。 (2)据实验目的和实验中的数据,分析得出IAA的浓度是自变量,菊花再生丛芽外植体的比率和外植体上的丛芽平均数均是因变量;由表中数据可以看出IAA的浓度范围是00.5 mgL-1。 答案: (1)大量元素 微量元素 细胞分裂素 (2)IAA浓度 再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n) 00.5 mgL-1,(3)从实验结果可知,诱导丛芽总数最少的培养基是 号培养基。 (4)为了诱导该菊花试管苗生根,培养基中一般不加入 (填“6-BA”或“IAA”)。,解析: (3)再生丛芽的外植体数乘以外植体上丛芽平均数即为丛芽总数,故最少的是1号培养基。 (4)因为诱导试管苗生根需要生长素用量和细胞分裂素用量的比值比较高,故培养基中不需要加6-BA。 答案: (3)1 (4)6-BA,考点三 三种生物有效成分的提取,(2015河北唐山二模)生物组织中存在多种有机物,不同的有机物其提取与鉴定方法不尽相同。根据所学知识,请回答下列问题。 (1)采用蒸馏法提取玫瑰油时,向初步提取的乳化液中加入 ,作用是 。 (2)采用压榨法提取橘皮精油时,提取之前需用 浸泡,以提高出油率。为了使橘皮油易与水分离,还要分别加入相当于橘皮质量0.25%的 和5%的 ,并调节pH至78。,【解题思路】 (1)采用蒸馏法提取玫瑰油时,由于氯化钠能增加盐的浓度,有利于油水分层,应向初步提取的乳化液中加入氯化钠。(2)采用压榨法提取橘皮精油时,提取之前需用石灰水浸泡,以提高出油率。为了使橘皮油易与水分离,还要分别加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4,并调节pH至78。 答案: (1)氯化钠 增加盐的浓度,有利于油水分层 (2)石灰水 NaHCO3 Na2SO4,典例引领,(3)采用萃取法从胡萝卜中提取胡萝卜素的主要步骤是:粉碎、干燥、萃取、 、 。干燥时,要注意控制 ,否则会引起胡萝卜素的分解;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;在对提取的胡萝卜素粗品通过纸层析法进行鉴定时应与 作对照。,解析:(3)采用萃取法从胡萝卜中提取胡萝卜素的主要步骤是:粉碎、干燥、萃取、过滤、浓缩。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;萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量,同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响;在对提取的胡萝卜素粗品通过纸层析法进行鉴定时应与标准样品作对照。 答案:(2)获能 透明带 (3)过滤 浓缩 温度和时间 性质和使用量 标准样品,
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