2019-2020年高考生物冲刺复习知识拓展第十单元生物技术实践.doc

2019-2020年高考生物冲刺复习知识拓展第十单元生物技术实践一、微生物的选择培养和鉴别培养1.微生物的选择培养:是指利用培养基的组分使适宜生长的特定微生物得到较快繁殖的技术。例如在教材提供的选择培养基的配方中,若尿素是培养基中的唯一氮源,原则上只有能够利用尿素的微生物才能够生长。但实际上,微生物的培养是一个非常复杂的问题,有些微生物可以利用其他微生物的代谢产物生长繁殖,因此能够在选择培养基上生长的微生物不一定是所需要的微生物,还需要进一步的验证。2.微生物的鉴别培养:用来鉴别某种或某类微生物,根据要鉴别的微生物特异性的染色特性,可以在培养基中加入特定的指示剂,也可以根据某种或某类微生物特定的生理反应加入相应的化学试剂来显示该种(类)微生物的存在。如加入伊红美蓝指示剂的培养基可以鉴定大肠杆菌,其原理是:大肠杆菌既能被伊红染成红色,又能被美蓝染成蓝色。加入伊红美蓝指示剂后,大肠杆菌将同时被这两种染料染色,变成紫色,而其他微生物一般只能被其中一种染料染色或不能被伊红美蓝染色。这样,我们根据样本中是否出现紫色的菌落,就可以知道其中是否含有大肠杆菌了。二、微生物的分离方法1.分离方法(1)利用该分离对象对某一营养物质有“嗜好”的原理,专门在培养基中加入该营养物质,使其成为一种加富培养基。(2)利用该分离对象对某种抑菌物质的抗性,在培养基中加入抑制物,原来占优势的微生物生长受抑制,而分离对象乘机大增而占优势,从而得到分离。2.常见选择培养基的配制方法(1)改变培养基的营养成分(2)利用微生物的特殊抗性:在培养基中加入某些物质,如加入青霉素,抑制细菌、放线菌的生长,分离得到酵母菌和霉菌。(3)改变微生物的培养条件:如将培养基放入高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。三、特定微生物的数量测定1.直接计数法常用的是显微镜直接计数法,该方法所需设备简单,可迅速得到结果,而且在计数的同时能观察所研究微生物的形态特征。但不能区分死细胞与活细胞,细胞密度低于106个/mL便不能保证视野中能见到所有细胞,难以计数微小的细菌。2.间接计数法(1)原理:常用稀释涂布平板计数法,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。(2)操作:测定土壤中的细菌数,一般选用104、105、106倍的稀释液进行平板培养,测定放线菌一般选用103、104和105倍的稀释液进行平板培养,测定真菌一般选用102、103和104倍的稀释液进行平板培养。实验时,每一浓度至少涂布3个平板,以增强实验的说服力和准确性。(3)计数规则:选择菌落数在30300间的平板进行计数。(4)计算方法:每克样品中的菌株数=(CV)MC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代表稀释倍数关于酶的应用常见的酶在生产和生活中的应用洗涤剂工业:(加酶洗衣粉等)碱性蛋白酶类易于洗去衣物上的血渍、奶渍等污渍,加酶洗衣粉不能用于丝、毛等天然蛋白质纤维类织品的洗涤。淀粉酶类餐厅洗碗机的洗涤剂,用于去除难溶的淀粉残迹等。烘烤食品:面包等食品制作过程中,水解面粉中的蛋白质。这有利于食品中蛋白类营养的消化吸收。酿酒工业:麦芽中的淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶。将酿酒原料淀粉和蛋白质降解成能被酵母利用的单糖、氨基酸和肽,从而提高乙醇的产量。-葡聚糖酶分解-葡聚糖,降低麦汁黏度,加快麦汁过滤速度,避免因-葡聚糖引起的啤酒混浊。木瓜蛋白酶去除啤酒储存过程中生成的混浊物。肉类烹饪:木瓜蛋白酶(嫩肉粉)、菠萝蛋白酶分解肉中的胶原蛋白,使肉类嫩滑。木瓜蛋白酶的最适宜温度为60 ,适宜pH为77.5。不能在高温和酸性环境下使用木瓜蛋白酶。乳制品工业:凝乳酶可作为奶酪生产中的凝结剂,并可用于分解蛋白质。乳糖酶可将乳糖降解为葡萄糖和半乳糖,从而获得没有乳糖的牛乳制品,有利于乳制品的消化吸收。果汁生产:果胶酶、纤维素酶处理果肉,提高出汁率、缩短出汁时间、提高果汁质量。制糖工业:淀粉酶等将淀粉转化为葡萄糖及各类糖浆,葡萄糖异构酶可将葡萄糖转化为甜度高的果糖,生产高果糖浆。纺织工业:淀粉酶广泛地应用于纺织品的褪浆,其中某些从细菌中提取的淀粉酶能忍受100110 的高温操作条件。用纤维素酶处理制作牛仔服的棉布,可提高牛仔服质量。制革工业:胰蛋白酶类能除去毛皮中特定蛋白质,使皮革软化,也可用于皮革脱毛。专题28生物技术在其他方面的应用玫瑰精油的提取实验的改进“玫瑰精油的提取”选自人教版普通高中课程标准实验教科书生物技术实践(选修1)。按照教材中的方法和材料进行实验,实验效果并不理想,通过对实验装置和实验材料的改进,有效地缩短了实验时间,节约了成本,并且实验效果明显提高。一、缩短实验时间,实验效果明显1.实验装置的改进在教材中,玫瑰精油的提取采用的是简化的蒸馏装置进行水中蒸馏提取。用此种方法,操作相对容易一些,但由于材料和水充分接触,芳香油的大多数有效成分会溶于水中,随蒸气挥发的有效成分只有一小部分。另外,部分有效成分会分解,因此水中蒸馏的效果并不理想。为提高出油率,实验时可改为采取完整的水蒸气蒸馏法(如图)。但该装置安装较复杂,且蒸气导入到中间烧瓶过程中会有损失,导致实验时间延长。为缩短实验时间且效果明显,可以对该装置进行改进:省略中间烧瓶、支架和中间的连接头及连接管,取而代之的是在加热烧瓶的水面上方吊纱网,该纱网可以到药店去买过滤中药用的圆形滤网(见图1),该圆形滤网的优点就是边缘是塑料材质,中间是纱布,这样它就容易变形进入加热烧瓶中,进去后又自动撑开恢复原来形状,之后将实验材料放到纱网上面,直接利用加热烧瓶中的蒸气,这样使得蒸气产生后即可和材料充分接触,避免了中间环节的浪费,节省实验时间。(见图2)图1图22.加热装置可以由酒精灯改为酒精喷灯酒精喷灯的火力,主要靠酒精与空气、蒸气混合后燃烧而获得高温火焰,而且可以通过调节空气调节器来调节和控制火焰的大小。因此使用起来同酒精灯相比,酒精喷灯既方便,又可以缩短实验时间。3.烧瓶内改用热水蒸馏为节约酒精,缩短实验时间,烧瓶内的水可改为直接加入热水进行蒸馏,这样可使烧瓶内的水快速沸腾,产生蒸气,有效节省实验时间。通过以上改进,使原来60分钟左右才能完成的实验35分钟左右就可以完成,有效节省实验时间,能够在40分钟课堂内最大限度地完成教学任务,克服了高中阶段课程多,课时紧,学生不太可能在课后花大量时间做实验的困难,且实验效果明显。二、循环水装置的改进在本实验中,需要使用冷凝装置对油水混合气体冷凝,形成油水混合物后进行收集,这样会耗费大量的水,而如果在进水口处安装一个家用养鱼缸中使用的循环泵,就可以有效节约用水,降低实验成本。三、实验材料的选取经济有效在本实验中,很多人通常使用的实验材料是花店出售的玫瑰花瓣,但实际上该实验材料实验效果并不理想,因为该材料并不是真正的玫瑰花,而是月季花,精油含量非常低,所以提取效果很差。真正的玫瑰花是在每年的5月至6月开放,而很多学校的校园内通常种植了大量的玫瑰花树来美化校园,花开鲜艳,香气扑鼻。本着新课程倡导的充分开发和利用课程资源,这样就可以充分利用校园内的玫瑰花资源进行玫瑰精油的提取,而且经实验尝试证明,粉色的玫瑰花瓣比黄色的玫瑰花瓣效果要好,并且干花瓣比鲜花瓣效果更明显。所以每年玫瑰花开之际,可以带领学生在不影响观赏的前提下进行采摘,之后将其在通风避光处晾干,留待学生实验操作时使用。