2019-2020年高三生物《传统发酵技术的应用》教学设计.doc

2019-2020年高三生物传统发酵技术的应用教学设计典型例题：例1.生物技术在食品加工中的应用十分广泛，比如果酒、果醋、腐乳、泡菜就是生活中常见的例子。如图是果酒制果醋的发酵装置，分析回答：（1）在果醋发酵过程中，要向发酵瓶中通入空气，原因是 _ 。（2）如果将该装置改为酒精发酵装置，则温度应该控制在 。此时装置需要修改的地方是 。果酒制果醋的反应式为： 。（3）在果醋发酵过程中，用 的方法证明的确有醋酸生成。【解析】生物技术在食品加工中的应用是利用微生物的代谢来实现的，不同的生物代谢方式不同。制酒的酵母菌是兼性厌氧型生物，在无氧的条件下产物是酒精。而制醋的醋酸菌是好氧细菌，必须通入空气。不同的微生物最适宜生长繁殖的温度不同，因此发酵过程中要严格控制温度。【答案】（1）醋酸菌是好氧细菌 （2）1825 不需要通入空气C2H5OH+O2CH3C00H+H2 O （3）pH试纸检测流出液的pH例2.豆腐乳是餐桌上常见的佐餐食品，在我国具有悠久的历史。那么豆腐乳是怎样制作的呢?原来它是以大豆为原料，先制成豆腐坯，再利用毛霉接种在豆腐坯上经发酵制成的。当毛霉在豆腐坯上发酵时，它可以把豆腐中所含的蛋白质分解成既易消化吸收又具有鲜味的各种氨基酸，同时还可以产生一些有香味的酯类。接种上毛霉的豆腐坯放在1518室温下，5 d后，豆腐坯上就长满了白色的毛霉菌丝，制成毛坯。将相互连接的豆腐坯分开抹掉菌丝，放入缸中，层层撒盐，腌制1316 d制成咸坯。加盐不仅可以起到防止腐败的作用，食盐还可与豆腐中已经分解的氨基酸结合成氨基酸钠，使豆腐的味道变得更加鲜美。豆腐乳制作的前期是保持适合微生物繁殖的条件，使我们所需要的毛霉充分繁殖、生长。制作后期还需要添加各种不同的辅料，如红曲、黄酒、白酒、香菇、桂花及辣椒、大蒜等。再装坛封口，进行后期发酵，30条件下，3个月后就可以制成美味可口的豆腐乳了。根据上述材料回答相关问题：（1）腐乳的制作原材料是什么?其中哪种有机物含量比较高?毛霉可利用体内的酶将其分解成哪种小分子有机物?（2）在腐乳的腌制过程中，盐的作用是什么?（3）豆腐乳的前、后期制作中温度和空气条件是否一样?试说明。（4）在腐乳的后期制作过程中，有哪些因素能防止杂菌生长，利于后期成熟?【解析】本题考查了腐乳制作原理及整个制作过程。整个过程可简单表示如下：大豆豆腐（含水70）豆腐坯毛坯咸坯密封腌制。大豆中蛋白质和脂肪在毛霉等微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶的作用下可分解为小分子有机物：氨基酸、多肽、甘油和脂肪酸，形成易消化吸收的营养成分。同时形成的谷氨酸可以与所加的盐形成谷氨酸钠，使其味道鲜美。在腐乳的后期制作过程中，盐、酒、辛香料等都能抑制微生物生长。【答案】（1）腐乳制作的原材料是大豆，大豆中蛋白质的含量比较高，毛霉可利用体内的蛋白酶将蛋白质分解成小分子氨基酸和各种有机酸。（2）盐不仅防止腐败，还可与分解形成的氨基酸结合成氨基酸钠，使腐乳味道鲜美。（3）豆腐乳的前期制作温度控制在1518，因为毛霉属需氧型微生物，因而放置在空气中即可；豆腐乳的后期制作温度控制在30，且要放入坛中并密封坛口。（4）腌制中的盐，腐乳浸液中的酒、辛香料以及瓶子消毒和装瓶密封时用酒精灯火焰处理瓶口等，都有抑制微生物生长的作用。例3.某同学用甘蓝为原料制作泡菜，将甘蓝分组并置于不同温度下3d，检测生成乳酸的含量，结果如下表：温度（）16263l3543乳酸含量（）0.81l.041.201.120.95（1）根据以上数据可以得出什么结论? 。（2）盐水需要先煮沸，再冷却后才可以使用，是因为 。（3）泡菜风味形成的关键在于 的加入。泡菜制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，其可能的原因有 等。【解析】（1）由图表可以看出：在泡菜制作过程中，不同温度下乳酸含量不同，说明温度可以影响乳酸菌发酵产生乳酸，并且3l左右乳酸的产生量最高。（2）加热是为了杀死杂菌，冷却后再使用是为了不影响乳酸菌的生命活动。（3）泡菜风味形成的关键在于加入的调味料，不同的调味料，制作出不同风味的泡菜，在制作过程中泡菜坛密封不严、工具灭菌不彻底、盐的比例过小很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味。【答案】（1）温度会影响乳酸菌发酵产生乳酸；31左右乳酸菌发酵产生乳酸的效率最高（2）加热煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响（3）调味料 泡菜坛密封不严、工具灭菌不彻底、盐的比例过小例4. 测定亚硝酸盐含量时，要配制标准显色液，即吸取0.20 mL、0.40 mL、0.60 mL、0.80 mL、1.00 mL和1.50 mL亚硝酸钠溶液，分别置于50 mL比色管中，再另取1支空比色管。向各管中分别加入2.0 mL对氨基苯磺酸溶液，混匀，静置35 min后，各加入1.0 mL的N1萘基乙二胺盐酸盐溶液，最后加蒸馏水补足50 mL。. 用样品处理液代替亚硝酸钠溶液做一个50 mL的样品显色管，15 min后与标准管对比。请分析完成下列问题：（1）本实验所用测定亚硝酸盐含量的方法为 。（2）I中空比色管起 作用。（3）关于亚硝酸盐含量测定原理的正确描述是（ ）A. 重氮化酸化显色比色 B. 重氮化酸化比色显色C. 酸化重氮化显色比色 D. 酸化重氮化比色显色（4）II中为什么要15 min后对比? 。【解析】本题主要考查对“对照实验”的理解和应用，同时考查对检测亚硝酸盐含量的实验原理的理解。就整个实验的方法来看，采用了目测比较法。本实验的原理是在盐酸酸化条件下，发生重氮化反应后才能与显色剂发生反应。亚硝酸盐发生重氮化反应后，与显色剂发生反应比较缓慢，如果反应不彻底，就会影响显色。【答案】（1）目测比较法 （2）对照 （3）C （4）若时间太短，则显色反应不彻底，会直接影响比色，最终影响实验结果。模拟试题：1.下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示完成下列问题：（1）完成图1中的实验流程。（2）冲洗的主要目的是 ，冲洗应特别注意不能 ，以防止菌种的流失。（3）图2装置中的充气口在 时关闭，在 时连接充气泵，并连续不断地向内 。（4）排气口在果酒发酵时排出的气体是由 产生的 ，在果醋发酵时排出的是 。 （5）写出与（4）题有关的反应方程式： ； 。（6）若果汁中已含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸?说明原因。（7）在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为 。醋酸发酵时温度一般应控制为 。2.下面是一则关于腐乳制作方法的传说故事，请你阅读后，讨论所提问题。相传，清康熙八年（公元1669年），安徽省一进京举子王致和，京考未中，为了生存和准备下一次的考试，便做起了卖豆腐的生意。一天，他发现没卖出的豆腐长了白毛，深感苦 恼，但又舍不得丢弃，便将豆腐装入坛内，撒上许多盐腌了，然后密封起来。他继续苦读，到了秋末他才想起此事。打开坛子，一股臭味散发出来，豆腐也变成了青色。他试着尝了一 块，没想到“闻着臭，吃着香”。街坊邻居们品尝后也很爱吃。于是，王致和开始专营臭豆腐和酱豆腐的生意。（1）你能利用所学的生物学知识，解释豆腐长白毛是怎么一回事吗?（2）王致和为什么要撒许多盐，将长毛的豆腐腌起来?（3）你能总结王致和做腐乳的方法吗?与传统方法相比，他缺少了什么环节?（4）“臭豆腐闻着臭，吃着香”，解释其原因。3.如下图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，请据图回答：（1）制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是 。（2）为保证既无杂菌，又能使乳酸菌等发酵菌发挥正常作用，应如何处理所用盐水? （3）测定亚硝酸盐含量的方法是 。4.某同学在泡菜腌制过程中每隔34天测一次亚硝酸盐的含量，其结果如下表：泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化（mg/kg）腌制天数l号坛2号坛3号坛封坛前0. 150. 150. 154天0. 600. 200. 807天0. 200. 100. 6010天0. 100. 050. 2014天0. 100. 050. 20（1）在下图中绘出l号坛泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化图。（2）结合曲线和表中数据分析亚硝酸盐含量变化的原因。（3）3个泡菜坛中亚硝酸盐含量为何有差别?原因何在?在泡菜腌制过程中应如何减少亚硝酸盐的含量?5. “宁夏红”枸杞果酒是利用我国宁夏回族自治区新鲜枸杞为原料，采用传统酿造技术与现代生物技术结合酿制而成。下面是某研究性小组的同学对枸杞果酒生产工艺进行考察后，绘制出果酒生产工艺流程简图。据图回答：选料冲洗接种粉碎灭菌发酵过滤果酒（1）枸杞果酒制作过程中，接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，这样做的目的是 。（2）在果酒酿造过程中，如果果汁灭菌不严格，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？说明理由。（3）酵母菌与醋酸杆菌在细胞结构上的主要区别是 。（4）若要提高果酒的产量，发酵过程中关键要控制好哪些条件？ （5）果酒制作是否成功，需发酵后取样鉴定，可用哪些方法检验酒精是否存在？6.下图甲是制作果醋或果酒的发酵装置，某同学利用下图甲装置浓度在适宜条件下制作果醋，在灭菌后的锥形瓶中装入新鲜的果汁和酵母菌后密封通气口，进行自然发酵，发酵初期将温度控制在1825，可见溶液中有气泡产生；中期可以闻到酒香；后期接种醋酸杆菌，需适当升高温度到3035并通气，酒香逐渐变成醋香。分析回答下列问题：（1）发酵开始后需密封通气孔的原因是 ，在闻到酒香时，酵母菌呼吸的总反应式为 。（2）接种醋酸杆菌后需适当升高温度到3035并通气，可以说明醋酸杆菌 。（3）图乙中能表示整个发酵过程培养液pH变化的曲线是 。（4）与醋酸杆菌相比较，酵母菌细胞结构的主要特点是 ，在酿酒过程中通常要先通入一定的氧气使酵母菌迅速繁殖，在这一阶段酵母菌迅速繁殖的主要方式是 ，可遗传变异的来源为 。（5）在工业生产中可通过重离子束处理酵母菌获得呼吸缺陷型酵母菌菌种来提高酿酒过程中果酒的产量，呼吸缺陷型酵母菌细胞内的丙酮酸大量转化为酒精，说明其细胞呼吸过程中 阶段被阻断，因此在果酒生产中具有更大的经济价值。7腐乳是我国民间传统发酵食品，营养丰富，味道鲜美。请回答有关问题： （1）腐乳制作中，起主要作用的生物是_，它与乳酸菌在结构上的主要区别是_。 （2）有腐乳制作中，加盐的目的是（写三个）：_、_、_。 （3）卤汤中酒的含量为何要控制在12左右？_。 （4）腐乳的前、后期制作中温度和空气条件是否一样，试说明。：_ _。参考答案：1、（1）醋酸发酵 （2）洗去浮尘 反复冲洗 （3）果酒发酵 果醋发酵泵入空气（氧） （4）酵母菌 CO2 含氧量少的空气、CO2 （5）C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量；C6 H12O6+O2CH3COOH+CO2+H2O C2H5OH+O2CH3COOH+H2O（6）不能。因为果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长，且醋酸菌发酵条件是氧气充足。（7）1825 3035 2、（1）空气中的毛霉孢子落到豆腐上迅速生长形成发达的白色菌丝。（2）析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，不会过早酥烂；抑制微生物的生长，防腐变质，增加风味。（3）豆腐上长毛加盐腌制密封腌制；缺少了加腐乳浸液的环节。（4）经多种微生物的协同作用，如毛霉将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸，将脂肪分解成甘油和脂肪酸，酵母菌进行酒精发酵产生酒精，酒精和脂肪酸生成具芳香气味的酯，细菌进行发酵产生的含硫化合物具浓烈臭气。3、（1）亚硝酸盐的含量低 （2）先将盐水煮沸杀灭杂菌，然后冷却至室温时再使用（3）比色法 4、（1）见下图。（2）三个泡菜坛中的亚硝酸盐含量变化的绝对数量虽然不同，但整体的变化趋势却基本相同。在腌制后的第4天，三个泡菜坛中亚硝酸盐的含量都达到最高峰（1、2、3号坛中的亚硝酸盐含量分别达到0. 60 mgkg、0.20 mgkg、0.80 mgkg），而第10天，泡菜中的亚硝酸盐含量开始有明显下降。这可能是由于泡菜在开始腌制时，坛内环境有利于好氧细菌的繁殖（包括一些硝酸盐还原菌），这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐。但随着腌制时间的延长，乳酸菌也大量繁殖，对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用，使其生长繁殖受到影响，造成泡菜中亚硝酸盐的含量又有所下降。（3）三个泡菜坛中亚硝酸盐的含量，2号坛最少，最多的为3号坛，3号坛亚硝酸盐含量多的原因可能是泡菜腌制时没有控制好温度和食盐用量。温度过高，食盐用量不足10，腌制时间短，均易造成细菌大量繁殖，使亚硝酸盐含量增加。5.（1）在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，增加数量。（2）不能 因醋酸杆菌是好氧性细菌，而果酒发酵是无氧环境。 （或因醋酸杆菌需要在有氧且温度是3035条件下，才能将糖转化成醋酸，而此时发酵罐中的条件是无氧且温度是1825）（3）有无成形细胞核 、有无结构复杂的细胞器 （4）适宜的温度、pH、通气量（5）尝试样液中是否有酒味、嗅（或闻）样液中是否有酒味、向样液中加入重铬酸钾观察颜色的变化、用酒精比重计测重所得样液的酒精度。6.（1）酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵（酵母菌无氧呼吸产生酒精） C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量（2）最适宜生长的温度为3035，且为好氧型细菌（3）（4）有核膜包被的细胞核 出芽生殖 基因突变、染色体变异（5）有氧呼吸的第二、三阶段7.（1）毛霉；毛霉有成形的细胞核 （2）抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质；加盐析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期制作过程中不会过早酥烂；有调味作用 （3）酒精含量过高，腐乳成熟的时间将会延长，酒精含量过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败 （4）不一样，前期：1518 空气中 后期 30 放入坛中密封点击高考：（ 07山东理综，34）乙醇等“绿色能源”的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为：（1）玉米秸秆预处理后，应该选用 酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖。（2）从以下哪些微生物中可以提取上述酶？ （多选）A酿制果醋的醋酸菌 B生长在腐木上的霉菌C制作酸奶的乳酸菌 D生产味精的谷氨酸棒状杆菌E反刍动物瘤胃中生存的某些微生物（3）从生物体提取出的酶首先要检测 ，以便更好地将酶用于生产实践。在生产糖液的过程中，为了使酶能够反复利用，可采用 技术。 （4）发酵阶段需要的菌种是_ ，生产酒精是要控制的必要条件是 。【解析】（1）植物秸秆中的有机物主要是纤维素，因此需要纤维素酶才能将其水解成葡萄糖；（2）解答本小题的关键是看微生物生活的环境，生长在腐木上的霉菌及反刍动物瘤胃中生存的某些微生物中含有纤维素酶；（3）若从土壤中分离产生纤维素酶的微生物，所用的培养基为选择培养基，利用的能源为纤维素；（4）在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。【答案】（1）纤维素（酶）（2）B、E (3)选择培养基；纤维素（3）酶的活性 固定化酶（固定化细胞） （4）酵母菌 无氧（密封、密闭）专题2 微生物培养与应用典型例题：例1. 某学校打算开辟一块食用菌栽培基地，以丰富学生的劳动技术课内容。首先对食用菌实验室进行清扫和消毒处理，准备食用菌栽培所需的各种原料和用具，然后从菌种站购来各种食用菌菌种。请回答下列问题：（1）对买回来的菌种进行扩大培养，首先制备试管培养基，写出制备固体牛肉膏蛋白胨培养基所需的原料： 、 、 、 、 。其中提供氮源的是 ；提供能源的主要物质是 。（2）微生物在生长过程中对各种成分所需量不同，配制培养基时各成分要有合适的 。在烧杯中加入琼脂后要不停地 ，防止 。（3）将配制好的培养基分装到试管中，加棉塞后将若干个试管捆在一起，包上牛皮纸并用皮筋勒紧放入高压蒸汽灭菌锅中灭菌，压力 kPa，温度 ，时间 。灭菌完毕拔掉电源，待锅内压力自然降到0时，将试管取出。如果棉塞上沾有培养基，此试管应 。（4）使用高压蒸汽灭菌锅时应注意，先向锅内倒入适量的水。把锅内水加热煮沸并将其中原有的 彻底排出后再将锅密闭。【解析】本题考查牛肉膏蛋白胨固体培养基的成分及其作用。培养基的配置原则、方法以及灭菌的相关内容。根据上述讲解内容，固体牛肉膏蛋白胨培养基所需的原料包括五种成分，为牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、水以及凝固剂琼脂；其中牛肉膏和蛋白胨都含有氮元素，可以提供氮源，由于牛肉膏富含水溶性糖，还可以提供能源；配置培养基的原则是目的明确，营养要协调，pH要适宜，因此我们可以确定培养基中各成分要有适合的比例，由于琼脂作为凝固剂，在加热熔化的过程中易糊底导致局部温度过高引起烧杯破裂，因此可采用不断搅拌的方法加以避免；高压蒸汽灭菌要求100 kPa，121条件下持续半小时后关闭电源，待冷却后取出试管搁置斜面，如果试管的棉塞沾有培养基，未能避免污染培养物则应该废弃不用；高压灭菌过程中，由于冷空气的密度大，所以加热煮沸后放出冷空气才能使锅内达到特定气压和达到特定的温度，否则灭菌效果差。【答案】（1）牛肉膏 蛋白胨 水 无机盐 琼脂 蛋白胨、牛肉膏 牛肉膏（2）比例 搅拌 琼脂糊底引起烧瓶破裂 （3） 100 1211530min 废弃 （4）冷空气例2. 分析下面培养基的配方：KH2PO4、Na2 HPO4、MgSO47H2O 、葡萄糖、尿素、琼脂。请回答：（1）在该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是 和 。（2）该培养基为 培养基（按物理状态分），因为培养基中含有 。（3）想一想这种培养基对微生物是否具有选择作用？如果有，又是如何进行选择的？ 。（4）在以尿素作为唯一氮源的培养基上分离的微生物一定是尿素分解菌吗？ 。为什么？ 。【解析】本题考查培养基的类型、作用等知识。题中所给的KH2PO4、Na2 HPO4、MgSO47H2O为无机盐，葡萄糖作为碳源、尿素作为氮源，琼脂作为凝固剂，因此冷却后的培养基为固体培养基；由于培养基中尿素作为唯一氮源，因此可以作为分解尿素的微生物的选择培养基；但是有些微生物可以利用尿素合成其他代谢产物，因此该培养基上培养的微生物并不一定分解尿素。【答案】（1）葡萄糖 尿素 （2）固体 凝固剂琼脂 （3）有选择作用。此配方中尿素是唯一氮源，因此，只有能够分解尿素的微生物才能生长 （4）不一定。因为有些微生物可以利用尿素分解菌代谢产生的含氮代谢产物生长繁殖。 模拟试题：1.某化工厂的污水池中，含有一种有害的、难于降解的有机化合物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，成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌（目的菌）。实验的主要步骤如下图所示。请分析完成下列问题：（1）培养基中加入化合物A的目的是筛选 ，这种培养基属于 培养基。（2）“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的 ，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）转为固体培养时，常采用平板划线的方法进行接种，此过程所用的接种工具是 ，操作时采用 灭菌的方法。（5）实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理才能倒掉，这样做的目的是 。2.选择培养是微生物学中最强有力的技术手段之一。主要是指利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定环境条件，使仅适应该条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加，人们能够更容易地从自然界中分离得到所需的特定微生物。选择条件可根据所需分离的微生物的特点，从物理、化学、生物及多个方面进行综合选择，如温度、pH、紫外线、高压、光照、氧气、营养等许多方面。如图描述了采用选择培养方法从土壤中分离能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的微生物的实验过程。（1）本实验所需培养基为 ，碳源为 。（2）实验原理是 。（3）重复培养的目的是 。（4）的菌落中大部分是降解 的微生物。（5）为 组，为 组，设置的目的是 。（6）在接种操作过程中为防止污染应注意的事项是 。 3.根据各类微生物的形态结构特点和新陈代谢类型，利用选择性培养基和鉴别培养基，结合显微镜检以及菌落特征，可以把混杂在一起的大肠杆菌、硝化细菌、乳酸菌、酵母菌、金黄色葡萄球菌、圆褐固氮菌分离开来。下面是分离筛选的方法步骤，请根据各个步骤的条件，填写空格中的内容。首先配制一系列不同性质的固体培养基，然后进行灭菌。再将上述微生物的混合液分别接种到各种培养基上进行培养。用无氮培养基可以筛选出。用不含有机碳源的选择培养基可以筛选出。酵母菌的筛选需要在常规培养基另加入。用加入了较高浓度的NaCl的选择培养基可以筛选出，或者根据菌落的颜色呈现色，将其挑取单独培养。利用伊红美蓝培养基培养混合菌，菌落呈色，并带有金属光泽的是，挑取单个菌落培养。结合显微镜检和进一步用伊红美蓝培养基鉴别来确定。在无氧条件下培养混合菌，可以生长，加入一定浓度的乳酸，使培养基pH充分降低，可抑制菌的生长，利用菌落特征，结合显微镜检，选取生长优势的菌落，即可分离出。4.蓝色牛仔裤常选用质地较粗的棉布料，为了美观和穿着舒适，以往采用“石洗”法，把成捆的布料和浮石放在机器中翻滚，使它变得柔软。现在改用“生物石洗”法，用含有纤维素酶和蓝靛染料的溶液水洗布料，当达到一定柔软度时，冲洗掉纤维素酶。（1）自然界中纤维素的来源是_。它是_的基本组成成分。纤维素酶能使布料柔软的原因是_。（2）由于不同种生物间存在着_，为获得作物新品种。在植物细胞工程的 _中，纤维素酶和_可用于制备_，通过植物组织培养得到杂种植株，从而克服_的障碍。（3）某研究性学习小组同学，为了从土壤中筛选纤维素分解菌，利用下列材料和用具进行了实验，请完善下列实验步骤。提示：刚果红能与纤维素形成红色复合物，纤维素分解菌在含有刚果红和纤维素的培养基上形成有透明圈的菌落。 材料用具：采集的土样，研钵，配制纤维素分解菌培养基的各种原料，琼脂，纤维素粉，刚果红溶液，培养箱，无菌水。 实验步骤： 利用培养纤维素分解菌培养基的各种原料、琼脂及_ 配制固体培养基，灭菌。 将采集的土壤样品在研钵中研碎后_，制成土壤匀浆。 利用无菌操作方法把土壤匀浆_到培养基上，放在培养箱内培养一段时间。用显微镜观察纤维素分解菌时，要从_挑取材料制成临时装片。5. 在做土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验时，出现如下问题，请给予解答： （1）一位同学用稀释倍数为106的稀释液在培养基中涂布了3个平板，统计的菌数数为21、212和256，该同学以这3个平板上菌落数的平均值163作为统计结果。你认为这一结果是否接近真实值？如果需要改进，如何改进？_ _。 （2）A同学筛选出的菌落为150个，其他同学只选择出50个，并且他在设计实验时并没有设置对照。你认为A同学结果产生的原因可能有哪些？_。如何设计对照实验排除可能影响实验结果的因素：_ _。6.微生物与人类关系密切。虽然有些微生物能使动植物患病，但多数微生物对人类是有益的。请回答有关微生物及其应用的试题： (1)培养微生物的培养基配方中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。从土壤中分离分解尿素的细菌时，培养基中加的唯一氮源为 ，这种培养基称为 培养基。(2)在制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的倒平板操作时，平板冷凝后，为什么要将平板倒置? _(3)微生物接种的方法很多，最常用的是平板划线法和 法。在用平板划线法接种时，为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环? 在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗?为什么? 。7.某同学分离纤维素分解菌，如下试验纤维素粉5gNaNO31gKH2PO40.9gMgSO4.7H2O0.5gKCL0.5gNaHPO4.7H2O1.2g酵母膏0.5g水解酪素0.5g将上述物质溶解后， 用蒸馏水定容到1000mLCMCNa510g酵母膏1gKH2PO40.25g琼脂15g土豆汁100mL将上述物质溶解后， 用蒸馏水定容到1000mLA培养基 B培养基（1） 采集土样：应该到_环境中采集（2） 选择培养：应选择图中_培养基，选择培养的目的是_（3） 梯度稀释（4） 接种到鉴别培养基上：应选图中的_培养基，接种方法为_，利用_与纤维素形成红色复合物来筛选纤维素菌，筛选出纤维素分解菌的这种方法为_。（5） 挑选菌落：挑选出产生_的菌落。参考答案：1.（1）目的菌 选择 （2）化合物A 异养需氧型 （3）防止外来杂菌的入侵 （4）接种环 灼烧 （5）防止造成环境污染2.（1）选择培养基 对羟基苯甲酸（2）利用以对羟基苯甲酸为唯一碳源的选择培养基，经选择培养，选择出能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的微生物（3）增大分解对羟基苯甲酸微生物的浓度（4）对羟基苯甲酸（5）对照 实验 说明通过选择培养确实得到了欲分离的目标微生物 （6）操作都在酒精灯火焰的附近进行3.圆褐固氮菌硝化细菌青霉素金黄色葡萄球菌金黄深紫 大肠杆菌乳酸菌和酵母菌酵母乳酸菌4.（1）光合作用合成的有机物转化而来 植物细胞壁 纤维素酶水解棉布中的一些纤维素（2）生殖隔离 体细胞杂交 果胶酶 原生质体 远源杂交不亲和（3） 纤维素粉和刚果红溶液加入无菌水 点接或接种 周围有透明圈的菌落5.（1）不接近真实值，接种前将菌液摇匀后重新实验 （2）可能是土样不同，也可能是培养基污染或操作失误；方案有二：一是由其他同学用与A同学一样的土壤进行实验，如果与A同学一致，则证明无误，如果结果不同，则证明A同学存在操作失误或培养基配制有问题。另一种方案是将A同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否受到污染。 6.(1)尿素 选择 (2)皿盖上会凝有水珠，防止水珠落人培养皿造成污染，还可使培养基表面的水分更好挥发 (3)稀释涂布平板 第一步灼烧接种环是防止接种环上有其它微生物而污染培养基。每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次接种时留下的菌种，使下一次划线时接种环上的菌种直接来自上次划线的末端，以便通过多次划线后，得到单个的菌落 划线结束后仍要灼烧接种环， 以免菌种对环境造成污染。7.（1）富含纤维素 （2）A 增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物 （4）B 稀释涂布 刚果红 刚果红染色法 （5）透明圈点击高考：1.（07宁夏理综）32生物选考题（15分）A生物选修I生物技术实践某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察计数。请回答与此实验相关的问题。（1）培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了_和_。除此之外，培养基还必须含有的基本成分是_和_。（2）对培养基进行灭菌，应该采用的方法是_。（3）为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于_中培养，培养的温度设定在37。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种_作为对照进行实验。（4）培养20小时后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有_种细菌。一般说来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越_。（5）如果提高培养基中NaCl的浓度，可以用于筛选耐_细菌，这种培养基被称为_。【解析】（1）蛋白质中含有C、N元素，为细菌培养提供氮源和碳源，淀粉只能提供碳源。（2）培养基采用高压蒸汽进行灭菌效果好。（4）不同微生物形成的菌落不同，有多种菌落即有多种细菌；污染程度越重，菌落总数越多。（5）耐盐细菌可以在高浓度NaCl培养基中生存。【答案】（1）氮源（碳源不作要求） 碳源、无机盐、水 （2）高压蒸汽灭菌（3）恒温培养箱 无菌水 （4）多；高 （5）盐（或NaCl），选择性培养基2.(08广东生物)38（生物技术实践，10分）苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如图所示，为土壤样品，请回答下列问题：（1）中培养口的菌株的选择培养基中应加入 作为碳源，中不同浓度碳源的培养基 （A.影响；B.不影响）细菌的数量，如果要测定中活细菌数量，常采用 法。（2）为对照、微生物在中不生长、在中生长，与培养基的主要区别在于 ；使用 法可以在上获得单菌落。采用固体平板培养细菌时为什么进行倒置培养？（3）如何比较不同菌株降解苯酚能力的大小？（4）实验过程中如何防止其它微生物的污染？【解析】题目中所筛选的细菌“只能”降解苯酚，故可采用以苯酚为唯一碳源的选择培养基筛选，用含除苯酚外其他碳源的培养基作为对照。培养液中苯酚浓度下降的速度可反映该菌对苯酚的降解能力，严格灭菌、无菌操作可有效防止实验过程中的杂菌污染。【答案】（1）苯酚 A 平板菌落计数（活菌计数或菌落计数） （2）含除苯酚外的其他碳源，以苯酚为唯一碳源 稀释涂抹平板或平板划线分离 避免培养过程产生的水分影响微生物的生长。 （3）用同样苯酚浓度的培养液培养不同菌株，一定时间后，测定培养液中苯酚含量。 （4）培养基灭菌，接种环灭菌，接种过程无菌操作。3.（09上海39）氯苯化合物是重要的有机化工原料，原因不易降解，会污染环境。某研究小组依照下列实验方案（图1）筛选出能高效降解氯苯的微生物SP1菌，培养基配方如表1。（1）配制号固体培养基时，除添加号液体培养基成分外，还应添加1%的_。（2）培养基配制时，灭菌与调PH的先后顺序是_。（3）从用途上来说，号培养基和号培养基分别属于_培养基和_培养基。在号培养基中，为SP1菌提供氮源的成分是_。（4）在营养缺乏或环境恶劣时，SP1的菌体会变成一个圆形的休眠体，这种休眠体被称为_。（5）将SP1菌接种在含不同浓度氯苯的号培养液中培养，得到生长曲线（如图2）。从图2可知SP1菌在_培养条件下最早停止生长，其原因是_。【解析】本题主要考查微生物相关知识。（1）固体培养基必须含有适量的琼脂；（2）配置培养基时应先调PH后灭菌；（3）号培养基是为了获得更多的菌株，属于通用培养基，号培养基是为选择出SP1菌株属于选择培养基，号培养基成分中含N物质为硝酸铵，则应由它为SP1菌株提供氮源；（4）在恶劣环境下一些菌体会形成芽孢休眠体，来度过不良环境；（5）SP1菌株是以氯苯为碳源，当氯苯消耗尽菌株因缺少碳源而不能继续生存，故氯苯含量越少，SP1菌株越早停止生长。【答案】（1）琼脂（2）先调PH，后灭菌（3）通用 选择 硝酸铵（4）芽孢（5）20mg/L氯苯 硝酸最早耗尽4.（09宁夏理综40）（1）在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑_、_和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、_、_等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。（2）在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行_（消毒、灭菌）；操作者的双手需要进行清洗和_；静止于空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能_。（3）若用稀释涂抹平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的_。（4）通常，对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的_。（5）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_。（6）若用大肠杆菌进行实验，使用过的培养基及其培养物必须经过_处理后才能丢弃，以防止培养物的扩散。【解析】（1）大肠杆菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、易培养、生活周期短等优点，培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑温度、酸碱度和渗透压等条件。（2）灭菌使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,所以对培养基和培养皿进行灭菌，消毒：使用较为温和的物理或化学方法，仅能杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物, 操作者的双手需要进行清洗和消毒, 紫外线能使蛋白质变性，还能损伤DNA的结构.（3）稀释涂抹平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养,应保证样品稀释的比例适合.（4）对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的鉴定.【答案】（1）温度 酸碱度 易培养 生活周期短（2）灭菌 消毒 损伤DNA的结构（3）比例合适（4）鉴定（或分类）（5）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.（6）灭菌5.(08山东)34【生物生物技术实践】科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白。这种蛋白质具有极强的抗菌能力，受到研究者重视。（1）分离该抗菌蛋白可用电泳法其原理是根据蛋日质分子的 、大小及形状不同，在电场中的 不同而实现分离。（2）可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌特性。抗菌实验所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供 和 。（3）分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量的菌液培养基中菌落的 ，确定该蛋白的抗菌效果。（4）细菌培养常用的接种方法有 和 。实验结束后，对使用过的培养基应进行 处理。答案：(1)电荷(带电情况) 迁移速度 (2)碳源 氮源(3)数量 (4)平板划线法 稀释涂布平板法(稀释混合平板法) 灭菌专题3 植物组织培养技术典型例题：下图是植物组织培养的简略表示。请据此回答：（1）表示，它能被培养成为的根本原因是。（2）表示，它的特点是。（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号）。（4）若是花粉则是，这项技术可用在上。（5）若是胡萝卜根尖细胞，则培养成的的叶片颜色是，这说明了根尖细胞。（6）若用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物紫草素，培养将进行到（填编号）。【解析】本题考查植物组织培养的一般过程及应用。植物的组织培养是用离体的植物器官、组织或细胞经脱分化使它们分裂增殖产生愈伤组织，愈伤组织经再分化，成为具有根、芽的幼体。植物的组织培养所依据的原理是植物细胞具有全能性。单倍体育种过程中，用花粉产生单倍体的过程是利用植物的组织培养，经秋水仙素处理成为纯合子，成为可育的个体。紫草素是从大量的紫草的愈伤组织中提取的。【答案】（1）离体的植物器官、组织或细胞细胞中含有发育成为完整个体所必需的全部基因（全能性）（2）愈伤组织高度液泡化的薄壁细胞组成，排列疏松而无规则（3）（4）单倍体单倍体育种（5）绿色具有全能性（6）模拟试题：1.下图表示水稻（体细胞有24条染色体）的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培养过程，已知水稻的基因型为AaBb.（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，在愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得、和小分子有机物等营养物质。（2）要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应有和两类激素。（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再发育成具有根、茎和叶的植物体。这一过程必须给予光照，其原因是利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。（4）试管苗的细胞中含有条脱氧核苷酸链。（5）培育出的试管苗可能出现的基因型有。（6）这种利用花药离体培养成的试管苗属于体。要使它繁殖后代必须采取的措施是。（7）从细胞工程角度看这种育种方法叫。参考答案：1.（1）水矿质元素（2）生长素细胞分裂素（3）叶绿体（4）24（5）AB、Ab、aB、ab（6）单倍用秋水仙素处理幼苗（7）植物的组织培养点击高考：1.（09上海36）回答下列有关植物组织培养的问题。（1）用于植物组织培养的植物材料称为_。（2）组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为_。（3）在再分化阶段所用的培养基中，含有植物激素X和植物激素Y，逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如下图所示，据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系：1）当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时，_；2）_；3）_；（4）若植物激素Y是生长素，在植物组织培养中其主要作用是_；则植物激素X的名称是_。（5）生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因是_。【解析】本题主要考查植物组织培养相关知识。（1）植物组织培养的材料叫外植体；（2）植物组织培养的核心过程是脱分化与再分化，脱分化指由分化状态变为未分化状态，再分化指由未分化状态变为分化状态；（3）仔细分析所给示意图，可知植物激素X与植物激素Y浓度比为1时，利于愈伤组织的形成，大于1时利于细胞群分化出芽，小于1时利于细胞群分化出根；（4）生长素在植物组织培养中主要作用是促进细胞生长、分裂和分化，植物组织培养过程中除需要生长素外还必需细胞分裂素，二者共同起作用；（5）植物组织培养是一种无性繁殖技术，利于保持亲本的优良性状。【答案】（1）外植体 （2）去分化（脱分化）（3）1）未分化细胞群经分裂形成愈伤组织； 2）当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，未分化细胞群分化形成芽； 3）当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时，未分化细胞群分化形成根。（4）促进细胞的生长（伸长）、分裂和分化 细胞分裂素（5）组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，后代不发生性状分离。2.(07广东生物)40（生物技术实践，15分） 为了实现燃料供应来源多样化，发展长期