2019高考生物大二轮复习 专题十五 生物技术实践课件.ppt

模块六 选考 专题十五生物技术实践 重温考纲考点 构建思维脑图 1 研究和培养微生物的关键是防止杂菌入侵 获得纯净的培养物 2 选择培养基是微生物选择培养中常用的 它允许特定种类的微生物生长 同时抑制或阻止其他微生物生长 3 对用于微生物培养的器皿 接种用具和培养基等要进行灭菌 而对实验操作空间 操作者的衣着等要进行消毒 4 筛选微生物时要根据微生物对生存环境的要求 到相应的环境中去寻我 如筛选分解尿素的细菌要用尿素作为唯一氮源 5 统计菌落数目对细菌进行计数时可用稀释涂布平板法进行接种 也可用平板划线法接种 6 筛选纤维素分解菌常用刚果红染色法 根据颜色反应进行直接筛选 7 酵母菌是兼性厌氧微生物 在有氧条件下 能进行有氧呼吸 大量繁殖 在无氧条件下 能进行酒精发酵 8 制作果酒或果醋的发酵液和发酵瓶要严格灭菌 9 制作腐乳所加的盐和卤汤都能抑制微生物的生长 因此制作腐乳不需要严格的灭菌操作 10 常用比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量 11 橘皮精油主要贮藏在橘皮部分 橘皮精油的有效成分在水蒸气蒸馏时会发生部分水解 而使用水中蒸馏又会产生原料焦糊问题 所以一般采用压榨法 12 胡萝卜素易溶于有机溶剂 可以采用萃取的方法进行提取 13 通过花药培养产生花粉植株一般有两种途径 这两种途径之间没有绝对的界限 主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比 14 利用DNA溶液遇二苯胺沸水浴加热变蓝的特性对DNA进行鉴定 考向梳理 1 2018 全国卷 将马铃薯去皮切块 加水煮沸一定时间 过滤得到马铃薯浸出液 在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂 用水定容后灭菌 得到M培养基 回答下列问题 1 M培养基若用于真菌的筛选 则培养基中应加入链霉素以抑制 的生长 加入了链霉素的培养基属于 培养基 2 M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质 营养物质类型除氮源外还有 答出两点即可 氮源进入细胞后 可参与合成的生物大分子有 答出两点即可 考向一微生物的培养利用 细菌 选择 碳源 无机盐 蛋白质 核酸 3 若在M培养基中用淀粉取代蔗糖 接种土壤滤液并培养 平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物 加入的显色剂是 该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是 4 甲 乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量 在同一稀释倍数下得到以下结果 甲同学涂布了3个平板 统计的菌落数分别是110 140和149 取平均值133 乙同学涂布了3个平板 统计的菌落数分别是27 169和176 取平均值124 有人认为这两位同学的结果中 乙同学的结果可信度低 其原因是 碘液 淀粉遇碘液显蓝色 产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解 形成透明圈 乙同学的结果中 1个平板的计数结果与另2个相差悬殊 结果的重复性差 解析 1 链霉素是抗生素 可抑制细菌生长 故在M培养基中加入链霉素作为选择培养基 可筛选出真菌 2 培养基中的营养成分一般包括碳源 氮源 水和无机盐等 细胞中含有氮元素的生物大分子有蛋白质 核酸等 故所加入的氮源可参与以上物质的合成 3 能产生淀粉酶的微生物可将淀粉分解成麦芽糖 淀粉遇碘变蓝 向加有淀粉的培养基中加入碘液后培养基呈现蓝色 产淀粉酶的菌落周围的淀粉被水解 形成透明圈 可根据透明圈的大小判断产生淀粉酶的多少 4 统计菌落数时一般选择菌落数在30 300个的平板 甲同学统计的3个平板中的菌落数在正常范围内且差距不大 比较准确 乙同学统计的3个平板中 1个平板的计数结果与另2个相差悬殊 结果的重复性差 2 2018 全国卷 在生产 生活和科研实践中 经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染 回答下列问题 1 在实验室中 玻璃和金属材质的实验器具 填 可以 或 不可以 放入干热灭菌箱中进行干热灭菌 2 牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法 与煮沸消毒法相比 这两种方法的优点是 3 密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒 其原因是紫外线能 在照射前 适量喷洒 可强化消毒效果 可以 在达到消毒目的的同时 营养物质损失较少 破坏DNA结构 消毒液 4 水厂供应的自来水通常是经过 填 氯气 乙醇 或 高锰酸钾 消毒的 5 某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时 若压力达到设定要求 而锅内并没有达到相应温度 最可能的原因是 解析 1 干热灭菌是指将物品放入干热灭菌箱内 在160 170 条件下加热1 2h 耐高温 需要保持干燥的物品 如玻璃器皿 吸管 培养皿 和金属用具等 可采用干热灭菌的方法 2 巴氏消毒法是在70 75 条件下煮30min或在80 条件下煮15min 可以杀死牛奶中的微生物 并且使牛奶的营养物质损失较少 氯气 未将锅内冷空气排尽 3 接种室 接种箱或超净工作台在使用前 可以用紫外线照射30min 紫外线能破坏微生物的DNA结构 以杀死物体表面或空气中的微生物 在照射前 适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液 可以强化消毒效果 4 自来水通常是用氯气进行消毒的 5 在使用高压蒸汽灭菌锅时 若压力达到设定要求 而锅内并没有达到相应温度 最可能的原因是锅内原有的冷空气没有排尽 3 2017 全国卷 某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3 供植物吸收和利用 回答下列问题 1 有些细菌能分解尿素 有些细菌则不能 原因是前者能产生 能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源 原因是 但可用葡萄糖作为碳源 进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是 答出两点即可 脲酶 分解尿素的细菌是异养生物 不能利用CO2来合成有机物 为细胞生命活动提供能量 为其他有机物的合成提供原料 2 为了筛选可分解尿素的细菌 在配制培养基时 应选择 填 尿素 NH4NO3 或 尿素 NH4NO3 作为氮源 不选择其他两组的原因是 3 用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4 其作用有 答出两点即可 尿素 其他两组都含有NH4NO3 能分解尿素的细菌和不能分解尿素的 细菌都能利用NH4NO3 不能起到筛选作用 为细菌生长提供无机营养 作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定 4 2017 全国卷 豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品 为了研究影响豆豉发酵效果的因素 某小组将等量的甲 乙两菌种分布接入等量的A B两桶煮熟大豆中并混匀 再将两者置于适宜条件下进行发酵 并在32h内定期取样观测发酵效果 回答下列问题 1 该实验的自变量是 2 如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好 说明该发酵菌是 菌种 发酵时间 好氧菌 3 如果在实验后 发现32h内的发酵效果越来越好 且随发酵时间呈直线上升关系 则无法确定发酵的最佳时间 若要确定最佳发酵时间 还需要做的事情是 4 从大豆到豆豉 大豆中的成分会发生一定的变化 其中 蛋白质转变为 脂肪转变为 延长发酵时间 观测发酵效果 最好的发酵效果所对应的时间即为最佳 发酵时间 氨基酸和肽 脂肪酸和甘油 解析 1 实验使用甲 乙两种菌种 并在32h内定期取样观测发酵效果 所以该实验的自变量是菌种和发酵时间 2 如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好 说明该发酵菌是好氧型微生物 3 如果在实验后 发现32h内的发酵效果越来越好 且随发酵时间呈直线上升关系 则无法确定发酵的最佳时间 若要确定最佳发酵时间 还需要做的事情是延长取样观测时间 观测发酵结果 最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间 4 从大豆到豆豉 在相关微生物的作用下 大豆中的蛋白质转变为肽和氨基酸 脂肪转变为甘油和脂肪酸 1 理清微生物培养的五种基本方法 填空 1 培养基的制备 计算 溶化 倒平板 2 无菌技术 主要包括 和 3 倒平板操作 待培养基冷却至 左右时 在 附近倒平板 称量 灭菌 消毒 灭菌 50 酒精灯火焰 4 平板划线操作 平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面 的操作 将聚集的菌种 分散到培养基的表面 划线时应注意划线的方法 如图 5 稀释涂布平板法 先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 在稀释度足够高的菌液里 聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞 从而能在培养基表面形成 连续划线 逐步稀释 单个的菌落 2 熟记微生物分离与计数的两个实例 填空 1 土壤中分解尿素细菌的分离 计数 筛选 选择培养基 分离 土壤取样 微生物的培养与观察 计数 和显微镜直接计数法 样品稀释 活菌计数法 2 分解纤维素的微生物的分离 筛选原理 流程 土壤取样 选择培养 梯度稀释 涂布平板 挑选菌落 3 比较记忆果酒 果醋 腐乳和泡菜的制作 填表 酵母菌 醋酸菌 毛霉 乳酸菌 小分子有机物 新鲜葡萄 豆腐 冲洗 榨汁 毛霉 题型1微生物的培养和应用1 2016 全国卷 空气中的微生物在重力等作用下 可以一定程度地沉降 某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物 以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况 实验步骤如下 配置培养基 成分 牛肉膏 蛋白胨 NaCl X H2O 制作无菌平板 设置空白对照组和若干实验组 进行相关操作 将各组平板置于37 恒温箱中培养一段时间 统计各组平板上菌落的平均数 回答下列问题 1 该培养基中微生物所需的氮来源于 若要完成步骤 该培养基中的成分X通常是 2 步骤 中 实验组的操作是 3 若在某次调查中 某一实验组平板上菌落平均数为36个 平板 而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落 这种结果说明在此次调查中出现了 现象 若将30 即36 6 个 平板作为本组菌落数的平均值 该做法 填 正确 或 不正确 牛肉膏 蛋白胨 琼脂 将实验组平板分别放置在教室不同高度的 位置上 开盖暴露一段时间 污染 不正确 解析 1 牛肉膏 蛋白胨都含有N 可为微生物的生长提供氮源 制作无菌平板所用培养基为固体培养基 因此X应为琼脂 2 由实验目的可知 该实验的自变量为教室的不同高度 因变量为微生物的分布情况 故实验组的操作应为将实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上 开盖暴露一段时间 3 空白培养基上出现菌落 说明培养基被污染了 即调查中出现了污染现象 实验过程中若培养基被污染 必须将其抛弃 重新制作新的培养基进行实验 2 2018 郑州二模 临床实验表明 服用乳酸菌及其制品具有减少人体血清胆固醇含量 降低心脑血管发病率的功效 下面是从酸奶中筛选出高效降低胆固醇的乳酸菌的实验 请回答下列问题 1 制备固体培养基 MRS 在普通的液体培养基中添加碳酸钙和 加热使其熔化 然后转移到锥形瓶中 经 法处理后 待其冷却至50 左右 在酒精灯火焰附近倒平板 2 将少量酸奶制成1 10稀释液 再将梯度稀释到10 6的稀释液涂布于添加了碳酸钙的乳酸菌培养基 MRS培养基 平板上 在 填 有氧 或 无氧 条件下37 恒温培养72h 挑取 填 有 或 无 溶钙圈 或透明圈 的菌落 用 法接种在MRS培养基上反复纯化至纯种备用 琼脂 高压蒸汽灭菌 无氧 有 平板划线 3 在普通的MRS液体培养基中添加适量 并用超声波振荡乳化20min 调pH至7 0 然后将纯化后的乳酸菌菌株接种到高胆固醇培养液中培养 一段时间后用特定显色剂分光光度法离心测定上清液中 的含量 以 作为对照 测定菌株降低胆固醇的能力 筛选出目的菌株 胆固醇 胆固醇 未接种的高胆固醇培养液 解析 1 在液体培养基中加入凝固剂琼脂后 制成琼脂固体培养基 培养基应使用高压蒸汽灭菌法 2 乳酸菌是厌氧微生物 需在无氧条件下培养 乳酸菌发酵产物为乳酸 乳酸溶解碳酸钙 产生透明圈 所以能产生透明圈的菌落为乳酸菌菌落 挑取后 用平板划线法接种纯化培养 3 要从酸奶中筛选出高效降低胆固醇的乳酸菌 需在培养基中添加适量的胆固醇 接种培养后测定胆固醇的含量 并与未接种的高胆固醇培养液比较 测定菌株降低胆固醇的能力 筛选出目的菌株 易错警示有关选择培养基选择方法的3个错混点 1 在培养基中加入某种化学物质 例如 加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌 加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌 这里的加入是在主要营养成分完整的基础上进行的 2 改变培养基中的营养成分 例如缺乏氮源时可以分离出固氮微生物 石油作为唯一碳源时 可以分离出能消除石油污染的微生物 3 改变微生物的培养条件 例如 将培养基放在高温环境下培养 可以得到耐高温的微生物 题型2传统发酵技术的应用3 2016 天津卷 天津独流老醋历史悠久 独具风味 其生产工艺流程如下图 1 在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度 这是因为酶 2 在酒精发酵阶段 需添加酵母菌 在操作过程中 发酵罐先通气 后密闭 通气能提高 的数量 有利于密闭时获得更多的酒精产物 在最适温度条件下催化能力最强 酵母菌 3 在醋酸发酵阶段 独流老醋采用独特的分层固体发酵法 发酵30天 工艺如下 发酵过程中 定期取样测定醋酸杆菌密度变化 趋势如下图 据图分析 与颠倒前相比 B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是 由此推测 影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是 先快速增长后趋于稳定 氧气 营养物质 pH 乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因 发酵过程中 发酵缸中 层醋醅有利于乳酸菌繁殖 积累乳酸 成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少 主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的变化 加剧了不同种类乳酸菌的 淘汰了部分乳酸菌种类 颠倒前的B层和颠倒后的A 或不翻动 或下 种间竞争 或竞争 解析 1 酶在最适温度 最适pH等条件下催化能力最强 所以添加酶制剂需要控制温度 2 酵母菌在有氧条件下能大量繁殖 增加酵母菌数量 有利于密闭阶段在无氧条件下获得更多酒精产物 因而发酵初期应先通气 3 由图示可知与颠倒前相比 第15天A B层颠倒后 B层醋酸杆菌先快速增长后趋于稳定 颠倒后B层不断翻动 与颠倒前相比 能接触更多氧气 醋酸杆菌大量繁殖 说明影响醋酸杆菌密度变化的环境因素有氧气 后来随着营养物质的消耗及pH的降低 醋酸杆菌数量趋于稳定 说明影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素有营养物质 pH等 颠倒前的B层和颠倒后的A层 即下层 缺氧 有利于乳酸菌繁殖 积累乳酸 发酵后期营养物质的消耗使不同种类的乳酸菌种间竞争加剧 淘汰了部分种类的乳酸菌 4 2018 辽宁部分重点中学模拟 近年来 纪录片 舌尖上的中国 引发全民关注美食的热潮 其中讲述了利用不同微生物的发酵作用制作的各种各样的美味食品 请分析回答下列问题 1 在果醋制作时 醋酸菌在 和糖源都充足时 将糖分解成醋酸 在糖源不充足时 也可以利用酒精生成醋酸 请写出该过程的化学反应式 2 腐乳制作的流程 让豆腐上长出毛霉 加盐腌制 加卤汤装瓶 密封腌制 用盐腌制时 应注意控制 配制卤汤时 要使卤汤中酒的含量控制在 左右 氧气 C2H5OH O2 CH3COOH H2O 盐的用量 12 3 制作泡菜的原理是 蔬菜在腌制过程中 会产生亚硝酸盐 在 条件下 亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生 反应后 与N 1 萘基乙二胺盐酸盐结合形成 色染料 乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖 将葡萄糖分解成乳酸 盐酸酸化 重氮化 玫瑰红 易错警示有关果酒和果醋的制作步骤的3个错混点 1 材料的选择与处理选择新鲜的葡萄 榨汁前先冲洗后除去枝梗 以避免去除枝梗时引起葡萄破损 增加被杂菌污染的机会 2 防止发酵液被污染需要从发酵制作的过程进行全面的考虑 因为操作的每一步都可能混入杂菌 为避免杂菌污染 榨汁机要洗净并晾干 发酵装置要洗净并用70 的酒精消毒 果酒制作时封闭充气口 若用简易的发酵装置 每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖 不要完全揭开瓶盖等 果醋制作时 要通过充气口不断通入无菌空气 3 控制好发酵时间与温度 果酒制作时适时放气 2017 全国卷 绿色植物甲含有物质W 该物质为无色针状晶体 易溶于极性有机溶剂 难溶于水 且受热 受潮易分解 其提取流程为 植物甲 粉碎 加溶剂 振荡 收集提取液 活性炭处理 过滤去除活性炭 蒸馏 含回收溶剂 重结晶 成品 回答下列问题 1 在提取物质W时 最好应选用的一种原料是 填 高温烘干 晾干 或 新鲜 的植物甲 不宜选用其他两种的原因是 考向二植物有效成分的提取 晾干 高温烘干过程中 植物甲中的物质W易被破坏 新鲜的植物甲含水量高 用于 提取的极性有机溶剂会被水稀释 进而降低对物质W的提取效果 2 提取物质W时 振荡的作用是 3 活性炭具有很强的吸附能力 在提取过程中 用活性炭处理提取液的目的是 4 现有丙酮 沸点56 乙醇 沸点约78 两种溶剂 在提取物质W时 应选用丙酮作为提取剂 理由是 5 该实验操作过程中应注意的事项是 答出两点即可 使原料和溶剂充分混匀 去除提取液中的色素 丙酮沸点低于乙醇 蒸馏时物质W分解较少 在温度较低的情况下操作 防火 解析 1 依据题于信息 物质W受热 受潮易分解 因此不宜选择高温烘干 而新鲜的植物甲含水量高 用于提取的极性有机溶剂会被水稀释 进而降低对物质W的提取效果 故不应选用新鲜的植物甲 2 提取物质W时 振荡可以使原料和所加有机溶剂充分混匀 3 利用活性炭的吸附能力 可以去除提取液中植物甲所含的色素 从而得到较为纯净的物质W与有机溶剂的混合物 4 丙酮沸点低于乙醇 蒸馏时物质W分解较少 5 物质W容易受热分解 因此蒸馏操作适宜在较低的温度下进行 同时因实验中使用了有机溶剂 要注意防火 1 植物有效成分提取的3种方法的比较 挥发性 焦糊 压榨 过滤 萃取 过滤 题型1考查植物有效成分提取的原理和方法1 2018 重庆一中月考 研究发现柚皮精油具有抑菌 抑制肿瘤等作用 是一种具有广阔开发前景的芳香油资源 青蒿素是目前公认的最有效治疗疟疾的药物 易溶于有机溶剂 60 以上易分解 回答下列问题 1 柚皮精油可采用水蒸气蒸馏法提取 它是利用 将 较强的柚皮精油携带出来 形成油水混合物 在油水混合物中 加入 可使油水出现明显分层 分离得到的油层应加入 进行除水 水蒸气 挥发性 NaCl 无水Na2SO4 2 水蒸气蒸馏易使柚皮精油的有效成分部分水解 为避免此缺点 可采用 法提取柚皮精油 为提高出油率 需先对柚皮进行的处理是 以分解果胶 3 青蒿素宜采用萃取法提取 现有四氯化碳 沸点76 5 和乙醚 沸点34 5 两种溶剂 应选用 作为萃取剂 不选用另外一种的理由是 压榨 用石灰水浸泡 乙醚 青蒿素在60 以上易分解 应选择低沸点的萃取剂 题型2结合其他生物技术考查植物有效成分提取及应用2 已知天然胡萝卜素是防癌抗癌食品 保健品和药品 作为保健品食用 可医治维生素A缺乏症 皮肤病 抗光敏症等疾病 科学研究证明 胡萝卜素能防治或延缓癌症 是具有增强免疫功能的药物和饮料添加剂 请根据上述材料及所学知识 回答下列问题 1 胡萝卜叶中也有胡萝卜素 胡萝卜素在光合作用中主要吸收的光是 用纸层析法分离绿叶中的色素时 胡萝卜素在滤纸条的位置是从下至上的第 条 为了提高胡萝卜营养物质的利用率 炒胡萝卜时最好多放一些油 主要原因是 蓝紫光 4 胡萝卜素是脂溶性色素 易溶于有机溶剂中 2 新鲜的胡萝卜含有大量的水分 在胡萝卜素的提取过程中 要对新鲜的胡萝卜进行干燥 但是干燥温度过高会导致 3 胡萝卜素的萃取剂应该具有的特点是 所以不选用酒精和丙酮 同时还应该具有的特点是 所以一般选择石油醚而不选择乙醚 胡萝卜素分解 较高的沸点 不与水混溶