届二轮复习 专题7 第15讲 生物技术实践 学案适用全国.docx

届二轮复习 专题7 第15讲 生物技术实践 学案适用全国.docx

《届二轮复习 专题7 第15讲 生物技术实践 学案适用全国.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届二轮复习 专题7 第15讲 生物技术实践 学案适用全国.docx（27页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

届二轮复习专题7第15讲生物技术实践学案适用全国

第15讲

　生物技术实践

构建知识体系·串联主干知识

提示：

①酚红指示剂　②尿素　③刚果红染色法　④稀释涂布平板法　⑤显微镜直接计数法　⑥计算→称量→溶化→灭菌→倒平板　⑦碳源、氮源、水、无机盐　⑧琼脂　⑨煮沸消毒法、巴氏消毒法等　⑩灭菌　⑪灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌　⑫平板划线法　⑬萃取

考点1　果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的比较

（对应学生用书第85页）

■研真题——高考真题品研·

1．（2017·全国卷Ⅱ）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、乙两菌种分别接入等量的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________。

（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________。

解析：

（1）由“甲、乙两菌种”和“32h内定期取样观测”可知，该实验的自变量是菌种和发酵时间。

（2）由“发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好”可知，该发酵菌是好氧菌。

（3）因“32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系”，说明发酵的最佳时间可能超过32h，故可继续延长发酵时间，定期取样观测发酵效果，以确定最好的发酵效果所对应的时间，此时间即为最佳发酵时间。

（4）发酵菌种能产生蛋白酶和脂肪酶，蛋白酶能催化蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能催化脂肪分解为甘油和脂肪酸。

答案：

（1）菌种　发酵时间　

（2）好氧菌　（3）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　（4）氨基酸和肽　脂肪酸和甘油

2．（2016·全国卷Ⅱ）苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。

回答下列问题：

（1）酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。

图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的________中进行，其产物乙醇与________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的______中进行。

与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度________。

（2）第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在________条件下才能完成。

（3）在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度________（填“低于”或“高于”）第二阶段的。

（4）醋酸杆菌属于________核生物，其细胞结构中______（填“含有”或“不含有”）线粒体。

解析：

（1）图中过程①和②是酵母菌无氧呼吸产生乙醇的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。

乙醇可用酸性重铬酸钾试剂检测，颜色由橙色变为灰绿色。

过程③为有氧呼吸的第二和第三阶段，场所为线粒体。

在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，产生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧条件下酵母菌的繁殖速度更快。

（2）醋酸杆菌是好氧型细菌，因此，在醋酸杆菌作用下，将乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。

（3）在生产过程中，第一阶段酵母菌产生乙醇的适宜温度为18～25℃，第二阶段醋酸杆菌产生醋酸的适宜温度为30～35℃，第一阶段的温度低于第二阶段的。

（4）醋酸杆菌属于原核生物，原核细胞中的细胞器只有核糖体一种，不含线粒体。

答案：

（1）细胞质基质　重铬酸钾　线粒体　快　

（2）有氧　（3）低于　（4）原　不含有

高考考查点和特点：

全国卷侧重考查果酒、果醋和泡菜制作原理、流程以及发酵技术条件控制、相关菌种特点等。

常借助发酵实例考查，设问内容多为教材中一些结论性语句等。

亚硝酸盐含量的测定也偶尔有考查。

命题方向：

发酵技术与人类的生活息息相关，发酵技术的体验和运用更是体现了生物学核心素养。

将发酵技术与细胞结构、细胞呼吸等综合考查是高考的命题方向。

■通知识——核心要点填充·

1．理清4种传统发酵食品的生产技术

项目

果酒

果醋

腐乳

泡菜

菌种

酵母菌

醋酸杆菌

毛霉

乳酸菌

原理

酵母菌无氧呼吸产生酒精

醋酸杆菌有氧呼吸产生醋酸

毛霉代谢产生蛋白酶和脂肪酶

乳酸菌无氧呼吸产生乳酸

控制条件

前期有氧后期无氧，20℃左右

有氧，30～50℃

有氧，15～18℃

无氧，常温

实验流程

挑选葡萄

↓

冲洗

↓

榨汁

↓

酒精发酵

果酒

↓

醋酸发酵

果醋

让豆腐上长出毛霉

↓

加盐腌制

↓

加卤汤装瓶

↓

密封腌制

2.掌握控制杂菌的“4大”措施

（1）通过发酵条件控制杂菌

①无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌。

②乳酸菌发酵、酒精发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖。

（2）利用盐控制杂菌：

如腐乳的制作

（3）利用酒精控制杂菌：

如果酒、腐乳的制作。

（4）利用香辛料控制杂菌：

如腐乳、泡菜的制作。

3．区分果酒和果醋发酵装置的设计思路

（1）因酵母菌的繁殖需要空气，醋酸菌是好氧菌，所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需氧。

因酵母菌产生酒精是在无氧条件下，应控制充入氧的量，故应在充气口设置开关。

（2）由于在酒精发酵过程中产生CO2，因此又需设置排气口；为防止空气中微生物的污染，排气口应连接一个长而弯曲的胶管。

（3）为便于取样及监测发酵情况，需要设置出料口。

■通能力——考向对点专练·

考向　考查传统发酵技术的应用

1．天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如图所示。

（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。

（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。

工艺如图所示。

①发酵过程中，定期取样测定醋酸杆菌密度变化，趋势如图所示。

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______________________。

②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________________层的醋醅有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。

③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改变，加剧了不同种类乳酸菌的________，淘汰了部分乳酸菌种类。

解析：

（1）酶只有在最适温度条件下催化效率才会最高，因此添加酶制剂需要控制反应温度。

（2）酵母菌在有氧的条件下进行有氧呼吸，可以大量繁殖。

（3）由图中曲线不难看出，与颠倒前相比，B层醋酸杆菌密度变化的特点是先快速增长后趋于稳定。

氧气、营养物质以及pH都会影响醋酸杆菌的密度变化。

乳酸菌是厌氧菌，缺氧的环境才有利于它生长，因此颠倒前的B层和颠倒后的A层的醋醅有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。

不同种类乳酸菌之间存在种间竞争。

答案：

（1）在最适温度条件下催化能力最强

（2）酵母菌

（3）①先快速增长后趋于稳定　氧气、营养物质、pH

②颠倒前的B层和颠倒后的A（或不翻动，或下）

③种间竞争（或竞争）

2．（2018·潍坊市高三一模）微生物在自然界中无处不在，随人类对微生物认识的加深，对其利用越来越广泛。

请回答下列问题：

（1）生活中人们利用酵母菌、醋酸菌分别酿制果酒、果醋，与酵母菌相比，醋酸菌在结构上最明显的特点是________________。

给予适宜的条件，即使没有经过严格的灭菌过程，也能够获得果酒、果醋，这是因为_______________

_______________________________________________________________。

（2）在制作腐乳时，需将长满毛霉的豆腐用盐腌制，其作用是________________和________________。

（3）在工业生产中，可从被石油污染的土壤中分离出能分解石油的细菌。

在分离时需用________做唯一碳源的培养基培养土壤中提取的细菌，可采用的接种方法是_______________________________________________________。

（4）经分离得到的菌种，通常再进行________处理才可能得到更高效分解石油的微生物。

为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________。

解析：

（1）醋酸菌为原核生物，酵母菌为真核生物，醋酸菌在结构上与酵母菌的本质区别在于细胞中无以核膜为界限的细胞核。

随发酵的进行，醋酸菌的发酵产物酒精的浓度不断提高，除酵母菌外绝大多数的微生物生命活动都会受到制约，因此果酒、果醋酿制过程中不用严格灭菌一般也不会受到杂菌的污染。

（2）在制作腐乳时，需将长满毛霉的豆腐用盐腌制，其作用有：

抑制毛霉生长，防止杂菌污染和繁殖；渗透盐分，析出水分，使毛坯变硬，不易过早酥烂；调节口味，使腐乳有一定的咸味。

（3）根据分解石油的细菌的特性，筛选分解石油的微生物需要使用以石油为唯一碳源的选择培养基。

可采用的接种方法是稀释涂布平板法和平板划线法。

（4）对微生物诱变，可能会得到高产菌株。

为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈越大说明该菌株的降解能力越强。

答案：

（1）无核膜包被的细胞核　酵母菌、醋酸菌的发酵产物会抑制其他微生物的生长　

（2）析出豆腐中的水分　防止微生物的生长　（3）石油　稀释涂布平板法和平板划线法　（4）诱变　强

[易错警示]　

1．腐乳制作中盐、酒和各种香辛料的作用有共同之处：

既具有调味作用，也具有杀菌防腐的作用。

2．酒精发酵的条件不适合醋酸发酵

（1）发酵温度不同：

酒精发酵18～25℃，醋酸发酵30～35℃。

（2）氧气条件不同：

酒精发酵需要无氧环境，醋酸发酵需要有氧环境。

考点2　微生物的分离、培养和应用

（对应学生用书第87页）

■研真题——高考真题品研·

1．（2017·全国卷Ⅰ）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）。

（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）。

解析：

（1）有些细菌能分解尿素是因为这些细菌能产生脲酶，将尿素分解成CO2和NH3。

能分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2作为碳源合成有机物，但这些细菌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：

作为能源物质氧化分解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，应选择尿素作为唯一氮源，这样只有能分解尿素的细菌才能在培养基上生存。

若选择“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”作为氮源，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。

（3）用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，它们可以为细菌生长提供无机营养；同时，KH2PO4和Na2HPO4还可以作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定。

答案：

（1）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）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　（3）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

2．（2016·全国卷Ⅲ）某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。

分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。

回答下列问题：

（1）分离纯化乳酸菌时，首先需要用________对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________。

（2）推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有________和________。

分离纯化时应挑选出________的菌落作为候选菌。

（3）乳酸菌在－20℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的________（填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”）。

解析：

（1）分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释，这样既可避免杂菌污染，又可以将乳酸菌分散成单个细胞，以便在培养基表面形成单个菌落。

（2）乳酸的积累影响乳酸菌的增殖，加入碳酸钙可以中和乳酸菌代谢（无氧呼吸）过程中产生的乳酸，另外，乳酸和碳酸钙反应，进而导致碳酸钙分解形成透明圈，有利于乳酸菌的鉴别和分离。

（3）对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。

在3mL的甘油瓶中，装入1mL甘油后灭菌。

将1mL培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在－20℃的冷冻箱中保存。

答案：

（1）无菌水　泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落　

（2）鉴别乳酸菌　中和产生的乳酸（或酸）　具有透明圈　（3）甘油

3．（2018·全国卷Ⅰ）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）。

（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

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________。

解析：

（1）在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称做选择培养基。

若M培养基是用于真菌的筛选，则应加入链霉素以抑制细菌的生长，其属于选择培养基。

（2）马铃薯浸出液中含有淀粉、蛋白质、脂质、无机盐、水等多种物质，因此，除氮源外其中还有微生物生长所需要的碳源、无机盐等营养要素。

进入细胞的氮源可参与合成蛋白质、核酸（DNA、RNA）等含氮的生物大分子。

（3）加入显色剂碘液后，淀粉遇碘变蓝，而淀粉的水解产物则不发生这种反应。

若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，土壤中能产生淀粉酶的微生物可将淀粉分解，菌落周围就会出现透明圈，这样，我们就可以通过是否产生透明圈来筛选能产淀粉酶的微生物了。

（4）乙同学的结果中，1个平板的计数结果与另2个相差太远，说明在操作过程中可能出现了错误，结果的重复性太差，不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值。

答案：

（1）细菌　选择

（2）碳源、无机盐　蛋白质、核酸

（3）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

（4）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

高考考查点和特点：

近五年来，全国卷对微生物的分离和培养的考查尤为突出。

常借助某一特定的微生物的分离和培养实例考查微生物的筛选、分离、计数、接种方法、无菌技术及菌种保藏等，其中对于筛选方案制定的考查更多。

命题方向：

将微生物的分离和培养以及微生物数量的测定相结合，考查培养基的选择作用、微生物的计数方法、鉴定试剂及方法等仍然是以后高考的命题方向。

■通知识——核心要点填充·

1．掌握微生物培养中的无菌操作技术

（1）3种常用的消毒方法：

煮沸消毒法、巴氏消毒法及化学药剂消毒法。

（2）3种常用的灭菌方法：

灼烧灭菌——接种环、接种针等金属器具；干热灭菌——主要针对玻璃器皿等；高压蒸汽灭菌——主要针对培养基等。

2．理清微生物培养的4种基本操作

（1）培养基的制备：

计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。

（2）倒平板操作：

待培养基冷却至50_℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。

（3）平板划线操作：

通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。

注意划线的方法如图所示。

（4）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单个的菌落。

3．掌握微生物分离与计数的两个实例

（1）土壤中分解尿素的细菌的分离

（2）纤维素分解菌的筛选

■通能力——考向对点专练·

考向　综合考查微生物的培养、分离、计数及应用等

1．（2018·全国卷Ⅱ）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。

（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）在实验室中，能耐高温的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿和金属材质的实验器具等可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。

（2）巴氏消毒法或高温瞬时消毒法与煮沸消毒法相比，其优点表现为在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。

（3）紫外线照射能消毒的原因是其能够破坏微生物细胞中的DNA分子。

在利用紫外线照射前，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可强化消毒效果。

（4）自来水通常采用氯气进行消毒。

（5）采用高压蒸汽灭菌时，若压力达到设定要求，而温度未达到相应要求，最可能的原因是没有排尽高压蒸汽灭菌锅内的冷空气。

答案：

（1）可以　

（2）在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少　（3）破坏DNA结构　消毒液　（4）氯气　（5）未将锅内冷空气排尽

2．（2018·辽宁省葫芦岛市高三一模）如下图所示，某微生物科研所为获得耐高温（55℃）纤维素分解菌，进行了一系列筛选工作：

（1）为获得目的菌，在取样前要用牛（羊）粪为原料进行高温堆肥，为什么这样做就能创造高温环境？

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________。

（2）取样后为了________________，还要利用选择培养基对目的菌进行培养。

（3）鉴别目的菌的培养基的成分为：

羧基甲纤维素钠（CMCNa）12.0g、NaCl4.0g、NaH2PO42.0g、MgSO4·7H2O0.3g、蒸馏水100mL、琼脂、刚果红，pH为7.0～7.4。

分析培养基的成分及pH分析可知，该培养基中羧基甲纤维素钠（CMCNa）是为目的菌提供________的物质，所鉴定的目的菌属于________（填“细菌”或“真菌”）。

（4）在

（2）（3）过程中培养温度应保持在________。

鉴别目的菌通常使用的染