版高考生物复习专题八生物技术实践学案.docx

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版高考生物复习专题八生物技术实践学案

专题八生物技术实践

[考纲要求]　

1．微生物的分离和培养。

　2.某种微生物数量的测定。

　3.培养基对微生物的选择作用。

　4.利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。

　5.从生物材料中提取某些特定的成分。

　6.运用发酵加工食品的基本方法。

[知识主干·系统联网]　　　　　　　　　　　　　　　理基础　建网络　回扣关键知识

授课提示：

对应学生用书第111页

■高考必背——记一记

1．理清微生物的培养的基本技术

（1）培养基的制备：

计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。

（2）无菌技术：

①消毒：

煮沸消毒法、巴氏消毒法以及使用化学试剂进行消毒。

②灭菌：

对培养基进行灭菌，常采取高压蒸汽灭菌；对接种环灭菌采取灼烧灭菌；对玻璃器皿灭菌采取干热灭菌。

（3）微生物的纯化技术

①平板划线法：

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。

②稀释涂布平板法：

将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将其分别涂布到琼脂固体培养基的表面，在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而在培养基表面形成单个菌落。

2．传统发酵技术的2个误区

（1）误认为泡菜制作过程中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。

（2）误认为果酒、果醋制作过程中都需要无氧条件。

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。

3．玫瑰精油和橘皮精油的提取原理不同

玫瑰精油易挥发，提取采用水蒸气蒸馏法；橘皮精油不易挥发，提取采用压榨法。

■易混易错——判一判

1．判断下列有关微生物叙述的正误

（1）可以用血球计数板直接统计自来水中的大肠杆菌。

（2016·江苏卷）（×）

（2）高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖。

（2015·江苏卷）（×）

2．判断下列有关发酵加工食品叙述的正误

（1）控制发酵温度的主要目的是腐乳调味。

（2017·江苏卷）（×）

（2）腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用。

（2017·江苏卷）（√）

（3）果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸。

（2017·江苏卷）（√）

（4）果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关。

（2017·江苏卷）（√）

3．判断下列有关植物有效成分提取叙述的正误

（1）蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解下来，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油。

（×）

（2）提炼玫瑰精油的玫瑰花应在花开的初期采取，因为此阶段的花含玫瑰精油最高。

（×）

[高频考点·融会贯通]　　　　　　　　　　　　　　　析考点　做题组　攻破热点难点

授课提示：

对应学生用书第112页

考点一　微生物的分离和培养

[真题试做·明考向]

1．（2018·高考全国卷Ⅲ）回答下列与酵母菌有关的问题：

（1）分离培养酵母菌通常使用_________（填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”）培养基，该培养基应采用_________灭菌法灭菌。

若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后可观察到菌落，菌落的含义是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）酵母菌液体培养时，若通入氧气，可促进________（填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”）；若进行厌氧培养，可促进________（填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”）。

（3）制作面包时，为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软的原因是______________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用广泛的细菌培养基；MS培养基是满足植物细胞的营养和生理需要的培养基；麦芽汁琼脂培养基通常用于酵母菌（真菌）的培养、鉴定及菌种保存。

培养基的灭菌方法为高压蒸汽灭菌法。

菌落是指由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。

（2）酵母菌为兼性厌氧型微生物，在有氧条件下进行有氧呼吸为酵母菌的繁殖提供能量，在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇。

（3）面包松软是因为制作过程中加入的酵母菌可以分解葡萄糖产生大量的CO2，CO2遇热膨胀，使得制作的面包松软多孔。

答案：

（1）麦芽汁琼脂　高压蒸汽　由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体　

（2）菌体快速增殖　乙醇产生　（3）酵母菌分解葡萄糖会产生CO2，CO2使面包松软

2．（2017·高考全国卷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菌生命活动提供能量，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

3.（2016·高考全国卷Ⅰ）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：

①配制培养基（成分：

牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O）；

②制作无菌平板；

③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；

④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②，该培养基中的成分X通常是________。

（2）步骤③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”）。

解析：

（1）牛肉膏和蛋白胨中均含有氮元素，因此微生物所需的氮来源于牛肉膏和蛋白胨。

若要完成步骤②，需要进行倒平板操作，用到的是固体培养基，所以培养基中要有琼脂。

（2）该实验的空白对照组为不进行处理的无菌平板，实验组的操作为将各无菌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，且时间应相同。

（3）若空白对照组的平板上出现了菌落，说明实验过程中出现了污染现象。

空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，导致实验变量不唯一，不能确定实验组平板上的菌落是否仅由教室内不同高度空气中的微生物形成，因此不能求出实验组的菌落平均数。

答案：

（1）牛肉膏、蛋白胨　琼脂

（2）将各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）污染　不正确

4．（2016·高考全国卷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

[融会贯通·析考点]

1．微生物培养中的无菌操作技术

（1）常用消毒3种方法——煮沸消毒法、巴氏消毒法及化学药剂消毒法。

（2）常用灭菌3种方法

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．培养基制备与微生物纯化技术

3．筛选目的微生物的原理

（1）原理：

人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、pH等），同时抑制或阻止其他微生物的生长。

因此，可以通过配制选择培养基、控制培养条件等选择目的微生物。

（2）

[方法技巧·会应用]

1．培养基的营养成分分析方法

（1）虽然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。

（2）在微生物所需要的化合物中需要量最大的是碳源，新陈代谢同化作用类型的划分也是以是否能合成含碳有机物为依据，能合成含碳有机物的是自养型，反之则为异养型。

（3）对异养微生物来说，含C、H、O、N的有机化合物既是碳源又是氮源。

2．平板划线法与稀释涂布平板法区别的分析

（1）平板划线法适用于微生物的纯化，但不能用于微生物的计数。

（2）稀释涂布平板法常用于活菌计数，而显微镜直接计数法不能区分菌体的死活。

用稀释涂布平板法进行计数时，为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。

3．选择培养基及鉴别培养基的使用方法

（1）分离纤维素分解菌的实验中先用选择培养基，再用鉴别培养基。

选择培养基为液体培养基，以纤维素作为碳源的微生物可以正常生长，而其他绝大多数微生物不能正常生长；因培养基中无凝固剂，为液体培养基，利用液体培养基能使营养成分充分利用，以增加纤维素分解菌的浓度。

（2）鉴别培养基含琼脂，为固体培养基，因为要在培养基上形成我们肉眼可见的菌落。

刚果红染色法就是应用的此类培养基。

[巩固提升·练题组]

►题组一　微生物的分离培养及无菌技术

5．（2018·高考全国卷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）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。

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

6．回答与微生物实验室培养有关的问题：

（1）在制备固体培养基时需加入的常用凝固剂是___________________________________

________________________________________________________________________。

若培养基需调节pH，则应在灭菌之________（填“前”或“后”）调节。

（2）为防止外来杂菌入侵，对____________________________________________________

等可采用干热灭菌法进行灭菌。

（3）下图为平板划线法接种后的示意图。

在划线接种的整个操作过程中，对接种环至少需进行__________次灼烧灭菌。

接种后盖上皿盖，将平板____________放入恒温箱中培养，这样放置的目的是__________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）用稀释涂布平板法统计活菌数目时，每隔一个“时间间隔”统计一次菌落数目，最后选取____________________作为结果，这样可以防止因培养时间不足而遗漏菌落的数目。

解析：

（1）制备固体培养基通常加入的凝固剂是琼脂。

培养基调pH应在灭菌前进行。

（2）灭菌的方法通常有高压蒸汽灭菌、干热灭菌和灼烧灭菌三种。

采用干热灭菌的通常有玻璃器皿和金属用具。

（3）平板划线接种过程中需在接种前、每次划线后对接种环进行灼烧灭菌。

图中共接种5个区域，故接种环至少需要进行6次灼烧灭菌处理。

微生物培养过程中，易产生冷凝水，为防止水珠滴在培养基表面造成污染，培养时需将平板倒置。

（4）用稀释涂布平板法统计活菌数目时，要以菌落数目稳定时的记录为最终结果，这样可以防止因遗漏而导致统计结果偏小。

答案：

（1）琼脂　前　

（2）玻璃器皿和金属用具　（3）6　倒置　避免培养基被污染和防止培养基水分过快挥发　（4）菌落数目稳定时的记录

►题组二　培养基对微生物选择作用的考查

7．（2018·重庆月考）在现代生活中，每年产生大量生活废纸，消耗大量木材，其主要成分是木质纤维，人们正努力通过利用微生物实现废物再利用，基本工作流程如图，请回答相关问题：

（1）为筛选图中①环节所需的细菌，一般选用________的培养基（从营养物质方面答）。

要有利于从培养基中筛选该细菌，需在培养基中加入________染色剂，接种培养一段时间后，从培养基中挑选周围出现________的菌落进行进一步分离纯化。

②环节获得的酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种成分，即C1酶和________________________________________。

（2）①环节获得的细菌与④环节接种的微生物在结构上的主要区别是前者____________。

在⑤环节过程中，要注意对发酵装置进行________。

（3）在纸张加工过程中，有时会加入一些由植物芳香油制成的香精，植物芳香油提取的常用方法是________________；也可以用植物色素使纸张着色，根据植物色素易溶于有机溶剂的特点，可以考虑使用________法提取植物色素。

解析：

（1）①环节所需的细菌为纤维素分解菌，需要先将从土壤中获得的微生物培养在以纤维素为唯一碳源的选择培养基上，在培养基中加入刚果红，刚果红可与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物不能形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，从培养基中挑选周围出现透明圈的菌落进行进一步分离纯化。

②中获得的酶是纤维素分解菌产生的纤维素酶。

纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶三种组分。

（2）①环节获得的细菌是纤维素分解菌，属于原核生物，而④环节接种的微生物是酵母菌，属于真核生物，二者在结构上的主要区别是前者没有核膜围成的细胞核。

在⑤环节过程中为了确保获得产物乙醇，应将发酵装置密封，确保无氧环境。

（3）水蒸气蒸馏法（或蒸馏法）是植物芳香油提取的常用方法；也可以用植物色素使纸张着色，根据植物色素易溶于有机溶剂的特点，可以考虑使用萃取法提取植物色素。

答案：

（1）富含纤维素　刚果红　透明圈　葡萄糖苷酶、CX酶

（2）没有核膜围成的细胞核　密闭（或保证无氧条件）

（3）水蒸气蒸馏法（或蒸馏法）　萃取

8．（2018·河北衡水综合测试）下表是某微生物固体培养基的配方，请回答：

成分

含量

成分

含量

蛋白胨

10.0g

乳糖

5.0g

蔗糖

5.0g

K2HPO4

2.0g

MgSO4·7H2O

0.2g

？

12.0g

将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL

（1）根据培养基的成分分析，所培养微生物的同化作用类型是________，表中的“？

”应该是________。

（2）在用稀释涂布平板法进行接种时，不能得到的是图________。

统计饮用水中大肠杆菌数目时，________（填“需要”或“不需要”）设置对照，原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）若要分离分解尿素的细菌需将培养基中的________换成________；若要鉴定分解尿素的细菌还需在培养基中添加________指示剂。

解析：

（1）该培养基中含有蛋白胨、蔗糖和乳糖等有机物，所以培养的是异养型微生物；因为该培养基是固体培养基，所以需要加入琼脂作为凝固剂。

（2）图中D为平板划线法得到的结果，不属于稀释涂布平板法的结果；在统计大肠杆菌数目时需要设置对照，判断培养基是否被杂菌污染。

（3）分离分解尿素的细菌需要用尿素作为氮源，鉴定分解尿素的细菌，可以加入酚红指示剂。

答案：

（1）异养型　琼脂

（2）D　需要　需要判断培养基是否被杂菌污染（或灭菌是否合格）

（3）蛋白胨　尿素　酚红

►题组三　微生物分离计算的考查

9．（2018·湖南郴州质检）分解尿素的微生物广泛存在于农田等土壤中，某生物实验小组尝试对分解尿素的微生物进行分离与计数。

请回答下列问题：

（1）分解尿素的微生物含有的酶是________；配制培养基时应以________作为唯一氮源。

（2）培养基中添加________作为指示剂，培养后，培养基pH会________（填“升高”或“