版高考生物二轮复习8生物技术实践讲义.docx

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版高考生物二轮复习8生物技术实践讲义

生物技术实践

考纲

考频（全国卷）

1.微生物的分离和培养

5年9考

2.培养基对微生物的选择作用

5年6考

3.某种微生物数量的测定

5年0考

4.利用微生物进行发酵来生产特定的产物

5年8考

5.运用发酵加工食品的基本方法

5年3考

6.微生物在其他方面的应用

5年0考

7.从生物材料中提取某些特定的成分

5年3考

8.酶活力测定的一般原理和方法

5年0考

9.酶在食品制造和洗涤等方面的应用

5年0考

10.制备和应用固相化酶

5年0考

基础自查　明晰考位

[纵引横连　建网络]

提醒：

特设长句作答题，训练文字表达能力

[边角扫描　全面清]

1．微生物利用的相关判断

（1）某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理，接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养（×）

（2）纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法（√）

（3）在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌（×）

（4）检测土壤中细菌总数实验操作中，确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数（×）

（5）培养微生物的培养基分装到培养皿后进行灭菌（×）

2．传统发酵技术的相关判断

（1）醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸（×）

（2）酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精（√）

（3）泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵（√）

（4）腐乳制作利用了毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶（√）

（5）在制作腐乳时，将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量（×）

3．植物有效成分提取的相关判断

（1）薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用干薄荷叶作原料，可采用水蒸气蒸馏法提取（×）

（2）用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是酒精，原理是薄荷油易溶于有机溶剂酒精中（×）

（3）用萃取法提取胡萝卜素的主要步骤是：

干燥、粉碎、萃取、浓缩、过滤（×）

（4）在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解（√）

（5）提取的胡萝卜素可通过纸层析法进行鉴定，在鉴定过程中不需要对照（×）

考点梳理　整合突破

整合考点22　微生物的培养与应用及传统发酵技术的应用

[考点突破　固考基]

1．图解识记微生物的培养、分离与计数（填图）

2．熟记微生物分离与计数的两个实例（填空）

（1）土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

①筛选菌株：

利用选择培养基筛选菌株。

②测定微生物数量的常用方法：

活菌计数法和显微镜直接计数。

③过程：

土壤取样→样品稀释→微生物的培养与观察。

④鉴定方法：

含酚红指示剂的以尿素为唯一氮源的培养基→细菌→指示剂变红，则该菌能分解尿素。

（2）分解纤维素的微生物的分离

①实验原理：

即：

可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

②流程：

土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。

3．理清微生物培养的“5”种基本技术

（1）培养基的制备：

计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。

（2）无菌技术：

主要包括消毒和灭菌。

（3）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。

（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）。

（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单个的菌落。

4．把握“2”种微生物的分离与计数方法

（1）利用选择培养基分离

①筛选尿素分解菌：

用以尿素为唯一氮源的培养基。

②筛选纤维素分解菌：

用富含纤维素、添加刚果红的培养基培养。

（2）微生物计数的“2”大方法

①稀释涂布平板法；②显微计数法。

5．理清“4”种传统发酵食品的技术

　项目

内容　

果酒和果醋

的制作

腐乳制作

制作泡菜并检测

亚硝酸盐含量

菌种

果酒：

酵母菌

果醋：

醋酸菌

毛霉

乳酸菌

原理

（1）酵母菌在无氧条件下将葡萄糖氧化成乙醇

（2）醋酸菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸

毛霉将蛋白质、脂肪分解成小分子有机物

乳酸菌将糖转化为乳酸

原料

选择

新鲜葡萄（或苹果）

豆腐

大白菜、花椰菜等新鲜干净的蔬菜

实验

流程

测亚硝酸盐含量：

配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色

[题组集训　提考能]

题组一高考分类练　明考向

类型1　翻阅教材，原味品高考

1．[2019·全国卷Ⅰ，37]已知一种有机物X（仅含有C、H两种元素）不易降解，会造成环境污染。

某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌（目标菌）。

Ⅰ号培养基：

在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X（5g/L）。

Ⅱ号培养基：

氯化钠（5g/L），硝酸铵（3g/L），其他无机盐（适量），X（15g/L）。

Ⅲ号培养基：

氯化钠（5g/L），硝酸铵（3g/L），其他无机盐（适量），X（45g/L）。

回答下列问题。

（1）在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的是____________________________。

Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是____________________。

（2）若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会____________，其原因是________________________________________________________________________。

（3）Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是________________。

（4）假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供____________和____________。

解析：

本题借助微生物培养与筛选的相关知识，考查对相关操作技能的掌握以及将实验方法和技能进行灵活运用的能力；试题通过对高效降解X细菌的筛选，体现了科学探究中的结果分析要素。

（1）在I号培养基中，牛肉膏、蛋白胨可以为微生物提供氮源，Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的是有机物X。

（2）Ⅱ号培养基中，碳源只有X，不能降解X的细菌会因缺乏碳源而不能增殖，使该类细菌比例降低。

（3）利用固体培养基对菌落进行计数时，需采用稀释涂布平板法进行接种。

（4）在有氧条件下，丙酮酸可被分解为CO2和H2O且释放能量，为该菌的生长提供能量和合成其他物质的原料。

答案：

（1）牛肉膏、蛋白胨　X　

（2）下降　不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖　（3）稀释涂布平板法　（4）能量　合成其他物质的原料

[高考VS,教材]

[人教选修1]P15

[人教选修1]P22

[人教选修1]P22

[人教必修1]P94

2．[2019·全国卷Ⅱ，37]物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。

W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。

某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌（目标菌）。

回答下列问题。

（1）要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是____________。

（2）在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落（如图所示）。

如果要得到目标菌，应该选择____________菌落进一步纯化，选择的依据是________________________________________________________________________。

（3）土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。

若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论，即________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶（酶E）。

为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。

①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加____________，三处滴加量相同。

②一段时间后，测量透明圈的直径。

若C处没有出现透明圈，说明________________；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明________________________________________________________________________。

解析：

本题借助微生物的筛选及酶活力对比实验的相关知识，考查考生对实验目的、原理的理解和对实验现象、结果的分析、解释能力。

通过对不同种类微生物的筛选、纯化及酶活力实验分析，体现了对科学探究素养中方案探讨、结果分析要素的考查。

（1）要从土壤中分离能降解W的细菌，培养基中应以W为唯一氮源。

（2）乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W。

（3）要判断甲、乙能否利用空气中的氮气作为氮源，应将甲、乙菌分别接种在无氮源的培养基上，观察细菌能否生长，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源，否则不能。

（4）①实验设计应遵循单一变量原则，C处应滴加等量不含酶的缓冲液。

②C处只滴加等量缓冲液，若C处没有出现透明圈，说明缓冲液不能降解W，若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明酶E与天然酶降解W的能力相近。

答案：

（1）W　

（2）乙　乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W　（3）将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源

（4）①缓冲液　②缓冲液不能降解W　酶E与天然酶降解W的能力相近

[高考VS,教材]

[人教选修1]P22

[人教选修1]P28

3．[2019·全国卷Ⅲ，37]回答下列与细菌培养相关的问题。

（1）在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是__________（填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”）。

通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是____________________。

硝化细菌在没有碳源的培养基上____________（填“能够”或“不能”）生长，原因是________________________________________________________________________。

（2）用平板培养细菌时一般需要将平板________________（填“倒置”或“正置”）。

（3）单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）有些使用后的培养基在丢弃前需要经过____________处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。

解析：

本题借助细菌的培养方法与操作的相关知识，考查考生理解实验原理、方法与操作步骤，并对一些生物学问题进行初步探究的能力；试题通过实验分析和方案探究的形式体现了对科学探究素养的考查。

（1）细菌培养时需要碳源、氮源、水和无机盐等，蛋白胨能同时提供碳源、氮源，葡萄糖提供碳源，NaNO3不能提供碳源，可提供无机氮源。

不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同，故制备培养基时需要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH。

硝化细菌是自养型细菌，可以利用空气中的CO2作为碳源，故硝化细菌可在没有碳源的培养基上生长。

（2）为防止培养皿盖的冷凝水落入培养基造成污染，用平板培养细菌时一般需将平板倒置。

（3）在一定培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征，如特定的形状、大小、颜色、隆起程度等，所以依据菌落的特征，可以初步区分不同种的微生物。

（4）为防止污染环境，使用后的培养基丢弃前要都经过灭菌处理，以便杀死丢弃物中所有的微生物。

答案：

（1）蛋白胨　不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同　能够　硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源　

（2）倒置　（3）在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征　（4）灭菌

[高考VS,教材]

[人教选修1]P15

[人教选修1]P18

[人教选修1]P24

[人教选修1]P15

4．[2018·全国卷Ⅰ，37][生物——选修1：

生物技术实践]

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）M培养基若用于真菌的筛选，要求M培养基能满足真菌的生长，且能抑制其它微生物的生长，则培养基中应加入链霉素以抑制细菌的生长，加入了链霉素的培养基属于选择培养基。

（2）微生物生长需要多种营养物质，除氮源外，还需要碳源、无机盐、水以及特殊营养物质等。

氮源进入细胞后，可参与合成的生物大分子有蛋白质和核酸。

（3）筛选产淀粉酶的微生物，依据淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈，再根据透明圈，来筛选产淀粉酶的微生物。

（4）乙同学的结果不合理，因为其中1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差，不能简单的用其平均数作为最终结果。

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VS,教材]

[人教选修1]P14

5．[2018·全国卷Ⅱ，37][生物——选修1：

生物技术实践]

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）能耐高温的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿（吸管、培养皿）和金属用具等可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。

（2）煮沸消毒法即在100℃煮沸5～6min可以杀死微生物细胞和一部分芽孢；巴氏消毒法即在70～75℃煮30min或在80℃煮15min，可以杀死微生物，并且保证营养物质不被破坏。

因此，与煮沸消毒法相比，牛奶消毒常采用的巴氏消毒法或高温瞬时消毒法的优点是在达到消毒的同时，营养物质损失较少。

（3）因紫外线能破坏DNA结构，所以密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒。

在照射前，适量喷洒消毒液，可强化消毒效果。

（4）通常乙醇消毒是使用75%的酒精，有气味，影响水质，不适宜消毒自来水；高锰酸钾本身有颜色，消毒后溶液呈紫红色，无法使用；因此水厂供应的自来水通常是经过氯气消毒的。

（5）采用高压蒸汽灭菌时，锅内的水加热煮沸，将其中原有的冷空气彻底排除后才能将锅密闭。

如果未将锅内冷空气排尽，则会出现压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度的现象。

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

[高考VS,教材]

[人教选修1]P16

[人教选修1]P15

[人教选修1]P16

【借题发挥】理清教材，突破高考的瓶颈——长句描述类题型

问题1：

消毒与灭菌有何不同？

答案：

消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子）。

灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。

问题2：

平板划线法和稀释涂布平板法如何选用？

答案：

微生物的接种方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法，根据接种的目的不同选用不同的接种方法。

①平板划线法可对混合菌进行分离，这种方法可以观察菌落特征，但不能用于计数。

②稀释涂布平板法可对混合菌进行分离，该方法可以计数、可以观察菌落特征，由于长成的一个单菌落也可能来自样品中的2～3或更多个细胞，所以该方法计数的结果往往比实际值偏低。

问题3：

选用葡萄发酵制葡萄酒时，应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？

答案：

应先冲洗，再除去枝梗，目的是避免除去枝梗时引起葡萄破损，从而增加杂菌污染的机会。

问题4：

含有抗生素的牛奶能发酵成酸奶吗？

答案：

不能。

因为酸奶发酵所需菌种为乳酸菌，抗生素会杀死或抑制乳酸菌的生长。

类型2　整体对比历年同类题，找共性和趋势

6．[2016·全国卷Ⅱ，39]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）图示中的过程①和②分别表示无氧呼吸的第一、第二阶段，其场所均为细胞质基质；橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，变成灰绿色。

过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段，其场所分别为线粒体基质和线粒体内膜，即在酵母菌细胞的线粒体中进行。

与无氧条件相比，有氧条件下酵母菌的增殖速度快。

（2）醋酸杆菌是一种好氧菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，需要在有氧条件下才能完成。

（3）第一阶段即果酒的制作，所控制的温度范围是18～25℃，第二阶段即果醋的制作所控制的温度范围是30～35℃，所以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，其细胞结构中不含线粒体等复杂的细胞器。

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

7．[2016·全国卷Ⅲ，39]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；进行梯度稀释的理由是在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的乳酸菌将被分散成单个细胞，通过培养，从而能在培养基表面形成单个的菌落。

若直接培养，由于泡菜滤液中菌的浓度高，则很难分离得到单菌落。

（2）由题意可知，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。

由此可推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸和鉴别能产生乳酸的乳酸菌；根据产酸菌在含CaCO3的培养基上产生透明圈的原理，分离纯化时应挑选出具有透明圈的菌落作为候选菌，然后用平板划线法进一步分离纯化。

（3）对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。

即将1mL培养的菌种转移到已灭菌的盛有1mL甘油的甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在－20℃的冷冻箱中保存。

所以乳酸菌在－20℃长期保存时，菌液中需要加入一定量的甘油。

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

8．[全国卷Ⅰ]已知微生物