高考生物考前冲刺复习第1部分专题突破方略专题十五生物技术实践讲义.docx
- 文档编号:30621180
- 上传时间:2023-08-18
- 格式:DOCX
- 页数:24
- 大小:211.79KB
高考生物考前冲刺复习第1部分专题突破方略专题十五生物技术实践讲义.docx
《高考生物考前冲刺复习第1部分专题突破方略专题十五生物技术实践讲义.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考生物考前冲刺复习第1部分专题突破方略专题十五生物技术实践讲义.docx(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高考生物考前冲刺复习第1部分专题突破方略专题十五生物技术实践讲义
专题十五生物技术实践
1.微生物的分离和培养 2.培养基对微生物的选择作用 3.某种微生物数量的测定 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
1.关于微生物培养及传统发酵技术的3个误区
(1)误认为微生物培养基中都需有机碳源、氮源。
自养微生物培养不需有机碳源,固氮菌的培养基中不需加氮源。
(2)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。
(3)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。
2.关于某种微生物数量测定时应注意的问题
用稀释涂布平板法计数微生物时,要求选择菌落数在30~300的平板进行计数。
解题时易出现以下误解:
(1)只得到1个菌落数在30~300的平板是错误的。
错误的原因是不符合实验的重复原则,易受到偶发因素的影响。
(2)得到3个或3个以上菌落数在30~300的平板,也不一定正确,这可能有两种情况:
①不同平板间差异较大,如得到3个平板,菌落数分别为230、34、240,虽然菌落数均在“30~300”之间,这也是不正确的,因为“34”与“230”“240”差异太大,应重新实验找出原因。
②不同平板之间差异不大,是符合要求的,用其平均值作为估算的最终结果。
3.关于三种生物有效成分提取的2个误区
(1)误认为水蒸气蒸馏原理相同,三种蒸馏方法的原料放置位置相同。
三种蒸馏方法原料放置位置不同,且蒸馏要适当延长蒸馏时间,温度不能太高。
(2)误认为萃取效果与原料处理无关。
一般原料颗粒小,萃取温度高,时间长,需提取的物质就易充分溶解,萃取效果更好。
考点一 微生物的培养、分离和数量测定与传统发酵技术[学生用书P81]
(2016·高考全国卷丙,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)分离纯化乳酸菌过程中,需要在固体培养基上培养乳酸菌并得到单菌落。
由于泡菜滤液中菌的浓度高,直接培养很难分离得到单菌落,故分离纯化乳酸菌时,首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释。
(2)由于乳酸菌代谢产生的乳酸可以溶解培养基中的碳酸钙,形成透明圈,故培养基中加入碳酸钙可用于鉴别乳酸菌,同时碳酸钙也可以中和乳酸菌产生的乳酸。
(3)乳酸菌在-20℃长期保存时,菌液中需要加入一定量的甘油,加甘油是为了避免水结冰产生冰晶损伤细胞。
【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
1.微生物的培养和分离
(1)纤维素酶的成分及其作用
纤维素
纤维二糖
葡萄糖
(2)选择微生物接种方法的原则
①纯化微生物:
平板划线法和稀释涂布平板法均可。
②计数微生物:
只能选择稀释涂布平板法。
(3)筛选微生物的2种选择培养基
①以尿素为唯一氮源的培养基:
选择培养分解尿素的细菌。
②富含纤维素的培养基:
选择培养纤维素分解菌。
(4)鉴别微生物的两种鉴别培养基
①添加酚红指示剂的培养基:
分解尿素的细菌可使该培养基变红。
②含有纤维素、刚果红的培养基:
纤维素分解菌的菌落周围存在不变红色的透明圈。
2.微生物数量的测定
(1)显微镜直接计数法
①原理:
利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。
②方法:
用计数板计数。
③缺点:
不能区分死菌与活菌。
(2)间接计数法(活菌计数法)
①原理:
当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌,通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
②计算公式:
每克样品中的菌株数=(C÷V)×M,其中,C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。
③操作:
设置重复组,增强实验的说服力与准确性。
同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.传统发酵技术的应用
(1)发酵类型及发酵条件的控制
①果酒制作和泡菜制作:
无氧发酵,应控制无氧条件。
②果醋制作和腐乳制作:
需氧发酵,应给以充足的氧气。
(2)发酵菌种类型
①果酒制作和腐乳制作发酵菌种:
真菌。
②果醋制作和泡菜制作发酵菌种:
细菌。
(3)控制杂菌的4大措施
①通过发酵条件控制杂菌。
a.无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌。
b.乳酸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(调味料)控制杂菌:
如腐乳、泡菜的制作。
考查微生物的培养、筛选、计数和应用
1.(2016·高考全国卷乙改编)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、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,所以X应为琼脂。
(2)根据实验目的可知,本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。
[答案]
(1)牛肉膏、蛋白胨 琼脂
(2)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)污染 不正确
2.(2016·保定调研)纤维素是自然界分布最广、含量最多的一种多糖,马、牛等食草动物具有消化纤维素的能力,请回答有关问题:
(1)与培养土壤中分离的纤维素分解菌相比,培养马胃中分离出的纤维素分解菌要调整培养基的pH,还要保证________条件。
配制好的培养基培养前应采用__________________法进行灭菌处理。
从功能上看,该培养基是________培养基。
(2)给锥形瓶内的培养液接种时应在酒精灯火焰附近进行,防止________污染培养基。
对无菌操作时用到的玻璃器皿要用________的方法彻底灭菌。
(3)某同学使用划线法分离纯化菌株,经一段时间培养,发现有的线上长满了菌,有的线上无菌落,造成这种情况的原因可能是划线操作时________________________。
(4)将筛选培养的纤维素分解菌破碎后,用________的方法可将纤维素酶溶液与其他细胞成分分离开。
纤维素酶能催化纤维素分解为还原性的葡萄糖,根据这一特性,可用________试剂判断提取物是否起到了降解纤维素的作用。
[解析]
(1)马胃中的纤维素分解菌需要无氧、酸性的生存环境。
对培养基需进行高压蒸汽灭菌处理后,才能够进行接种。
从功能上看,用于分离某种细菌的具特殊条件的培养基属于选择培养基。
(2)为防止杂菌污染,接种时需要在酒精灯火焰附近进行,对操作中所用的玻璃器皿需进行干热灭菌处理。
(3)使用划线法分离纯化菌株时,若接种环灼烧后未冷却,会导致培养一段时间后,有的线上无菌落。
(4)将筛选培养的纤维素分解菌破碎后,可用离心的方法将纤维素酶溶液与其他细胞成分分离开。
可用斐林试剂鉴定有没有葡萄糖生成,从而判断提取物中是否有能将纤维素分解成葡萄糖的纤维素酶。
[答案]
(1)无氧 高压蒸汽灭菌 选择
(2)杂菌
干热灭菌 (3)接种环灼烧后未冷却 (4)离心 斐林
3.(2016·济南高三一模)牛奶是微生物生长的良好培养基。
生鲜牛奶中的微生物情况反映了奶牛的健康状况,也影响奶制品的运输和贮藏。
牛奶在饮用前都要经过巴氏消毒,以杀死有害微生物。
为检测消毒前后牛奶中细菌含量变化情况,做如图所示操作。
用无菌吸管从锥形瓶中吸取1mL生牛奶稀释液至盛有9mL无菌水的试管中,混合均匀,如此再重复2次。
请回答下列有关问题:
(1)巴氏消毒的方法是________________________________,使用这种方法对生鲜牛奶进行消毒的好处是________________。
(2)取最终的牛奶稀释液0.1mL滴在培养基上进行涂布,应选择的涂布工具是图中的________。
(3)图中所示方法为稀释培养法,理想情况下,培养一段时间后可在培养基表面形成菌落。
若用该方法培养设置了3个培养皿,菌落数分别为35个、33个、34个,则可以推测生牛奶中每毫升含细菌数为________个,运用这种方法统计的结果往往较实际值________(填“偏大”或“偏小”),原因是________________________________________________________________________。
(4)消毒后的牛奶中绝大部分细菌被杀死,若继续用该方法检测消毒后的牛奶中细菌的数量,则在操作步骤上应做什么改动?
________________________________________________________________________。
(5)从生牛奶取样培养得到的菌落中,混有各种杂菌,从中检测出大肠杆菌的方法是在培养基中加入________,菌落具有____________________特征的可以认定为大肠杆菌。
[解析]
(1)采用巴氏消毒法消毒牛奶,即在70~75℃煮30分钟或80℃煮15分钟,在杀灭牛奶中有害菌群的同时牛奶的营养成分不被破坏。
(2)取最终的牛奶稀释液0.1mL滴在培养基上进行涂布,应选择涂布器,即图中的B。
(3)依题意并结合图示可推测每毫升含细菌数为[(35+33+34)÷3]×104÷0.1=3.4×106个。
在统计菌落时,当两个或多个菌落连在一起时,平板上观察到的只是单个菌落,所以运用这种方法统计的结果往往较实际值偏小。
(4)消毒后的牛奶中绝大部分细菌被杀死,若继续用稀释涂布平板法检测消毒后的牛奶中细菌的数量,则在操作步骤上应减少稀释次数。
(5)欲检测大肠杆菌,可在培养基中加入伊红美蓝,大肠杆菌菌落会呈黑色,略带金属光泽。
[答案]
(1)70~75℃煮30分钟(80℃煮15分钟) 牛奶的营养成分不被破坏
(2)B (3)3.4×106 偏小 个别菌落可能是由2个或多个细菌形成的 (4)稀释次数减少 (5)伊红美蓝 (金属光泽的紫)黑色
[解题模板]
微生物纯化培养的方法
(1)平板划线操作
(2)稀释涂布平板法:
先将菌液进行一系列梯度稀释后涂布平板,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,从而在培养基表面形成单个菌落。
如图所示:
传统发酵技术的应用
4.(2016·高考全国卷甲改编)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)酵母菌有氧呼吸第一阶段及无氧呼吸全过程在细胞质基质中进行;酒精与重铬酸钾试剂反应呈灰绿色。
图示过程③为细胞有氧呼吸第二、三阶段,在线粒体中进行。
与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度快。
(2)醋酸杆菌的呼吸作用类型为有氧呼吸,所以将乙醇转变为醋酸的过程需在有氧条件下进行。
(3)酒精发酵时一般将温度控制在18~25℃,醋酸发酵时一般将温度控制在30~35℃,故在生产过程中,酒精发酵温度低于醋酸发酵温度。
(4)醋酸杆菌属于原核生物,其细胞结构中不含线粒体。
[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
5.(2016·潍坊统考)近年来,纪录片《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮,其中多次讲述了利用不同微生物的发酵作用制作的美味食品,请回答:
(1)腐乳生产是在严格的无菌条件下,将优良的毛霉菌种接种到豆腐上,这样可以__________________________。
腐乳制作的过程中,加盐的作用是__________________和______________________。
从微生物培养的角度来看,豆腐应该属于________。
(2)在果醋制作时,醋酸菌在________供应和糖源充足时,将糖分解成醋酸;在糖源不充足时,也可以利用______________生成醋酸。
(3)制作泡菜的原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)胡萝卜素是重要的药物和食品添加剂,在胡萝卜素的萃取中,所用的有机萃取溶剂应该具有较高的________,以便胡萝卜素能充分溶解其中。
对萃取的胡萝卜素样品和标准样品进行点样层析时,如果出现______________,则说明胡萝卜素提取成功。
[答案]
(1)避免其他菌种的污染,保证产品的质量 析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬 抑制微生物生长,避免豆腐块变质 培养基
(2)氧气 酒精 (3)乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖,将葡萄糖分解成乳酸 (4)沸点 对应的层析带
6.(2016·重庆六校联考)如图1所示为制作泡菜的流程,请回答有关问题:
(1)制作泡菜时,所用盐水需煮沸,其目的是________。
为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的作用是____________。
发酵坛密封的主要目的是________________________。
(2)泡菜制作过程中影响亚硝酸含量的因素有________、________和________等。
(3)某研究小组的同学为了探究泡菜在发酵过程中不同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量变化的影响,设计了相关实验进行研究,图2为实验结果。
从图2可知,比较适合制作泡菜的食盐浓度为5%,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析]
(1)泡菜制作过程中加入少量陈泡菜液的作用是增加乳酸菌数量。
因为乳酸菌可以进行无氧呼吸产生乳酸,所以可以利用乳酸菌进行发酵制作泡菜。
(2)制作泡菜过程中影响亚硝酸盐含量的因素有腌制的时间、温度和食盐用量等。
(3)从题图中看出,5%的食盐浓度适合制作泡菜,因为5%食盐浓度时泡菜中亚硝酸盐含量变化最快,说明乳酸菌代谢最旺盛,发酵11天后亚硝酸盐含量降到最低。
[答案]
(1)杀灭杂菌 增加乳酸菌数量 为乳酸菌发酵提供无氧环境
(2)温度 腌制时间 食盐用量
(3)食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化最快,说明乳酸菌代谢最旺盛,到发酵11天后亚硝酸盐含量降到最低值
考点二 植物有效成分的提取
(2016·河北唐山二模)生物组织中存在多种有机物,不同的有机物其提取与鉴定方法不尽相同。
根据所学知识,回答下列问题:
(1)采用蒸馏法提取玫瑰精油时,向初步提取的乳化液中加入________,作用是________________________________________________________________________。
(2)采用压榨法提取橘皮精油时,提取之前需用________浸泡,以提高出油率。
为了使橘皮油易于与水分离,还要分别加入相当于橘皮质量0.25%的________和5%的________,并调节pH至7~8。
(3)采用萃取法从胡萝卜中提取胡萝卜素的主要步骤是:
粉碎、干燥、萃取、________、________。
干燥时,要注意控制________,否则会引起胡萝卜素的分解;萃取的效率主要取决于萃取剂的________,同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响;在对提取的胡萝卜素粗品通过纸层析法进行鉴定时应与________作对照。
【解析】
(1)采用蒸馏法提取玫瑰精油时,由于氯化钠能增加盐的浓度,有利于油水分层,应向初步提取的乳化液中加入氯化钠。
(2)采用压榨法提取橘皮精油时,提取之前需用石灰水浸泡,以提高出油率。
为了使橘皮油易于与水分离,还要分别加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4,并调节pH至7~8。
(3)采用萃取法从胡萝卜中提取胡萝卜素的主要步骤是:
粉碎、干燥、萃取、过滤、浓缩。
干燥时,要注意控制温度和时间,否则会引起胡萝卜素的分解;萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量,同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响;在对提取的胡萝卜素粗品通过纸层析法进行鉴定时应与标准样品作对照。
【答案】
(1)氯化钠 增加盐的浓度,有利于油水分层
(2)石灰水 NaHCO3 Na2SO4
(3)过滤 浓缩 温度和时间 性质和使用量 标准样品
(1)提取植物有效成分的3种方法
①提取挥发性强的植物芳香油:
蒸馏法。
②提取易溶于有机溶剂的植物有效成分:
萃取法。
③提取原料中含量高的植物有效成分:
压榨法。
(2)物质分离的5种方法
①分离油水混合物:
分液法。
②除去固体物和残渣:
过滤法。
③除去液体中质量较小的固体残留物:
离心法。
④除去芳香油中的残留水分:
加入无水硫酸钠后过滤。
⑤除去萃取液中的有机溶剂:
蒸馏法。
(3)冷凝管的2种用法
①冷凝收集油水混合物:
如玫瑰精油的提取。
②冷凝回流:
如胡萝卜素的提取。
(4)蒸馏装置中冷凝管的用法:
水流方向与蒸气流向相反,即“下进上出”。
1.某植物园中种植了菊花、玫瑰等花卉,还有葡萄、橘子等水果,其中玫瑰、橘子都可以作为植物芳香油提取的原料。
请回答下列问题:
(1)植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和________等。
具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定。
(2)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取,其理由是玫瑰精油具有________________________________________________________________________的特点。
(3)提取精油所用玫瑰花瓣与清水的质量比为________。
(4)提取过程中收集的蒸馏液不是纯的玫瑰精油,而是________。
需向收集的蒸馏液中加入________,其目的是________。
[答案]
(1)萃取
(2)化学性质稳定,难溶于水,易挥发
(3)1∶4 (4)油水混合物 NaCl 分离油层
2.(2016·辽宁朝阳联考)请回答下列生物技术方面的问题:
(1)筛选产耐高温淀粉酶的微生物应选择以淀粉为唯一________的培养基,并在________条件下培养。
筛选纤维素分解菌的方法是________________,产生纤维素酶的菌落周围会出现________。
(2)玫瑰油是香料工业中的“液体黄金”,其化学性质稳定,难溶于________,易溶于________,能随水蒸气一同蒸馏,一般采用水蒸气蒸馏法提取;橘皮精油的提取则常采用压榨法,提取之前需用________浸泡,以提高出油率;提取胡萝卜素常用萃取法,萃取之前需对胡萝卜进行粉碎和干燥,干燥时要注意控制__________________,否则会导致胡萝卜素分解。
[解析]
(1)要筛选目的菌就应在其相对应的条件中进行,故应在以淀粉为唯一碳源,并且高温条件下培养来筛选产耐高温淀粉酶的微生物。
因为纤维素分解菌能产生纤维素酶,刚果红可以与纤维素形成红色复合物,而和纤维二糖和单糖不能,可以形成以纤维素分解菌为中心的透明圈,所以用刚果红染色法,产生纤维素酶的菌落周围会出现透明圈。
(2)玫瑰精油难溶于水,易溶于有机溶剂。
橘皮精油提取前应用石灰水浸泡,可以防止压榨时滑脱,提高出油率。
胡萝卜素萃取时要控制干燥的温度和时间,温度太高,时间太长会导致胡萝卜素分解。
[答案]
(1)碳源 高温 刚果红染色法 透明圈
(2)水 有机溶剂 石灰水 温度和时间
3.(2016·济南模拟)下面是与植物芳香油的提取相关的问题,请回答:
(1)玫瑰精油的提取可使用图1所示装置,这种方法叫________法;蒸馏时收集的蒸馏液________(是/不是)纯的玫瑰精油。
(2)橘皮精油的提取原料是橘皮,但橘皮易焦糊,宜采用________法提取橘皮精油。
(3)胡萝卜素是______
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 生物 考前 冲刺 复习 部分 专题 突破 方略 十五 生物技术 实践 讲义