高考生物二轮复习专题七选考学案.docx
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高考生物二轮复习专题七选考学案
专题七选考
第Ⅰ课时 生物技术实践(选修①)
点点落实
(一) 微生物的利用
[一过基础]
1.理清微生物培养的基本技术
基本技术
过程或类型
培养基的制备
→
→
→
→
无菌
技术
消毒
煮沸消毒法、巴氏消毒法以及使用化学药剂进行消毒
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
微生物
的纯化
技术
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
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,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
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
2.把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:
含酚红指示剂以尿素为唯一氮源的培养基→细菌→出现红色透明圈,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。
[二过易错]
(1)倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上(2015·江苏卷,T19B)(×)
(2)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(×)
(3)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(√)
(4)在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌(×)
(5)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(×)
(6)培养微生物的培养基分装到培养皿后进行灭菌(×)
[三过高考]
1.(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)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水解成麦芽糖,淀粉遇碘液变蓝,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的平板进行计数,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
2.(2018·江苏高考)酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半,可作为饲料蛋白的来源。
有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养,这样既可减少污染又可降低生产成本。
研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母,并进行大量培养。
下图所示为操作流程,请回答下列问题:
(1)配制培养基时,按照培养基配方准确称量各组分,将其溶解、定容后,调节培养基的________,及时对培养基进行分装,并进行____________灭菌。
(2)取步骤②中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中,在步骤③中将温度约________(在25℃、50℃或80℃中选择)的培养基倒入培养皿混匀,冷凝后倒置培养。
(3)挑取分离平板中长出的单菌落,按步骤④所示进行划线。
下列叙述合理的有________。
a.为保证无菌操作,接种针、接种环使用前都必须灭菌
b.划线时应避免划破培养基表面,以免不能形成正常菌落
c.挑取菌落时,应挑取多个菌落,分别测定酵母细胞中甲醇的含量
d.可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度,获得甲醇高耐受株
(4)步骤⑤中,为使酵母数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和________供应。
为监测酵母的活细胞密度,将发酵液稀释1000倍后,经等体积台盼蓝染液染色,用25×16型血细胞计数板计数5个中格中的细胞数,理论上________色细胞的个数应不少于________,才能达到每毫升3×109个活细胞的预期密度。
解析:
(1)配制培养基时,进行计算、称量、溶解、定容后,需先调pH再分装到锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌。
(2)倒平板时的培养基温度约为50℃,冷凝后倒置培养。
(3)平板划线时,接种针、接种环使用前和每次划线后都需要进行灼烧灭菌,以免造成杂菌污染;划线时不能划破培养基表面,否则不能形成正常菌落;挑取菌落时,应挑取多个不同的菌落,分别测定酵母细胞中蛋白质含量;逐步提高培养基中甲醇的浓度,能筛选出其中的耐受菌,获得甲醇高耐受的菌株。
(4)酵母菌是兼性厌氧型真菌,在有氧条件下可大量繁殖。
酵母扩大培养时,需保证充足的营养和氧气等条件。
由题中信息“经等体积台盼蓝染液染色”可知,计数室中培养液容积实际只有0.1÷2=0.05(mm3)。
设5个中方格中无色(活细胞不能被台盼蓝染色)的细胞数目为x个,则3×109=x/5×25×1000×1000÷0.05,解得x=30(个)。
答案:
(1)pH 高压蒸汽(湿热)
(2)50℃ (3)a、b、d
(4)氧气 无 30
[规律技法]
微生物纯化培养的方法比较
(1)平板划线操作:
2稀释涂布平板操作:
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:
点点落实
(二) 传统发酵技术的应用
[一过基础]
1.果酒和果醋的制作
2.腐乳的制作
(1)制作原理
(2)实验流程及影响因素
3.泡菜的制作
[二过易错]
(1)夏季生产果酒时,常需对罐体进行降温处理(2018·江苏卷,T16A)(√)
(2)在制作果酒的实验中,将葡萄汁液装满整个发酵装置(2018·北京卷,T4A)(×)
(3)勤向腐乳坯表面喷水,有利于毛霉菌丝的生长(×)
(4)某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。
先供氧进行果醋发酵,然后隔绝空气进行果酒发酵(×)
(5)在制作果醋时,如果条件适宜,醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸(√)
(6)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时,让发酵装置接受光照并放在45℃处(×)
(7)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(×)
(8)泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵(√)
[三过高考]
1.现代生物技术与我们的生活息息相关,且给人类的生活带来了重大的变化,依据所学的现代生物技术知识,回答下列有关问题:
(1)果酒制作离不开酵母菌,酵母菌是________型微生物,其最适生长温度约为________,在利用葡萄自然发酵生产果酒的过程中,未经杀菌,但绝大多数其他杂菌却不能生长的原因是________________________________________________________________________。
(2)在制作腐乳、果醋、泡菜的过程中需要氧气的是________________,腐乳生产过程中有多种微生物参与,其中起主要作用的是______________,加盐腌制的目的是________________________________________________________________________。
(3)微生物的实验室培养技术中,虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有________________________________________________________________________,
微生物接种的方法很多,最常用的是______________和________________。
解析:
(1)酵母菌在氧气充足时进行有氧呼吸,无氧时能进行生成酒精的无氧呼吸,属于兼性厌氧型微生物,最适生长温度为20℃左右。
在缺氧、呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物会因无法适应这一环境而受到抑制。
(2)腐乳制作过程中主要利用毛霉,果醋制作过程中主要利用醋酸菌,它们都是需氧微生物;泡菜制作过程中利用的乳酸菌是厌氧菌。
制作腐乳过程中,加盐腌制的主要目的是析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬,防止其在后期制作过程中过早酥烂,同时抑制微生物的生长,避免豆腐块变质。
(3)虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有碳源、氮源、水和无机盐。
平板划线法和稀释涂布平板法是最常用的微生物接种的方法。
答案:
(1)兼性厌氧 20℃ 发酵液缺氧、呈酸性(合理即可)
(2)腐乳和果醋 毛霉 析出豆腐中的水分,抑制微生物的生长 (3)水、碳源、氮源和无机盐 平板划线法 稀释涂布平板法
2.(2018·包头一模)某生物兴趣小组积极参加当地盛产苹果的乡镇生产苹果酒、苹果醋的调研项目。
下面是他们调查之后发现的一系列问题,请回答下列问题:
(1)制备高产果酒的酵母菌菌株:
①秋季的葡萄园中,在____________________________________________________
的周围土壤中,酵母菌大量生长繁殖。
②为测定土壤中酵母菌的数量,一般选用____________倍稀释,用____________法接种上述所得酵母菌稀释液。
③在________________的发酵液中,酵母菌能大量生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。
(2)苹果酒、苹果醋的生产:
①小组同学在制作果酒的发酵阶段,发酵瓶的瓶盖应________。
A.一直打开 B.打开并盖上一层纱布
C.定时拧松D.始终拧紧
②苹果醋生产可在苹果酒生产基础上改变____________进行,其发酵温度应________(填“低于”或“高于”)苹果酒的生产。
③在果醋的制作中,提供碳源的物质主要是__________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
(1)①秋季的葡萄园中,在葡萄成熟落地流出的果汁的周围土壤中,酵母菌大量生长繁殖。
②为测定土壤中酵母菌的数量,一般选用102、103、104倍稀释,用稀释涂布平板法接种上述所得酵母菌稀释液。
③在缺氧、偏酸性环境中,酵母菌能大量生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。
(2)①小组同学在制作果酒的发酵阶段,发酵瓶的瓶盖应定时拧松,排出二氧化碳。
②苹果醋生产可在苹果酒生产基础上改变菌种和发酵条件进行,其发酵温度应高于苹果酒的生产。
③在果醋的制作中,提供碳源的物质主要是葡萄糖或乙醇。
答案:
(1)①葡萄成熟落地流出的果汁 ②102、103、104 稀释涂布平板 ③缺氧、呈酸性
(2)①C ②菌种和发酵条件 高于 ③葡萄糖或乙醇
[规律技法]
控制杂菌的四大措施
(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。
点点落实(三) 生物技术在其他方面的应用
[一过基础]
1.图解生物技术在其他方面的应用
2.归纳DNA粗提取与鉴定的“五个步骤”
3.比较植物有效成分提取的三种方法
物质
方法
原理
步骤
玫瑰精油
水蒸气蒸馏法
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油带出来
水蒸气蒸馏→分离油层(加NaCl)→除水过滤(加无水Na2SO4)
橘皮精油
压榨法
通过机械加压,压榨出果皮中的芳香油
石灰水浸泡、漂洗→压榨、过滤、静置→再次过滤
胡萝卜素
萃取法
使提取物溶解在有机溶剂中,蒸发后得到提取物
粉碎、干燥→萃取、过滤→浓缩
[二过易错]
(1)鉴定DNA时,将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴(2018·北京卷,T4B)(√)
(2)用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质(√)
(3)薄荷油是挥发性物质,提取薄荷油时应选用干薄荷叶做原料,可采用水蒸气蒸馏法提取(×)
(4)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(×)
(5)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(√)
(6)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(×)
[三过高考]
1.某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动,具体步骤如下:
材料处理:
称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各2份,每份10g。
剪碎后分成两组,一组置于20°C,另一组置于-20°C条件下保存24h。
DNA粗提取:
第一步:
将上述材料分别放入研钵中,各加入15mL研磨液,充分研磨。
用两层纱布过滤,取滤液备用。
第二步:
先向6只小烧杯中分别注入10mL滤液,再加入20mL体积分数为95%的冷酒精溶液,然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌,使絮状物缠绕在玻璃棒上。
第三步:
取6支试管,分别加入等量的2mol/LNaCl溶液溶解上述絮状物。
DNA检测:
在上述试管中各加入4mL二苯胺试剂,混合均匀后,置于沸水中加热5min,待试管冷却后比较溶液的颜色深浅,结果如下表:
材料保存温度
菜花
辣椒
蒜黄
20°C
++
+
+++
-20°C
+++
++
++++
注:
“+”越多表示蓝色越深。
分析上述实验过程,回答下列问题:
(1)该探究性实验的课题名称是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)第二步中缓缓地搅拌,这是为了减少_____________________________________。
(3)根据实验结果,得出结论并分析。
①结论1:
与20°C相比,相同实验材料在-20°C条件下保存,DNA的提取量较多。
结论2:
______________________________________________________________。
②针对结论1,请给出合理的解释:
_______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)氯仿密度大于水,能使蛋白质变性沉淀,与水和DNA均不相溶,且对DNA影响极小。
为了进一步提高DNA纯度,依据氯仿的特性,在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是:
__________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。
答案:
(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响
(2)DNA断裂 (3)①等质量的不同实验材料,在相同的保存温度下,从蒜黄中提取的DNA量最多 ②低温抑制了相关酶的活性,DNA降解速度慢 (4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合,静置一段时间,吸取上清液
2.(2019届高三·成都测试)紫甘薯红色素色泽鲜艳自然、无毒、无特殊气味,具有抗突变、抗氧化、缓解肝功能障碍、抗肿瘤、抗高血糖等营养、药理和保健功能,是一种理想的天然食用色素资源。
如图是提取紫甘薯红色素的实验流程,请分析回答:
―→
―→
―→
―→
(1)紫甘薯红色素通常采用萃取法提取,说明紫甘薯红色素具有____________________的特性,萃取之前需要进行粉碎和干燥处理,说明____________和____________影响萃取效率。
(2)柠檬酸、盐酸、无水乙醇、甲醇都能用于萃取紫甘薯红色素,但是不同溶剂的萃取效率不同,某研究小组用不同溶剂进行萃取,利用分光法测定提取液的吸光值,结果如下表(已知色素提取的吸光值与色素含量呈正相关),由此可判断提取紫甘薯红色素的最理想的有机溶剂是________,原因是________________________________________________________________________。
也有同学认为15%不一定是柠檬酸的最佳提取浓度,若要进一步设计实验,以探究柠檬酸的浓度对紫甘薯红色素提取效率的影响,实验时设计思路应为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
溶剂种类
无水乙醇
5%盐酸
10%甲醇
15%柠檬酸
纯水
溶液的
颜色
紫红色
红色
橘色
红色
紫红色
吸光值
0.333
0.524
0.232
0.624
0.332
解析:
(1)能够利用萃取法提取的植物有效成分通常是易溶于有机溶剂的物质,由于萃取时原料颗粒的大小和含水量会影响萃取效率,因此萃取前需将原料进行粉碎和干燥处理。
(2)分析表格内容可知,提取紫甘薯红色素的几种溶剂中最理想的是柠檬酸,因为用柠檬酸作提取剂时提取液的吸光值最大,说明提取到的色素最多;也有同学认为15%不一定是柠檬酸的最佳提取浓度,若要进一步设计实验,以探究柠檬酸的浓度对紫甘薯红色素提取效率的影响,实验设计时应以柠檬酸浓度为自变量,设计一组具有浓度梯度的柠檬酸溶液,利用同样的提取方法进行提取,比较各组提取液的吸光值,以确定柠檬酸作为提取剂的最佳浓度。
答案:
(1)易溶于有机溶剂 原料颗粒的大小 含水量
(2)柠檬酸 用柠檬酸作提取剂时提取液的吸光值最大,说明提取到的色素最多 设计一组具有浓度梯度的柠檬酸溶液,利用同样的提取方法进行提取,比较各组提取液的吸光值
[规律技法]
植物有效成分提取应注意的五个关键点
(1)水蒸气蒸馏过程中可用明火加热,萃取过程应该避免明火加热,采取水浴加热,这是因为有机溶剂都是易燃物,直接用明火加热容易引起燃烧、爆炸。
(2)在用水蒸气蒸馏法制取玫瑰精油的过程中,油水混合物中要加入NaCl的目的是增大水的密度,有利于玫瑰精油与水的分层。
加入无水Na2SO4的目的是吸收精油中残留的水分。
(3)蒸馏时若温度太高,时间太短,产品品质较差,若提高产品品质,可适当延长蒸馏时间。
(4)橘皮压榨前,可在石灰水中浸泡10h以上,既防止压榨时滑脱,提高出油率,又不会在过滤时堵塞筛眼。
(5)萃取时一般来说原料颗粒小,萃取温度高,时间长,则提取的物质能够充分溶解,萃取效果较好。
[课堂巩固落实]
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)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。
能耐高温、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。
(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,从而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
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