專題生物技術實踐

1、【考情分析】本專題內(nèi)容包括選修一生物技術實踐的全部內(nèi)容。本部分內(nèi)容在高考中以非選擇題呈現(xiàn)的較多，多為二選一模式。本專題內(nèi)容在高考中的主要考點有：微生物的培養(yǎng)基的配制、消毒、滅菌、計數(shù)分離等技術，尤其是培養(yǎng)和分離；傳統(tǒng)發(fā)酵食品制作的原理、過程、條件控制；花藥離體培養(yǎng)技術的操作及與植物組織培養(yǎng)的區(qū)別；植物有效成分的提取的原理、方法等；DNA、蛋白質(zhì)的提取、分離的原理、方法與裝置?！局R網(wǎng)絡】蛋白質(zhì)提取和分離PCR技術應用其他現(xiàn)代生物技術植物組織培養(yǎng)測定微生物數(shù)量發(fā)酵生產(chǎn)特定產(chǎn)物微生物分離和培養(yǎng)微生物的利用生物技術實踐制定和應用固定化酶測定酶的活力探討酶在食品制造和洗滌方面的應用酶的應用提取生物材料

2、中特定成分食品發(fā)酵的基本方法測定食品加工中的有害物質(zhì)食品加工【知識綜合】一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用1幾種傳統(tǒng)發(fā)酵技術的比較菌種生活方式原理發(fā)酵條件操作提示果酒酵母菌兼性厭氧型C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2溫度：1825，最適溫度為20。PH；5.06.0 呈酸性。氧氣：先期通O2，目的是使酵母菌大量繁殖，然后密閉發(fā)酵生產(chǎn)酒精。選材和材料處理；防雜菌污染；控制發(fā)酵條件；正確使用發(fā)酵裝置。果醋醋酸菌好氧型C2H5OH+ O22CH3COOH+H2O溫度：3035。前期和中期，不需通入氧氣，目的是進行酒精發(fā)酵，接種后需保持氧氣充足。腐乳毛霉需氧型蛋白酶蛋白質(zhì) 多肽、氨基酸、脂肪酶脂肪甘油、脂

3、肪酸溫度為1518 ，此溫度不適于細菌、酵母菌和曲霉的生長。防雜菌污染；控制鹽、酒、辛香料用量；控制前、后期發(fā)酵條件。泡菜乳酸菌厭氧性在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應后，與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料防雜菌污染，密封嚴密。選擇氣密性好的泡菜壇；控制腌制條件。二、微生物的培養(yǎng)及應用1、消毒和滅菌的區(qū)別使用方法產(chǎn)生的結(jié)果常用的方法應用的范圍消毒較為溫和的物理或化學方法僅殺死物質(zhì)表面或內(nèi)部一部分對人體有害的微生物煮沸消毒法一般物品巴氏消毒法不耐高溫的液體化學藥劑消毒法用酒精擦拭雙手，用氯氣消毒水源等滅菌強烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子灼燒滅

4、菌接種工具干熱滅菌玻璃器皿、金屬工具高壓蒸汽滅菌培養(yǎng)基及容器的滅菌2、微生物的純化（1）平板劃線法：操作簡單，但是單菌落不易分離（2）稀釋涂布平板法：操作復雜，但是單菌落易分離3、微生物的分離和計數(shù)（1）分離：選擇培養(yǎng)基（2）計數(shù)：常用方法有稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計數(shù)。稀釋涂布平板法統(tǒng)計樣品中菌落的數(shù)目往往比實際數(shù)目低。這是因為當兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落。三、植物組織培養(yǎng)1、原理：細胞的全能性2、花粉植株的產(chǎn)生和植物莖的組織培養(yǎng)的比較項目月季的花藥培養(yǎng)菊花莖的組織培養(yǎng)相同點原理細胞的全能性過程脫分化、再分化不同點操作流程制備培養(yǎng)基外植體消毒接種培養(yǎng)移栽栽培選材材

5、料消毒接種和培養(yǎng)篩選和誘導移栽栽培選育四、酵母細胞的固定化（1）常用方法 包埋法：適合于較大的細胞適用于酶的固定 化學結(jié)合法物理吸附法（2）直接使用酶、固定化酶、固定化細胞的比較方法優(yōu)點缺點直接使用酶催化效率高、耗能低、污染低對環(huán)境條件非常敏感、易失活；難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量固定化酶既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離；可以反復利用不利于催化一系列的酶促反應固定化細胞成本低、操作容易反應物不易與酶接近，尤其是大分子物質(zhì)，反應效率下降五：五種重要物質(zhì)的提?。?）提取方法總結(jié)提取物質(zhì)提取方法提取原理步驟DNA鹽析法DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精，但某些蛋白質(zhì)則溶于酒

6、精溶解在2mol/L的NaCl溶液中；加水稀釋至0.14mol/LNaCl溶液使DNA析出過濾；加入冷卻酒精析出。血紅蛋白凝膠色譜法根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小樣品處理；粗提??；純化；純度鑒定電脈法根據(jù)各種分子帶電性質(zhì)差異及分子本身大小、形狀的不同玫瑰精油水蒸氣蒸餾法利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來水蒸氣蒸餾；分離油層；除水過濾橘皮精油壓榨法通過機械加壓，壓榨出果皮中的芳香油石灰水浸泡、漂洗；壓榨、過濾、靜置；再次過濾胡蘿卜素萃取法使提取物溶解在有機溶劑中，蒸發(fā)后得到提取物粉碎、干燥；萃取、過濾；濃縮（2）DNA粗提取與鑒定哺乳動物成熟的紅細胞中不含細胞核，不適于作DNA提取的材料，但卻是

7、提取血紅蛋白的理想材料。實驗過程中兩次用到蒸餾水：第一次目的是使成熟的雞血細胞漲破釋放出DNA，第二次目的是稀釋NaCl溶液。鑒定DNA加入二苯胺試劑并沸水浴加熱，觀察是否出現(xiàn)藍色。注意事項：經(jīng)以血液為材料時，需加入檸檬酸鈉抗凝，攪拌動作在輕緩，二苯胺在現(xiàn)用現(xiàn)配 （3）血紅蛋白的提取和分離操作程序樣品處理：紅細胞的洗滌（除去血漿蛋白等雜質(zhì)）、血紅蛋白的釋放（使紅細胞胞破裂，血紅蛋白釋放出來）、分離血紅蛋白溶液（經(jīng)過離心使血紅蛋白和其他雜質(zhì)分離開來）。粗分離透析：除去樣品中分子量較小的雜質(zhì)。純化：一般采用凝膠色譜法對血紅蛋白進行分離和純化。純度鑒定：一般用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳方法，來測定蛋白

8、質(zhì)的分子量?！镜淅龑Ш健?、（2010全國理綜I卷34,12分）下列是與微生物培養(yǎng)有關的問題，請回答： （1）某細菌固體培養(yǎng)基的組成成分是KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、葡萄糖、尿素、瓊脂和蒸餾水，其中凝固劑是，碳源是，氮源是。已知只有能合成脲酶的細菌才能在該培養(yǎng)基上生長，故該培養(yǎng)基屬于培養(yǎng)基。按照化學成分分類，該培養(yǎng)基屬于培養(yǎng)基。從同化作用類型上看，用該培養(yǎng)基培養(yǎng)的細菌屬于。 （2）將少量細菌接種到一定體積的液體培養(yǎng)基中，適宜條件下培養(yǎng)，定時取樣測定菌體數(shù)目，以時間為橫坐標，以細菌數(shù)目的對數(shù)為縱坐標，可得到細菌的曲線。該曲線中以菌體數(shù)目的對數(shù)作為縱坐標的原因是。實驗室中，為了獲得形

9、態(tài)和生理特征一致的菌體，一般應在期取材；在生產(chǎn)中，常搜集培養(yǎng)至期的細菌用于次級代謝產(chǎn)物的提取。答案：（1）瓊脂 葡萄糖 尿素 選擇 合成 異養(yǎng)型（2）群體生長 菌體數(shù)目往往非常大，且變化率也很高，以菌體數(shù)目的對數(shù)為縱坐標有利于作圖 對數(shù) 穩(wěn)定解析：本題主要考查學生的理解能力，考查微生物的營養(yǎng)。第（1）小題，該培養(yǎng)基中，瓊脂為凝固劑，葡萄糖為碳源，尿素為氮源；由于只有能合成脲酶的細菌才能在該培養(yǎng)基上生長，可以用來選擇出能夠合成脲酶的細菌，在功能上稱為選擇培養(yǎng)基；由于其化學成分明確，故又稱為合成培養(yǎng)基；由于該培養(yǎng)基中存在著有機碳源葡萄糖，故可推測從同化作用類型上看，用該培養(yǎng)基培養(yǎng)的細菌屬于異養(yǎng)型。

10、第（2）小題，在恒定容積的液體培養(yǎng)基上培養(yǎng)微生物，定期取樣，然后以時間為橫坐標，以細菌數(shù)目的對數(shù)為縱坐標，所得的曲線稱為微生物的群體生長曲線，之所以以菌體數(shù)目的對數(shù)作為縱坐標的原因是菌體數(shù)目往往非常大，且變化率也很高，直接以菌體數(shù)目為縱坐標不利于作圖。實驗室中，為了獲得形態(tài)和生理特征一致的菌體，一般應在對數(shù)期取材；在生產(chǎn)中，常搜集培養(yǎng)至穩(wěn)定期的細菌用于次級代謝產(chǎn)物的提取。2、（2010海南卷25,18分）選修模塊1：生物技術實踐葡萄發(fā)酵可產(chǎn)生葡萄酒，請利用相關的知識回答問題：注：各發(fā)酵瓶的左側(cè)管為充氣管，右側(cè)管為排氣管（1）利用葡萄制作葡萄酒的過程中，發(fā)揮作用的微生物是。（2）該微生物通過無氧

11、呼吸可分解，產(chǎn)生的終產(chǎn)物是和。（3）甲、乙、丙三位同學將葡萄榨成汁后分別裝入相應的發(fā)酵瓶中，在溫度等適宜的條件下進行發(fā)酵，如圖所示。發(fā)酵過程中，每隔一段時間均需排氣一次。據(jù)圖分析，甲和丙同學的操作有誤，其中甲同學的錯誤是，導致發(fā)酵中出現(xiàn)的主要異?，F(xiàn)象是。丙同學的錯誤是，導致發(fā)酵中出現(xiàn)的主要異常現(xiàn)象是。上述發(fā)酵過程結(jié)束后，甲、乙、丙同學實際得到的發(fā)酵產(chǎn)品依次是、。（4）在上述制作葡萄酒的過程中，假設乙同學的某一步驟操作錯誤導致發(fā)酵瓶瓶塞被沖開，該操作錯誤是。答案：（1）酵母菌（2分）（2）葡萄糖乙醇CO2（每空1分，共3分）（3）未夾住發(fā)酵瓶的充氣管（2分）發(fā)酵液從充氣管流出，發(fā)酵液變酸（1分）

12、瓶中發(fā)酵液過多，淹沒了排氣管在瓶內(nèi)的管口（2分）葡萄醋（或果醋）（2分）葡萄酒（或果酒）（1分）葡萄酒（或果酒）（1分）（4）未及時排氣（2分）解析：在制作各種酒的時候，常用酵母菌做菌種。酵母菌進行無氧呼吸分解葡萄糖，產(chǎn)生酒精和二氧化碳；酵母菌酒精發(fā)酵進行的是無氧呼吸，所以甲同學未夾住發(fā)酵瓶的充氣管，導致有氧氣進入，導致葡萄糖被氧化。酵母菌是屬于厭氧型微生物，在有氧氣時，能進行有氧呼吸，酵母菌進行有氧呼吸時，能產(chǎn)生較多的二氧化碳，使發(fā)酵液從充氣管流出，發(fā)酵液變酸；而丙同學的錯誤是瓶中發(fā)酵液過多，淹沒了排氣管在瓶內(nèi)的管口，抑制了發(fā)酵的進行。一般來說，發(fā)酵液不超過容器的2/3。上述發(fā)酵過程結(jié)束后，

13、甲、乙、丙同學實際得到的發(fā)酵產(chǎn)品依次是葡萄醋、葡萄酒、葡萄酒。3、（2010全國新課標37,15分）下列是與芳香油提取相關的問題，請回答：（1）玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取，其理由是玫瑰精油具有的性質(zhì)。蒸餾時收集的蒸餾液（是、不是）純的玫瑰精油，原因是。（2）當蒸餾瓶中的水和原料量一定時，蒸餾過程中，影響精油提取量的主要因素有蒸餾時間。當原料量等其他條件一定時，提取量隨蒸餾時間的變化趨勢是。（3）如果蒸餾過程中不進行冷卻，則精油提取量會，原因是。（4）密封不嚴的瓶裝玫瑰精油保存時最好存放在溫度的地方，目的是。（5）某植物花中精油的相對含量隨花的不同生長發(fā)育時期的變化趨勢如圖所示。提取精油時采

14、摘花的最合適時間為天左右。（6）從薄荷葉中提取薄荷油時（能、不能）采用從玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是。答案：（1）易揮發(fā)、難溶于水、化學性質(zhì)穩(wěn)定 不是 玫瑰精油隨水蒸氣一起蒸餾出來，所得到的是油水混合物。（2）蒸餾溫度 在一定的時間內(nèi)提取量隨蒸餾時間的延長而增加，一定時間后提取量不再增加。（3）下降 部分精油會隨水蒸氣揮發(fā)而流失。（4）較低 減少揮發(fā)（或防止揮發(fā)）（5）a （6）能 薄荷油與玫瑰精油的化學性質(zhì)相似。解析：解析：植物芳香油的提取方法有蒸餾、壓榨和萃取等，具體采用哪種方法要根據(jù)植物原料的特點來決定。而水蒸氣蒸餾法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植

15、物芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會重新分成油層和水層。玫瑰精油的化學性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，易溶于有機溶劑，能隨水蒸氣一同蒸餾，所以選用水蒸氣蒸餾法提取?！緦ｎ}訓練】1、剛果紅染色時，加入剛果紅應在 ( )制備培養(yǎng)基時梯度稀釋時倒平板時 涂布時長出菌落時 A BC D2、微生物的接種技術最常用的有平板劃線法 稀釋涂布平板法 斜面接種 穿刺接種 AB C D3、分離纖維素分解菌的實驗過程中操作有誤的是（）A經(jīng)選擇培養(yǎng)后將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上B富集培養(yǎng)這一步可省略，但培養(yǎng)纖維素分解菌少 C經(jīng)稀釋培養(yǎng)后，用剛果紅染色D對照組可用同樣量的培養(yǎng)液涂布到不含纖維素的培養(yǎng)基上4

16、、植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中加有激素。下表是培養(yǎng)基中兩種植物激素在不同比例時的實驗結(jié)果，請分析回答：實驗組別1234激素種類及濃度關系6BA6BAIBA6BAIBA6BAIBA結(jié)果組織塊產(chǎn)生愈傷組織愈傷組織分化出芽愈傷組織不斷生長愈傷組織有長根趨勢（1）6BA屬于_類激素，其作用是_。（2）IBA屬于_類激素，它在本實驗中的作用是_。（3）在植物組織培養(yǎng)中，脫分化可用的激素組合是實驗_中的激素濃度關系，再分化時可用的激素組合是實驗_中的激素濃度關系。（4）植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中，除激素外，還必須含有_，它的成分至少應該含有_等。（5）判斷愈傷組織是否產(chǎn)生，依據(jù)是：看是否產(chǎn)生了_的細胞。5、如下表所

17、示為某微生物培養(yǎng)基的配方，請回答： 成分 含量 NaNO33 gK2HPO41 gKCl 0.5 gMgSO47H2O 0.5 gFeSO40.01 g(CH2O) 30 gH2O 1 000 ml 青霉素 0.1萬單位 （1）依物理性質(zhì)，該培養(yǎng)基屬于培養(yǎng)基。依用途劃分，則屬于培養(yǎng)基。（2）根據(jù)培養(yǎng)基原料，所培養(yǎng)微生物的同化作用的類型是，培養(yǎng)的微生物可能是。（3）該培養(yǎng)基中的碳源是。不論何種培養(yǎng)基，在各成分都溶化后分裝前，要進行的是。（4）若用該培養(yǎng)液培養(yǎng)纖維素分解菌，應除去的物質(zhì)是，應加入的物質(zhì)是，為檢測纖維素分解菌的存在與否還應加入，將呈反應。6、請分析回答下列有關生物技術實踐方面的問題：

18、(1)微生物培養(yǎng)基一般都含有：水和無機鹽以及(2)在微生物接種過程中，試管口需要通過酒精燈火焰，其目的是 。(3)某同學用稀釋涂布平板法測定一個土壤樣品中的細菌數(shù)(取10g該土壤加90ml_。無菌水制成稀釋液)。在對應稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中統(tǒng)計3個平板上的菌落數(shù)分別為：121、212、256則每克該土壤樣品中的菌落數(shù)為。(4)分離分解尿素的微生物的實驗流程包括：土壤取樣、梯度稀釋、樣品涂布到培 養(yǎng)基上、挑選。(5)植物組織培養(yǎng)技術基本操作的正確順序是 。外植體消毒 制備MS培養(yǎng)基 接種 培養(yǎng) 栽培 移栽A BC D(6)在植物組織培養(yǎng)過程中，往往需要使用植物激素啟動細胞分裂，人為地控制細胞

19、的 和。(7)通過電泳法分離提純蛋白質(zhì)時，影響蛋白質(zhì)遷移速率的因素是蛋白質(zhì)分子的帶電性質(zhì)、分子大小以及 。(8)PCR反應過程中需要DNA聚合酶參與的是 階段。(9)根據(jù)果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用的系列實驗結(jié)果回答下列問題：能正確表示溫度對果膠酶活性影響的曲線是能正確表示pH對果膠酶活性影響的曲線是在原材料有限的情況下，能正確表示相同時間內(nèi)果膠酶的用量對果汁產(chǎn)量影響的曲線是 。 (10)某種全自動洗衣機的水溫有冷水、45溫水、90C熱水三種設置，洗滌方式有直接洗滌和浸泡20分鐘后洗滌兩種設置。如果用加酶洗衣粉洗滌有陳舊牛奶漬的棉質(zhì)衣服，洗衣機選擇哪種水溫和洗滌方式洗滌效果最好? (11)用含有蛋白酶的洗衣粉洗滌絲綢衣物和羊毛衣物是否合適?為什么? 7、下面是果酒和果醋制作的實驗流程和發(fā)酵裝置。根據(jù)圖示回答下列問題： （1）果酒和果醋的制作分別利用了酵母菌和兩種微生物的發(fā)酵原理。后者在結(jié)構(gòu)上的主要特點是。 （2）圖2裝置中的充氣口在過程中要關閉。否則發(fā)酵液就可能變酸，請寫出其反應式；而排氣口在該過程中應開放，排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是。 （3）影響上述微生物發(fā)酵的主要因素有（兩項即可），果汁發(fā)酵后，是事有酒精產(chǎn)生，可以用來檢驗，在酸性條件下呈現(xiàn)色證明有酒精產(chǎn)生。 （4）在制葡萄酒的過程中，在不同時間內(nèi)對發(fā)酵液