2019届高考生物二轮复习专题15生物技术实践学案.docx
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1、115 生物技术实践1.近五年的考题中,对微生物的分离和培养的考查尤为突出,侧重考查微生物的培养、分离、计数、无菌技术等基本知识,对传统发酵技术的发酵原理、制作流程等的考查频度也在不断提高。对植物组织培养、胡萝卜素的提取仅进行了两次考查,前者侧重考查营养条件及有关植物激素的作用等;后者侧重考查胡萝卜素的萃取剂的选择等。2本专题以非选择题的形式考查。常借助某一特定的微生物的分离和培养考查微生物的营养、接种方法等;对于生物技术在食品加工中的应用,常借助发酵实例考查,填充内容多为教材中一些结论性语句等。植物组织培养技术、植物有效成分的提取的考查也多以教材基础知识为主。3考纲新变化:(1)删去了”植物
2、组织培养” ,增加了“某种微生物数量的测定” ,将“利用微生物进行发酵来生产特定的产物” 改为“利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用” 。2018 年备考时应特别关注这些变化,在备考时,可以从以下几个方面来把握: (1)掌握大肠杆菌的纯化原理、主要方法及菌种的保存方法。 (2)认真分析教材中两个微生物分离与计数的实例,并掌握微生物的筛选及技术方法。 (3)利用比较法归纳总结并掌握常见传统发酵技术的原理、流程及影响因素等。 (4)列表比较玫瑰精油、橘皮精油及胡萝卜素的提取方法、原理、实验步骤等异同。考向预测2考点一微生物的培养、分离与计数1. 消毒和灭菌的比较2. 平板划
3、线法每次灼烧的目的3.纯化微生物的接种方法项目 平板划线法 稀释涂布平板法原理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。在数次划线后培养,可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子胞群体,即菌落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优点 可以观察菌落特征,对混合菌 可以计数,可以观察菌落特征3进行分离缺点 不能计数 吸收量较少,较麻烦,平板不干燥效果 不好,容易蔓延4.选择培养基与鉴别培养基的比较例 1.
4、 某研究小组的同学用所学的微生物的实验室培养的方法进行“变质牛奶中金黄色葡萄球菌的分离和计数实验” ,部分实验处理和结果如图所示。(注:培养皿旁的数字代表菌落数目;实验条件适宜;实验操作规范等)请回答相关问题:(1)在实验室培养微生物,一方面需要为培养的微生物提供合适的_和_条件;另一方面需要确保无处不在的其他微生物无法混入。(2)据图,研究小组采用的是_法分离和计数金黄色葡萄球菌。由样品到 4 号试管的操作中,第一步,将分别盛有 9 mL 生理盐水的 4 支试管_,并编号 14 号;第二步,用移液管从样品中吸取 1 mL牛奶,注入 1 号试管中,充分摇匀;第三步,重复第二步骤操作,以此类推。
5、4 号试管的稀释倍数是_。(3)资料显示,金黄色葡萄球菌有高度的耐盐性,可在 10%15%NaCl 肉汤中生长。本实验可配制含 10%氯化4钠的培养基,使之成为_培养基,以利于金黄色葡萄球菌生长,抑制或阻止其他微生物的生长。(4)在统计菌落数目时,需按照菌落计数的要求计数,以保证计数结果准确。据图可得出 1 mL 牛奶样品中金黄色葡萄球菌的活菌数为_个。【解题思路】(1)实验室培养微生物,既要为微生物提供营养和适宜温度等环境条件,还要防止被其他微生物污染。(2)图示所用的分离方法是稀释涂布平板法;图示中每一次稀释都稀释了 10 倍,因此 4 号试管的稀释倍数为 104倍。(3)含有较高浓度 N
6、aCl 的培养基属于选择培养基。(4)图示中 2 号试管和 4 号试管稀释度下各有 2 个和 1 个培养皿,偶然性较大,应以 3 号试管稀释度的数据进行计算,即(323937)30.11033.610 5个。【答案】(1)营养环境 (2)稀释涂布平板灭菌 10 4 (3)选择 (4)3.610 5(1)显微镜直接计数法原理: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。方法:用计数板计数。缺点:不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)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
7、样品中大约含有多少活菌。计算公式:每克样品中的菌株数(CV)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。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 30300 的平板进行计数。考点二传统发酵技术的应用5. 比较果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作项目内容 果酒和果醋的制作 腐乳的制作 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量作用菌种 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
8、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 菜统计菌落数目方法的比较5发酵条件果酒:前期需氧,后期不需氧果醋:一直需氧一直需氧 无氧发酵温度 果酒:1825果醋:3035 1518 常温实验流程挑选葡萄榨汁 酒精发酵醋酸发酵 果酒果醋让豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制制泡菜:选材配制盐水加调味料,装坛发酵成品测亚硝酸盐含量:配制溶液制备标准显色液制备样品处理液比色例 2. 将醋酸菌突变体中与耐酸有关的 ALDH 基因导入优良醋酸菌中,选育出高发酵速率、耐酸的醋酸菌,用于果醋生产。请分析回答下列问题:(1)对含有 ALDH 基因的 DNA 与质粒用同种限制
9、酶切割后,通过_酶连接形成重组质粒。为获得耐酸的醋酸菌,用_法接种于含高浓度醋酸的培养基进行筛选。将筛选纯化的菌种用_的方法长期保存。(2)下图表示温度、乙醇浓度对该醋酸菌产酸量的影响。醋酸菌能将乙醇转变为_,再将其转变为醋酸。研究不同酒精浓度下的最高产酸量时,最好把温度控制为_,如温度过高,醋酸菌代谢缓慢甚至死亡,原因是_。酒精发酵后通过出料口检测酒精浓度,将发酵液中酒精浓度调节到_左右才接种醋酸菌,较高的酒精浓度会使产酸量下降,不适宜接种,原因是_。(3)为检测发酵过程中醋酸菌数量,将 1 mL 发酵液稀释 100 倍后,分别取 0.1 mL 稀释菌液均匀涂布在 4 个平板上;经适当培养后
10、,4 个平板上的菌落数分别为 24、139、140、141,据此可得出每毫升发酵液中的活菌数为_。【解题思路】(1)DNA 连接酶作用是连接两条 DNA 链;微生物接种常用方法是平板划线法和稀释涂布平板法;甘油管藏的方法适合长期保存菌种。(2)由图 1,可以看出在 35,产酸量最多,因此温度应控制在 35,温度过高,影响酶的活性,醋酸菌代谢缓慢甚至死亡;由图 2,可以看出在乙醇浓度为 4%时,产酸量最6高高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢。(3)第 1 个平板的菌落数为 24,与其他平板差别太大,可能由偶发因素引起的,应取菌落数目介于 30300 的计数,因此取后 3 个平板菌落数平均值为(
11、139140141)/3140,那么 1 mL 发酵液活菌数目为 140101001.4105。【答案】 (1)DNA 连接平板划线(稀释涂布平板) 甘油管藏(2)乙醛35(3035) 温度过高,影响酶的活性(使酶失活) 4% (较)高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢(3)1.410 5考点二植物有效成分的提取6. 植物有效成分的提取实例(1)玫瑰精油的提取注意:加入 NaCl 的目的是增加水层的密度,有利于玫瑰油与水分层。加入无水Na2SO4 的目的是吸收精油中残留的水分。(2)橘皮精油的提取注意:为了提高出油率,需要将柑橘皮干燥去水,并用石灰水浸泡,浸泡时间为 10 h 以上。橘皮要浸透
12、,这样压榨时不会滑脱,且出油率高,过滤时不会堵塞筛眼。(3)胡萝卜素的提取注意:原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件也能影响萃取效率。因此在萃取的过7程中,要先将胡萝卜进行粉碎和干燥,使之与萃取剂充分接触,提高溶解度。例 3. 请回答下列与实验室提取芳香油有关的问题:(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、_和_。(2)芳香油溶解性的特点是不溶于_,易溶于_,因此可用_作为提取剂来提取芳香油。(3)橘子果实含有芳香油,通常可用_作为材料提取芳香油,而且提取时往往选用新鲜的材料,理由是_。(4)对材料压榨后可得到糊状液体,为除去其中的固体物获得乳状液可采用的方法是_。(5
13、)得到的乳状液加入氯化钠并放置一段时间后,芳香油将分布于液体的_层,原因是。加入氯化钠的作用是_。(6)从乳状液中分离得到的芳香油中要加入无水硫酸钠,此试剂的作用是_。【解题思路】(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、蒸馏法、萃取法。(2)见答案。(3)一般采用新鲜的橘子皮来提取橘皮精油,因为新鲜的橘皮中含芳香油多。(4)除去液体中的固体常用方法是过滤。(5)芳香油密度比水小,且不溶于水,会浮在液体的表面。加入氯化钠会增加水层密度,使油和水分层。(6)无水硫酸钠可以吸收芳香油中残留的水分。【答案】(1)蒸馏法萃取法(2)水有机溶剂有机溶剂(其他合理答案也可)(3)橘子皮芳香油含量较高(4
14、)过滤(其他合理答案也可)(5)上油层的密度比水层小(其他合理答案也可)增加水层密度,使油和水分层(6)吸收芳香油中残留的水分1.水蒸气蒸馏法有水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏三种方法,应根据不同的原料选择不同的蒸馏方法。2.压榨法必须在常温条件下进行,否则会影响产物的产量和质量。3.萃取法就是根据相似相溶原理,根据不同物质的不同沸点来蒸发或分液。4.虽然三种方法的原理和操作过程不同,但都有过滤提纯这一环节。5.在实际生产中要根据原料特点的不同,采用适宜的提取方法。蒸馏法、压榨法和萃取法的分析方法81 (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
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