2020高考生物江苏专用提分大二轮复习讲义:专题六 生物技术与工程 第1讲 Word版含答案.docx
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1、第1讲生物技术实践考纲要求1.微生物的分离和培养(B)。2.某种微生物数量的测定(C)。3.微生物的应用(B)。4.酶在洗涤等方面的应用(B)。5.制备和应用固相化酶(A)。6.发酵食品加工的基本方法(A)。7.实验:(1)探究酶在洗涤方面的作用(b);(2)酵母细胞的固定化技术(b);(3)腐乳的制作(a);(4)果酒和果醋的制作(b);(5)微生物的分离与培养(b);(6)DNA的粗提取与鉴定(b)。1培养基营养成分的分析方法(1)虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。(2)在微生物所需要的化合物中需要量最大的是碳源,新陈代谢同化作用类型的划分也是以是否能合成含
2、碳有机物为依据,能合成含碳有机物的是自养型,反之则为异养型。(3)对异养微生物来说,含C、H、O、N的有机化合物既是碳源又是氮源。2微生物的培养和纯化(1)为了确定培养基的灭菌是否合格,微生物学实验一般会设置空白对照:随机取若干灭菌后的空白平板培养基在适宜条件下培养一段时间,观察培养基上是否有菌落生成。(2)观察菌落需用固体培养基,因此培养基要添加琼脂。(3)倒平板的温度一般在50 左右较为适宜,温度过高会烫手,温度过低培养基又会凝固。(4)平板需倒置,这样既可减少培养基表面的水分挥发,又可防止皿盖上的水珠落入培养基,造成培养基污染。(5)平板划线法只适用于微生物的提纯,不适合进行计数,并且在
3、最后一次划线的末端处的菌种最纯。(6)利用稀释涂布平板法的计算公式估算水样中的活菌数:(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。(7)菌种可采用甘油管藏法长期保存。3利用微生物加工食品的误区(1)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)腐乳制作中加盐既可析出豆腐中的水分,又能抑制微生物的生长。卤汤是由酒和香辛料配制而成的,既能防腐杀菌,又能调味。4酶和酵母细胞常用的几种固定方式是包埋法,是将酶或者细胞包埋在细微网格里。是化学结合法,是将酶或者细胞相互结合或
4、者结合到载体上。是物理吸附法,是将酶或者细胞吸附到载体表面。1可以用血细胞计数板直接统计自来水中的大肠杆菌数()2高压蒸汽灭菌加热结束时,打开放气阀使压力表指针回到零后,再开启锅盖()3腐乳制作中,控制发酵温度的主要目的是调味()4腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用()5果酒发酵中期通入氮气,酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸()6果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关()7通常使用液体培养基分离获得细菌单菌落()8在制作果酒的实验中,将葡萄汁装满整个发酵装置()9用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍,效果比其他类型的加酶洗衣粉好()10CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠()11固定化细胞技术
5、在多步连续催化反应方面优势明显()答案1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.1吃腐乳时,你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝(匍匐菌丝),它能形成腐乳的“体”,使腐乳成形。2无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还能有效避免操作者自身被微生物感染。3在平板划线操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环的目的:操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物;每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后,接种环上残留的菌种,使下一次划线时,接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端。4科学家通过基因工程的方法
6、生产出了能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶。5海藻酸钠的浓度影响固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高,将很难形成凝胶珠;如果浓度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少,影响实验效果。考点一微生物的培养、分离与计数1无菌操作技术(1)常用的3种消毒方法煮沸消毒法、巴氏消毒法及化学药剂消毒法。(2)常用的3种灭菌方法灼烧灭菌接种环、接种针等金属器具。干热灭菌主要针对玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等。高压蒸汽灭菌主要针对培养基等。2平板划线法、稀释涂布平板法及显微镜直接计数法的区别(1)平板划线法适用于微生物的纯化,但不能用于微生物的计数。(2)稀释涂布平板法常用于活菌计数,而显
7、微镜直接计数法不能区分菌体的死活。(3)用稀释涂布平板法进行计数时,为了保证结果准确,一般选择菌落数在30300间的平板进行计数。3选择培养基及鉴别培养基的使用方法(1)分离纤维素分解菌的实验中先用选择培养基,再用鉴别培养基。选择培养基中无凝固剂,为液体培养基,以纤维素作为碳源的微生物可以正常生长,而其他绝大多数微生物不能正常生长;利用液体培养基能使营养成分充分利用,以增加纤维素分解菌的浓度。(2)鉴别培养基含琼脂,为固体培养基,可在培养基上形成肉眼可见的菌落。刚果红染色法就是应用的此类培养基。4微生物计数的“两”种方法(1)直接计数法:显微镜直接计数法。(2)间接计数法:稀释涂布平板法(活菌
8、计数法),统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。考向一微生物的培养技术1(2019江苏,12)下列关于微生物实验操作的叙述,错误的是()A培养微生物的试剂和器具都要进行高压蒸汽灭菌B接种前后,接种环都要在酒精灯火焰上进行灼烧C接种后的培养皿要倒置,以防培养污染D菌种分离和菌落计数都可以使用固体培养基答案A解析培养微生物的培养基一般用高压蒸汽灭菌法灭菌,微生物的接种工具,如接种针、接种环或其他金属用具一般通过酒精灯火焰灼烧来灭菌,A错误;接种前,接种环要在酒精灯火焰上进行灼烧,防止接种环上附着的微生物对实验结果造成干扰,接种后灼烧可以防止微生物扩散,污染接种室或者超净台,影响整体接种环境,B正确;
9、接种后的培养皿要倒置,防止冷凝水落入培养基造成污染,C正确;在固体培养基表面可形成单菌落,故菌种的分离和菌落的计数可以使用固体培养基,D正确。2(2019南京、盐城第二次模拟)下列有关微生物培养的叙述,错误的是(多选)()A涂布接种时,需将涂布器沾酒精后在酒精灯外焰上引燃,冷却后再使用B纯化培养时,培养皿应倒置放在恒温培养箱内的摇床上培养C分离计数时,可用稀释涂布平板法对需计数的微生物进行分离D观察菌落时,应将培养皿盖拿掉以利于看清菌落的形态特征答案BD解析涂布接种时,将涂布器末端浸在盛有酒精的烧杯中,取出时,要让多余的酒精在烧杯中滴尽,然后将沾有酒精的涂布器在火焰上引燃,A项正确;纯化培养时
10、,不能用摇床培养,B项错误;可以用稀释涂布平板法对微生物进行分离计数,C项正确;观察菌落时,不能拿掉培养皿,D项错误。故选BD。3(2019全国,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
11、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。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)灭菌解析(1)细菌培养时常用牛肉膏蛋白胨培养基,牛肉膏能提供碳源、氮源、磷酸盐、维生素,蛋白胨能提供碳源、氮源、维生素,而葡萄糖不能提供氮源,NaNO3不能为微生物提供碳源。不同细菌生长繁殖所需要的最适pH是不同的,应该根据培养细菌的不同来调节培养基的pH。硝化细菌是化能自养型细菌,可以空气中的CO2为碳源,因此在没有碳源的培养基上能够
12、生长。(2)在平板培养基上培养细菌时,一般需将平板倒置,这样可以防止皿盖上的水珠落入培养基。(3)不同种类的细菌所形成的菌落,在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有一定的特征,不同种细菌在一定培养条件下表现出各自稳定的菌落特征,可以作为菌种鉴定的重要依据。(4)使用后的培养基在丢弃前需进行灭菌处理,以免污染环境。考向二微生物的分离和计数4(2019江苏,19)下列关于产纤维素酶菌分离及运用的叙述,不合理的是()A筛选培养基中应含有大量的葡萄糖或蔗糖提供生长营养B可从富含腐殖质的林下土壤中筛选产纤维素酶菌C在分离平板上长出的菌落需进一步确定其产纤维素酶的能力D用产纤维素酶菌发酵处理农
13、作物秸秆可提高其饲用价值答案A解析产纤维素酶菌能利用纤维素,故筛选培养基应以纤维素作为唯一碳源,A项错误;富含腐殖质的林下土壤中含有较多的能分解纤维素的产纤维素酶菌,B项正确;用筛选培养基分离得到的菌落只是初步筛选,还需进一步确定其产纤维素酶的能力,C项正确;用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆,动物食用后更容易消化吸收,故可提高其饲用价值,D项正确。5(2019全国,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)。号培养基:在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5 g/L)。号培养基:氯化钠(5 g/L),硝酸铵(3 g/
14、L),其他无机盐(适量),X(15 g/L)。号培养基:氯化钠(5 g/L),硝酸铵(3 g/L),其他无机盐(适量),X(45 g/L)。回答下列问题:(1)在号培养基中,为微生物提供氮源的是_。、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)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_。答案(1)牛肉膏、蛋白胨X
15、(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解析(1)牛肉膏蛋白胨培养基中,牛肉膏、蛋白胨为微生物生长提供了氮源,而号、号培养基中除X外的其他物质均不含碳,所以能为微生物提供碳源的有机物是X。(2)因为号培养基中碳源只有X,属于选择培养基,只有能降解X的细菌才能增殖,而不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖。(3)要对菌落进行计数,应采用稀释涂布平板法进行接种。(4)在有氧条件下,丙酮酸参与细菌的有氧呼吸,可以为该菌的生长提供能量和合成其他物质的原料。6(2019南京、盐城5月模拟)刚果红能够与纤维素形成红色复合物,可用其鉴
16、定纤维素分解菌。某研究小组将滤纸埋在土壤中,30天后从滤纸上取6 g土壤样品加入30 mL生理盐水中溶解,得到了富有纤维素分解菌的菌原液,并进行如下实验,回答下列问题:(1)稀释菌原液:为确定合适的稀释倍数,小组成员取1 mL菌原液进行如下图所示的操作,在统计菌落时,发现平板上的平均菌落数为40个,则每毫升菌原液中的细菌数大约为_个。(2)培养基的准备:在对培养基进行高压蒸汽灭菌的过程中,完成加水、装锅、加热排气、保温保压适当时间后,切断热源,让灭菌锅内温度自然下降,_,打开排气阀,旋开固定螺栓,开盖,才可以取出灭菌的培养基等物品。待培养基冷却至50 左右时倒平板,在培养基凝固之前加入灭菌的刚
17、果红,从功能上来看,该培养基属于_培养基,培养基中碳源主要是_。(3)接种与观察:在无菌条件下,用_取0.1 mL稀释后的菌悬液进行图1中_所示的操作,室温放置23分钟后倒置于恒温箱中培养,室温放置23分钟的目的是_。培养过程中定期观察菌落特征和透明圈的大小,图2中D/d的值越_,表示该菌对纤维素分解能力越强。答案(1)4106(2)压力表的压力降为零鉴别纤维素(3)移液枪(移液管)甲使菌液完全被培养基吸收大解析(1)分析题图可知菌原液被稀释了10 000倍,每毫升菌原液中的细菌数大约为401010 0004106个。(2)培养基的准备:在对培养基进行高压蒸汽灭菌的过程中,完成加水、装锅、加热
18、排气、保温保压适当时间后,切断热源,让灭菌锅内温度自然下降,压力表的压力降为零,打开排气阀,旋开固定螺栓,开盖,才可以取出灭菌的培养基等物品。待培养基冷却至50 左右时倒平板,在培养基凝固之前加入灭菌的刚果红,刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物,故从功能上来看,该培养基属于鉴别培养基,培养基中碳源主要是纤维素。(3)接种与观察:在无菌条件下,用移液枪(移液管)取0.1 mL稀释后的菌悬液进行图1中甲所示的操作,室温放置23分钟后倒置于恒温箱中培养,室温放置23分钟的目的是使菌液完全被培养基吸收。培养过程中定期观察菌落特征和透明圈的大小,根据刚果红染色法原理,图2中D/d的值越大,表示该菌
19、对纤维素分解能力越强。考点二传统发酵技术的应用1理清“3”种传统发酵食品的技术食品菌种呼吸类型原理温度果酒酵母菌兼性厌氧有氧呼吸大量繁殖,无氧呼吸产生酒精1825 果醋醋酸菌有氧糖(酒精)醋酸3035 腐乳毛霉等有氧蛋白酶、脂肪酶水解蛋白质、脂肪1518 2.控制杂菌的“四大措施”(1)通过发酵条件控制杂菌无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌。乳酸菌发酵、酒精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)利用香辛料控制杂菌:如腐乳的制作。3果酒和果酒的发酵装置分析装置图结构或操作目的充气口醋酸发酵时连接充气泵进行充气排气口酒
20、精发酵时用来排出CO2长而弯曲的胶管防止空气中微生物的污染制酒时关闭充气口制醋时充气口连接气泵,输入无菌空气考向一果酒、果醋和腐乳的制作7(2019江苏,9)下列关于传统发酵技术应用的叙述,正确的是()A利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵B家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵C果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反D毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵答案B解析乳酸菌是厌氧细菌,在无氧的情况下,将葡萄糖分解成乳酸,因此,利用乳酸菌制作酸奶的过程中,应该密封发酵,A错误;家庭制作果酒、果醋和腐乳过程中存在多种微生物,通常都不是纯种发酵,B正确
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