《（浙江選考）2019高考生物二輪復(fù)習(xí) 第八部分 生物技術(shù)實(shí)踐 20 微生物的利用、酶的應(yīng)用課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江選考）2019高考生物二輪復(fù)習(xí) 第八部分 生物技術(shù)實(shí)踐 20 微生物的利用、酶的應(yīng)用課件.ppt（39頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題20微生物的利用、酶的應(yīng)用,特色梳理,題型演練,選考提升,微生物的培養(yǎng)與利用 1.培養(yǎng)基及無(wú)菌技術(shù) (1)微生物對(duì)培養(yǎng)基的需求,,,,,,,,特色梳理,題型演練,選考提升,(2)常見(jiàn)無(wú)菌操作 對(duì)于培養(yǎng)皿、試管、三角瓶、鑷子等常采用高壓蒸汽滅菌法滅菌。 對(duì)于不能加熱滅菌的化合物,如尿素等,只能用G6玻璃砂漏斗過(guò)濾。 實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中,一般采用灼燒對(duì)接種環(huán)和玻璃刮刀進(jìn)行滅菌。 為避免周圍環(huán)境中微生物的污染,實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰旁進(jìn)行。,,,,,特色梳理,題型演練,選考提升,2.微生物分離方法比較,,,,特色梳理,題型演練,選考提升,特色梳理,題型演練,選考提升,3.大腸桿菌(微生物)的培養(yǎng)與分
2、離操作 (1)原理:接種在LB液體培養(yǎng)基中使其快速分裂增殖;將待檢測(cè)微生物樣品通過(guò)劃線分離或涂布分離法接種在LB固體培養(yǎng)基上,樣品中的每一個(gè)細(xì)胞或孢子都可以生長(zhǎng)繁殖形成單個(gè)菌落。 (2)流程,,,,,,特色梳理,題型演練,選考提升,4.分離以尿素為氮源的微生物 (1)實(shí)驗(yàn)原理 篩選以尿素為氮源的微生物,使用以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。 有些細(xì)菌含有的脲酶能通過(guò)降解尿素作為其生長(zhǎng)的氮源。 細(xì)菌含有的脲酶能將尿素分解成氨,使培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng),pH升高,從而使加入酚紅指示劑的培養(yǎng)基變紅。,,,,,特色梳理,題型演練,選考提升,(2)操作步驟,,,,,特色梳理,題型演練,選考提升,題型 微生
3、物培養(yǎng)的基本操作 典例精析常見(jiàn)的釀酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖來(lái)進(jìn)行酒精發(fā)酵,而自然界中某些酵母菌能分解木糖產(chǎn)生酒精,但是對(duì)酒精的耐受能力差?？茖W(xué)家利用基因工程培育了能利用這兩種糖進(jìn)行發(fā)酵且對(duì)酒精耐受能力強(qiáng)的釀酒酵母。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題。 (1)制備酵母菌培養(yǎng)基要進(jìn)行倒平板操作,待平板冷凝后,要將平板倒置,其主要原因是。,特色梳理,題型演練,選考提升,(2)取從自然界中采集的葡萄,用無(wú)菌水將葡萄皮上的微生物沖洗到無(wú)菌的三角瓶中,然后按圖甲所示過(guò)程進(jìn)行酵母菌的純化培養(yǎng)。,特色梳理,題型演練,選考提升,圖乙是經(jīng)過(guò)圖甲過(guò)程A純化培養(yǎng)的結(jié)果,在培養(yǎng)基上接種時(shí)劃線的順序依次是。 A.B. C.D.
4、 接種環(huán)通過(guò)灼燒滅菌,完成圖中劃線操作,共需灼燒接種環(huán)次。 A.1次B.2次 C.3次D.4次 研究者在圖甲過(guò)程C的操作培養(yǎng)過(guò)程中,得到了一個(gè)經(jīng)培養(yǎng)后菌落分布如圖丙所示的平板,推測(cè)接種時(shí)可能的操作失誤是。 (3)將培養(yǎng)基上的酵母菌菌株轉(zhuǎn)接到僅以為碳源的培養(yǎng)基中,無(wú)氧條件下培養(yǎng)一周后,有些酵母菌死亡,說(shuō)明這些酵母菌不能利用木糖發(fā)酵。,特色梳理,題型演練,選考提升,(4)將目的基因連接到具有尿嘧啶合成酶基因作為標(biāo)記基因的質(zhì)粒上,然后將所得的重組質(zhì)粒導(dǎo)入酵母菌時(shí),應(yīng)選擇缺乏 能力的釀酒酵母作為受體菌。 (5)將經(jīng)上述流程培育獲得的轉(zhuǎn)基因釀酒酵母接種在含的培養(yǎng)基中進(jìn)行酒精發(fā)酵能力測(cè)試。隨著發(fā)酵的持續(xù)進(jìn)
5、行,若該釀酒酵母能夠存活,說(shuō)明它能,即說(shuō)明所需菌株培育成功。,答案:(1)防止皿蓋上的冷凝水落入培養(yǎng)基造成污染(2)BD涂布不均勻(3)木糖(4)尿嘧啶合成(5)葡萄糖和木糖利用葡萄糖和木糖產(chǎn)生酒精,且對(duì)酒精的耐受能量強(qiáng)(合理即可),特色梳理,題型演練,選考提升,解析:(1)倒平板操作時(shí),需對(duì)冷凝后的平板倒置,主要原因是防止皿蓋上的冷凝水落入培養(yǎng)基造成污染。(2)分析圖示可知,圖乙分離方式為劃線分離,劃線分離的基本原理是在劃線的過(guò)程中,隨著接種環(huán)上的菌液逐漸減少,劃線最后部分的細(xì)菌間距離加大。因此,接種越靠前的區(qū)域,菌落越密集,反之稀疏,故在培養(yǎng)基上接種時(shí)劃線的順序依次是。接種環(huán)每次劃線之前均
6、需要灼燒,由圖示3個(gè)區(qū)域的菌落可知,接種環(huán)劃線3次,由于接種結(jié)束之后還要對(duì)接種環(huán)進(jìn)行灼燒,以殺死接種環(huán)上殘留的菌種,故可知接種環(huán)總共灼燒4次。圖丙中,菌落密度適宜,說(shuō)明菌液稀釋程度適宜,但是菌落未均勻分布在培養(yǎng)基上,推測(cè)可能是接種時(shí)涂布不均勻造成的。(3)題干要求篩選能夠分解木糖產(chǎn)生酒精的酵母菌,故該培養(yǎng)基要以木糖為唯一碳源。,特色梳理,題型演練,選考提升,(4)由題意知,目的基因連接到具有尿嘧啶合成酶基因作為標(biāo)記基因的質(zhì)粒上,即接受該重組質(zhì)粒的酵母菌可以合成尿嘧啶合成酶,合成尿嘧啶,因此應(yīng)選擇缺乏尿嘧啶合成能力的釀酒酵母作為受體菌。(5)將獲得的轉(zhuǎn)基因釀酒酵母接種在含葡萄糖和木糖的培養(yǎng)基中進(jìn)
7、行酒精發(fā)酵能力測(cè)試。隨著發(fā)酵的持續(xù)進(jìn)行,若該釀酒酵母能夠存活,說(shuō)明它能利用葡萄糖和木糖產(chǎn)生酒精,且對(duì)酒精的耐受能量強(qiáng),即說(shuō)明所需菌株培育成功。,特色梳理,題型演練,選考提升,易錯(cuò)點(diǎn)撥(1)若配制的培養(yǎng)基中有葡萄糖,為防止葡萄糖分解碳化,一般要用500 g/cm2壓力(90 以上)滅菌30 min;不能加熱滅菌的化合物,如尿素等,只能用G6玻璃砂漏斗過(guò)濾。 (2)使用高壓鍋滅菌,計(jì)時(shí)時(shí)間不是高壓鍋通電后,而是有壓力后開始計(jì)時(shí)滅菌15min;滅菌結(jié)束,不是滅菌鍋壓強(qiáng)降為0停止,而是與大氣壓相同時(shí)打開鍋蓋。 (3)對(duì)于培養(yǎng)基pH的調(diào)節(jié),需在滅菌之前。 (4)使用涂布分離法時(shí),首先將目的菌液進(jìn)行梯度稀
8、釋,通常稀釋105107倍,每個(gè)濃度梯度下做三個(gè)培養(yǎng)皿,通常每個(gè)培養(yǎng)皿中有20個(gè)以內(nèi)的單菌落最為合適。 (5)涂布分離時(shí),由于菌體的疊加以及操作過(guò)程中菌體的死亡,因此,稀釋涂布后統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目低。 除玻璃刮刀上的酒精,以防止酒精對(duì)培養(yǎng)皿中微生物的傷害。,特色梳理,題型演練,選考提升,(6)玻璃刮刀未用時(shí)保存在70%酒精中,用時(shí)需放在酒精燈火焰上灼燒,主要目的是消除玻璃刮刀上的酒精,以防止酒精對(duì)培養(yǎng)皿中微生物的傷害。,特色梳理,題型演練,選考提升,【熱點(diǎn)變式】回答與微生物分離有關(guān)的問(wèn)題。 由于酵母菌直接利用淀粉的能力很弱,有人將地衣芽孢桿菌的-淀粉酶基因轉(zhuǎn)入酵母菌中經(jīng)篩選得到了可
9、高效利用淀粉的工程酵母菌菌種(過(guò)程如圖甲所示)?；卮鹣铝袉?wèn)題。,特色梳理,題型演練,選考提升,(1)圖甲中,過(guò)程需要的酶有。為達(dá)到篩選目的,平板內(nèi)的固體培養(yǎng)基應(yīng)以作為唯一碳源。過(guò)程需要重復(fù)幾次,目的是進(jìn)一步篩選純化獲得。 (2)某同學(xué)嘗試過(guò)程的操作,其中一個(gè)平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布如圖乙所示。該同學(xué)的接種方法是;推測(cè)該同學(xué)接種時(shí)可能的操作失誤是。 (3)上述工程酵母菌培養(yǎng)過(guò)程中,有關(guān)操作正確的是。 A.玻璃刮刀和接種環(huán)一樣,只需灼燒滅菌 B.培養(yǎng)基分裝到培養(yǎng)皿后進(jìn)行滅菌 C.倒平板和取菌液都必須在酒精燈火焰旁進(jìn)行 D.獲得的菌種如果需要保存,可置于37 恒溫保存,特色梳理,題型演練,選考提升,答
10、案:(1)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶淀粉分解淀粉能力強(qiáng)的酵母菌 (2)涂布分離法涂布不均勻 (3)C,特色梳理,題型演練,選考提升,解析:(1)圖甲中過(guò)程表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建,該過(guò)程先要用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割含有目的基因的外源DNA分子和質(zhì)粒,再用DNA連接酶將目的基因和載體連接起來(lái)形成重組質(zhì)粒。普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱,而工程酵母菌可以高效利用淀粉,所以用以淀粉為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基可以分離出工程酵母菌。過(guò)程重復(fù)幾次的目的是純化獲得分解淀粉能力強(qiáng)的酵母菌。 (2)由圖乙可知,該同學(xué)采用的是涂布分離法,但菌落比較集中,沒(méi)有很好的分散開來(lái),可能是涂布不均勻?qū)е碌摹?(3)玻璃刮
11、刀需先用70%的酒精消毒,然后再灼燒滅菌;培養(yǎng)基先進(jìn)行滅菌后分裝到培養(yǎng)皿;倒平板和取菌液都必須在酒精燈火焰旁進(jìn)行;獲得的菌種如果需要保存,若臨時(shí)保存則置于4 溫度下保持,若長(zhǎng)期保存則置于-20 溫度下保存。,特色梳理,題型演練,選考提升,微生物培養(yǎng)所需技巧總結(jié) (1)滅菌方式歸納,特色梳理,題型演練,選考提升,特色梳理,題型演練,選考提升,(2)劃線分離與涂布分離應(yīng)用,特色梳理,題型演練,選考提升,(3)接種環(huán)的灼燒,特色梳理,題型演練,選考提升,特別說(shuō)明第一次劃線及每次劃線之前都需要灼燒接種環(huán)。 灼燒的接種環(huán),待其冷卻后才能伸入菌液,以免溫度太高殺死菌種。 劃線時(shí),只能蘸取一次菌液,每次劃線
12、以上次的末端為起點(diǎn),劃線最后一個(gè)區(qū)不要與第一個(gè)區(qū)相連。 (4)凝固劑的選擇 瓊脂:未被純化的混合物,主要成分為瓊脂糖和瓊脂果膠,還含有少量的含氮化合物,及其他有機(jī)雜質(zhì)和不溶性雜質(zhì)。 瓊脂糖:純化物質(zhì),不含有含氮化合物。 (5)檢測(cè)培養(yǎng)基滅菌是否徹底的技巧 將未接種的培養(yǎng)基放在適宜溫度下培養(yǎng)一段時(shí)間后觀察是否有菌落生長(zhǎng),若培養(yǎng)基中出現(xiàn)菌落,說(shuō)明培養(yǎng)基滅菌不徹底或被污染,反之說(shuō)明培養(yǎng)基滅菌徹底。,特色梳理,題型演練,選考提升,酶的應(yīng)用 1.果膠及果膠酶 關(guān)于果膠的兩點(diǎn)說(shuō)明:果膠的作用:粘合細(xì)胞;果膠的鑒別方式:果膠不溶于乙醇,滴加95%乙醇出現(xiàn)沉淀。,,,,,,,特色梳理,題型演練,選考提升,2.
13、固定化酶的制作原理與方法,,特色梳理,題型演練,選考提升,3.-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測(cè),,,特色梳理,題型演練,選考提升,題型一 果汁中的果膠和果膠酶 典例精析1(2016浙江4月選考,32節(jié)選)請(qǐng)回答與“果汁中的果膠和果膠酶”實(shí)驗(yàn)有關(guān)的問(wèn)題。 (1)果膠是細(xì)胞壁的重要組成成分,其化學(xué)本質(zhì)是(A.蛋白質(zhì)B.脂質(zhì)C.核酸D.多糖)。它在細(xì)胞壁的形成過(guò)程中的主要作用是將相鄰的細(xì)胞在一起。 (2)制取果汁時(shí),先用果膠酶將果膠分解成和半乳糖醛酸甲酯等物質(zhì),再用酶處理,可得到比較澄清的果汁。用適量且濃度適宜的上述兩種酶處理時(shí),果汁的出汁率、澄清度與酶的高低呈正相關(guān)。 (3)由于果膠不溶于乙醇
14、,故可用乙醇對(duì)果膠粗提物(經(jīng)酶處理后的混合物)進(jìn)行處理,從而得到干制品。,特色梳理,題型演練,選考提升,答案:(1)D粘合(2)半乳糖醛酸果膠甲酯活性(3)脫水(沉淀),易錯(cuò)點(diǎn)撥(1)果膠酶不是一種酶,而是一類酶的總稱,包括果膠酶、果膠甲酯酶等。 (2)制備果汁時(shí),果膠酶的活性可以通過(guò)果汁的出汁率和澄清度反映出來(lái);而果汁的澄清度或出汁率的高低與果膠酶的活性或數(shù)量有關(guān)。 (3)果膠不溶于乙醇,可以利用無(wú)水乙醇制備果膠沉淀物然后將其烘干后,用于各種生產(chǎn)實(shí)踐,如一些黏合劑等。,特色梳理,題型演練,選考提升,題型二 固定化酶技術(shù)及實(shí)踐應(yīng)用 典例精析2酶經(jīng)過(guò)固定化后,不僅能提高酶的穩(wěn)定性,而且容易與產(chǎn)物
15、分開,具有可反復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。下圖為利用枯草桿菌生產(chǎn)-淀粉酶及酶固定化實(shí)驗(yàn)流程圖,回答有關(guān)問(wèn)題。,(1)篩選高表達(dá)菌株的最簡(jiǎn)便方法之一是。一般通過(guò)、兩種手段實(shí)現(xiàn)。篩選出的菌株在發(fā)酵生產(chǎn)之前還需利用培養(yǎng)基進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。 (2)利用物理或化學(xué)的方法將-淀粉酶固定在的介質(zhì)上成為固定化酶。,特色梳理,題型演練,選考提升,(3)上圖是實(shí)驗(yàn)室中-淀粉酶的固定化裝置示意圖。實(shí)驗(yàn)過(guò)程涉及兩次蒸餾水洗滌反應(yīng)柱的操作,所用的蒸餾水體積為裝填體積的,第二次洗滌的目的是除去。,特色梳理,題型演練,選考提升,(4)若上圖中的液體X為淀粉溶液,從反應(yīng)柱下端接取少量流出液進(jìn)行KI-I2顏色測(cè)試,結(jié)果未呈現(xiàn)紅色。下列有關(guān)此現(xiàn)象
16、的解釋錯(cuò)誤的是() A. 反應(yīng)柱中沒(méi)有-淀粉酶被固定 B. 流速過(guò)快淀粉未被水解 C. 接取的流出液是蒸餾水 D. 流速過(guò)慢淀粉被水解成葡萄糖,答案:(1)單菌落分離劃線分離(稀釋)涂布分離液體(2)非水溶性(3)10倍殘留的淀粉溶液(4)D,特色梳理,題型演練,選考提升,技巧點(diǎn)撥-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中兩次洗滌固定化酶柱目的,特色梳理,題型演練,選考提升,【熱點(diǎn)變式】(2018浙江4月選考,32節(jié)選)回答與果膠、淀粉等提取和利用有關(guān)的問(wèn)題。 某植物富含有果膠、淀粉、蛋白質(zhì)和纖維素成分。某小組開展了該植物綜合利用的研究。 (1)果膠提取工藝研究結(jié)果表明,原料先經(jīng)過(guò)一段時(shí)間沸水
17、漂洗的果膠得率(提取得到的果膠占原料質(zhì)量的百分率)顯著高于常溫水漂洗的果膠得率,最主要原因是沸水漂洗(A.有助于清洗雜質(zhì)和去除可溶性糖B.使植物組織變得松散C.使有關(guān)酶失活D.有利于細(xì)胞破裂和原料粉碎制漿)。 (2)在淀粉分離生產(chǎn)工藝研究中,為促進(jìn)淀粉絮凝沉降,添加生物絮凝劑(乳酸菌菌液),其菌株起重要作用。為了消除絮凝劑中的雜菌,通常將生產(chǎn)上使用的菌液,采用,進(jìn)行單菌落分離,然后將其,并進(jìn)行特性鑒定,篩選得到純的菌株。,特色梳理,題型演練,選考提升,(3)在用以上提取過(guò)果膠和淀粉后的剩渣加工飲料工藝研究中,將剩渣制成的汁液經(jīng)蛋白酶和纖維素酶徹底酶解處理后,發(fā)現(xiàn)仍存在渾濁和沉淀問(wèn)題?？商砑邮构?/p>
18、膠徹底分解成半乳糖醛酸,再添加,以解決汁液渾濁和沉淀問(wèn)題。 (4)在建立和優(yōu)化固定化酶反應(yīng)器連續(xù)生產(chǎn)工藝研究中,通常要分析汁液中各種成分的濃度和所用酶的活性,然后主要優(yōu)化各固定化酶反應(yīng)器中的(答出2點(diǎn)即可)、反應(yīng)pH和酶反應(yīng)時(shí)間等因素。其中,酶反應(yīng)時(shí)間可通過(guò)來(lái)調(diào)節(jié)。,答案:(1)C(2)劃線分離法(或涂布分離法)擴(kuò)大培養(yǎng)(3)果膠酶和果膠甲酯酶淀粉酶使淀粉分解(4)固定化酶的量、反應(yīng)液溫度控制反應(yīng)器液體流量(或體積),特色梳理,題型演練,選考提升,解析:(1)植物體中存在果膠酶,果膠酶能催化果膠的水解,沸水漂洗后會(huì)使果膠酶失去活性,所以先經(jīng)過(guò)一段時(shí)間沸水漂洗的果膠得率(提取得到的果膠占原料質(zhì)量
19、的百分率)顯著高于常溫水漂洗的果膠得率。 (2)純化菌種常使用劃線分離法或涂布分離法,通過(guò)擴(kuò)大培養(yǎng)進(jìn)行特性鑒定,篩選得到純的菌株。 (3)果膠酶和果膠甲酯酶能使果膠徹底分解成半乳糖醛酸,淀粉在水中溶解度比較小,也是造成汁液渾濁的原因,所以可用淀粉酶催化淀粉的水解。 (4)本題考查連續(xù)生產(chǎn)工藝,反應(yīng)器中底物的量、酶制劑的量、反應(yīng)液的溫度、反應(yīng)液的pH、反應(yīng)時(shí)間等都會(huì)影響產(chǎn)物的生成率。單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)反應(yīng)器的液體流量大,反應(yīng)時(shí)間就短,反之則長(zhǎng)。,特色梳理,題型演練,選考提升,1.果汁中果膠和果膠酶實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng) (1)探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對(duì)果膠酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時(shí),研究的變量是果膠酶的用量,其他因素都應(yīng)保持不變。 (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)可以配制不同濃度的果膠酶溶液,也可以只配制一種濃度的果膠酶溶液,然后使用不同的體積即可。需要注意的是,反應(yīng)液的pH必須相同,否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。 (3)果膠不溶于乙醇,故用酒精沉淀法制取果膠。果膠酶和果膠甲酯酶可水解果膠,瓦解植物的細(xì)胞壁和胞間層。有些微生物,如黑曲霉、蘋果青霉等都可用于生產(chǎn)果膠酶。在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高出汁率(果汁量)和澄清度。,特色梳理,題型演練,選考提升,2.固定化酶和直接使用酶比較,
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