2019高考生物 核心考點特色突破 專題17 生物技術實踐.doc

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專題17　生物技術實踐 ◢考點概述 本專題的主干知識主要集中在微生物的培養(yǎng)與利用、傳統發(fā)酵技術的應用即果酒和果醋的制作、酶技術、DNA的粗提取及鑒定和 植物組織培養(yǎng)，植物成分的提取和血紅蛋白的提取與分離。這幾個內容都比較貼近生活生產實際，不但可以與必修部分的內容相聯系，也為培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)起到了一定的作用，因此高考的力度逐年加大，高考的立意重在對生物技術過程的研究和理解，更高的要求是根據有關內容進行實驗設計和分析。 從命題角度看主要是以微生物的應用為考察對象，進行實驗設計或者其他考察，考察的內容多種多樣，考查方式和方向是更加密切的聯系人們的生活生產實際。微生物的利用在生物技術實踐中占有比較重要的地位，包括微生物的分離和培養(yǎng)技術、特定微生物的數量測定等。本專題易考查培養(yǎng)基、消毒滅菌等有關微生物培養(yǎng)的基礎知識，培養(yǎng)基的制備、高壓蒸汽滅菌和平板劃線法等基本操作技術，并運用相關技術解決生產生活中有關微生物計數、微生物分離與培養(yǎng)等實際問題。選修只以簡單題或填空題形式出現。酶的應用考點和必修內容聯系緊密，主要考查果膠酶在果汁生產中的應用和加酶洗衣粉洗滌效果的探究等知識點，以簡答或實驗設計形式出現。傳統發(fā)酵技術在食品加工中的應用與生活實踐密切相關，考查上注重基礎知識，主要考查實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關的操作技能，并將這些實驗涉及的方法和技能進行綜合應用?？疾樾问缴?，這部分內容出現在選做題中，以非選擇題形式出現。 DNA和血紅蛋白的提取和分離與生活實踐密切相關，考查上注重DNA和血紅蛋白的提取和分離的基礎知識，主要考查實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關的操作技能?？疾樾问缴?，這部分內容出現在選做題中，以非選擇題形式出現。 此部分考題難度不大，試題往往從生產生活實際入手，進行綜合考查。復習每個小專題時建議“抓大放小”，也就是掌握大的方法和思路，力求從宏觀上去整體把握。對于一些細節(jié)問題沒有必要花費太大的精力，因為本專題主要是一些生物技術操作中的技術手段和方法，比如植物組織培養(yǎng)，主要要掌握組織培養(yǎng)的核心過程即脫分化和再分化，影響因素、條件。一要從實驗角度剖析每項技術，把握其原理、材料、操作流程、注意事項等；二要用比較的方法區(qū)分一些重要概念和方法；三要用聯系的觀點看待不同的技術，要聯系必修教材中的相關實驗，注意將不同實驗相關聯的知識進行整合；四是有條件的最好能動手做實驗。 ◢考點精講 【要點梳理】 1．培養(yǎng)基 （1）概念：人們按照微生物對營養(yǎng)物質的不同需求，配制出供其生長繁殖的營養(yǎng)基質。 （2）營養(yǎng)組成：一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽。此外，還需要滿足微生物生長對pH、氧氣以及特殊營養(yǎng)物質的要求。 （3）種類：按照物理性質可分為液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基。 2．無菌技術 （1）含義：指在培養(yǎng)微生物的操作中，所有防止雜菌污染的方法。 （2）關鍵：防止外來雜菌的入侵。 （3）不同對象的無菌操作方法 3．大腸桿菌的純化培養(yǎng) （1）制備固體培養(yǎng)基：計算→稱量→溶化→滅菌→倒平板。 （2）純化大腸桿菌 ①平板劃線法：是通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。 ②稀釋涂布平板法：是將菌液進行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面，進行培養(yǎng)。 4．菌種的保存方法 ①對于頻繁使用的菌種，可以采用臨時保藏的方法。 ②對于需要長期保存的菌種，可以采用甘油管藏的方法。 5．土壤中分解尿素的細菌的分離與計數 （1）分離原理：土壤中的細菌之所以能分解尿素，是因為它們能合成脲酶，這種物質在把尿素分解成無機物的過程中起到催化作用。 （3）將點好樣的濾紙卷成圓筒狀，卷紙時不能將濾紙兩邊相互接觸，以避免由于毛細管現象導致溶劑沿濾紙兩邊的移動加快，溶劑前沿不齊，影響結果。 （4）層析液沒及樣品原點，色素溶解于層析液中，造成實驗失敗。層析液不可沒及樣品原點，以免色素溶解于層析液中，使鑒定失敗。 （5）沒有設置標準樣品作對照。層析液中是否提取到胡蘿卜素，可通過與標準樣品中的β－胡蘿卜素作對比予以確認。 ◢考點精練 1．（四川省成都市石室中學2019屆高三上學期入學考試生物試題）在玫瑰精油和橘皮精油提取過程中，正確的是（ ） A．玫瑰精油和橘皮精油都可用蒸餾、壓榨和萃取的方法提取 B．分離的玫瑰精油油層還含有一定水分可用無水Na2SO4吸水 C．新鮮的橘皮中含有大量的果蠟、果膠等，為了提高出油率，需用CaCO3水溶液浸泡 D．玫瑰精油和橘皮精油都有很強的揮發(fā)性，易溶于有機溶劑，都不可能是萜類化合物 【答案】B 2．（北京市朝陽區(qū)2017-2018學年度高三第一學期期末練習生物試題）豆豉是大豆經過發(fā)酵制成的一種食品。為了研究影響豆豉發(fā)酵效果的因素，某小組將等量的甲、乙兩菌種分別接入等量的A、B兩桶煮熟大豆中并混勻，再將兩者置于適宜條件下進行發(fā)酵，并定期取樣觀測發(fā)酵效果。以下推測不合理的是（　?。? A．該實驗的自變量是菌種，溫度屬于無關變量 B．大豆發(fā)酵過程中部分蛋白質轉變?yōu)槎嚯?，形成豆豉的獨特風味 C．若容器內上層大豆發(fā)酵效果優(yōu)于底層，則發(fā)酵菌為厭氧菌 D．煮熟大豆使蛋白質變性，有利于菌體分泌酶作用于蛋白質 【答案】C 【解析】根據題干信息分析，該實驗的自變量是菌種的種類（甲乙兩種菌種），而溫度屬于無關變量，A正確；大豆發(fā)酵過程中部分蛋白質轉變?yōu)槎嚯?，形成豆豉的獨特風味，B正確；若容器內上層大豆發(fā)酵效果優(yōu)于底層，說明發(fā)酵菌為需氧型，C錯誤；煮熟大豆使蛋白質變性，有利于菌體分泌酶作用于蛋白質，D正確。 3．（四川省廣安第二中學校2019屆高三上學期第一次月考生物試題）關于豆腐乳的制作，不正確的說法是（　?。? A．毛霉是參與腐乳制作的主要微生物 B．傳統工藝生產豆腐乳一般在夏天進行 C．現代食品企業(yè)是在無菌條件下接種毛霉生產豆腐乳 D．鹽的濃度過低，可能導致豆腐乳腐敗變質 【答案】B 【解析】參與豆腐發(fā)酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多種，其中起主要作用的是毛霉，A正確；豆腐上生長毛霉的適宜溫度為15～18℃，因此傳統工藝生產豆腐乳應在春天或秋天，B錯誤；現代的腐乳生產是在嚴格的無菌條件下，將優(yōu)良的毛霉菌種直接接種到豆腐上，這樣可避免其他菌種的污染，保證產品的質量，C正確；加鹽和加酒都能抑制微生物的生長，避免豆腐腐敗變質，D正確。 4．（四川省成都市第七中學2019屆高中畢業(yè)班零診模擬考試生物試題）無菌技術包括以下幾個方面的敘述，其中正確的是（　　） A．紫外線照射前，適量噴灑石碳酸等消毒液，可以加強消毒效果 B．高壓滅菌加熱結束時，打開放氣閥使壓力表指針回到零后，開啟鍋蓋 C．為了防止污染，接種環(huán)經火焰滅菌后應趁熱快速挑取菌落 D．在微生物接種的實驗中，用95%酒精對實驗者的雙手和超凈工作臺進行消毒 【答案】A 【解析】用紫外線照射30min，可以殺死物體表面或空氣中的微生物，在照射前，適量噴灑石碳酸等消毒液，可以加強消毒效果，A正確；高壓滅菌加熱結束時，待壓力表指針回到零后，才能開啟鍋蓋，不能打開放氣閥使壓力表指針回到零，B錯誤；為了防止污染，接種環(huán)經火焰滅菌、冷卻后才可以快速挑取菌落，C錯誤；在微生物接種的實驗中，一般用75%酒精對實驗者的雙手進行消毒，用紫外線照射30min對超凈工作臺進行滅菌，D錯誤。 （5）含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶，其理由是_____________。 【答案】（1）稀釋涂布平板法 （2）灼燒　　將聚集的菌體逐步稀釋以便獲得單個菌落 （3）生成的乳酸與CaCO3反應生成乳酸鈣，周圍形成透明圈　　透明圈 （4）pH過低抑制了乳酸菌的生長 （5）抗生素能夠殺死或抑制乳酸菌的生長 【解析】（1）微生物常見的接種的方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法法，鑒別培養(yǎng)基中，一般需要加入瓊脂作為凝固劑制成固體培養(yǎng)基，然后觀察所獲單菌落的特征。 （2）微生物培養(yǎng)的關鍵是無菌操作，將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具都需要進行滅菌。操作時，接種環(huán)通過灼燒滅菌。平板劃線法分離水樣中的乳酸菌，在第二次及以后劃線時，總是從上一次的末端開始劃線。這樣做的目的是通過劃線次數的增加，使每次劃線時菌體的數目逐漸減少，以便得到單個菌落。 （3）某同學在配制平板時加入CaCO3，從而成功篩選出高效產生乳酸的菌株，其篩選依據的原理是乳酸會與CaCO3反應形成透明圈，透明圈直徑越大，產生乳酸能力越強。 （4）發(fā)酵到后期時，酸奶含量繼續(xù)增加，當達到1.2%以上時，發(fā)酵速度逐漸變緩甚至停止，主要原因是pH過低，乳酸桿菌生存環(huán)境過于惡劣，乳酸桿菌與環(huán)境斗爭處于劣勢而導致其生命活動（發(fā)酵）受到抑制。 （5）抗生素能夠殺死或抑制乳酸菌的生長，因此含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶。 12．（福建省廈門市廈門外國語學校2019屆高三1月月考生物試題）蘋果醋是以蘋果汁為原料經發(fā)酵而成的，回答下列問題： 　　 （1）酵母菌的呼吸代謝途徑如左圖所示。左圖中過程①和②是蘋果醋生產的第一階段，在酵母菌細胞的_________中進行，其產物乙醇與_________試劑反應呈現為灰綠色，這一反應可用于乙醇的檢驗；過程③在酵母菌細胞的_________中進行。 （2）第二階段是在醋酸桿菌的作用下將第一階段產生的乙醇轉變?yōu)榇姿岬倪^程，根據醋酸桿菌的呼吸作用類型，該過程需要在_________條件下才能完成，右圖裝置中通過_________控制此條件。 （3）在生產過程中，第一階段和第二階段的發(fā)酵溫度不同，第一階段的溫度_________（填“低于”或“高于”）第二階段。 （4）左圖中，能釋放能量并生成ATP的過程是_________（填序號）。右圖中的排氣口長而彎曲，目的是_________。 【答案】（1）細胞質基質　　重鉻酸鉀　　線粒體 （2）有氧　　充氣口充氣 （3）低于　　 （4）①③　　防止空氣中微生物的污染 【解析】（1）酵母菌無氧呼吸的產物是酒精和二氧化碳，無氧呼吸在細胞質基質中進行，檢測酒精用酸性重鉻酸鉀溶液，反應呈灰綠色，③為有氧呼吸第二、三階段，在線粒體中進行。 （2）果醋制作的第二階段是乙醇轉變?yōu)榇姿岬倪^程，醋酸菌是嚴格的好氧菌，故需要在有氧條件下進行醋酸發(fā)酵。右圖裝置中通過向充氣口充氣來控制有氧條件。 （3） 第一階段是果酒發(fā)酵，其適宜溫度是18～25℃，第二階段是果醋發(fā)酵，其適宜溫度是30～35℃，因此在生產過程中，第一階段的溫度低于第二階段。 （4）有氧呼吸三個階段均能產生ATP，而無氧呼吸只在第一階段產生ATP，左圖中①③為有氧呼吸過程，①②為無氧呼吸過程，其中②為無氧呼吸的第二階段，不產生ATP，故左圖中，能釋放能量并生成ATP的過程是①③。右圖中的排氣口長而彎曲，目的是防止空氣中微生物的污染。 13．（吉林省長春外國語學校2019屆高三上學期期中考試生物試題）回答下列有關提取植物有效成分的問題： （1）薄荷油具有易揮發(fā)、難溶于水等性質，因此適合選用_________________法來提取。收集到的液體冷卻后加入氯化鈉的目的是___________________，然后加入無水硫酸鈉除去殘留的水分。 （2）從胡蘿卜中提取胡蘿卜素常用的方法是__________________。對胡蘿卜進行粉碎、干燥時，要特別注意干燥的_____________________和時間，以防止胡蘿卜焦糊。提取過程中宜采用____________________方式加熱，以保障安全。 （3）為了提高胡蘿卜汁的澄清度，需要加入果膠酶，該酶往往從某些微生物中提取。一般來講，篩選微生物時常用的接種方法有___________________、____________________，該過程用到的培養(yǎng)基從功能上講，屬于______________培養(yǎng)基。 【答案】（1）水蒸氣蒸餾　　促進油水分層 （2）萃取法　　溫度　　水浴 （3）平板劃線法　　稀釋涂布平板法　　選擇 14．（江蘇省海安高級中學2019屆高三上學期第二次月考生物試題）鮮牛奶容易被金黃色葡萄球菌污染，該菌高度耐鹽，可引起人類肺炎等疾病。在血平板（培養(yǎng)基中添加適量血液）上生長時，可破壞菌落周圍的紅細胞，使其褪色。下圖為檢測鮮牛奶是否被金黃色葡萄球菌污染的操作流程，請據圖回答： 　　　 （1）鮮牛奶經乳酸桿菌發(fā)酵可制成酸奶，在酸奶發(fā)酵過程中需控制的氣體條件是________。 （2）用7.5% NaCl肉湯培養(yǎng)基培養(yǎng)的主要目的是_____________。經多次規(guī)范操作、重復實驗，血平板上均出現_________的菌落，初步證明鮮牛奶中存在金黃色葡萄球菌。從功能上分類，血平板屬于____________培養(yǎng)基。 （3）在3個血平板上各接種稀釋倍數為103的菌液樣品0.1mL，培養(yǎng)一段時間后平板上的菌落數分別為38、46、54，則每升原菌液樣品中細菌數為________。這一數值與實際值相比可能_________。 （4）分離純化微生物時，除了圖中接種方法，還常用平板劃線法。若要在五個區(qū)域劃線，共需灼燒接種環(huán)_____次，最后一次灼燒滅菌的目的是_______________。 【答案】（1）無氧（隔絕空氣）　　 （2）篩選出金黃色葡萄球菌（增加金黃色葡萄球菌的數量，同時抑制其它微生物生長）　　周圍存在透明圈（無色、紅色消褪）　　鑒別 （3）4.6108　　小 （4）6　　防止污染環(huán)境和感染操作者 【解析】（1）乳酸桿菌為厭氧菌，鮮牛奶經乳酸桿菌發(fā)酵可制成酸奶，在酸奶發(fā)酵過程中需控制的氣體條件是無氧（隔絕空氣）。 （2）用7.5% NaCl肉湯培養(yǎng)基培養(yǎng)的主要目的是篩選出金黃色葡萄球菌（增加金黃色葡萄球菌的數量，同時抑制其它微生物生長）。經多次規(guī)范操作、重復實驗，血平板上均出現周圍存在透明圈的菌落，初步證明鮮牛奶中存在金黃色葡萄球菌。從功能上分類，血平板屬于鑒別培養(yǎng)基。 （3）在3個血平板上各接種稀釋倍數為103的菌液樣品0.1mL，培養(yǎng)一段時間后平板上的菌落數分別為38、46、54，則每升原菌液樣品中細菌數為（38+46+54）310310310=4.6108個。 （4）分離純化微生物時，除了圖中接種方法，還常用平板劃線法。若要在五個區(qū)域劃線，共需灼燒接種環(huán)6次，最后一次灼燒滅菌的目的是防止污染環(huán)境和感染操作者。 15．（四川外國語大學附屬外國語學校2019屆高三10月月考理綜生物試題）請回答關于果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的問題。 （1）葡萄酒是最受歡迎的果酒之一，葡萄酒發(fā)酵過程中，需將溫度控制在________℃。 發(fā)酵過程中，在________條件下，酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數其他微生物受抑制。若要讓發(fā)酵裝置由產葡萄酒轉變成產葡萄醋，則需要改變的條件_________。 （2）腐乳的制作是利用毛霉產生的__________將豆腐中的蛋白質和脂肪分解。加鹽腌制的主要目的是析出豆腐中的水分，使豆腐塊變硬；同時還能______，避免豆腐塊腐敗變質。 （3）泡菜是川渝地區(qū)家喻戶曉的開胃小菜，泡菜發(fā)酵的原理是_______________；一般地說，泡菜腌制14天后，亞硝酸鹽含量低，適合食用，實驗室用___________法檢測其含量。 【答案】（1）18--25℃　　無氧、酸性　　加入醋酸菌，充入無菌空氣，提高發(fā)酵溫度 （2）蛋白酶和脂肪酶　　抑制微生物的生長繁殖 （3）無氧條件下，乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸　　比色