生物二輪復(fù)習(xí)：選修1專題2生物技術(shù)實(shí)踐課件

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選修1生物技術(shù)實(shí)踐☆最新考綱高頻考點(diǎn)1.微生物的分離與培養(yǎng)Ⅱ2．某種微生物數(shù)量的測(cè)定Ⅱ3．培養(yǎng)基對(duì)微生物的選擇作用Ⅱ4．利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物以及微生物在其他方面的應(yīng)用Ⅱ1.制作果酒和果醋的基本原理和方法，以及發(fā)酵的條件2．設(shè)計(jì)安裝簡(jiǎn)單的生產(chǎn)果酒、果醋的裝置3．腐乳制作的原理、方法和制作流程中各步措施的作用，以及質(zhì)量評(píng)價(jià)4．泡菜制作原理及其實(shí)驗(yàn)流程5．亞硝酸鹽含量的檢測(cè)方法6．培養(yǎng)基的種類、營(yíng)養(yǎng)要求及配制原則7．無菌技術(shù)的具體操作及應(yīng)用8．運(yùn)用相關(guān)技術(shù)解決微生物的分離與培養(yǎng)等實(shí)際問題一、發(fā)酵及發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用1．果酒、果醋、腐乳及泡菜的制作原理及過程果酒和果醋的制作腐乳的制作泡菜的制作主要菌種果酒：酵母菌果醋：醋酸菌毛霉等乳酸菌果酒和果醋的制作腐乳的制作泡菜的制作實(shí)驗(yàn)流程挑選葡萄↓沖洗↓榨汁↓酒精發(fā)酵→果酒↓醋酸發(fā)酵→果醋讓豆腐上長(zhǎng)出毛霉

↓加鹽腌制

↓加鹵湯裝瓶

↓密封腌制注意的問題(1)材料的選擇與處理(2)防止發(fā)酵液被污染(3)控制好發(fā)酵的條件(1)控制好材料的用量(2)防止雜菌污染(1)泡菜壇的選擇(2)腌制的條件

發(fā)酵技術(shù)中常用菌種的比較菌種項(xiàng)目酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物學(xué)分類真核生物原核生物真核生物原核生物代謝類型異養(yǎng)兼性厭氧異養(yǎng)需氧異養(yǎng)需氧異養(yǎng)厭氧生產(chǎn)應(yīng)用釀酒釀醋制作腐乳制作泡菜發(fā)酵條件前期需氧，后期不需氧一直需氧一直需氧無氧

果酒、果醋制作過程中防止雜菌污染的措施：(1)榨汁機(jī)和發(fā)酵瓶等都需清洗干凈，且發(fā)酵瓶要進(jìn)行消毒。(2)清洗葡萄時(shí)要先清洗后除枝梗。(3)發(fā)酵瓶排氣管用曲頸管不用直管。2．亞硝酸鹽及其含量測(cè)定(1)與人體健康的關(guān)系①亞硝酸鹽在膳食中普遍存在，在人體內(nèi)以“過客”的形式隨尿排出，但當(dāng)攝入總量較多時(shí)，可引起中毒或死亡。②亞硝酸鹽在一定條件下可轉(zhuǎn)化為能致癌、致畸和致突變的物質(zhì)——亞硝胺。(2)含量的測(cè)定①原理：在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后，與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料，通過目測(cè)比較，大致估算其含量。②測(cè)定操作：配制溶液→制備標(biāo)準(zhǔn)顯色液→制備樣品處理液→比色。【解析】

(1)果酒是以葡萄為原料，通過酵母菌發(fā)酵獲得的，而酵母菌主要存在于果實(shí)的表面，所以不能對(duì)葡萄進(jìn)行反復(fù)沖洗。(2)乙裝置沒有排氣管道，所以應(yīng)添加排氣口，并連上一根長(zhǎng)而彎曲的管子，保證酵母菌開始時(shí)進(jìn)行有氧呼吸。(3)酵母菌生產(chǎn)酒精需進(jìn)行無氧呼吸，所以生產(chǎn)酒精不需通入空氣。酶的活性在18～25℃時(shí)最高，所以裝置中溫度控制在18～25℃。(4)用pH試紙檢測(cè)裝置中培養(yǎng)液的pH，以檢測(cè)是否有醋酸生成?！敬鸢浮?/p>

(1)葡萄上存在酵母菌，反復(fù)沖洗，會(huì)洗去大量的酵母菌，不利于酒精發(fā)酵(2)缺少一個(gè)排氣口，應(yīng)補(bǔ)上一個(gè)排氣口裝置，并連上一根長(zhǎng)而彎曲的管子(3)18～25℃不需要通入空氣C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O(4)pH試紙二、微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用1．微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)(1)培養(yǎng)基①概念：人們按照微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。②分類和應(yīng)用劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特點(diǎn)用途物理性質(zhì)液體培養(yǎng)基不加凝固劑工業(yè)生產(chǎn)半固體培養(yǎng)基加凝固劑，如瓊脂觀察微生物的運(yùn)動(dòng)、分類、鑒定固體培養(yǎng)基微生物分離、鑒定、活菌計(jì)數(shù)劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特點(diǎn)用途物理性質(zhì)液體培養(yǎng)基不加凝固劑工業(yè)生產(chǎn)半固體培養(yǎng)基加凝固劑，如瓊脂觀察微生物的運(yùn)動(dòng)、分類、鑒定固體培養(yǎng)基微生物分離、鑒定、活菌計(jì)數(shù)劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特點(diǎn)用途根據(jù)用途選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)基中加入了抑制或促進(jìn)微生物生長(zhǎng)的化學(xué)物質(zhì)培養(yǎng)、分離出特定微生物鑒別培養(yǎng)基培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品鑒別不同種類的微生物③制備：計(jì)算→稱量→溶化→滅菌→倒平板(2)無菌技術(shù)具體操作①對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手進(jìn)行清潔和消毒。②將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等進(jìn)行滅菌。③為避免周圍環(huán)境中微生物的污染，實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行。④實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍的物品相接觸。2．純化大腸桿菌以及菌種的保藏(1)制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基：計(jì)算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。(2)純化大腸桿菌①原理：在培養(yǎng)基上將細(xì)菌稀釋或分散成單個(gè)細(xì)胞，使其長(zhǎng)成單個(gè)的菌落，這個(gè)菌落就是一個(gè)純化的細(xì)菌菌落。②方法：平板劃線法、稀釋涂布平板法。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；稀釋涂布平板法則是將菌液進(jìn)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(jìn)行培養(yǎng)。(3)菌種的保藏①短期保存：固體斜面培養(yǎng)基上4℃保存，菌種易被污染或產(chǎn)生變異。②長(zhǎng)期保存：－20℃甘油管在冷凍箱中保藏。

平板冷凝后，皿蓋上會(huì)凝結(jié)水珠，凝固后的培養(yǎng)基表面的濕度也比較高，將平板倒置，既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地?fù)]發(fā)；又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染?！窘馕觥?/p>

碳源是提供碳元素的物質(zhì)，氮源是提供氮元素的物質(zhì)。所以碳源是葡萄糖，氮源是尿素。絕大多數(shù)生物都能利用葡萄糖。但是，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，所以這種培養(yǎng)基對(duì)微生物有選擇作用。選擇的原則是只有能夠利用尿素的微生物才能夠生長(zhǎng)。培養(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌；培養(yǎng)皿能耐高溫，需用干熱滅菌；接種環(huán)可用灼燒滅菌達(dá)到迅速徹底的滅菌效果；實(shí)驗(yàn)操作者的雙手可用化學(xué)藥劑進(jìn)行消毒，如用酒精擦拭雙手；空氣可用紫外線消毒；牛奶為不破壞其營(yíng)養(yǎng)成分可采用巴氏消毒法。三、微生物的分離與計(jì)數(shù)1．土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)Ⅰ.分離分解尿素的細(xì)菌所使用的特定培養(yǎng)基分離分解尿素的細(xì)菌的培養(yǎng)基應(yīng)為選擇培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中的氮源只有尿素，理論上只有能合成脲酶的微生物才能在上面生長(zhǎng)。其配方如下：KH2PO41.4gNa2HPO42.1gMgSO4·7H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素(唯一氮源)1.0g瓊脂15.0g將上述物質(zhì)溶解后，用自來水定溶到1000mL。Ⅱ.統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目的方法(1)顯微鏡直接計(jì)數(shù)法①原理：利用特定細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下計(jì)算一定容積的樣品中微生物數(shù)量。②方法：用計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)。③缺點(diǎn)：不能區(qū)分死菌與活菌。2．分解纖維素的微生物的分離(1)分解纖維素的微生物的分離①實(shí)驗(yàn)原理即：可根據(jù)是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。②實(shí)驗(yàn)流程土壤取樣：富含纖維素的環(huán)境↓選擇培養(yǎng)：用選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)，以增加纖維素分解菌的數(shù)量梯度稀釋↓涂布平板：將樣品涂布于鑒別含CR的纖維素分解菌的培養(yǎng)基(固體)↓挑選產(chǎn)生透明圈的菌落：產(chǎn)生纖維素酶的菌落周圍出現(xiàn)透明圈。5．下圖為分離并統(tǒng)計(jì)分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)流程，據(jù)此回答有關(guān)問題：(1)要從富含纖維素的環(huán)境中分離纖維素分解菌，從高溫?zé)崛袑ふ夷蜔峋?，這說明___________________。根據(jù)目的菌株對(duì)生存環(huán)境的要求，到相應(yīng)的環(huán)境中去尋找(2)某同學(xué)根據(jù)需要，配制了纖維素分解菌的培養(yǎng)基如下，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程嚴(yán)格執(zhí)行無菌操作。如果將其中的纖維素粉換成________，菌落數(shù)____________________________，即可說明選擇培養(yǎng)基的作用。(3)接種微生物最常用的是平板劃線法和稀釋涂布平板法，本實(shí)驗(yàn)宜采用________法，原因是__________。纖維素粉NaNO3Na2HPO4·7H2OKH2PO45g1g1.2g0.9gMgSO4·7H2OKCl酵母膏、水解酪素0.5g0.5g適量葡萄糖明顯多于選擇培養(yǎng)基上的菌落數(shù)稀釋涂布平板平板劃線法難以根據(jù)稀釋體積計(jì)算每克樣品中的細(xì)菌數(shù)【解析】

(1)因?yàn)槔w維素分解菌與耐熱菌有不同的生活習(xí)性，生活在不同的環(huán)境中，故要根據(jù)目的菌株對(duì)生存環(huán)境的要求，到相應(yīng)的環(huán)境中去尋找。(2)因?yàn)槠咸烟鞘抢w維素水解的、能被微生物直接利用的有機(jī)小分子，所以如果將其中的纖維素粉換成葡萄糖，纖維素分解菌及其他細(xì)菌會(huì)生長(zhǎng)繁殖得更快，故菌落數(shù)明顯多于選擇培養(yǎng)基。(3)因?yàn)橄♂屚坎计桨宸ㄒ獙⒕哼M(jìn)行一系列的梯度稀釋，故該法可根據(jù)稀釋體積計(jì)算每克樣品中的細(xì)菌數(shù)，而平板劃線法則不能這樣，所以本實(shí)驗(yàn)宜采用稀釋涂布平板法。 (2009年高考浙江卷)下面是有關(guān)食醋和泡菜制作的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答：(1)食醋可用大米為原料經(jīng)三步發(fā)酵來制作：第一步：大米經(jīng)蒸熟、冷卻后加入淀粉酶，將原料中的淀粉分解成①________(填中間產(chǎn)物)，然后進(jìn)一步分解成葡萄糖，這一過程可用②________(填淀粉指示劑)來檢測(cè)，因?yàn)樵撛噭┯龅矸鄢仕{(lán)色，遇上述中間產(chǎn)物呈紅色。第二步：用③________菌將葡萄糖轉(zhuǎn)化成乙醇，這一發(fā)酵過程中，玻璃發(fā)酵瓶不應(yīng)完全密閉的主要原因是④____________。第三步：用⑤________菌將乙醇轉(zhuǎn)化成乙酸，這一過程⑥________氧氣。(2)泡菜發(fā)酵過程中，會(huì)產(chǎn)生多種酸，其中主要是⑦_(dá)_______，還有少量的亞硝酸。對(duì)亞硝酸鹽的定量測(cè)定可以用⑧______法，因?yàn)閬喯跛猁}與對(duì)氨基苯磺酸的反應(yīng)產(chǎn)物能與N－1－萘基乙二胺偶聯(lián)成⑨________色化合物。進(jìn)行樣品測(cè)定時(shí)，還要取等量水進(jìn)行同樣的測(cè)定，目的是⑩________?！窘馕觥?/p>

淀粉在α－淀粉酶的作用下可先水解成糊精，然后再β－淀粉酶、糖化淀粉酶的作用下最后水解成葡萄糖；酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸，也可以進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乙醇；在泡菜發(fā)酵過程中，雜菌可能產(chǎn)生乳酸、乙酸等；醋酸桿菌在有氧條件下可以將乙醇轉(zhuǎn)化成醋酸。【答案】

(1)①糊精②碘液(KI－I2溶液)③酵母④發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生大量CO2，使瓶?jī)?nèi)壓力升高而可能引起爆裂⑤醋酸醋桿(醋酸桿)⑥需要消耗(2)⑦乳酸(或有機(jī)酸)⑧(光電)比色⑨玫瑰紅⑩作為對(duì)照 (2009年高考寧夏理綜卷)(1)在大腸桿菌培養(yǎng)過程中，除考慮營(yíng)養(yǎng)條件外，還要考慮________、________和滲透壓等條件。由于該細(xì)菌具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、變異類型容易選擇、________、______等優(yōu)點(diǎn)，因此常作為遺傳學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)材料。(2)在微生物培養(yǎng)操作過程中，為防止雜菌污染，需對(duì)培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進(jìn)行________(消毒、滅菌)；操作者的雙手需要進(jìn)行清洗和________；靜止空氣中的細(xì)菌可用紫外線殺滅，其原因是紫外線能使蛋白質(zhì)變性，還能________________。(3)若用稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)大腸桿菌活菌的個(gè)數(shù)，要想使所得估計(jì)值更接近實(shí)際值，除應(yīng)嚴(yán)格操作、多次重復(fù)外，還應(yīng)保證待測(cè)樣品稀釋的________。(4)通常，對(duì)獲得的純菌種還可以依據(jù)菌落的形狀、大小等菌落特征對(duì)細(xì)菌進(jìn)行初步的________。(5)培養(yǎng)大腸桿菌時(shí)，在接種前需要檢測(cè)培養(yǎng)基是否被污染。對(duì)于固體培養(yǎng)基應(yīng)采用的檢測(cè)方法是________________________________________________________________________。(6)若用大腸桿菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使用過的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)物必須經(jīng)過________處理后才能丟棄，以防止培養(yǎng)物的擴(kuò)散。【解析】

本題主要考查微生物培養(yǎng)的綜合知識(shí)。消毒一般只是消滅體表的微生物，而滅菌是殺滅所有的微生物及孢子等。觀察細(xì)菌等微生物的有無通常是通過培養(yǎng)來觀察菌落的形狀、顏色等?！敬鸢浮?/p>

(1)溫度酸堿度易培養(yǎng)生活周期短(2)滅菌消毒損傷DNA的結(jié)構(gòu)(3)比例合適(4)鑒定(或分類)

(5)將未接種的培養(yǎng)基在適宜的溫度下放置適宜的時(shí)間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落產(chǎn)生(6)滅菌

消毒與滅菌的不同項(xiàng)目消毒滅菌條件使用較為溫和的理化方法使用強(qiáng)烈的理化因素結(jié)果殺死物體表面或內(nèi)部一部分對(duì)人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子適用實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手微生物的培養(yǎng)器皿、接種用具和培養(yǎng)基等項(xiàng)目消毒滅菌常用方法煮沸消毒法(如100℃，5min～6min)，巴氏消毒法(80℃，15min)，酒精、氯氣、石炭酸等化學(xué)藥劑消毒法灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌 (2009年高考安徽理綜卷)下列是關(guān)于“檢測(cè)土壤中細(xì)菌總數(shù)”實(shí)驗(yàn)操作的敘述，其中錯(cuò)誤的是(

)A．用蒸餾水配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，經(jīng)高溫、高壓滅菌后倒平板B．取104、105

、106倍的土壤稀釋液和無菌水各0.1mL，分別涂布于各組平板上C．將實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組平板倒置，37℃恒溫培養(yǎng)24～48小時(shí)D．確定對(duì)照組無菌后，選擇菌落數(shù)在300以上的實(shí)驗(yàn)組平板進(jìn)行計(jì)數(shù)【解析】

配制培養(yǎng)基時(shí)要用蒸餾水，而不能用自來水，防止雜菌污染；培養(yǎng)微生物時(shí)要選擇適宜的溫度37℃，持續(xù)時(shí)間24～48小時(shí)；土壤中微生物的量相對(duì)穩(wěn)定，由于實(shí)驗(yàn)原因，很容易引起數(shù)量的劇烈變化，所以要選擇30～300左右進(jìn)行計(jì)數(shù)。【答案】

D1．(2009年高考重慶理綜卷)下列有關(guān)大腸桿菌的敘述，正確的是 (

)A．大腸桿菌以復(fù)制方式進(jìn)行繁殖，其擬核是一個(gè)環(huán)狀DNA分子B．在含葡萄糖和乳糖的培養(yǎng)基上，大腸桿菌首先利用乳糖作碳源C．用大腸桿菌工程菌生產(chǎn)干擾素時(shí)，應(yīng)及時(shí)添加核酸等生長(zhǎng)因子D．處于對(duì)數(shù)期的大腸桿菌，常作為生產(chǎn)用的菌種和科研的材料【解析】大腸桿菌以二分裂的方式進(jìn)行繁殖，其擬核是一個(gè)大型環(huán)狀DNA分子。對(duì)大腸桿菌來說，分解葡萄糖的酶是組成酶，分解乳糖的酶是誘導(dǎo)酶，在葡萄糖和乳糖共同存在時(shí)，大腸桿菌只利用葡萄糖。用大腸桿菌工程菌生產(chǎn)干擾素時(shí)，應(yīng)及時(shí)添加氨基酸等生長(zhǎng)因子。處于對(duì)數(shù)期的大腸桿菌，代謝旺盛，菌體的形態(tài)和生理特性較穩(wěn)定，常作為生產(chǎn)用的菌種和科研材料?！敬鸢浮?/p>

D2．(2009年高考四川理綜卷)下列關(guān)于幾種微生物的營(yíng)養(yǎng)代謝和生長(zhǎng)繁殖的描述，正確的是 (

)A．根瘤菌通過生物固氮，制造了含氮養(yǎng)料和含碳有機(jī)物B．接種到培養(yǎng)基上的青霉菌，進(jìn)入對(duì)數(shù)期能大量積累青霉素C．培養(yǎng)液中溶氧量的變化，會(huì)影響酵母菌的生長(zhǎng)繁殖和代謝途徑D．用32P標(biāo)記的噬菌體感染細(xì)菌，在新形成的噬菌體中都能檢測(cè)到32P【解析】根瘤菌通過生物固氮，制造了植物可利用的含氮無機(jī)物——NH3，但不能制造含碳有機(jī)物。接種到培養(yǎng)基上的青霉菌，穩(wěn)定期能大量積累青霉素。噬菌體只有一個(gè)DNA分子，用32P標(biāo)記噬菌體后，在細(xì)菌內(nèi)繁殖，因半保留復(fù)制，子一代均含32P，但從子二代開始將出現(xiàn)不含32P的子代噬菌體。酵母菌為兼性厭氧型