（通用版）2016高考生物二轮复习 第一部分 专题九 生物技术实践（课件+试题）（打包4套）.zip

专题九 生物技术实践命 题 源 19 微生物的利用和生物技 术 在食品加工中的 应 用专题九 生物技术实践[最新考 纲 ] 1.微生物的利用： (1)微生物的分离和培养 (2)某种微生物数量的 测 定 (3)培养基 对 微生物的 选择 作用2．生物技 术 在食品加工中的 应 用： (1)运用 发 酵加工食品的基本方法 (2)测 定食品加工中可能 产 生的有害物 质命 题 模型一 以 实验 室培养 为 基 础 考 查 微生物的培养与利用1．培养微生物的基本技 术(1)制 备 培养基： 计 算 → 称量 → 溶化 → 灭 菌 → 倒平板。(2)无菌技 术 ： 主要指消毒和 灭 菌。(3)倒平板操作： 待培养基冷却至 50 ℃ 左右 时 ，在酒精灯火焰附近倒平板。(4)平板划 线 操作： 平板划 线 法通 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。(5)稀 释 涂布平板法： 先将菌液 进 行一系列梯度稀 释 后涂布平板，在稀 释 度足 够 高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散到培养基的表面，从而在培养基表面形成 单 个菌落。如 图：2．某种微生物的分离与 计 数(1)分离 —— 选择 培养基。(2)计 数① 土壤中分解尿素的 细 菌的分离与 计 数a． 筛选 菌株：利用 选择 培养基 筛选 菌株。b． 计 数方法：活菌 计 数法和 显 微 镜 直接 计 数法。c． 过 程：土壤取 样 → 样 品的稀 释 → 微生物的培养与 观 察。② 分解 纤维 素的微生物的分离a． 实验 原理即：可根据是否 产 生透明圈来 筛选纤维 素分解菌。b．流程：土壤取样 → 选择培养 → 梯度稀释 → 涂布平板 →挑选菌落。(3)鉴 定方法鉴 定分解尿素的细 菌鉴 定 纤维 素分解菌含酚 红 指示 剂 的尿素 为 唯一氮源的培养基 →细 菌 → 指示 剂变红 ， 则该 菌能分解尿素1． (实验过 程 图类 )饲 养 动 物常用的植物 饲 料中含有 难 溶的植酸 钙 等物 质 ，很 难 被 动 物吸收利用， 还 影响 对 其他 营 养物 质 的利用。若在 饲 料中添加植酸 酶 ， 则 能催化其水解成 为可以吸收利用的磷酸 盐 等。以下是科研人 员 从作物根部土壤中分离 产 植酸 酶 的菌株的 过 程示意 图 。 请 分析回答下列 问题：(1)培养基中除了添加植酸 钙 以外， 还应 含有 ______、______、水、无机 盐 等基本 营 养物 质 。(2)为 防止 杂 菌 污 染，要 对 培养基和培养皿等 进 行________________，而且 须 将接种后的培养皿呈 ________状态 放置。(3)接种以前 进 行的一系列操作，目的是在培养皿表面形成__________。根据土壤 样 品的稀 释 倍数和接种稀 释 液的体 积， 统计 平板上的 ________就能大致推 测 出 样 品中的活菌数。碳源氮源(高 压 蒸汽 )灭 菌 倒置单 个菌落菌落数(4)由于植酸 钙 的不溶解性，使培养基中形成白色 浑浊 。 产 植酸 酶 的菌株会水解植酸 钙 ，菌落的周 围 将形成透明的区域，根据透明区域的有无，可初步判断 该 菌是否 产 植酸 酶 。 实验结 果 显 示 A～ E五种菌株中， ___是 产 植酸 酶 的理想菌株。(5)获 得目的菌以后，若要用于植酸 酶 的生 产 ， 还 需要 进 行_________。E扩 大培养解析： (1)微生物生 长 所需的 营 养物 质 一般都含有水、无机盐 、碳源、氮源等。 (2)为 防止 杂 菌 污 染，要 对 培养基和培养皿 进 行 灭 菌 处 理，而且 须 将接种后的培养皿呈倒置状 态 放置，以防止 污 染。 (3)接种以前 对样 品 进 行稀 释 的目的是在培养皿表面形成 单 个菌落，根据土壤 样 品的稀 释 倍数和接种稀 释液的体 积 ， 统计 平板上的菌落数就能大致推 测 出 样 品中的活菌数。 (4)根据 题 意，透明圈越大， 说 明植酸 酶 越多，故 E是最理想菌株。 (5)获 得目的菌后，若用于植酸 酶 的生 产 ， 还 需要 进 行 扩 大培养。2． (表格信息 类 )植物秸 秆 中的 纤维 素可被某些微生物分解。回答下列 问题 ：(1)分解秸 秆 中 纤维 素的微生物能分泌 纤维 素 酶 ， 该 酶 是由 3种 组 分 组 成的复合 酶 ，其中的葡萄糖苷 酶 可将 _________分解成 ________。(2)在含 纤维 素的培养基中加入 刚 果 红 (CR)时 ， CR可与 纤维素形成 ____色复合物。用含有 CR的 该 种培养基培养 纤维 素分解菌 时 ，培养基上会出 现 以 该 菌的菌落 为 中心的 ________。 (3)为 从富含 纤维 素的土壤中分离 获 得 纤维 素分解菌的 单 菌落，某同学 设计 了甲、乙两种培养基 (成分 见 下表 )：纤维 二糖葡萄糖红透明圈酵母膏 无机 盐 淀粉 纤维素粉 琼脂 CR溶液 水培养基甲 ＋ ＋ － ＋ － ＋ ＋培养基乙 ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ ＋注： “ ＋ ” 表示有， “ － ” 表示无。据表判断，培养基甲 ________(填 “ 能 ” 或 “ 不能 ” )用于分离和 鉴别纤维 素分解菌，原因是__________________________；培养基乙 ____(填 “ 能 ” 或 “ 不能 ” )用于分离和 鉴别纤维素分解菌，原因是___________________________________________________________________________________________________ 。不能液体培养基不能分离 单 菌落不能乙培养基中没有 纤维 素，不会形成 CR— 纤维 素 红 色复合物，即使出 现单 菌落也不能确定其 为纤维 素分解菌解析： (1)葡萄糖苷 酶 能 够 将 纤维 二糖分解成葡萄糖。 (2)刚果 红 能 够 与 纤维 素形成 红 色复合物，用含有 CR的 该 种培养基培养 纤维 素分解菌 时 ，培养基上会出 现 以 该 菌的菌落 为 中心的透明圈。 (3)培养基甲不能用于分离和 鉴别纤维 素分解菌，因 为 液体培养基不能分离 单 菌落；培养基乙不能用于分离和 鉴别纤维 素分解菌，因 为 乙培养基中没有 纤维 素，不会形成 CR— 纤维 素 红 色复合物，即使出 现单 菌落也不能确定其 为纤维 素分解菌。微生物的培养与利用分析策略(1)培养基的 营 养成分分析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、能源。(2)平板划 线 法与稀 释 涂布平板法区 别 的分析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 数法，而 显 微 镜 直接 计 数法不能区分 细 菌的死活。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 30～ 300的平板 进 行 计 数。(3)选择 培养基与 鉴别 培养基区 别 的分析种 类 制 备 方法 原理 用途 举 例选择培养基鉴别培养基培养基中加入某些化学物 质依据某些微生物 对 某些物 质或 环 境条件的嗜好、抗性而设计从众多微生物中分离所需的微生物加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌培养基中加入某种指示 剂 或化学 药 品依据微生物 产生的某种代 谢产 物与培养基中的特定 试剂或化学 药 品反应 ， 产 生明 显的特征 变 化而设计鉴别 不同种 类 的微生物 伊 红 美 蓝 培养基可以 鉴别 大 肠 杆菌(4)选择 培养基及 鉴别 培养基的运用策略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 为 液体培养基，以 纤维 素作 为 碳源和能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 ；因培养基中无凝固 剂 ， 为 液体培养基，利用液体培养基能使 营 养成分充分消耗，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，因 为 要在培养基上形成我 们 肉眼可 见 的菌落， 刚 果 红 染色法就是 应 用的此培养基。[押 题 1] (2015·湖北武 汉 模 拟 )醋酸菌是食品工 业 中常用的微生物，不 仅 可用于生 产 醋酸，某些 类 型 还 可用于生 产细 菌纤维 素。回答下列 问题 ：(1)醋酸菌在缺少糖源的情况下，可将乙醇氧化 为 ______， 进而生成醋酸。 进 行醋酸 发 酵 时 ， 为 了 维 持醋酸 发 酵培养液pH的相 对稳 定，可向培养液中加入 ____________。乙 醛缓 冲物 质(2)筛选 接种 时 ， 为 了避免 环 境中微生物的 污 染， 实验 操作应 在 ____________附近 进 行；某同学采用平板划 线 法 进 行接种，在适宜条件下培养一段 时间 后， 发现 一个培养皿中某部位的菌落分布呈沟槽状，与其他部位的菌落分布有明 显 差异，其原因最可能是划 线时该 部位 _________________。(3)将 鉴 定的菌种 进 行 临时 保存 时 ，可在低温下使用 试 管斜面保存，但 该 方法除保存 时间 短外，菌种 还 易__________________；若需 较长时间 保存菌种，可用的方法是 __________。酒精灯火焰培养基表面被划破被 污 染或 产 生 变 异甘油管藏(4)利用 筛选 出的 优质 菌种 进 行生 产时 ，研究人 员测 得培养过 程中的 细 菌 纤维 素 产 量、培养液中的残糖量和残氮量如 图所示。 图 中代表培养液中残氮量的是 ___曲 线 。与 B曲 线 相比， A曲 线 下降更快的主要原因是______________________________。B该细 菌合成 纤维 素需要大量糖源解析： (1)醋酸菌在缺少糖源的情况下，可将乙醇氧化 为 乙 醛，乙 醛进 一步氧化 为 醋酸。 为维 持 pH的相 对稳 定可以加入缓 冲物 质 。(2)在接种 实验 中 为 了避免微生物的 污 染 应 在酒精灯火焰附近进 行整个操作。采用平板划 线 法 进 行接种，如果培养一段 时间 后 发现 一个培养皿中某部位的菌落分布成沟槽状，最可能是操作 时 用力不均匀，培养基表面被划破了。(3)菌种 临时 保存在低温下使用 试 管斜面保存 时 ，除保存 时间 短外，菌种 还 易被 污 染或 产 生 变 异。 较长时间 保存菌种可以采用甘油管藏法。(4)纤维 素是多糖， 细 菌 产 生 纤维 素主要是利用糖 类 ，糖 类的 组 成元素是 C、 H、 O，因此在 纤维 素量上升的 时 候， 对含 N量没有太大影响， 该 曲 线应 下降 较 小，由 图 可知 应 是 B曲 线 代表的。与 B曲 线 相比， A曲 线 下降更快的主要原因是该细 菌合成 纤维 素需要大量糖源。[押 题 2] (2015·山 东 烟台 诊 断 测试 )尿素是一种重要的 农业肥料，但是不 经过细 菌的分解，就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种 类 和数量繁多，同学 们试图 探究土壤中微生物 对 尿素是否有分解作用， 设计 了以下 实验 ，并成功 筛选 到能高效降解尿素的 细 菌 (目的菌 )，培养基成分如下表所示， 实验 步 骤 如 图 所示， 请 回答下列 问题 ：KH2PO4 1.4 gNa2HPO4 2.1 gMgSO4·7H2O 0.2 g葡萄糖 10 g尿素 1 g琼 脂 15 g将上述物 质 溶解后，用自来水定容到 1 000 mL(1)此培养基能否用于植物 组织 培养？ _____，理由是______________。(2)培养基中氮源是 _____， 这 种培养基在功能上属于_____培养基，目的是只允 许 能合成 ______的微生物生 长 ，其他微生物均不能生 长 。(3)欲从土壤中分离 获 取上述特定微生物，可采用__________________________法 进 行接种。不能缺少植物激素尿素选择 脲 酶稀 释 涂布平板法或平板划 线(4)在以尿素 为 唯一氮源的培养基中加入 ______________，使指示 剂变红 色，而 筛选纤维 素分解菌的方法是 ___________法。酚 红 指示 剂刚 果 红 染色解析： (1)由于植物 组织 培养 过 程必 须 添加植物激素，故 该 培养基不能用作植物 组织 培养。(2)分析表格中信息，培养基成分中含有氮元素的物 质 是尿素；由于尿素 为 唯一氮源，可以 筛选 分解尿素的 细 菌， 这 种培养基属于 选择 培养基；由于 脲 酶 能促 进 尿素的水解，因此分解尿素的 细 菌能 够 合成 脲 酶 。(3)分离微生物常用的方法是平板划 线 法和稀 释 涂布平板法。(4)由于尿素分解后 产 生氨，可使培养基 显 碱性，从而使酚 红指示 剂变红 ；由于 纤维 素能被 刚 果 红 染成 红 色，因此培养基中加入 刚 果 红 可以 鉴 定分解 纤维 素的 细 菌。命 题 模型二 以微生物 发 酵原理 为 基 础 考 查传统发 酵技 术的 应 用1．制作果酒、果醋、腐乳、泡菜菌种的比 较酵母菌 醋酸菌 毛霉 乳酸菌生物学分类代 谢类 型生 产应 用发 酵条件真核生物 原核生物 真核生物 原核生物异养兼性厌 氧 异养需氧 异养需氧 异养 厌 氧酿 酒、 发面 酿 醋 制作腐乳制作泡菜、酸奶前期需氧，后期不需氧一直需氧 一直需氧 不需氧2.果酒、果醋、腐乳及泡菜的制作原理及 过 程果酒和果醋的制作 腐乳的制作 泡菜的制作主要菌种原理果酒：酵母菌果醋：醋酸菌 毛霉等 乳酸菌乳酸菌 发 酵产 生乳酸1微生物的利用和生物技术在食品加工中的应用1．(2015·宁夏银川三模)牛奶是微生物生长的良好培养基。生鲜牛奶中的微生物情况反映了奶牛的健康状况，也影响奶制品的运输和贮藏。牛奶在饮用前都要经过巴氏消毒，以杀死有害微生物。为检测消毒前后牛奶中细菌含量变化情况，做如图所示操作。用无菌吸管从锥形瓶中吸取 1 mL 生牛奶稀释液至盛有 9 mL 无菌水的试管中，混合均匀，如此再重复 2次。请回答下列有关问题：(1)微生物培养操作过程中，为了防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行________(消毒、灭菌)，操作者双手要进行清洗和________。除巴氏消毒外，还有____________和化学试剂消毒。(2)取最终的牛奶稀释液 0.1 mL 滴在培养基上进行涂布，选择的涂布工具称为________，为防止杂菌污染，该工具应浸泡于酒精中，涂布前应________________________________________________________________________。(3)图中所示方法为稀释培养法，理想情况下，培养一段时间后可在培养基表面形成菌落。若用该方法培养设置了 3 个培养皿，菌落数分别为 35 个、33 个、34 个，则可以推测生牛奶中每毫升含细菌数为________个。运用这种方法统计的结果往往较实际值________(填“偏大”或“偏小”)，原因是________________________________________________________________________。解析：(1)消毒指使用较温和的物理或化学方法，仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。灭菌指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子。故防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行灭菌，操作者双手要进行清洗和消毒，常用消毒方法有：巴氏消毒法、煮沸消毒法和化学试剂消毒法。(2)用来进行稀释涂布平板法的涂布工具称为涂布器。防止杂菌污染，该工具应浸泡于酒精中，涂布前应将涂布器引燃(灼烧)，消灭杂菌后待冷却，避免高温杀死菌种。(3)依据题意，并结合图示可推测牛奶中每毫升含细菌数为[(35＋34＋33)÷3]×10 4÷0.1＝3.4×10 6。因为进行菌落计数时，两个或多个菌落重叠在一起时按一个菌落计算，故统计的结果往往较实际值偏小。答案：(1)灭菌 消毒 煮沸消毒法(2)涂布器 将涂布器引燃(灼烧)后待冷却(3)3.4×106 偏小 当两个或多个菌落重叠在一起时按一个菌落计算2．(2015·宁夏银川三模)微生物培养与分离技术是生物学中重要的实验技术。根据有关微生物的知识，分析回答问题：(1)培养基的制备需经过计算、称量、溶化和 A：______、B：________等过程，上述过程中需要在超净工作台上操作的是________。2(2)纯化菌种时为得到单菌落，常采用的接种方法是平板划线法和 D：____________法，其中需用接种环进行操作的是________________。(3)为达到筛选土壤中分解尿素细菌的目的，平板内的固体培养基应以尿素作为唯一的________，培养基中加入________指示剂培养后，若变红以鉴定其中含有所需细菌。若筛选纤维素分解菌，在选择培养后须进行 E：____________和 F：____________过程，一般通过观察____________的有无挑选出所需菌种。解析：(1)培养基的制备需经过计算、称量、溶化、A 灭菌、B 倒平板等过程，其中倒平板需要在超净工作台上操作。(2)常采用的微生物接种方法是平板划线法和 D 稀释涂布平板法。其中平板划线法需用接种环进行操作。(3)欲筛选土壤中分解尿素的细菌，培养基中应以尿素作为唯一的氮源，需要在培养基中加入酚红指示剂进行鉴定。若筛选纤维素分解菌，在选择培养后须进行 E 梯度稀释→F 涂布平板→挑选产生透明圈的菌落。答案：(1)灭菌 倒平板 倒平板(2)稀释涂布平板 平板划线法(3)氮源 酚红 梯度稀释 涂布平板 透明圈3．(原创题)如图为利用农作物废弃物——秸秆代替粮食作为原料生产燃料乙醇的主要技术及废弃物利用的流程图。请回答：(1)图中①所需微生物可从土壤中获取，获取该微生物的过程称为微生物的________，选择培养基应以________为唯一碳源。纯化菌种时，将筛选获得的菌液稀释后用____________接种到培养基上。在筛选纤维素分解菌的过程中，常采用____________法，____________能与培养基上的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物就无法形成，培养基上就会出现以纤维素分解菌为中心的____________，可以此来筛选纤维素分解菌。(2)图中①也可以采用酶解法。将酶应用于生产实践之前需对酶进行____________的检测。在 20 世纪 50 年代，酶已经大规模应用于各个生产领域，到了 70 年代又发明了固定化酶与固定化细胞技术，在实际生产中，固定化酶技术的优点是固定在载体上的酶能__________；固定化细胞多采用____________法固定化，而固定化酶一般不用此方法，因为________________________________________________________________________。(3)图中②酒精发酵阶段接种的微生物是________，酒精发酵时一般将温度控制在________℃。在培养微生物的过程中，对培养基和接种环采用的灭菌方法分别是____________、____________。乙醇纯化一般需要使用________法。(4)图中③产生的农作物废弃物，主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，但是酵母菌无法直接利用农作物废弃物，原因是其____________________________。(5)若要利用图示中的发酵产物生产醋酸，常用的菌种为________，则下一阶段的发酵过程中应通入________________，温度严格控制在________℃。解析：(1)过程①加入了微生物，其作用是使固体的秸秆颗粒分解，从土壤中获取①所需微生物的过程称为微生物的分离；由于分离的微生物能分解纤维素，故选择培养基应以纤维素为唯一碳源；纯化菌种时，将菌液稀释后用稀释涂布平板法接种到培养基上；在筛选纤维素分解菌时，常利用刚果红染色法，可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(2)将酶应用于生产实践之前，需要对使用的酶进行酶活力的检测。固定化酶和固定化细胞常用的方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法，一般酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化，这是因为细胞体积较大，而酶分子很小。(3)酒精发酵阶段接种的微生物是酵母菌，20 ℃左右最适合酵母菌繁殖，故酒精发酵时一般将温度控制在318～25 ℃。在培养微生物的过程中，对培养基和接种环采用的灭菌方法分别是高压蒸汽灭菌和灼烧灭菌。纯化乙醇时，一般需要使用蒸馏法。(4)由于酵母菌细胞缺乏能分解木质素、纤维素和半纤维素的酶系统，故农作物废弃物无法被酵母菌直接利用。(5)酵母菌发酵产物主要为乙醇，以乙醇为原料生产乙酸的过程为醋酸发酵，醋酸菌代谢类型为异养需氧型，故发酵过程中应通入无菌空气，并将温度控制在 30～35 ℃之间。答案：(1)分离 纤维素 稀释涂布平板法 刚果红染色 刚果红透明圈(2)酶活力(或酶活性) 被反复利用 包埋 酶分子小，容易从包埋材料中漏出(3)酵母菌 18～25 高压蒸汽灭菌 灼烧灭菌 蒸馏(4)缺乏相应分解酶系(或缺乏能分解木质素、纤维素和半纤维素的酶)(5)醋酸菌 无菌空气 30～354．(2015·湖北武汉模拟)有机农药苯磺隆是一种除草剂，长期使用会污染环境，研究发现，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示：图甲图乙(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、______________四类，该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源，其原因是____________________________________________________________。(2)与微生物培养基相比，植物组织培养的培养基常需添加生长素和____________，这些植物激素一般需要事先单独配制成________保存备用。(3)纯化菌株时，通常使用的划线工具是________。划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有________________________________________________________________________。(4)为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液做图乙所示实验。该实验的假设是________________________________________________，该实验设计是否合理？为什么？________________________________________________________________________。解析：(1)基本培养基必须具有水、碳源、氮源和无机盐，故应填写氮源和无机盐。在培养基中以苯磺隆为唯一碳源，所以培养基上只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖，因此起到选择作用。(2)植物组织培养基除了营养物质外通常还需要添加植物激素，如细胞分裂素和生长素。因为植物激素量很少，所以通常配制成母液。(3)纯化菌种通常用稀释涂布平板法和平板划线法，在平板划线法中用到的划线工具是接种环。如果划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，这说明有菌种，而第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落，可能的原因有接种环灼烧后未冷却或划线未从第一区域末端开始。(4)由图可知取了上清液后加入的是蛋白酶溶液，根据酶的专一性，蛋白酶能将蛋白质分解，故应假设的是目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质，如果不能降解苯磺隆说明是蛋白质。但该实验不严谨，要证明该假设还应该设置一组不加蛋白酶溶液的空白对照。答案：(1)氮源和无机盐 只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖4(2)细胞分裂素 母液(3)接种环 ①接种环灼烧后未冷却；②划线未从第一区域末端开始(4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质 不合理，缺少空白对照5．(2015·四川“联测促改”二测)某厂对苹果进行深加工中所用的菌种进行筛选及苹果加工的生产流程如图甲所示。(1)苹果压榨过程中加入________酶可提高榨汁率；图甲中发酵罐Ⅰ进行的代谢反应式为__________________________；发酵罐Ⅱ需接种________菌，与发酵罐Ⅰ相比，需要不断通入________。(2)图乙表示发酵罐Ⅰ、Ⅱ中主要物质的变化，曲线________代表酒精的变化，可用________________试剂检测酒精的有无。(3)为获得用于生产的理想的酵母菌种，需向平板内的固体培养基中加入一定量的____________进行选择培养，培养时平板须倒置，可防止__________________________________________________；用稀释涂布平板计数法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为____________________________________。解析：(1)苹果压榨过程中加入果胶酶可提高榨汁率；图甲中发酵罐Ⅰ进行的代谢反应是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，所以应写出葡萄糖在酶催化下无氧呼吸产生酒精和 CO2的反应式。发酵罐Ⅱ要产生醋酸，需接种醋酸菌，需要在有氧条件下进行。(2)发酵罐Ⅰ中开始有氧气，几乎不产生酒精，之后氧气消耗完，酒精产生越来越多，之后在发酵罐Ⅱ中接种醋酸菌，酒精逐渐变为醋酸，则酒精量逐渐减少为 0，所以图乙中曲线②代表酒精的变化，检测酒精可用酸性重铬酸钾，看是否出现灰绿色现象。(3)理想的酵母菌应选择耐酸和乙醇的菌种，所以应在平板内的固体培养基中加入一定量的酒精和酸进行选择培养，培养时平板须倒置，可防止培养基表面冷凝水过多而造成其他微生物的渗透；用稀释涂布平板计数法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为培养过程中两个或多个细胞可能生长在一起形成一个菌落。答案：(1)果胶 C 6H12O6 2C2H5OH＋2CO 2 醋酸 氧气― ― →酶 (2)② 酸性重铬酸钾(3)酒精和酸 培养基表面冷凝水过多而造成其他微生物的渗透 培养过程中两个或多个细胞可能生长在一起形成一个菌落6．(2015·吉林三模)下面是某同学制作果酒和果醋的实验流程图以及预分离土壤中能分解尿素的细菌的培养基配方，请回答有关问题：KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4·7H2O51.4 g 2.1 g 0.2 g蛋白胨 葡萄糖 尿素 琼脂1.0 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g(1)图中方框内应该填写的实验步骤是____________，此步骤中起主要作用的微生物是________________，其发酵时______(需要/不需要)氧气，适宜的发酵温度范围是________。(2)根据培养基的成分判断，该同学能否分离出土壤中分解尿素的细菌？________(能/不能)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如果想进一步对初步筛选得到的菌株进行纯化并计数，可采用的接种方法是________________。通常鉴定分解尿素的细菌的方法是在培养基中加入________指示剂。解析：(1)制作果酒和果醋的实验流程如下：据此可知图中方框内应该填写的实验步骤是醋酸发酵(或果醋发酵)，此步骤中起主要作用的微生物是醋酸菌，醋酸菌是一种好氧细菌，其发酵时需要氧气。醋酸菌的最适生长温度为 30～35 ℃，所以 30～35 ℃是醋酸发酵的适宜的发酵温度范围。(2)培养基配方中的氮源除了尿素外，还有蛋白胨，由于尿素不是唯一的氮源，因此不能分离出只以尿素为唯一氮源的土壤中分解尿素的细菌。(3)欲对初步筛选得到的菌株进行纯化并计数，可采用的接种方法为稀释涂布平板法。在培养基中加入酚红指示剂可鉴定分解尿素的细菌。答案：(1)醋酸发酵(或果醋发酵) 醋酸菌 需要 30～35 ℃(2)不能 培养基还含蛋白胨做氮源(尿素不是唯一氮源)，不能选择出只以尿素为氮源的微生物(3)稀释涂布平板法 酚红7.(2015·陕西西安开学摸底)农村中泡菜的制作方法是：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香料及一些“陈泡菜水” 。密封后置于阴凉处，最适环境温度为 28～30 ℃。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸” ，前者是用盐过多，后者是用盐过少。在实验室或工厂化生产泡菜时，还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是________________。(2)若要获得大量乳酸菌菌种，应选用培养基培养，培养基中应有____________、________水和无机盐等营养，同时还必须满足________、________等具体培养条件的要求。(3)泡菜坛要密封的原因是________________________________________。若泡菜坛有裂缝，可能会出现的结果是______________________________________。加入“陈泡菜水”的作用是_________________________________________。(4)若制作的泡菜特别咸而不酸，最可能的原因是__________________________，如何调整：________________________。(5)关于测定亚硝酸盐含量实验操作的有关叙述，正确的是( )A．泡菜制作需要配制盐水，其中盐与水的质量比为 4∶1B．在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应形成玫瑰红色染料C．制备样品处理液，加入氢氧化铝乳液的目的是除去色素等杂质，得到澄清溶液D．泡菜腌制时间长短会影响亚硝酸盐含量，但温度和食盐的用量不影响其含量解析：(1)制作泡菜时，用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒。(2)微生物的培养基的基本成分是碳源、氮源、无机盐和水，除此之外，还必须满足 pH 和氧气的要求。(3)泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌，代谢类型是异养厌氧型，泡菜坛密封后造成缺氧环境。泡菜坛有裂缝，将导致乳酸菌不能正常生长，而一些杂菌大量繁殖，泡菜会变质。加入“陈泡菜水”是6因为其内含有乳酸菌，可以提供乳酸菌菌种。(4)“咸而不酸”是由于加入的食盐过多，抑制了乳酸菌的无氧呼吸产生乳酸。减少盐的使用量加以调整。(5)泡菜制作需要配制盐水，其中盐与水的质量比为 1∶4，A 错误；在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后与 N­1­萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，B 错误；制备样品处理液，加入氢氧化铝乳液的目的是吸附泡菜液中的色素等杂质，使泡菜液变澄清，C 正确；泡菜腌制时间的长短会影响亚硝酸盐含量，温度和食盐的用量也会影响其含量，D 错误。答案：(1)消毒(2)碳源 氮源 pH 适宜 无氧(3)乳酸菌是厌氧生物，密封后造成缺氧环境 将导致乳酸菌不能正常生长，而一些杂菌大量繁殖，泡菜会变质 提供乳酸菌菌种(4)盐过多，抑制了乳酸菌发酵 减少盐的使用量(5)C命 题 源 20 生物技 术 在其他方面的 应 用专题九 生物技术实践[最新考 纲 ] 生物技 术 在其他方面的 应 用： (1)植物的 组织 培养 (2)从生物 组织 中提取某些特定成分命 题 模型一 植物 组织 培养1．影响植物 组织 培养的因素(1)内因： 材料的种 类 、年 龄 、保存 时间长 短等。(2)外因2．植物茎的 组织 培养与花 药 植株的 产 生的比 较菊花茎的 组织 培养 月季的花 药 培养理 论依据基本过 程影响因素选择材料操作流程细 胞的全能性脱分化、再分化材料、 营 养、激素、 pH、温度、光照等体 细 胞 花 药 (生殖 细 胞 )制 备 培养基 → 外植体消毒 → 接种 → 培养 →移栽 → 栽培选 材 → 材料消毒 → 接种和培养 → 筛选 和 诱导→ 移栽 → 栽培 选 育3.植物 组织 培养技 术 与微生物培养技 术 的比 较植物 组织 培养 微生物培养含 义培养基成分特殊操作要求在无菌条件下，将离体的植物体器官或 组织 接种在适当的培养基上 进行培养，最 终发 育成完整植物体在无菌条件下，在适宜的 营 养和 环 境条件下 对微生物的培养水、 矿质 元素、蔗糖、维 生素、有机添加物和植物激素等水、无机 盐 、碳源、氮源等严 格控制无菌操作，在培养 过 程中要更 换 培养基， 调节细 胞分裂素和生 长 素的比例严 格控制无菌操作，整个培养 过 程无需更 换 培养基两种技 术 中均需要一定的 营 养物 质 ，但 营 养物 质 的划分 标 准不同。1． (过 程 图 表格信息 类 )传统药 用植物栝楼的根、果、种子等均能入 药 ，其合成的天花粉蛋白是中 药 天花粉的主要有效成分。科研人 员进 行以下的研究，大致流程如下：组别 6­BA(mg/L) NAA(mg/L)甲 — —乙 1.0 —丙 — 0.5丁 1.0 0.5戊 2.0 0.5表 1充足的水分6­BA或 NAA或 6­BA和 NAA(植物激素 )(3)在 诱导 “ 愈 伤组织 ” 的 MS培养基中，使用了以下一些激素 组 合 (如表 2)，以下培养基均能 诱导 叶 盘缓 慢 长 出黄 绿 色的愈 伤组织 ，其中 B2组 和 B3组诱导产 生的愈 伤组织 在培养30天后分化出小芽点，并迅速 长 大成无根苗，两 组 的分化率分 别为 25.0% 和 14.3% ，可 见 0.2 mg/L NAA与激 动 素 (6­BA等 )配合可 诱导 栝楼叶片 _______长 出愈 伤组织 ，但不利于 诱导愈 伤组织 ________。脱分化再分化组别 NAA(mg/L) 6­BA(mg/L) IAA(mg/L) RT(mg/L)A1 0.2 2.0B1 0.2 4.0C1 0.2 6.0A2 2.0 0.2B2 4.0 0.2C2 6.0 0.2A3 0.2 2.0B3 0.2 4.0C3 0.2 6.0表 2解析： (1)从 题 意中可以看出，种子浸泡后萌 发 率提高， 说 明种子萌 发过 程中需要水分。(2)比 较 表格中信息和 实验结 果可以推 测 ：只加入 6­BA或NAA或 6­BA和 NAA二者均加入，都可以促 进 腋芽的生 长 。(3)A1、 B1、 C1组 中都是 0.2 mg/L NAA与激 动 素 (6­BA等 )配合，根据 实验结 果，只出 现 愈 伤组织 ， 说 明 0.2 mg/L NAA与激 动 素 (6­BA等 )配合可以促 进 脱分化 过 程，由于没有 长 成幼苗， 说 明不利于再分化 过 程。2． (过 程示意 图类 )下 图 是花 药 培养 产 生花粉植株的两种途径，回答下列相关 问题 ：(1)通 过 花 药 离体培养 产 生花粉植株， 该过 程依据的生物学原理是 ____________________， 图 示两种 产 生花粉植株的途径并没有 绝对 的界限，主要取决于培养基中_______________________。植物 细 胞具有全能性激素的种 类 及其 浓 度配比(2)选 材 时 ，从花粉 发 育来看，一般 选择处 于 __________期的花粉培育成功率 较 高。确定花粉 发 育 时 期最常用的方法是__________________。(3)材料消毒 过 程中用到的 试剂 有 __________、 0.1% 的 氯 化汞溶液、无菌水。(4)消毒后的花蕾，要在 ______条件下接种到培养基上，培养过 程中不需要光照，同 时 要控制好温度。(5)在花 药 培养中，常常会出 现 ____________的 变 化，因此需要 对 培养出来的植株做 进 一步的 鉴 定和 筛选 。(6)在配制用于植物 组织 培养的 MS培养基 时 ，往往需要加入适量的蔗糖，理由是_____________________________________。单 核 (靠 边 )醋酸洋 红 染色法70% 酒精无菌染色体倍性既能作 为 能源物 质 ，又能 维 持渗透 压稳 定解析： (1)植物 细 胞培养成个体依据 细 胞的全能性。通 过 花 药离体培养 产 生花粉植株的两种途径，一种是通 过 形成胚状体，形成幼苗；另一种是通 过 愈 伤组织 ，再形成幼苗。 这 两种途径的差异在于激素的种 类 和 浓 度配比不同。(2)决定花粉培育成功率的一个重要因素就是材料的 选择时 期要合适，一般 选择处 于 单 核期 (单 核靠 边 期 )的花粉。通 过镜检 ，可以判断花粉 发 育的 时 期，具体的方法有醋酸洋 红 法和焙花青 — 铬矾 法两种。(3)材料的消毒用到的 试剂 有 70% 的酒精、 0.1% 的 氯 化汞溶液、无菌水。(4)培育 过 程一定要注意无菌操作。(5)在培养 过 程中，可能会出 现 染色体倍性的 变 化，所以需要进 一步 检测 和 筛选 。(6)植物 组织 培养中蔗糖的作用是既能作 为 能源物 质 ，又能 维持渗透 压稳 定。1．植物激素与 组织 培养关系的分析策略生 长 素和 细 胞分裂素是启 动细 胞分裂、脱分化和再分化的关键 性激素，其作用及特点 为 ：(1)在生 长 素存在的情况下， 细 胞分裂素的作用呈 现 加 强 的 趋势 。(2)使用 顺 序不同， 结 果不同，具体如下：使用 顺 序 实验结 果先使用生 长 素，后使用 细胞分裂素有利于 细 胞分裂，但 细胞不分化先使用 细 胞分裂素，后使用生 长 素 细 胞既分裂又分化同 时 使用 分化 频 率提高2． 对 植物的 组织 培养辨析不清的 补 救策略(1)菊花的 组织 培养 实验 中， 应选择 未开花植株的茎上部新萌生的 侧 枝；月季花 药 的离体培养 实验 中， 应选择 花粉 发育 过 程中的 单 核靠 边 期的花粉 进 行培养。(2)植物 组织 培养 过 程 应该 在无菌的条件下 进 行，外植体消毒所用消毒 剂为 体 积 分数 为 70% 的酒精和 质 量分数 为 0.1%的 氯 化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。(3)在初期，菊花的 组织 培养需光照，月季花 药 的离体培养不需光照，而在后期均需光照。[押 题 1] (2015·重 庆 高三期末 )植物 组织 培养是克隆植物的一种方法，回答相 应 的 问题 ：(1)培养皿中的培养基除添加 营 养物 质 外， 还 需要添加植物激素，其目的是 诱导 外植体 进 行 __________________。(2)组织 培养 过 程需要植物生 长 和繁殖的最适条件，否 则 在光学 显 微 镜 下可能 观 察到 发 生 ___________________异常， 进而使植物出 现遗传 不 稳 定甚至不育。脱分化和再分化染色体 (结 构与数目 )(3)在植物 组织 培养 过 程中，愈 伤组织 的成功 诱导 是至关重要的步 骤 。科学家研究了植物生 长调节剂对 某 药 用植物愈伤组织诱导 的影响， 实验结 果如下表：培养基代号 2,4­D/ mg·L－ 1 6­BA/ mg·L－ 1愈 伤组织诱导 率 /%L1 1.0 0 65.41L2 2.0 0 68.76L3 3.0 0 91.01L4 3.0 0.2 54.48L5 3.0 0.5 57.35L6 3.0 1.0 51.712,4­D 6­BAL3黑暗解析： (1)培养基除添加 营 养物 质 外， 还 需要添加植物激素，如生 长 素和 细 胞分裂素等，其目的是 诱导 外植体脱分化形成愈 伤组织 和再分化形成新的植株。(2)在不适条件下生物可能 发 生 变 异，如基因突 变 、染色体 变异等，其中在光学 显 微 镜 下可能 观 察到的 变 异 类 型是染色体结 构与数目 变 异。(3)由 实验 表格分析可得， L1、 L2、 L3三 组实验 的自 变 量是2,4­D的 浓 度不同，由三 组实验结 果可得，在基本培养基中添加 较 高 浓 度的 2,4­D有利于形成愈 伤组织 ； L4、 L5、 L6三 组实验 的自 变 量是 6­BA的 浓 度不同，由 这 三 组实验结 果可得，添加 6­BA不利于愈 伤组织 的形成。[押 题 2] (2016·湖南 长 沙六校第一次 联 考 )植物的花 药 离体培养在育种上有特殊的意 义 。植物 组织 培养可用于无病毒植株及 细 胞 产 物的工厂化生 产 等方面。 请 回答相关 问题 ：(1)利用月季的花 药 离体培养 产 生 单 倍体 时 ， 选 材非常重要，一般来 说 ，在 __________期花 药 培养的成功率最高。 为 了 选择该 期的花 药 ，通常 选择 ______________的花蕾，确定花粉发 育 时 期最常用的方法有 __________法，但是 对 于花粉 细 胞核不易着色的植物，需采用 __________________法， 该 法能将花粉 细 胞核染成 __________色。单 核靠 边完全未开放醋酸洋 红焙花青 — 铬矾蓝 黑(2)若要 进 行 兰 花无病毒植株的培育，首先 选择兰 花的_____________作 为 外植体。从外植体到无病毒植株 试 管苗，要人 为 控制 细 胞的 _________________和 ________过 程。(3)进 行 组织 培养需配制 MS培养基，在 该 培养基中常需要添加 __________、 ___________________________等植物激素，欲有利于根的分化，植物激素的用量比例 应为______________________。(4)不同植物的 组织 培养除需 营 养和激素外，_________________等外界条件也很重要。茎尖分生 组织脱分化 (或去分化 ) 再分化生 长 素 细 胞分裂素 (两空 顺 序可以 颠 倒 )生 长 素多于 细 胞分裂素pH、温度和光照(5)无菌技 术 也是成功 诱导 出花粉植株的重要因素，下列各 项中使用化学 药剂进 行消毒的是 __________，采用灼 烧 方法 进行 灭 菌的是 __________。 (填序号 )① 培养皿 ② 培养基 ③ 实验 操作者的双手 ④ 三角 锥 形瓶 ⑤ 接种 环 ⑥ 花蕾③⑥⑤解析： (1)早期的花 药 比后期的更容易培养成功。一般来 说 ，在 单 核期， 细 胞核由中央移向 细 胞一 侧 的 时 期，花 药 培养成功率最高。 该时 期的花 药 通常存在于完全未开放的花蕾中。(2)根尖、茎尖 约 0～ 0.1 mm区域中几乎不含病毒。病毒通 过维 管系 统 移 动 ，而分生 组织 中不存在 维 管系 统 ，且茎尖分生 组织 中，代 谢 活力高， 竞 争中病毒复制 处 于劣 势 。(3)生 长 素与 细 胞分裂素等植物激素可 调节 脱分化和再分化。当生 长 素含量多于 细 胞分裂素含量 时 ，利于生根。(4)植物 组织 培养 时 ，除需要 营 养、激素外， 还 需要适宜的温度、 pH和光照等。(5)对实验 器具 进 行 灭 菌 处 理， 对实验过 程中的具有生物活性的材料或用具 进 行消毒 处 理。命 题 模型二 依托物 质 提取原理考 查 植物有效成分的提取1．植物芳香油三种提取方法的比 较提取方法 实验 原理 适用范 围水蒸气蒸 馏 法压 榨法有机溶剂 萃取法利用水蒸气将 挥发 性 较强 的植物芳香油携 带 出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油 层 和水 层适用于提取玫瑰油、薄荷油等 挥发 性 较 强 的芳香油通 过 机械加 压 ， 压 榨出果皮中的芳香油适用于柑橘、 柠 檬等易焦糊原料中芳香油的提取使芳香油溶解在有机溶 剂中，蒸 发 溶 剂 后就可 获得芳香油适用范 围 广，要求原料的颗 粒要尽可能 细 小，能充分溶解在有机溶 剂 中(2)橘皮精油提取的 实验 流程石灰水浸泡橘皮 → 漂洗 → 压 榨 → 过滤 → 静置 → 再次 过滤 → 橘皮油。(3)提取胡 萝 卜素的 实验 流程胡 萝 卜 → 粉碎 → 干燥 → 萃取 → 过滤 → 浓缩 → 胡 萝 卜素。(过 程示意 图类 )五年前小明家承包了一大片荒山， 购买、种植了无子柑橘苗，今年，无子柑橘喜 获 丰收。小明家将无子柑橘一部分 销 售；一部分橘瓤制作橘子酒，橘皮用作提取橘皮精油。 请对 下列 问题 作出回答：(一 )利用橘瓤制作橘子酒 过 程：橘子去皮 → 橘瓤榨汁 → 接种 → 酒精 发 酵 → 橘子酒(1)整个 过 程要防止 杂 菌 污 染，做好消毒、 灭 菌操作。灭 菌是指使用 强 烈的理化因子 杀 死物体内外___________________________。(2)微生物接种最常用的方法是平板划 线 法和 ______________________。所有微生物，包括芽 孢 和 孢 子稀 释 涂布平板法