资源简介

【专题九】生物技术实践
【考情分析】
本专题内容包括选修一《生物技术实践》的全部内容。本部分内容在高考中以非选择题呈现的较多，多为二选一模式。本专题内容在高考中的主要考点有：微生物的培养基的配制、消毒、灭菌、计数分离等技术，尤其是培养和分离；传统发酵食品制作的原理、过程、条件控制；花药离体培养技术的操作及与植物组织培养的区别；植物有效成分的提取的原理、方法等；DNA、蛋白质的提取、分离的原理、方法与装置。
【知识网络】
【知识综合】
一、传统发酵技术的应用
1．几种传统发酵技术的比较
菌种生活方式 原理 发酵条件 操作提示
果酒 酵母菌兼性厌氧型 C6H12O6 →2C2H5OH+ 2CO2 温度：18～25℃，最适温度为20℃。PH；5.0～6.0 呈酸性。氧气：先期通O2，目的是使酵母菌大量繁殖，然后密闭发酵生产酒精。 选材和材料处理；防杂菌污染；控制发酵条件；正确使用发酵装置。
果21世纪教育网醋21世纪教育网 醋酸菌21世纪教育网好氧型[来源:21世纪教育网][来源:21世纪教育网] C2H5OH+ O2→2CH3COOH+H2O21世纪教育网 温度：30℃～35℃。前期和中期，不需通入氧气，目的是进行酒精发酵，接种后需保持氧气充足。[来源:21世纪教育网]
腐乳 毛霉需氧型 蛋白酶蛋白质→ 多肽、氨基酸、脂肪酶脂肪→甘油、脂肪酸 温度为15～18 ℃，此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长。 防杂菌污染；控制盐、酒、辛香料用量；控制前、后期发酵条件。
泡菜 乳酸菌厌氧性 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N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料 防杂菌污染，密封严密。 选择气密性好的泡菜坛；控制腌制条件。
二、微生物的培养及应用
1、消毒和灭菌的区别
使用方法 产生的结果 常用的方法 应用的范围
消毒 较为温和的物理或化学方法 仅杀死物质表面或内部一部分对人体有害的微生物 煮沸消毒法 一般物品
巴氏消毒法 不耐高温的液体
化学药剂消毒法 用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源等
灭菌 强烈的理化因素 杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子 灼烧灭菌 接种工具
干热灭菌 玻璃器皿、金属工具
高压蒸汽灭菌 培养基及容器的灭菌
2、微生物的纯化
（1）平板划线法：操作简单，但是单菌落不易分离
（2）稀释涂布平板法：操作复杂，但是单菌落易分离
3、微生物的分离和计数
（1）分离：选择培养基
（2）计数：常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。
稀释涂布平板法统计样品中菌落的数目往往比实际数目低。这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。
三、植物组织培养
1、原理：细胞的全能性
2、花粉植株的产生和植物茎的组织培养的比较
项目 月季的花药培养 菊花茎的组织培养
相同点 原理 细胞的全能性
过程 脱分化、再分化
不同点 操作流程 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
四、酵母细胞的固定化
（1） 包埋法：适合于较大的细胞
化学结合法
物理吸附法
（2）直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较
方法 优点 缺点
直接使用酶 催化效率高、耗能低、污染低 对环境条件非常敏感、易失活；难回收，成本高，影响产品质量
固定化酶 既能与反应物接触，又能与产物分离；可以反复利用 不利于催化一系列的酶促反应
固定化细胞 成本低、操作容易 反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降
五：五种重要物质的提取
（1）提取方法总结
提取物质 提取方法 提取原理 步骤
DNA 盐析法 ①DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同；②DNA不溶于酒精，但某些蛋白质则溶于酒精 ①溶解在2mol/L的NaCl溶液中；②加水稀释至0.14mol/LNaCl溶液使DNA析出过滤；③加入冷却酒精析出。
血红蛋白 凝胶色谱法 根据相对分子质量的大小 ①样品处理；②粗提取；③纯化；④纯度鉴定
电脉法 根据各种分子带电性质差异及分子本身大小、形状的不同
玫瑰精油 水蒸气蒸馏法 利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来 ①水蒸气蒸馏；②分离油层；③除水过滤
橘皮精油 压榨法 通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油 ①石灰水浸泡、漂洗；②压榨、过滤、静置；③再次过滤
胡萝卜素 萃取法 使提取物溶解在有机溶剂中，蒸发后得到提取物 ①粉碎、干燥；②萃取、过滤；③浓缩
（2）DNA粗提取与鉴定
①哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核，不适于作DNA提取的材料，但却是提取血红蛋白的理想材料。
②实验过程中两次用到蒸馏水：第一次目的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出DNA，第二次目的是稀释NaCl溶液。
③鉴定DNA加入二苯胺试剂并沸水浴加热，观察是否出现蓝色。
④注意事项：经以血液为材料时，需加入柠檬酸钠抗凝，搅拌动作在轻缓，二苯胺在现用现配
（3）血红蛋白的提取和分离操作程序
①样品处理：红细胞的洗涤（除去血浆蛋白等杂质）、血红蛋白的释放（使红细胞胞破裂，血红蛋白释放出来）、分离血红蛋白溶液（经过离心使血红蛋白和其他杂质分离开来）。
②粗分离——透析：除去样品中分子量较小的杂质。
③纯化：一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化。
④纯度鉴定：一般用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳方法，来测定蛋白质的分子量。
【典例导航】
1、【2011．全国新；理综；39】[生物——选修1，生物技术实践]（15分）
有些细菌可以分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染，某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答问题：
（1）在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以______________为唯一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于______________培养基。
（2）纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即______________和______________。
（3）为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力_____。
（4）通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常采用的灭菌方法有灼烧灭菌、______________和______________。无菌技术要求实验操作应在酒精灯______________附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。
【答案】⑴原油（2分）、选择（2分） ⑵平板划线法（2分） 稀释涂布平板法（2分）
⑶强（2分） ⑷干热灭菌法（2分） 高压蒸汽灭菌法（2分） 火焰（1分）
【解析】本题考查了选修1微生物的培养技术内容
（1）由于该细菌能够分解原油，原油中含有C、H、O元素，所以原油为该菌提供碳源，用这种培养基去筛选细菌，所经称为选择培养基。
（2）常见的接种细菌的方法有平板划线法和稀释涂布平板法。
（3）分解圈大说明降解能力强。
（4）实验室常用灭菌方法包括灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。在酒精灯火焰处操作可杀死杂菌。
2、【2011、海南、30】[生物——选修1：生物技术实践]（15分）
许多植物含有天然香料，如薄荷叶中含有薄荷油。现用薄荷叶提取薄荷油。
回答问题：
薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用_____(鲜、干)薄荷叶作原料，其原因是_____。
用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是______，原理是_______。
用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是______。常用于分离油层和水层的器皿是______。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是______，除去固体硫酸钠的常用方法是_______。
答案：（1）鲜 薄荷油是挥发性物质，鲜薄荷叶才含薄荷油。 （2）酒精 薄荷油易溶于有机溶剂酒精中。 （3）使溶液分层 分液漏斗 除水 过滤
解析：本题考查薄荷油的提取的相关知识，继续沿袭以识记为主的命题形式。
3、【2011、山东理综、34】（8分）（生物—生物技术实验）
研究发现柚皮精油和乳酸菌素（小分子蛋白质）均有抑菌作用，两者的提取及应用如图所示。
（1）柚皮易焦糊，宜采用▲法提取柚皮精油，该过程得到的糊状液体可通过▲_除去其中的固体杂质。
（2）筛选乳酸菌A时可选用平板划线法或▲接种。对新配制的培养基灭菌时所用的设备是▲_。实验前需对超净工作台进行▲处理。
（3）培养基镇南关的尿素可为乳酸菌A生长提供▲。电泳法纯化乳酸菌素时，若分离带电荷相同的蛋白质，则其分子量越大，电泳速度▲。
（4）抑菌实验时，在长满致病菌的平板上，会出现以抑菌物质为中心的透明圈。可通过测定透明圈的▲来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。
[答案] （1）压榨 过滤（2）稀释涂布平板法 高压蒸汽灭菌锅 消毒（3）氮源 越慢（4）直径
[解析] 此题考查的是生物技术实践基础知识，属于考纲识记层次。再现生物技术实践的相关基础知识。
[易错点击] 个别同学由于对相关基础知识掌握不到位而造成错选。
【专题训练】
1、刚果红染色时，加入刚果红应在 ( )
①制备培养基时 ②梯度稀释时 ③倒平板时 ④涂布时 ⑤长出菌落时
A①③ B．②⑤ C③⑤ D．④⑤
2、在涂布平板操作时错误的是（ ）
A.将涂布器在酒精灯火焰上灼烧，直到烧红
B.取少量菌液滴加在培养基表面
C.将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃待酒精燃尽后，冷却8～10 s再用
D.涂布时可转到培养皿，使涂布均匀
3、分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是（　　）
A经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上
B．富集培养这一步可省略，但培养纤维素分解菌少
C．经稀释培养后，用刚果红染色
D．对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上
4、植物组织培养的培养基中加有激素。下表是培养基中两种植物激素在不同比例时的实验结果，请分析回答：
实验组别 1 2 3 4
激素种类及浓度关系 6－BA 6－BA＞IBA 6－BA＝IBA 6－BA＜IBA
结果 组织块产生愈伤组织 愈伤组织分化出芽 愈伤组织不断生长 愈伤组织有长根趋势
（1）6－BA属于__________类激素，其作用是____________________。
（2）IBA属于__________类激素，它在本实验中的作用是_____________。
（3）在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验___________中的激素浓度关系，再分化时可用的激素组合是实验________中的激素浓度关系。
（4）植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有________，它的成分至少应该含有__________________等。
（5）判断愈伤组织是否产生，依据是：看是否产生了____________________的细胞。
5、如下表所示为某微生物培养基的配方，请回答：
成分 含量
NaNO3 3 g
K2HPO4 1 g
KCl 0.5 g
MgSO4·7H2O 0.5 g
FeSO4 0.01 g
(CH2O) 30 g
H2O 1 000 ml
青霉素 0.1万单位
（1）依物理性质，该培养基属于 培养基。依用途划分，则属于 培养基。
（2）根据培养基原料，所培养微生物的同化作用的类型是 ，培养的微生物可能是 。
（3）该培养基中的碳源是 。不论何种培养基，在各成分都溶化后分装前，要进行的是 。
（4）若用该培养液培养纤维素分解菌，应除去的物质是 ，应加入的物质是 ，为检测纤维素分解菌的存在与否还应加入 ，将呈 反应。
6、请分析回答下列有关生物技术实践方面的问题：
(1)微生物培养基一般都含有：水和无机盐以及
(2)在微生物接种过程中，试管口需要通过酒精灯火焰，其目的是 。
(3)某同学用稀释涂布平板法测定一个土壤样品中的细菌数(取10g该土壤加90ml_。无菌水
制成稀释液)。在对应稀释倍数为106的培养基中统计3个平板上的菌落数分别为：121、212、256．则每克该土壤样品中的菌落数为 。
(4)分离分解尿素的微生物的实验流程包括：土壤取样、梯度稀释、样品涂布到 培 养基上、挑选 。
(5)植物组织培养技术基本操作的正确顺序是 。
①外植体消毒 ②制备MS培养基 ③接种 ④培养 ⑤栽培 ⑥移栽
A．①→②→③→④→⑤→⑥ B．②→①→③→④→⑤→⑥
C．②→①→③→④→⑥→⑤ D．①→②→③→④→⑥→⑤
(6)在植物组织培养过程中，往往需要使用植物激素启动细胞分裂，人为地控制细胞的 和 。
(7)通过电泳法分离提纯蛋白质时，影响蛋白质迁移速率的因素是蛋白质分子的带电性质、分子大小以及 。
(8)PCR反应过程中需要DNA聚合酶参与的是 阶段。
(9)根据果胶酶在果汁生产中的作用的系列实验结果回答下列问题：
①能正确表示温度对果胶酶活性影响的曲线是
②能正确表示pH对果胶酶活性影响的曲线是
③在原材料有限的情况下，能正确表示相同时间内果胶酶的用量对果汁产量影响的曲线
是 。
(10)某种全自动洗衣机的水温有冷水、45℃温水、90~C热水三种设置，洗涤方式有直接洗涤和浸泡20分钟后洗涤两种设置。如果用加酶洗衣粉洗涤有陈旧牛奶渍的棉质衣服，洗衣机选择哪种水温和洗涤方式洗涤效果最好
(11)用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤丝绸衣物和羊毛衣物是否合适 为什么
7、如下表所示为某微生物培养基的配方，请回答：
成分 含量
NaNO3 3 g
K2HPO4 1 g
KCl 0.5 g
MgSO4·7H2O 0.5 g
FeSO4 0.01 g
(CH2O) 30 g
H2O 1 000 ml
青霉素 0.1万单位
（1）依物理性质，该培养基属于 培养基。依用途划分，则属于 培养基。
（2）根据培养基原料，所培养微生物的同化作用的类型是 ，培养的微生物可能是 。
（3）该培养基中的碳源是 。不论何种培养基，在各成分都溶化后分装前，要进行的是 。
（4）若用该培养液培养纤维素分解菌，应除去的物质是 ，应加入的物质是 ，为检测纤维素分解菌的存在与否还应加入 ，将呈 反应。
8、提取玫瑰精油的实验流程如下图所示，请据图回答问题：
（1）提取的原料是________________，加入____________________，比例是_________。
（2）②步中使用_____________（水中、水上、水气）蒸馏更简便易行。
（3）油水混合物分层需要加入________________，作用是________________________。
（4）分离的油层还含有____________________，需加入_________________将其除去。
（5）⑤～⑥中需______________操作，目的是除去______________________。
答案：
1-3： C A A
4、（1）细胞分裂素　促进细胞分裂 （2）生长素　促进生根 （3）1和3　2和4
（4）营养物质　有机物、矿质元素 （5）排列疏松、无定形、液泡化
5、⑴液体；选择⑵异养型；酵母菌或霉菌⑶(CH2O) 先调整pH后灭菌 ⑷青霉素和（CH2O）；纤维素粉；刚果红；红色（透明圈）
6、(1)碳源和氮源 (2)灭菌 (3)1．96×109 (4)选择 菌落
(5)C (6)脱分化 再分化 (7)带电荷量和分子形状 (8)延伸
(9)①乙 ②乙 ③丙 (10)45~C温水浸泡20分钟后洗涤
(11)不合适，因为丝绸衣物和羊毛衣物的主要成分是蛋白质，用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤会
分解其中的蛋白质，破坏衣物。
7、⑴液体；选择⑵异养型；酵母菌或霉菌⑶(CH2O) 先调整pH后灭菌 ⑷青霉素和（CH2O）；纤维素粉；刚果红；红色（透明圈）
8、（1）鲜玫瑰花；清水；1∶4 （2）水中
（3）氯化钠；加速油水分层 （4）一定的水分；无水Na2SO4
（5）过滤；固体Na2SO4
蛋白质提取和分离
PCR技术应用
其他现代生物技术
植物组织培养
测定微生物数量
发酵生产
特定产物
微生物分离和培养
微生物的利用
生物技术
实践
制定和应用
固定化酶
测定酶的活力
探讨酶在食品制造和洗涤方面的应用
酶的应用
提取生物材料
中特定成分
食品发酵的基本方法
测定食品加工中的有害物质
食品加工
常用方法
适用于酶的固定

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