最新版高考生物二轮专题复习第八单元生物技术实践含答案.docx
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最新版高考生物二轮专题复习第八单元生物技术实践含答案
[考纲要求] 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。
4.利用微生物进行发酵来生产特定产物及微生物在其他方面的应用。
5.运用发酵加工食品的基本方法。
6.测定食品加工中可能产生的有害物质。
7.从生物材料中提取某些特定的成分。
状元笔记
1.归纳微生物分离与计数中的5个“两”
(1)两种无菌技术——消毒与灭菌。
(2)两类培养基——选择培养基、鉴别培养基。
(3)两类纯化菌种方法——平板划线法、稀释涂布平板法。
(4)两种对照组——培养基制备是否合格;培养基是否起到“筛选”作用。
(5)微生物两类计数方法——活菌计数法与显微镜直接计数法。
2.传统发酵技术中“氧”的控制
(1)严格需氧——用醋酸菌生产醋酸(毛霉制作腐乳也需氧)。
(2)严格厌氧——用乳酸菌制作泡菜。
(3)前期需氧,后期厌氧——用酵母菌生产酒精。
3.植物有效成分提取的3大方法
(1)蒸馏法:
适于提取挥发性强的芳香油。
(2)压榨法:
可以解决原料易焦糊问题。
(3)萃取法:
提取易溶于有机溶剂的芳香油。
状元反思
1.微生物培养和计数方法的易失分点:
(1)稀释涂布平板法:
可分离也能计数(结果偏小)。
(2)平板划线法:
只能纯化菌种,不能计数。
(3)显微计数法:
不能区分菌体死活(结果偏大)。
2.乙醇、丙酮不宜作胡萝卜素萃取剂的原因是什么?
提示:
萃取胡萝卜素有机溶剂必备如下特点:
具较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶,故宜选石油醚(其沸点较高)作提取剂,而丙酮、乙醇为水溶性溶剂,不宜作萃取剂。
考点一 微生物的培养、分离与计数
1.(2014·课标全国Ⅱ,39)为了调查某河流的水质状况,某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量,并进行了细菌分离等工作。
回答下列问题:
(1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中细菌含量。
在涂布接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间,这样做的目的是_________________________________________________________________;
然后,将1mL水样稀释100倍,在3个平板上用涂布法分别接入0.1mL稀释液;经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为39、38和37。
据此可得出每升水样中的活菌数为________________。
(2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌,操作时,接种环通过________灭菌。
在第二次及以后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线。
这样做的目的是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)示意图A和B中,________表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。
(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀,一部分进行静置培养,另一部分进行振荡培养。
结果发现:
振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。
分析其原因是:
振荡培养能提高培养液中________的含量,同时可使菌体与培养液充分接触,提高________的利用率。
解析
(1)稀释涂布接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间,检测培养基平板灭菌是否合格;每升水样中的活菌数为:
(39+38+37)/3=38,再除以0.1乘以100,得到1毫升中的菌数,再乘以1000就是1升中的菌数,故为3.8×107。
(2)用平板划线法应先将接种环灼烧灭菌再划线。
第二次及以后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线,达到稀释的目的,使得最后能够得到单个菌落。
(3)根据图示可知,B为稀释涂布平板法接种后培养得到的菌落;平板划线法接种培养后菌落集中分布在划线上或划线附近。
(4)振荡的作用相当于搅拌,可使培养基中各营养分配的均匀和溶氧量大,既能提供充足的氧气又能充分利用营养物质。
答案
(1)检测培养基平板灭菌是否合格 3.8×107
(2)灼烧 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落
(3)B (4)溶解氧 营养物质
2.(2017·全国课标卷Ⅰ,37)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。
回答下列问题:
(1)有些细菌能分解尿素,有些细菌则不能,原因是前者能产生________________。
能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源,原因是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________,
但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是__________________________________________________________________
____________________________________________________(答出两点即可)。
(2)为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择________(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”)作为氮源,不选择其他两组的原因是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用有_________________________________________________________________
____________________________________________________(答出两点即可)。
解析
(1)只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,以尿素作为氮源。
能分解尿素的细菌是一种分解者,属于异养型生物,不能以尿素的分解产物CO2作为碳源。
能分解尿素的细菌可以以葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是:
一方面可氧化分解为细胞生命活动提供能量,另一方面其代谢中间产物可为多种有机物的合成提供原料。
(2)为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择以尿素作为唯一氮源的选择培养基,而其他两组都含有含氮物质NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3不能起到筛选作用。
(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用:
KH2PO4和Na2HPO4构成缓冲液,可维持培养基的pH相对稳定;KH2PO4和Na2HPO4能为微生物生长提供无机盐。
答案
(1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物 为细胞生命活动提供能量,为其他有机物的合成提供原料
(2)尿素 其他两组都含有NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用 (3)为细菌生长提供无机盐离子,作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定
3.(2016·全国课标卷Ⅰ,39)空气中的微生物在重力等作用下,可以一定程度地沉降。
某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物,以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。
实验步骤如下:
①配置培养基(成分:
牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O);
②制作无菌平板;
③设置空白对照组和若干实验组,进行相关操作;
④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间,统计各组平板上菌落的平均数。
回答下列问题:
(1)该培养基中微生物所需的氮来源于________。
若要完成步骤②,该培养基中的成分X通常是________。
(2)步骤③中,实验组的操作是_________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)若在某次调查中,某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板,而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落,这种结果说明在此次调查中出现了________现象。
若将30(即36-6)个/平板作为本组菌落数的平均值,该做法________(填“正确”或“不正确”)。
解析
(1)牛肉膏和蛋白胨都含有蛋白质的水解产物,都可以作为氮源;平板为固体培养基,故需要加入凝固剂琼脂。
(2)实验探究的是教室内“不同高度空气”中微生物的分布,其中变量为不同高度,故需在不同高度下放置开盖平板。
同时,为了保证单一变量,需要保证开盖放置时间一致。
为了保证实验可靠性,需要设置多个平行组。
(3)在完全正确的操作情况下,空白对照组中不应出现菌落。
若出现菌落,表明操作过程中存在杂菌污染,属于实验失误,所有实验数据均不应采用。
答案
(1)牛肉膏、蛋白胨 琼脂
(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上,开盖暴露一段时间 (3)污染 不正确
4.(2015·课标卷Ⅰ,39)已知微生物A可以产生油脂,微生物B可以产生脂肪酶。
脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。
回答有关问题:
(1)显微观察时,微生物A菌体中的油脂通常可用________染色。
微生物A产生的油脂不易挥发,可选用______(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。
(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落,可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样,并应选用以________为碳源的固体培养基进行培养。
(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数,可在显微镜下用________直接计数;若要测定其活菌数量,可选用________法进行计数。
(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度,某同学测得相同时间内,在35℃、40℃、45℃温度下降解10g油脂所需酶量依次为4mg、1mg、6mg,则上述三个温度中,________℃条件下该酶活力最小。
为了进一步确定该酶的最适温度,应围绕________℃设计后续实验。
解析
(1)生物组织中的油脂能被苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染成橘黄色(或红色)。
(2)为了筛选出能产生脂肪酶的微生物B的单菌落,我们应选用只能让该菌落生长的选择培养基,因此培养基只能选用油脂作为唯一碳源的固体培养基。
(3)血细胞计数板可用于直接计数培养液中的菌体数,但是不分死活,因此要计数活菌数量要通过稀释涂布平板法来计数。
(4)温度影响酶的活性,在三个温度中,45℃需酶量最高,说明酶活性最低;在三个温度实验中40℃所需酶量最少,低于35℃和45℃所用酶量,说明酶的最适温度介于35℃和45℃之间,因此应围绕40℃开展后续系列实验探究酶需要的最适温度。
答案
(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ) 萃取法
(2)油脂 (3)血细胞计数板 稀释涂布平板 (4)45 40
5.(2014·全国课标Ⅰ,39)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):
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________________________________________________________________。
解析
(1)纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物,是含量最丰富的多糖类物质。
纤维素能被土壤中某些微生物分解利用,如下图:
(2)刚果红与纤维素形成红色复合物,当纤维素被纤维素酶分解后,红色复合物无法形成,出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
(3)分离和鉴别纤维素分解菌的培养基为固体培养基,且需以纤维素为唯一碳源。
答案
(1)纤维二糖 葡萄糖
(2)红 透明圈
(3)不能 液体培养基不能用于分离单菌落 不能 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
本考点是课标卷命题的最热点,考查内容主要包括无菌技术、微生物筛选、分离、计数及菌种保藏技术、对筛选方案制定考查更多。
2018年对微生物“计数”要求会更高。
1.培养基制备与微生物纯化技术
2.筛选目的微生物的原理与实例
(1)原理:
人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物的生长。
因此,可以通过配制“选择”培养基、控制培养条件等选择目的微生物。
(2)实例:
命题点1 微生物的培养与鉴定
1.(2017·全国大联考)手机高温、潮湿的环境非常适合细菌的生长,由大肠杆菌引起的食源性疾病日渐成为社会比较关注的公共卫生问题。
为了了解手机上大肠杆菌的种类及分布情况,某兴趣小组进行了如下实验步骤。
请进一步完善实验内容并回答相关问题:
(1)实验步骤:
①配制含有________、水、无机盐的固体培养基,并在培养基中加入少量________(使大肠杆菌菌落呈现黑色);
②从10名学生的手机正、反面采集样品,分别接种至灭菌的培养基上,在37℃恒温培养箱中培养24~48h,选取________的菌落;
③将接种针用________法灭菌后,将②中选取的菌落接种到________(填“固体”或“液体”)培养基,在恒温摇床上培养24h,使细菌大量繁殖;
④用________法将③过程所获得的细菌接种到培养基上,分别统计菌落的种类和数目;
⑤根据菌落的特征进一步鉴定大肠杆菌的类型。
(2)上述实验步骤中,从用途看,①所用培养基属于________培养基。
(3)上述实验步骤④统计的菌落数往往比活菌的实际数目低,原因是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
解析
(1)①微生物生长的培养基需要碳源、氮源、水和无机盐。
大肠杆菌可以用伊红—美蓝培养基进行鉴别。
②大肠杆菌在伊红—美蓝培养基上呈现黑色,因此挑选黑色菌落进行扩大培养。
③接种针用灼烧法进行灭菌,扩大培养需将菌落接种到液体培养基,利于细菌大量繁殖。
④用稀释涂布平板(涂布分离)法统计大肠杆菌的数量,根据菌落的特征区分不同种类的大肠杆菌。
(2)①所用的伊红—美蓝培养基属于鉴别培养基。
(3)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,因此统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。
答案
(1)①碳源、氮源 伊红—美蓝 ②黑色 ③灼烧 液体 ④稀释涂布(平板)(或“稀释涂布分离”)
(2)鉴别 (3)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
2.(2017·银川二模)下图为银川环保部门对艾依河段的大肠杆菌进行检测的操作和配方图。
据图回答下列相关问题:
(1)图甲中滤膜的孔径应________(填“大于”或“小于”)大肠杆菌。
(2)配制图乙中的基础培养基时,除了水分、无机盐和琼脂以外,还应加入________。
待各成分都熔化后,调整pH和灭菌,待冷却至50℃左右时,在酒精灯火焰附近________。
大肠杆菌在伊红美蓝培养基上生长呈黑色菌落,从功能上划分,该培养基属于________培养基。
(3)用平板划线法分离样液中的大肠杆菌,操作时,接种环通过灼烧灭菌,在第二次及以后划线时,总是从上一次划线的末端开始划线的目的是__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(4)要检测样液中的大肠杆菌含量,取1mL河水样本,加入4mL无菌水,充分混匀后,在3个平板上用涂布平板法分别接入0.1mL样液,在37℃的培养箱中放置48小时,3个平板上的黑色菌落数分别为51、50、49。
据此可得出1mL河水样本中活菌数为________个。
(5)该小组通过统计菌落的数目,计算出单位体积样品中大肠杆菌数目,理论上他们的统计值比实际值________(填“偏高”或“偏低”),理由是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
答案
(1)小于
(2)氮源(蛋白胨) 倒平板 鉴别(鉴定) (3)将聚集的菌体逐步稀释,以便获得单个菌落 (4)2.5×103(或2500) (5)偏低 两个或多个大肠杆菌连在一起时,平板上只能观察到1个菌落
3.(2017·辽宁盘锦二模)为研究“某品牌酸奶中乳酸菌数量及其对抗生素耐药性情况”,某同学进行了如下实验。
请分析回答下列问题:
(1)配制的细菌培养基除了含有水、碳源、氮源和无机盐等主要营养成分外,还应加入适量的________和琼脂,在培养基各成分溶化与灭菌之间,要进行的操作是________。
(2)接种微生物的方法有很多,图中过程①②③所示的方法为________。
用该方法统计样本菌落数后,所得数据需要乘以10n后,才可表示乳酸菌的数量(单位:
个/mL),这里的n=________。
用该方法统计样本菌落数时,同时需要做A、B、C三个培养皿,原因是_________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)为了检测乳酸菌对抗生素的敏感性,取该单菌落适当稀释,接种于固体培养基表面,在37℃培养箱中培养24h,使其均匀生长,布满平板。
将分别含有A、B、C三种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置,培养一段时间后,含A的滤纸片周围出现透明圈,说明该致病菌对抗生素A________(填“敏感”或“不敏感”);含C滤纸片周围的透明圈比含A的小,且透明圈中出现了一个菌落,在排除杂菌污染的情况下,此菌落很可能是________。
答案
(1)维生素 调节pH
(2)稀释涂布平板法 6 分别计数3次,取平均值,使实验结果更加准确可靠 (3)敏感 抗生素C的耐药菌
1.快速确认两类培养基
(1)鉴别培养基:
加入的物质起“鉴别”作用(该物质可能与被鉴别菌种发生特殊颜色反应),该物质加入后并未杀死其他微生物,其培养基中可生存多种微生物。
(2)选择培养基:
加入的物质起“筛选”作用,该物质可抑制或杀死其他微生物,只有被选择的“目的菌种”才能生存下来。
2.平板划线法只适用于微生物的提纯,不适合进行计数,并且在最后一次划线的末端处的菌种最纯。
3.倒平板的温度一般在50℃左右适宜,温度过高会烫手,温度过低培养基又会凝固。
4.平板需倒置,这样既可使培养基表面的水分更好地挥发,又防止皿盖上的水珠落入培养基,造成培养基污染。
命题点2 微生物的分离与计数
1.(2017·四川乐山二调)请回答关于“分解纤维素的微生物的分离”的实验的一些问题:
(1)采集土样时,应选择________的环境,因为纤维素分解菌大多分布在这些环境的土壤中。
(2)为确保能够从样品中分离得到目的菌,可通过选择培养增加纤维素分解菌的浓度。
选择培养基应以________作为唯一的碳源。
为什么选择培养能够“浓缩”目的菌?
_________________________________________________________________。
(3)分离得到分解纤维素的微生物,常用的方法是________,判断是否是目的菌菌落的依据是________________________________________________________,
设置空白对照的目的是______________________________________________。
答案
(1)富含纤维素(或纤维素丰富)
(2)纤维素 因为目的菌能够以纤维素为碳源,大量繁殖,而其他细菌则不能以纤维素为碳源,无法正常生活
(3)刚果红染色法 菌落周围是否出现透明圈 判断培养基制作是否合格(或判断培养基是否有杂菌污染)
2.(2017·湖南十校联考)下表是筛选异养型细菌的培养基配方。
回答下列问题:
KH2PO4
1.4g
Na2HPO4
2.1g
MgSO4·7H2O
0.2g
FeCl3
0.1g
X
1g
维生素
微量
琼脂
15g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL
(1)苯胺是致癌物质,土壤中有分解苯胺的异养型细菌,若要筛选此异养型细菌,则此培养基中的成分X除了为目的菌提供能源外,还能提供________,该培养基从物理性质看属于________培养基。
中学实验室中对培养基进行灭菌的常用方法是________。
接种前,用灭菌后未接种的培养基培养一段时间,观察是否形成菌落,目的是______________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图,获得图A效果的接种方法是________。
运用获得图B效果的方法接种时,操作上应注意每次划线前要灼烧________。
(3)在以尿素为唯一氮源的培养基中加________可初步鉴定该种细菌能否分解尿素;在筛选能够分解纤维素的微生物过程中,常用到________________染色法。
答案
(1)碳源和氮源 固体 高压蒸汽灭菌法 判断培养基灭菌是否彻底
(2)稀释涂布平板法 接种环
(3)酚红指示剂 刚果红
3.在自然条件下,淀粉分解菌(一类细菌的总称)和其他各种细菌混杂生活在土壤中。
回答下列问题:
(1)从土壤中将淀粉分解菌筛选出来,所用培养基从功能上讲应属于________培养基,该培养基在成分上的特殊之处在于________________
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