集训选修一生物技术实践

1、阳光文化艺术学校集训选修一 生物技术实践一、 微生物的培养和利用、微生物的实验室培养1培养基(1)一般都含有 还要满足不同微生物生长对 、特殊营养物质以及 的需求(2)分类 培养基：含凝固剂 培养基：不含凝固剂2无菌技术(1)关键：防止 的入侵。(2)不同对象的无菌操作方法连一连3大肠杆菌的纯化培养(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基 (2)纯化大肠杆菌的方法纯化培养原理：想方设法在培养基上得到 的肉眼可见的 ，即可获得较纯的菌种。纯化大肠杆菌的关键步骤： 。常用的微生物接种方法有两种a平板划线法：是通过 在琼脂固体培养基表面 的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。b 法：是将菌液进行一

2、系列的 ，然后将 的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。(3)菌种的保存方法对于频繁使用的菌种，可以采用 的方法。对于需要长期保存的菌种，可以采用 的方法。深度思考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，请思考(1)获得图A效果和B效果的接种方法分别是什么？(2)某同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成一片，最可能的原因是什么？应当怎样操作才可避免此种现象？1 消毒和灭菌的区别项目概念常用方法应用的范围消毒一般物品一些不耐高温的液体，如牛奶如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等接种室灭菌接种工具的灭菌玻璃器皿、金属工具的灭菌培养基及容器的灭菌2选择培养基与鉴别

3、培养基的比较种类制备方法原理用途举例选择培养基培养基中加入某些 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 所需的微生物加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌鉴别培养基培养基中加入某种 或 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 不同种类的微生物伊红美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌易错警示！(1)稀释涂布平板法的缺点：稀释涂布平板法统计样品中菌落的数目往往比实际数目 。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 菌落。(2)平板划线法纯化大肠杆菌时不同阶段灼烧接种环的目的不同：第一次操作： 。每次划线之前： 。划线结束后：

4、杀死接种环上残存的菌种， 。、微生物的筛选和计数土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)分离原理：土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成 ，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起 作用。(2)统计菌落数目：统计样品中的活菌一般用 法。(3)实验流程：土壤取样 微生物的培养与观察细菌的 。1微生物的分离和计数(1)分离原则：人为提供 的条件，同时 其他微生物的生长。(2)菌株筛选原理的比较土壤中分解尿素的细菌分解纤维素的微生物选择培养基的成分： 作为唯一的氮源鉴定方法：在培养基中加入 指示剂，若指示剂变 ，pH升高，说明细菌能分解尿素选择培养基的成分：纤维素作为唯一的碳源鉴定方法：刚果红染

5、色法，即刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，培养基出现以纤维素分解菌为中心的透明圈2.统计菌落数目的方法(1) 计数法原理：利用特定细菌计数板或血球计数板，在显微镜下计算一定容积样品中的微生物数量；方法：用计数板计数；缺点：不能区分死菌与活菌。(2) 计数法( 计数法)原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落来源于 。通过统计平板上的 ，就能推测出样品中大约含有多少活菌。操作a设置 ，增强实验的说服力与准确性。b为了保证结果准确，一般选择菌落数在 的平板进行计数。计算公式：每毫升样品中的菌数 ，其中C代表 ，V代表 ，M代表 。名师点睛应特别关注的三种“组”(1)两种

6、对照组确认培养基是否合格用一 的空白培养基一起培养，若培养基中无菌落生长，则表明培养基未被污染，制备合格。确认培养基是否起到了“筛选”作用可用一 的普通培养基(如牛肉膏蛋白胨培养基)一起培养，若选择培养基中菌落种类数明显 普通培养基，则可表明培养基起到了“筛选”作用。(2)设置重复组为使结果接近真实值，可将同一稀释度加到 的平板上，经涂布、培养，计算出菌落平均数。考点一微生物的实验室培养【典例】 (2014江苏单科，30)为了获得胡萝卜素产品，某小组开展了产胡萝卜素酵母的筛选与色素提取实验。请回答下列问题。(1)实验用的培养皿常用的两种灭菌方法是_；为了减少灭菌后器皿被污染，灭菌前应该_。(2

7、)为了筛选出酵母菌，培养基中添加了青霉素，其目的是_。(3)如图是灭菌锅及其局部剖面示意图，图中甲、乙、丙指示的依次是_。(填序号)安全阀、放气阀、压力表放气阀、安全阀、压力表安全阀、放气阀、温度表放气阀、安全阀、温度表(4)为了将分离到的菌株纯化，挑取了菌落在3块相同平板上划线，结果其中一块平板的各划线区均未见菌生长，最可能的原因是_。(5)为增加胡萝卜素提取量，在研磨酵母细胞时，添加石英砂的目的是_；研磨时_(填“需要”或“不需要”)添加CaCO3，理由是_。【练习】下图甲、乙是微生物接种常用的两种方法，请回答相关问题。(1)图甲是利用_法进行微生物接种，图乙是利用_法进行微生物接种。这两

8、种方法所用的接种工具分别是_和_；对这两种接种工具进行灭菌和消毒的方法依次是_和酒精消毒。(2)接种操作为什么一定要在火焰附近进行？_。(3)接种后，在固体培养基上培养细菌时为什么进行倒置培养？_。(4)如图是采用上述接种方法接种后培养的效果图解，其接种方法是_(填“图甲”或“图乙”)。考点二微生物的分离与计数【典例】 (2014四川卷，10)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。(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

9、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？_。【练习】(2014河北邯郸一模，39)某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基

10、，成功筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。请分析回答下列问题。(1)培养基中加入化合物A的目的是_，这种培养基属于_培养基。(2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的_。实验需要振荡培养，由此推测“目的菌”的代谢类型是_。(3)在上述实验操作过程中，获得纯净“目的菌”的关键是_。(4)转为固体培养基时，常采用平板划线的方法进行接种，此过程中所用的接种工具是_，操作时采用_灭菌的方法。(5)实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理后才能倒掉，这样做的目的是_。(6)某同学计划统计污水池中“目的菌”的总数，他选用104、105、106稀释液进行平板划线，每

11、种稀释液都设置了3个培养皿。从设计实验的角度看，还应设置的一组对照实验是_，此对照实验的目的是_。二、 植物的组织培养菊花组织培养1植物组织培养的过程和原理(1)原理： 。(2)高度分化的细胞全能性表达的条件 状态。营养物质：有机营养、无机营养。植物激素： 、 等。无菌、适宜的外界条件。(3)过程2.菊花组织培养过程(1)影响植物组织培养的主要因素选材：一般选择 植株的茎上部新萌生的侧枝。营养供应 培养基：常用 营养成分：大量元素、微量元素、有机物、 (2)实验操作过程制备MS固体培养基：配制好的培养基进行高压蒸汽灭菌外植体消毒： 接种：始终在 旁进行，对接种工具要用 灭菌。将菊花茎段插入培养

12、基中时注意不要倒插培养与移栽：在1822 的 中培养，得到试管苗后进行移栽3影响植物组织培养的主要因素(1)培养材料不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，容易进行 的植物也容易进行组织培养。同一种植物材料，材料的 对培养也有影响。幼龄、保存时间短的植物材料容易培养成功。(2)无菌条件培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生 ，使培养的植物细胞很快中毒死亡，因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。1、菊花茎组织培养项目菊花茎组织培养理论依据 材料选取光照状况每日用日光灯照射 操作流程制备MS培养基 培养 栽培培养结果正常植株生殖方式及育

13、性无性生殖，可育影响因素选材、营养、激素、pH、温度、光照等2、影响植物组织培养的因素归纳(1)外植体的选择： 。(2) 无机营养 大量元素： 营养 微量元素： 有机营养： (3) 植物激素 (4) 使用激素顺序不同对实验结果的影响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 ，但细胞 先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞 同时使用用量比例不同，结果也不同：的比值(4)温度：一般将温度控制在 。(5)pH：一般将pH控制在 左右。(6)光照：每日用日光灯照射 。3植物组织培养中的无菌操作(1)培养材料消毒消毒剂：一般可用体积分数为 和质量分数为 溶液，所使用的清洗液是无菌水。(2)培

14、养基、所用操作器材均要进行 处理。培养基常采用 灭菌，操作器材可采取 灭菌。(3)对操作室、工作台要进行消毒，一般使用 或 消毒。(4)所有接种、转瓶操作都应在 旁进行。考点一植物组织培养【典例】 (2012山东理综，34)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如下图。(1)图中和分别表示辣椒组织培养中细胞的_和_过程。(2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是_。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值_(填“高”或“低”)时，有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时，应采取的灭菌方法是_。(3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是_。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞

15、时，常用的酶是_和纤维素酶。(4)提取辣椒素过程中，萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是_。【练习1】下图为植物组织培养的流程图。据图分析，下列说法正确的是()A将配制好的培养基在灭菌后要及时分装避免冷却凝固B图中三种培养基的差异主要表现在植物激素含量方面C整个培养过程中需要适宜的温度和不间断的人工光照D长出丛芽和生根的过程中细胞的遗传物质会发生改变【练习2】如图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分析错误的是()A过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理B过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变C过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能D过程需用适宜配比的生长素和

16、细胞分裂素处理考点二植物组织培养的影响因素分析【典例】 如图甲是植物组织培养过程示意图，图乙是植物激素对愈伤组织分化影响的示意图。据图回答下列问题。(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有_。(2)在A过程中，为了有利于嫩枝组织细胞启动细胞分裂形成愈伤组织，常常需要在配制好的培养基中添加_。嫩枝组织细胞接种后25 d时，若发现其边缘局部污染，原因可能是_。(3)在过程B中，若愈伤组织没有形成根，但分化出了芽，其原因可能是_；若要获得更多的愈伤组织，培养基中两种激素的含量应该是_。(4)切取经光照一段时间后的幼苗芽尖处的组织块，消毒后，接种到诱导再分化的培养基中培养，该培养基中两种植物激素浓度相同

17、。从理论上分析，分化的结果是_；原因是_。三、传统发酵技术 果酒和果醋的制作1果酒、果醋的制作原理及发酵条件比较项目果酒制作果醋制作制菌种酵母菌醋酸菌作原理反应有氧条件下，大量繁殖： 无氧条件下，酒精发酵： 氧气、糖源充足时： 缺少糖源、氧气充足时： 发酵条件温度一般 ，最适为 左右最适为 空气 前期： 后期： 时间1012 d78 d2.完善制作流程挑选葡萄 榨汁酒精发酵 深度思考如图所示为制作果酒和果醋的发酵装置，请思考。(1)装置图中a、b、c分别指什么？其作用是什么？(2)b需长而弯曲，其目的是什么？(3)进行醋酸发酵和酒精发酵时，对图中哪一处操作有差异？请具体指明。果酒和果醋的制作成

18、功的关键点项目说明材料的选择与处理选择新鲜的葡萄，榨汁前先 ，再 ，以防葡萄汁流失及污染防止发酵液被污染榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要用 进行消毒清洗葡萄时要先 后 发酵瓶排气管用 管不用 发酵条件的控制葡萄汁装入发酵瓶时，要留约 的空间，目的是先让酵母菌进行 ，耗尽O2后再进行 ，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出严格控制温度： 利于酵母菌的繁殖和酒精发酵； 利于醋酸菌的繁殖和醋的发酵充气：酒精发酵为无氧发酵，需 充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需经充气口 【典例1】 (2014江苏，24)某同学设计了如图所示的发酵装置，下列有关叙述正确的是(多选)()A该装置可阻止空气进入，

19、用于果酒发酵B该装置便于果酒发酵中产生的气体排出C去除弯管中的水，该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸D去除弯管中的水后，该装置与巴斯德的鹅颈瓶作用相似【典例2】 (海南高考)葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答问题。(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是_。(2)该微生物通过无氧呼吸可分解_，产生的终产物是_和_。(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如图所示。发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是_，导致发酵中出现的主要异常现象是_。丙同学的错误是_，导

20、致发酵中出现的主要异常现象是_。上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是_、_、_。(4)在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该错误操作是_。【练习】图1是果酒和果醋制作的实验流程，图2是某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示回答下列问题：挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵 果酒 果醋图1(1)完成图1中的实验流程。(2)冲洗的主要目的是_，冲洗应特别注意不能_，以防止菌种的流失。图2(3)图2装置中的充气口在_时关闭，在_时连接充气泵，并连续不断地向内_。(4)排气口在果酒发酵时排出的气体是由_产生的_，在果醋发酵时排出的是_。(5)写出与

21、(4)题有关的反应方程式：_。(6)若果汁中含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？并说明原因。_。(7)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制在_。醋酸发酵时温度一般应控制在_。(8)果酒制作完成后，可以用_来检测酒精的生成，在酸性条件下，酒精与之反应呈现_色。四、 物质提取与分离技术（血红蛋白的提取和分离、胡萝卜素的提取）、血红蛋白的提取和分离1方法及原理方法原理凝胶色谱法根据 分离蛋白质电泳法各种分子 的差异以及分子本身 的不同2.血红蛋白的提取和分离过程深度思考1相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的行进过程可表示为中的哪一种？2如图所示装置可用于血红蛋白提取、分离的哪种过

22、程？其原理是什么？烧杯内a溶液是蒸馏水吗？1、 凝胶色谱法 比较项目 蛋白质 相对分子质量大相对分子质量小移动位置移动路程移动速度洗脱次序2.“血红蛋白的提取和分离实验”成功关键点(1)红细胞的洗涤：洗涤次数不能过少，否则 ；要 离心，否则会 ，达不到分离的效果。(2)凝胶的预处理：用 法不但节约时间，而且除去凝胶中可能带有的 ，排除胶粒内的 。(3)色谱柱的装填：装填时 ；无 ；洗脱液不能 。(4)色谱柱成功的标志： 地移动。、植物有效成分的提取胡萝卜素的提1、胡萝卜素的性质：不溶于 ，微溶于乙醇，易溶于 等有机溶剂。 提取方法： 、 、 2、胡萝卜素的提取 石油醚最适宜作 3、实验设计方法

23、：萃取法， 最适宜作萃取剂。实验流程胡萝卜粉碎 萃取 浓缩 胡萝卜素注意事项：萃取剂的选择 有机溶剂 水溶性有机溶剂： 水不溶性有机溶剂 ： 选择：具有 的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且 。影响萃取的因素主要因素：萃取剂的 次要因素： 等一般来说，原料颗粒 ，萃取温度 ，时间 ，需要提取的物质就能够充分溶解，萃取效果就好。本课题所提供的方法只能提取_；若要获得-胡萝卜素，还需要进一步的_。 4、鉴定方法： 法。操作注意事项1、注意选择干净的滤纸，为了防止操作时对滤纸的污染2、点样应该快速细致，点样后会在基线上形成细小的原点，注意保持滤纸干燥3、卷纸时注意滤纸的两边不能相互接触,以防止层析液沿

24、着缝隙快速扩散4、由于石油醚易挥发，所以层析容器要密封考点一血红蛋白的提取和分离【典例1】 (2011广东卷)以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是()A洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂B猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少C血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测D在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢【典例2】下图是用除去DNA的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验的装置，下列有关叙述不正确的是()A.用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较大的杂质B图乙装置的试管中收集到的液体中最先得到的是相对分子质量较大的蛋白质C用图乙装置分离

25、血红蛋白时，待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每管收集5 mL，连续收集D图丙装置中电泳法分离提纯血红蛋白的原理是血红蛋白带有一定量的电荷，在电场的作用下向一极移动【练习】血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2和部分CO2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离回答问题：（1）凝胶色谱法的基本原理是根据 分离蛋白质的有效方法。（2）洗涤红细胞的目的是去除 ，洗涤次数过少，无法除去 ；离心速度过高和时间过长会使 等一同沉淀，达不到分离的效果。洗涤干净的标志是 。释放血红蛋白的过程中起作用的是 。（3）洗脱的液体应尽量与浸泡凝胶所用的液体 （填“相同”或“不同”）

26、，洗脱时，对洗脱液的流速要求是 （4）在洗脱过程中加入物质的量浓度为20mmol/L的磷酸缓冲液（pH为7.0）的目的是 ，如果红色区带 ，说明色谱柱制作成功。考点二胡萝卜素的提取【典例1】(2013山东理综，34)胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得，流程如下：(1)筛选产胡萝卜素的酵母菌R时，可选用_或平板划线法接种。采用平板划线法接种时需先灼烧接种环，其目的是_。(2)培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供_和_。(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程应控制好温度和_以防止胡萝卜素分解；萃取过程中宜采用_方式加热以防止温度过高；萃取液浓缩前需进行过滤，其目的是_。(4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素，鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为_。5、 果胶酶在果汁生