生物二轮复习课件选修专题生物技术实践

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选修1生物技术实践☆最新考纲高频考点1.微生物的分离与培育Ⅱ2．某种微生物数量的测定Ⅱ3．培育基对微生物的选择作用Ⅱ4．利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用Ⅱ1.制作果酒和果醋的基本原理和方法，以及发酵的条件2．设计安装简洁的生产果酒、果醋的装置3．腐乳制作的原理、方法和制作流程中各步措施的作用，以及质量评价4．泡菜制作原理及其实验流程5．亚硝酸盐含量的检测方法6．培育基的种类、营养要求及配制原则7．无菌技术的简略操作及应用8．运用相关技术解决微生物的分离与培育等实际问题一、发酵及发酵技术的应用1．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原理(1)果酒：酵母菌无氧呼吸C6H12O62C2H5OH＋2CO2(2)果醋：醋酸菌有氧呼吸①当氧气、糖源都充足时，糖―→醋酸②当缺少糖源时，乙醇―→乙醛―→醋酸毛霉等微生物能产生蛋白酶和脂肪酶，作用如下：乳酸菌发酵产生乳酸果酒和果醋的制作腐乳的制作泡菜的制作实验流程选择葡萄↓冲洗↓榨汁↓酒精发酵→果酒↓醋酸发酵→果醋让豆腐上长出毛霉

↓加盐腌制

↓加卤汤装瓶

↓密封腌制注意的问题(1)材料的选择与处理(2)防止发酵液被污染(3)掌握好发酵的条件(1)掌握好材料的用量(2)防止杂菌污染(1)泡菜坛的选择(2)腌制的条件

发酵技术中常用菌种的比较菌种项目酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物学分类真核生物原核生物真核生物原核生物代谢类型异养兼性厌氧异养需氧异养需氧异养厌氧生产应用酿酒酿醋制作腐乳制作泡菜发酵条件前期需氧，后期不需氧始终需氧始终需氧无氧

果酒、果醋制作过程中防止杂菌污染的措施：(1)榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒。(2)清洗葡萄时要先清洗后除枝梗。(3)发酵瓶排气管用曲颈管不用直管。2．亚硝酸盐及其含量测定(1)与人体健康的关系①亚硝酸盐在膳食中普遍存在，在人体内以“过客”的形式随尿排出，但当摄入总量较多时，可引起中毒或死亡。②亚硝酸盐在肯定条件下可转化为能致癌、致畸和致突变的物质——亚硝胺。(2)含量的测定①原理：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，通过目测比较，大致估算其含量。②测定操作：配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色。1．生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋、腐乳、泡菜就是生活中常见的例子。右图是果酒制果醋的发酵装置，分析回答下列问题：(1)果酒制作的原材料通常是葡萄，但对葡萄不能进行反复冲洗，其缘由是_______(2)在图乙中遗漏了一个装置，请以文字加以补充。(3)如果将该装置改为酒精的发酵装置，则温度应该掌握在________。此时装置需要修改的地方是________。果酒制果醋的反应式为：_________________________。(4)在果醋发酵过程中，用________检测是否有醋酸生成。【解析】

(1)果酒是以葡萄为原料，通过酵母菌发酵获得的，而酵母菌主要存在于果实的表面，所以不能对葡萄进行反复冲洗。(2)乙装置没有排气管道，所以应添加排气口，并连上一根长而弯曲的管子，保证酵母菌开头时进行有氧呼吸。(3)酵母菌生产酒精需进行无氧呼吸，所以生产酒精不需通入空气。酶的活性在18～25℃时最高，所以装置中温度掌握在18～25℃。(4)用pH试纸检测装置中培育液的pH，以检测是否有醋酸生成。【答案】

(1)葡萄上存在酵母菌，反复冲洗，会洗去大量的酵母菌，不利于酒精发酵(2)缺少一个排气口，应补上一个排气口装置，并连上一根长而弯曲的管子(3)18～25℃不需要通入空气C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O(4)pH试纸2．腊肉、腌白菜、腐乳等是家庭中常见的一些腌制品，其味道鲜美，便于保存。请联系生活实际，回答下列问题：(1)腊肉和腌白菜能保存较长时间而不腐败，缘由是_____________________________________________。(2)腐乳制作的原理是_____________________________________________。(3)制作腐乳的卤汤中通常要加入料酒、黄酒等，含量一般掌握在12%左右，其目的是________________________________________________。(4)腌白菜味道鲜美，但最好是等腌制好后再食用，若过早食用会影响人体健康，请分析缘由。腌制液盐浓度过高，微生物因失水而不能生存毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶将脂肪水解为甘油和脂肪酸抑制微生物的生长，同时使腐乳具有独特的香味未腌制成熟的白菜中，亚硝酸盐等致癌物质的含量过高，食用后可能会影响人体健康。二、微生物的培育与应用1．微生物的实验室培育(1)培育基①概念：人们依据微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。②分类和应用划分标准培育基种类特点用途物理性质液体培育基不加凝固剂工业生产半固体培育基加凝固剂，如琼脂观察微生物的运动、分类、鉴定固体培育基微生物分离、鉴定、活菌计数划分标准培育基种类特点用途物理性质液体培育基不加凝固剂工业生产半固体培育基加凝固剂，如琼脂观察微生物的运动、分类、鉴定固体培育基微生物分离、鉴定、活菌计数划分标准培育基种类特点用途依据用途选择培育基培育基中加入了抑制或促进微生物生长的化学物质培育、分离出特定微生物鉴别培育基培育基中加入某种指示剂或化学药品鉴别不同种类的微生物③制备：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板划分标准培育基种类特点用途依据用途选择培育基培育基中加入了抑制或促进微生物生长的化学物质培育、分离出特定微生物鉴别培育基培育基中加入某种指示剂或化学药品鉴别不同种类的微生物③制备：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板

(调节PH）(2)无菌技术简略操作①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。②将用于微生物培育的器皿、接种用具和培育基等进行灭菌。③为避开周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰四周进行。④实验操作时应避开已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。2．纯化大肠杆菌以及菌种的保藏(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培育基：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。(2)纯化大肠杆菌①原理：在培育基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使其长成单个的菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。②方法：平板划线法、稀释涂布平板法。平板划线法是通过接种环在琼脂固体培育基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培育基的表面；稀释涂布平板法则是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培育基的表面，进行培育。(3)菌种的保藏①短期保存：固体斜面培育基上4℃保存，菌种易被污染或产生变异。②长期保存：－20℃甘油管在冷冻箱中保藏。

平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培育基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以使培育基表面的水分更好地挥发；又可以防止皿盖上的水珠落入培育基，造成污染。3．分析下面培育基的配方：KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、尿素、琼脂。请回答：(1)在该培育基的配方中，为微生物的生长供应碳源和氮源的分别是________和________。(2)想一想这种培育基对微生物是否具有选择作用？如果具有，又是如何进行选择的？________________________________________________________________________。(3)培育基、培育皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶所采纳的灭菌、消毒方法依次是 (

)①化学消毒②灼烧灭菌③干热灭菌④紫外线灭菌⑤高压蒸汽灭菌⑥巴氏消毒法A．⑤③②①④⑥ B．①②③④⑤⑥C．⑥②③④①⑤ D．③④②①⑥⑤葡萄糖尿素有选择作用。由于此配方中尿素是唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长A【解析】

碳源是供应碳元素的物质，氮源是供应氮元素的物质。所以碳源是葡萄糖，氮源是尿素。绝大多数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，所以这种培育基对微生物有选择作用。选择的原则是只有能够利用尿素的微生物才能够生长。培育基用高压蒸汽灭菌；培育皿能耐高温，需用干热灭菌；接种环可用灼烧灭菌达到飞快彻底的灭菌效果；实验操作者的双手可用化学药剂进行消毒，如用酒精擦拭双手；空气可用紫外线消毒；牛奶为不破坏其营养成分可采纳巴氏消毒法。三、微生物的分离与计数1．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数Ⅰ.分离分解尿素的细菌所使用的特定培育基分离分解尿素的细菌的培育基应为选择培育基，培育基中的氮源只有尿素，理论上只有能合成脲酶的微生物才能在上面生长。其配方如下：KH2PO41.4gNa2HPO42.1gMgSO4·7H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素(唯一氮源)1.0g琼脂15.0g将上述物质溶解后，用自来水定溶到1000mL。Ⅱ.统计菌落数目的方法(1)显微镜直接计数法①原理：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算肯定容积的样品中微生物数量。②方法：用计数板计数。③缺点：不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)①原理：当样品的稀释度足够高时，培育基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。②操作：a．设置重复组，增强实验的说服力与精准性。b．为了保证结果精准，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。③计算公式：每克样品中的菌株数＝×M，其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。2．分解纤维素的微生物的分离(1)分解纤维素的微生物的分离①实验原理即：可依据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。②实验流程土壤取样：富含纤维素的环境↓选择培育：用选择培育基培育，以增加纤维素分解菌的数量梯度稀释↓涂布平板：将样品涂布于鉴别含CR的纤维素分解菌的培育基(固体)↓选择产生透明圈的菌落：产生纤维素酶的菌落周围消灭透明圈。(2)两种刚果红染色法的比较①方法一：先培育微生物，再加入刚果红进行颜色反应，过程如下：培育基经涂布培育长出菌落→掩盖质量浓度为1mg/mL的CR溶液 倒去CR溶液→加入1mol/L的NaCl溶液 倒掉NaCl溶液→消灭透明圈。②方法二：倒平板时就加入刚果红，过程如下：配制质量浓度为10mg/mL的CR溶液→灭菌→依据每200mL培育基加入1mL的比例加入CR溶液→混匀→倒平板→接种后培育→消灭透明圈。4．(2009年烟台模拟)可以鉴定出分解尿素的细菌的方法是 (

)A．以尿素为唯一氮源的培育基中加入酚红指示剂B．以尿素为唯一氮源的培育基中加入二苯胺试剂C．以尿素为唯一氮源的培育基中加入苏丹Ⅲ试剂D．以尿素为唯一氮源的培育基中加入双缩脲试剂A5．下图为分离并统计分解纤维素的微生物的实验流程，据此回答有关问题：(1)要从富含纤维素的环境中分离纤维素分解菌，从高温热泉中寻找耐热菌，这说明___________________。依据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找(2)某同学依据需要，配制了纤维素分解菌的培育基如下，整个实验过程严格执行无菌操作。如果将其中的纤维素粉换成________，菌落数____________________________，即可说明选择培育基的作用。(3)接种微生物最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法，本实验宜采纳________法，缘由是__________。纤维素粉NaNO3Na2HPO4·7H2OKH2PO45g1g1.2g0.9gMgSO4·7H2OKCl酵母膏、水解酪素0.5g0.5g适量葡萄糖明显多于选择培育基上的菌落数稀释涂布平板平板划线法难以依据稀释体积计算每克样品中的细菌数【解析】

(1)由于纤维素分解菌与耐热菌有不同的生活习性，生活在不同的环境中，故要依据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。(2)由于葡萄糖是纤维素水解的、能被微生物直接利用的有机小分子，所以如果将其中的纤维素粉换成葡萄糖，纤维素分解菌及其他细菌会生长繁殖得更快，故菌落数明显多于选择培育基。(3)由于稀释涂布平板法要将菌液进行一系列的梯度稀释，故该法可依据稀释体积计算每克样品中的细菌数，而平板划线法则不能这样，所以本实验宜采纳稀释涂布平板法。 (2009年高考浙江卷)下面是有关食醋和泡菜制作的实验。请回答：(1)食醋可用大米为原料经三步发酵来制作：第一步：大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成①________(填中间产物)，然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用②________(填淀粉指示剂)来检测，由于该试剂遇淀粉呈蓝色，遇上述中间产物呈红色。其次步：用③________菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主要缘由是④____________。第三步：用⑤________菌将乙醇转化成乙酸，这一过程⑥________氧气。(2)泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是⑦________，还有少量的亚硝酸。对亚硝酸盐的定量测定可以用⑧______法，由于亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N－1－萘基乙二胺偶联成⑨________色化合物。进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是⑩________。【解析】

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；酵母菌可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸产生乙醇；在泡菜发酵过程中，杂菌可能产生乳酸、乙酸等；醋酸杆菌在有氧条件下可以将乙醇转化成醋酸。【答案】

(1)①糊精②碘液(KI－I2溶液)③酵母④发酵过程中会产生大量CO2，使瓶内压力上升而可能引起爆裂⑤醋酸醋杆(醋酸杆)⑥需要消耗(2)⑦乳酸(或有机酸)⑧(光电)比色⑨玫瑰红⑩作为对比 (2009年高考宁夏理综卷)(1)在大肠杆菌培育过程中，除考虑营养条件外，还要考虑________、________和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简洁、变异类型容易选择、________、______等优点，因此常作为遗传学讨论的实验材料。(2)在微生物培育操作过程中，为防止杂菌污染，需对培育基和培育皿进行________(消毒、灭菌)；操作者的双手需要进行清洗和________；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其缘由是紫外线能使蛋白质变性，还能________________。(3)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估量值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的________。(4)通常，对获得的纯菌种还可以依据菌落的外形、大小等菌落特征对细菌进行初步的________。(5)培育大肠杆菌时，在接种前需要检测培育基是否被污染。对于固体培育基应采纳的检测方法是________________________________________________________________________。(6)若用大肠杆菌进行实验，使用过的培育基及其培育物必须经过________处理后才能丢弃，以防止培育物的集中。【解析】

本题主要考查微生物培育的综合知识。消毒一般只是消灭体表的微生物，而灭菌是杀灭全部的微生物及孢子等。观察细菌等微生物的有无通常是通过培育来观察菌落的外形、颜色等。【答案】

(1)温度酸碱度易培育生活周期短(2)灭菌消毒损伤DNA的结构(3)比例合适(4)鉴定(或分类)

(5)将未接种的培育基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培育基上是否有菌落产生(6)灭菌

消毒与灭菌的不同项目消毒灭菌条件使用较为温和的理化方法使用强烈的理化因素结果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)杀死物体内外全部的微生物，包括芽孢和孢子适用实验操作的空间、操作者的衣着和手微生物的培育器皿、接种用具和培育基等项目消毒灭菌常用方法煮沸消毒法(如100℃，5min～6min)，巴氏消毒法(80℃，15min)，酒精、氯气、石炭酸等化学药剂消毒法灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌 (2009年高考安徽理综卷)下列是关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述，其中错误的是(

)A．用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培育基，经高温、高压灭菌后倒平板B．取104、105

、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1mL，分别涂布于各组平板上C．将实验组和对比组平板倒置，37℃恒温培育24～48小时D．确定对比组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数【解析】

配制培育基时要用蒸馏水，而不能用自来水，防止杂菌污染；培育微生物时要选择适宜的温度37℃，持续时间24～48小时；土壤中微生物的量相对稳定，由于实验缘由，很容易引起数量的猛烈变化，所以要选择30～300左右进行计数。【答案】

D1．(2009年高考重庆理综卷)下列有关大肠杆菌的叙述，正确的是 (

)A．大肠杆菌以复制方式进行繁殖，其拟核是一个环状DNA分子B．在含葡萄糖和乳糖的培育基上，大肠杆菌首先利用乳糖作碳源C．用大肠杆菌工程菌生产干扰素时，应准时添加核酸等生长因子D．处于对数期的大肠杆菌，常作为生产用的菌种和科研的材料【解析】大肠杆菌以二分裂的方式进行繁殖，其拟核是一个大型环状DNA分子。对大肠杆菌来说，分解葡萄糖的酶是组成酶，分解乳糖的酶是诱导酶，在葡萄糖和乳糖共同存在时，大肠杆菌只利用葡萄糖。用大肠杆菌工程菌生产干扰素时，应准时添加氨基酸等生长因子。处于对数期的大肠杆菌，代谢旺盛，菌体的形态和生理特性较稳定，常作为生产用的菌种和科研材料。【答案】

D2．(2009年高考四川理综卷)下列关于几种微生物的营养代谢和生长繁殖的描述，正确的是 (

)A．根瘤菌通过生物固氮，制造了含氮养料和含碳有机物B．接种到培育基上的青霉菌，进入对数期能大量积累青霉素C．培育液中溶氧量的变化，会影响酵