专题5-生物技术与工程相关实验-【实验专攻】高考生物实验专题必杀突破(解析版)

专题5生物技术与工程相关实验目录实验28：制作传统发酵食品实验29：酵母菌的纯培养实验30：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验31：菊花的组织培养实验32：DNA的粗提取与鉴定实验33：DNA片段的扩增及电泳

实验28：制作传统发酵食品一、制作泡菜（一）实验原理1.制作传统泡菜是利用植物体表面天然的来进行发酵的。发酵期间，会不断积累，当它的质量百分比为0.4%~0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。2.菌种：___________________。

3.在___________条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成_____________。反应式：。

答案：乳酸菌、乳酸、乳酸菌、无氧、乳酸、C6H12O6―→2C3H6O3

（二）方法步骤1.用清水和食盐配制质量百分比为的盐水，并将盐水，冷却待用。2.将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豇豆等）洗净，切成块状或条状，混合均匀，后装入泡菜坛内；装至时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至。3.将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。4.向坛盖边沿的水槽中注满，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充，根据室内温度控制发酵时间。答案：5%~20%、煮沸、晾干、半坛、八成满、水、水二、制作果酒和果醋（一）实验原理1.许多新鲜水果（如葡萄）的果皮表面附着有大量的不同种类的。在这些的作用下，水果可以发酵成果酒。在的条件下，果酒经的作用还可以进一步发酵成果醋。2.表格对比制作原理。

（二）方法步骤1.将发酵瓶、榨汁机等器具用清洗干净，并用体积分数为消毒，晾干备用。2.取新鲜葡萄，用冲洗1~2次，再去除，沥干。3.用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶中（注意：要留有大约的空间）盖好瓶盖。4.将温度控制在进行发酵。在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖一次（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行监测。5.当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为℃，时间为d。三．深化拓展提能1.泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐相对含量(或数量)的变化。

2.果酒和果醋制作过程的比较。

四．泡菜的制作实验注意事项(1)材料的选择及用量

①蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。

②盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用，一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的细菌。

(2)防止杂菌污染：每次取样用具要洗净，取样后要迅速封口。

(3)控制严格的无氧条件

①泡菜坛要选择气密性好的容器，以创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。

②泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境，并注意在发酵过程中经常补水。

(4)控制适宜的温度：18～20℃为宜，温度偏高有害菌活动能力强，温度偏低不利于乳酸发酵。

五．巩固提升1．关于果酒、果醋和泡菜这三种传统发酵产物的制作，下列叙述正确的是（

）A．发酵所利用的微生物都属于原核生物 B．发酵过程都在无氧条件下进行C．发酵过程都在同一温度下进行 D．发酵后形成的溶液都呈酸性【答案】D【详解】A、参与果酒制作的微生物是酵母菌，属于真核生物，A错误；B、参与果醋制作的醋酸菌是好氧菌，因此果醋发酵需要有氧条件，B错误；C、不同的发酵产物需要的温度不同，C错误；D、果酒、果醋和泡菜发酵后形成的溶液都呈酸性，D正确。故选D。2．用白萝卜制作泡菜的过程中，采用适当方法可缩短腌制时间。下列方法中错误的是（）A．将白萝卜切成小块 B．向容器中通入无菌空气C．添加已经腌制过的泡菜汁 D．用沸水短时处理白萝卜块【答案】B【详解】A、将白萝卜切成小块可以扩大白萝卜与腌料的接触面积，缩短腌制时间，A正确；B、泡菜制作所需菌种为乳酸菌，制作过程中应保持无氧环境，向容器中通入无菌空气不利于腌制，B错误；C、泡菜汁中含有一定量的发酵菌种，所以在腌制过程中，加入一些已经腌制过泡菜汁可缩短腌制时间，C正确；D、用沸水短时处理，可抑制某些微生物的繁殖，提高泡菜品质，也可缩短腌制时间，D正确。故选B。3．某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相关叙述正确的是（）A．果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器B．果酒发酵时，用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日增多C．果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时D．果醋发酵时，用重铬酸钾测定醋酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深【答案】C【详解】A、酒精发酵是利用酵母菌的无氧呼吸，随着果酒发酵的进行，装置内会产生气体（二氧化碳），容器内压强大于外界，所以空气不会回流，A错误；B、果酒发酵时，发酵液中的葡萄糖不断被消耗，因此用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日减少，B错误；C、以酒精为底物进行醋酸发酵，酒精与氧气发生反应产生醋酸和水，几乎没有气泡产生，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时，C正确；D、重铬酸钾用于检测酒精，不能用于测定醋酸含量，D错误。故选C。4．（多选）生活中常见的果酒、果醋和泡菜的制作离不开传统发酵技术。下列相关叙述正确的是（

）A．家庭酿酒、制果醋和酸奶均需要选纯种菌进行发酵B．果醋制作的温度一般控制在30～35℃，果酒发酵的温度一般控制在18～25℃C．制作泡菜坛口密封的目的是保证坛内乳酸菌发酵时所需的无氧环境D．果醋制作中期通入氮气，有利于醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸【答案】BC【详解】A、家庭制作果酒、果醋和酸奶过程中有多种微生物参与发酵过程，因此均不是纯种发酵，A错误；B、果醋制作的温度一般控制在30～35℃，果酒发酵的温度一般控制在18～25℃，B正确；C、泡菜腌制时需要乳酸菌发酵，乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下，将葡萄糖分解成乳酸，因此坛子加水密封的目的是营造缺氧环境，利于乳酸菌发酵，C正确；D、当氧气充足、糖源缺乏时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，D错误。5．人类很早就能制作果酒，并用果酒进一步发酵生产果醋。(1)人们利用水果及附着在果皮上的_______________菌，在18～25℃、无氧条件下酿造果酒；在利用醋酸菌在___________________________条件下，将酒精转化成醋酸酿得果醋。酿造果醋时，得到了醋酸产率较高的醋酸菌群，为进一步纯化获得优良醋酸菌菌种，采用的接种方法是____________________________________。(2)先酿制果酒再生产果醋的优势有_____________________（填编号）。①先酿制果酒，发酵液能抑制杂菌的生长，有利于提高果醋的产率②酿制果酒时形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的产率③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中(3)果酒中的酒精含量对果醋的醋酸产率会产生一定的影响。某技术组配制发酵液研究了初始酒精浓度对醋酸含量的影响，结果见图。该技术组使用的发酵液中，除酒精外还包括的基本营养物质有______________________________（填写两种）。据图可知，醋酸发酵的最适初始酒精浓度是____________；酒精浓度为10%时醋酸含量最低，此时，若要尽快提高醋酸含量，可采取的措施有_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（填写两个方面）。【答案】(1)

酵母菌

30～35℃，有氧

稀释涂布平板法或平板划线法(2)①③(3)

氮源、无机盐、水

6%

适当降低初始酒精浓度，增加氧气供应，适当提高温度等【分析】1、在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。醋酸菌是好氧菌，最是生长温度为30～35℃。微生物最常用的接种方法是稀释涂布平板法和平板划线法。2、酿制果酒，发酵液中产生的酒精能抑制杂菌的生长。3、培养基的成分，四大基础营养物质分别是碳源、氮源、水、无机盐。（1）在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。醋酸菌是好氧菌，最适生长温度为30～35℃。微生物最常用的接种方法是稀释涂布平板法和平板划线法。（2）①先酿制果酒，发酵液能抑制杂菌的生长，有利于提高果醋的产率，①正确；②酿制果酒时形成的醋酸菌膜会造成局部缺氧，导致果醋产率不高，②错误；③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中，增加果醋风味，③正确。故选①③。（3）微生物生长基本营养物质：氮源，碳源，水，无机盐等，题中酒精作为碳源。酒精浓度为6%时，醋酸含量最高，是发酵的最适浓度。提高醋酸含量，可采取的措施有适当降低初始酒精浓度，增加氧气供应，适当提高温度等。

实验29：酵母菌的纯培养一．实验原理分散的微生物在适宜的培养基表面或内部可以繁殖形成的、有一定形态结构的，这就是菌落。采用和能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的。答案：固体、肉眼可见、子细胞群体、平板划线法、稀释涂布平板法、纯培养物二．目的要求1.学会配制培养酵母菌的培养基并倒平板。2.学会进行无菌操作。3.尝试通过平板划线操作来获得纯化的酵母菌菌落。三．方法步骤1.制备培养基=1\*GB3①。称取去皮的马铃薯200g，切成小块，加水1000mL，加热煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加入20g（也可用蔗糖代替）、15~20g琼脂，用蒸馏水定容至1000mL。=2\*GB3②。将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞，包上牛皮纸，并用皮筋勒紧，再放入中，在压力为100kPa、温度为121℃的条件下，灭菌15~30min。将5~8套培养皿包成一包，用几层牛皮纸包紧，放入内，在160~170℃灭菌2h。=3\*GB3③。待培养基冷却至左右时，在附件倒平板。倒平板的具体操作步骤如下图。=4\*GB3④等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。=4\*GB3④等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。=3\*GB3③用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基（10~20mL）倒入培养皿，立即盖上皿盖。=2\*GB3②将瓶口迅速通过火焰=1\*GB3①拔出锥形瓶的棉塞2.接种和分离酵母菌通过接种环在培养基表面连续划线的操作，将逐步稀释分散到培养基的表面。经数次划线后培养，可以分离得到。平板划线的具体操作见下图。=2\*GB3②=2\*GB3②在火焰旁冷却接种环。同时拔出装有酵母菌培养液的试管的棉塞。=3\*GB3③将试管口通过火焰。=4\*GB3④在火焰附件用接种环蘸取一环菌液。=1\*GB3①将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环的金属丝烧红。=7\*GB3=7\*GB3⑦灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线。注意不要将最后一次的划线与第一次的划线相连。=6\*GB3⑥在火焰附件培养皿盖打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线，盖上皿盖。=5\*GB3⑤将试管口通过火焰，并塞上棉花。3.培养酵母菌完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个的平板倒置，放入28℃左右（培养温度因酵母菌种类的不同而稍有差异）的中培养24~48h。答案：配制培养基、葡萄糖、灭菌、高压蒸汽灭菌锅、干热灭菌箱、倒平板、50℃、酒精灯火焰、固体、聚集的菌种、单菌落、未接种、恒温培养箱四．深化拓展提能1．归纳概括平板划线操作的注意事项

(1)灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。

(2)第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。

(3)划线时最后一区不要与第一区相连。

(4)划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。

(5)操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束时，仍需要灼烧接种环，每次灼烧的目的如下表所示：项目第一次操作每次划线之前划线结束目的杀死接种环上原有的微生物杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线菌种数目减少杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者2．比较平板划线法和稀释涂布平板法的区别

比较项目平板划线法稀释涂布平板法关键操作接种环在固体培养基表面连续划线①一系列的梯度稀释②涂布平板操作注意事项每次划线前后均需灼烧接种环稀释度要足够高，为确保实验成功可以增加稀释度的范围菌体获取在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体适用范围适用于好氧菌适用于厌氧菌和兼性厌氧菌优点可以根据菌落的特点获得某种微生物的单细胞菌落既可以获得单细胞菌落，又能对微生物计数缺点不能对微生物计数操作复杂，需要涂布多个平板五．巩固提升1．下列关于“酵母菌的纯培养”实验的叙述，错误的是（

）A．马铃薯捣烂后的滤液中含有酵母菌生长所需的多种营养成分B．接种环灭菌时，顶端的环和环后的部分柄均需通过火焰灼烧C．平板划线时，接种环应在固体培养基表面轻轻地连续划线D．完成平板划线后，应将平板立刻倒置培养以免污染培养基【答案】D【详解】A、马铃薯捣烂后的滤液中含有酵母菌生长所需的多种营养成分，A正确；B、接种环灭菌时，顶端的环和环后的部分柄均需通过火焰灼烧，防止杂菌的污染，B正确；C、平板划线时，接种环应在固体培养基表面轻轻地连续划线，用力划得话会是培养基表面破损，影响实验结果的观察，C正确；D、完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，再将平板倒置培养，D错误。故选D。2．（多选）如图为实验室中酵母菌的纯培养部分操作步骤，下列说法正确的是（

）A．①步骤使用的培养基已经灭菌并调节过pHB．③到④过程中，每次接种前后都需要对接种环进行灼烧处理C．②步骤接种环经灼烧灭菌后应趁热快速蘸取菌液D．①②③步骤操作时都需要在酒精灯火焰旁进行【答案】ABD【详解】A、①步骤为倒平板，使用的培养基需要先调节pH再灭菌，避免调pH时造成污染，A正确；B、③到④过程中，每次划线前后对接种环进行灼烧处理，是为了杀死接种环上残留的菌种，使划线时接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，B正确；C、②中接种环经火焰灭菌后应冷却后再挑取菌液，以防高温杀死菌种，C错误；D、①②③步骤操作时都需要在酒精灯火焰旁进行，防止被杂菌污染，D正确。故选ABD。3．酵母菌的纯培养(1)菌落：分散的微生物在适宜的_____________表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的____________。(2)获得单菌落的方法：_____________法和_____________法。(3)纯培养过程：①制备培养基：_________________→灭菌→___________。②接种和分离酵母菌Ⅰ.方法：通过接种环在固体培养基表面________________的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。Ⅱ.操作步骤a.将___________放在_____________灼烧，直到接种环的金属丝烧红。b.在__________冷却接种环。同时拔出装有酵母菌培养液的试管的棉塞。c.将试管口通过火焰。d.在火焰附近用接种环蘸取一环菌液。e.将试管口通过火焰，并塞上棉塞。f.在火焰附近将皿盖打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划___________平行线，盖上皿盖。g.灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的________开始第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线。注意不要将_______________________________________相连。③培养酵母菌完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和_______________倒置，放入________左右（培养温度因酵母菌种类的不同而稍有差异）的恒温培养箱中培养________h。【答案】(1)

固体培养基

子细胞群体(2)

平板划线

稀释涂布平板(3)

配制培养基

倒平板

连续划线

接种环

火焰上

火焰旁

三至五条

末端

最后一次的划线与第一次的划线

一个未接种的平板

28℃

24-484．某兴趣小组欲对葡萄皮上的野生酵母菌进行纯培养。回答下列问题：(1)酵母菌的纯培养可使用__________________________________(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“马铃薯琼脂”)培养基，培养基中还应加入链霉素以抑制___________________________的生长，加入了链霉素的培养基属于________培养基。该培养基应采用___________灭菌法灭菌。(2)采用平板划线法将葡萄皮上的野生酵母菌接种到平板上，之后经培养得到的单菌落一般是由__________________形成的纯培养物。上述方法能分离得到单菌落的原理是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)下图为不同初始氧气浓度下，利用等量酵母菌进行发酵产酒精实验的相关曲线。其中，初始氧气浓度较高的是_________，判断依据是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)

马铃薯琼脂

细菌（原核微生物）

选择

湿热(2)

单个微生物繁殖

通过接种环在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表面，经数次划线培养，可以分离得到单菌落(3)

a

初始氧气浓度高，酵母菌进行有氧呼吸的时间长，酒精发酵的起始时间较晚（或初始氧气浓度高，酵母菌有氧呼吸大量繁殖，在酒精发酵的初期，产生酒精的速率较快）【分析】分离和纯培养微生物最常用的培养基是琼脂固体培养基，最常用的手段是平板分离微生物，平板分离法常用的两种方法是涂布平板法和稀释平板法，各种平板分离法的目的是要在培养基上得到目的微生物的单个菌落。（1）马铃薯琼脂培养基常用于真菌的筛选，因此酵母菌的纯培养可使用马铃薯琼脂培养基，链霉素可抑制细菌的生长，因此培养基中加入链霉素可以抑制细菌（原核微生物）的生长，加入了链霉素的培养基可筛选出真菌，因此属于选择培养基。培养基应采用湿热灭菌法灭菌。（2）单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。平板划线法通过接种环在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表面，经数次划线培养，可以分离得到单菌落。（3）初始氧气浓度高时，酵母菌进行有氧呼吸的时间长，酒精发酵的起始时间较晚（或初始氧气浓度高，酵母菌有氧呼吸大量繁殖，在酒精发酵的初期，产生酒精的速率较快），因此初始氧气浓度较高的是a。

实验30：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数一．基础知识绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成的微生物才能分解尿素。利用以尿素作为唯一的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌，该选择培养基的配方见下栏。

答案：脲酶、氮源二．实验流程答案：样品稀释、培养观察三．实验设计1.土壤取样。细菌适宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长，绝大多数分布在距地表3~8cm的土壤层。因此，取样时一般要铲去表层土。在城市，常见的是公园里、街道旁、花盆中的土壤；在农村，则容易收集到农田或菜园里的土壤。2.样品的稀释。测定土壤中细菌的数量，一般选用1×104、1×105和1×106倍稀释的稀释液进行平板培养。3.微生物的培养与观察。不同种类的微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间。细菌一般在30~37℃的温度下培养1~2d。本实验中，我们可以每隔24h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果。一般来说，在相同的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征。请仔细观察你所分离到的菌落，最好以表格的形式将不同菌落的特征（如形状、大小和颜色等）记录下来。四．操作提示1.将涂布器从酒精中取出时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后再放在火焰上灼烧。不要将过热的涂布器放在盛有酒精的烧杯中，以免引燃酒精。2.要按照前面学习过的无菌操作的方法，进行规范操作。取土样时用的铁铲和取样纸袋在使用前都需要灭菌。操作完成后，一定要洗手。3.本实验使用的平板和试管较多，为了避免混淆，最好在使用前做好标记。例如，在标记培养皿时应该注明组别、培养日期和平板上培养样品的稀释度等。4.本实验耗时较长，需要事先规划时间，以便提高实验效率，在操作时有条不紊。五．巩固提升1．下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计，不合理的是（

）A．选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株B．在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源C．适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落D．可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌【答案】D【详解】A、农田或公园土壤中含有较多的含脲酶的微生物，A正确；B、为了筛选可分解尿素的细菌，配置的培养基应选择尿素作为唯一氮源，含脲酶的微生物在该培养基上能生长，B正确；C、当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，C正确；D、在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基的pH升高，酚红指示剂将变红，因此在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，能对分离的菌种做进一步鉴定，D错误。故选D。2．尿素是农业生产上重要的氮肥，土壤中的细菌可将尿素分解后供植物利用。下列相关叙述正确的是（

）A．为筛选分解尿素的细菌，可向培养基中加入尿素和硝酸铵B．分解尿素的细菌获取后要在零下20℃长期保存时，菌液中常需加入一定量的甘油C．用稀释涂布平板法统计菌落数时，为了保证结果准确，一般选择菌落数在300左右的平板计数D．对筛选后的分解菌做进一步鉴定，需向培养基中加入伊红美蓝指示剂，培养尿素分解菌后，指示剂变红【答案】B【详解】A、为筛选分解尿素的细菌，可向培养基中加入尿素，A错误；B、若想将目的菌在-20°C长期保存，应采用甘油管藏法，该方法通常需要在菌液中加入一定量的甘油，B正确；C、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，C错误；D、尿素分解菌可以产生脲酶将尿素分解为氨，使pH升高，培养基中加入酚红指示剂后，氨可以使指示剂呈红色，据此可以用酚红指示剂鉴别尿素分解菌，D错误。故选B。3．下列关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验操作的叙述，错误的是（

）A．利用稀释涂布平板法准确估计菌落数目的关键是有恰当的稀释度B．若要判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置未接种的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照C．该实验每隔24h统计一次菌落数目，并以菌落数目稳定时的记录作为结果D．分解尿素的细菌能合成脲酶，脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基pH升高，使酚红指示剂变红【答案】B【详解】A、利用稀释涂布平板法准确估计菌落数目的关键是有恰当的稀释度，才能保证培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，A正确；B、若要判断选择培养基是否起到了选择作用，需设置接种在牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，B错误；C、该实验每隔24h统计一次菌落数目，并以菌落数目稳定时的记录作为结果，C正确；D、分解尿素的细菌能合成脲酶，脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基PH升高，使酚红指示剂变红，D正确。故选B。4．（多选）尿素是一种高浓度氮肥，被土壤中某些细菌分解为氨后，再转化成铵盐、硝酸盐等可以被植物吸收利用。某同学要分离土壤中能分解尿素的细菌，并统计每克土壤样品中的活菌数目，培养基配方如下表所示。下列有关叙述正确的是（

）成分KH2PO4Na2HPO4MgSO4·7H2O葡萄糖尿素琼脂含量1.4g2.1g0.2g10.0g1.0g15.0gA．有些细菌能分解尿素的根本原因是其能合成脲酶B．若培养基要调节pH，应该在灭菌之前进行C．KH2PO4和Na2HPO4可维持培养基pH的相对稳定D．用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比实际的活菌数目少【答案】BCD【详解】A、某些细菌能分解尿素的原因是能合成并分泌脲酶，根本原因是具有脲酶基因，A错误；B、培养基制作完成后需要先调整pH，后进行灭菌，B正确；C、KH2PO4和Na2HPO4属于缓冲液，可维持培养基pH的相对稳定，C正确；D、由于两个或多个细菌可能形成一个菌落，所以用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比实际的活菌数目少，D正确。故选BCD。5．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）。【答案】

脲酶

分解尿素的细菌是异养型生物，不能利用CO2来合成有机物

为细胞生物生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料

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

为细菌生长提供无机营养，作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定【详解】（1）细菌分解尿素是由于细菌体内合成脲酶的结果，尿素是有机物，分解尿素的细菌是分解者，而不是生产者，只有生产者才能利用CO2作为碳源合成有机物，而分解尿素的细菌是异养型生物，不能利用CO2来合成有机物。进入细菌体内的葡萄糖的主要作用：为细胞生物生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料。（2）筛选分解尿素的细菌，通常只能用尿素作为唯一氮源，对于“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”均含有无机氮源，不能起到筛选作用。（3）KH2PO4和Na2HPO4为微生物提供P元素和无机盐离子如钾离子和钠离子，还可作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定。

实验31：菊花的组织培养一．实验原理植物细胞一般具有。在一定的等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为。植物激素中是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、用量的比例等都会影响植物细胞的发育方向。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，就可以诱导其再分化成，长出芽和根，进而发育成完整的植株。

答案：全能性、激素和营养、脱分化、不定形的薄壁组织团块、再分化、生长素和细胞分裂素、胚状体二．目的要求1.了解植物组织培养的基本原理。2.了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量的比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响。3.尝试进行植物组织培养。三．方法步骤③在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。③在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。②将消过毒的外植体置于无菌的培养皿中，用无菌滤纸吸去表面的水分。用解剖刀将外植体切成0.5~1cm长的小段。①用酒精擦拭双手和超净工作台台面。将流水充分冲洗后的外植体（幼嫩的茎段）用酒精消毒30s，然后立即用无菌水清洗2~3次；再用次氯酸钠溶液处理30min后，立即用无菌水清洗2~3次。⑤培养15~20d⑤培养15~20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转移到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。=6\*GB3⑥移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。④将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18~22℃的培养箱中培养。在培养过程中，定期观察和记录愈伤组织的生长情况。四．深化拓展提能1．植物组织培养与植物细胞培养的比较比较项目植物组织培养植物细胞培养利用原理细胞全能性细胞增殖培养基固体培养基液体培养基培养对象离体的植物器官、组织、细胞或原生质体由愈伤组织分散得到的悬浮细胞培养过程外植体→脱分化→再分化→芽、根或胚状体→植物幼苗愈伤组织→分散成悬浮细胞→继代培养→细胞代谢产物培养目的植物幼苗细胞的代谢产物二者关系植物细胞培养是植物组织培养的基础；它们都属于植物细胞工程的范畴2.比较植物组织培养和植物体细胞杂交名称植物组织培养植物体细胞杂交原理细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性过程五．巩固提升1．下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是（

）A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富D．不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株【答案】D【详解】A、自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用70%酒精，再用无菌水清洗，再用5%次氯酸钠消毒处理，最后再用无菌水清洗，A错误；B、培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，B错误；C、组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软，持水性也较好，有利于幼苗的生根和叶片的生长，C错误；D、不带叶片的菊花茎的切段可通过植物组织培养分化出芽和根这种器官发生的途径形成完整的菊花植株，D正确。故选D。2．农作物秸秆的回收利用方式很多，其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用，相当于植物组织培养中固体培养基的（

）A．琼脂+蔗糖 B．蔗糖+激素 C．激素+无机盐 D．无机盐+琼脂【答案】A【详解】据题干的信息，“秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质”，秸秆中的纤维素在食用菌菌丝生长过程中大量降解，提供碳源和能源，这相当于植物组织培养基中添加的蔗糖；秸秆中的纤维素是固体，可以作为培养基的支持物，使培养基呈固体状态，这相当于植物组织培养基中添加的琼脂。故选A。3．植物组织培养技术常用于商业化生产：其过程一般为:无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是（

）A．为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养B．组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构C．提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根D．用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异【答案】D【详解】A、植物组织培养过程中应注意无菌操作，为获得无菌培养物，外植体要经过表面消毒处理后，才能进行培养，所用的培养基必须彻底灭菌，A正确；B、组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构，胚状体若包裹上人工种皮，可制作成人工种子，B正确；C、生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，因此提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根，C正确；D、用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗会出现变异，如在愈伤组织的培养过程中可能发生基因突变等变异，D错误。故选D。4．某二倍体植物是杂合子，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答：(1)图中①表示的是该花粉培养过程中的_____________过程，②表示的是__________过程，X代表的是_______________，③表示的是_____________过程，④表示的是诱导_____________过程。(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过那一条途径主要取决于培养基成分中______________的种类及其浓度配比，最后获得的来源于为成熟花粉的完整植株都称为___________________植株（甲）。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明为成熟花粉具有___________________。(3)对植株进行_____________，才能使其结实产生后代（乙），否则植株甲只有通过___的方式才能产生后代（丙）。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是____植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为_____________种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为____________种。花药培养在育种上的特殊意义是____________，从而开辟育种新途径。【答案】

脱分化

再分化

胚状体

分化（发育）

生根

激素

单倍体

细胞的全能性

染色体加倍

无性繁殖

乙

一

多

缩短育种年限【详解】（1）此过程即植物组织培养过程。①为脱分化过程，②为再分化过程，X代表胚状体，③表示分化过程，④表示诱导生根过程。（2）激素主要是生长素和细胞分裂素，当生长素含相对较高，易生根，当细胞分裂素含量较高，易生芽。花粉中含有精子，直接由配子发育成的生物都称为单倍体。一个细胞能发育成完整个体，就说明此细胞具有全能性。（3）甲是单倍体，植株甲只有通过无性繁殖的方式才能产生后代，通过染色体数目加倍，使植株乙可育，这样的植株都是纯合子，因此基因型只有一种；因不同染色体之间可以自由组合，因此可以组合出很多种配子。这种育种方法称为单倍体育种，因能快速获得纯合子，因此可以缩短育种年限。

实验32：DNA的粗提取与鉴定一．实验原理DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当的方法对它们进行提取。例如，DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离。DNA在不同浓度的中溶解度不同，它能溶于。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现，因此可以作为鉴定DNA的试剂。

答案：物理或化学、DNA与蛋白质、NaCl溶液、2mol/L的NaCl溶液、蓝色、二苯胺试剂二．目的要求1.了解DNA的物理和化学性质，理解DNA粗提取和鉴定的原理。2.学会DNA粗提取的方法以及用二苯胺试剂对DNA进行鉴定。

三．方法步骤1．称取约30g洋葱，切碎，然后放入研钵中，倒入10mL，充分研磨。2.在漏斗中垫上，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在冰箱中放置几分钟后，再取。也可以直接将研磨液倒入塑料离心管中，在的转速下离心5min，再取上清液放入烧杯中。3.在上清液中加入体积相等的、预冷的溶液（体积分数为），静置2~3min，溶液中出现的就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用吸去上面的水分；或者将溶液倒入塑料离心管中，在10000r/min的转速下离心5min，弃上清液，将管底的（粗提取的DNA）晾干。4.取两支20mL的试管，各加入溶液中。然后，向两支试管中各加入4mL的试剂。混合均匀后，将试管置于中加热5min。待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。

答案：研磨液、纱布、4℃、上清液、1500r/min、酒精、95%、白色丝状物、滤纸、沉淀物、2mol/L的NaCl、二苯胺、沸水四．归纳DNA粗提取中的注意事项(1)本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA)。(2)二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。(3)在DNA进一步提纯时，选用冷却的95%的酒精的作用是溶解杂质和析出DNA。五．巩固提升1．关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（

）A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质【答案】B【详解】A、低温时DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确；B、离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B错误；C、在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；D、细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，可能有蛋白质不溶于酒精，在95%的冷酒精中与DNA一块儿析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。故选B。2．下列关于洋葱DNA粗提取与鉴定的叙述，正确的是（

）A．利用DNA溶于酒精的原理可初步分离DNA与蛋白质B．研磨液中的SDS能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度C．将洋葱研磨液倒入塑料离心管内，离心后弃去上清液D．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色【答案】D【详解】A、DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，可将DNA与蛋白质分离，A错误；B、研磨液中的SDS能瓦解细胞膜，但不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度，B错误；C、将洋葱研磨液倒入塑料离心管内，应保留上清液，C错误；D、在一定温度（水浴）下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，D正确。故选D。3．（多选）下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验叙述，错误的是（

）A．酵母和菜花均可作为提取DNA的材料B．DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸馏水C．向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可见玻棒上有白色絮状物D．DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变紫【答案】CD【详解】A、理论上只要含有DNA的生物组织均可作为该实验的材料，因此酵母和菜花均可作为提取DNA的材料，A正确；B、DNA既可溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸馏水，B正确；C、向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可使破裂细胞，释放DNA，但不会观察到玻璃棒上有白色絮状物，C错误；D、DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝，D错误。故选CD。4．（多选）如图为DNA的粗提取与鉴定实验的部分操作流程。下列相关叙述错误的是（

）A．将图1中的研磨液过滤后保留沉淀B．图2过程，用玻璃棒进行交叉搅拌会使DNA析出更快C．图2析出得到的白色丝状物只能溶于2mol/L的NaCl溶液中D．图3对提取后的DNA进行鉴定，两支试管中均要加入二苯胺试剂【答案】ABC【详解】A、将图1中的研磨液过滤后应保留上清液，A错误；B、图2过程，用玻璃棒搅拌要轻轻搅拌且沿同一方向进行，防止DNA分子被弄断，B错误；C、图2析出得到的白色丝状物主要成分是DNA，DNA在NaCl溶液中的溶解度，是随着NaCl的浓度变化而改变的，不是只能溶于2mol/L的NaCl溶液中，C错误；D、图3对提取后的DNA进行鉴定，两支试管中均要加入二苯胺试剂，另一个作为对照组，D正确。故选ABC。5．方法步骤：（1）_____________：取30g洋葱切碎，倒入10mL研磨液研磨。（2）_____________：漏斗中垫上__________过滤后，在_______℃冰箱_______后取上清液，1500r/min的转速下_______后取________________。（3）__________：加入体积相等、体积分数_______________，溶液出现______________________是DNA。方法一：用玻璃杯按_______（填“一个”或“两个”）方向搅拌，卷起_________________________，用_______吸去上面的水分。方法二：10000r/min的转速下离心5min，取____________晾干。（4）鉴定：项目AB

2mol/L的Nacl溶液5mL丝状物或沉淀物不加加入

二苯胺试剂4mL沸水中加热5分钟现象

_______________________DNA的鉴定和还原糖的鉴定都需要加热，它们有什么不同？还原糖加斐林试剂后，置于______________℃热水中加热；而DNA加二苯胺试剂后，置于_______中加热。【答案】

研磨

除杂

纱布

4

置后

离心

上清液

提取

95%酒精

白色的丝状物

一个

丝状物

滤纸

沉淀物

无色

蓝色

55～65

沸水实验33：DNA片段的扩增及电泳一．实验原理利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增。PCR利用了原理，通过调节温度来控制DNA双链的。PCR仪实质上就是一台能够的仪器。一次PCR一般要经历次循环。DNA分子具有可解离的基团，在一定的下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷的电极移动，这个过程就是。PCR的产物一般通过来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过，可以在波长为300nm的下被检测出来。答案：DNA的热变性、解聚与结合、自动调控温度、30、pH、相反、电泳、琼脂糖凝胶电泳、染色、紫外灯二．目的要求1.了解PCR和电泳鉴定的基本原理。2.尝试进行PCR的基本操作并用电泳鉴定PCR的产物。三．方法步骤1.用微量移液器按照下栏中的配方或PCR试剂盒的说明书，在微量离心管中依次加入各组分。2.待所有的组分都加入后，盖严离心管的盖子。将微量离心管放入离心机里，离心约10s，使反应液集中在管的底部。3.参照下表的参数，设置好PCR仪的循环程序。将装有反应液的微量离心管放入PCR仪中进行反应。4.根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液，一般配制质量体积比为0.8%~1.2%的琼脂糖溶液。在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化。稍冷却后，加入适量的核酸染料混匀。5.将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子，以形成加样孔。6.待凝胶溶液完全凝固，小心拔出梳子，取出凝胶放入电泳槽内。7.将电泳缓冲液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶1mm为宜。8.将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液（内含指示剂）混合，再用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内。留一个加样孔加入分子大小的标准参照物。9.接通电源，根据电泳槽阳极至阴极之间的距离来设定电压，一般为1~5V/cm。待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳。10.取出凝胶置于紫外灯下观察和照相。

四．注意1.为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理。2.该实验所需材料可以直接从公司购买，缓冲液和酶应分装成小份，并在-20℃储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。3.在向微量离心管中添加反应组分时，每