生物二輪復習：選修1專題2生物技術實踐課件

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選修1生物技術實踐☆最新考綱高頻考點1.微生物的分離與培養(yǎng)Ⅱ2．某種微生物數量的測定Ⅱ3．培養(yǎng)基對微生物的選擇作用Ⅱ4．利用微生物發(fā)酵來生產特定的產物以及微生物在其他方面的應用Ⅱ1.制作果酒和果醋的基本原理和方法，以及發(fā)酵的條件2．設計安裝簡單的生產果酒、果醋的裝置3．腐乳制作的原理、方法和制作流程中各步措施的作用，以及質量評價4．泡菜制作原理及其實驗流程5．亞硝酸鹽含量的檢測方法6．培養(yǎng)基的種類、營養(yǎng)要求及配制原則7．無菌技術的具體操作及應用8．運用相關技術解決微生物的分離與培養(yǎng)等實際問題一、發(fā)酵及發(fā)酵技術的應用1．果酒、果醋、腐乳及泡菜的制作原理及過程果酒和果醋的制作腐乳的制作泡菜的制作主要菌種果酒：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實驗流程挑選葡萄↓沖洗↓榨汁↓酒精發(fā)酵→果酒↓醋酸發(fā)酵→果醋讓豆腐上長出毛霉

↓加鹽腌制

↓加鹵湯裝瓶

↓密封腌制注意的問題(1)材料的選擇與處理(2)防止發(fā)酵液被污染(3)控制好發(fā)酵的條件(1)控制好材料的用量(2)防止雜菌污染(1)泡菜壇的選擇(2)腌制的條件

發(fā)酵技術中常用菌種的比較菌種項目酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物學分類真核生物原核生物真核生物原核生物代謝類型異養(yǎng)兼性厭氧異養(yǎng)需氧異養(yǎng)需氧異養(yǎng)厭氧生產應用釀酒釀醋制作腐乳制作泡菜發(fā)酵條件前期需氧，后期不需氧一直需氧一直需氧無氧

果酒、果醋制作過程中防止雜菌污染的措施：(1)榨汁機和發(fā)酵瓶等都需清洗干凈，且發(fā)酵瓶要進行消毒。(2)清洗葡萄時要先清洗后除枝梗。(3)發(fā)酵瓶排氣管用曲頸管不用直管。2．亞硝酸鹽及其含量測定(1)與人體健康的關系①亞硝酸鹽在膳食中普遍存在，在人體內以“過客”的形式隨尿排出，但當攝入總量較多時，可引起中毒或死亡。②亞硝酸鹽在一定條件下可轉化為能致癌、致畸和致突變的物質——亞硝胺。(2)含量的測定①原理：在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應后，與N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽結合形成玫瑰紅色染料，通過目測比較，大致估算其含量。②測定操作：配制溶液→制備標準顯色液→制備樣品處理液→比色?！窘馕觥?/p>

(1)果酒是以葡萄為原料，通過酵母菌發(fā)酵獲得的，而酵母菌主要存在于果實的表面，所以不能對葡萄進行反復沖洗。(2)乙裝置沒有排氣管道，所以應添加排氣口，并連上一根長而彎曲的管子，保證酵母菌開始時進行有氧呼吸。(3)酵母菌生產酒精需進行無氧呼吸，所以生產酒精不需通入空氣。酶的活性在18～25℃時最高，所以裝置中溫度控制在18～25℃。(4)用pH試紙檢測裝置中培養(yǎng)液的pH，以檢測是否有醋酸生成。【答案】

(1)葡萄上存在酵母菌，反復沖洗，會洗去大量的酵母菌，不利于酒精發(fā)酵(2)缺少一個排氣口，應補上一個排氣口裝置，并連上一根長而彎曲的管子(3)18～25℃不需要通入空氣C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O(4)pH試紙二、微生物的培養(yǎng)與應用1．微生物的實驗室培養(yǎng)(1)培養(yǎng)基①概念：人們按照微生物對營養(yǎng)物質的不同需求，配制出供其生長繁殖的營養(yǎng)基質。②分類和應用劃分標準培養(yǎng)基種類特點用途物理性質液體培養(yǎng)基不加凝固劑工業(yè)生產半固體培養(yǎng)基加凝固劑，如瓊脂觀察微生物的運動、分類、鑒定固體培養(yǎng)基微生物分離、鑒定、活菌計數劃分標準培養(yǎng)基種類特點用途物理性質液體培養(yǎng)基不加凝固劑工業(yè)生產半固體培養(yǎng)基加凝固劑，如瓊脂觀察微生物的運動、分類、鑒定固體培養(yǎng)基微生物分離、鑒定、活菌計數劃分標準培養(yǎng)基種類特點用途根據用途選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)基中加入了抑制或促進微生物生長的化學物質培養(yǎng)、分離出特定微生物鑒別培養(yǎng)基培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學藥品鑒別不同種類的微生物③制備：計算→稱量→溶化→滅菌→倒平板(2)無菌技術具體操作①對實驗操作的空間、操作者的衣著和手進行清潔和消毒。②將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等進行滅菌。③為避免周圍環(huán)境中微生物的污染，實驗操作應在酒精燈火焰附近進行。④實驗操作時應避免已經滅菌處理的材料用具與周圍的物品相接觸。2．純化大腸桿菌以及菌種的保藏(1)制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基：計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。(2)純化大腸桿菌①原理：在培養(yǎng)基上將細菌稀釋或分散成單個細胞，使其長成單個的菌落，這個菌落就是一個純化的細菌菌落。②方法：平板劃線法、稀釋涂布平板法。平板劃線法是通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面；稀釋涂布平板法則是將菌液進行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面，進行培養(yǎng)。(3)菌種的保藏①短期保存：固體斜面培養(yǎng)基上4℃保存，菌種易被污染或產生變異。②長期保存：－20℃甘油管在冷凍箱中保藏。

平板冷凝后，皿蓋上會凝結水珠，凝固后的培養(yǎng)基表面的濕度也比較高，將平板倒置，既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地揮發(fā)；又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染?！窘馕觥?/p>

碳源是提供碳元素的物質，氮源是提供氮元素的物質。所以碳源是葡萄糖，氮源是尿素。絕大多數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，所以這種培養(yǎng)基對微生物有選擇作用。選擇的原則是只有能夠利用尿素的微生物才能夠生長。培養(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌；培養(yǎng)皿能耐高溫，需用干熱滅菌；接種環(huán)可用灼燒滅菌達到迅速徹底的滅菌效果；實驗操作者的雙手可用化學藥劑進行消毒，如用酒精擦拭雙手；空氣可用紫外線消毒；牛奶為不破壞其營養(yǎng)成分可采用巴氏消毒法。三、微生物的分離與計數1．土壤中分解尿素的細菌的分離與計數Ⅰ.分離分解尿素的細菌所使用的特定培養(yǎng)基分離分解尿素的細菌的培養(yǎng)基應為選擇培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中的氮源只有尿素，理論上只有能合成脲酶的微生物才能在上面生長。其配方如下：KH2PO41.4gNa2HPO42.1gMgSO4·7H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素(唯一氮源)1.0g瓊脂15.0g將上述物質溶解后，用自來水定溶到1000mL。Ⅱ.統計菌落數目的方法(1)顯微鏡直接計數法①原理：利用特定細菌計數板或血細胞計數板，在顯微鏡下計算一定容積的樣品中微生物數量。②方法：用計數板計數。③缺點：不能區(qū)分死菌與活菌。2．分解纖維素的微生物的分離(1)分解纖維素的微生物的分離①實驗原理即：可根據是否產生透明圈來篩選纖維素分解菌。②實驗流程土壤取樣：富含纖維素的環(huán)境↓選擇培養(yǎng)：用選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)，以增加纖維素分解菌的數量梯度稀釋↓涂布平板：將樣品涂布于鑒別含CR的纖維素分解菌的培養(yǎng)基(固體)↓挑選產生透明圈的菌落：產生纖維素酶的菌落周圍出現透明圈。5．下圖為分離并統計分解纖維素的微生物的實驗流程，據此回答有關問題：(1)要從富含纖維素的環(huán)境中分離纖維素分解菌，從高溫熱泉中尋找耐熱菌，這說明___________________。根據目的菌株對生存環(huán)境的要求，到相應的環(huán)境中去尋找(2)某同學根據需要，配制了纖維素分解菌的培養(yǎng)基如下，整個實驗過程嚴格執(zhí)行無菌操作。如果將其中的纖維素粉換成________，菌落數____________________________，即可說明選擇培養(yǎng)基的作用。(3)接種微生物最常用的是平板劃線法和稀釋涂布平板法，本實驗宜采用________法，原因是__________。纖維素粉NaNO3Na2HPO4·7H2OKH2PO45g1g1.2g0.9gMgSO4·7H2OKCl酵母膏、水解酪素0.5g0.5g適量葡萄糖明顯多于選擇培養(yǎng)基上的菌落數稀釋涂布平板平板劃線法難以根據稀釋體積計算每克樣品中的細菌數【解析】

(1)因為纖維素分解菌與耐熱菌有不同的生活習性，生活在不同的環(huán)境中，故要根據目的菌株對生存環(huán)境的要求，到相應的環(huán)境中去尋找。(2)因為葡萄糖是纖維素水解的、能被微生物直接利用的有機小分子，所以如果將其中的纖維素粉換成葡萄糖，纖維素分解菌及其他細菌會生長繁殖得更快，故菌落數明顯多于選擇培養(yǎng)基。(3)因為稀釋涂布平板法要將菌液進行一系列的梯度稀釋，故該法可根據稀釋體積計算每克樣品中的細菌數，而平板劃線法則不能這樣，所以本實驗宜采用稀釋涂布平板法。 (2009年高考浙江卷)下面是有關食醋和泡菜制作的實驗。請回答：(1)食醋可用大米為原料經三步發(fā)酵來制作：第一步：大米經蒸熟、冷卻后加入淀粉酶，將原料中的淀粉分解成①________(填中間產物)，然后進一步分解成葡萄糖，這一過程可用②________(填淀粉指示劑)來檢測，因為該試劑遇淀粉呈藍色，遇上述中間產物呈紅色。第二步：用③________菌將葡萄糖轉化成乙醇，這一發(fā)酵過程中，玻璃發(fā)酵瓶不應完全密閉的主要原因是④____________。第三步：用⑤________菌將乙醇轉化成乙酸，這一過程⑥________氧氣。(2)泡菜發(fā)酵過程中，會產生多種酸，其中主要是⑦________，還有少量的亞硝酸。對亞硝酸鹽的定量測定可以用⑧______法，因為亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸的反應產物能與N－1－萘基乙二胺偶聯成⑨________色化合物。進行樣品測定時，還要取等量水進行同樣的測定，目的是⑩________?！窘馕觥?/p>

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；酵母菌可以進行有氧呼吸，也可以進行無氧呼吸產生乙醇；在泡菜發(fā)酵過程中，雜菌可能產生乳酸、乙酸等；醋酸桿菌在有氧條件下可以將乙醇轉化成醋酸?！敬鸢浮?/p>

(1)①糊精②碘液(KI－I2溶液)③酵母④發(fā)酵過程中會產生大量CO2，使瓶內壓力升高而可能引起爆裂⑤醋酸醋桿(醋酸桿)⑥需要消耗(2)⑦乳酸(或有機酸)⑧(光電)比色⑨玫瑰紅⑩作為對照 (2009年高考寧夏理綜卷)(1)在大腸桿菌培養(yǎng)過程中，除考慮營養(yǎng)條件外，還要考慮________、________和滲透壓等條件。由于該細菌具有體積小、結構簡單、變異類型容易選擇、________、______等優(yōu)點，因此常作為遺傳學研究的實驗材料。(2)在微生物培養(yǎng)操作過程中，為防止雜菌污染，需對培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進行________(消毒、滅菌)；操作者的雙手需要進行清洗和________；靜止空氣中的細菌可用紫外線殺滅，其原因是紫外線能使蛋白質變性，還能________________。(3)若用稀釋涂布平板法計數大腸桿菌活菌的個數，要想使所得估計值更接近實際值，除應嚴格操作、多次重復外，還應保證待測樣品稀釋的________。(4)通常，對獲得的純菌種還可以依據菌落的形狀、大小等菌落特征對細菌進行初步的________。(5)培養(yǎng)大腸桿菌時，在接種前需要檢測培養(yǎng)基是否被污染。對于固體培養(yǎng)基應采用的檢測方法是________________________________________________________________________。(6)若用大腸桿菌進行實驗，使用過的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)物必須經過________處理后才能丟棄，以防止培養(yǎng)物的擴散?！窘馕觥?/p>

本題主要考查微生物培養(yǎng)的綜合知識。消毒一般只是消滅體表的微生物，而滅菌是殺滅所有的微生物及孢子等。觀察細菌等微生物的有無通常是通過培養(yǎng)來觀察菌落的形狀、顏色等?！敬鸢浮?/p>

(1)溫度酸堿度易培養(yǎng)生活周期短(2)滅菌消毒損傷DNA的結構(3)比例合適(4)鑒定(或分類)

(5)將未接種的培養(yǎng)基在適宜的溫度下放置適宜的時間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落產生(6)滅菌

消毒與滅菌的不同項目消毒滅菌條件使用較為溫和的理化方法使用強烈的理化因素結果殺死物體表面或內部一部分對人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)殺死物體內外所有的微生物，包括芽孢和孢子適用實驗操作的空間、操作者的衣著和手微生物的培養(yǎng)器皿、接種用具和培養(yǎng)基等項目消毒滅菌常用方法煮沸消毒法(如100℃，5min～6min)，巴氏消毒法(80℃，15min)，酒精、氯氣、石炭酸等化學藥劑消毒法灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌 (2009年高考安徽理綜卷)下列是關于“檢測土壤中細菌總數”實驗操作的敘述，其中錯誤的是(

)A．用蒸餾水配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，經高溫、高壓滅菌后倒平板B．取104、105

、106倍的土壤稀釋液和無菌水各0.1mL，分別涂布于各組平板上C．將實驗組和對照組平板倒置，37℃恒溫培養(yǎng)24～48小時D．確定對照組無菌后，選擇菌落數在300以上的實驗組平板進行計數【解析】

配制培養(yǎng)基時要用蒸餾水，而不能用自來水，防止雜菌污染；培養(yǎng)微生物時要選擇適宜的溫度37℃，持續(xù)時間24～48小時；土壤中微生物的量相對穩(wěn)定，由于實驗原因，很容易引起數量的劇烈變化，所以要選擇30～300左右進行計數?！敬鸢浮?/p>

D1．(2009年高考重慶理綜卷)下列有關大腸桿菌的敘述，正確的是 (

)A．大腸桿菌以復制方式進行繁殖，其擬核是一個環(huán)狀DNA分子B．在含葡萄糖和乳糖的培養(yǎng)基上，大腸桿菌首先利用乳糖作碳源C．用大腸桿菌工程菌生產干擾素時，應及時添加核酸等生長因子D．處于對數期的大腸桿菌，常作為生產用的菌種和科研的材料【解析】大腸桿菌以二分裂的方式進行繁殖，其擬核是一個大型環(huán)狀DNA分子。對大腸桿菌來說，分解葡萄糖的酶是組成酶，分解乳糖的酶是誘導酶，在葡萄糖和乳糖共同存在時，大腸桿菌只利用葡萄糖。用大腸桿菌工程菌生產干擾素時，應及時添加氨基酸等生長因子。處于對數期的大腸桿菌，代謝旺盛，菌體的形態(tài)和生理特性較穩(wěn)定，常作為生產用的菌種和科研材料?！敬鸢浮?/p>

D2．(2009年高考四川理綜卷)下列關于幾種微生物的營養(yǎng)代謝和生長繁殖的描述，正確的是 (

)A．根瘤菌通過生物固氮，制造了含氮養(yǎng)料和含碳有機物B．接種到培養(yǎng)基上的青霉菌，進入對數期能大量積累青霉素C．培養(yǎng)液中溶氧量的變化，會影響酵母菌的生長繁殖和代謝途徑D．用32P標記的噬菌體感染細菌，在新形成的噬菌體中都能檢測到32P【解析】根瘤菌通過生物固氮，制造了植物可利用的含氮無機物——NH3，但不能制造含碳有機物。接種到培養(yǎng)基上的青霉菌，穩(wěn)定期能大量積累青霉素。噬菌體只有一個DNA分子，用32P標記噬菌體后，在細菌內繁殖，因半保留復制，子一代均含32P，但從子二代開始將出現不含32P的子代噬菌體。酵母菌為兼性厭氧型