2020屆高考生物藝考生大二輪總復(fù)習(xí) 上篇 專題九 生物技術(shù)與工程 第14講 生物技術(shù) 高頻命題點1 微生物的分離與培養(yǎng)教學(xué)案

第14講生物技術(shù) 最新考綱1微生物的分離和培養(yǎng)；2.某種微生物數(shù)量的測定；3.培養(yǎng)基對微生物的選擇作用；4.利用微生物進(jìn)行發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物以及微生物在其他方面的應(yīng)用；5.從生物材料中提取某些特定的成分；6.運用發(fā)酵加工食品的基本方法。7.酶的應(yīng)用；8.測定食品加工中可能產(chǎn)生的有害物質(zhì)；9.蛋白質(zhì)的攝取與分離。精讀教材記一記120 左右最適合酵母菌繁殖，酒精發(fā)酵時一般將溫度控制在1825 。(P2正文)2隨著酒精度的提高，紅葡萄皮的色素進(jìn)入發(fā)酵液，使葡萄酒呈現(xiàn)深紅色。(P2正文)3醋酸菌是一種好氧性菌，只有當(dāng)O2充足時才能進(jìn)行旺盛的生理活動，其最適生長溫度為3035 。(P3正文)4當(dāng)O2糖源充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；當(dāng)缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿帷?P3正文)5腐乳制作過程中鹽、酒、香辛料均具防腐殺菌功能，其中酒含量宜控制在12%左右。(P7資料三)6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(yīng)后，與N1萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料。(P10資料二)7進(jìn)行微生物培養(yǎng)時，雖然各種培養(yǎng)基的配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和無機(jī)鹽，倘若將尿素作唯一氮源，可篩選出尿素分解菌，倘若將纖維素作唯一碳源，則可篩選出纖維素分解菌。(P14正文)8純化菌種的接種方法可包括平板劃線法(工具為接種環(huán))和稀釋涂布平板法(工具為涂布器)，后者可用于活菌計數(shù)。(P18正文)9在篩選纖維素分解菌的過程中，采用剛果紅染色法，在培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。(P28正文)10運用稀釋涂布平板法進(jìn)行計數(shù)，每克樣品中的菌株數(shù)(C÷V)×M。其中C代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù)，V代表涂布平板時所用的稀釋液的體積(mL)，M代表稀釋倍數(shù)。(P22小字)11當(dāng)菌落數(shù)目穩(wěn)定時，選取菌落數(shù)在30300的平板進(jìn)行計數(shù)，在同一稀釋度下，至少對3個平板進(jìn)行重復(fù)計數(shù)，然后求出平均值，并根據(jù)平板所對應(yīng)的稀釋度計算出樣品中細(xì)菌的數(shù)目。(P22正文)12常用的剛果紅染色法有兩種，一是先培養(yǎng)微生物再加入剛果紅進(jìn)行染色，另一種是在倒平板時即加入剛果紅。(P29資料三)自我診斷判一判(1)某研究小組從有機(jī)廢水中分離微生物用于廢水處理，接種后的培養(yǎng)皿須放在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。(×)(2)純化菌種時，為了得到單菌落，常采用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法。()(3)在瓊脂固體培養(yǎng)基上長出的單個菌落含有多種細(xì)菌。(×)(4)檢測土壤中細(xì)菌總數(shù)實驗操作中，確定對照組無菌后，選擇菌落數(shù)在300以上的實驗組平板進(jìn)行計數(shù)。(×)(5)培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基分裝到培養(yǎng)皿后進(jìn)行滅菌。(×)(6)醋酸菌在無氧條件下利用乙醇產(chǎn)生醋酸。(×)(7)酵母菌在無氧條件下利用葡萄汁產(chǎn)生酒精。()(8)泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸發(fā)酵。()(9)腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶。()(10)在制作腐乳時，將長滿毛霉的豆腐裝瓶腌制時，底層和近瓶口處需加大用鹽量。(×)高頻命題點1微生物的分離與培養(yǎng)真題領(lǐng)航目標(biāo)方向?qū)敫呖?(2019·全國卷，37)已知一種有機(jī)物X(僅含有C、H兩種元素)不易降解，會造成環(huán)境污染。某小組用三種培養(yǎng)基篩選土壤中能高效降解X的細(xì)菌(目標(biāo)菌)。號培養(yǎng)基：在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中加入X(5 g/L)。號培養(yǎng)基：氯化鈉(5 g/L)，硝酸銨(3 g/L)，其他無機(jī)鹽(適量)，X(15 g/L)。號培養(yǎng)基：氯化鈉(5 g/L)，硝酸銨(3 g/L)，其他無機(jī)鹽(適量)，X(45 g/L)。回答下列問題。(1)在號培養(yǎng)基中，為微生物提供氮源的是_。、號培養(yǎng)基中為微生物提供碳源的有機(jī)物是_。(2)若將土壤懸浮液接種在號液體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時間后，不能降解X的細(xì)菌比例會_，其原因是_。(3)號培養(yǎng)基加入瓊脂后可以制成固體培養(yǎng)基，若要以該固體培養(yǎng)基培養(yǎng)目標(biāo)菌并對菌落進(jìn)行計數(shù)，接種時，應(yīng)采用的方法是_。(4)假設(shè)從號培養(yǎng)基中得到了能高效降解X的細(xì)菌，且該菌能將X代謝為丙酮酸，則在有氧條件下，丙酮酸可為該菌的生長提供_和_。解析：本題借助微生物培養(yǎng)與篩選的相關(guān)知識，考查對相關(guān)操作技能的掌握以及將實驗方法和技能進(jìn)行靈活運用的能力；試題通過對高效降解X細(xì)菌的篩選，體現(xiàn)了科學(xué)探究中的結(jié)果分析要素。(1)在號培養(yǎng)基中，牛肉膏、蛋白胨可以為微生物提供氮源，、號培養(yǎng)基中為微生物提供碳源的是有機(jī)物X。(2)號培養(yǎng)基中，碳源只有X，不能降解X的細(xì)菌會因缺乏碳源而不能增殖，使該類細(xì)菌比例降低。(3)利用固體培養(yǎng)基對菌落進(jìn)行計數(shù)時，需采用稀釋涂布平板法進(jìn)行接種。(4)在有氧條件下，丙酮酸可被分解為CO2和H2O且釋放能量，為該菌的生長提供能量和合成其他物質(zhì)的原料。答案：(1)牛肉膏、蛋白胨X(2)下降不能降解X的細(xì)菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的細(xì)菌能夠增殖(3)稀釋涂布平板法(4)能量合成其他物質(zhì)的原料2(2019·全國卷，37)物質(zhì)W是一種含氮有機(jī)物，會污染土壤。W在培養(yǎng)基中達(dá)到一定量時培養(yǎng)基表現(xiàn)為不透明。某研究小組欲從土壤中篩選出能降解W的細(xì)菌(目標(biāo)菌)?；卮鹣铝袉栴}。(1)要從土壤中分離目標(biāo)菌，所用選擇培養(yǎng)基中的氮源應(yīng)該是_。(2)在從土壤中分離目標(biāo)菌的過程中，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上甲、乙兩種細(xì)菌都能生長并形成菌落(如圖所示)。如果要得到目標(biāo)菌，應(yīng)該選擇_菌落進(jìn)一步純化，選擇的依據(jù)是_。(3)土壤中的某些微生物可以利用空氣中的氮氣作為氮源，若要設(shè)計實驗進(jìn)一步確定甲、乙菌能否利用空氣中的氮氣作為氮源，請簡要寫出實驗思路，預(yù)期結(jié)果和結(jié)論，即_。(4)該小組將人工合成的一段DNA轉(zhuǎn)入大腸桿菌，使大腸桿菌產(chǎn)生能降解W的酶(酶E)。為了比較酶E與天然酶降解W能力的差異。該小組擬進(jìn)行如下實驗，請完善相關(guān)內(nèi)容。在含有一定濃度W的固體培養(yǎng)基上，A處滴加含有酶E的緩沖液，B處滴加含有相同濃度天然酶的緩沖液，C處滴加_，三處滴加量相同。一段時間后，測量透明圈的直徑。若C處沒有出現(xiàn)透明圈，說明_；若A、B處形成的透明圈直徑大小相近，說明_。解析：本題借助微生物的篩選及酶活力對比實驗的相關(guān)知識，考查考生對實驗?zāi)康?、原理的理解和對實驗現(xiàn)象、結(jié)果的分析、解釋能力。通過對不同種類微生物的篩選、純化及酶活力實驗分析，體現(xiàn)了對科學(xué)探究素養(yǎng)中方案探討、結(jié)果分析要素的考查。(1)要從土壤中分離能降解W的細(xì)菌，培養(yǎng)基中應(yīng)以W為唯一氮源。(2)乙菌落周圍出現(xiàn)透明圈，說明乙菌能降解W。(3)要判斷甲、乙能否利用空氣中的氮氣作為氮源，應(yīng)將甲、乙菌分別接種在無氮源的培養(yǎng)基上，觀察細(xì)菌能否生長，若細(xì)菌能生長，則說明該細(xì)菌能利用空氣中的氮氣作為氮源，否則不能。(4)實驗設(shè)計應(yīng)遵循單一變量原則，C處應(yīng)滴加等量不含酶的緩沖液。C處只滴加等量緩沖液，若C處沒有出現(xiàn)透明圈，說明緩沖液不能降解W，若A、B處形成的透明圈直徑大小相近，說明酶E與天然酶降解W的能力相近。答案：(1)W(2)乙乙菌落周圍出現(xiàn)透明圈，說明乙菌能降解W(3)將甲、乙菌分別接種在無氮源培養(yǎng)基上，若細(xì)菌能生長，則說明該細(xì)菌能利用空氣中的氮氣作為氮源(4)緩沖液緩沖液不能降解W酶E與天然酶降解W的能力相近3(2019·全國卷，37)回答下列與細(xì)菌培養(yǎng)相關(guān)的問題。(1)在細(xì)菌培養(yǎng)時，培養(yǎng)基中能同時提供碳源、氮源的成分是_(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常，制備培養(yǎng)基時要根據(jù)所培養(yǎng)細(xì)菌的不同來調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH，其原因是_。硝化細(xì)菌在沒有碳源的培養(yǎng)基上_(填“能夠”或“不能”)生長，原因是_。(2)用平板培養(yǎng)細(xì)菌時一般需要將平板_(填“倒置”或“正置”)。(3)單個細(xì)菌在平板上會形成菌落，研究人員通?？筛鶕?jù)菌落的形狀、大小、顏色等特征來初步區(qū)分不同種的微生物，原因是_。(4)有些使用后的培養(yǎng)基在丟棄前需要經(jīng)過_處理，這種處理可以殺死丟棄物中所有的微生物。解析：本題借助細(xì)菌的培養(yǎng)方法與操作的相關(guān)知識，考查考生理解實驗原理、方法與操作步驟，并對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力；試題通過實驗分析和方案探究的形式體現(xiàn)了對科學(xué)探究素養(yǎng)的考查。(1)細(xì)菌培養(yǎng)時需要碳源、氮源、水和無機(jī)鹽等，蛋白胨能同時提供碳源、氮源，葡萄糖提供碳源，NaNO3不能提供碳源，可提供無機(jī)氮源。不同細(xì)菌生長繁殖所需的最適pH不同，故制備培養(yǎng)基時需要根據(jù)所培養(yǎng)細(xì)菌的不同來調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH。硝化細(xì)菌是自養(yǎng)型細(xì)菌，可以利用空氣中的CO2作為碳源。故硝化細(xì)菌可在沒有碳源的培養(yǎng)基上生長。(2)為防止培養(yǎng)皿蓋的冷凝水落入培養(yǎng)基造成污染，用平板培養(yǎng)細(xì)菌時一般需將平板倒置。(3)在一定培養(yǎng)條件下，不同種微生物表現(xiàn)出各自穩(wěn)定的菌落特征，如特定的形狀、大小，顏色、隆起程度等，所以依據(jù)菌落的特征，可以初步區(qū)分不同種的微生物。(4)為防止污染環(huán)境，使用后的培養(yǎng)基丟棄前要經(jīng)過滅菌處理，以便殺死丟棄物中所有的微生物。答案：(1)蛋白胨不同細(xì)菌生長繁殖所需的最適pH不同能夠硝化細(xì)菌可以利用空氣中的CO2作為碳源(2)倒置(3)在一定的培養(yǎng)條件下，不同種微生物表現(xiàn)出各自穩(wěn)定的菌落特征(4)滅菌知識拓展培養(yǎng)學(xué)生文字表達(dá)能力1微生物兩種接種法有何不同？_答案：微生物的平板劃線只能純化菌種，不能計數(shù)，而稀釋涂布平板法，即可分離又可計數(shù)。2微生物兩種計數(shù)法有何不同？_答案：稀釋涂布平板法計數(shù)結(jié)果偏小，而顯微直接計數(shù)法不能區(qū)別菌體死活，所以計數(shù)結(jié)果偏大。核心整合掌握必備生物知識1微生物的培養(yǎng)(填空)(1)無菌技術(shù)：主要包括消毒和滅菌。a消毒方法：常用煮沸消毒法、巴氏消毒法。 (2)倒平板操作：待培養(yǎng)基冷卻至50 左右時，在酒精燈火焰附近進(jìn)行。制備固體培養(yǎng)基最后要將平板倒置，其主要目的是防止培養(yǎng)皿的皿蓋上的水珠滴入培養(yǎng)基造成污染。(3)純化培養(yǎng)2某種微生物的分離與計數(shù)(填空)(1)原理：人為提供有利于目的菌株生長的條件(包括營養(yǎng)、溫度、pH等)，同時抑制或阻止其他微生物的生長。(2)實例a土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計數(shù)篩選菌株：利用以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基篩選菌株。計數(shù)方法：活菌計數(shù)法：稀釋涂布平板法，統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比活菌的實際數(shù)目低。為了增強(qiáng)實驗的說服力和準(zhǔn)確性，需設(shè)置重復(fù)組，一般選擇菌落數(shù)在30300的平板進(jìn)行計數(shù)。直接計數(shù)法：顯微鏡直接計數(shù)法。過程：土壤取樣樣品的稀釋微生物的培養(yǎng)與觀察。b分解纖維素的微生物的分離實驗原理可根據(jù)是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。流程：土壤取樣選擇培養(yǎng)梯度稀釋涂布平板挑選菌落。(3)鑒定方法a添加酚紅指示劑的培養(yǎng)基：尿素分解菌可使該培養(yǎng)基變紅。b添加剛果紅的培養(yǎng)基：纖維素分解菌的菌落周圍產(chǎn)生透明圈。考向立意突顯科學(xué)探究能力和科學(xué)思維能力考向以微生物的培養(yǎng)，分離計數(shù)為載體，考查學(xué)生的科學(xué)探究能力1(2018·全國卷，37)在生產(chǎn)、生活和科研實踐中，經(jīng)常通過消毒和滅菌來避免雜菌的污染?；卮鹣铝袉栴}：(1)在實驗室中，玻璃和金屬材質(zhì)的實驗器具_(dá)(填“可以”或“不可以”)放入干熱滅菌箱中進(jìn)行干熱滅菌。(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高溫瞬時消毒法，與煮沸消毒法相比，這兩種方法的優(yōu)點是_。(3)密閉空間內(nèi)的空氣可采用紫外線照射消毒，其原因是紫外線能_。在照射前，適量噴灑_，可強(qiáng)化消毒效果。(4)水廠供應(yīng)的自來水通常是經(jīng)過_(填“氯氣”“乙醇”或“高錳酸鉀”)消毒的。(5)某同學(xué)在使用高壓蒸汽滅菌鍋時，若壓力達(dá)到設(shè)定要求，而鍋內(nèi)并沒有達(dá)到相應(yīng)溫度，最可能的原因是_。解析：本題考查消毒和滅菌的基本知識和操作方法，按教材基本內(nèi)容作答即可。答案：(1)可以(2)在達(dá)到消毒目的的同時，營養(yǎng)物質(zhì)損失較少(3)破壞DNA結(jié)構(gòu)消毒液(4)氯氣(5)未將鍋內(nèi)冷空氣排盡2(2018·全國卷，37)回答下列與酵母菌有關(guān)的問題：(1)分離培養(yǎng)酵母菌通常使用_(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麥芽汁瓊脂”)培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基應(yīng)采用_滅菌法滅菌。若將酵母菌劃線接種在平板上，培養(yǎng)一段時間后可觀察到菌落，菌落的含義是_。(2)酵母菌液體培養(yǎng)時，若通入氧氣，可促進(jìn)_(填“菌體快速增殖”“乙醇產(chǎn)生”或“乳酸產(chǎn)生”)；若進(jìn)行厭氧培養(yǎng)，可促進(jìn)_(填“菌體快速增殖”“乙醇產(chǎn)生”或“乳酸產(chǎn)生”)。(3)制作面包時，為使面包松軟通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松軟的原因是_。解析：(1)牛肉膏蛋白胨用來培養(yǎng)細(xì)菌，MS用來培養(yǎng)植物組織，麥芽汁用來培養(yǎng)酵母菌；培養(yǎng)基的滅菌方法是高壓蒸汽滅菌；菌落的含義是由一個細(xì)胞繁殖而來的肉眼可見的子細(xì)胞群體。(2)通氧氣后，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，釋放大量能量，利于菌體快速增殖；在厭氧條件下，酵母菌進(jìn)行無氧呼吸，釋放少量能量，主要用于酒精發(fā)酵。(3)酵母菌通過有氧呼吸產(chǎn)生大量CO2，可使面包松軟。答案：(1)麥芽汁瓊脂高壓蒸汽由一個細(xì)胞繁殖而來的肉眼可見的子細(xì)胞群體(2)菌體快速增殖乙醇產(chǎn)生(3)酵母菌通過有氧呼吸產(chǎn)生大量的CO2，可使面包松軟3(2018·全國卷，37)將馬鈴薯去皮切塊，加水煮沸一定時間，過濾得到馬鈴薯浸出液。在馬鈴薯浸出液中加入一定量蔗糖和瓊脂，用水定容后滅菌，得到M培養(yǎng)基?；卮鹣铝袉栴}：(1)M培養(yǎng)基若用于真菌的篩選，則培養(yǎng)基中應(yīng)加入鏈霉素以抑制_的生長，加入了鏈霉素的培養(yǎng)基屬于_培養(yǎng)基。(2)M培養(yǎng)基中的馬鈴薯浸出液為微生物生長提供了多種營養(yǎng)物質(zhì)，營養(yǎng)物質(zhì)類型除氮源外還有_(答出兩點即可)。氮源進(jìn)入細(xì)胞后，可參與合成的生物大分子有_(答出兩點即可)。(3)若在M培養(yǎng)基中用淀粉取代蔗糖，接種土壤濾液并培養(yǎng)，平板上長出菌落后可通過加入顯色劑篩選出能產(chǎn)淀粉酶的微生物。加入的顯色劑是_，該方法能篩選出產(chǎn)淀粉酶微生物的原理是_。(4)甲、乙兩位同學(xué)用稀釋涂布平板法測定某一土壤樣品中微生物的數(shù)量，在同一稀釋倍數(shù)下得到以下結(jié)果：甲同學(xué)涂布了3個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是110、140和149，取平均值133；乙同學(xué)涂布了3個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是27、169和176，取平均值124。有人認(rèn)為這兩位同學(xué)的結(jié)果中，乙同學(xué)的結(jié)果可信度低，其原因是_。解析：本題考查篩選某種微生物的原理，培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分等相關(guān)知識點，在利用稀釋涂布平板法統(tǒng)計數(shù)目時，要注意稀釋倍數(shù)的選取以及平板數(shù)一般要滿足30300個才符合要求。(1)M培養(yǎng)基若用于真菌的篩選，說明M培養(yǎng)基能滿足真菌的生長，而能抑制其它微生物的生長，鏈霉素是一種抗生素，可以抑制細(xì)菌的生長。加入了鏈霉素的培養(yǎng)基能篩選出真菌，該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基。(2)微生物生長需要多種營養(yǎng)物質(zhì)除氮源外，還需要碳源、無機(jī)鹽、水以及特殊營養(yǎng)物質(zhì)等。氮元素是蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子的組成元素，因此氮源進(jìn)入細(xì)胞后，可參與合成的生物大分子有蛋白質(zhì)和核酸。(3)淀粉與碘液會變成藍(lán)色，篩選產(chǎn)淀粉酶的微生物，依據(jù)淀粉遇碘液顯藍(lán)色，產(chǎn)淀粉酶的菌落周圍淀粉被水解，形成透明圈，再根據(jù)透明圈，來篩選淀粉酶的微生物。(4)乙同學(xué)結(jié)果不合理，因為1個平板的計數(shù)結(jié)果與另2個相差懸殊，結(jié)果的重復(fù)性差，不能簡單的用其平均數(shù)作為最終結(jié)果。答案：(1)細(xì)菌選擇(2)碳源、無機(jī)鹽蛋白質(zhì)、核酸(3)碘液淀粉遇碘液顯藍(lán)色，產(chǎn)淀粉酶的菌落周圍淀粉被水解，形成透明圈(4)乙同學(xué)的結(jié)果中，1個平板的計數(shù)結(jié)果與另2個相差懸殊，結(jié)果的重復(fù)性差- 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