高三生物二輪專項復(fù)習(xí) 專題九 生物技術(shù)實踐課件 新人教版

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1、 本專題是實驗內(nèi)容，主要包括微生物的利用、酶的應(yīng)用和生物技術(shù)在食品加工及其他方面的應(yīng)用等。從近年的高考情況看，高考命題時往往從實驗細節(jié)入手，比較注重對實驗基本操作方法的考查。 預(yù)期在今后的知識考查中，命題熱點有：以發(fā)酵食品加工為背景考查微生物的分離、純化和培養(yǎng)過程以及在食品加工中所起的作用；結(jié)合食品制造和洗滌業(yè)考查酶的固定化及實際應(yīng)用；將植物組織培養(yǎng)的有關(guān)知識和植物激素的應(yīng)用及植物有效成分的提取相聯(lián)系，進行綜合考查；以環(huán)境污染(如某種有害物質(zhì)的存在及量的多少)為背景考查微生物的生存條件和培養(yǎng)以及生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用。復(fù)習(xí)時，要注意以下幾個方面：(1)從實驗的角度剖析每項技術(shù)，把握其原理、材

2、料與器材、操作流程、注意事項等；(2)用對比的方法區(qū)分一些重要概念和方法，如果酒和果醋制作的比較，水蒸氣蒸餾法、壓榨法、有機溶劑萃取法的比較，平板劃線操作與涂布平板操作的比較等；(3)用聯(lián)系的觀點看待不同的技術(shù)，如酵母菌可涉及果酒的制作、微生物的分離與培養(yǎng)、固定化酵母細胞等內(nèi)容。 一、果酒、果醋、腐乳及泡菜的制作原理及過程果酒和果醋的制果酒和果醋的制作作腐乳的制作腐乳的制作泡菜的制作泡菜的制作主要菌主要菌種種果酒：酵母菌果酒：酵母菌果醋：醋酸菌果醋：醋酸菌毛霉等毛霉等乳酸菌乳酸菌果酒和果醋的制作果酒和果醋的制作腐乳的制作腐乳的制作泡菜的制作泡菜的制作實驗實驗流程流程挑選葡萄挑選葡萄沖洗沖洗榨汁

3、榨汁酒精發(fā)酵酒精發(fā)酵果酒果酒醋酸發(fā)酵醋酸發(fā)酵果醋果醋讓豆腐上長出毛讓豆腐上長出毛霉霉加鹽腌制加鹽腌制加鹵湯裝瓶加鹵湯裝瓶密封腌制密封腌制注意注意事項事項1.材料的選擇與處理材料的選擇與處理2防止發(fā)酵液被污防止發(fā)酵液被污染染3控制好發(fā)酵的條控制好發(fā)酵的條件件1.控制好材料的控制好材料的用量用量2防止雜菌污染防止雜菌污染1.泡菜壇的選泡菜壇的選擇擇2腌制的條腌制的條件件 二、微生物培養(yǎng)中幾種實驗操作的注意事項 1倒平板 (1)培養(yǎng)基滅菌后，需冷卻至50左右。 (2)左手拿培養(yǎng)皿，右手拿錐形瓶，左手拇指和食指將培養(yǎng)皿打開一條稍大于瓶口的縫隙，不要完全打開。 (3)整個操作在酒精燈火焰旁進行，避免雜菌

4、污染。 (4)平板冷凝后要倒置的原因：防止培養(yǎng)皿蓋上的冷凝水落入培養(yǎng)基，造成污染。 (5)倒平板時，如果培養(yǎng)基濺在皿蓋和皿底之間的部位，這個平板應(yīng)丟棄。 2平板劃線 (1)第一次劃線及每次劃線之前都需灼燒滅菌，劃線操作結(jié)束仍需灼燒接種環(huán)，每次灼燒目的如下表：第一次灼燒第一次灼燒每次劃線之前每次劃線之前灼燒灼燒劃線結(jié)束劃線結(jié)束目目的的避免接種環(huán)上避免接種環(huán)上可能存在的微可能存在的微生物污染培養(yǎng)生物污染培養(yǎng)物物殺死上次劃線殺死上次劃線結(jié)束后接種環(huán)結(jié)束后接種環(huán)上殘留的菌種，上殘留的菌種，使每次劃線的使每次劃線的菌種來自上次菌種來自上次劃線末端劃線末端殺死接種環(huán)上殺死接種環(huán)上殘留的菌種，殘留的菌種，避

5、免細菌污染避免細菌污染環(huán)境和感染操環(huán)境和感染操作者作者 (2)灼燒接種環(huán)之后，要冷卻后才能伸入菌液，以免溫度太高殺死菌種。 (3)劃線時最后一區(qū)域不要與第一區(qū)域相連。 (4)畫線用力要大小適當，防止用力過大將培養(yǎng)基劃破。 3稀釋涂布平板 (1)稀釋操作時：每支試管及其中9 mL水、移液管均需滅菌；操作時，試管口和移液管應(yīng)在離火焰12 cm處。 (2)涂布平板時： 將涂布器末端浸在盛有體積分數(shù)為70%的酒精的燒杯中。取出時，多余酒精在燒杯中滴盡，然后將沾有少量酒精的涂布器在酒精燈火焰上引燃。 不要將過熱的涂布器放在盛放酒精的燒杯中，以免引燃其中的酒精。 酒精燈與培養(yǎng)皿距離要合適，移液管頭不要接觸

6、任何物體。 (2)b為再分化，是愈傷組織分化成根或芽等器官的過程。 在植物組織培養(yǎng)中，主要目標是誘導(dǎo)愈傷組織形成和形態(tài)發(fā)生分化，使一個離體的細胞、一塊組織或一個器官，通過脫分化形成愈傷組織并由愈傷組織再分化形成植物體。 特別提醒 菊花莖的組織培養(yǎng)與月季花藥培養(yǎng)的比較 菊花莖的外植體細胞是體細胞，它的全能性小于月季花藥培養(yǎng)中的外植體細胞(生殖細胞)。 菊花的組織培養(yǎng)中每日要求用日光燈照射12 h，而花藥培養(yǎng)中最初不需要照光，幼小植株形成后才需要照光。 花粉植物屬于單倍體植株，需要用秋水仙素處理后，才能獲得正?？捎膫€體。 四、酶的研究與應(yīng)用 1關(guān)于酶的探究實驗 (1)實驗設(shè)計時要遵循單一變量和對

7、照兩大原則，嚴格控制無關(guān)變量。 (2)探究不同溫度(或pH)對酶活性的影響時，溫度(或pH)作為自變量，通常通過設(shè)置合理的梯度來確定最適值。最適值是通過比較相同時間內(nèi)獲得的產(chǎn)量或效果來確定的。 2直接使用酶、固定化酶固定化細胞的比較直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化酶固定化細胞固定化細胞酶的種數(shù)酶的種數(shù)一種或幾種一種或幾種一種一種 一系列酶一系列酶制作方法制作方法無無化學(xué)結(jié)合固定化、物化學(xué)結(jié)合固定化、物理吸附固定化理吸附固定化包埋法固定化包埋法固定化是否需要是否需要營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)否否否否是是反應(yīng)底物反應(yīng)底物各種物質(zhì)各種物質(zhì)(大分子、大分子、小分子小分子)各種物質(zhì)各種物質(zhì)(大分子、大分子、小分

8、子小分子)小分子物質(zhì)小分子物質(zhì)直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化酶固定化細胞固定化細胞優(yōu)點優(yōu)點催化效率高、耗催化效率高、耗能低、污染低能低、污染低既能與反應(yīng)物接觸，既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；又能與產(chǎn)物分離；可以反復(fù)利用可以反復(fù)利用成本低、易操作成本低、易操作缺點缺點對環(huán)境條件非對環(huán)境條件非常敏感，易失活；常敏感，易失活；難回收，成本難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)高，影響產(chǎn)品質(zhì)量量不利于催化一系列的不利于催化一系列的酶促反應(yīng)酶促反應(yīng)反應(yīng)物不易與酶接近，反應(yīng)物不易與酶接近，尤其是大分子物質(zhì)，尤其是大分子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降反應(yīng)效率下降 五、DNA的粗提取與鑒定基因基因原理原理1.DNA在不同濃度

9、的在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，溶液中的溶解度不同，在在0.14 mol/L的的NaCl溶液中的溶解度最低；溶液中的溶解度最低；2.DNA不溶于酒精溶液；不溶于酒精溶液；3.DNA不被蛋白酶所水解；不被蛋白酶所水解；4.DNA可被二苯胺染成藍色。可被二苯胺染成藍色。主要主要步驟步驟選取材料選取材料破碎細胞，獲取含破碎細胞，獲取含DNA的濾液的濾液去除去除濾液中的雜質(zhì)濾液中的雜質(zhì)DNA的析出與鑒定。的析出與鑒定。注意注意事項事項1.選擇動物細胞時，細胞比較容易破碎，選擇植物選擇動物細胞時，細胞比較容易破碎，選擇植物細胞時則要先溶解細胞膜細胞時則要先溶解細胞膜(如加洗滌劑、研磨等如加洗滌

10、劑、研磨等) 2.以哺乳動物紅細胞為材料時，需向血液中加入檸以哺乳動物紅細胞為材料時，需向血液中加入檸檬鈉抗凝。檬鈉抗凝。3.二苯胺需現(xiàn)配現(xiàn)用。二苯胺需現(xiàn)配現(xiàn)用。 六、PCR技術(shù) 1PCR一般要經(jīng)歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)都包括變性，復(fù)性、延伸三步。 2兩個引物之間的固定長度的DNA序列呈指數(shù)擴增。 七、血紅蛋白的提取和分離 1方法及原理方法方法原理原理凝膠色譜凝膠色譜法法根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)電泳法電泳法各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身大小、形狀的不同大小、形狀的不同 2.基本步驟 樣品處理粗分離純化純度鑒定 (2)

11、血紅蛋白釋放過程中，蒸餾水的作用是漲破紅細胞，甲苯作用主要是溶解細胞膜。 (3)為了加快干凝膠的膨脹，可將加入洗脫液的濕凝膠用沸水浴加熱，通常只需12h，還可除去凝膠中可能帶有的微生物，排除膠粒內(nèi)的空氣。 (4)在色譜柱中填凝膠的時候要盡量緊密，以降低凝膠顆粒之間的空隙。在裝填凝膠柱時，不得有氣泡存在，因為氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果。在凝膠色譜操作過程中，不能發(fā)生洗脫液流干，露出凝膠顆粒的現(xiàn)象。一旦發(fā)生上述兩種情況，凝膠色譜柱需要重新裝填。 (5)滴加樣品時，吸管管口貼著管壁環(huán)繞移動加樣，不要破壞凝膠面。 (6)根據(jù)紅色區(qū)帶的移動狀況判斷收集流出液時間。 八、植物有效成分

12、的提取 1植物芳香油的提取方法的比較提取提取方法方法水蒸氣蒸餾水蒸氣蒸餾壓榨法壓榨法有機溶劑萃有機溶劑萃取取實驗實驗原理原理利用水蒸氣利用水蒸氣將揮發(fā)性較將揮發(fā)性較強的芳香油強的芳香油攜帶出來攜帶出來通過機械加壓，壓通過機械加壓，壓榨出果皮中的芳香榨出果皮中的芳香油油使芳香油溶使芳香油溶解在有機溶解在有機溶劑中，蒸發(fā)劑中，蒸發(fā)溶劑后就可溶劑后就可獲得芳香油獲得芳香油方法方法步驟步驟1.水蒸氣蒸餾水蒸氣蒸餾2分離油層分離油層3除水過濾除水過濾1.石灰水浸泡、漂洗石灰水浸泡、漂洗2壓榨、過濾、靜壓榨、過濾、靜置置3再次過濾再次過濾1.粉碎、干燥粉碎、干燥2萃取、過萃取、過濾濾3濃縮濃縮提取方提取方

13、法法水蒸氣蒸餾水蒸氣蒸餾壓榨法壓榨法有機溶劑萃取有機溶劑萃取適用范適用范圍圍適用于提取玫瑰油、薄荷油適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強的芳香油等揮發(fā)性強的芳香油適用于柑橘、檸檬等易適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料的提取焦糊原料的提取適用范圍廣，要求原料的顆適用范圍廣，要求原料的顆粒要盡可能細小，能充分浸粒要盡可能細小，能充分浸泡在有機溶液中泡在有機溶液中優(yōu)點優(yōu)點簡單易行，便于分離簡單易行，便于分離生產(chǎn)成本低，易保持原生產(chǎn)成本低，易保持原料原有的結(jié)構(gòu)和功能料原有的結(jié)構(gòu)和功能出油率高，易分離出油率高，易分離局限性局限性水中蒸餾會導(dǎo)致原料焦糊和水中蒸餾會導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解等問題有效成分水解等問題

14、分離較為困難，出油率分離較為困難，出油率相對較低相對較低使用的有機溶劑處理不當會使用的有機溶劑處理不當會影響芳香油的質(zhì)量影響芳香油的質(zhì)量 2.胡蘿卜素的提取與鑒定 (1)流程 胡蘿卜粉碎干燥萃取過濾濃縮胡蘿卜素 (2)關(guān)于紙層析法 點樣應(yīng)該快速細致，每次點樣后，要等濾紙干燥后再進行點樣，可用吹風(fēng)機將溶劑吹干，注意保持濾紙干燥；點樣時就注意點樣斑點不能太大，如果用吹風(fēng)機吹干，溫度不宜過高，否則斑點會變黃。 層析時注意選擇干凈的濾紙，為了防止操作時對濾紙的污染，應(yīng)盡量避免用手直接接觸濾紙，可以戴手套進行操作。 將點好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時注意濾紙的兩邊不能相互接觸，以免因毛細管現(xiàn)象導(dǎo)致溶劑沿濾紙

15、兩邊的移動加快，溶劑前沿不齊，影響結(jié)果。 例1有些細菌可分解原油，從而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同學(xué)欲從污染的土壤中篩選出能高效降解原油的菌株。回答問題： (1)在篩選過程中，應(yīng)將土壤樣品稀釋液接種于以_為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上，從功能上講，該培養(yǎng)基屬于_培養(yǎng)基。 (2)純化菌種時，為了得到單菌落，常采用的接種方法有兩種，即_和_。 (3)為了篩選出高效菌株，可比較單菌落周圍分解圈的大小，分解圈大說明該菌株的降解能力_。 (4)通常情況下，在微生物培養(yǎng)過程中，實驗室常用的滅菌方法有灼燒滅菌、_和_。無菌技術(shù)要求實驗操作應(yīng)在酒精燈_附近進行，以避免周圍環(huán)境中微生物的污染。 解析本題主要考查

16、微生物的分離和培養(yǎng)以及培養(yǎng)基對微生物的選擇作用等相關(guān)知識。要篩選出能分解原油的細菌，可用只以原油為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基來進行；常用的接種方法主要有平板劃線法和稀釋涂布平板法，劃線方法一般包括連續(xù)劃線法和交叉劃線法；在以原油為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基上，單菌落周圍形成的分解圈越大，說明該菌分解石油的能力越強；實驗室常用的消毒方法主要有煮沸消毒法，巴氏消毒法，酒精、氯氣、石碳酸等化學(xué)藥劑消毒法，實驗室常用的滅菌方法有高壓蒸汽滅菌、干熱滅菌、火焰灼燒滅菌等；無菌技術(shù)操作要求實驗操作應(yīng)在酒精燈的火焰旁進行，以避免周圍環(huán)境中的微生物的污染。 答案(1)原油選擇 (2)平板劃線法稀釋涂布平板法 (3)強 (4

17、)干熱滅菌高壓蒸氣滅菌火焰 下列是與微生物培養(yǎng)有關(guān)的問題，請回答： (1)某細菌固體培養(yǎng)基的組成成分是KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、葡萄糖、尿素、瓊脂和蒸餾水，其中凝固劑是_，碳源是_，氮源是_。已知只有能合成脲酶的細菌才能在該培養(yǎng)基上生長，故該培養(yǎng)基屬于_培養(yǎng)基。按照化學(xué)成分分類，該培養(yǎng)基屬于_培養(yǎng)基。從同化作用類型看，用該培養(yǎng)基培養(yǎng)的細菌屬于_。 (2)將少量細菌接種到一定體積的液體培養(yǎng)基中，適宜條件下培養(yǎng)，定時取樣測定菌體數(shù)目，以時間為橫坐標，以菌體數(shù)目的對數(shù)為縱坐標，可以得到細菌的_曲線。該曲線中以菌體數(shù)目的對數(shù)作為縱坐標的原因是_。 實驗室中，為了獲得形態(tài)和生理特征一致的

18、菌體，一般應(yīng)在_期取材；在生產(chǎn)中，常收集培養(yǎng)至_期的細菌用于次級代謝產(chǎn)物的提取。 答案(1)瓊脂葡萄糖尿素選擇合成異養(yǎng)型 (2)生長培養(yǎng)中的細菌以指數(shù)形式增殖，取對數(shù)便于反映細菌群體的生長規(guī)律(其他合理答案也給分)對數(shù)穩(wěn)定 解析本題考查了培養(yǎng)基的配制、微生物培養(yǎng)及生長規(guī)律。 培養(yǎng)基提供微生物生長、繁殖、代謝的混合養(yǎng)料。由于微生物具有不同的營養(yǎng)類型，對營養(yǎng)物質(zhì)的要求也各不相同，加之實驗和研究的目的不同，所以培養(yǎng)基的種類很多，使用的原料也各有差異，但從營養(yǎng)角度分析，培養(yǎng)基中一般含有微生物所必需的碳源、氮源、無機鹽、生長素以及水分等。另外，培養(yǎng)基還應(yīng)具有適宜的pH值、一定的緩沖能力、一定的氧化還原性

19、及合適的滲透壓。瓊脂是從石花菜等海藻中提取的膠體物質(zhì)，是應(yīng)用最廣的凝固劑。 本題中的培養(yǎng)基能培養(yǎng)特定的生物，為人工合成，應(yīng)屬于選擇性培養(yǎng)基，加入了葡萄糖作為能源物質(zhì)，說明該細菌為異養(yǎng)型；以時間為橫坐標，以活菌數(shù)的對數(shù)為縱坐標，可得出一條生長曲線，曲線顯示了細菌的生長繁殖的4個時期：調(diào)整期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期，“說明微生物生長曲線以菌體數(shù)目的對數(shù)作為縱坐標的原因”，如果平時只是死記住了課本上的圖解，不明白繪圖的思維過程及方法，這道題答起來就會很困難。細菌呈現(xiàn)指數(shù)增長，取它對數(shù)，這樣可以把曲線壓縮在一個相對小的面積內(nèi)，便于觀察變化趨勢，若直接以數(shù)量為縱坐標，則因數(shù)據(jù)過大難以繪制。 例2下圖1表

20、示制備固定化酵母細胞的有關(guān)操作，圖2是利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵的示意圖，下列敘述不正確的是() A剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)迅速與活化的酵母菌混合制備混合液 B圖1中X溶液為CaCl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠 C圖2發(fā)酵過程中攪拌的目的是為了使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸 D圖1中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中 解析在酵母細胞的固定化過程中，剛?cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液要冷卻至室溫才能加入已活化的酵母細胞，否則會影響酵母細胞的活性，A項錯；將海藻酸鈉慢慢滴加到配制好的CaCl2溶液中，液滴在CaCl2溶液中形成凝膠珠，B項正確；在發(fā)酵過程中，攪拌的目的是使培養(yǎng)液與酵母菌更充分地接觸，

21、C項正確；將固定好的酵母細胞用蒸餾水沖洗23次后，再將葡萄糖溶液轉(zhuǎn)入錐形瓶，加入固定好的酵母細胞，置于適宜條件下發(fā)酵，D項正確。 答案A 下列有關(guān)固定化酶和固定化細胞的說法正確的是() A某種固定化酶的優(yōu)勢在于能催化一系列生化反應(yīng) B固定化細胞技術(shù)一次只能固定一種酶 C固定化酶和固定化細胞的共同點是所固定的酶都可以反復(fù)使用 D固定化酶和固定化細胞都能反復(fù)使用，但酶的活性迅速下降 答案C 解析某種固定化酶只能催化一種生化反應(yīng)，其優(yōu)勢是酶可以反復(fù)使用；固定化細胞技術(shù)一次能固定多種酶；固定化酶和固定化細胞都能反復(fù)使用，而且酶的活性不變。 例3許多植物含有天然香料，如薄荷葉中含有薄荷油?，F(xiàn)用薄荷葉提取

22、薄荷油?；卮饐栴}： (1)薄荷油是揮發(fā)性物質(zhì)，提取薄荷油時應(yīng)選用_(鮮、干)薄荷葉作原料，其原因是_。 (2)用萃取法提取薄荷油時，采用的溶劑是_，原理是_。 (3)用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時，在油水混合物中加入氯化鈉的作用是_。常用于分離油層和水層的器皿是_。分離出的油層中加入無水硫酸鈉的作用是_，除去固體硫酸鈉的常用方法是_。 解析(1)薄荷油易揮發(fā)，鮮薄荷葉中薄荷油含量高，更易提取。(2)薄荷油是有機物，易溶于有機溶劑乙醚，且乙醚沸點低、易蒸發(fā)，故常用乙醚作為萃取劑。(3)氯化鈉的作用是使乳化液分層；用于分離油層和水層的常用器皿是分液漏斗；無水硫酸鈉可吸去油層中水分，使油層分離；除去固體硫酸鈉常用過濾法。 答案(1)鮮薄荷油易揮發(fā)，鮮薄荷葉中薄荷油含量高(2)乙醚薄荷油能溶于乙醚，且乙醚沸點低、易蒸發(fā)(3)使乳化液分層分液漏斗吸去油層中的水分過濾 小李嘗試制作果酒，他將葡萄汁放入已滅菌的發(fā)酵裝置中進行試驗(見下圖)，恰當?shù)淖龇ㄊ?) A加入適量的酵母菌 B一直打開閥門b通氣 C一直緊關(guān)閥a，偶爾打開閥b幾秒鐘 D把發(fā)酵裝置放在4冰箱中進行實驗 答案A、C 解析本題考查果酒制作的條件控制。酵母菌在無氧環(huán)境中可以利用葡萄糖進行發(fā)酵，產(chǎn)生酒精，果酒的制作即應(yīng)用了此原理，果酒制作過程一般將溫度控制在1825，所以選項A、C正確，B、D錯誤。