高考生物二轮复习核心考点冲刺专题15《生物技术实践》（含详解）

专题十五：生物技术实践之核心考点

[重温考纲]　1.微生物的分离和培养。2.某种微生物数量的测定。3.培养基对微生物的选择作用。4.利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。5.从生物材料中提取某些特定的成分。6.运用发酵加工食品的基本方法。

核心考点1　微生物的分离和培养

一、要点整合

1．理清培养基制备与微生物纯化技术

提醒　(1)为了确定培养基的灭菌是否合格，微生物学实验一般会设置空白对照：随机取若干灭菌后的空白平板培养基在适宜条件下培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生成。

(2)观察菌落需用固体培养基，因此培养基要添加琼脂。

(3)倒平板的温度一般在50 ℃左右适宜，温度过高会烫手，温度过低培养基又会凝固。

(4)平板需倒置，这样既可使培养基表面的水分更好地挥发，又防止皿盖上的水珠落入培养基，造成培养基污染。

(5)平板划线法只适用于微生物的提纯，不适合进行计数，并且在最后一次划线的末端处的菌种最纯。

(6)利用平板菌落计数法的计算公式估算水样中的活菌数：C/V×M(稀释倍数)。

(7)菌种用甘油管藏法长期保存，保存时菌液中常添加一定量的甘油。

2．微生物的分离与计数

(1)筛选微生物的“两”种选择培养基

①以尿素为唯一氮源的培养基：筛选尿素分解菌。

②富含纤维素的培养基：筛选纤维素分解菌。

(2)鉴别微生物的“两”种鉴别培养基

①添加酚红指示剂的培养基：尿素分解菌可使该培养基变红。

②添加刚果红的培养基：纤维素分解菌的菌落周围产生透明圈。

(3)微生物计数的“两”种方法

①直接计数法：显微镜直接计数法。

②间接计数法：稀释涂布平板法(活菌计数法)，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。

二、考向设计

1．(全国Ⅰ，39)空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：

①配制培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)；

②制作无菌平板；

③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；

④将各组平板置于37 ℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。

回答下列问题：

(1)该培养基中微生物所需的氮来源于________________________。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是________。

(2)步骤③中，实验组的操作是___________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了________现象。若将30(即36－6)个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法________(填“正确”或“不正确”)。

【答案】　(1)牛肉膏、蛋白胨　琼脂

(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间

(3)污染　不正确

【解析】　(1)牛肉膏和蛋白胨都含有蛋白质的水解产物，都可以作为氮源；平板为固体培养基，故需要加入凝固剂琼脂。(2)实验探究的是教室内“不同高度空气”中微生物的分布，其中变量为不同高度，故需在不同高度下放置开盖平板。同时，为了保证单一变量，需要保证开盖放置时间一致。为了保证实验可靠性，需要设置多个平行组。(3)在完全正确的操作情况下，空白对照组中不应出现菌落。若出现菌落，表明操作过程中存在杂菌污染，属于实验失误，所有实验数据均不应采用。

2．(全国Ⅰ，37)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】　(1)脲酶　分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物　为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料　(2)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　(3)为细菌生长提供无机盐离子，作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定

3．(2014·新课标Ⅰ，39)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题：

(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将________________分解成________。

(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成________色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的______________。

(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表)：

注：“＋”表示有，“－”表示无。

据表判断，培养基甲________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是________________________________；培养基乙________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是________________________________________________________。

【答案】(1)纤维二糖　葡萄糖　(2)红　透明圈　(3)不能　液体培养基不能用于分离单菌落　不能　培养基中没有纤维素，不会形成CR—纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌

4．(雅安二模)雅安市城区居民用水取自于青衣江上游，为保障居民用水安全，相关单位需要定期检测水源中细菌种类及数量，以确定水质是否达标。请回答下列问题：

(1)制备牛肉膏蛋白胨培养基的步骤是计算→称量→溶化→灭菌→________。其中对培养基灭菌的方法是______________。为避免杂菌污染，倒平板时应当在______________进行。

(2)培养基中的牛肉膏主要为细菌提供______________营养成分。培养细菌的pH应调节至________。

(3)要统计水源中的活菌总数，应该采用的方法是______________。工作者将三个接种了等量水源水的培养基置于37 ℃的恒温箱中培养。24小时后观察到三个平板上的菌落数目为21、256、215，请分析结果出现的可能原因并提供解决方案：___________________________。

【答案】　(1)倒平板　高压蒸汽灭菌　酒精灯火焰旁

(2)碳源、氮源(无机盐)　中性或微碱性

(3)稀释涂布平板法　原因：涂布第一个平板时涂布器未冷却就涂布平板(后两个平板被污染；操作失误)(其他合理答案均可)；方案：重做实验

【解析】　(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的一般步骤是：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌；为避免杂菌污染，倒平板时应当在酒精灯火焰旁进行。

(2)牛肉膏和蛋白胨含有丰富的蛋白质，可提供细菌需要的碳源和氮源；多数细菌适宜在中性或碱性条件下生长，所以培养细菌的pH应调节至中性或微碱性。

(3)分离与培养微生物的常用接种方法包括平板划线法和稀释涂布平板法，其中稀释涂布平板法可以用于菌种的计数。题中三个菌落的数量偏差太大，可能是因为涂布第一个平板时涂布器未冷却就涂布平板了或后两个平板被污染了。

核心考点2　传统发酵技术的应用

一、要点整合

1．理清“4”种传统发酵食品的技术

2．把握控制杂菌的“四大措施”

(1)通过发酵条件控制杂菌。

①无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌。

②乳酸菌发酵、酒精发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖。

(2)利用盐控制杂菌：如腐乳的制作。

(3)利用酒精控制杂菌：如果酒、腐乳的制作。

(4)利用香辛料控制杂菌：如腐乳、泡菜的制作。

3．理解乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐的数量随时间变化的曲线

二、考向设计

1．(全国Ⅱ，39)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的，回答下列问题：

(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的________________中进行，其产物乙醇与____________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的____________中进行，与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度____________。

(2)第二阶段是在醋酸菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸菌的细胞呼吸类型，该过程需要在________条件下才能完成。

(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度________(填“低于”或“高于”)第二阶段。

(4)醋酸菌属于____________核生物，其细胞结构中__________(填“含有”或“不含有”)线粒体。

【答案】　(1)细胞质基质　酸性重铬酸钾　线粒体　快

(2)有氧　(3)低于　(4)原　不含有

2．(全国Ⅱ，37)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：

(1)该实验的自变量是____________、____________。

(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是____________。

(3)如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是______________________

________________________________________________________________________。

(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为________________，脂肪转变为_________________________________________________________________。

【答案】　(1)菌种　发酵时间　(2)好氧菌　(3)延长发酵时间，继续观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间　(4)多肽和氨基酸　甘油和脂肪酸

【解析】　(1)根据题干信息可知，该实验的自变量是菌种和发酵时间。

(2)容器内上层为有氧环境，底层为无氧环境，若发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，则说明该发酵菌是好氧菌。

(3)如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需延长发酵时间继续进行实验。

(4)大豆到豆豉的过程中，蛋白质被蛋白酶分解成小分子肽和氨基酸，脂肪被脂肪酶分解成甘油和脂肪酸。

3．如图简单表示了葡萄酒的酿制过程，请据图分析回答下列问题：

(1)葡萄酒的酿制原理是先通气进行______________，以增加酵母菌的数量，然后再________获得葡萄酒。

(2)随着发酵程度的加深，液体密度会逐渐变小(可用密度计测量)，原因是__________________。

(3)下列叙述中不正确的是(　　)

A．在甲中进行搅拌是为了增加溶氧量

B．在甲中，酵母菌的能量来源将全部消耗

C．甲与乙放出的气体主要是二氧化碳

D．揭开丙容器的盖子，可能会有醋酸产生

(4)如果用葡萄酒来制作葡萄醋，请写出反应式：______________________。醋酸菌的最适生长温度范围是______________。

【答案】　(1)有氧呼吸　密封　(2)由于发酵时糖被消耗，产生酒精和CO2，酒精的密度比葡萄糖溶液低　(3)B

(4)C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O　30～35 ℃

4．腐乳是我国民间传统的发酵食品，味道鲜美、营养丰富、风味独特、易于消化。请回答下列有关问题：

(1)腐乳制作过程中起主要作用的微生物在培养基上可形成菌丝发达的________色菌落。

(2)腐乳中含有丰富的氨基酸、甘油、脂肪酸等小分子物质，与此有关的物质变化有____

_____________________________________________________________________________。

参与这些物质变化的酶主要有____________________。

(3)在腐乳的制作中需加盐腌制，那么用盐腌制的目的是：①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________。

要控制盐用量的原因是_______________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)在腐乳的制作过程中，卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的，那么卤汤中酒的含量以及制作后期添加适量酒的目的分别是(　　)

①18%　②12%　③防腐　④与有机酸结合形成酯

⑤利于后期发酵　⑥满足饮酒需要

A．②，③④⑤⑥   B．①，③⑤⑥

C．②，③④⑤   D．①，④⑤⑥

【答案】　(1)白　(2)蛋白质→多肽和氨基酸，脂肪→甘油、脂肪酸　蛋白酶、脂肪酶　(3)①抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质　②析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期的制作过程中不会过早酥烂　③调味作用　加盐过多会导致腐乳过咸，加盐过少则不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质　(4)C

5．如图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，请据图回答下列问题：

(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是____________________________。

(2)制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比约为________，盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是____________________________________________________________。

(3)泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，试分析可能的原因。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)测定亚硝酸盐含量的方法是____________________。

(5)发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量，原因是____________________________________。

【答案】　(1)亚硝酸盐的含量低　(2)4∶1　加热煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响　(3)泡菜坛子密封不严或取食工具不卫生，或盐的比例过小，都会引起杂菌滋生、泡菜变质　(4)光电比色法　(5)发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化，及时检测能把握取食泡菜的最佳时机

核心考点3　植物有效成分的提取

一、要点整合

1．三种生物成分的提取方法、原理及步骤的比较

提醒　(1)胡萝卜素不溶于水，含水量影响胡萝卜素的萃取效果。

(2)油脂类物质不易挥发，可选用萃取法从菌体中提取。

(3)萃取加热时要加装冷疑回流装置，目的是防止加热时有机溶剂挥发。

(4)β－胡萝卜素在人体肝脏中可被氧化成两分子的维生素A，因此可用于治疗因缺乏维生素A引起的夜盲症等。

2．把握物质分离的5种方法

(1)分离油水混合物：分液法。

(2)除去固体物和残渣：过滤法。

(3)除去液体中质量较小的固体残留物：离心法。

(4)除去芳香油中的残留水分：加入无水硫酸钠后过滤的方法。

(5)除去萃取液中的有机溶剂：蒸馏法。

3．明确冷凝管的2种用法

(1)冷凝收集油水混合物：如玫瑰精油的提取。

(2)冷凝回流：如胡萝卜素的提取。

二、考向设计

1．(全国Ⅲ，37)绿色植物甲含有物质W，该物质为无色针状晶体，易溶于极性有机溶剂，难溶于水，且受热、受潮易分解。其提取流程为：植物甲→粉碎→加溶剂→振荡→收集提取液→活性炭处理→过滤去除活性炭→蒸馏(含回收溶剂)→重结晶→成品。回答下列问题：

(1)在提取物质W时，最好应选用的一种原料是________(填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”)的植物甲，不宜选用其他两种的原因是________________________________________

__________________________________________________________。

(2)提取物质W时，振荡的作用是_________________________________________________。

(3)活性炭具有很强的吸附能力，在提取过程中，用活性炭处理提取液的目的是___________

___________________________________________________________________________。

(4)现有丙酮(沸点56 ℃)、乙醇(沸点约78 ℃)两种溶剂，在提取物质W时，应选用丙酮作为提取剂，理由是___________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)该实验操作过程中应注意的事项是____________________________________________

______________________________________________________________(答出两点即可)。

【答案】　(1)晾干　高温烘干过程中，植物甲中的物质W易被破坏；新鲜的植物甲含水量高，用于提取的极性有机溶剂会被水稀释，进而降低对物质W的提取效果

(2)使原料和溶剂充分混匀　(3)去除提取液中的色素

(4)丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质W分解较少　(5)在温度较低的情况下操作，防火

2．(衡水中学二调)回答下列有关植物有效成分提取的问题：

(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，通常在萃取前要将胡萝卜________和干燥，以提高萃取效率；萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是防止__________________；水蒸气蒸馏法________(填“适合”或“不适合”)胡萝卜素的提取；鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常可采用________法，在鉴定的过程中需要用________进行比对。

(2)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是__________________，除去固体硫酸钠的常用方法是________。

(3)橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题，所以一般采用________法。

【答案】　(1)粉碎　有机溶剂的挥发　不适合　纸层析　标准样品　(2)除去少量的水　过滤　(3)压榨

【解析】　(1)由于新鲜的胡萝卜含有大量的水分，故萃取前要将胡萝卜粉碎和干燥以提高萃取效率。安装冷凝回流装置，其目的是防止有机溶剂的挥发。水蒸气蒸馏法不适合胡萝卜素的提取，因为水蒸气蒸馏法适用于分离挥发性物质，而胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出。要鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常采用纸层析法，但在鉴定过程中需要用标准样品进行比对。

(2)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是让油层和水层分离。由于分离的油层中还会含有一定量的水分，一般加入无水硫酸钠吸水，然后再过滤除去固体硫酸钠即可。

(3)橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊问题，所以一般采用压榨法。

3．利用生物技术可以从生物材料中提取一些特定的有效成分。回答以下相关问题：

(1)玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，挥发性________(填“较强”或“较弱”)，适宜采用水蒸气蒸馏法进行提取。经上述方法提取后可收集到乳白色的乳浊液，应向乳浊液中加入________(填“NaCl”或“无水Na2SO4”)使其分层。

(2)提取橘皮精油的方法与玫瑰精油不同，其流程是采用________浸泡→漂洗→________→过滤→静置→再次过滤→获得橘皮精油。

(3)现有乙醇、乙醚和乙酸乙酯，沸点依次为78 ℃、35 ℃和77 ℃，应选择______________作为溶剂从植物组织中萃取胡萝卜素，理由是___________________________________。

若要对提取样品进行鉴定，可将该样品与________样品的纸层析结果进行比对。

(4)炒胡萝卜时要多加________，以利于胡萝卜素的溶解，从而更易被人体吸收。

【答案】　(1)较强　NaCl　(2)石灰水　压榨　(3)乙酸乙酯　乙酸乙酯不溶于水，沸点较高且毒性较低　标准　(4)食用油