2020年高考生物二轮专题复习14：生物技术实践(附解析)

2020年高考生物二轮专题复习14：生物技术实践（附解析）

考纲指导

1．近五年的考题中，对微生物的分离和培养的考查尤为突出，侧重考查微生物的培养、分离、计数、无菌技术等基本知识，对传统发酵技术的发酵原理、制作流程等的考查频度也在不断提高。对植物组织培养、胡萝卜素的提取仅进行了两次考查，前者侧重考查营养条件及有关植物激素的作用等；后者侧重考查胡萝卜素的萃取剂的选择等。

2．本专题以非选择题的形式考查。常借助某一特定的微生物的分离和培养考查微生物的营养、接种方法等；对于生物技术在食品加工中的应用，常借助发酵实例考查，填充内容多为教材中一些结论性语句等。植物组织培养技术、植物有效成分的提取的考查也多以教材基础知识为主。

3．2020年备考时应注意：(1)某种微生物数量的测定。(2)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。(3)利用比较法归纳总结并掌握常见传统发酵技术的原理、流程及影响因素等。(4)列表比较玫瑰精油、橘皮精油及胡萝卜素的提取方法、原理、实验步骤等异同。

思维导图

知识梳理

考点一 微生物的培养、分离与计数

1．消毒和灭菌的比较

2．平板划线法每次灼烧的目的

3．纯化微生物的接种方法

项目 平板划线法 稀释涂布平板法

原理 通过接种环在琼脂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的表面。在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子胞群体，即菌落 将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落 优点 可以观察菌落特征，对混合菌进行分离 可以计数，可以观察菌落特征

缺点 不能计数 吸收量较少，较麻烦，平板不干燥效果不好，容易蔓延

4．选择培养基与鉴别培养基的比较

技巧方法

(1)显微镜直接计数法

①原理：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。

②方法：用计数板计数。

③缺点：不能区分死菌与活菌。

(2)间接计数法(活菌计数法)

①原理：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，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。 ②计算公式：每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M，其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。

③操作：设置重复组，增强实验的说服力与准确性。同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。

考点二 传统发酵技术的应用

5．比较果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作

项目

内容 果酒和果醋的制作 腐乳的制作 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量

作用菌种 果酒:酵母菌

果醋:醋酸菌 毛霉 乳酸菌

原理 (1)酵母菌在无氧条件下将葡萄糖氧化成乙醇

(2)醋酸菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸 毛霉将蛋白质、脂肪分解成小分子有机物 乳酸菌将糖转化为乳酸

原料选择 新鲜葡萄(或苹果) 豆腐 大白菜、花椰菜等新鲜干净的蔬菜

发酵条件 果酒:前期需氧，后期不需氧

果醋:一直需氧 一直需氧 无氧

发酵温度 果酒:18~25℃ 15~18℃ 常温 果醋:30~35℃

实验流程 挑选葡萄

榨汁

酒精发酵 醋酸发酵

果酒 果醋 让豆腐上长出毛霉

加盐腌制

加卤汤装瓶

密封腌制 制泡菜：

选材 配制盐水

加调味料，装坛

发酵

成品测亚硝酸盐含量:配制溶液制备标准显色液→制备样品处理液→比色

考点二 植物有效成分的提取

6．植物有效成分的提取实例

(1)玫瑰精油的提取

注意：①加入NaCl的目的是增加水层的密度，有利于玫瑰油与水分层。②加入无水Na2SO4的目的是吸收精油中残留的水分。

(2)橘皮精油的提取

注意：①为了提高出油率，需要将柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡，浸泡时间为10 h以上。

②橘皮要浸透，这样压榨时不会滑脱，且出油率高，过滤时不会堵塞筛眼。

(3)胡萝卜素的提取

注意：原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件也能影响萃取效率。因此在萃取的过程中，要先将胡萝卜进行粉碎和干燥，使之与萃取剂充分接触，提高溶解度。 技巧方法

1．水蒸气蒸馏法有水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏三种方法，应根据不同的原料选择不同的蒸馏方法。

2．压榨法必须在常温条件下进行，否则会影响产物的产量和质量。

3．萃取法就是根据相似相溶原理，根据不同物质的不同沸点来蒸发或分液。

4．虽然三种方法的原理和操作过程不同，但都有过滤提纯这一环节。

5．在实际生产中要根据原料特点的不同，采用适宜的提取方法。

经典例题

1．（2019新课标I卷．37）已知一种有机物X（仅含有C、H两种元素）不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌（目标菌）。

Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X（5g/L）。

Ⅱ号培养基：氯化钠（5g/L），硝酸铵（3g/L），其他无机盐（适量），X（15g/L）。

Ⅲ号培养基：氯化钠（5g/L），硝酸铵（3g/L），其他无机盐（适量），X（45g/L）。

回答下列问题。

（1）在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氨源的是___________。Ⅱ、Ⅲ号培养基为微生物提供碳源的有机物是_________。

（2）若将土壤悬浮液种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会_________，其原因是 。

（3）Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是______________。

（4）假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供_________和_________。

2．（2019新课标II卷．37）物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌（目标菌）。回答下列问题。

（1）要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是_________。

（2）在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落（如图所示）。如果要得到目标菌，应该选择________菌落进一步纯化，选择的依据是________。

（3）土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论，即 。

（4）该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶（酶E）。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。

①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加_________，三处滴加量相同。

②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明___________；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明___________。

3．（2019新课标III卷．37）回答下列与细菌培养相关的问题。

（1）在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是_____________（填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”）。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是________。硝化细菌在没有碳源的培养基上______（填“能够”或“不能”）生长，原因是____________。

（2）用平板培养细菌时一般需要将平板____________（填“倒置”或“正置”）。

（3）单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是____________。

（4）有些使用后的培养基在丢弃前需要经过___________处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。

易错题

1．银杏酒以高粱和银杏叶为主要原料制作而成，适合中老年人群饮用。请回答：

(1)在酿制银杏酒的开始时一般要先通气，其目的是________________________________________。

(2)在酿制时，不需要对高粱、银杏叶等进行严格的消毒处理也能抑制杂菌生长，这是因为在_________________________________。

(3)制作成功的银杏酒(低度)若暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现醋酸味，尤其是气温高的夏天更易如此，分析其原因是__________________________________________________________。写出该过程发生的反应式__________________________。

(4)银杏叶中的银杏黄酮常采用萃取法提取，萃取时要求温度________(填“高”或“低”)，时间________(填“短”或“长”)。采取以上措施的原因是_______________________________________。

2．近年来，纪录片《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮，其中多次讲述了利用不同微生物的发酵作用制作的美味食品。根据相关知识，回答关于果酒、果醋和腐乳制作的相关问题。

(1)醋酸杆菌属于________核生物，其细胞结构中________(填“含有”或“不含有”)线粒体。

(2)在果酒制作中，温度是重要的控制条件，________左右的温度最适合酵母菌繁殖，酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用________________溶液进行检验。

(3)下图为腐乳制作的实验流程示意图：

①图中A代表____________，毛霉菌在－20 ℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的________(填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。

②配制卤汤中酒的含量一般控制在________左右，酒精含量过低，________________________，可能导致豆腐腐败。

3．如图表示某种细菌的实验室培养过程，其中Ⅳ中出现了6个菌落。请回答下列有关问题：