复习与测试PPT配套优秀教学设计内容

专题九：生物技术实践

【考情分析】

本专题内容包括选修一《生物技术实践》的全部内容。本部分内容在高考中以非选择题呈现的较多，多为二选一模式。本专题内容在高考中的主要考点有：微生物的培养基的配制、消毒、灭菌、计数分离等技术，尤其是培养和分离；传统发酵食品制作的原理、过程、条件控制；花药离体培养技术的操作及与植物组织培养的区别；植物有效成分的提取的原理、方法等；DNA、蛋白质的提取、分离的原理、方法与装置。

【知识网络】

微生物分离和培养

测定微生物数量

食品发酵的基本方法

测定食品加工中的有害物质

提取生物材料

中特定成分

发酵生产

特定产物

微生物的利用

制定和应用

固定化酶

测定酶的活力

探讨酶在食品制造和洗涤方面的应用

【知识综合】

一、传统发酵技术的应用

1．几种传统发酵技术的比较

菌种生

原理

活方式

食品加工

生物技术

实践

酶的应用

其他现代生物技术

PCR技术应用

植物组织培养

蛋白质提取和分离

发酵条件

操作提示

果

酒

酵母菌

兼性

厌氧型

果

醋

腐

乳

醋酸菌

好氧型

温度：18～25℃，最适温度为20℃。

PH；5.0～6.0 呈酸性。

C6H12O6 →2C2H5OH+ 2CO2

选材和材料处氧气：先期通O2，目的是使理；防杂菌污染；酵母菌大量繁殖，然后密闭控制发酵条件；发酵生产酒精。

正确使用发酵装温度：30℃～35℃。前期和置。

中期，不需通入氧气，目的C2H5OH+ O2→2CH3COOH+H2O 是进行酒精发酵，接种后需保持氧气充足。

毛霉

蛋白酶

温度为15～18 ℃，此温度防杂菌污染；控需氧型

蛋白质→

多肽、氨基酸、脂肪酶

不适于细菌、酵母菌和曲霉制盐、酒、辛香

脂肪→甘油、脂肪酸

的生长。

料用量；控制前、后期发酵条件。

选择气密性好的泡菜坛；控制腌制条件。

泡

菜

在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与乳酸菌

对氨基苯磺酸发生重氮化反应防杂菌污染，

厌氧性

后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结密封严密。

合形成玫瑰红色染料

二、微生物的培养及应用

1、消毒和灭菌的区别

使用方法

较为温和的物理或化学方法

强烈的理化因素

产生的结果

仅杀死物质表面或内部一部分对人体有害的微生物

杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子

常用的方法

煮沸消毒法

巴氏消毒法

化学药剂消毒法

灼烧灭菌

干热灭菌

高压蒸汽灭菌

应用的范围

一般物品

不耐高温的液体

用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源等

接种工具

玻璃器皿、金属工具

培养基及容器的灭菌

消毒

灭菌

2、微生物的纯化

（1）平板划线法：操作简单，但是单菌落不易分离

（2）稀释涂布平板法：操作复杂，但是单菌落易分离

3、微生物的分离和计数

（1）分离：选择培养基

（2）计数：常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。

稀释涂布平板法统计样品中菌落的数目往往比实际数目低。这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。

三、植物组织培养

1、原理：细胞的全能性

2、花粉植株的产生和植物茎的组织培养的比较

项目

相同点

原理

过程

操作流程

月季的花药培养

菊花茎的组织培养

细胞的全能性

脱分化、再分化

制备培养基—外植体消毒—接种—培养—移栽—栽培

选材—材料消毒—接种和培养—筛选和诱导—移栽—栽培选育

不同点

四、酵母细胞的固定化

（1）

包埋法：适合于较大的细胞

常用方法

化学结合法

适用于酶的固定

物理吸附法

（2）直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较

方法

直接使用酶

固定化酶

优点

催化效率高、耗能低、污染低

既能与反应物接触，又能与缺点

对环境条件非常敏感、易失活；难回收，成本高，影响产品质量

不利于催化一系列的酶促反应

产物分离；可以反复利用

固定化细胞

成本低、操作容易

反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降

五：五种重要物质的提取

（1）提取方法总结

提取物质

提取方法

提取原理

①DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同；②DNA不溶于酒精，但某些蛋白质则溶于酒精

根据相对分子质量的大小

根据各种分子带电性质差异及分子本身大小、形状的不同

利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来

通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油

步骤

①溶解在2mol/L的NaCl溶液中；②加水稀释至0.14mol/LNaCl溶液使DNA析出过滤；③加入冷却酒精析出。

①样品处理；②粗提取；③纯化；④纯度鉴定

①水蒸气蒸馏；②分离油层；③除水过滤

①石灰水浸泡、漂洗；②压榨、过滤、静置；③再次过滤

DNA 盐析法

凝胶色谱法

血红蛋白

电脉法

水蒸气蒸馏法

压榨法

萃取法

玫瑰精油

橘皮精油

胡萝卜素

使提取物溶解在有机溶剂中，①粉碎、干燥；②萃取、过滤；蒸发后得到提取物

③浓缩

（2）DNA粗提取与鉴定

①哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核，不适于作DNA提取的材料，但却是提取血红蛋白的理想材料。

②实验过程中两次用到蒸馏水：第一次目的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出DNA，第二次目的是稀释NaCl溶液。

③鉴定DNA加入二苯胺试剂并沸水浴加热，观察是否出现蓝色。

④注意事项：经以血液为材料时，需加入柠檬酸钠抗凝，搅拌动作在轻缓，二苯胺在现用现配

（3）血红蛋白的提取和分离操作程序

①样品处理：红细胞的洗涤（除去血浆蛋白等杂质）、血红蛋白的释放（使红细胞胞破裂，血红蛋白释放出来）、分离血红蛋白溶液（经过离心使血红蛋白和其他杂质分离开来）。

②粗分离——透析：除去样品中分子量较小的杂质。

③纯化：一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化。

④纯度鉴定：一般用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳方法，来测定蛋白质的分子量。

【典例导航】

1、【生物——选修I：生物技术实践】（15分）

回答下列关于腐乳制作的问题：

（1）腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物参与了该发酵过程，其中起主要作用的微生物是

，其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为

和

；其产生的

能将豆腐中的脂肪水解为

和

。

（2）发酵完成后需加盐腌制，加盐还可以抑制

生长。

（3）腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配置而成的卤汤。卤汤具有一定的防腐作用外，还能使腐乳具有独特的

。

【答案】

（15分）

（1）毛霉

肽

氨基酸

脂肪酶

甘油

脂肪酸（每空2分，共12分）

（2）微生物

（2分）

（3）风味

（1分，其他合理答案也给分）

【解析】

（1）酵过程中起作用的微生物有多种，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，毛霉产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解成多肽和氨基酸，产生的脂肪酶能够将豆腐中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。

（2）发酵过程中加盐腌制，不仅可以调制风味，而且能够抑制杂菌等其他微生物

（3）腐乳制作后期加入卤汤，卤汤不仅可以防腐，还可以使腐乳具有独特的风味（或香味）。

2、为了探究6-BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在ＭＳ培养基中加入6-BA和IAA，配制成四种培养基（见下表），灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率（m），以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数（n），结果如下表。

回答下列问题：

（１）按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为

和

两类。上述培养基中，6-BA属于

类生长调节剂。

（２）在该实验中，自变量是

，因变量是

，自变量的取值范围是

。

（３）从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是

号培养基。

（４）为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入

（填“6-BA”或“IAA”）。

【答案】（１）大量元素

微量元素

细胞分裂素

（２）IAA浓度

丛芽外植体的比率及丛芽平均数

０～０.５mg/L

（３）１

（４）6-BA

【解析】（１）考查必需元素的分类（分为大量元素和微量元素）。（2）考查植物生长调节剂的知识。必修1提及植物体内5大植物激素，分别为生长素类、细胞分裂素类、赤霉素类、乙烯类、脱落酸类，要求掌握植物生长调节剂的名称；选修1的植物组织培养实验中又重点分析了生长素类、细胞分裂素类，要求识记二者比例对植物脱分化的影响（生长素多有利于生根，细胞分裂素多有利于长芽）；由表格易知IAA比例上升抑制长芽，为生长素（吲哚乙酸），故6-BA为细胞分裂素。（3）考查实验设计的基础知识，自变量是IAA（6-BA浓度不变），取值范围是0～0.５；因变量是丛芽数

（即再生丛芽外植体的比率和再生丛芽外植体上的丛芽平均数）。（3）直接从表格中读出即可。（4）参阅第（2）问解析。

3、回答下列关于微生物和酶的问题。

高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛选了高效产生高

温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如图15所示。

44．①过程称为_______，②过程是为了__________。

45．Ⅰ号培养基称为_____________(按功能分)；该培养基中除了加入淀粉外，还需加入另一种重要的营养成分_____。

A．琼脂

B．葡萄糖

C．硝酸铵

D．碳酸氢钠

46．一般对配制的培养基采用高压灭菌，其中“高压”是为了__________________。

在高温淀粉酶运用到工业生产前，需对该酶的最佳温度范围进行测定。图16中的曲线①表示酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比。将酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，由此得到的数据为酶的热稳定性数据，即图16中的曲线②。

47．根据图中的数据，判断该酶使用的最佳温度范围是______。

A．40℃一50℃

B．50℃一60℃

C．60℃一70℃

D．70℃-80℃

48．据图判断下列叙述错误的是______。

A．该酶只能在最佳温度范围内测出活性

B．曲线②35℃数据点是在80℃时测得的

C．曲线①表明80℃是该酶活性最高的温度

D．曲线②表明该酶的热稳定性在70℃之后急剧下降

中教网【答案】

44.稀释

单个菌落的筛选（或筛选）

45.选择培养基

C 46.杀死培养基中的细菌芽孢

47.C 48.A 【解析】

44.由图中显示，在①前后试管中细菌数目减少，可推知此过程为稀释，②过程后使用划线法对细菌进行固体培养基培养，可推知此过程为分离纯化嗜热菌。

45.由图示可知表示过程是嗜热菌分离纯化的过程，Ⅰ号培养基为选择培养基。在培养微生物的培养基中，碳源和氮源必不可少，所以除淀粉外还应加入硝酸铵。

46.细菌芽孢是在极端环境中产生的，具有耐高温等特点，只有用高温高压，才能杀死细菌芽孢，防止培养基污染。

47.在使用该酶时，应保证活性较高、酶的热稳定性较好的温度范围。由图中数据可知，60℃~70℃符合要求。

48.酶活性受温度影响，在不同的温度下，都可以测定酶的活性，A错误；由曲线①可知，该酶的最适温度是80℃，曲线②中的数据是将酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，对于B选项而言是将该酶在35℃下上时间保存，然后在80℃下测定该酶活性，B、C正确。曲线②显示，酶的热稳定性从30℃开始不断下降，在70℃后，急剧下降，D正确。

【专题训练】

1、下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述,合理的是

A．在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长

B．条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸

C．果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小

D．将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时,底层和近瓶口处需加大用盐量

2、下列关于“DNA 粗提取与鉴定实验”的叙述,正确的是

A．洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA 在NaCl 溶液中的溶解度

B．将DNA 丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝

C．常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA 的提取

D．用玻棒缓慢搅拌滤液会导致DNA 获得量减少

3、下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述,合理的是

A．先用热水溶解洗衣粉,再将水温调节到最适温度

B．实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度

C．相同pH 时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉

D．衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果

4、植物组织培养的培养基中加有激素。下表是培养基中两种植物激素在不同比例时的实验结果，请分析回答：

实验组别

激素种类及

浓度关系

结果

1 6－BA 组织块产生

愈伤组织

2 6－BA＞IBA 愈伤组织

分化出芽

3 6－BA＝IBA 愈伤组织

不断生长

4 6－BA＜IBA 愈伤组织有

长根趋势

（1）6－BA属于__________类激素，其作用是____________________。

（2）IBA属于__________类激素，它在本实验中的作用是_____________。

（3）在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验___________中的激素浓度关系，再

分化时可用的激素组合是实验________中的激素浓度关系。

（4）植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有________，它的成分至少应该含有__________________等。

（5）判断愈伤组织是否产生，依据是：看是否产生了____________________的细胞。

5、如下表所示为某微生物培养基的配方，请回答： 成分 NaNO3 K2HPO4 KCl MgSO4·7H2O FeSO4 (CH2O) H2O 青霉素 含量 3 g 1 g 0.5 g 0.5 g 0.01 g 30 g 1 000 ml 0.1万单位 （1）依物理性质，该培养基属于

培养基。依用途划分，则属于

培养基。

（2）根据培养基原料，所培养微生物的同化作用的类型是

，培养的微生物可能是

。

（3）该培养基中的碳源是

。不论何种培养基，在各成分都溶化后分装前，要进行的是

。

（4）若用该培养液培养纤维素分解菌，应除去的物质是

，应加入的物质是

，为检测纤维素分解菌的存在与否还应加入

，将呈

反应。

6、请分析回答下列有关生物技术实践方面的问题：

(1)微生物培养基一般都含有：水和无机盐以及 (2)在微生物接种过程中，试管口需要通过酒精灯火焰，其目的是 。

(3)某同学用稀释涂布平板法测定一个土壤样品中的细菌数(取10g该土壤加90ml_。无菌水

制成稀释液)。在对应稀释倍数为106的培养基中统计3个平板上的菌落数分别为：121、212、256．则每克该土壤样品中的菌落数为 。

(4)分离分解尿素的微生物的实验流程包括：土壤取样、梯度稀释、样品涂布到 培 养基上、挑选 。

(5)植物组织培养技术基本操作的正确顺序是 。

①外植体消毒 ②制备MS培养基 ③接种 ④培养 ⑤栽培 ⑥移栽

A．①→②→③→④→⑤→⑥ B．②→①→③→④→⑤→⑥

C．②→①→③→④→⑥→⑤ D．①→②→③→④→⑥→⑤

(6)在植物组织培养过程中，往往需要使用植物激素启动细胞分裂，人为地控制细胞的

和 。

(7)通过电泳法分离提纯蛋白质时，影响蛋白质迁移速率的因素是蛋白质分子的带电性质、分子大小以及 。

(8)PCR反应过程中需要DNA聚合酶参与的是 阶段。

(9)根据果胶酶在果汁生产中的作用的系列实验结果回答下列问题：

①能正确表示温度对果胶酶活性影响的曲线是 ②能正确表示pH对果胶酶活性影响的曲线是 ③在原材料有限的情况下，能正确表示相同时间内果胶酶的用量对果汁产量影响的曲线

是 。

(10)某种全自动洗衣机的水温有冷水、45℃温水、90~C热水三种设置，洗涤方式有直接洗涤和浸泡20分钟后洗涤两种设置。如果用加酶洗衣粉洗涤有陈旧牛奶渍的棉质衣服，洗衣机选择哪种水温和洗涤方式洗涤效果最好? (11)用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤丝绸衣物和羊毛衣物是否合适?为什么? 7、如下表所示为某微生物培养基的配方，请回答： 成分 NaNO3 K2HPO4 KCl MgSO4·7H2O FeSO4 (CH2O) H2O 青霉素 含量 3 g 1 g 0.5 g 0.5 g 0.01 g 30 g 1 000 ml 0.1万单位 （1）依物理性质，该培养基属于

培养基。依用途划分，则属于

培养基。

（2）根据培养基原料，所培养微生物的同化作用的类型是

，培养的微生物可能是

。

（3）该培养基中的碳源是

。不论何种培养基，在各成分都溶化后分装前，要进行的是

。

（4）若用该培养液培养纤维素分解菌，应除去的物质是

，应加入的物质是

，为检测纤维素分解菌的存在与否还应加入

，将呈

反应。

8、提取玫瑰精油的实验流程如下图所示，请据图回答问题：

（1）提取的原料是________________，加入____________________，比例是_________。

（2）②步中使用_____________（水中、水上、水气）蒸馏更简便易行。

（3）油水混合物分层需要加入________________，作用是________________________。

（4）分离的油层还含有____________________，需加入_________________将其除去。

（5）⑤～⑥中需______________操作，目的是除去______________________。

答案：

1-3： ABC C A 4、（1）细胞分裂素

促进细胞分裂 （2）生长素

促进生根

（3）1和3 2和4 （4）营养物质

有机物、矿质元素

（5）排列疏松、无定形、液泡化

5、⑴液体；选择⑵异养型；酵母菌或霉菌⑶(CH2O) 先调整pH后灭菌

⑷青霉素和（CH2O）；纤维素粉；刚果红；红色（透明圈）

6、(1)碳源和氮源 (2)灭菌 (3)1．96×109 (4)选择 菌落

(5)C (6)脱分化 再分化 (7)带电荷量和分子形状 (8)延伸

(9)①乙 ②乙 ③丙 (10)45~C温水浸泡20分钟后洗涤

(11)不合适，因为丝绸衣物和羊毛衣物的主要成分是蛋白质，用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤会

分解其中的蛋白质，破坏衣物。

7、⑴液体；选择⑵异养型；酵母菌或霉菌⑶(CH2O) 先调整pH后灭菌

⑷青霉素和（CH2O）；纤维素粉；刚果红；红色（透明圈）

8、（1）鲜玫瑰花；清水；1∶4 （2）水中

（3）氯化钠；加速油水分层 （4）一定的水分；无水Na2SO4

（5）过滤；固体Na2SO4