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1、生物技术实践（选修1）高考复习资料一、微生物的利用1、考试要求本部分“实验2：分离以尿素为氮源的微生物”与“实验3：观察土壤中能水解纤维素的微生物”不作要求，只要求1“实验1：大肠杆菌的培养和分离”。基本要求1.进行大肠杆菌的扩增，利用液体培养基进行细菌培养的操作2.进行大肠杆菌的分离，用固体平面培养基本进行细菌的划线培养。 发展要求说明大肠杆菌培养的条件和实验原理。说明 2、基本内容微生物的实验室培养培养基无菌技术分离、纯化大肠杆菌菌培养基的配制配制培养基的原则配制培养基的方法计算称量溶化调pH分装加棉塞灭菌倒平板平板划线法稀释涂布法系列稀释平板涂布培养基的种类,很多划分标准-物理性质：固体
2、培养基、半固体培养基和液体培养基（加入琼脂多少）。液体培养基用于扩大培养和工业生产，固体培养基用于菌种分离,鉴定,计数（菌落数量）。培养基的化学成分包括 水 、 无机盐 、 碳源 、 氮源 、生长因子等。主要注意碳源问题，按照微生物的同化作用类型是自养还是异养，碳源不同，自养微生物为无机碳源如硝化细菌是二氧化碳或碳酸盐，异养微生物为有机碳源如大肠杆菌是葡萄糖等有机物（要会判断）。常见微生物类群：原核生物细菌（如大肠杆菌-二分裂.革兰氏阴性、异养兼性厌氧性肠道杆菌）、蓝藻、支原体、衣原体、放线菌等、原生生物（草履虫、变形虫等）、真菌（酵母菌-出芽生殖.异养兼性厌氧性微生物、霉菌、食用菌）、病毒等
3、。无菌技术：对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒 ；将培养器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌；为避免周围微生物污染，实验操作应在酒精灯火焰附近旁进行；避免已灭菌处理的材料用具与 周围物品相接触。比较项理化因素的作用强度消灭微生物的数量芽孢和孢子能否被消灭消毒较为温和部分生活状态的微生物不能灭菌强烈全部微生物能灭菌方法：接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法；玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法，所用器械是干热灭菌箱 ； 培养基、无菌水等使用高压蒸汽灭菌法，所用器械是高压蒸汽灭菌锅 。表面灭菌和空气灭菌等使用紫外线灭菌法，所用器械是紫外灯 。培养基的配制原则：目的要明确：根据培养的微生
4、物种类、培养的目的等确定培养基的类型和配制量。营养要协调：培养基中各种营养物质的浓度和比例要适宜。pH要适宜：细菌培养基pH中性或偏碱性，霉菌培养基呈酸性。实验操作步骤计算称量溶化调pH分装加棉塞灭菌倒平板（形成斜面是为增大接种面积） （均为培养基的处理）接种微生物接种的最常用方法是平板划线法和稀释涂布法。平板划线法（方法简单，考试的主要考查点）：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表面（也是分离纯化的方法）。在第1次划线后都从上次划线末端开始的目的是获得由单个细菌形成的标准菌落。稀释涂布平板法（操作复杂，单菌落更易分开）：将菌液进行一系列梯度稀释，并
5、将不同稀释度菌液分别涂布到琼脂固体培养基上进行培养。当稀释倍数足够高时，即可获得单个细菌形成的标准菌落。培养：平板倒置放在培养箱中培养是为了使水分蒸发形成的水蒸气凝结成的水滴滴留在盖上，同时防止水滴入培养基并扩散开，已形成的菌落随水扩散，相互影响。观察结果（菌落数量、特征等）并分析、评价例(高考试题：2007宁夏理综)32生物选考题A某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察计数。请回答与此实验相关的问题。（1）培养基中含有蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了_和_。除此之外，培养基还必须含有的基本成分是_和_。（2）对培养基进行灭菌，应该采
6、用的方法是_。（3）为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于_中培养，培养的温度设定在37。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种_作为对照进行实验。（4）培养20小时后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有_种细菌。一般说来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越_。答案：（1）氮源（碳源不作要求） 碳源、无机盐、水（2）高压蒸汽灭菌（3）恒温培养箱 无菌水（4）多；高练习：卓越p133例3 ，p135 11 ， p136 12、创新探究 ， p137 3、4、5、6二、生物技术在食品加工中的作用本部分“实验7：用蒸气蒸馏法从芳香植物中提取
7、精油”不作要求；“实验9：腐乳的制作”有条件的学校可选做，只要求学生做2个实验，即“实验8”和“实验10”。1、实验8 果酒及果醋的制作 基本要求1.制作葡萄酒和果酒2.制作果醋发展要求设计并安装简单的生产果酒及生产果醋的装置说明 果酒制作原理（1）利用的微生物是酵母菌，其异化作用类型是兼性厌氧型，明确酵母菌发酵的反应式： 有氧条件：C6H12O6+6O2+6H2O12H2O+6CO2+能量无氧条件：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（2）影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和pH。为了防止杂菌污染，出现异味，影响质量，应将用具清洗干净，并用高锰酸钾溶液浸泡材料。为了提高制作速度，
8、促进酒精发酵，在发酵前，必须接种酵母，并加入少量蔗糖。在果酒发酵过程中，应在瓶口安装装有水的弯曲玻璃管，既可防止氧气与杂菌进入，也可以使瓶中产生的CO2气体出去，以减少发酵瓶中的压力。酒精发酵是一般将温度控制在1825范围内，在20时最适宜。酒精发酵过程中，要保持缺氧、酸性环境。酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？“通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖。“密封”的目的是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。在酒精发酵过程中，每隔一段时间（12h）拧松瓶盖或打开排气口，是为了防止在发酵过程中产生CO2 ，使瓶内气压过高引起爆裂。排气口胶管长而弯曲的作用是防止空气中杂菌感。酒精发酵后是否有究竟产生，
9、可用酸性条件重铬酸钾来检验（呈灰绿色）。果醋制作原理（1） 利用的微生物是醋酸菌 ，为异养需氧型。在氧气和糖源都充足时，降糖分解形成醋酸；当缺少糖源时可将乙醇转变成乙醛，并进一步转变成醋酸。明确醋酸发酵的反应式。 C2H5OH+O2H2O+CH3COOH（2） 醋酸发酵需要适宜温度、pH 和氧气。 在醋酸发酵过程中，特别需要注意要从充气口持续向发酵液中补充氧气（无菌空气）。安装果醋发酵装置时，要注意连接口的密封性，以免被杂菌感染，同时要注意进口处与出口处的流速，以保证醋酸的充分氧化。在醋酸的发酵过程中，要注意经常用pH试纸检测流出液中的pH值，以监控发酵过程的进行。(高考试题：2007山东理综
10、)34.乙醇等绿色能源的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为：（1）玉米秸秆预处理后，因该选用_酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖。（2）从以下哪些微生物中可以提取上述酶？_（多选）A.酿制果醋的醋酸菌 B.生长在腐木上的霉菌C.制作酸奶的乳酸菌 D.生产味精的谷氨酸棒状杆菌E.反刍动物瘤胃中生存的某些微生物（3）若从土壤中分离生产这种酶的微生物，所需要的培养基为_（按功能分），培养基中的碳源为_ 。（4）从生物体提取出的酶首先要检测 _ ，以便更好地将酶用于生产实践。在生产糖液的过程中，为了使酶能够反复利用，可采用_技术。 （5）发酵阶段需要的菌种是_，生产酒精是要控制
11、的必要条件是_ 。【答案】（1）纤维素（酶）（2）B、E (3)选择培养基；纤维素（4）酶的活性 （5）酵母菌；无氧（密封、密闭）练习：卓越P139 72、 实验10 泡菜的腌制和亚硝酸的测定基本要求1.进行泡菜的腌制。2.测定泡菜中亚硝酸的含量。发展要求讨论相关的食品安全问题说明 制作泡菜所用微生物是乳酸菌 ，其代谢类型是异养厌氧 型。在无氧条件下，降糖分解为乳酸 。 反应式为：C6H12O62C3H6O3+能量 含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是抗生素杀死乳酸菌。腌制时要控制腌制的时间 、温度和食盐的用量。亚硝酸盐在食品生产中常用作食品添加剂。国家规定肉制品中不超过30mg/kg，酱腌菜中不
12、超过20mg/kg，婴儿奶粉中不超过2mg/kg。亚硝酸盐被吸收后随尿液排出体外，但在适宜pH 、温度和一定微生物作用下形成致癌物质亚硝胺。日常生活中不宜食用放置时间过长和变质蔬菜的原因是亚硝酸盐含量较高。在“泡菜的腌制和亚硝酸的测定”实验中，首先应将要腌制的菜与所需用具洗净，以防止腌制过程中出现腐烂现象。将菜放入泡菜坛中时，一定要用水将坛口封好，形成一个缺氧的环境，使乳酸菌能够生存、繁殖并发酵。一般腌制一周左右即可开坛食用，此时可进行亚硝酸的测定。亚硝酸的测定可用光电比色法定量。测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与 N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合
13、形成玫瑰红色染料，与已知浓度的标准显色液目测比较，估算泡菜中亚硝酸盐含量。(以坐标曲线表示或表格表示)亚硝酸盐含量发酵时间（d）一般在腌制 10 天后亚硝酸盐含量开始降低，故在10天之后食用最好亚硝酸盐含量 组别时间 1号坛2号坛3号坛封坛前封坛后1封坛后2封坛后3. 例：1、某同学把甘蓝切丝后制作泡菜，并置于不同温度下经过3天后检查生成的乳酸量，结果如下表：温度（）1626313543乳酸含量0.81%1.04%1.20%1.12%0.95%（1） 从这个资料看，你能得出什么结论？（2）在泡菜制作时，乳酸含量大致在0.8%左右时风味最好，此时维生素C的保存率也较高，结合以上材料，你在制作泡菜时，应注意什么？2、某同学在泡菜腌制过程中每隔34天测一次亚硝酸盐的含量，其结果如下表：泡菜腌制过程中亚硝酸盐的含量变化（mg / kg ）腌制天数 1号坛2号坛3号坛封坛前0.150.150.154天0.600.200.807天0.200.100.6010天0.100.050.2014天0.100.050.20（1）在图中画出1号坛泡菜腌制过程中亚硝酸盐的含量变化图。 mg / kg 1.20 0.90 0.60 0.30 0 2 4 6 8 10 12 14 时间（天） （2）结合曲线和表中
