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1、高考专题九：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】蛋白质提取和分离PCR技术应用其他现代生物技术植物组织培养测定微生物数量发酵生产特定产物微生物分离和培养微生物的利用生物技术实践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
2、应用酶的应用提取生物材料中特定成分食品发酵的基本方法测定食品加工中的有害物质食品加工【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活方式原理发酵条件操作提示果酒酵母菌兼性厌氧型C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2 温度：1825，最适温度为20。PH；5.06.0 呈酸性。氧气：先期通O2，目的是使酵母菌大量繁殖，然后密闭发酵生产酒精。选材和材料处理；防杂菌污染；控制发酵条件；正确使用发酵装置。果醋醋酸菌好氧型C2H5OH+ O22CH3COOH+H2O温度：3035。前期和中期，不需通入氧气，目的是进行酒精发酵，接种后需保持氧气充足。腐乳毛霉需氧型蛋白酶蛋白质 多肽
3、、氨基酸、脂肪酶脂肪甘油、脂肪酸温度为1518 ，此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长。防杂菌污染；控制盐、酒、辛香料用量；控制前、后期发酵条件。泡菜乳酸菌厌氧性在盐酸酸化条件下，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形成玫瑰红色染料防杂菌污染，密封严密。选择气密性好的泡菜坛；控制腌制条件。二、微生物的培养及应用1、消毒和灭菌的区别使用方法产生的结果常用的方法应用的范围消毒较为温和的物理或化学方法仅杀死物质表面或内部一部分对人体有害的微生物煮沸消毒法一般物品巴氏消毒法不耐高温的液体化学药剂消毒法用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源等灭菌强烈的理化因素杀死物体内外所有的
4、微生物，包括芽孢和孢子灼烧灭菌接种工具干热灭菌玻璃器皿、金属工具高压蒸汽灭菌培养基及容器的灭菌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月季的花药培养菊花茎的组织培养相同点原理细胞的全能性过程脱分化、再分化不同点操作流程制备培养基外植
5、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四、酵母细胞的固定化（1）常用方法 包埋法：适合于较大的细胞适用于酶的固定 化学结合法物理吸附法（2）直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较方法优点缺点直接使用酶催化效率高、耗能低、污染低对环境条件非常敏感、易失活；难回收，成本高，影响产品质量固定化酶既能与反应物接触，又能与产物分离；可以反复利用不利于催化一系列的酶促反应固定化细胞成本低、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步骤DNA盐析法DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶
6、于酒精，但某些蛋白质则溶于酒精溶解在2mol/L的NaCl溶液中；加水稀释至0.14mol/LNaCl溶液使DNA析出过滤；加入冷却酒精析出。血红蛋白凝胶色谱法根据相对分子质量的大小样品处理；粗提取；纯化；纯度鉴定电脉法根据各种分子带电性质差异及分子本身大小、形状的不同玫瑰精油水蒸气蒸馏法利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来水蒸气蒸馏；分离油层；除水过滤橘皮精油压榨法通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油石灰水浸泡、漂洗；压榨、过滤、静置；再次过滤胡萝卜素萃取法使提取物溶解在有机溶剂中，蒸发后得到提取物粉碎、干燥；萃取、过滤；浓缩（2）DNA粗提取与鉴定 哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核，不
7、适于作DNA提取的材料，但却是提取血红蛋白的理想材料。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。鉴定DNA加入二苯胺试剂并沸水浴加热，观察是否出现蓝色。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）。粗分离透析：除去样品中分子量较小的杂质。纯化：一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化。纯度鉴定：一般用SDS聚丙
8、烯酰胺凝胶电泳方法，来测定蛋白质的分子量。【典例导航】1、【2012、海南、30】【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）（
9、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、【2012、新课标、39、15分】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、
10、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：（）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。（）在该实验中，自变量是 ，因变量是 ，自变量的取值范围是 。（）从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是 号培养基。（）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】（）大量元素 微量元素 细胞分裂素 （）IAA浓度 丛芽外植体的比率及丛芽平均数 .mg/L （） （）6-BA【解析】（）考查必需元素的分
11、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00.；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
12、阅第（2）问解析。3、【2012、上海生命科学、4448、10分】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过程称为_，过程是为了_。45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
13、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。47根据图中的数据，判断该酶使用的最佳温度范围是_。A40一50 B50一60 C60一70 D70-8048 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35数据点是在80时测得的C曲线表明80是该酶活性最高的温度D曲线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 C46.杀死培养基中的细菌芽孢47.C48.A【解析】44. 由图中显示，在前后试管中细菌数目减少，可推知此过程为稀释，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，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，6070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；由曲线可知，该酶的最适温度是80，曲线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
