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1、专题八 生物技术实践微生物的利用(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)利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用酶的应用(5)酶活力测定的一般原理和方法(6)酶在食品制造和洗涤等方面的应用生物技术在食品加工及其他方面的应用(7)植物的组织培养(8)蛋白质的提取和分离(9)PCR 技术的基本操作和应用实验与探究能力酵母菌20醋酸菌氮源稀释涂布平板法二苯胺微生物的培养与应用1果酒、果醋、腐乳、泡菜制作过程中所用菌种及控制条件的比较：比较项目果酒果醋腐乳泡菜菌种酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌O2的有无前期：有氧后期：无氧有氧有氧无氧最适温度18
2、25 30 35 15 18 常温2.培养基的主要种类：特点用途选择培养基培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长培养、分离出特定微生物，如：培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素；培养金黄色葡萄球菌，可在培养基中加入高浓度食盐鉴别培养基根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品鉴别不同种类的微生物，如可用伊红美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有，菌落呈深紫色，并带有金属光泽)3.培养基的营养成分：营养要素来源碳源无机碳源CO2、NaHCO3等含碳无机物有机碳源糖、脂、蛋白质、有机酸、石油等氮源无机氮源NH3、铵盐、硝酸盐、N
3、2等有机氮源牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸等生长因子维生素、氨基酸、碱基等4.消毒和灭菌的区别：条件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微生物，包括芽孢和孢子灼烧灭菌接种工具干热灭菌法玻璃器皿、金属工具高压蒸汽灭菌法培养基及容器的灭菌法5.微生物的分离和计数：(1)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数：筛选菌株：利用选择培养基筛选菌株(以尿素为唯一氮源)。测定微生物数量的常用方法：活菌计数法和显微镜直接计数法。过
4、程：土壤取样样品的稀释选择培养与观察。(2)分解纤维素的微生物的分离：实验原理：即：可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。流程：土壤取样鉴别培养梯度稀释涂布平板挑选菌落。【典例 1】(2012 年江苏高考改编双选)下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述中，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变大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名师点拨在果酒发酵后期，由于瓶中的营养物质减少，单位时间内产生的 CO2 的量减少，所以拧开瓶盖的间隔时间可以延长；在糖源、氧气充足的条件下，醋酸菌可将葡萄汁
5、中的糖分解成醋酸；果酒发酵过程中，营养物质被消耗，并且有水的生成，密度会逐渐减小；将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，近瓶口表面的盐要铺厚一些，但底层不需要大量用盐，D 错误。答案AB【典例 2】(2012 年全国新课标)关于细菌的叙述中，正确的是()A不同种类细菌的生长均需要相同碳源B常用液体培养基分离获得细菌单菌落C细菌大量培养过程中，芽孢形成于细菌生长的调整期D培养基中含有高浓度 NaCl 有利于金黄色葡萄球菌的筛选名师点拨细菌的碳源与其新陈代谢的类型有关，A 错误；菌落的形成需要固体培养基，B 错误；芽孢大量形成于衰亡期，C 错误；金黄色葡萄球菌能耐高盐，D 正确。答案D【典例 3】(2012
6、 年深圳六校联考)有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从污染的土壤中筛选出高效降解原油的菌株。回答问题：(1) 在 筛 选 过 程 中 ， 应 将土壤样品 稀 释 液 接 种 于以_为唯一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于_培养基。(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即_和_。(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力_。(4)通常情况下，在微生物培养过程中实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌法、_和_。无菌技术要求实验操作应在酒精灯_附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。名师点拨(1)由于该细菌能
7、够分解原油，所以应该以原油为唯一碳源来筛选，这种培养基称为选择培养基。(2)菌株的接种方法，常用的有两种：平板划线法和稀释涂布平板法。(3)菌株分解周围的营养物质，出现分解圈，分解圈大说明该菌株的降解能力强。(4)实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌；微生物的培养要求严格的无菌技术，操作时在酒精灯火焰附近进行，在酒精灯火焰处操作可避免杂菌干扰。选择稀释涂布平板法答案(1)原油(2)平板划线法(3)强(4)干热灭菌法高压蒸汽灭菌法火焰DNA 和血红蛋白的分离与提纯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(2mol/L
8、NaCl溶液溶解DNA；0.14mol/L NaCl溶液析出DNA)DNA不溶于酒精选取材料破碎细胞获取含DNA的滤液去除滤液中的杂质DNA的析出与鉴定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分离纯化纯度鉴定电泳法根据各种分子带电性质差异及分子本身大小、形状的不同产生不同的迁移速度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：第一次的目的：使成熟的鸡血细胞涨破释放出 DNA。第二次的目的：稀释 NaCl 溶液。(3)鉴定 DNA 的方法：加入二苯胺试剂并沸水浴加热，观察是否出
9、现蓝色。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(蒸馏水和甲苯使红细胞破裂)分离血红蛋白溶液(离心、分液)。(2)粗分离透析：除去样品中分子量较小的杂质。(3)纯化：一般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来测定蛋白质的分子量。4PCR 技术扩增 DNA 片段：(1)过程：变性：加热至 90 95 ，DNA 解链。复性：冷却至 50 55 ，引物结合到互补 DNA 链。延伸：加热至 70 75 ，热稳定 DNA 聚合酶从引物开始互补链的合成。(2)原料与特点：需要耐热(Taq)DNA 聚合
10、酶、引物、高温、DNA 模板、4 种脱氧核苷酸、缓冲溶液，不需要 ATP，可在体外迅速扩增。【典例 1】(2012 年深圳三校联考)在利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，相关叙述正确的是()A用蒸馏水将 NaCl 溶液浓度调至 0.14 mol/L，滤去析出物B调节 NaCl 溶液浓度或加入木瓜蛋白酶，都可以去除部分杂质C将丝状物溶解在 2 mol/L NaCl 溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色D用菜花替代鸡血作为实验材料，其实验操作步骤相同名师点拨利用 DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中会溶解或析出的特点，可以除去蛋白质等杂质，而选用木瓜蛋白酶，则可借助酶作用的特异性，水解蛋白质
11、，进而除去杂质。当NaCl溶液浓度被调至0.14 mol/L 时，DNA 在其中的溶解度最小，会大量析出，此时应滤取，而不是滤去析出物，A 错； C 项描述中缺少加热；可用菜花作材料，但由于菜花是植物材料，需加上研磨的操作，D 错误。答案B【典例 2】(2012 年广东模拟)以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是()A洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂B猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少C血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测D在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢名师点拨洗涤的目的是去除杂蛋白以利于后续步骤的分离纯化，加入的是生理盐水，红细胞内液与生理盐水是等渗的，所以可以防止细胞破裂。哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核与众多的细胞器，提纯时杂蛋白较少。血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液，这使得血红蛋白的分离过程非常直观，简化了操作。D 项考查凝胶色谱法分离蛋白质的原理，相对分子质量越大的物质通过凝胶色谱柱的速度越快，故 D 错误。答案D
