高考生物考前回扣生物技术实践

高考生物考前回扣生物技术实践

‎2013高考生物考前回扣---生物技术实践 一、网络构建 二、基础回扣 考点1：微生物的培养与应用 ‎1．培养基及其种类 ‎(1)成分：包含碳源、氮源、水分、无机盐(有些微生物还需在培养基中额外补充生长因子)。‎ ‎(2)制备：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。‎ ‎(3)种类 划分标准 培养基种类 特点 用途 物理 性质 液体培养基 不加凝固剂 工业生产 半固体培养基 加凝固剂 (如琼脂)‎ 观察微生物的运动、分类鉴定 固体培养基 微生物的分离、鉴定、活菌计数、菌种保藏 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 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 ‎2．微生物的纯化培养的方法 ‎(1)平板划线法 ‎①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 ‎②在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的菌落。‎ ‎(2)稀释涂布平板法 ‎①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。‎ ‎②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。‎ ‎3．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 ‎①筛选菌株：利用选择培养基筛选菌株。‎ ‎②测定微生物数量的常用方法 统计菌落数目[公式：每克样品中菌株数＝(C÷V)×M]或显微镜直接计数。‎ ‎③过程：土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。‎ ‎④设置重复组与对照组 a．设置重复组 统计某一稀释度下平板上的菌落数时，要至少涂布3个平板作重复组，增强实验结果的说服力与准确性。‎ b．设置对照组 判断培养基中是否有杂菌污染时，需将未接种的培养基与接种的培养基同时进行培养；‎ 判断选择培养基是否具有筛选作用时，需将牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养，观察两种培养基上菌落数目，进行对比得出结论。‎ ‎(2)分解纤维素的微生物的分离 ‎①实验原理 即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。‎ ‎②实验流程：土壤取样→→梯度稀释→→挑选菌落 ‎4．测定微生物数量的方法 ‎(1)直接计数法：常用的是显微镜直接计数。‎ ‎(2)间接计数法：常用的是稀释涂布平板计数法。‎ 考点2：酶的应用 ‎1．直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较 直接使用酶 固定化酶 固定化细胞 制作方法 化学结合法固定化、物理吸附法固定化 包埋法固定化 是否需要营养物质 否 否 是 催化反应 单一或多种 单一 一系列 反应底物 各种物质(大分子、小分子)‎ 各种物质(大分子、小分子)‎ 小分子物质 缺点 ‎①对环境条件非常敏感，易失活；②难回收，成本高，影响产品质量 不利于催化一系列酶促反应 反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降 优点 催化效率高、耗能低、低污染 ‎①既能与反应物接触，又能与产物分离；‎ ‎②可以重复利用 成本低、操作容易 ‎2．酶在食品制造和洗涤等方面的应用 ‎(1)加酶洗衣粉中酶制剂的种类与功效 ‎①加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶，其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。‎ ‎②碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子的物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。‎ ‎(2)果胶酶在果汁生产中的应用 在果汁生产中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁混浊。果胶酶能够分解果胶，将其变成可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变澄清。‎ 考点3：生物技术在食品加工及其他方面的应用 ‎1．果酒、果醋制作的注意事项 ‎(1)材料的选择与处理 选择新鲜的葡萄，榨汁前应先冲洗，再除去枝梗，以避免去除枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。‎ ‎(2)防止发酵液被污染 需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。为避免杂菌污染：榨汁机要洗净并晾干，发酵装置要洗净并用70%的酒精消毒；若用简易的发酵装置，每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。‎ ‎(3)控制发酵条件 果酒 果醋 温度 ‎20℃左右，最适合繁殖；18～25℃，酒精发酵 ‎30～35℃，最适合生长 氧气 前期通O2，然后控制无O2‎ 氧气充足 其他 时间：10～12天；pH：5.0～6.0‎ 时间：约7～8天 ‎2.腐乳制作的注意事项 ‎(1)影响腐乳品质的条件：水、盐、酒、温度、发酵时间等。‎ ‎①水的控制：含水量约70%，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。‎ ‎②盐的控制：盐浓度过高，会影响腐乳的口味；浓度过低，腐乳易腐败变质。‎ ‎③酒的控制：酒精含量一般控制在12%左右。酒精含量过高，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，杂菌繁殖快，豆腐易腐败。‎ ‎④温度的控制：温度为15～18℃，适合毛霉生长。发酵时间控制在6个月左右。‎ ‎(2)防止杂菌污染 ‎①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。‎ ‎②装瓶时，操作要迅速小心。加放卤汤后，要用胶条将瓶口密封。封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。‎ ‎3．泡菜制作的注意事项 ‎(1)泡菜坛的选择：选择气密性好的泡菜坛。用水封闭坛口使坛内与坛外空气隔绝，这是最简易的造成无氧环境的方法。这样，坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。如不封闭，则会有许多需氧菌生长，蔬菜会腐烂。‎ ‎(2)腌制条件的控制：腌制过程中要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。发酵时间受到温度的影响：18～20℃，腌制15天左右。温度高，时间短一些。温度过高、食盐用量不足10%、腌制时间过短，都容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。‎ ‎4.生物成分提取 物质 方法 原理 步骤 血红蛋白 凝胶色谱法 根据相对分子质量的大小 ‎①样品处理②粗分离③纯化④纯度鉴定 电泳法 根据各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、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 ‎①水蒸气蒸馏，②分离油层(加 NaCl) ③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 ‎①石灰水浸泡、漂洗 ‎②压榨、过滤、静置 ‎③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 ‎①粉碎、干燥 ‎②萃取、过滤 ‎③浓缩 考点4：DNA和血红蛋白的提取和分离 ‎1．DNA粗提取与鉴定 ‎(1)哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核，不适于作为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，使DNA析出。‎ ‎(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。‎ ‎2．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、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液。‎ ‎(2)粗分离——透析：除去样品中分子量较小的杂质。‎ ‎(3)纯化：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，来测定蛋白质的相对分子质量。‎ 三、考题预测 ‎1．(2013·山东师大附中高三模拟)下面是与植物芳香油的提取相关的问题，请回答。‎ ‎(1)玫瑰精油的提取可使用左图所示装置，这种方法叫________法；蒸馏时收集的蒸馏液________(填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油。‎ ‎(2)橘皮精油提取的原料是橘皮，但橘皮易焦糊，宜采用________法提取橘皮精油。‎ ‎(3)胡萝卜素是________色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的是________法，加热时应该注意控制________，一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量成________比。‎ ‎(4)将提取的胡萝卜素粗品通过纸层析进行鉴定，右上图为鉴定结果示意图，请据图回答：A、B、C、D四点中，属于标准样品的样点是________。‎ ‎2．(2013·海淀区高三质检)常见的酿酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖，自然界中一些酵母菌能分解木糖产生酒精但对酒精的耐受能力较差。下面是利用木糖发酵产生酒精的酿酒酵母的培育过程，请分析回答下列问题：‎ ‎(1)将自然界中采集到的葡萄带回实验室，用________将葡萄皮上的微生物冲洗到无菌的三角瓶中，瓶中的液体经适当稀释后，接种于固体培养基上，在适宜的条件下培养，获得各种菌落。‎ ‎(2)将培养基上的酵母菌菌株转接到以木糖为唯一碳源的培养基中，无氧条件下培养一周后，有些酵母菌死亡，说明这些酵母菌____________________。从存活的酵母菌提取DNA，从中获取目的基因并用PCR技术大量扩增。这里目的基因是指控制____________________合成的基因。‎ ‎(3)将目的基因连接到一种穿梭质粒上。该质粒既含有大肠杆菌的复制起点pMBlori，也含有酵母菌复制起点ARS，还具有两种标记基因，即氨苄青霉素抗性基因和尿嘧啶合成酶基因。你认为这种质粒的特点是________ 。‎ ‎(4)大肠杆菌被该质粒转化后，应接种于含__________的培养基上进行筛选。将质粒导入酵母菌时，由于氨苄青霉素不能抑制酵母菌繁殖，应选择缺乏____________能力的酿酒酵母作为受体菌。‎ ‎(5)对转基因酿酒酵母发酵能力进行测试，结果如上图所示，据图分析，将转基因酿酒酵母接种在以____________为碳源的培养基中进行发酵能力测试，最初培养基中的葡萄糖被快速消耗，随着发酵继续进行，酿酒酵母能够________________________________，说明所需菌株培育成功。‎ ‎3．(12分)(2013·北京崇文一模)请回答下列与大肠杆菌有关的问题。‎ ‎(1)从生态系统的成分上看，大肠杆菌属于________；它的同化作用类型是________。‎ ‎(2)下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方。‎ 成 分 含 量 蛋白胨 ‎10.0 g 乳糖 ‎5.0 g 蔗糖 ‎5.0 g K2HPO4‎ ‎2.0 g 显色剂 ‎0.2 g 琼脂 ‎12.0 g 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL，根据用途划分该培养基属于________培养基(选择、鉴别)。该培养基中的碳源是________。‎ ‎(3)培养大肠杆菌时，常用的接种方法是平板划线法和________。为防止杂菌污染需要对培养基和培养皿进行________________。‎ ‎(4)现有一升水样，用无菌吸管吸取1 mL水样至盛有9 mL无菌水的试管中，依次稀释103稀释度。各取0.1 mL已稀释103倍的水样分别接种到三个培养基上培养，记录的菌落数分别为55、56、57，则每升原水样中大肠杆菌数为________。‎ ‎(5)以下微生物发酵生产特定产物时，所利用主要微生物的细胞结构与大肠杆菌相同的是________。‎ A．制作果酒 B．由果酒制作果醋 C．制作泡菜 D．制作腐乳 ‎(6)利用培养基不仅可以分离培养微生物，也可以进行植物组织培养。与微生物培养明显不同的是，用于组织培养的培养基中还需要加入________。‎ ‎4.下面是某研究小组开展的“猪血浆某白蛋白的提取及分子量测定”研究，请协助完成有关问题：‎ 材料仪器：新鲜猪血、低速冷冻离心机、透析袋、电泳仪等。‎ 化学试剂：pH为7.4的缓冲液、柠檬酸钠、奈氏试剂(与NH反应出现黄色或红棕色沉淀)、饱和(NH4)2SO4溶液、生理盐水等。‎ 实验步骤：‎ ‎(1)样品获取：向新鲜猪血中加入__________，静置一段时间后取上层血浆。‎ ‎(2)盐析法粗提蛋白质：‎ ‎①向血浆中加入一定体积的饱和(NH4)2SO4溶液，使(NH4)2SO4的浓度达到50%，充分混合后静置、离心，取沉淀物。‎ ‎②向沉淀物中加入适量生理盐水使之溶解，再向其中加入一定体积的饱和(NH4)2SO4溶液，使(NH4)2SO4的浓度达到33%，充分混合后静置、离心，取沉淀物。‎ ‎③重复步骤①、②2～3次，最后用生理盐水将沉淀溶解即得粗提品。‎ 盐析粗提“血浆某白蛋白”的主要原理是__________，重复步骤①、②的主要目的是__________。‎ ‎(3)透析除盐：将粗提品装入透析袋，以pH为7.4的缓冲液作透析液，每隔4 h更换一次透析液，每次更换前利用奈氏试剂检测透析液中NH的量。利用缓冲液作透析液的目的是__________。检测中，若观察到透析液__________时，即可终止透析。‎ ‎(4)凝胶色谱法分离：透析后的样品经凝胶柱洗脱，获得纯净血浆某白蛋白样品。‎ ‎(5)分子量测定：化学物质SDS能使蛋白质变性，解聚成单条肽链。在聚丙烯酰胺凝胶电泳中加入一定量的SDS，电泳迁移率完全取决于肽链的分子大小。下图为本实验中用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血浆某白蛋白的结果。根据电 泳结果，某同学得出“提取的血浆某白蛋白有两条肽链”的结论，这种说法可靠吗？理由是_________________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎5.(2013.北京市宣武区第一次质量检测)植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如下图所示，回答相应的问题。‎ ‎(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是 ‎_______________________________________________________。‎ ‎(2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体___________________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ ‎(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物，如紫杉醇，可将①________放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞浮液，再经过________即可获得大量细胞。‎ ‎(4)组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜下可能观察到发生________________异常 ，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。‎ ‎(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉和果树的快速大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于________、________、________等育种过程中。‎ ‎ 答案与解析 ‎1．【解析】(1)玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，挥发性较强，能随水蒸气一同蒸馏，将玫瑰精油给带出来；收集的蒸馏液是玫瑰精油和水的混合物，只需向混合液中加入NaCl，增加盐浓度，就会出现明显的分层，用分液漏斗将其分开。‎ ‎(2)橘皮精油提取时易发生焦糊，一般采取压榨法。‎ ‎(3)胡萝卜素是橘黄色结晶，易溶于石油醚等有机溶剂，由于胡萝卜素的水溶性和挥发性差，因而不能用蒸馏法提取；由于胡萝卜素的熔点高，因而不能用压榨法提取易采取萃取的方法提取；萃取的温度和时间会影响萃取的效果，一般萃取时间长，温度高，需要萃取的胡萝卜素就能够充分溶解，效果好。萃取前要对胡萝卜素进行干燥和粉碎，这说明原料颗粒含水越高，则萃取的效率就越低。‎ ‎(4)提取的胡萝卜素粗品通过纸层析进行鉴定时采取的是对照点样：A、D点——点标准样品，B、C点——点提取样品。‎ ‎【答案】　(1)蒸馏　不是 ‎(2)压榨 ‎(3)橘黄　萃取　温度和时间　反　(4) AD ‎2．【解析】(1)为了避免培养的微生物中有其他杂菌的感染，应该将葡萄用无菌水进行冲洗。‎ ‎(2)由题干信息知“木糖为唯一碳源”，酵母菌的死亡与此有关，而存活的酵母菌的核DNA将控制与木糖分解有关的酶的合成。‎ ‎(3)此质粒含有的复制起点有大肠杆菌的复制起点pMBlori和酵母菌复制起点ARS，这说明目的基因可在两种细胞中进行复制。‎ ‎(4)由于氨苄青霉素对大肠杆菌具有抑杀作用，因此对穿梭质粒转化的大肠杆菌进行筛选时应该使用含氨苄青霉素的培养基，如果大肠杆菌能存活，说明转化成功；又知氨苄青霉素不能抑制酵母菌繁殖，因此对酵母菌进行筛选时应用缺乏尿嘧啶合成能力的培养基培养，结果合成了尿嘧啶，说明转化成功。‎ ‎(5)由坐标曲线知酵母菌对葡萄糖与木糖的利用情况不同，最初时利用的葡萄糖多于木糖，由此断定接种的碳源应该同时含有葡萄糖、木糖；发酵成功，说明酿酒酵母能够不断的利用木糖进行发酵且发酵产物乙醇对酵母菌无伤害。‎ ‎【答案】(1)无菌水 ‎(2)不能利用木糖发酵(或缺乏木糖发酵途径)　木糖发酵有关的酶 ‎(3)既可在大肠杆菌细胞中复制，也可在酿酒酵母细胞中复制 ‎(4)氨苄青霉素　尿嘧啶合成 ‎(5)葡萄糖和木糖　利用木糖产生酒精，并且酒精浓度升高对木糖发酵无明显影响 ‎3.【解析】(1)大肠杆菌不能制造有机物，必须以现成的有机物来合成组成自身的物质，属于异养型生物，在生态系统中主要分解有机物，属于分解者。‎ ‎(2)根据表中培养基的组成可看出，该培养基中的碳源是乳糖、蔗糖(蛋白胨)，由于在培养基中添加了显色剂，可判断此培养基为鉴别培养基。‎ ‎(3)培养大肠杆菌等微生物时，常用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法。为防止杂菌污染需要对培养基和培养皿进行灭菌。‎ ‎(4)根据公式计算：每升原水样中大肠杆菌数＝(55＋56＋57)÷3÷0.1×103×103＝5.6×108。‎ ‎(5)制作果酒用到的微生物是酵母菌，是真核生物；制作果醋和制作泡菜分别用的微生物是醋酸菌和乳酸菌，二者都是原核生物；制作腐乳用到的微生物是霉菌，属于真核生物；而大肠杆菌属于原核生物。‎ ‎(6)植物组织培养与微生物培养明显不同的就是，组织培养的培养基中还需要加入植物激素，主要是生长素和细胞分裂素，作用是诱导根、芽的分化。‎ ‎【答案】(1)分解者　异养型　(2)鉴别　乳糖、蔗糖(蛋白胨)　(3)稀释涂布平板法　灭菌　(4)5.6×108　(5)B、C ‎(6)植物激素(或生长素和细胞分裂素)‎ ‎4.【解析】(1)为防止血液凝固，在采血容器中要预先加入抗凝剂柠檬酸钠。(2)利用血浆某白蛋白在一定浓度(NH4)2SO4溶液中的溶解度低的特性去除杂蛋白。(3)强酸、强碱、温度过高都会使蛋白质发生变性。(5)电泳的原理是利用待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子的大小、形状等的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，本实验只能判断肽链的大小，而不能判断其条数。‎ ‎【答案】(1)(适量的)柠檬酸钠　(2)③该血浆白蛋白在50%和33%的(NH4)2SO4溶液中溶解度低　除去更多的杂蛋白 ‎(3)避免因pH变化对蛋白质结构造成破坏　不出现黄色或红棕色沉淀　(5)不可靠，只能得出提取的血浆某白蛋白含有两种大小不同的肽链，不一定是两条。‎ ‎5.【解析】刚长出的茎尖或芽尖还没有受到病毒的侵染，因此用这些部位的细胞做植物组织培养的材料，可以获得脱毒植株。在植物组织培养时，常用生长素和细胞分裂素来诱导植物形成愈伤组织，生根发芽，从而形成新的植物体。在植物形成愈伤组织时，此时很容易发生细胞融合，从而使植物发生染色体结构或数目的变异。植物组织培养技术除了用于微型繁殖、脱毒植株的培育外，还可以用于植物体细胞杂交、基因工程育种和单倍体育种等多个方面。‎ ‎【答案】(1)这些部位很少受到病毒等病原体的侵害　(2)脱分化和再分化　(3)愈伤组织　细胞分裂　(4)染色体结构与数目　(5)植物体细胞杂交育种　基因工程育种　单倍体育种