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专题九生物技术与工程高考总复习大二轮生物第14讲生物技术★[最新考纲]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.利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用；5.从生物材料中提取某些特定的成分；6.运用发酵加工食品的基本方法。7.酶的应用；8.测定食品加工中可能产生的有害物质；9.蛋白质的摄取与分离。精读教材——记一记1．20℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵时一般将温度控制在18～25℃。(P2正文)2．随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。(P2正文)3．醋酸菌是一种好氧性菌，只有当O2充足时才能进行旺盛的生理活动，其最适生长温度为30～35℃。(P3正文)4．当O2糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。(P3正文)5．腐乳制作过程中盐、酒、香辛料均具防腐杀菌功能，其中酒含量宜控制在12%左右。(P7资料三)6．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。(P10资料二)7．进行微生物培养时，虽然各种培养基的配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，倘若将尿素作唯一氮源，可筛选出尿素分解菌，倘若将纤维素作唯一碳源，则可筛选出纤维素分解菌。(P14正文)8．纯化菌种的接种方法可包括平板划线法(工具为接种环)和稀释涂布平板法(工具为涂布器)，后者可用于活菌计数。(P18正文)9．在筛选纤维素分解菌的过程中，采用刚果红染色法，在培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。(P28正文)10．运用稀释涂布平板法进行计数，每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M。其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。(P22小字)11．当菌落数目稳定时，选取菌落数在30～300的平板进行计数，在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。(P22正文)12．常用的刚果红染色法有两种，一是先培养微生物再加入刚果红进行染色，另一种是在倒平板时即加入刚果红。(P29资料三)自我诊断——判一判(1)某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理，接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养。(×)(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。(√)(3)在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌。(×)(4)检测土壤中细菌总数实验操作中，确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数。(×)(5)培养微生物的培养基分装到培养皿后进行灭菌。(×)(6)醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸。(×)(7)酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精。(√)(8)泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵。(√)(9)腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶。(√)(10)在制作腐乳时，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。(×)高频命题点1微生物的分离与培养真题领航——目标方向导入高考1．(2019·全国Ⅰ卷，37)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5g/L)。Ⅱ号培养基：氯化钠(5g/L)，硝酸铵(3g/L)，其他无机盐(适量)，X(15g/L)。Ⅲ号培养基：氯化钠(5g/L)，硝酸铵(3g/L)，其他无机盐(适量)，X(45g/L)。回答下列问题。(1)在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的是________。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是____________________。(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会________，其原因是_________________。(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是________________________________。(4)假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供________和________。解析：本题借助微生物培养与筛选的相关知识，考查对相关操作技能的掌握以及将实验方法和技能进行灵活运用的能力；试题通过对高效降解X细菌的筛选，体现了科学探究中的结果分析要素。(1)在Ⅰ号培养基中，牛肉膏、蛋白胨可以为微生物提供氮源，Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的是有机物X。(2)Ⅱ号培养基中，碳源只有X，不能降解X的细菌会因缺乏碳源而不能增殖，使该类细菌比例降低。(3)利用固体培养基对菌落进行计数时，需采用稀释涂布平板法进行接种。(4)在有氧条件下，丙酮酸可被分解为CO2和H2O且释放能量，为该菌的生长提供能量和合成其他物质的原料。答案：(1)牛肉膏、蛋白胨X(2)下降不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖(3)稀释涂布平板法(4)能量合成其他物质的原料2．(2019·全国Ⅱ卷，37)物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题。(1)要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是________。(2)在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌，应该选择________菌落进一步纯化，选择的依据是_____________________。(3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源，若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路，预期结果和结论，即_____________________________________________________________________________。(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异。该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加________，三处滴加量相同。②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明____________________；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明________________________。解析：本题借助微生物的筛选及酶活力对比实验的相关知识，考查考生对实验目的、原理的理解和对实验现象、结果的分析、解释能力。通过对不同种类微生物的筛选、纯化及酶活力实验分析，体现了对科学探究素养中方案探讨、结果分析要素的考查。(1)要从土壤中分离能降解W的细菌，培养基中应以W为唯一氮源。(2)乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W。(3)要判断甲、乙能否利用空气中的氮气作为氮源，应将甲、乙菌分别接种在无氮源的培养基上，观察细菌能否生长，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源，否则不能。(4)①实验设计应遵循单一变量原则，C处应滴加等量不含酶的缓冲液。②C处只滴加等量缓冲液，若C处没有出现透明圈，说明缓冲液不能降解W，若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明酶E与天然酶降解W的能力相近。答案：(1)W(2)乙乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W(3)将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源(4)①缓冲液②缓冲液不能降解W酶E与天然酶降解W的能力相近3．(2019·全国Ⅲ卷，37)回答下列与细菌培养相关的问题。(1)在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是________(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是______________________。硝化细菌在没有碳源的培养基上________(填“能够”或“不能”)生长，原因是_________________。(2)用平板培养细菌时一般需要将平板________(填“倒置”或“正置”)。(3)单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是__________________________________。(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过________处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。解析：本题借助细菌的培养方法与操作的相关知识，考查考生理解实验原理、方法与操作步骤，并对一些生物学问题进行初步探究的能力；试题通过实验分析和方案探究的形式体现了对科学探究素养的考查。(1)细菌培养时需要碳源、氮源、水和无机盐等，蛋白胨能同时提供碳源、氮源，葡萄糖提供碳源，NaNO3不能提供碳源，可提供无机氮源。不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同，故制备培养基时需要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH。硝化细菌是自养型细菌，可以利用空气中的CO2作为碳源。故硝化细菌可在没有碳源的培养基上生长。(2)为防止培养皿盖的冷凝水落入培养基造成污染，用平板培养细菌时一般需将平板倒置。(3)在一定培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征，如特定的形状、大小，颜色、隆起程度等，所以依据菌落的特征，可以初步区分不同种的微生物。(4)为防止污染环境，使用后的培养基丢弃前要经过灭菌处理，以便杀死丢弃物中所有的微生物。答案：(1)蛋白胨不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同能够硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源(2)倒置(3)在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征(4)灭菌知识拓展——培养学生文字表达能力1．微生物两种接种法有何不同？______________________________________________________________________________________________________________答案：微生物的平板划线只能纯化菌种，不能计数，而稀释涂布平板法，即可分离又可计数。2．微生物两种计数法有何不同？______________________________________________________________________________________________________________答案：稀释涂布平板法计数结果偏小，而显微直接计数法不能区别菌体死活，所以计数结果偏大。核心整合——掌握必备生物知识1．微生物的培养(填空)(1)无菌技术：主要包括消毒和灭菌。a．消毒方法：常用煮沸消毒法、巴氏消毒法。(2)倒平板操作：待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近进行。制备固体培养基最后要将平板倒置，其主要目的是防止培养皿的皿盖上的水珠滴入培养基造成污染。2．某种微生物的分离与计数(填空)(1)原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时⑥抑制或阻止其他微生物的生长。(2)实例a．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数筛选菌株：利用以⑦尿素为唯一氮源的选择培养基筛选菌株。计数方法：活菌计数法：稀释涂布平板法，统计的菌落数往往比活菌的实际数目⑧低。为了增强实验的说服力和准确性，需设置重复组，一般选择菌落数在⑨30～300的平板进行计数。直接计数法：显微镜直接计数法。过程：土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。b．分解纤维素的微生物的分离实验原理可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。流程：土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。(3)鉴定方法a．添加酚红指示剂的培养基：尿素分解菌可使该培养基变⑩红。b．添加刚果红的培养基：纤