2019-2020年高三生物 考前三個(gè)月 專(zhuān)題13 生物技術(shù)實(shí)踐.doc
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2019-2020年高三生物 考前三個(gè)月 專(zhuān)題13 生物技術(shù)實(shí)踐 [直擊考綱] 1.微生物的分離和培養(yǎng)。2.培養(yǎng)基對(duì)微生物的選擇作用。3.利用微生物發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)特定的產(chǎn)物。4.從生物材料中提取某些特定的成分。5.運(yùn)用發(fā)酵加工食品的基本方法。6.植物的組織培養(yǎng)。 1.判斷下列有關(guān)微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用的敘述 (1)常用液體培養(yǎng)基分離獲得細(xì)菌單菌落 ( ) (2)用蒸餾水配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基,經(jīng)高溫、高壓滅菌后倒平板 ( √ ) (3)純化菌種時(shí),為了得到單菌落,常采用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法 ( √ ) (4)測(cè)定培養(yǎng)液中微生物數(shù)量,可選用顯微鏡直接計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù) ( √ ) (5)玉米秸稈中的纖維素經(jīng)充分水解后的產(chǎn)物可被酵母菌利用發(fā)酵生產(chǎn)酒精。培養(yǎng)酵母菌時(shí),該水解產(chǎn)物為酵母菌的生長(zhǎng)提供碳源。發(fā)酵過(guò)程中檢測(cè)酵母菌數(shù)量可采用顯微鏡直接計(jì)數(shù)法或稀釋涂布平板法計(jì)數(shù) ( √ ) 2.臨床使用抗生素前,有時(shí)需要做細(xì)菌耐藥實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí),首先要從病人身上獲取少量樣本,然后按照一定的實(shí)驗(yàn)步驟操作,以確定某致病菌對(duì)不同抗生素的敏感性?;卮鹣铝袉?wèn)題: (1)為了從樣本中獲取致病菌單菌落,可用____________法或____________法將樣本接種于固體培養(yǎng)基表面,經(jīng)過(guò)選擇培養(yǎng)、鑒別等步驟獲得。 (2)取該單菌落適當(dāng)稀釋?zhuān)胈_________________法接種于固體培養(yǎng)基表面,在37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h,使其均勻生長(zhǎng),布滿平板。 (3)為了檢測(cè)該致病菌對(duì)于抗生素的敏感性,將分別含有A、B、C、D 四種抗生素的濾紙片均勻置于該平板上的不同位置,培養(yǎng)一段時(shí)間后,含A的濾紙片周?chē)霈F(xiàn)透明圈,說(shuō)明該致病菌對(duì)抗生素A__________________;含B的濾紙片周?chē)鷽](méi)有出現(xiàn)透明圈,說(shuō)明該致病菌對(duì)抗生素B__________________;含C的濾紙片周?chē)耐该魅Ρ群珹的小,說(shuō)明________________________________________;含D的濾紙片周?chē)耐该魅σ脖群珹的小,且透明圈中出現(xiàn)了一個(gè)菌落,在排除雜菌污染的情況下,此菌落很可能是抗生素D的__________________。 (4)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,為達(dá)到抗菌目的,最好應(yīng)選用抗生素__________。 答案 (1)劃線(平板劃線) 稀釋涂布(或涂布) (2)涂布 (3)敏感 不敏感 該致病菌對(duì)C的敏感性比對(duì)A的弱 耐藥菌 (4)A 解析 (1)微生物純化的方法主要有平板劃線法和稀釋涂布平板法。(2)根據(jù)微生物的特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行一系列濃度梯度稀釋?zhuān)缓笥猛坎挤ń臃N于固體培養(yǎng)基表面,再在適宜條件下培養(yǎng)。(3)對(duì)某種抗生素越敏感的致病菌,在該抗生素存在的范圍內(nèi)越不易生存,形成的透明圈就越大。故含A的濾紙片周?chē)霈F(xiàn)透明圈,說(shuō)明有抗生素A的地方該致病菌受到抑制;B的周?chē)鷽](méi)有透明圈,說(shuō)明致病菌對(duì)抗生素B不敏感,通過(guò)含C的透明圈要比A的透明圈小,說(shuō)明該致病菌對(duì)C的敏感性比A的弱;D出現(xiàn)了透明圈,說(shuō)明該致病菌對(duì)D敏感,但是在透明圈上出現(xiàn)一個(gè)菌落,又排除雜菌污染,判斷此菌落的微生物對(duì)抗生素D產(chǎn)生了耐藥性。(4)根據(jù)以上分析,為達(dá)到抗菌的目的,最好選擇抗生素A。 3.普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱,有人將地衣芽孢桿菌的α淀粉酶基因轉(zhuǎn)入酵母菌中,經(jīng)篩選得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌種(過(guò)程如圖甲所示)。 (1)圖甲中,過(guò)程①需要的酶有________________________________。為達(dá)到篩選目的,平板內(nèi)的固體培養(yǎng)基應(yīng)以________作為唯一碳源。②、③過(guò)程需重復(fù)幾次,目的是_____________。 (2)某同學(xué)嘗試過(guò)程③的操作,其中一個(gè)平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布如圖乙所示。該同學(xué)的接種方法是__________________;推測(cè)該同學(xué)接種時(shí)可能的操作失誤是__________________________。 (3)以淀粉為原料,用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的適宜條件下密閉發(fā)酵,接種________菌的發(fā)酵罐需要先排氣,其原因是__________________________________________。 答案 (1)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶 淀粉 進(jìn)一步篩選純化獲得分解淀粉能力強(qiáng)的酵母菌 (2)稀釋涂布平板法 涂布不均勻 (3)工程酵母 工程酵母菌分解淀粉產(chǎn)生葡萄糖的能力強(qiáng),導(dǎo)致酒精發(fā)酵產(chǎn)生CO2的速率更快 解析 (1)圖甲中過(guò)程①為構(gòu)建基因表達(dá)載體,需要的酶有限制性核酸內(nèi)切酶及DNA連接酶;欲篩選可直接利用淀粉的菌種,宜制備以淀粉為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基;圖示②、③過(guò)程需重復(fù)幾次,其作用在于“純化”,從而進(jìn)一步篩選出分解淀粉能力更強(qiáng)的酵母菌。(2)圖乙所示培養(yǎng)基平板中的菌落呈分散分布,應(yīng)為采用稀釋涂布平板法接種的結(jié)果,然而,該平板上菌落并非“均勻分布”而是相對(duì)集中于左側(cè),這可能是由于制作平板時(shí)“涂布不均勻”所致。(3)若以“淀粉”為原料,則相對(duì)于普通菌種,工程酵母菌因轉(zhuǎn)入了α淀粉酶基因,其利用淀粉的能力將更強(qiáng),故發(fā)酵產(chǎn)生CO2的能力更強(qiáng),因此需要先排氣。 1.微生物的培養(yǎng) (1)無(wú)菌技術(shù):主要包括消毒和滅菌。 ①消毒方法:常用煮沸消毒法、巴氏消毒法。 ②常用滅菌方法:灼燒滅菌——接種環(huán)、接種針等金屬器具;干熱滅菌——主要針對(duì)玻璃器皿等;高壓蒸汽滅菌——主要針對(duì)培養(yǎng)基等。 (2)如圖為倒平板操作過(guò)程,操作時(shí)要待培養(yǎng)基冷卻至50 ℃左右時(shí),在酒精燈火焰附近進(jìn)行。 制備固體培養(yǎng)基最后要將平板倒置,其主要目的是防止培養(yǎng)皿蓋上的水珠滴入培養(yǎng)基造成污染。 (3)平板劃線操作 (4)稀釋涂布平板法:先將菌液進(jìn)行一系列梯度稀釋后涂布平板,在稀釋度足夠高的菌液里,聚集在一起的微生物將被分散成單個(gè)細(xì)胞,從而在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)菌落。如圖所示: 2.某種微生物的分離與計(jì)數(shù) (1)分離——選擇培養(yǎng)基 ①培養(yǎng)基中加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌。 ②培養(yǎng)基中加入高濃度的食鹽可得到金黃色葡萄球菌。 ③培養(yǎng)基中缺乏氮源時(shí),可以分離得到固氮微生物。 ④當(dāng)培養(yǎng)基的某種營(yíng)養(yǎng)成分為特定化學(xué)成分時(shí),也具有分離效果。 ⑤改變微生物的培養(yǎng)條件,也可以達(dá)到分離微生物的目的,如將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)只能得到耐高溫的微生物。 (2)計(jì)數(shù) ①土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù) a.篩選菌株:利用以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基篩選菌株。 b.計(jì)數(shù)方法:活菌計(jì)數(shù)法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)法。前者為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力和準(zhǔn)確性,則需設(shè)置重復(fù)組,一般選擇菌落數(shù)在30~300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。 c.過(guò)程:土壤取樣→樣品的稀釋→微生物的培養(yǎng)與觀察。 ②分解纖維素的微生物的分離 a.實(shí)驗(yàn)原理 即:可根據(jù)是否產(chǎn)生透明圈來(lái)篩選纖維素分解菌。 b.流程:土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→涂布平板→挑選菌落。 (3)鑒定方法 鑒定分解尿 素的細(xì)菌 含酚紅指示劑的尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基→細(xì)菌→指示劑變紅,則該菌能分解尿素 鑒定纖維素分解菌 1.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)室中微生物培養(yǎng)和分離的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來(lái)雜菌的入侵 B.高溫滅菌的目的是殺死所有微生物 C.劃線分離可在培養(yǎng)基上獲得均勻分布的單菌落 D.稀釋涂布平板法可用于計(jì)數(shù)活菌數(shù)目 答案 C 解析 微生物培養(yǎng)過(guò)程中要進(jìn)行無(wú)菌操作,防止外來(lái)雜菌的入侵,A正確;高溫滅菌可殺死所有微生物,B正確;劃線分離可在培養(yǎng)基上獲得逐漸變稀分布的單菌落,C錯(cuò)誤;稀釋涂布平板法中根據(jù)菌落的數(shù)目可計(jì)數(shù)活菌數(shù)目,D正確。 2.某學(xué)者欲研究被石油污染過(guò)的土壤中細(xì)菌數(shù)量,并從中篩選出能分解石油的細(xì)菌。下列操作錯(cuò)誤的是( ) A.利用平板劃線法對(duì)細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù) B.以石油為唯一碳源的培養(yǎng)基篩選 C.采用稀釋涂布平板法分離菌種 D.稱取和稀釋土壤時(shí)應(yīng)在火焰旁 答案 A 解析 稀釋涂布平板法有利于將細(xì)菌分離形成單個(gè)菌落,利于計(jì)數(shù),因此,如果是通過(guò)菌落數(shù)來(lái)估算細(xì)菌的數(shù)量,應(yīng)該采用稀釋涂布平板法對(duì)細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù);要篩選出能分解石油的細(xì)菌,應(yīng)該采用選擇培養(yǎng)基,即以石油作為唯一碳源進(jìn)行培養(yǎng),在這種培養(yǎng)基上只有能分解石油的細(xì)菌才能生長(zhǎng)繁殖;操作時(shí)要無(wú)菌操作,稱取和稀釋土壤應(yīng)在火焰旁。 3.下列關(guān)于微生物的營(yíng)養(yǎng),說(shuō)法正確的是( ) A.同一種物質(zhì)不可能既作碳源又作氮源 B.凡是碳源都能提供能量 C.除水以外的無(wú)機(jī)物僅提供無(wú)機(jī)鹽 D.無(wú)機(jī)氮源也可能提供能量 答案 D 解析 此題考查我們對(duì)微生物的營(yíng)養(yǎng)和能源的理解。對(duì)一些微生物來(lái)說(shuō),含C、H、O、N的化合物既是碳源,又是氮源。CO2是光能自養(yǎng)細(xì)菌的碳源,但不能提供能量。CO2和N2是無(wú)機(jī)物,也是微生物的碳源和氮源。硝化細(xì)菌所利用的氮源是無(wú)機(jī)氮源氨,同時(shí)氨也為硝化細(xì)菌提供用以化能合成作用的能源。 4.下列對(duì)無(wú)菌操作轉(zhuǎn)接培養(yǎng)物的操作順序的敘述,正確的是( ) ①接種環(huán)在火焰上灼燒滅菌?、谠诨鹧媾岳鋮s接種環(huán),并打開(kāi)棉塞?、鄞蜷_(kāi)棉塞的試管口通過(guò)火焰?、軐⒁牙鋮s的接種環(huán)伸入菌液,沾取一環(huán)菌液轉(zhuǎn)移到一裝有無(wú)菌培養(yǎng)基的試管中?、輰⒃嚬芸谌厦奕、藿臃N環(huán)再次灼燒滅菌 A.①②④⑤⑥ B.①②③④⑤ C.①②③④⑤⑥ D.①②③④ 答案 C 5.為了調(diào)查某河流的水質(zhì)狀況,某研究小組測(cè)定了該河流水樣中的細(xì)菌含量,并進(jìn)行了細(xì)菌分離等工作?;卮鹣铝袉?wèn)題: (1)該小組采用稀釋涂布平板法檢測(cè)水樣中的細(xì)菌含量。在涂布接種前,隨機(jī)取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)了一段時(shí)間,這樣做的目的是__________________________________;然后,將1 mL水樣稀釋100倍,在3個(gè)平板上用涂布法分別接入0.1 mL稀釋液;經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后,3個(gè)平板上的菌落數(shù)分別為39、38和37。據(jù)此可得出每升水樣中的活菌數(shù)為_(kāi)_____________。 (2)該小組采用平板劃線法分離水樣中的細(xì)菌。操作時(shí),接種環(huán)通過(guò)________滅菌,在第二次及以后的劃線時(shí),總是從上一次劃線的末端開(kāi)始劃線。這樣做的目的是_________________。 (3)示意圖A和圖B中,________表示的是用稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)后得到的結(jié)果。 (4)該小組將得到的菌株接種到液體培養(yǎng)基中并混勻,一部分進(jìn)行靜置培養(yǎng),另一部分進(jìn)行振蕩培養(yǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):振蕩培養(yǎng)的細(xì)菌比靜置培養(yǎng)的細(xì)菌生長(zhǎng)速度快。分析其原因是:振蕩培養(yǎng)能提高培養(yǎng)液中__________的含量,同時(shí)可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸,提高_(dá)___________的利用率。 答案 (1)檢測(cè)培養(yǎng)基平板滅菌是否合格 3.8107 (2)灼燒 將聚集的菌體逐步稀釋以便獲得單個(gè)菌落 (3)B (4)溶解氧 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 解析 (1)為了檢測(cè)培養(yǎng)基平板滅菌是否合格,可在涂布接種前,隨機(jī)取滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)一段時(shí)間。0.1 mL稀釋液中平均有(39+38+37)/3=38個(gè)活菌,則每毫升稀釋液中活菌的數(shù)目為38/0.1=380,則稀釋前每毫升水樣中活菌數(shù)目為380100=3.8104,則每升水樣中活菌數(shù)目為3.81041 000=3.8107。 (2)接種環(huán)、接種針等金屬用具可直接在酒精燈火焰的充分燃燒層灼燒,以達(dá)到迅速?gòu)氐诇缇哪康?。在第二次及以后的劃線時(shí),總是從上一次劃線的末端開(kāi)始劃線,其目的是將聚集的菌體逐步稀釋以便獲得單個(gè)菌落。 (3)比較圖A和圖B可以看出:A培養(yǎng)基中細(xì)菌的分布呈線性,是用平板劃線法接種培養(yǎng)后得到的結(jié)果;B培養(yǎng)基中細(xì)菌均勻分布,是用稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)后得到的結(jié)果。 (4)振蕩培養(yǎng)可以提高培養(yǎng)液中溶解氧的含量,還可以使菌體與培養(yǎng)液充分接觸,提高了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率,因此振蕩培養(yǎng)的細(xì)菌比靜置培養(yǎng)的細(xì)菌生長(zhǎng)速度快。 6.有機(jī)農(nóng)藥苯磺隆是一種除草劑,長(zhǎng)期使用會(huì)污染環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn),苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分離降解苯磺隆的菌株和探索其降解機(jī)制的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖甲、圖乙所示。 (1)微生物生長(zhǎng)繁殖所需的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有碳源、水、________________四類(lèi),該實(shí)驗(yàn)所用的選擇培養(yǎng)基只能以苯磺隆作為唯一碳源,其原因是___________________。 (2)與微生物培養(yǎng)基相比,植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基常需添加生長(zhǎng)素和________________,這些植物激素一般需要事先單獨(dú)配制成________保存?zhèn)溆谩? (3)純化菌株時(shí),通常使用的劃線工具是________。劃線的某個(gè)平板培養(yǎng)后,第一劃線區(qū)域的劃線上都不間斷地長(zhǎng)滿了菌,第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無(wú)菌落,其他劃線上有菌落。造成劃線無(wú)菌落可能的操作失誤有_________________________________________。 (4)為探究苯磺隆的降解機(jī)制,將該菌種的培養(yǎng)液過(guò)濾離心,取上清液做圖乙所示實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是________________________________,該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理?為什么?________________________。 答案 (1)氮源和無(wú)機(jī)鹽 只有能利用苯磺隆的微生物能正常生長(zhǎng)繁殖 (2)細(xì)胞分裂素 母液 (3)接種環(huán)?、俳臃N環(huán)灼燒后未冷卻;②劃線未從第一區(qū)域末端開(kāi)始 (4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白質(zhì) 不合理,缺少空白對(duì)照 解析 (1)微生物生長(zhǎng)繁殖需要的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括碳源、氮源、水和無(wú)機(jī)鹽四類(lèi)。根據(jù)題意可知,土壤中某些微生物有降解苯磺隆的能力,該實(shí)驗(yàn)的目的是探索其降解機(jī)制,因此,需要分離出有降解苯磺隆能力的土壤中的某些微生物,故選擇培養(yǎng)時(shí)為了排除其他碳源的干擾,培養(yǎng)基中唯一碳源只能是苯磺隆。(2)與微生物培養(yǎng)基相比,植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基需要添加生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素,用于調(diào)節(jié)植物細(xì)胞再分化;這些植物激素一般需要事先單獨(dú)配制成母液保存?zhèn)溆谩?3)純化菌株時(shí),通常使用的劃線工具是無(wú)菌接種環(huán)。劃線的平板培養(yǎng)后,發(fā)現(xiàn)第一劃線區(qū)域的劃線上不間斷地長(zhǎng)滿了菌,第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無(wú)菌落,而其他劃線上有菌落。造成此現(xiàn)象的原因可能有兩個(gè):一是接種環(huán)灼燒后未冷卻,菌種接觸到高溫的接種環(huán)而死亡;二是劃第二劃線區(qū)域第一條線時(shí)未從第一區(qū)域末端開(kāi)始。(4)根據(jù)圖乙所示實(shí)驗(yàn)中的上清液加入蛋白酶溶液推測(cè),實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄磕康木晔欠衲芊置诮到獗交锹〉牡鞍踪|(zhì),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理之處是缺少不加蛋白酶溶液、其他條件同圖乙的空白對(duì)照。 7.研究被石油污染過(guò)的土壤中細(xì)菌數(shù)量,并從中篩選出能分解石油的細(xì)菌。為了分離和純化高效分解石油的細(xì)菌,科研人員利用被石油污染過(guò)的土壤進(jìn)行如圖A所示的實(shí)驗(yàn)。 (1)配制好的培養(yǎng)基通常可以使用________________法滅菌。與步驟②中培養(yǎng)基成分相比,步驟③中培養(yǎng)基成分的最大區(qū)別是_______________________________________________。 (2)接種細(xì)菌常用的方法有_____________________________________________。 若經(jīng)過(guò)④過(guò)程后獲得的結(jié)果為圖B所示,則所操作方法如圖________所示。 (3)步驟⑤后取樣測(cè)定石油含量的目的是__________________________________________。 對(duì)步驟⑤某瓶中細(xì)菌計(jì)數(shù)的方法有兩種,一種方法是________________,其菌落數(shù)可代表活菌數(shù);另一種方法是________________,該方法需要借助一塊特殊的載玻片,其名稱為_(kāi)_______________。 答案 (1)高壓蒸汽滅菌 石油是唯一碳源 (2)平板劃線法和稀釋涂布平板法 甲 (3)篩選出分解石油能力最好的細(xì)菌 稀釋涂布平板法 顯微鏡直接計(jì)數(shù)(血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)法) 血細(xì)胞計(jì)數(shù)板(血球計(jì)數(shù)板) 解析 (1)培養(yǎng)基滅菌用高壓蒸汽滅菌,為篩選出能分解石油的細(xì)菌,所以石油是唯一碳源。(2)接種細(xì)菌常用的方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法。圖B為平板劃線法,如圖甲所示。(3)步驟⑤進(jìn)一步操作是為篩選出分解石油能力最好的細(xì)菌,微生物計(jì)數(shù)可用稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)法(血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)法)。 考點(diǎn)40 微生物在傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中的應(yīng)用 1.判斷下列有關(guān)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的敘述 (1)在果酒發(fā)酵后期擰開(kāi)瓶蓋的間隔時(shí)間可延長(zhǎng) ( √ ) (2)在家庭中用鮮葡萄制作果酒時(shí),讓發(fā)酵裝置接受光照并放在45 ℃處 ( ) (3)在果酒和果醋制作過(guò)程中,果酒的制作過(guò)程是在缺氧條件下,而果醋整個(gè)制作過(guò)程一直處于有氧條件下 ( ) (4)與果醋、果酒制作相比,腐乳的制作所需要的適宜溫度最高,所用菌種為乳酸菌 ( ) (5)在腐乳制作過(guò)程中必須有能產(chǎn)生蛋白酶的微生物參與,所用豆腐的含水量為70%左右,水分過(guò)多腐乳不易成形 ( √ ) 2.某研究性學(xué)習(xí)小組以櫻桃番茄為材料進(jìn)行果酒、果醋發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)敘述正確的是( ) A.酵母菌是嗜溫菌,所以果酒發(fā)酵所需的最適溫度較高 B.先供氧進(jìn)行果醋發(fā)酵,然后隔絕空氣進(jìn)行果酒發(fā)酵 C.與人工接種的發(fā)酵相比,自然發(fā)酵獲得的產(chǎn)品品質(zhì)更好 D.適當(dāng)加大接種量可以提高發(fā)酵速率、抑制雜菌生長(zhǎng)繁殖 答案 D 解析 醋酸菌是嗜熱菌,果醋發(fā)酵所需的最適溫度較高,A錯(cuò)誤;進(jìn)行果酒、果醋發(fā)酵實(shí)驗(yàn),要先隔絕空氣進(jìn)行果酒發(fā)酵,再供氧進(jìn)行果醋發(fā)酵,B錯(cuò)誤;人工接種的菌種品質(zhì)更好,且不容易存在雜菌污染,故比自然發(fā)酵獲得的產(chǎn)品品質(zhì)更好,C錯(cuò)誤;適當(dāng)加大接種量,讓菌體快速形成優(yōu)勢(shì)菌群,可以抑制雜菌生長(zhǎng),提高發(fā)酵速率,D正確。 3.回答下列有關(guān)泡菜制作的習(xí)題: (1)制作泡菜時(shí),所用鹽水需煮沸,其目的是__________。為了縮短制作時(shí)間,有人還會(huì)在冷卻后的鹽水中加入少量陳泡菜液,加入陳泡菜液的目的是______________________。 (2)泡菜制作過(guò)程中,乳酸發(fā)酵的過(guò)程即為乳酸菌進(jìn)行________________的過(guò)程。該過(guò)程發(fā)生在乳酸菌細(xì)胞的______________中。 (3)泡菜制作過(guò)程中影響亞硝酸鹽含量的因素有______、__________和__________等。 (4)從開(kāi)始制作到泡菜品質(zhì)最佳這段時(shí)間內(nèi),泡菜液逐漸變酸。這段時(shí)間內(nèi)泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長(zhǎng)規(guī)律是________________,原因是_________________________________。 答案 (1)殺滅雜菌 增加乳酸菌數(shù)量 (2)無(wú)氧呼吸 細(xì)胞質(zhì) (3)溫度 腌制時(shí)間 食鹽用量 (4)乳酸菌數(shù)量增多,雜菌數(shù)量減少 乳酸菌比雜菌更為耐酸 解析 根據(jù)泡菜制作過(guò)程中乳酸菌的來(lái)源、呼吸類(lèi)型、呼吸產(chǎn)物所引起的環(huán)境變化回答相應(yīng)問(wèn)題,還要注意每步操作的目的以及一些相關(guān)物質(zhì)的變化。 微生物在傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中的應(yīng)用 項(xiàng)目?jī)?nèi)容 果酒和果醋的制作 腐乳制作 泡菜制作 作用菌類(lèi) 果酒:酵母菌果醋:醋酸菌 毛霉 乳酸菌 原理 (1)酵母菌在無(wú)氧條件下將葡萄糖氧化成乙醇;(2)醋酸菌在有氧條件下將乙醇氧化為醋酸 毛霉將蛋白質(zhì)、脂肪分解成小分子有機(jī)物 乳酸菌將糖轉(zhuǎn)化為乳酸 原料選擇 新鮮葡萄(或蘋(píng)果) 豆腐 大白菜、花椰菜等新鮮干凈的蔬菜 實(shí)驗(yàn)流程 讓豆腐上長(zhǎng)出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯裝瓶→密封腌制 制泡菜:→裝壇→發(fā)酵→成品 操作注意事項(xiàng) ①材料選擇與處理;②防止發(fā)酵液污染,控制好發(fā)酵條件 ①材料用量;②防止雜菌污染;③控制溫度及酒精含量 ①泡菜壇的選擇;②腌制條件(無(wú)氧) 共同點(diǎn) 都是天然的發(fā)酵,利用了微生物新陳代謝過(guò)程中代謝產(chǎn)物的作用或直接獲取代謝產(chǎn)物 1.下列有關(guān)傳統(tǒng)果酒、果醋發(fā)酵和腐乳制作的比較正確的是( ) A.果酒、腐乳發(fā)酵的主要微生物屬于真核生物,果醋發(fā)酵菌種屬于原核生物 B.果酒制成后只需將裝置轉(zhuǎn)移至溫度較高的環(huán)境中即可制作果醋 C.果酒和果醋發(fā)酵在無(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行,腐乳發(fā)酵在有氧條件下進(jìn)行 D.果酒、果醋和腐乳制作過(guò)程利用的都是微生物胞內(nèi)酶 答案 A 解析 果酒發(fā)酵的微生物是酵母菌,為真核生物,腐乳發(fā)酵的微生物是毛霉,為真核生物,果醋發(fā)酵的微生物為醋酸菌,為原核生物,故A正確;果酒制成后轉(zhuǎn)移至較高溫度的環(huán)境中,還需要通入氧氣,才可以制作果醋,故B錯(cuò)誤;果酒發(fā)酵在無(wú)氧條件下進(jìn)行,而果醋和腐乳發(fā)酵都需要有氧條件,故C錯(cuò)誤;制作果酒、果醋利用的是微生物的胞內(nèi)酶,腐乳利用的是微生物的胞外酶(主要是毛霉分泌的蛋白酶和脂肪酶),故D錯(cuò)誤。 2.利用如圖裝置制作果酒和果醋,下列敘述正確的是( ) A.制作果酒時(shí)應(yīng)關(guān)閉閥b,適時(shí)打開(kāi)閥a幾秒鐘 B.制作果酒時(shí)如果關(guān)閉閥a,打開(kāi)閥b,會(huì)導(dǎo)致爆瓶 C.制作果醋時(shí)需打開(kāi)閥a通氣,打開(kāi)閥b排氣 D.制作果醋時(shí)把發(fā)酵裝置放到25 ℃環(huán)境中比較適宜 答案 A 解析 圖示裝置中,閥a控制排氣,閥b控制進(jìn)氣,所以制作果酒時(shí)應(yīng)關(guān)閉閥b,適時(shí)打開(kāi)閥a幾秒鐘以排出產(chǎn)生的氣體;如果關(guān)閉閥a,打開(kāi)b,產(chǎn)生的氣體不能排出,會(huì)使發(fā)酵液從右側(cè)導(dǎo)管排出,不會(huì)導(dǎo)致爆瓶;制作果醋時(shí),打開(kāi)閥a是為了排氣,打開(kāi)閥b是為了通氣;制作果醋時(shí)發(fā)酵裝置應(yīng)放到30~35 ℃環(huán)境中比較適宜。 3.下列關(guān)于腐乳制作的敘述中,錯(cuò)誤的是( ) A.毛霉可利用蛋白酶將蛋白質(zhì)分解成小分子肽和氨基酸 B.豆腐胚表面有毛霉、青霉、曲霉等微生物,它們之間存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系 C.腐乳的前期制作溫度應(yīng)控制在15~18 ℃環(huán)境條件下 D.加入較多的香辛料既能調(diào)味又能縮短腐乳成熟的時(shí)間 答案 D 解析 制作腐乳主要是利用毛霉等微生物產(chǎn)生的蛋白酶和脂肪酶將豆腐內(nèi)的蛋白質(zhì)分解成小分子肽和氨基酸,脂肪分解成甘油和脂肪酸,從而改變豆腐的成分和口味;豆腐胚表面長(zhǎng)有毛霉、青霉、曲霉等微生物,它們都利用豆腐內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)來(lái)維持生命活動(dòng),因而存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系;毛霉生長(zhǎng)的適宜溫度是15~18 ℃;加入較多的香辛料能調(diào)味,殺菌防腐,酒精含量越高,對(duì)蛋白酶的抑制作用也越大,使腐乳成熟期延長(zhǎng)。 4.用酵母菌使葡萄汁產(chǎn)生葡萄酒,當(dāng)酒精含量達(dá)到12%~16%時(shí),發(fā)酵就停止了。有關(guān)敘述不正確的是( ) A.酒精對(duì)酵母菌有毒害作用,后期細(xì)胞生命活動(dòng)減弱 B.產(chǎn)生酒精的同時(shí)也有CO2生成,所以發(fā)酵過(guò)程中需擰松瓶蓋放氣 C.產(chǎn)物積累使pH值下降,同時(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少,種群數(shù)量下降 D.氧氣過(guò)少導(dǎo)致其無(wú)法呼吸,細(xì)胞中即無(wú)法合成ATP 答案 D 解析 酒精具有消毒的作用,對(duì)酵母菌同樣有毒害作用,A正確;產(chǎn)生酒精的同時(shí)也有CO2生成,所以發(fā)酵過(guò)程中需擰松瓶蓋放氣,B正確;酒精發(fā)酵過(guò)程中,產(chǎn)物積累使pH值發(fā)生改變,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少,種群數(shù)量下降,C正確;酒精發(fā)酵是在無(wú)氧條件下,不需要氧氣,D錯(cuò)誤。 5.某生物興趣小組的同學(xué)利用新鮮蘋(píng)果榨取果汁并制作果酒,簡(jiǎn)要流程如下: →發(fā)酵→果酒 (1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,有同學(xué)發(fā)現(xiàn)榨取的果汁非常渾濁,解決的方法是______________。 (2)分離酵母菌應(yīng)使用________培養(yǎng)基,固定化酵母細(xì)胞常采用________法。 (3)酵母菌的酒精發(fā)酵過(guò)程一般控制在________溫度范圍最適合酵母菌繁殖,請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由__________________________________。 (4)在酸性條件下,可用________________來(lái)檢測(cè)發(fā)酵產(chǎn)物中是否有酒精產(chǎn)生。若想進(jìn)一步檢測(cè)所得果酒中酵母菌的密度,可采用________________法。 (5)果汁為酵母菌的生長(zhǎng)和繁殖提供的營(yíng)養(yǎng)成分是__________________________。 (6)發(fā)酵完成后,生物興趣小組同學(xué)制作的果酒品質(zhì)非常好。為了方便后續(xù)年級(jí)使用,可將菌液________________________保存。 答案 (1)用果膠酶處理 (2)選擇 包埋 (3)18~25 ℃ 在此溫度下,酶的活性最強(qiáng),代謝最旺盛 (4)重鉻酸鉀 稀釋涂布平板 (5)碳源、氮源、水、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子等 (6)轉(zhuǎn)移到甘油中,與甘油充分混合后,放在-20 ℃的冷藏箱中 解析 (1)果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一,若發(fā)現(xiàn)榨取的果汁非常渾濁,用果膠酶處理,可使果汁變得澄清。(2)分離酵母菌應(yīng)使用選擇培養(yǎng)基,因?yàn)榧?xì)胞比酶分子大,故制備固定化細(xì)胞時(shí)常采用包埋法。(3)酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵的適宜溫度是18~25 ℃,(4)果汁發(fā)酵后,可以用重鉻酸鉀來(lái)檢驗(yàn)是否有酒精生成,在酸性條件下,重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈灰綠色,稀釋涂布平板法能用于酵母菌的計(jì)數(shù)。(5)微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有碳源、氮源、水、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子等,故果汁為酵母菌的生長(zhǎng)和繁殖提供的營(yíng)養(yǎng)成分是碳源、氮源、水、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子等。(6)長(zhǎng)期保存菌種應(yīng)將菌種轉(zhuǎn)移到甘油中,與甘油充分混合后,放在-20 ℃的冷藏箱中。 6.葡萄糖經(jīng)酒精發(fā)酵可以產(chǎn)生葡萄酒,進(jìn)一步經(jīng)醋酸發(fā)酵可以產(chǎn)生葡萄醋,請(qǐng)利用相關(guān)的知識(shí)回答問(wèn)題: (1)從將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶到酒精發(fā)酵完畢的過(guò)程中,酵母菌進(jìn)行的細(xì)胞呼吸方式是__________________。 (2)甲、乙兩位同學(xué)將葡萄榨成汁后分別裝入相應(yīng)的發(fā)酵瓶中,在溫度等適宜的條件下進(jìn)行發(fā)酵,如下圖所示。 ①在排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接,其目的是____________________。 ②請(qǐng)找出圖中實(shí)驗(yàn)操作的錯(cuò)誤:甲圖中的錯(cuò)誤是________________,乙圖中的錯(cuò)誤是________________。 (3)為了提高果酒的品質(zhì),更好地抑制其他微生物的生長(zhǎng),常常加入人工培養(yǎng)的酵母菌。為了分離純化酵母菌,最簡(jiǎn)便的接種方法是____________。 (4)若果汁中混雜有醋酸菌,在果酒發(fā)酵旺盛時(shí),醋酸菌________(能/不能)將果汁中的糖發(fā)酵形成醋酸,其原因是__________________________________________________。 答案 (1)有氧呼吸、無(wú)氧呼吸 (2)①防止空氣中的微生物污染發(fā)酵瓶?、诩祝何磰A住發(fā)酵瓶的進(jìn)氣管 乙:瓶中發(fā)酵液過(guò)多,淹沒(méi)了排氣管在瓶?jī)?nèi)的管口 (3)平板劃線法 (4)不能 果酒發(fā)酵時(shí)的缺氧環(huán)境能抑制醋酸菌生長(zhǎng),果酒發(fā)酵的最適溫度也低于醋酸菌生長(zhǎng)的最適溫度 解析 (1)利用葡萄汁制作葡萄酒,裝入發(fā)酵瓶后,一開(kāi)始酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,迅速增加數(shù)量,隨著氧氣消耗,后期進(jìn)行無(wú)氧呼吸,產(chǎn)生酒精。(2)為防止空氣中的微生物污染發(fā)酵瓶,在排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接。甲圖中未夾住發(fā)酵瓶的進(jìn)氣管,這樣酵母菌會(huì)一直進(jìn)行有氧呼吸,不能產(chǎn)生酒精;乙圖中瓶中發(fā)酵液過(guò)多,淹沒(méi)了排氣管在瓶?jī)?nèi)的管口,這樣不能排出氣體,可能會(huì)排出發(fā)酵液。(3)分離純化酵母菌,常用的接種方法是平板劃線法。(4)醋酸菌進(jìn)行有氧呼吸,若果汁中混雜有醋酸菌,在果酒發(fā)酵旺盛時(shí),果酒發(fā)酵時(shí)的缺氧環(huán)境能抑制醋酸菌生長(zhǎng),同時(shí)果酒發(fā)酵的最適溫度也低于醋酸菌生長(zhǎng)的最適溫度,所以醋酸菌不能將果汁中的糖發(fā)酵形成醋酸。 7.腐乳是我國(guó)古代勞動(dòng)人民創(chuàng)造出的一種經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵的大豆食品。下面是腐乳制作的流程示意圖: 讓豆腐上長(zhǎng)出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯裝瓶→密封腌制 (1)現(xiàn)代科學(xué)研究表明,許多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵,其中起主要作用的是毛霉,毛霉是一種__________狀真菌。 (2)腐乳制作的原理是_______________________________。 (3)傳統(tǒng)的制作過(guò)程中,豆腐塊上生長(zhǎng)的毛霉來(lái)自______________________。而現(xiàn)代的腐乳生產(chǎn)是在嚴(yán)格的無(wú)菌條件下,將優(yōu)良的毛霉菌種接種在豆腐上,這樣可以________________________。 (4)加鹽的作用是____________________________________和______________________。 (5)鹵湯是由酒及各種香辛料配制而成的,加酒的作用是________________和________________。 答案 (1)絲 (2)毛霉等微生物產(chǎn)生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶能將脂肪水解成甘油和脂肪酸 (3)空氣中的毛霉孢子 避免其他菌種的污染,保證產(chǎn)品的質(zhì)量 (4)析出豆腐中的水分,使豆腐變硬 抑制微生物的生長(zhǎng),避免豆腐腐敗變質(zhì) (5)抑制微生物的生長(zhǎng) 使腐乳具有獨(dú)特的風(fēng)味 解析 (1)毛霉是一種絲狀真菌。(2)腐乳的制作原理是毛霉等微生物產(chǎn)生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶能將脂肪水解成甘油和脂肪酸。(3)傳統(tǒng)的腐乳制作過(guò)程中,不接種微生物,只能來(lái)自空氣中的毛霉孢子;現(xiàn)代的腐乳生產(chǎn)在無(wú)菌條件下進(jìn)行操作,可以防止雜菌污染,保證產(chǎn)品質(zhì)量。(4)制作腐乳的過(guò)程中,加鹽的作用有兩方面:析出豆腐中的水分,使豆腐變硬;抑制微生物的生長(zhǎng),避免豆腐腐敗變質(zhì)。(5)鹵湯中加酒的作用有兩方面:抑制微生物的生長(zhǎng)和使腐乳具有獨(dú)特的風(fēng)味。 考點(diǎn)41 植物有效成分的提取 1.判斷下列關(guān)于植物有效成分提取的敘述 (1)薄荷油是揮發(fā)性物質(zhì),提取薄荷油時(shí)應(yīng)選用干薄荷葉作原料,可采用水蒸氣蒸餾法提取( ) (2)用萃取法提取薄荷油時(shí),采用的溶劑是乙醚,原理是薄荷油易溶于有機(jī)溶劑乙醚中( √ ) (3)萃取法提取胡蘿卜素的主要步驟是:干燥、粉碎、萃取、濃縮、過(guò)濾( ) (4)在胡蘿卜顆粒的加熱干燥過(guò)程中,溫度過(guò)高和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解( √ ) (5)提取的胡蘿卜素可通過(guò)紙層析法進(jìn)行鑒定,在鑒定過(guò)程中不需要對(duì)照( ) 2.胡蘿卜素是一種常用的食用色素,可分別從胡蘿卜或產(chǎn)胡蘿卜素的微生物菌體中提取獲得,流程如下: (1)篩選產(chǎn)胡蘿卜素的酵母菌R時(shí),可選用____________________或平板劃線法接種。采用平板劃線法接種時(shí)需先灼燒接種環(huán),其目的是_____________________________________。 (2)培養(yǎng)酵母菌R時(shí),培養(yǎng)基中的蔗糖和硝酸鹽可分別為酵母菌R的生長(zhǎng)提供______________和____________。 (3)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時(shí),干燥過(guò)程應(yīng)控制好溫度和________________以防止胡蘿卜素的分解;萃取過(guò)程中宜采用________________方式加熱以防止溫度過(guò)高;萃取液濃縮前需進(jìn)行過(guò)濾,其目的是__________________________________________。 (4)紙層析法可用于鑒定所提取的胡蘿卜素。鑒定過(guò)程中需用胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品作為_(kāi)_____________。 答案 (1)稀釋涂布平板法 殺滅接種環(huán)上的微生物 (2)碳源 氮源 (3)干燥時(shí)間 水浴加熱 濾去萃取液中的不溶物 (4)(實(shí)驗(yàn))對(duì)照 解析 (1)接種微生物的方法主要是稀釋涂布平板法和平板劃線法,接種過(guò)程為了避免其他雜菌的污染,要做無(wú)菌操作,所以接種前需對(duì)接種環(huán)進(jìn)行滅菌。(2)蔗糖主要提供碳源,當(dāng)然也可以作為能源物質(zhì),硝酸鹽含氮元素,可提供氮源。(3)溫度過(guò)高、干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解;由于萃取劑往往有揮發(fā)性,直接加熱時(shí)揮發(fā)出來(lái)的有機(jī)溶劑遇明火易爆炸;萃取后需將原料中不溶于萃取劑的成分濾去。(4)提取出來(lái)的胡蘿卜素往往不是純的,用胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品主要起一個(gè)對(duì)照的作用。 1.植物芳香油三種提取方法的比較 提取方法 實(shí)驗(yàn)原理 適用范圍 水蒸氣蒸餾法 利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái),形成油水混合物,冷卻后,混合物又會(huì)重新分出油層和水層 適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香油 壓榨法 通過(guò)機(jī)械加壓,壓榨出果皮中的芳香油 適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料中芳香油的提取 有機(jī)溶劑萃取 使芳香油溶解在有機(jī)溶劑中,蒸發(fā)溶劑后就可獲得芳香油 適用范圍廣,要求原料的顆粒要盡可能細(xì)小,能充分溶解在有機(jī)溶劑中 2.實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì) (1)玫瑰精油提取的實(shí)驗(yàn)流程 鮮玫瑰花+清水(1∶4)→水蒸氣蒸餾→油水混合物 分離油層除水過(guò)濾,玫瑰油。 (2)橘皮精油提取的實(shí)驗(yàn)流程 石灰水浸泡橘皮→漂洗→壓榨→過(guò)濾→靜置→再次過(guò)濾→橘皮油。 (3)提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)流程 胡蘿卜→粉碎→干燥→萃取→過(guò)濾→濃縮→胡蘿卜素。 1.如圖1是在發(fā)酵罐內(nèi)利用三孢布拉氏霉發(fā)酵生產(chǎn)β胡蘿卜素過(guò)程中,菌體生物量及β胡蘿卜素產(chǎn)量隨時(shí)間變化的曲線圖。圖2是樣品層析結(jié)果及與β胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)樣品的比對(duì)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)發(fā)酵罐內(nèi)三孢布拉氏霉培養(yǎng)基按物理形態(tài)分應(yīng)為_(kāi)_______________,玉米粉和豆餅為微生物的生長(zhǎng)分別主要提供______________。在接入菌種前,應(yīng)對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行________________,以避免雜菌污染。 (2)圖1中,菌體的最快增長(zhǎng)出現(xiàn)在第________h,菌體的生物量到達(dá)最大值后下降,其原因是________________________________________________________________________, 為保證連續(xù)的生產(chǎn),應(yīng)采取的措施是______________________________________。 (3)β胡蘿卜素常用的提取方法為_(kāi)_______________法,實(shí)驗(yàn)表明,石油醚的提取效果遠(yuǎn)好于丙酮和酒精,原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)將萃取的胡蘿卜素樣品與β胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行比對(duì),結(jié)果如圖2。從圖中分析可知,色帶________為β胡蘿卜素。 答案 (1)液體培養(yǎng)基 碳源和氮源 高壓蒸汽滅菌 (2)100 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏,有害代謝產(chǎn)物積累 連續(xù)加入新的培養(yǎng)液,同時(shí)排出代謝產(chǎn)物 (3)有機(jī)溶劑萃取 石油醚為水不溶性有機(jī)溶劑,萃取效果好 (4)Ⅰ 解析 (1)發(fā)酵罐內(nèi)三孢布拉氏霉培養(yǎng)基按物理形態(tài)分應(yīng)為液體培養(yǎng)基,玉米粉和豆餅為微生物的生長(zhǎng)分別主要提供碳源和氮源。在接入菌種前,應(yīng)對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌,以避免雜菌污染。 (2)圖1中,菌體的最快增長(zhǎng)出現(xiàn)在第100 h,菌體的生物量到達(dá)最大值后下降,其原因是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏,有害代謝產(chǎn)物積累,為保證連續(xù)的生產(chǎn),應(yīng)采取的措施是連續(xù)加入新的培養(yǎng)液,同時(shí)排出代謝產(chǎn)物。 (3)提取β胡蘿卜素常用的方法為有機(jī)溶劑萃取法,實(shí)驗(yàn)表明,石油醚的提取效果遠(yuǎn)好于丙酮和酒精,原因是石油醚為水不溶性有機(jī)溶劑,萃取效果好。 2.檸檬油是植物芳香油中的一種,它是一種廣譜性的殺蟲(chóng)劑,可殺死蚊子、蒼蠅、蟑螂和臭蟲(chóng)等傳染疾病的害蟲(chóng),以及危害糧食、蔬菜的常見(jiàn)害蟲(chóng),包括幼蟲(chóng)、蛹等,被稱為一種綠色殺蟲(chóng)劑。提取檸檬油的操作步驟如圖。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程圖回答下列問(wèn)題: (1)新鮮的檸檬果皮中含有大量的______________和水分,如果直接壓榨,出油率較低。 (2)壓榨是個(gè)機(jī)械加壓過(guò)程,要求既要將原料壓緊,防止原料滑脫,又要將________________擠壓出來(lái)。 (3)A是________________,目的是破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),分解果膠,防止壓榨時(shí)果皮滑脫,提高_(dá)_______。B過(guò)程一般加入相當(dāng)于檸檬果皮質(zhì)量0.25%的小蘇打和5%的硫酸鈉,其目的是使檸檬油易與水分離,并調(diào)節(jié)pH至________。 (4)C過(guò)程為用________過(guò)濾,目的是除去固體物和殘?jiān)? (5)檸檬油是食品、化妝品和香水配料的優(yōu)質(zhì)原料,具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,提取檸檬油不采取水中蒸餾的原因是:水中蒸餾會(huì)導(dǎo)致__________________的問(wèn)題。檸檬果皮精油的提取適宜采用________法。 答案 (1)果蠟、果膠 (2)油分 (3)石灰水 出油率 7~8 (4)普通布袋 (5)原料焦糊和有效成分水解 壓榨 解析 (1)新鮮的檸檬果皮中含有大量的果蠟、果膠、水分,會(huì)影響出油率。(2)壓榨過(guò)程要將原料壓緊,防止滑脫,將油分?jǐn)D壓出來(lái)。(3)為了提高出油率,壓榨前,需要將橘皮用石灰水浸泡,這樣可以破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),降低壓榨液的黏稠度,過(guò)濾時(shí)不會(huì)堵塞篩眼。(4)圖中C過(guò)程為過(guò)濾,用普通布袋,可以除去固體物和殘?jiān)?5)水中蒸餾時(shí),檸檬油中有效成分會(huì)水解,也容易發(fā)生原料焦糊問(wèn)題,因此宜采用壓榨法。 3.回答下列有關(guān)植物有效成分提取的問(wèn)題。 (1)提取玫瑰精油可用______________法,對(duì)裝有玫瑰花瓣和水的蒸餾瓶加熱,可在錐形瓶中收集到油水混合物,再向油水混合物中加入________,可以使油水混合物分層,通過(guò)分液漏斗獲取油層,此時(shí)油層中還有一定水分,一般還要加入一定量的________________吸水。 (2)用壓榨法提取橘皮精油,為防止壓榨時(shí)滑脫,提高出油率,可以將橘皮干燥去水后用________浸泡再壓榨;在壓榨液中加入小蘇打和硫酸鈉的目的是_____________________。 (3)胡蘿卜素不易揮發(fā),一般考慮________法提取,在乙醇、丙酮、石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳中,________最適合用于提取胡蘿卜素。整個(gè)過(guò)程不用明火加熱是為了________________,蒸餾瓶上加裝冷凝回流裝置是為了_______________________。 答案 (1)水蒸氣蒸餾(蒸餾) NaCl 無(wú)水硫酸鈉 (2)石灰水 促進(jìn)油和水的分離 (3)萃取 石油醚 防止引起燃燒或爆炸 防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā) 解析 (1)提取玫瑰精油可用水蒸氣蒸餾法;收集油水混合物后,向其中加入NaCl,可促進(jìn)油水混合物分層;油層中的水分可以用無(wú)水硫酸鈉吸收。 (2)提取橘皮精油時(shí),將橘皮干燥去水后用石灰水浸泡,可以防止壓榨時(shí)滑脫,提高出油率;在壓榨液中加入小蘇打和硫酸鈉的目的是促進(jìn)油和水的分層。 (3)胡蘿卜素不易揮發(fā),一般采用萃取法提??;在乙醇、丙酮、石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳中,乙醇和丙酮易溶于水,不適合用萃取法,石油醚的沸點(diǎn)最高,且不易揮發(fā),最適合用于提取胡蘿卜素;由于萃取劑易燃易爆炸,不能明火加熱;蒸餾瓶上加上冷凝回流裝置是為了防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)。 4.請(qǐng)回答下列與實(shí)驗(yàn)室提取芳香油有關(guān)的問(wèn)題。 (1)植物芳香油的提取可采用的方法有壓榨法、________和________。 (2)芳香油溶解性的特點(diǎn)是不溶于______________,易溶于________,因此可用________________作為提取劑來(lái)提取芳香油。 (3)橘子果實(shí)含有芳香油,通常可用________作為材料提取芳香油,而且提取時(shí)往往選用新鮮的材料,理由是______________________________。 (4)對(duì)材料壓榨后可得到糊狀液體,為除去其中的固體物獲得乳狀液可采用的方法是________________________________________________________________________。 (5)得到的乳狀液加入氯化鈉并放置一段時(shí)間后,芳香油將分布于液體的________層,原因是_________________。加入氯化鈉的作用是________________________________________。 (6)從乳狀液中分離得到的芳香油中要加入無(wú)水硫酸鈉,此劑的作用是________。 答案 (1)蒸餾法 萃取法 (2)水 有機(jī)溶劑 有機(jī)溶劑(其他合理答案也可) (3)橘子皮 芳香油含量較高 (4)過(guò)濾(其他合理答案也可) (5)上 油的密度比水小(其他合理答案也可) 增加水層密度,使油和水分層 (6)吸收芳香油中殘留的水分 解析 (1)植物芳香油的提取可采用的方法有壓榨法、蒸餾法、萃取法。(2)芳香油溶解性的特點(diǎn)是不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,因此可用有機(jī)溶劑作為提取劑來(lái)提取芳香油。(3)一般采用新鮮的橘子皮來(lái)提取橘皮精油,因?yàn)樾迈r的含有芳香油多。(4)除去液體中的固體常用方法是過(guò)濾。(5)芳香油密度比水小,且不溶于水,會(huì)浮在液體的表面。加入氯化鈉會(huì)增加水層密度,使油和水分層。(6)無(wú)水硫酸鈉的作用可以吸收芳香油中殘留的水分。 5.胡蘿卜素可用于治療因缺乏維生素A而引起的各種疾??;還是常用的食品色素;還具有使癌變細(xì)胞恢復(fù)為正常細(xì)胞的作用。下圖是提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)流程示意圖,請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題。 →→→→→→ (1)除了可以從植物中提取天然胡蘿卜素外,還可以從養(yǎng)殖的巖藻中獲得或者利用________________生產(chǎn)。 (2)新鮮的胡蘿卜含有大量的水分,在胡蘿卜素的提取過(guò)程中,要對(duì)新鮮的胡蘿卜進(jìn)行________________處理,但要注意控制________和時(shí)間,這是因?yàn)開(kāi)________。 (3)圖中A過(guò)程表示________,此過(guò)程用到的有機(jī)溶劑應(yīng)該具有很高的________,能夠充分________胡蘿卜素,并且不與水混溶。 (4)圖中B過(guò)程表示________,濃縮之前進(jìn)行過(guò)濾的目的是_____________。 答案 (1)微生物的發(fā)酵 (2)干燥 溫度 溫度太高、干燥時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解 (3)萃取 溶點(diǎn) 溶解 (4)濃縮 除去萃取液中的不溶物 解析 (1)天然胡蘿卜素除取自植物外,還可以從養(yǎng)殖的巖藻中獲得或利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)。(2)進(jìn)行有機(jī)溶劑萃取時(shí)宜對(duì)原料進(jìn)行干燥處理。(3)圖中A為萃取,該過(guò)程所用到的有機(jī)溶劑應(yīng)具有很高的溶點(diǎn),能充分溶解胡蘿卜素,且不與水混溶。(4)圖中B為濃縮,在濃縮前宜進(jìn)行過(guò)濾以除去萃取液中的不溶物。 考點(diǎn)42 植物組織培養(yǎng) 1.判斷下列有關(guān)植物的組織培養(yǎng)技術(shù)的敘述 (1)外植體可以來(lái)自于植物的任何細(xì)胞 ( ) (2)愈傷組織是一團(tuán)有特定結(jié)構(gòu)和功能的薄壁細(xì)胞 ( ) (3)二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株 ( ) (4)以花粉作為外植體可得到單倍體植株 ( √ ) (5)用人工薄膜將胚狀體、愈傷組織等分別包裝可制成人工種子 ( ) (6)植物耐鹽突變體可通過(guò)添加適量NaCl的培養(yǎng)基培養(yǎng)篩選而獲得 ( √ ) (7)不同階段的培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素的比例不同 ( √ ) 2.辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。辣椒素的獲得途徑如圖: (1)圖中①和②分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細(xì)胞的______和________過(guò)程。 (2)圖中培養(yǎng)外植體的培養(yǎng)基中常用的凝固劑是______。培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素用量的比值________(填“高”或“低”)時(shí),有利于芽的分化。對(duì)培養(yǎng)基徹底滅菌時(shí),應(yīng)采用的滅菌方法是________________。 (3)圖中外植體的消毒所需酒精的體積分?jǐn)?shù)是________。用酶解法將愈傷組織分離成單細(xì)胞時(shí),常用的酶是________和纖維素酶。 (4)提取辣椒素過(guò)程中,萃取加熱時(shí)需安裝冷凝回流裝置,其目的是__________________。 答案 (1)脫分化(或去分化) 再分化 (2)瓊脂 低 高壓蒸汽滅菌 (3)70% 果膠酶 (4)防止有機(jī)溶劑的揮發(fā) 解析 (1)由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程稱為脫分化,脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng),又可重新分化成根或芽等器官,這個(gè)過(guò)程叫做再分化。(2)培養(yǎng)基中常用的凝固劑是瓊脂。同時(shí)使用生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素時(shí),兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素用量的比值低時(shí),有利于芽的分化;反之則利于根的分化。培養(yǎng)基應(yīng)用高壓蒸汽滅菌鍋滅菌。(3)外植體消毒所用酒精的體積分?jǐn)?shù)是70%。酶解法將愈傷組織分離成單細(xì)胞所用的酶是果膠酶和纖維素酶。(4)用萃取法提取植物有效成分時(shí),應(yīng)在加熱瓶口安裝冷凝回流裝置,目的是防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)。 3.草莓生產(chǎn)上傳統(tǒng)的繁殖方式易將所感染的病毒傳播給后代,導(dǎo)致產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。運(yùn)用微型繁殖技術(shù)可以培育出無(wú)病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本過(guò)程如下: 外植體愈傷組織芽、根―→植株 請(qǐng)回答: (1)微型繁殖培育無(wú)病毒草莓苗時(shí),一般選取________作為外植體,其依據(jù)是________________________________________________________________________。 (2)在過(guò)程①中,常用的MS培養(yǎng)基主要成分包括大量元素、微量元素和________,在配制好的培養(yǎng)基中,常常需要添加________,有利于外植體啟動(dòng)細(xì)胞分裂形成愈傷組織,接種后2~5 d,若發(fā)現(xiàn)外植體邊緣局部污染,原因可能是________________。 (3)在過(guò)程②中,愈傷組織在誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基中未形成根,但分化出了芽,其原因可能是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)莖尖(或根尖) 莖尖(或根尖)病毒極少,甚至無(wú)病毒 (2)有機(jī)物 植物激素 外植體消毒不徹底 (3)培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素類(lèi)物質(zhì)用量與細(xì)胞分裂素類(lèi)物質(zhì)用量的比值偏低 解析 (1)因莖尖(或根尖)病毒極少,甚至無(wú)病毒,所以常用其作為外植體培育無(wú)病毒植株。(2)在植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中,除了添加植物必需的礦質(zhì)元素外,還要添加有機(jī)物,添加植物激素有利于啟動(dòng)細(xì)胞分裂實(shí)現(xiàn)脫分化形成愈傷組織,并且可誘導(dǎo)愈傷組織細(xì)胞的再分化過(guò)程。若對(duì)外植體消毒不徹底,會(huì)造成外植體邊緣局部污染。(3)在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的用量比值不同,誘導(dǎo)生根發(fā)芽的結(jié)果不同,當(dāng)比值低時(shí),有利于生芽;比值高時(shí),有利于生根。 1.影響植物組織培養(yǎng)的因素 (1)內(nèi)因:材料的種類(lèi)、年齡、保存時(shí)間長(zhǎng)短等。 (2)外因 2.植物組織培養(yǎng)與花藥培養(yǎng)技術(shù)的比較 項(xiàng)目 內(nèi)容 植物組織培養(yǎng) 花藥培養(yǎng)技術(shù) 理論依據(jù) 細(xì)胞的全能性 基本過(guò)程 脫分化→再分化 外植體細(xì)胞類(lèi)型 體細(xì)胞 生殖細(xì)胞 操作流程 制備MS固體培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→培養(yǎng)→移栽→栽培 選材→消毒→接種、培養(yǎng)→篩選和誘導(dǎo)→移栽→栽培選育 培養(yǎng)結(jié)果 正常植株 單倍體植株 可育性 可育 高度不育,秋水仙素處理,染色體加倍后可育 1.在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,生長(zhǎng)素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值高時(shí),下列描述正確的是( ) A.有利于根的分化和芽的形成 B.不利于根的分化和芽的形成 C.有利于芽的形成,抑制根的分化 D.有利于根的分化,抑制芽的形成 答案 D 解析 生長(zhǎng)素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值高時(shí),有利于根的分化,抑制芽的形成;比值低時(shí),有利于芽的分化,抑制根的形成;比值適中時(shí),促進(jìn)愈傷組織的形成。 2.下圖是利用三倍體香蕉的莖尖培養(yǎng)脫毒香蕉植株的過(guò)程示意圖。下列敘述正確的是( ) A.①~③過(guò)程中發(fā)生了有絲分裂和減數(shù)分裂 B.①階段需要生長(zhǎng)素而③階段僅需要細(xì)胞分裂素 C.①階段細(xì)胞增殖能力強(qiáng),細(xì)胞分化速度快 D.X階段的細(xì)胞高度液泡化,排列疏松而無(wú)規(guī)則 答案 D 解析?、佟圻^(guò)程都是有絲分裂,無(wú)減數(shù)分裂,故A錯(cuò)。組織培養(yǎng)過(guò)程都需要細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素,故B錯(cuò)。①階段為脫分化,細(xì)胞不分化,故C錯(cuò)。X階段為愈傷組織,細(xì)胞高度液泡化,排列疏松而無(wú)規(guī)則,故D正確。 3.下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述中,錯(cuò)誤的是( ) A.細(xì)胞的全能性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ) B.脫分化和再分化與培養(yǎng)基中的植物激素的種類(lèi)及其比例有密切關(guān)系 C.對(duì)外植體進(jìn)行嚴(yán)格的消毒、滅菌后再進(jìn)行組織培養(yǎng)可獲得脫毒植株 D.愈傷組織的誘導(dǎo)往往需要暗培養(yǎng),再分化一定要有光照 答案 C 解析 細(xì)胞的全能性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ),故A正確;脫分化和再分化與植物激素的種類(lèi)和比例有- 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- 2019-2020年高三生物 考前三個(gè)月 專(zhuān)題13 生物技術(shù)實(shí)踐 2019 2020 年高 生物 考前 三個(gè)月 專(zhuān)題 13 生物技術(shù) 實(shí)踐
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