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1、燕会芬,本专题考纲内容主要包括：微生物的利用、酶的应用、生物技术在食品加工及其他方面的应用三部分内容。微生物的利用在生物技术实践中占有比较重要的地位，包括微生物的分离和培养技术、特定微生物的数量的测定、培养基对微生物的选择作用和微生物的实验室培养等内容。酶的应用考点和必修内容联系紧密，主要包括果胶酶在果汁中的应用和加酶洗衣粉的洗涤效果探究及酶的固定。生物技术在食品加工及其他方面的应用包括6个知识点，果酒果醋腐乳泡菜的制作、植物组织培养、植物芳香油的提取和胡萝卜素的提取、DNA的粗提取与分离、PCR技术、蛋白质的提取分离。,考纲解读,从近几年新课标地区生物试题看：1.“微生物的培养与利用”考点无
2、疑是选修1中近几年新课标高考的最大热点，如2011年全国卷39、2010年全国高考卷（一）、2010山东理综34、2009辽宁、宁夏理综40、2009上海卷39、2009海南卷32、2008山东理综34(2)(4)等都考查了微生物的分离和培养技术。2008山东理综34(3)、2007宁夏理综32(3)(5)都考查了选择培养基的作用。2“酶的应用”考点，联系生产生活实际的考题比较多见，如2010山东理综34(3)考查了酶活性的检测和固定化酶的应用2008江苏生物34考查了加酶洗衣粉的洗涤效果，2007山东理综34(1)(2)(4)考查了果胶酶在果汁生产中的应用研究。,命题趋向,3生物技术在食品加
3、工及其他方面的应用考点主要集中在以下三个方面：果酒和果醋的制作方法与应用及腐乳的制作是本专题点的重要内容，在高考出现的概率也相对较高，如2009浙江自选17考查食醋和泡菜的制作；、2010海南卷25、植物组织培养的操作和应用在近几年高考中开始走高，如2010安徽理综31(I)、2009山东理综34都对植物组织培养技术进行了考查。生物材料中某些特定成分的提取和蛋白质的分离在高考试题中也逐步热化2010江苏生物32dna的粗提取与鉴定、2011海南卷30、2010全国新课标39考查了芳香油的提取技术，2008宁夏理综37考查胡萝卜素的提取技术。,2011全国高考卷39【生物选修1：生物技术实践】（
4、15分）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。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能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土，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、和。无菌技术要求试验操作应在酒精灯 附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。,2010全国新课标39【生物选修模块 1：生物技术实践】(15 分)
5、下列是与芳香油提取相关的问题，请回答：（1）玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有 收集的蒸馏液(是、不是)纯的玫瑰精油，原因是。的性质。蒸馏时（2）当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时 间和。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是，原因是 的地方，目的是。（3）如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会（4）密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度（5）某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示。提取精油 时采摘花的最合适时间为 天左右。(6)从薄荷叶中提取薄荷油时 理由是。(能、不能)采用从玫瑰花中提
6、取玫瑰精油的方法，,2008宁夏理综 37、生物选修生物技术实践（15分）根据从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知识及胡萝卜素的性质，回答下列问题。（1）胡萝卜素是色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素，常用作为溶剂，原因是。（2）从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是法。用这种提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、干燥、。（3）在胡萝卜颗粒的加热过程中，应严格将和控制在一定范围内，原因是。（4）提取胡萝卜素可通过法进行鉴定，在鉴定过程中需要用对照。（5）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,2009年海南卷32生物选考题（15 分）A生物选修 I 生物技术实践 某小组同学为了调查湖水中细菌的
7、污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培 养、菌落观察计数。请回答与此实验相关的问题。（1）培养基中含有蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了_和_。除此之外，培养基还必须含 有的基本成分是_和_。（2）对培养基进行灭菌，应该采用的方法是_。（3）为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于_中培养，培养的 温度设定在 37。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种_作为对照进行实 验。（4）培养 20 小时后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有_种细菌。一般说来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越_。（5）如果提高培养基中 NaC
8、l 的浓度，可以用于筛选耐_细菌，这种培养基被称为_。,2011海南卷,注意：河南、山西、吉林、黑龙江、新疆、宁夏、辽宁、湖南、江西、海南等考试形式相同,考试形式：基础知识填空、总分15分知识特点：基础知识识记本专题知识点与生活密切相关又为新增加知识，分析近几年的新课标试题可以发现，本专题对有关知识的考查上会更加注重与之相关的基础知识，并突出重点。因此在复习中，不要“深挖洞”，但要“广积粮”（即识记课本上基础知识即可）;注意一些高频的生物专业词的填空；对于实验步骤、实验操作能够识记，并能够灵活运用。,与传统发酵有关的几类微生物的比较,1果酒的制作原理 酵母菌在有氧条件下能大量增殖，在无氧条件下
9、，能通过无氧呼吸产生酒精，反应式如下 2果醋的制作原理 当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖直接分解成醋酸；当缺少糖源时（氧气还是充足），醋酸菌将乙醇变成乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应式如下,果酒、果醋的制作原理,实验流程：挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵果酒（醋酸发酵果醋）酒精检验：果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。,充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的；出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接，其目的是防止空气中微生物的污染。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应
10、该充气口连接气泵，输入氧气。,腐乳的制作 多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉，其中主要是毛霉起作用。,原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。,实验流程：让豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制 主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。,操作提示(1)操作过程的控制：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。盐的控制：盐浓度过高会影响腐乳的口味，浓度过低不是以抑制微生物生长，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质。酒的含量一般控制成12%左右。酒精含量量越高，对蛋白酶的抑制作用
11、也越大，使腐乳成熟期过长。酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。温度的控制：温度1518，适合毛霉生长。发酵时间宜控制在6个月左右。,(2)防止杂菌污染：用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。装瓶时，操作要迅速小心。加入卤汤后，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。,食盐的作用：1.抑制微生物的生长，避免腐败变质2.析出水分，是豆腐变硬，在后期制作过程中不易酥烂3.调味作用。酒的作用：1.防止杂菌污染以防腐2.与有机酸结合形成 酯，赋予腐乳风味3.酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系 香辛料的作用
12、：1.调味作用2.杀菌防腐作用3.参与并促进发酵过程,泡菜制作及亚硝酸盐含量的检测,2检测亚硝酸盐的含量 我国卫生标准规定,1制作流程,检测原理 反应物N1萘基乙二胺盐酸盐玫瑰红色染料配制的亚硝酸盐标准使用液与样品液显色后，目测比较，可大致估算泡菜中亚硝酸盐的含量。测定亚硝酸盐含量的操作配制溶液制备标准显色液制备样品处理液比色。亚硝酸盐含量的计算：样品中亚硝酸盐含量(mg)/取样量(40 mL滤液的质量，kg)。,一、果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作,考一考,亚硝酸盐含量的测定,自我校对：无氧20 酸性榨汁有氧3035 糖源酒精发酵肽和氨基酸甘油和脂肪酸卤汤乳酸菌乳酸腌制时间温度食盐用量对氨基苯磺
13、酸N1萘基乙二胺盐酸盐玫瑰红标准液,培养基配方及营养要素基本营养要素：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐、生长因子。此外还要满足不同微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。,培养基分类,无菌技术(1)消毒和灭菌的区别,(2)无菌技术具体操作对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。,纯化大肠杆菌以及菌种的保藏(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。(2)纯化大肠杆菌原理：在培养
14、基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使其长成单个的菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。方法：平板划线法、稀释涂布平板法。(3)菌种的保藏短期保存：固体斜面培养基上4保存，菌种易被污染或产生变异。长期保存：20甘油管在冷冻箱中保藏。,一、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1选择合适的培养基(1)根据培养基的用途可分为选择培养基和鉴别培养基，这部分内容中既用到选择培养基又用到了鉴别培养基。,2统计菌落数目的方法(1)显微镜直接计数法-直接计数法 原理：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量。方法：用计数板计数。缺点：不能区分死菌与活菌。(2)稀释涂布平板法-间接计数
15、法(活菌计数法)原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长着一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。3细菌分离与计数的实验流程 土壤取样样品稀释取样涂布微生物培养观察并记录结果细菌计数。,二、分解纤维素的微生物的分离1纤维素酶 是一种复合酶，它包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。2纤维素分解菌的筛选原理(1)刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。(2)纤维素分解菌能增生纤维素酶分解纤维素，从而使菌落周围形成透明圈。,操作注意：a设置重
16、复组，增强实验的说服力与准确性。b为了保证结果准确，一般选择菌落数在30300的平板进行计数。计算公式：每克样品中的菌株数C/VM，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。,3土壤中纤维素分解菌的筛选(1)方案 土壤取样选择培养（根据目的菌数量而定）梯度稀释将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上挑选产生透明圈的菌落。(2)选择培养的目的：增加纤维素分解菌的浓度，确保能够从样品中分离到所需要的微生物。(3)涉及的微生物技术主要有：培养基的制作、无菌操作、稀释涂布平板法、选择培养基的作用、土壤取样等。,一、微生物的培养,考一考,二、
17、微生物的利用,一、果胶酶与纤维素酶的比较,1常用酶制剂的种类及洗涤原理,直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化优缺点的比较,固定化细胞技术(1)概念：固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。(2)主要方法,果胶酶在果汁生产中的应用,考一考,探讨加酶洗衣粉的洗涤效果,酵母细胞固定化,1原理(1)植物细胞全能性（理论基础）的概念：高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整植株的潜能。(2)高度分化的植物细胞全能性表达的条件离体条件；无菌操作(防止杂菌污染)；适宜物质的诱导和调节(激素主要是生长素、细胞分裂素等)；种类齐全、比例适合的营养物质；温度、酸碱度、光照等条件的控
18、制。,2基本过程3影响植物培养的因素(1)外植体的选取不同植物的组织培养难度不同。对于同一种植物材料，材料的年龄，保存时间的长短等也会影响实验结果。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。,(2)培养基的配制(MS培养基)大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S。微量元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co。有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。pH、温度、光照不同的植物对各种条件的要求往往不同。菊花适宜条件：pH在5.8左右；温度控制在1822；每日日光灯光照12h。,植物组织培养技术和花药培养技术,菊花茎与月季花药组织培养的比较,注意：被子植物花粉的发育要经
19、历小孢子四分体时期、单核期（包括单核居中期和单核靠边期）和双核期等阶段通过花药培养产生花粉植株（即单倍体植株）一般有两条途径，一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株，另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株。但无论哪种方式，都要先诱导生芽，再诱导生根。选花药时一般要通过镜检来确定是否处于适宜的发育期。确定花粉发育时期的最常用的方法是醋酸洋红法，对于某些花粉细胞核不易着色，需采用焙花青铬矾法，染成蓝黑色。,DNA的粗提取和鉴定 基本原理 与方法及目的(1)DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同（方案一），目的：利用这一特点，选择适当的NaCl浓度就能使DNA充分溶解，而使
20、杂质沉淀；或者相反，以达到分离目的，例在2 mol/L的NaCl溶液中DNA溶解，过滤除去不溶的杂质；在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最低，DNA析出，过滤去除溶液中的杂质。(2)DNA对酶、高温、洗涤剂的耐受性（方案二：加入嫩肉粉，嫩肉粉中含木瓜蛋白酶目的：水解蛋白质方案三：大多数蛋白质不能忍受60-80的高温，而DNA 在80以上才会变性；洗涤剂能瓦解细胞膜，但对DNA无影响）(3)DNA不溶于酒精溶液；目的：DNA析出，除去溶于95%酒精的蛋白质(4)DNA可被二苯胺染成蓝色（沸水浴）。目的：鉴定DNA,DNA的粗提取实验注意：选择鸡血细胞，不能选择哺乳动物成熟的红细
21、胞，因为哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核，也没有DNA，不适于作DNA提取的材料，但却是提取血红蛋白的理想材料。实验过程中两次用于蒸馏水，第一次目的是使成熟的鸡血红细胞涨破释放出DNA，第二次目的是稀释NaCl溶液。,比较细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR),（多聚酶链式反应）PCR技术反应过程中控制不同温度的意义及步骤：(1)90以上时变性，双链DNA解聚为单链；(2)50左右时复制，引物与两条单链DNA结合；(3)72左右时延伸，Taq DNA聚合酶有最大活性，使DNA新链由5端向3端延伸。,血红蛋白的提取和分离方法(1)凝胶色谱法 含义：根据相对分子质量的大小分离蛋白质。原理 a相
22、对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢。b相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快。(2)电泳法 含义：带电离子在电场作用下发生迁移过程。原理：利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异和分子本身大小、形状不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离,实验操作程序(1)样品处理红细胞的洗涤：除去血浆蛋白等杂质，有利于后续步骤的分离纯化；血红蛋白的释放：使红细胞涨破，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，便于下一步对血红蛋白的转化。(2)粗分离透析：除去样品中分子量较小的杂质。(3)纯化：一般采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，来测定蛋白质的分子量，即对血红蛋白进行纯度鉴定。,注意,植物有效成分的提取,植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取，根据蒸馏过程中原料放置的位置不同，将水蒸气蒸馏法划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏。水中蒸馏法不适用于柑橘和柠檬等原料的提取，这是因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等。,植物的组织培养技术,考一考,蛋白质的提取和分离、PCR技术,三、植物有效成分的提取,
