1、高考北京版高考生物 专题24 生物技术实践第十单元生物技术实践专题24生物技术实践挖命题【考情探究】考点考向5年考情预测热度高考示例素养要素难度1微生物的培养、分离与计数微生物的实验室培养2018课标全国,37,15分生命观念科学思维科学探究易微生物的分离纯化技术2018课标全国,37,15分易微生物的筛选与计数2017江苏单科,31,7分中2传统发酵技术果酒果醋的制作2018江苏单科,16,2分生命观念科学思维科学探究社会责任易腐乳的制作发酵过程中亚硝酸盐含量的测定2016天津理综,10,12分易分析解读本专题的主要内容是微生物的实验室培养与微生物在生产生活中的应用。北京高考对本专题主要是以
2、选择题的形式进行考查,通常会结合多个实验的原理、实验条件、实验应用等,题目的覆盖面较大;在非选择题中也有少量涉及,与高中生物基础概念联系紧密的、技术前沿的实验,如PCR技术、微生物培养、植物组织培养等经常作为技术背景出现在一个具体研究中,目的是通过这些技术辅助的科学研究来揭示生物的本质和规律。PCR技术和植物组织培养与选修3交叉,所以该部分内容已分别放入基因工程和细胞工程专题中。总体来说,高考对本部分的考查难度较低,但是本专题(选修1)在培养考生的科学探究能力方面有着不可或缺的重要价值。【真题典例】破考点考点一微生物的培养、分离与计数【考点集训】考向1微生物的实验室培养1.已知某种细菌以CO2
3、为唯一碳源,下列相关叙述正确的是()A.可推测该细菌的代谢类型为自养需氧型B.无机盐是该细菌不可缺少的营养物质C.培养过程中碳源同时充当该细菌的能源物质D.培养该细菌的培养基中无需添加氮源答案B2.回答与微生物实验室培养有关的问题:(1)在制备固体培养基时需加入的常用凝固剂是。若培养基需调节pH,则应在灭菌之(填“前”或“后”)调节。(2)为防止外来杂菌入侵,对等可采用干热灭菌法进行灭菌。(3)如图为平板划线法接种后的示意图。在划线接种的整个操作过程中,对接种环至少需进行次灼烧灭菌。接种后盖上皿盖,将平板放入恒温箱中培养,这样放置的目的是 。(4)用稀释涂布平板法统计活菌数目时,每隔一个“时间
4、间隔”统计一次菌落数目,最后选取作为结果,这样可以防止因培养时间不足而遗漏菌落的数目。答案(1)琼脂前(2)玻璃器皿和金属用具(3)6倒置避免培养基被污染和防止培养基水分过快挥发(4)菌落数目稳定时的记录考向2微生物的分离纯化技术3.下列关于平板划线法和稀释涂布平板法纯化大肠杆菌的叙述,正确的是()可以获得单个的菌落都需要使用接种针进行接种都需要在火焰旁进行接种都可以用来计数活菌A.B.C.D.答案C4.幽门螺杆菌(能分解对热不稳定的尿素)是急慢性胃炎和消化道溃疡的主要致病因素。为从带菌者胃黏膜样本中分离出该细菌,相关实验步骤和方法不合理的是()A.配制培养基并灭菌后,需要加入无菌尿素B.应设
5、置未接种的培养基,作为实验的对照C.统计样本中活菌数量时,可用划线法接种D.可利用酚红指示剂对培养的菌落进行鉴定答案C5.下列有关细菌纯化培养的说法,不正确的是()A.实验操作者接种前要用70%的酒精棉球擦手消毒B.每次划线后接种环要在酒精灯火焰上灼烧灭菌C.培养基上的单个菌落都是一个细菌细胞的克隆D.菌液梯度稀释后用涂布法接种,得到单菌落便于计数答案C考向3微生物的筛选与计数6.下列有关实验的叙述,正确的是()A.制作果酒时,先用稀释的洗涤液多次清洗葡萄以防止发酵液被污染B.用划线法接种时,将培养皿盖全部打开后,用沾有菌液的接种环划线接种C.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红,可用于筛选和
6、鉴定尿素分解菌D.刚果红能与纤维素形成红色复合物,可用刚果红分离分解纤维素的细菌答案C7.我国规定每升饮用水中大肠杆菌不能超过3个。某兴趣小组尝试对某品牌饮用水的大肠杆菌含量进行检测,操作简图如图甲,伊红美蓝培养基配方如图乙。基础培养基100 mL20%乳糖溶液 2 mL2%伊红水溶液 2 mL0.5%美蓝水溶液 1 mL图甲 图乙回答下列相关问题:(1)图甲中滤膜的孔径应(填“大于”或“小于”)大肠杆菌。受此启发,对某些不耐高温的试剂可以怎样除菌?。(2)配制图乙中的基础培养基时,除了水分、无机盐以外,还应加入(一种营养成分),以及。伊红美蓝培养基上生长的大肠杆菌菌落呈现黑色,从功能上划分,
7、该培养基属于培养基。(3)该小组通过统计的数目,计算出单位体积样品中大肠杆菌数目。理论上他们的统计值要比实际(填“偏高”或“偏低”),理由是 。答案(1)小于用滤膜过滤除菌(2)氮源琼脂鉴别(3)黑色菌落偏低两个或多个大肠杆菌连在一起时,平板上只能观察到1个菌落8.羧甲基纤维素钠(CMC)是常用的食品添加剂,不能被人体消化吸收,因此通常被认为是安全的食品添加剂。研究者用含1.0%CMC无菌水作为饮用水,连续饲喂实验小鼠12周,测定小鼠体重,结果如图1、图2所示。图1普通环境饲养小鼠的实验数据图2无菌环境饲养小鼠的实验数据(1)图1所示实验中的对照处理是。图1结果显示,食用CMC能够。综合图1、
8、图2结果,通过比较,说明CMC的这种作用依赖于小鼠消化道内的各种微生物。(2)有人提出:小鼠摄入的CMC改变了其肠道内各种微生物的比例。为检验上述推测,研究者设计了如下实验:搜集(填图中分组编号)小鼠粪便制成悬浮液涂布于(填下列选项前的序号)上。a.以CMC为碳源的液体培养基b.全营养液体培养基c.以CMC为碳源的固体培养基d.全营养固体培养基接种后置于(填“无氧”或“有氧”)条件下培养,通过观察以初步鉴定小鼠消化道中的微生物类群。统计比较,以确定推测是否成立。(3)为进一步研究“小鼠体重变化是否由CMC引起的小鼠消化道内各种微生物比例改变所致”,研究者设计了粪便移植实验,并检测了被移植小鼠体
9、重的变化。请将下列选项填入下表中(选填选项前的符号),完成实验方案。组别被移植小鼠提供粪便小鼠饮用水实验组对照组无菌小鼠同上a.普通小鼠b.无菌小鼠c.饲喂含CMC无菌水12周的普通小鼠d.饲喂无菌水12周的普通小鼠e.含1.0%CMC的无菌水f.无菌水(不含CMC)答案(1)饲喂不含CMC的无菌水使小鼠体重增加A、B组体重差值与C、D组体重差值(2)A、Bd无氧菌落不同类群微生物的数量及比例(3)(全部正确得分)组别被移植小鼠提供粪便小鼠饮用水实验组bcf对照组d考点二传统发酵技术【考点集训】考向1果酒果醋的制作1.下列关于用塑料瓶制作果酒和果醋的叙述,正确的是()A.为了提高果酒的产量,果
10、汁应尽量装满发酵瓶B.使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNAC.果酒和果醋制作过程中均需要适时拧松瓶盖D.果酒制成后,可将装置转移至温度较低的环境中制果醋答案B2.如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述不正确的是()A.改变通入气体种类,可以研究呼吸作用类型对发酵的影响B.果酒发酵中期通入N2,酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸C.果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关D.气体入口与气体出口可以交换使用答案D3.下列关于家庭中制作果酒、果醋和泡菜的叙述,正确的是()A.都需要严格的灭菌 B.都需要接种相应微生物C.都在无氧条件下进行 D.都利用异养微生物发酵答案D考向2腐乳的
11、制作4.下列有关传统发酵技术的叙述,正确的是()A.制作果酒最快捷的途径是先制果醋,再制果酒B.酿制果醋所需酵母菌和醋酸菌的发酵底物、条件完全相同C.制作腐乳需利用毛霉产生的酶分解豆腐中的蛋白质等物质D.制作果酒、果醋和腐乳过程都应防止微生物的生长繁殖答案C5.腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的大豆食品,腐乳制作的流程示意图如图:(1)现代科学研究表明,多种微生物参与了豆腐的发酵,如(举出四例)。从生态学角度分析,它们是关系。(2)腐乳制作的原理是 。(3)传统的制作过程中,豆腐块上长出的毛霉来自,而现代的腐乳生产是在严格无菌的条件下,将优良的菌种接种在豆腐上,这样可以。(4)
12、卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的,香辛料的作用是。(5)某同学在制作腐乳的过程中,发现豆腐腐败变质,原因可能是。答案(1)根霉、酵母菌、曲霉、毛霉竞争(2)毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质水解为多肽、氨基酸;脂肪酶将脂肪水解为甘油、脂肪酸(3)空气中的毛霉孢子避免其他菌种的污染,保证产品的质量(4)调制腐乳的风味,防腐杀菌(5)加盐腌制时,加盐量太少;酒精含量过低;玻璃瓶没有经沸水消毒;装瓶后,没有将瓶口密封(合理即可)考向3发酵过程中亚硝酸盐含量的测定6.下列关于果酒和泡菜制作的叙述中,不正确的是()A.主要菌种都是原核生物B.制作过程都需要控制氧气C.菌种都不需要人工接种D.发酵产
13、物能减少杂菌污染答案A7.回答下列有关泡菜制作的问题:(1)制作泡菜时,所用盐水需煮沸,其目的是。为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的目的是。(2)泡菜制作过程中,乳酸发酵过程即乳酸菌进行的过程。该过程发生在乳酸菌的中。(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有、和等。(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内,泡菜液逐渐变酸,这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是,原因是:。答案(1)消灭杂菌增加乳酸菌数量(2)无氧呼吸细胞质(3)温度食盐用量腌制时间(4)乳酸菌数量增加,杂菌数量减少乳酸菌比杂菌更为耐酸炼技法方法一从细胞代谢入手,突破传统发酵技
14、术的原理【方法集训】1.下列叙述错误的是()A.醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸B.酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精C.泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵D.腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶答案A2.酵母菌对酒精的耐受性影响酒类酿造。研究者利用酒精敏感型酵母菌(甲)和酒精耐受型酵母菌(乙)进行了相关实验,请回答问题。(1)酒精是酵母菌进行的产物,在中产生。发酵过程中,随着发酵液酒精浓度增加,酒精分子可插入到生物膜的疏水区,破坏膜完整性。(2)海藻糖由两分子葡萄糖连接而成,可通过与膜成分结合而稳定膜结构。研究者制备了含有和不含有葡萄糖的培养基培养两种酵母菌,并在酒精冲击的条件下测定相
15、关指标。如图。图1在无糖培养基中两种酵母菌中海藻糖含量图2在含糖培养基中两种酵母菌中海藻糖含量图3在无糖培养基中两种酵母菌的存活率图4在含糖培养基中两种酵母菌的存活率两种酵母菌置于含酒精的培养基中振荡培养,同时设置的培养基作为对照。每隔一段时间取菌液,利用法接种在固体培养基表面进行计数并计算细胞存活率。图1、2结果显示,有利于酵母菌合成海藻糖;结合图3、4结果可知,海藻糖含量高的酵母菌存活率。海藻糖含量提高有助于提高酵母菌的酒精耐受力的实验证据有 。(3)综上所述,推测酒精耐受型酵母菌的耐受机理是。答案(1)无氧呼吸细胞质基质磷脂双分子层(2)不含酒精稀释涂布平板葡萄糖高在有糖和无糖的条件下,
16、菌株乙细胞中的海藻糖含量均高于菌株甲,乙的存活率均高于甲;在有糖的条件下,两菌株细胞中的海藻糖含量均上升,存活率下降时间略推迟(3)通过合成较多的海藻糖以稳定酵母菌的膜结构,从而在酒精冲击的情况下仍可存活较长时间方法二微生物鉴别和筛选的方法【方法集训】1.在微生物培养的过程中,需要通过选择培养或鉴别培养的方法来筛选出目标菌种,下列与之相关的叙述中不正确的是()A.纤维素分解菌能够分解刚果红染料,从而使菌落周围出现透明圈B.尿素分解菌能够将尿素分解为氨,从而使酚红指示剂变红C.在培养基中加入抗生素能够筛选出具有相应抗性的菌株D.在含有碳酸钙的培养基上生长的乳酸菌菌落周围会出现“溶钙圈”答案A2.
17、在白酒发酵的窖池中,培养液的pH4.5 后,酵母菌的代谢活动逐渐受到抑制,甚至停止发酵。耐酸性酵母菌能在pH3.5的环境下继续表现出较强发酵能力,适宜作为白酒发酵生产用菌种。为选育适合白酒生产的耐酸性强的酵母菌,研究者进行了实验。(1)酵母菌的代谢类型是。在发酵过程中,窖池中培养液的pH会逐渐下降,原因是。(2)取适量窖底泥、酒糟和黄浆水,分别溶于10 mL中,再各取1 mL 上清液接入10 mL 麦芽汁培养基中培养,2天后分别接种到不同酸碱度的麦芽汁培养基上,培养结果见表。菌种来源pH窖底泥酒糟黄浆水5.0+4.0+3.0+2.5+2.0+-注:“+”越多表示菌体长得越好,“-”表示几乎不生
18、长。(3)在pH3.5的环境下,仍可检测到少量耐酸性酵母菌生长,这些菌株是基因突变形成的。(4)从pH为的培养基中获得菌种,可通过法接种到培养基上,进行纯化培养。(5)实验获得了三个耐酸性强的酵母菌菌株,特点如表。菌株ABC特点pH3.5时,生长代谢正常、优于其他常规菌种pH3.5时,生长代谢正常,pH为46时不正常pH为2.56,生长代谢正常、优于其他常规菌种依据菌株特点,研究者认为C菌株更适合作为白酒发酵菌株,作出这一判断的理由是 。答案(1)异养兼性厌氧型细胞呼吸产生二氧化碳,可形成碳酸;代谢过程中还产生了其他酸性物质(2)无菌水(3)自然(自发)(4)23划线法或稀释涂布平板(5)该菌
19、对pH的耐受范围更大,发酵初期pH近中性,C菌种适应此环境,更易于形成优势菌群;发酵后期pH逐渐降低,C菌种依然能正常生长过专题【五年高考】A组自主命题北京卷题组考点一微生物的培养、分离与计数1.(2012北京理综,5,6分)高中生物学实验中,在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是()A.将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中B.将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上C.将转基因植物叶片接种到无菌培养基上D.将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上答案C2.(2013北京理综,5,6分)关于高中生物学实验的基本原理,叙述不正确的是()A.噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统B.提取
20、组织DNA是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异C.成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透(过)性D.PCR呈指数扩增DNA片段是因为上一轮反应的产物可作为下一轮反应的模板答案C考点二传统发酵技术(2010北京理综,1,6分)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时,正确的操作是()A.让发酵装置接受光照 B.给发酵装置适时排气C.向发酵装置通入空气 D.将发酵装置放在45 处答案BB组统一命题、省(区、市)卷题组考点一微生物的培养、分离与计数1.(2015江苏单科,19,2分)做“微生物的分离与培养”实验时,下列叙述正确的是()A.高压灭菌加热结束时,打开放气阀使压力表指针回到零后,开启
21、锅盖B.倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上C.为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落D.用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿底上答案D2.(2016江苏单科,25,3分)漆酶属于木质素降解酶类,在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途。下图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程,相关叙述正确的是(多选)()A.生活污水中含有大量微生物,是分离产漆酶菌株的首选样品B.筛选培养基中需要加入漆酶的底物,通过菌落特征挑出产漆酶的菌落C.在涂布平板上长出的菌落,再通过划线进一步纯化D.斜面培养基中含有大量营养物,可在常温下长期保存菌株答案BC3.(2015四川理综,3,6分)下
22、列是以酵母菌为材料进行的实验,有关叙述错误的是()A.探究酵母菌的呼吸方式,可用溴麝香草酚蓝检测产生的CO2B.用酵母菌发酵酿制果酒,选择酸性重铬酸钾检测产生的酒精C.探究酵母菌种群数量变化,应设空白对照排除无关变量干扰D.用稀释涂布平板法培养计数,应选择有30300菌落数的平板答案C4.(2018课标全国,37,15分)回答下列与酵母菌有关的问题:(1)分离培养酵母菌通常使用(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基,该培养基应采用灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上,培养一段时间后可观察到菌落,菌落的含义是。(2)酵母菌液体培养时,若通入氧气,可促进(填“菌体快速增殖”“乙醇产
23、生”或“乳酸产生”);若进行厌氧培养,可促进(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)。(3)制作面包时,为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌,酵母菌引起面包松软的原因是。答案(1)麦芽汁琼脂高压蒸汽由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体(2)菌体快速增殖乙醇产生(3)酵母菌分解葡萄糖会产生CO2,CO2使面包松软5.(2017江苏单科,31,7分)苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中,对环境有严重危害。小明同学准备依据下图操作步骤,从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。请回答下列问题:(1)酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水,其中可作为碳源
24、的有。(2)将采集到的样品接种培养,苯酚用量应随转接次数增加而逐渐,以达到富集酚降解菌的目的。若如图平板中菌落过于密集,应进一步,以便于菌落计数与分离。制备平板培养基时除了需要水、营养物质外,还必须添加。(3)如图为连续划线法示意图,在图中(填图中序号)区域更易获得单菌落。(4)采用比色测定法(使用苯酚显色剂)检测降解后的废水中苯酚残留量。先制作系列浓度梯度并进行显色反应,下表中15号比色管的苯酚浓度应分别为。管号123456苯酚浓度(mg/L)1如果废水为50 mg/L苯酚溶液,降解后约有21%的苯酚残留,则需将残留液稀释(填序号:51020)倍后,再进行比色。答案(1)蛋白胨、苯酚(2)增
25、加稀释涂布凝固剂(3)(4)0、0.2、0.4、0.6、0.86.(2015浙江自选,17节选)某工厂为了生产耐高温植酸酶饲料添加剂,开展了产该酶菌株的筛选、酶的固定化及其特性分析研究,其流程如下图所示:请回答:(1)土壤悬液首先经80 处理15分钟,共目的是筛选出。(2)在无菌条件下,将经过处理的土壤悬液进行,然后涂布于含有植酸钠的固体培养基上。培养后观察到,其周围出现透明水解圈,圈的直径大小与强弱有关。(3)筛选获得的菌株经鉴定后,将优良菌株进行液体扩大培养。培养时需要振荡,其主要目的是。液体培养基与固体培养基相比,不含有的成分是。答案(1)耐高温菌株(2)稀释单菌落植酸酶的活性(3)供氧
26、琼脂教师用书专用(7)7.(2015江苏单科,31,8分)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃,可用来发酵处理秸秆,提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果,研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株,并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题:(1)在样品稀释和涂布平板步骤中,下列选项不需要的是(填序号)。酒精灯培养皿显微镜无菌水(2)在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是。(3)向试管内分装含琼脂的培养基时,若试管口粘附有培养基,需要用酒精棉球擦净的原因是。(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上,筛到
27、了几株有透明降解圈的菌落(见图)。图中降解圈大小与纤维素酶的有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是(填图中序号)。(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4,在不同温度和pH条件下进行发酵,测得发酵液中酶活性的结果如图,推测菌株更适合用于人工瘤胃发酵,理由是。答案(1)(2)培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果(3)避免培养基污染棉塞(4)量与活性(5)J4发酵过程会产热和产酸,J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高考点二传统发酵技术1.(2018江苏单科,16,2分)某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究,下列叙述错误的是()A.夏季生产果酒时,常需对罐体进行降温处理B.乙醇为挥发性物质,故发酵过
