高中生物选修1《生物技术实践》高考复习资料学案

2009年高考生物选修 1复习资料

【高考要求】

2009年高考生物大纲关于《生物技术实践》的要求

知识内容 5-1 微生物的利用 要求 *\\l V ［来源:学&科&网Z&X&X&K］ (1) 微生物的分离和培养 (2) 某种微生物数量的测定掌握程度参考本考试大纲中 的： ［来5网沖 一、考试的能力要求 (3) 培养基对微生物的选择利用 2、实验与探究能力 (4) 利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方 面的应用 5-2 酶的应用 ［来源:学心 (1) 酶的存在与简单制作方法掌握程度参考本考试大纲中 的： (2) 酶活力测定的一般原理和方法 一、考试的能力要求 (3) 酶在食品制造和洗涤等方面的应用 2、实验与探究能力 (4) 制备和应用固相化酶 5-3 生物技术在食品加工及其他方面的应用 (1) 从生物材料中提取某些特定的成分 掌握程度参考本考试大纲中 的： (3) 测定食品加工中可能产生的有害物质 一、考试的能力要求 (4) 植物的组织培养 2、实验与探究能力 (5) 蛋白质的提取和分离 (2) 运用发酵加工食品的基本方法 (6) PCR技术的基本操作和应用 【考点分析】

1 .对葡萄酒有害的微生物

①

产膜酵母：由于产膜酵母是

好气性真菌，所以在卫生条件差的情况下，如贮酒容器不满、暴露在空 气中的表面积很大时，很容易产生产膜酵母。产膜酵母又叫酒花菌，最初在酒面繁殖时，形成雪花状的斑 片，然后连成灰色薄膜，时间长了，就会在酒的液面上形成一个膜盖。产膜酵母能把乙醇分子氧化成乙醛， 又把乙醛分子氧化成水和二氧化碳，从而使葡萄酒的酒精含量降低，酒味变淡薄。

［来源：学嘶

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② 乳酸菌：葡萄酒里的糖，为大多数细菌的繁殖提供了良好的营养物质，所以含糖的葡萄酒是最容易 被细菌感染的。葡萄酒中有一种有害的乳酸菌，它不分解苹果酸，专门分解葡萄酒中的糖、甘油、酒石酸， 使优质的葡萄酒完全变质。

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③ 醋酸菌：是一种好气性细菌，在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动。葡萄汁中的糖是醋酸菌重

要的能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把葡萄汁中的糖分解成醋酸。在葡萄酒中缺少糖源的情况下，酒精 便是醋酸菌的能源，它将乙醇变为乙醛，再变为醋酸。 2 .毛霉

① 毛霉是一种丝状真菌，它的菌丝可分为直立菌丝和匍匐菌丝，繁殖方式为孢子生殖，新陈代谢类型 为异养需氧型，应用于腐乳等发酵工艺。

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② 毛霉在腐乳制作中的作用：在豆腐的发酵过程中，毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐的蛋白质分 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。

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③ 传统腐乳的生产中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子，而现代的腐乳生产是在无菌条件 下，将优良毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品质量。

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④ 毛霉优良菌种的标准：不产生毒素；生长繁殖快，抗杂菌力强；生长的温度范围大，不受季节的限 制；有蛋白酶、脂肪酶、肽酶等酶系；使产 品气味正常良好。XHAQX74J0X 3 .判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法

可在洗涤后比较污物的残留状况，如：已消失、颜色变浅、面积缩小等。 4 .酶和细胞的固定化方法

一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化。原因是细胞个大， 酶分子很小；个大的难以被吸附或结合，个小的酶容易从包埋材料中漏出。 5?在《酵母细胞的固定化》的操作过程中，应该注意下列问题。

① 酵母细胞的活化。在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重 新恢复正常的生活状态。酵母细胞所需要的活

化时间较短，一般需要 0.5?1 h ；酵母细胞活化时体积会变

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大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。

② 加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，涉及到实验的成败。如果海藻酸钠浓度过高，很难形 成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。

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③ 刚形成的凝胶珠应在 CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格， 可以使用下列方法。一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液 体流出，就表明凝胶珠制作成功。二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制 备的凝胶珠是成功的。rqyn14ZNXI 6. DNA的粗提取与鉴定过程

提取DNA的第一步是材料的选取，其目的是选取 多或少的损失而造成检测的困难；第二步是

DNA含量较高的生物材料，否则会由于实验过程中或

DNA的释放和溶解，这一步是实 验成功与否的关键，要尽可能

使细胞内的DNA全部溶解；第三步是 DNA的纯化，即根据 DNA的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等 特性，最大限度地将DNA与杂质分开；第四步是对DNA进行鉴定，这是对整个实验的结果的检测。EmxvxOtOco 7 ?凝胶色谱法分离蛋白质的原理

凝胶色谱法也称为分配色谱法，它是根据分子量的大小分离蛋白质的方法之一。所用的凝胶实际上是 一些微小的多孔球体，这些小球体大多数是由多糖类化合物构成，小球体内部有许多贯穿的通道，当一个

含有各种分子的样品溶液缓慢流经时，各分子在 色谱柱内进行两种不同的运动，即垂直向下的运动和无 规

则的扩散运动，相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部，只能分布在颗粒之间，通过的路 程较短，移动速度较快；相对分子质量较小的蛋白质分子比较容易进入凝胶内的通道，通过的路程较长， 移动速度较慢。因此，样品中相对分子质量较大的蛋白质先流出，相对分子质量中等的分子后流出，相对 分子质量最小的分子最后流出，这种现象又叫分子筛现象。此外，凝胶本身具有三维网状结构，相对分子 质量大的分子通过这种网状结构上的空袭时阻力大，而相对分子质量小的分子通过时阻力小，因此不同分 子量的蛋白质分子可以获得分离。 SixE2yXPq5 8 .与其他真核细胞相比，红细胞的特点及这一特点对进行蛋白质的分离的意义

［来…，网］

哺乳动物及人的成熟的红细胞呈双面凹圆饼状，没有细胞核和细胞器。其含有的血红蛋白是有色蛋白， 因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集脱液。这使血红蛋白的分离过程非常直 观，大大简化了实验操作。 6ewMyirQFL

［来源:Zxxk.Com］

【典型例题解析】

例1: （2007山东理综，34）乙醇等“绿色能源”的开发 备受世界关注。利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致 流程为：kavU42VRUs

玉米秸秆|预处磁水解

J糖液丨发醉，|酒精

酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖。 _______________ （多选）

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.生长在腐木上的霉菌 ?生产味精的谷氨酸棒状杆菌

［来源:学. 科,网

（1 ）玉米秸秆预处理后，应该选用 _ （2）从以下哪些微生物中可以提取上述酶? A.

果醋的醋酸菌

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C.制作酸奶的乳酸菌 D

（3）从生物体提取出的酶首先要检测 ______________ ，以便更好地将酶用于生产实践。在生产糖液的过程中，为 了使酶能够反复利用，可采用 _____________________ 技术。M2ub6vSTnP

（4 ）发酵阶段需要的菌种是 ______________ ，生产酒精是要控制的必要条件是 ___________________ 。OYujCfmUCw 【解析】（1 ）植物秸秆中的有机物主要是纤维素，因此需要纤维素酶才能将其水解成葡萄糖；（ 小题的关键是看微生物生活的环境，生长在腐木上的霉菌及反刍动物瘤胃中生存的某些微生物中含有纤 下，酵母菌能进行酒精发酵。

【答案】（1）纤维素（酶）（2） B E （3） （3 ）酶的活性

固定化酶（固定化细胞）

2）解答 本

维素酶；（3）若从土壤中分离产生纤维素酶的微生物，所用的培养基为选择培养基，利用的能源为纤维素; （4 ）在无氧条件

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选择培养基；纤维素

（4）酵母菌 无氧（密封、密闭） 例2:下列验证某种加酶洗衣粉需要

的最适温度的实验正确的是

A. 取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一个温度中酶的效果 最好 B. 在不同温度的水中，加入不等量洗衣粉，看哪种效果好

C. 将加酶洗衣粉加入 30C水中发现不如加到 45C水中洗涤效果好，说明 45C为最适温度D.

洗衣粉效果好，说明加酶洗

衣粉的最适温度为 37 °C sQsAEJkW5T

【解析】本实验的自变量为温度，在对照实验中，除了要观察的变量外，其它变量都应保持相同，

B选项错

误；C选项可以说明加酶洗衣粉在 45 C时比30 C时洗涤效果好，但不能说明 45C为最适温度，C选项错误； D选项只能比较加酶洗衣粉与普通洗衣粉的洗涤效果，不能得出加酶洗衣粉的最适温度，

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*科网］

将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入 37C的水中洗涤同样的污物，发现加酶

D选项错误。

【答案】A

例3:酵母菌是一种单细胞真菌，酿酒和做面包都需要酵母菌，根据所学知识回答：

（1） 在探究“培养液中酵母菌种群的数量变化”的实验中，某学生的部分实验操作过程是这样的：①从静 置试管中吸取酵母菌培养液进行计数，记录数据；②把酵母菌培养液放置在冰箱中；③第七天再取样计数， 记录数据，统计分析绘成曲线。请纠正该同学实验操作中的错 误：

（2） 下面的流程图示意制备固定化酵母细胞的过程，请据图回答：

酵母细胞活化T配制 CaCl2溶液T配制海藻酸钠溶液T海藻酸钠溶液与酵母细胞混合T固定化酵母细胞 ① 图中酵母菌活化就是 ____________________________ 状态。

② 影响此实验成败的关键步骤是 ________________________ ，此步的操作应采用 _____________ 。7EqZcWLZNX ③ 观察形成的凝胶珠颜色和形状：如果颜色过浅，说明 _______________________________ 。

④ 本实验所用的固定化技术是 ____________________________________ ，而制备固定化酶则不宜用此方法，原因 是 ________________________________________________ 。lzq7IGfO2E

【解析】（1 ）为了使培养液中的酵母菌混合均匀，在从试管中吸出培养液进行计数之前，应将试管轻轻震 荡几次；酵母菌的正常生长、繁殖需要适宜的温度；本实验的目的是探究培养液中酵母菌种群数量的变化， 因此应该每天取样计数，记录数据，统计分析绘成曲线。（

2 ）在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。

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活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态；加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环， 涉及到实验的成败；如果固定化酵母细胞数目较少，凝胶的颜色偏浅；固定化细胞技术包括包埋法、化学 结合法和物理吸附法，由于细胞个大，因此多采用包埋法固定化，而酶分子小，容易从包埋材料中漏出， 不宜采用包埋法。zvpgeqJ1hk 【答案】（1）①应将试管轻轻震荡几次再吸取酵母菌培养液进行计数 度下培养

③应连续七天，每天观察、取样计数并记录数据

②配制海藻酸钠溶液

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②应将酵母菌培养液放置在适宜温

（2）①让酵母菌恢复正常生活 ③固定化酵母细胞数目较少

小火间断加热

［来源学科。网Z\］

④包埋法酶分子很小，容易从包埋材料中漏出

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例4: （2007江苏高考，21）在采用鸡血为材料对 DNAS行粗提取的实验中，若需进一步提取杂质较少的 可以依据的原理是fjnFLDa5Zo

A. 在物质的量浓度为0.14 mol /L的氯化钠溶液中DNA勺溶解度最小 B. DNA遇二苯胺在沸水浴的条件下会染成蓝色 C. DNA不溶于酒精而细胞中的一些物质易溶于酒精 D. 质量浓度为0.1g / mL的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用

【解析】DNAT溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理，可以将 进一步地分离。 tfnNhnE6e5 【答案】

DNA

DNAf蛋白质

[来源 :学 科| 网 Z|X|X|K]

例5：红细胞含有大量血红蛋白，红细胞的机能主要是由血红蛋白完成。我们可以选用猪、牛、羊等动物的 血液进行实验，来提取和分

离血红蛋白，请回答下列有关问题：

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（1 ）实验前取新鲜的 血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红 蛋白溶液。

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① _____________________________________________ 其中加入柠檬酸钠的目的是 。

② ______________________________________________________ 此过程即是样品处理，它应包括红细胞洗涤、 、分离血红蛋白溶液。 ③ 洗涤红细胞的目的是

［来源:学，科,网］

（2 ）收集的血红蛋白溶液在透析袋中透析，这就是样品的粗分离。

［来源:学科，网 ZXX,K］

①透析的目的是 _____________________________________________________ 。83lcPA59W9 ②透析的原理是 _________________________________________________________ （3）然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化，

胶色谱法将样品纯化的目的是 ___________________________________ 。AVktR43bpw

【解析】（1 ）柠檬酸钠是一种抗凝剂，加入柠檬酸钠可以防止血液凝固；样品处理包括红细胞的洗涤、血 红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液；洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，以利于后续步骤的分离纯化。（ 杂质或用于更换样品的缓冲液。 【答案】（1 ［①防止血液凝固 （2 ）去除相对分子质量较小的杂质

（3）凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白

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最后经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电脉进行纯度鉴定。 其中通过凝

2）

透析袋一般是用硝酸纤维素制成的，透析袋能使小分子自由进出，而将大分子保留在袋内，透析可以去除 样品中分子量较小的质的方法，因此通过凝胶色谱法去除相对分子质量较大的杂质。

②血红蛋白的释放

③去除杂蛋白

透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内

（3）通过凝胶色谱法去除相对分子质量较大的杂质