专题九 生物技术实践-参考答案

专题九 生物技术实践 专题强化练

(时间： 40 分钟 分数： 90 分)

1.(2024·全国卷Ⅱ ， 37)[生物——选修 1： 生物技术实践](10 分)

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(如下图所示)。 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 (1)要从土壤中分离出能降解含氮有机物 W 的目 标菌， 所用选择培养基应 以该特定物质 W 为氮源。 (2)图示信息显示， 在乙菌落周围出现透明圈， 说明乙 菌能降解 W， 若要得到目 标菌， 应该选择乙菌落进一步纯化。 (3)若要通过设计实 验确定甲、 乙两种细菌能否利用空气中的氮气作为氮源， 需将甲、 乙菌分别接种 在无氮源培养基上， 若某细菌能生长， 则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮 源。 (4)①实验应遵循单一变量原则， 故 C 处应滴加缓冲液。 ②一段时间后， 测量 透明圈的直径。 若 C 处没有出现透明圈， 说明缓冲液不能降解 W； 若 A、 B 处形

成的透明圈大小相近， 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 2.(2024·内蒙古检测)(10 分)请回答下列与生物技术实践相关的问题：

(1)无菌技术主要通过消毒和灭菌这两种方法来避免杂菌的污染， 用酒精棉球擦拭 接种环和用酒精灯火焰灼烧接种环分别属于________(方法)和________(方法)。 (2)在腐乳和泡菜的制作过程中， 需要氧气的是________制作， 该过程中起主要作 用的微生物是________。

(3)利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取。 科学家利用培养基 从土壤中筛选出能分解纤维素的细菌， 这类细菌经过大量培养后可以从中提取纤 维素酶。

①土壤中富含各种微生物， 将土壤浸出液接种到特定培养基上， 可得到能分解纤 维素的细菌， 实验室中获取纯净菌种常用的接种方法有________和________。 ②虽然各种培养基的具体配方不同， 但一般都含有水、 ________。

(4)酵母菌是一种真菌， 可用于制作果酒。 果汁发酵后是否产生酒精， 可以用 ________来检验， 在酸性条件下， 该物质与酒精反应呈现特定的颜色。 答案 (1)消毒 灭菌 (2)腐乳 毛霉 (3)①平板划线法 稀释涂布平板法 ②无机盐、 碳源、 氮源 (4)重铬酸钾

3.(10 分)泡菜和果酒制作是微生物发酵在食品生产中的具体应用。 请回答下列问 题：

(1)制作泡菜时， 煮沸所用盐水的目的是________________。 为了缩短制作时间， 还 可 以 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， 乳酸发酵过程即为乳酸菌进行________的过程。 泡菜制作过 程中影响亚硝酸盐含量的因素有________等。

(3)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内， 泡菜液逐渐变酸， 泡菜坛中乳酸菌和 其他杂菌的消长规律是________， 原因是_____________________________ ________________________________________________________________。

(4)在酸性条件下， 可用________来检测果酒发酵是否成功。 若要进一步检测所得 果酒中活体酵母菌的密度， 一般采用________法， 但此种方法最终计算得出的菌 体数往往比实际数目低。

解析 (1)制作泡菜时， 要尽可能减少杂菌污染， 所以需要通过煮沸杀死盐水中的 杂菌。 陈泡菜液中含有乳酸菌， 加入后乳酸菌总数的增多， 可使其繁殖速度加快， 同时可以加快发酵的速度， 缩短制作时间。 (2)制作泡菜利用的是乳酸菌发酵， 即 乳酸菌的无氧呼吸产生乳酸的过程。 在泡菜的腌制过程中， 要注意控制腌制的时 间、 温度和食盐的用量， 温度过高、 食盐用量过低、 腌制时间过短， 均可导致亚 硝酸盐含量增加。 (3)从泡菜腌制开始到质量最佳的过程是乳酸菌发酵、 泡菜液变 酸的过程， 一般的细菌对酸性环境的耐受性差， 所以杂菌数减少； 乳酸菌耐受性 好， 并在该环境中不断繁殖， 故乳酸菌数量增多。 (4)在酸性条件下， 可用重铬酸 钾来检测果酒发酵是否成功。 若要进一步检测所得果酒中活体酵母菌的密度， 一 般采用稀释涂布平板法， 但此种方法最终计算得出的菌体数往往比实际数目 低。 答案 (1)消灭杂菌 增加乳酸菌含量 (2)无氧呼吸 温度、 食盐用量、 腌制时间 (3)乳酸菌数量增加， 杂菌数量减少 乳酸菌比杂菌更为耐酸 (4)重铬酸钾 稀释

涂布平板

4.(10 分)蛋白酶在生物医药和日用化工等生产领域具有重要的经济价值。 某同学 为筛选产蛋白酶的高产菌株， 进行了如下实验：

(1)为实现筛选目的， 步骤Ⅰ 所使用的培养基配方中， 应去除________并加入高浓 度的________。 该培养基从功能上看属于________培养基。 (2)灭菌是否彻底或是否被污染需要检测， 检测方法是

__________________________________________________________________。

(3)为实现目的菌的分离和计数， 步骤Ⅱ 所使用的培养基中还应加入________制成 平板， 采用的接种方法是___________________________________________ _________________________________________________________________。 (4)步骤Ⅲ的目的是________________________________________________ ________________________________________________________________。

解析 (1)为了 筛选出产蛋白酶的高产菌株， 步骤Ⅰ 所使用的培养基配方中应该除 去葡萄糖并加入高浓度的蛋白质， 即以蛋白质作为唯一碳源， 这种加入了 菌种需 要的特殊物质的培养基属于选择培养基。 (2)为了 检测灭菌是否彻底或是否被污 染， 应该将未接种的培养基在适宜条件下放置一段时间后， 观察培养基上是否有 菌落产生。 (3)接种常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法， 其中后者可以用 于菌种的分离和计数， 接种所用的应该是固体培养基， 因此应该在步骤Ⅱ 所使用 的培养基中还应加入琼脂制成平板。 (4)步骤Ⅲ挑取单菌落进行扩大培养， 目 的是 快速增加目 的菌的种群数量。

答案 (1)葡萄糖 蛋白质 选择 (2)未接种的培养基在适宜条件下放置一段时 间后， 观察培养基上是否有菌落产生 (3)琼脂 稀释涂布平板法 (4)快速增加目 的菌的种群数量(扩大培养)

5.(2024·四川广安、 眉山、 内江、 遂宁第一次诊断)(10 分)某研究小组利用“滤膜 法” 对受污染的河流水体进行了大肠杆菌活菌数目的测定。 回答下列问题：

(1)研究人员向葡萄糖蛋白胨培养液中加入适量的溴麝香草酚蓝水溶液后， 装入图

甲所示的试管中， 再将污水水样滴加进去振荡摇匀， 一段时间后， 若观察到溶液 颜色变化情况为________， 说明微生物在培养过程中产生了 CO 2 。 若要用重铬酸 钾 检 测 微 生 物 在 培 养 过 程 中 是 否 产 生 了 酒 精 ， 具 体 做 法 是 ___________________________________________________________________。 (2)利用图乙所示的“滤膜法” 测定大肠杆菌的数目时， 应先制备牛肉膏蛋白胨固 体培养基， 该培养基的灭菌方法是________， 灭菌后待培养基冷却至________℃ 左右时， 在________附近倒平板。

(3)图乙中滤膜的孔径应________(填“大于” “小于” 或“等于” )大肠杆菌。 若 将滤膜转移到伊红美蓝培养基上培养一段时间， 然后统计________色的菌落数目， 就可估算出单位体积样品中大肠杆菌的数目， 但这样得到的统计值往往要比实际 值低， 原因是___________________________________________________ ________________________________________________________________。

解析 (1)CO 2 可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 取 2 mL 培养液的滤液 注入干净的试管中， 再向试管中滴加 0.5 mL 溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液， 振荡摇 匀后观察溶液颜色的变化， 若液体颜色由橙色变成灰绿色， 则说明微生物在培养 过程中产生了 酒精。

(2)牛肉膏蛋白胨固体培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌， 灭菌后待培养基冷却至 50 ℃左右时， 在酒精灯火焰附近倒平板。

(3)滤膜的孔径应小于大肠杆菌， 才能将污水水样中的全部大肠杆菌都留在滤膜

上， 使计数更加准确。 在伊红美蓝培养基上， 大肠杆菌的菌落呈黑色， 统计黑色 的菌落数目 ， 就可估算出单位体积样品中大肠杆菌的数目 ， 但由于两个或多个大 肠杆菌连在一起时， 平板上只能观察到一个菌落， 所以得到的统计值往往要比实 际值要低一些。

答案 (1)由蓝变绿再变黄 取 2 mL 培养液的滤液注入干净的试管中， 再向试管 中滴加 0.5 mL 溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液， 振荡摇匀后观察溶液颜色的变化 (2)高压蒸汽灭菌 50 酒精灯火焰

(3)小于 黑 两个或多个大肠杆菌连在一起， 平板上只能观察到一个菌落 6.(2024·海南卷， 30)(10 分)回答下列问题。

(1)玫瑰精油可用玫瑰花瓣为原料， 采用水蒸气蒸馏法提取。 水蒸气蒸馏法的原理 是 ________________________。 在 进行 蒸 馏时 ， 冷凝管 的 进水口 比 出 水口

________(填“高” 或“低” )。 蒸馏收集到的乳浊液是玫瑰精油和水的混合物， 要得到玫瑰精油， 需要向乳浊液中加入 NaCl， 其目的是________________； 得到 的油层还需要加入无水 Na 2 SO 4 ， 其目的是____________________________。 (2)某同学在通过发酵制作果酒时， 发现在制作原料中添加一定量的糖， 可以提高 酒精度， 原因是______________。 在家庭以葡萄为原料制作葡萄酒时， 可以不添 加酵母菌， 原因是________________； 在制作葡萄酒的过程中， 如果密封不严混 入空气， 发酵液会变酸， 可能的原因是______________________________ ___________________________________________________________________。 解析 (1)水蒸气蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来， 形成

油水混合物， 冷却后， 混合物又会重新分离出油层和水层。 在进行蒸馏时， 为了 避免冷凝管炸裂， 并且使冷水与热水蒸气的接触面积大， 接触时间长， 进水口 比 出水口 低。 蒸馏收集到的乳浊液是玫瑰精油和水的混合物， 要得到玫瑰精油， 需 要向乳浊液中加入 NaCl， 可以促进油和水的分离； 得到的油层还需要加入无水 Na 2 SO 4 ， 可以吸去芳香油中残留的水分。

(2)糖类是主要的能源物质， 可以为酵母菌的生长、 繁殖提供能源物质， 还可以作 为酒精发酵的原料。 故在通过发酵制作果酒时， 在制作原料中添加一定量的糖， 可以提高酒精度。 在家庭以葡萄为原料制作葡萄酒时， 由于葡萄皮上附着有野生 的酵母菌， 故可以不添加酵母菌； 在制作葡萄酒的过程中， 如果密封不严混入空 气， 会造成醋酸菌大量增殖， 进行醋酸发酵， 发酵液会变酸。 答案

(1)利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来， 形成油水混合物，

冷却后， 混合物又会重新分离出油层和水层 低 促进油和水的分离 吸去芳香 油中残留的水分 (2)糖类是主要的能源物质， 可以为酵母菌的生长、 繁殖提供能 源物质， 还可以作为酒精发酵的原料 葡萄皮上附着有野生的酵母菌 醋酸菌大 量增殖， 进行醋酸发酵

7.(2024·全国卷Ⅲ， 37)(10 分)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“NaNO 3 ”)。 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 (1)细菌培养时常用牛肉膏蛋白胨培养基， 牛肉膏能提供碳源、 氮源、 磷酸 盐、 维生素， 蛋白胨能提供碳源、 氮源、 维生素， 而葡萄糖不能提供氮源， NaNO 3

不能为微生物提供碳源。 不同细菌生长繁殖所需要的最适 pH 是不同的， 应该根 据培养细菌的不同来调节培养基的 pH。 硝化细菌是化能自养型细菌， 可以利用空 气中的 CO 2 为碳源， 因此在没有碳源的培养基上能够生长。 (2)在平板培养基上培 养细菌时， 一般需将平板倒置， 这样可以防止皿盖上的水珠落入培养基。 (3)不同 种类的细菌所形成的菌落， 在大小、 形状、 光泽度、 颜色、 硬度、 透明度等方面

具有一定的特征， 不同种细菌在一定培养条件下表现出各自稳定的菌落特征， 可 以作为菌种鉴定的重要依据。 (4)使用后的培养基在丢弃前需进行灭菌处理， 以免 污染环境。

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