第九单元 生物技术实践
1.[11分]科研人员以猕猴桃为原料,选用优良菌种,制备猕猴桃酒和猕猴桃醋,其简化工艺流程图如下,回答下列问题:
(1)在榨汁过程中清洗和破碎的顺序是
,原因
是 。
(2)酒精发酵时一般将温度控制在 ℃,发酵过程中绝大多数微生物不能生长的原因是 。
(3)最初的猕猴桃酒中含有少量尿素,脲酶可以分解尿素。根据电荷性质分离脲酶的方法是
,
脲
酶
不
宜
直
接
投
入
酒
中
,
原
因
是 。
2.[15分]尿素作为主要的化肥种类之一,也是一种重要的化工原料。目前处理含尿素废水的方法有微生物水解法及脲酶水解法等。某研究小组欲从土壤中筛选能高效分解尿素的细菌(目标菌)。
(1)给农作物施用尿素,主要是为了给植物提供 元素,过量施用尿素,尿素可随水土流失,易造成水体污染。为了筛选能分解尿素的细菌,在配制培养基时需要添加KH2PO4和Na2HPO4,其
作
用
有 (答出两点即可)。
(2)要从土壤中分离目标菌,关键的实验思路是 。理由是 。
(3)为进一步鉴定分离得到的菌种,常在固体培养基中加入酚红试剂并接种培养,若菌落周围出现 是
,可以初步确定该种细菌为目标菌,其原理
。
(4)运用固定化脲酶技术处理含尿素废水时应采用 法对脲酶进行固定化,理由是 。
3.[15分]胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病,也是常用的食品色素。为了降低胡萝卜素的生产成本,某科研人员试图从光合细菌中提取胡萝卜素,实验流程如图所示。回答下列问题。
(1)微生物培养基一般都含有水、无机盐、碳源和氮源四大营养要素,该实验所用培养基中不需要添加的营养要素是 。
(2)若固体平板培养基上菌落数目过多而连成一片,原因可能是 (施
答
出
一
种
即
可:),
请
提
出
解
决 此
问
题
的
合
理
措
。 (3)若需对光合细菌进行活菌计数,则②过程应采用的接种方法是 。
(4)从干燥的菌体中提取胡萝卜素常采用萃取法,萃取剂应具有的主要特点是 。 (5)对萃取液进行浓缩时可直接使用蒸馏装置,浓缩时广口瓶中收集到的是 ,在浓
缩
之
前
,
还
必
须
对
萃
取
液
进
行
的
操
作
是 。
4.[13分]沼气的主要成分是甲烷(CH4),沼气生产是通过生物转化提供能量的过程。甲烷杆菌是严格的厌氧细菌,有机物质(如人、畜、家禽的粪便,秸秆、杂草等)在一定的水分、温度和厌氧条件下,通过微生物的分解代谢,最终形成甲烷等可燃气体。回答下列问题:
(1)在从沼气发酵液中分离高产甲烷杆菌菌株时,需要对样品进行稀释和涂布平板,涂布平板时滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多,原因是 。
(2)在培养甲烷杆菌的过程中,进行平板划线时,划线操作结束后仍然要灼烧接种环,目的是 。与分离醋酸菌相比,分离甲烷杆菌时最主要的环境条件差别是 。用活菌计数法统计的菌落数往往比活菌的实际数目偏 (填“少”或“多”)。
(3)在提取和分离甲烷杆菌酶的过程中,为了避免外界酸和碱对该酶活性的影响,采取的措施是向提取液和分离液中添加 。若要探究甲烷杆菌酶活性的最适温度, (填“
需
要
”
或
“
不
需
要
”)
设
置
对
照
组
,
原
因
是 。
5.[8分]山楂作为一种绿色食品原料,除了富含碳水化合物、氨基酸、维生素、微量元素等营养成分外,还含有生物活性成分,具有一定的保健功能,因此山楂汁饮料深受人们喜爱。山楂汁饮料的制作工艺如下所示。请回答下列相关问题。
山楂原料→挑选→洗涤→切分→干制→山楂干片→浸提→粗滤→澄清→精滤→调配→灌装→密封→杀菌→冷却→成品。
(1)山楂汁澄清透明,无明显肉眼可见杂质,主要是通过工艺中的 操作步骤实现的。杂质的主要成分是 (填“果胶”或“淀粉”)。
(2)常用的分解杂质的方法是酶解法,目前工业化生产常用 ,即将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上,使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。固定化的方法有物理吸附法、 和包埋法等。
6.[15分]请回答下列有关生物技术实践方面的问题:
(1)玫瑰精油是制作高级香水的主要成分,通常采用 法提取。从薄荷叶中提取薄荷油
(填“能”或“不能”)采用此法,理由
是 。此法在提取过程中,对收集到的液体
冷
却
后
加
入
NaCl,
其
目
的
是 。 (2)橘子果实含有芳香油,通常用 (填“橘子皮”或“橘子果肉”)作为材料提取其中的芳香油,而且提取时往往选用新鲜的材料,理由是 。 (3)
从
胡
萝
卜
中
提
取
胡
萝
卜
素
常
用
的
方
法
是 。提取过程中应避免明火加热,宜采用水浴
加
热
,
这
是
因
为 ,直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。 (4)使用鸡血提取
DNA
时,需在鸡血中加入柠檬酸钠,目的
是 。
1.(除标明外,每空2分)(1)先清洗再破碎(1分) 防止杂菌污染 (2)18~25 酒精发酵的条件为缺氧、酸性,抑制了绝大多数微生物生长 (3)电泳法 不能再次利用,且产品难以纯化 【解析】 (1)在榨汁过程中,为了防止猕猴桃表面的杂菌污染,应先对其进行清洗后再破碎。(2)酒精发酵的适宜温度为18~25 ℃,酒精发酵为无氧、酸性的条件,在该条件下,大多数微生物的生长受到抑制。(3)脲酶为蛋白质,根据电荷性质分离脲酶的方法是电泳法。若将脲酶直接投入酒中,则脲酶不能再次利用,且会导致产品难以纯化,因此脲酶不宜直接投入酒中。 2.(1)氮(1分) 为细菌生长提供无机营养(1分),作为缓冲剂保持细胞生长过程中的pH相对稳定(1分) (2)用以尿素为唯一氮源的培养基进行选择培养(2分) 不能合成脲酶的微生物无法分解尿素获取氮源,生长受到抑制(2分) (3)红色环(红色、红色圈可以得分)(1分) 目标菌产生的脲酶可催化尿素分解生成氨(1分),使培养基pH上升(1分),酚红试剂在碱性条件下变红,出现红色环(1分) (4)化学结合法或物理吸附(2分,答对一种给1分) 酶分子很小,容易被吸附或结合(2分)
【解析】 (1)农作物生长所必需的营养元素有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg等。尿素的化学式为CO(NH2)2,给农作物施用尿素,主要是为了给植物提供氮元素;在配制培养基时需要添加
KH2PO4和Na2HPO4, 其可为细菌生长提供无机营养,也可作为缓冲剂保持细胞生长过程中的pH相对稳定。(2)要从土壤中分离目标菌,关键的实验思路是用以尿素为唯一氮源的培养基选择培养,这样的培养基只允许可分解尿素的细菌生长,不能合成脲酶的微生物无法分解尿素获取氮源,生长受到抑制。(3)从土壤中分离出分解尿素的细菌后,要进行进一步鉴定,可在固体培养基中加入酚红试剂并接种培养,由于可分解尿素的细菌在分解尿素的过程中产生了氨,氨可使培养基的pH升高,pH升高后酚红试剂将变红,如果培养一段时间后,酚红试剂变红,可初步确定该种细菌为目标菌(能够分解尿素)。(4)运用固定化脲酶技术处理含尿素废水时应采用化学结合法或物理吸附法对脲酶进行固定化,因为酶分子很小,容易被吸附或结合。
3.(1)碳源(2分) (2)培养液的稀释倍数不够(合理即可,2分) 增大培养液稀释倍数(2分) (3)稀释涂布平板法(2分) (4)具有较高沸点,能充分溶解胡萝卜素且不与水混溶(3分) (5)萃取剂(2分) 过滤(2分)
【解析】 (1)由题意可知需培养的微生物为光合细菌,其能利用光能将二氧化碳和水合成碳水化合物供生命活动所需,是自养型生物,因此该实验所用培养基中不需要添加碳源。(2)若实验时,培养液的稀释倍数不够,会使固体平板培养基上菌落数目过多而连成一片,应适当增大培养液稀释倍数,以获得单个细菌生长的菌落。(3)稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后涂布到固体培养基的表面,进行培养。在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞,从而能在固体培养基表面形成单个菌落,可通过统计菌落数来估算活菌的数量。(4)因为胡萝卜素沸点高,且不溶于水,因此选取的萃取剂应该具有较高的沸点,能充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶等。(5)萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置,因萃取剂的沸点低于胡萝卜素的沸点,因此浓缩时广口瓶中收集到的是萃取剂,在浓缩之前,还必须对萃取液进行过滤,以除去萃取液中的不溶物。
4.(除标明外,每空2分)(1)菌悬液过多会使培养基表面出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果 (2)及时杀死接种环上残留的菌种,避免菌种污染环境和感染操作者 严格保证无氧环境 少(1分) (3)缓冲溶液 不需要 不同的温度之间就可以相互对照
【解析】 (1)稀释涂布平板法是微生物接种、分离常用的方法。涂布平板时若培养基表面的菌悬液过多,会因菌体堆积而影响分离效果。(2)进行平板划线时,微生物数量将随着划线次数的增加而减少,最终使微生物彼此分散,经培养在平板表面得到单菌落。平板划线操作结束后灼烧接种环,可及时杀死接种环上残留的菌种,避免菌种污染环境和感染操作者。甲烷杆菌是严格厌氧菌,醋酸菌是好氧细菌,二者在培养时最主要的环境条件区别就是前者要保证无氧环境,后者要保证氧气充足。用活菌计数法统计时,有些菌落是由多个活菌共同形成的,所以若按
(全国版)2021高考生物一轮复习第九单元生物技术实践精练(含解析)
