高考生物二轮复习 非选择题冲击高分规范练 命题点5 生物技术实践.docx

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高考生物二轮复习非选择题冲击高分规范练命题点5生物技术实践

命题点5　生物技术实践

真题重温练（A卷）

1．（2018·江苏，31）酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半，可作为饲料蛋白的来源。

有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养，这样既可减少污染又可降低生产成本。

研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母，并进行大量培养。

下图所示为操作流程，请回答下列问题：

（1）配制培养基时，按照培养基配方准确称量各组分，将其溶解、定容后，调节培养基的________，及时对培养基进行分装，并进行____________灭菌。

（2）取步骤②中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中，在步骤③中将温度约________（填“25℃”“50℃”或“80℃”）的培养基倒入培养皿混匀，冷凝后倒置培养。

（3）挑取分离平板中长出的单菌落，按步骤④所示进行划线。

下列叙述合理的有____________。

a．为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌

b．划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落

c．挑取菌落时，应挑取多个菌落，分别测定酵母细胞中甲醇的含量

d．可以通过逐步提高培养基中的甲醇的浓度，获得甲醇高耐受株

（4）步骤⑤中，为使酵母数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和________供应。

为监测酵母的活细胞密度，将发酵液稀释1000倍后，经等体积台盼蓝染液染色，用25×16型血细胞计数板计数5个中格中的细胞数，理论上________色细胞的个数应不少于________，才能达到每毫升3×109个活细胞的预期密度。

答案　

（1）pH　高压蒸汽（湿热）　

（2）50℃　（3）a、b、d（4）氧气　无　30

解析　

（1）配制培养基时，进行计算、称量、溶解、定容后，需先调节pH再分装到锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌。

（2）倒平板时的培养基温度约为50℃，冷凝后倒置培养。

（3）平板划线时，接种针、接种环使用前和每次划线后都需要进行灼烧灭菌，以免造成杂菌污染，a正确；划线时不能划破培养基表面，否则不能形成正常菌落，b正确；挑取菌落时，应挑取多个不同的菌落，分别测定酵母细胞中蛋白质含量，c错误；逐步提高培养基中甲醇的浓度，能筛选出其中的耐受菌，获得甲醇高耐受菌株，d正确。

（4）酵母是兼性厌氧型真菌，在有氧条件下可大量繁殖。

酵母扩大培养时，需保证充足的营养和氧气等条件。

由题中信息“经等体积台盼蓝染液染色”可知，计数室中培养液容积实际只有0.1÷2＝0.05mm3。

设5个中方格中无色（活细胞不能被台盼蓝染色）的细胞数目为x个，则3×109＝x/5×25×1000×1000÷0.05，解得x＝30。

2．（2017·江苏，31）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。

若上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）下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1～5号比色管的苯酚浓度应分别为____________________。

管号

1

2

3

4

5

6

苯酚浓度/（mg·L－1）

1

如果废水为50mg/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：

①5　②10　③20）倍后，再进行比色。

答案　

（1）蛋白胨、苯酚　

（2）增加　稀释涂布　凝固剂

（3）③　（4）0、0.2、0.4、0.6、0.8　③

解析　

（1）含碳有机物如蛋白胨、苯酚均可作为异养型细菌的碳源。

（2）为达到富集苯酚降解菌的目的，培养过程中随转接次数增加，应逐渐提高苯酚用量。

若平板中菌落过于密集，为便于分离计数，则应进一步稀释涂布；进行分离计数应制备“固体”培养基，故平板培养基中除需水、营养物质外，还需添加凝固剂。

（3）连续划线法分离菌种时，在最后的划线区，菌种分散最充分，最宜获得单菌落。

（4）制作系列浓度梯度进行显色反应应设置无菌水作对照组（苯酚浓度为0），并设置等差密度梯度，故1～5号比色管中苯酚浓度依次为0、0.2、0.4、0.6、0.8。

若废水为50mg/L苯酚溶液，降解后约有21%的苯酚残留，则降解后残留液中苯酚浓度为50×21%＝10.5（mg/L），宜将其稀释20倍方可达到适宜比色管苯酚浓度。

3．（2016·江苏，29）为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响，以及固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行试验，流程及结果如下。

请回答下列问题：

―→

―→

（1）实验中的海藻酸钠作用是__________________，CaCl2的作用是________________。

（2）为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用__________________洗涤。

图1中1.0%海藻酸钠组培养24h后，移去凝胶球，溶液呈绿色，原因是________________________________________________________________________。

（3）为探索固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，应选用浓度为________海藻酸钠制备凝胶球。

（4）图2中空白凝胶球组Zn2＋浓度下降的原因是____________________________。

结合图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48h间Zn2＋浓度下降速度较快的主要原因是____________________________；72～96h间Zn2＋浓度下降速度较慢的原因有

________________________________________________________________________。

答案　

（1）包埋绿球藻（包埋剂）　与海藻酸钠反应形成凝胶球（凝固剂）　

（2）培养液（生理盐水）　海藻酸钠浓度过低（凝胶球孔径过大）　（3）2.0%　（4）凝胶球吸附Zn2＋　绿球藻生长（增殖）速度快　绿球藻生长（增殖）速度减慢，溶液中Zn2＋浓度较低

解析　

（1）海藻酸钠溶液在CaCl2溶液中形成凝胶球，包埋绿球藻。

（2）可采用培养液或生理盐水洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性。

溶液呈绿色，说明固定化的绿球藻数量少，原因是海藻酸钠浓度过低（凝胶球孔径过大）。

（3）根据图1可知，浓度为2.0%的海藻酸钠制备的凝胶球最有利于绿球藻的繁殖。

（4）空白凝胶球容易吸附Zn2＋，导致溶液中Zn2＋浓度下降；根据图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48h间绿球藻数量增加最快（处于“S”型曲线的K/2值处），导致Zn2＋浓度下降速度较快；72～96h间绿球藻数量基本不再增加。

4．（2015·江苏，31）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）。

①酒精灯　②培养皿　③显微镜　④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，筛到了几株有透明降解圈的菌落（见下图）。

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见下图，推测菌株________更适合用于人工瘤胃发酵，理由是________________________________________________________________________。

答案　

（1）③　

（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　①　（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

解析　

（1）样品稀释和涂布平板的操作不需要显微镜。

（2）涂布平板时若培养基表面的菌悬液过多，菌体堆积，会影响分离效果。

（3）试管口粘附的培养基，需要用酒精棉球擦净，避免培养基污染棉塞。

（4）菌株产生的降解纤维素酶的量越多、活性越高，会使降解圈越大。

降解纤维素能力最强的菌株是①，因其菌株菌落最小，但降解圈最大。

（5）分析图中曲线可知，J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高，而发酵过程会产热和酸，故该菌株最适合用于人工瘤胃发酵。

5．（2014·江苏，30）为了获得β胡萝卜素产品，某小组开展了产β胡萝卜素酵母的筛选与色素提取实验。

请回答下列问题：

（1）实验用的培养皿常用的两种灭菌方法是________________________________；为了减少灭菌后器皿被污染，灭菌前应该________________________。

（2）为了筛选出酵母菌，培养基中添加了青霉素，其目的是______________________________。

（3）下图是灭菌锅及其局部剖面示意图，图中甲、乙、丙指示的依次是________。

（填序号）

①安全阀、放气阀、压力表

②放气阀、安全阀、压力表

③安全阀、放气阀、温度表

④放气阀、安全阀、温度表

（4）为了将分离到的菌株纯化，挑取了菌落在3块相同平板上划线，结果其中一块平板的各划线区均未见菌生长，最可能的原因是___________________________________________。

（5）为增加β胡萝卜素提取量，在研磨酵母细胞时，添加石英砂的目的是__________________________；研磨时__________（填“需要”或“不需要”）添加CaCO3，理由是____________________________。

答案　

（1）干热灭菌和湿热灭菌（高压蒸汽灭菌）　用牛皮纸（报纸）包扎器皿　

（2）抑制细菌（放线菌）生长（3）①　（4）接种环温度过高，菌被杀死　（5）有助于研磨充分　不需要　β胡萝卜素较耐酸

解析　

（1）培养皿灭菌常用的方法有湿热灭菌（高压蒸汽灭菌）、干热灭菌等。

将培养皿放入灭菌锅之前通常用牛皮纸或报纸包扎，避免灭菌后的再次污染。

（2）青霉素能抑制细菌和放线菌的生长繁殖，但对酵母菌等真菌不起作用，因此添加青霉素可筛选出酵母菌。

（3）图中乙连接软管，为排（放）气阀，甲为安全阀，丙是压力表。

（4）三块平板中有两块平板长有菌落，说明含有菌株并可在培养基上生长；而其中一块平板未见菌落，说明接种不成功，可能是接种环灼烧后未冷却或未充分冷却，使菌株因温度过高而被杀死。

（5）从β胡萝卜素酵母中提取β胡萝卜素，参照叶绿体中色素提取的方法，可添加石英砂，因为石英砂有助于研磨充分。

在提取叶绿体中色素时，CaCO3的作用是中和酸性物质，防止叶绿素被分解，而β胡萝卜素较耐酸，不易被分解，故在研磨酵母细胞时无需添加CaCO3。

6．（2018·全国Ⅲ，37）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

解析　

（1）麦芽汁琼脂培养基的碳氮比较高，而且含糖量高，更适合酵母菌培养；该培养基应采用高压蒸汽灭菌法灭菌；若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后可观察到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，这就是菌落。

（2）酵母菌液体培养时，若通入氧气，进行有氧呼吸产生H2O和CO2，释放能量多，细胞增殖快；若进行无氧培养，酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，释放能量少，增殖慢。

（3）制作面包时，在面粉中添加一定量的酵母菌，因酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖，产生二氧化碳，二氧化碳是气体，遇热膨胀而形成小孔，使得面包松软多孔。

模拟对位练（B卷）

1．微生物在发酵食品的加工中起着极其重要的作用，可利用微生物制作果酒和果醋等。

下图是利用微生物制作果醋的流程示意图和发酵装置示意图，回答有关问题：

（1）发酵时装置要清洗干净，并且用__________________消毒。

作为果酒的发酵装置，管口2应该__________________，以防止排气时空气中的微生物污染。

（2）与A发酵过程有关的微生物在____________发酵液中可以生长繁殖，该环境对杂菌则有抑制作用。

发酵后期，酒精的含量一般不超过12%，原因是

________________________________________________________________________。

（3）制葡萄醋的过程中，要打开阀a，原因是

________________________________________________________________________。

（4）在发酵过程中要定时打开阀b检测发酵液中微生物总数是否超标，为此进行了相关实验。

先将一定量的果醋进行______________，然后用________将菌液接种于固体培养基上，经培养后进行计数，计数时应选择菌落数在______________的平板进行计数。

答案　

（1）70%的酒精　长而弯曲并且管口朝下　

（2）缺氧、酸性　酒精对细胞有毒害作用，会抑制酵母菌的代谢活动　（3）醋酸菌是好氧细菌，用酒精产醋酸需要氧气参与　（4）一系列的梯度稀释　涂布器　30～300

解析　

（1）对于清洗干净的发酵装置还需用70%的酒精进行消毒。

为防止排气时空气中的微生物污染，果酒发酵装置的管口2应该长而弯曲并且管口朝下。

（2）A是酒精发酵，与此过程有关的微生物酵母菌在缺氧、酸性的发酵液中可以生长繁殖。

由于酒精对细胞有毒害作用，且会抑制酵母菌的代谢活动，所以发酵后期，酒精的含量一般不超过12%。

（3）制葡萄醋的过程中，利用的醋酸菌是一种好氧细菌，用酒精产醋酸需要氧气参与，因此要打开阀a，以通入空气。

（4）为检测发酵液中微生物总数是否超标，需先将一定量的果醋进行一系列的梯度稀释，然后用涂布器将菌液接种于固体培养基上，经培养后进行计数，计数时应选择菌落数在30～300的平板进行计数。

2．（2018·江苏扬、通、泰、徐、淮、宿、连七市高三调研）图1表示研究人员为筛选纤维素酶高产菌株进行的相关实验流程，其中透明圈是微生物在固体培养基上消耗特定营养物质形成的。

请回答下列问题：

（1）本实验中，选择蘑菇培养基质作为纤维素酶高产菌株的来源，这是因为

________________________________________________________________________。

（2）筛选用的培养基应以__________作为唯一碳源，并在配制培养基时加入________作为凝固剂。

筛选时应选择D/d比值较大的菌株，因为这一指标值越大说明

________________________________________________________________________。

（3）图2、图3是研究纤维素酶的最适温度和热稳定性的结果。

①研究纤维素酶的热稳定性时，首先将纤维素酶液置于35～65℃的不同温度条件下保温2h，再取上述不同温度处理的纤维素酶液和____________________________，并在________℃下测定纤维素酶的催化速率，计算酶活性残留率。

②生产中使用该纤维素酶时，最好将温度控制在40℃左右，依据是

________________________________________________________________________。

答案　

（1）蘑菇培养基质中富含纤维素，会聚集较多的纤维素分解菌　

（2）纤维素　琼脂　单个菌体产生的纤维素酶的活性越强　（3）①未经保温处理的纤维素酶液　50　②该温度下，纤维素酶的热稳定性高，作用时间持久，且酶活性相对较高

解析　

（1）从生物与环境适应性角度分析，能大量合成纤维素酶的微生物应该生活在纤维素丰富的环境中，而蘑菇培养基质以植物秸秆等为主，含有丰富的纤维素，能聚集较多的纤维素分解菌。

（2）在以纤维素为唯一碳源的培养基中能够增殖的微生物一定能够合成纤维素酶，所以筛选用的培养基应以纤维素作为唯一碳源，在配制培养基时可加入琼脂作为凝固剂。

在培养过程中，透明圈直径越大，说明微生物产生的纤维素酶越多，而菌落直径越小，说明微生物数量越少，因此透明圈直径与菌落直径比值的大小反映微生物单细胞产生的纤维素酶的活性大小，该比值越大，则纤维素酶活性越大。

（3）酶热稳定性测量中，酶活性残留率是指酶分子在一定温度条件下，一段时间后的催化活性与未保温处理前酶催化活性的比值。

因此，在实验中需要设置对照（没有进行温度处理的酶活性测量）。

在进行酶活性测定时，提供的温度应选择最适温度，根据图2实验可知，纤维素酶催化的最适温度在50℃左右。

（4）在生产中，使用酶催化时，酶有钝化现象（催化活力逐渐下降），因此，考虑到生产成本和可持续生产，需要特别注意尽可能保证酶具有较高的热稳定性。

3．科研人员开展海藻酸钠固定化乳酸菌的相关研究，得到如下实验结果。

请回答下列问题：

海藻酸钠浓度对成珠的影响

海藻酸钠浓度/%

成珠状况

0

—

1.0

成珠较易，但强度较低

1.5

成珠容易，强度适中

2.0

成珠较难，强度较高

2.5

成珠困难，强度高

（1）本研究中固定化细胞的技术属于________法，其优点是________________________。

（2）实验中需要先将溶化的海藻酸钠溶液冷却至________后，才能加入乳酸菌。

为保证配制的海藻酸钠浓度准确，在海藻酸钠完全溶化后需要________________。

（3）根据实验结果，研究人员认为海藻酸钠浓度为1.5%为宜，这是因为用较低浓度的海藻酸钠固定时，凝胶珠内部网格较大，有利于______________________，乳酸发酵速度快。

而与浓度为1.0%比较，1.5%时形成的凝胶珠____________，有利于凝胶珠的重复利用。

（4）利用固定化乳酸菌发酵时，凝胶珠添加量过高会抑制菌株生长，进而使乳酸产量下降。

试写出探究凝胶珠适宜添加量的实验思路：

______________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）包埋　操作简单，对细胞损伤小　

（2）室温　加无菌水（蒸馏水）定容　（3）凝胶珠内外物质交换　强度适中　（4）取等量的发酵液，分别加入不同量的凝胶珠，在适宜条件下发酵，相同时间后，比较各发酵液的酸度（或乳酸含量）

解析　

（1）海藻酸钠通常被用作包埋法制备固定化细胞时的包埋材料，因此本研究中固定化细胞的技术属于包埋法。

利用包埋法固定化细胞的优点是：

操作简单，对细胞损伤小。

（2）实验中需要先将溶化的海藻酸钠溶液冷却至室温后才能加入乳酸菌，否则高温会导致乳酸菌死亡。

为保证配制的海藻酸钠浓度准确，在海藻酸钠完全溶化后需要加无菌水或蒸馏水定容。

（3）用较低浓度的海藻酸钠固定时，凝胶珠内部网格较大，用于乳酸菌发酵时，有利于凝胶珠内外物质交换，乳酸发酵速度较快。

海藻酸钠浓度过高或过低都不利于凝胶珠保持完整。

由表格信息可知，与海藻酸钠浓度为1.0%比较，1.5%时形成的凝胶珠强度适中，有利于凝胶珠的重复利用。

（4）根据实验目的可知，该实验的自变量为凝胶珠添加量，因变量为乳酸产量，发酵液用量、发酵条件、发酵时间等为无关变量。

因此该实验的大体思路是：

取等量的发酵液，分别加入不同量的凝胶珠，在适宜条件下发酵，相同时间后，比较各发酵液的酸度（或乳酸含量）。

4．（2018·苏锡常镇四市高三调研二）MICP技术是通过向岩土中注入某种微生物以及胶结液（尿素和氯化钙溶液），利用该微生物将尿素水解为铵离子和碳酸根离子，碳酸根离子与钙离子形成碳酸钙晶体，从而将岩土原位固化。

某研究人员对该种微生物进行了分离并在最适生长条件（温度35℃，摇床转速200r/min）下测定了其生长曲线，结果如图。

请回答下列问题：

（1）此研究中的微生物能合成________________，从而将尿素分解。

被该种微生物分解后的胶结液pH________（填“升高”或“降低”），使NA—尿素固体培养基中的溴甲酚紫呈紫色，从而有利于挑取出该种微生物。

（2）本研究中的NA—尿素固体培养基，从功能上看，属于________培养基。

在其灭菌过程中，需用到高压蒸汽灭菌锅。

下面是关于高压蒸汽灭菌锅使用过程中的操作，正确的先后顺序是①②____________________⑨。

①装入待灭菌物品②加盖

③加热灭菌锅④打开排气阀

⑤关闭排气阀⑥切断电源

⑦压力表的压力降到零⑧打开盖子

⑨取出灭菌物品

（3）研究初期，需将土样置于选择培养液中培养24h，目的是__________