高考生物专题复习生物技术实践备战.docx

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高考生物专题复习生物技术实践备战

专题强化训练20　生物技术实践

1.（2018·全国押题卷）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。

它“闻着臭,吃着香”且易于消化吸收,深受大众喜爱,其制作方法广为流传。

请回答下列有关问题:

（1）现代科学研究表明,许多种微生物参与了豆腐的发酵,其中起主要作用的是　　　　,它与乳酸菌在结构上的主要区别是　。

（2）腐乳易被人体吸收是因为豆腐中的成分发生了如下变化:

　。

（3）在腐乳制作过程中会加盐腌制,加盐的作用是 

　。

越接近瓶口加盐量越多的原因是　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）防止杂菌污染是制作腐乳过程中的一项重要的操作,请再列举一项防止杂菌污染的操作　　　　　　　　　　　　　　　。

（5）在腐乳制作过程中会遇到许多问题,请你提出一个科学合理且可供研究的课题:

　。

解析:

（1）腐乳制作有多种微生物参与,其中起主要作用的是毛霉。

毛霉是真核生物,与乳酸菌（原核生物）相比,毛霉有核膜包被的细胞核。

（2）腐乳易被人体吸收是因为豆腐中的蛋白质在蛋白酶的催化下分解成小分子肽和氨基酸,豆腐中的脂肪在脂肪酶的催化下分解成甘油和脂肪酸。

（3）制作腐乳的过程中,加盐可以析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬,在后期的制作过程中不会过早酥烂,同时盐能抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质。

越接近瓶口,杂菌污染的可能性越大,因此要随着豆腐层的加高增加盐的用量。

（4）在腐乳制作过程中为防止杂菌污染,用来腌制腐乳的玻璃瓶洗刷干净后要用沸水消毒,除此之外,装瓶时操作要迅速、小心;整齐地摆放好豆腐、加入卤汤后,要用胶条将瓶口密封;封瓶时,最好将瓶口通过酒精灯的火焰,防止瓶口被污染。

（5）可供研究的课题有探究制作腐乳的最佳湿度、探究制作腐乳的最佳温度、最佳时间等。

答案:

（1）毛霉　毛霉有核膜包被的细胞核而乳酸菌没有

（2）豆腐中的蛋白质在蛋白酶的催化下分解成小分子肽和氨基酸,豆腐中的脂肪在脂肪酶的催化下分解成甘油和脂肪酸

（3）析出豆腐中的水分使豆腐变硬,抑制微生物的生长避免豆腐变质　越接近瓶口,杂菌污染的可能性越大

（4）装瓶时操作要迅速、小心（答案合理即可）

（5）探究制作腐乳的最佳湿度（言之有理即可）

2.（2018·安徽江南十校联考）乳酸菌和我们的生活紧密相连,现欲从泡菜滤液中分离乳酸菌。

请回答下列相关问题。

（1）要纯化培养乳酸菌,在配制固体培养基时,除了要加入各种营养物质外,一般还要加入　　　　。

培养基中的碳酸铵　　　　（填“能”或“不能”）为乳酸菌提供碳源,原因是　 

　。

（2）纯化培养乳酸菌时,可采用 法进行接种。

为了能鉴别乳酸菌菌落,往往在配制培养基时加入碳酸钙,原因是 　　　　　　　　　　　　　　。

（3）若要调查统计泡菜滤液中微生物的浓度,要设置空白对照组和多个实验组,若某个实验组平板上菌落平均数为46个/平板,而空白对照组中一个平板上出现了6个菌落,这种结果说明此次调查出现了　

　　　现象。

那么这次调查数据如何处理:

　。

解析:

（1）纯化培养乳酸菌,需要固体培养基。

在配制固体培养基时,除了要加入各种营养物质外,一般还要加入琼脂。

乳酸菌为异养生物只能利用含碳有机物,而碳酸铵为无机物,乳酸菌不能利用。

（2）纯化培养乳酸菌时,可采用平板划线法或稀释涂布平板法进行接种。

由于乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙,形成透明圈,因此为了能鉴别乳酸菌菌落,往往在配制培养基时加入碳酸钙。

（3）空白对照组中一个平板上出现了6个菌落,这种结果说明此次调查出现了（杂菌）污染现象,为了避免出现较大误差,应该丢弃本次调查数据,在防止污染情况下重新实验,获得准确数据。

答案:

（1）琼脂　不能　乳酸菌为异养生物,只能利用含碳有机物

（2）平板划线法或稀释涂布平板　乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙,形成透明圈

（3）（杂菌）污染　丢弃本次调查数据,在防止污染情况下重新实验,获得准确数据

3.（2018·吉林实验中学模拟）据不完全统计,全世界盐碱地的面积为9.5亿公顷,其中我国为9913万公顷,严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。

只有少数生物可以生长在盐碱环境中,研究发现,这些生物体中往往有“嗜盐酶”,这种酶往往有盐耐受性、热耐受性和对有机溶剂的抗性。

某生物兴趣小组欲分离嗜盐微生物。

（1）兴趣小组同学来到青海湖采集菌样,其原因是　　　　　　　

　　　。

（2）采集到湖水后若要分离嗜盐菌,从用途上看属于　　　　培养基。

在涂布接种前,为了检测培养基灭菌是否彻底,随机取若干灭菌后　　

　　的平板放在恒温培养箱中先行培养了一段时间;然后将1mL水样稀释100倍,在3个平板上用涂布法分别接入0.1mL稀释液;经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为39、38和37,据此可得出每升水样中的活菌数为　　　　个。

与实际相比,此计数方法测得的菌体数较　　　　　　　,其原因是　 

　。

（3）该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀,一部分进行静置培养,另一部分进行振荡培养,结果发现:

振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。

分析其原因是振荡培养能提高培养液中　　　

　的含量。

解析:

（1）分离嗜盐微生物,应在高盐的环境中。

青海湖属于咸水湖,会存在嗜盐微生物。

（2）分离嗜盐菌,应用选择培养基。

检测培养基灭菌是否彻底,应随机取若干灭菌后的空白（未接种）平板放在恒温培养箱中先行培养一段时间。

三个平板的平均菌落数为（39+38+37）/3=38,则每升水样中的活菌数为38÷0.1×100×1000=3.8×107（个）。

由于两个或多个细菌连接在一起,形成一个菌落,所以与实际相比,此计数方法测得的菌体数较少。

（3）与静置培养相比,振荡培养能提高培养液中溶解氧的含量,有利于细菌与营养物质充分接触,细菌生长速度较快。

答案:

（1）青海湖是咸水湖

（2）选择　空白/未接种　3.8×107　少　由于两个或多个细菌连接在一起,往往统计的是一个菌落

（3）溶解氧

4.（2018·广东茂名联考）玉米是重要的粮食作物,是很好的生物学实验材料,在副食品生产上有广泛的应用,经深加工后可生产酒精、玉米胚芽油、葡萄糖等产品（流程如图）。

请回答下列问题:

（1）玉米秸秆富含纤维素,水解用的纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即　　　　　　　　　　　　。

纤维素分解菌可以产生纤维素酶,可用　　　　　　　　法,通过是否产生　　　　来筛选纤维素分解菌。

（2）玉米胚芽油不易挥发,若选用萃取法提取玉米胚芽油,萃取的效率主要取决于　; 

萃取过程中应采用水浴加热,这是因为 

　。

（3）提高萃取效果的方法是 

　　　　　　　　　　　　　。

（写出两种即可） 

（4）为避免浪费,需对催化玉米淀粉分解成葡萄糖的酶最适用量进行探究,此时需要保持 

（写出两种即可）等无关变量相同且适宜。

解析:

（1）纤维素酶包括C1酶、CX酶及葡萄糖苷酶;分离纤维素分解菌常用的方法是刚果红染色法,纤维素被纤维素分解菌分解后将不能与刚果红形成红色复合物,产生以纤维素分解菌为中心的透明圈。

（2）萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量;有机溶剂是易燃物,直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸,因此萃取过程中应采用水浴加热。

（3）适当延长萃取时间或适当提高萃取温度,都可以提高萃取的效果。

（4）根据题意分析,实验的自变量是酶的用量,根据实验的单一变量原则,无关变量有温度、pH、淀粉量、反应时间等,应该保持相同且适宜。

答案:

（1）C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶　刚果红染色　透明圈

（2）萃取剂的性质和使用量　有机溶剂是易燃物,直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸

（3适当延长萃取时间,适当提高萃取温度

（4）温度、pH、淀粉量、反应时间

5.（2018·江西十三校联考）薰衣草精油气味芳香,能够清热解毒,清洁皮肤,祛斑美白,深受女性朋友的喜爱。

研究还发现薰衣草精油有抑菌作用,请回答下列问题:

（1）薰衣草精油化学性质稳定,不溶于水,易挥发。

根据以上特点,可用　　　　　　法提取薰衣草精油,其原理是　 　　　　　　　　　　。

（2）科研人员探究薰衣草精油抑菌实验时,以滴加等体积精油小圆形滤纸片为中心的透明圈的大小来比较薰衣草精油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果,结果如下表所示。

薰衣草精油对两种细菌活性影响的测定

浓度（μg/disc）

0.5

1

2.5

大肠杆菌抑菌圈直径（mm）

6.72

6.93

8.66

金黄色葡萄球菌抑菌圈直径（mm）

5.8

6.21

6.95

由表数据可知,薰衣草精油对　　　　　　抑菌效果更好,且表中数据能否得知薰衣草精油对大肠杆菌抑菌效果的最佳浓度?

　　　　。

（3）探究薰衣草精油抑菌实验时所用的培养基需要进行高压蒸汽灭菌,其温度和压强分别是121℃、　　　　。

加热灭菌锅,等　　　　　　　　后,关上排气阀;灭菌结束后,切断电源,等自然冷却到压力表为0时,再打开排气阀,若提前打开排气阀,将会有什么后果?

　　　　　　　　　。

解析:

（1）薰衣草精油化学性质稳定,不溶于水,易挥发。

根据以上特点,可用水蒸气蒸馏（或蒸馏）法提取薰衣草精油,其原理是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来,形成油水混合物,冷却后,混合物又会重新分出油层和水层。

（2）抑菌实验时,在长满致病菌的平板上,会出现以抑菌物质为中心的透明圈,透明圈越大,抑菌效果越好。

由表格可知,用相同浓度的薰衣草精油实验时,大肠杆菌抑菌圈直径总是大于金黄色葡萄球菌抑菌圈直径,说明薰衣草精油对大肠杆菌抑菌效果更好;由表数据可知,随着薰衣草精油浓度增加,形成的大肠杆菌抑菌圈直径一直在增大,所以表中数据不能得知薰衣草精油对大肠杆菌抑菌效果的最佳浓度。

（3）培养微生物的培养基需经高压蒸汽灭菌,为达到良好的灭菌效果,一般在是温度为121℃、压力为100kPa的条件下维持15～30min;具体操作步骤为加热灭菌锅,等冷空气完全排尽后,关上排气阀;灭菌结束后,切断电源,等自然冷却到压力表为0时,再打开排气阀,若提前打开排气阀,因锅内压力突然下降,灭菌容器内的液体会冲出容器,造成污染。

答案:

（1）水蒸气蒸馏（或蒸馏）　利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来,形成油水混合物,冷却后,混合物又会重新分出油层和水层

（2）大肠杆菌　不能（或否）　

（3）100kPa　冷空气完全排尽　因锅内压力突然下降,灭菌容器内的液体会冲出容器,造成污染

6.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,做了如下实验步骤（配制了下列培养基,在适宜条件下培养）:

步骤

取样

培养基

培养结果

Ⅰ

土壤样品

葡萄糖,（NH4）2SO4,K2HPO4·3H2O,KH2PO4,NaCl,CaCl2,MgSO4·7H2O,水

培养液a

Ⅱ

1mL

培养液a

同上

菌落

Ⅲ

挑取单

菌落

细菌培养基

培养液b

（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　　　　。

（2）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　 

　　　　　　　,实验结果如图A。

（3）步骤Ⅲ应挑取图A中　　　　处的菌落,本步骤的目的是　 

　　　　　　　　　　　　。

（4）图B是该蛋白酶和其他酶的热稳定性数据,即酶在不同温度下保温足够长的时间,再在酶活性最高的温度下测其酶活性。

在该蛋白酶的工业化生产过程中,通常需对发酵液在60～70℃保温一定时间的处理,其作用是　。

解析:

（1）实验目的是“筛选产蛋白酶的高产菌株”,因此为实现筛选目的,步骤Ⅰ所使用的培养基配方中,应去除葡萄糖并加入高浓度的蛋白质即以蛋白质作为唯一碳源和氮源。

（2）为实现目的菌的分离和计数,培养基应选择固体培养基,固体培养基需要加入琼脂作为凝固剂;图A所示培养基中的菌落均匀分布,因此采用的接种方法是稀释涂布平板法。

（3）图A中,a周围的透明圈最大,说明分泌的蛋白酶最多,所以大规模产业化首选的菌株是a;本步骤的目的是快速增加目的菌的种群数量。

（4）由图B中曲线可知,在60～70℃时,其他酶的相对活性明显比蛋白酶的相对活性低,所以保温一定时间的作用是大幅度降低发酵液中其他酶的活性。

答案:

（1）葡萄糖　蛋白质

（2）琼脂　稀释涂布平板法

（3）a　快速增加目的菌的种群数量（扩大培养）

（4）大幅度降低发酵液中其他酶的活性

7.（2018·广东六校联考）生物固氮是固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程,将固氮微生物菌剂施入土壤,可提高土壤氮素含量,促进作物生长。

回答下列问题:

（1）为了筛选固氮菌,所用琼脂使用前用蒸馏水浸泡、洗涤3次,目的是　。

为增加固氮菌的数目,分离纯化前需要进行　　　　培养,以增加固氮菌总数目。

（2）用来筛选固氮菌更为简单的接种方法是　, 

操作要点有 

　　　　　　　　　　　　　　（答出两点即可）。

（3）经过初步培养后,研究人员将获得的某固氮菌液进行梯度稀释,吸取105稀释倍数的菌液各0.1mL,分别涂布在三个平板上,一段时间后形成的菌落数依次为18、17、19,该同学以平均菌落数18进行计数,可求得原菌液固氮菌的浓度为　　　　个/L。

你认为该同学的计数方法是否正确?

　　　　　（填“正确”或“不正确”）,说明理由　 

　。

解析:

（1）所用琼脂使用前用蒸馏水浸泡、洗涤3次,为了防止琼脂中带入少量的含氮化合物,而使微嗜氮微生物生长,从而得到固氮菌。

分离纯化前需要进行选择培养,以增加固氮菌总数目。

（2）用来筛选固氮菌更为简单的接种方法是平板划线法。

操作时要注意:

操作第一步及每次划线之后都要灼烧接种环、第二次及其后的划线操作总要从上一次划线的末端开始划线。

（3）吸取105稀释倍数的菌液各0.1mL,分别涂布在三个平板上,测得平均菌落数18,可求得原菌液固氮菌的浓度为18×104×105个/L,即1.8×1010个/L。

实验操作中应涂布多个稀释倍数的平板,以获得菌落数在30～300个的平板,所以该同学的计数方法不正确。

答案:

（1）防止琼脂中带入少量的含氮化合物,而使微嗜氮微生物生长　选择（富集）

（2）平板划线法　操作第一步及每次划线之后都要灼烧接种环、第二次及其后的划线操作总要从上一次划线的末端开始划线

（3）1.8×1010　不正确　应涂布多个稀释倍数的平板,以获得菌落数在30～300个的平板

8.（2018·云南师大附中模拟）黄精多糖是植物黄精中的一种重要成分,具有较高的药用价值。

它是由单糖缩合而成的一种多聚体,易溶于水,不溶于60%以上的乙醇。

常用提取流程:

黄精原料→干燥粉碎→石油醚脱脂过滤→黄精渣→加蒸馏水后加热提取→滤渣后收集提取液→加入乙醇后离心→收集沉淀物后干燥→黄精多糖粗品→去除蛋白质和小分子物质→精制黄精多糖。

回答下列问题:

（1）根据提取流程分析黄精多糖　　　　（填“溶于”或“不溶于”）石油醚。

（2）在用蒸馏水提取时加热的目的是 　　　　　　　　　　　,从而提高提取效率。

在加热提取过程中除温度外,影响提取效率的因素还包括　 （答两点即可）。

（3）在提取液中加入乙醇的目的是 

　　　　　　　　　　　　　　。

（4）在得到黄精多糖粗品后可将其再次溶解于蒸馏水,并加入一定量的氯化钠,离心去除沉淀,则沉淀物中的主要成分是　　　　　　　　

　　,再将上清液装入具有半透性的透析袋中处理一段时间,就可获得精致黄精多糖,利用透析袋处理的原理和目的是　 

　。

解析:

（1）由提取的程序可知,黄精多糖易溶于水,不溶于石油醚。

（2）在用蒸馏水提取时加热的目的是提高分子的运动速率,从而提高黄精多糖在蒸馏水中的溶解度,提高提取效率。

在加热提取过程中除温度外,影响提取效率的因素还包括提取时间、原料颗粒的大小、pH等。

（3）乙醇可以使提取液中的黄精多糖析出。

（4）利用蛋白质盐析的原理,将得到黄精多糖粗品再次溶解于蒸馏水中,并加入一定量的氯化钠,离心去除沉淀,可除去粗品中的蛋白质。

利用小分子物质可通过透析袋而大分子的黄精多糖不能通过,可将粗品中的小分子物质去除,从而得到精致的黄精多糖。

答案:

（1）不溶于　

（2）提高黄精多糖在蒸馏水中的溶解度　提取时间、原料颗粒的大小（或固液比、pH）　（3）使提取液中的黄精多糖析出　（4）粗品中的蛋白质　利用小分子物质可通过透析袋而大分子的黄精多糖不能通过的原理将粗品中的小分子物质去除