(江蘇專用)2022高考生物二輪復習 非選擇題沖擊高分規(guī)范練 命題點5 生物技術實踐
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1、(江蘇專用)2022高考生物二輪復習 非選擇題沖擊高分規(guī)范練 命題點5 生物技術實踐 1.(2018·江蘇,31)酵母的蛋白質(zhì)含量可達自身干重的一半,可作為飼料蛋白的來源。有些酵母可以利用工業(yè)廢甲醇作為碳源進行培養(yǎng),這樣既可減少污染又可降低生產(chǎn)成本。研究人員擬從土壤樣品中分離該類酵母,并進行大量培養(yǎng)。下圖所示為操作流程,請回答下列問題: (1)配制培養(yǎng)基時,按照培養(yǎng)基配方準確稱量各組分,將其溶解、定容后,調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的________,及時對培養(yǎng)基進行分裝,并進行____________滅菌。 (2)取步驟②中不同梯度的稀釋液加入標記好的無菌培養(yǎng)皿中,在步驟③中將溫度約______
2、__(填“25 ℃”“50 ℃”或“80 ℃”)的培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿混勻,冷凝后倒置培養(yǎng)。 (3)挑取分離平板中長出的單菌落,按步驟④所示進行劃線。下列敘述合理的有____________。 a.為保證無菌操作,接種針、接種環(huán)使用前都必須滅菌 b.劃線時應避免劃破培養(yǎng)基表面,以免不能形成正常菌落 c.挑取菌落時,應挑取多個菌落,分別測定酵母細胞中甲醇的含量 d.可以通過逐步提高培養(yǎng)基中的甲醇的濃度,獲得甲醇高耐受株 (4)步驟⑤中,為使酵母數(shù)量迅速增加,培養(yǎng)過程中需保證充足的營養(yǎng)和________供應。為監(jiān)測酵母的活細胞密度,將發(fā)酵液稀釋1 000倍后,經(jīng)等體積臺盼藍染液染色,用25
3、×16型血細胞計數(shù)板計數(shù)5個中格中的細胞數(shù),理論上________色細胞的個數(shù)應不少于________,才能達到每毫升3×109個活細胞的預期密度。 答案 (1)pH 高壓蒸汽(濕熱) (2)50 ℃ (3)a、b、d (4)氧氣 無 30 解析 (1)配制培養(yǎng)基時,進行計算、稱量、溶解、定容后,需先調(diào)節(jié)pH再分裝到錐形瓶中進行高壓蒸汽滅菌。(2)倒平板時的培養(yǎng)基溫度約為50 ℃,冷凝后倒置培養(yǎng)。(3)平板劃線時,接種針、接種環(huán)使用前和每次劃線后都需要進行灼燒滅菌,以免造成雜菌污染,a正確;劃線時不能劃破培養(yǎng)基表面,否則不能形成正常菌落,b正確;挑取菌落時,應挑取多個不同的菌落,分別測定
4、酵母細胞中蛋白質(zhì)含量,c錯誤;逐步提高培養(yǎng)基中甲醇的濃度,能篩選出其中的耐受菌,獲得甲醇高耐受菌株,d正確。(4)酵母是兼性厭氧型真菌,在有氧條件下可大量繁殖。酵母擴大培養(yǎng)時,需保證充足的營養(yǎng)和氧氣等條件。由題中信息“經(jīng)等體積臺盼藍染液染色”可知,計數(shù)室中培養(yǎng)液容積實際只有0.1÷2=0.05 mm3。設5個中方格中無色(活細胞不能被臺盼藍染色)的細胞數(shù)目為x個,則3×109=x/5×25×1 000×1 000÷0.05,解得x=30。 2.(2017·江蘇,31)苯酚及其衍生物廣泛存在于工業(yè)廢水中,對環(huán)境有嚴重危害。小明同學準備依據(jù)下圖操作步驟,從處理廢水的活性污泥中分離篩選酚降解高效菌
5、株。請回答下列問題: (1)酚降解菌富集培養(yǎng)基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水,其中可作為碳源的有________________________________________________________________________。 (2)將采集到的樣品接種培養(yǎng),苯酚用量應隨轉(zhuǎn)接次數(shù)增加而逐漸__________,以達到富集酚降解菌的目的。若上圖平板中菌落過于密集,應進一步____________,以便于菌落計數(shù)與分離。制備平板培養(yǎng)基時除了需要水、營養(yǎng)物質(zhì)外,還必須添加____________。 (3)下圖為連續(xù)劃線法示意圖,在圖中________(填圖中序
6、號)區(qū)域更易獲得單菌落。 (4)采用比色測定法(使用苯酚顯色劑)檢測降解后的廢水中苯酚殘留量。先制作系列濃度梯度并進行顯色反應,下表中1~5 號比色管的苯酚濃度應分別為____________________。 管號 1 2 3 4 5 6 苯酚濃度/(mg·L-1) 1 如果廢水為50 mg/L苯酚溶液,降解后約有21% 的苯酚殘留,則需將殘留液稀釋________(填序號:①5?、?0 ③20)倍后,再進行比色。 答案 (1)蛋白胨、苯酚 (2)增加 稀釋涂布 凝固劑 (3)③ (4)0、0.2、0.4、0.6、0.8 ③ 解析 (1
7、)含碳有機物如蛋白胨、苯酚均可作為異養(yǎng)型細菌的碳源。(2)為達到富集苯酚降解菌的目的,培養(yǎng)過程中隨轉(zhuǎn)接次數(shù)增加,應逐漸提高苯酚用量。若平板中菌落過于密集,為便于分離計數(shù),則應進一步稀釋涂布;進行分離計數(shù)應制備“固體”培養(yǎng)基,故平板培養(yǎng)基中除需水、營養(yǎng)物質(zhì)外,還需添加凝固劑。(3)連續(xù)劃線法分離菌種時,在最后的劃線區(qū),菌種分散最充分,最宜獲得單菌落。(4)制作系列濃度梯度進行顯色反應應設置無菌水作對照組(苯酚濃度為0),并設置等差密度梯度,故1~5 號比色管中苯酚濃度依次為0、0.2、0.4、0.6、0.8。若廢水為50 mg/L 苯酚溶液,降解后約有21%的苯酚殘留,則降解后殘留液中苯酚濃度為
8、50×21%=10.5(mg/L),宜將其稀釋20倍方可達到適宜比色管苯酚濃度。 3.(2016·江蘇,29)為了探索海藻酸鈉固定化對綠球藻生長的影響,以及固定化藻對含Zn2+污水的凈化作用,科研人員用篩選到的一株綠球藻進行試驗,流程及結果如下。請回答下列問題: ―→―→ (1)實驗中的海藻酸鈉作用是__________________,CaCl2的作用是________________。 (2)為洗去凝膠球上殘余的CaCl2和其他污染物,并保持綠球藻活性,宜采用__________________洗滌。圖1中1.0%海藻酸鈉組培養(yǎng)24 h后,移去凝膠球,溶液呈綠色,原因是
9、________________________________________________________________________。 (3)為探索固定化藻對含Zn2+污水的凈化作用,應選用濃度為________海藻酸鈉制備凝膠球。 (4)圖2中空白凝膠球組Zn2+濃度下降的原因是____________________________。結合圖1和圖2分析,固定化藻的實驗組24~48 h間Zn2+濃度下降速度較快的主要原因是____________________________;72~96 h間Zn2+濃度下降速度較慢的原因有 _______________________
10、_________________________________________________。 答案 (1)包埋綠球藻(包埋劑) 與海藻酸鈉反應形成凝膠球(凝固劑) (2)培養(yǎng)液(生理鹽水) 海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔徑過大) (3)2.0% (4)凝膠球吸附Zn2+ 綠球藻生長(增殖)速度快 綠球藻生長(增殖)速度減慢,溶液中Zn2+濃度較低 解析 (1)海藻酸鈉溶液在CaCl2溶液中形成凝膠球,包埋綠球藻。(2)可采用培養(yǎng)液或生理鹽水洗去凝膠球上殘余的CaCl2和其他污染物,并保持綠球藻活性。溶液呈綠色,說明固定化的綠球藻數(shù)量少,原因是海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔徑過大)。(3)根
11、據(jù)圖1可知,濃度為2.0%的海藻酸鈉制備的凝膠球最有利于綠球藻的繁殖。(4)空白凝膠球容易吸附Zn2+,導致溶液中Zn2+濃度下降;根據(jù)圖1和圖2分析,固定化藻的實驗組24~48 h間綠球藻數(shù)量增加最快(處于“S”型曲線的K/2值處),導致Zn2+濃度下降速度較快;72~96 h間綠球藻數(shù)量基本不再增加。 4.(2015·江蘇,31)人工瘤胃模仿了牛羊等反芻動物的胃,可用來發(fā)酵處理秸稈,提高秸稈的營養(yǎng)價值。為了增強發(fā)酵效果,研究人員從牛胃中篩選纖維素酶高產(chǎn)菌株,并對其降解纖維素能力進行了研究。請回答下列問題: (1)在樣品稀釋和涂布平板步驟中,下列選項不需要的是________(填序號)。
12、 ①酒精燈?、谂囵B(yǎng)皿?、埏@微鏡 ④無菌水 (2)在涂布平板時,滴加到培養(yǎng)基表面的菌懸液量不宜過多的原因是________________________________________________________________________。 (3)向試管內(nèi)分裝含瓊脂的培養(yǎng)基時,若試管口粘附有培養(yǎng)基,需要用酒精棉球擦凈的原因是________________________________________________________________________。 (4)剛果紅可以與纖維素形成紅色復合物,但并不與纖維素降解產(chǎn)物纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應。研究人員在剛果紅
13、培養(yǎng)基平板上,篩到了幾株有透明降解圈的菌落(見下圖)。圖中降解圈大小與纖維素酶的__________有關。圖中降解纖維素能力最強的菌株是______(填圖中序號)。 (5)研究人員用篩選到的纖維素酶高產(chǎn)菌株J1和J4,在不同溫度和pH條件下進行發(fā)酵,測得發(fā)酵液中酶活性的結果見下圖,推測菌株________更適合用于人工瘤胃發(fā)酵,理由是________________________________________________________________________。 答案 (1)③ (2)培養(yǎng)基表面的菌懸液會出現(xiàn)積液,導致菌體堆積,影響分離效果 (3)避免培養(yǎng)基污染
14、棉塞 (4)量與活性?、佟?5)J4 發(fā)酵過程會產(chǎn)熱和產(chǎn)酸,J4菌株在較高溫度和酸性環(huán)境下酶的活性更高 解析 (1)樣品稀釋和涂布平板的操作不需要顯微鏡。(2)涂布平板時若培養(yǎng)基表面的菌懸液過多,菌體堆積,會影響分離效果。(3)試管口粘附的培養(yǎng)基,需要用酒精棉球擦凈,避免培養(yǎng)基污染棉塞。(4)菌株產(chǎn)生的降解纖維素酶的量越多、活性越高,會使降解圈越大。降解纖維素能力最強的菌株是①,因其菌株菌落最小,但降解圈最大。 (5)分析圖中曲線可知,J4菌株在較高溫度和酸性環(huán)境下酶的活性更高,而發(fā)酵過程會產(chǎn)熱和酸,故該菌株最適合用于人工瘤胃發(fā)酵。 5.(2014·江蘇,30)為了獲得β-胡蘿卜素產(chǎn)品,某
15、小組開展了產(chǎn)β-胡蘿卜素酵母的篩選與色素提取實驗。請回答下列問題: (1)實驗用的培養(yǎng)皿常用的兩種滅菌方法是________________________________;為了減少滅菌后器皿被污染,滅菌前應該________________________。 (2)為了篩選出酵母菌,培養(yǎng)基中添加了青霉素,其目的是______________________________。 (3)下圖是滅菌鍋及其局部剖面示意圖,圖中甲、乙、丙指示的依次是________。 (填序號) ①安全閥、放氣閥、壓力表 ②放氣閥、安全閥、壓力表 ③安全閥、放氣閥、溫度表 ④放氣閥、安全閥、溫度表
16、(4)為了將分離到的菌株純化,挑取了菌落在3塊相同平板上劃線,結果其中一塊平板的各劃線區(qū)均未見菌生長,最可能的原因是___________________________________________。 (5)為增加β-胡蘿卜素提取量,在研磨酵母細胞時,添加石英砂的目的是__________________________;研磨時__________(填“需要”或“不需要”)添加 CaCO3,理由是____________________________。 答案 (1)干熱滅菌和濕熱滅菌(高壓蒸汽滅菌) 用牛皮紙(報紙)包扎器皿 (2)抑制細菌(放線菌)生長 (3)① (4)接種環(huán)溫度
17、過高,菌被殺死 (5)有助于研磨充分 不需要 β-胡蘿卜素較耐酸 解析 (1)培養(yǎng)皿滅菌常用的方法有濕熱滅菌(高壓蒸汽滅菌)、干熱滅菌等。將培養(yǎng)皿放入滅菌鍋之前通常用牛皮紙或報紙包扎,避免滅菌后的再次污染。(2)青霉素能抑制細菌和放線菌的生長繁殖,但對酵母菌等真菌不起作用,因此添加青霉素可篩選出酵母菌。(3)圖中乙連接軟管,為排(放)氣閥,甲為安全閥,丙是壓力表。(4)三塊平板中有兩塊平板長有菌落,說明含有菌株并可在培養(yǎng)基上生長;而其中一塊平板未見菌落,說明接種不成功,可能是接種環(huán)灼燒后未冷卻或未充分冷卻,使菌株因溫度過高而被殺死。(5)從β-胡蘿卜素酵母中提取β-胡蘿卜素,參照葉綠體中色素
18、提取的方法,可添加石英砂,因為石英砂有助于研磨充分。在提取葉綠體中色素時,CaCO3的作用是中和酸性物質(zhì),防止葉綠素被分解,而β-胡蘿卜素較耐酸,不易被分解,故在研磨酵母細胞時無需添加CaCO3。 6.(2018·全國Ⅲ,37)回答下列與酵母菌有關的問題: (1)分離培養(yǎng)酵母菌通常使用______________________(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麥芽汁瓊脂”)培養(yǎng)基,該培養(yǎng)基應采用______________滅菌法滅菌。若將酵母菌劃線接種在平板上,培養(yǎng)一段時間后可觀察到菌落,菌落的含義是_________________________。 (2)酵母菌液體培養(yǎng)時,若通入氧氣
19、,可促進____________(填“菌體快速增殖”“乙醇產(chǎn)生”或“乳酸產(chǎn)生”);若進行厭氧培養(yǎng),可促進________________(填“菌體快速增殖”“乙醇產(chǎn)生”或“乳酸產(chǎn)生”)。 (3)制作面包時,為使面包松軟通常要在面粉中添加一定量的酵母菌,酵母菌引起面包松軟的原因是______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 答案 (1)麥芽
20、汁瓊脂 高壓蒸汽 由一個細胞繁殖而來的肉眼可見的子細胞群體 (2)菌體快速增殖 乙醇產(chǎn)生 (3)酵母菌分解葡萄糖會產(chǎn)生CO2,CO2使面包松軟 解析 (1)麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基的碳氮比較高,而且含糖量高,更適合酵母菌培養(yǎng);該培養(yǎng)基應采用高壓蒸汽滅菌法滅菌;若將酵母菌劃線接種在平板上,培養(yǎng)一段時間后可觀察到由一個細胞繁殖而來的肉眼可見的子細胞群體,這就是菌落。(2)酵母菌液體培養(yǎng)時,若通入氧氣,進行有氧呼吸產(chǎn)生H2O和CO2,釋放能量多,細胞增殖快;若進行無氧培養(yǎng),酵母菌進行無氧呼吸,產(chǎn)生酒精和CO2,釋放能量少,增殖慢。(3)制作面包時,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
21、,產(chǎn)生二氧化碳,二氧化碳是氣體,遇熱膨脹而形成小孔,使得面包松軟多孔。 模擬對位練(B卷) 1.微生物在發(fā)酵食品的加工中起著極其重要的作用,可利用微生物制作果酒和果醋等。下圖是利用微生物制作果醋的流程示意圖和發(fā)酵裝置示意圖,回答有關問題: (1)發(fā)酵時裝置要清洗干凈,并且用__________________消毒。作為果酒的發(fā)酵裝置,管口2應該__________________,以防止排氣時空氣中的微生物污染。 (2)與A發(fā)酵過程有關的微生物在____________發(fā)酵液中可以生長繁殖,該環(huán)境對雜菌則有抑制作用。發(fā)酵后期,酒精的含量一般不超過12%,原因是 _________
22、_______________________________________________________________。 (3)制葡萄醋的過程中,要打開閥a,原因是 ________________________________________________________________________。 (4)在發(fā)酵過程中要定時打開閥b檢測發(fā)酵液中微生物總數(shù)是否超標,為此進行了相關實驗。先將一定量的果醋進行______________,然后用________將菌液接種于固體培養(yǎng)基上,經(jīng)培養(yǎng)后進行計數(shù),計數(shù)時應選擇菌落數(shù)在______________的平板進行計數(shù)。 答案
23、 (1)70%的酒精 長而彎曲并且管口朝下 (2)缺氧、酸性 酒精對細胞有毒害作用,會抑制酵母菌的代謝活動 (3)醋酸菌是好氧細菌,用酒精產(chǎn)醋酸需要氧氣參與 (4)一系列的梯度稀釋 涂布器 30~300 解析 (1)對于清洗干凈的發(fā)酵裝置還需用70%的酒精進行消毒。為防止排氣時空氣中的微生物污染,果酒發(fā)酵裝置的管口2應該長而彎曲并且管口朝下。 (2)A是酒精發(fā)酵,與此過程有關的微生物酵母菌在缺氧、酸性的發(fā)酵液中可以生長繁殖。由于酒精對細胞有毒害作用,且會抑制酵母菌的代謝活動,所以發(fā)酵后期,酒精的含量一般不超過12%。 (3)制葡萄醋的過程中,利用的醋酸菌是一種好氧細菌,用酒精產(chǎn)醋酸需要氧
24、氣參與,因此要打開閥a,以通入空氣。 (4)為檢測發(fā)酵液中微生物總數(shù)是否超標,需先將一定量的果醋進行一系列的梯度稀釋 ,然后用涂布器將菌液接種于固體培養(yǎng)基上,經(jīng)培養(yǎng)后進行計數(shù),計數(shù)時應選擇菌落數(shù)在30~300的平板進行計數(shù)。 2.(2018·江蘇揚、通、泰、徐、淮、宿、連七市高三調(diào)研)圖1表示研究人員為篩選纖維素酶高產(chǎn)菌株進行的相關實驗流程,其中透明圈是微生物在固體培養(yǎng)基上消耗特定營養(yǎng)物質(zhì)形成的。請回答下列問題: (1)本實驗中,選擇蘑菇培養(yǎng)基質(zhì)作為纖維素酶高產(chǎn)菌株的來源,這是因為 ________________________________________________
25、________________________。 (2)篩選用的培養(yǎng)基應以__________作為唯一碳源,并在配制培養(yǎng)基時加入________作為凝固劑。篩選時應選擇D/d比值較大的菌株,因為這一指標值越大說明 ________________________________________________________________________。 (3)圖2、圖3是研究纖維素酶的最適溫度和熱穩(wěn)定性的結果。 ①研究纖維素酶的熱穩(wěn)定性時,首先將纖維素酶液置于35~65 ℃的不同溫度條件下保溫2 h,再取上述不同溫度處理的纖維素酶液和______________________
26、______,并在________℃下測定纖維素酶的催化速率,計算酶活性殘留率。 ②生產(chǎn)中使用該纖維素酶時,最好將溫度控制在40 ℃左右,依據(jù)是 ________________________________________________________________________。 答案 (1)蘑菇培養(yǎng)基質(zhì)中富含纖維素,會聚集較多的纖維素分解菌 (2)纖維素 瓊脂 單個菌體產(chǎn)生的纖維素酶的活性越強 (3)①未經(jīng)保溫處理的纖維素酶液 50?、谠摐囟认?,纖維素酶的熱穩(wěn)定性高,作用時間持久,且酶活性相對較高 解析 (1)從生物與環(huán)境適應性角度分析,能大量合成纖維素酶的微生物應該生活
27、在纖維素豐富的環(huán)境中,而蘑菇培養(yǎng)基質(zhì)以植物秸稈等為主,含有豐富的纖維素,能聚集較多的纖維素分解菌。(2)在以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基中能夠增殖的微生物一定能夠合成纖維素酶,所以篩選用的培養(yǎng)基應以纖維素作為唯一碳源,在配制培養(yǎng)基時可加入瓊脂作為凝固劑。在培養(yǎng)過程中,透明圈直徑越大,說明微生物產(chǎn)生的纖維素酶越多,而菌落直徑越小,說明微生物數(shù)量越少,因此透明圈直徑與菌落直徑比值的大小反映微生物單細胞產(chǎn)生的纖維素酶的活性大小,該比值越大,則纖維素酶活性越大。(3)酶熱穩(wěn)定性測量中,酶活性殘留率是指酶分子在一定溫度條件下,一段時間后的催化活性與未保溫處理前酶催化活性的比值。因此,在實驗中需要設置對照(沒
28、有進行溫度處理的酶活性測量)。在進行酶活性測定時,提供的溫度應選擇最適溫度,根據(jù)圖2實驗可知,纖維素酶催化的最適溫度在50 ℃左右。(4)在生產(chǎn)中,使用酶催化時,酶有鈍化現(xiàn)象(催化活力逐漸下降),因此,考慮到生產(chǎn)成本和可持續(xù)生產(chǎn),需要特別注意盡可能保證酶具有較高的熱穩(wěn)定性。 3.科研人員開展海藻酸鈉固定化乳酸菌的相關研究,得到如下實驗結果。請回答下列問題: 海藻酸鈉濃度對成珠的影響 海藻酸鈉濃度/% 成珠狀況 0 — 1.0 成珠較易,但強度較低 1.5 成珠容易,強度適中 2.0 成珠較難,強度較高 2.5 成珠困難,強度高 (1)本研究中固定化細胞的技
29、術屬于________法,其優(yōu)點是________________________。 (2)實驗中需要先將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至________后,才能加入乳酸菌。為保證配制的海藻酸鈉濃度準確,在海藻酸鈉完全溶化后需要________________。 (3)根據(jù)實驗結果,研究人員認為海藻酸鈉濃度為1.5%為宜,這是因為用較低濃度的海藻酸鈉固定時,凝膠珠內(nèi)部網(wǎng)格較大,有利于______________________,乳酸發(fā)酵速度快。而與濃度為1.0%比較,1.5%時形成的凝膠珠____________,有利于凝膠珠的重復利用。 (4)利用固定化乳酸菌發(fā)酵時,凝膠珠添加量過高會抑制菌株
30、生長,進而使乳酸產(chǎn)量下降。試寫出探究凝膠珠適宜添加量的實驗思路:______________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)包埋 操作簡單,對細胞損傷小 (2)室溫 加無菌水(蒸餾水)定容 (3)凝膠珠內(nèi)外物質(zhì)交換 強度適中 (4)取等量的發(fā)酵液,分別加入不同量的凝膠珠
31、,在適宜條件下發(fā)酵,相同時間后,比較各發(fā)酵液的酸度(或乳酸含量) 解析 (1)海藻酸鈉通常被用作包埋法制備固定化細胞時的包埋材料,因此本研究中固定化細胞的技術屬于包埋法。利用包埋法固定化細胞的優(yōu)點是:操作簡單,對細胞損傷小。(2)實驗中需要先將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫后才能加入乳酸菌,否則高溫會導致乳酸菌死亡。為保證配制的海藻酸鈉濃度準確,在海藻酸鈉完全溶化后需要加無菌水或蒸餾水定容。(3)用較低濃度的海藻酸鈉固定時,凝膠珠內(nèi)部網(wǎng)格較大,用于乳酸菌發(fā)酵時,有利于凝膠珠內(nèi)外物質(zhì)交換,乳酸發(fā)酵速度較快。海藻酸鈉濃度過高或過低都不利于凝膠珠保持完整。由表格信息可知,與海藻酸鈉濃度為1.0%比較
32、,1.5%時形成的凝膠珠強度適中,有利于凝膠珠的重復利用。(4)根據(jù)實驗目的可知,該實驗的自變量為凝膠珠添加量,因變量為乳酸產(chǎn)量,發(fā)酵液用量、發(fā)酵條件、發(fā)酵時間等為無關變量。因此該實驗的大體思路是:取等量的發(fā)酵液,分別加入不同量的凝膠珠,在適宜條件下發(fā)酵,相同時間后,比較各發(fā)酵液的酸度(或乳酸含量)。 4.(2018·蘇錫常鎮(zhèn)四市高三調(diào)研二)MICP技術是通過向巖土中注入某種微生物以及膠結液(尿素和氯化鈣溶液),利用該微生物將尿素水解為銨離子和碳酸根離子,碳酸根離子與鈣離子形成碳酸鈣晶體,從而將巖土原位固化。某研究人員對該種微生物進行了分離并在最適生長條件(溫度35 ℃,搖床轉(zhuǎn)速200 r/
33、min)下測定了其生長曲線,結果如圖。請回答下列問題: (1)此研究中的微生物能合成________________,從而將尿素分解。被該種微生物分解后的膠結液pH________(填“升高”或“降低”),使NA—尿素固體培養(yǎng)基中的溴甲酚紫呈紫色,從而有利于挑取出該種微生物。 (2)本研究中的NA—尿素固體培養(yǎng)基,從功能上看,屬于________培養(yǎng)基。在其滅菌過程中,需用到高壓蒸汽滅菌鍋。下面是關于高壓蒸汽滅菌鍋使用過程中的操作,正確的先后順序是①②____________________⑨。 ①裝入待滅菌物品 ②加蓋 ③加熱滅菌鍋 ④打開排氣閥 ⑤關閉排氣閥 ⑥切斷電源
34、 ⑦壓力表的壓力降到零 ⑧打開蓋子 ⑨取出滅菌物品 (3)研究初期,需將土樣置于選擇培養(yǎng)液中培養(yǎng)24 h,目的是______________________。 (4)通常在培養(yǎng)末期細菌的數(shù)量會顯著減少,但實驗人員實際測得的細菌濃度(OD600)下降較慢最可能的原因是______________________________________________________。 (5)使用該菌體和膠結液進行巖石工程原位加固時,還需向深層的巖土介質(zhì)補充__________。 答案 (1)脲酶(或分解尿素的酶) 升高 (2)鑒別 ③④⑤⑥⑦④⑧ (3)對該尿素分解菌擴大培養(yǎng),使尿素分解
35、菌的濃度增加 (4)死亡菌體蛋白質(zhì)核酸沒有分解 (5)溶解氧 解析 (1)酶具有專一性,該微生物可分解尿素,說明該微生物能合成分解尿素的脲酶。該種微生物可將膠結液中的尿素水解為銨離子和碳酸根離子,由于碳酸根離子可與鈣離子形成碳酸鈣晶體,因此被這種微生物分解后的膠結液pH會升高。(2)能產(chǎn)生脲酶的微生物可使NA—尿素固體培養(yǎng)基中的溴甲酚紫呈紫色,說明NA—尿素固體培養(yǎng)基可用于能產(chǎn)生脲酶的微生物的鑒定,屬于鑒別培養(yǎng)基。利用高壓蒸汽滅菌鍋對培養(yǎng)基滅菌的操作步驟是:①裝入待滅菌物品→②加蓋→③加熱滅菌鍋→④打開排氣閥,使水沸騰,排出鍋內(nèi)冷空氣→⑤冷空氣完全排盡后,關閉排氣閥→⑥到滅菌時間后,切斷電
36、源→⑦讓鍋內(nèi)溫度自然下降,壓力表的壓力降到零→④打開排氣閥→⑧打開蓋子→⑨取出滅菌物品。(3)研究初期,需將土樣置于選擇培養(yǎng)液中培養(yǎng)24 h,目的是對該尿素分解菌進行擴大培養(yǎng),使尿素分解菌的濃度增加。(4)在培養(yǎng)末期,雖然細菌的數(shù)量顯著減少,但由于死亡菌體蛋白質(zhì)核酸還沒有分解,因此實驗人員實際測得的細菌濃度(OD600)下降較慢。(5)搖床培養(yǎng)通常用于需氧微生物的培養(yǎng),由此可知,使用該菌體和膠結液進行巖石工程原位加固時,還需向深層的巖土介質(zhì)補充溶解氧。 5.(2018·南京三模)固定化的高溫淀粉酶被大規(guī)模用于工業(yè)生產(chǎn)。研究者從熱泉中篩選出高效產(chǎn)生高溫淀粉酶的嗜熱菌,其篩選和固定過程如圖1所示
37、。菌株在含有淀粉的固體培養(yǎng)基上可釋放淀粉酶分解淀粉,在菌落周圍形成透明圈。請分析回答問題: (1)與大腸桿菌相比,嗜熱菌DNA堿基組成的特點是________________________________。 (2)Ⅰ號、Ⅱ號培養(yǎng)基的配制主要包括如下步驟:a.溶化,b.調(diào)pH,c.滅菌,d.稱量,正確的操作步驟順序是________________(用字母和箭頭表示)。 (3)將配制好的培養(yǎng)基放入高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi),加蓋并將排氣管插入內(nèi)層滅菌桶內(nèi)的排氣槽內(nèi)。擰緊固定蓋子的螺栓時,注意___________________________________,以免漏氣。 (4)Ⅰ號培養(yǎng)
38、基中以淀粉為唯一碳源,從功能上講該培養(yǎng)基屬于____________________。待菌落長出后,應選擇____________的菌落接種到Ⅱ號培養(yǎng)基,第二次以后的劃線,總是從____________________開始,實驗中過程③的目的是____________。 (5)若要保證高溫淀粉酶的活性在固定化處理時不受損失,且在多次重復使用后仍能維持穩(wěn)定的酶活性,則最好選擇下圖2中的________固定化工藝(填圖中字母)。 答案 (1)堿基G和C含量較高 (2)d→a→b→c (3)要同時旋緊相對的兩個螺栓,使螺栓松緊一致 (4)選擇培養(yǎng)基 透明圈大 上一次劃線的末端 (轉(zhuǎn)移)擴
39、大培養(yǎng) (5)c 解析 (1)由于G—C堿基對間形成的氫鍵數(shù)多于A—T堿基對間形成的氫鍵數(shù),因此堿基G和C含量越高的DNA結構越穩(wěn)定。所以與大腸桿菌相比,嗜熱菌DNA堿基組成的特點是堿基G和C含量較高。(2)配制Ⅰ號、Ⅱ號培養(yǎng)基的基本步驟是:d稱量→a溶化→b調(diào)pH→c滅菌。(3)使用高壓蒸汽滅菌鍋滅菌的過程中,擰緊固定蓋子的螺栓時,注意要同時旋緊相對的兩個螺栓,使螺栓松緊一致,以免漏氣。(4)以淀粉為唯一碳源的培養(yǎng)基可用于篩選能產(chǎn)生淀粉酶的菌株,從功能上講,該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基。待菌落長出后,應選擇透明圈大的菌落接種到Ⅱ號培養(yǎng)基,因為透明圈越大,說明菌落產(chǎn)生的淀粉酶的量及活性越大。利用平
40、板劃線法接種菌種時,第二次及以后的劃線總是從上一次劃線的末端開始。實驗中過程③的目的是進行擴大培養(yǎng)。(5)圖2中a代表的固定工藝易導致酶失活,b代表的固定工藝易出現(xiàn)酶與承載物分離,而c代表的固定工藝在固定化處理時酶的活性不受損失,且在多次重復使用后仍能維持穩(wěn)定的酶活性,故最好選擇c工藝進行固定。 6.(2018·南京、鹽城三模)圖甲是從土壤中篩選產(chǎn)纖維素酶細菌的過程,圖乙是纖維素酶基因轉(zhuǎn)錄的mRNA部分序列,已知終止密碼子為UAA、UAG、UGA。請回答下列問題: (1)圖甲中細菌培養(yǎng)基和選擇培養(yǎng)基成分上的主要區(qū)別是后者________________________。 (2)土
41、壤樣品需稀釋后振蕩搖勻,用__________準確吸取0.1 mL土壤懸液,滴加在培養(yǎng)基中,均勻涂布,將培養(yǎng)皿倒置后放在__________中培養(yǎng)一段時間,獲得細菌菌落。 (3)在5個細菌培養(yǎng)基平板上,共接種稀釋倍數(shù)為105的土壤樣品液0.5 mL,培養(yǎng)一段時間后,平板上長出的細菌菌落數(shù)分別為13、156、462、178和191,則每毫升土壤樣品中的細菌數(shù)量為____________個。 (4)圖中菌種若要長期保存,應該將其放在________條件下。若在保存過程中有一菌株因基因突變導致纖維素酶失活,突變后的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA在圖乙箭頭處增加了70個核苷酸(無終止密碼子),使該酶的結構
42、發(fā)生變化(假設圖中271位之前無終止密碼子),則該酶的氨基酸數(shù)量比原來多__________個,假設氨基酸平均相對分子質(zhì)量為130,則突變后的蛋白質(zhì)(兩條肽鏈)分子量為__________。 答案 (1)以纖維素為唯一碳源 (2)移液管(或移液槍) 恒溫箱 (3)1.75×108 (4)冷凍 21 12 916 解析 (1)圖甲中選擇培養(yǎng)的目的是篩選產(chǎn)纖維素酶細菌,因此,用于篩選的選擇培養(yǎng)基應該以纖維素為唯一碳源,在這樣的培養(yǎng)基上,能夠產(chǎn)生纖維素酶的細菌可以分解利用纖維素而生長,而其他細菌不能生長。(2)準確吸取0.1 mL土壤懸液應使用移液管或移液槍。接種后應將培養(yǎng)皿倒置后放在恒溫箱中培
43、養(yǎng)一段時間,獲得細菌菌落。(3)根據(jù)題意,每個平板上接種的土壤樣品液體積==0.1(mL)。挑選菌落數(shù)介于30~300之間的平板用于計數(shù),則每個平板上的平均菌落數(shù)==175(個),因此每毫升土壤樣品中的細菌數(shù)量=175÷0.1×105=1.75×108(個)。(4)若要長期保存菌種,可以采用甘油管藏的方法在-20 ℃冷凍條件下保存。根據(jù)題意,突變前基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA上第一個終止密碼子位于第283~285位(UAA),即突變前該酶的氨基酸數(shù)量為282÷3=94(個),突變后基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA在圖乙箭頭處(即273位之后)增加的70個核苷酸和后面的堿基AC構成24個密碼子,并使mRNA上第
44、346~348位出現(xiàn)終止密碼子(UGA),則突變后該酶的氨基酸數(shù)量=345÷3=115(個),即增加的氨基酸數(shù)量=115-94=21(個)。假設氨基酸平均相對分子量為130,則突變后的蛋白質(zhì)(兩條肽鏈)分子量=115×130-(115-2)×18=12 916。 7.(2018·無錫高三期末)血液作為一種常見的臨床檢測材料,如何從血液中快速、高效地分離和提取基因組DNA對于臨床血液檢驗與分析非常重要??蒲腥藛T對比分析了超聲波處理法(方法A)、高鹽法(方法B)、改良高鹽法(方法C)等三種快速提取大鼠全血基因組DNA的方法,實驗過程如圖,請分析回答問題: (1)多組實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),用大鼠全血
45、為實驗材料提取的DNA含量總是很少,原因是 ________________________________________________________________________。 (2)常規(guī)細胞破碎方法是___________________________________。 三種方法實驗所需時間均較短,主要在樣品處理和細胞破碎環(huán)節(jié)進行了優(yōu)化,就三種方法而言,細胞破碎較理想的為__________。 (3)方法B得到的溶液中RNA含量高于DNA,分析原因是蛋白酶K的加入可能抑制了__________的活性。 (4)步驟②中加入NaCl的目的是____________,步驟
46、③中加入異丙醇的作用是________________。 (5)得到含DNA的溶液后進行鑒定,需向其中加入__________,沸水浴加熱,________后溶液變藍。 答案 (1)哺乳動物成熟的紅細胞中無細胞核和線粒體 (2)加入蒸餾水,使細胞吸水漲破 方法C (3)RNA酶 (4)溶解DNA 使DNA析出 (5)二苯胺溶液 冷卻 解析 (1)大鼠屬于哺乳動物,其成熟紅細胞中無細胞核和線粒體,因此用大鼠全血為實驗材料提取的DNA含量很少。(2)破碎動物細胞常用的方法是加入蒸餾水,使細胞吸水漲破。與方法A、B相比,方法C通過劇烈振蕩使細胞破碎更快、更徹底。(3)方法B得到的溶液中RNA含量高于DNA的原因可能是加入的蛋白酶K抑制了RNA酶的活性,使RNA分解受到抑制。(4)DNA可溶于NaCl溶液,步驟②中加入NaCl的目的是溶解DNA。DNA不溶于異丙醇和無水乙醇,步驟③和步驟④中加入異丙醇和無水乙醇的作用都是使DNA析出。(5)可用二苯胺溶液鑒定DNA,鑒定時需向含DNA的溶液中加入二苯胺溶液并沸水浴加熱,冷卻后溶液變藍。
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