2022高考生物大二輪復(fù)習(xí) 專題十五 生物技術(shù)實(shí)踐練案
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1、2022高考生物大二輪復(fù)習(xí) 專題十五 生物技術(shù)實(shí)踐練案 1.某研究小組嘗試制作藍(lán)莓果酒和藍(lán)莓果醋,并探討提取花青素的方法。請回答下列問題: (1)為提高果酒的品質(zhì),需先獲得純凈的酵母菌菌種。吸取1mL酵母菌樣液,在105稀釋倍數(shù)下統(tǒng)計各平板上生長的平均菌落數(shù)為32,涂布時所用稀釋液體積為0.1mL,則每mL樣液中的菌株數(shù)=__3.2×107__個。 (2)釀制藍(lán)莓果酒前不需要對藍(lán)莓進(jìn)行嚴(yán)格的消毒以除去雜菌,這是因?yàn)樵赺_缺氧、呈酸性__條件下,絕大多數(shù)微生物因無法適應(yīng)這一環(huán)境而受抑制。發(fā)酵時一般要先通氣,其目的是__酵母菌可在有氧條件下大量繁殖__。果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生,可在酸性條件
2、下用橙色的__重鉻酸鉀__進(jìn)行檢驗(yàn),若溶液顏色變成__灰綠色__證明有酒精存在。 (3)釀制成功的藍(lán)莓果酒如果暴露在空氣中酒味會逐漸消失而出現(xiàn)酸味,尤其是氣溫高的夏天,其原因是__醋酸菌在有氧條件下,產(chǎn)生大量醋酸(合理敘述給分)__。 (4)查閱資料得知,花青素是水溶性色素。在pH小于3.0條件下比較穩(wěn)定,在60℃以下熱穩(wěn)定性較好。溶劑萃取法是最常用提取方法,萃取劑宜選用__乙醇__(乙醇/乙醚),將萃取相關(guān)過程的pH控制在__3__左右可有效地保障萃取成功。 [解析] (1)為提高果酒的品質(zhì),需先獲得純凈的酵母菌菌種。吸取1 mL酵母菌樣液,在105稀釋倍數(shù)下統(tǒng)計各平板上生長的平均菌落
3、數(shù)為32,涂布時所用稀釋液體積為0.1 mL,則每mL樣液中的菌株數(shù)=32÷0.1×105=3.2×107個。(2)釀制藍(lán)莓果酒前不需要對藍(lán)莓進(jìn)行嚴(yán)格的消毒以除去雜菌,這是因?yàn)樵谌毖酢⒊仕嵝詶l件下,絕大多數(shù)微生物因無法適應(yīng)這一環(huán)境而受抑制。發(fā)酵時一般要先通氣,其目的是酵母菌可在有氧條件下大量繁殖。果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生,可在酸性條件下用橙色的重鉻酸鉀進(jìn)行檢驗(yàn),若溶液顏色變成灰綠色證明有酒精存在。(3)釀制成功的藍(lán)莓果酒如果暴露在空氣中酒味會逐漸消失而出現(xiàn)酸味,尤其是氣溫高的夏天,其原因是醋酸菌在有氧條件下,產(chǎn)生大量醋酸。(4)花青素是水溶性色素。在pH小于3.0條件下比較穩(wěn)定,在60℃以下熱
4、穩(wěn)定性較好。溶劑萃取法是最常用提取方法,萃取劑宜選用乙醇,將萃取相關(guān)過程的pH控制在3左右可有效地保障萃取成功。 2.(2018·河北省衡水中學(xué)一模)為了分離和純化高效分解石油的細(xì)菌,科研人員利用被石油污染過的土壤進(jìn)行如圖A所示的實(shí)驗(yàn)。請回答下列問題: (1)配制好的培養(yǎng)基通常使用__高壓蒸汽滅菌__法滅菌。步驟③與步驟②中培養(yǎng)基成分相比,最大的區(qū)別是__步驟③的培養(yǎng)基中石油是唯一碳源__。 (2)同學(xué)甲進(jìn)行步驟④的操作,其中一個平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布如圖B所示。該同學(xué)的接種方法是__稀釋涂布平板法__,出現(xiàn)圖B結(jié)果可能的操作失誤是__涂布不均勻__。 (3)同學(xué)乙也按照同學(xué)甲的接
5、種方法進(jìn)行了步驟④的操作:將1 mL樣品稀釋100倍,在3個平板上分別接入0.1 mL稀釋液;經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后,3個平板上的菌落數(shù)分別為56、58和57。據(jù)此可得出每升樣品中的活菌數(shù)為__5.7×107__個。 (4)步驟⑤需要振蕩培養(yǎng),原因是__使石油分布均勻,與細(xì)菌充分接觸,有利于細(xì)菌的繁殖(答案合理即可)__。 (5)步驟⑤后取樣測定石油含量的目的是__篩選出分解石油能力最強(qiáng)的細(xì)菌__。 [解析] (1)培養(yǎng)基的滅菌方法常采用高壓蒸汽滅菌法。步驟③的培養(yǎng)基中石油是唯一的碳源,步驟②會有其他有機(jī)物作為碳源。(2)圖B中的菌落不是呈線形分布,所以采用的接種方法應(yīng)是稀釋涂布平板法。圖B中的菌
6、落分布不均勻,應(yīng)是操作中涂布不均勻引起的。(3)三個平板中的菌落數(shù)分別是56、57、58,取平均值得57,每升樣品中的活菌數(shù)目=57×10×100×1000=5.7×107(個)。(4)步驟⑤應(yīng)進(jìn)行振蕩培養(yǎng),其目的是使加入的石油分布均勻,石油與細(xì)菌充分接觸,有利于細(xì)菌的繁殖。(5)步驟⑤后取樣測定石油的含量,可以得到被細(xì)菌分解的情況,如果含石油越少,則說明細(xì)菌分解的石油越多,這樣可以篩選出分解石油能力最強(qiáng)的細(xì)菌。 3.我國最早的詩集《詩經(jīng)》中有“田中有廬,疆場有瓜是剝是菹”的詩句,其中“廬”和“瓜”是蔬菜,“剝”和“菹”是腌制加工的意思。泡菜是一種歷史悠久、深受群眾喜愛的傳統(tǒng)美食。某興趣小組
7、的同學(xué)進(jìn)行了制作泡菜的實(shí)踐活動。 回答下列問題: (1)按清水與鹽質(zhì)量比為4︰1的比例制好鹽水后,需將鹽水煮沸,其作用是__除去鹽水中的氧氣和殺菌__。 (2)為測定泡菜中亞硝酸鹽含量,首先要配制__亞硝酸鹽__標(biāo)準(zhǔn)顯色液,并與樣品進(jìn)行比較。泡菜制作的第3~5天亞硝酸鹽含量較高不宜食用,原因是__適宜的pH、溫度和一定微生物作用下亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變成致癌物質(zhì)亞硝胺__。 (3)若將稀釋105倍的某細(xì)菌菌液,用直接計數(shù)法和稀釋涂布平板法進(jìn)行計數(shù)。 ①直接計數(shù)法:用吸管吸取0.1 mL該菌液,滴于血球計數(shù)板上的__蓋玻片__邊緣,待該細(xì)菌全部沉降到計數(shù)室底部,用顯微鏡直接計數(shù)。并計算出每升菌液
8、的細(xì)菌數(shù)目。 ②稀釋涂布平板法計數(shù):在五個固體培養(yǎng)基上分別接種0.1 mL該細(xì)菌菌液,適宜條件下培養(yǎng)一段時間后,培養(yǎng)基上的菌落數(shù)分別為:20、40、152、154、156,則每升菌液中細(xì)菌數(shù)量為__1.255×1011__個。 ③正常操作情況下,上述兩種計數(shù)法中,__直接計數(shù)法__統(tǒng)計獲得的數(shù)目偏多,原因是__直接計數(shù)法無論菌體死活均被計數(shù),而稀釋涂布平板法當(dāng)兩個或多個細(xì)胞連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落(合理答案給分)__。 [解析] (1)按清水與鹽質(zhì)量比為4︰1的比例制好鹽水后,需將鹽水煮沸,其作用是除去鹽水中的氧氣和殺菌。(2)為測定泡菜中亞硝酸鹽含量,首先要配制亞硝酸鹽標(biāo)
9、準(zhǔn)顯色液,并與樣品進(jìn)行比較,泡菜制作的第3~5天亞硝酸鹽含量較高不宜食用,原因是適宜的pH、溫度和一定微生物作用下亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變成致癌物質(zhì)亞硝胺。(3)若將稀釋105倍的某細(xì)菌菌液,用直接計數(shù)法和稀釋涂布平板法進(jìn)行計數(shù)。①直接計數(shù)時,應(yīng)先蓋蓋玻片,再在蓋玻片的邊緣滴加培養(yǎng)液。②稀釋涂布平板法計數(shù)時,為了保證結(jié)果準(zhǔn)確,一般選擇菌落數(shù)在30~300的平板進(jìn)行計數(shù),因此每升菌液中細(xì)菌數(shù)量=(40+154+156+152)÷4÷0.1×105×103=1.255×1011個。③由于直接計數(shù)法無論菌體死活均被計數(shù),而稀釋涂布平板法當(dāng)兩個或多個細(xì)胞連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落,上述兩種計數(shù)法中,直
10、接計數(shù)法統(tǒng)計獲得的細(xì)菌數(shù)量偏多,而稀釋涂布平板法統(tǒng)計獲得的細(xì)菌數(shù)量偏少。 4.(2018·東北三省三校一模)為了對柑橘綜合利用,某研究人員做以下實(shí)驗(yàn): 請回答以下問題: (1)橘皮精油__無__色,主要成分是__檸檬烯__。本實(shí)驗(yàn)用到的植物芳香油提取方法為__水蒸氣蒸餾和壓榨__。 (2)若要計算提取精油的出油率,需要稱量__芳香油和原料__的質(zhì)量。對比發(fā)現(xiàn)方法1的出油率稍低,但是發(fā)現(xiàn)其香氣、色澤更接近于鮮橘,原因是方法2會使__原料焦糊和有效成分水解__,所以通常先采用方法1提取,并將方法1之后的殘渣用方法2進(jìn)一步提取。 (3)通常使用方法1時,可以提前使用__石灰水__浸泡。
11、浸泡的時間通常是__10h__以上。 (4)使用方法2提取時發(fā)現(xiàn),柑橘皮的破碎度越高,即顆粒越小,出油率越高,原因是__原料(相對表)面積大,隨水蒸汽蒸餾速度快。(與溶劑接觸的面積越大)(橘皮香精油從果皮內(nèi)部逐漸擴(kuò)散至固體表面所通過的距離越短,故容易滲出。)__。 [解析] (1)橘皮精油無色,主要成分是檸檬烯。本實(shí)驗(yàn)用到的植物芳香油提取方法為水蒸氣蒸餾和壓榨。(2)若要計算提取精油的出油率,需要稱量芳香油和原料的質(zhì)量。對比發(fā)現(xiàn)方法1的出油率稍低,但是發(fā)現(xiàn)其香氣、色澤更接近于鮮橘,原因是方法2會使原料焦糊和有效成分水解。(3)通常使用方法1時,用石灰水浸泡檸檬皮可破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),分解果膠,防
12、止壓榨時滑脫,提高出油率。浸泡的時間通常是10h以上。(4)使用方法2(水蒸氣蒸餾法)提取時發(fā)現(xiàn),柑橘皮的破碎度越高,即顆粒越小,出油率越高,原因是原料(相對表)面積大,隨水蒸汽蒸餾速度快。 5.大腸桿菌是與我們?nèi)粘I盥?lián)系非常密切的細(xì)菌,請回答有關(guān)檢測飲用水中大腸桿菌的問題: (1)檢測飲用水中大腸桿菌的含量時,通常將樣品進(jìn)行一系列的梯度稀釋,將不同稀釋度的水樣用涂布器分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面進(jìn)行培養(yǎng),然后記錄菌落數(shù)量,這種方法稱為__稀釋涂布平板法__。判斷下圖所示的4個菌落分布圖中,不可能是用該方法得到的是__D__。 (2)用上述方法統(tǒng)計樣本中菌落數(shù)時是否需要設(shè)置對照組
13、?__需要__,其原因是需要判斷培養(yǎng)基__是否被雜菌污染(滅菌是否合格)__,對于固體培養(yǎng)基應(yīng)采用的檢測方法是將__未接種__的培養(yǎng)基在適宜的溫度下放置一段時間,觀察培養(yǎng)基上是否有菌落產(chǎn)生。 (3)在微生物培養(yǎng)操作過程中,為防止雜菌污染,需對培養(yǎng)基和培養(yǎng)器皿進(jìn)行__滅菌__(填“消毒”或“滅菌”)處理;操作者的雙手需要進(jìn)行清洗和__消毒__;靜止空氣中的細(xì)菌可用紫外線殺滅,其原因是紫外線能使其內(nèi)蛋白質(zhì)變性,還能損傷它的__DNA__的結(jié)構(gòu)。 (4)檢測大腸桿菌實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,使用過的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)物必須經(jīng)過__滅菌__處理才能丟棄,以防止培養(yǎng)物的擴(kuò)散。 [解析] D中菌落分布情況為利用平板劃
14、線法所得。為判斷培養(yǎng)基滅菌是否合格,本實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置對照。要判斷固體培養(yǎng)基是否被污染,可將未接種的培養(yǎng)基在適宜的溫度下培養(yǎng)一段時間,若發(fā)現(xiàn)有菌落說明培養(yǎng)基已被污染。消毒是指使用較溫和的物理或化學(xué)方法殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)。滅菌是指使用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物,包括芽孢和孢子。對人的手不能進(jìn)行滅菌處理。對培養(yǎng)基和培養(yǎng)器皿要進(jìn)行滅菌處理,對操作者的雙手需要進(jìn)行清洗和用酒精消毒。 6.(2018·全國卷Ⅲ)回答下列與酵母菌有關(guān)的問題: (1)分離培養(yǎng)酵母菌通常使用__麥芽汁瓊脂__(填“牛肉膏蛋白胨” “MS”或“麥芽汁瓊脂”)培養(yǎng)基,該培養(yǎng)基應(yīng)采用__高
15、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菌落,菌落的含義是__由一個細(xì)胞繁殖而來的肉眼可見的子細(xì)胞群體__。 (2)酵母菌液體培養(yǎng)時,若通入氧氣,可促進(jìn)__菌體快速增殖__(填“菌體快速增殖”“乙醇產(chǎn)生”或“乳酸產(chǎn)生”);若進(jìn)行厭氧培養(yǎng),可促進(jìn)__乙醇產(chǎn)生__(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__酵母菌分解葡萄糖會產(chǎn)生CO2,CO2使面包松軟__。 [解析] (1)牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基是一種應(yīng)用廣泛的細(xì)菌培養(yǎng)基;MS培養(yǎng)基是滿足植物細(xì)胞的營養(yǎng)和生理需要
16、的培養(yǎng)基;麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基通常用于酵母菌(真菌)的培養(yǎng)、鑒定及菌種保存。培養(yǎng)基的滅菌方法為高壓蒸汽滅菌法。菌落是指由一個細(xì)胞繁殖而來的肉眼可見的子細(xì)胞群體。 (2)酵母菌為兼性厭氧型微生物,在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸為酵母菌的繁殖提供能量,在無氧條件下,酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乙醇。 (3)面包松軟是因?yàn)橹谱鬟^程中加入的酵母菌可以分解葡萄糖產(chǎn)生大量的CO2,CO2遇熱膨脹,使得制作的面包松軟多孔。 7.(2018·江蘇卷)酵母的蛋白質(zhì)含量可達(dá)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(jìn)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,
17、并進(jìn)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(zhǔn)確稱量各組分,將其溶解、定容后,調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的__pH__,及時對培養(yǎng)基進(jìn)行分裝,并進(jìn)行__高壓蒸汽(濕熱)__滅菌。 (2)取步驟②中不同梯度的稀釋液加入標(biāo)記好的無菌培養(yǎng)皿中,在步驟③中將溫度約__50 ℃__(在25 ℃、50 ℃或80 ℃ 中選擇)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(jìn)行劃線。下列敘述合理的有__a、b、d____。 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(yīng)避免劃破培養(yǎng)基表面,以免不能形成正常
18、菌落 c.挑取菌落時,應(yīng)挑取多個菌落,分別測定酵母細(xì)胞中甲醇的含量 d.可以通過逐步提高培養(yǎng)基中甲醇的濃度,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__氧氣__供應(yīng)。為監(jiān)測酵母的活細(xì)胞密度,將發(fā)酵液稀釋1 000倍后,經(jīng)等體積臺盼藍(lán)染液染色,用25×16型血細(xì)胞計數(shù)板計數(shù)5個中格中的細(xì)胞數(shù),理論上__無__色細(xì)胞的個數(shù)應(yīng)不少于__30__,才能達(dá)到每毫升3×109個活細(xì)胞的預(yù)期密度。 [解析] (1)配制培養(yǎng)基時,進(jìn)行計算、稱量、溶化后,需先調(diào)pH再分裝到錐形瓶中進(jìn)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)。
19、 (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(jìn)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(yīng)挑取多個不同的菌落,分別測定酵母細(xì)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,獲得耐受高甲醇的菌株,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(kuò)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(lán)染液染色”可知,計數(shù)室中培養(yǎng)液容積實(shí)際只有0.1÷2=0.05 mm3。設(shè)5個中方格中無色(活細(xì)胞不能被臺盼藍(lán)染色)的細(xì)胞數(shù)目為x個,則3×109=x/5×25×1 000×1 000÷0.05,解得x=30(個)。
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