高考生物二轮复习专题跟踪检测14生物技术实践试题含答案

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专题跟踪检测(十四)1．(2021·合肥模拟)红树莓所含的维生素E高居水果之首，可帮助人体清理血液中的垃圾，排出有害物质，从而提高人的身体素质。回答下列问题：(1)在红树莓汁的加工过程中需要加入果胶酶，其主要作用是__分解果胶，瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层__，使果汁澄清。(2)利用红树莓果实经过发酵获得红树莓酒的过程中，在酵母菌细胞的__细胞质基质__(填场所)中产生乙醇，产生的乙醇与__酸性重铬酸钾__试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌繁殖速度__快__。随着发酵过程的进行，果酒的颜色逐渐加深，其主要原因是__红树莓果实中的色素进入了发酵液中__。(3)为探究发酵温度对红树莓果酒发酵的影响，科研工作者进行了相关实验，实验结果如图所示。实验结果表明，发酵的最适温度为__24__℃。(4)科研工作者在酿造红树莓酒的过程中，发酵进行一段时间后，发现残糖量不再降低，其原因可能是__酒精度数过高导致酵母菌死亡(不再分解糖类物质)__；而酒精度数逐渐下降，其原因可能是__发酵液中的酒精被分解为其他物质__。【解析】　(1)果胶酶的主要作用是分解果胶，瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层，使果汁澄清。(2)酵母菌通过无氧呼吸产生酒精，而无氧呼吸的场所是细胞质基质；酒精可用酸性重铬酸钾溶液鉴定，颜色由橙色变成灰绿色；与无氧呼吸相比，酵母菌有氧呼吸能产生大量的能量，因此与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌繁殖速度快。随着发酵过程的进行，果酒的颜色逐渐加深，其主要原因是红树莓果实中的色素进入发酵液中。(3)实验结果表明，发酵的最适温度为24 ℃。(4)科研工作者在酿造红树莓酒的过程中，发酵进行一段时间后，发现残糖量不再降低，其原因可能是酒精度数过高导致酵母菌死亡(不再分解糖类物质)；而酒精度数逐渐下降，其原因可能是发酵液中的酒精被分解为其他物质。2．(2021·重庆高三三模)随着人们生活质量的提高，餐饮含油脂废水的排放量大量增加，合理处置油脂废水也成为新的课题。已知芽孢杆菌中有多种分解油脂并产酸的菌种，科研人员欲采用下列流程筛选出能高效分解油脂的微生物。菌种取样→分离培养→菌株的筛选→形态特征观察和生理生化反应鉴定，请回答下列问题：(1)选取饭店附近排污渠的含油脂废水为样本，采样约0.2 ml，立即装于试管内，此试管使用前需要经过__灭菌__处理。(2)样品分离培养前，一般需要将菌液进行__稀释__处理，然后吸取0.2 ml菌液涂布到营养琼脂培养基平板上，置于37 ℃恒温培养箱内培养24 h，记录菌落总数。将分离出的菌株按照菌落__形状、大小、隆起程度和颜色__(至少答3点)等表观特征初步分类。(3)上述步骤筛选的菌株分别接种到含“花生油”的琼脂培养基中，37 ℃恒温培养箱中培养24 h，筛选出油脂降解菌，培养基中“花生油”主要为菌种繁殖提供__碳源和能源__。在该培养基还需加入中性红染料(中性红为脂溶性染料，遇酸为红色，遇碱为黄色)，挑选菌株要挑选显__红色__降解圈的菌株，并且选颜色较__深__(填“深”或“浅”)的为宜。(4)实际操作中，由于油脂易聚集成液滴，常在培养基中加入2～3滴乳化剂使油脂分散均匀，鉴定效果更好，试分析原因__油脂乳化后均匀分散在培养基表面，分解油脂的微生物产生的降解圈更为明显，便于快速分离和鉴定__。【解析】　(1)微生物培养过程中需要无菌操作，防止杂菌污染，所以试管使用前需要经过灭菌处理。(2)菌液一般需要先经过稀释处理，再进行涂布。不同微生物菌落的形状、大小、隆起程度和颜色不同，所以可以根据菌落的特征初步分类。(3)花生油的主要成分是脂肪，所以可为菌种提供碳源和能源。培养基中的中性红染料遇酸变为红色，而脂肪可以被分解为甘油和脂肪酸，使培养基呈酸性，所以可选择红色降解圈的菌株，并且颜色较深的脂肪酸含量越高，说明油脂降解菌的分解能力越强。(4)油脂乳化后均匀分散在培养基表面，分解油脂的微生物产生的降解圈更为明显，便于快速分离和鉴定，所以常在培养基中加入2－3滴乳化剂使油脂分散均匀，鉴定效果更好。3．(2021·河北沧州市·高三三模)土壤中的难溶性磷酸盐积累会造成土壤板结，溶磷微生物能将难溶性磷酸盐转变成植物可吸收利用的磷酸盐。研究人员将采集到的土壤接种到含有难溶性磷酸盐及必需营养物质的培养基中，经过如图所示的系列分离纯化过程，最终筛选出了溶磷能力强的拜莱青霉菌。回答下列问题：(1)培养基含有的营养物质有无机盐、__水、碳源和氮源__。为筛选到溶磷能力强的拜莱青霉菌，培养基中还应加入链霉素(抗生素)以避免__其他细菌__生长而带来的污染。(2)实验过程中，振荡培养有利于物质充分利用，也能为目的菌的生长繁殖提供充足的__氧气__。培养若干天后，应选择培养瓶中难溶性磷酸盐含量__最少__的培养液，接入新的培养液中连续培养，该操作的目的是__对目的菌进行扩大培养(或获取更多的目的菌)__。(3)将菌液接种到固体培养基上继续培养，以便于__纯化目的菌__。获得的菌种可采用__甘油管藏__的方法进行长期保存。【解析】　(1)微生物的生长需要培养基提供基本的营养物质，包括水、无机盐、碳源和氮源等。青霉菌属于真菌，在培养真菌的过程中，常往培养基中添加抗生素，目的是抑制其他细菌的生长，这种培养基属于选择培养基。(2)振荡培养能使培养液溶解更多的氧气，有利于微生物的生长繁殖，也有利于培养液中的营养物质被充分利用。由于拜莱青霉菌能将难溶性磷酸盐转变为植物可吸收利用的磷酸盐，因此培养后，培养液中难溶性磷酸盐含量越低，说明目的菌的溶磷能力越强，液体培养基中连续培养能对目的菌进行扩大培养。(3)将菌液接种到固体培养基上继续培养，可获得由单个细胞生长繁殖而来的菌落，便于纯化目的菌株。菌种长期保存的方法是甘油管藏。临时保存的方法是接种于固体斜面培养基4 ℃冰箱保存。4．(2021·天津高三三模)水污染是全球性的环境问题，微生物降解是水污染治理的有效手段之一。聚乙烯醇(PVA)是存在于化工污水中的一种难以降解的大分子有机物，PVA分解菌能产生PVA酶分解PVA。PVA与碘作用时能产生蓝绿色复合物，当PVA被分解时蓝绿色复合物消失，形成白色透明斑。(1)要从土壤中筛选出能高效分解PVA的细菌，应采用以__聚乙烯醇(或PVA)__作为唯一碳源的选择培养基，实验中还应设置对照组。将菌液稀释相同的倍数，对照组培养基上生长的菌落数目应明显__多于__选择培养基上的数目，从而说明选择培养基具有筛选作用。(2)要测定土壤稀释液中微生物的数目，可在显微镜下用__血细胞计数板(血球计数板)__直接计数。若将100 mL含有PVA分解菌的土壤样品溶液稀释104倍后，取0.1 mL稀释液均匀涂布在选择培养基表面，测得菌落数的平均值为160个，空白对照组平板上未出现菌落。则100 mL原菌液中有PVA分解菌__1.6×109__个，该方法的测量值与实际值相比一般会__偏小__(填“偏大”“偏小”或“相等”)。(3)要鉴定分离出的细菌是否为PVA分解菌，培养PVA分解菌的培养基中除了加入必需的营养物质外还需要加入__碘__用于鉴别PVA分解菌。要比较不同菌株降解PVA能力的大小，用含相同PVA浓度的上述培养基来培养不同菌株，一定时间后，通过测定__白色透明斑的大小(或直径)__来确定不同菌株降解PVA能力的大小。【解析】　(1)要从土壤中筛选出能高效分解PVA的细菌，应采用以聚乙烯醇(PVA)作为唯一的碳源的选择培养基，目的是淘汰不能分解聚乙烯醇(PVA)的细菌。实验中设置的对照组培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，因为对照组没有淘汰不能分解聚乙烯醇(PVA)的细菌，从而说明选择培养基具有筛选作用。(2)要测定土壤稀释液中微生物的数目，可在显微镜下用血细胞(血球)计数板直接计数。根据题意，100 ml原菌液中有PVA分解菌的数量为160÷0.1×104×100＝1.6×109个。由于该方法得到的菌落可能是两个或者多个细菌共同产生一个菌落导致统计的菌落数较实际菌落数偏少，所以该方法的测量值与实际值相比一般会偏小。(3)根据题意可知，鉴定PVA分解菌的原理“PVA与碘作用时能产生蓝绿色复合物，当PVA被分解时蓝绿色复合物消失，形成白色透明斑”可知，要鉴定分离出的细菌是否为PVA分解菌，培养PVA分解菌的培养基中除了加入必需的营养物质外还需要加入碘用于鉴别PVA分解菌。从功能上分，该培养基属于鉴别培养基。不同菌株降解PVA能力的大小不同，会导致产生的白色透明斑的大小不同，要比较不同菌株降解PVA能力的大小，用含相同PVA浓度的上述培养基来培养不同菌株，一定时间后，通过测定白色透明斑的大小(或直径)来确定不同菌株降解PVA能力的大小。5．(2021·运城市新康国际实验学校高三模拟)纤维素是地球上最丰富的可再生碳源物质之一，科学合理地利用纤维素有助于解决能源危机和环境污染等重大问题。请回答下列问题：(1)分离纤维素分解菌时，从富含有机质的土壤中取样，将土壤滤液加入含有纤维素的液体培养基中进行选择培养，选择培养的目的是__增加纤维素分解菌的浓度__。如果将选择培养后的液体培养基离心，人们__能__(填“能”或“不能”)从上清液中获得纤维素酶。(2)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__量和活性__有关，图中降解纤维素能力最强的菌株是__①__(填图中序号)。(3)将纤维素酶粗提取液装入透析袋中，置于pH适宜的磷酸缓冲液中进行透析处理，可除去其中__分子量较小__的杂质。为进一步纯化分离纤维素酶，可将样品加入__凝胶色谱柱__中进行洗脱、收集。(4)研究人员测定了不同温度对游离酶和固定化酶酶活力的影响，结果如图所示。根据以上数据可以看出，在温度为30 ℃～80 ℃的变化范围内，随着温度的升高固定化酶和游离酶的酶活力均呈现出__先增加后降低__的变化趋势。该趋势是由以下两个方面共同作用的结果：反应体系温度升高时，底物和酶分子动能增大，使反应速率__加快__；温度可改变酶的__空间结构__，其活性会随着温度的升高而降低甚至失活。【解析】　(1)本实验中选择培养也可称为富集培养，目的是增加纤维素分解菌的浓度。纤维素分解菌能够分解周围环境中的纤维素，说明该酶合成后能够释放到周围环境中，因此将液体培养的目标菌离心，人们可以从上清液中获得纤维素酶。(2)有透明降解圈说明纤维素被纤维素酶催化降解，则降解圈大小与纤维素酶的量与活性有关。降解圈越大，说明降解纤维素能力越强，由图可知，①菌落周围的降解圈最大，说明该菌株降解纤维素能力最强。(3)纤维素酶的本质是蛋白质，可以使用凝胶色谱法和电泳法对其进行分离和纯度鉴定。将纤维素酶粗提取液装入透析袋中，置于pH适宜的磷酸缓冲液中进行透析处理，可除去其中分子量较小的杂质。为进一步纯化分离纤维素酶，可将样品加入凝胶色谱柱中进行洗脱、收集。(4)识图分析可知，在温度为30 ℃～80 ℃的变化范围内，随着温度的升高固定化酶和游离酶的酶活力均呈现出先增加后降低的变化趋势，原因在于反应体系温度升高时，底物和酶分子动能增大，使反应速率加快；由于温度影响了酶的活性，温度可改变酶的空间结构，其活性会随着温度的升高而降低甚至失活。6．(2021·宁夏银川市高三其他模拟)乳糖主要用于乳品工业，可使低甜度和低溶解度的乳糖转变为较甜的、溶解度较大的单糖。乳糖酶的制备及固定化流程如下图，请回答：→→→(1)筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用乳糖作为培养基的唯一__碳源__，在此培养基上生长的菌落可以将乳糖水解为__葡萄糖__和半乳糖。(2)产乳糖酶微生物L的培养过程中需要将培养瓶放置在摇床上不停振荡培养，其目的是__有利于微生物L与营养物质充分接触__、__有利于氧气充分溶解在培养基中__。此培养基中__无__(填“有”或“无”)菌落生长。(3)在相同条件下，带电荷相同的蛋白质在特定的缓冲液中迁移的速度越快，说明其分子量越小，根据这一原理，纯化后的乳糖酶可用__电泳__法检测其分子量大小。(4)乳糖酶宜采用化学结合法进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的__(酶)活性(活力)__确定其应用价值，而酵母细胞固定化宜采用__包埋法__。【解析】　(1)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，因此筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用乳糖作为培养基中的唯一碳源。(2)培养产乳糖酶微生物L时，需要将培养瓶放置在摇床上不停振荡培养，这样有利于微生物L与营养物质充分接触，还有利于氧气充分溶解在培养基中；在固体培养基上可以生长出菌落，而在该液体培养基中不会有菌落生长。(3)根据题意分析，在相同条件下，带电荷相同的蛋白质在特定的缓冲液中迁移的速度越快，说明其分子量越小，因此纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。(4)乳糖酶宜采用化学结合法进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的活性确定其应用价值；酵母细胞体积比较大，不适宜化学结合或物理吸附，所以一般采用包埋法固定。7．(2021·四川凉山彝族自治州·高三三模)酵母菌是世界上研究最多的微生物之一，广泛应用于酿造、食品、医药等诸多领域。利用不同的育种手段可以筛选出不同用途的酵母菌。请回答下列相关问题：(1)分离不同应用的酵母菌时，常用稀释涂布平板法或__平板划线__法进行接种，两种方法均能在固体培养基上形成由一个细胞繁殖而来的子细胞群体，该群体称为__(单)菌落__。(2)利用高产果胶酶的酵母菌制备果胶酶的流程图如下：发酵液→离心→含酶的发酵液→透析→粗提物→纯化→纯酶①透析的目的是__去除小分子杂质__；粗提物中包含果胶酶等多种蛋白质，请写出一种纯化得到果胶酶的方法及其依据。__凝胶色谱法(分配色谱法)，根据蛋白质的分子大小进行纯化(电泳法，根据蛋白质之间电荷、分子大小等差异进行纯化。)__。②利用得到的纯果胶酶用于果汁加工，可提高果汁的澄清度，其原因是果胶酶将果胶分解成可溶性的__半乳糖醛酸__。(3)利用高产胡萝卜素的酵母菌提取胡萝卜素，萃取胡萝卜素过程中宜采用__水浴__加热以防止温度过高。(4)可以通过酵母细胞的固定化技术提高酿造效率，在制备固定化酵母细胞时，一般不宜采用化学结合法或物理吸附法，原因是__细胞体积大，难以被吸附或结合__。【解析】　(1)常用的接种方式有稀释涂布平板法及平板划线法，在固体培养基上接种培养后，均能形成由一个酵母菌繁殖形成的酵母菌菌落。(2)①透析是为了去除小分子杂质。分离不同种蛋白质可以用凝胶色谱法，根据蛋白质相对分子质量的不同，将果胶酶与杂蛋白分离。也可用电泳法，根据蛋白质之间电荷、分子大小等差异进行纯化。②果胶酶是指能够分解果胶物质的多种酶的总称，如果胶分解酶、果胶酯酶、多聚半乳糖醛酸酶，能将植物组织内的果胶分解成半乳糖醛酸。(3)萃取胡萝卜素时应采用水浴加热法，防止温度过高而导致原料焦糊。(4)固定酵母细胞时一般使用包埋法，而不是用物理吸附法的原因是酵母体积较大，易于包埋，且难以用物理方法吸附。8．幽门螺杆菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消化道溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下：配制培养基→灭菌、倒平板→接种→培养→观察。请回答下列问题：(1)在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有__脲酶__，它能以尿素作为氮源。若有Hp，则菌落周围会出现红色环带。(2)高压蒸汽灭菌加热结束时，待高压锅或灭菌锅__压力与大气压相同__时，开启锅盖。(3)接种时，先将菌液用__无菌水__稀释，然后用__移液管__取0.1 mL稀释液加到培养皿中，再用涂布器涂布到整个平面上。(4)在培养时，需将培养皿倒置并放在恒温培养箱中，培养皿需用记号笔在__皿底__(填“皿盖”或“皿底”)做好标记。(5)观察时发现，若实验操作都正确规范，但通过菌落计数计算，稀释倍数高的组计算结果往往大于稀释倍数低的组，导致这种结果的原因最可能是__稀释倍数低的组菌液浓度更大，可能出现多个细菌连在一起形成一个菌落，导致菌落计数偏低__。(6)临床上14C呼气试验检测是一种安全、准确地检测Hp的方法，其基本原理是当被检测者服用含有14C标记的尿素的胶囊后，如被检测者的胃内存在Hp感染，则可检测到被标记的__14CO2__。【解析】　(1)由于Hp含有脲酶，脲酶将尿素分解成氨，会使培养基碱性增强，pH升高，在培养基中加入酚红指示剂后，指示剂变红。(2)高压蒸汽灭菌加热结束时，待高压锅或灭菌锅压力与大气压相同时，开启锅盖。(3)接种时，先将菌液用无菌水稀释，然后用移液管取0.1 mL稀释液加到培养皿中，再用涂布器涂布到整个平面上。(4)在培养时，需将培养皿倒置并放在恒温培养箱中，培养皿需用记号笔在皿底做好标记。(5)观察时发现，若实验操作都正确规范，但通过菌落计数计算，稀释倍数高的组计算结果往往大于稀释倍数低的组，原因可能是稀释倍数低的组菌液浓度较大，出现多个细菌连在一起形成一个菌落的现象，导致菌落计数偏低。(6)临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将14C标记的尿素分解为NH3和14CO2。