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1、- 1 -专题专题 1313 生物技术实践生物技术实践(30(30 分钟分钟 100100 分分) )1.(15 分)(2018全国卷)在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。回答下列问题:(1)在实验室中,玻璃和金属材质的实验器具_(填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。 (2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法,与煮沸消毒法相比,这两种方法的优点是_。 (3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒,其原因是紫外线能_。在照射前,适量喷洒_,可强化消毒效果。 (4)水厂供应的自来水通常是经过_(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。 (5)某同
2、学在使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,而锅内并没有达到相应温度,最可能的原因是_。 【解析】(1)玻璃和金属材质的实验器具可以通过干热灭菌的方法来灭菌。(2)巴氏消毒法是在 7075 煮 30 min 或在 80 下煮 15 min,可以杀死牛奶中的微生物,并使牛奶的营养成分不被破坏;高温瞬时消毒是在较短的时间内利用高温杀死微生物,由于时间较短,营养物质损失较少。(3)紫外线有消毒、灭菌的作用,在照射前,适量喷洒消毒液,可以强化消毒效果。(4)自来水消毒通常采用“氯气”或“紫外线”等方法。(5)使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,但没有达到相应温度,最可能的原因是锅内冷空气没有排
3、尽。答案:(1)可以(2)在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少(3)破坏 DNA 结构 消毒液(4)氯气 (5)未将锅内冷空气排尽2.(15 分)(2018衡水一模)苹果可用于制作苹果酒、苹果醋饮料和提取具有抗过敏、抗癌细胞增生、调节脂质代谢等多种生理功能的苹果多酚。请回答下列问题:- 2 -(1)如图所示为工业化制作苹果酒和苹果醋的装置。甲罐中预留近 1/3 的空间,目的是_;甲罐连接的双 U 形管中一侧注满水的作用是_;家庭制作苹果酒一般不添加酵母菌液,原因是_ _;若图中 A 代表无菌空气,则乙罐排出的气体中_ _的含量明显下降;从微生物培养的角度分析,苹果汁为微生物生长提供的营养物质
4、有_ _等;若要统计酵母菌液或含菌培养液中发酵菌的数量,可采用_和显微镜直接计数法。 (2)从玫瑰花瓣中提取玫瑰精油常采用水蒸气蒸馏法,原因是_ _。提取苹果多酚不宜用水蒸气蒸馏,应采用萃取法,萃取时不能直接加热的理由是_ _。 【解析】(1)据图分析,甲罐进行的是酒精发酵,加入苹果汁时,罐内要预留近 1/3 的空间,有利于酵母菌进行繁殖,同时可以防止发酵旺盛时发酵液从排气管溢出;其连接的双 U 形管中一侧注满水的作用是密闭装置,创造无氧环境,利于自动化排气;由于苹果表皮附有一定量的酵母菌,因此家庭制作苹果酒一般不添加酵母菌液。据图分析,乙罐产生的是醋酸,说明进行的是醋酸发酵,若A 通入的是无
5、菌空气,由于醋酸菌是好氧菌,利用氧气进行醋酸发酵,因此乙罐排出的气体中氧气明显减少;苹果汁可以为微生物提供水、无机盐、碳源和氮源等营养物质;统计微生物菌种的数量常用稀释涂布平板法或显微镜直接计数法。(2)玫瑰精油的化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏,所以从玫瑰花瓣中提取玫瑰精油常采用水蒸气蒸馏法;萃取剂都是易燃物,直接使用明火加热易引起燃烧、爆炸,所以萃取时不能直接加热。- 3 -答案:(1)有利于酵母菌的早期繁殖;防止发酵液从排气管溢出(答出一点即可) 密闭装置,创造无氧环境,利于自动化排气 苹果表皮附有一定量的酵母菌氧气 水、无机盐、碳源和氮源 稀释涂布平板法(2)
6、玫瑰精油的化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏 萃取剂都是易燃物,直接使用明火加热易引起燃烧、爆炸3.(15 分)某化工厂的污水池中含有一种有害的难降解有机化合物联苯胺。研究人员用联苯胺、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基,成功筛选到能高效降解联苯胺的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。请分析回答下列问题。(1)培养基中加入联苯胺的目的是_,这种培养基属于_培养基。 (2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的_。实验过程中需要振荡培养,由此推测“目的菌”的呼吸作用类型是_ _。 (3)转为固体培养基时,常采用平板划线法进行接种,此过程中所用的接种工具是_,
7、操作时采用_灭菌的方法。 (4)实验结束后,使用过的培养基需进行_处理才能倒掉,这样做是为了_。 【解题指导】解答本题应明确:(1)培养基成分应包含水、氮源、无机盐、碳源等。(2)联苯胺为目的菌提供碳源和氮源,且起到筛选目的菌的作用。- 4 -【解析】(1)培养基中加入联苯胺的目的是筛选能高效降解联苯胺的细菌,选择培养基只允许特定的微生物生长,而同时抑制或阻止其他微生物生长,因此筛选能高效降解联苯胺的细菌的培养基属于选择培养基。(2)分析培养基的配方可知,该培养基由联苯胺、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制而成,因此联苯胺为目的菌提供了碳源和氮源;培养过程中需要振荡培养,推测目的菌是需氧微生物,其呼
8、吸作用的类型为有氧呼吸。(3)平板划线法操作的接种工具是接种环,对于接种环的灭菌方法应该是灼烧灭菌。(4)实验结束后应该将使用过的培养基进行灭菌处理才能倒掉,防止污染环境。答案:(1)筛选目的菌 选择(2)联苯胺 有氧呼吸(3)接种环 灼烧(4)灭菌 防止造成环境污染4.(15 分)(2018哈六中二模)为了调查某河流的水质状况,某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量,并进行了细菌分离等工作。回答下列问题:(1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中细菌的含量。在涂布接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先培养了一段时间,这样做的目的是_ _;然后,将 1 mL 水样稀释 100 倍,在 3 个平板上
9、用涂布法分别接入 0.1 mL 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_。 (2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌,操作时,接种环通过_灭菌,在第二次及以后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线,这样做的目的是_。 (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:振荡培养能提高培养液中_的含量,同时可使菌体与培养液充分接触,提高_的利用率。 【解析】(1)微生物培养过程应该进行无菌操作,配制的培养基要进行高压蒸汽灭菌,
10、可以将灭菌后的空白平板进行培养以检测培养基灭菌是否彻底;由题意知 1 mL 水样中的菌落数是(39+38+37)30.1100=3.8104,每升水样中的活菌数为 3.8104103=3.8107。(2)对接种环常用的灭菌方法是灼烧灭菌;在第二次及以后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线的目的是将聚集的菌体逐渐稀释分散以便获得由单个细胞繁殖而来的菌落。(3)由题意可知,振荡培养比静- 5 -置培养的细菌生长速度快,由此可以说明该细菌是需氧型菌,由于振荡培养能提高培养液中溶解氧的含量,同时可使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率,细菌生长速度加快。答案:(1)检测培养基平板灭菌是否合格
11、 3.8107(2)灼烧 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落(3)溶解氧 营养物质5.(10 分)(2016全国卷)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明,乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题:(1)分离纯化乳酸菌时,首先需要用_对泡菜滤液进行梯度稀释,进行梯度稀释的理由是_ _。 (2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有_和_。分离纯化时应挑选出_的菌落作为候选菌。 (3)乳酸菌在-20 长期保存时,菌液中常需要加入一定量的_(填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。 【解析】本题主要考查乳酸菌的分离纯化和保存。
12、(1)分离纯化乳酸菌时,首先需要用无菌水梯度稀释泡菜滤液,这样既可避免杂菌污染,又可保证将乳酸菌分散成单个细胞,以便在培养基表面形成单个菌落。(2)乳酸的积累会使培养液 pH 降低,影响乳酸菌的增殖,加入碳酸钙可以中和乳酸菌代谢(无氧呼吸)过程中产生的乳酸,使碳酸钙分解形成透明圈,有利于乳酸菌的识别和分离。(3)加入甘油可降低培养液的凝固点,使培养基在低温下保持液体状态。答案:(1)无菌水 泡菜滤液中菌的浓度高,直接培养很难分离得到单菌落(2)鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸(或酸) 具有透明圈(3)甘油【易错警示】第(2)小题第二空中加入碳酸钙可以“中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸”,从而避免因代谢
13、产物对乳酸菌的抑制,易被漏答。6.( 10 分)(2018吉林二模)现代生活与传统生物技术非常贴近,请分析下面实例回答相关问题:(1)有同学结合玫瑰油的提取技术,设计了提取茉莉油的流程:茉莉花+水A油水混合物分离油层粗提精油加 B过滤茉莉油,其中 A 表示_过程。分离油层时常用_,仪- 6 -器是分液漏斗。B 的成分是无水硫酸钠,向粗提精油中加入 B 的目的是_。 (2)三七是一种名贵中药,其有效成分是三七皂苷,可用萃取法提取。通常对三七进行_的预处理,可以提高提取率。采用萃取法提取该有效成分时需要加热,一般不用酒精灯直接加热而用水浴加热,因为_ _。 (3)腐乳是我国流传几千年的营养美食,制
14、作工艺体现了中华儿女的智慧。请根据如下制作过程回答问题:豆腐块A长满菌丝的豆腐块加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制,A 过程中起主要作用的微生物是_。卤汤中加酒的作用是_。 【解析】(1)分析实验流程可知:A 表示水蒸气蒸馏过程。在油水混合物中加入氯化钠,就会出现明显的分层,可见,分离油层时常用氯化钠。无水硫酸钠能够吸收水分,向粗提精油中加入无水硫酸钠的目的是除去精油中多余的水分。(2)萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡,使其溶解在有机溶剂中的方法。可见,用萃取法提取三七皂苷时,通常要对三七进行粉碎、干燥的预处理,以提高提取率。由于萃取剂为有机溶剂,易燃易爆,所以萃取过程应该避免明火加热,而
15、应采用水浴加热。(3)制作腐乳的实验流程为:豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制,据此可知:A 过程中起主要作用的微生物是毛霉。卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的,卤汤中加酒的作用是增加特殊风味,防腐杀菌。答案:(1)水蒸气蒸馏 氯化钠 除去精油中多余的水分(2)粉碎、干燥 萃取剂易燃易爆(3)毛霉 增加特殊风味,防腐杀菌7.(10 分)酵素因其养颜保健、排毒瘦身等功能,目前已深受众人的喜爱。“自制酵素”类产品是糖和水果进行发酵后的产物,即“水果泡菜”与“低度甜味水果酒”的混合物。自制水果酵素的基本过程:新鲜水果洗净切好备用;将水果切块一层层放入密封罐,每放一层按比例加一层糖;密封发酵,每天
16、适量放气,若干天即可获得“水果酵素”。(1)参与酵素制作的两类微生物主要是_,它们主要来自_ _。 (2)自制酵素过程中也会出现意外情况,如每天打开瓶盖一次可导致大量白毛生长,分析可能的原因是_(微生物)大量生长,其代谢类型是_ _;夏季制作还可能散发出浓郁的酸味,因为在_ _的条件下,更适于醋酸菌生存并发酵。 - 7 -(3)制作失败的酵素会混入杂菌和有害物质,食用后会引起中毒。利用微生物培养技术检测和鉴定酵素中的菌种,通过观察_来确定不同菌种。要统计活菌数目用_法测定,选取菌落数在_ _的平板进行计数。 【解析】(1)根据题意可知酵素是糖和水果进行发酵后的产物,即“水果泡菜”与“低度甜味水
17、果酒”的混合物,可知参与的微生物为乳酸菌和酵母菌,它们主要来自附着在水果表皮上的微生物。(2)若每天打开瓶盖一次会有氧气进入,导致生长的大量白毛应为毛霉,其代谢类型为异养需氧型;醋酸菌的最适生长温度为 3035 。(3)不同菌所形成的菌落特征不同,统计菌种数目用稀释涂布平板法,应选取菌落数在 30300 的平板进行计数。答案:(1)酵母菌和乳酸菌 附着在水果表皮上的微生物(2)毛霉 异养需氧型 3035 (3)菌落特征 稀释涂布平板 303008.(10 分)(新题预测)石油是人类重要的化工原料之一,其在给人类生产生活带来便利的同时也对陆地和海洋造成污染。下面是科研工作者分离能分解石油污染物的
18、假单孢杆菌的过程。请根据流程图回答下列问题:土壤取样A梯度稀释涂布到培养基上筛选目的菌株(假单孢杆菌)(1)A 过程为_,目的是增加假单孢杆菌的浓度,该培养基中应当以_ _为唯一碳源。该实验过程中需要设置完全培养液对照组,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_(填“多于”或“少于”)选择培养基上的菌落数目,从而说明选择培养基具有筛选作用。 (2)实验中需要用_对菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同浓度的菌液分别滴加到固体培养基的表面,用_(填器具)涂布均匀并进行培养,以便获得单个菌落。 (3)若实验中用 103倍的 0.1 mL 的稀释液分别涂布三个平板,培养后分别形成了
19、98、100 和 102个菌落,则每毫升原样液中含有假单孢杆菌_个,实际值一般要比该测量值偏大的原因是_ _。 【解析】(1)流程图中 A 过程为扩大培养(或选择培养),以增加假单孢杆菌的浓度;由于要分离能分解石油污染物的假单孢杆菌,所以该培养基中应当以石油为唯一碳源;由于完全培养液中任何微生物都可以生长,因此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菌落数目,从而说明选择培养基具有筛选作用。- 8 -(2)根据流程图可知本实验采用稀释涂布平板法接种,包括系列稀释和涂布平板两个过程,涂布平板之前需要用无菌水将菌液进行一系列的浓度梯度稀释,然后将不同浓度的菌液分别滴加到固体培养基的表面,用涂布器涂布均匀并进行培养。(3)根据题意可知,三个平板上生长的平均菌落数 C=(98+100+102)3=100 个,涂布平板时所用的稀释液的体积 V=0.1 mL,稀释倍数 M=103倍,所以每毫升原样液中含有假单孢杆菌数=(CV)M=(1000.1)103=1106个;当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,所以实际值一般要比该测量值大。答案:(1)扩大培养(或选择培养) 石油 多于(2)无菌水 涂布器(3)1106 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落