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1、第 1 页 第 12 单元 生物技术实践单 (建议用时:60 分钟)1(原创题)发酵技术在我国有着悠久历史,例如利用微生物发酵来制果酒、果醋、腐乳等。请根据传统发酵技术,答复以下问题:(1)果酒制作离不开酵母菌,酵母菌是_微生物,酒精发酵时一般温度要控制在_,接种时温度控制在_左右,且要通气。(2)在葡萄酒自然发酵过程中,起主要作用是附着在葡萄皮上野生型酵母菌。在发酵过程中,随着_提高,红葡萄皮色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色。在_发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都会因无法适应这一环境而受到抑制。(3)醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进展旺盛生理活动。在变酸酒
2、外表观察到菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成。实验说明,醋酸菌对氧气含量特别敏感,当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中糖分解成_;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为_,再进一步将其转变为_。(4)豆腐发酵时主要利用是微生物产生蛋白酶与脂肪酶等,通过发酵,豆腐中营养物质种类 _(填“减少或“增多),且更易于消化与吸收。乳酸发酵时含有抗生素牛奶不能发酵成酸奶,原因是 _。第 2 页 导学号 29520669 解析:(1)酵母菌是真核生物,其最适繁殖温度在 20 左右,酒精发酵时一般将温度控制在 1825。(2)在发酵过程中,随着酒精度数提高,红葡萄皮色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色。在缺氧、呈酸
3、性发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都会因无法适应这一环境而受到抑制。(3)醋酸菌在不同条件下呼吸产物不同。(4)抗生素能够杀死乳酸菌或抑制乳酸菌生长,所以含有抗生素牛奶不能发酵成酸奶。答案:(1)真核 1825 20 (2)酒精度数 缺氧、呈酸性(3)醋酸 乙醛 醋酸(4)增多 抗生素能够杀死乳酸菌或抑制乳酸菌生长 2(2021四川成都模拟)某厂对苹果进展深加工中所用菌种进展筛选及苹果加工生产流程如图甲所示。图甲 图乙 (1)苹果压榨过程中参加_酶可提高榨汁率;图甲中发酵罐进展代谢反响式为_;发酵罐需接种_菌,与发酵罐相比,需要不断通入_。(2)图乙表示发酵罐、中主要物质变化
4、,曲线_代表酒精变化,可用_试剂检测酒精有无。(3)为获得用于生产理想酵母菌种,需向平板内固体培养基中参加一定第 3 页 量_ 进展选择培养,培养时平板须倒置,可防止_;用稀释涂布平板计数法统计菌落数往往比活菌实际数目低,这是因为_。导学号 29520670 解析:(1)苹果压榨过程中参加果胶酶可提高榨汁率;图甲中发酵罐进展代谢反响是酵母菌进展无氧呼吸产生酒精,所以应写出葡萄糖在酶催化下无氧呼吸产生酒精与 CO2反响式。发酵罐要产生醋酸,需接种醋酸菌,需要在有氧条件下进展。(2)发酵罐中开场有氧气,几乎不产生酒精,之后氧气消耗完,酒精产生越来越多,之后在发酵罐中接种醋酸菌,酒精逐渐变为醋酸,那
5、么酒精量逐渐减少为 0,所以图乙中曲线代表酒精变化,检测酒精可用酸性重铬酸钾,看是否出现灰绿色现象。(3)理想酵母菌应选择耐酸与乙醇菌种,所以应在平板内固体培养基中参加一定量酒精与酸进展选择培养,培养时平板须倒置,可防止培养基外表冷凝水过多而造成其他微生物渗透;用稀释涂布平板计数法统计菌落数往往比活菌实际数目低,这是因为培养过程中两个或多个细胞可能生长在一起形成一个菌落。答案:(1)果胶 C6H12O6酶2C2H5OH2CO2 醋酸 氧气(2)酸性重铬酸钾(3)酒精与酸 培养基外表冷凝水过多而造成其他微生物渗透 培养过程中两个或多个细胞可能生长在一起形成一个菌落 第 4 页 3微生物培养与别离
6、技术是生物学中重要实验技术。根据有关微生物知识,分析答复以下问题:(1)培养基制备需经过计算、称量、溶化与 A:_、B:_等过程,上述过程中需要在超净工作台上操作是_。(2)纯化菌种时为得到单菌落,常采用接种方法是平板划线法与 D:_法,其中需用接种环进展操作是_。(3)为到达筛选土壤中分解尿素细菌目,平板内固体培养基应以尿素作为唯一_,培养基中参加_指示剂培养后,假设变红以鉴定其中含有所需细菌。假设筛选纤维素分解菌,在选择培养后须进展 E:_与 F:_过程,一般通过观察_有无挑选出所需菌种。导学号 29520671 解析:(1)培养基制备需经过计算、称量、溶化、A 灭菌、B 倒平板等过程,其
7、中倒平板需要在超净工作台上操作。(2)常采用微生物接种方法是平板划线法与 D 稀释涂布平板法。其中平板划线法需用接种环进展操作。(3)欲筛选土壤中分解尿素细菌,培养基中应以尿素作为唯一氮源,需要在培养基中参加酚红指示剂进展鉴定。假设筛选纤维素分解菌,在选择培养后须进展 E 梯度稀释F 涂布平板挑选产生透明圈菌落。答案:(1)灭菌 倒平板 倒平板(2)稀释涂布平板 平板划线法(3)氮源 酚红 梯度稀释 涂布平板 透明圈 4(1)土壤中富含各种微生物,将其浸出液接种到特定培养基上,可第 5 页 得到酵母菌。这一过程叫做_,不同培养基具体配方不同,但一般都含有_等营养物质。(2)要统计土壤样品中某活
8、菌数目,宜釆用_法接种,根据土壤样品稀释倍数与接种稀释液体积,统计平板上_就能大约推测出样品中活菌数。(3)制作果酒时,将酵母菌参加到葡萄汁中,控制好发酵条件,10 d后 得 到 散 发 着 酒 香 成 品。请 你 指 出 此 过 程 原 理 是_。(4)胚状体与愈伤组织在构造上主要区别在于愈伤组织细胞排列疏松无规那么,是一种高度_薄壁细胞,胚状体与_发育形成胚有类似构造,即具有胚芽、胚轴与胚根。导学号 29520672 解析:(1)土壤浸出液接种到特定培养基上,可得到所需微生物,这属于微生物别离,所用特定培养基为选择培养基,培养基为微生物提供生长、繁殖与积累代谢产物营养物质,这些物质归纳为碳
9、源、氮源、无机盐与水等。(2)微生物培养别离步骤是为了从含有目微生物源物质中找到目微生物,所以需要将目微生物与其他微生物分开,所以要做到之后划平板时候可以形成纯单菌落(也就是说划线时候要保证溶液足够稀释,最好可以使每条线上只有一个或两个目微生物就够了),如果很多话,就会跟杂菌混长,这样无法别离出纯菌种了。稀释平板法可以在培养基上别离、培养出微生物单个菌落,便于计数、移植、别离,从而到达纯培养目。(3)酵母菌酿酒是利用酵母第 6 页 菌无氧呼吸产生酒精。(4)愈伤组织是一团没有特定构造与功能并处于旺盛分裂状态薄壁细胞。这种薄壁细胞排列疏松无规那么,呈高度液泡化。胚状体类似胚构造,具有胚芽与胚根在
10、适宜条件下发育成为新植物。胚是由受精卵发育而来。答案:(1)酵母菌别离 水、无机盐、碳源、氮源(2)稀释涂布平板 菌落数目(3)在无氧条件下,酵母菌能进展酒精发酵(4)液泡化 受精卵(或合子)5(2021湖北武汉模拟)醋酸菌是食品工业中常用微生物,不仅可用于生产醋酸,某些类型还可用于生产细菌纤维素。答复以下问题:(1)醋酸菌在缺少糖源情况下,可将乙醇氧化为_,进而生成醋酸。进展醋酸发酵时,为了维持醋酸发酵培养液 pH 相对稳定,可向培养液中参加_。(2)筛选接种时,为了防止环境中微生物污染,实验操作应在_附近进展;某同学采用平板划线法进展接种,在适宜条件下培养一段时间后,发现一个培养皿中某部位
11、菌落分布呈沟槽状,与其他部位菌落分布有明显差异,其原因最可能是划线时该部位_。(3)将鉴定菌种进展临时保存时,可在低温下使用试管斜面保存,但该方法除保存时间短外,菌种还易_;假设需较长时间保存菌种,可用方法是_第 7 页 _。(4)利用筛选出优质菌种进展生产时,研究人员测得培养过程中细菌纤维素产量、培养液中残糖量与残氮量如下图。图中代表培养液中残氮量是_曲线。与 B 曲线相比,A 曲线下降更快主要原因是_ _。导学号 29520673 解析:(1)醋酸菌在缺少糖源情况下,可将乙醇氧化为乙醛,乙醛进一步氧化为醋酸。为维持 pH 相对稳定可以参加缓冲物质。(2)在接种实验中为了防止微生物污染应在酒
12、精灯火焰附近进展整个操作。采用平板划线法进展接种,如果培养一段时间后发现一个培养皿中某部位菌落分布成沟槽状,最可能是操作时用力不均匀,培养基外表被划破了。(3)菌种临时保存在低温下使用试管斜面保存时,除保存时间短外,菌种还易被污染或产生变异。较长时间保存菌种可以采用甘油管藏法。(4)纤维素是多糖,细菌产生纤维素主要是利用糖类,糖类组成元素是C、H、O,因此在纤维素量上升时候,对含 N 量没有太大影响,该曲线应下降较小,由图可知应是 B 曲线代表。与 B 曲线相比,A 曲线下降更快主要原因是该细菌合成纤维素需要大量糖源。答案:(1)乙醛 缓冲物质 第 8 页(2)酒精灯火焰 培养基外表被划破(3
13、)被污染或产生变异 甘油管藏(4)B 该细菌合成纤维素需要大量糖源 6(2021重庆高三质检)植物组织培养是克隆植物一种方法,答复相应问题:(1)培养皿中培养基除添加营养物质外,还需要添加植物激素,其目是诱导外植体进展_。(2)组织培养过程需要植物生长与繁殖最适条件,否那么在光学显微镜下可能观察到发生 _异常,进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。(3)在植物组织培养过程中,愈伤组织成功诱导是至关重要步骤。科学家研究了植物生长调节剂对某药用植物愈伤组织诱导影响,实验结果如下表:培养基代号 2,4D/mgL1 6BA/mgL1 愈伤组织诱导率/%L1 0 L2 0 L3 0 L4 L5 第 9 页
14、L6 注:愈伤组织诱导率(%)产生愈伤组织外植体数/接种外植体总数100%。从上表可以知道,在根本培养基中添加较高浓度_有利于形成愈伤组织,而添加_那么不利于愈伤组织形成。在上述研究根底上,为了探究光照对愈伤组织形成影响:应将已经消 毒 过 外 植 体 平 均 分 为 甲、乙 两 组,分 别 接 种 到 _(填培养基编号)培养基上;甲组置于有光环境,乙组置于_环境,其他条件一样且适宜;培养一段时间后,分别计数甲、乙两组中愈伤组织个数并计算愈伤组织诱导率。导学号 29520674 解析:(1)培养基除添加营养物质外,还需要添加植物激素,如生长素与细胞分裂素等,其目是诱导外植体脱分化形成愈伤组织与
15、再分化形成新植株。(2)在不适条件下生物可能发生变异,如基因突变、染色体变异等,其中在光学显微镜下可能观察到变异类型是染色体构造与数目变异。(3)由实验表格分析可得,L1、L2、L3三组实验自变量是 2,4D 浓度不同,由三组实验结果可得,在根本培养基中添加较高浓度 2,4D 有利于形成愈伤组织;L4、L5、L6三组实验自变量是 6BA 浓度不同,由这三组实验结果可得,添加 6BA 不利于愈伤组织形成。答案:(1)脱分化与再分化(2)染色体(构造与数目)(3)2,4D 6BA L3 黑暗 第 10 页 7(2021甘肃兰州质检)为了探究 6BA 与 IAA 对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽影响,
16、某研究小组在 MS 培养基中参加 6BA 与 IAA,配制成四种培养基(见下表),灭菌后分别接种数量一样、生长状态一致、消毒后茎尖外植体,在适宜条件下培养一段时间后,统计再生丛芽外植体比率(m),以及再生丛芽外植体上丛芽平均数(n),结果如下表:培养基 浓度/mgL1 m/%n/个 6BA IAA 1 0 2 3 4 请答复以下问题:(1)按照植物需求量,培养基中矿质元素可分为_与_两类。(2)在 该 实 验 中,自 变 量 是 _,因 变 量 是_ _,第 11 页 自变量取值范围是_。(3)从实验结果可知,诱导丛芽总数量最少培养基是_号培养基。(4)为了诱导该菊花试管苗生根,培养基中一般不
17、参加_(填“6BA或“IAA)导学号 29520675 解析:第(1)问考察必需元素分类(可分为大量元素、微量元素),必修一根底知识,选修一教材上亦有原句。第(2)问考察中学生物实验根底知识,自变量是 IAA(6BA 浓度不变),取值范围是 00.5;因变量是丛芽数(即再生丛芽外植体比率与再生丛芽外植体上丛芽平均数)。第(3)问直接从表格中可读出。第(4)问考察植物生长调节剂知识。答案:(1)大量元素 微量元素(2)IAA 浓度 丛芽外植体比例及丛芽平均数 00.5 mg/L(3)1(4)6BA 8(2021山东济南模拟)下面是与植物芳香油提取相关问题,请答复:(1)玫瑰精油提取可使用左图所示
18、装置,这种方法叫_法;蒸馏时收集蒸馏液_(是/不是)纯玫瑰精油。(2)橘皮精油提取原料是橘皮,但橘皮易焦糊,宜采用_法提取橘皮精油。(3)胡萝卜素是_色结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素常用是_法,加热时应该注意控制_,一般情况下,提取第 12 页 胡萝卜素时,提取效率与原料颗粒含水量成_比。(4)将提取胡萝卜素粗品通过纸层析进展鉴定,右图为鉴定结果示意图,请据图答复,A、B、C、D 四点中,属于标准样品样点是_。导学号 29520676 解析:(1)从图中装置可以看出,玫瑰精油提取方法为蒸馏法;蒸馏后得到蒸馏液不是纯玫瑰精油,而是油水混合物。(2)橘皮易发生焦糊,因此应该采用压榨法提取橘皮精油。(
19、3)胡萝卜素是橙黄色结晶;从胡萝卜中提取胡萝卜素常用方法是萃取法;由于高温时胡萝卜素会分解,因此加热时注意控制好温度与时间;提取胡萝卜素时,原料中含水量会影响提取效率,因此提取效率与含水量成反比。(4)分析题图可知,两侧为标准样品,即 AD 点。答案:(1)蒸馏 不是(2)压榨(3)橙黄 萃取 温度与时间 反(4)AD 9(原创题)如图为利用农作物废弃物秸秆代替粮食作为原料生产燃料乙醇主要技术及废弃物利用流程图。请答复:(1)图中所需微生物可从土壤中获取,获取该微生物过程称为微生物_,选择培养基应以_为唯一碳源。纯化菌种时,将筛选获得菌液稀释后用_接种到培养基上。在筛选纤维素分解菌过程中,常采
20、用_法,_能与培养基上纤维素形成红色复合物,当纤维素被分解后,红色复合物就无法形成,培养基上就会出现以纤维素分解菌为中心_,可以此来筛第 13 页 选纤维素分解菌。(2)图中也可以采用酶解法。将酶应用于生产实践之前需对酶进展_检测。在 20 世纪 50 年代,酶已经大规模应用于各个生产领域,到了 70 年代又创造了固定化酶与固定化细胞技术,在实际生产中,固定化酶技术优点是固定在载体上酶能_;固定化细胞多采用_法固定化,而固定化酶一般不用此方法,因为_。(3)图中酒精发酵阶段接种微生物是_,酒精发酵时一般将温度控制在_。在培养微生物过程中,对培养基与接种环采用灭菌方法分别是_、_。乙醇纯化一般需
21、要使用_法。(4)图中产生农作物废弃物,主要成分为木质素、纤维素与半纤维素,但 是 酵 母 菌 无 法 直 接 利 用 农 作 物 废 弃 物,原 因 是 其_。(5)假设要利用图示中发酵产物生产醋酸,常用菌种为_,那么下一阶段发酵过程中应通入_,温度严格控制在_。导学号 29520677 解析:(1)过程参加了微生物,其作用是使固体秸秆颗粒分解,从土壤中获取所需微生物过程称为微生物别离;由于别离微生物能分解纤维素,应选择培养基应以纤维素为唯一碳源;第 14 页 纯化菌种时,将菌液稀释后用稀释涂布平板法接种到培养基上;在筛选纤维素分解菌时,常利用刚果红染色法,可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分
22、解菌。(2)将酶应用于生产实践之前,需要对使用酶进展酶活力检测。固定化酶与固定化细胞常用方法有包埋法、化学结合法与物理吸附法,一般酶更适合采用化学结合与物理吸附法固定化,而细胞多采用包埋法固定化,这是因为细胞体积较大,而酶分子很小。(3)酒精发酵阶段接种微生物是酵母菌,20 左右最适合酵母菌繁殖,故酒精发酵时一般将温度控制在 1825。在培养微生物过程中,对培养基与接种环采用灭菌方法分别是高压蒸汽灭菌与灼烧灭菌。纯化乙醇时,一般需要使用蒸馏法。(4)由于酵母菌细胞缺乏能分解木质素、纤维素与半纤维素酶系统,故农作物废弃物无法被酵母菌直接利用。(5)酵母菌发酵产物主要为乙醇,以乙醇为原料生产乙酸过程为醋酸发酵,醋酸菌代谢类型为异养需氧型,故发酵过程中应通入无菌空气,并将温度控制在 3035 之间。答案:(1)别离 纤维素 稀释涂布平板法 刚果红染色 刚果红 透明圈(2)酶活力(或酶活性)被反复利用 包埋 酶分子小,容易从包埋材料中漏出(3)酵母菌 1825 高压蒸汽灭菌 灼烧灭菌 蒸馏(4)缺乏相应分解酶系(或缺乏能分解木质素、纤维素与半纤维素酶)(5)醋酸菌 无菌空气 3035