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1、考点规范练39微生物的培养与应用酶的应用1.(2022广西模拟)单宁是一类水溶性酚类化合物,在植物界中广泛分布,入口后口腔会感觉干涩,口腔黏膜会有褶皱感。果汁生产过程中,常用单宁酶除去果汁中的单宁以提升果汁的口感。回答下列问题。(1)在使用单宁酶的过程中,需注意溶液的,以免酶催化活性不佳。在水果榨汁时,我们常添加以提高水果的出汁率。(2)为了降低生产成本,我们常对酶进行固定,重复使用,常用的固定方法有,固定化酶较之于直接使用酶进行生产的另一优势在于。(3)欲从混杂的蛋白质中分离出单宁酶,可使用凝胶色谱技术。在凝胶色谱柱装填完后,需用磷酸缓冲液对柱子进行,在洗脱过程中,相对分子质量小于单宁酶的蛋
2、白质往往(填“先”或“后”)从柱子中洗脱。(4)已知某单宁酶由两条不同肽链构成,经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳时,蛋白质在凝胶中的移动速度与自身的空间结构(填“有关”或“无关”),电泳结束后可得到条带。2.(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
3、水通常是经过(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。(5)某同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。3.豆浆是深受中国百姓喜爱的饮品,但易变质,保质期较短。科研人员对变质豆浆中的腐败细菌进行分离,并研究了乳酸链球菌素(一种多肽,天然食品防腐剂)对腐败细菌的抑制效果,为生产豆浆时优化保质方法提供依据。主要研究过程如下。豆浆变质处理:将2种市售豆浆A、B和自制豆浆在无菌操作台上分别装入已灭菌的250 mL三角瓶中,密封、37 条件下放置7 d后,豆浆发生变质。腐败细菌的初步分离和计数:取变质的豆浆在无菌条件下接种到细菌培养基上,培养一段时间后,
4、统计各培养基上菌落种类和数量。结果如下页左上表所示。细菌序号菌落特征菌落直径mm菌落数/个豆浆A豆浆B自制豆浆S1表面有白色绒毛,圆形边缘不规则5537S2白色,表面无绒毛,有白色液滴12181124S3黄色,表面无绒毛,如同黄色液斑203011715比较乳酸链球菌素添加量对腐败细菌的抑制效果。以自制的新鲜豆浆为材料,经相应处理后,在37 下放置35 d后,统计豆浆中腐败细菌数量,结果如下图所示。(1)日常生活中经常用到的消毒方法是,步骤中培养基的灭菌方法是。(2)步骤中适宜采用的接种方法是。固体培养基制备的步骤为。培养过程中统计菌落种类和数量时,要每隔24 h观察统计一次,直到各类菌落数目稳
5、定,以防止。(3)步骤结果表明,最能耐受乳酸链球菌素的细菌是。为有效防止豆浆腐败,在生产中乳酸链球菌素的添加量应控制在mg/kg左右。(4)乳酸链球菌素是一种天然食品防腐剂,它是由34个氨基酸组成的多肽。与用抗生素防腐相比,使用乳酸链球菌素防腐的优点是。4.阿拉伯胶是一种多糖,能被土壤中某些能合成阿拉伯胶降解酶的微生物分解。回答下列问题。(1)为从土壤中分离获得能分解阿拉伯胶的单菌落,某同学设计了A、B、C、D四种培养基,其成分见下表(单位:gL-1)。培养基成分培养基ABCD阿拉伯胶25252525NaNO333牛肉膏3K2HPO41111MgSO47H2O1111KCl0.50.50.50
6、.5FeSO47H2O0.010.010.010.01琼脂151515据表判断,则应选用表中的培养基。分别说明不选用其他培养基的原因: ;。(2)为获得单菌落,可将土壤稀释液涂布接种在上述选定培养基上。在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多,原因是。在样品稀释和涂布平板步骤中,下列材料不需要的是(填序号)。酒精灯培养皿显微镜无菌水(3)为了确定微生物产生的阿拉伯胶降解酶的最适温度,某同学测得相同时间内,在35 、40 、45 温度下降解10 g阿拉伯胶所需酶量依次为4 mg、1 mg、6 mg,则上述三个温度中,条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度,应在范围内设计后续实验
7、。5.(2022四川成都诊断)果汁类饮料广受消费者喜爱。早期生产出来的果汁总存在浑浊、沉淀等现象,出汁率也较低,这是因为植物细胞壁在生产过程中不易除去。后来,人们逐渐找到了改进的一些方法,如使用果胶酶处理果汁,不但能使其变得澄清,同时还能提高出汁率。请利用有关知识,回答下列问题。(1)如果要通过培养细菌来生产果胶酶,则需对目的细菌进行筛选。实验室中筛选微生物的原理:。筛选培养时,要将目的细菌添加到预先配制好的选择培养基中,这一过程称为。(2)为方便产物与酶的分离,提高产品质量;同时实现对酶的反复利用,节约生产成本,我们可以采用的方式来生产果汁。20世纪70年代,在这一技术的基础上,人们又发展出
8、了固定化细胞技术。请对固定化细胞技术相对于前一技术的优点和缺点各举一例。优点:;缺点:。6.纤维素分解菌对于环境治理和废弃物的资源化开发利用具有重大意义。研究人员从富含腐殖质的土壤样品中筛选出高效纤维素分解菌并测定其纤维素分解能力。请回答下列问题。(1)在筛选过程中,应将土壤样品稀释液接种于以为唯一碳源的固体培养基上,培养基中加入的KH2PO4和 Na2HPO4的作用有(答出2点即可)。(2)经选择培养后的样品需接种在的培养基上培养,在涂布接种前,随机取若干灭菌后的空平板先行培养一段时间,这样做的目的是。为了将分离到的菌株纯化,挑取菌落在3块相同平板上划线,结果其中1块平板的各划线区均未见菌落
9、生长,最可能的原因是。(3)刚果红可以与纤维素形成色复合物,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。研究人员将菌液接种在刚果红培养基平板中培养,长出菌落后出现大小不同的透明圈,透明圈的大小与纤维素酶的有关,的菌落即为分解纤维素能力最强的菌株形成的。(4)为确定得到的是纤维素分解菌,需进行发酵产纤维素酶的实验。可采用对纤维素酶分解滤纸后所产生的进行定量的测定。7.加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉,可以分解衣物上的蛋白质等有机污渍。请回答下列问题。(1)构成碱性蛋白酶的基本单位是,碱性蛋白酶的合成场所是细胞中的。(2)由下页左上图可知,该实验的目的是探究。(3)下表是添加脂肪酶的加酶洗
10、衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的有关记录。脸盆编号洗涤物(等量)洗涤温度洗衣粉(等量)水量L洗净所需时间min1油污布45加酶242油污布45普通273油污布5 加酶2 9 4油污布5 普通2 8 该实验设计主要体现了实验设计的原则、原则。若第1组洗净所需时间接近7 min,最可能的原因是。(4)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有。A.棉织品B.毛织品C.腈纶织品D.蚕丝织品(5)根据以上实验结果,写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施:。8.为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响,以及固定化藻对含Zn2+的污水的净化作用,科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验,流程及结果如下。请回答下列
11、问题。制备固定化绿球藻凝胶珠清洗23次培养液中培养柠檬酸钠溶液溶解凝胶珠,测定藻数量(1)实验中海藻酸钠的作用是,CaCl2的作用是。(2)为洗去凝胶珠上残余的CaCl2和其他污染物,并保持绿球藻活性,宜采用洗涤。图1中1.0%海藻酸钠组培养24 h后,移去凝胶珠,溶液呈绿色,原因是。(3)为探索固定化藻对含Zn2+的污水的净化作用,应选用浓度为的海藻酸钠制备凝胶珠。(4)图2中空白凝胶珠组Zn2+浓度下降的原因是。结合图1和图2分析,固定化藻的实验组2448 h Zn2+浓度下降速度较快的主要原因是;7296 h Zn2+浓度下降速度较慢的原因有。答案：1.答案(1)温度、pH、离子条件等纤
12、维素酶和果胶酶(2)包埋法、化学结合法、物理吸附法易于和产物分离,提高产物品质(3)充分的洗涤平衡后(4)无关两2.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解析实验室中能耐高温的、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金属用具等,可用干热灭菌的方法灭菌。对于一些不耐高温的液体,如牛奶采用巴氏消毒法和高温瞬时消毒法消毒,这种消毒方法的优点是可以杀死牛奶中的微生物,并且牛奶中的营养成分基本不被破坏。自来水通常是用氯气消毒的,氯气与水反应生成次氯酸和氯化氢,次氯酸具有强氧化性,能杀死自来水中的微生物。用高压蒸汽灭菌法灭菌时,把锅
13、内的冷空气彻底排除后才能达到设定的压力和相应的温度。3.答案(1)煮沸消毒法高压蒸汽灭菌法(2)稀释涂布平板法计算称量溶化灭菌倒平板因培养时间不足而导致遗漏菌落的种类和数目(3)S1250(4)食用后会被人体消化,不会改变人体肠道内的正常菌群解析(1)日常生活中经常用到煮沸消毒法。在实验室中,通常采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。(2)步骤需要对“腐败细菌进行初步分离和计数”,因此适宜采用的接种方法是稀释涂布平板法。固体培养基制备的步骤为计算称量溶化灭菌倒平板。为了防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的种类和数目,培养过程中统计菌落的种类和数量时,要每隔24h观察统计一次,直到各类菌落数目稳定。
14、(3)由题图可知,随着乳酸链球菌素添加量的增大,S1细菌数量的相对值最高,由此表明最能耐受乳酸链球菌素的细菌是S1。当乳酸链球菌素添加量小于250mg/kg时,随乳酸链球菌素添加量的增大,细菌数量相对值明显降低;当乳酸链球菌素添加量为250300mg/kg时,细菌数量相对数值基本维持稳定。可见,为有效防止豆浆腐败,在生产中乳酸链球菌素的添加量应控制在250mg/kg左右。(4)乳酸链球菌素是一种由34个氨基酸组成的多肽,食用后会被人体消化,不会改变人体肠道内的正常菌群,这正是使用乳酸链球菌素防腐比使用抗生素防腐的优点所在。4.答案(1)D培养基A缺少氮源培养基B不是以阿拉伯胶为唯一碳源培养基C
15、为液体培养基,不能分离单菌落(2)如果滴加的菌悬液过多,则培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果(3)453545解析(1)要分离获得能分解阿拉伯胶的单菌落,所选择的培养基应是固体培养基且以阿拉伯胶为唯一碳源。表中培养基A缺少氮源,培养基B不是以阿拉伯胶为唯一碳源,培养基C为液体培养基,不能分离单菌落,因此应该选择培养基D。(2)在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多,若滴加的菌悬液过多,则培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果。在样品稀释和涂布平板步骤中,需要用到酒精灯、培养皿和无菌水等,不需要用显微镜。(3)相同时间内,在35、40、45温度下
16、降解10g阿拉伯胶所需酶量依次为4mg、1mg、6mg,则上述三个温度中,40条件下该酶活力最大,45条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度,应在3545范围内设计后续实验。5.答案(1)人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长接种(2)固定化酶细胞比酶更容易固定(固定化细胞时酶的活性受外界条件影响更小或固定化细胞固定的是一系列酶,能催化一系列连续的酶促反应)无法催化不能被细胞直接吸收的大分子的反应解析(1)实验室中筛选微生物的原理:人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。筛选培养时,需要将
17、目的细菌接种到预先配制好的选择培养基中。(2)固定化酶既能与反应物接触,又能与产物分离,还可以被反复利用,因此采用固定化酶的方式来生产果汁,除了能够方便产物与酶的分离、提高产品质量外,还能实现对酶的反复利用,节约生产成本。与固定化酶技术相比,固定化细胞技术的优点:细胞体积大,比酶更容易固定;固定化细胞时酶的活性受外界条件影响更小;固定化细胞固定的是一系列酶,能催化一系列连续的酶促反应。但固定化细胞技术也存在一定的缺陷,如固定化细胞无法催化不能被细胞直接吸收的大分子的反应。6.答案(1)纤维素为纤维素分解菌生长提供无机营养,作为缓冲剂维持细胞生长过程中pH的稳定(2)鉴别纤维素分解菌检测培养基平
18、板灭菌是否合格接种环温度过高,纤维素分解菌被杀死(3)红量与活性透明圈与菌落直径的比值最大(4)葡萄糖7.答案(1)氨基酸核糖体(2)温度和碱性蛋白酶的含量对加酶洗衣粉去污力的影响(3)对照单一变量酶失活(4)BD(5)用温水浸泡、延长浸泡时间、增加洗衣粉的用量等(答出两项合理答案即可)8.答案(1)包埋绿球藻(包埋剂)与海藻酸钠反应形成凝胶珠(凝固剂)(2)培养液海藻酸钠浓度过低(凝胶珠孔径过大)(3)2.0%(4)凝胶吸附Zn2+绿球藻生长(增殖)速度快绿球藻生长(增殖)速度减慢,溶液中Zn2+浓度较低解析(1)实验中海藻酸钠的作用是作为包埋剂,包埋绿球藻。CaCl2的作用是与海藻酸钠反应形成凝胶珠。(2)要洗去凝胶珠上残余的CaCl2和其他污染物并保持绿球藻活性,需采用培养液洗涤。海藻酸钠浓度过低导致凝胶珠孔径过大,部分绿球藻进入溶液,所以溶液呈绿色。(3)从图1可以看出,海藻酸钠浓度为2.0%时,绿球藻数量最多,所以应选用该浓度海藻酸钠制备凝胶珠。(4)空白凝胶珠组Zn2+浓度下降的原因可能是凝胶吸附Zn2+。综合图1和图2可以看出,固定化藻的实验组2448hZn2+浓度下降速度较快的主要原因是绿球藻生长速度快,吸收了Zn2+;7296hZn2+浓度下降速度较慢的原因有绿球藻生长速度减慢,Zn2+浓度较低等。