1、届高三生物二轮素能演练提升17生物技术实践素能演练提升(十七)(内容:生物技术实践满分:100分时间:45分钟)1.(10分)(2015江苏,31)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃,可用来发酵处理秸秆,提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果,研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株,并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题。(1)在样品稀释和涂布平板步骤中,下列选项不需要的是(填序号)。酒精灯培养皿显微镜无菌水(2)在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是。(3)向试管内分装含琼脂的培养基时,若试管口粘附有培养基,需要用酒精棉球擦净的原因是。(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合
2、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(见上图)。图中降解圈大小与纤维素酶的有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是(填图中序号)。(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4,在不同温度和pH条件下进行发酵,测得发酵液中酶活性的结果见下图,推测菌株更适合用于人工瘤胃发酵,理由是。解析:本题考查微生物的培养。(1)在样品稀释过程中需用到无菌水,涂布平板时需酒精灯、培养皿,都不需显微镜。(2)筛选纤维素酶高产菌,采用稀释涂布法时菌液不宜过多,否则菌体堆积,无法获得单菌落,影响分离效果。(3)分装培养基时,若试管口粘附有
3、培养基,盖棉塞时会粘附于棉塞上,易受到空气中微生物的污染,进而造成培养基污染。(4)纤维素与刚果红结合形成红色复合物,当纤维素酶高产菌分泌纤维素酶降解纤维素后,红色消失,从而使菌落周围出现透明圈。产生纤维素酶越多,活性越强,则分解的纤维素越多,产生的透明圈越大。据此可以看出,图中菌落透明圈最大,降解纤维素能力最强。(5)发酵过程,微生物细胞呼吸产热,温度较高并产生酸性物质如CO2或乳酸使pH降低。因此,耐高温、耐酸的菌株更适合用于人工瘤胃发酵。答案:(除注明外,每空1分)(1)(2)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(2分)(3)避免培养基污染棉塞(4)量与活性(2分)(
4、5)J4发酵过程会产热和产酸,J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高(2分)图12.(7分)(2015江苏南京5月调研)研究酶的化学性质和作用机理,有助于了解生命活动的规律并指导生产和生活实践。请回答下列问题。(1)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如图1所示。甲酶的化学本质最可能是。(2)在实际生产中,固定化细胞技术实质上固定的是。制备固定化酵母细胞时,常用的方法是图2中(填数字序号及名称)。图2(3)在生活实践中,酶制剂在洗衣粉中被广泛应用。某研究性学习小组为探究某品牌洗衣粉中酶催化作用的最适温度,设计了如下装置进行实验,并将结果用曲线图A、B表示(如图3)。图3使
5、用该加酶洗衣粉的最适宜温度为。在0 和75 时,酶的催化效率基本都为零。但当温度再度恢复到45 时,后者酶的催化能力已不能恢复,这是因为。(4)在现代生物工程中,可用酶在体外处理“蛋白质DNA复合体”以获得包裹在蛋白质中的DNA片段信息,过程如图4所示。图4a、b过程中,酶作用的部位依次是。若将获得的DNA片段用PCR技术进行扩增,与细胞内的DNA复制过程相比,利用PCR技术扩增DNA时所需酶的不同之处是。解析:(1)分析曲线可知,用同一种蛋白酶处理后,甲酶活性不变,乙酶活性下降,说明乙酶的成分是蛋白质,甲酶的成分是RNA。(2)固定化细胞技术实质上固定的是细胞内的一系列酶或多种酶;制备固定化
6、酵母细胞时,常用的方法是包埋法。图中是连接法,是吸附法,是包埋法。(3)由图3可知,45 时洗衣粉中酶的催化效率最高,说明该加酶洗衣粉的最适宜温度为45 。在0 和75 时,酶的催化效率基本都为零。但当温度再度恢复到45 时,后者酶的催化能力已不能恢复,这是因为高温条件下酶的结构已遭到破坏,酶的活性已丧失。(4)由图4可知,DNA酶能催化DNA水解,催化的是磷酸二酯键;蛋白酶能催化蛋白质水解,催化的是肽键。与细胞内的DNA复制过程相比,PCR技术扩增DNA时所需的酶是耐高温的DNA聚合酶,同时不需要DNA解旋酶。答案:(每空1分)(1)RNA(2)多酶系统(一系列酶或多种酶)包埋法(3)45
7、高温条件下酶的结构已遭到破坏(或酶的活性已丧失)(4)磷酸二酯键,肽键需用耐高温的DNA聚合酶,不需要DNA解旋酶3.(10分)(2015山东济宁一模)腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的大豆食品。下面是腐乳制作的实验流程示意图。请回答下列相关问题。(1)从微生物培养的角度分析,豆腐是毛霉等微生物的培养基,按照其状态称为培养基。现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下,将优良的毛霉菌种接种在豆腐上,这样可以。(2)腐乳制作过程中,加盐的作用是和。(3)为了成功筛选到能高效降解尿素的细菌(目的菌),其生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的和,实验中需要振荡培养,原因是。(4)采用固体培养
8、基培养时,常采用接种,获得单菌落后继续筛选。(5)实验结束后,使用过的培养基应该进行处理后,才能扔掉。解析:(1)豆腐是固体状态,所以属于固体培养基。现代的腐乳要求在严格的无菌条件下接种生产,目的在于避免其他菌种的污染,保证产品的质量。(2)腐乳制作过程中,加盐的作用有两个,一是析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬;二是抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质。(3)为了成功筛选到能高效降解尿素的细菌,其生长所需的氮源来自培养基中的尿素,碳源来自培养基中的葡萄糖。实验中需要振荡的原因是增加溶解氧,为目的菌提供氧气。(4)采用固体培养基培养时,常采用稀释涂布平板法或平板划线法接种,获得单菌落后继续筛选。(
9、5)实验结束后,使用过的培养基应该进行灭菌处理,以防止对环境的污染。答案:(除注明外,每空1分)(1)固体避免其他菌种的污染,保证产品的质量(2分)(2)析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质(3)尿素葡萄糖为目的菌提供氧气(4)稀释涂布平板法(或平板划线法)(5)灭菌4.(10分)(2015江苏徐州、连云港、宿迁三市联考)胡萝卜素是一种常用的食用色素,可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取。下图为某同学利用酵母菌R获得胡萝卜素的部分流程。请回答下列问题。(1)采用平板划线法接种酵母菌R时,需先灼烧接种环,其目的是。培养酵母菌R时,培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别
10、为酵母菌R的生长提供。(2)为了验证萃取物是否是胡萝卜素,该同学将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、萃取物和色素混合液(含叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素)依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如图甲所示),并进行层析,滤纸条上各色素带的位置为(填字母)时,即可说明该萃取物最可能是胡萝卜素。(3)酵母菌R能分泌A、B两种酶,下图是某课题组关于这两种酶的实验结果。图中结果显示,在4060 范围内,热稳定性较好的酶是。高温条件下酶容易失活,其原因是。由图可知,若要从酵母菌R种群中筛选出能产生热稳定性高的酶的菌株,应在的条件下培养。(4)若用海藻酸钠固定酵母菌R,应将海藻酸钠溶液和酵母菌R混合滴入C
11、aCl2溶液中。下表是在不同浓度海藻酸钠条件下形成的凝胶珠状况:海藻酸钠质量浓度/(gdL-1)凝胶强度凝胶气泡量成球难度凝珠形状1.0中没有较易扁圆形2.0中少量易圆球形3.0强较多稍难有托尾4.0强大量难难成球形从表中看出,海藻酸钠的浓度应选用g/dL。利用固定化细胞技术的优点是。解析:(1)微生物接种常用稀释涂布平板法和平板划线法,为了避免其他杂菌的污染,接种过程要进行无菌操作,接种前对接种环灼烧就是为了杀灭接种环上的微生物。蔗糖主要提供碳源,也可以作为能源物质;硝酸盐含氮元素,可提供氮源。(2)叶绿体中的色素,由于溶解度不同,在滤纸条上的扩散速率不同,扩散最快的是胡萝卜素,其次分别是叶
12、黄素、叶绿素a、叶绿素b,所以试验结果,滤纸条从下到上的色素名称分别是:叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素, B结果符合。(3)图中结果显示,在40 上升至60 范围内,A酶活性没有明显下降,所以热稳定性较好的酶是A酶。高温条件下酶容易失活,其原因是高温使酶的空间结构破坏。由图可知,B酶在大于或等于80 时完全失活,所以若要从酵母菌R种群中筛选出能产生热稳定性高的酶的菌株,应在大于或等于80 的条件下培养。(4)从表中看出,海藻酸钠的浓度应选用2.0 g/dL,最容易形成凝胶珠且气泡少。利用固定化细胞技术的优点是可重复利用,且利于产物的纯化。答案:(除注明外,每空1分)(1)杀灭接种环上的微
13、生物碳源和氮源(2分,缺少一个不给分)(2)B(3)A酶高温使酶的空间结构破坏大于或等于80 (4)2.0可重复利用,且利于产物的纯化(2分)5.(10分)(2015江西十校联考)五年前小明家承包了一大片荒山,购买、种植了无子柑橘苗。今年,无子柑橘喜获丰收。小明家将无子柑橘一部分销售;一部分橘瓤制作橘子酒,橘皮用作提取橘皮精油。请对下列问题作出回答。(一)以下是无子柑橘植物组织培养过程示意图:外植体愈伤组织长出丛芽生根移栽成活(1)判断愈伤组织是否产生,依据是看是否产生细胞。(2)植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂和分化的关键性激素,在植物组织培养过程中:若先使用细胞分裂素,后使用生长
14、素,实验结果是细胞。当同时使用这两种激素时,生长素用量比细胞分裂素用量的比值(填“高”“低”或“适中”)时,促进愈伤组织的形成。(二)利用橘瓤制作橘子酒的过程:橘子去皮橘瓤榨汁接种酒精发酵橘子酒(3)整个过程要防止杂菌污染,做好消毒、灭菌操作。灭菌是指使用强烈的理化因子杀死物体内外。(4)微生物接种最常用的方法是平板划线法和。(三)利用橘皮提取橘皮精油的具体操作流程:石灰水浸泡漂洗压榨过滤静置再次过滤橘皮油(5)步之前对橘皮的处理是。(6)压榨是个机械加压过程,要求是既要将原料压紧,防止原料滑脱,又要。(7)步用过滤。解析:(1)判断愈伤组织需要根据其细胞特点“排列疏松、无定形、高度液泡化的薄
15、壁”进行。(2)若先使用细胞分裂素,后使用生长素,结果是细胞既分裂也分化。有利于促进愈伤组织形成的生长素用量和细胞分裂素用量的比值应适中。(3)灭菌是指使用强烈的理化因子杀死物体内外所有微生物,包括芽孢和孢子。(4)微生物接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法。(5)利用橘皮提取橘皮精油的过程中,用石灰水浸泡橘皮之前要先干燥去水。(6)压榨是个机械加压过程,要求是既要将原料压紧,防止原料滑脱,又要将油分挤压出来。(7)过滤需要用滤纸。答案:(除注明外,每空1分)(1)排列疏松、无定形、高度液泡化的薄壁(2分)(2)既分裂也分化适中(3)所有微生物,包括芽孢和孢子(2分)(4)稀释涂布平板
16、法(5)干燥去水(6)将油分挤压出来(7)滤纸6.(8分)(2015浙江自选,17)某工厂为了生产耐高温植酸酶饲料添加剂,开展了产该酶菌株的筛选、酶的固定化及其特性分析研究,其流程如下图所示。请回答下列问题。(1)土壤悬液首先经80 处理15 min,其目的是筛选出。(2)在无菌条件下,将经过处理的土壤悬液进行,然后涂布于含有植酸钠的固体培养基上。培养后观察到,其周围出现透明水解圈,圈的直径大小与强弱相关。(3)筛选获得的菌株经鉴定后,将优良菌株进行液体扩大培养。培养时需要振荡,其主要目的是。液体培养基与固体培养基相比,不含有的成分是。(4)在合适条件下,将提纯的植酸酶与海藻酸钠混合后,滴加到
17、一定浓度的钙离子溶液中,使液滴形成凝胶固体小球。该过程是对酶进行。A.吸附B.包埋C.装柱 D.洗涤(5)温度与植酸酶相对酶活性的关系如图所示。下列叙述错误的是。A.测试温度中,固定化与非固定化植酸酶的最适温度分别为60 和45 B.测试温度范围内,固定化植酸酶的相对酶活性波动低于非固定化植酸酶C.固定化与非固定化植酸酶相比,相对酶活性在80%以上时的温度范围较宽D.65 时固定化与非固定化植酸酶的相对酶活性因蛋白质变性而位于最低点解析:(1)土壤悬浮液首先经80 处理15分钟,其目的是筛选出能够分泌耐高温植酸酶的菌株。(2)利用稀释涂布平板法将土壤悬浮液中含有耐高温的菌株进行培养,由于培养基
18、中含有植酸钠,如果该菌分泌的耐高温植酸酶的活性强,水解充分,透明圈就大。(3)优良菌株进行扩大培养时需振荡,其主要目的是为菌体的繁殖提供氧气。琼脂是一种多糖,在常温下即可凝固,因此液体培养基加入一定量的琼脂就会成为固体培养基。(4)酶的固定化技术有包埋法、化学结合法和物理吸附法,将提纯的植酸酶与海藻酸钠混合后,滴加到一定浓度的钙离子溶液中,使液滴形成凝胶固体小球的方法属于包埋法。(5)由坐标曲线可知,固定化与非固定化植酸酶的最适温度分别为60 和45 ,A项正确;在测试温度范围内,固定化植酸酶的相对酶活性较稳定,波动低于非固定化植酸酶,B项正确;固定化酶的相对酶活性在80%以上时的温度范围较宽
19、,C项正确;65 时固定化植酸酶的相对酶活性仍然较高,蛋白质没有变性,D项错误。答案:(每空1分)(1)耐高温菌株(2)稀释单菌落植酸酶的活性(3)供氧琼脂(4)B(5)D7.(14分)(2015四川凉山州二诊)世界苦荞在中国,中国苦荞在凉山。 苦荞富含黄酮类化合物等营养物质,在降血糖、降血脂等方面功效显著。查尔酮合成酶(CHS)是黄酮类化合物合成的关键酶,下图为将修饰后的 CHS基因导入苦荞,培育高产黄酮苦荞品系示意图。(1)过程中能切开质粒的酶是。它能在质粒特定的部位切割的原因是。(2)图中常用的是培养基。接种前,用灭菌后未接种的培养基培养一段时间,观察是否形成菌落,目的是。(3)过程、分
20、别是和。苦荞体细胞能培养成植株的根本原因是。(4)为探究激素对于诱导愈伤组织形成的影响,某研究小组在培养基中加入6-BA和2,4-D,灭菌后分别接种,在适宜条件下培养一段时间后,统计愈伤组织的诱导率,实验结果如下表:实验编号浓度/(mgL-1)诱导率/%2,4-D6-BA1000223534654640500.166291741008693900.25102601148012672该实验的因变量是,诱导的最佳组合是。(5)判断转基因苦荞培育是否成功,可比较转基因苦荞与普通苦荞的含量,也可测定细胞中CHS含量。用凝胶色谱法分离CHS时,CHS最先从色谱柱中洗脱出来,说明CHS相对分子质量较。解析
21、:(1)质粒是环状的DNA,能将质粒切开的应是限制性核酸内切酶。它能在质粒特定的部位切割是因为其能在识别特定的核苷酸序列并在特定的切点上切割 DNA 分子。(2)植物培养基通常是MS固体培养基。接种前,用灭菌后未接种的培养基培养一段时间,观察是否形成菌落,目的是判断培养基灭菌是否彻底。如果有菌落形成说明灭菌不彻底。(3)过程是形成愈伤组织的脱分化,由愈伤组织培养成幼苗的再分化过程。体细胞能培养成完整植株的根本原因是植物细胞的全能性,其细胞中含有发育成完整个体所必需的全部基因。(4)由表可知该实验的自变量是浓度和激素种类,因变量是诱导率。最高的诱导率组合是最佳的诱导组合应是0.1 mgL-1 6
22、-BA 和 4 mgL-12,4-D。(5)高产的转基因苦荞培育成功后黄酮类化合物含量较高,因此应比较转基因苦荞与普通苦荞的黄酮类化合物含量。因为查尔酮合成酶(CHS)是黄酮类化合物合成的关键酶,所以也可以测定查尔酮合成酶的含量。凝胶色谱法分离蛋白质时,最先洗脱出来的是分子质量大的,说明CHS相对分子质量较大。答案:(除注明外,每空1分)(1)限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列并在特定的切点上切割 DNA 分子(2分)(2)MS判断培养基灭菌是否彻底(3)脱(去)分化再分化植物细胞的全能性,其细胞中含有发育成完整个体所必需的全部基因(2分)(4)诱导率0.1 mgL -1 6-BA 和 4
23、 mgL-12,4-D(2分)(5)黄酮类化合物大8.(10分)(2015山东聊城二模)酵母菌与人们的日常生活密切相关,也是现代生物技术研究常用的生物。(1)制作固定化酵母细胞时,充分混合均匀的酵母细胞溶液可以饱和的溶液中形成凝胶珠。若形成凝胶珠颜色过浅,则说明。酵母细胞的固定化技术是包埋法,而制备固定化酶则不宜用此方法,原因是。(2)利用固定的酵母细胞发酵产生酒精,可观察到的现象为,同时会闻到酒味。利用酵母菌发酵产生酒精时要控制的必要条件是。(3)利用玉米秸秆生产酒精时,水解秸秆所用的纤维素酶可来自微生物。分离产生该酶的微生物时,所需要的培养基为(按功能分),培养基中的碳源为。微生物培养时对
24、培养基常用灭菌。解析:(1)通常利用CaCl2制作固定化酵母细胞,如果颜色过浅,说明海藻酸钠浓度偏低,固定化酵母细胞数目较少。由于酶分子很小,容易从包埋材料中漏出,因此制备固定化酶则不宜用包埋法。(2)利用固定的酵母细胞无氧呼吸发酵产生酒精的同时会释放出CO2,因此可看到培养液冒出气泡的现象。(3)要分离出分解纤维素的微生物,需要提供纤维素做唯一碳源的选择培养基,制作培养基时要进行高压蒸汽灭菌,防止杂菌感染。答案:(除注明外,每空1分)(1)CaCl2固定化酵母细胞数目较少(2分)酶分子很小,容易从包埋材料中漏出(2)产生很多气泡(2分)无氧(3)选择培养基纤维素高压蒸汽9.(10分)(201
25、5江西景德镇5月质检)无菌操作是微生物接种技术的关键;传统发酵技术和微生物分离、纯化、应用过程及植物组织培养和动物细胞培养过程中,均要无菌操作。回答下列相关问题。(1)消毒和灭菌是两个不同的概念,灭菌是指彻底杀灭微生物使其永远丧失生长繁殖的能力。消毒仅指杀死一部分对人体有害的病原菌而对被消毒的物体基本无害。下列哪些事物适用于消毒处理?。皮肤饮用水牛奶注射器培养皿接种环培养基果汁酱油手术刀A.B.C. D.以上全部(2)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行调整,接种前要进行,在整个微生物的分离和培养中,一定要注意在无菌条件下进行。(3)在微生物的实验室培养中,获得纯净培养物的关键是防止外来
26、杂菌的入侵。右图是利用法进行大肠杆菌接种,把聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。为达到这一目的,操作上应注意:每次划线前要;冷却后从上一区划线末端开始划;首尾区。(4)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对固体培养基应采用的检测方法是,观察培养基上是否有菌落产生。(5)有位同学在家制作泡菜时,为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素,结果发酵失败,原因可能是。解析:(1)应采用消毒,应采用灭菌,选择A项。(2)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行调整pH,培养基接种前要进行高压蒸汽灭菌,再进行倒平板。(3)微生物实验室培养的关键在于防止杂菌污染,本题是采用平板划线法接种,需
27、要注意的是连续划线时,每次划线前要灼烧接种环,同时划线结束首尾不能相连。(4)检测培养基是否被污染,对固体培养基应采用的检测方法是将未接种(接种等量无菌水)的培养基在适宜的温度下放置适当时间,观察培养基上是否有菌落产生。(5)制作泡菜时,为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素结果发酵失败,原因可能是青霉素杀死了乳酸菌。答案:(除注明外,每空1分)(1)A(2)pH高压蒸汽灭菌(3)平板划线灼烧接种环不连接(不重叠)(4)将未接种(接种等量无菌水)的培养基在适宜的温度下放置适当时间(2分)(5)青霉素杀死了乳酸菌(2分)10.(11分)柠檬油属于植物芳香油,它是一种广谱性的杀虫剂,它可杀死蚊子、苍蝇、蟑螂和臭虫等传播疾病的害虫,以及危害粮食、蔬菜的常见害虫,包括幼虫、蛹等,被称为一种绿色杀虫剂。提取的必经步骤如下图所示,请根据实验流程图回答下列问题。(1)柠檬果皮精油的提取适宜采用法,此种方法是通过将液相柠檬油从固液两相混合物中分离出来。(2)A是,目的是。(3)B过程一般加入相当于柠檬果皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠,其目的是。(4)C过程为,目的是。(5)采用柠檬油作为杀虫剂,可以解决其他杀虫剂给人类带来的隐患,其突出的优点。(6)柠檬油是食品、化妆品和香水配料的优质原料,具有很高的经济价值,提取柠檬油不采取水蒸气蒸馏法的原因是
