高考生物大二輪專題復(fù)習(xí)與增分策略 專題18 生物技術(shù)實踐

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專題18 生物技術(shù)實踐 [重溫考綱要求]　1.微生物的分離和培養(yǎng)。2.某種微生物數(shù)量的測定。3.培養(yǎng)基對微生物的選擇作用。4.利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物以及微生物在其他方面的應(yīng)用。5.酶活力測定的一般原理和方法。6.酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用。7.制備和應(yīng)用固相化酶。8.從生物材料中提取某些特定的成分。9.運用發(fā)酵加工食品的基本方法。10.測定食品加工中可能產(chǎn)生的有害物質(zhì)。11.蛋白質(zhì)的提取和分離。 1.微生物利用的相關(guān)判斷 (1)某研究小組從有機廢水中分離微生物用于廢水處理，接種后的培養(yǎng)皿須放在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)(　　) (2)純化菌種時，為了得到單菌落，常采用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法(　√　) (3)在瓊脂固體培養(yǎng)基上長出的單個菌落含有多種細菌(　　) (4)檢測土壤中細菌總數(shù)實驗操作中，確定對照組無菌后，選擇菌落數(shù)在300以上的實驗組平板進行計數(shù)(　　) (5)培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基分裝到培養(yǎng)皿后進行滅菌(　　) 2.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的相關(guān)判斷 (1)醋酸菌在無氧條件下利用乙醇產(chǎn)生醋酸(　　) (2)酵母菌在無氧條件下利用葡萄汁產(chǎn)生酒精(　√　) (3)泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸發(fā)酵(　√　) (4)腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶(　√　) (5)在制作腐乳時，將長滿毛霉的豆腐裝瓶腌制時，底層和近瓶口處需加大用鹽量(　　) 3.植物有效成分提取的相關(guān)判斷 (1)薄荷油是揮發(fā)性物質(zhì)，提取薄荷油時應(yīng)選用干薄荷葉作原料，可采用水蒸氣蒸餾法提取 (　　) (2)用萃取法提取薄荷油時，采用的溶劑是酒精，原理是薄荷油易溶于有機溶劑酒精中(　　) (3)用萃取法提取胡蘿卜素的主要步驟是：干燥、粉碎、萃取、濃縮、過濾(　　) (4)在胡蘿卜顆粒的加熱干燥過程中，溫度過高和時間過長會導(dǎo)致胡蘿卜素分解(　√　) (5)提取的胡蘿卜素可通過紙層析法進行鑒定，在鑒定過程中不需要對照(　　) 4.酶的應(yīng)用及血紅蛋白的提取和分離的相關(guān)判斷 (1)酶的活性不能等同于酶促反應(yīng)速率(　√　) (2)相同pH時加酶洗衣粉洗滌效果好于普通洗衣粉(　　) (3)固定化酶適合采用包埋法，因為酶分子較小(　　) (4)利用凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)時，相對分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)因質(zhì)量較小而運動速度更快 (　　) 一、微生物的培養(yǎng)、應(yīng)用及傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù) 1.(2016全國乙，39)空氣中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小組欲用平板收集教室空氣中的微生物，以了解教室內(nèi)不同高度空氣中微生物的分布情況。實驗步驟如下： ①配制培養(yǎng)基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)； ②制作無菌平板； ③設(shè)置空白對照組和若干實驗組，進行相關(guān)操作； ④將各組平板置于37 ℃恒溫箱中培養(yǎng)一段時間，統(tǒng)計各組平板上菌落的平均數(shù)。 回答下列問題： (1)該培養(yǎng)基中微生物所需的氮來源于________________________。若要完成步驟②，該培養(yǎng)基中的成分X通常是________________。 (2)步驟③中，實驗組的操作是___________________________________________。 (3)若在某次調(diào)查中，某一實驗組平板上菌落平均數(shù)為36個/平板，而空白對照組的一個平板上出現(xiàn)了6個菌落，這種結(jié)果說明在此次調(diào)查中出現(xiàn)了________現(xiàn)象。若將30(即36－6)個/平板作為本組菌落數(shù)的平均值，該做法________(填“正確”或“不正確”)。 答案　(1)牛肉膏、蛋白胨　瓊脂 (2)將各實驗組平板分別放置在教室不同高度的位置上，開蓋暴露一段時間 (3)污染　不正確 解析　(1)牛肉膏和蛋白胨都含有蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物，都可以作為氮源。平板為固體培養(yǎng)基，故需要加入凝固劑瓊脂。(2)實驗探究的是教室內(nèi)“不同高度空氣”中微生物的分布，其中變量為不同高度，故需在不同高度的位置上放置開蓋平板。同時，為了保證單一變量，需要保證開蓋放置時間一致。為了保證實驗的可靠性，需要設(shè)置多個平行組。(3)在完全正確的操作情況下，空白對照組中不應(yīng)出現(xiàn)菌落。若出現(xiàn)菌落，表明操作過程中存在雜菌污染，屬于實驗失誤，所有實驗數(shù)據(jù)均不應(yīng)采用。 2.(2016全國甲，39)蘋果醋是以蘋果汁為原料經(jīng)發(fā)酵而成的，回答下列問題： (1)酵母菌的呼吸代謝途徑如圖所示。圖中過程①和②是蘋果醋生產(chǎn)的第一階段，在酵母菌細胞的__________中進行，其產(chǎn)物乙醇與____________試劑反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色，這一反應(yīng)可用于乙醇的檢驗；過程③在酵母菌細胞的____________中進行，與無氧條件相比，在有氧條件下，酵母菌的增殖速度____________。 (2)第二階段是在醋酸桿菌的作用下將第一階段產(chǎn)生的乙醇轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿岬倪^程，根據(jù)醋酸桿菌的呼吸作用類型，該過程需要在________條件下才能完成。 (3)在生產(chǎn)過程中，第一階段和第二階段的發(fā)酵溫度不同，第一階段的溫度________(填“低于”或“高于”)第二階段。 (4)醋酸桿菌屬于____________核生物，其細胞結(jié)構(gòu)中__________(填“含有”或“不含有”)線粒體。 答案　(1)細胞質(zhì)基質(zhì)　重鉻酸鉀　線粒體　快 (2)有氧　(3)低于　(4)原　不含有 解析　(1)圖示中的過程①和②分別表示無氧呼吸的第一、第二階段，其場所均為細胞質(zhì)基質(zhì)；橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下與乙醇(酒精)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。過程③表示有氧呼吸的第二、第三階段，其場所分別為線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜，即在酵母菌細胞的線粒體中進行。與無氧條件相比，在有氧條件下，酵母菌的增殖速度快。(2)醋酸桿菌是一種好氧菌，在氧氣充足的條件下才能進行旺盛的生命活動，因此將第一階段產(chǎn)生的乙醇轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿岬倪^程，需要在有氧條件下才能完成。(3)第一階段即果酒的制作，所控制的溫度范圍是18～25 ℃，第二階段即果醋的制作，所控制的溫度范圍是30～35 ℃，所以第一階段的溫度低于第二階段。(4)醋酸桿菌屬于原核生物，其細胞結(jié)構(gòu)中不含線粒體等復(fù)雜的細胞器。 1.理清微生物培養(yǎng)的5種基本技術(shù) (1)培養(yǎng)基的制備：計算→稱量→溶化→滅菌→倒平板。 (2)無菌技術(shù)：主要包括消毒和滅菌。 (3)倒平板操作：待培養(yǎng)基冷卻至50℃左右時，在酒精燈火焰附近倒平板。 (4)平板劃線操作：平板劃線法是通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。注意劃線的方法如下圖。 (5)稀釋涂布平板法：先將菌液進行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面，進行培養(yǎng)。在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物將被分散成單個細胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落。 2.明確微生物的篩選 (1)篩選原則：利用選擇培養(yǎng)基，提供有利于目的菌生長的條件，同時抑制或阻止其他微生物的生長。 (2)兩種菌株篩選、鑒別的比較 土壤中分解尿素的細菌 分解纖維素的微生物 ①選擇培養(yǎng)基的成分：尿素作為唯一的氮源 ②鑒定方法：在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，若pH升高，指示劑將變紅，說明細菌能分解尿素 ①選擇培養(yǎng)基的成分：纖維素作為唯一的碳源 ②鑒定方法：剛果紅染色法，即剛果紅與纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被分解后，培養(yǎng)基出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈 3.掌握統(tǒng)計微生物數(shù)目的方法 (1)顯微鏡直接計數(shù)法 ①原理：利用特定細菌計數(shù)板或血細胞計數(shù)板，在顯微鏡下計算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量。 ②缺點：不能區(qū)分死菌和活菌。 (2)間接計數(shù)法(活菌計數(shù)法) ①原理：當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌，通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)，就能推測出樣品中大約含有多少活菌。 ②計算公式：每克樣品中的菌株數(shù)＝(CV)M，其中，C代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù)，V代表涂布平板時所用的稀釋液的體積(mL)，M代表稀釋倍數(shù)。 ③操作：設(shè)置重復(fù)組，增強實驗的說服力與準(zhǔn)確性。同時為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般選擇菌落數(shù)在30～300的平板進行計數(shù)。 4.理清4種傳統(tǒng)發(fā)酵食品的技術(shù) 食品 菌種 呼吸類型 原理 溫度 果酒 酵母菌 無氧 無氧呼吸產(chǎn)生酒精 18～25 ℃ 果醋 醋酸菌 有氧 糖(酒精)→醋酸 30～35 ℃ 腐乳 毛霉等 有氧 蛋白酶、脂肪酶水解蛋白質(zhì)、脂肪 15～18 ℃ 泡菜 乳酸菌 無氧 無氧呼吸產(chǎn)生乳酸 － 1.大腸桿菌是一種常見細菌，在飲用水的檢測中常用它作為水源是否受到污染的指示菌，在遺傳學(xué)上常作為實驗材料，在基因工程中常用它作為受體細胞，為人類的健康和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展作出了許多貢獻。請回答下列有關(guān)問題： (1)在大腸桿菌培養(yǎng)過程中除考慮營養(yǎng)條件外，還要考慮滲透壓、_________和_______等條件。該細菌具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、變異類型容易選擇、易培養(yǎng)、______________等優(yōu)點，因此常作為遺傳學(xué)研究的實驗材料。 (2)微生物培養(yǎng)操作過程中，為防止雜菌污染，需對培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進行_________(填“消毒”或“滅菌”)；靜止空氣中的細菌可用紫外線殺滅，其原因是紫外線不僅能使蛋白質(zhì)變性，還能_____________。 (3)用稀釋涂布平板法計數(shù)活菌的個數(shù)時，要使所得估計值更接近實際值，除應(yīng)嚴(yán)格操作、多次重復(fù)外，還應(yīng)保證待測樣品稀釋得____________________。 (4)通常情況下，可以依據(jù)菌落的形狀、大小等菌落特征對細菌進行初步的________________。 (5)若用大腸桿菌進行實驗，使用過的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)物必須經(jīng)過________________處理后才能丟棄，以防止培養(yǎng)物的擴散。 答案　(1)溫度　酸堿度(pH)　生活周期短(或繁殖快)　(2)滅菌　損傷DNA的結(jié)構(gòu)　(3)比例合適　(4)鑒定(或分類)　(5)滅菌 解析　(1)微生物培養(yǎng)基的配制除營養(yǎng)條件外，還要考慮滲透壓、溫度和酸堿度(pH)等條件。大腸桿菌具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、變異類型容易選擇、易培養(yǎng)、生活周期短(繁殖快)等優(yōu)點，因此常作為遺傳學(xué)研究的實驗材料。(2)為防止雜菌污染，需對培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進行滅菌處理；紫外線不僅能使蛋白質(zhì)變性，還能損傷DNA的結(jié)構(gòu)，因此可用來殺滅靜止空氣中的細菌。(3)待測樣品必須稀釋到合適濃度才能準(zhǔn)確計數(shù)，否則會因重疊而計數(shù)不準(zhǔn)。(4)微生物鑒定或分類的依據(jù)是菌落的形狀、大小、隆起程度、顏色等菌落特征。(5)使用過的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)物必須經(jīng)過滅菌處理后才能丟棄，否則會造成培養(yǎng)物的擴散，污染環(huán)境，影響人體健康。 2.(2016全國丙，39)某同學(xué)用新鮮的泡菜濾液為實驗材料分離純化乳酸菌。分離純化所用固體培養(yǎng)基中因含有碳酸鈣而不透明，乳酸菌產(chǎn)生的乳酸能溶解培養(yǎng)基中的碳酸鈣。回答下列問題： (1)分離純化乳酸菌時，首先需要用__________________對泡菜濾液進行梯度稀釋，進行梯度稀釋的理由是_________________________________________。 (2)推測在分離純化所用的培養(yǎng)基中加入碳酸鈣的作用有_______________和_____________。分離純化時應(yīng)挑選出____________的菌落作為候選菌。 (3)乳酸菌在－20 ℃長期保存時，菌液中常需要加入一定量的_____________(填“蒸餾水”“甘油”或“碳酸鈣”)。 答案　(1)無菌水　泡菜濾液中菌的濃度高，直接培養(yǎng)很難分離得到單菌落　(2)鑒別乳酸菌　中和產(chǎn)生的乳酸(或酸)　具有透明圈　(3)甘油 解析　(1)分離純化乳酸菌時，首先需要用無菌水對泡菜濾液進行梯度稀釋；進行梯度稀釋的理由是在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的乳酸菌將被分散成單個細胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落。(2)在分離純化所用的培養(yǎng)基中加入碳酸鈣的作用有中和乳酸菌代謝過程中產(chǎn)生的乳酸和利于乳酸菌的鑒別和分離；分離純化時應(yīng)挑選出在平板上有透明圈的菌落作為候選菌。(3)乳酸菌在－20 ℃長期保存時應(yīng)使用甘油管藏法，故菌液中常需要加入一定量的甘油。 二、酶的應(yīng)用、血紅蛋白的提取和分離及植物有效成分的提取 1.(2016江蘇，21)為了使牛仔褲呈現(xiàn)“穿舊”效果，在工業(yè)洗衣機中用酶洗代替?zhèn)鹘y(tǒng)的浮石擦洗，是目前重要的生產(chǎn)手段(工藝流程見下圖)。下列敘述中錯誤的是(多選)(　　) A.纖維素酶在仿舊中的作用機理與其在洗衣粉中去污的機理相似 B.在上述工藝中，為重復(fù)使用纖維素酶，可選用適當(dāng)?shù)陌駝┕潭ɑ? C.在上述工藝中，通過調(diào)節(jié)溫度、酸堿度、處理時間可控制仿舊顏色的深淺 D.纖維素酶催化葡萄糖殘基間磷酸二酯鍵的水解分解纖維素 答案　BD 解析　在仿舊和去污中，纖維素酶均作用于衣物，二者作用機理相似，A正確；由于纖維素酶較小，不能用包埋法固定化酶，B錯誤；改變溫度、酸堿度和處理時間會影響酶作用的結(jié)果，控制仿舊顏色的深淺，C正確；纖維素酶催化葡萄糖殘基之間的糖苷鍵水解分解纖維素，D錯誤。 2.(2015全國Ⅱ，39)回答與胡蘿卜素有關(guān)的問題： (1)胡蘿卜含有的胡蘿卜素中，最主要的是____________(填“α胡蘿卜素”或“β胡蘿卜素”或“γ胡蘿卜素”)，該胡蘿卜素在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成兩分子________________，后者缺乏會引起人在弱光下視物不清的病癥，該疾病稱為______________，胡蘿卜素是__________(填“揮發(fā)性”或“非揮發(fā)性”)物質(zhì)。 (2)工業(yè)生產(chǎn)上，用養(yǎng)殖的巖藻作為原料提取胡蘿卜素時，________(填“需要”或“不需要”)將新鮮的巖藻干燥。 (3)現(xiàn)有乙醇和乙酸乙酯兩種溶劑，應(yīng)選用其中的________________________作為胡蘿卜素的萃取劑，不選用另外一種的理由是_________________________________________。 答案　(1)β胡蘿卜素　維生素A　夜盲癥　非揮發(fā)性 (2)需要　(3)乙酸乙酯　萃取胡蘿卜素的有機溶劑應(yīng)不與水混溶，而乙醇屬于水溶性有機溶劑(其他答案合理也可) 解析　(1)胡蘿卜素的化學(xué)分子式中包含多個碳碳雙鍵，根據(jù)雙鍵的數(shù)目可以將胡蘿卜素劃分為α、β、γ三類，β胡蘿卜素是其中最主要的組成成分；一分子的β胡蘿卜素在人或動物的小腸、肝臟等器官被氧化成兩分子的維生素A；缺乏維生素A會造成夜盲癥(暫時性夜盲癥可補充維生素A得以痊愈)；胡蘿卜素為非揮發(fā)性物質(zhì)。(2)提取胡蘿卜素時新鮮的巖藻具有大量的水分需要進行干燥，以提高萃取效率。(3)乙酸乙酯屬于水不溶性有機溶劑，能夠溶解胡蘿卜素；乙醇是水溶性有機溶劑，因萃取過程中能與水混溶而影響萃取效果，所以不宜選作萃取劑。 1.加酶洗衣粉的洗滌原理 種類 洗滌原理 洗滌實例 蛋白酶 可將蛋白質(zhì)分解為易溶解或分散于洗滌液中的小分子的肽或氨基酸 血漬、奶漬及各種食品中的蛋白質(zhì)污垢 脂肪酶 把脂肪水解為較易溶解的甘油和游離的脂肪酸 食品的油漬、人體皮脂、口紅 淀粉酶 能使淀粉迅速分解為可溶性的麥芽糖、葡萄糖等 來自面條、巧克力等的污垢 纖維 素酶 使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松，從而使?jié)B入到纖維深處的塵土和污垢能夠與洗衣粉充分接觸，達到更好的去污效果 2.固定化酶和固定化細胞的比較 固定化酶 固定化細胞 固定酶的種類 一種 一系列 適用方法 化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法 包埋法 特點 優(yōu)點 酶既可與反應(yīng)物結(jié)合，又可與產(chǎn)物分離，固定在載體上的酶可反復(fù)利用 成本低，操作容易 缺點 一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng) 可能導(dǎo)致反應(yīng)效率下降 實例 固定化葡萄糖異構(gòu)酶 固定化酵母細胞 3.三種生物成分的提取方法、原理及步驟的比較 提取物質(zhì) 提取方法 提取原理 步驟 玫瑰精油 蒸餾法 利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來 ①水蒸氣蒸餾； ②分離油層(加NaCl)； ③除水過濾(加無水Na2SO4) 橘皮精油 壓榨法 通過機械加壓，壓榨出果皮中的芳香油 ①石灰水浸泡、漂洗； ②壓榨、過濾、靜置； ③再次過濾 胡蘿卜素 萃取法 使提取物溶解在有機溶劑中，蒸發(fā)后得到提取物 ①粉碎、干燥； ②萃取、過濾； ③濃縮 4.血紅蛋白的提取和分離的方法及原理 方法 原理 凝膠色譜法 根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì) 電泳法 利用了各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身大小、形狀的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度進行分離 1.某同學(xué)進行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果比較”課題研究，實驗設(shè)計如下： ①設(shè)置2組實驗，分別使用蛋白酶洗衣粉和復(fù)合酶洗衣粉?、?組實驗的洗衣粉用量、被洗滌的衣物量、衣物質(zhì)地、污染物性質(zhì)和量、被污染的時間、洗滌時間、洗滌方式等全部相同，洗滌溫度都為35 ℃?、鄹鶕?jù)污漬去除程度得出結(jié)論 這個實驗設(shè)計中，錯誤的是(　　) A.① B.①② C.② D.②③ 答案　A 解析　步驟①的目的主要是分組和控制自變量，步驟②的主要目的是為了控制無關(guān)變量，步驟③是觀察實驗的結(jié)果。由于本實驗的目的是研究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果，所以控制自變量時要一組加入加酶洗衣粉，另一組加入普通洗衣粉，故選A。 2.以下關(guān)于豬血紅蛋白提純的描述，不正確的是(　　) A.洗滌紅細胞時，使用生理鹽水可防止紅細胞破裂 B.豬成熟紅細胞中缺少細胞器和細胞核，提純時雜蛋白較少 C.血紅蛋白的顏色可用于凝膠色譜法分離過程的監(jiān)測 D.在凝膠色譜法分離過程中，血紅蛋白比分子量較小的雜蛋白移動慢 答案　D 解析　生理鹽水為豬體細胞的等滲溶液，所以在洗滌紅細胞時，使用生理鹽水可維持細胞的正常形態(tài)，A項正確；由于哺乳動物的成熟紅細胞中缺少細胞核和各種細胞器，所以提純時雜蛋白相對較少，B項正確；如果凝膠色譜柱裝填得很成功，分離操作也正確，能清楚地看到血紅蛋白的紅色區(qū)帶均勻、狹窄、平整，隨著洗脫液緩慢流出，所以血紅蛋白的顏色可用于凝膠色譜法分離過程的監(jiān)測，C項正確；當(dāng)相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)通過凝膠時，相對分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)容易進入凝膠內(nèi)部的通道，路程較長，移動速度較慢，后洗脫出來，D項錯誤。 3.(2016江蘇，29)為了探索海藻酸鈉固定化對綠球藻生長的影響，以及固定化藻對含Zn2＋污水的凈化作用，科研人員用篩選到的一株綠球藻進行試驗，流程及結(jié)果如下。請回答下列問題： ―→―→ (1)實驗中的海藻酸鈉作用是______________，CaCl2的作用是__________________。 (2)為洗去凝膠球上殘余的CaCl2和其他污染物，并保持綠球藻活性，宜采用___________洗滌。圖1中1.0%海藻酸鈉組培養(yǎng)24 h后，移去凝膠球，溶液呈綠色，原因是_______________。 (3)為探索固定化藻對含Zn2＋污水的凈化作用，應(yīng)選用濃度為________海藻酸鈉制備凝膠球。 (4)圖2中空白凝膠球組Zn2＋濃度下降的原因是___________________。結(jié)合圖1和圖2分析，固定化藻的實驗組24～48 h間Zn2＋濃度下降速度較快的主要原因是_________；72～96 h間Zn2＋濃度下降速度較慢的原因有___________________。 答案　(1)包埋綠球藻(包埋劑)　與海藻酸鈉反應(yīng)形成凝膠球(凝固劑)　(2)培養(yǎng)液(生理鹽水)　海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔徑過大)　(3)2.0%　(4)凝膠球吸附Zn2＋　綠球藻生長(增殖)速度快　綠球藻生長(增殖)速度減慢，溶液中Zn2＋濃度較低 解析　(1)海藻酸鈉溶液在CaCl2溶液中形成凝膠球，包埋綠球藻。(2)可采用培養(yǎng)液或生理鹽水洗去凝膠球上殘余的CaCl2和其他污染物，并保持綠球藻活性。溶液呈綠色，說明固定化的綠球藻數(shù)量少，原因是海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔徑過大)。(3)根據(jù)圖1可知，濃度為2.0%的海藻酸鈉制備的凝膠球最有利于綠球藻的繁殖。(4)空白凝膠球容易吸附Zn2＋，導(dǎo)致溶液中Zn2＋濃度下降；根據(jù)圖1和圖2分析，固定化藻的實驗組24～48 h間綠球藻數(shù)量增加最快(處于“S”型曲線的K/2值處)，導(dǎo)致Zn2＋濃度下降速度較快，72～96 h間綠球藻數(shù)量基本不再增加。 4.胡蘿卜素可用于治療因缺乏維生素A而引起的各種疾??；還是常用的食品色素；還具有使癌變細胞恢復(fù)為正常細胞的作用。如圖是提取胡蘿卜素的實驗流程示意圖，請回答下列相關(guān)問題： →→→→→→ (1)除了可以從植物中提取天然胡蘿卜素外，還可以從養(yǎng)殖的巖藻中獲得或者利用____生產(chǎn)。 (2)新鮮的胡蘿卜含有大量的水分，在胡蘿卜素的提取過程中，要對新鮮的胡蘿卜進行_________處理，但要注意控制________和時間，這是因為____________________________。 (3)圖中A過程表示____________，此過程用到的有機溶劑應(yīng)該具有很高的__________，能夠充分__________胡蘿卜素，并且不與水混溶。 (4)圖中B過程表示________，濃縮之前進行過濾的目的是____________________。 答案　(1)微生物的發(fā)酵　(2)干燥　溫度　溫度太高、干燥時間太長會導(dǎo)致胡蘿卜素分解　(3)萃取　沸點　溶解　(4)濃縮　除去萃取液中的不溶物 解析　(1)天然胡蘿卜素除取自植物外，還可以從養(yǎng)殖的巖藻中獲得或利用微生物的發(fā)酵生產(chǎn)。(2)進行有機溶劑萃取時宜對原料進行干燥處理。(3)圖中A為萃取，該過程所用到的有機溶劑應(yīng)具有很高的沸點，能充分溶解胡蘿卜素，且不與水混溶。(4)圖中B為濃縮，在濃縮前宜進行過濾以除去萃取液中的不溶物。 1.下圖是某細菌純化培養(yǎng)過程中劃線接種的培養(yǎng)結(jié)果。請回答下列問題： (1)________(填圖中編號)區(qū)域出現(xiàn)了單個菌落，產(chǎn)生每個菌落的最初細菌數(shù)目是________個細菌。據(jù)圖分析，在培養(yǎng)基上劃線接種時，劃線的順序依次是___________(用圖中編號表示)。 (2)下表是某微生物培養(yǎng)基成分。 編號 成分 含量 ① 粉狀硫 10 g ② (NH4)2SO4 0.4 g ③ K2HPO4 4 g ④ MgSO4 9.25 g ⑤ FeSO4 0.5 g ⑥ CaCl2 0.5 g ⑦ H2O 100 mL － － － a.若培養(yǎng)從土壤中分離出來的自生固氮菌，該培養(yǎng)基應(yīng)添加_____________，去除__________。 b.若要鑒別纖維素分解菌，可用_________法；若要鑒別尿素分解菌，可在培養(yǎng)液中加入____。 答案　(1)②　1?、佟邸? (2)a.(有機)碳源　氮源　b.剛果紅染色　酚紅指示劑 解析　(1)從圖中可知，②號區(qū)域出現(xiàn)了單個菌落；1個菌落最初由1個細菌形成；根據(jù)線條數(shù)量可判斷，①③②區(qū)菌落數(shù)越來越少，所以劃線的順序依次是①→③→②。(2)自生固氮菌是異養(yǎng)生物，能自身固氮而獲得氮源，但自身無法獲得碳源，因而培養(yǎng)基中應(yīng)添加有機碳源去掉氮源。鑒別纖維素分解菌可用剛果紅染色法，要鑒別尿素分解菌，可在培養(yǎng)液中加入酚紅指示劑。 2.在20世紀(jì)50年代，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個生產(chǎn)領(lǐng)域，到了70年代又發(fā)明了固定化酶與固定化細胞技術(shù)。 (1)在實際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點是____________________________。 與固定化酶技術(shù)相比，固定化細胞技術(shù)固定的是________________________。 (2)制備固定化酵母細胞，常用的包埋材料是________，使用了下圖中方法[　]________(填出號碼及名稱)。 (3)制作固定化酵母細胞時，充分混合均勻的酵母細胞溶液可在飽和__________________溶液中形成凝膠珠。部分同學(xué)實驗制得的凝膠珠不是圓形或橢圓形，其主要原因是________。 答案　(1)酶既能與反應(yīng)物接觸，又容易與產(chǎn)物分離，且固定在載體上的酶能反復(fù)使用　多酶系統(tǒng)(一系列、多種酶) (2)海藻酸鈉?、邸“穹? (3)CaCl2　海藻酸鈉濃度過高(或針筒離液面過近，高度不夠) 3.如圖表示血紅蛋白提取和分離的部分實驗裝置，請據(jù)圖回答下列問題。 (1)血紅蛋白是人和其他脊椎動物紅細胞的主要組成成分，它在紅細胞中的作用體現(xiàn)了蛋白質(zhì)具有________功能。 (2)甲裝置中，B是血紅蛋白溶液，則A是________________________________； 乙裝置中，C溶液的作用是____________________________________________。 (3)甲裝置用于________，目的是________________________________________。 用乙裝置分離蛋白質(zhì)的方法叫____________，是根據(jù)___________分離蛋白質(zhì)的有效方法。 (4)用乙裝置分離血紅蛋白時，待_____________________________時，用試管收集流出液，每5 mL收集一管，連續(xù)收集。 答案　(1)運輸 (2)磷酸緩沖溶液　洗脫血紅蛋白 (3)透析(粗分離)　去除樣品中相對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)　凝膠色譜法　相對分子質(zhì)量的大小 (4)紅色的蛋白質(zhì)接近色譜柱的底端 解析　用透析法(如圖甲)對血紅蛋白進行粗分離，將血紅蛋白溶液裝入透析袋中，可以去除樣品中相對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)。血紅蛋白的純化采用凝膠色譜法(如圖乙)，血紅蛋白相對分子質(zhì)量較大，無法進入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠外部移動，路徑較短，移動速度較快，可以收集到紅色的蛋白質(zhì)。 4.某校同學(xué)在實驗室開展生物技術(shù)實踐活動。請回答下列有關(guān)問題： (1)A組同學(xué)制作泡菜。在泡菜腌制的過程中，要注意控制腌制的時間、__________和食鹽的用量；最后要向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，這一操作的目的是_______________。 (2)B組同學(xué)制作腐乳。在制作腐乳過程中，在腐乳表面往往會有一層致密的皮，這層皮實際上是微生物的________________，對人體無害；加鹽的作用是___________________，避免豆腐塊腐敗變質(zhì)。 (3)C組同學(xué)制作藍莓果酒與果醋。某同學(xué)對自己的發(fā)酵裝置定時通過充氣口充氣，該同學(xué)是在制作藍莓果________________________________。另一位同學(xué)在藍莓果汁中直接加入某品牌活性酵母，該同學(xué)是在制作藍莓果________________。 (4)在藍莓果酒的制作過程中，在變酸的酒的表面觀察到的菌膜是由____________大量繁殖而形成的，其可在缺少糖源時將乙醇變?yōu)開___________，然后變?yōu)榇姿帷? 答案　(1)溫度　以保證壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵所需的無氧環(huán)境(類似答案也可)　(2)匍匐菌絲　析出豆腐中的水分使其變硬、抑制微生物的生長(兩要點)　(3)醋　酒　(4)醋酸菌　乙醛 解析　(1)在泡菜腌制過程中，注意控制腌制的時間、溫度和食鹽的用量等。最后向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，以保證壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵所需的無氧環(huán)境。(2)在制作腐乳過程中，在腐乳表面往往會有一層致密的皮，這層皮實際上是微生物的匍匐菌絲，對人體無害；加鹽的作用有兩個方面：一是析出豆腐中的水分使其變硬；二是抑制微生物的生長。(3)根據(jù)題意，第一位同學(xué)通過充氣口充氣是制造有氧環(huán)境，是在制作藍莓果醋，另一位同學(xué)加入活性酵母，由此可以推斷該同學(xué)是在制作藍莓果酒。(4)變酸的酒的表面與氧氣接觸，醋酸菌能大量繁殖形成菌膜，醋酸菌可以在缺少糖源時，將乙醇轉(zhuǎn)變?yōu)橐胰?，進而氧化為乙酸。 5.生物組織中存在多種有機物，不同的有機物其提取與鑒定方法不盡相同。根據(jù)所學(xué)知識，請回答下列問題： (1)采用蒸餾法提取玫瑰精油時，向初步提取的乳化液中加入_______，作用是______。 (2)采用壓榨法提取橘皮精油時，提取之前需用_____浸泡，以提高出油率。為了使橘皮油易與水分離，還要分別加入相當(dāng)于橘皮質(zhì)量0.25%的_____和5%的_____，并調(diào)節(jié)pH至7～8。 (3)采用萃取法從胡蘿卜中提取胡蘿卜素的主要步驟是：粉碎、干燥、萃取、_______、________。干燥時，要注意控制_________，否則會引起胡蘿卜素的分解；萃取的效率主要取決于萃取劑的______________，同時還受原料顆粒的大小、含水量等條件的影響；在對提取的胡蘿卜素粗品通過紙層析法進行鑒定時應(yīng)與________________作對照。 答案　(1)氯化鈉　增加鹽的濃度，有利于油水分層　(2)石灰水　NaHCO3　Na2SO4 (3)過濾　濃縮　溫度和時間　性質(zhì)和使用量　標(biāo)準(zhǔn)樣品 6.如圖表示以雞血為實驗材料進行DNA的粗提取與鑒定的操作程序，請分析回答問題。 →→→→ 一　　 　　二　　 　三　　　 　　四 →→→ 五　 　六　　　 　七　　　 　八 (1)步驟一中，向雞血細胞液中加入________并攪拌，可使雞血細胞破裂。 (2)步驟二：過濾后收集含有DNA的______________。 (3)步驟三、四的操作原理是________。步驟四通過向溶液中加入__________調(diào)節(jié)NaCl溶液物質(zhì)的量濃度為________ mol/L時，DNA將會析出，過濾去除溶液中的雜質(zhì)。 (4)步驟七：向步驟六過濾后的________中，加入等體積的冷卻的__________，靜置2～3 min，溶液中會出現(xiàn)________________色絲狀物，這就是粗提取的DNA。 (5)步驟八：DNA遇__________試劑，沸水浴5 min，冷卻后，溶液呈______色。 答案　(1)蒸餾水 (2)濾液 (3)DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，通過控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)　蒸餾水　0.14 (4)濾液　體積分數(shù)為95%的酒精　白 (5)二苯胺　藍 解析　第一步加入蒸餾水的目的是使紅細胞漲破，釋放出核物質(zhì)；第二步收集含有核物質(zhì)的濾液；由于DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，所以通過控制NaCl溶液的濃度可以分別溶解DNA和析出DNA，并且對DNA進行提純；第四步加入蒸餾水的目的是逐漸稀釋NaCl溶液，使其物質(zhì)的量濃度達到0.14 mol/L，這時DNA在NaCl溶液中溶解度最低，可以析出DNA。DNA不溶于酒精，某些蛋白質(zhì)可以溶于酒精，這樣可以進一步提純DNA。鑒定DNA的方法是用二苯胺試劑，在沸水浴加熱條件下，如果變藍色，證明是DNA。 7.某化工廠的污水池中含有一種有害的難以降解的有機化合物A。研究人員用化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基，成功篩選到能高效降解化合物A的細菌(目的菌)。實驗的主要步驟如圖所示。請分析回答下列問題： (1)培養(yǎng)基中加入化合物A的目的是________________，這種培養(yǎng)基屬于__________培養(yǎng)基。 (2)“目的菌”生長所需的氮源和碳源是來自培養(yǎng)基中的____________。實驗需要振蕩培養(yǎng)，由此推測“目的菌”的代謝類型是__________。 (3)在上述實驗操作過程中，獲得純凈“目的菌”的關(guān)鍵是______________________。 (4)轉(zhuǎn)為固體培養(yǎng)基時，常采用平板劃線的方法進行接種，此過程中所用的接種工具是______，操作時采用________滅菌的方法。 (5)實驗結(jié)束后，使用過的培養(yǎng)基應(yīng)該進行滅菌處理才能倒掉，這樣做的目的是__________。 (6)某同學(xué)計劃統(tǒng)計污水池中“目的菌”的總數(shù)，他選用10－4、10－5、10－6稀釋液進行涂布平板，每種稀釋液都設(shè)置了3個培養(yǎng)皿。從設(shè)計實驗的角度看，還應(yīng)設(shè)置的一組對照實驗是___________，此對照實驗的目的是___________________________。 答案　(1)篩選目的菌　選擇　(2)化合物A　異養(yǎng)需氧型　(3)防止外來雜菌入侵　(4)接種環(huán)　灼燒　(5)防止造成環(huán)境污染　(6)不接種的空白培養(yǎng)基　檢驗培養(yǎng)基制備過程中是否被雜菌污染