知识点20 生物技术实践

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知识点20 生物技术实践

1.(2016·四川高考·T3) 下列有关实验操作或方法所导致结果的描述, 不正确的是( )

A. 用纸层析法分离色素时, 若滤液细线画得过粗可能会导致色素带出现重叠

B. 用葡萄制作果醋时, 若先通入空气再密封发酵可以增加醋酸含量提高品质

C. 提取胡萝卜素时, 若用酒精代替石油醚萃取会导致胡萝卜素提取率降低

D. 调查人群中色盲发病率时, 若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏高

【解题指南】解答本题的关键有两点:

(1)掌握画滤液细线的技巧, 熟悉遗传病发病率的调查方法。

(2)理解制作果醋的原理, 明确酒精与石油醚的作用。

【解析】选B 。本题主要考查相关实验的原理和操作方法。A 项, 用纸层析法分离色素时, 若滤液细线画得过粗, 则色素分离的起点不同步, 可能会导致色素带出现重叠, 故正确。B 项, 醋酸菌属于需氧型微生物, 通入空气后密封会导致醋酸菌死亡, 不能产生醋酸, 故错误。C 项, 胡萝卜素的提取所用的有机溶剂为水不溶性有机溶剂, 酒精为水溶性有机溶剂, 而且胡萝卜素在酒精中的溶解度低于石油醚, 若用酒精代替石油醚萃取, 则导致胡萝卜素提取率降低, 故正确。D 项, 调查人群中色盲发病率时, 调查范围应是整个人群, 若只在患者家系中调查, 则导致所得结果偏高, 故正确。

2.(2016·江苏高考·T7) 下列关于中学“腐乳的制作”实验, 叙述正确的是

( )

A. 加盐主要是为了调节水分, 利于毛霉生长

B. 加料酒主要是为了灭菌, 避免腐乳变质

C. 发酵过程中起主要作用的是乳酸杆菌

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D. 实验室制作的腐乳不宜直接食用

【解题指南】理解腐乳制作的原理, 注意发酵过程中盐、料酒与乳酸杆菌所起的作用。

【解析】选D 。本题主要考查腐乳制作的过程与注意事项。在腐乳制作过程中, 加盐主要是为了抑制微生物生长, 防止豆腐腐败变质,A 项错误; 加料酒主要是为了使腐乳具有独特的香味,B 项错误; 发酵过程中起主要作用的是毛霉,C 项错误; 实验室制作的腐乳可能灭菌不彻底, 不宜直接食用,D 项正确。

3.(2016·江苏高考·T21) 为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果, 在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗, 是目前重要的生产手段(工艺流程见下图) 。下列叙述中错误的是(多选) (

)

A. 纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似

B. 在上述工艺中, 为重复使用纤维素酶, 可选用适当的包埋剂固定化酶

C. 在上述工艺中, 通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅

D. 纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素

【解题指南】(1)图形信息:使牛仔裤呈现“穿旧”效果原理是纤维素酶导致牛仔布中深蓝色纱线的纤维素被适当水解, 使得深蓝色纱线的染料分离, 原来布料中的深蓝色纱线的颜色变浅, 而白色纱线被染成浅蓝色。

(2)解题关键:明确固定化酶常用化学结合法和物理吸附法, 纤维素酶具有专一性。

【解析】选B 、D 。本题主要考查纤维素酶的作用原理与应用。在仿旧和去污中, 纤维素酶均作用于衣物, 导致衣物中的部分纤维素被水解, 二者作用相似,A 项正确; 由于纤维素酶较小, 不能用包埋法固定化酶,B 项错误; 改变温度、酸碱度和处理时间会影响酶作用的结果, 控制仿旧颜色的深浅,C 项正确; 纤维素酶通过催化葡萄糖残基之间的糖苷键水解而分解纤维素, 磷酸二酯键是DNA 分子中相邻脱氧

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核苷酸间形成的化学键,D 项错误。

4.(2016·江苏高考·T25) 漆酶属于木质素降解酶类, 在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途。下图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程, 相关叙述正确的是(多选) (

)

A. 生活污水中含有大量微生物, 是分离产漆酶菌株的首选样品

B. 筛选培养基中需要加入漆酶的底物, 通过菌落特征挑出产漆酶的菌落

C. 在涂布平板上长出的菌落, 再通过划线进一步纯化

D. 斜面培养基中含有大量营养物, 可在常温下长期保存菌株

【解析】选B 、C 。本题主要考查微生物的分离与培养及图形识别。生活污水中含有大量微生物, 但不一定含有产漆酶的菌株,A 项错误; 在筛选培养基中加入漆酶能降解的木质素, 然后通过菌落特征挑出产漆酶的菌落,B 项正确; 在涂布平板上长出的菌落, 需再通过划线进一步纯化,C 项正确; 斜面培养基中含有大量营养物, 可在低温下长期保存菌株,D 项错误。

5.(2016·全国卷Ⅰ·T39)[生物——选修1:生物技术实践]空气中的微生物在重力等作用下, 可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物, 以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下:

①配制培养基(成分:牛肉膏、蛋白胨、NaCl 、X 、H 2O);

②制作无菌平板;

③设置空白对照组和若干实验组, 进行相关操作;

④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间, 统计各组平板上菌落的平均数。 回答下列问题:

(1)该培养基中微生物所需的氮来源于 。若要完成步骤②, 该培养基中的成分X 通常是 。

(2)步骤③中, 实验组的操作是 。

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(3)若在某次调查中, 某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板, 而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落, 这种结果说明在此次调查中出现了 现象。若将30(即36-6) 个/平板作为本组菌落数的平均值, 该做法 (填“正确”或“不正确”) 。

【解题指南】解答本题需要注意两点:

(1)明确培养基中营养成分的来源。

(2)理解实验目的与实验操作的对应关系。

【解析】本题主要考查微生物培养。

(1)微生物的生长需要碳源、氮源等营养物质, 培养基中的牛肉膏、蛋白胨为微生物的生长既提供了碳源, 也提供了氮源。微生物培养通常采用的培养基是固体培养基, 故题中X 应是琼脂, 在培养基中起凝固剂的作用。

(2)本实验的目的是了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况, 应选择不同的高度放置平板, 使之暴露在空气中一段时间, 以利于空气中微生物的沉降。

(3)空白对照实验的设计是不接触空气, 不应出现菌落。产生了菌落说明在此次实验中平板被污染。用实验组获取的菌落数的平均值减去污染产生的菌落数作为实验的结果, 这种做法不正确, 应在防止污染的情况下重新实验, 以获得较准确的数据。

答案:(1)牛肉膏、蛋白胨 琼脂

(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上, 开盖暴露一段时间

(3)污染 不正确

6.(2016·全国卷Ⅱ·T39)[生物——选修1:生物技术实践]苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题:

(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段, 在酵母菌细胞的 中进行, 其产物乙醇与 试剂反应呈现灰绿色, 这一反应可用于乙醇的检验; 过程③在酵母菌细胞的 中进行。与无氧条件相比, 在有氧条件下, 酵母菌的增殖速度 。

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(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程, 根据醋酸杆菌的呼吸作用类型, 该过程需要在 条件下才能完成。

(3)在生产过程中, 第一阶段和第二阶段的发酵温度不同, 第一阶段的温度 (填“低于”或“高于”) 第二阶段。

(4)醋酸杆菌属于 核生物, 其细胞结构中 (填“含有”或“不含有”) 线粒体。

【解题指南】解答本题需注意两个方面:

(1)掌握酵母菌呼吸类型的判断方法、发生场所、过程等。

(2)明确醋酸杆菌的作用条件。

【解析】本题主要考查果酒与果醋制作的原理及过程。

(1)从题目的代谢图示看, 过程①和②表示酒精发酵过程, 该过程是在细胞质基质中完成的。其产物乙醇能使酸性条件下橙色的重铬酸钾溶液变为灰绿色。过程③的产物是CO 2和H 2O, 是彻底呼吸的产物, 这一过程的反应场所是线粒体。与

无氧呼吸相比, 有氧呼吸供能多, 酵母菌细胞增殖速度快。

(2)醋酸杆菌是好氧菌, 只有在有氧条件下, 才能将乙醇氧化为乙酸。

(3)生产过程中, 酒精发酵时一般将温度控制在18～25℃, 而醋酸杆菌的适宜生长温度为30～35℃。

(4)醋酸杆菌无核膜包被的细胞核, 属于原核生物, 细胞内只有核糖体一种细胞器。

答案:(1)细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快

(2)有氧 (3)低于 (4)原 不含有

7.(2016·全国卷Ⅲ·T39) 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:

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(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。

(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】(1)对细菌分离原理的理解不透, 将“无菌水”答成“自来水”。

(2)不知道如何降低培养液的凝固点, 将第(3)题答成“蒸馏水”或“碳酸钙”) 。

8.(2016·海南高考·T30) 回答下列问题:

(1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH 的变化如图所示。通常, 用清水洗涤衣服

上的新鲜血迹时, 不应该使用开水, 原因是 。若要去除衣服上的血渍, 应选择含有 (填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”) 的碱性洗衣粉, 理由是 。

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(2)某同学为了洗去衣服上的油渍, 洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶, 该同学的做法 (填“合理”或“不合理”), 理由是 。

(3)已知溶液的pH 可以影响酶活性, 请推测pH 影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中 (填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”) 等基团的解离状态。

【解析】本题主要考查加酶洗衣粉的洗涤原理与酶活性的影响因素。

(1)新鲜血迹中含有蛋白质, 开水使血中的蛋白质变性而沉淀, 难以清洗; 若要去除衣服上的血渍, 应选择含有蛋白酶丙的碱性洗衣粉, 因为碱性条件下只有蛋白酶丙具有活性。

(2)因为洗衣液中含有的蛋白酶会降解脂肪酶, 所以添加脂肪酶无效。

(3)只有羧基和氨基可解离,pH 通过影响酶和底物分子羧基和氨基的解离状态而影响酶的活性。

答案:(1)开水使血中的蛋白质变性而沉淀, 难以清洗 蛋白酶丙 碱性条件下只有蛋白酶丙有活性

(2)不合理 蛋白酶会降解脂肪酶

(3)羧基和氨基

9.(2016·江苏高考·T27) 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Zn 2+污水的净化作用, 科研人员用筛选到的一株绿球藻进行试验, 流程及结果如下。请回答下列问题

:

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(1)实验中的海藻酸钠作用是 ,CaCl 2的作用是

。

(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl 2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, 移去凝胶球, 溶液呈绿色, 原因是 。

(3)为探索固定化藻对含Zn 2+污水的净化作用, 应选用浓度为 海藻酸钠制备凝胶球。

(4)图2中空白凝胶球组Zn 2+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24～48 h 间Zn 2+浓度下降速度较快的主要原因是 ;72～96 h间Zn 2+浓度下降速度较慢的原因有 。

【解析】本题主要考查了固定化技术和固定化藻对含Zn 2+污水的净化作用。

(1)实验中的海藻酸钠是包埋剂, 作用是包埋绿球藻, 而CaCl 2是凝固剂, 作用是

与海藻酸钠反应形成凝胶球。

(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl 2和其他污染物, 并保持绿球藻活性, 宜采用培养

液(或生理盐水) 来洗涤, 因为培养液(或生理盐水) 的浓度与绿球藻的细胞液浓度相接近。图1中1.0%海藻酸钠组培养24 h 后, 移去凝胶球, 由于海藻酸钠浓度过低, 使形成的凝胶球孔径过大, 固定下来的绿球藻数量少, 结果使溶液呈绿色。

(3)分析图1可知, 当海藻酸钠浓度为2.0%的时候, 绿球藻数量比其他浓度时要多, 所以要探索固定化藻对含Zn 2+污水的净化作用, 宜选用浓度为2.0%的海藻酸钠制备凝胶球。

(4)分析图2可知, 随着培养时间延长, 空白凝胶球组Zn 2+浓度下降,Zn 2+浓度下降

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的原因是凝胶吸附Zn 2+; 图1中海藻酸钠浓度为2.0%时,24~48 h 间绿球藻生长(增殖) 速度快, 使固定化藻的实验组在24～48 h 间Zn 2+浓度下降速度较快; 当海藻酸钠浓度为2.0%时,72～96 h间绿球藻生长(增殖) 速度减慢, 再加上培养液中Zn 2+浓度较低, 导致72～96 h间Zn 2+浓度下降速度较慢。

答案:(1)包埋绿球藻(包埋剂) 与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)

(2)培养液(生理盐水) 海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)

(3)2.0% (4)凝胶吸附Zn 2+ 绿球藻生长(增殖) 速度快 绿球藻生长(增殖) 速度减慢, 溶液中Zn 2+浓度较低

10.(2016·四川高考·T10) 图甲是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程, 图乙是脲酶基因转录的mRNA 部分序列。

(1)图中选择培养基应以 为唯一氮源; 鉴别培养基还需添加 作指示剂, 产脲酶细菌在该培养基上生长一段时间后, 其菌落周围的指示剂将变成 色。

(2)在5个细菌培养基平板上, 均接种稀释倍数为105的土壤样品溶液0.1 mL,培养一段时间后, 平板上长出的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191。 该过程采取的接种方法是 , 每克土壤样品中的细菌数量为 ×108个; 与血细胞计数板相比, 此计数方法测得的细菌数目较 。

(3)现有一菌株的脲酶由于基因突变而失活, 突变后基因转录的mRNA 在图乙箭头所示的位置增加了70个核苷酸, 使图乙序列出现终止密码(终止密码有UAG 、UGA

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和UAA) 。突变基因转录的mRNA 中, 终止密码为 , 突变基因表达的蛋白含 个氨基酸。

【解题指南】(1)关键信息:“筛选产脲酶细菌”“接种稀释倍数为105的土壤样品溶液”, 使“图乙序列”出现终止密码。

(2)解题关键:区别选择培养基与鉴别培养基, 掌握细菌计数的方法。

【解析】本题考查微生物的培养与分离方法及基因表达。

(1)脲酶能够催化尿素分解为氨, 要从土壤中筛选出产脲酶的细菌, 需用以尿素作为唯一氮源的选择培养基。由于尿素被分解成了氨, 氨会使培养基的碱性增强,pH 升高, 使酚红指示剂变红色。

(2)将稀释倍数为105的土壤样品溶液接种在细菌培养基平板上, 用于计数细菌菌落数的方法是稀释涂布平板法。统计的菌落数应介于30～300之间, 选择细菌菌落数为156、178和191的平板计数, 每克土壤样品中细菌数量为(156+178+191)÷3÷0.1×105=1.75×108。由于两个或多个细菌连接在一起时, 往往统计的是一个菌落, 用此方法测得的细菌数目偏低。

(3)密码子由3个相邻的碱基组成, 箭头前面的碱基一共构成91个密码子; 插入的70个核苷酸和后面2个碱基一共构成24个密码子, 后面是UGA, 是终止密码, 翻译结束后, 表达的蛋白质含有115个氨基酸。

答案:(1)尿素 酚红 红

(2)稀释涂布平板法 1.75 少 UGA 115

11.(2016·浙江高考·自选T17) 某研究小组以紫葡萄为原料制作葡萄酒的基本流程和装置示意图如下。

请回答:

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(1)制作葡萄浆前, 对葡萄进行清洗和用 色的高锰酸钾溶液浸泡。

制作酵母悬液时, 在干酵母中加入少量温水和极少蔗糖, 待酵母悬液中出现 即可。

(2)装瓶后开始一段时间, 发酵瓶中溶解氧的含量变化是 。发酵过程中, 发酵瓶中酒精的含量变化是 。

(3)下列关于装置中有水弯管作用的叙述, 错误的是 。

A. 隔绝气体出入

B. 使发酵瓶内外的压强基本平衡

C. 减少杂菌污染

D. 有利于发酵瓶内形成缺氧环境

(4)实验中, 判断发酵完毕的依据是 。

A. 发酵瓶中pH 开始下降

B. 发酵瓶中停止出现气泡

C. 发酵瓶中酒精浓度达到30%

D. 发酵瓶中酵母菌数量急剧减少

(5)欲利用葡萄酒制作果醋, 发酵瓶中应加入的菌种是 , 该菌种在 条件下能将乙醇氧化为醋酸。

【解题指南】解答本题需要把握两个方面:

(1)酵母菌在有氧条件下产生CO 2和H 2O, 在无氧条件下产生酒精。

(2)制醋用的是醋化醋杆菌, 该菌属于需氧异养生物。

【解析】本题主要考查果酒、果醋制作过程及结果分析。

(1)制作葡萄浆前, 将成熟的葡萄用水清洗干净, 再用红(紫) 色的高锰酸钾溶液浸泡约5 min 。为了使酵母迅速发生作用, 制作酵母悬液时, 在干酵母中加入少量温水和极少蔗糖, 待酵母悬液中出现气泡即可。

(2)装瓶后开始一段时间, 酵母菌进行需氧呼吸, 快速繁殖, 消耗发酵瓶内的氧气, 瓶内溶解氧的含量减少。氧气耗尽, 酵母菌进行厌氧呼吸, 生成酒精和二氧化碳,

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酒精含量逐渐增多。

(3)装置中有水弯管可使发酵瓶内外的压强基本平衡, 减少杂菌污染, 有利于发酵瓶内形成缺氧环境。

(4)当发酵瓶中停止出现气泡时, 即表示发酵完毕。

(5)制作果醋用醋化醋杆菌作为菌种, 该菌种在有氧条件下能将乙醇氧化为醋酸。

答案:(1)红(紫)

(2)减少 增加

(3)A (4)B

(5)醋化醋杆菌

气泡 有氧