- 2021-04-22 发布 |
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文档介绍
2020版高考生物二轮复习 专题十一 生物技术实践专题突破练
专题十一 生物技术实践 专题突破练 1.白色污染属于全球性的环境问题,为了治理白色污染,我国科学院研究团队首次发现了能够高效降解聚氨酯(PU)塑料的新菌种,并把该菌种命名为塔宾曲霉菌,在塔宾曲霉菌的作用下,两周就可见塑料生物降解过程,两个月后其培养基上的塑料聚合物基本消失。这项成果为土壤污染处理和生态修复提供了新的线索,也为处理塑料垃圾开辟了新途径。请回答下列问题: (1)在进行微生物的培养时需要用到培养基,若要对该菌种进行扩大培养,需要使用________培养基;若要分离、纯化该菌种,需要使用__________培养基;若要筛选该菌种,则需要使用以________________为唯一碳源的选择培养基。 (2)若要测定样品溶液中该菌种的数目,可将100 mL含该菌种的样品溶液稀释104倍后,取0.1 mL稀释液均匀涂布在选择培养基表面,测得菌落数的平均值为240个,且空白对照组平板上未出现菌落,则100 mL原菌液中含有塔宾曲霉菌________个。与血细胞计数板计数法相比,试分析该方法的优缺点:___________________________________________ ___________________________________________________________(优缺点各答一个)。 (3)请你结合该菌株的特性对处理塑料垃圾给出一条合理建议:_______________。 答案 (1)液体 固体 聚氨酯(PU)塑料 (2)2.4×109 优点:能够只计数活菌数目;缺点:统计的活菌数目往往比实际数目低 (3)在垃圾填埋场喷洒塔宾曲霉菌菌液 解析 (1)液体培养基具有可以进行通气培养、振荡培养等优点。在通气或在振荡的条件下可增加供氧量,增加微生物对营养物质的吸收,有利于细胞生长,提高微生物数量。因此若要对该菌种进行扩大培养,需要使用液体培养基;分离纯化微生物需要使用固体培养基;若要筛选该菌种,则需要使用以聚氨酯(PU)塑料为唯一碳源的选择培养基。 (2)每毫升(mL)样品中的菌株数=(C÷V)×M,其中,C表示某稀释度下的平板上生长的平均菌落数,V表示涂布平板时所用的稀释液的体积,M表示稀释倍数。把数据代入此公式可求出每毫升样品中的菌株数,即每毫升样品中的菌株数=(C÷V)×M=240÷0.1×104=2.4×107,因此100 mL原菌液中含有塔宾曲霉菌2.4×107×100=2.4×109个。与血细胞计数板计数法相比,其优点是能够只计数活菌数目;缺点是统计的活菌数目往往比实际数目低。 6 (3)结合该菌株的特性对处理塑料垃圾的建议:由于塔宾曲霉菌能够降解塑料,因此可以在垃圾填埋场喷洒塔宾曲霉菌菌液,以便于其能降解塑料,减少白色污染。 2.酸奶是牛奶、羊奶或马奶经过发酵制成的一种食品,其发酵原理与泡菜制作非常相似。为了研究影响酸奶发酵效果的因素,某小组在A、B两容器中加入一定量的鲜牛奶,将等量的甲、乙两菌种(都能产生乳酸)分别接入其中并混匀,密封后再将两者置于适宜条件下进行发酵,并在6 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题: (1)制作酸奶和泡菜与制作果酒相比,相同点是________________________。上述实验过程中可能会影响酸奶品质的操作是_____________________________________________,为什么?_______________________________________________。 (2)在家庭制作葡萄酒时,容器瓶的盖子选下列哪种?________________(填“有螺旋可旋转的”或“密封不可开启的”),为什么?____________________________________。 (3)在制作酸奶时,人们还会在鲜奶中加一定量的蔗糖,其原理是_______________。发现6 h内的酸奶发酵效果越来越好,无法确定发酵的最佳时间。若要确定最佳发酵时间,可以__________________________________________________________。有人提供的自制酸奶信息表明:酸奶制作时间可长可短,有的季节2~3小时即可,有的季节需要10~12小时。影响发酵效果的非生物因素可能是________________________。 答案 (1)都是利用微生物在无氧条件下进行无氧呼吸 定期取样观测发酵效果 因为打开瓶盖取样,可能会造成杂菌污染 (2)有螺旋可旋转的 因为酒精发酵会产生较多的二氧化碳,有螺旋可旋转的瓶盖拧松可排出二氧化碳气体,有利于发酵的持续进行 (3)为乳酸菌提供乳酸发酵所需的原料,改善口感 延长发酵时间,观测发酵效果以找到最好的发酵效果所对应的时间 温度 解析 (1) 酸奶可用多种鲜奶制作,和泡菜制作的原理一样,都是乳酸发酵,即都是利用微生物在无氧条件下进行无氧呼吸。制作酸奶的过程中,定期取样观测发酵效果须在无菌条件下进行(或进行无菌操作)。打开瓶盖取样时,外界空气进入发酵液,有可能会造成杂菌污染,进而影响酸奶品质。 (2)制作果酒的原理是酵母菌的酒精发酵,即在无氧条件下将葡萄糖分解为酒精和CO2;在果酒发酵过程中产生较多的二氧化碳需及时排出,才有利于发酵的持续进行。可见,在家庭制作葡萄酒时,容器瓶的盖子应选择有螺旋可旋转的,其原因在于:有螺旋可旋转的瓶盖拧松可排出二氧化碳气体,有利于发酵的持续进行。 6 (3)在制作酸奶时,人们在鲜奶中加一定量的蔗糖,一方面是为乳酸菌提供乳酸发酵所需的原料,另一方面是改善口感。要确定酸奶发酵的最佳时间,可以延长发酵时间,观测发酵效果,找到最好的发酵效果所对应的时间。依题意可知:不同的季节,酸奶制作的时间不同,说明影响发酵效果的非生物因素可能是温度。 3.豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素,某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀,再将两者置于适宜条件下进行发酵,并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题: (1)该实验的自变量是____________、____________。 (2)若发酵菌为好氧菌,则发酵容器内__________(填“上层”“中层”或“下层”)大豆的发酵效果比较好。 (3)32 h内的发酵效果越来越好,且随发酵时间的延长直线上升。为确定最佳发酵时间,需要__________发酵时间,观测发酵效果,发酵效果__________时对应的时间即为最佳发酵时间。 (4)从大豆到豆豉的过程中,大豆中的成分会发生类似腐乳制作过程中的变化,即蛋白质转变为______________,脂肪转变为______________,直接原因是发酵菌产生了__________________。 答案 (1)菌种 发酵时间 (2)上层 (3)延长 最好 (4)氨基酸和多肽 脂肪酸和甘油 蛋白酶和脂肪酶 解析 (1)由题干信息可知,导致发酵效果不同的因素包括:两桶中的不同菌种及每桶发酵的时间差异,即该实验的自变量是菌种和发酵时间。 (2)好氧菌在氧气充足的条件下发酵较好。若发酵菌为好氧菌,因发酵容器的上层氧气较为充足,所以发酵容器内上层大豆的发酵效果比较好。 (3)由于32 h内的发酵效果越来越好,且随发酵时间的延长直线上升,因此,不能据此得出最佳发酵时间。若要得出最佳的发酵时间,则需要延长发酵时间,观测发酵效果,发酵效果最好时对应的时间即为最佳发酵时间。 (4)腐乳制作过程中,蛋白质转变为氨基酸和多肽,脂肪转变为甘油和脂肪酸,直接原因是发酵菌产生了蛋白酶和脂肪酶。 4.泡菜是我国传统发酵食品之一,回答下列与泡菜制作相关的问题: (1)制作泡菜时,乳酸菌发酵第一阶段的产物有________________。 (2)某同学用新鲜的泡菜滤液分离纯化乳酸菌时,需用________对泡菜滤液进行梯度稀释,进行梯度稀释的理由是____________________。测定乳酸菌活菌数目通常用的接种方法是____________________。 6 (3)下图为乳酸菌的数量、乳酸的含量、亚硝酸盐的含量随时间变化的曲线,三幅图①~③的纵轴表示的含义依次为________、________、________。 (4)研究发现,第8~10天的泡菜,酸爽可口,更适于食用,原因是_______________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)丙酮酸和[H] (2)无菌水 泡菜滤液中菌的浓度很高,直接培养很难分离得到单菌落 稀释涂布平板法 (3)乳酸菌的数量 亚硝酸盐的含量 乳酸的含量 (4)乳酸菌发酵不断产生乳酸,pH值下降,使泡菜酸爽可口;亚硝酸盐含量较低,更适于食用 解析 (1)制作泡菜时,乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸。乳酸菌发酵第一阶段的产物有丙酮酸和[H]。 (2)由于泡菜滤液中菌的浓度很高,直接培养很难分离得到单菌落,所以欲从泡菜滤液中分离纯化乳酸菌时,需用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释。测定乳酸菌活菌数目通常用的接种方法是稀释涂布平板法。 (3)在发酵初期,先有需氧菌活动,当产生厌氧环境时,乳酸菌才开始活动,乳酸菌和乳酸的量较小,由于硝酸盐还原菌的活动,亚硝酸盐的含量有所增加;发酵中期,由于乳酸菌产生大量乳酸,其他菌的活动受到抑制,此时乳酸菌数量达到高峰,乳酸的量继续积累,由于硝酸盐还原菌的活动受到抑制,同时形成的亚硝酸盐又被分解,因而亚硝酸盐含量下降;发酵后期,由于乳酸的积累,酸度继续加大,乳酸菌的活动开始受到抑制,乳酸菌数量下降,乳酸的量继续积累,硝酸盐还原菌的活动完全被抑制。因此,三幅图①~③的纵轴表示的含义依次为乳酸菌的数量、亚硝酸盐的含量、乳酸的含量。 (4)第8~10天的泡菜,酸爽可口,更适于食用的原因是乳酸菌发酵不断产生乳酸,pH值下降,使泡菜酸爽可口;亚硝酸盐含量较低,更适于食用。 5.长春花植物中含有复杂的生物碱,其中长春花碱是目前应用最广泛的天然植物抗肿瘤药物之一,提取方法如下:长春花干燥粉碎→纤维素酶处理→加入pH为4.0的酸中→恒温水浴→加碱调pH至8.0→四氯化碳萃取。回答下列问题: (1)长春花干燥粉碎后再用纤维素酶处理的原因是______________________________。 (2)纤维素酶是一类复合酶,实验室常用__________法鉴别微生物是否产生纤维素酶。 6 (3)长春花碱微溶于水,易溶于酸中,由此推测,后续提取加碱的目的是_______________。 (4)四氯化碳的沸点为76.8 ℃,长春花碱的沸点为211~216 ℃,由此推测,四氯化碳萃取后,除去四氯化碳获得纯净的长春花碱的方法是________________________________________________________________________。 (5)本实验中纤维素酶在不同pH和温度处理后,提取得到的长春花碱含量如图所示,a、b、c曲线最大值对应的温度均为50 ℃,原因是____________________________________ ________________________________________________________________________; 从酶的功能特性考虑,为了提取更多的长春花碱,需要提供的条件是__________________ __________________________________________________________(至少回答出3点)。 答案 (1)增大纤维素与纤维素酶的接触面积,提高纤维素的降解率 (2)刚果红染色 (3)让溶解于酸中的长春花碱析出 (4)加热至76.8~211 ℃之间的某温度,蒸发除去四氯化碳 (5)在不同pH条件下,纤维素酶的最适温度均为50 ℃,该温度下纤维素酶活性最高,提取的长春花碱含量最多 适宜的温度、pH和纤维素酶用量 解析 (1)长春花为植物,其细胞存在由纤维素组成的细胞壁,长春花干燥粉碎后再用纤维素酶处理,可以增大纤维素与纤维素酶的接触面积,提高纤维素的降解率。 (2)纤维素酶是一类复合酶,实验室常用刚果红染色法鉴别微生物是否产生纤维素酶。 (3)由于长春花碱微溶于水,易溶于酸中,后续提取加碱可以让溶解于酸中的长春花碱析出。 (4)由于四氯化碳的沸点为76.8 ℃,长春花碱的沸点为211~216 ℃,四氯化碳萃取后,可利用两者之间的熔沸点区别,即加热至76.8~211 ℃之间的某温度,蒸发除去四氯化碳,即可获得纯净的长春花碱。 (5)本实验中纤维素酶在不同pH和温度处理后,三条曲线最大值对应的温度均为50 ℃,说明在不同pH条件下,纤维素酶的最适温度均为50 ℃。在该温度下纤维素酶活性最高,提取的长春花碱含量最多。长春花植物中含有复杂的生物碱,提取长春花碱需要用到纤维素酶,从酶的功能特性考虑,为了提取更多的长春花碱,需要提供适宜的纤维素酶用量。又由于温度与pH会影响到酶的活性,因此还需提供适宜的温度和pH。 6 6.提取植物有效成分时,不同的有机物具有不同的理化特性,所采用的提取方法也不同。分析下列提取植物有效成分的实验,回答相关问题: (1)蔷薇花精油是由蔷薇花提炼而成。可以清热解毒,清洁皮肤,还能净化心灵。下面是某同学设计的提取蔷薇花精油的实验流程: 图中的A表示________________过程,加入的甲物质是________,乙物质是________________。B过程的目的是___________________________。 (2)提取柠檬精油时,不用上述提取蔷薇花精油的方法,原因是______________________。为了提高出油率,需将柠檬皮干燥去水,并用__________浸泡。 (3)胡萝卜素化学性质比较稳定,易溶于有机溶剂,可采用萃取法提取。萃取时选择的有机溶剂应具有的特点是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________(答出三点即可)。 (4)提取胡萝卜素的萃取装置要在加热瓶口安装回流冷凝装置,其目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)水蒸气蒸馏 NaCl 无水Na2SO4 除去无水Na2SO4 (2)水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题 石灰水 (3)具有较高的沸点、能够充分溶解胡萝卜素、不与水混溶 (4)防止加热时有机溶剂挥发 解析 (1)分析“提取蔷薇花精油的实验流程”图可知:A表示水蒸气蒸馏过程,加入的甲物质是NaCl,乙物质是无水Na2SO4。B过程是过滤,其目的是除去无水Na2SO4。 (2)由于柠檬精油的有效成分在水中蒸馏过程中会发生部分水解,同时水中蒸馏会导致原料焦糊问题,因此一般采用压榨法提取柠檬精油。为了提高出油率,需将柠檬皮干燥去水,并用石灰水浸泡。 (3)用萃取法提取胡萝卜素时,所选用的萃取剂应具有较高的沸点、能够充分溶解胡萝卜素且不与水混溶等特点。 (4)因萃取剂为有机溶剂,易燃、易挥发,所以萃取过程中宜采用水浴方式加热;为了防止加热时有机溶剂挥发,萃取装置要在加热瓶口安装回流冷凝装置。 6查看更多