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1、2022年高三生物二輪復習 專題八 生物技術實踐 綜合評估1.生活飲用水已經(jīng)過沉淀、過濾、加氯消毒等處理,含微生物很少,但當其水源不潔或處理達不到要求時,仍然會含相當量的微生物甚至含有致病性微生物;供水管道破損及二次供水等環(huán)節(jié)也可能導致生活飲用水的污染。因此生活飲用水的微生物安全性日常檢測是很重要的。我國生活飲用水水質(zhì)標準(GB574985)中規(guī)定生活飲用水中細菌總數(shù)不得大于100個/mL,總大腸菌群不得大于1個/L。(1)檢驗大腸桿菌的含量時,通常將水樣進行一系列的梯度稀釋,然后將不同稀釋度的水樣用涂布器分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面進行培養(yǎng),記錄菌落數(shù)量,這種方法稱為 。(2)用該方法統(tǒng)計

2、樣本菌落數(shù)時是否需要設置對照組?,為什么?。(3)如分別取0.1 mL已稀釋102倍的水樣分別涂布到四個瓊脂固體培養(yǎng)基的表面進行培養(yǎng),培養(yǎng)基記錄到大腸桿菌的菌落數(shù)分別為161、155、158、170,則每升原水樣中大腸桿菌數(shù)為。(4)純化大腸桿菌時使用的培養(yǎng)基一般用法滅菌,(填“可”或“不可”)用加入抗生素的方法防止雜菌感染。解析:檢測微生物含量時,先將其進行梯度稀釋,后將不同稀釋度的水樣用涂布器分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基表面,培養(yǎng)后通過計數(shù)多個平板菌落數(shù),然后求平均值,該方法叫稀釋涂布平板法,此方法需要設置空白對照組,以排除培養(yǎng)基是否被污染。此題的平均值為(161+155+158+170)40

3、.1102103=1.61108(個/L)。抗生素會抑制大腸桿菌生長繁殖,故不可用抗生素防止雜菌感染。答案:(1)稀釋涂布平板法(2)需要因為需要判斷培養(yǎng)基是否被污染(3)1.61108(4)高壓蒸汽滅菌不可2.下面是某同學制作果酒和果醋的實驗流程圖以及預分離土壤中能分解尿素的細菌的培養(yǎng)基配方,請回答有關問題。KH2PO4Na2HPO4MgSO47H2O1.4 g2.1 g0.2 g蛋白胨葡萄糖尿素瓊脂1.0 g10.0 g1.0 g15.0 g預分離土壤中能分解尿素的細菌的培養(yǎng)基配方(1)果酒、果醋制作流程圖中方框內(nèi)應該填寫的實驗步驟是,此步驟中起主要作用的微生物是,其發(fā)酵時(填“需要”或“

4、不需要”)氧氣,適宜的發(fā)酵溫度范圍是。(2)根據(jù)培養(yǎng)基的成分判斷,該同學能否分離出土壤中分解尿素的細菌?(填“能”或“不能”),原因是 。(3)如果想進一步對初步篩選得到的菌株進行純化并計數(shù),可采用的接種方法是 。解析:(1)制作果酒和果醋的實驗流程如下:挑選葡萄沖洗榨汁酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵果酒果醋據(jù)此可知圖中方框內(nèi)應該填寫的實驗步驟是醋酸發(fā)酵(或果醋發(fā)酵),此步驟中起主要作用的微生物是醋酸菌。醋酸菌是一種好氧細菌,其發(fā)酵時需要氧氣。醋酸菌的最適生長溫度為3035 ,所以3035 是醋酸發(fā)酵的適宜的發(fā)酵溫度范圍。(2)培養(yǎng)基配方中的氮源除了尿素外,還有蛋白胨,由于尿素不是唯一的氮源,因此不能分離出

5、只以尿素為唯一氮源的土壤中分解尿素的細菌。(3)欲對初步篩選得到的菌株進行純化并計數(shù),可采用的接種方法為稀釋涂布平板法。答案:(1)醋酸發(fā)酵(或果醋發(fā)酵)醋酸菌需要3035 (2)不能培養(yǎng)基還含蛋白胨做氮源(尿素不是唯一氮源),不能選擇出只以尿素為氮源的細菌(3)稀釋涂布平板法3.胡蘿卜素不僅可以用來治療缺乏VA的疾病,還可以廣泛用作食品、飲料等的添加劑,近年發(fā)現(xiàn)天然胡蘿卜素具有使癌變細胞恢復成正常細胞的功能,所以市場需求量大,經(jīng)濟效益高。某工廠利用細胞培養(yǎng)來提取胡蘿卜素,過程如下圖所示。據(jù)此回答下列問題: 胡蘿卜韌皮部切塊愈傷組織單細胞或小細胞團細胞培養(yǎng)物培養(yǎng)物干粉胡蘿卜素(1)胡蘿卜韌皮部

6、細胞培養(yǎng)后能產(chǎn)生胡蘿卜素的原因是它具有,誘導形成愈傷組織的過程叫,該過程需添加的激素有 。(2)培養(yǎng)幾天后發(fā)現(xiàn)少數(shù)培養(yǎng)基感染雜菌,原因可能是,雜菌和培養(yǎng)細胞之間的關系是。(3)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素,常用的萃取劑是,加熱提取過程中,應嚴格控制,原因是 。(4)提取的胡蘿卜素可通過法進行鑒定,在鑒定過程中需用對照。解析:(1)胡蘿卜韌皮部細胞含有該生物一整套的遺傳物質(zhì),包括產(chǎn)生胡蘿卜素的有關基因。因此利用韌皮部細胞培養(yǎng)后得到的細胞團能產(chǎn)生胡蘿卜素;植物組織培養(yǎng)時,脫分化形成愈傷組織,需要添加的植物激素有細胞分裂素和生長素。(2)如果培養(yǎng)基感染雜菌說明培養(yǎng)基滅菌不徹底或培養(yǎng)時沒有嚴格進行無菌操作;

7、雜菌能利用營養(yǎng)物質(zhì)在培養(yǎng)基上大量繁殖,與培養(yǎng)細胞之間競爭營養(yǎng)物質(zhì),因此二者之間的關系是競爭。(3)胡蘿卜素易溶于石油醚中,并且石油醚不溶于水,因此可以使用石油醚萃取胡蘿卜素;加熱提取過程中,要嚴格控制溫度和時間,當溫度過高或時間過長時會引起胡蘿卜素分解。(4)提取的胡蘿卜素可以采用紙層析法進行鑒定,通過與標準樣品的分離結(jié)果進行比較可以得出結(jié)論。答案:(1)產(chǎn)生胡蘿卜素的基因(或全能性)脫分化(或去分化)細胞分裂素和生長素(2)滅菌不徹底或未嚴格進行無菌操作競爭(3)石油醚溫度和時間溫度過高和時間過長會導致胡蘿卜素分解(4)紙層析標準樣品(或標樣)4.圖甲、圖乙和圖丙是生物技術實踐中的實驗裝置圖

8、和生產(chǎn)工藝流程簡圖,請回答:(1)在生物技術實踐中,圖甲所示裝置可用于提取(填“橘皮精油”“玫瑰精油”或“胡蘿卜素”)。(2)圖乙是生產(chǎn)果酒的發(fā)酵裝置圖,果酒的發(fā)酵利用的是菌。發(fā)酵過程中關鍵要控制好哪些條件?。在酒精發(fā)酵旺盛時,醋酸菌不能將果汁中的糖發(fā)酵成醋酸,原因是 。(3)圖丙為櫻桃果酒生產(chǎn)工藝流程簡圖,圖丙中A過程是。櫻桃果酒制作是否成功,發(fā)酵后可在酸性條件下用溶液來鑒定。解析:(1)橘皮精油用壓榨法,胡蘿卜素提取用萃取法,圖甲是蒸餾裝置,應是提取玫瑰精油的裝置。(2)由于酵母菌在無氧條件下產(chǎn)生酒精,故生產(chǎn)果酒使用的微生物是酵母菌;酵母菌的發(fā)酵過程中需要一定的溫度、pH和無氧條件;醋酸菌

9、最適生長溫度為3035 ,同時醋酸菌需要有氧環(huán)境,因此無氧條件下不能產(chǎn)生醋酸。(3)果酒制作時,選料后要進行沖洗(除梗)后才能進行壓榨過濾;鑒定酒精所用試劑是酸性條件下的重鉻酸鉀溶液。答案:(1)玫瑰精油(2)酵母溫度、pH值和氧氣量醋酸菌最適生長溫度為3035 ,同時醋酸菌需要有氧環(huán)境(3)沖洗(除梗)重鉻酸鉀5.回答有關微生物和植物組織培養(yǎng)的問題:(1)在生產(chǎn)過程中,發(fā)現(xiàn)葡萄酒變酸,表面觀察到菌膜,造成此現(xiàn)象的生物是。腐乳外部有一層致密的“皮”,這是的匍匐菌絲形成的。制作泡菜時,有時壇內(nèi)會長一層白膜,這是繁殖形成的。(2)微生物的接種方法很多,如平板劃線法、稀釋涂布平板法、斜面接種等方法,

10、雖然這些技術的操作方法各不相同,但是其核心都是要,來保證培養(yǎng)物的純度。(3)從土壤中分離出分解尿素的細菌之后,對其進一步鑒定,要在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入,如果指示劑變紅,可初步鑒定該種細菌能夠分解尿素。(4)下圖為花粉植株的培育途徑?；ㄋ幹械幕ǚ?胚狀體)(愈傷組織)叢芽生根移栽為了挑選到單核期的花藥,通常選擇的月季花蕾。選擇花藥時一般通過鏡檢確定花粉發(fā)育時期,此時需要對花粉細胞核進行染色,采用的染色劑是,它可以將細胞核染成藍黑色。表示的生理過程是。解析:(1)醋酸菌為好氧型細菌,葡萄酒表面富含氧氣,在表面繁殖形成菌膜,而腐乳外的一層致密的“皮”是毛霉的匍匐菌絲生長形成的,泡菜壇長的一

11、層白膜則為酵母菌繁殖形成的。(2)微生物接種、培養(yǎng)時,為保證培養(yǎng)物的純度,要防止雜菌的污染。(3)以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑,培養(yǎng)某種細菌,如果pH升高,指示劑變紅,可初步鑒定該種細菌能夠分解尿素。(4)挑選單核期的花藥,通常選擇完全未開放的月季花蕾,用焙花青鉻礬溶液染色,細胞核成藍黑色。圖中為花粉發(fā)育成愈傷組織或胚狀體的生理過程,是脫分化過程。答案:(1)醋酸菌毛霉酵母菌(2)防止雜菌的污染(3)酚紅指示劑(4)完全未開放焙花青鉻礬溶液脫分化6.五年前小明家承包了一大片荒山,購買、種植了無子柑橘苗。今年,無子柑橘喜獲豐收。小明家將無子柑橘一部分銷售;一部分橘瓤制作橘子酒,橘皮用

12、作提取橘皮精油。請對下列問題作出回答:(一)以下是無子柑橘植物組織培養(yǎng)過程示意圖:外植體愈傷組織長出叢芽生根移栽成活(1)判斷愈傷組織是否產(chǎn)生,依據(jù)是看是否產(chǎn)生細胞。(2)植物激素中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂和分化的關鍵性激素,在植物組織培養(yǎng)過程中:若先使用細胞分裂素,后使用生長素,實驗結(jié)果是細胞 。當同時使用這兩種激素時,生長素用量比細胞分裂素用量的比值(填“高”“低”或“適中”)時,促進愈傷組織的形成。(二)利用橘瓤制作橘子酒過程:橘子去皮橘瓤榨汁接種酒精發(fā)酵橘子酒(3)整個過程要防止雜菌污染,做好消毒、滅菌操作。滅菌是指使用強烈的理化因素殺死物體內(nèi)外 。(4)微生物接種最常用的方法

13、是平板劃線法和 。(三)利用橘皮提取橘皮精油具體操作流程:石灰水浸泡漂洗壓榨過濾靜置再次過濾橘皮油(5)步之前對橘皮的處理是。(6)壓榨是個機械加壓過程,要求是既要將原料壓緊,防止原料滑脫,又要。(7)步用過濾。(8)橘皮精油的提取之所以不采用水蒸氣蒸餾法,是因為水中蒸餾會導致原料焦糊和等問題。解析:(1)判斷愈傷組織需要根據(jù)其細胞特點“排列疏松、無定形、高度液泡化的薄壁”進行。(2)若先使用細胞分裂素,后使用生長素,結(jié)果是細胞既分裂也分化。有利于促進愈傷組織形成的生長素用量和細胞分裂素用量的比值應適中。(3)滅菌是指使用強烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有微生物,包括芽孢和孢子。(4)微生物接種最

14、常用的方法是平板劃線法和稀釋涂布平板法。(5)利用橘皮提取橘皮精油的過程中,用石灰水浸泡橘皮之前要先干燥去水。(6)壓榨是個機械加壓過程,要求是既要將原料壓緊,防止原料滑脫,又要將油分擠壓出來。(7)過濾需要用濾紙。(8)橘皮精油的提取之所以不采用水蒸氣蒸餾法,是因為水中蒸餾會導致原料焦糊和有效成分部分水解等問題。答案:(1)排列疏松、無定形、高度液泡化的薄壁(2)既分裂也分化適中(3)所有微生物,包括芽孢和孢子(4)稀釋涂布平板法(5)干燥去水(6)將油分擠壓出來(7)濾紙(8)有效成分部分水解7.下圖是生物興趣小組為研究“金河牌酸奶中乳酸菌種類及其耐藥情況”而制定的流程圖。請分析回答:配制

15、細菌培養(yǎng)基并滅菌乳酸菌分離純化乳酸菌耐藥性檢測(1)與酵母菌相比,乳酸菌在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是 ,(填“有”或“無”)染色體。(2)本研究使用的細菌培養(yǎng)基中特別加入了一定量的碳酸鈣,乳酸菌在(生理過程)中產(chǎn)生的乳酸能與不溶性的碳酸鈣生成可溶性的乳酸鈣,從而在菌落周圍形成溶鈣圈。從物理形態(tài)分析,本研究使用的培養(yǎng)基屬于(類型)。(3)在利用高壓蒸汽滅菌鍋對培養(yǎng)基滅菌時,把鍋內(nèi)水加熱煮沸,必須后,將鍋密閉,繼續(xù)加熱以保證鍋內(nèi)氣壓上升,達到121 。滅菌后的培養(yǎng)基應適當冷卻后,在附近倒平板。(4)請完善“檢測乳酸菌對青霉素、四環(huán)素耐藥性”實驗操作步驟:步驟1:分別取加入三組無菌培養(yǎng)皿中,再加入滅菌并冷卻

16、到50 左右的培養(yǎng)基,立即混勻,靜置凝固成平板。步驟2:向三組培養(yǎng)基中分別接種待檢測的乳酸菌菌種。步驟3:將接種后的三組培養(yǎng)基和一個都置于適宜溫度等條件下培養(yǎng)若干天,觀察比較培養(yǎng)基中菌落生長情況。解析:(1)酵母菌屬于真核生物,乳酸菌屬于原核生物,它們的區(qū)別在于乳酸菌細胞內(nèi)沒有核膜包被的細胞核,無染色體。(2)培養(yǎng)基中特別加入了一定量的碳酸鈣,乳酸菌在無氧呼吸中產(chǎn)生的乳酸能與不溶性的碳酸鈣生成可溶性的乳酸鈣,從而在菌落周圍形成溶鈣圈。從物理形態(tài)分析,本研究使用的培養(yǎng)基屬于固體培養(yǎng)基。(3)在利用高壓蒸汽滅菌鍋對培養(yǎng)基滅菌時,把鍋內(nèi)水加熱煮沸,必須將鍋內(nèi)冷空氣徹底排除后,將鍋密閉,繼續(xù)加熱以保證鍋內(nèi)氣壓上升,達到121 。滅菌后的培養(yǎng)基應適當冷卻后,在酒精燈火焰附近倒平板。(4)步驟1:依據(jù)實驗目的可知該實驗的自變量是青霉素、四環(huán)素的有無。因此分別取等量的青霉素、四環(huán)素和無菌水加入三組無菌培養(yǎng)皿中,再加入滅菌并冷卻到50 左右的培養(yǎng)基,立即混勻,靜置凝固成平板。步驟3:將接種后的三組培養(yǎng)基和一個未接種的培養(yǎng)基都置于適宜溫度等條件下培養(yǎng)若干天,觀察比較培養(yǎng)基中菌落生長情況。答案:(1)細胞內(nèi)沒有核膜包被的細胞核(或“沒有核膜”)無(2)無氧呼吸固體培養(yǎng)基(3)將鍋內(nèi)冷空氣徹底排除酒精燈火焰(4)步驟1:等量的青霉素、四環(huán)素和無菌水步驟3:未接種的培養(yǎng)基