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2021届高考生物二轮复习 课时练生物技术与实践

2021届高考生物二轮复习 课时练生物技术与实践

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高考模拟·课下达标（十四） 生物技术与实践
1．(2018·全国卷Ⅲ)回答下列与酵母菌有关的问题：
(1)分离培养酵母菌通常使用______________(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基，该培养基应采用____________灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后可观察到菌落，菌落的含义是____________________________________。
(2)酵母菌液体培养时，若通入氧气，可促进______________(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)；若进行厌氧培养，可促进______________(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)。
(3)制作面包时，为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软的原因是___________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用广泛的细菌培养基；MS培养基是满足植物细胞的营养和生理需要的培养基；麦芽汁琼脂培养基通常用于酵母菌(真菌)的培养、鉴定及菌种保存。培养基的灭菌方法为高压蒸汽灭菌法。菌落是指由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。(2)酵母菌为兼性厌氧型微生物，在有氧条件下进行有氧呼吸为酵母菌的快速繁殖提供能量，在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇。(3)面包松软是因为制作过程中，加入的酵母菌可以分解葡萄糖产生大量的CO2，CO2遇热膨胀，使得制作的面包松软多孔。
答案：(1)麦芽汁琼脂　高压蒸汽　由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体　(2)菌体快速增殖　乙醇产生　(3)酵母菌分解葡萄糖会产生CO2，CO2使面包松软
2．(2019·怀化一模)苹果醋是指以苹果汁经发酵而成的苹果原醋，再兑以苹果汁等原料而成的饮品。既有淡淡的醋味，又有果汁的香甜，喝起来非常爽口。苹果醋能保健养生、改善疲劳、美容养颜，是目前大众非常喜爱的饮品。如图是苹果醋的制作简图，请据图回答：
＋
(1)过程①中使用到的微生物是________ ，若要检测是否产生了苹果酒，可用______________试剂进行检测。
(2)过程②和过程③中起作用的微生物都是________，但该微生物在过程②和③中分解的碳源不同，过程②和③中的碳源分别是________和糖类。
(3)生产果醋时，发酵所需微生物可从食醋中分离纯化获得，具体方法是：
第一步：配制培养基。该培养基必须含有微生物生长所需要的基本营养成分。
第二步：对培养基用______________法进行灭菌。
第三步：接种。常用的微生物接种方法有：平板划线法和________________。
第四步：培养。温度控制在________℃，培养时________(填“需要”或“不需要”)提供氧气。
第五步：挑选符合要求的菌落。
解析：(1)参与①果酒制作的微生物是酵母菌；酒精可用酸性重铬酸钾溶液检测。
(2)过程②是醋酸菌利用乙醇为碳源，在氧气充足的条件下，将乙醇转变成醋酸；过程③的碳源是糖类，醋酸菌在氧气充足的条件下将糖类转变成醋酸。
(3)对培养基进行灭菌常采用高压蒸汽灭菌；接种微生物常用平板划线法和稀释涂布平板法。醋酸菌是好氧菌，生长繁殖的适宜的温度范围是30～35 ℃，培养时需要提供氧气。
答案：(1)酵母菌　(酸性)重铬酸钾
(2)醋酸菌　酒精
(3)高压蒸汽灭菌　稀释涂布平板法　30～35　需要
3．(2019·淄博一模)饮料酒在生产过程中会产生少量尿素，酒体呈酸性。尿素能与酒精反应生成有害物质，脲酶能分解酒体中的尿素。请回答下列问题：
(1)对土壤溶液中酸性脲酶菌进行富集培养(初筛)时，培养基的氮源应选用________，与固体培养基相比，液体培养基更适于富集培养的原因是___________________________。
(2)复筛酸性脲酶菌的培养基为中性固体培养基，以酚红为指示剂。经接种、培养后，发现平板上有的菌落周围出现红色圈，有的没有。在挑选时，应选择______________(填“有红色圈的菌落”或“无红色圈的菌落”)。
(3)从酸性脲酶菌中提取脲酶后，不宜直接将脲酶加入酒体中，原因是______________________________________________________。将酸性脲酶和海藻酸钠混合，用注射器滴入凝结液中形成珠粒，这种固定化酶的方法称为________。研究发现海藻酸钠浓度过高时脲酶的活性偏低，原因是______________________。
(4)工业化处理酒体中尿素时，若酒体在一次流经酸性脲酶凝胶反应柱后，尿素含量仍高于产品标准，在不增加柱高的前提下，改进生产工艺流程的措施是__________________。
解析：(1)脲酶菌能合成脲酶，脲酶能分解尿素，因此对土壤溶液中酸性脲酶菌进行富集培养(初筛)时，培养基的氮源应选用尿素；与固体培养基相比，液体培养基更适于富集培养的原因是培养基与菌体接触充分，菌体繁殖快。
(2)复筛酸性脲酶菌的培养基为中性固体培养基，以酚红为指示剂。经接种、培养后，发现平板上有的菌落周围出现红色圈，有的没有。在挑选时，应选择无红色圈的菌落。
(3)从酸性脲酶菌中提取脲酶后，不宜直接将脲酶加入酒体中，原因是酒体中的酶难以回收，不能再次利用；酶混合在酒体中，影响产品质量。将酸性脲酶和海藻酸钠混合，用注射器滴入凝结液中形成珠粒，这种固定化酶的方法称为包埋法。海藻酸钠浓度过高时脲酶的活性偏低，原因是反应底物和产物不易扩散。
(4)工业化处理酒体中尿素时，若酒体在一次流经酸性脲酶凝胶反应柱后，尿素含量仍高于产品标准，在不增加柱高的前提下，改进生产工艺流程的措施是减慢流速、多次流入。
答案：(1)尿素　培养基与菌体接触充分，菌体繁殖快
(2)无红色圈的菌落
(3)酒体中的酶难以回收，不能再次利用；酶混合在酒体中，影响产品质量　包埋法　反应底物和产物不易扩散
(4)减慢流速、多次流入
4．γ氨基丁酸(GABA)是具有降血压、抗焦虑等功能的水溶性氨基酸。科研人员通过实验研究了白方腐乳在前发酵、盐腌和后发酵过程中GABA的含量变化，为寻找生产富含GABA腐乳的工艺奠定基础。实验步骤如下：
①豆腐白坯表面接种毛霉孢子后，在适宜的温度和湿度下培养48 h，获得毛坯。②将毛坯分层整齐地摆放在瓶中，盐腌5天。③腌制后加入卤汤，置于28 ℃恒温箱中后发酵90天。④分别采集各时段的腐乳坯样品，测定GABA含量，结果如下图。请分析并回答问题：

(1)通常含水量为______左右的豆腐适合制作腐乳；毛霉生长的适宜温度为________℃。
(2)前发酵过程中，毛坯的GABA含量发生明显变化的原因是毛霉产生的________促进蛋白质水解产生GABA。
(3)步骤②中，加盐腌制的正确操作是_____________________________________。此过程腐乳干重中的GABA含量下降，一方面与食盐抑制毛霉生长、酶活性降低有关；另一方面，豆腐中的水分渗出，部分GABA会__________而导致测定值减小。
(4)后发酵所加的卤汤中，具有抑菌防腐和调味的成分主要有________________。此过程中，GABA含量再次增加的主要原因是________继续发挥作用，后发酵______天后的白方腐乳出厂销售比较适宜。
解析：(1)制作腐乳所用豆腐的含水量为70%左右，水分过多则腐乳不易成形；毛霉生长的适宜温度为15～18 ℃。
(2)据图中曲线可知，前发酵过程中，毛坯的GABA含量明显升高，原因是毛霉产生的蛋白酶促进蛋白质水解产生GABA。
(3)加盐的具体操作为：逐层加盐，随着层数的加高增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些，因为越接近瓶口被杂菌污染的机会越大；此过程腐乳干重中的GABA含量下降，一方面与食盐抑制毛霉生长，酶活性降低有关；另一方面，豆腐中的水分渗出，部分GABA会随水流失而导致测定值减小。
(4)后发酵所加的卤汤中，具有抑菌防腐和调味的成分主要有香辛料和料酒。后发酵过程中，GABA含量再次增加的原因是毛霉产生的蛋白酶继续发挥作用，由曲线图可知，后发酵60 d后的白方腐乳出厂销售比较适宜。
答案：(1)70%　15～18
(2)蛋白酶
(3)逐层加盐，随着层数的加高增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些　随水流失
(4)香辛料和料酒　 蛋白酶　60
5．(2019·揭阳一模)科研人员发现，在富营养化水体中，硝化细菌和反硝化细菌的数量较正常水体多，且硝化细菌主要分布于水体表层，反硝化细菌主要分布于水体中层、底层。
(1)现准备在实验室分别大量培养这两种微生物，从物理性质角度分析，应选择______培养基，并将pH调至________________，在保证营养充足的状态下，还需为硝化细菌创设________(填“有氧”或“无氧”)环境，为反硝化细菌创设________(填“有氧”或“无氧”)环境。
(2)为进一步探究硝化细菌和反硝化细菌对富营养化水体中NH、NO含量的影响，科研人员进行了如下实验：
第一步：取富营养化水体，灭菌后等分为三组；
第二步：A组加入适量的硝化细菌，B组加入等量的反硝化细菌，C组加入等量的两菌混合物；
第三步：在适宜的条件下培养一段时间后，结果如表：
组别
NH
NO
产生气泡(N2)
A
减少
增加
无
B
不变
减少
有
C
减少
减少
有

①富营养化水的灭菌方式是________________，进行灭菌的原因是________________________________________________________________________。
②为了使测量结果更准确，需另设一实验对照组，其设置为________________________________________________________________________。
③分析实验结果，两种细菌分别对水体中的NH、NO等含氮物质的转化起何种作用？____________________________________________________________________________。
解析：(1)扩大培养微生物应该用液体培养基；硝化细菌主要分布于水体表层，反硝化细菌主要分布于水体中层、底层，由此可知在保证营养充足的状态下，还需为硝化细菌创设有氧环境，为反硝化细菌创设无氧环境。
(2)①对培养基进行灭菌应该用高压蒸汽灭菌法；进行灭菌的目的是防止水体中原有微生物对实验结果的干扰。
②为了使测量结果更准确，需另设一实验对照组，即取与实验组等量的灭菌后的富营养水，但不接种。
③A组加入的是适量硝化细菌，结果NH减少，NO增加，说明硝化细菌将NH转化为NO；B组加入等量的反硝化细菌，结果NH不变，NO减少，产生气泡(N2)，说明反硝化细菌将NO转化为N2。
答案：(1)液体　中性或微碱性　有氧　无氧
(2)①高压蒸汽灭菌法　防止水体中原有微生物对实验结果的干扰
②取与实验组等量的灭菌后的富营养水，但不接种
③硝化细菌将NH转化为NO，反硝化细菌将NO转化为N2
6．(2019·齐鲁调研)如图是从玫瑰花中提取玫瑰精油的操作步骤。请据图回答下列问题：

(1)图中的A表示____________，B表示____________。
(2)玫瑰精油能用水蒸气蒸馏法提取的原因是玫瑰精油具有______________________的性质。
(3)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和____________。
(4)提取橘皮精油时一般采用____________法，不用水蒸气蒸馏法提取的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
橘皮精油提取过程中，使用石灰水浸泡橘皮的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)玫瑰精油的提取过程中，鲜玫瑰花加入清水后可进行水蒸气蒸馏，得到油水混合物后，加入NaCl分离出油层，再加入无水Na2SO4去水即可。(2)玫瑰精油具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定等性质，适合用水蒸气蒸馏法提取。(3)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和蒸馏温度。(4)由于橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题，故一般不采用水蒸气蒸馏法提取橘皮精油，而采用压榨法提取橘皮精油。橘皮精油提取过程中，使用石灰水浸泡橘皮的目的是防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。
答案：(1)NaCl　无水Na2SO4　(2)易挥发、难溶于水、化学性质稳定　(3)蒸馏温度　(4)压榨　橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题(合理即可)　防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率
7．葡萄糖异构酶经固定化后，可用于工业化生产高果糖浆。请回答下列问题。
(1)筛选产乳糖酶的微生物时，宜用______作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是作为______剂。从功能上讲这种培养基属于____________。培养产乳糖酶的微生物前对培养皿进行灭菌宜采用__________方法。
(2)戊二醛是一种化学交联剂，能与葡萄糖异构酶通过化学键交联。将酶液、戊二醛溶液先后加入到海藻酸钠溶液中搅拌均匀，用注射器将混合液注入到________溶液中可得到凝胶珠粒，此过程所用的固定化酶方法为____________________。
(3)1个葡萄糖异构酶活力单位常定义为每分钟产生1 μmol______所需的酶量。如图是温度对葡萄糖异构酶的固定化酶和游离酶活力的影响曲线，该曲线表明固定化酶和游离酶的最适温度______(填“相同”或“不同”)；低于或高于最适温度时，固定化酶的酶活力______(填“低于”、“等于”或“高于”)游离酶。

(4)在用葡萄糖异构酶凝胶反应柱生产高果糖浆时，若糖液在1次流经反应柱后果糖的浓度低于产品标准，对此你提出的改进方案是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(答出2点)
解析：(1)筛选能够产乳糖酶的微生物时，需要使用以乳糖为唯一碳源的加入琼脂作为凝固剂的选择培养基。对培养皿等玻璃器皿进行灭菌宜采用干热灭菌。
(2)在固定化酶的过程中，需要将酶液、戊二醛溶液先后加入到海藻酸钠溶液中搅拌均匀，用注射器将混合液注入到氯化钙溶液中得到凝胶珠，该固定化酶的方式是包埋法或化学结合法。
(3)1个葡萄糖异构酶活力单位常定义为每分钟产生1 μmol果糖所需的酶量。据图分析可知，固定化酶和游离酶的最适温度相同。低于或高于最适温度时，固定化酶的酶活力高于游离酶。
(4)根据题意可知，改进方案主要有增加葡萄糖异构酶的装载量；降低糖液流速；将流出液再次加入反应柱；更换直径更细的柱筒等。
答案：(1)乳糖　凝固　选择培养基　干热灭菌
(2)氯化钙　包埋法、化学结合法
(3)果糖　相同　高于
(4)增加葡萄糖异构酶的装载量；降低糖液流速；将流出液再次加入反应柱；更换直径更细的柱筒等
8．(2019·苏州二模)实验人员从环境中分离获得白腐菌，以白腐菌的菌丝或孢子制得固定化白腐菌凝胶颗粒，各取25个两种凝胶颗粒分别处理50 mL染料废水，实验结果如图1。进一步研究不同数量的凝胶颗粒处理50 mL染料废水结果如图2。据图分析回答：

(1)从野外采集白腐菌前，先向待采集土壤喷洒适量的染料废水的目的是____________________，某同学在进行白腐菌分离纯化实验时，划线某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域的第一条线上无菌落，其它划线上有菌落。造成第一条划线无菌落可能的操作失误是________________________________________________。将收集到的菌丝或者孢子加入到适量的海藻酸钠溶液中混匀，抽取5 mL混合液，滴加到CaCl2溶液中，该过程中CaCl2溶液的作用是__________________________________。
(2)现要处理100 L皮革生产过程中产生的染料废水．从实验结果分析，应选用________________________凝胶颗粒，添加________个凝胶颗粒后，保持____d以上，以达到最好的净化效果。
(3)与向染料废水中直接接种白腐菌相比，在工业生产中使用固定化白腐菌凝胶颗粒的优点主要是________________。
解析：(1)从野外采集白腐菌前，先向待采集土壤喷洒适量的染料废水的目的是使分解染料的白腐菌富集。导致第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落，可能的操作失误有接种环灼烧后未冷却、划线未从第一区域末端开始。CaCl2溶液的作用是与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)。
(2)根据图1和图2可知：选用固定化白腐菌孢子(或孢子)凝胶颗粒脱色率较高。由图1可知：净化时间需要保持10 d以上。根据图2可知：固定化白腐菌孢子的凝胶颗粒处理50 mL染料废水时，固定化白腐菌孢子的凝胶颗粒达到30个时，已达到饱和。故处理100 L废水，需要添加＝60 000个凝胶颗粒。
(3)使用固定化白腐菌凝胶颗粒的优点主要是可以反复利用。
答案：(1)使分解染料的白腐菌富集　接种环灼烧后未冷却(或划线未从第一区域末端开始，答到任意1点即可)　与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)
(2)固定化白腐菌孢子(或孢子)　60 000　10
(3)可以反复利用
9．(2019·姜堰区期中)氢气是一种清洁能源，可由产氢菌群无氧发酵产生。科研人员从厌氧活性污泥中获得产氢菌群，并利用硫酸纤维素钠和聚二甲基二烯丙基氯化铵能形成中空微胶囊的特性将其固定化。在此基础上比较固定化产氢菌和游离产氢菌的菌体浓度随时间的变化、不同温度条件下氢气产率的变化，结果如图。请分析回答：

(1)本实验中，固定化产氢菌采用的方法称为________。
(2)由图1可知，与游离的产氢菌相比，固定化的产氢菌培养后菌体浓度增加较____，其主要原因是__________________________________________________。
(3)由图2可知，固定化产氢菌生产氢气的优势表现在氢气产率高、_______________。
(4)实验中使用的发酵培养液成分如表：
培养液
成分
葡萄糖
蛋白胨
牛肉膏
酵母汁
NaCl
K2HPO4
半胱
氨酸
微量
元素
含量
(g/L)
20
4
2
1
2
1.5
0.5
适量

其中为产氢菌群提供氮源的成分有________________________________。
(5)在生产实践中，为了充分发挥固定化产氢菌的优势，除了探究固定化产氢菌发酵所需的适宜条件外，还需探究____________________________。
解析：(1)根据题干“利用硫酸纤维素钠和聚二甲基二烯丙基氯化铵能形成中空微胶囊的特性将其固定化”，则固定化产氢菌采用的方法称为包埋法。
(2)由图1可知，固定化的产氢菌培养后菌体浓度增加较快，主要原因是微胶囊是中空的，有利于形成无氧的环境，便于产氢菌的生长繁殖。
(3)由图2可知，固定化产氢菌生产氢气的优势是氢气产率高、对温度变化适应性更强。
(4)蛋白胨、牛肉膏、酵母汁中含有蛋白质，半胱氨酸是蛋白质的基本单位之一，元素组成为C、H、O、N，则能提供氮源。
(5)为了充分发挥固定化产氢菌的优势，需要探究固定化产氢菌发酵所需的适宜条件，还需探究固定化产氢菌可重复使用的次数。
答案：(1)包埋法
(2)快　微胶囊有利于形成无氧的环境，便于产氢菌的生长繁殖
(3)对温度变化适应性更强
(4)蛋白胨、牛肉膏、酵母汁、半胱氨酸
(5)固定化产氢菌可重复使用的次数