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1.(生物技术实践, 10 分)
下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径,请据图回答有关问题:
( 1 )选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要因素,一般来说选用__ __________期的花粉可提高成功率。选择花粉时,一般要通过____________来确定花粉是否处于合适的发育期,这时需要对花粉的细胞核进行染色,常用的染色剂是____________。
( 2 )上图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中____________。
( 3 )胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排列疏松无规则,是一种高度____________的薄壁细胞,胚状体与____________发育形成的胚有类似的结构,即具有胚芽、胚轴和胚根。
( 4 )无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素,请说明下列各项需要消毒,还是需要灭菌。 ① 培养基, ② 培养皿, ③ 接种环, ④ 花蕾, ⑤ 实验操作者的双手, ⑥ 三角锥形瓶。 ________________________(填编号)需要灭菌,________________________(填编号)需要消毒。
( 5 )试管苗移栽到土壤前,通常要进行壮苗处理,应如何壮苗?________________________。
1 . (生物技术实践, 10 分)
( 1 )单核 镜检(显微镜观察) 醋酸洋红 ( 2 )激素的种类及其浓度配比( 2 分)
( 3 )液泡化正常受精卵(或受精卵) ( 4 )⑥ 需要灭菌 ⑩ 国需要消毒。
( 5 )将试管苗移栽到经消毒过的培养基中生活一段时间,等幼苗长壮后再移栽到土壤中 ( l 分)
2.(生物技术实践,10分)
急性肠胃炎、手足口病分别是由细菌、病毒通过消化道进入人体导致的。因此检验饮用水的细菌含量和病毒含量是有效监控疾病发生的必要措施,请回答下列与检验饮用水有关的问题:
(1)检验大肠杆菌的含量时,通常将水样进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的水样用涂布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养,记录菌落数量,这种方法称为 。下面四种菌落分布图中,不可能由用该方法得到的是 。
A B C D
(2)用该方法统计样本菌落数时是否需要设置对照组? 。为什么? 。
(3)如分别取0.1ml已稀释103倍的水样分别涂布到三个琼脂固体培养基的表面进行培养,培养基记录到大肠杆菌的菌落数分别为55、56、57,则每升原水样中大肠杆菌数为 。
(4)已知大肠杆菌能发酵乳糖并产酸产气,现提供足量的已灭菌的乳糖蛋白胨培养液和具塞试管,应如何判断待检水样中是否含有大肠杆菌? 。
(5)手足口病的病原体是柯萨奇病毒。如需检测水样中是否有柯萨奇病毒,可以通过检测柯萨奇病毒特有的DNA片段来实现。但是水样中的病毒DNA极少,这时可以通过 技术扩增病毒DNA片段,然后进行检测。采用这种技术进行DNA扩增时,一定需要用到的酶是 。
2.(生物技术实践,10分)
(1)稀释涂布平板法 D (2)需要设置(对照组)
因为需要判定培养基是否被杂菌污染(培养基灭菌是否合格)
(3)5.6×108个
(4)通过无菌操作向试管内注入一定量待检水样,再注入已灭菌的乳糖蛋白胨培养液将试管充满,塞上塞子(1分),混匀后置于37℃恒温箱培养24h(1分)。试管内有气泡生成的说明水样中有大肠杆菌(1分)
(5)PCR 耐高温的DNA聚合酶
3.(生物技术实践,10分)
科学家发现,人的汗液中含有一种称作“Dermcidin”的抗菌蛋白,能抵抗多种病菌。研究人员已经分离出控制这种蛋白质合成的基因。
(1)从汗液中分离该抗菌蛋白可以使用什么方法?
(2)为了评估该抗菌蛋白的抗菌性,研究人员用大肠杆菌进行了抗菌实验。分别在加入抗菌蛋白(Dermcidin)和未加入抗菌蛋白(Dermcidin)的培养基中接种_____________。培养一段时间后,比较两种培养基中______________,确定该蛋白质的抗菌效果。
(3)上述抗菌实验所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供________和_______。除此之外,本实验对培养基有什么特殊要求?
(4)为了对抗菌蛋白基因进行分析研究,需要应用PCR技术进行扩增。PCR扩增反应中加人引物和DNA聚合酶的作用分别是什么?相对于普通细胞内的DNA聚合酶,PCR所用的DNA聚合酶具有怎样的特点?
3.10分。除说明外,每空或每问1分。
(1)凝胶色谱法(或分配色谱法,或电泳法)
(2)(大肠杆菌)菌液 菌落数量
(3)碳源 氮源 培养基应模拟汗液特定的pH值和盐分条件(2分)
(4)引物的作用是与模板链结合,引导新链合成的开始。
DNA聚合酶的作用是把游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则连接起来,引导新链的延伸。
PCR所用的DNA聚合酶具有耐高温的特点。
4.(生物技术实践,10分)
将大肠杆菌接种到适宜的细菌培养基上,加盖后,以不同的方式处理,并放置在不同的温度环境中,培养24h后,观察所得结果,列表如下:
编号
a
b
c
d
e
f
处理方法
接种大
肠杆菌
接种大肠杆菌并在中央覆盖一吸有抗生素X的圆纸片
接种大肠杆菌并在中央覆盖一吸有抗生素Y的圆纸片
接种大肠杆菌,表面全被醋覆盖
接种大
肠杆菌
无接种
细菌
温度℃
40
40
40
40
0
40
观察结果
全表面
浑浊
纸片周围呈现一片清晰区,其余部位表面浑浊
全表面浑浊
全表面清晰
全表面清晰
全表面
清晰
根据上述实验结果,回答下列问题:
(1)将编号a和f比较可知,有 的培养基表面会变浑浊。
(2)将编号e和a的结果比较可知, 不适合大肠杆菌生长。
(3)将编号d和a的结果比较可知, 不适合大肠杆菌生长。
(4)b和c的结果说明 。
(5)假定在细菌的培养过程中,分离获得了不能合成某种维生素的营养缺陷型菌株。请设计一个实验以鉴定这种维生素的类型。
第一步:将变异菌株接种到 培养基上扩大培养;
第二步: ;… …
4.(生物技术实践,10分)
(1)大肠杆菌 (2)0℃的环境 (3)pH过低的环境
(4)抗生素X可杀死大肠杆菌,而抗生素Y不能杀死大肠杆菌(2分)
(5)第一步:完全(或含各种维生素)
第二步:配制一系列培养基,每种培养基为只添加某一种维生素的“完全培养基”
第三步:将扩大培养的变异菌株分别接种到上述培养基中培养
第四步:观察细菌生长情况,细菌能正常生长的培养基中所添加的维生素,就是该变异菌株步能合成的维生素(2分)
5.(生物技术实践,10分)
在日常洗涤中,普通洗衣粉已经逐渐被加酶洗衣粉所代替,加酶洗衣粉中的碱性蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶等可以将粘附在衣物上的奶渍、汗渍、血渍等快速、彻底地清除掉,因此非常受人们的欢迎。
2,4,6
(1)某班同学为探究某种复合加酶洗衣粉的最佳洗涤温度,设计了一个探究实验,该实验的自变量应为______________。实验过程中,不同的小组选用了含不同污染物的衣物作为实验材料,最终结果汇总如下表:2,4,6
不同温度下除去不同污渍所需的时间(t)
用 水温
时 ℃
污染物
5
15
25
35
45
55
65
75
85
植物油
225
110
98
78
49
35
22
46
109
牛奶
200
103
70
42
11
34
49
91
100
浆湖
143
99
65
31
21
6
34
97
148
由上表可知,在洗涤不同污染物的衣服时要 。
(2)目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的,某大型洗涤公司为降低生产成本研制了一种能多次重复使用加酶洗衣粉的设备,他们将酶固定在不溶于水的尼龙载体上,洗涤完衣物后,经过简单处理,这些酶还可以多次重复利用,这种方法制成的酶叫 。
(3)加酶洗衣粉中的淀粉酶可以从霉菌中提取。用固体培养基分离、纯化霉菌的方法是__________________。
(4)土壤中有很多微生物能分泌纤维素酶,在分离这些微生物的过程中应该以_________作为唯一碳源。
(5)“闻着臭,吃着香”的臭豆腐驰名中外,其制作过程中所用的微生物主要是 ,臭豆腐表面往往有一层致密的皮,这层皮实际上是微生物的 ,它对人体是无害的。
5.(生物技术实践,10分)
(1)温度 使用不同温度的水 (2) 固定化酶
(3)平板划线法、稀释涂布平板法(任选一种即可)(2分) (4)纤维素 (5)毛霉 匍匐菌丝
6.(生物技术实践,10分)
啤酒是我们日常生活中最常见的饮料之一。在啤酒生产过程中,发酵是重要环节。生产过程大致如下:将经过灭菌的麦芽汁充氧,接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期,酵母菌迅速繁殖,糖度下降,酒精浓度渐渐上
升,泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后,结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程,回答以下问题:
(1)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种,对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌,诱变及筛选过程如下:
步骤1:野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。
步骤2:制备选择培养基。在基本培养基的基础上,注意 和 ,加琼脂后灭菌,制成固体平板。
步骤3:将紫外照射后的菌液稀释涂布平板。
步骤4:根据是否能在选择培养基上生长筛选出突变菌。
(2)酿酒过程中,经检测活菌数量适宜但却不产生酒精,应采取的措施是 。
(3)为研究发酵罐中酵母菌的生长状况,常要取样统计分析,并测定pH值,判断取样先后顺序的主要依据是 。
(4)小麦脱粒以后还有大量的麦秆,主要成分为木质素、纤维素和半纤维素,但是酵母菌无法直接利用,原因是其 。请提出解决该问题的方法。(列举两种方法。2分)
(5)突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中,PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物的作用是 ,
加入DNA聚合酶的作用是 。
6.(生物技术实践,10分)
(1)添加高浓度蔗糖(葡萄糖) 调低pH值
(2)隔绝空气 (3)pH值的大小,pH值越小取样时间越靠后(2分)
(4)缺乏相应分解酶系(或缺乏纤维素酶和半纤维素酶)。
在酵母菌中转人分解酶系相关基因;利用酶或微生物分解麦秆; 利用物理和化学方法分解麦秆;将酵母菌与其他能分解麦秆的微生物混合发酵。(答对任意两项得2分)
(5)结合在模板DNA上,提供DNA延伸起始位点; 催化DNA子链的合成
7.(生物技术实践 10分)
生物乙醇是以生物为原料生产的可再生能源。我国利用农作物废弃物(秸秆)生产乙醇,其技术流程为:纤维素酶解 酵母发酵 蒸馏 成品。
(1)纤维素酶的成本能否下降,是能否实现乙醇工业化生产的关键因素。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程:土壤取样--选择培养--梯度稀释--鉴别培养。
①最好选择怎样的环境采集土样?
②以下是一种培养基配方:纤维素粉5g、NaN03 1g、Na2HP04·7H20 1.2g、KH2P04O.9g、 MgS04·7H20 O.5g、 KCl 0.5g、酵母膏0.5g、水解酵素0.5g(蒸馏水定容到1.000mL)。
该培养基能够增加样品中纤维素分解菌的浓度,其原理是 。
③为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种,可以在鉴别培养基中加入 染液,将筛选获得的菌液稀释后用 法接种到鉴别培养基上,然后挑选产生 的菌落作为菌种进行扩大培养。
④纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量如何呢?可设计实验进行检测,请写出实验思路:
(2)进行工业化酶解时,为了使纤维素酶能反复使用,可以采用 技术。
(3)乙醇是酵母菌的发酵产物。发酵时酵母菌直接利用的物质是 。
(4)发酵时乙醇浓度升高会对酵母菌产生毒性,从而影响进一步的发酵。科学家利用基因工程方法创造出一种对乙醇浓度有高耐受力的酵母菌新菌种,该过程需采用PCR技术扩增目的基因。与体内DNA复制相比,PCR反
应体系除需加入两种引物外,还需加入
7.(10分。除说明外,每空或每小题1分)
(1)①选择纤维素丰富的土壤环境
②培养基中纤维素是主要碳源,有利于纤维素分解菌生长,同时抑制其他微生物生长(2分)
③刚果红 涂布平板法 透明圈
④向定量纤维素分解菌培养液中加入定量纤维素,定时测定葡萄糖产量的变化
(2)固定化酶 (3)葡萄糖(或纤维素酶解产物) (4) 耐热的DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶)
8.(生物技术实践)(10分)下列是有关微生物的培养与应用以及酶的应用等问题,请分析回答。
在农业生产研究上,常常需要进行微生物的培养和计数。
(1) 下图是利用 法进行微生物接种,把聚集的菌种逐步 分散到培养基的表面。
(2) 分析下面培养基的配方:NaNO3、KH2PO4、NaH2PO4、MgSO4•7H2O、KCl、H2O。若此培养基用于培养分解尿素的细菌,则应除去上述 成分,并加入 物质,以补充 源。若用于培养纤维素分解菌,应加入 物质,为检测纤维素分解菌的存在与否,还应加入 染料,将呈 反应。
(3) 三位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中细菌数量。在对应稀释倍数为106的培养基中,得到以下统计结果:
甲同学涂布了两个平板,统计的菌落数是236和260,取平均值248;
乙同学涂布了三个平板,统计的菌落数是210、240和250,取平均值233;
丙同学涂布了三个平板,统计的菌落数是21、212和256,取平均值163;
在三位同学的统计中,只有一位同学的统计是正确的,指出另两位同学的统计为什么不正确?
8.(10分)
(1) 平板划线 稀释
(2) NaNO3 尿素和葡萄糖 氮、碳 纤维素粉 刚果红 红色
(3) 甲同学只涂布了两个平板,实验数据说服力不够;(1分)
9.(生物技术实践,10分)
自然界中的微生物往往是混杂生长的。人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯,然后过行数量的测定。下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验,请回答有关问题。步骤如下:
A.制备稀释倍数为102、103、104、105、106的系列稀释液。
B.为了得到更加准确的结果,你选用 (稀释混合平板法、稀释涂布平板法)接种样品。
C.适宜温度下培养。
结果分析:
(1)测定的大肠杆菌数,在对应稀释倍数为106的培养其中,得到以下几种统计结果,正确可信的是( )
A.一个平板,统计的菌落数是23
B.两个平板,统计的菌落数是22和26,取平均值24
C.三个平板,统计的菌落数分别是21、5和52,取平均值26
D.四个平板,统计的菌落数分别是21、30、24和25,取平均值25
(2)一同学在稀释倍数为105的培养基中测得平板上菌落数的平均值为23.4,那么每毫升样品中的菌落数是(涂布平板时所用稀释液的体积为0.2ML)_______________。
(3)用这种方法测定密度,实际活菌数量要比测得的数量 ,因为_________________________________________________________________。
(4)某同学在测定大肠杆菌的密度时发现,在培养基上还有其他杂菌的菌落,能否肯定该大肠杆菌的品系被污染了?为什么?
9. (生物技术实践10分)
步骤B:稀释混合平板法(2分) 结果分析:(1)D (2分)
(2)1.17×108 (2分)
(3)多 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察的是一个菌落 (每空1分)
(4)不能 因为不能排除杂菌来自培养基或来自培养过程 (每空1分)
10.(《生物技术实践》 10分)
(1)育种工作者常采用花药培养的方法,使花粉粒发育为单倍体植株。下列过程是采用
水稻的花药进行培养的步骤,请据此回答下列问题:
选取水稻花药→对花蕾消毒→接种和培养→植物体
①选的水稻花药应为 期,此时细胞核由中央移向细胞一侧,花药培养成功最高。
②通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径:一种是花粉通过 阶段发育为植株,另一种是
在诱导培养基上先形成 再将其诱导分化成植株。
③试管苗形成过程中,必须从培养基中获得无机盐或矿质元素和小分子有机物质等营养物质。要促进花粉
细胞分裂和生长,培养基中应有 和 两类激素。
A B C
果汁
(2)工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率,为研究温度对果胶酶活性的影响.某学生设计了如下实验:
Ⅰ:将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在10℃水浴中恒温处理10分钟(如图A)。
Ⅱ:将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合,再次在10℃水浴中恒温处理10分钟(如图B)。
Ⅲ:将步骤②处理后的混合物过滤,收集滤液,测量果汁量(如图C)。
Ⅳ:在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量,结果如下表:
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
80
出汁量/ml
8
13
15
25
15
12
11
10
根据上述实验,请分析回答下列问题:
①果胶酶能破除细胞壁,是因为果胶酶可以促进细胞壁中果胶的水解,产物是 。
②实验结果表明,当温度为 左右时,果汁量最多,此时果胶酶的活性 。
③为什么该实验能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低?
。
10.(生物技术实践)(10分,除注明外其余每空1分)
(1)①单核 ②胚状体 愈伤组织 ③细胞分裂素 生长素
(2)①半乳糖醛酸 ②40℃ 最大 ③果胶酶将果胶分解为小分子物质,小分子物质可以通过滤纸,因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶的能力(2分)
11. (生物技术实践,10分)
生物乙醇是以生物为原料生产的可再生能源。我国利用农作物废弃物(秸秆)生产乙醇,其技术流程为:纤维
素酶解→酵母发酵→蒸馏→成品。
(1)纤维素酶的成本能否下降,是能否实现乙醇工业化生产的关键因素。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程:土壤取样→选择培养→梯度稀释→鉴别培养。①最好选择怎样的环境采集土样?_________________________________。
②以下是一种培养基配方:纤维素粉5 g、NaN03 1g、Na2HP04·7H20 1.2g、KH2P040.9 g、MgS04.7H20 0.5g、KCl 0.5g、酵母膏0.5 g、水解酪素O.5g(蒸馏水定容到1000mL)。该培养基能够增加样品中纤维素分解菌的浓度,其原理是 ____________________________。
③为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种,可以在鉴别培养基上加入______________染液,将筛选获得的菌液稀释后用______________方法接种到鉴别培养基上,然后挑选产生______________的菌落作为菌种进行扩大培养。
④纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量如何呢?请设计实验进行检测。________________________________________________________________________________________________________________。
(2)进行工业化酶解时,为了使纤维素酶能反复使用,可以采用______________技术。
(3)乙醇是酵母菌的发酵产物。发酵时酵母菌直接利用的物质是______________。
(4)发酵时乙醇浓度升高会对酵母菌产生毒性,从而影响进一步的发酵。科学家利用基因工程方法创造出一种对乙醇浓度有高耐受力的酵母菌新菌种,该过程需采用PCR技术扩增目的基因。与体内DNA复制相比,PCR反应体系需加入哪两种特别的物质?_______________________________________________________。
11.(10分。除说明外,每空或每小题1分。)
(1)①选择纤维素丰富的土壤环境
②培养基中纤维素是主要碳源,有利于纤维素分解菌生长,同时抑制其他微生物生长。
③刚果红 涂布平板法 透明圈
④向定量纤维素分解菌培养液中加入定量纤维素,定时测定葡萄糖产量的变化。
(2)固定化酶 (3)葡萄糖(或纤维素酶解产物) (4)两种引物、耐热的DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶)(2分)
12 . (生物技术实践, 10 分)
人类利用微生物酿酒、制醋的历史源远流长。请回答以下与发酵有关的问题:
(1)喝剩的葡萄酒放置时间长后酒味变酸的原因是 。
(2)工业生产果酒时,为有利于葡萄的压榨、果酒清澈透明无沉淀,可加入 酶。
(3)右下图为酿制葡萄酒的两个简易装置,请分析回答:
①制作果酒,需将温度严格控制在________℃。制作果酒后制果醋,应将温度控制在_______。
②甲装置中,A液体是___________,NaHCO3溶液的作用是___________;若用乙装置,在发酵过程中,必须进行的操作是_____________。
③葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间,这是因为______________________。
12. (生物技术实践, 10 分,除特别说明外,每空1分)
(1)醋酸菌发酵产生醋酸
(2)果胶酶、蛋白酶
(3)①18-25℃ 30—35℃
② 葡萄汁 吸收酵母菌酒精发酵产生的CO2
每隔12小时左右(一定的时间)将瓶盖拧松一次(2分)
③既为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气,又防止发酵旺盛时汁液溢出(2分)
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