第十单元生物技术实践专题24 生物技术实践挖命题【考情探究】分析解读本专题的主要内容是微生物的实验室培养与微生物在生产生活中的应用。
与高中生物基础概念联系紧密的、技术前沿的实验,如PCR技术、微生物培养、植物组织培养等经常作为技术背景出现在一个具体研究中,目的是通过这些技术辅助的科学研究来揭示生物的本质和规律。
PCR技术和植物组织培养因与选修3交叉,已分别放入基因工程和细胞工程专题中。
总体来说,高考对本专题的考查难度较低,但是本专题或者说选修1模块在培养考生的科学探究能力以及STS教育方面有着不可或缺的价值。
【真题典例】破考点考点一微生物的培养、分离与计数【考点集训】考向1微生物的实验室培养1.已知某种细菌以CO2为唯一碳源,下列相关叙述正确的是()A.可推测该细菌的代谢类型为自养需氧型B.无机盐是该细菌不可缺少的营养物质C.培养过程中碳源同时充当该细菌的能源物质D.培养该细菌的培养基中无需添加氮源答案 B2.回答与微生物实验室培养有关的问题:(1)在制备固体培养基时需加入的常用凝固剂是。
若培养基需调节pH,则应在灭菌之(填“前”或“后”)调节。
(2)为防止外来杂菌入侵,对等可采用干热灭菌法进行灭菌。
(3)如图为平板划线法接种后的示意图。
在划线接种的整个操作过程中,对接种环至少需进行次灼烧灭菌。
接种后盖上皿盖,将平板放入恒温箱中培养,这样放置的目的是。
(4)用稀释涂布平板法统计活菌数目时,每隔一个“时间间隔”统计一次菌落数目,最后选取作为结果,这样可以防止因培养时间不足而遗漏菌落的数目。
答案(1)琼脂前(2)玻璃器皿和金属用具(3)6倒置避免培养基被污染和防止培养基水分过快挥发(4)菌落数目稳定时的记录考向2微生物的分离纯化技术3.下列关于平板划线法和稀释涂布平板法纯化大肠杆菌的叙述,正确的是()①可以获得单个的菌落②都需要使用接种针进行接种③都需要在火焰旁进行接种④都可以用来计数活菌A.①②B.③④C.①③D.②④答案 C4.幽门螺杆菌(能分解对热不稳定的尿素)是急慢性胃炎和消化道溃疡的主要致病因素。
为从带菌者胃黏膜样本中分离出该细菌,相关实验步骤和方法不合理的是()A.配制培养基并灭菌后,需要加入无菌尿素B.应设置未接种的培养基,作为实验的对照C.统计样本中活菌数量时,可用划线法接种D.可利用酚红指示剂对培养的菌落进行鉴定答案 C的是()5.下列有关细菌纯化培养的说法,不正确．．．A.实验操作者接种前要用70%的酒精棉球擦手消毒B.每次划线后接种环要在酒精灯火焰上灼烧灭菌C.培养基上的单个菌落都是一个细菌细胞的克隆D.菌液梯度稀释后用涂布法接种,得到单菌落便于计数答案 C考向3微生物的筛选与计数6.下列有关实验的叙述,正确的是()A.制作果酒时,先用稀释的洗涤液多次清洗葡萄以防止发酵液被污染B.用划线法接种时,将培养皿盖全部打开后,用沾有菌液的接种环划线接种C.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红,可用于筛选和鉴定尿素分解菌D.刚果红能与纤维素形成红色复合物,可用刚果红分离分解纤维素的细菌答案 C7.我国规定每升饮用水中大肠杆菌不能超过3个。
某兴趣小组尝试对某品牌饮用水的大肠杆菌含量进行检测,操作简图如图甲,伊红美蓝培养基配方如图乙。
回答下列相关问题:(1)图甲中滤膜的孔径应(填“大于”或“小于”)大肠杆菌。
受此启发,对某些不耐高温的试剂可以怎样除菌?。
(2)配制图乙中的基础培养基时,除了水分、无机盐以外,还应加入(一种营养成分),以及。
伊红美蓝培养基上生长的大肠杆菌菌落呈现黑色,从功能上划分,该培养基属于培养基。
(3)该小组通过统计的数目,计算出单位体积样品中大肠杆菌数目。
理论上他们的统计值要比实际(填“偏高”或“偏低”),理由是。
答案(1)小于用滤膜过滤除菌(2)氮源琼脂鉴别(3)黑色菌落偏低两个或多个大肠杆菌连在一起时,平板上只能观察到1个菌落8.羧甲基纤维素钠(CMC)是常用的食品添加剂,不能被人体消化吸收,因此通常被认为是安全的食品添加剂。
研究者用含1.0%CMC无菌水作为饮用水,连续饲喂实验小鼠12周,测定小鼠体重,结果如图1、图2所示。
图1普通环境饲养小鼠的实验数据图2无菌环境饲养小鼠的实验数据(1)图1所示实验中的对照处理是。
图1结果显示,食用CMC能够。
综合图1、图2结果,通过比较,说明CMC的这种作用依赖于小鼠消化道内的各种微生物。
(2)有人提出:小鼠摄入的CMC改变了其肠道内各种微生物的比例。
为检验上述推测,研究者设计了如下实验:①搜集(填图中分组编号)小鼠粪便制成悬浮液涂布于(填下列选项前的序号)上。
a.以CMC为碳源的液体培养基b.全营养液体培养基c.以CMC为碳源的固体培养基d.全营养固体培养基②接种后置于(填“无氧”或“有氧”)条件下培养,通过观察以初步鉴定小鼠消化道中的微生物类群。
③统计比较,以确定推测是否成立。
(3)为进一步研究“小鼠体重变化是否由CMC引起的小鼠消化道内各种微生物比例改变所致”,研究者设计了粪便移植实验,并检测了被移植小鼠体重的变化。
请将下列选项填入下表中(选填选项前的符号),完成实验方案。
a.普通小鼠b.无菌小鼠c.饲喂含CMC无菌水12周的普通小鼠d.饲喂无菌水12周的普通小鼠e.含1.0%CMC的无菌水f.无菌水(不含CMC)答案(1)饲喂不含CMC的无菌水使小鼠体重增加A、B组体重差值与C、D组体重差值(2)①A、B d②无氧菌落③不同类群微生物的数量及比例(3)(全部正确得分)考点二传统发酵技术【考点集训】考向1果酒果醋的制作1.下列关于用塑料瓶制作果酒和果醋的叙述,正确的是()A.为了提高果酒的产量,果汁应尽量装满发酵瓶B.使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNAC.果酒和果醋制作过程中均需要适时拧松瓶盖D.果酒制成后,可将装置转移至温度较低的环境中制果醋答案 B2.如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。
下列相关叙述不正确的是()A.改变通入气体种类,可以研究呼吸作用类型对发酵的影响B.果酒发酵中期通入N2,酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸C.果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关D.气体入口与气体出口可以交换使用答案 D3.下列关于家庭中制作果酒、果醋和泡菜的叙述,正确的是()A.都需要严格的灭菌B.都需要接种相应微生物C.都在无氧条件下进行D.都利用异养微生物发酵答案 D考向2腐乳的制作4.下列有关传统发酵技术的叙述,正确的是()A.制作果酒最快捷的途径是先制果醋,再制果酒B.酿制果醋所需酵母菌和醋酸菌的发酵底物、条件完全相同C.制作腐乳需利用毛霉产生的酶分解豆腐中的蛋白质等物质D.制作果酒、果醋和腐乳过程都应防止微生物的生长繁殖答案 C5.腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的大豆食品,腐乳制作的流程示意图如图:(1)现代科学研究表明,多种微生物参与了豆腐的发酵,如(举出四例)。
从生态学角度分析,它们是关系。
(2)腐乳制作的原理是。
(3)传统的制作过程中,豆腐块上长出的毛霉来自,而现代的腐乳生产是在严格无菌的条件下,将优良的菌种接种在豆腐上,这样可以。
(4)卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的,香辛料的作用是。
(5)某同学在制作腐乳的过程中,发现豆腐腐败变质,原因可能是。
答案(1)根霉、酵母菌、曲霉、毛霉竞争(2)毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质水解为多肽、氨基酸;脂肪酶将脂肪水解为甘油、脂肪酸(3)空气中的毛霉孢子避免其他菌种的污染,保证产品的质量(4)调制腐乳的风味,防腐杀菌(5)加盐腌制时,加盐量太少;酒精含量过低;玻璃瓶没有经沸水消毒;装瓶后,没有将瓶口密封(合理即可)考向3发酵过程中亚硝酸盐含量的测定的是()6.下列关于果酒和泡菜制作的叙述中,不正确．．．A.主要菌种都是原核生物B.制作过程都需要控制氧气C.菌种都不需要人工接种D.发酵产物能减少杂菌污染答案 A7.回答下列有关泡菜制作的问题:(1)制作泡菜时,所用盐水需煮沸,其目的是。
为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的目的是。
(2)泡菜制作过程中,乳酸发酵过程即乳酸菌进行的过程。
该过程发生在乳酸菌的中。
(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有、和等。
(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内,泡菜液逐渐变酸,这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是,原因是:。
答案(1)消灭杂菌增加乳酸菌数量(2)无氧呼吸细胞质(3)温度食盐用量腌制时间(4)乳酸菌数量增加,杂菌数量减少乳酸菌比杂菌更为耐酸炼技法方法一从细胞代谢入手,突破传统发酵技术的原理【方法集训】1.下列叙述错误的是()A.醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸B.酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精C.泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵D.腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶答案 A2.酵母菌对酒精的耐受性影响酒类酿造。
研究者利用酒精敏感型酵母菌(甲)和酒精耐受型酵母菌(乙)进行了相关实验,请回答问题。
(1)酒精是酵母菌进行的产物,在中产生。
发酵过程中,随着发酵液酒精浓度增加,酒精分子可插入到生物膜的疏水区,破坏膜完整性。
(2)海藻糖由两分子葡萄糖连接而成,可通过与膜成分结合而稳定膜结构。
研究者制备了含有和不含有葡萄糖的培养基培养两种酵母菌,并在酒精冲击的条件下测定相关指标。
如图。
图1在无糖培养基中两种酵母菌中海藻糖含量图2在含糖培养基中两种酵母菌中海藻糖含量图3在无糖培养基中两种酵母菌的存活率图4在含糖培养基中两种酵母菌的存活率①两种酵母菌置于含酒精的培养基中振荡培养,同时设置的培养基作为对照。
每隔一段时间取菌液,利用法接种在固体培养基表面进行计数并计算细胞存活率。
②图1、2结果显示,有利于酵母菌合成海藻糖;结合图3、4结果可知,海藻糖含量高的酵母菌存活率。
③海藻糖含量提高有助于提高酵母菌的酒精耐受力的实验证据有。
(3)综上所述,推测酒精耐受型酵母菌的耐受机理是。
答案(1)无氧呼吸细胞质基质磷脂双分子层(2)①不含酒精稀释涂布平板②葡萄糖高③在有糖和无糖的条件下,菌株乙细胞中的海藻糖含量均高于菌株甲,乙的存活率均高于甲;在有糖的条件下,两菌株细胞中的海藻糖含量均上升,存活率下降时间略推迟(3)通过合成较多的海藻糖以稳定酵母菌的膜结构,从而在酒精冲击的情况下仍可存活较长时间方法二微生物鉴别和筛选的方法【方法集训】1.在微生物培养的过程中,需要通过选择培养或鉴别培养的方法来筛选出目标菌种,下列与之相关的叙述中的是()不正确．．．A.纤维素分解菌能够分解刚果红染料,从而使菌落周围出现透明圈B.尿素分解菌能够将尿素分解为氨,从而使酚红指示剂变红C.在培养基中加入抗生素能够筛选出具有相应抗性的菌株D.在含有碳酸钙的培养基上生长的乳酸菌菌落周围会出现“溶钙圈”答案 A2.在白酒发酵的窖池中,培养液的pH≤4.5 后,酵母菌的代谢活动逐渐受到抑制,甚至停止发酵。