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2019-2020年高三生物二輪復(fù)習(xí) 專題八 生物技術(shù)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(dāng)其水源不潔或處理達不到要求時,仍然會含相當(dāng)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(dǎo)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(GB5749—85)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)計樣本菌落數(shù)時是否需要設(shè)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(shè)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)40.1102103=1.61108(個/L)?？股貢种拼竽c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(xué)制作果酒和果醋的實驗流程圖以及預(yù)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(guān)問題。 KH2PO4 Na2HPO4 MgSO47H2O 1.4 g 2.1 g 0.2 g 蛋白胨 葡萄糖 尿素 瓊脂 1.0 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g 預(yù)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(yīng)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“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(xué)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(yīng)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30～35 ℃,所以30～35 ℃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　30～35 ℃　(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(fù)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)胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)后能產(chǎn)生胡蘿卜素的原因是它具有　　　　　　　　　,誘導(dǎo)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(guān)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(yīng)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(guān)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;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(guān)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(dāng)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(dǎo)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(shù)實踐中的實驗裝置圖和生產(chǎn)工藝流程簡圖,請回答: (1)在生物技術(shù)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(guān)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(yīng)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;醋酸菌最適生長溫度為30～35 ℃,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30～35 ℃,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(guān)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,雖然這些技術(shù)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。 花藥中的花粉(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。①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①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(guān)鍵性激素,在植物組織培養(yǎng)過程中: ①若先使用細胞分裂素,后使用生長素,實驗結(jié)果是細胞　　　　 　。 ②當(dāng)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①→漂洗②→壓榨③→過濾④→靜置⑤→再次過濾⑥→橘皮油 (5)①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)⑥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(dǎo)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)①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。②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(yīng)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(dǎo)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)①既分裂也分化?、谶m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(yīng)適當(dāng)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(yīng)適當(dāng)冷卻后,在酒精燈火焰附近倒平板。(4)步驟1:依據(jù)實驗?zāi)康目芍搶嶒灥淖宰兞渴乔嗝顾?、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