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階段評估檢測(七) (選修1) (30分鐘　100分) 1.(12分)酵母菌是生物科學(xué)研究中一種重要的生物材料，請回答： (1)酵母菌的新陳代謝類型是_______，其細(xì)胞內(nèi)將葡萄糖分解為酒精的酶存在于_______。 (2)某同學(xué)嘗試用新鮮葡萄制作葡萄酒、為驗(yàn)證發(fā)酵液中含有酒精取2 mL發(fā)酵液加入試管中，滴加0.5 mL濃硫酸酸化的重鉻酸鉀溶液并輕輕振蕩，觀察到溶液變_______色，則證明發(fā)酵液中含酒精。 (3)研究者利用基因工程技術(shù)改造酵母菌，得到如下四種變異菌株：菌株Ⅰ——不能合成纖維素酶，菌株Ⅱ——合成的纖維素酶不能分泌到細(xì)胞外，菌株Ⅲ——合成的纖維素酶能分泌到細(xì)胞外，菌株Ⅳ——合成的纖維素酶分泌并固定在細(xì)胞壁上。 在以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基上能生長繁殖形成菌落的是菌株_______，若在培養(yǎng)基中加入_______，則菌落周圍會出現(xiàn)透明圈。在利用纖維素生產(chǎn)酒精時，與菌株Ⅲ相比，菌株Ⅳ的纖維素酶的利用率高，因?yàn)開_________________。 (4)為研究發(fā)酵罐中釀酒酵母菌的生長情況，常要取樣統(tǒng)計分析，并測定pH。若某研究人員將樣品的次序搞亂了，那么判斷取樣順序的主要依據(jù)是_______(填“酵母菌的數(shù)量”或“發(fā)酵液的pH”)。 【解析】(1)酵母菌不能利用無機(jī)物合成有機(jī)物，且既能進(jìn)行有氧呼吸，也能進(jìn)行無氧呼吸，所以其新陳代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型，其細(xì)胞內(nèi)將葡萄糖分解為酒精是無氧呼吸過程，無氧呼吸的酶存在于酵母菌的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。(2)酒精與濃硫酸酸化的重鉻酸鉀溶液反應(yīng)變?yōu)榛揖G色。(3)由于纖維素是大分子物質(zhì)，不能直接被細(xì)胞吸收利用，所以能分解利用纖維素的微生物必須要能合成纖維素酶并能將其分泌到細(xì)胞外，如果不能分泌到細(xì)胞外，至少也要分泌到細(xì)胞最外層結(jié)構(gòu)上，結(jié)合題中所給的微生物特點(diǎn)可知，只有菌株Ⅲ和Ⅳ才能在以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基上生長繁殖。若在纖維素培養(yǎng)基中加入剛果紅，則凡是被菌株分解利用了纖維素的地方就會出現(xiàn)透明圈，且透明圈越大，說明該菌株分泌纖維素酶的能力越強(qiáng)。與菌株Ⅲ相比，菌株Ⅳ分泌的纖維素酶固定在細(xì)胞壁上，更新培養(yǎng)液造成的酶的流失較少，所以菌株Ⅳ的纖維素酶的利用率高。(4)在培養(yǎng)酵母菌的培養(yǎng)液中，隨著培養(yǎng)時間的延長，產(chǎn)生CO2越多，培養(yǎng)液中pH越小，所以可以通過檢測培養(yǎng)液中pH確定被打亂順序的樣品。 答案：(1)異養(yǎng)兼性厭氧型　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) (2)灰綠 (3)Ⅲ、Ⅳ　剛果紅　菌株Ⅳ分泌的纖維素酶固定在細(xì)胞壁上，更新培養(yǎng)液造成的酶的流失較少 (4)發(fā)酵液的pH 2.(14分)(2019贛州模擬)回答下列有關(guān)微生物培養(yǎng)與運(yùn)用的問題： KH2PO4 1.4 g Na2HPO4 2.1 g MgSO47H2O 0.2 g FeCl3 0.1 g X 1 g 維生素 微量 瓊脂 15 g (1)如表是篩選異養(yǎng)型細(xì)菌的培養(yǎng)基配方。從物理性質(zhì)上看該培養(yǎng)基屬于_______培養(yǎng)基，其中成分X除了為目的菌提供能源外，還能提供_______。制備該培養(yǎng)基的一般操作順序是計算→稱量→_______→滅菌→_______。對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌的常用方法是_____________。 (2)如圖A、B是純化微生物培養(yǎng)的兩種接種方法，C、D是接種后培養(yǎng)的效果。某同學(xué)接種培養(yǎng)后獲得圖C所示效果，則其采用的接種方法是[　]_______________([　]內(nèi)填“A”或“B”)；接種時可能的失誤操作是_______。 (3)微生物強(qiáng)化采油是利用某些微生物能降解石油、增大石油的乳化度、降低石油黏度的原理，通過向油井中注入含微生物的水來提高采油率的新技術(shù)。為篩選和純化該類微生物，應(yīng)向培養(yǎng)基中添加_______作為唯一碳源；培養(yǎng)一段時間后在培養(yǎng)基上形成降油圈，此時選取______________________就可獲得高效菌株。 【解析】(1)題表中培養(yǎng)基的成分有凝固劑——瓊脂，因此該培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基。培養(yǎng)基除應(yīng)含有水、無機(jī)鹽、特殊營養(yǎng)物質(zhì)(維生素等)外，還應(yīng)有碳源和氮源。制備固體培養(yǎng)基的一般操作順序是計算→稱量→溶化→滅菌→倒平板。(2)圖A運(yùn)用接種環(huán)接種，表示的是平板劃線法，相應(yīng)培養(yǎng)效果如圖D所示；圖B運(yùn)用涂布器接種，表示的是稀釋涂布平板法，相應(yīng)培養(yǎng)效果如圖C所示。圖C所示培養(yǎng)基上菌落分布不均勻，可能是接種過程中涂布不均勻所致。(3)篩選和純化能降解石油的微生物時，應(yīng)以石油為唯一碳源。降油圈越大，說明該處微生物降解石油的能力越強(qiáng)。 答案：(1)固體　碳源和氮源　溶化　倒平板　高壓蒸汽滅菌法 (2)[B]稀釋涂布平板法　涂布不均勻 (3)石油　降油圈大的菌落 3.(12分)某地盛產(chǎn)葡萄、柿子等水果，但因銷路不暢，造成水果嚴(yán)重積壓，腐爛變質(zhì)。某駐村扶貧支教老師為解決葡萄、柿子等資源嚴(yán)重?fù)p耗問題，組織學(xué)生設(shè)計了圖1所示裝置，試圖探究以柿子為原料制作柿子酒、柿子醋。請你回答下列問題： (1)酵母菌的分離和純化： ①用清水沖洗葡萄1～2遍除去污物，用榨汁機(jī)榨取葡萄汁后，將其裝入甲瓶中。葡萄汁的質(zhì)量和環(huán)境溫度等方面滿足需求，在_______的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長、繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物則被抑制。應(yīng)注意的相關(guān)操作是__________________________________。 ②若要通過酵母菌的單菌落進(jìn)行計數(shù)，應(yīng)在培養(yǎng)液中加入_______，采用_______法分離和計數(shù)。能用這種培養(yǎng)基對酵母菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)嗎？_______。 (2)柿子酒、柿子醋的制備： ①若在甲瓶內(nèi)裝入打碎的柿子漿，加入_____________酶，能較好地提升柿子酒的澄清度。 ②當(dāng)酒精發(fā)酵基本完成時，將果汁的酒精濃度稀釋至56度，然后導(dǎo)入乙瓶(裝有5%～10%的醋酸菌液)，攪勻，將溫度保持在30 ℃，進(jìn)行醋酸靜置發(fā)酵。該過程中，對乙瓶應(yīng)進(jìn)行的操作是_______________。 ③為探究不同醋酸菌接種量(5%、10%、15%)與醋酸發(fā)酵的關(guān)系，進(jìn)行了相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，獲得圖2所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在接種后70 h，接種量為15%的醋酸產(chǎn)量最少的主要原因是___________________________________。 【解析】(1) 酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖；在無氧條件下，酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵。在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長、繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制，因此相關(guān)操作是夾住a、b，關(guān)閉c、e，間隔一段時間應(yīng)打開b處夾子排出CO2。若要測定培養(yǎng)液中活菌數(shù)量，常用稀釋涂布平板法進(jìn)行接種并對菌落進(jìn)行計數(shù)，應(yīng)在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑瓊脂制成固體培養(yǎng)基。對酵母菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)時，通常使用液體培養(yǎng)基。(2)纖維素酶和果膠酶能分解細(xì)胞壁，提高果汁的澄清度和出汁率。柿子醋可在柿子酒生產(chǎn)的基礎(chǔ)上改變菌種和環(huán)境條件進(jìn)行生產(chǎn)，即菌種由酵母菌改為醋酸菌，環(huán)境條件由無氧、18～25 ℃改為通入氧氣、30～35 ℃。因此要用該裝置進(jìn)行醋酸發(fā)酵時，需要打開夾子d，通入無菌的空氣。接種后70 h，接種量為15%的醋酸產(chǎn)量最少，與菌體生長、繁殖消耗較多營養(yǎng)物質(zhì)有關(guān)，同時產(chǎn)生的代謝廢物積累太多。 答案：(1)①缺氧、呈酸性　夾住a、b，關(guān)閉c、e，間隔一段時間應(yīng)打開b處夾子排出CO2 ②瓊脂　稀釋涂布平板　不能 (2)①纖維素酶和果膠 ②打開夾子d，通入無菌的空氣 ③醋酸菌生長、繁殖消耗營養(yǎng)物質(zhì)較多，產(chǎn)生的代謝廢物積累太多 4.(14分)(2019棠湖模擬)我國是生姜的主產(chǎn)國之一，生姜精油在食品香料、制藥及化妝品工業(yè)中應(yīng)用前景十分廣闊。以下是提取生姜精油的兩種工藝流程： 工藝Ⅰ：鮮姜、莖、葉→粉碎→水蒸氣蒸餾→①→②→生姜精油 工藝Ⅱ：干姜→粉碎→乙醇萃取→③→④→ 生姜精油 請分析回答： (1)請寫出上述工藝流程中的步驟：②____________________，④____________________________。 (2)工藝Ⅰ利用的原理是______________________________；提取的效率主要受_________________影響。 (3)工藝Ⅱ萃取過程采用水浴加熱的原因是____________________；萃取的效率主要取決于___________________________________________。 (4)兩種工藝都經(jīng)歷粉碎操作，目的是_______________________(至少答一點(diǎn))。 (5)提取到的生姜精油需要低溫保存，目的是__________________________。 【解析】(1)工藝流程Ⅰ的步驟：鮮姜、莖、葉→粉碎→水蒸氣蒸餾→分離油層→除水→生姜精油；工藝流程Ⅱ的步驟：干姜→粉碎→乙醇萃取→過濾→濃縮→ 生姜精油。(2)工藝Ⅰ利用的原理是水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的生姜精油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會重新分出油層和水層；蒸餾時如果溫度太高，時間太短，產(chǎn)品品質(zhì)就比較差。(3)工藝Ⅱ萃取過程采用水浴加熱的原因是萃取劑乙醇是易燃物，為防止燃燒、爆炸，故不能直接加熱；萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，同時也受到原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時間等條件的影響。(4)兩種工藝都經(jīng)歷粉碎操作，目的是增大接觸面積，使提取物質(zhì)能充分溶解，提高出油率。(5)提取到的生姜精油需要低溫保存，溫度過高生姜精油會揮發(fā)而損失。 答案：(1)除水　濃縮 (2)利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的生姜精油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后分離出油層和水層　蒸餾溫度和時間 (3)萃取劑是易燃物，防止燃燒、爆炸　萃取劑的性質(zhì)和使用量 (4)增大接觸面積，使提取物質(zhì)能充分溶解(破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，提高出油率) (5)防止溫度過高精油因揮發(fā)而損失 5.(12分)某研究小組從泡菜浸泡液中分離出兩種不同的乳酸菌(植物乳酸桿菌和布氏乳酸桿菌)，并探究接種不同乳酸菌泡菜中亞硝酸鹽含量的變化趨勢，結(jié)果如圖。請回答問題。 (1)分離和純化細(xì)菌的接種方法有_____________，通過觀察菌落的_____________(至少答3點(diǎn))特征區(qū)分不同種類的細(xì)菌。 (2)泡菜發(fā)酵過程中，分析圖中第1～2天亞硝酸鹽含量變化的原因是________________________；第2～5天亞硝酸鹽含量變化的原因是_______________________。 (3)制作果酒時利用的微生物主要是_______，制作腐乳的過程中，主要是利用毛霉等微生物分泌的_______等物質(zhì)。 (4)泡菜制作和果醋制作的最終產(chǎn)物是_______(填“單一”或“多種”)組分。 【解析】(1)分離和純化細(xì)菌的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法；通過觀察菌落的形態(tài)、大小、隆起及顏色等特征區(qū)分不同種類的細(xì)菌。(2)泡菜發(fā)酵過程中，由于蔬菜表面帶有微生物，腌制初期不抗酸的微生物大量繁殖，將泡菜中的硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，因此圖中第1～2天亞硝酸鹽含量升高；乳酸菌分解亞硝酸鹽，同時乳酸含量增加(pH下降)，抑制了不抗酸微生物的繁殖，因此第2～5天亞硝酸鹽含量減少。(3)參與果酒制作的微生物主要是酵母菌；制作腐乳的過程中，主要是利用毛霉等微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶等物質(zhì)，其中脂肪酶能將脂肪分解為甘油和脂肪酸，蛋白酶能將蛋白質(zhì)分解成氨基酸和小分子的肽。(4)泡菜制作和果醋制作的最終產(chǎn)物都不是單一的成分，而是多種組分。 答案：(1)平板劃線法和稀釋涂布平板法　形態(tài)、大小、隆起及顏色　(2)細(xì)菌大量繁殖，將泡菜中的硝酸鹽還原成亞硝酸鹽(由于蔬菜表面帶有微生物，腌制初期不抗酸的微生物大量繁殖)　乳酸菌分解亞硝酸鹽，乳酸含量增加(pH下降)，抑制了不抗酸微生物的繁殖 (3)酵母菌　蛋白酶和脂肪酶　(4)多種 6.(12分)如圖為菜花DNA的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)流程圖。據(jù)圖回答下列問題： (1)選擇菜花作為提取DNA的實(shí)驗(yàn)材料的原因是____________________。 (2)研磨前，向研缽中加入石英砂的目的是_____________，加入的物質(zhì)a是_________。 (3)研磨液過濾后，應(yīng)向?yàn)V液中加入2 mol/L的NaCl溶液，目的是_____________；也可以向?yàn)V液中加入嫩肉粉，目的是_____________。 (4)鑒定DNA所用的化學(xué)試劑為_______________，鑒定實(shí)驗(yàn)中，A、B兩支試管屬于對照組的是__________________，對照組試管中加入的物質(zhì)有_______________。 【解析】(1)原則上含DNA的生物材料都可以作為提取DNA的實(shí)驗(yàn)材料，只是選用DNA含量相對較高的生物組織，實(shí)驗(yàn)成功的可能性更大，菜花中DNA含量相對較高，可以作為提取DNA的材料。 (2)向研缽中加入石英砂是為了使研磨更充分。在本實(shí)驗(yàn)中同時向研缽中加入一定量的洗滌劑和食鹽，洗滌劑可以瓦解細(xì)胞膜，有利于DNA的釋放；食鹽的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。 (3)在含有DNA的濾液中，加入2 mol/L的NaCl溶液，可以使DNA溶解而雜質(zhì)析出；嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶，能分解濾液中的蛋白質(zhì)。 (4)在沸水浴條件下，DNA與二苯胺反應(yīng)呈藍(lán)色，因此B試管中含有DNA；A試管作為對照，加入NaCl溶液和二苯胺試劑，目的是排除NaCl溶液對二苯胺顯色的影響。 答案：(1)菜花中的DNA含量相對較高 (2)使研磨充分　洗滌劑和食鹽 (3)溶解DNA，析出不溶的雜質(zhì)　分解蛋白質(zhì) (4)二苯胺　A　NaCl溶液和二苯胺試劑 7.(12分)現(xiàn)有磨漿機(jī)、燒杯、滴管、量筒、玻璃棒、漏斗、紗布、蘋果、試管、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水、一定濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液，下表是某小組利用上述材料進(jìn)行的有關(guān)實(shí)驗(yàn)(“/”表示不加)，請回答下列問題： 步驟 項(xiàng)目 燒杯 甲 乙 丙 丁 1 在燒杯中加 入蘋果泥 20 mL 20 mL 20 mL 20 mL 2 ① 2 mL / 2 mL 2 mL 3 加入不同液體 2 mL 蒸餾水 4 mL 蒸餾水 2 mL HCl 2 mL NaOH 4 水浴恒溫， 玻璃棒攪拌 15 min 15 min 15 min 15 min (1)表中①處的內(nèi)容是________。 (2)若要驗(yàn)證果膠酶的作用，應(yīng)把________兩個燒杯同時取出并________，觀察并比較________。預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果是：________________。 (3)比較燒杯甲、丙、丁可知：________能影響酶的活性。 (4)請你設(shè)計一張表格，用來記錄利用上述材料“探究果膠酶最適用量”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 【解析】(1)①處操作為加入催化劑——質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液。 (2)若要驗(yàn)證果膠酶的作用，實(shí)驗(yàn)的自變量為果膠酶的有無，因此選甲、乙兩組。觀察的因變量為果汁的體積與澄清度，因此無關(guān)變量過濾的時間應(yīng)該完全相同。由于果膠酶能瓦解植物細(xì)胞壁，將不溶于水的果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，因此甲燒杯中果汁的體積大于乙燒杯中的，且比乙燒杯中的澄清。 (3)甲、丙、丁組探究pH對果膠酶活性的影響。 (4)探究果膠酶最適用量的自變量為果膠酶的用量，因變量為果汁的體積。 答案：(1)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液 (2)甲與乙　過濾相同時間　果汁的體積與澄清度　甲燒杯中果汁的體積多于乙燒杯中的且比乙燒杯中的澄清　(3)pH(酸堿度) (4) 組號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 …… 加入蘋果泥的量(mL) 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液量(mL) 所得果汁的體積(mL) 8.(12分)利用紫外線誘變選育高產(chǎn)β-胡蘿卜素的三孢布拉霉負(fù)菌，未突變菌不能在含有一定濃度的β-紫羅酮的培養(yǎng)基上生長，菌體隨β-胡蘿卜素含量增加從黃色加深至橙紅色。圖甲為選育及提取獲得β-胡蘿卜素流程，請回答下列問題： (1)用紫外線照射三孢布拉霉負(fù)菌的目的是_______________。為選出高產(chǎn)突變菌種，還應(yīng)在培養(yǎng)基中添加___________，在接入菌種前，應(yīng)對培養(yǎng)基進(jìn)行________，以避免雜菌污染。 (2)某同學(xué)進(jìn)行正確的接種操作后，平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布如圖乙所示。該同學(xué)的接種方法是_______；由于_______________________________，所以培養(yǎng)基上只有少數(shù)菌能生長形成菌落。 (3)進(jìn)行③過程時，應(yīng)選取_______色的菌落接種至液體培養(yǎng)基。過程⑥是_______，用紙層析法鑒定提取的胡蘿卜素粗品。 (4)將萃取的胡蘿卜素樣品與β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)樣品層析后進(jìn)行比對，結(jié)果如圖丙，從圖中分析可知，色素帶_______為β-胡蘿卜素。 【解析】(1)用紫外線照射三孢布拉霉負(fù)菌的目的是誘導(dǎo)其發(fā)生基因突變。由于未突變菌不能在含有一定濃度的β-紫羅酮的培養(yǎng)基上生長，因此為選出高產(chǎn)突變菌種，還應(yīng)在培養(yǎng)基中添加一定濃度的β-紫羅酮，在接入菌種前，應(yīng)對培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，以避免雜菌污染。(2)圖乙固體平板培養(yǎng)基中菌落均勻分布，該同學(xué)的接種方法是稀釋涂布平板法；只有少數(shù)菌能生長形成菌落的根本原因是基因突變頻率低和不定向性，只有少數(shù)發(fā)生基因突變的菌才能生長、繁殖。(3)已知菌體隨β-胡蘿卜素含量增加從黃色加深至橙紅色，因此選擇β-胡蘿卜素含量高的菌株時，應(yīng)選取橙紅色的菌落接種至液體培養(yǎng)基。過程⑥是濃縮，用紙層析法鑒定提取的胡蘿卜素粗品。(4)從題圖丙中分析可知，色素帶Ⅰ為β-胡蘿卜素。 答案：(1)誘導(dǎo)其發(fā)生基因突變　一定濃度的β-紫羅酮　高壓蒸汽滅菌 (2)稀釋涂布平板法　基因突變頻率低，只有少數(shù)發(fā)生基因突變的菌才能生長、繁殖 (3)橙紅　濃縮　(4)Ⅰ