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加試特訓7　生物技術(shù)實踐相關(guān)綜合應用(A) 1．(原創(chuàng))某校生物興趣小組為探究不同濃度果膠酶對蘋果勻漿出汁率的影響，進行了如下實驗。 實驗步驟： ①制備蘋果勻漿。將蘋果洗凈，切成小塊，用榨汁機打碎成蘋果勻漿。加熱蘋果勻漿到100 ℃，再冷卻至50 ℃左右。 ②配制不同濃度的酶液。取5支10 mL的試管，依次編號為2～6號，分別加入不同量的質(zhì)量濃度為10 g/L的果膠酶溶液，再分別加入蘋果酸定容至10 mL，獲得質(zhì)量濃度分別為2 g/L、4 g/L、6 g/L、8 g/L、10 g/L的果膠酶溶液，備用。 ③降解蘋果勻漿(如下圖所示)。 ④沉淀。向上述6只燒杯中添加明膠、活性炭等物質(zhì)攪拌處理，充分混勻后靜置，分別過濾。 記錄并處理結(jié)果：用量筒測量澄清濾液(即蘋果汁)的體積，記入表格，并計算出汁率。 請回答下列問題： (1)果膠酶能提高蘋果的出汁率并使果汁澄清的原理是________________________________。 (2)步驟①中，將蘋果勻漿加熱到100 ℃的目的是_____________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)步驟②中，在2～6號試管中加入10 g/L果膠酶溶液的量分別是____________________________；步驟③中，在1號燒杯中加入1 mL__________。 (4)根據(jù)預期結(jié)果，請在下圖中繪制出蘋果勻漿出汁率與果膠酶濃度之間大致的關(guān)系曲線，并在坐標軸上標出蘋果勻漿最高出汁率所對應的果膠酶最佳濃度。 2．(原創(chuàng))為了調(diào)查某河流的水質(zhì)狀況，某研究小組測定了該河流水樣中的細菌含量，并進行了細菌分離等工作。請分析并回答下列問題： (1)該小組采用涂布分離法檢測水樣中的細菌含量。在涂布接種前，隨機取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)一段時間，這樣做的目的是__________________________________；然后，將1 mL水樣稀釋100倍，在3個平板上用涂布分離法分別接入0.1 mL稀釋液；經(jīng)適當培養(yǎng)后，3個平板上的菌落數(shù)分別為39、38和37。據(jù)此可得出每升水樣中的活菌數(shù)為______________。 (2)該小組采用劃線分離法分離水樣中的細菌。操作時，接種環(huán)要通過________滅菌，在第二次及以后劃線時，總是從上一次劃線的末端開始劃線，這樣做的目的是____________________________________________。 (3)右圖是微生物平板劃線示意圖。劃線的順序為1、2、3、4、5。下列敘述中正確的有________。 A．在五個區(qū)域中劃線前后都要對接種環(huán)和培養(yǎng)基進行滅菌 B．劃線操作時完全打開皿蓋，劃完后立即蓋上 C．接種時不能劃破培養(yǎng)基，否則難以達到分離單菌落的目的 D．第1區(qū)和第5區(qū)的劃線最終要連接起來，以便比較前后的菌落數(shù) (4)該小組將得到的菌株接種到液體培養(yǎng)基中并混勻，一部分進行靜置培養(yǎng)，另一部分進行振蕩培養(yǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：振蕩培養(yǎng)的細菌比靜置培養(yǎng)的細菌生長速度快。分析其原因是：振蕩培養(yǎng)能提高培養(yǎng)液中__________的含量，同時可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率。 3．(原創(chuàng))閱讀材料，回答下列問題： 19世紀中期，法國的釀造業(yè)曾一度遭受毀滅性的打擊。在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了葡萄酒變酸、變味的怪事。經(jīng)研究，法國科學家巴斯德發(fā)現(xiàn)，導致生產(chǎn)失敗的根源是發(fā)酵物中混入了雜菌。 (1)中國的傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)源遠流長，是人類對微生物的利用，其中制作果醋的微生物主要是________________。制作果酒的微生物是酵母菌，它是兼性厭氧微生物，在無氧條件下能進行酒精發(fā)酵，其反應式為________________________________。 (2)從資料中看出，____________________________是研究和應用微生物的前提。在無菌技術(shù)中，對操作者用酒精擦拭雙手屬于________，對金屬用具、玻璃器皿、培養(yǎng)基等要進行滅菌，其中，培養(yǎng)基只能用__________滅菌(A.高壓蒸汽　B．干熱　C．灼燒　D．巴氏)。 (3)通常在某一環(huán)境中微生物有多種并混合在一起，若要對某種微生物進行純化，最常用的方法是______________________________________________________。 4．(原創(chuàng))為了測定不同泡制天數(shù)的泡菜中亞硝酸鹽的含量，某同學設(shè)計了一個實驗，實驗材料、試劑及用具包括：刻度移液管、比色管、不同濃度的亞硝酸鈉標準溶液、亞硝酸鹽的顯色劑、不同泡制天數(shù)的泡菜濾液等。請回答相關(guān)問題： (1)請完善下列實驗步驟。 ①樣品管的制備：用刻度移液管分別吸取一定量的________________________，加到不同的比色管中，然后在各個比色管中加入等量的顯色劑進行顯色，得到樣品管。 ②標準管的制備：用__________________________和顯色劑制成顏色深淺不同的系列標準管。 ③將每個________分別與系列標準管進行比較，找出與樣品管顏色深淺________的標準管，該管中亞硝酸鈉含量即代表樣品管中的亞硝酸鹽含量，記錄各樣品管亞硝酸鹽的含量。 (2)泡菜制作過程中產(chǎn)酸的細菌主要是________(A.醋化醋桿菌 B．乳酸菌　C．酵母菌　D．霉菌)。 (3)右圖表示的是泡菜中__________________________趨勢。 5．果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，常用于果汁的生產(chǎn)。 (1)果膠酶用于果汁生產(chǎn)，是因為它能分解果膠，可解決果肉出汁率低和____________等問題。 (2)果膠由________________和________________組成。 (3)若要檢測蘋果汁中是否還含有果膠，可取一定量的果汁與________混合，若出現(xiàn)________現(xiàn)象，說明果膠還沒有被完全分解。 (4)右圖為某同學進行的澄清蘋果汁生產(chǎn)實驗，下列相關(guān)敘述正確的是________。 A．實驗中所用的固定化果膠酶可由某些物質(zhì)吸附，吸附后的酶可永久使用 B．為防止雜菌污染，圖示裝置制作完畢后需瞬間高溫滅菌 C．通過控制閥調(diào)節(jié)蘋果汁流出的速率，保證反應充分進行 D．固定化果膠酶不可重復使用，每次生產(chǎn)前需重新裝填反應柱 (5)固定化酶技術(shù)是將水溶性的酶用物理或化學的方法固定在某種介質(zhì)上，使酶能與____________接觸，又能與________分離。 (6)在“α淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測”這一實驗中，α淀粉酶固定在石英砂上，使用了下圖中的________。 6．(原創(chuàng))鴨梨醋飲屬綠色健康飲品，既保存了鴨梨中的多種氨基酸、維生素、礦物質(zhì)、有機酸等營養(yǎng)成分，又兼具果醋醒酒護肝、助消化、降低血脂、軟化血管等的養(yǎng)生保健功能，深受廣大消費者的青睞。下圖為鴨梨醋飲的制作流程圖，請據(jù)圖回答問題： (1)果酒的釀造原理是酵母菌先進行________，以增加酵母菌的數(shù)量，然后再通過________獲得果酒。 (2)在果酒的自然發(fā)酵過程中，起主要作用的是附著在________上的野生型酵母菌。 (3)酒精發(fā)酵時一般將溫度控制在25～30 ℃，溫度過高時，酵母菌代謝減慢甚至死亡，原因是________________________________________________________________________ ________________________________。 (4)果醋發(fā)酵過程中，適宜的溫度為30～35 ℃，較高的酒精度通常不適宜進行醋酸發(fā)酵，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)酒精發(fā)酵后轉(zhuǎn)入醋酸發(fā)酵前，除改變溫度外，還需調(diào)整的發(fā)酵條件是________(A.更換發(fā)酵液　B．進行晾曬 C．通入無菌氮氣　D．通入無菌空氣)。 7．某工廠為了生產(chǎn)耐高溫植酸酶飼料添加劑，開展了產(chǎn)該酶菌株的篩選、酶的固定化及其特性分析研究，其流程如下圖所示。 請回答下列問題： (1)土壤懸液首先經(jīng)80 ℃處理15分鐘，其目的是篩選出________________。 (2)在無菌條件下，將經(jīng)過處理的土壤懸液進行__________，然后涂布于含有植酸鈉的固體培養(yǎng)基上。培養(yǎng)后觀察到________，其周圍出現(xiàn)透明水解圈，圈的直徑大小與________________________強弱相關(guān)。 (3)篩選獲得的菌株經(jīng)鑒定后，將優(yōu)良菌株進行液體擴大培養(yǎng)。培養(yǎng)時需要振蕩，其主要目的是________________________________________________________________________。 液體培養(yǎng)基與固體培養(yǎng)基相比，不含有的成分是______________。 (4)溫度與植酸酶相對酶活性的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯誤的是________。 A．測試溫度中，固定化與非固定化植酸酶的最適溫度分別為60 ℃和45 ℃ B．測試溫度范圍內(nèi)，固定化植酸酶的相對酶活性波動低于非固定化植酸酶 C．固定化與非固定化植酸酶相比，相對酶活性在80%以上時的溫度范圍較寬 D．65 ℃時固定化與非固定化植酸酶的相對酶活性因蛋白質(zhì)變性而位于最低點 8．(改編)葡萄種植基地為解決葡萄滯銷易腐爛問題，引進果酒、果醋生產(chǎn)線進行葡萄的深加工，獲得了較好效益，其生產(chǎn)流程如圖所示，據(jù)圖回答： (1)在篩選菌種A時，需要在接種前用________________法對葡萄果汁進行滅菌。對于需要長期保存的菌種，可以采用________(A.低溫儲藏　B．液氮儲藏　C．甘油管藏　D．瓊脂管藏)的方法。 (2)在純化菌種A時接種了5個平板，每個平板均接種了0.1 mL樣品并培養(yǎng)。其中乙平板的菌落分布如圖，純化菌種A的接種方法是________________，推測出現(xiàn)平板乙可能的操作失誤是涂布不均勻。其余的甲、丙、丁、戊平板的菌落數(shù)分別是180、220、480、200，則樣品中菌種A的數(shù)量為________________個/mL，用該方法統(tǒng)計的結(jié)果，一般________(低于、高于)實際值。 (3)與微生物培養(yǎng)基相比，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基常需添加生長素和細胞分裂素，這些植物激素一般需要事先單獨配置成________保存?zhèn)溆谩? 答案解析 1．(1)果膠酶能分解果膠，瓦解細胞壁及胞間層　(2)使蘋果勻漿中的酶失活，防止對實驗結(jié)果產(chǎn)生干擾 (3)2 mL、4 mL、6 mL、8 mL、10 mL　蘋果酸 (4)如圖所示(關(guān)注坐標含義，曲線變化趨勢、起點、最佳濃度) 解析　果膠是植物細胞壁的主要成分。在果汁加工中，果膠不僅影響出汁率，還會使果汁渾濁。果膠酶能分解果膠，瓦解植物細胞壁，使榨取果汁變得容易，也使渾濁的果汁變得澄清。在研究酶濃度對出汁率影響的實驗中，加熱使蘋果中的酶失活，可排除蘋果中的酶對實驗結(jié)果的影響。1號燒杯做空白對照，2～6號燒杯中加入等濃度梯度的酶溶液。在一定濃度范圍內(nèi)，隨著酶濃度的增加，出汁率增加，超過一定范圍后，隨著酶濃度的增加，出汁率將不再變化。 2．(1)檢測培養(yǎng)基平板滅菌是否合格　3.8107　(2)灼燒　將聚集的菌體逐步稀釋以便獲得單個菌落　(3)C　(4)溶解氧 解析　(1)為了檢測培養(yǎng)基平板滅菌是否合格，可在涂布接種前，隨機取滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)一段時間。0.1 mL稀釋液中平均有(39＋38＋37)/3＝38個活菌，則每毫升稀釋液中活菌的數(shù)目為38/0.1＝380，則稀釋前每毫升水樣中活菌數(shù)目為380100＝3.8104，則每升水樣中活菌數(shù)目為3.81041 000＝3.8107。(2)接種環(huán)、接種針等金屬用具可直接在酒精燈火焰的外焰灼燒，以達到迅速徹底滅菌的目的。在第二次及以后的劃線時，總是從上一次劃線的末端開始劃線，其目的是將聚集的菌體逐步稀釋以便獲得單個菌落。(3)在每次劃線前后都要對接種環(huán)進行滅菌；進行劃線操作時，左手將皿蓋打開一條縫隙，右手將沾有菌種的接種環(huán)迅速伸入平板內(nèi)，劃三至五條平行線，蓋上皿蓋；注意接種時不能劃破培養(yǎng)基，否則難以達到分離單菌落的目的；第1區(qū)和第5區(qū)的劃線不能相連。(4)振蕩培養(yǎng)可以提高培養(yǎng)液中溶解氧的含量，還可以使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高了營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，因此振蕩培養(yǎng)的細菌比靜置培養(yǎng)的細菌生長速度快。 3．(1)醋化醋桿菌　C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2 (2)防止雜菌入侵，獲得純凈的培養(yǎng)物　消毒　A (3)劃線分離法和涂布分離法 解析　(1)制作果醋的微生物主要是醋化醋桿菌；制作果酒的微生物是酵母菌，在無氧條件下能進行酒精發(fā)酵，反應式為C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2。(2)從資料中可以看出，防止雜菌入侵，獲得純凈的培養(yǎng)物是研究和應用微生物的前提。在無菌技術(shù)中，對操作者用酒精擦拭雙手屬于消毒；對金屬用具、玻璃器皿、培養(yǎng)基等要進行滅菌，其中培養(yǎng)基只能用高壓蒸汽滅菌。(3)若要對某種微生物進行純化，最常用的方法是劃線分離法和涂布分離法。 4．(1)①不同泡制天數(shù)的泡菜濾液?、诓煌瑵舛葋喯跛徕c標準溶液　③樣品管　相同(相近)　(2)B　(3)亞硝酸鹽含量隨發(fā)酵時間的變化 解析　(1)在亞硝酸鹽的含量測定中，用不同濃度的亞硝酸鈉標準溶液和顯色劑制成顏色深淺不同的系列標準管；用刻度移液管分別吸取一定量的不同泡制天數(shù)的泡菜濾液，加到不同比色管中，然后在各個比色管中加入等量的顯色劑進行顯色，得到樣品管；將每個樣品管分別與系列標準管進行比較，找出與樣品管顏色深淺相近的標準管，該試管中亞硝酸鈉含量即代表樣品管中的亞硝酸鹽含量，記錄各樣品管亞硝酸鹽的含量。 (2)制作泡菜時使用的微生物是乳酸菌和假絲酵母，乳酸菌是厭氧細菌，在無氧的情況下，將葡萄糖分解成乳酸。 (3)該圖表示亞硝酸鹽的含量隨發(fā)酵時間的變化曲線。 5．(1)果汁渾濁　(2)半乳糖醛酸　半乳糖醛酸甲酯 (3)乙醇　渾濁　(4)C　(5)底物(反應物)　產(chǎn)物 (6)③ 6．(1)需氧呼吸　厭氧呼吸　(2)鴨梨皮　(3)溫度過高，影響酶的活性　(4)較高濃度的酒精會抑制醋化醋桿菌的生長和代謝，使產(chǎn)酸量下降　(5)D 解析　(1)果酒的制作離不開酵母菌，酵母菌在氧氣充足時進行需氧呼吸，在無氧條件下，進行厭氧呼吸產(chǎn)生酒精，在發(fā)酵過程中首先讓酵母菌進行需氧呼吸大量繁殖，然后再讓其厭氧呼吸產(chǎn)生酒精。(2)在果酒的自然發(fā)酵過程中，起主要作用的是附著在水果皮上的野生型酵母菌。(3)溫度主要影響酶的活性。(4)醋化醋桿菌的最適生長溫度為30～35 ℃。酒精濃度過高會抑制醋化醋桿菌的生長和代謝，影響產(chǎn)酸量。(5)醋化醋桿菌是需氧型細菌，發(fā)酵時需要通入無菌空氣。 7．(1)耐高溫菌株　(2)稀釋　單菌落　植酸酶的活性　(3)供氧　瓊脂　(4)D 解析　(1)欲獲得“耐高溫”的植酸酶產(chǎn)酶菌株，需在“高溫”條件下篩選目的菌株。(2)為對產(chǎn)生植酸酶的菌株進行選擇培養(yǎng)，在無菌條件下，將經(jīng)過處理的土壤懸液進行稀釋，然后用涂布分離法將菌液涂布于含有植酸鈉的固體選擇培養(yǎng)基上，培養(yǎng)基上可呈現(xiàn)以植酸酶合成菌菌落為中心的透明圈，圈的直徑大小與植酸酶活性呈正相關(guān)。(3)對篩選獲得的優(yōu)良菌株進行液體擴大培養(yǎng)時，為滿足菌株需氧呼吸對O2的需求，宜進行振蕩處理，與固體培養(yǎng)基相比，液體培養(yǎng)基中不需添加瓊脂等凝固劑。(4)圖示曲線變動趨勢表明，相對于非固定化植酸酶，固定化植酸酶的活性波動明顯較低，且酶活性溫度范圍更加寬泛；非固定化酶的最適溫度為45 ℃，而固定化酶的最適溫度為60 ℃；圖中65 ℃并非固定化植酸酶活性的最低點。由以上分析可知，A～D中A、B、C均正確，D錯誤。 8．(1)高壓蒸汽滅菌　C　(2)涂布分離法　2 000　低于　(3)母液 解析　(1)葡萄果汁作為篩選菌種A時的培養(yǎng)基，需要在接種前用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌；需要長期保存的菌種，可以采用甘油管藏的方法。 (2)分析圖乙中培養(yǎng)基培養(yǎng)的結(jié)果，可以推知采用的純化方法是涂布分離法；根據(jù)題意，樣品中菌種A的數(shù)量為(180＋220＋200)30.1＝2 000(個/mL)；由于涂布分離法的個別菌落可能來自于兩個和多個細胞，所以用該方法統(tǒng)計的結(jié)果，一般低于實際值。 (3)植物組織培養(yǎng)常需要添加生長素和細胞分裂素，并且需要單獨配置成母液備用。