专题十一生物技术实践专题强化练1．(2022·江苏，16)某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是( )A．夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理B．乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大C．正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压D．可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵答案 B解析 利用酵母菌进行酒精发酵时，一般将温度控制在18～25℃，因此夏季生产果酒时，需要对发酵罐体进行降温处理，A正确；发酵过程中，进气口阀门应该关闭，以保证发酵罐的无氧环境，使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，B错误；正常发酵过程中，由于酵母菌进行无氧呼吸产生CO210\n，所以发酵罐内的压力增大，高于大气压，C正确；葡萄酒的发酵过程消耗葡萄糖，所以可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵，D正确。2．(2022·江苏，14)下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是( )A．用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞B．进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜C．注射器(或滴管)出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状D．包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性答案 D解析 溶解海藻酸钠时，应先加水，小火间断加热并不断搅拌，完全溶化后用蒸馏水定容，冷却至室温后加入活化的酵母细胞充分搅拌，使其混合均匀，再固定，A错误；进行包埋时，CaCl2溶液的作用是让胶体聚沉，使海藻酸钠形成凝胶珠，不是用于悬浮细胞，B错误；滴加时注射器或滴管不能贴近液面，否则凝胶珠会呈蝌蚪状，C错误；制作成功的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性，D正确。3．(2022·江苏，21)下列关于加酶洗衣粉的叙述，错误的是(多选)( )A．洗衣粉中添加的酶通常是由微生物发酵生产而来B．洗衣粉中的蛋白酶通常会将添加的其他酶迅速分解C．在50℃热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶会迅速失活D．加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，不会影响其中酶的活性答案 BCD解析 洗衣粉中添加的酶通常是由微生物发酵生产而来，A正确；洗衣粉中的酶往往通过特殊的化学物质将酶层层包裹，因此蛋白酶不会将添加的其他酶迅速分解，B错误；加酶洗衣粉的使用过程中水温以30～50℃为宜，其中的酶具有耐较高温度的特点，C错误；加酶洗衣粉受潮后，酶表面的保护剂会被破坏，酶的活性会受到影响，D错误。4．(2022·江苏，21)为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果，在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗，是目前重要的生产手段(工艺流程见下图)。下列叙述中错误的是(多选)( )A．纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似B．在上述工艺中，为重复使用纤维素酶，可选用适当的包埋剂固定化酶10\nC．在上述工艺中，通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅D．纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素答案 BD解析 在仿旧和去污中，纤维素均作用于衣物，二者作用相似，A正确；由于纤维素酶较小，不能用包埋法固定化酶，B错误；改变温度、酸碱度和处理时间会影响酶作用的结果，控制仿旧颜色的深浅，C正确；纤维素酶催化葡萄糖残基之间的糖苷键水解分解纤维素，D错误。5．(2022·江苏，20)为修复长期使用农药导致有机物污染的农田，向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂。下列相关叙述中错误的是( )A．加入菌剂可增加土壤中的物种多样性，提高土壤生态系统的稳定性B．该菌剂减少了残留农药进入农作物，一定程度上阻碍了土壤中的物质循环C．土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类，降低害虫的优势度D．农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径，体现了基因多样性的应用价值答案 B解析 加入菌剂增加土壤中生物的种类和数量，提高土壤生态系统的稳定性，A正确；该菌剂减少了残留农药进入农作物，有利于其他生物的生存，促进土壤中的物质循环，B错误；土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类，降低害虫的优势度，C正确；农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径，体现了基因多样性的应用价值，D正确。6．(2022·江苏，10)下列关于“腐乳的制作”实验，叙述正确的是( )A．控制发酵温度的主要目的是腐乳调味B．腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用C．毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉D．成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生答案 B解析 腐乳的制作过程中，控制发酵温度的主要目的是保证毛霉等多种微生物的生长，腐乳调味主要由香辛料来控制，A错误；腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐杀菌作用，B正确；毛霉的主要作用是产生蛋白酶和脂肪酶，分解蛋白质和脂肪，C错误；成品腐乳表面的粘性物质主要是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝(匍匐菌丝)，是由真菌产生的，D错误。7．某研究小组以紫葡萄为原料制作葡萄酒的基本流程和装置示意图如下。10\n请回答下列问题：(1)制作葡萄浆前，对葡萄进行清洗和用________色的高锰酸钾溶液浸泡。制作酵母悬液时，在干酵母中加入少量温水和极少量蔗糖，待酵母悬液中出现________即可。(2)装瓶后开始的一段时间，发酵瓶中溶解氧的含量变化是________。发酵过程中，发酵瓶中酒精的含量变化是________。(3)下列关于装置中有水弯管作用的叙述，错误的是________。A．隔绝气体出入B．使发酵瓶内外的压强基本平衡C．减少杂菌污染D．有利于发酵瓶内形成缺氧环境(4)实验中，判断发酵完毕的依据是________。A．发酵瓶中pH开始下降B．发酵瓶中停止出现气泡C．发酵瓶中酒精浓度达到30%D．发酵瓶中酵母菌数量急剧减少(5)欲利用葡萄酒制作果醋，发酵瓶中应加入的菌种是______________，该菌种在________条件下能将乙醇氧化为醋酸。答案 (1)红(紫) 气泡 (2)减少 增加 (3)A (4)B(5)醋酸菌 有氧解析 (1)制作酵母悬液时，在干酵母中加入少量温水和极少量蔗糖，若酵母悬液中出现气泡，说明酵母菌已经活化。(2)装瓶后开始的一段时间，酵母菌进行有氧呼吸，瓶内的溶氧量减少。随酵母菌无氧发酵时间的延长，发酵瓶中酒精含量增加。(3)装置中有水弯管可维持发酵瓶内的无氧环境，防止空气中的杂菌污染发酵液，同时也可将发酵产生的气体排到瓶外，维持瓶内外压强基本平衡，故A错误。(4)酵母菌进行无氧发酵有CO210\n产生，故判断发酵完毕的依据是发酵瓶中不再有气泡产生，故B正确。(5)醋酸菌在有氧条件下可以将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸。8．微生物接种是微生物培养中非常重要的技术环节。如图是关于接种的操作步骤示意图。请据图回答有关问题：(1)图中接种工具的名称是________，步骤②中，灼烧后必须先将接种工具冷却的原因是________________________________________________________________________。(2)步骤③中进行划线操作的目的是________________，划线时一般不能划破培养基的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)分别用三个平板培养三种细菌(E.coli、S.albus、B.subtilis)，然后在培养基上分别滴一滴一定浓度的青霉素溶液，经过一定时间培养后，可以观察到一圈清晰区，这是抑制细菌生长所致。测量清晰区的直径，数据如下表。细菌不同浓度青霉素条件下清晰区直径/mm5μg/mL7.5μg/mL10μg/mL15μg/mL20μg/mLE.coli710161616S.albus0581317B.subtilis5791419该实验的目的是______________________________________________。从表中数据可以看出，10μg/mL青霉素和20μg/mL青霉素在抑制E.coli、S.albus上的区别是________________________________________________________________________。(4)利用选择培养基可以筛选微生物，制备培养基时，在利用高压蒸汽灭菌锅对培养基灭菌时，锅内水加热煮沸后，必须________________________________，以保证灭菌温度达到121℃。10\n答案 (1)接种环 避免高温杀死接种物 (2)分离微生物(或分离细菌或分离菌种) 微生物接种于裂口内，摄取营养受限，生长空间变小，培养基的沟槽造成菌落形态改变，从而影响对菌落形态的观察及特征鉴别 (3)探究不同浓度青霉素对不同细菌的抑制作用 在抑制S.albus方面，20μg/mL青霉素的效用是10μg/mL青霉素的两倍 在抑制E.coli方面，10μg/mL和20μg/mL青霉素的效用没有差异 (4)将锅内冷空气彻底排出解析 (1)图中的接种工具是接种环。步骤②中，灼烧后必须先将接种工具冷却的原因是避免高温杀死接种物。(2)步骤③中进行划线操作的目的是形成单菌落，从而分离微生物。因微生物接种于裂口内，摄取营养受限，生长空间变小，培养基的沟槽造成菌落形态改变，从而影响对菌落形态的观察及特征鉴别，故划线时一般不能划破培养基。(3)该实验的自变量是不同浓度的青霉素，因变量是对不同细菌的抑制效果，故本实验的目的是探究不同浓度青霉素对不同细菌的抑制作用。由表中数据可知，在抑制S.albus方面，20μg/mL青霉素的效用是10μg/mL青霉素的两倍；在抑制E.coli方面，10μg/mL和20μg/mL青霉素的效用没有差异。(4)制备培养基时，在利用高压蒸汽灭菌锅对培养基灭菌时，锅内水加热煮沸后，必须将锅内冷空气彻底排出，以保证灭菌温度达到121℃。9．如图是南通某中学生物兴趣小组进行的DNA粗提取实验，其中SDS(一种表面活性剂)除了能瓦解细胞膜和核膜，还能与脂质和蛋白质结合。当SDS遇到钾离子时，钾离子可以置换SDS中的钠离子，产生不溶于水的PDS沉淀。请回答下列问题：(1)实验中，向剪碎的猪肝中加入食盐的主要作用是____________。将猪肝匀浆放入65℃水浴锅中水浴10min以除去部分杂质的主要实验原理是______________________________________________________________________________________________________。10\n(2)方法一的步骤①中加入洗涤剂的作用是____________________。方法三的步骤③中，离心后应取________________________________________________________________________。(3)方法一、二获得的絮状物均带黄色，从DNA在细胞中的存在形式分析，杂质分子最可能是______________，可用________试剂鉴定。(4)要比较三种方法获得的絮状物中DNA含量，请写出实验思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)溶解DNA 蛋白质在65℃时会变性而DNA能耐受这一温度 (2)瓦解细胞膜和核膜 上清液(3)蛋白质 双缩脲 (4)分别取等量的三种絮状物，并用等量的2mol/LNaCl溶液溶解；再向各试管中加入等量的二苯胺试剂并沸水浴加热；比较三支试管中蓝色的深浅解析 (1)提取DNA时，向剪碎的猪肝中加入食盐可以溶解DNA。蛋白质在65℃高温下会变性，而DNA不会，因此将猪肝匀浆放入65℃水浴锅中水浴10min可以除去蛋白质类的杂质。(2)方法一的步骤①中加入的洗涤剂可以瓦解细胞膜和核膜。方法三的步骤③中，SDS与K＋发生转换反应，产生PDS沉淀，因此可以通过沉淀、离心去除实验中加入的SDS，再离心后取含有DNA的上清液。(3)细胞中的DNA主要存在于染色体上，染色体的主要成分是DNA和蛋白质，因此该杂质最可能是蛋白质，可以用双缩脲试剂进行鉴定。(4)比较三种方法获得的絮状物中DNA的含量，可以利用二苯胺试剂进行鉴定，实验设计时要注意自变量是三种不同的絮状物，先用2mol/LNaCl溶液溶解，再加入二苯胺试剂并沸水浴加热，同时注意无关变量应保持相同且适宜。比较三支试管中蓝色的深浅即可比较其中DNA含量。10．(2022·南通一模)科研人员利用固定化酵母直接发酵甜菜汁生产燃料乙醇，图1表示相关的工艺流程，图2为不同固定化酵母接种量对发酵的影响。请分析回答下列问题：10\n(1)图1的步骤①中，溶化海藻酸钠时要注意____________________________________________________________________________________________________________，步骤②中加入果胶酶的作用是_____________________________________________________________________________________________________________________。步骤③中进行增殖培养的目的是__________________________________。(2)图1的步骤④体现了固定化酵母___________________________________________________________________________________________________________________的优点。研究表明使用固定化酵母的酒精产量平均值高于游离酵母的对照组，可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)由图2可知，固定化酵母接种量为________时酒精产量最高。接种量过高，酒精产量反而有所降低的原因是________________________________________________________________________。(4)研究表明，固定化酵母更适于甜菜糖液的发酵环境，由此可以通过________________________的方法来提高固定化酵母对发酵糖液的耐受性，从而达到提高发酵效率的目的。答案 (1)小火加热或间断加热，防止海藻酸钠焦糊 分解果胶，瓦解细胞壁，提高甜菜汁的出汁率和澄清度 增加酵母菌的数量，提高发酵效率 (2)容易与产物分离，并能重复使用 凝胶珠内部容易产生无氧环境，有利于酒精发酵 (3)15% 酵母菌细胞呼吸的中间产物大量用于自身的生长，导致酒精产量降低(酵母菌生长消耗大量的糖分，使得酒精的产量降低) (4)缓慢提高发酵液糖度10\n解析 (1)分析图1可知，步骤①中，溶化海藻酸钠时要注意小火加热或间断加热，防止海藻酸钠焦糊。步骤②中加入果胶酶的作用是分解果胶，瓦解细胞壁，提高甜菜汁的出汁率和澄清度。步骤③中进行增殖培养的目的是增加酵母菌的数量，提高发酵效率。(2)图1的步骤④体现出的固定化酵母的优点是容易与产物分离，并能重复使用。研究表明使用固定化酵母的酒精产量平均值高于游离酵母的对照组，可能的原因是凝胶珠内部容易产生无氧环境，有利于酒精发酵。(3)图2显示固定化酵母接种量为15%时酒精产量最高。接种量过高，酒精产量反而有所降低的原因是酵母菌生长消耗大量的糖分，使得酒精的产量降低。(4)固定化酵母更适于甜菜糖液的发酵环境，由此可以通过缓慢提高发酵液糖度的方法来提高固定化酵母对发酵糖液的耐受性，从而达到提高发酵效率的目的。11．工业生产中经常使用固定化酵母，某研究机构尝试寻找一些新的固定材料。多孔陶瓷因为有很高的比表面积(多孔固体物质单位质量所具有的表面积)，具有较强的吸附性，已经越来越受到重视。以下资料卡为多孔陶瓷固定化酵母颗粒的制备过程。资料卡：多孔陶瓷固定化酵母颗粒的制备步骤一：将多孔陶瓷样品破碎为4～8mm大小的颗粒，高温180℃处理2h后冷却至常温；步骤二：将干酵母处理后加入到多孔陶瓷样品中，需覆盖样品约1cm，缓慢摇动30min；步骤三：再放入0～5℃冰箱中3h，然后倒去剩余的活化酵母液，用生理盐水冲洗3次。请分析资料，回答下列问题：(1)①上述步骤一中，高温180℃处理的作用是________，冷却至常温的目的是________________________________________________________________________；②步骤二中，将酵母加入多孔陶瓷样品前，应首先对酵母细胞进行________处理；③步骤三中，将样品整体放入0～5℃冰箱中充分吸附酵母。在制备完成后，使用生理盐水进行冲洗的目的是________________________________。(2)研究人员利用固定化酵母进行了相关酒精发酵实验，测得发酵液中的酒精含量如下图所示。10\n根据图示结果，你认为该探究实验的目的是________________________________________________________________________________________________________，所能得出的实验结论有_______________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)①灭菌 避免高温杀死酵母菌细胞 ②活化③洗去样品表面残留的酵母细胞 (2)探究不同发酵液、不同酵母固定法对酒精发酵的影响 甘蔗汁发酵液发酵效果好于豆芽汁、陶瓷片固定法发酵效果好于海藻酸钠固定法解析 (1)①步骤一中，高温180℃处理多孔陶瓷样品的作用是灭菌。灭菌后将多孔陶瓷样品冷却至常温的目的是避免高温杀死步骤二中加入的酵母菌细胞。②制备固定化酵母细胞前应将干酵母进行活化处理。③在完成酵母细胞的固定化后，使用生理盐水进行冲洗的目的是洗去多孔陶瓷样品表面残留的酵母细胞。(2)分析题中两组实验结果可知，两组实验的目的是探究不同发酵液、不同酵母固定法对酒精发酵的影响。发酵一定时间后(＞12h)，由题图可知，甘蔗汁发酵液发酵效果好于豆芽汁，陶瓷片固定法发酵效果好于海藻酸钠固定法。10
