专题八生物技术实践专题强化练1．(2022·济南高三模拟)乳酸是一种重要的多用途有机酸。为得到高产乳酸的菌种并降低其培养成本，科学家以辣白菜为材料进行了如下筛选纯化过程：(1)配制培养基：基础液体培养基中需含有细菌生长必需的__________________，分离液体培养基是在基础培养基的基础上加入0.1g/L溴甲酚紫(酸碱指示剂，酸性条件下变黄)，分离固体平板是在液体培养基的基础上加入CaCO3和__________。(2)菌种筛选纯化：取适量辣白菜放入30mL__________中充分振荡后，取1mL上清液加入到液体培养基中，37℃培养24h，选取发酵液颜色______________的样品，经稀释后采用______________法接种到固体平板上继续培养。(3)用以上方法筛选纯化得到的菌种的异化作用类型是__________，理由是________________________________________________________________________。答案 (1)水、无机盐、碳源、氮源 琼脂 (2)无菌水 变黄 稀释涂布平板 (3)需氧型或兼性厌氧型 未在无氧条件下进行筛选解析 (1)微生物培养基中必须包括的营养物质有碳源、氮源、无机盐、水、生长因子等；分离固体平板是在液体培养基的基础上加入CaCO3和琼脂。(2)菌种筛选纯化：取适量辣白菜放入30mL无菌水中，充分振荡后，取1mL上清液加入到液体培养基中，37℃培养24h，选取发酵液颜色变黄的样品，经稀释后采用稀释涂布平板法接种到固体平板上继续培养。(3)用以上方法筛选纯化时，没有在无氧条件下进行筛选，因此得到的菌种的异化作用类型是需氧型或兼性厌氧型。9\n2．(2022·全国Ⅰ，39)已知微生物A可以产生油脂，微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题：(1)显微观察时，微生物A菌体中的油脂通常可用______________染色。微生物A产生的油脂不易挥发，可选用________(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样，并应选用以________为碳源的固体培养基进行培养。(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用____________________直接计数；若要测定其活菌数量，可选用____________________法进行计数。(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度，某同学测得相同时间内，在35℃、40℃、45℃温度下降解10g油脂所需酶量依次为4mg、1mg、6mg，则上述三个温度中，________℃条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度，应围绕________℃设计后续实验。答案 (1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ) 萃取法 (2)油脂 (3)血细胞计数板 稀释涂布平板 (4)45 40解析 (1)生物组织中的油脂能被苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染成橘黄色(或红色)。(2)为了筛选出能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，我们应选用只能让该菌落生长的选择培养基，因此培养基中只能选用油脂作为唯一碳源。(3)血细胞计数板可用于直接计数培养液中的菌体数，但是不分死活，因此要计数活菌数量可采用稀释涂布平板法。(4)温度影响酶的活性，在三个温度实验中，45℃需酶量最高，说明酶活性最低；在三个温度实验中，40℃所需酶量最少，低于35℃和45℃所用酶量，说明酶的最适温度介于35℃和45℃之间，因此应围绕40℃设计不同温度梯度，进行后续实验。3．(2022·宣城高三第二次调研)宣木瓜为蔷薇科落叶灌木植物贴梗海棠的成熟果实，以安徽宣城所产最为著名，距今已有二千多年的栽培历史。宣木瓜中含有十九种氨基酸、十八种矿物微量元素，以及大量维生素C，有舒筋活络、祛风湿痹等功效。近年来利用宣木瓜果实加工果酒、果醋等保健品和美容化妆品。下图是某同学制备宣木瓜酒的简易装置图。请回答下列问题：(1)制备果酒时阀a和阀b的开闭情况为____________________。装置的温度控制在________。宣木瓜酒呈淡黄色，是因为随酒精度数的提高，__________________进入发酵液。(2)为提高果酒的品质，可以直接在木瓜汁中加入人工培养的酵母菌，为了培养和分离出酵母菌，淘汰细菌和放线菌，培养基要用( )A．较多的氮源物质B．较多的碳源物质9\nC．青霉素类似物D．高浓度食盐(3)若是制备果醋，除接种醋酸菌外，还应对上述装置作何处理？____________________。(4)若是从宣木瓜中提取类胡萝卜素，一般采用________法。为提高提取效果在操作前先要将宣木瓜进行______________________。答案 (1)阀a关闭、阀b打开 18～25℃ 色素 (2)C(3)阀a打开，装置温度调到30～35℃ (4)萃取 干燥和粉碎解析 (1)制作果酒时，参与的微生物是酵母菌。当其进行无氧呼吸时，才产生酒精，因此制备果酒时阀a关闭，以形成无氧环境，同时为了排出酵母菌无氧呼吸产生的CO2，应该打开阀b，酒精发酵时，一般将温度控制在18～25℃，此温度适合酵母菌的生长和发酵。宣木瓜酒呈淡黄色，是因为随酒精度数的提高，色素进入发酵液。(2)青霉素类似物可以杀死细菌和放线菌，而对酵母菌的生长繁殖无影响，因此人工培养酵母菌时，在培养基中加入青霉素类似物可以培养和分离出酵母菌，淘汰细菌和放线菌。(3)参与果醋制作的微生物是醋酸菌。醋酸菌是好氧菌，因此制备果醋，除接种醋酸菌外，还应打开阀a，为醋酸菌提供氧气，同时把装置温度调到30～35℃以适合其生长繁殖。(4)胡萝卜素化学性质稳定，不溶于水，易溶于有机溶剂，因此若是从宣木瓜中提取类胡萝卜素，一般采用萃取法。为提高提取效果在操作前先要将宣木瓜进行干燥和粉碎。4．(2022·濮阳高三第二次模拟)生物技术实践在实际生产生活中有着多种应用。请回答下列有关问题：(1)泡菜发酵过程会产生少量的亚硝酸盐，若泡菜中的亚硝酸盐总量达到一定值，则会引起中毒，故需要检测泡菜中亚硝酸盐的含量，测定亚硝酸盐含量的常用方法是_______________。(2)微生物的接种方法有多种，常用于统计活菌数目的接种方法是__________________，使用该方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目偏低，原因是____________________________。统计微生物数目的方法除利用菌落进行活菌计数外，还有__________________法。(3)精油在日常生活中有着广泛的应用，不同精油的制备过程不同，这与其原料的性质等有关。柚皮在水中蒸馏时容易焦糊，宜采用__________法提取柚皮精油；玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，常选择__________法进行提取。(4)天然胡萝卜素具有保护视力，抗癌变，延缓衰老等功效。根据胡萝卜素具有易溶于有机溶剂的特点，常采用__________法提取胡萝卜素；提取的胡萝卜素粗产品可通过__________法进行鉴定。答案 (1)比色法 (2)稀释涂布平板法 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 显微镜直接计数 (3)压榨 (水蒸气)蒸馏 (4)(有机溶剂)萃取 纸层析解析 (1)亚硝酸盐与某些化学物质发生反应后形成玫瑰红色染料。先使泡菜样品及一系列已知浓度的亚硝酸盐溶液分别与化学物质发生显色反应，然后通过对比，可以估测出泡菜液样品亚硝酸盐的含量。9\n(2)微生物的接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法，其中稀释涂布平板法常用于统计活菌数目；使用该方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目偏低，原因是当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落；除了活菌计数法外，显微镜直接计数也是测定微生物数量常用的方法。(3)柚皮在水中蒸馏时容易焦糊，宜采用压榨法提取柚皮精油；玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，常选择水蒸气蒸馏法进行提取。(4)根据胡萝卜素具有易溶于有机溶剂的特点，常采用萃取法提取胡萝卜素；提取的胡萝卜素粗产品可通过纸层析法进行鉴定。5．(2022·安庆高三二模)酵母菌是生物科学研究中一种重要的生物材料，请回答下列问题：(1)酵母菌的新陈代谢类型是__________，其细胞内将葡萄糖分解为酒精的酶存在于__________。(2)某同学尝试用新鲜葡萄制作葡萄酒，为验证发酵液中含有酒精，取2mL发酵液加入试管中，滴加0.5mL浓硫酸酸化的重铬酸钾溶液并轻轻振荡，观察到溶液变________色，则证明发酵液中含酒精。(3)研究者利用基因工程技术改造酵母菌，得到如下四种变异菌株：菌株Ⅰ——不能合成纤维素酶，菌株Ⅱ——合成的纤维素酶不能分泌到细胞外，菌株Ⅲ——合成的纤维素酶能分泌到细胞外，菌株Ⅳ——合成的纤维素酶分泌并固定在细胞壁上。在以纤维素为唯一碳源的培养基上能生长繁殖形成菌落的是菌株__________，若在培养基中加入__________，则菌落周围会出现透明圈。在利用纤维素生产酒精时，与菌株Ⅲ相比，菌株Ⅳ的纤维素酶的利用率高，因为___________________________________________________________________________________________________________________。(4)为研究发酵罐中酿酒酵母菌的生长情况，常要取样统计分析，并测定pH值。若某研究人员将样品的次序搞乱了，那么判断取样顺序的主要依据是________________(填“酵母菌的数量”或“发酵液的pH”)。答案 (1)兼性厌氧型 细胞质基质 (2)灰绿(3)Ⅲ、Ⅳ 刚果红 菌株Ⅳ分泌的纤维素酶固定于细胞壁上，更新培养液造成的酶的流失减少 (4)发酵液的pH解析 (1)酵母菌由于既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，所以其新陈代谢类型是兼性厌氧型，其细胞进行无氧呼吸将葡萄糖分解为酒精，无氧呼吸有关的酶存在于酵母菌的细胞质基质中。(2)在酸性条件下，酒精可与重铬酸钾溶液发生反应，使溶液由橙色变为灰绿色。9\n(3)由于纤维素是大分子物质，不能直接被细胞吸收利用，所以能分解利用纤维素的微生物必须要有能合成并分泌到细胞外的纤维素酶，如果不能脱离分泌细胞，至少也要分泌到细胞最外层结构上附着，结合题中所给的微生物特点可知，只有菌株Ⅲ和Ⅳ才能在以纤维素为唯一碳源的培养基上生长繁殖。若在纤维素培养基中加入刚果红，则凡是被菌株分解利用了纤维素的地方都会出现透明圈，且透明圈越大，说明该菌株分泌纤维素酶的能力越强。与菌株Ⅲ相比，菌株Ⅳ分泌的纤维素酶固定于细胞壁，更新培养液造成的酶的流失减少，所以菌株Ⅳ的纤维素酶的利用率高。(4)在培养酵母菌的培养液中，随着培养时间的延长，产生的CO2越多，培养液中pH越小，所以可以通过检测培养液中pH值大小确定被打乱顺序的样品。6．(2022·江门高三模拟考试)泡菜是人们餐桌上常见的美食。一碟酸甜香脆的泡菜，能令人胃口大开。请回答以下相关问题：(1)泡菜的制作过程离不开乳酸菌，因为乳酸菌可以在__________条件下产生乳酸，经过一段时间的发酵后，泡菜中亚硝酸盐会在乳酸菌的作用下有所降解。亚硝酸盐含量的测定可以用比色法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成__________色化合物。(2)某人在家里制作泡菜，为了缩短制作泡菜的时间，在冷却的盐水中加入少量陈年泡菜液，其目的是__________。要测定泡菜液中乳酸菌的数量，可以用抽样检测法或__________法，用后一种方法接种培养后可得到下图中__________(填“A”或“B”)所示的结果。(3)将在泡菜液中分离的两种乳酸菌L1和L2接种于含适量亚硝酸钠的液体培养基中，在适宜且相同的条件下培养。48h后取样，检测亚硝酸钠的含量进行对比。该实验的目的是__________________________________。为保证实验结论的准确，该实验还应补充设置__________，为防止乳酸菌产生的酸性物质对实验结果造成影响，可以在培养基中加入______________________。答案 (1)无氧 玫瑰红 (2)增加乳酸菌菌种的数量 稀释涂布平板 B (3)比较乳酸菌L1、L2降解亚硝酸盐(亚硝酸钠)的能力大小 空白对照组 (磷酸盐等)缓冲物质解析 (1)乳酸菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生乳酸。测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。(2)陈年泡菜液中含有乳酸菌。可见，为了缩短家里制作泡菜的时间，在冷却的盐水中加入少量陈年泡菜液的目的是增加乳酸菌菌种的数量。要测定泡菜液中乳酸菌的数量，可以用抽样检测法或稀释涂布平板法。根据培养的效果图可以判断：获得图A效果的接种方法是平板划线法，获得图B效果的接种方法是稀释涂布平板法。(3)泡菜中亚硝酸盐会在乳酸菌的作用下有所降解。在适宜且相同的条件下，将从泡菜液中分离的两种乳酸菌L1和L2接种于含适量亚硝酸钠的液体培养基中培养489\nh后取样，检测亚硝酸钠的含量进行对比，其目的是比较乳酸菌L1、L2降解亚硝酸盐(亚硝酸钠)的能力大小。为保证实验结论的准确，该实验还应补充设置不接种乳酸菌的空白对照组。为防止乳酸菌产生的酸性物质对实验结果造成影响，可以在培养基中加入磷酸盐等缓冲物质。7．某植物园中种植的有菊花、玫瑰等花卉，还有葡萄、橘子等水果，其中玫瑰、橘子都可以作为植物芳香油提取的原料。请回答下列问题：(1)植物芳香油的提取方法有________、压榨法和________等。具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定。(2)玫瑰精油适合用________________________提取，其理由是玫瑰精油具有易挥发、难溶于水、易溶于有机溶剂、化学性质稳定的特点。蒸馏时收集的蒸馏液不是纯的玫瑰精油，而是______________________。经冷凝管冷却后加入NaCl，混合物又会重新分出__________层和水层。如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会减少，原因是__________________。(3)橘皮精油的提取原料是橘皮，但橘皮易焦糊，宜采用__________法提取橘皮精油，其中将橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡的目的是____________________________________。答案 (1)蒸馏法 萃取法 (2)水蒸气蒸馏法 油水混合物 油 部分玫瑰精油会随水蒸气挥发而流失(3)压榨 防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率解析 (1)植物芳香油的提取方法有蒸馏法、压榨法和萃取法等，具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定。(2)玫瑰精油具有易挥发、难溶于水、易溶于有机溶剂、化学性质稳定的特点，适合用水蒸气蒸馏法提取。蒸馏时收集的蒸馏液不是纯的玫瑰精油，而是油水混合物。经冷凝管冷却后加入NaCl，混合物又会重新分出油层和水层。如果蒸馏过程中不进行冷却，由于部分玫瑰精油会随水蒸气挥发而流失，则精油提取量会减少。(3)橘皮精油的提取原料是橘皮，但橘皮易焦糊，宜采用压榨法提取橘皮精油，其中将橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡，其目的是防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。8．(2022·青岛高三质检)胡萝卜素作为一种重要的天然色素在人们的日常生活中有着广泛的应用。胡萝卜素可以通过微生物发酵的方法获得。研究小组尝试用橙色粘球菌生产胡萝卜素，请回答下列问题：(1)从富含有机质的土壤中取样后，要进行选择培养，其目的是______________________。(2)用平板划线法纯化橙色粘球菌，通常使用的划线工具是______________，其灭菌方法是________________。某个平板共划线5个区域，则该过程中需要从试管中沾取________次菌液。培养一段时间后，挑取平板上形状、大小和隆起度等一致的、橙黄色的________进行重复培养，直到分离出单一菌株。(3)用萃取法从该微生物菌体中提取胡萝卜素时，应采用____________加热的方法。加热时需安装冷凝回流装置，其目的是防止__________________。9\n(4)鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常采用______________________法，该方法也可用于分离色素，其原理是______________________________。答案 (1)增加橙色粘球菌浓度 (2)接种环 灼烧灭菌 1 菌落 (3)水浴 有机溶剂挥发 (4)纸层析 不同色素在有机溶剂中的溶解度不同解析 (1)从富含有机质的土壤中取样后，要进行选择培养，以增加橙色粘球菌浓度。(2)平板划线法常用的接种工具是接种环，一般用灼烧灭菌的方法灭菌。平板划线法每一次划线都是从上一次划线的末端开始的，所以无论划过多少次线，都只需要从试管中沾取1次菌液。培养一段时间后，挑取平板上形状、大小和隆起度等一致的、橙黄色的菌落进行重复培养，直到分离出单一菌株。(3)用萃取法从该微生物菌体中提取胡萝卜素时，应该采用水浴加热的方法；加热时需安装冷凝回流装置，以防止有机溶剂挥发。(4)鉴定胡萝卜素常用纸层析法，其原理是不同色素在有机溶剂中的溶解度不同。9．下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验装置，请据图回答下列问题：(1)该实验依据的原理是________。A．DNA在NaCl溶液中的溶解度随NaCl溶液浓度的不同而不同B．利用DNA不溶于酒精的性质，可除去细胞中溶于酒精的物质而得到较纯的DNAC．DNA是大分子有机物，不溶于水而溶于某些有机溶剂D．在沸水浴中DNA遇二苯胺会出现蓝色反应(2)在图A所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是________________________________________。通过图B所示的步骤取得滤液，再在溶液中加入2mol/L的NaCl溶液的目的是________________________________________________________________________；图C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是_________________________________________________________________________________________________________________。(3)鉴定DNA的方法是向溶有DNA丝状物的试管中加入________试剂，混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min，冷却后可观察到溶液呈________；也可取少许DNA丝状物置于载玻片上，滴一滴________溶液，片刻后用水冲洗，可见丝状物被染成________。答案 (1)ABD (2)使血细胞破裂 使滤液中的DNA溶于浓盐溶液 降低盐溶液的浓度，使DNA析出 (3)二苯胺 蓝色 甲基绿 绿色9\n解析 图A、B、C所示为本实验的三个关键步骤。图A通过添加蒸馏水，血细胞与蒸馏水相混合而使血细胞处于极度低渗的环境之中，细胞因大量吸水而导致最终破裂，并释放出胞内物。图B通过纱布过滤使血细胞释放出的DNA滤入收集的滤液中(将大量胶状物滤出)，再在滤液中加入2mol/L的NaCl溶液使DNA溶解。图C在DNA浓盐溶液中加入蒸馏水(大量)，可使溶液的NaCl浓度降至较低，由于DNA在较低浓度的NaCl溶液中溶解度很低(在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，浓度再变小则DNA溶解度将增大)，使DNA低渗析出，经过滤等手段可以收集到DNA。10．(2022·张家界高三三模)胡萝卜素是一种天然色素类食品添加剂，图1是获取胡萝卜素的两种操作流程；图2是样品层析结果与β－胡萝卜素标准样品的比对结果图。回答下列问题：(1)进行筛选酵母菌R前，需对酵母菌R进行选择培养，选择培养用液体培养基的目的是__________________。(2)筛选酵母菌R时，可使用_____________法接种，通过观察单菌落的_______________来区分出酵母菌R。(3)图1中，干燥过程应控制好温度和干燥时间，目的是______________________；萃取过程中宜采用水浴加热，原因是______________________________________________________________________________________________________________________。(4)图中A过程表示过滤，获得的滤液是________________________。(5)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜。图2中色带____________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)为β－胡萝卜素，理由是__________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)获得大量菌体(有利于酵母菌的大量繁殖) (2)平板划线或稀释涂布平板 形状、颜色和隆起度 (3)防止胡萝卜素的分解 有机溶剂一般都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸 (4)含有胡萝卜素等的萃取剂 (5)Ⅰ 标准样品是β－胡萝卜素，相同色素在滤纸条上的扩散速率相同9\n解析 胡萝卜素的提取流程为胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素→鉴定，因此图1中的A表示的是过滤；提取的胡萝卜素粗品用纸层析法进行鉴定，图2色素带Ⅰ与标准样品比对，应该是β－胡萝卜素。(1)液体培养基有利于酵母菌的大量繁殖，以获得更多的酵母菌，因此对酵母菌R进行选择培养，用液体培养基。(2)微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法；可以通过观察单菌落的形状、颜色和隆起度来区分出酵母菌R。(3)为了防止胡萝卜素的分解，干燥过程应控制好温度和干燥时间；由于有机溶剂一般都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸，因此萃取过程中宜采用水浴加热。(4)根据以上分析可知，图中A过程表示过滤，则获得的滤液是含有胡萝卜素等的萃取剂。(5)由于标准样品是β－胡萝卜素，而相同色素在滤纸条上的扩散速率相同，因此图2中色带Ⅰ为β－胡萝卜素。9
