老高考适用2025版高考生物二轮总复习专题10生物技术实践

专题十生物技术实践1．(2024·平顶山模拟)由于微生物的生命活动而引起或促进材料腐蚀进程的现象统称为微生物腐蚀(MIC)。MIC现象中的厌氧菌主要是SRB，SRB是一些能将SOeq\o\al(2-,4)还原为H2S而自身获得能量的各种细菌的统称，是一种以有机物为养料的厌氧菌。请回答下列问题：(1)依据利用的底物不同，SRB可分为四类：一是氧化氢的SRB(HSRB)，二是氧化乙酸的SRB(ASRB)，三是氧化较高级脂肪酸的SRB(FASRB)，四是氧化芳香族化合物的SRB(PSRB)。为了获得纯ASRB制作培育基时应以__乙酸__为唯一碳源，该培育基按功能划分，属于__选择__培育基。(2)在做“SRB分别与计数”试验中，有两种比照设计，请完成下表：比照组作用现象结论未接种的培育基推断培育基是否被污染①__无菌落生长__培育基未被污染接种的②__牛肉膏蛋白胨有选择作用__的培育基推断选择培育基是否有选择作用比照组培育基上的菌落数大于选择培育基上的菌落数③__选择培育基具有选择作用__(3)目前，SRB已经广泛应用于废水中硫酸盐的去除，由于SRB属于异养型微生物，所以在SRB法处理含硫酸盐废水的过程中，须要添加肯定量的__有机碳源__(从培育基成分分析)。为降低成本，可用包埋法固定SRB，即将SRB匀称地包埋在__不溶于__(填“溶于”或“不溶于”)水的多孔性载体中。若用海藻酸钠做载体，哪些缘由可能导致凝胶珠形态异样__海藻酸钠浓度、注射器与CaCl2液面的距离、注射器推动速度__(答出2点)。【解析】(1)选择培育基是只允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻挡其他种类微生物生长的培育基，因此为了获得纯ASRB，制作培育基时应以乙酸为唯一碳源。(2)推断培育基是否被污染时应设置不接种微生物的空白培育基的组别作为比照，若该培育基上无菌落生长，则说明培育基未被污染；推断选择培育基是否有选择作用的比照组要设置接种微生物的牛肉膏蛋白胨培育基，若比照组培育基上的菌落数大于选择培育基上的菌落数，则说明选择培育基具有选择作用。(3)SRB属于异养型微生物，无法自己制造有机物，因此培育基上要添加有机碳源。用包埋法固定SRB，即将SRB匀称地包埋在不溶于水的多孔性载体中，如海藻酸钠等。若用海藻酸钠做载体在一些状况下可能导致凝胶珠形态异样，比如：海藻酸钠浓度、注射器与CaCl2液面的距离、注射器推动速度等。2．(2024·洛阳二模)葡萄大量成熟不能刚好销售出去时，种植者便制作葡萄酒服务于“农家乐”等周边游。但受酵母菌种和工艺所限，葡萄酒品质有待提高。为了解决该问题，生物学综合实践社团的同学们开展了下列试验，请你参加献策。(1)欲从土壤中分别出高效酵母菌，做了如图1所示的试验(Ⅰ～Ⅴ表示过程)。①上述试验中需留意无菌操作，其中需干热灭菌处理的试验用具包括__玻璃器皿、金属用具__。②铲取葡萄树下表层土壤，配制甲的土壤悬液。第I步接种最常用的方法是__涂布法__。乙、丙装置所用培育基如下表，其中作为主要碳源的是__葡萄糖__，在配制该培育基时，pH调至5.0～6.0，并加入链霉素的目的是__抑制细菌生长__。KH2PO4MgSO4·7H2O蛋白胨葡萄糖琼脂H2O1g0.5g5g10g15～20g1000mL③若经第Ⅱ步培育后发觉菌落铺满了整个培育基，无法辨别出单菌落，则应在第Ⅰ步之前__稀释__，再进行接种。④取第Ⅳ步中生长较好的六个菌落，分别接入编号1～6号试管中(0.05mol/L葡萄糖溶液)培育，3d后斐林试剂检测结果如下。其中第__6__号试管中的酵母菌最高效。编号123456砖红色相对深度＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋(注：＋号越多相对深度越大。)(2)为使高效酵母菌种可以反复利用，同学们设计了酵母菌的固定化及其生产葡萄酒的相关装置(如图)。①图中a是利用海藻酸钠固定的酵母菌，一般采纳的方法是__包埋法__固定化。②图中“长导管”的作用是__排出CO2__。③能否干脆利用该装置生产葡萄醋？__否__。请说明理由？__醋酸菌是好氧生物，醋酸发酵须要始终通入氧气__。【解析】(1)①能耐高温且须要保持干燥的物品实行干热灭菌处理，如上述试验中的玻璃器皿、金属用具。②甲瓶中先对土样进行了稀释，紧接着就运用涂布法将菌种接种到乙培育基上。配方中的葡萄糖作为主要的碳源，为微生物供应所需碳元素。加入链霉素可以抑制细菌生长，有利于酵母菌的生长。③若经第Ⅱ步培育后发觉菌落铺满了整个培育基，无法辨别出单菌落，说明前面的稀释倍数是不够的，因此应在第Ⅰ步之前进行稀释，再进行接种。④斐林试剂在本试验中是用来检测葡萄糖的剩余量的，砖红色相对深度越浅的话说明酵母菌利用的葡萄糖越多，说明该酵母菌最高效，因此6号相对来说是最高效的。(2)①海藻酸钠是包埋法中常运用的包埋剂。②酵母菌利用葡萄糖进行无氧呼吸，在产生酒精的同时会产生二氧化碳，因此连接长导管的作用是排出二氧化碳。③酿酒是利用酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精，醋酸菌是好氧生物，醋酸发酵须要始终通入氧气，因此不能干脆利用该装置生产葡萄醋。3．(2024·昆明一中考试)在食品生产、麻料脱胶、木材防腐等方面常用到果胶酶。回答下列问题：(1)常用霉菌发酵生产果胶酶，要从自然界中筛选出产酶实力较高的菌株，在纯化霉菌时，常用到平板划线法、稀释涂布平板法、__斜面接种__等方法接种。虽然这些技术操作方法各不相同，但是，其核心都是要__防止杂菌污染__，保证培育物的纯度。(2)试验室中要获得霉菌发酵产生的果胶酶并分别其种类，对样品处理的过程要进行透析，透析目的是__去除相对分子量较小的杂质__，然后进一步运用凝胶色谱法分别纯化。(3)果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等，在凝胶色谱法纯化中最先分别出来的是相对分子质量较__大__的酶，缘由是__相对分子质量大的蛋白质不简单进入凝胶内部的通道，路程短，移动的速度快__。(4)运用琼脂糖凝胶电泳技术，将分别得到的果胶酶成分进行纯度鉴定，在电泳过程中，影响蛋白质迁移速度的因素包括蛋白质分子的__分子带电性质的差异__、__分子的形态__以及分子本身的大小等。【解析】(1)微生物接种的方法许多，最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法，此外还有斜面接种等方法。虽然这些技术的操作方法各不相同，但是核心都是要防止杂菌污染。(2)透析的目的是除去相对分子量较小的杂质。(3)凝胶色谱法是依据相对分子质量的大小分别蛋白质的有效方法，相对分子质量大的蛋白质不简单进入凝胶内部的通道，路程短，移动的速度快，因此最先被分别出来。(4)在电泳过程中，蛋白质分子的带电性质的差异、分子的形态以及分子本身的大小等不同而产生不同的迁移速度，从而实现了蛋白质的分别。4．(2024·山西晋中一模)厨余垃圾富含多种有机物，利用微生物发酵处理不仅可以削减环境污染，还可以生产有机肥料或菌体蛋白饲料，实现厨余垃圾的无害化和资源化利用。我市某校学生开展了“削减污染废变宝”的主题项目学习活动，主动找寻分解不同厨余垃圾的菌种，下面是两个学习小组在完成项目学习的部分探讨过程。甲组同学开展了“垃圾分类处理—找寻分解剩菜叶的菌种”项目。乙组同学开展了“垃圾分类处理—找寻分解剩面食的菌种”项目。(1)甲组同学将土壤浸出液接种到仅含有__纤维素__作为唯一碳源的培育基上进行培育。在筛选菌种时，发觉许多产生透亮圈的菌落，测得A、B、C3种菌株的菌落直径与刚果红透亮圈直径，结果如下表：菌株编码菌落直径(d)/cm刚果红透亮圈直径(D)/cmD/dA3.535.531.57B2.966.722.27C1.864.862.61经筛选，小组成员认为菌__C__(填“A”“B”或“C”)最适合作为目的菌，为了进一步确定得到的是能分解剩菜叶的目的菌，他们还要进行__发酵产纤维素酶__的试验。(2)乙组同学欲从土壤中筛选高淀粉酶活性的目的菌，将土壤样品稀释液接种至以__淀粉__为唯一碳源的固体培育基上进行培育，除碳源外，该培育基还含有氮源、水、无机盐和__琼脂(凝固剂)__。(3)乙组同学通过筛选获得了一目的菌株，经专家鉴定，能同时产生两种不同的淀粉酶X和Y，其相对分子质量分别为45000和58000。若采纳凝胶色谱法将这两种淀粉酶分别，先洗脱出来的是淀粉酶__Y__(填“X”或“Y”)，其缘由是__淀粉酶Y的相对分子量比X大__。【解析】(1)因为刚果红能够筛选纤维素分解菌，可知甲组同学的试验目的为从土壤中筛选纤维素分解菌，因此甲组同学将土壤浸出液接种到仅含有纤维素作为唯一碳源的培育基上进行培育。由表中数据可知，C菌株的D/d的值最大，因此其纤维素酶的活性最强，即菌C最适合作为目的菌。为了进一步确定得到的是能分解剩菜叶的纤维素分解菌，还须要进行发酵产纤维素酶的试验。(2)分析题意可知，该试验目的是欲从土壤中筛选高淀粉酶活性的细菌，故在细菌筛选过程中，将土壤样品稀释液接种至以淀粉为唯一碳源的固体培育基上进行培育，除碳源外，该培育基还含有氮源、水、无机盐和琼脂(凝固剂)。(3)凝胶色谱法是依据相对分子质量的大小分别蛋白质的有效方法，相对分子质量小的蛋白质移动的速度慢，相对分子质量大的蛋白质移动的速度快，因此相对分子质量更大的蛋白质先洗脱出来，由于淀粉酶Y的相对分子量比X大，故采纳凝胶色谱法将这两种淀粉酶分别时，先洗脱出来的是淀粉酶Y。5．血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2或CO2的运输。请依据血红蛋白的提取和分别流程图回答问题。(1)将试验流程补充完整：A为__血红蛋白的释放__，B为__样品的加入和洗脱__。凝胶色谱法是依据__相对分子质量的大小__而达到蛋白质分别的有效方法。(2)洗涤红细胞的目的是去除__杂蛋白(血浆蛋白)__，洗涤次数过少，无法除去__血浆蛋白__；离心速度过高和时间过长会使__白细胞和淋巴细胞一同沉淀__。释放血红蛋白的过程中起作用的是__蒸馏水和甲苯__。(3)在洗脱过程中加入物质的量浓度为20mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0)的目的是__精确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内的一样__，假如红色区带__匀称一样地移动__说明色谱柱制作胜利。【解析】(1)样品处理及粗分别过程为：红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→分别血红蛋白溶液→透析，所以A表示血红蛋白的释放；凝胶色谱操作的依次是：凝胶色谱柱的制作、凝胶色谱柱的装填和样品的加入和洗脱，所以B表示样品的加入和洗脱。凝胶色谱法的原理是相对分子质量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流淌快；相对分子质量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流淌慢。(2)洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，释放血红蛋白的过程是让红细胞吸水涨破。假如分层不明显，可能是洗涤次数少，未能除去血浆蛋白。此外，离心速度过高和时间过长，会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀，也得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度。因为甲苯是表面活性剂的一种，可将细胞膜溶解，从而使细胞裂开，所以释放血红蛋白的过程中起作用的是蒸馏水和甲苯。(3)磷酸缓冲液(pH为7.0)能够精确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内的一样。假如凝胶色谱柱装填得很胜利，分别操作也正确，就能清晰地看到血红蛋白的红色区带匀称、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出；假如红色区带歪曲、散乱、变宽，说明分别的效果不好，这与凝胶色谱柱的装填有关。6．(2024·吉林长春二模)门冬胰岛素注射液是通过转基因技术，利用酵母菌生产的胰岛素类似物，生产流程如图所示。请回答：(1)大罐培育过程中酵母菌会大量增殖，在此阶段其主要进行__有氧__呼吸，酵母菌通过__胞吐__方式分泌胰岛素原。(2)在运用胰蛋白酶和羧肽酶处理过程中要留意反应的温度，缘由是__温度影响酶的活性(温度会影响胰岛素原的空间结构)__。门冬胰岛素是一种分子量较小的蛋白质，在与其他大分子蛋白质分别时，色谱柱中门冬胰岛素的迁移速度__较慢__，时间__较长__。(3)在获得人胰岛素产品后，可采纳聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，往往会在凝胶中添加SDS，其作用是__使蛋白质变性，消退或掩盖蛋白质本身的电荷__。获得的人胰岛素产品需鉴定是否被杂菌污染，方法是__将人的胰岛素产品在培育基中培育一段时间后，视察是否有菌落产生__。(4)科学家用高血糖小鼠验证门冬胰岛素的作用，该试验因变量的视察指标是__检测小鼠血糖含量的改变(检测小鼠的血糖值)__。【解析】(1)酵母菌属于兼性厌氧生物，大罐培育过程中，酵母菌大量繁殖，其主要进行有氧呼吸；胰岛素原属于分子量较大的多肽类物质，分泌方式为胞吐。(2)两种酶与胰岛素原的化学本质是蛋白质或多肽，温度会通过影响空间结构导致其失活。相对分