老高考適用2025版高考生物二輪總復(fù)習(xí)專題10生物技術(shù)實(shí)踐

專題十生物技術(shù)實(shí)踐1．(2024·平頂山模擬)由于微生物的生命活動(dòng)而引起或促進(jìn)材料腐蝕進(jìn)程的現(xiàn)象統(tǒng)稱為微生物腐蝕(MIC)。MIC現(xiàn)象中的厭氧菌主要是SRB，SRB是一些能將SOeq\o\al(2-,4)還原為H2S而自身獲得能量的各種細(xì)菌的統(tǒng)稱，是一種以有機(jī)物為養(yǎng)料的厭氧菌。請回答下列問題：(1)依據(jù)利用的底物不同，SRB可分為四類：一是氧化氫的SRB(HSRB)，二是氧化乙酸的SRB(ASRB)，三是氧化較高級脂肪酸的SRB(FASRB)，四是氧化芳香族化合物的SRB(PSRB)。為了獲得純ASRB制作培育基時(shí)應(yīng)以__乙酸__為唯一碳源，該培育基按功能劃分，屬于__選擇__培育基。(2)在做“SRB分別與計(jì)數(shù)”試驗(yàn)中，有兩種比照設(shè)計(jì)，請完成下表：比照組作用現(xiàn)象結(jié)論未接種的培育基推斷培育基是否被污染①__無菌落生長__培育基未被污染接種的②__牛肉膏蛋白胨有選擇作用__的培育基推斷選擇培育基是否有選擇作用比照組培育基上的菌落數(shù)大于選擇培育基上的菌落數(shù)③__選擇培育基具有選擇作用__(3)目前，SRB已經(jīng)廣泛應(yīng)用于廢水中硫酸鹽的去除，由于SRB屬于異養(yǎng)型微生物，所以在SRB法處理含硫酸鹽廢水的過程中，須要添加肯定量的__有機(jī)碳源__(從培育基成分分析)。為降低成本，可用包埋法固定SRB，即將SRB勻稱地包埋在__不溶于__(填“溶于”或“不溶于”)水的多孔性載體中。若用海藻酸鈉做載體，哪些緣由可能導(dǎo)致凝膠珠形態(tài)異樣__海藻酸鈉濃度、注射器與CaCl2液面的距離、注射器推動(dòng)速度__(答出2點(diǎn))?！窘馕觥?1)選擇培育基是只允許特定種類的微生物生長，同時(shí)抑制或阻擋其他種類微生物生長的培育基，因此為了獲得純ASRB，制作培育基時(shí)應(yīng)以乙酸為唯一碳源。(2)推斷培育基是否被污染時(shí)應(yīng)設(shè)置不接種微生物的空白培育基的組別作為比照，若該培育基上無菌落生長，則說明培育基未被污染；推斷選擇培育基是否有選擇作用的比照組要設(shè)置接種微生物的牛肉膏蛋白胨培育基，若比照組培育基上的菌落數(shù)大于選擇培育基上的菌落數(shù)，則說明選擇培育基具有選擇作用。(3)SRB屬于異養(yǎng)型微生物，無法自己制造有機(jī)物，因此培育基上要添加有機(jī)碳源。用包埋法固定SRB，即將SRB勻稱地包埋在不溶于水的多孔性載體中，如海藻酸鈉等。若用海藻酸鈉做載體在一些狀況下可能導(dǎo)致凝膠珠形態(tài)異樣，比如：海藻酸鈉濃度、注射器與CaCl2液面的距離、注射器推動(dòng)速度等。2．(2024·洛陽二模)葡萄大量成熟不能剛好銷售出去時(shí)，種植者便制作葡萄酒服務(wù)于“農(nóng)家樂”等周邊游。但受酵母菌種和工藝所限，葡萄酒品質(zhì)有待提高。為了解決該問題，生物學(xué)綜合實(shí)踐社團(tuán)的同學(xué)們開展了下列試驗(yàn)，請你參加獻(xiàn)策。(1)欲從土壤中分別出高效酵母菌，做了如圖1所示的試驗(yàn)(Ⅰ～Ⅴ表示過程)。①上述試驗(yàn)中需留意無菌操作，其中需干熱滅菌處理的試驗(yàn)用具包括__玻璃器皿、金屬用具_(dá)_。②鏟取葡萄樹下表層土壤，配制甲的土壤懸液。第I步接種最常用的方法是__涂布法__。乙、丙裝置所用培育基如下表，其中作為主要碳源的是__葡萄糖__，在配制該培育基時(shí)，pH調(diào)至5.0～6.0，并加入鏈霉素的目的是__抑制細(xì)菌生長__。KH2PO4MgSO4·7H2O蛋白胨葡萄糖瓊脂H2O1g0.5g5g10g15～20g1000mL③若經(jīng)第Ⅱ步培育后發(fā)覺菌落鋪滿了整個(gè)培育基，無法辨別出單菌落，則應(yīng)在第Ⅰ步之前__稀釋__，再進(jìn)行接種。④取第Ⅳ步中生長較好的六個(gè)菌落，分別接入編號1～6號試管中(0.05mol/L葡萄糖溶液)培育，3d后斐林試劑檢測結(jié)果如下。其中第__6__號試管中的酵母菌最高效。編號123456磚紅色相對深度＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋(注：＋號越多相對深度越大。)(2)為使高效酵母菌種可以反復(fù)利用，同學(xué)們設(shè)計(jì)了酵母菌的固定化及其生產(chǎn)葡萄酒的相關(guān)裝置(如圖)。①圖中a是利用海藻酸鈉固定的酵母菌，一般采納的方法是__包埋法__固定化。②圖中“長導(dǎo)管”的作用是__排出CO2__。③能否干脆利用該裝置生產(chǎn)葡萄醋？__否__。請說明理由？__醋酸菌是好氧生物，醋酸發(fā)酵須要始終通入氧氣__?！窘馕觥?1)①能耐高溫且須要保持干燥的物品實(shí)行干熱滅菌處理，如上述試驗(yàn)中的玻璃器皿、金屬用具。②甲瓶中先對土樣進(jìn)行了稀釋，緊接著就運(yùn)用涂布法將菌種接種到乙培育基上。配方中的葡萄糖作為主要的碳源，為微生物供應(yīng)所需碳元素。加入鏈霉素可以抑制細(xì)菌生長，有利于酵母菌的生長。③若經(jīng)第Ⅱ步培育后發(fā)覺菌落鋪滿了整個(gè)培育基，無法辨別出單菌落，說明前面的稀釋倍數(shù)是不夠的，因此應(yīng)在第Ⅰ步之前進(jìn)行稀釋，再進(jìn)行接種。④斐林試劑在本試驗(yàn)中是用來檢測葡萄糖的剩余量的，磚紅色相對深度越淺的話說明酵母菌利用的葡萄糖越多，說明該酵母菌最高效，因此6號相對來說是最高效的。(2)①海藻酸鈉是包埋法中常運(yùn)用的包埋劑。②酵母菌利用葡萄糖進(jìn)行無氧呼吸，在產(chǎn)生酒精的同時(shí)會產(chǎn)生二氧化碳，因此連接長導(dǎo)管的作用是排出二氧化碳。③釀酒是利用酵母菌在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，醋酸菌是好氧生物，醋酸發(fā)酵須要始終通入氧氣，因此不能干脆利用該裝置生產(chǎn)葡萄醋。3．(2024·昆明一中考試)在食品生產(chǎn)、麻料脫膠、木材防腐等方面常用到果膠酶?；卮鹣铝袉栴}：(1)常用霉菌發(fā)酵生產(chǎn)果膠酶，要從自然界中篩選出產(chǎn)酶實(shí)力較高的菌株，在純化霉菌時(shí)，常用到平板劃線法、稀釋涂布平板法、__斜面接種__等方法接種。雖然這些技術(shù)操作方法各不相同，但是，其核心都是要__防止雜菌污染__，保證培育物的純度。(2)試驗(yàn)室中要獲得霉菌發(fā)酵產(chǎn)生的果膠酶并分別其種類，對樣品處理的過程要進(jìn)行透析，透析目的是__去除相對分子量較小的雜質(zhì)__，然后進(jìn)一步運(yùn)用凝膠色譜法分別純化。(3)果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等，在凝膠色譜法純化中最先分別出來的是相對分子質(zhì)量較__大__的酶，緣由是__相對分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)不簡單進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程短，移動(dòng)的速度快__。(4)運(yùn)用瓊脂糖凝膠電泳技術(shù)，將分別得到的果膠酶成分進(jìn)行純度鑒定，在電泳過程中，影響蛋白質(zhì)遷移速度的因素包括蛋白質(zhì)分子的__分子帶電性質(zhì)的差異__、__分子的形態(tài)__以及分子本身的大小等?！窘馕觥?1)微生物接種的方法許多，最常用的是平板劃線法和稀釋涂布平板法，此外還有斜面接種等方法。雖然這些技術(shù)的操作方法各不相同，但是核心都是要防止雜菌污染。(2)透析的目的是除去相對分子量較小的雜質(zhì)。(3)凝膠色譜法是依據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分別蛋白質(zhì)的有效方法，相對分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)不簡單進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程短，移動(dòng)的速度快，因此最先被分別出來。(4)在電泳過程中，蛋白質(zhì)分子的帶電性質(zhì)的差異、分子的形態(tài)以及分子本身的大小等不同而產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實(shí)現(xiàn)了蛋白質(zhì)的分別。4．(2024·山西晉中一模)廚余垃圾富含多種有機(jī)物，利用微生物發(fā)酵處理不僅可以削減環(huán)境污染，還可以生產(chǎn)有機(jī)肥料或菌體蛋白飼料，實(shí)現(xiàn)廚余垃圾的無害化和資源化利用。我市某校學(xué)生開展了“削減污染廢變寶”的主題項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)，主動(dòng)找尋分解不同廚余垃圾的菌種，下面是兩個(gè)學(xué)習(xí)小組在完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)的部分探討過程。甲組同學(xué)開展了“垃圾分類處理—找尋分解剩菜葉的菌種”項(xiàng)目。乙組同學(xué)開展了“垃圾分類處理—找尋分解剩面食的菌種”項(xiàng)目。(1)甲組同學(xué)將土壤浸出液接種到僅含有__纖維素__作為唯一碳源的培育基上進(jìn)行培育。在篩選菌種時(shí)，發(fā)覺許多產(chǎn)生透亮圈的菌落，測得A、B、C3種菌株的菌落直徑與剛果紅透亮圈直徑，結(jié)果如下表：菌株編碼菌落直徑(d)/cm剛果紅透亮圈直徑(D)/cmD/dA3.535.531.57B2.966.722.27C1.864.862.61經(jīng)篩選，小組成員認(rèn)為菌__C__(填“A”“B”或“C”)最適合作為目的菌，為了進(jìn)一步確定得到的是能分解剩菜葉的目的菌，他們還要進(jìn)行__發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶__的試驗(yàn)。(2)乙組同學(xué)欲從土壤中篩選高淀粉酶活性的目的菌，將土壤樣品稀釋液接種至以__淀粉__為唯一碳源的固體培育基上進(jìn)行培育，除碳源外，該培育基還含有氮源、水、無機(jī)鹽和__瓊脂(凝固劑)__。(3)乙組同學(xué)通過篩選獲得了一目的菌株，經(jīng)專家鑒定，能同時(shí)產(chǎn)生兩種不同的淀粉酶X和Y，其相對分子質(zhì)量分別為45000和58000。若采納凝膠色譜法將這兩種淀粉酶分別，先洗脫出來的是淀粉酶__Y__(填“X”或“Y”)，其緣由是__淀粉酶Y的相對分子量比X大__。【解析】(1)因?yàn)閯偣t能夠篩選纖維素分解菌，可知甲組同學(xué)的試驗(yàn)?zāi)康臑閺耐寥乐泻Y選纖維素分解菌，因此甲組同學(xué)將土壤浸出液接種到僅含有纖維素作為唯一碳源的培育基上進(jìn)行培育。由表中數(shù)據(jù)可知，C菌株的D/d的值最大，因此其纖維素酶的活性最強(qiáng)，即菌C最適合作為目的菌。為了進(jìn)一步確定得到的是能分解剩菜葉的纖維素分解菌，還須要進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的試驗(yàn)。(2)分析題意可知，該試驗(yàn)?zāi)康氖怯麖耐寥乐泻Y選高淀粉酶活性的細(xì)菌，故在細(xì)菌篩選過程中，將土壤樣品稀釋液接種至以淀粉為唯一碳源的固體培育基上進(jìn)行培育，除碳源外，該培育基還含有氮源、水、無機(jī)鹽和瓊脂(凝固劑)。(3)凝膠色譜法是依據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分別蛋白質(zhì)的有效方法，相對分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì)移動(dòng)的速度慢，相對分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)移動(dòng)的速度快，因此相對分子質(zhì)量更大的蛋白質(zhì)先洗脫出來，由于淀粉酶Y的相對分子量比X大，故采納凝膠色譜法將這兩種淀粉酶分別時(shí)，先洗脫出來的是淀粉酶Y。5．血紅蛋白是人和其他脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞的主要組成成分，負(fù)責(zé)血液中O2或CO2的運(yùn)輸。請依據(jù)血紅蛋白的提取和分別流程圖回答問題。(1)將試驗(yàn)流程補(bǔ)充完整：A為__血紅蛋白的釋放__，B為__樣品的加入和洗脫__。凝膠色譜法是依據(jù)__相對分子質(zhì)量的大小__而達(dá)到蛋白質(zhì)分別的有效方法。(2)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除__雜蛋白(血漿蛋白)__，洗滌次數(shù)過少，無法除去__血漿蛋白__；離心速度過高和時(shí)間過長會使__白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞一同沉淀__。釋放血紅蛋白的過程中起作用的是__蒸餾水和甲苯__。(3)在洗脫過程中加入物質(zhì)的量濃度為20mmol/L的磷酸緩沖液(pH為7.0)的目的是__精確模擬生物體內(nèi)的生理環(huán)境，保持體外的pH和體內(nèi)的一樣__，假如紅色區(qū)帶__勻稱一樣地移動(dòng)__說明色譜柱制作勝利?！窘馕觥?1)樣品處理及粗分別過程為：紅細(xì)胞的洗滌→血紅蛋白的釋放→分別血紅蛋白溶液→透析，所以A表示血紅蛋白的釋放；凝膠色譜操作的依次是：凝膠色譜柱的制作、凝膠色譜柱的裝填和樣品的加入和洗脫，所以B表示樣品的加入和洗脫。凝膠色譜法的原理是相對分子質(zhì)量大的分子通過多孔凝膠顆粒的間隙，路程短，流淌快；相對分子質(zhì)量小的分子穿過多孔凝膠顆粒內(nèi)部，路程長，流淌慢。(2)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除雜蛋白，釋放血紅蛋白的過程是讓紅細(xì)胞吸水漲破。假如分層不明顯，可能是洗滌次數(shù)少，未能除去血漿蛋白。此外，離心速度過高和時(shí)間過長，會使白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞一同沉淀，也得不到純凈的紅細(xì)胞，影響后續(xù)血紅蛋白的提取純度。因?yàn)榧妆绞潜砻婊钚詣┑囊环N，可將細(xì)胞膜溶解，從而使細(xì)胞裂開，所以釋放血紅蛋白的過程中起作用的是蒸餾水和甲苯。(3)磷酸緩沖液(pH為7.0)能夠精確模擬生物體內(nèi)的生理環(huán)境，保持體外的pH和體內(nèi)的一樣。假如凝膠色譜柱裝填得很勝利，分別操作也正確，就能清晰地看到血紅蛋白的紅色區(qū)帶勻稱、狹窄、平整，隨著洗脫液緩慢流出；假如紅色區(qū)帶歪曲、散亂、變寬，說明分別的效果不好，這與凝膠色譜柱的裝填有關(guān)。6．(2024·吉林長春二模)門冬胰島素注射液是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，利用酵母菌生產(chǎn)的胰島素類似物，生產(chǎn)流程如圖所示。請回答：(1)大罐培育過程中酵母菌會大量增殖，在此階段其主要進(jìn)行__有氧__呼吸，酵母菌通過__胞吐__方式分泌胰島素原。(2)在運(yùn)用胰蛋白酶和羧肽酶處理過程中要留意反應(yīng)的溫度，緣由是__溫度影響酶的活性(溫度會影響胰島素原的空間結(jié)構(gòu))__。門冬胰島素是一種分子量較小的蛋白質(zhì)，在與其他大分子蛋白質(zhì)分別時(shí)，色譜柱中門冬胰島素的遷移速度__較慢__，時(shí)間__較長__。(3)在獲得人胰島素產(chǎn)品后，可采納聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測其純度，往往會在凝膠中添加SDS，其作用是__使蛋白質(zhì)變性，消退或掩蓋蛋白質(zhì)本身的電荷__。獲得的人胰島素產(chǎn)品需鑒定是否被雜菌污染，方法是__將人的胰島素產(chǎn)品在培育基中培育一段時(shí)間后，視察是否有菌落產(chǎn)生__。(4)科學(xué)家用高血糖小鼠驗(yàn)證門冬胰島素的作用，該試驗(yàn)因變量的視察指標(biāo)是__檢測小鼠血糖含量的改變(檢測小鼠的血糖值)__?！窘馕觥?1)酵母菌屬于兼性厭氧生物，大罐培育過程中，酵母菌大量繁殖，其主要進(jìn)行有氧呼吸；胰島素原屬于分子量較大的多肽類物質(zhì)，分泌方式為胞吐。(2)兩種酶與胰島素原的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或多肽，溫度會通過影響空間結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其失活。相對分