高中生物利用生物净化原理治理环境污染综合题

某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察计数。请回答与此实验相关的问题：
（1）培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了_________和__________。除此之外，培养基还必须含有的基本成分是___________和____________。
（2）对培养基进行灭菌，应该采用的方法是______________。
（3）为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于___________中培养，培养的温度设定在37 ℃。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种______作为对照进行实验。
（4）如果要检测水中是否含有大肠杆菌，应使用______________培养基，在这种培养基上大肠杆菌菌落呈现_______色。
（5）本实验结束后，使用过的培养基及其培养物必须经过_________处理后才能丢弃，以防止培养物的扩散。

请根据某同学尝试使用罐头瓶在常温（21±3℃）下制作果酒的过程，回答实践中的问题：
（1）开始时向消过毒的罐头瓶加入了新鲜的葡萄汁和酵母菌，添加酵母菌的目的是___________________________，添加葡萄汁的目的是为酵母菌的生长发育提供物质成分，具体包括_____________________________________________等几类。
（2）葡萄汁装入瓶中时要留出大约1/3的空间，这样做的目的是______________________。在以后的过程中，每隔12小时左右将瓶盖拧松一次（不是打开瓶盖），此后再拧紧，这样做的目的是___________________________。
（3）制果酒过程开始阶段的生物化学反应式为_______________________________，
这一反应主要在线粒体中进行。制果酒过程后一阶段的生物化学反应式为：___________________________，这一反应在酵母细胞的细胞质基质中进行，该过程对酵母菌的主要意义是_____________________________________________。
（4）加入的新鲜葡萄汁没有进行过灭菌处理，但是在制出的果酒中基本检测不出酵母菌以外的杂菌，从生态学角度分析：一是大量的酵母菌在与杂菌之间的竞争中取得优势，二是果酒中的____________________________________，从而淘汰掉杂菌。

人的粪便中含有致病菌，但是通常因数量较少而不易检测。大肠杆菌是生存在人体肠道中的正常菌群，每克粪便中含有10⁹个，且能够与致病菌混杂生长。如果食品和饮用水中出现大肠杆菌，就意味着食物可能被粪便污染而带上致病菌，因而常将大肠杆菌的数量作为食品卫生的检测指标之一。请据此回答下列问题：
（1）常用稀释涂布平板法来测定大肠杆菌的数目，该方法中实际统计的是培养基上                          
数目。
（2）计数时所用的培养基是固体培养基，接种前需要对其灭菌，常用的灭菌方法是       。
（3）某班不同实验小组在测定牛奶中大肠杆菌数是否超标时，分别得到如下数据，A组：
457个/平板，B组：76个/平板，C组：9个/平板。你认为哪组同学的数据比较准确       ，
此数据比实际值要     （高、低），其原因是     。实验完成后需要对培养基进行                    
处理，然后才能倒掉。

下列是关于发酵技术的相关问题：15分
（1）在制作果醋、腐乳、泡菜的过程中涉及的主要微生物中属于需氧型的是              。
（2）腐乳制作中主要利用了微生物产生的              酶和脂肪酶，通过发酵使豆腐中营养物质的种类增加，且更易于消化吸收。影响此发酵效果的因素有              。（举一项） 
（3）果酒果醋制作的发酵装置中的充气口在         过程中要关闭，该过程的原理用反应式表示为：                                                          ；排气口要开放，它通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是              。
（4）果酒发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验，在酸性条件下呈
现            色。
（5）纯化果酒制作的菌种时，利用        （固体、液体）培养基，其配方中含有的蛋白胨、淀粉分别为该微生物培养提供了              、              ，除此之外还必需有的基本成分       、         。接种时常用的方法有         和稀释涂布平板法。实验后对使用过的培养基进行              处理。

如下所示为某微生物培养基的配方成分及含量：
NaNO₃ --3 g；   K₂HPO₄ -- 1 g；  KCl -- 0.5 g；
MgSO₄·7H₂O --0.5 g； FeSO₄ --0.01 g； （CH₂O）--30 g；
H₂O--1 000 mL； 青霉素-- 0.1万单位。
请回答以下问题：
（1）依物理性质划分，该培养基属于                   培养基；依用途划分，则属于           培养基。
（2）根据培养基的原料，所培养微生物的同化作用的类型是            ，培养的微生物可能是            。
（3）该培养基中的碳源是           。不论何种培养基，在各成分都溶化后分装前，要进行的是                和                 。
（4）若用该培养液培养纤维素分解菌，应除去的物质是             ，应加入的物质是            ，为检测纤维素分解菌的存在与否还应加入                ，形成           色复合物，若产生            ，则证明有纤维素分解菌存在。

圆褐固氮菌是自生固氮菌，青霉素会抑制圆褐固氮菌的生长繁殖而不影响酵母菌等真菌的生长繁殖。现有圆褐固氮菌和酵母菌的混合物，请你设计一个实验，分离并得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌。
（1）材料用具：（略）
（2）方法步骤：
①制备两种培养基，一种是            培养基，另一种是            培养基，将这两种培养基各自分成两份，依次标上A、a和B、b。
②分别向A、B培养基中接种混合菌，适宜条件下培养3—4天。
③分别从A、B培养基的菌落中挑取生长良好的菌种分别接种到a、b培养基中，在适宜条件下培养3—4天。
（3）请回答：
①本实验配制的培养基属于      培养基，实验步骤③的目的是           。
②圆褐固氮菌大量积累次级代谢产物的时期是               ，其与酵母菌在基因结构上的主要差异为                               。
③青霉素抑制圆褐固氮菌的生长繁殖，其作用机理是破坏或抑制其细胞壁的形成。据此推测青霉素不影响酵母菌生长繁殖的原因是                               。
④生产上常用圆褐固氮菌制成菌剂施放到土壤中，以提高农作物的产量，其原因是         
                 和                                     。
⑤为了生产用作菌剂的圆褐固氮菌，科研工作者研究了此种细菌的群体生长规律，绘制出该细菌的生长速率曲线（如右图）。下列有关说法正确的是______。

A．上述目的菌是在恒定容积的液体培养基中培养的
B．扩大培养最好选择b时期的细菌接种，但此期最后阶段细菌数量已减少
C．c时期的细菌不再进行繁殖，有芽孢生成
D．d时期生活的细菌已经不能再合成初级代谢产物
⑥右图是生态系统的氮循环和碳循环的部分示意图，硝化细菌在此图的氮循环中能完成的过程是        （填图中字母）。其新陈代谢类型是            。进行B生理过程的生物在生态系统中的生态地位是           。

微生物与人类关系密切。虽然有些微生物能使动植物患病，但多数微生物对人类是有益的。请回答有关微生物及其应用的试题：
(1) 培养微生物的培养基中一般含有                                         等营养物质。从土壤中分离分解尿素的细菌时，培养基中添加的唯一氮源为           ，这种培养基称为          培养基，细菌的分离和统计菌落数要用       培养基
（2）在筛选纤维素分解菌的过程中，人们发明了                方法，这种方法能通过颜色反应直接对为微生物进行筛选。
(3) 微生物接种的方法很多，最常用的是            和                      法。统计菌落数通常用                         方法。
（4）在腐乳制作过程用到的主要微生物是          ，其发酵原理是                ；
在泡菜制作过程中用到的主要微生物是            ，其代谢类型是           。

右图是人们利用黄色短杆菌合成赖氨酸的途径。请回答下列问题：

⑴黄色短杆菌中含有遗传物质的结构分别是     、      。 
⑵在生产实际中，人们通过黄色短杆菌的选育培养，大量生产赖氨酸的过程叫        。赖氨酸是黄色短杆菌的       产物。
⑶含C、H、O、N的某相对大分子化合物最多可以为黄色短杆菌提供哪些营养要素物质？                         。
⑷用黄色短杆菌生产赖氨酸，培养基属于（     ）（多选）
A．液体培养基                 B.合成培养基
C．固体培养基                 D.天然培养基
⑸在进行菌种鉴定时，若想确认一下其中是否混有大肠杆菌，往往向培养基中加入            试剂，如果有，则菌落呈       色，并带有         。
⑹如果过量增加培养基中的碳源，培养基中有无菌落的形成？为什么？
                                                                    
⑺如何使黄色短杆菌能不断积累赖氨酸，请写出一种方法：                      
_______                                                                 。

根据细菌生长曲线回答下列问题：

⑴代谢活跃、体积增长较快的是[   ]        期。
⑵常作为生产菌种和科研材料的是[   ]       期。
⑶在生产实际中，如果想得到较多的抗生素，则应在图中______（填编号）处适当补充营养物质，以延长该期的时间，常用的方法是____    ______。
⑷研究微生物的生长一般以       为单位来研究。      
⑸某些细菌的一种休眠体         是在[   ]        期形成的。

下图简单表示葡萄酒的酿制过程，请据图分析：

(1) 葡萄酒的酿制原理是：先通气使酵母菌进行＿＿＿＿＿＿，以增加酵母菌的数量，然后使酵母菌＿＿＿＿＿＿获得葡萄酒。
(2) 在甲中进行搅拌的目的是＿＿＿＿＿＿，乙中排出的气体是发酵过程产生的＿＿＿＿；写出甲、乙中有关的化学反应式：甲＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，乙＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(3) 随着发酵过程的加深，液体密度会逐渐变低（可用密度计测量），其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(4) 如果丙忘记盖上盖子，一段时间后会变酸，这是由于酒精在＿＿＿＿＿＿的作用下生成了＿＿＿＿＿＿， 写出此时发生的化学反应式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

某同学分离纤维素分解菌，如下实验：

（1）采集土样：应该到＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿环境中采集
（2）选择培养：应选择图中＿＿＿＿＿培养基，选择培养的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）梯度稀释
（4）接种到鉴别培养基上：应选图中的＿＿＿培养基，接种方法为＿＿＿＿＿＿＿＿＿，利用＿＿＿＿＿与纤维素形成红色复合物来筛选纤维素菌，筛选出纤维素分解菌的这种方法为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（5）挑选菌落：挑选出产生＿＿＿＿＿的菌落。

下图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，请据图回答：
   
（1）制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比约为＿＿＿＿，盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，试分析可能的原因：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（写出两种）
（4）泡菜风味形成的关键在于＿＿＿＿＿的加入。
（5）发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（6）测定亚硝酸盐含量的方法是＿＿＿＿＿＿。

山葡萄酒是我国特有的葡萄酒品种，是利用我国长白山地区生长的山葡萄为原料，采用传统酿造技术与现代生物技术结合酿制而成。下面是某研究性小组的同学对山葡萄酒生产工艺进行考察后，绘制出果酒生产工艺流程简图。据图回答：

（1）山葡萄果酒制作过程中，接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气，这样做的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）在果酒酿造过程中，如果果汁灭菌不严格，含有醋酸杆菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸杆菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？说明理由。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）酵母菌与醋酸杆菌在细胞结构上的主要区别是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）若要提高果酒的产量，发酵过程中关键要控制好哪些条件？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（5）果酒制作是否成功，需发酵后取样鉴定，可用哪些方法检验酒精是否存在？（说出两种方法）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

下面是最早发现抗生素——青霉素的弗莱明先生所进仃的探索过程。观察及对问题的认识：培养细菌的培养基中，偶然生出青霉菌，在其周围的细菌没有生长。为什么出现这种现象？
假设：青霉菌能抑制细菌生长
进行实验：把青霉菌放在培养液中培养后，观察这些培养液对细菌生长的影响。
结果：培养液阻止了细菌的生长和繁殖。
结论：青霉素可产生一种阻止细菌繁殖的物质。弗莱明在持续的研究中分离出了一种物质，分析出它的特征并将之命名为青霉素。根据上述探索过程，请回答下列问题：
（1）作为这一实验的假设，下列最为恰当的是（  ）
A.青霉菌能产生有利于人类的物质                   
B.青霉菌污染了细菌生长的培养基
C.青霉菌可能产生了有利于细菌繁殖的物质          
D.青霉菌可能产生了不利于细菌繁殖的物质
（2）青霉菌和细菌的关系是（  ）
A.共生       B.竞争        C.捕食        D.寄生
（3）为了证明青霉素确实是由青霉菌产生的而不是培养液和培养基中产生的，则应进一步设计＿＿＿＿＿＿实验，其实验方法是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，若实验结果为：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，则能充分证明青霉菌确实能产生可阻止细菌繁殖的青霉素。
（4）最初使用较少的青霉素有较好的杀菌效果，现在青菌素使用量常达到800万单位，说明细菌的抗药性增强了，这种抗药性的形成是＿＿＿＿＿＿＿＿的结果，其根本原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

赖氨酸在食品、医药和畜牧业上的需求量很大。下图利用黄色短杆菌合成赖氨酸途径的示意图解。请据图回答下列问题：

（1）当苏氨酸和赖氨酸共同过量时，才会抑制天冬氨酸激酶的活性，酶活性发生改变的主要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，这种调节方式称为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，与酶的合成调节相比较，其具有的特点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）赖氨酸是人和高等动物体内的＿＿＿＿＿氨基酸，这是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。为了提高赖氨酸的产量，科学家对黄色短杆菌进行＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，选育出不能合成＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的菌种从而打破了产物对天冬氨酸激酶的抑制作用。
（3）黄色短杆菌合成的赖氨酸是＿＿＿＿＿代谢产物，它合成后存在的部位是＿＿＿＿＿。
（4）人工控制微生物代谢的措施包括＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等。