高中生物利用生物净化原理治理环境污染综合题

请分析回答下列问题:
(1)无菌技术主要通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。实验室常用的灭菌方法有   灭菌、干热灭菌和   灭菌。
(2)稀释涂布平板法分离纯化土壤中微生物的正确操作步骤是(  )
①土壤取样 ②称取10 g土壤加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中制备土壤提取液 ③吸取0.1mL溶液进行平板涂布
④依次稀释至10¹、10²、10³、10⁴、10⁵、10⁶、10⁷稀释度
A.①②③④  B.①③②④
C.①②④③  D.①④②③
(3)利用酵母菌将葡萄汁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,重铬酸钾与酒精反应呈   色。在发酵过程中,随着酒精度的提高,发酵液逐渐呈现深红色,原因是              。
(4)从野生酵母菌群中分离纯化酵母菌,最常使用的接种方法是   和   两种。酵母菌适合生活在偏酸性环境中,而放线菌则适合生活在偏碱性环境中,分离二者所用的培养基称为   。
(5)在腐乳制作的过程中,起主要作用的微生物是   。
(6)腐乳制作过程中影响其风味和品质的因素有哪些(  )
①盐的用量 ②酒的种类和用量 ③发酵温度 ④发酵时间 ⑤香辛料的用量
A.①②③④⑤    B.①②③
C.①②⑤   D.③④

工业生产中会产生一些有机废水，某细菌X在生物处理废水中能发挥很大作用，现要要对其进行筛选。

培养液	NaNO3	牛肉膏	K2HPO4	MgSO4·7H2O	KCl	NiSO4
A	-	-	1g/L	1g/L	0.5g/L	0.01g/L
B	3g/L	3g/L	1g/L	1g/L	0.5g/L	0.01g/L
C	3g/L	-	1g/L	1g/L	0.5g/L	0.01g/L

（1）应选用上表中的      （填图中字母）培养液，解释不选用其他培养液的原因：a                                ，b                                  。
（2）接种前培养基必须进行         灭菌，为确定培养基灭菌是否彻底，可设置              的空白培养基为对照组；若要制作平板，常在培养液中加入           作为凝固剂，培养时，需将平板         放置。
（3）为获得单个菌落，某同学将细菌X接种到正确的培养基中，经培养后，其中一个平板的菌落分布如右图所示，该同学的接种方法是                        ，所用的接种工具是                ，该同学可能的操作失误是                                                        。

（4）对细菌X计数时，可吸取菌液１ml稀释1000倍，然后吸取稀释后的菌液0.2ml，接种于平板上培养，一段时间后观察到三个平板上的菌落数为61、62、63，则该菌液中的细菌X数量约为                个/ml。

二口恶英是持久性有机污染物,其毒性强,降解难。某种白腐真菌能利用二口恶英中的碳元素作为碳源。为了降解废水中的二口恶英,研究人员从土壤中筛选获得了能降解利用二口恶英的白腐真菌菌株,筛选的主要步骤如图所示,①为土壤样品,⑧为筛选出的目的菌株。请回答下列问题:

(1)⑤中培养目的菌株的选择培养基中应加入   作为唯一碳源,如果要测定②中活菌数量,常采用   法。
(2)④、⑥为对照组,⑤为实验组,④、⑥中加入马铃薯琼脂培养基(培养真菌的培养基)。若⑥在培养过程中没有菌落生长,说明培养基没有   ;若④中的菌落数目明显   (填“多于”或“少于”)⑤,说明⑤已经筛选出一些菌落。
(3)在提取白腐真菌细胞内的分解酶时,通常先将菌株细胞       制取粗酶液,再进一步获得相应的酶;从中分离提取的酶通常需要检测   ,以确定其应用价值;为降低生产成本,可利用   技术使白腐真菌重复利用。
(4)提取白腐真菌细胞内的蛋白质过程中,为了保证蛋白质不变性,需要对样品进行洗脱,措施一般是需要加入   ;在装填凝胶柱时,如果有   存在,会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果。该真菌可以产生某种挥发性强、易溶于有机溶剂的芳香化合物,适于采用法提取。

幽门螺杆菌（Hp）感染是急慢性胃炎和消化道溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下：

请回答：
（1）在生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生物的培养基，称做______________。
（2）配制培养基时，要加入尿素和 __________指示剂，这是因为Hp含有___________，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落周围会出现____________色环带。
（ （3）步骤X表示__________。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液____________到培养基平面上。菌液稀释的目的是为了获得_______菌落。
（4）临床上用¹⁴C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将¹⁴C标记的____________分解为NH₃和¹⁴CO₂。

临床使用抗生素前,有时需要做细菌耐药实验。实验时,首先要从病人身上获取少量样本,然后按照一定的实验步骤操作,以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。回答下列问题:
(1)为了从样本中获取致病菌单菌落,可用   法或   法将样本接种于固体培养基表面,经过选择培养、鉴别等步骤获得。
(2)取该单菌落适当稀释,用   法接种于固体培养基表面,在37 ℃培养箱中培养24 h,使其均匀生长,布满平板。
(3)为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性,将分别含有A、B、C、D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置,培养一段时间后,含A的滤纸片周围出现透明圈,说明该致病菌对抗生素A   ;含B的滤纸片周围没有出现透明圈,说明该致病菌对抗生素B   ;含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小,说明                                                        ;                  
含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小,且透明圈中出现了一个菌落,在排除杂菌污染的情况下,此菌落很可能是抗生素D的   。
(4)根据上述实验结果,为达到抗菌目的,最好选用抗生素   。

法国科学家巴斯德发现导致葡萄酒变质的根源是发酵物中混入了杂菌。请回答下列关于微生物的分离、培养等一些问题。
（1）研究和应用微生物的前提是：                       。
（2）微生物的培养基配制一般都含有水、            和无机盐，在主要营养物质的基础上还要满足微生物生长对                 以及氧气的要求。
（3）微生物的消毒和灭菌：在菊花组织培养中，对外植体常用酒精和       进行消毒。在微生物培养中，对培养基常用      方法进行灭菌。对于空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能         。
（4）微生物的应用：在葡萄酒的自然发酵过程中，运用吸附在葡萄皮上的野生酵母菌发酵产生酒精，请写出该过程的化学反应式：                   。
（5）微生物的接种：微生物接种的方法很多，最常用的是      和        。
（6）微生物的计数：根据培养基上出现的菌落数目和稀释倍数计算得出细菌数目往往比实际的数目低，原因是                      。

为验证某种中药牙膏是否像其广告宣传的一样具有较强的抑菌功效，老师带领生物兴趣小组的同学设计了如下实验（符合无菌操作要求）。请分析上述实验过程并回答下列问题：
①用无菌水漱口，向漱口液中加入适量的该中药牙膏；②配制牛肉膏蛋白胨固体培养基；
③将上述样品接种到培养基上，在适宜条件下进行培养；
④一段时间后，对培养结果进行观察并进行菌落计数。
(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的一般步骤是：计算、称量、溶化、灭菌、          ；培养基中牛肉膏的作用主要是为微生物生长提供         等营养物质。
(2)本实验样品接种时最好采用            方法。培养一段时间后，培养基表面长出菌落，每一个标准菌落来源于样品中的            。
(3)食品安全检测时通常采用大肠杆菌作为致病微生物的指示菌，为测定哪些菌落属于大肠杆菌，可选用            培养基对菌落进行鉴定，大肠杆菌的菌落在该培养基上呈现黑色。
(4)请指出本实验设计中的一个明显的错误：                 ，请加以改正：                                                          。
(5)如何证明所用培养基已经彻底灭菌？                            。

请回答下列有关生物技术实践的相关问题：
Ⅰ．生物柴油是一种可再生的清洁能源，其应用在一定程度上能够减缓人类对化学燃料的消耗。科学家发现，在微生物M产生的脂肪酶作用下，植物油与甲醇反应能够合成生物柴油（如下图）。

（1）用于生产生物柴油的植物油不易挥发，宜选用_________、_________等方法从油料作物中提取；筛选产脂肪酶的微生物M时，选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供_________，培养基灭菌采用的最适方法是__________法。
（2）测定培养液中微生物数量，可选用________________法；从微生物M分离提取的脂肪酶通常需要检测_______，以确定其应用价值。
Ⅱ．三七是一种名贵中药，其有效成分是三七皂苷，可用萃取法提取。
（1）为了提高提取率，提取前应对三七材料进行预处理，即对其进行______________。采用萃取法提取某有效成分时需要加热，一般不用酒精灯直接加热而用水浴加热，因为______________。
（2）工业化大量而快速生产三七以提取相关成分，可应用________技术，此过程会使用到__________等植物激素，对形成的愈伤组织应当测定其_______的含量。

请回答下列与植物有效成分的提取及微生物相关的问题：
（1）适合玫瑰精油提取的常用方法为             法；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。
（2）从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的是           法；一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量成        比。
（3）欲从土壤中分离纤维素分解菌，最好选择在________环境中采集土样，所选择的培养基应以________作为唯一碳源。
（4）分离土壤中的纤维素分解菌时，经常用加入了______    __的鉴别培养基，在该培养基上，纤维素分解菌会因为产生纤维素酶使菌落周围出现____      ____。

酵母菌与人们的日常生活密切相关，也是现代生物技术研究常用的生物。
（1）制作固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和的______溶液中形成凝胶珠。若形成凝胶珠颜色过浅，则说明________。酵母细胞的固定化技术是包埋法，而制备固定化酶则不宜用此方法，原因是______。
（2）利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可观察到的现象为______，同时会闻到酒味。利用酵母菌发酵产生酒精时要控制的必要条件是______。
（3）利用玉米秸杆生产酒精时，水解秸杆所用的纤维素酶可来自微生物。分离产生该酶的微生物时，所需要的培养基为________（按功能分），培养基中的碳源为______。微生物培养时对培养基常用________灭菌。

阅读资料，完成后面的问题。
资料一：单细胞蛋白（ single cell protein，SCP）是指通过培养大量细菌、酵母、真菌或藻类，从中提取出的蛋白质或生物菌体，可直接作为一种人和动物的蛋白来源添加到人类食品和动物饲料中。
资料二：对柑橘果实加工后剩下的新鲜皮渣处理成为许多加工厂亟需解决的问题，柑橘皮渣含大量果胶、纤维素和半纤维素，并且可能作为一种发酵基质。
资料三：有科学家设想可以柑橘皮渣为原料，筛选合适的微生物和提供适宜发酵条件，生产单细胞蛋白质来作为动物饲料使用。
（1）单细胞蛋白可直接作为蛋白质来源添加到动物饲料的原因是蛋白质是细胞__    （干重，鲜重）中含量最高的物质。
（2）柑橘皮渣中的纤维素可以为微生物的培养提供        。
（3）我们分别使用四种类型的酵母进行发酵，并测定发酵前后的粗蛋白和真蛋白含量得到下表：

注：CP:粗蛋白，TP：真蛋白。
从表中来看，有3种酵母均可显著提高发酵产物的粗蛋白质和真蛋白质含量，从粗蛋白质提高程度看，以     （填单株酵母菌株编号）效果最好，但以真蛋白质来看，则以        最好。
（4）进一步研究表明，使用酵母和霉菌混合发酵的效果更好，其原因可能是混合发酵时，霉菌产生的      酶和        酶可以分解发酵原料中细胞壁成分，其分解产物除了可以保障自身生长外，还可促进酵母生长。
（5）以下为研究发酵条件的部分实验，在这三组实验中，自变量为____       ，无关变量是          。

如图表示大肠杆菌细胞中组成核糖体的蛋白质（简称RP）的合成及调控过程。RP基因操纵元是控制核糖体蛋白质合成的DNA分子片段，RBS是核糖体结合位。请回答下列问题：

（1）RP基因操纵元的基本组成单位是______________；①过程发生的场所是______________。
（2）过程②合成的RP1的多肽有一段氨基酸序列为“﹣丝氨酸﹣组氨酸﹣谷氨酸﹣”，转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的相应碱基序列分别为AGA、GUG、CUU，则决定该氨基酸序列的基因的碱基序列为__________。
（3）核糖体主要由______________等物质构成，图中核糖体沿着mRNA的移动依次合成的有关物质是______________等（用图中所示物质表示），当细胞中缺乏rRNA时，RP1与RBS结合，导致RBS被封闭，引起的后果是______________，通过这种调节机制可以避免______________。
（4）大肠杆菌细胞中的RNA，其功能有______________ （多选）。
A．作为遗传物质  B．传递遗传信息    C．转运氨基酸    D．构成核糖体

炭疽病是由炭疽杆菌引起的一种人畜共患传染病，炭疽杆菌两端截平、呈竹节状排列，菌落呈卷发状。对炭疽病疑似患者，可根据噬菌体的宿主专一性，通过实验确诊。
(1)细菌培养：采集疑似患者的样本，分离培养，获得可疑菌落。
(2)细菌鉴定：实验流程如下图所示

①对配制的液体培养基需采取               方法灭菌；实验所用液体培养基的碳源为             (填“无机碳”或“有机碳”)。在提供主要营养物质的基础上，培养基还需要满足炭疽杆菌生长对      、     以及特殊营养物质的要求。
②挑选可疑菌落制片后，用            观察，可看到呈竹节状排列的杆菌。
③接种可疑菌后，35℃培养24小时，液体培养基变浑浊，原因是                ，对照组试管中应加入                ，与实验组同时培养6小时后，若实验组液体培养基的        比对照组低，则可明确疑似患者被炭疽杆菌感染；反之则排除。
④对排除的疑似患者及易感人群，可接种炭疽杆菌疫苗，刺激机体产生相应抗体。与产生抗体相关的细胞除T细胞、B细胞外，还有            、          。

[生物——选修1：生物技术实践]（16分，每空2分）有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答问题：
（1）在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以    为唯一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于   培养基。
（2）纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即  和  。
（3）为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力   。
（4）通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、        和      。无菌技术要求实验操作应在酒精灯 附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。

孔雀石绿(C₂₃H₂₅N₂Cl)常用作纺织业的染料，也可用作水产养殖业的杀菌驱虫剂。但它具有高毒性、高残留的危害，因此对孔雀石绿废水的处理已成为环境科学领域关注的热点。科研人员从某化工厂污水池中分离获得了能降解孔雀石绿的细菌菌株A。主要步骤如图7－15－3所示。

图7－15－3
请分析并回答：
(1)从①到③的培养过程中，培养液应加入________作为唯一碳源，此过程的目的是________________________和________________________。
(2)使用____________法可以在④上获得单个菌落。实验中使用的培养基可以用________灭菌法进行灭菌。
(3)从某化工厂污水池中分离获得了能降解孔雀石绿的细菌菌株A，从生物进化的角度分析，这是________的结果。菌株A在生态系统成分中属于________。
(4)研究人员进一步研究了不同金属离子对菌株A降解孔雀石绿的影响，实验结果如图7－15－4所示。
由上述结果可以看出，与不加金属离子的对照组相比，多数金属离子对菌株A降解孔雀石绿有________作用，唯有Pb^2＋的作用相反。若要排除Pb^2＋本身对孔雀石绿有降解作用，则应设置__________________________的培养基样本作为对照。

图7－15－4