高中生物利用生物净化原理治理环境污染综合题

【生物——选修1生物技术实践】
Ⅰ.某细菌固体培养基的组成成分是KH₂PO₄、Na₂HPO₄、MgSO₄、葡萄糖、尿素、琼脂
和蒸馏水，其中凝固剂是__________，碳源是__________，氮源是__________。已知只有能合成脲酶的细菌才能在该培养基上生长，故该培养基属于__________培养基。从同化作用类型看，用该培养基培养的细菌属于__________。统计样品中活菌的数目常用           法来统计，为了保证结果准确，一般选择菌落数在        的平板进行计数。统计的菌落数往往比活菌的实际数目         。
Ⅱ.植物芳香油的提取方法有蒸馏、         和         等。具体采用哪
种方法要根据           来决定。用蒸馏方法提取玫瑰精油时，为了提高产品的品质，需要           和           。提取橘皮精油的过程中用石灰水浸泡干燥去水的柑橘皮，目的是            。将提取的胡萝卜素粗品进行鉴定的方法是           。

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

【生物—选修1：生物技术实践】(15分)
某同学在学习了传统发酵技术的应用后，进行了酸奶制作的实践。制作步骤如下：
准备原料：市场上购得纯牛奶、原味酸奶
工具：带盖瓶子、勺子、可调温电饭锅
制作方法：
①将瓶子(连同盖子)、勺子放在电饭锅中加水煮沸10分钟。
②瓶子稍冷却后，向瓶子中倒人牛奶，再放人电饭锅中沸水浴加热l0分钟。
③待牛奶冷却至40QC左右(不烫手)时倒入牛奶量l／5的酸奶作“引子"，用勺子搅拌均匀，拧紧瓶盖。
④将电饭锅温度调至40。C，继续保温7—8小时。
请回答：
(1)将瓶子等煮沸的目的是灭菌，防止_____。
(2)“引子"指的是酸奶中的_____，其在发酵过程中完成的主要化学反应是_____(填反应式)。
(3)待牛奶冷却后才能倒人酸奶的原因是_____。将瓶盖拧紧的目的是：参与该过程的菌种是_____(填异化作用类型)细菌，仅在_____条件下才能进行发酵。
(4)另一名同学在重复相同实验时，为避免杂菌污染而向牛奶中加入了青霉素，结果发酵失败，原因是_____。

科学家发现家蝇体内存在着一种抗菌活性蛋白。这种蛋白具有极强的抗菌能力，受到研究者重视。
（1）分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质分子的                   、大小及形状不同，在电场中的                   不同而实现分离。
（2）可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌特性。抗菌实验所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供              和              。
（3）分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。培养一定时间后，比较两种培养基中菌落的          ，确定该蛋白质的抗菌效果。
（4）细菌培养常用的接种方法有           和                    。实验结束后，对使用过的培养基应进行              处理。

[生物——选修1：生物技术实践]
（1）微生物接种的方法很多，最常用的是平板划线法和____，平板划线前要对接种环进行灼烧，原因是为了__________。
（2）用培养基培养微生物时，培养基中应有__________、__________ 、__________    和        等营养，同时还必须满足微生物生长对__________ 、__________ 、__________ 的要求。
（3）用唯一碳源培养基分离微生物的主要操作步骤为①原料称量、溶解②__________③分装、包扎④灭菌⑤倒平板⑥  __________⑦培养。
（4）将月季的花粉细胞通过无菌操作接入对应的培养基中，在一定条件下诱导形成幼苗，最适合进行培养的花药时期为__________，选择花药时，一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期，最常用的方法为__________。
（5）PCR技术中的引物是__________，DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过温度控制来实现的。一个循环包括__________ 三步。

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。

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土，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         
         _____   。无菌技术要求试验操作应在酒精灯              ____  附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。

分）请回答制作果酒和果醋的有关问题。
（1）果酒和果醋的制作依次利用了            和             两种微生物，两者在结构上最主要区别是            ；从代谢类型上看，两者的相同之处是                                                              。
（2）在设计发酵装置时，排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，其原因是              。
（3）果酒发酵时间一般为10~12d，但也可能因为          等外界条件而发生改变，可定期取发酵液与、           试剂反应检查发酵情况，如发酵液中含有酒精则溶液呈现         。
（4）果酒进一步发酵能获得果醋，酒变醋的原理是                                         。
（5）在变醋的酒的表面可以观察到菌膜，其形成原因是                                     。

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。

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。

为了检测饮用水中是否会有某种细菌，配制如右培养基进行培养：

（1）该培养基所含有的碳源有___________。
（2）该细菌在同化作用上的代谢类型是___________型。
（3）该培养基可用来鉴别哪种细菌______________。

A．霉菌

B．酵母菌

C．大肠杆菌

D．乳酸菌

(4)酵母菌与醋酸杆菌在结构上的最大区别是后者　　  　　　　　　　　。
（5）用反应式表示出制酒过程中发生的主要化学变化及后期在温度升高、通入O2后的变化：      　　　　　　　　，　　   　　　　　　　　；
（6）某生物兴趣小组为了“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”，按如下左图装置进行了实验，并使用如下图所示的血球计数板对培养液中的酵母菌进行计数。请分析回答：

a.实验的最初阶段，由于温度等条件适宜，营养物质充足，没有敌害和竞争，酵母菌的种群数量呈         增长。
b.在上图所示的计数室中，如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是　　　　　　　　　　　。
c．微生物接种的方法最常用的是　　　　　　　和　　　　　　　。接种的目的是：使聚集在一起的微生物分散成　　　　细胞，从而能在培养基表面形成　　　　的菌落，以便于纯化菌种。

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石燃料的消耗，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发挥，宜选用____  _、____  _方法从油料作物中提取。
（2）筛选产脂肪酶的微生物M的固体培养基的组成成分有KH₂PO₄、Na₂HPO₄、MgSO₄、尿素、琼脂和蒸馏水，其中凝固剂是         ，氮源是      ，另外还应加入            作为碳源。
（3）测定培养液中微生物数量，可选用_____法直接计数；为降低生物柴油生产技术，可利用______技术使脂肪酶能够重复使用。