高中生物利用生物净化原理治理环境污染综合题

下表是某培养液成分含量表，请回答：

编号	成分	含量
①	（NH4）HCO3	0．5g
②	KH2PO4	3．0 g
③	CaSO4	0．5g
④	FeCl2	0．5g
⑤	维生素	少许
⑥	水	1000ml

（1）若用于培养微生物，该培养液中有   类营养物质，可培养的微生物同化作用类型是          。
（2）此营养液若用来培养固氮微生物，则应除去的成分是         ，应加入的物质是           。
（3）若用该培养液培养大肠杆菌，应加入的物质是             ，为检测大肠杆菌的存在与否还应加入          和        ，将呈现             反应。
（4）此培养液若用于培养金黄色葡萄球菌并观察菌落形态，除有机物外还应加入       ，为使其正常生长繁殖，同时又抑制其他杂菌，还应加入         。
（5）此培养液若用于植物组织培养，还应加入                          和        。
（6）各种成分在熔化后分装前必须进行         ，接种前要进行       。

（10分，每空1分）请分析回答下列有关生物技术实践方面的问题：
(1)微生物培养基一般都含有：水和无机盐以及                   
(2)在微生物接种过程中，试管口需要通过酒精灯火焰，其目的是                   。
(3)某同学用稀释涂布平板法测定一个土壤样品中的细菌数(取10g该土壤加90ml无菌水制成稀释液)。在对应稀释倍数为10⁶的培养基中统计3个平板上的菌落数分别为：121、212、256．则每克该土壤样品中的菌落数为                   。
(4)分离分解尿素的微生物的实验流程包括：土壤取样、梯度稀释、样品涂布到         培养基上、挑选                   。
(5)植物组织培养技术基本操作的正确顺序是（  ）
①外植体消毒 ②制备MS培养基 ③接种 ④培养 ⑤栽培 ⑥移栽

A．①→②→③→④→⑤→⑥	B．②→①→③→④→⑤→⑥
C．②→①→③→④→⑥→⑤	D．①→②→③→④→⑥→⑤

(6)培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是                                                       。
(7)通过电泳法分离提纯蛋白质时，影响蛋白质迁移速率的因素是蛋白质分子的带电性质、
分子大小以及                   。
（8）写出酵母菌有氧呼吸反应式：                                          。
（9）写出醋酸菌将乙醇转化为醋酸的反应简式：                                   。

下图是氮在自然界中和生物体内转化过程的部分过程示意图，请据图回答下列问题：

（1）大气中的N₂进入生物群落的主要途径是通过       作用来完成的。能够完成该作用的微生物可以分成两类，其中根瘤菌属于        ，它的新陈代谢的类型是     。
(2)自然界中将NH₃转化成NO₃^-的生物是        ，该类微生物的同化作用与植物略有不同，是通过       作用来实现的。它的碳源是         。
(3)植物通过根系从土壤中吸收NO₃^-是通过      的方式完成的，NO^3-进入植物体后主要用于       等有机物的合成。
(4)图中⑤为         作用，⑥为          作用。下列氨基酸中，不能通过⑥过程来合成的是

A．丙氨酸

B．甘氨酸

C．赖氨酸

D．谷氨酸

(5)如果为了预防禽流感，对鸡注射了禽流感疫苗，并同时连续饲喂用¹⁵N标记的氨基酸若干天，几天后，检测其血清成分中¹⁵N有明显增高的物质是         。能够分泌该物质的细胞是       。

某同学在做微生物实验时，不小心把圆褐固氮菌（可利用空气中Ｎ_２合成含氮有机物）和酵母菌混合在一起，得到混合菌。请你完成得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌的分离实验
步骤，并回答有关问题：
（１）主要步骤：
①制备两种培养基：一种是         培养基，另一种是加         的培养基。分别分成
两份，依次标上Ａ，Ａ′和Ｂ，Ｂ′，备用。
②分别向Ａ、Ｂ培养基中接种             。
③接种后，放在恒温箱中培养３～４天。
④分别从Ａ、Ｂ培养基生长良好的菌落中挑取菌种，按照Ａ→Ａ′，Ｂ→Ｂ′的方式进行接种。
⑤接种后，把Ａ′、Ｂ′培养基放入恒温箱中培养３～４天。
（２）回答问题：
在步骤①中，为保证无杂菌污染，实验中应采用的主要措施有：对培养基进行　　　　　
　　　　　；将            在酒精灯火焰上灭菌；接种过程在              附近进行。
第④⑤两个步骤的目的是获得                                                 　。

为了实现燃料供应来源多样化，发展长期替代化石燃料的产品如燃料酒精、生物柴
油、沼气等已经列入我国未来10年的发展计划。
广东省是我国甘蔗主产区之一。甘蔗是一种高光效的植物，单位面积产量很高，种植面积日益扩大，目前已成为南方地区燃料酒精生产的重要原料。利用甘蔗生产燃料酒精的一般工艺流程为：甘蔗→榨汁(蔗糖)→酵母发酵→蒸馏→成品(燃料酒精)。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)简述甘蔗大规模快速繁殖技术的过程：。
(2)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后，通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：
步骤1：将野生菌液培养一段时间后，通过接受紫外线照射进行诱变处理。
步骤2：制备选择培养基。在基本培养基的基础上，注意和，加琼脂后灭菌，制成固体平板。
步骤3：将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。
步骤4：根据筛选出突变菌。
(3)上述步骤2、3和4的依据分别是。
(4)利用获得的突变菌和蔗汁进行酒精发酵实验，除了将培养基灭菌、保持空间洁净外，发酵过程中防止外来杂菌入侵还有哪些可行方法?(列举两种。
(5)甘蔗榨汁以后还有大量的蔗渣废弃物，主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，但是酵母菌无法直接利用，原因是其。请提出解决该问题的方法。(列举两种方法)。
(6)突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中，技术相当重要。扩增反应中加入引物和聚合酶的作用分别是什么?。

如图简单表示了葡萄酒的酿制过程，请据图分析：

（1）葡萄酒的酿制原理是先通气进行            ，以增加酵母菌的数量，然后再        获得葡萄酒。
（2）是否有酒精产生，可以在            条件下用            试剂来检测。
（3）下列叙述中不正确的是（  ）

A．在甲中进行搅拌是为了增加氧溶量

B．在甲中，酵母菌的能量来源将全部消耗

C．甲与乙放出的气体主要是二氧化碳

D．揭开丙容器的盖子，可能会有醋酸产生

（4）验证果胶酶在果汁生产中的作用 ：在课题实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥、试管中分别加入果胶酶溶液、编号编组”之后，有下列两种操作：
方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、6、……10。
方法二：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pH分别调至4、5、6…10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。
请问哪一种方法更为科学：     ，并说明理由：                    。

下图为几种含氮物质相互转化示意图，请据图回答

(1)与人体细胞相比，能完成①过程生物的细胞结构的主要特点是          。
(2)能完成①过程生物的可遗传变异来源一般是                          。
(3)疏松土壤对②④过程的影响分别是                                  。
(4)若血液中催化图中     (填序号)过程的某种酶含量大增，则医生将认为此人可能患有肝炎。
(5)人体细胞通过⑦过程最多约可产生      种氨基酸。
(6)不能独立进行⑧过程的生物的遗传物质是          。

十九世纪中期，法国科学家巴斯德证明食品发酵是由于微生物的作用。如今，形形色色的发酵食品在食品业中占有重要的地位。回答下列与微生物发酵、培养相关的问题：
（1）苹果酒清香、明快，风味清爽，它是由果汁发酵产生的。果汁发酵后是否有酒精产生，可用______________                    来检验。
（2）严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，这直接关系到是否能得到质量高、产量多的理想产物， 通常所指的发酵条件不包括                。

A．温度控制

B．溶氧控制

C．pH控制

D．酶的控制

（3）苹果酒在         的作用下，经过深层发酵可形成苹果醋；在此过程中要适时向发酵液中充气，原因是                                                            。
（4）腐乳是用豆腐发酵制成，有多种微生物参与发酵，其中起主要作用的是           。在腐乳的制作过程中，从微生物培养的角度来看，豆腐应该属于                  。
（5）在充足的碳源、氮源、无机盐和水的条件下，乳酸菌仍然不能正常生长，还需要在培养基中添加              。应用平板划线法分离乳酸菌时，从第二次划线操作起，每次总是要从上一次划线的末端开始划线，并划线数次，其原因是                        。

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。

果粒生产在中国尚属起步阶段。果粒除了可直接食用外还可作为配料加入酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。果粒的硬度、形状直接影响着最终产品的质量。如酸奶果粒必须符合以下质量标准：①果粒含量高；②相同的果粒分布和正确的黏稠度。但大部分果粒经高温处理或机械泵出后成型果粒量少，且果粒硬度不够，这势必会影响下一步的生产。果胶酯酶作为一种新型加工助剂，可将果粒的组织结构损坏减到最小，最大限度地提高成型果粒的含量。根据以上内容完成下列问题：
(1)工业上用针尾曲霉生产果胶酯酶属　　　　　工程。
(2)果胶酶作为一种果粒加工助剂，它能将果胶分解成可溶性的　　　　　，由于酶的__________特性可知组成果粒的另一部分　　　　　不会被分解。
(3)在果粒制作时按2 mL酶/kg水果的量加入酶制剂，加热至40～45 ℃缓慢搅拌处理10～15分钟。最后加热到90～92 ℃再冷却罐装。在此过程中按“2 mL酶/kg水果”的量加入酶的意义在于：________________________________________________________________；在40～45 ℃温度下搅拌处理的原因是　　　　　　　　　；最后升温到90～92 ℃再冷却装罐的目的是　　　。
(4)果粒产品与果汁产品在成分上的主要区别在于　　　　　　　　　　　　　　　　。