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】下列为生物技术在生产实践中的应用，请回答问题：
（1）在制作泡菜时，为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素。结果发酵失败，原因是__________。
（2）纤维素分解菌可用于农作物秸秆还田，用__________染色法鉴别纤维素分解菌时，培养基上的菌落周围会出现透明圈，其大小能反映。
（3）农业生产上可以利用植物组织培养的方法来获得较多优良柑橘苗。培养基是常用的一种培养基，能为外植体细胞提供大量元素、微量元素和有机物。在配置好的该培养基中添加的生长素和细胞分裂素是的关键性激素。
（4）利用培养基不仅可以进行植物组织培养，也可以分离培养大肠杆菌。与植物组织培养明显不同的是，用于大肠杆菌培养的培养基中不需要加入。
（5）工业上通过提取橘皮精油作为食品、化妆品的配料，提取时通常采用新鲜材料，原因是；对于压榨后得到的糊状液体，除去其中的固体物可采用的方法是。

【生物—选修1：生物技术实践】
牛奶是微生物生长的良好培养基。生鲜牛奶中的微生物情况反映了奶牛的健康状况,也影响奶制品的运输和贮藏。牛奶在饮用前都要经过巴氏消毒,以杀死有害微生物。为检测消毒前后牛奶中细菌含量变化情况,做如右图所示操作。用无菌吸管从锥形瓶中吸取1mL生牛奶稀释液至盛有9mL无菌水的试管中,混合均匀,如 :此再重复2次。请回答下列有关问题:

（1）微生物培养操作过程中，为了防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行（消毒、灭菌）,操作者双手要进行清洗和。除巴氏消毒外，还有和化学试剂消毒。
（2）取最终的牛奶稀释液0.1mL滴在培养基上进行涂布,选择的涂布工具称为_______,为防止杂菌污染，该工具应浸泡于酒精中，涂布前应________________。
（3）图中所示方法为稀释培养法,理想情况下,培养一段时间后可在培养基表面形成菌落。若用该方法培养设置了3个培养皿,菌落数分别为35个、33个、34个,则可以推测生牛奶中每毫升含细菌数为个。运用这种方法统计的结果往往较实际值(填“偏大”或“偏小”),原因是。

玉米是重要的粮食作物，经深加工可生产酒精、玉米胚芽油和果糖等。流程如下：

（1）玉米秸秆中的纤维素经充分水解后的产物可被酵母菌利用发酵生产酒精。培养酵母菌时，该水解产物为酵母菌的生长提供________。发酵过程中检测酵母菌数量可采用_______法或稀释涂布平板法计数。
（2）玉米胚芽油不易挥发，宜选用_______法或________法从玉米胚芽中提取。
（3）玉米淀粉经酶解形成的葡萄糖可在葡萄糖异构酶的作用下转化成果糖。利用________技术可使葡萄糖异构酶重复利用，从而降低生产成本。
（4）利用PCR技术扩增葡萄糖异构酶基因时，需用耐高温的_______催化。PCR一般要经历三十次以上的循环，每次循环包括变性、_______和_______三步。

[生物—选修1生物技术实践]
请回答下列生物技术方面的问题：
（1）在传统发酵技术中，果醋的制作往往在果酒制作基础上进行，请用相关反应式表示：。
（2）腐乳制作主要菌种是________它能产生___________两种酶将水豆腐中两种主要大分子有机物分解成人体能吸收的具鲜味的小分子有机物。
(3)分析下面培养基的配方：NaNO₃、KH₂PO₄、NaH₂PO₄、MgSO₄•7H₂O、KCl、H₂O。若此培养基用于培养分解尿素的细菌，则应除去上述__________成分，并加入物质。该培养基能否培养月季花药,为什么？.
(4)提取胡萝卜素的过程中，萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是。胡萝卜素粗品鉴定的方法是。

[生物——选修1：生物技术实践专题]
下面是某同学制作果酒和果醋的实验流程图以及预分离土壤中能分解尿素的细菌的培养基配方，请回答有关问题。

（1）图1中方框内应该填写的的实验步骤是，此步骤中起主要作用的微生物是，其发
酵时（需要／不需要）氧气，适宜的发酵温度范围是。
（2）根据培养基的成分判断，该同学能否分离出土壤中分解尿素的细菌？(能/不能)，原因
是。
（3）如果想进一步对初步筛选得到的菌株进行纯化并计数，可采用的接种方法是。通常鉴定分
解尿素的细菌的方法是在培养基中加入指示剂。

[生物一选修1：生物技术实践](15分）
（1）微生物接种的稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基的表面，然后进行。
（2）菊花组织培养过程中对菊花的嫩枝需要消毒，消毒所用的药剂是70﹪的酒精和。接种的培养基中，菊花茎段边缘出现杂菌，其余部分正常，未接种的培养基也正常，出现该现象的原因最可能是。植物组织培养的培养基是培养基(按物理性质)。生根培养过程所用培养基中生长素用量与细胞分裂素用量的比值要（填“高”“低”或“适中”）。
（3）植物芳香油的提取方法主要有蒸馏法、压榨法和________等。有人想提取橘皮精油获取利润，一般提取橘皮精油的方法是________法。薄荷叶可提取薄荷油，薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用__________(鲜、干)薄荷叶作原料。

（12分〕某厂对苹果进行深加工的菌种得由筛选及生产流程如图甲所示．

〔l）苹果压榨过程中加入酶可提高榨汁率；图甲中发酵罐I进行的代谢反应式为；发酵罐II需接种菌，与发酵罐I相比，需要不断通入。
（2）图乙表示发酵罐I、II中主要物质的变化，曲线代表酒精的变化．可用试剂检测酒精的有无。
（3）为获得用于生产的理想的酵母菌种，需向平板内的固体培养基中加入一定量的进行选择培养，培养时平板须倒置，可防止；用稀释涂布平板计数法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低．这是因为

(生物——选修1：生物技术实践)
下列为生物技术在生产实践中的应用，请回答问题：
（1）在制作泡菜时，为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素。结果发酵失败，原因是__________。
（2）纤维素分解菌可用于农作物秸秆还田，用__________染色法鉴别纤维素分解菌时，培养基上的菌落周围会出现透明圈，其大小能反映。
（3）农业生产上可以利用植物组织培养的方法来获得较多优良柑橘苗。培
养基是常用的一种培养基，能为外植体细胞提供大量元素、微量元素和有机物。在配置好的该培养基中添加的生长素和细胞分裂素是的关键性激素。
（4）利用培养基不仅可以进行植物组织培养，也可以分离培养大肠杆菌。与植物组织培养明显不同的是，用于大肠杆菌培养的培养基中不需要加入。
（5）工业上通过提取橘皮精油作为食品、化妆品的配料，提取时通常采用新鲜材料，原因是；对于压榨后得到的糊状液体，除去其中的固体物可采用的方法是。

[生物－选修1：生物技术实践]
最新研究表明，地球历史上最悲剧的物种大灭绝事件可能是由细菌导致的。该物种大灭绝事件发生于2.52亿年前二叠纪末期(在恐龙出现之前)，无数物种由于无法及时适应当时气候变化，而逐渐消失灭绝。与此同时，某种细菌A得到快速大量繁殖，原因有二：第一，该细菌A能利用海洋沉积层的二氧化碳和氢气合成并释放甲烷，显著改变气候和海洋化学成分；第二，火山喷发导致镍元素迅速增多，这种至关重要的营养物质帮助微生物（细菌A）增殖。
(1)从生态系统成分的角度看，该细菌A属于。
(2)在进行微生物培养时必须防止外来其他杂菌的干扰。为此，在接种前，除了必须对培养皿、接种用具和培养基进行严格灭菌外，还必须对实验者的衣着、手和实验空间进行严格清洁和消毒外；在接种操作时，必须、、。
(3)鉴于细菌A在高浓度有机废水的生物处理中能发挥很大作用，要对其进行筛选，则应选用下表中的___培养液，针对不选用的其他培养液，分别说明原因：

①，②。
(4)分离并观察细菌A，可采用法将初筛菌液接种在配方适宜的培养基上。接种前，必须对培养基进行灭菌的方法是。
(5)细菌A计数，可吸取菌液１ml稀释1000倍，然后吸取稀释后的菌液0.2ml，接种于培养基上培养，接种所使用的工具是。一段时间后观察菌落并计数，实验重复三次结果如下图，则该菌液的浓度是个细菌/ml。

大肠杆菌有许多菌株，菌株A：met^- bio^- thr⁺ leu⁺ thi⁺（需要在基本培养基中补充甲硫氨酸、生物素），菌株B：met⁺ bio⁺ thr^- leu^- thi^-（需要在基本培养基中补充苏氨酸、 亮氨酸和硫胺）。科学家Lederberg和Tatum曾做了如下实验，请分析回答：

（1）菌株 A 和 B混合培养几小时，把细菌细胞洗涤后涂布在基本培养基的固体平板上，发现长出了若干野生型菌落，对此实验现象可作出三种假设：
①营养上发生了互补，即菌株 A 所需的met^- bio^-从菌株 B 泄漏得到，菌株 B 所需的thr^- leu^- thi^-从菌株 A 泄漏得到。
②；
③；
（2）为了证明上述假设①，有人设计了一种 U 型管（如右图），中间有过滤器隔开，细菌不能通过，但培养液和营养物质可通过，实验如下。请你补充相关实验内容：

实验步骤：①在U型管中加入；
②U型管两端各加入菌株 A、菌株 B，培养几小时；
③将U 型管两端的细菌各自取出后，，观察其数量和存活状态。
实验结果：。
实验结论: 菌株 A 与菌株 B 不可能通过营养互补产生菌落
( 3)发现大肠杆菌野生型菌株对青霉素有抗性。某兴趣小组为探究母乳中新发现的蛋白质H与青霉素组合使用对菌株生长的影响，实验设计及结果如下表。请补充组别2的相关信息。

组别	培养基中的添加物	野生型菌株
1	100μg/mL蛋白质H	生长正常
2
3	2μg/mL 青霉素+100μg/mL蛋白质H	死亡

【生物——选修1:生物技术实践专题】
请分析回答下列有关生物技术实践的问题：
（1）制备牛肉膏蛋白胨固体培养基，倒平板时，需要等待平板冷却后，将平板倒过来放置。微生物接种的方法，最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法,后者是将菌液进行一系列的，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。菌落是在固体培养基上由细胞繁殖而来的形态可见的子细胞群体。
（2）对月季进行组织培养时，适宜花药培养的时期是_______期，为确定花粉是否处于该时期，镜检时最常用的染色方法是_________。
（3）测定亚硝酸盐含量的原理是，在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与发生重氮化反应后，与N—1—萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。
（4）用萃取法提取胡萝卜素的实验中，要将胡萝卜进行粉碎和干燥的目的是；得到的萃取液需要用方法进行浓缩。

大肠杆菌是人和动物肠道中普遍存在的一种兼性厌氧菌，在无氧条件下，大肠杆菌通过发酵能将葡萄糖转变为多种有机酸并产生CO₂等气体。某研究机构使用“滤膜法”对受污染的河流水体进行了大肠杆菌活菌数目的测定。请回答：

（1）研究人员向葡萄糖蛋白胨培养液中加入适量的溴麝香草酚蓝水条件下培养一段时间后可观察到溶液颜色的变化为，并且在倒置的小管中出现。
（2）测定大肠杆菌活菌数目时，需制备牛肉膏蛋白胨固体培养基，该培养基中为细菌提供氮源的物质是。为了鉴别大肠杆菌菌落，可向培养基中加入作为指示剂。
（3）为了便于统计污染严重的水体中活菌的数目，需将水样进行适当稀释，例如取水样1mL加入无菌水mL制备稀释倍数为10²的稀释液，并照此依次制备更高倍数的稀释液。每个稀释们数的菌液取10mL进行过滤，然后将滤膜放置在培养基上。为了防止杂菌污染，稀释、过滤和旋转滤膜等操作都应该在附近进行。
（4）将放有滤膜的平板置于适宜条件下培养，每隔12h统计一次菌落数目，应选取菌落数目时的记录作为结果。如果经过培养后稀释倍数为10²的4个平板上菌落数分别为43、47、42、48，那么每升河水中约含大砀杆菌个。用这种方法测定的细菌数量比实际活菌数量要少，这是因为。

土壤微生物是陆地生态系统中最活跃的组分，影响着土壤有机质的转化，在陆地生态系统的物质循环和能量流动中起重要作用。下表是对某生态系统中不同植被类型土壤碳释放的研究结果。请回答：

（1）将无机环境中的CO₂转化为生物群落中有机碳的主要生理过程是________作用； 土壤微生物在生态系统的成分中，可属于__________________________。
（2）草丛群落在垂直方向上具有____现象。与草丛相比，灌丛抵御环境变化的能力更强，原因是__________。
（3）对不同植被类型土壤的相关指标进行测定时，为尽量减小实验误差，取样时应该_________选取多个样方，然后将____________________________记录在上表中。
（4）实验结果表明，在森林生态系统的正向演替过程中，植被类型为______阶段时土壤微生物含碳量最大；土壤中有机碳含量在成熟林阶段最小，最可能的原因是______________。
（5）土壤微生物的代谢熵是指土壤微生物呼吸速率与土壤微生物含碳量的比值，代谢熵越低，土壤微生物对有机碳的利用效率就越高。根据表中数据分析，成熟林中微生物代谢熵的值_________于次生林，微生物对有机碳利用效率最低的是_______________林。

请分析回答有关微生物及其应用的问题：
Ⅰ、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（如图1）。

（1）欲分离筛选出能分泌脂肪酶的微生物M，应选择下列固体培养基（仅列出了碳氮源）中的。（填编号）
A．蛋白胨、柠檬酸铁铵B．橄榄油、硫酸铵C．乳糖、酵母膏 D．葡萄糖、蛋白胨
（2）微生物M分离提取的脂肪酶通常需要检测酶活性来确定其应用价值。为降低生物柴油生产成本，可利用________________技术使脂肪酶能够重复使用，比较图2中的三种工艺，最好选择_________ 工艺。
Ⅱ、苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如图3所示，①为土壤样品。

（3）④为对照，微生物在④中不生长、在⑤中生长。④与⑤培养基的主要区别在于；使用法可以在⑥上获得单个菌落。
（4）采用固体培养基培养细菌时为什么要倒置培养？。
Ⅲ、急性肠胃炎、手足口病分别是由细菌、病毒通过消化道进入人体导致的，因此检验饮用水的细菌含量和病毒含量是有效监控疾病发生的必要措施。
（5）检验大肠杆菌的含量时，通常将水样进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的水样用分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养。在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空平板先行培养了一段时间，这样做的目的是；
（6）分别取0.1mL已稀释了10³倍的水样分别涂布到三个琼脂固体培养基的表面进行培养，培养基记录到大肠杆菌的菌落数分别为55、56、57，则每升原水样中大肠杆菌数为个。
（7）噬菌斑（如图4）是在长满细菌的培养基上，由一个噬菌体侵染细菌后，不断裂解细菌产生的一个不长细菌的透明小圆区，它是检出噬菌体数量的重要方法之一。现利用连续取样、在培养基中培养的方法，测得噬菌体在感染大肠杆菌后数量变化曲线（图5）。下列有关该曲线的叙述中错误的是( ) (多选，填编号)

A．曲线a～b段噬菌体数量不变，说明此阶段噬菌体还没有开始侵染细菌
B．曲线a～b段细菌细胞中正旺盛地进行细菌 DNA 的复制和有关蛋白质的合成
C．由b到c对应时间内噬菌体共繁殖了10代
D．限制c～d段噬菌斑数量增加的因素最可能是细菌已经绝大部分被裂解

回答下列有关微生物的问题。
Ⅰ.苯酚(C₆H₅OH)是广泛存在于化工行业废水中的一种污染物。为了分离和纯化高效分解苯酚的细菌，科研人员进行了如下图所示的实验。

（1）该实验中步骤②使用了LB培养基，其主要成分是胰蛋白胨、酵母提取物和氯化钠，请推测步骤②的目的是。
（2）该实验步骤③中的培养基成分的与LB最大区别是以苯酚作为唯一的________。
（3）在接种过程中需要严格保证无菌操作，请举出两例、。
（4）步骤④的目的是_____________________。
Ⅱ.某种链球菌能引起人的咽喉感染，研究人员欲测试一种新抗生素（P）对该种链球菌的杀菌效果。将此链球菌分别接种在三个培养皿中，在2号培养皿中放入一片浸过抗生素（P）的滤纸圆片，在3号培养皿中放入没有浸抗生素的滤纸圆片，如下图所示。

（5）三个培养皿中，实验项是____________________，对照项是________________________；
判断实验项的理由是____________________________________________________________。
（6）培养皿3中的小圆片在放置前需做处理，具体步骤是：_________________________。