高考全品二轮专题限时集训十六第16讲 生物技术实践推荐Word格式文档下载.docx
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图Z16-2
(3)血红蛋白与氧气结合的特点是在氧气浓度高时易与氧气结合、在氧气浓度低时易与氧气 ,在提取血红蛋白过程中需要用到图乙所示的装置,该装置的目的是去除样品中 的杂质;
利用凝胶色谱法分离蛋白质时常用血红蛋白为材料,原因是 。
3.土壤中的苯酚(C6H5OH)对环境有极大的污染,实验室希望能从土壤中分离出能专一性降解苯酚的微生物,图Z16-3是部分实验过程。
回答下列问题:
图Z16-3
(1)为了分离纯化目的菌种,①~④步骤的培养基中都加入了一定浓度的苯酚,该物质能为微生物提供 ,除此之外,培养基中一般都还需要水、 等营养物质。
(2)制备步骤④所需要的固体培养基,操作顺序是计算→称量→ → →倒平板。
为了在步骤⑤的平板上形成单个的菌落,涂布平板前,需要对培养液进行多次稀释,原因是 。
(3)研究人员想通过比较试管甲和乙中微生物的生长情况,来证明分离出来的微生物只能以苯酚作为碳源,若甲试管中的液体培养基中的唯一碳源是苯酚,那么,乙试管中培养基成分与甲相比,区别是 。
研究人员对甲、乙两支试管进行接种时,所选菌种都来自步骤⑤平板上的同一个单菌落,这样做的目的是 。
4.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,请回答下列与检验饮用水有关的问题:
(1)配制牛肉膏蛋白胨固体培养基的基本步骤:
计算→称量→溶化→灭菌→ 。
称量牛肉膏时用 挑取,放在称量纸上称量。
(2)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涂布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养,记录菌落数量,这种方法称为 。
如图Z16-4所示的四种菌落分布图中,不可能是用该方法得到的是 。
图Z16-4
(3)用该方法统计样本菌落数时是否需要设置对照组?
。
为什么?
。
(4)如分别取0.1mL已稀释102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52、55、58,则每升原水样中大肠杆菌数为 。
(5)已知大肠杆菌能发酵乳糖并产酸产气,现提供足量的已灭菌的乳糖蛋白胨培养液和具塞试管,应如何判断待检水样中是否含有大肠杆菌?
。
5.研究性学习小组为探究市售一种含碱性蛋白酶的洗衣粉使用的最适温度,设计了相关实验,实验装置及实验结果如图Z16-5所示,请回答相关问题:
图Z16-5
(1)与普通洗衣粉相比,该洗衣粉可以很好地清除衣物上的血渍和奶渍,主要是因为 。
包装袋上注明“切勿用于丝质及羊毛衣料”,你认为原因是 。
(2)由图可知,在0℃和75℃时,酶的催化效率基本都为零。
但当温度回到最适温度时,酶能恢复催化能力的温度是0℃,原因是 。
(3)在实验过程中可通过直接测定 (填指标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。
为缩短反应的时间,你认为可以采用的方法是 。
(4)生产碱性蛋白酶成本高,目前可以采用 技术多次重复使用酶以降低成本。
该技术常使用的方法是化学结合法和 。
6.某研究小组以橘子为材料,进行精油提取和果汁制取,其中果汁的制取流程如下:
果汁→瞬间高温消毒(90℃)→酶处理(45℃,1~3h)→分离→过滤浓缩→瞬间高温消毒(90℃)→成品。
(1)利用橘子皮提取橘皮精油时一般不采用水蒸气蒸馏法而采用压榨法,原因是 ;
为提高出油率,应进行的处理是 。
(2)制作过程中需要进行瞬间高温消毒,与煮沸消毒法相比,这种方法的优点是 。
(3)加入果胶酶进行酶处理的目的是 。
工业生产中将果胶酶进行固定化,与直接使用游离酶相比,此方法的优点是 (答两点)。
(4)在进行果胶酶固定化时,应该控制CaCl2溶液和 的浓度,以获得孔径大小合适、包埋效果良好的凝胶珠。
实验发现,制备时添加了过多果胶酶的凝胶珠成品催化效果反而下降,请从单个酶分子如何发挥作用的角度解释其原因:
。
7.某研究小组对野生型酵母菌进行诱变处理,得到了酒精产量高的优质酵母菌,并固定化酵母细胞用于生产。
(1)在分离纯化该优质酵母菌过程中,用 (方法)接种才能得到图Z16-6中甲所示的结果,该接种过程中用到图乙所示的实验器材有 (多选)。
甲 乙
图Z16-6
(2)为了证明分离纯化得到的酵母菌能提高酒精产量,可将等量的 和分离纯化得到的酵母菌,分别接种于含等量葡萄糖编号为1、2的两组发酵装置中,在适宜条件下培养。
一段时间后取样,用 检测,若实验结果为 ,则说明该酵母菌能提高酒精产量。
(3)分离纯化得到酒精产量高的优质酵母菌,可制备成固定化细胞用于生产,该技术的优点是 。
在制备固定化酵母细胞过程中,配制海藻酸钠溶液时要用小火或者间断加热,原因是 ;
若固定化得到的凝胶珠颜色过浅且呈白色,说明 。
8.某种食醋的工业酿造流程为原料处理→酒精发酵→醋酸发酵→提取→澄清→产品。
(1)酒醅(正在发酵和已发酵好的固体原料)在发酵过程中温度会升高,其原因是 。
酒精发酵后,在酒醅中混入一些麸皮、谷糠来增加疏松程度,其作用是 。
(2)可用固定化酵母细胞进行酒精发酵。
干酵母固定前需先使其 ;
固定细胞时还需用海藻酸钠作为 ,选择海藻酸钠的原因之一是它 (填“溶于”或“不溶于”)水。
选择固定化酵母细胞而不是固定化相关酶进行酒精发酵的主要原因是 。
(3)可用果胶酶处理食醋使其澄清。
为了解固定化果胶酶的特性,进行了一系列相关实验,结果如图Z16-7中甲和乙。
据图分析,固定化果胶酶的优点是 。
图Z16-7
专题限时集训(十六)
1.
(1)去除杂菌,防止污染 增加乳酸菌数量
(2)无菌水 在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的乳酸菌将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落
(3)B 检测培养基平板灭菌是否合格
(4)蛋白酶和脂肪 增多
[解析]
(1)制作泡菜时,为了避免杂菌的污染,配制的盐水要煮沸冷却后才可使用。
制作泡菜是利用乳酸菌在无氧条件下将糖分解为乳酸的原理,而陈泡菜液中含有较多的乳酸菌,可为泡菜提供较多乳酸菌,因此为了缩短制作时间,有人会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液。
(2)分离纯化微生物时可选用平板划线法或稀释涂布平板法对微生物进行接种,后者是指将菌液进行一系列梯度稀释,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。
在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落。
可见,以新鲜的泡菜滤液为实验材料,采用稀释涂布平板法分离纯化乳酸菌时,首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释,进行梯度稀释的理由是在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的乳酸菌将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落。
(3)根据培养的效果图可以判断:
获得图A效果的接种方法是平板划线法,获得图B效果的接种方法是稀释涂布平板法。
在涂布接种前,为了检测培养基平板灭菌是否合格,可随机取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间,若该空白平板的培养基表面没有菌落生长,则说明培养基平板灭菌合格。
(4)腐乳制作的原理:
毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;
脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
可见,腐乳制作过程中,主要利用毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶;
通过发酵,豆腐中营养物质的种类增多。
2.
(1)氯化钡和氯化镉 比色
(2)易溶于有机溶剂 相同 标准样品
(3)分离 相对分子质量较小 血红蛋白取材容易且为有色蛋白,易观察到分离的过程
[解析]
(1)可以用氯化钡和氯化镉把亚硝酸盐从泡菜滤液中提取出来,用比色法大致检测其中的亚硝酸盐含量。
(2)胡萝卜素易溶于有机溶剂,可以用萃取法提取。
利用纸层析法鉴定萃取样品中有无胡萝卜素的原理是相同种类的色素在滤纸上随层析液扩散的速度相同,图中A、D处滴加的是标准样品,B、C处滴加的是提取样品。
(3)血红蛋白与氧气结合的特点是在氧气浓度高时易与氧气结合、在氧气浓度低时易与氧气分离,在提取血红蛋白过程中用到题图乙所示的装置,该装置的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质。
血红蛋白取材容易且为有色蛋白,易观察到分离的过程,因此常作为利用凝胶色谱法分离蛋白质的材料。
3.
(1)碳源 氮源和无机盐
(2)溶化 灭菌 在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物易于分散成单个细胞
(3)用其他碳源替代苯酚 保证甲、乙两支试管中的微生物种类是相同的
[解析]
(1)①~④步骤的培养基中苯酚可以为微生物提供碳源,此外培养基中还应该包括水、氮源和无机盐等营养成分。
(2)制备固体培养基的操作顺序为计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。
为了在步骤⑤的平板上形成单个的菌落,涂布平板前,需要对培养液进行多次稀释,是因为在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物易于分散成单个细胞。
(3)甲、乙试管是对照实验,如果甲试管加入的是苯酚,则乙试管加入的是可以替代苯酚的其他碳源。
研究人员对甲、乙两支试管进行接种时,所选菌种都来自步骤⑤平板上的同一个单菌落,以保证甲、乙两支试管中的微生物种类是相同的。
4.
(1)倒平板 玻璃棒
(2)稀释涂布平板法 D
(3)需要 因为需要判断培养基是否被杂菌污染(培养基灭菌是否合格)
(4)5.5×
107
(5)通过无菌操作向试管内注入一定量待检水样,再注入已灭菌的乳糖蛋白胨培养液将试管充满,塞上塞子,混匀后置于37℃恒温箱培养24h。
若试管内有气泡生成,则说明水样中有大肠杆菌
[解析]
(1)配制牛肉膏蛋白胨固体培养基的基本步骤:
计算→称量→溶化→灭菌→倒平板,称量牛肉膏时用玻璃棒挑取,放在称量纸上称量。
(2)对微生物的分离纯化常用稀释涂布平板法和平板划线法进行接种,但只有稀释涂布平板法适用于微生物的计数。
据图分析D是用平板划线法接种,不适用于微生物的计数。
(3)用稀释涂布平板法统计样本菌落数时需要设置对照组,因为需要判断培养基是否被杂菌污染(或培养基灭菌是否合格)。
(4)每升原水样中大肠杆菌数为(52+55+58)÷
3×
10000×
102=5.5×
107。
(5)检测水样中是否含有大肠杆菌的方法:
通过无菌操作向试管内注入一定量待测水样,再注入已灭菌的乳糖蛋白胨培养液将试管充满,塞上塞子,混匀后置于37℃恒温箱培养24h。
若试管内有气泡生成,则说明水样中有大肠杆菌。
5.
(1)碱性蛋白酶能水解血渍和奶渍中的蛋白质 丝质及羊毛衣料的主要成分是蛋白质,会被碱性蛋白酶破坏
(2)0℃时酶活性很低,但酶结构没有被破坏,75℃时酶结构遭到破坏
(3)蛋白质块存在时间的长短 提高酶的浓度(或将蛋白质块切得更小些)
(4)固定化酶 物理吸附法
[解析]
(1)与普通洗衣粉相比,该洗衣粉可以很好地清除衣物上的血渍和奶渍,主要是因为碱性蛋白酶能水解血渍和奶渍中的蛋白质。
包装袋上注明“切勿用于丝质及羊毛衣料”,原因是丝质及羊毛衣料的主要成分是蛋白质,会被碱性蛋白酶破坏。
(2)由图可知,在0℃和75℃时,酶的催化效率基本都为零,但当温度回到最适温度时,酶能恢复催化能力的温度是0℃,原因是0℃时酶活性很低,但酶结构没有被破坏,75℃时酶结构遭到破坏。
(3)在实验过程中可通过直接测定蛋白质块存在时间的长短来表示该洗衣粉中酶的催化效率。
为缩短反应的时间,可通过提高酶的浓度或将蛋白质块切得更小些,以增加蛋白酶和蛋白质的接触面积来实现。
(4)生产碱性蛋白酶成本高,目前可以采用固定化酶技术多次重复使用酶以降低成本。
该技术常使用的方法是化学结合法和物理吸附法。
6.
(1)压榨法可避免原料焦糊及有效成分水解 干燥去水,并用石灰水浸泡
(2)营养成分损失少
(3)提高出汁率和果汁澄清度 酶可以重复利用,降低生产成本;
使酶既能与反应物接触,又易与产物分离
(4)海藻酸钠溶液 凝胶珠内酶分子过多使内部酶分子无法与底物充分接触
[解析]
(1)利用橘子皮提取橘皮精油时一般不采用水蒸气蒸馏法而采用压榨法,原因是压榨法可避免原料焦糊及有效成分水解,为提高出油率,应进行的处理是干燥去水,并用石灰水浸泡。
(2)制作过程中需要进行瞬间高温消毒,与煮沸消毒法相比,这种方法的优点是营养成分损失少。
(3)植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,制备果汁时加入果胶酶进行酶处理的目的是提高出汁率和果汁澄清度。
工业生产中将果胶酶进行固定化,与直接使用游离酶相比,此方法的优点:
酶可以重复利用,降低生产成本;
使酶既能与反应物接触,又易与产物分离。
(4)在进行果胶酶固定化时,应该控制CaCl2溶液和海藻酸钠溶液的浓度,以获得孔径大小合适、包埋效果良好的凝胶珠。
实验发现,制备时添加了过多果胶酶的凝胶珠成品催化效果反而下降,从单个酶分子发挥作用的角度分析,原因是凝胶珠内酶分子过多使内部酶分子无法与底物充分接触。
7.
(1)平板划线法 A、D
(2)野生型酵母菌 酸性重铬酸钾 2组的灰绿色比1组深
(3)反复使用,降低成本 避免发生焦糊 海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数目较少
[解析]
(1)由图甲可知,该图采用了平板划线法进行接种,接种过程中需要使用图乙中的接种环和酒精灯,即A、D。
(2)为了证明分离纯化得到的酵母菌能提高酒精产量,可通过设计对照实验来检验,即将等量的野生型酵母菌和分离纯化得到的酵母菌分别接种于含等量葡萄糖的1、2两组发酵装置中,在18~25℃的密闭发酵装置中培养,由于酒精可与酸性重铬酸钾反应呈灰绿色,故如果2组的灰绿色比1组深,说明分离纯化得到的酵母菌产酒精多,能提高酒精产量。
(3)分离纯化得到酒精产量高的优质酵母菌,可制备成固定化细胞用于生产,该技术的优点是反复使用,降低成本。
在制备固定化酵母细胞过程中,配制海藻酸钠溶液时要用小火或者间断加热,原因是避免发生焦糊。
若固定化得到的凝胶珠颜色过浅且呈白色,说明海藻酸钠的浓度较低,固定酵母细胞数目较少。
8.
(1)酵母菌细胞呼吸释放热量 增加对醋酸菌的氧气供应,有利于醋酸菌将酒精变为醋酸
(2)活化 载体 不溶于 酒精发酵过程需要多种酶参与,固定化细胞固定的是一系列酶,可达到连续生产的目的
(3)多次重复利用后仍能保持较高的活性;
对pH的稳定性增加(pH改变不易失活)
[解析]
(1)酵母菌细胞呼吸会释放热量,因此酒醅(正在发酵和已发酵好的固体原料)在发酵过程中温度会升高。
酒精发酵后,在酒醅中混入一些麸皮、谷糠来增加疏松程度,其作用是增加对醋酸菌的氧气供应,有利于醋酸菌将酒精变为醋酸。
(2)固定化酵母细胞前,首先要将干酵母活化;
固定细胞时还需用海藻酸钠作为载体,选择海藻酸钠的原因之一是它不溶于水。
选择固定化酵母细胞而不是固定化相关酶进行酒精发酵的主要原因是酒精发酵过程需要多种酶参与,固定化细胞固定的是一系列酶,可达到连续生产的目的。
(3)据图分析,固定化果胶酶的优点:
多次重复利用后仍能保持较高的活性;
对pH的稳定性增加(pH改变不易失活)。
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