大题37 生物技术实践-2021年高考生物大题题型增分密训(解析版)

大题37 生物技术实践
1．[生物——选修1：生物技术实践](15分)
目前，β－胡萝卜素既可以从岩藻中提取，又可以利用微生物的发酵生产。

请回答以下问题：
(1)从岩藻中提取β－胡萝卜素常用________法，在加热瓶口安装冷凝回流装置的目的是_____________ __________，提取的β－胡萝卜素粗品可通过________进行鉴定。

(2)利用红酵母菌发酵生产β－胡萝卜素时，首先要对操作仪器进行无菌处理，其中对培养皿进行_____ ___灭菌。

培养基灭菌后，需要冷却到50 ℃左右才能倒平板，估计培养基温度的方法是________________ ________。

(3)微生物接种常采用______________法进行微生物的分离和计数，这种操作的核心是_______________ _________________。

通过观察菌落的________、大小、颜色、隆起程度等特征对微生物进行鉴定。

【答案】(1)萃取(1分)防止加热时有机溶剂挥发纸层析法
(2)干热触摸锥形瓶不烫手
(3)稀释涂布平板防止杂菌的污染，保证培养物的纯度形状
【解析】(1)从岩藻中提取β－胡萝卜素常用萃取法，在加热瓶口安装冷凝回流装置的目的是防止加热时有机溶剂挥发，提取的β－胡萝卜素粗品可通过纸层析法进行鉴定。

(2)利用红酵母菌发酵生产β－胡萝卜素时，首先要对操作仪器进行无菌处理，其中对培养皿进行干热灭菌。

培养基灭菌后，需要冷却到50 ℃左右才能倒平板，估计培养基温度的方法是触摸锥形瓶不烫手。

(3)常采用稀释涂布平板法进行微生物的分离和计数，这种操作的核心是防止杂菌的污染，保证培养物的纯度。

通过观察菌落的形状、大小、颜色、隆起程度等特征对微生物进行鉴定。

2．[生物——选修1：生物技术实践](15分)
某校课外兴趣小组对某湖水中大肠杆菌的数量进行了测定。

取5支灭菌的试管，分别加入9 mL灭菌的生理盐水，编号为B1、B2、B3、B4、B5；取1 mL湖水样液加入试管B1中，混合均匀；然后从B1中吸取1 mL溶液，加入B2中，依次类推，最后从试管B5中取0.1 mL样液进行涂布计数，涂布三个平板，其菌落数分别为230、242、251个。

请回答下列问题：
(1)大肠杆菌属________生物，判断依据为________________________。

(2)制备大肠杆菌的培养基过程中，对培养皿灭菌的常用方法是________________。

平板冷凝后，倒置的目的是_______________________。

(3)该兴趣小组对大肠杆菌接种所采用的方法是______________。

根据三个平板中菌落数，可推测湖水
中大肠杆菌的浓度为________个/mL，该方法测定的大肠杆菌的含量和实际值相比，一般________(填“偏大”或“偏小”)。

(4)为了使测量结果更加准确，对照组的设置是________________________。

【答案】(1)原核无以核膜为界限的细胞核
(2)干热灭菌法既可以防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养基造成污染，又可以使培养基表面的水分更好的挥发
(3)稀释涂布平板法(1分) 2.41×108偏小
(4)另增设一组培养基，接种等量无菌水，其他操作均相同
【解析】(2)制备培养基过程中，对培养皿灭菌的常用方法是干热灭菌法，对培养基常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法。

平板冷凝后将平板倒置的目的是防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养基中造成污染，同时又可以使培养基表面的水分更好的挥发。

(3)对湖水样液进行稀释，并涂布三个平板，这种接种方法是稀释涂布平板法。

根据操作步骤可推知，得到101、102、103、104、105倍的稀释液。

从105倍的稀释液中取0.1 mL样液进行涂布计数，三个平板中菌落数分别为230、242、251个，可推测湖水中大肠杆菌的浓度为(230＋242＋251)÷3÷0.1×105＝2.41×108(个/mL)。

稀释涂布平板法测定活菌数目时，当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，因此测定值可能比实际值小。

(4)为了使测量结果更加准确，需要另增设一组培养基，接种等量灭菌的生理盐水，主要是检测培养基和培养皿灭菌是否彻底和操作是否严格按无菌操作要求进行。

3．[生物——选修1：生物技术实践](15分)
农作物秸秆中的纤维素阻碍了堆肥技术在处理有机固体废物领域的发展。

为提高堆肥品质，科研人员探究了温度对纤维素分解菌分解能力的影响，实验步骤如下：①纤维素分解菌的筛选、分离及纯化→②纤维素分解菌菌株数量测定→③纤维素酶活力测定和降解滤纸能力的检测。

请回答下列问题：
(1)步骤①中，若用稀释涂布平板法接种，则必须将菌液进行一系列的________。

已知纤维素酶的最适温度在45～65 ℃之间，欲从45～65 ℃的恒温箱中筛选出能高效分解纤维素的细菌，请写出测定纤维素酶的最适温度的实验思路：_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________。

(2)步骤②中，在条件适宜的环境下培养细菌10 d后，用____________(填一种实验用具)在显微镜下可计算细菌数量。

此方法中的“条件”至少包括：适宜温度、以________作为唯一碳源的________(填“固态”“半
固态”或“液态”)培养基等。

可用台盼蓝染液鉴定视野中细菌是否死亡，原理是_________________。

(3)步骤③中，酶活力可用培养基上菌落直径及________________来表示。

【答案】(1)梯度稀释取若干以纤维素为唯一碳源的刚果红固体培养基，在其上接种等量的纤维素分解菌，分别置于45～65 ℃的不同温度的恒温箱中培养，一段时间后，分别测量各培养基上菌落周围的透明圈大小(3分)
(2)血细胞计数板纤维素液态(1分)活细菌的细胞膜具有选择透过性，不会被台盼蓝染色(3分)
(3)菌落周围透明圈大小
【解析】(1)若用稀释涂布平板法接种，则必须将菌液进行一系列的梯度稀释。

要在45～65 ℃的恒温箱中筛选出能高效分解纤维素的细菌，需要设置一系列温度梯度，实验思路：取若干以纤维素为唯一碳源的刚果红固体培养基，在其上接种等量的纤维素分解菌，分别置于45～65 ℃的不同温度的恒温箱中培养，一段时间后，分别测量各培养基上菌落周围的透明圈大小。

(2)用血细胞计数板在显微镜下可计算细菌数量。

纤维素分解菌的培养条件包括：适宜温度、以纤维素作为唯一碳源的液态培养基等。

由于活细菌的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝不能进入细胞，因此可用台盼蓝染液鉴定视野中细菌是否死亡。

(3)步骤③中，酶活力可用培养基上菌落直径及透明圈大小来表示。

菌落越大、透明圈越大，说明纤维素分解菌生成的纤维素酶的活性越强，对纤维素的分解和利用越快。

4．（15分）番茄中的番茄红素和胡萝卜中的β-胡萝卜素都属于类胡萝卜素，两种色素都具有很强的抗氧化能力，在生活和生产中得到广泛应用，回答下列问题。

（1）从番茄中提取番茄红素常用萃取法，提取的效率主要取决于______；提取过程应采用水浴加热，在加热瓶口还要加______装置，以防止加热时有机溶剂挥发。

胡萝卜中的胡萝卜素也可用萃取法提取，原因是_ _____。

（2）工业生产上，常利用微生物发酵的方法提取天然β-胡萝卜素．已知红酵母细跑在合成β-胡萝卜素过程中会产生还原性较强的物质，该物质可将无色的TTC还原为红色复合物。

欲从土壤中筛选出能合成β-胡萝卜素的红酵母菌株，首先将土样制成菌液，涂布到含TTC的培养基上，挑选出______菌落，然后通过____ __法进行分离纯化。

（3）工业生产番茄汁时，常常利用果胶酶以提高出汁率，原因是果胶酶能瓦解植物细胞的______。

科研人员通过酶解法和吸水胀破法将果胶酶从某种微生物中释放了出来，进一步分离纯化该酶的方法是______，鉴定该酶纯度的方法是______。

【答案】提取液的性质和使用量回流冷凝装置溶于有机溶剂，且不易分解呈红色平板划线法或稀释涂布平板法细胞壁和胞间层凝胶色谱法电泳法
【解析】
（1）番茄红素是一种类胡萝卜素，而类胡萝卜素化学性质比较稳定，不溶于水，易溶于石油醚等有机溶剂，因此常用萃取法从番茄中提取番茄红素。

提取的效率主要取决于提取液的性质和使用量。

因萃取剂为有机溶剂，易燃、易爆，所以萃取过程应该避免明火加热，而应采用水浴加热。

在加热瓶口还要安装回流冷凝装置，防止加热时有机溶剂挥发。

根据胡萝卜素溶于有机溶剂，且不易分解的特点，在提取胡萝卜中的胡萝卜素也可用萃取法提取。

（2）已知红酵母细跑在合成β-胡萝卜素过程中会产生还原性较强的物质，该物质可将无色的TTC还原为红色复合物。

根据这一特性，欲从土壤中筛选出能合成β-胡萝卜素的红酵母菌株，首先制备含TTC的培养基，然后将土样制成菌液，涂布到含TTC的培养基上，挑选出呈红色的菌落，然后通过稀释涂布平板法或平板划线法进行分离纯化。

（3）工业生产番茄汁时，常常利用果胶酶以提高出汁率，原因是果胶酶能瓦解植物细胞的细胞壁和胞间层，使榨取果汁变得更容易，果汁更澄清。

科研人员通过酶解法和吸水胀破法将果胶酶从某种微生物中释放了出来，进一步分离纯化该酶的方法是凝胶色谱法，鉴定该酶纯度的方法是电泳法。

5．（15分）【生物—选修1 生物技术实践】
某工厂欲利用固定化酵母细胞生产果酒。

请回答下列问题：
（1）若培养液中的营养物质是葡萄糖，写出利用酵母细胞生产果酒的反应式：。

在果酒生产过程中，发酵装置中发酵液不能装满，需留大约1/3空间，原因是。

（2）检测果酒中酒精的试剂是，若果酒制作成功后敞口放置一段时间，发现果酒变酸，原因是。

（3）欲将酵母细胞进行分离纯化，方法有，其中能够用于计数的方法是，为保证计数结果准确，一般选择菌落数在的平板进行，该方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目。

【答案】（1）C6H12O6
酶2C2H5OH+2CO2+能量既为酵母菌有氧呼吸大量繁殖提供适量的氧气，
−−−→
又防止发酵旺盛时汁液溢出
（2）酸性重铬酸钾（1分）好氧的醋酸菌使果酒转变成醋酸
（3）平板划线法或稀释涂布平板法稀释涂布平板法30~300 低
【解析】（1）发酵装置中发酵液需留1/3空间，既为酵母菌有氧呼吸大量繁殖提供适量的氧气，又防止发酵旺盛时汁液溢出。

（2）酸性重铬酸钾与酒精反应，颜色由橙色变为灰绿色。

醋酸菌是需氧菌，可将果酒转变为醋酸。

（3）分离微生物的方法有平板划线法或稀释涂布平板法，其中稀释涂布平板法可用于进行计数，为保证计数结果准确，一般选择菌落数在30~300的平板进行，由于当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，因此统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。

6．（15分）【生物—选修1 生物技术实践】
聚乙烯醇（PV A）是一种人工合成的水溶性的高分子聚合物，广泛用于纺织、印染、化纤等领域，由于其降解周期长，给环境造成严重的污染，实验小组筛选出PV A降解菌，对于含PV A废水土壤的处理具有十分重要的意义，回答下列问题：
（1）实验室分离PV A降解菌时应当以作为唯一碳源，除此之外还需要加入的营养成分包括，PV A降解菌主要是一些细菌类生物，因此制备培养基时应将培养基的pH调节至。

（2）从含有PV A废水的土壤取样后，一般要先进行选择培养，其目的是，选择培养时所用的培养基从物理性质上划分属于培养基。

（3）显微镜计数法对微生物进行计数时需要用到的工具是，利用稀释涂布平板法计数测得的微生物的数量往往比实际值（填“偏大”或“偏小”），这两种微生物计数方法的区别是。

【答案】（1）PV A 氮源、水和无机盐中性或微碱性
（2）获得数目较多的PV A降解菌液体
（3）血细胞计数板（血球计数板）偏小（1分）显微镜计数法统计的是全部微生物的数量，而稀释涂布平板法只能统计活菌的数量
【解析】（1）分离PV A降解菌时应当以PV A作为唯一碳源，培养基上除了碳源外，还需要添加氮源、水和无机盐，由于PV A降解菌主要是一些细菌类生物，培养细菌时一般将培养基调至中性或微碱性。

（2）从含有PV A废水的土壤取样后，一般要先进行选择培养，选择培养的目的是获得数量较多的PV A降解菌，即富集培养或扩大培养，所用的培养基是液体培养基。

（3）显微镜计数法对微生物进行计数时需要用到的工具是血细胞计数板（血球计数板）利用稀释涂布平板法计数测得的微生物的数量往往比实际值偏小，原因是当多个细菌靠近时其形成的菌落可能连接在一起。

这两种微生物计数方法的区别是显微镜计数法统计的是全部微生物的数量，而稀释涂布平板法只能统计活菌的数量。

7．[生物——选修1：生物技术实践](15分)
从香辛料中提取有效成分作为食品的天然防腐剂具有广阔的前景。

某实验小组分别从五种香辛料中提取精油(编号为A、B、C、D、E)并用这些精油对四种微生物进行了抑菌能力的实验研究，所得数据如下表所示。

请结合微生物培养知识回答下列问题：
(1)实验结果表明精油对不同种类的微生物杀伤作用不同，C和E对细菌的杀伤作用__________(填“大于”或“小于”)对真菌的杀伤作用。

(2)微生物接种的方法很多，最常用的是__________________和____________________。

(3)不同微生物培养的温度和时间往往不同，在培养箱中培养时，细菌培养温度________ (填“高于”“低于”或“等于”)霉菌培养温度，培养时间则________(填“长于”或“短于”)霉菌培养时间。

在特定条件下，依据微生物在固体培养基上形成菌落的_____________
______________________等特征可以区分不同的微生物。

(4)有同学认为缺少抗病毒的实验结果，提出在营养琼脂培养基上接种常见的病毒进行实验。

你认为可以吗？__________。

理由是___________________________________________。

【答案】(1)小于(2)平板划线法稀释涂布平板法
(3)高于短于形状、大小、隆起程度、颜色
(4)不可以（1分）病毒为寄生生物，在该培养基上不能生长
【解析】根据表格分析，该实验的自变量是精油种类、菌种，因变量是抑菌圈直径，抑菌圈直径越大，说明抑菌的效果越好。

(1)表格数据显示，不同的精油对不同种类的微生物抑制效果不同，其中C、E对大肠杆菌、白葡萄球菌的抑菌效果没有对黑曲霉、青霉的强，说明C和E对细菌的杀伤作用小于对真菌的杀伤
作用。

(2)微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。

(3)不同微生物一般需要不同的培养温度和时间，如细菌一般在30～37 ℃下培养1～2天；霉菌一般在25～28 ℃下培养3～4天，因此细菌培养温度高于霉菌培养温度，培养时间则短于霉菌培养时间。

不同微生物形成菌落的形状、大小、隆起程度、颜色不同，可以作为区别不同微生物的标准。

(4)病毒为寄生生物，没有细胞结构，在营养琼脂培养基上不能生长，因此不能在该培养基上接种常见的病毒进行实验。

8.【生物——选修1：生物技术实践】(15分)
请根据所学内容回答下列与物质提取、分离以及与生产生活实践有关的问题：
(1)胡萝卜素存在于胡萝卜植株的(填器官)中，将提取的胡萝卜素粗品通过法进行鉴定，与样品原点比较鉴定萃取样品中有无胡萝卜素的原理是。

(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行的过程，乳酸菌中含有多种蛋白质，利用
法分离从乳酸菌中提取到的蛋白质，等样品完全进入凝胶层后，加入pH为7.0、浓度为20mmol/L 的磷酸缓冲液到适当高度进行洗脱，结果先洗脱出来的是相对分子质量(填“较大”或“较小”)的蛋白质。

(3)加酶洗衣粉可以降低的用量，使洗涤剂朝着的方向发展，减少对环境的污染。

【答案】（1）根、叶纸层析相同种类的色素在滤纸上随层析液扩散的速度相同（其他合理答案也可）
（2）无氧呼吸凝胶色谱较大（1分）
（3）表面活性剂和三聚磷酸钠低磷、无磷
【解析】（1）由于叶片中含有胡萝卜素，所以胡萝卜素可以从胡萝卜的根和叶片中提取，利用纸层析法可以将其粗品进行分离鉴定，根据标准样品和提取样品中色素带在滤纸条上的位置可以鉴定胡萝卜素的种类和有无。

（2）泡菜制作原理是利用乳酸菌的无氧呼吸产生乳酸，其中的蛋白质可以利用凝胶色谱法进行分离，分子量越大的蛋白质分子越容易从洗脱液中先洗脱出来。

（3）加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的含量，使其朝着低磷无磷的方向发展，从而减少环境污染。