2019年高考生物考纲解读与热点难点突破专题15生物技术实践热点难点突破(含解析).doc
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1、1生物技术实践热点难点突破1白色污染属于全球性的环境问题,为了治理白色污染,我国科学院研究团队首次发现了能够高效降解聚氨酯(PU)塑料的新菌种,并把该菌种命名为塔宾曲霉菌,在塔宾曲霉菌的作用下,两周就可见塑料生物降解过程,两个月后其培养基上的塑料聚合物基本消失。这项成果为土壤污染处理和生态修复提供了新的线索,也为处理塑料垃圾开辟了新途径。请回答下列问题:(1)在进行微生物的培养时需要用到培养基,若要对该菌种进行扩大培养,需要使用_培养基;若要分离、纯化该菌种,需要使用_培养基;若要筛选该菌种,则需要使用以_为唯一碳源的选择培养基。(2)若要测定样品溶液中该菌种的数目,可将 100 mL 含该菌
2、种的样品溶液稀释 104倍后,取 0.1 mL 稀释液均匀涂布在选择培养基表面,测得菌落数的平均值为 240 个,且空白对照组平板上未出现菌落,则100 mL 原菌液中含有塔宾曲霉菌_个。与血细胞计数板计数法相比,试分析该方法的优缺点:_ _(优缺点各答一个)。(3)请你结合该菌株的特性对处理塑料垃圾给出一条合理建议:_。答案 (1)液体 固体 聚氨酯(PU)塑料 (2)2.410 9 优点:能够只计数活菌数目;缺点:统计的活菌数目往往比实际数目低 (3)在垃圾填埋场喷洒塔宾曲霉菌菌液(2)每毫升(mL)样品中的菌株数(CV)M,其中,C 表示某稀释度下的平板上生长的平均菌落数,V 表示涂布平
3、板时所用的稀释液的体积,M 表示稀释倍数。把数据代入此公式可求出每毫 升样品中的菌株数,即每毫升样品中的菌株数(CV)M2400.110 42.410 7,因此 100 mL 原菌液中含有塔宾曲霉菌 2.41071002.410 9个。与血细胞计数板计数法相比,其优点是能够只计数活菌数目;缺点是统计的活菌数目往往比实际数目低。(3)结合该菌株的特性对处理塑料垃圾的建议:由于塔宾曲霉菌能够降解塑料,因此可以在垃圾填埋场喷洒塔宾曲霉菌菌液,以便于其能降解塑料,减少白色污染。2酸奶是牛奶、羊奶或马奶经过发酵制成的一种食品,其发酵原理与泡菜制作非常相似。为了研究影响酸奶发酵效果的因素,某小组在 A、B
4、 两容器中加入一定量的鲜牛奶,将等量的甲、乙两菌种(都能产2生乳酸)分别接入其中并混匀,密封后再将两者置于适宜条件下进行发酵,并在 6 h 内定期取样观测发酵效果。回答下列问题:(1)制作酸奶和泡菜与制作果酒相比,相同点是_。上述实验过程中可能会影响酸奶品质的操作是_,为什么?_。(2)在家庭制作葡萄酒时,容器瓶的盖子选下列哪种?_(填“有螺旋可旋转的”或“密封不可开启的”),为什么?_。(3)在制作酸奶时,人们还会在鲜奶中加一定量的蔗糖,其原理是_。发现 6 h 内的酸奶发酵效果越来越好,无法确定发酵的最佳时间。若要确定最佳发酵时间,可以_。有人提供的自制酸奶信息表明:酸奶制作时间可长可短,
5、有的季节 23 小时即可,有的季节需要 1012 小时。影响发酵效果的非生物因素可能是_。答案 (1)都是利用微生物在无氧条件下进行无氧呼吸定期取样观测发酵效果 因为打开瓶盖取样,可能会造成杂菌污染 (2)有螺旋可旋转的 因为酒精发酵会产生较多的二氧化碳,有螺旋可旋转的瓶盖拧松可排出二氧化碳气体,有利于发酵的持续进行 (3)为乳酸菌提供乳酸发酵所需的原料,改善口感 延长发酵时间,观测发酵效果以找到最好的发酵效果所对应的时间 温度(2)制作果酒的原理是酵母菌的酒精发酵,即在无氧条件下将葡萄糖分解为酒精和 CO2;在果酒发酵过程中产生较多的二氧化碳需及时排出,才有利于发酵的持续进行。可见,在家庭制
6、作葡萄酒时,容器瓶的盖子应选择有螺旋可旋转的,其原因在于:有螺旋可旋转的瓶盖拧松可排出二氧化碳气体,有利于发酵的持续进行。(3)在制作酸奶时,人们在鲜奶中加一定量的蔗糖,一方面是为乳酸菌提供乳酸发酵所需的原料,另一方面是改善口感。要确定酸奶发酵的最佳时间,可以延长发酵时间,观测发酵效果,找到最好的发酵效果所对应的时间。依 题意可知:不同的季节,酸奶制作的时间不同,说明影响发酵效果的非生物因素可能是温度。 3豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素,某小组将等量的甲、3乙两菌种分别接入等量的 A、B 两桶煮熟大豆中并混匀,再将两者置于适宜条件下进行发酵,并在 32 h 内
7、定期取样观测发酵效果。回答下列问题:(1)该实验的自变量是_、_。(2)若发酵菌为好氧菌,则发酵容器内_(填“上层” “中层”或“下层”)大豆的发酵效果比较好。(3)32 h 内的发酵效果越来越好,且随发酵时间的延长直线上升。为确定最佳发酵时间,需要_发酵时间,观测发酵效果,发酵效果_时对应的时间即为最佳发酵时间。(4)从大豆到豆豉的过程中,大豆中的成分会发生类似腐乳制作过程中的变化,即蛋白质转变为_,脂肪转变为_,直接原因是发酵菌产生了_。答案 (1)菌种 发酵时间 (2)上层 (3)延长 最好(4)氨基酸和多肽 脂肪酸和甘油 蛋白酶和脂肪酶(3)由于 32 h 内的发酵效果越来越好,且随发
8、酵时间的延长直线上升,因此,不能据此得出最佳发酵时间。若要得出最佳的发酵时间,则需要延长发酵时间,观测发酵效果,发酵效果最好时对应的时间即为最佳发酵时间。(4)腐乳制作过程中,蛋白质转变为氨基酸和多肽,脂肪转变为甘油和脂肪酸,直接原因是发酵菌产生了蛋白酶和脂肪酶。4泡菜是我国传统发酵食品之一,回答下列与泡菜制作相关的问题:(1)制作泡菜时,乳酸菌发酵第一阶段的产物有_。(2)某同学用新鲜的泡菜滤液分离纯化乳酸菌时,需用_对泡菜滤液进行梯度稀释,进行梯度稀释的理由是_。测定乳酸菌活菌数目通常用的接种方法是_。(3)下图为乳酸菌的数量、乳酸的含量、亚硝酸盐的含量随时间变化的曲线,三幅图的纵轴表示的
9、含义依次为_、_、_。4(4)研究发现,第 810 天的泡菜,酸爽可口,更适于食用,原因是_。答案 (1)丙酮酸和H (2)无菌水 泡菜滤液中菌的浓度很高,直接培养很难分离得到单菌落 稀释涂布平板法 (3)乳酸菌的数量 亚硝酸盐的含量 乳酸的含量 (4)乳酸菌发酵不断产生乳酸,pH 值下降,使泡菜酸爽可口;亚硝酸盐含量较低,更适于食用(4)第 810 天的泡菜,酸爽可口,更适于食用的原因是乳酸菌发酵不断产生乳酸,pH 值下降,使泡菜酸爽可口;亚硝酸盐含量较低,更适于食用。5长春花植物中含有复杂的生物碱,其中长春花碱是目前应用最广泛的天然植物抗肿瘤药物之一,提取方法如下:长春花干燥粉碎纤维素酶处
10、理加入 pH 为 4.0 的酸中恒温水浴加碱调 pH 至 8.0四氯化碳萃取。回答下列问题:(1)长春花干燥粉碎后再用纤维素酶处理的原因是_。(2)纤维素酶是一类复合酶,实验室常用_法鉴别微生物是否产生纤维素酶。(3)长春花碱微溶于水,易溶于酸中,由此推测,后续提取加碱的目的是_。(4)四氯化碳的沸点为 76.8 ,长春花碱的沸点为 211216 ,由此推测,四氯化碳萃取后,除去四氯化碳获得纯净的长春花碱的方法是_。(5)本实验中纤维素酶在不同 pH 和温度处理后,提取得到的长春花碱含量如图所示,a、b、c 曲线最大值对应的温度均为 50 ,原因是_;从酶的功能特性考虑,为了提取更多的长春花碱
11、,需要提供的条件是_5_(至少回答出 3 点)。答案 (1)增大纤维素与纤维素酶的接触面积,提高纤维素的降解率 (2)刚果红染色 (3)让溶解于酸中的长春花碱析出 (4)加热至 76.8211 之间的某温度,蒸发除去四氯化碳 (5)在不同 pH 条件下,纤维素酶的最适温度均为 50 ,该温度下纤维素酶活性最高,提取的长春花碱含量最多 适宜的温度、pH 和纤维素酶用量(4)由于四氯化碳的沸点为 76.8 ,长春花碱的沸点为 211216 ,四氯化碳萃取后,可利用两者之间的熔沸点区别,即加热至 76.8211 之间的某温度,蒸 发除去四氯化碳,即可获得纯净的长春花碱。(5)本实验中纤维素酶在不同
12、pH 和温度处理后,三条曲线最大值对应的温度均为 50 ,说明在不同pH 条件下,纤维素酶的最适温度均为 50 。在该温度下纤维素酶活性最高,提取的长春花碱含量最多。长春花植物中含有复杂的生物碱,提取长春花碱需要用到纤维素酶,从酶的功能特性考虑,为了提取更多的长春花碱,需要提供适宜的纤维素酶用量。又由于温度与 pH 会影响到酶的活性,因此还需提供适宜的温度和 pH。6回答下列与物质提取有关的问题:(1)柠檬油是植物芳香油中的一种,提取柠檬油的操作步骤如图 1。A 是_,目的是破坏细胞结构,分解果胶,防止压榨时果皮滑脱,提高_。B 是相当于柠檬果皮质量 0.25 %的小苏打和 5%的硫酸钠,其目
13、的是使柠檬油易与水分离,并调节 pH 至_。C 过程用的是普通布袋,目的是除去_。6(2)玫瑰精油适合用_法提取,其理由是玫瑰精油具有_的性质。蒸馏时收集的蒸馏液不是纯的玫瑰精油,原因是_。(3)胡萝卜素可以预防白内障,有助于保护眼睛等。从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是_法。用这种方法提取胡萝卜素的主要步骤是:粉碎、_、过滤、浓缩。某同学在鉴定胡萝卜素时,所做的纸层析装置如图 2 所示,请指出其中的错误:图 2_。_。 _。(4)如图 3 为“DNA 的粗提取与鉴定”的实验装置,在图 A 所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是_,通过图 B 所示的步骤取得滤液,再在滤液中加入 2 mol/L 的
14、NaCl 溶液的目的是_,图 C 所示实验步骤中加蒸馏水的目的是_。图 3解析:(1)根据图 1 所示,柠檬油提取方法为压榨法,因此 A 处表示石灰水,用石灰水浸泡能破坏细胞结构,分解果胶,防止压榨时果皮滑脱,提高出油率。压榨时需调节 pH 到 78。C 过程用的是普通布袋,该过程能除去固体物和残渣。(2)玫瑰精油易挥发、难溶于水、化学性质稳定,所以适宜用水蒸气蒸馏法提取,玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来,所以收集的蒸馏液不是纯的玫瑰精油。(3)胡萝卜素易溶于有机溶剂,可用萃取法提取,其主要步骤是粉碎、干燥、萃取、过滤、浓缩等。在胡萝卜素的鉴定过程中7用的是纸层析法,由于层析液中石油醚易挥发,应加
15、盖密封。此外,一定不能让层析液没及滤液细线,否则色素直接溶于层析液中无法得到分离的色素带。还有,滤纸卷成圆筒状,用 U 形扣固定,两边不能接触。(4)图 A 通过添加蒸馏水,使血细胞处于低渗的环境中,细胞因大量吸水而最终破裂。图 B 通过纱布过滤使血细胞释放出的 DNA 收集到滤液中,再在滤液中加入 2 mol/L 的 NaCl 溶液使 DNA 的溶解度增加。图 C在 DNA 浓盐溶液中加入蒸馏水,可使溶液的浓度降至较低,由于 DNA 在较低浓度的 NaCl 溶液中溶解度很低(在 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度最低),故可使 DNA 析出,经过滤等手段可以收集到 DNA 粗品
16、。答案:(1)石灰水 出油率 78 固体物和残渣(2)水蒸气蒸馏 易挥发、难溶于水、化学性质稳定 玫瑰精油是随水蒸气一起蒸馏出来的(3)萃取 干燥、萃取 玻璃瓶未加盖密封 层析液过多,没过了基线 滤纸两边接触(4)使血细胞破裂 使滤液中的 DNA 溶于浓 NaCl 溶液 使 DNA 析出7真核生物细胞内,大量 DNA 和蛋白质以及一些 RNA 等混杂在一起,难以分离。生物兴趣小组的同学为了获得纯度相对较高的 DNA 展开了实验探究。(1)分离各种物质的基本思路是根据 DNA 和其他物质理化性质的不同而采取一定的方法,如图是从各种物质之间_的差异角度开展研究:a取鸡血细胞悬液 10 mL,加蒸馏
17、水 20 mL,同时用玻璃棒_(填“轻轻搅拌”或“快速搅拌”)。过滤,取滤液,转移到塑料材质的大烧杯中。b沿大烧杯内壁持续、缓慢地加入饱和硫酸铵溶液,用玻璃棒沿一个方向_(填“轻轻搅拌”或“快速搅拌” ),同时不断收集析出的物质。如图是根据鸡血中几种物质的析出情况绘制的曲线,请据图分析:c如果只收集纤维蛋白,可采取的措施是_。d先用饱和度 40%的硫酸铵溶液析出绝大部分纤维蛋白和大部分球蛋白,再在饱和度约为_的硫酸铵溶液中析出 DNA(既保证 DNA 提取量较大又避免其他杂质过多),与此同时析出的物质还有_。(2)如果要进一步去掉其他杂质,尽可能提高获得的 DNA 纯度,可采取的两种办法有:将
18、 DNA 与球蛋白的混合物加入到_中,收集再次析出物;用_处理溶有 DNA 与蛋白质的溶液。8(2)为进一步提高获得的 DNA 纯度,可将 DNA 与球蛋白的混合物加入到冷却的酒精中,由于 DNA 不溶于酒精,而其他杂蛋白可溶于酒精,因此收集再次析出物即可获得更高纯度的 DNA;另外,还可用嫩肉粉(木瓜蛋白酶)处理溶有 DNA 与蛋白质的溶液,由于酶具有专一性,此时蛋白质杂质可以被酶水解,进而分离出纯度较高的 DNA。 答案:(1)溶解度 快速搅拌 轻轻搅拌 在硫酸铵浓度达到 30%之前收集析出物 50% 球蛋白 (2)冷却酒精 嫩肉粉(木瓜蛋白酶)8下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培
19、养基配方,请根据表格和所学知识回答下列相关问题。成分 蛋白胨 乳糖 蔗糖 K2HPO4 指示剂 琼脂含量(g) 10.0 5.0 5.0 2.0 0.2 12.0将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到 1 000 mL(1)从生态系统的成分上看,大肠杆菌属于_。(2)若根据用途划分,该培养基属于_(填“选择”或“鉴别”)培养基。若要用上述培养基来筛选出土壤中的尿素分解菌,培养基的营养成分必需怎样更改?_,并用_作为指示剂。(3)在微生物培养的过程中,为防止杂菌污染,需要对培养基和培养皿进行_;操作者的双手需要进行清洗和_。(4)图 1 和图 2 是培养某细菌的结果图,其对应的接种方法分别是:_和_,
20、这两种方法接种后培养基上都可以得到由单个细胞繁殖所形成的_。图 1 所用的接种方法可用来对活菌进行计数。此外,测定微生物数目的另一种方法是_。图 1 图 29【答案】 (1)分解者 (2)鉴别 将蛋白胨改成尿素 酚红 (3)灭菌 消毒 (4)稀释涂布平板法 平板划线法 菌落 显微镜直接计数法9纤维素是自然界分布最广、含量最多的一种多糖,马、牛等食草动物具有消化纤维素的能力,请回答有关问题。(1)与培养土壤中分离的纤维素分解菌相比,培养马胃中分离出的纤维素分解菌要调整培养基的 pH,还要保证_条件。配制好的培养基培养前应采用_法进行灭菌处理。从功能上看,该培养基是_培养基。(2)给锥形瓶内的培养
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