生物高考真题汇编专题八 选修一生物技术实践

生物高考真题汇编专题八 选修一生物技术实践

专题八 选修一生物技术实践 命题特点：微生物培养技术（包括培养基的构成、无菌操作、培养流程）；发酵工程（包括果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作）；微生物的利用（包括微生物的分离、计数、鉴定）；植物有效成分的提取（包括玫瑰精油、橘皮精油和胡萝卜素的提取）‎ 变化趋势:在理解过程的基础上熟练操作过程、注重细节 真题再现 ‎1.【2017·全国I卷】[生物——选修1：生物技术实践]（15分）‎ 某些土壤细菌可将尿素分解成和，供植物吸收和利用。回答下列问题：‎ ‎（1）有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生　　　　　。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物作为碳源，原因是　　　　　。但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是　　　　　（答出两点即可）。‎ ‎（2）为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择　　　　　（填“尿素”“”或“尿素”）作为氮源，不选择其他两组的原因是　　　　　。‎ ‎（3）用来筛选分解尿素细菌的培养基含有和，其作用有　　　　　（答出两点即可）。‎ ‎【答案】（1）脲酶 细胞内不含固定CO2的酶 提供能量、合成其他物质 ‎（2）尿素 其他两组中还有NH4NO3，会使不分解尿素的杂菌也在培养基中生长 ‎（3）调节渗透压，维持pH、物质原料（三选其二即可）‎ ‎【解析】（1）能产生脲酶的细菌才能分解尿素，只有自养微生物，含有固定CO2的酶，才能利用CO2。葡萄糖作为细胞呼吸底物，可以提供能量，同时中间产物可作为合成其他物质的原料。‎ ‎（2）分解尿素的细菌能以尿素作为氮源，但其他细菌不能。以NH4NO3为氮源的细菌有很多种。如果选用其他含有NH4NO3的两组，会在培养基中长出以NH4NO3为氮源的杂菌。‎ ‎（3）KH2PO4和Na2HPO4为无机盐，可以提供营养物质,并能维持渗透压，同时HPO42-和 H2PO4-‎ 为一对缓冲对，所以可以维持pH。‎ ‎【名师点睛】对于培养基的分类，不同培养基的作用以及培养基的组成、各种成分的作用要熟悉 ‎2.【2017·江苏卷】（7 分）苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中，对环境有严重危害。小明同学准备依据下图操作步骤，从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。请回答下列问题:‎ ‎（1）酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水，其中可作为碳源的有_____________。‎ ‎（2）将采集到的样品接种培养，苯酚用量应随转接次数增加而逐渐_____________。以达到富集酚降解菌的目的。若上图平板中菌落过于密集，应进一步_____________，以便于菌落计数与分离。制备平板培养基时除了需要水、营养物质外，还必须添加_____________。‎ ‎（3）下图为连续划线法示意图，在图中_____________ （填图中序号）区域更易获得单菌落。‎ ‎（4）采用比色测定法（使用苯酚显色剂）检测降解后的废水中苯酚残留量。先制作系列浓度梯度并进行显色反应，下表中1 ~5号比色管的苯酚浓度应分别为_____________。‎ 管号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 苯酚浓度（mg/ L）‎ ‎1‎ 如果废水为50 mg/ L 苯酚溶液，降解后约有21%的苯酚残留，则需将残留液稀释_____________ （填序号：①5 ②10 ③20）倍后，再进行比色。‎ ‎【答案】（1）蛋白胨、苯酚 （2）增加 稀释涂布 凝固剂 （3）③‎ ‎（4） 0、0．2、0．4、0．6、0．8 ③‎ 介于0~1mg/L间，则残留液需稀释20倍后，再进行比色。‎ ‎【名师点睛】平板划线法和稀释涂布平板法是微生物接种最常见的两种方法 ‎3.【2017·全国III卷】[生物——选修1：生物技术实践]（15分）‎ 绿色植物甲含有物质W，该物质为无色针状晶体，易溶于极性有机溶剂，难溶于水，且受热、受潮易分解。其提取流程为：植物甲粉碎加溶剂振荡收集提取液活性炭处理过滤去除活性炭蒸馏（含回收溶剂）重结晶成品。回答下列问题：‎ ‎⑴ 在提取物质W时，最好应选用的一种原料是 （填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”）的植物甲，不宜选用其他两种的原因是 。‎ ‎⑵ 提取物质W时，振荡的作用是 。‎ ‎⑶ 活性炭具有很强的吸附能力，在提取过程中，用活性炭处理提取液的目的是 。‎ ‎⑷ 现有丙酮（沸点）、乙醇（沸点约）两种溶剂，在提取物质W时，应选用丙酮作为提取剂，理由是 。‎ ‎⑸ 该实验操作过程中应注意的事项是 （答出两点即可）。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）晾干 物质W易受热，受潮分解 ‎（2）使物质W充分溶于有机溶剂 ‎（3）去除杂质 ‎（4）丙酮沸点低，使用较低温度蒸馏便能得道提取物，减少物质W受热分解 ‎（5）蒸馏温度不宜过高，通风防止丙酮挥发对实验者的影响、操作迅速（答出两点即可）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）依据题干信息（受热、受潮易分解），进行推断，即可得知 ‎（2）振荡易于溶解，是基本实验知识。 ‎ ‎（3）题干信息，活性炭具有吸附能力，杂质易被吸附。‎ ‎（4）根据题干信息，受热易分解，所以选择沸点低的丙酮 ‎（5）根据题干信息，受热易分解，所以注意温度控制；用的丙酮，丙酮挥发，对人体有害，所以通风；减少W分解，所以操作要快。‎ ‎【名师点睛】灵活应用课本知识根据物质的特点选择合适的提取方式，对各种方法提取的细节要熟练掌握 针对练习 ‎1．(8分)(2015·武汉高二联考)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挥发，宜选用________、________法从油料作物中提取。‎ ‎(2)筛选产脂肪酶的微生物M时，选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供________，培养基灭菌采用的最适方法是________________法。‎ ‎(3)测定培养液中微生物数量，可选用______________法直接计数；从微生物M分离提取的脂肪酶通常需要检测________，以确定其应用价值；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。‎ ‎(4)若需克隆脂肪酶基因，可应用耐热DNA聚合酶催化的________技术。‎ ‎【解析】　‎ 本题主要考查生物技术所使用的方法，旨在考查学生的知识应用能力。对于不易挥发的植物油，宜采用压榨法和萃取法；在选择培养基中加入植物油主要为微生物的生长提供碳源，培养基灭菌采用的最适方法一般是高压蒸汽灭菌法；直接计数微生物的方法可用显微镜直接计数；对分离提取的脂肪酶需要检测其活性，以确定其应用价值；可采取固定化酶技术，实现酶的重复使用；克隆脂肪酶基因用PCR技术，即多聚酶链式反应。‎ ‎【答案】　(1)压榨　萃取　(2)碳源　高压蒸汽灭菌 ‎(3)显微镜直接计数　酶活性(或酶活力)　固定化酶(或固定化细胞)　(4)PCR(或多聚酶链式反应，聚合酶链式反应)‎ ‎2．(17分)下列是与芳香油提取相关的问题，请回答：‎ ‎(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有________________________________的性质。蒸馏时收集的蒸馏液________(填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油，原因是_______________________________。‎ ‎(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和___________________________________________________。‎ 当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是____________________________________________________________________。‎ ‎(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会________，原因是____________________________________________________________________。‎ ‎(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度________的地方，目的是___________________________________________________________________。‎ ‎(5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示。提取精油时采摘花的最合适时间为________天左右。‎ ‎(6)从薄荷叶中提取薄荷油时________(填“能”或“不能”)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是 _______________________________________。‎ ‎【解析】　本题主要考查芳香油的提取。(1)根据玫瑰精油的化学性质确定提取的方法；蒸馏时，玫瑰精油会随水分一起蒸馏出来，因此蒸馏得到的是油水混合物。(2)影响玫瑰精油提取的因素很多，如蒸馏的时间、温度等。(3)蒸馏过程中如果不进行冷却，部分玫瑰精油会随水蒸气蒸发而流失，导致精油提取量下降。(4)由于玫瑰精油具有易挥发的特点，因此，瓶装的玫瑰精油密封要严，最好放在温度较低的环境中，以减少挥发。(5)分析题图可以看出，a 天时精油的含量最高，是采摘花的最佳时期。(6)由于薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似，因此，可以采用提取玫瑰精油的方法提取薄荷油。‎ ‎【答案】　(1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定　不是　玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物 ‎(2)蒸馏温度　在一定时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后提取量不再增加 ‎(3)下降　部分精油会随水蒸气挥发而流失 ‎(4)较低　减少挥发　(5)a ‎(6)能　薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似 ‎3．(13分)(2015·大庆铁人中学检测)回答下列关于传统发酵技术的问题：‎ ‎(1)在腐乳的制作过程中，有多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是________。该菌产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的________。________可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。‎ ‎(2)在腐乳制作时，要加盐腌制，其目的是析出豆腐中的水分，___________，同时_____________。要制作出色香味俱佳的腐乳，关键在于________的配制。‎ ‎(3)在制作果醋、泡菜的过程中，需要氧气的是____________。‎ ‎(4)苹果醋是受现代人所青睐的健康饮品之一，其生产过程中则利用了代谢类型为________的________菌的发酵作用，该过程需要控制的温度条件是____________。‎ ‎【解析】　腐乳制作过程中起主要作用的微生物是毛霉，它具有发达的白色菌丝。毛霉产生的蛋白酶和脂肪酶能将豆腐中的蛋白质和脂肪分解为小分子的肽、氨基酸、甘油和脂肪酸等有机小分子物质。在腐乳的腌制过程中，盐的作用是抑制微生物生长，同时还有析出豆腐中水分和调味的作用。果醋制作利用的醋酸菌，该菌是异养需氧型的微生物，发酵温度控制在30～35 ℃。‎ ‎【答案】　(1)毛霉　肽和氨基酸　脂肪酶 ‎(2)使豆腐块变硬　抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质　卤汤 ‎(3)制作果醋　(4)异养需氧型　醋酸　30～35 ℃‎ ‎4．(10分)如图是某生物活动小组记录的3种食盐浓度的泡菜中的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图。请据图分析回答：‎ ‎(1)泡菜的发酵主要与________菌有关，该菌属于________生物。在发酵初期，水槽内经常有气泡产生，这些气泡产生的原因是________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(2)发酵过程中亚硝酸盐含量升高的原因是__________________________，用7%的食盐溶液制作泡菜，亚硝酸盐含量在第________天达到最高峰。在泡菜腌制过程中，必须注意控制的因素有____________________。‎ ‎【解析】　泡菜发酵利用的是乳酸菌，乳酸菌属于原核生物。泡菜制作初期酵母菌等微生物生活过程中产生CO2，因此水槽中会有气泡产生；由题图可知，当食盐浓度为7%时，亚硝酸盐在第4天达到最高峰；腌制的时间，温度和盐的用量都会影响泡菜中亚硝酸盐的含量。‎ ‎【答案】　(1)乳酸　原核　发酵初期酵母菌等微生物活动强烈，它们能产生CO2‎ ‎(2)发酵的前几天，蔬菜组织和细菌内的硝酸还原酶的活性强，将硝酸盐还原为亚硝酸盐　4　腌制时间、温度和盐度 ‎5．(10分)(2015·宜春模拟)人和哺乳动物的尿液中含有尿素，大量尿素的排放会对环境造成污染。已知土壤中有些细菌含有脲酶，可降解尿素。下图是某同学从土壤中筛选降解尿素的细菌的实验流程。请回答有关问题：‎ 配制土壤溶液→系列稀释→涂布平板与培养→菌落计数 ‎(1)为筛选能分泌脲酶的细菌，一般选用________________的培养基(从营养物质方面答)。从功能上讲，该培养基属于________培养基。‎ ‎(2)________法是将样液进行一系列的梯度稀释，然后接种培养细菌并统计菌落数目。在稀释土壤溶液的过程中每一步都要在________________旁进行操作。稀释处理的目的是________________。‎ ‎(3)若培养基中存在含有脲酶的细菌，则其菌落周围会出现红色分解圈，这是由于尿素被分解产生________，遇到培养基中所加酚红指示剂产生了颜色变化。‎ ‎(4)实验中使用过的培养基在实验完成后应如何处理？____________；为什么？________________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎【解析】　(1)能分泌脲酶的细菌可以利用尿素作为氮源，因此为筛选能分泌脲酶的细菌，应选用以尿素为唯一氮源的选择培养基。‎ ‎(2)稀释涂布平板法是将样液进行一系列的梯度稀释，然后接种培养细菌并统计菌落数目。为了防止环境中杂菌污染，在稀释土壤溶液的过程中每一步都要在酒精灯火焰旁进行操作。稀释处理的目的是得到单菌落，避免土壤溶液中菌体浓度过高。‎ ‎(3)脲酶能够催化尿素分解产生氨，使pH升高，遇到培养基中所加酚红指示剂会变红，这样培养基中的尿素分解菌的菌落周围就会出现红色分解圈。‎ ‎(4)为了防止微生物污染环境，实验中使用过的培养基在实验完成后应灭菌处理。‎ ‎【答案】　(1)以尿素为唯一氮源　选择 ‎(2)稀释涂布平板　酒精灯火焰　得到单菌落，避免土壤溶液中菌体浓度过高 ‎(3)氨(或NH3)‎ ‎(4)灭菌处理　以防止对环境造成污染 ‎6．(10分)(2015·河北省唐山一中第一次调研) 下列是对土壤微生物开展探究活动的三个案例，请在相应的空白处作答。‎ ‎(1)案例Ⅰ：探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂(分解)。‎ 设计思路：‎ 组别 对照组 实验组 处理 情况 不做处理的带落叶的土壤 处理过的带落叶的土壤 将等量的带落叶的土壤，用带有编号的相同的塑料袋分别包扎好，并埋在5 cm深的土壤中 对实验组土壤应该进行________处理，尽可能排除________的作用。‎ ‎(2)案例Ⅱ：探究土壤微生物对淀粉的分解作用。‎ ‎ 实验步骤： ‎ ‎①将取自农田的土壤制成土壤浸出液，放在烧杯中静置一段时间。‎ ‎②另取两只烧杯，编号为A、B，放入等量的淀粉糊。在A烧杯中加入30 mL土壤浸出液，B烧杯中加入________。‎ ‎③在室温条件下放置7天后，从A烧杯中取20 mL溶液，分别加入A1和A2两支试管各10 mL；从B烧杯中取20 mL溶液，分别加入B1和B2两支试管各10 mL。‎ ‎④在A1和B1中加入碘液；在A2和B2中加入__________，并进行________处理。‎ ‎⑤观察各试管的________，记录实验结果。‎ ‎(3)案例Ⅲ ‎：探究土壤微生物中是否含有分解纤维素的细菌的实验过程中，应将土壤浸出液接种在以______为唯一碳源的培养基上，并用________ (试剂)加以鉴别。‎ ‎【解析】　(1)进行实验时应遵循单一变量和控制无关变量原则，因此应对土壤进行灭菌，防止土壤中的微生物对落叶的分解作用影响实验。‎ ‎(2)实验时还应有对照组，所以B烧杯加入等量30 mL蒸馏水。题干说明是对淀粉的分解，淀粉分解产物是葡萄糖属于还原性糖，应用斐林试剂进行检测，检测中必须水浴加热，然后观察颜色变化。如果变为砖红色说明将淀粉分解了。‎ ‎(3)鉴定是否含纤维素分解菌，就用以纤维素为唯一碳源的培养基，加刚果红试剂，如果出现了透明圈，说明含有纤维素分解菌。‎ ‎【答案】　(1)灭菌　土壤微生物 ‎(2)②30 mL(等量)蒸馏水(无菌水)　④(等量的)斐林试剂　水浴加热　⑤颜色变化 ‎(3)纤维素　刚果红 ‎7．(17分)(2015·四川省雅安中学高三入学模拟)35%～40%的甲醛水溶液(福尔马林)可作为防腐剂，其防腐的原理是使蛋白质变性。自然界中有能分解甲醛的细菌和真菌。下图为分离和纯化分解甲醛细菌的实验过程。‎ ‎ (1)②过程的目的是____________________，③过程培养出的是__________。培养基灭菌的常用方法是利用高温可以使微生物的______________等物质发生变性。‎ ‎(2)通过④培养能获得__________。若下图甲表示在平板培养基上的第一次和第二次划线，请在图乙中画出第三次划线，划线后在恒温培养箱中培养时，培养皿须倒置，目的是______________。‎ 甲　　　　　　　　　　　　　　　乙 ‎(3)经过⑤过程后，取样测定甲醛浓度，选出__________________________，再分离、培养菌株。 为研究甲醛初始浓度对菌株降解甲醛能力的影响，做了有关实验并得到如下图结果 ‎(4)由上图可知，当甲醛的初始浓度小于1 200 mg/L时，菌株________________________；当甲醛的初始浓度增高至1 600 mg/L时，48小时后菌株对甲醛的降解能力很弱，甚至失去降解能力，其原因可能是___________________________________________________________________。‎ ‎【解析】　根据题意和图示分析可知：在分离和纯化分解甲醛的细菌的过程中，通过①过程制取各种菌的悬浊液，②过程用完全培养基培养后，可以获得大量微生物，从而增加目的菌的菌群数量；③中的培养基中的碳源只含有甲醛，只有可以分解甲醛的细菌能够存活，所以通过③过程可以筛选出能分解甲醛的微生物，即培养出以甲醛为唯一碳源的细菌；构成生物的重要物质是蛋白质和核酸，所以利用高温可以使微生物的蛋白质和核酸等物质发生变性。④过程可以获得单个菌落，获得单个菌落过程中常用的接种方法是平板划线法或者稀释涂布平板法，为避免水滴污染培养基，在恒温培养箱中培养时，培养皿须倒置。经过⑤过程后，取样测定甲醛浓度，选出甲醛浓度最低的培养瓶，再分离、培养菌株。‎ 由图中的曲线图可知，当甲醛的浓度小于1 200 mg/L时，菌株可以把甲醛完全降解掉，但是当甲醛的初始浓度为1 600 mg/L时，48小时后菌株对甲醛的降解能力很弱甚至失去降解能力的原因是甲醛的初始浓度太大，会产生毒害作用，使菌体蛋白质变性，从而降低了细菌降解甲醛的能力。‎ ‎【答案】　(1)增加目的菌的菌群数量(提高目的菌的种群密度)　以甲醛为唯一碳源的细菌　蛋白质和核酸　(2)单个菌落　 如下图　避免水滴污染培养基 ‎(3)甲醛浓度最低的培养瓶 ‎(4)可以完全降解甲醛　甲醛浓度过高会使菌体蛋白质变性，从而降低了细菌降解甲醛的能力(或甲醛浓度过高会产生毒害作用，降低了细菌降解甲醛的能力)‎