第15讲 生物技术实践.docx
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第15讲生物技术实践
专题八 生物技术实践
第15讲 生物技术实践
一、选择题
1.下表为某培养基的配方,下列叙述正确的是( )
成分
蛋白胨
葡萄糖
K2HPO4
伊红
美蓝
蒸馏水
含量
10g
10g
2g
0.4g
0.065g
1000mL
A.从物理性质看该培养基属于液体培养基,从用途看该培养基属于选择培养基
B.该培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖,属于氮源的物质是蛋白胨
C.该培养基缺少提供生长因子的物质
D.该培养基调节到合适的pH后就可以接种使用
2.(2020山东聊城二模)下列关于无菌操作的叙述,错误的是 ( )
A.煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢
B.加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌
C.利用植物组织培养技术繁殖脱毒苗时,需要对植物的外植体进行消毒
D.接种时灼烧接种环要冷却后再沾取菌液划线
3.(2020河北衡水模拟)下列关于生物技术应用的叙述,正确的是( )
A.从酶的固定方式看,物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小
B.作为消化酶使用时,蛋白酶制剂只能以注射的方式给药
C.加酶洗衣粉中酶制剂可以被重复利用,提高了酶的利用率
D.将海藻酸钠凝胶珠用自来水冲洗,可洗去多余的CaCl2和杂菌
4.(2020山东菏泽一模)某科研人员利用郫县豆瓣酱为材料筛选高产蛋白酶的霉菌,下列利用平板划线法筛选该菌株的做法和目的正确的是( )
A.在每次划线前后都灼烧接种环的目的是防止杂菌污染
B.接种霉菌后的培养基必须采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌
C.筛选用的固体选择培养基中必须加入一定量的蛋白质
D.对筛选的菌株计数时选择菌落数为30~300的平板进行计数
5.(2020山东青岛一模)高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。
研究者从热泉中筛选高效产生高温淀粉酶的嗜热菌,其筛选过程如图1所示。
将得到的菌悬液转接于同时含有葡萄糖和淀粉的固体培养基上培养,得到若干菌落后用碘液做显色处理,看到如图2所示情况。
下列选项错误的是( )
图1
图2
A.过程①②合称为稀释涂布平板法
B.甲、乙试管中的液体均为选择培养基
C.Ⅱ号培养基上的接种方法为平板划线法
D.图2中周围不显蓝色的菌落含有所需菌种
6.(2020山东临沂二模)聚羟基脂肪酸酯(PHA)是由嗜盐细菌合成的一种胞内聚酯,它具有类似于合成塑料的理化特性,且废弃后易被生物降解,可用于制造无污染的“绿色塑料”。
科学家从某咸水湖中寻找生产PHA菌种的流程图如下。
下列说法正确的是( )
①取湖水→②接种在培养基上→③培养→④挑取单菌落,分别扩大培养→⑤检测菌的数目和PHA的产量→⑥获得目标菌株
A.步骤②可用稀释涂布平板法接种到含合成塑料的选择培养基上
B.扩大培养时,接种后需要将培养基放入恒温箱中倒置培养,以防杂菌污染
C.④所用到的培养基应加入琼脂,以便挑取单菌落获得纯化菌株
D.挑取菌落时,应挑取多个菌落并分别测定嗜盐细菌的PHA含量
7.(2020山东青岛一模)研究小组利用稀释涂布平板法来探究某河流中大肠杆菌的数量,每一个浓度涂布四个平板,并且设置空白对照组。
下列关于操作步骤的叙述正确的是( )
A.涂布前,将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,燃尽后还要冷却8~10s
B.涂布完成后,在培养皿的皿盖上做标记,以避免混淆,并将培养皿倒置培养
C.计算平板上的菌落数时,四个培养皿上的菌落数无论多少,都要全部平均
D.若空白对照组上有7个菌落,则在实验组数据基础上减去7,以获得最准确数据
8.(2020江苏无锡调研)科研人员比较了单独固定的云微藻和与芽孢杆菌混合固定的云微藻的增殖变化,结果如图。
下列有关叙述正确的是( )
A.实验中固定云微藻和芽孢杆菌的常用方法是包埋法
B.混合固定时云微藻增殖快,与芽孢杆菌线粒体产生CO2有关
C.实验时间内混合固定后云微藻增长较快,可呈“J”型增长
D.第八天,混合固定的每个颗粒中含藻细胞数约为8×107个
9.(2020山东滨州二模)营养缺陷型菌株是指缺乏合成某些营养物质(如氨基酸、维生素)的能力,必须在基本培养基中补充特殊营养物质才能正常生长的一类菌株,可自然产生或人工诱导获得。
用一定方法诱变大肠杆菌并将其接种到甲培养基上,一段时间后将菌落影印接种(不改变菌落位置)到乙、丙两培养基中,进一步培养一段时间可筛选出营养缺陷型菌株,结果如图所示。
下列说法正确的是( )
A.将大肠杆菌接种到甲培养基的方法为平板划线法
B.甲、丙两种培养基中均添加了特殊营养物质
C.乙培养基中能生长的为所需的营养缺陷型菌株
D.甲中的部分大肠杆菌发生了基因突变或染色体变异
二、非选择题
10.(2020江西上饶中学6月模拟)泡菜是一种以湿态发酵方式加工制成的食品,鲜嫩清脆、风味可口,可以增进食欲,帮助消化与吸收,但是腌制食品含有较多的亚硝酸盐,因此应尽量少吃腌制食品,多吃新鲜蔬菜。
回答下列有关生物技术的问题:
(1)膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿排出,只有在适宜的pH、温度和一定的 作用下,才会转变成致癌物亚硝胺。
测定泡菜中亚硝酸盐的含量常采用 法。
(2)大规模生产优质泡菜时,需先获得大量优质的乳酸菌种,若要从陈泡菜水中分离、纯化乳酸菌单菌落,需在液体培养基中加入 (填物质名称)。
将获得的乳酸菌单菌落在适宜的液体培养基中大量培养,可以通过 法计数培养液中的活菌。
(3)乳酸菌进行乳酸发酵时,首先将糖类转化为丙酮酸,再在乳酸脱氢酶的参与下将丙酮酸转化为乳酸。
若要从乳酸菌中分离、纯化获得乳酸脱氢酶,可采用 法,该方法分离蛋白质的依据是 。
判断上述方法纯化的蛋白质是否达到要求,还需要进行蛋白质纯度的鉴定,在鉴定的方法中,使用最多的是 。
(4)腐乳生产是在严格的无菌条件下,将优良的毛霉菌种接种到豆腐上,这样可以 ,保证产品的质量。
当豆腐上长出毛霉后,对豆腐要进行的处理是指 ,其作用是:
① ;②抑制微生物生长,避免豆腐块腐败变质。
11.(2020黑龙江大庆实验中学综合训练)薰衣草精油气味芳香,能够清热解毒,清洁皮肤,祛斑美白,深受女性朋友的喜爱,研究还发现薰衣草精油有抑菌作用。
胡萝卜素是一种常用的食品色素,可分别从胡萝卜或产生胡萝卜素的微生物体中提取获得。
请回答下列问题:
(1)为提高胡萝卜素的萃取率,萃取前要将胡萝卜进行 ,萃取液的浓缩可使用 装置。
(2)薰衣草精油具有 的特点,因此可用蒸馏法进行提取。
将薰衣草和清水进行蒸馏后收集到的产物是 ,若要进一步分离出薰衣草精油,需向其中加入NaCl,其作用是 。
(3)若要探究薰衣草精油对不同细菌的抑菌效果,实验时所用的培养基需进行高压蒸汽灭菌,不能选择干热灭菌,因进行干热灭菌的物品需具有 的特点。
高压蒸汽灭菌结束后,切断电源,等自然冷却到压力表为0时,才能打开排气阀,若提前打开排气阀,将会造成的后果是 。
12.(2020江西八校联考)新冠病毒疫情过后,复工复学面临的问题有许多。
全体师生需要做好自我防护,戴口罩属于切断传播途径,还有一种重要的切断传播途径的方法就是消毒。
联系微生物的培养、消毒、灭菌,回答下列问题:
(1)常用的消毒方法有 (列举三点),消毒能杀死物体表面或内部的部分微生物,不包括 。
(2)某兴趣小组欲研究校园土壤微生物的种类,研究过程中要进行规范的无菌操作,除了防止杂菌污染,还有什么目的?
。
(3)兴趣小组想要分离纯化土壤中的娄地青霉,应选用 (填“牛肉膏蛋白胨”“马铃薯琼脂”或“LB”)培养基。
培养基除了满足营养需求外,还需将pH调至 。
(4)兴趣小组可用 法纯化并统计土壤中的大肠杆菌。
测定微生物数量还可用 和 。
若要临时保藏该细菌,先将菌种接种到试管中的 培养基中,在4℃的冰箱中保藏。
13.(2019山东青岛理综)有研究者拟从中药渣肥堆的样本中筛选高产纤维素酶菌株,为纤维素酶制剂的研制提供原料。
请回答下列问题:
(1)从中药渣肥堆中能分离出纤维素分解菌的原因是 。
纤维素分解菌能产生纤维素酶,纤维素酶一般由 组成。
(2)从中药渣肥堆中取样后,需要选择培养一段时间,其目的是 ;选择培养时要对锥形瓶定期振荡,其目的是 。
(3)筛选获得纤维素酶高活性菌株3株,分别命名为Z-1、Z-2和Z-3。
在相同培养基培养相同时间后,测得3种菌株的菌落直径与产生的透明圈直径结果如下表。
菌株编码
菌落直径(d)cm
透明圈直径(D)cm
D/d
Z-1
3.43
5.43
1.58
Z-2
1.83
4.86
2.66
Z-3
2.15
4.88
2.27
培养基中的纤维素能与 反应产生红色复合物,纤维素被分解后,就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
由表可知, 菌株纤维素酶的活性最强。
14.(2020湖南岳阳月考)在20世纪50年代,酶已经大规模地应用于各个生产领域,到了20世纪70年代,人们在固定化酶技术的基础上,又发展出了固定化细胞技术。
请回答下列有关固定化酶和固定化细胞方面的问题:
(1)在实际生产中,固定化酶技术的优点是 ;与固定化酶技术相比,固定化细胞固定的是 。
(2)制备固定化酵母细胞常用的固定材料是 ,使用了如图所示的方法[ ] (填图号及名称)。
(3)酶活性一般用酶催化某一化学反应的速率来表示。
在酶活性测定过程中,酶促反应速率用单位时间内或单位体积中 来表示。
(4)使用纤维素酶和化学方法都能分解纤维素,请指出使用酶处理的优点:
。
(5)为什么一般不能用含有蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤丝绸及羊毛衣物?
。
1.
答案 B 分析表中成分可知,该培养基中没有凝固剂,为液体培养基,该培养基的营养成分齐全,但存在伊红、美蓝等鉴别物质,属于鉴别培养基,A错误;该培养基中的蛋白胨既是唯一的氮源,也是碳源,而葡萄糖是绝大多数生物最常利用的碳源,B正确;该培养基中存在的无机盐和蛋白胨中的某些物质可以看作是生长因子,C错误;该培养基调节到合适pH后还要进行灭菌等操作,之后才能使用,D错误。
2.
答案 B 100℃煮沸5~6min可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢,A正确;指示剂和染料中可能混有微生物,故加入培养基前需灭菌,B错误;利用植物组织培养技术繁殖脱毒苗时,为防止细菌污染,应对外植体进行消毒,C正确;接种时灼烧接种环要冷却后再沾取菌液划线,以免接种环温度太高,杀死菌种,D正确。
3.
答案 A 酶的固定方法通常有化学结合法和物理吸附法,前者可能引起酶分子结构发生改变而改变酶的活性,后者则不会,A正确;消化酶发挥作用的场所是消化道,因此蛋白酶制剂应该口服,B错误;加酶洗衣粉中酶制剂不能被重复利用,会随污水一起排掉,C错误;将海藻酸钠凝胶珠用蒸馏水冲洗,目的是洗去CaCl2和杂菌,D错误。
4.
答案 C 初次划线前灼烧的目的是防止杂菌污染,划线后灼烧的目的是杀死上次划线结束后残留在接种环上的菌种,使下一个区域的菌种只来自上一个区域的末尾,最后一次灼烧的目的是防止菌体污染环境,A错误;接种霉菌之前,培养基需要用高压蒸汽灭菌法灭菌,B错误;产蛋白酶的霉菌利用的底物是蛋白质,因此,培养基中需加入一定量的蛋白质,C正确;平板划线法不能对菌落进行计数,D错误。
5.
答案 B 据Ⅰ号培养基上菌落分布均匀,可知①②过程为稀释涂布平板法,A正确;甲、乙试管中的液体用于样品稀释,应为无菌水,B错误;由Ⅱ号培养基上的划线区域可知,Ⅱ号培养基上的接种方法是平板划线法,C正确;淀粉与碘液反应呈蓝色,能产淀粉酶的菌落可将周围的淀粉水解,因此周围不显蓝色的菌落含有所需菌种,D正确。
6.
答案 D 步骤②可用稀释涂布平板法接种到含盐量较高的选择培养基上,A错误;扩大培养应选用液体培养基,不应加入琼脂,B、C错误;挑取菌落时,应挑取多个菌落并分别测定嗜盐细菌的PHA含量,D正确。
7.
答案 A 使用涂布器涂布时,要先将沾有少量酒精的涂布器进行灼烧灭菌,燃尽后还要冷却8~10s再进行涂布,A正确;涂布完成后,在培养皿的皿底上做标记,B错误;计算平板上的菌落数时,应选择菌落数在30~300的平板进行计数,C错误;若空白对照组上有7个菌落,则说明培养基灭菌不彻底,需要重新进行实验,D错误。
8.
答案 A 云微藻、芽孢杆菌为单细胞生物,故固定化云微藻、芽孢杆菌常用的方法为包埋法,A正确;芽孢杆菌属于原核生物,没有线粒体,B错误;有限环境中,云微藻种群数量呈“S”型增长,C错误;第八天,混合固定的每个颗粒中含藻细胞数约为8×107÷10=8×106(个),D错误。
9.
答案 B 由菌落的分布情况可知,将大肠杆菌接种到甲培养基的方法为稀释涂布平板法,A错误;根据甲、丙两种培养基中菌落位置可知,甲中的菌种在丙培养基中均能生长,再结合乙培养基中菌落的生长情况,可推测甲培养基和丙培养基都添加了特殊营养物质,B正确;乙培养基中不能生长的为所需的营养缺陷型菌株,C错误;甲中的部分大肠杆菌发生了基因突变,不可能发生染色体变异,因为大肠杆菌不含染色体,D错误。
10.
答案
(1)微生物 比色
(2)凝固剂(或琼脂) 稀释涂布平板 (3)凝胶色谱(或分配色谱) 相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶的速度不同,从而将大小不同的蛋白质分开 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳 (4)避免其他杂菌的污染 加盐腌制 析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬
解析
(1)在适宜的pH、温度和一定的微生物作用等条件下,亚硝酸盐转变成亚硝胺;测定泡菜中亚硝酸盐的含量常采用比色法。
(2)要获得菌落需要在固体培养基上进行,所以需在液体培养基中加入凝固剂(或琼脂);计数培养液中的活菌数目常用稀释涂布平板法。
(3)绝大多数酶是蛋白质,分离蛋白质的方法通常采用凝胶色谱法;凝胶色谱法的原理是根据相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶的速度不同,从而将大小不同的蛋白质分开,在鉴定蛋白质纯度的方法中,使用最多的是SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳。
(4)在严格的无菌条件下接种毛霉菌,可以避免其他杂菌的污染,保证产品的质量。
当豆腐上长出毛霉后,需要加盐腌制,一方面可以析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬;另一方面可以抑制微生物生长,避免豆腐块腐败变质。
11.
答案
(1)粉碎和干燥 蒸馏
(2)化学性质稳定,难溶于水,能随水蒸气一同蒸馏 油水混合物 增加盐的浓度,分离水层和油层 (3)能耐高温、需要保持干燥 锅内压力突然下降,灭菌容器内的液体会冲出容器,造成污染
解析
(1)根据提取胡萝卜素的实验流程,为提高胡萝卜素的萃取率,萃取前要将胡萝卜进行粉碎和干燥,萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置。
(2)薰衣草精油具有化学性质稳定,难溶于水,能随水蒸气一同蒸馏的特点,因此可用蒸馏法进行提取。
将薰衣草和清水进行蒸馏后收集到的产物是油水混合物,若要进一步分离出薰衣草精油,需向其中加入NaCl,其作用是增加盐的浓度,分离水层和油层。
(3)探究薰衣草精油抑菌实验时所用的培养基需要用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。
不能选择干热灭菌,因进行干热灭菌的物品需具有能耐高温、需要保持干燥的特点;灭菌结束后,切断电源,等自然冷却到压力表为0时,再打开排气阀,若提前打开排气阀,因锅内压力突然下降,灭菌容器内的液体会冲出容器,造成污染。
12.
答案
(1)煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法 芽孢和孢子
(2)还能有效避免操作者自身被微生物感染 (3)马铃薯琼脂 酸性 (4)稀释涂布平板 显微镜直接计数 滤膜法 固体斜面
解析
(1)消毒能杀死物体表面或内部的部分微生物,不包括芽孢和孢子,常用的消毒方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法。
(2)某兴趣小组欲研究校园土壤微生物的种类,研究过程中需要进行无菌操作,这样不仅能防止杂菌污染培养物,还能有效避免操作者自身被微生物感染。
(3)马铃薯琼脂培养基主要用于真菌的培养,而娄地青霉属于真菌,因此要分离纯化土壤中的娄地青霉,需要用到马铃薯琼脂培养基。
真菌适合在酸性条件下培养,因此培养基除了满足营养需求外,还需将pH调至酸性。
(4)稀释涂布平板法、显微镜直接计数和滤膜法都可用于微生物计数,但只有稀释涂布平板法既能纯化又能统计微生物的数量。
菌种临时保藏的做法是先将菌种接种到试管的固体斜面培养基中,然后在合适的温度条件下培养,当菌落长成后,将试管放在4℃的冰箱中保藏。
13.
答案
(1)纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中,而中药渣富含纤维素 C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶
(2)增加目的(纤维素分解)菌的数量 增加培养液内的氧气含(溶解)量,让培养液与菌体充分接触 (3)刚果红 Z-2
解析
(1)根据微生物生存环境的特点进行筛选原则,纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中,根据题意,从中药渣肥堆中能分离出纤维素分解菌,说明中药渣富含纤维素。
纤维素酶是一种复合酶,一般包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶。
(2)从中药渣肥堆中取样后,需要选择培养一段时间,以增加纤维素分解菌的数量;选择培养时要对培养瓶定期振荡,以便于增加培养液内的氧气含(溶解)量,同时让培养液与菌体充分接触,利于微生物对营养物质的利用,加速繁殖。
(3)在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入刚果红,可用来鉴定纤维素分解菌,纤维素与刚果红反应能够形成红色复合物,纤维素被分解后,就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
由表可知,透明圈直径与菌落直径比值越大的菌株纤维素酶的活性越强,即表中Z-2菌株纤维素酶的活性最强。
14.
答案
(1)酶既能与反应物接触,又能与产物分离,且能反复利用 多酶系统(或一系列酶或多种酶)
(2)海藻酸钠 C 包埋法 (3)反应物的减少量或产物的增加量 (4)处理效率高、反应条件温和、不污染环境、成本低 (5)洗衣粉中的蛋白酶会将丝绸及羊毛衣物中的蛋白质成分水解,损坏衣物
解析
(1)在实际生产中,固定化酶技术的优点是酶既能与反应物接触,又能与产物分离,固定在载体上的酶能反复利用;与固定化酶技术相比,固定化细胞固定的是多酶系统(或一系列酶或多种酶)。
(2)制备固定化酵母细胞,由于细胞体积大,难以被吸附或结合,多采用包埋法,即图C所示方法,常用的载体是海藻酸钠。
(3)在酶活性测定过程中,酶促反应速率用单位时间内或单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
(4)与利用化学方法分解纤维素相比,使用纤维素酶分解纤维素具有处理效率高、反应条件温和、不污染环境、成本低等优点。
(5)洗衣粉中的蛋白酶会将丝绸及羊毛衣物中的蛋白质成分水解,损坏衣物,所以一般不能用含有蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤丝绸及羊毛衣物。
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