1、单元质量检测(十七)选修一生物技术实践专题(时间：90分钟)1根据提取橘皮精油的实验流程示意图回答下列问题：橘皮油(1)步之前对橘皮的处理是_。(2)新鲜的橘皮中含有大量的_、_和_，如果直接压榨，出油率较低。(3)压榨是个机械加压过程，要求是_。(4)为了使橘皮油易与水分离，还要分别加入_，并调节pH至_。(5)步用_过滤，目的是除去_。(6)步要求是_，目的是_。(7)步用_过滤。解析：由于鲜橘皮中含有大量的果蜡、果胶、水，若直接压榨，出油率极低，故应先干燥去水，且用石灰水破坏细胞，水解果胶。压榨中要使油与水分离，应加入相当于橘皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠，并调节pH至78，该过
2、程中两次过滤的目的不同，第一次过滤是用普通布袋除去固体物和残渣，第二次则用滤纸除去少量水分和蜡质等杂质。答案：(1)干燥去水(2)果蜡果胶水分(3)既要将原料压紧，防止原料滑脱，又要将油分挤压出来(4)0.25%的小苏打和5%的无水硫酸钠78(5)普通布袋固体物和残渣(6)在510下静置57 d使杂质沉淀(7)滤纸2生啤酒的酿造实验：实验原理：固定化酵母的凝胶珠由酵母细胞和海藻酸钠组成，麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母制成的凝胶珠中。啤酒酵母可以利用自身细胞内的一系列酶将可发酵性糖转化成乙醇。实验过程：(1)取新鲜斜面上的啤酒酵母，接种于10 mL麦芽汁液体培养基中，25凝胶珠培养2030
3、 h。(2)取1.6 g海藻酸钠于无菌小烧杯中，加无菌水少许调成糊状，再加入无菌水至40 mL，在98 KPa条件下灭菌15 min。冷却到45左右后，与预热35左右的10 mL酵母培养液搅拌均匀，立即倒入带喷嘴的无菌小塑料瓶中(或装有5号针头的注射外套中)，以恒定的速度滴入盛有葡萄糖、氯化钙混合液的容器中，浸泡30 min制成凝胶珠。(3)倒去葡萄糖、氯化钙混合液，加入无菌水洗涤凝胶珠三次后，将凝胶珠放入500 mL三角瓶中，加入300 mL无菌麦芽汁液体培养基，置于25下封口发酵5 d左右，倒出发酵后的麦芽汁即为啤酒，品尝其口味。问题：(1)凝胶珠是由什么组成的？它有什么作用？_。(2)如
4、果进行多批次的生产，本实验中的啤酒酵母与普通发酵中的酶或固定化细胞技术是利用_或_方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括_、_和_。其中酶更适合采用_和_固定化，而细胞多采用_固定化。(3)制作成功的凝胶珠应用_，其颜色为_。将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后发现有_产生，同时有_味散发。(4)固定化酵母细胞和固定化酶相比具有什么共同点？又有什么特有的优点？_。答案：(1)凝胶珠由啤酒酵母和固定化酵母菌的海藻酸钠组成。啤酒酵母能产生酶，将渗入凝胶珠的麦芽汁中的糖发酵，进而转化成乙醇。将生啤酒倒出后，将凝胶珠再投放入新鲜的麦芽汁中，可以在较长时间内反复连续使用，而普通发酵中的酶或菌种不能反复
5、使用(2)物理化学包埋法化学结合法物理吸附法化学结合法物理吸附法包埋法(3)蒸馏水冲洗浅黄色气泡酒(4)二者均可用搅拌或装柱形式与底物溶液接触，可以在较长时间内反复、连续使用，降低酶的使用成本；可提高酶的稳定性；便于严格控制酶促反应过程；容易与产物分开，提高产物的质量。固定化细胞的发展比固定化酶更进一步，它省去了酶的分离、纯化工序，同时酶的活性更加稳定3(2009年惠州模拟)PCR(多聚酶链式反应)技术是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，下图表示合成过程，请据图分析回答：(1)A过程高温使DNA变性解旋，对该过程的原理叙述，正确的是_。A该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键B该过程
6、用到限制酶破坏磷酸二酯键C该过程不需要解旋酶的作用D该过程与人体细胞的过程完全相同(2)C过程要用到的酶是_。这种酶在高温下仍保持活性，因此在PCR扩增时可以_加入，_(需要/不需要)再添加。PCR反应除提供酶外，还需要满足的基本条件有：_。(3)如果把模板DNA的两条链用15N标记，游离的脱氧核苷酸不做标记，控制“945572”温度循环3次，则在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占_。(4)如果模板DNA分子共有a个碱基对，其中含有胞嘧啶m个，则该DNA复制10次，需要加入胸腺嘧啶脱氧核苷酸_个。(5)PCR中由碱基错配引起的变异属于_。假设对一个DNA进行扩增，第一次循环时某一条模板
7、链上发生碱基错配，则扩增若干次后检测所用DNA的扩增片段，与原DNA相应片段相同的占_。解析：(1)高温所起的作用类似于解旋酶，使双链DNA变为单链。(2)C过程为PCR技术的延伸阶段，当系统温度上升至72左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成新的DNA链。DNA聚合酶是耐热的，高温下不变性，所以一次性加入即可。(3)PCR技术遵循半保留复制的特点。经过三次循环，共产生23个DNA分子，其中有2个DNA分子含有15N标记。(4)在一个双链DNA分子中，CT占碱基总数的一半，故T的数目为am，复制10次，相当于新增加了2101个DNA分子。故需补充T的数目为(2101)(am)。
8、(5)基因中的碱基对改变属于基因突变。对一个DNA进行扩增，第一次循环时某一条模板链上发生碱基错配，以后按正常配对方式进行扩增，错配链作模板扩增的都是错误的DNA分子，原正常链扩增得到的DNA分子都是正常的DNA分子，故若干次后检测所用DNA的扩增片段，与原DNA相应片段相同的占1/2。答案：(1)C(2)DNA聚合酶一次不需要DNA模板，分别与两条模板链相结合的两种引物，四种脱氧核苷酸，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行(3)25%(4)(2101)(am)(5)基因突变50%4(2010届莱芜期末)下图表示在生物体外获取DNA(或目的基因)的两种方式。图一表示经PCR技术扩增获取D
9、NA的过程。PCR是多聚酶链式反应的缩写。PCR方法模仿体内DNA的复制过程，首先使DNA变性(加热至94)，两条链解开为单链；然后冷却(至55)使引物(DNA复制时所需的约20个核苷酸的短链)与单链相应的碱基互补序列结合；再在热稳定DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)作用下进行延伸(加热至72)，即以4种脱氧核苷酸为原料，在引物的引导下合成与模板互补的DNA新链。如果2条DNA单链各补上一条新链即成2个DNA分子。如此反复循环，DNA以指数形式扩增。上述过程可以在PCR扩增仪中自动完成。图二表示反转录形成DNA的过程。即以mRNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA
10、。请据图分析回答：(1)图一中的DNA聚合酶的化学本质是_，它与人体内的DNA聚合酶相比具有_特性。(2)图一A中的DNA解旋过程在人体内可由_催化完成。C过程复制方式的特点是_。(3)图二E中的碱基互补配对方式与图一C中的不同之处是_。假设图一中的一个模板DNA分子中有800个碱基对，其中含有腺嘌呤600个，若通过PCR技术共消耗周围环境中游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6200个，则该模板DNA在PCR扩增仪中已经复制了_次。解析：(1)DNA聚合酶是一种蛋白质，在PCR技术中所用的DNA聚合酶最大的特点是耐高温，即高温下不变性，可反复使用。(2)PCR技术用高温变性解旋，在人体中是常温解旋酶作用解
11、旋。C过程是PCR技术中的中温延伸阶段，其复制的方式仍是半保留复制。(3)RNA中含有U不含T。一个DNA分子中AC占碱基总数的一半，故C的数目为800600200。假设复制n次，相当于新增加了(2n1)个DNA分子，故200(2n1)6200，解得：n5。答案：(1)蛋白质热稳定(或耐高温)(2)解旋酶半保留复制(3)E中是UA，C中是TA55在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌处理的麦芽汁充氧，接种啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌繁殖速度上升，产生白色泡沫，溶解氧逐渐耗尽。随后，酵母菌繁殖速度下降，糖度加速降低，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖浓度下降
12、到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和鲜啤酒。请根据上述过程，回答下列问题：(1)该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是_。(2)初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是_。(3)经测定，酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其他发酵产物，其余1.5%则是用于_。(4)请写出麦芽糖葡萄糖酒精的反应方程式。(5)如果酵母菌消耗的糖(设为麦芽糖，其相对分子质量为342)有98.5%(质量分数)形成了酒精(相对分子质量为46.0)和其他发酵产物。现有500 t麦芽汁，其中麦芽糖的质量分数为8.00%，发酵后最多能生产酒精浓度3.2%(质量分数)的啤酒多少吨？解析：本题主要体现知识的应用，也就是通过发
13、酵工程，获得人们需要的产品鲜啤酒的微生物发酵过程。对于发酵的实际操作来讲，首先要选育性状优良的菌种，微生物群体生长的对数期常作为生产选用菌种的最佳时机，因为处于此时期的微生物代谢旺盛，个体的形态和生理特性比较稳定。接着进行扩大培养，在有氧条件下微生物快速增殖，同时需要消耗能量。随之再进行接种和发酵过程，最后对产品进行分离提纯。酵母菌的繁殖方式一般为出芽生殖，酵母菌是兼性厌氧型微生物，它在有氧和无氧条件下，能以不同的方式进行生长和繁殖，如在有氧情况下进行有氧呼吸，在无氧情况下进行无氧呼吸，其发酵产物自然不同。发酵过程为发酵工程的中心阶段，在此阶段，除了随时取样检测培养液中酵母菌的数目、产物浓度等
14、以了解发酵进程以外，还需要及时添加必需的培养液成分，以满足菌种的营养需要。同时还应严格控制温度、pH、溶氧等发酵条件，保证发酵的正常进行。答案：(1)既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸(2)出芽生殖(3)酵母菌自身的生长和繁殖(4)C12H22O11H2O2C6H12O6能量；C6H12O62C2H5OH2CO2能量(5)C2H5OH的相对分子质量为46.0。1 mol麦芽糖水解生成2 mol葡萄糖，1 mol葡萄糖发酵生成2 mol酒精，所以1 mol麦芽糖发酵产生4 mol的酒精。据题意得啤酒的产量：5008.00%98.5%662(t)。6某酒厂以大米为主要原料用酵母菌生产酒精度数不低于1
15、2度的米酒，其主要工艺流程为：糖化发酵后加工(勾兑、贮运)。发酵过程主要是在5 m3的发酵罐中进行，其主要工艺为：原料接种菌种充气培养密封发酵。请分析并回答下列问题：(1)糖化阶段主要包括蒸煮大米和加入“糖化酶”等。“糖化酶”使(大米中)淀粉发生的主要变化是_。(2)在发酵工艺中，接种菌种常加尿素或其他肥料，其目的是_。(3)在图中，用曲线表示发酵阶段酵母菌种群个体数量变化的情况。(4)在培养过程中，酵母菌所进行的细胞呼吸的反应式为_。答案：(1)淀粉麦芽糖葡萄糖(2)供给酵母菌进行生长、发育和繁殖等生命活动所必需的氮源和无机盐(3)如图(4)C6H12O66O26H2O6CO212H2O，C
16、6H12O62C2H5OH(酒精)2CO27乙醇等“绿色能源”的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为：(1)玉米秸秆经预处理后，应该选用_酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖。(2)从以下哪些微生物中可以提取上述酶？_(多选)A酿制果醋的醋酸菌B生长在腐木上的霉菌C制作酸奶的乳酸菌D生产味精的谷氨酸棒状杆菌E反刍动物瘤胃中生存的某些微生物(3)若从土壤中分离产生这种酶的微生物，所需要的培养基为_(按功能分)，培养基中的碳源为_。(4)从生物体提取出的酶首先要检测_，以便更好地将酶用于生产实践，在生产糖液的过程中，为了使酶能够被反复利用，可采用_技术。(5)发酵阶段需要的菌种
17、是_，在产生酒精时要控制的必要条件是_。解析：(1)玉米秸秆中的纤维素用纤维素酶处理后，可使其水解为葡萄糖。(2)纤维素酶在生长在腐木上的霉菌和反刍动物瘤胃中生存的某些微生物体内存在。(3)分离微生物的培养基为选择培养基，由于这些微生物体内具有纤维素酶，因此其碳源为纤维素。(4)提取出来的酶在使用前，要先检测酶的活性。为了使酶能够反复利用，应解决酶与酶促反应产物分离的问题，常采用固定化酶或固定化细胞技术。(5)糖液发酵产生酒精时，需要用酵母菌，酒精发酵必须是在无氧条件下。答案：(1)纤维素(酶)(2)B、E(3)选择培养基纤维素(4)酶的活力(活性)固定化酶(固定化细胞)(5)酵母菌无氧(密闭
18、、密封)8(2009年南通调研)某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化”开展了研究，操作如下：某年1月4日下午选取1、2、3号三只相同的泡菜坛，在每个坛中加入洗净的新鲜莲花菜0.6 kg，再分别倒入相同量的煮沸并冷却的10%的盐水，将坛密封，置于同一环境中。封坛前进行第一次取样测定亚硝酸盐含量作为对照，后来定时测定，结果见下图。请问：(1)在腌制过程中，会出现坛中溶液量增加，这是由于_。(2)根据图中数据，可知在腌制过程中的第_天，泡菜中的亚硝酸盐含量达到最大值，若要食用，至少要在腌制后的第_天比较好。(3)该小组对实验数据的处理方法是否合理？_原因是_。(4)为了降低亚硝酸盐含量，泡菜
19、加工过程中可以采取什么措施？请简要谈一下你的想法。_。解析：本题主要考查学生的识图能力和对泡菜制作过程的掌握情况。解答时充分调动对泡菜制作过程的记忆并联系题干所给内容做出正确解释。答案：(1)外界溶液浓度过高使细胞渗透失水，另外细菌进行有氧呼吸产生了水(2)310(3)不合理应将三个坛中每次测定的亚硝酸盐的含量分别记录，求出平均值，然后以时间为横坐标，亚硝酸盐的含量为纵坐标画出一条曲线。实验组越多，数据越真实(4)防止杂菌的污染；在腌制过程中注意腌制的时间，控制好温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量不足10%、腌制时间过短，都易使细菌大量繁殖导致亚硝酸盐含量增加9如图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐
20、含量的实验流程示意图，请据图回答： (1)制作泡菜宜选用新鲜蔬菜的原因是_。(2)制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比约为_，盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是_；试说明盐在泡菜制作中的作用：_。(3)泡菜风味形成的关键在于_的加入。(4)泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，试分析可能的原因。_。(5)发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量，原因是_。(6)测定亚硝酸盐含量的方法是_。解析：本题主要考查对实验操作过程的理解能力。好泡菜的标准是咸淡适中、酸度适中、亚硝酸盐含量低，所以制作泡菜时要利用亚硝酸含量低的新鲜蔬菜。制作泡菜时的盐水中的盐主要有抑制微生物生长、渗出蔬菜中过多的水和
21、调味的作用，所以要控制盐与水的比例为14，含盐过多会影响口味，过少则滋生杂菌。坛子密封不严、取菜工具不清洁、盐的比例不足都会造成泡菜感染杂菌。发酵的不同时期亚硝酸盐的含量会因微生物活动强弱而发生变化，所以及时检测亚硝酸盐的含量，把握取食的时机是非常必要的，而检测亚硝酸盐含量一般采取比色法。答案：(1)亚硝酸盐的含量低(2)41加热煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响盐有灭菌、渗出蔬菜中过多的水以及调味的作用(3)调味料(4)泡菜坛子密封不严或取菜工具不卫生或盐的比例过小，都会引起杂菌滋生、泡菜变质(5)发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化，及时检测是把握取
22、食泡菜的最佳时机(6)比色法10(2009年日照)在农业生产研究上，常需要进行微生物的培养和计数。(1)下图是利用_法进行微生物接种，把聚集的菌种逐步_分散到培养基的表面，为达到这一目的，操作上应注意：(至少答2项)_。(2)分析下面培养基的配方：NaNO3、KH2PO4、Na2HPO4、MgSO47H2O、KCl、H2O。若此培养基用于培养分解尿素的细菌，则应除去上述_成分，并加入葡萄糖和_。(3)三位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中细菌数量。在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下统计结果：甲同学涂布了两个平板，统计的菌落数是236和260，取平均值248。乙同学涂布了三个平板，统
23、计的菌落数是210、240和250，取平均值233。丙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是210、212和256，取平均值163。在三位同学的统计中，只有一位同学的统计是正确的，指出另两位同学的统计为什么不正确？_。答案：(1)平板划线稀释每次划线前要灼烧；冷却后从上一区划线末端开始划；首尾区不重叠(2)NaNO3尿素(3)甲同学只涂布了两个平板，实验数据说服力不够；丙同学其中一个平板的计数结果与另两个相差太远，说明操作过程出现错误，数据缺乏真实性11某同学在做微生物实验时，不小心把圆褐固氮菌和酵母菌混在一起，请你设计实验分离得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌。(1)实验原理：_。(2)材料用具：
24、配制培养基所需要的各种原料、无菌操作箱、接种环等。(3)简述主要步骤：制备两种培养基，一种是_培养基；另一种是_培养基。分别分成两份，依次标上A、a、B、b备用。分别向A、B培养基中接种混合菌。接种后，放在恒温箱中培养34 d。分别从A、B培养基的菌落中挑取生长良好的菌，分别接种到a、b培养基中。接种后，把a、b培养基再放入恒温箱中培养34 d。(4)实验结果：在a、b培养基上获得的分别是_、_。(5)回答问题：步骤、的目的是_。解析：解答本题的关键是根据不同微生物的特点选择恰当的培养基。将微生物进行分离一般采用选择培养基。选择培养基是在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长。圆褐固氮菌是自生固氮菌，能在无氮培养基上生长繁殖，而酵母菌则不能；青霉素不影响酵母菌等真菌的生长繁殖，而会抑制圆褐固氮菌的生长繁殖。根据这一原理可将两种微生物分离开来。为获得纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌，可以用选择培养基重复进行选择培养。答案：(1)圆褐固氮菌是自生固氮菌，能在无氮培养基上生长繁殖，而酵母菌则不能；青霉素不影响酵母菌等真菌的生长繁殖，而会抑制圆褐固氮菌的生长繁殖(3)无氮加青霉素(4)圆褐固氮菌酵母菌(顺序根据学生答题的具体情况)(5)获得纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌