1、考案10选修一生物技术工程综合过关规范限时检测本试卷满分100分。考试时间60分钟。1(12分)(2021福建福州模拟)回答与酿酒和制醋有关的问题：(1)红曲主要含有红曲霉菌和酵母菌等微生物，具有糖化和发酵的双重作用，为了获得优良的酿酒红曲，将红曲制成较稀浓度的悬液后，可通过稀释涂布平板法或平板划线法分离出单菌落，通过以淀粉为碳源的培养基筛选出糖化能力最强的红曲霉菌菌种。(2)大米经蒸煮、红曲霉菌糖化后，用食用酵母进行发酵，发酵完毕后得到新鲜红曲酒，酒中乙醇浓度不超过15%。其主要原因是当发酵液中的乙醇浓度接近16%时，较高浓度的乙醇对细胞有毒害作用，会造成酵母死亡。(3)影响红曲酒风味的主要
2、有温度、pH、氧气含量等环境因素。(4)在红曲醋生产工艺中，将适量的红曲酒、水、醋酸等混合，醋酸生产过程的反应式是C2H5OHO2CH3COOHH2O。醋酸发酵时要始终保持有氧状态，原因是醋酸菌是需氧型生物。解析(1)据题干分析可知，为了获得优良的酿酒红曲，将红曲制成较稀浓度的悬液后，可通过稀释涂布平板法或平板划线法分离出单菌落。筛选微生物时，需要用选择培养基，因此要筛选糖化能力最强的红曲霉菌菌种，应该用以淀粉为碳源的培养基。(2)酵母菌发酵的产物是乙醇与二氧化碳，其中较高浓度的乙醇(乙醇浓度超过16%)对酵母细胞有毒害作用，会造成细胞死亡，因此用食用酵母进行发酵，发酵完毕后得到新鲜红曲酒，酒
3、中乙醇浓度不超过15%。(3)红曲霉菌属于真菌，用红曲霉菌发酵可得到红曲酒，影响红曲霉菌繁殖的因素都会影响红曲酒风味，包括温度、pH、氧气含量等环境因素。(4)在红曲醋生产工艺中，将适量的红曲酒、水、醋酸菌等混合，醋酸生产过程的反应式是C2H5OHO2CH3COOHH2O。因为醋酸菌是需氧型生物，因此醋酸发酵时要始终保持有氧状态。2(12分)(2020遵义航天高级中学高考模拟)苹果素来享有“水果之王”的美誉，种植苹果可获得很好的经济效益，但品相不好的苹果很难销售。某生物小组的同学们为了让品相不好的苹果能够产生更大的经济效益设计了下面的实验。请据图回答问题。(1)在过程中主要发生的反应为C6H1
4、2O62C2H5OH(酒精)2CO2少量能量(写出化学反应式)(2)在果酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在苹果皮上的野生酵母菌，中实验操作中控制的温度分别是1825_、3035_。(3)过程中使用的微生物是醋酸杆菌，该微生物的代谢类型是异养需氧。(4)果醋发酵初期不通气，溶液中有气泡产生；中期可以闻到酒香；后期接种醋酸菌，适当升高温度并通气，酒香逐渐变成醋香。整个发酵过程中培养液的pH变化的趋势是降低_。解析(1)在过程中酵母菌通过无氧呼吸产生酒精，同时产生少量二氧化碳。(2)在果酒的自然发酵过程中，主要利用附着在苹果皮上的野生酵母菌，果酒发酵的最适温度为1825 ，果醋发酵的最适温度为
5、3035 。(3)进行果醋发酵时，利用的微生物是醋酸杆菌，该生物可以在有氧的条件下，把糖类或酒精转化为醋酸，代谢类型为异养需氧型。(4)果醋发酵初期不通气，溶液中有气泡产生，中期可以闻到酒香，这是由于酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，同时产生少量二氧化碳，后期接种醋酸菌，适当升高温度并通气 ，酵母菌的发酵被抑制，醋酸菌代谢旺盛，产生醋酸，整个发酵过程中培养液pH逐渐降低。3(12分)(2020金牛区月考)如表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方，请根据表格和所学知识回答下列问题：成分蛋白胨乳糖蔗糖K2HPO4指示剂琼脂含量(g)10.05.05.02.00.212.0将上述物质溶解后，用蒸
6、馏水定容到1 000 mL(1)若要用上述培养基来筛选出土壤中的尿素分解菌，培养基的营养成分需怎样更改？将该配方中的蛋白胨改为尿素，并用酚红作为指示剂。(2)在微生物培养的过程中，为防止杂菌污染，需要对操作者的双手需要进行清洗和消毒。(3)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：稀释涂布平板法和平板划线法，这两种方法接种后培养基上都可以得到由单个细胞繁殖形成的菌落，其中，图1(填“图1”或“图2”)所用的接种方法可用来对活菌进行计数。(4)一位同学在用稀释涂布平板法纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成一片，最可能的原因是菌液浓度过高，应当怎样操作才可以避免此种现象？对菌液
7、进行梯度稀释(加大稀释倍数)。解析(1)分析表格可知，该培养基加入了指示剂，属于鉴别培养基；筛选尿素分解菌需要使用以尿素为唯一氮源的选择培养基，因此要将该配方中的蛋白胨改为尿素，并使用酚红指示剂。(2)在微生物培养的过程中，为防止杂菌污染，需要对操作者的双手进行清洗和消毒。(3)由图可知，图1菌落均匀，采用的接种方法是稀释涂布平板法，图2采用的接种方法是平板划线法，两种方法接种后培养基上都可以得到由单个细胞繁殖形成的菌落，测定微生物数目的方法是稀释涂布平板法和显微镜直接计数法。(4)一同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成一片，最可能的原因是菌液浓度过高，为避免此种现象，应对菌液进行
8、梯度稀释(加大稀释倍数)。4(13分)(2021江岸区月考)我国饮用水卫生标准规定每毫升水样中细菌总数不得大于100个，大肠杆菌不得检出。某兴趣小组为检测本地自来水中的细菌总数和是否有大肠杆菌，进行了如下实验：分别配制营养琼脂培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、琼脂、H2O)和伊红美蓝培养基(成分：蛋白胨、NaCl、琼脂、乳糖、伊红、美蓝、H2O)，灭菌。取水样。先测定甲项指标：用灭菌吸管吸取1 mL水样，涂布到营养琼脂培养基中；置于37 培养24 h后进行菌落计数。另设一个不加水样的空白对照组。用滤膜法测定乙项指标，装置和操作如图。回答下列问题：(1)步骤取水样前应先将自来水龙头用火焰灼
9、烧3 min，目的是灭菌。(2)步骤测定的指标甲是细菌总数。水样涂布前无需稀释，理由是自来水中细菌数量很少。(3)步骤测定乙项指标，主要观察滤膜上是否会出现黑色菌落。配制伊红美蓝培养基时，先用蛋白胨、NaCl、琼脂配制基础培养基，在100 kPa、121 条件下灭菌后，冷却至60 左右，再加入经70 kPa、115 条件下灭菌的乳糖、伊红、美蓝水溶液，后者灭菌条件不同的原因是溶液中的乳糖在高温下会破坏。(4)兴趣小组认为合格的自来水中细菌数量很少，担心检测不到，因而将取得的水样先加入到无琼脂的营养培养液中培养一段时间后，再稀释涂布平板计数。这样操作获得的数据不可信(填“可信”或“不可信”)。理
10、由是细菌会在营养培养液中大量繁殖，其数量不能真实反映水样中原有的数量。解析(1)自来水龙头用火焰灼烧3 min的目的是灭菌。(2)营养琼脂培养基中有细菌生存所需的营养，因此步骤测定的指标甲是细菌总数。由于自来水中细菌数量很少，因此水样涂布前无需稀释。(3)伊红美蓝培养基可用于鉴定大肠杆菌，存在大肠杆菌时会出现黑色菌落。配制伊红美蓝培养基时，先用蛋白胨、NaCl、琼脂配制基础培养基，在100 kPa、121 条件下灭菌后，冷却至60 左右，再加入经70 kPa、115 条件下灭菌的乳糖、伊红、美蓝水溶液，后者灭菌条件不同的原因是溶液中的乳糖在高温下会破坏。(4)兴趣小组认为合格的自来水中细菌数量
11、很少，担心检测不到，因而将取得的水样先加入到无琼脂的营养培养液中培养一段时间后，再稀释涂布平板计数。这样操作获得的数据不可信，原因是细菌会在营养培养液中大量繁殖，其数量不能真实反映水样中原有的数量。5(13分)(2021山东省济宁市嘉祥一中高三检测)生物兴趣小组试图探究山羊的瘤胃中的微生物对尿素是否有分解作用，设计了以下实验，并成功筛选到能降解尿素的细菌(目的菌)。培养基成分如表所示，实验步骤如图所示。请分析回答问题：KH2PO41.4 gNa2HPO42.1 gMgSO47H2O0.2 g葡萄糖10 g尿素1 g琼脂15 g溶解后自来水定容到1 000 mL(1)该实验中所用培养基在成分上的
12、特殊要求是以尿素作为唯一氮源 。培养基中葡萄糖可以为细菌提供碳源(和能量)。(2)实验中所用锥形瓶、试管都必须进行灭菌，常用的灭菌方法是干热灭菌(或高压蒸汽灭菌)。图中接种的方法为稀释涂布平板法，获得单菌落后继续筛选。实验过程中，除了需将接种后的平板放在适宜的环境中培养一段时间，还需设置一在相同条件下培养的“未接种的空白平板”的对照实验，其目的是检查培养基平板灭菌是否合格和培养过程中是否受到污染。(3)为进一步确定取自瘤胃中液体的适当稀释倍数，将接种的培养皿放置在37 恒温培养箱中培养2448 h，观察并统计具有红色环带的菌落数，结果见下表，其中106或105倍的稀释比较合适。用该方法统计的细
13、菌数目会比实际数目偏小(偏大/基本相同/偏小)，其原因是因为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(一个菌落可能是一个或多个菌体增殖形成) 。稀释倍数103104105106107菌落数5003672483618解析(1)该实验需要筛选到能降解尿素的细菌，因此所用培养基在成分上的特殊要求是以尿素作为唯一氮源；培养基中葡萄糖可以为细菌提供碳源。(2)实验中所用锥形瓶、试管都必须进行灭菌，常用的灭菌方法是干热灭菌或高压蒸汽灭菌。图中接种的方法为稀释涂布平板法，获得单菌落后继续筛选。实验过程中，除了需将接种后的平板放在适宜的环境中培养一段时间，还需设置一在相同条件下培养的“未接种的空
14、白平板”的对照实验，其目的是检查培养基平板灭菌是否合格和培养过程中是否受到污染。(3)观察并统计菌落数应选30300之间的培养皿进行统计，根据表格数据确定，应选106或105倍的稀释比较合适。用稀释涂布平板法统计的细菌数目会比实际数目偏小，其原因是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。6(13分)(2021山东省东营市一中高三检测)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将纤维二糖分解成葡萄糖。回答下列问题：(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、氮源和无机盐四类，为从富含纤维素的
15、土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表)：酵母膏无机盐淀粉纤维素粉琼脂刚果红溶液水培养基甲培养基乙注：“”表示有，“”表示无。(2)据表判断，培养基甲不能(填能或不能)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基，纤维素分解菌鉴别培养基属于固体培养基(培养基中没有琼脂)。(3)据表判断，培养基乙不能(填能或不能)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是培养基中没有纤维素粉。(4)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成红色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的透明圈。(5
16、)纯化菌株时，通常使用的划线工具是接种环。划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有接种环灼烧后未冷却；划线未从第一区域末端开始。解析(1)实验室培养微生物需要配置培养基，培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。(2)分析表格可知，培养基甲的配方中无琼脂，为液体培养基，不能用于分离和鉴别纤维素分解菌，纤维素分解菌鉴别培养基属于固体培养基。(3)培养基乙没有纤维素粉，不能形成CR 纤维素红色复合物，因此也不能用于分离和鉴别纤维素分解菌。(4)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维
17、素形成红色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的透明圈。(5)接种时常用接种环，平板划线法操作时要求将灼热的接种环冷却后再划线，否则会灼伤菌株甚至导致菌株死亡，划线时要从上一次划线的末端开始，这样接种环上才有菌株，因此若第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，而第二划线区域的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落，可能的原因有：接种环灼烧后未冷却；划线未从第一区域末端开始。7(12分)(2020留坝县中学高考模拟)生姜在生活中用处极广，既可作为菜的配料，也可制备生姜汁，还可提取生姜油制作化妆品及香料等。回答下列问题：(1)制备生姜汁最常用的是压榨法。为
18、提高生姜的出汁率，常用果胶酶进行处理，该酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。(2)工业上大规模生产姜汁，会采用固定化酶技术，该技术的优点在于易与产物分离；可反复使用；可连续化生产；稳定性好等(答出三点)。固定化果胶酶一般不用包埋法，理由是果胶酶分子很小，容易从包埋材料中漏出。(3)提取生姜油可采用水蒸气蒸馏法，因其具备易挥发、不溶于水、化学性质稳定的特性。下表是某同学提取生姜油实验过程中得到的数据，若该实验数据准确，则其反映出操作过程中应该控制适宜的水量、适宜的蒸馏时间。实验次数、因素 干姜(g)水量(mL)蒸馏时间(h)姜油(g)出油率 (%)色泽第一次251302.00.150
19、.6淡黄色第二次251402.00.170.68淡黄色第三次251502.00.180.72淡黄色第四次251602.00.180.72淡黄色第五次251502.50.210.84淡黄色第六次251503.00.230.92淡黄色解析(1)根据生姜的原料特点，生姜中含姜汁量较高，制备生姜汁最常用的是压榨法。为提高生姜的出汁率，常用果胶酶进行处理，该酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。(2)工业上大规模生产姜汁，会采用固定化酶技术，该技术的优点在于酶与产物易于分离，得到的产物纯度高；酶可以反复利用，降低生成成本；这种生产技术稳定性好，可连续生产。固定化果胶酶一般不用包埋法，是因为果胶
20、酶分子很小，容易从包埋材料中漏出，包埋法适于体积比较大的细胞。(3)提取生姜油可采用水蒸气蒸馏法，因其具有易挥发、不溶于水、化学性质稳定的特性。根据表中同学提取生姜油实验过程中得到的数据分析可知，在水量150 mL，蒸馏3 h的条件下出油率最高，故操作过程中应该控制适宜的水量和适宜的蒸馏时间。8(13分)(2021湖北沙市中学高考模拟)如图为某工厂设计的芦柑加工工艺流程，请分析回答：(1)为提高出汁率过程使用果胶酶处理，该酶包括果胶分解酶、果胶酯酶、半乳糖醛酸酶，为提高该酶的利用率常采用固定化酶技术。过程接种的菌种是酵母菌。(2)芦柑果皮可用来提取香精油，过程最好采用的方法是压榨法。为提高出油
21、率，材料需经过石灰水处理，然后漂洗。(3)芦柑皮压榨后先经过过滤收集液体，再加入相当于芦柑皮质量0.25%的NaHCO3和5%Na2SO4，导致液体分层，然后吸取上层的精油。解析(1)为提高出汁率，过程使用果胶酶处理，该酶包括果胶分解酶、果胶酯酶、半乳糖醛酸酶，为提高该酶的利用率常采用固定化酶技术。过程接种的菌种是酵母菌。(2)芦柑果皮可用来提取香精油，过程最好采用的方法是压榨法。为了提高出油率，需将芦柑皮干燥去水，并用石灰水浸泡，浸泡时间为10 h以上，然后漂洗。(3)芦柑皮压榨后先经过过滤收集液体，再加入相当于芦柑皮质量0.25%的NaHCO3和5%Na2SO4，导致液体分层，然后吸取上层的精油。
