高考生物二轮冲刺训练(十七)　生物技术实践1

　高考生物二轮冲刺训练( ( 十七) )

　生物技术实践 1 1

　1．酸豆乳是以豆乳(豆浆和脱脂奶粉按适当比例混合制成)为原料，经乳酸菌发酵而成，营养丰富且胆固醇和乳糖的含量低。研究人员为了提高酸豆乳的品质进行了相关实验。回答下列问题。

　(1)乳酸菌繁殖所需要的营养物质有水、无机盐、________。

　(2)为筛选目的乳酸菌种，在严格无菌操作下，先将含豆乳的培养液灭菌，________，再分别接种待选的不同乳酸菌种，37 ℃恒温发酵 10 h，发酵过程中某些组别需要排气，原因是__________产生气体。发酵后，需要检测和比较的发酵液主要指标有____________________________________________(写出 3 个)。

　(3)利用海藻酸钠作为载体，固定上述筛选所得菌种并进行实验，流程为：配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与乳酸菌混合→固定化乳酸菌细胞→无菌水清洗→固定化乳酸菌产酸效率实验。

　①实验中固定化乳酸菌的技术属于________法，与不进行固定化相比，采用该技术的优点是________________________________。

　②无菌水清洗凝胶珠的目的是____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

　2．漆树种子中的油脂(不溶于水，易溶于脂溶性有机溶剂)可开发为生物柴油目前常用溶剂法萃取漆树种子油脂，其过程为：漆树种子→粉碎→干燥→加溶剂→水浴加热①→过滤→浓缩②→收集油脂。回答下列问题：

　(1)对漆树种子油脂进行萃取时，为不影响油脂品质和提取效果，应使用________(填“自然晾干”“高温烘干”或“新鲜”)的漆树种子。粉碎漆树种子的目的是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。

　(2)利用不同溶剂进行萃取时，发现油脂的萃取得率和某些重要理化性质的影响不同，实验结果如下表。

　 丙酮 石油醚 乙醛 正己烷 混合溶剂 萃取得率 23.72% 26.35% 25.30% 26.17% 28.73% 酸值 8.26 7.96 8.12 7.98 8.13 过氧化值 9.82 5.73 5.83 6.13 7.53 (注：酸值高，说明油脂品质差；过氧化物是油脂变质过程中的中间产物，其含量常用过氧化值来表示)实 验 结 果 表 明 ， ________ 作 为 萃 取 溶 剂 较 为 合 理 ， 理 由 是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

　(3)提取过程中①、②过程的装置名称分别是________、________。以上两种装置中都需要使用冷凝管，过程①中冷凝管的作用是___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

　3．请回答下列与生物技术实践相关的问题：

　(1)无菌技术主要通过消毒和灭菌这两种方法来避免杂菌的污染，用酒精棉球擦拭接种环和用酒精灯火焰灼烧接种环分别属于____________(方法)和____________(方法)。

　(2)酵母菌是一种可用于制作果酒的真菌菌种。果汁发酵后是否产生酒精，可以用重铬酸钾来检验，原理是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

　(3)幽门螺杆菌(Hp)感染是慢性胃炎和消化道溃疡的主要致病因素，其所导致的疾病可能发展为胃癌。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下：配制培养基→灭菌、倒平板→X→培养→观察。在配制培养基时，要加入尿素和________指示剂，这是因为 Hp 能以尿素作为氮源：若有 Hp，则菌落周围会出现红色环带。进行 X 操作时，每次取样前需用手指轻压移液管上的橡皮头，吹吸三次，目的是________________________________________________________________________。

　4．通过生物技术提取胡萝卜素的流程图如下：

　(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时需要尽量除去其内的水分，干燥过程应控制好温度和时间以防止胡萝卜素分解；萃取过程中宜采用________方式加热，以防止温度过高；萃取剂宜选用________(填“石油醚”“乙醇”或“乙酸乙酯”)，主要原因是____________________________(答出两点即可)，萃取的效率主要取决于____________________________。

　(2) 胡 萝 卜 素 粗 品 的 鉴 定 方 法 是________________________________________________________________________。

　5．进行垃圾分类收集可以减少垃圾处理时间，降低处理成本。科研小组欲分离及培养若干种微生物用于对湿垃圾(包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物)的处理。请分析回答：

　(1)科研小组将能够合成脂肪酶的细菌进行大量培养。需要用________(填“固体”“半固体”或“液体”)培养基来培养、生产脂肪酶，对培养基灭菌的方法是________，培养过程需要向培养基通入无菌空气并进行搅拌，目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

　(2)为了使获得的脂肪酶能够反复利用，提高脂肪酶的利用率，科研人员需利用固定化技术将脂肪酶固定化，方法有________________________________________(至少两种)。

　(3)科研小组从土壤中分离分解纤维素的微生物，需要将其接种到仅含有________为唯一碳源的培养基进行培养，制作鉴别培养基选用________染色，通过产生________大小来筛选纤维素分解菌。

　参考答案

　1．解析：(1)乳酸菌繁殖所需要的营养物质包括水、无机盐、碳源、氮源等，培养乳酸菌时还需要在培养基中添加维生素。(2)为筛选目的乳酸菌种，在严格无菌操作下，先将含豆乳的培养液灭菌，再冷却、分装，再分别接种待选的不同乳酸菌种。某些乳酸菌代谢会产生气体，所以发酵过程中某些组别需要排气。以豆乳(豆浆和脱脂奶粉按适当比例混合制成)为原料，经乳酸菌发酵而成的酸豆乳，营养丰富且胆固醇和乳糖的含量低，所以发酵后，需要检测和比较的主要指标有乳酸(“pH”)、胆固醇和乳糖的含量。(3)①乳酸菌多采用包埋法固定化，即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中。与进行不固定化相比，该技术的优点是可重复利用乳酸菌，产物易于分离。②将固定好的凝胶珠用无菌水冲洗 2～3 次，其目的是洗去凝胶珠表面附着的乳酸及其他杂质，获得纯净的凝胶珠。

　答案：(1)碳源、氮源 (2)冷却、分装(“分组”) 某些乳酸菌代谢 乳酸(“pH”)、胆固醇和乳糖的含量 (3)①包埋 可重复利用乳酸菌，易于产物分离 ②去除凝胶珠表面附着的乳酸及其他杂质(“获得纯净的凝胶珠”) 2．解析：(1)因为新鲜的种子含水量高，用于提取的有机溶剂会被水稀释，进而降低对油脂的提取效果，而高温烘干会改变油脂的结构，所以对漆树种子油脂进行萃取时，为不影响油脂品质和提取效果，应使用自然晾干的漆树种子。为了便于材料和溶剂充分接触，提高萃取效率，应粉碎漆树种子。(2)依据表格数据可知：与用其他有机溶剂作为萃取溶剂时相比，用石油醚作为萃取溶剂时，萃取得率最高，可得到较多的油脂，酸值和过氧化值最小，说明油脂品质较高，因此用石油醚作为萃取溶剂较为合理。(3)提取过程中①为萃取，萃取液的浓缩可直接使用②蒸馏装置。在浓缩之前，还要进行过滤，除去萃取液中的不溶物。为避免明火加热，采用水浴加热，这是因为有机溶剂一般是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。为了防止加热时有机溶剂挥发，还要在①装置的加热瓶口安装回流冷凝装置。

　答案：(1)自然晾干 便于和溶剂充分接触，提高萃取效率(得率) (2)石油醚 萃取得率较高，可得到较多的油脂，酸值和过氧化值最小，说明油脂品质较高 (3)萃取 蒸馏 防止加热时有机溶剂挥发 3．解析：(1)根据分析可知，用酒精棉球擦拭接种环属于消毒；用酒精灯火焰灼烧接种环属于灭菌。(2)用重铬酸钾来检验酒精的原理，酒精可以使酸性重铬酸钾溶液呈灰绿色。(3)在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，Hp 在分解尿素的过程中会使菌落周围 pH 升高，指示剂将变红，这样就可以初步鉴定 Hp 的存在。用移液管吸取菌液时，用手指轻压移液管上的橡皮头，吹吸三次，使菌液与水充分混匀。

　答案：(1)(化学药剂)消毒 (灼烧)灭菌 (2)在酸性条件下，该物质与酒精反应呈现灰绿色 (3) 酚红 使微生物和无菌水混合均匀 4．解析：(1)提取胡萝卜素时，萃取过程宜采用水浴加热，以防止温度过高胡萝卜素分解，同时避免易燃的萃取剂燃烧、爆炸；石油醚的沸点较高，且不与水混溶，能充分溶解胡萝卜素，适于作为萃取剂；萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。(2)胡萝卜素粗品的鉴定方法是纸层析法，可用胡萝卜素标准品作为对照，鉴定提取的样品中是否含有胡萝卜素。

　答案：(1)水浴 石油醚 ①具有较高的沸点；②能够充分溶解胡萝卜素；③不与水混溶 萃取剂的性质和使用量 (2)纸层析法

　5．解析：(1)科研小组将能够合成脂肪酶的细菌进行大量培养需要用到液体培养基，因为液体培养基能够给细菌提供足够的营养，对培养基灭菌通常采用高压蒸汽灭菌的方法来进行，培养过程中，为了使菌体充分接触营养物质和溶解氧，需要向培养基通入无菌空气并进行搅拌，以保证细菌能大量生长繁殖。(2)固定化酶通常采用的方法是化学结合法和物理吸附法，因此为了提高脂肪酶的利用率，科研人员将脂肪酶进行固定化，所用的方法是化学结合法、物理吸附法。(3)为了分离分解纤维素的微生物，需要从富含纤维素的环境取种，然后将其接种到以纤维素为唯一碳源的培养基中进行培养，用刚果红染色法制作鉴别培养基选，然后通过产生透明圈的大小来筛选纤维素分解菌。

　答案：(1)液体 高压蒸汽灭菌 使菌体充分接触营养物质和溶解氧，促进细菌生长繁殖 (2)化学结合法、物理吸附法 (3)纤维素 刚果红 透明圈