高考二輪生物人教版訓練專題12生物技術(shù)實踐高考模擬

板塊5專題121．(2020·甘肅省蘭州一中高三其他)我國科學家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)治療瘧疾的新藥物青蒿素而獲得2015年諾貝爾醫(yī)學獎。青蒿素是一種無色針狀晶體，易溶于有機溶劑，不溶于水，不易揮發(fā)，主要從黃花蒿中提取。近年來又發(fā)現(xiàn)青蒿素具有較強的抗腫瘤作用，某科研小組按如下步驟進行了相關(guān)實驗：①從黃花蒿中提取青蒿素；②將等量癌細胞分別接種到4組培養(yǎng)瓶中，適宜條件下培養(yǎng)24h后除去上清液；③向4組培養(yǎng)瓶中分別加入等量含2、4、8、16μmol/L青蒿素的培養(yǎng)液，適宜條件下繼續(xù)培養(yǎng)；④72h后統(tǒng)計并計算各組的細胞增殖抑制率?；卮鹣铝袉栴}：(1)提取青蒿素時不宜使用水蒸氣蒸餾法，原因是青蒿素不易揮發(fā)，不能隨水蒸氣蒸餾出來(或水蒸氣蒸餾法適用于蒸餾揮發(fā)性物質(zhì)，而青蒿素不易揮發(fā))；根據(jù)青蒿素易溶于有機溶劑的特點，可采用有機溶劑萃取的方法，萃取前要將黃花蒿莖葉進行粉碎和干燥，以提高萃取效率。(2)萃取青蒿素的過程應(yīng)采用水浴加熱；加熱時常在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置，目的是防止有機溶劑揮發(fā)。萃取液在濃縮之前需進行過濾，以除去萃取液中的不溶物。(3)科研小組進行上述②～④步驟實驗的目的是探究青蒿素的濃度與細胞增殖抑制率的關(guān)系。步驟③中需要設(shè)置對照組，對照組的處理方法為在另一培養(yǎng)瓶中加入等量的不含青蒿素的培養(yǎng)液，適宜條件下繼續(xù)培養(yǎng)。【解析】(1)由于水蒸氣蒸餾法適用于蒸餾揮發(fā)性物質(zhì)，而青蒿素不易揮發(fā)，所以提取青蒿素時不宜使用水蒸氣蒸餾法。根據(jù)青蒿素有易溶于有機溶劑的特點，可采用有機溶劑萃取的方法。為了提高萃取效率，萃取前要將黃花蒿莖葉進行粉碎和干燥。(2)萃取青蒿素的過程應(yīng)采用水浴加熱，以保證青蒿素受熱均勻，同時，有機溶劑易燃不能明火加熱；加熱時常在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置，目的是防止有機溶劑揮發(fā)。萃取液在濃縮之前需進行過濾，以除去萃取液中的不溶物。(3)設(shè)置不同濃度的青蒿素溶液加入癌細胞培養(yǎng)液中，統(tǒng)計癌細胞的增殖速率，說明該實驗的目的是探究不同濃度的青蒿素對細胞增殖的影響或者探究青蒿素的濃度與細胞增殖抑制率的關(guān)系。步驟③中需要設(shè)置一組空白對照組，處理方法是在另一培養(yǎng)皿中加入等量的不含青蒿素的培養(yǎng)液，適宜條件下繼續(xù)培養(yǎng)。2．(2020·湖北省高三其他)某同學根據(jù)所學的知識設(shè)計了利用鮮茉莉花提取茉莉精油的實驗流程?；卮鹣铝袉栴}：鮮茉莉花＋水Aeq\a\vs4\al(油水混合物)B除水過濾茉莉精油(1)植物芳香油的提取方法有蒸餾、壓榨和萃取等，具體采用哪種方法要根據(jù)植物原料的特點來決定。水蒸氣蒸餾法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來形成油水混合物，冷卻后油水又重新分層。(2)圖中的A過程表示水蒸氣蒸餾，促進B過程的進行時，通常向油水混合物中加入NaCl。通過B過程獲得的提取物還會含有一定的水分，一般可以加入一些無水Na2SO4吸水。(3)橘皮精油主要儲藏在橘皮部分，提取橘皮精油一般不采用水中蒸餾法，原因是會產(chǎn)生原料焦糊和有效成分水解等問題。提取橘皮精油一般采用壓榨法，使用該方法時，為了提高出油率，可將柑橘皮干燥去水后，再用石灰水浸泡。【解析】(1)植物芳香油的提取方法有蒸餾法、壓榨法和萃取法等，其中水蒸氣蒸餾法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來形成油水混合物，冷卻后油水又重新分層。(2)根據(jù)以上分析已知，圖中A表示水蒸氣蒸餾，B過程為分離油層的過程。在促進油層分離時，常向油水混合物中加入氯化鈉，以吸收水分，提高茉莉精油的純度；獲得的提取物還會含有一定的水分，一般可以加入一些無水Na2SO4吸水。(3)由于水中蒸餾會導致原料焦糊或有效成分部分水解等問題，所以提取橘皮精油，常采用壓榨法而不用蒸餾法。為了提高出油率，可將柑橘皮干燥去水后，再用石灰水浸泡。3．(2020·定遠縣育才學校高三其他)LB液體培養(yǎng)基和LB固體培養(yǎng)基是微生物實驗室中較常用的一種培養(yǎng)基，其配方為10g蛋白胨、10g/L酵母提取物、5g/L氯化鈉等，主要用于培養(yǎng)細菌、擴增菌種數(shù)量。某研究組開展了氧氣對微生物生長、(1)要配制供微生物生長、繁殖的培養(yǎng)基，其中一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽等。有些微生物對某些特殊營養(yǎng)物質(zhì)及pH、氧氣等條件有特殊要求。(2)將各類微生物用接種環(huán)從斜面培養(yǎng)基接種于滅菌過的LB液體培養(yǎng)基中，進行擴大化培養(yǎng)。(3)將含有LB固體培養(yǎng)基(LB液體培養(yǎng)基中加15g瓊脂粉，剛配好，尚未凝固)的錐形瓶放入高壓蒸汽滅菌鍋中進行滅菌。滅菌完成后將錐形瓶取出，待溫度下降到60℃(不燙手的溫度)時，用酒精擦拭桌面和雙手，在超凈工作臺中的酒精燈火焰(4)當試管溫度下降到40℃(培養(yǎng)基還是液態(tài))時，用滅菌過的移液器吸取0.1mL的各類微生物懸液加入相應(yīng)試管中并封口，雙手快速搓動試管，使菌種均勻分布于培養(yǎng)基內(nèi)后迅速將封口的試管放置在低溫(5)將上述試管放置于常溫條件下培養(yǎng)48小時后觀察實驗結(jié)果，下圖中可表示制作果酒的菌種的分布圖的是B?！窘馕觥?1)要配制供微生物生長、繁殖的培養(yǎng)基，其中一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽等，有些微生物對某些特殊營養(yǎng)物質(zhì)及pH、氧氣等條件有特殊要求。(2)斜面培養(yǎng)基接種用接種環(huán)接種，對微生物進行擴大化培養(yǎng)。(3)培養(yǎng)基一般采用高壓蒸汽滅菌法滅菌，滅菌完成后將錐形瓶取出，待溫度下降到60℃時，用酒精擦拭桌面和雙手，在超凈工作臺中的酒精燈火焰旁將錐形瓶中的LB培養(yǎng)基分裝到一系列試管，以防止雜菌污染。(4)培養(yǎng)基凝固需要放置在低溫條件下。(54．(2020·江西省高三二模)2019年起，全國地級及以上城市全面啟動生活垃圾分類工作，習近平總書記強調(diào)，實行垃圾分類，關(guān)系廣大人民群眾生活環(huán)境，關(guān)系節(jié)約使用資源，也是社會文明水平的一個重要體現(xiàn)。有機垃圾微生物處理的基本原理是利用微生物降解菌產(chǎn)生多種酶，對分類后的有機垃圾進行快速分解。(1)有機垃圾中油污降解困難，某實驗小組欲從油污污染的土壤中篩選出高效降解脂肪的菌株，需配置以脂肪為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，將采集的土樣混勻后從中稱取1g，置于經(jīng)過高壓蒸汽滅菌法滅菌處理的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間，(2)利用稀釋涂布平板法進行接種時，要對菌液進行充分稀釋的目的是使聚集在一起的微生物分散成單個細胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落。接種后進行培養(yǎng)時，需將培養(yǎng)皿呈倒置狀態(tài)放置。(3)篩選出高效降解脂肪的菌株后，若需要長期保存，可采用甘油管藏的方法。(4)為測定脂肪酶降解脂肪的能力，需要先將該酶分離出來，常用凝膠色譜(分配色譜)法，該方法是根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小來分離蛋白質(zhì)?！窘馕觥?1)要篩選出高效降解脂肪的菌株，需要從油污污染的土壤中采集取樣，并用以脂肪為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基進行選擇培養(yǎng)，具體做法為，將選取的土壤混勻后從中稱取1g，置于經(jīng)過高壓蒸汽滅菌法處理的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間，以增加脂肪分解菌的濃度。(2)利用稀釋涂布平板法進行接種時，需要對菌液進行充分稀釋以便能使聚集在一起的微生物分散成單個細胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落。接種后進行培養(yǎng)時，需將培養(yǎng)皿倒置培養(yǎng)，避免水珠滴入到培養(yǎng)皿的表面影響菌落的生長。(3)菌種長期保存通常采用甘油管藏法，因此，篩選出的高效降解脂肪菌株采用甘油管藏法長期保存。(4)脂肪酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的分離常用凝膠色譜(分配色譜5．(2020·天津高三二模)由于酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人將地衣芽孢桿菌的α－淀粉酶基因轉(zhuǎn)入酵母菌中，經(jīng)篩選得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌種(圖甲所示)。(1)圖甲中為達到篩選目的，平板內(nèi)的固體培養(yǎng)基應(yīng)以淀粉作為唯一碳源。②、③過程需要重復(fù)幾次，目的是進一步篩選純化獲得分解淀粉能力強的酵母菌。(2)某同學嘗試過程③的操作，其中一個平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布如圖乙所示。該同學的接種方法是稀釋涂布平板法；推測該同學接種時可能的操作失誤是涂布不均勻。(3)以淀粉為原料，用工程酵母菌在適宜條件下密閉發(fā)酵，隔一段時間需要進行排氣，其原因是酒精發(fā)酵產(chǎn)生CO2需要排出，否則壓力過大。(4)對于實驗結(jié)果分析正確的是(BC)A．α－淀粉酶基因是否表達可通過DNA分子雜交技術(shù)來檢測B．在培養(yǎng)基中添加碘液進行染色，菌落周圍會出現(xiàn)透明圈，顏色較淺C．在密閉和不密閉的情況下培養(yǎng)，酵母菌出現(xiàn)的透明圈大小不同D．在實驗條件適宜時，酵母菌進行孢子生殖，繁殖迅速【解析】(1)圖甲中①表示基因表達載體的構(gòu)建過程，該過程需要用到的工具酶有：限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)、DNA連接酶；普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，而工程酵母菌可以高效利用淀粉，所以用以淀粉為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基可以選出工程酵母菌；②、③過程重復(fù)幾次的目的是進一步篩選純化獲得分解淀粉能力強的酵母菌。(2)由圖乙可知，該同學采用的是稀釋涂布平板法，但菌落比較集中，沒有很好的分散開來，可能是涂布不均勻?qū)е碌摹?3)由于酵母菌酒精發(fā)酵過程中產(chǎn)生CO2，需要及時排出否則壓力過大，因此在利用工程酵母菌進行密閉發(fā)酵時，每隔一段時間需要進行排氣。(4)A.可用DNA分子雜交技術(shù)檢測目的基因是否導入受體細胞，而基因表達的產(chǎn)物為蛋白質(zhì)，不能用DNA分子雜交技術(shù)進行檢測，A錯誤；B.工程酵母菌可高效利用淀粉，因此若在培養(yǎng)基中添加碘液進行染色，菌落周圍會出現(xiàn)透明圈，且顏色較淺，B正確；C.酵母菌屬于兼性厭氧菌，在密閉和不密閉的情況下培養(yǎng)，消耗的淀粉量不同，因此酵母菌出現(xiàn)的透明圈大小不同，C正確；D.在實驗條件適宜時，酵母菌可進行出芽生殖，D錯誤。6．(2020·全國高三其他)反芻動物，如牛和山羊，具有特殊的器官——瘤胃。在瘤胃中生活著多種分解纖維素的微生物，研究人員通過實驗篩選山羊瘤胃纖維素分解菌。結(jié)合相關(guān)知識，回答下列問題：(1)將過濾后的瘤胃液接種于只含纖維素的培養(yǎng)液中，在37℃下振蕩培養(yǎng)1～2天增加纖維素分解菌的濃度。該步驟能夠“濃縮”纖維素分解菌的原因是在富含纖維素的條件下，纖維素分解者能夠分解纖維素并獲取營養(yǎng)，因而能夠迅速繁殖，不能分解纖維素的微生物因為缺乏營養(yǎng)而繁殖被抑制(合理即可)(2)將培養(yǎng)至混濁的培養(yǎng)液涂布到含羧甲基纖維素鈉和剛果紅的培養(yǎng)基上，該培養(yǎng)基是鑒別(功能)培養(yǎng)基。與“濃縮”纖維素分解菌的培養(yǎng)基不同，該培養(yǎng)基還需添加一定量的瓊脂(或凝固劑)，以便篩選纖維素分解菌。(3)通過觀察產(chǎn)生透明圈的菌落，該實驗室提出山羊瘤胃中存在多種纖維素分解菌的觀點，他們的實驗依據(jù)是出現(xiàn)了多種不同特征(形狀、大小、顏色等)的菌落。(4)將不同纖維素分解菌純化培養(yǎng)，并對其纖維素酶種類進行比較，發(fā)現(xiàn)均至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，若定量比較不同微生物纖維素酶的活性高低，應(yīng)如何操作？寫出簡要的實驗思路：將等量、不同來源的纖維素酶分別與等量纖維素混合，在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時間，通過測定葡萄糖的生成量確定不同酶的活性高低(合理即可)?！窘馕觥?1)哺乳動物的體溫約為37℃，因此要將瘤胃中的微生物于該溫度下培養(yǎng)。在只含纖維素的條件下，纖維素分解菌能夠分解纖維素獲取營養(yǎng)，因而能夠迅速繁殖，不能分解纖維素的微生物因缺乏營養(yǎng)而無法繁殖。(2)培養(yǎng)基中添加了剛果紅，因此為鑒別培養(yǎng)基。固體培養(yǎng)基可對微生物進行分離、純化和計數(shù)等，因此需要添加一定量的凝固劑，如瓊脂。(3)雖然都能分解周圍的纖維素而產(chǎn)生透明圈，但不同微生物形成的菌落有各自的特征，如形狀、大小、顏色等。(4)纖維素酶至少包括三種組分，即C1酶、C7．(2020·湖南高三二模)2019年12月1日，《生活垃圾分類標志》標準正式實施。生活垃圾被分為可回收物、有害垃圾、廚余垃圾及其他垃圾四大類。對廚余垃圾進行堆肥處理(利用微生物將垃圾中的有機物分解)是常用的方法?；卮鹣铝袉栴}。(1)不同微生物對廚余垃圾的分解能力不同，科研人員在選取能高效降解廚余垃圾微生物的過程中，獲得純凈微生物的關(guān)鍵是防止外來雜菌的污染。廚余垃圾含有較多鹽分，在選取微生物時需在培養(yǎng)基中加入高鹽配制成選擇(填“選擇”或“鑒別”)培養(yǎng)基，不耐鹽的微生物會出現(xiàn)體內(nèi)水分損失而致死的現(xiàn)象。(2)堆肥過程可在露天進行，在發(fā)酵初期可在堆肥的某些部位進行打孔，其目的主要是為微生物發(fā)酵提供氧氣；隨著發(fā)酵的進行，堆肥溫度在一段時間內(nèi)會逐漸升高，其熱量主要來自有氧呼吸以熱能散失的能量。研究人員欲探究溫度對某菌株X的影響，可通過測定不同溫度條件下單位時間有機物的消耗量(或“有機物的消耗速率”)來反映菌株處理廚余垃圾的能力，進而確定其所需的適宜溫度條件。除鹽度、溫度對微生物分解能力的影響外，請列舉兩項影響微生物分解廚余垃圾的外界因素：廚余垃圾水分含量、廚余垃圾的種類、氧氣含量等。(3)請列舉兩項進行垃圾分類或集中處理的益處：降低垃圾后續(xù)處理的經(jīng)濟成本、有利于再生資源回收利用、帶來經(jīng)