高中生物 分類突破贏高考14

備戰(zhàn)生物分類突破贏高考141．根據(jù)學(xué)過的知識(shí)回答下列問題：(1)商品化植酸酶主要來自微生物。在產(chǎn)酶菌株篩選過程中，常在基本培養(yǎng)基中添加不溶于水的植酸鈣制成固體平板，植酸鈣被植酸酶分解后可在平板上產(chǎn)生__________，可根據(jù)其大小選擇目的菌株，所得菌株需要進(jìn)一步測(cè)定植酸酶活性。活性測(cè)定可用植酸鈉作為底物，活性可用一定條件下單位時(shí)間______________表示。(2)利用上述所得菌株制備植酸酶的流程如下圖：發(fā)酵液→eq\x(離心)→eq\o(\s\up7(含酶的),\s\do5(發(fā)酵液))→eq\x(透析)→eq\x(粗提物Ⅱ)→eq\x(純化)→純酶↓ ↓菌體去除透析液(Ⅰ)去除Ⅰ中的主要成分為____________；Ⅱ中包含多種酸酶等多種蛋白質(zhì)。請(qǐng)寫出一種純化得到植酸酶的方法及其依據(jù)。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)為建設(shè)基因工程菌，可用PCR等技術(shù)從上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反應(yīng)包含多次循環(huán)，每次循環(huán)包括三步：________________。反應(yīng)過程中打開模板DNA雙鏈的方法是________。(4)除植酸酶外，微生物還應(yīng)用在________________________的生產(chǎn)中。答案(1)透明圈植酸鈉的消耗量(肌醇和磷酸的生成量)(2)小分子雜質(zhì)凝膠色譜法，根據(jù)蛋白質(zhì)之間分子大小、吸附性質(zhì)等差異進(jìn)行純化。電泳法，根據(jù)蛋白質(zhì)之間電荷、分子大小等差異進(jìn)行純化。(3)變性，復(fù)性，延伸加熱(4)蛋白酶，脂肪酶，纖維素酶解析本題考查對(duì)微生物的分離和培養(yǎng)，蛋白質(zhì)的純化，酶活性鑒定等知識(shí)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用。2．利用纖維素解決能源問題的關(guān)鍵，是高性能纖維素酶的獲取。請(qǐng)完善實(shí)驗(yàn)方案，并回答相關(guān)問題?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹勘容^三種微生物所產(chǎn)生的纖維素酶的活性?！緦?shí)驗(yàn)原理】纖維素酶催化纖維素分解為葡萄糖，用葡萄糖的產(chǎn)生速率表示酶活性大??；用呈色反應(yīng)表示葡萄糖的生成量?！緦?shí)驗(yàn)材料】三種微生物(A～C)培養(yǎng)物的纖維素酶提取液，提取液中酶蛋白濃度相同?！緦?shí)驗(yàn)步驟】(1)取四支試管，分別編號(hào)。(2)在下表各列的一個(gè)適當(dāng)位置，填寫相應(yīng)試劑的體積量，并按表內(nèi)要求完成相關(guān)操作。管號(hào)試劑(mL)1234蒸餾水1.41.41.4pH7.5的緩沖液0.20.20.2纖維素懸浮液0.30.30.3微生物A提取液0.1微生物B提取液微生物C提取液0.1總體積2.02.02.02.0(3)將上述四支試管放入37℃的水浴，保溫1小時(shí)。(4)在上述四支試管中分別加入______________試劑，搖勻后，進(jìn)行______________處理。(5)觀察比較實(shí)驗(yàn)組的三支試管與對(duì)照組試管的顏色及其深淺?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)果】微生物A提取物微生物B提取物微生物C提取物顏色深淺程度＋＋＋＋＋＋【分析討論】(1)該實(shí)驗(yàn)中的對(duì)照組是______________號(hào)試管。(2)實(shí)驗(yàn)組試管均呈現(xiàn)的顏色是______________，但深淺不同。(3)上述結(jié)果表明：不同來源的纖維素酶，雖然酶蛋白濃度相同，但活性不同。若不考慮酶的最適pH和最適溫度的差異，其可能原因是______________。(4)你認(rèn)為上述三種微生物中，最具有應(yīng)用開發(fā)價(jià)值的是______________。(5)從解決能源問題的角度考慮，開發(fā)這種纖維素酶的意義在于______________。答案實(shí)驗(yàn)步驟(2)管號(hào)試劑(mL)1234蒸餾水1.5pH7.5的緩沖液0.2纖維素懸浮液0.3微生物A提取液微生物B提取液0.1微生物C提取液總體積(4)班氏加熱(加熱至沸騰)【分析討論】(1)4(2)磚紅色(3)不同酶的氨基酸序列不同(不同酶的空間結(jié)構(gòu)不同)(4)微生物B(5)葡萄糖可用作制取酒精的原料；用纖維素代替化石能源(言之有理即給分)解析本題實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖潜容^三種微生物所產(chǎn)生的纖維素酶的活性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定自變量為不同微生物提取液，因變量為葡萄糖的生成量，其余無關(guān)因素(如不同微生物的提取液量、pH7.5的緩沖液量、蒸餾水量和纖維素懸浮液量)應(yīng)該等量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過與班氏試劑共熱生成磚紅色沉淀的顏色深淺程度進(jìn)行判斷，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，微生物B提取物與班氏試劑發(fā)生顏色反應(yīng)最深，最具有研究?jī)r(jià)值。該實(shí)驗(yàn)采用的是空白對(duì)照，即不加任何微生物提取液的4號(hào)試管為對(duì)照組。不同來源的纖維素酶，雖然酶蛋白濃度相同，但活性不同。若不考慮酶的最適pH和最適溫度的差異，其可能原因是不同酶的空間結(jié)構(gòu)不同。開發(fā)纖維素酶的意義在于葡萄糖可用作制取酒精的原料；用纖維素代替化石能源，只要合理即可。3．(·山東理綜，34)生物柴油是一種可再生的清潔能源，其應(yīng)用在一定程度上能夠減緩人類對(duì)化石燃料的消耗?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，在微生物M產(chǎn)生的脂肪酶作用下，植物油與甲醇反應(yīng)能夠合成生物柴油(如下圖)。(1)用于生產(chǎn)生物柴油的植物油不易揮發(fā)，宜選用________、________方法從油料作物中提取。(2)篩選產(chǎn)脂肪酶的微生物M時(shí)，選擇培養(yǎng)基中添加的植物油為微生物生長(zhǎng)提供________，培養(yǎng)基滅菌采用的最適方法是________法。(3)測(cè)定培養(yǎng)液中微生物數(shù)量，可選用________法直接計(jì)數(shù)；從微生物M分離提取的脂肪酶通常需要檢測(cè)________，以確定其應(yīng)用價(jià)值，為降低生物柴油生產(chǎn)成本，可利用________技術(shù)使脂肪酶能夠重復(fù)使用。(4)若需克隆脂肪酶基因，可應(yīng)用耐熱DNA聚合酶催化的________技術(shù)。答案(1)壓榨；萃取。(注：兩空順序無先后)(2)碳源；高壓蒸汽滅菌。(3)顯微鏡直接計(jì)數(shù)；酶活性(或：酶活力)；固定化酶(或：固定化細(xì)胞)。(4)PCR(或：多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))解析本題考查了植物油的提取、微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用及基因的克隆技術(shù)。對(duì)于不易揮發(fā)的植物油，一般采用壓榨法或萃取法；植物油由C、H、O三種元素構(gòu)成，微生物通常以此作為碳源，培養(yǎng)基常規(guī)的滅菌方法是高壓蒸汽滅菌；測(cè)定微生物生長(zhǎng)的方法很多，常用的是平皿菌落計(jì)數(shù)法、計(jì)數(shù)器法和比濁法，其中計(jì)數(shù)法常用計(jì)數(shù)器測(cè)定法，可利用顯微鏡進(jìn)行觀察計(jì)數(shù)；固定化酶是用物理的或化學(xué)的方法使酶與水不溶性大分子載體結(jié)合或把酶包埋在水不溶性凝膠或半透膜的微囊體中制成的，酶固定化后一般穩(wěn)定性增加，易從反應(yīng)系統(tǒng)中分離，且易于控制，能反復(fù)多次使用，便于運(yùn)輸和貯存，有利于自動(dòng)化生產(chǎn)；基因的擴(kuò)增通常采用PCR技術(shù)。4．發(fā)酵法生產(chǎn)酒精后的廢液(pH4.3)含有大量有機(jī)物，可用于培養(yǎng)、獲得白地霉菌體，生產(chǎn)高蛋白飼料。培養(yǎng)、制取白地霉菌體的實(shí)驗(yàn)過程示意圖：請(qǐng)據(jù)圖分析回答問題：(1)實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)白地霉的培養(yǎng)基是________。培養(yǎng)基定量分裝前，先調(diào)節(jié)________，分裝后用棉塞封瓶口，最后________處理。(2)圖中①過程稱為________，從甲到乙的培養(yǎng)過程是為了____________。白地霉的代謝類型為____________。(3)為確定菌體產(chǎn)量，圖中②操作之前，應(yīng)先稱量__________________的質(zhì)量。過濾后需反復(fù)烘干稱量，直至__________________。所獲菌體干重等于______________________。答案(1)廢液上清液pH滅菌(2)接種擴(kuò)大培養(yǎng)異養(yǎng)需氧型(3)濾紙恒重(質(zhì)量基本不變)恒重時(shí)質(zhì)量與濾紙質(zhì)量之差(答案合理均給分)解析(1)培養(yǎng)基制備的流程是：確定營(yíng)養(yǎng)成分→調(diào)節(jié)pH→滅菌處理，該實(shí)驗(yàn)過程中，由圖示信息可知，白地霉的培養(yǎng)基來自廢液沉淀處理后所獲得的廢液上清液。(2)圖示①是將白地霉菌種接種到培養(yǎng)基的過程。甲到乙的過程是菌種擴(kuò)大培養(yǎng)。白地霉的培養(yǎng)基含有大量的有機(jī)物，推斷其同化作用為異養(yǎng)型。培養(yǎng)瓶開口，且培養(yǎng)過程不斷振蕩，則白地霉異化作用為需氧型。(3)由實(shí)驗(yàn)過程示意圖可知，通過濾紙過濾，再烘干稱重來確定菌體產(chǎn)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后所稱重量不僅有菌體的，還有濾紙的，所以濾液過濾之前應(yīng)先稱量濾紙的質(zhì)量。菌體的產(chǎn)量是通過菌種干重體現(xiàn)的，所以過濾后需反復(fù)烘干，蒸發(fā)掉水分，直至質(zhì)量基本不變，才能確定為干重，最后求得菌體干重＝恒重時(shí)的質(zhì)量－濾紙質(zhì)量。5．苯酚是工業(yè)生產(chǎn)排放的有毒污染物質(zhì)，自然界中存在著降解苯酚的微生物。某工廠產(chǎn)生的廢水中含有苯酚，為了降解廢水中的苯酚，研究人員從土壤中篩選獲得了只能降解利用苯酚的細(xì)菌菌株，篩選的主要步驟如圖所示，①為土壤樣品。請(qǐng)回答下列問題：(1)②中培養(yǎng)目的菌株的選擇培養(yǎng)基中應(yīng)加入________作為碳源，②中不同濃度碳源的培養(yǎng)基________(A.影響；B.不影響)細(xì)菌的數(shù)量，如果要測(cè)定②中活細(xì)菌數(shù)量，常采用________法。(2)④為對(duì)照，微生物在④中不生長(zhǎng)，在⑤中生長(zhǎng)，④與⑤培養(yǎng)基的主要區(qū)別在于________；使用________法可以在⑥上獲得單菌落。采用固體平板培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)為什么進(jìn)行倒置培養(yǎng)？________________________________________________________________________。(3)如何比較不同菌株降解苯酚能力的大??？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)實(shí)驗(yàn)過程中如何防止其它微生物的污染？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)苯酚A平板菌落計(jì)數(shù)(活菌計(jì)數(shù)或菌落計(jì)數(shù))(2)④含除苯酚外的其他碳源，⑤以苯酚作為唯一碳源平板分離(稀釋涂布平板或平板劃線分離)避免培養(yǎng)過程產(chǎn)生的水分影響微生物的生長(zhǎng)(3)用同樣苯酚濃度的培養(yǎng)液培養(yǎng)不同菌株，一定時(shí)間后，測(cè)定培養(yǎng)液中苯酚含量(4)培養(yǎng)基滅菌，接種環(huán)境滅菌，接種過程無菌操作解析考查考生對(duì)微生物的分離、培養(yǎng)、數(shù)量測(cè)定、無菌操作等基本技術(shù)的掌握和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。苯酚作為選擇培養(yǎng)基的特殊碳源，是可降解苯酚的微生物的能源物質(zhì)，所以苯酚濃度會(huì)影響其生長(zhǎng)。測(cè)定培養(yǎng)液中活細(xì)菌數(shù)目常用平板菌落計(jì)數(shù)法。6．在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)研究上，常需要進(jìn)行微生物的培養(yǎng)和計(jì)數(shù)。(1)下圖是利用________法進(jìn)行微生物接種，把聚集的菌種逐步________分散到培養(yǎng)基的表面，為達(dá)到這一目的，操作上應(yīng)注意：(至少答2項(xiàng))_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)分析下面培養(yǎng)基的配方：NaNO3、KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、KCI、H2O。若此培養(yǎng)基用于培養(yǎng)分解尿素的細(xì)菌，則應(yīng)除去上述______________成分，并加入葡萄糖和______________。(3)三位同學(xué)用稀釋涂布平板法測(cè)定同一土壤樣品中細(xì)菌數(shù)量。在對(duì)應(yīng)稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中，得到以下統(tǒng)計(jì)結(jié)果：甲同學(xué)涂布了兩個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)是236和260，取平均值248。乙同學(xué)涂布了三個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)是210、240和250，取平均值233。丙同學(xué)涂布了三個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)是210、212和256，取平均值163。在三位同學(xué)的統(tǒng)計(jì)中，只有一位同學(xué)的統(tǒng)計(jì)是正確的，指出另兩位同學(xué)的統(tǒng)計(jì)為什么不正確？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)平板劃線稀釋每次劃線前要灼燒；冷卻后從上一區(qū)劃線末端開始劃；首尾區(qū)不重疊(2)NaNO3尿素(3)甲同學(xué)只涂布了兩個(gè)平板，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說服力不夠；丙同學(xué)其中一個(gè)平板的計(jì)數(shù)結(jié)果與另兩個(gè)相差太遠(yuǎn)，說明操作過程出現(xiàn)錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)缺乏正確性7．為了實(shí)現(xiàn)燃料供應(yīng)來源多樣化，發(fā)展長(zhǎng)期替代化石燃料的產(chǎn)品如燃料酒精、生物柴油、沼氣等已經(jīng)列入了我國(guó)未來10年的發(fā)展計(jì)劃。廣東省是我國(guó)甘蔗的主產(chǎn)區(qū)之一。甘蔗是一種高光效的C4植物，單位面積產(chǎn)量很高，種植面積日益擴(kuò)大，目前已成為南方地區(qū)燃料酒精生產(chǎn)的重要原料。利用甘蔗生產(chǎn)燃料酒精的一般工藝流程為：甘蔗→榨汁(蔗糖)→酵母發(fā)酵→蒸餾→成品(燃料酒精)。請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問題：(1)簡(jiǎn)述甘蔗大規(guī)?？焖俜敝臣夹g(shù)的過程。(2)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精發(fā)酵菌種，對(duì)野生酵母菌進(jìn)行誘變后通過篩選可以得到具有這些特性的突變菌，誘變及篩選過程如下：步驟1：野生菌液體培養(yǎng)一段時(shí)間后接受紫外線照射誘變處理。步驟2：制備選擇培養(yǎng)基。在基本培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，注意________和________，加瓊脂后滅菌，制成固體平板。步驟3：將紫外線照射后的菌液稀釋涂布平板。步驟4：根據(jù)________篩選出突變菌。(3)上述步驟2、3和4的依據(jù)分別是________。(4)利用獲得的突變菌和蔗汁進(jìn)行酒精實(shí)驗(yàn)，除了將培養(yǎng)基滅菌、保持空間潔凈外，發(fā)酵過程中防止外來雜菌入侵還有哪些可行的方法？(列舉兩種)(5)甘蔗榨汁以后還有大量的蔗糖廢棄物，主要成分為木質(zhì)素、纖維素和半纖維素，但是酵母菌無法直接利用，原因是其________。請(qǐng)?zhí)岢鼋鉀Q該問題的方法。(列舉兩種方法)(6)突變菌往往帶有一些特殊的基因。在獲得這些基因的過程中，PCR技術(shù)相當(dāng)重要。PCR擴(kuò)增反應(yīng)中加入引物和DNA聚合酶的作用分別是什么？答案(1)選取甘蔗外植體，通過誘導(dǎo)脫分化產(chǎn)生愈傷組織，然后調(diào)整植物激素比例，再分化形成芽和根，獲得大量試管苗(或通過誘導(dǎo)大量形成胚狀體，制成人工種子，適宜條件下萌發(fā)成幼苗)。(2)添加高濃度蔗糖(葡萄糖)調(diào)低pH值是否能在選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng)(3)提供高糖和酸性的篩選環(huán)境獲得單菌落能生長(zhǎng)代表該菌落具有耐高糖和耐酸的特性(4)①利用突變菌的耐酸特性，降低培養(yǎng)基的pH值達(dá)到抑菌目的；②利用突變菌的耐高糖特性，通過高滲環(huán)境達(dá)到抑菌目的；③保持厭氧環(huán)境，達(dá)到抑菌目的；④在培養(yǎng)基中添加一些抑制物如特殊的維生素，達(dá)到抑菌目的；(5)缺乏相應(yīng)的分解酶系(或缺乏纖維素和半纖維素酶)在酵母菌中轉(zhuǎn)入分解酶系相關(guān)基因，利用酶或微生物分解蔗糖渣；利用物理和化學(xué)方法分解蔗渣；將酵母菌與其他能分解蔗渣的微生物混合發(fā)酵。(6)引物的作用是結(jié)合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位點(diǎn)；DNA聚合酶的作用是從引物的3′端開始催化DNA的延伸。解析(1)快速繁殖甘蔗可采用組織培養(yǎng)的方法。(2)要篩選耐高糖和耐酸的菌種，培養(yǎng)基中必須加入高濃度蔗糖和調(diào)低pH值。能在此選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的即為所需菌種。(3)步驟2是給其提供高糖或酸性的篩選過程；步驟3是為了獲得單菌落；步驟4是根據(jù)能生長(zhǎng)的菌株具有耐高糖和耐酸的特性篩選出突變菌。(4)防止雜菌入侵的辦法有多種，詳見答案。(5)酵母菌不能分解木質(zhì)素、纖維素等物質(zhì)，是因?yàn)槠潴w內(nèi)缺少相應(yīng)的酶，解決辦法詳見答案。(6)PCR擴(kuò)增反應(yīng)中加入的產(chǎn)物和DNA聚合酶的作用見答案。8．下面是某小組的同學(xué)為證明細(xì)菌對(duì)植物遺體的分解作用提出的兩種實(shí)驗(yàn)方案，他們將同一種樹的落葉分成甲、乙兩組，實(shí)驗(yàn)過程中不斷地滴加蒸餾水，使葉片保持濕潤(rùn)。方案一：將甲組放在無菌條件下，乙組放在自然條件下(暴露在空氣中)，觀察記錄落葉的變化。方案二：將甲組滅菌后放在無菌條件下，乙組放在自然條件下(暴露在空氣中)，觀察記錄落葉變化。(1)上述兩種實(shí)驗(yàn)方案能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模空f明理由。方案一：___________________________________________