高考生物历年全国卷真题汇编11——生物技术实践
一、单选题
1．（2018·全国Ⅰ卷）某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长，将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后；再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌（X）的菌落。据此判断，下列说法不合理的是（ ）
A．突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失
B．突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的
C．突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X
D．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移
二、综合题
2．（2022·全国乙卷）新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。
（1）新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA（核酸检测）可以采取RT-PCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是 ，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
（2）为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的 来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是 。
（3）某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测（检测体内是否有新冠病毒抗体），若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明 （答出1种情况即可）；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明 。
（4）常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S（具有抗原性）的编码序列（目的基因）。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是 。
3．（2021·全国甲）[生物——选修3：现代生物科技专题]
PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①分析PCR扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段；④采集病人组织样本。回答下列问题：
（1）若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是 （用数字序号表示）。
（2）操作③中使用的酶是 ，PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、 三步，其中复性的结果是 。
（3）为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与 特异性结合。
（4）PCR（多聚酶链式反应）技术是指 。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
4．（2021·全国乙卷）[生物-选修：生物技术实践]
工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程，利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。
回答下列问题：
（1）米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的 可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供 。
（2）米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖、大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的 、 能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和 。米曲发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于 (填“自养厌氧”*异养厌氧”或“异养好氧")微生物。
（3）在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于 (填“真核生物“或“原核生物”)；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是 。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是 (答出1点即可)。
5．（2020·全国Ⅲ）[生物——选修1：生物技术实践]
水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题：
（1）制作果汁时，可以使用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、 （答出2种即可）。纤维素酶可以分解植物 （填细胞膜或细胞壁）中的纤维素。
（2）用果胶酶处理果泥时，为了提高出汁率，需要控制反应的温度，原因是 。
（3）现有甲乙丙三种不同来源的果胶酶，某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都相同的前提下比较这三种酶的活性。通常，酶活性的高低可用 来表示。
（4）获得的果汁（如苹果汁）可以用来制作果酒或者果醋，制作果酒需要 菌，这一过程中也需要O2，O2的作用是 。制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌属于 （填好氧或厌氧）细菌。
6．（2019·全国Ⅱ卷） 物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌（目标菌）。回答下列问题。
（1）要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是 。
（2）在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落（如图所示）。如果要得到目标菌，应该选择 菌落进一步纯化，选择的依据是 。
（3）土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论，即 。
（4）该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶（酶E）。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。
①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加 ，三处滴加量相同。
②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明 ；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明 。
7．（2019·全国Ⅰ卷）基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。
（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括 和 。
（2）生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是 。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是 。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的 。
（3）目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是 。
8．（2018·全国Ⅲ卷）回答下列与酵母菌有关的问题：
（1）分离培养酵母菌通常使用 （填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”）培养基，该培养基应采用 灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后会观察到菌落，菌落的含义是 。
（2）酵母菌液体培养时，若通入氧气，可促进 （填“菌体快速增殖”、“乙醇产生”或“乳酸产生”）；若进行厌氧培养，可促进 （填“菌体快速增殖”、“乙醇产生”或“乳酸产生”）。
（3）制作面包时，为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软的原因是 。
9．（2018·全国Ⅰ卷）将马铃薯去皮切块，加水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M培养基。
回答下列问题：
（1）M培养基若用于真菌的筛选，则培养基中应加入链霉素以抑制 的生长，加入了链霉素的培养基属于 培养基。
（2）M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质，营养物质类型除氮源外还有 (答出两点即可)。氮源进入细胞后，可参与合成的生物大分子有 (答出两点即可)。
（3）若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是 该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是 。
（4）甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量，在同一稀释倍数下得到以下结果：
甲同学涂布了3个平板，统计的偏落数分别是110，140和149，取平均值133；
乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是27、169和176，取平均值124。
有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是 。
三、实验探究题
10．（2022·全国乙卷）化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业、用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。
碳源 细胞干重（g/L） S产量（g/L）
葡萄糖 3.12 0.15
淀粉 0.01 0.00
制糖废液 2.30 0.18
回答下列问题。
（1）通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有 （答出2点即可）。
（2）由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是 ；用菌株C生产S的最适碳源是 。菌株C的生长除需要碳源外，还需要 （答出2点即可）等营养物质。
（3）由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是 。
（4）若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路： 。
（5）利用制糖废液生产S可以实验废物利用，其意义是 （答出1点即可）。
11．（2022·全国甲卷）某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。
培养基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。
操作步骤：
①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B菌液；
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
回答下列问题。
（1）实验所用培养基中作为碳源的成分是 。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成 （答出2种即可）等生物大分子。
（2）步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是 。
（3）为了比较A、B降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验，结果如表所示（“+”表示有透明圈，“+”越多表示透明圈越大，“-”表示无透明圈），推测该同学的实验思路是 。
菌株 透明圈大小
平板Ⅰ 平板Ⅱ
A +++ ++
B ++ -
（4）现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是 ，理由是 。
12．（2021·全国甲）[生物——选修1：生物技术实践]
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果（“+”越多表示去渍效果越好），实验结果见下表。
加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 无酶洗衣粉(对照)
血渍 +++ + +++ +
油渍 + +++ +++ +
根据实验结果回答下列问题：
（1）加酶洗衣粉A中添加的酶是 ；加酶洗衣粉B中添加的酶是 ；加酶洗衣粉C中添加的酶是 。
（2）表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有 ，原因是 。
（3）相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是 。
（4）关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指 。固定化酶在生产实践中应用的优点是 （答出1点即可）。
13．（2020·全国Ⅱ）[生物——选修1：生物技术实践]
研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3，并对其进行了研究。回答下列问题：
（1）在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可检测淀粉的减少，检测应采用的试剂是 ，也可采用斐林试剂检测 的增加。
（2）在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常会在凝胶中添加SDS，SDS的作用是 和 。
（3）本实验中，研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统，结果如图所示。某同学据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依据是 。
（4）在制备A3的固定化酶时，一般不宜采用包埋法，原因是 （答出1 点即可）。
14．（2020·全国Ⅰ）[生物——选修1：生物技术实践]
某种物质S（一种含有C、H、N 有机物）难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和Y。
回答下列问题：
（1）实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用 的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是 。甲、乙培养基均属于 培养基。
（2）实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107 个/mL，若要在每个平板上涂布100μL稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至少应将摇瓶M中的菌液稀释 倍。
（3）在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反而下降，其原因可能是 （答出1点即可）。
（4）若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要实验步骤 。
（5）上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供4类营养物质，即 。
15．（2019·全国Ⅲ卷）回答下列与细菌培养相关的问题。
（1）在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是 （填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”）。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是 。硝化细菌在没有碳源的培养基上 （填“能够”或“不能”）生长，原因是 。
（2）用平板培养细菌时一般需要将平板 （填“倒置”或“正置”）。
（3）单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是 。
（4）有些使用后的培养基在丢弃前需要经过 处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。
16．（2019·全国Ⅰ卷）已知一种有机物X（仅含有C、H两种元素）不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌（目标菌）。
Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X（5 g/L）。
Ⅱ号培养基：氯化钠（5 g/L），硝酸铵（3 g/L），其他无机盐（适量），X（15 g/L）。
Ⅲ号培养基：氯化钠（5 g/L），硝酸铵（3 g/L），其他无机盐（适量）。X（45 g/L）。
回答下列问题。
（1）在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的是 。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是 。
（2）若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会 ，其原因是 。
（3）Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是 。
（4）假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供 和 。
17．（2018·全国Ⅱ卷）在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。
回答下列问题：
（1）在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具 (填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。
（2）牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬间消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是 。
（3）密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能 。在照射前，适量喷洒 ，可强化消毒效果。
（4）水厂供应的自来水通常是经过 （填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”）消毒的。
（5）某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是 。
18．（2018·全国Ⅱ卷）某种荧光蛋白（GFP）在紫外线或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5’末端，获得了L1-GFP融合基因（简称甲），并将其插入质粒PO。构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切点的示意图如下，图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。
回答下列问题：
（1）据图推断，该团队在将甲插入质粒PO时，使用了两种限制酶，这两种酶是 .使用这两种酶进行酶切是为了保证 ，也是为了保证 .
（2）将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色的荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了 和 过程。
（3）为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的 移入牛的 中，体外培养，胚胎移植等。
（4）为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的 (填”mRNA””总RNA”或”核DNA”)作为PCR模板。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】培养基对微生物的选择作用
【解析】【解答】A、依题意，突变体M和N分别在添加了氨基酸甲和氨基酸乙的基本培养基上生长，说明催化合成相应氨基酸的酶的活性丧失，A不符合题意；
B、原核生物的细胞内可遗传的变异只有基因突变，不可能发生基因重组和染色体变异，B不符合题意；
C、突变体M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养，产生了大肠杆菌X，这可能是两种大肠杆菌之间发生了重组，但不能确定突变体M的RNA与突变体N混合培养能否得到X，C符合题意；
D、当突变体M和N放到同一个培养基时发生了细胞间的DNA转移，从而产生大肠杆菌X，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】本题考查了细菌的可遗传变异类型，当基因发生突变以后，会改变酶的活性，使代谢途径发生了变化，进而引起性状的改变。当不同种类的细菌混合培养时，会发生基因的重新组合，产生新的变异类型。
2．【答案】（1）逆转录酶或反转录酶
（2）特异性核苷酸序列；退火或复性
（3）曾感染新冠病毒，已康复；已感染新冠病毒，是患者
（4）获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 （检测受体能否产生S蛋白）
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）以病毒RNA为模板合成cDNA的过程是逆转录过程，需要逆转录酶的参与。
故答案为：逆转录酶或反转录酶。
（2）引物需要有一段已知目的基因的核苷酸序列来合成，核苷酸的特异性越高，引物的准确性越高。PCR过程中需要高温变性（DNA解旋过程）；低温复性（也可称为退火，引物结合到互补链DNA上），中温延伸（合成子链）。
故答案为：特异性核苷酸序列；退火或复性。
（3）新冠病毒的检测包括核酸检测和抗体检测，核酸检测为阳性则说明体内含有新冠病毒，阴性说明体内不含有新冠病毒，抗体检测阴性说明体内不含新冠病毒抗体，阳性说明体内含有新冠病毒抗体；若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明曾感染新冠病毒，已康复；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明已感染新冠病毒，是患者。
故答案为：曾感染新冠病毒，已康复；已感染新冠病毒，是患者。
（4）通过基因工程技术获得蛋白S，基因工程的基本操作流程为目的基因的获取（获取S蛋白基因）→基因表达载体的构建（构建S蛋白基因与运载体的表达载体）→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定（检测受体能否产生S蛋白）。
故答案为： 获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 （检测受体能否产生S蛋白）。
【分析】1、核酸检测的原理：新冠病毒需要在宿主细胞中进行增殖，所需要的原料和能量来自于人体（宿主）细胞；该病毒的基因组是指病毒体内以核苷酸序列形式存储的遗传信息。以新型冠状病毒的RNA分子为模板，经逆（反）转录过程形成DNA；用核酸检测试剂盒检测灵敏度较高的原因是逆转录过程遵循碱基互补配对的原则，具有很强的专一性。
2、PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
3、基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
3．【答案】（1）④②③①
（2）Taq酶（热稳定DNA聚合酶）；延伸；Taq酶从引物起始进行互补链的合成
（3）两条单链DNA
（4）一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】 （1）进行PCR条件：模板，引物（进行PCR操作的前提），热稳定DNA聚合酶。PCR技术可用于临床的病原菌检测，若要得到正确的检测结果，需要先获取需要复制的DNA片段，进行引物设计。所以正确的操作顺序应该是④②③① 。
（2）在用PCR技术扩增DNA时，由于仿照细胞内DNA的复制环境，需要酶的催化。但是体外合成DNA需要较高温度，操作③中使用的酶是Taq酶（热稳定DNA聚合酶）。PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、延伸三步，其中复性的结果是Taq酶从引物起始进行互补链的合成。
（3）引物可以从某个起点开始体外合成的一种具有特定核苷酸序列的大分子，与反应物以氢键形式连接。引物可以DNA复制需要引物，为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与两条解开的单链DNA特异性结合，称为DNA子链合成的起点。
（4）PCR技术的中文名称是多聚酶链式反应技术，是指一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
【分析】PCR扩增技术中文名称为聚合酶链式反应，关于PCR技术扩增目的基因简介：
1、原理：DNA双链可以进行半保留复制；
2、过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成；
3、条件：模板，引物，热稳定DNA聚合酶（taqDNA聚合酶）；
4、特点：使微量的DNA大幅增多。
4．【答案】（1）蛋白质；碳源
（2）蛋白酶；脂肪酶；氨基酸；异养好氧
（3）原核生物；二氧化碳和酒精；乳酸 (酒精、食盐)
【知识点】无氧呼吸的过程和意义；微生物发酵及其应用；果酒果醋的制作
【解析】【解答】(1)大豆中富含蛋白质可为发酵提供氮源，小麦中的淀粉可为发酵提供碳源。
(2)蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸。米曲霉发酵需要提供营养物质并通入空气，说明米曲霉属于异养好氧微生物。
(3)乳酸菌是原核生物；酵母菌进行无氧呼吸的产物是二氧化碳和酒精。在发酵池发酵阶段存在乳酸菌和酵母菌，它们产生的乳酸和酒精均可以抑制其它微生物的生长，加入的食盐也可抑制微生物生长。
【分析】 1、大豆富含蛋白质（组成元素C、H、O、N等），得知大豆中的哪种成分提供氮源。淀粉可以作为发酵底物，作为碳源。
2、结合酶具有专一性，例如蛋白酶将促进蛋白质水解，进行答题。
3、米曲霉发酵过程需要提供营养物质（说明米曲霉是异养型生物）、通入空气（目的之一提供氧气）并搅拌，由此可以判断米曲霉属于哪种新陈代谢类型。
4、结合题意进行答题：
① 乳酸菌全名是“乳酸杆菌”，带“杆菌”的一般都是原核生物。
②CHO→2CO2+2CH3CH2OH。
③细菌生存易受到环境的影响，酸、碱、重金属、高渗透压或者地渗透压等因素都会影响细菌的生存。
5．【答案】（1）果胶分解酶、果胶酯酶；细胞壁
（2）温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶活性最高，出汁率最高
（3）在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量
（4）酵母；促进有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖；好氧
【知识点】果胶酶的活性测定；果酒果醋的制作；固定化酶及其应用
【解析】【解答】（1）由分析可知，果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。植物细胞壁由纤维素和果胶构成，故可用纤维素酶分解细胞壁。（2）酶发挥催化作用需要适宜的温度和pH条件，在最适温度下，果胶酶的活性最高，出汁率最高。（3）酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力，酶活性的高低可以用在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量来表示。（4）由分析可知，果酒的制作离不开酵母菌，在初期通入氧气，可以促进酵母菌的有氧呼吸，使其大量繁殖；醋酸菌是一种好氧细菌。
【分析】1、果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水，在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁混浊。果胶酶能分解果胶，使榨取果汁变得更容易，也使得浑浊的果汁变得澄清。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。2、果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。3、醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时才能进行旺盛的生理活动。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
6．【答案】（1）W
（2）乙；乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W
（3）将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源
（4）缓冲液；缓冲液不能降解W；酶E与天然酶降解W的能力相近
【知识点】微生物的分离和培养；培养基对微生物的选择作用；培养基概述及其分类
【解析】【解答】（1）能降解W的细菌可以以W为氮源，不能降解W的细菌不能以W为氮源，要想分离出能降解W的细菌，所用的选择培养基只能以W为氮源。（2）以W为氮源的选择性培养基表现为不透明，而乙菌落周围出现了透明圈，说明乙菌能降解W，甲菌落周围没有透明圈，说明甲菌不能降解W。要得到目标菌应选择乙菌落进一步纯化。
（3）土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。要想确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，需要在将其在无氮培养基上培养，能利用空气中氮气为氮源的细菌可生长，不能利用空气中氮气为氮源的细菌不能生长。实验思路：将甲乙菌分别接种在无氮培养基上。预期结果和结论：若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。
（4）①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，A、B处均加入了酶为实验组，还需一个对照组，不加任何酶，还要遵循单一变量原则，所以C处滴加缓冲液，且三处滴加量相同。
②C处只滴加了缓冲液，若C处没有出现透明圈，说明缓冲液不能降解W；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明酶E与天然酶降解W的能力相近。
故答案为：（1）W （2）乙 乙菌落周围出现了透明圈，说明乙菌能降解W（3）将甲乙菌分别接种在无氮培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。（4）①缓冲液 缓冲液不能降解W 酶E与天然酶降解W的能力相近。
【分析】选择培养基：通过加入某化学物质或除去某营养物质，允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。
7．【答案】（1）基因组文库；cDNA文库
（2）解旋酶；加热至90~95 ℃；氢键
（3）Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；DNA分子的复制；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。如果这个文库包含了某种生物的所有基因，那么，这种基因文库叫做基因组文库。如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因，这种基因文库叫做部分基因文库，
（2）体内DNA复制解旋的酶为解旋酶，PCR体系内没有放置解旋酶，使用的是高温（即加热到90~95℃）来讲DNA的氢键断开，从而达到解旋的目的。共同点是为了解螺旋，都破坏了DNA双链之间的氢键
（3）PCR反应中由于使用了高温作为解旋的条件，如果使用普通的聚合酶，其活性会被高温破坏，所以只能使用Taq酶
故答案为：（1）基因组文库 部分基因文库 （2）解旋酶 加热到90~95℃ 氢键 （3）Taq酶热稳定性高，如果用大肠杆菌DNA聚合酶则在高温下会失活
【分析】（1）基因文库包括基因组文库和部分基因文库。将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。如果这个文库包含了某种生物的所有基因，那么，这种基因文库叫做基因组文库。如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因，这种基因文库叫做部分基因文库，例如cDNA文库，首先得到mRNA，再反转录得cDNA，形成文库。cDNA文库与基因组文库的区别在于cDNA文库在mRNA拼接过程中已经除去了内含子等成分，便于DNA重组时直接使用。
（2）PCR技术：
概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术．
原理：DNA复制．
前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物．
条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）
过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链．
8．【答案】（1）麦芽汁琼脂；高压蒸汽；由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体
（2）菌体快速增殖；乙醇产生
（3）酵母菌分解葡萄糖会产生CO2，CO2使面包松软
【知识点】微生物的分离和培养
【解析】【解答】（1）培养酵母菌的培养基为麦芽汁琼脂培养基，培养基的灭菌方式为高压蒸汽灭菌。菌落是指在培养基上由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。（2）酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸，当有氧气时进行有氧呼吸，可促进菌体快速增殖。进行无氧呼吸时，可进行酒精发酵，产生乙醇。（3）制作面包时，酵母菌会分解葡萄糖产生CO2，产生的气体使面包松软。
【分析】本题考查了酵母菌不同呼吸方式引起的结果不同，及生活中的应用。
（ 1 ）培养基按照物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。液体培养基不加凝固剂，用于大量繁殖；半固体培养基加凝固剂，用于观察微生物的运动、分类鉴定；固体培养基加凝固剂，用于微生物分离、鉴定、活菌记数、保藏菌种。
（ 2 ）常用的灭菌方法：
灭菌方法 适用对象
灼烧灭菌 接种的工具、试管口、瓶口
干热灭菌 耐高温需干燥的物品（玻璃器皿等）
高压蒸汽灭菌 培养基、培养皿、实验器材
（ 3 ）酵母菌的代谢类型：异养兼性厌氧型——既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。
反应式：
在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O
在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2
9．【答案】（1）细菌；选择
（2）碳源、无机盐（答出两点即可）；蛋白质、核酸（答出两点即可）
（3）碘液；淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被分解，形成透明圈
（4）乙同学的结果中1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差
【知识点】微生物的分离和培养
【解析】【解答】（1）M培养基若用于真菌的筛选，应该抑制细菌的生长，链霉素是抗生素，可抑制细菌的生长。该培养基从功能的角度属于选择培养基。 （2）微生物生长需要多种营养物质 除氮源外，还需要碳源、无机盐、生长因子等。氮元素是蛋白质、核酸等生物大分子的组成元素。（3）筛选产淀粉酶的微生物， 依据淀粉遇碘液变蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被分解，形成透明圈。（4）在同一稀释倍数涂布的平板，所得微生物的菌落数应差距不大。而乙同学的结果中1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果不准确。
【分析】本题考查了如何筛选某种微生物以及筛选的原理，培养基的营养成分，涂布平板中遇到的问题。
（1）培养基的营养物质
培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等。
碳源：能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如CO2、NaHCO3等无机碳源；糖类、石油、花生粉饼等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质碳不能作为碳源。
氮源：能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N2、NH3、NO3-、NH4+（无机氮源）蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨（有机氮源）等。只有固氮微生物才能利用N2。
（2）稀释涂布平板法：将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。
10．【答案】（1）高压蒸汽灭菌、干热灭菌
（2）葡萄糖；制糖废液；氮源、无机盐、水
（3）缺少淀粉酶
（4）分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度
（5）减少污染、节省原料、降低生产成本
【知识点】培养基对微生物的选择作用；灭菌技术
【解析】【解答】（1）实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌（接种工具）、干热灭菌（玻璃器皿、金属用具）、高压蒸汽灭菌（培养基及容器）。适合对玻璃器皿进行灭菌的方法有干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
故答案为： 干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
（2）由表可知，在葡萄糖为碳源的培养基中培养时，菌株C的细胞干重最大，在制糖废液作为碳源的培养基中培养时，菌株C的S产量最高，故菌株C生长的最适碳源是葡萄糖，用菌株C生产S的最适碳源是制糖废液，培养基 为微生物提供的营养物质除了碳源，还有氨源、无机盐和水。
故答案为：葡萄糖；制糖废液；氮源、无机盐、水。
（3）由表可知，菌株C在淀粉为碳源的培养基中不能生长也不能产生化合物S，菌株C不能利用淀粉作为碳源，不能分解淀粉，菌株C可能缺少分解淀粉所需的酶，即淀粉酶。
故答案为：缺少淀粉酶。
（4）若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，则配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，且实验应遵循单一变量原则和等量原则，各实验组之间除培养基中制糖废液的浓度不同，其他的无关变量相同且适宜，培养一段时间后检测不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度。
故答案为：分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度。
（5）以制糖废液作为碳源培养菌株C，生产化合物S，可以实现制糖废液的重复利用，减少废物排放，减少了污染，并且废物循环利用减低成本、节省原料，同时提高了产量。
故答案为：减少污染、节省原料、降低生产成本。
【分析】1、消毒和灭菌
消毒 灭菌
概念 使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包芽孢和孢子） 使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物（包括芽孢和孢子）
常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
适用对象 操作空间、某些液体、双手等 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等
2、培养基为微生物提供生长、繁殖和积累代谢产物的营养物质。营养物质归纳为碳源、氨源、生长因子、无机盐和水。培养基按物理性质可分为固体培养基和液体培养基，液体培养基中加入凝固剂可以制成固体培养基；固体培养基一般用于微生物的鉴别、分离和计数，液态培养基常用于扩大化生产，观察细菌运动。根据化学成分分为合成培养基、天然培养基等；根据用途分为选择培养基、鉴别培养基。
3、选择培养原理：（1）利用营养缺陷选择培养基进行的选择培养：不加含碳有机物的无碳培养基分离自养型微生物，无氮培养基分离自生固氮微生物；（2）利用微生物(目的菌）对某种营养物质的特殊需求，使该营养物质成为某类微生物的唯一供给者：石油作为唯一碳源的培养基分离出能消除石油污染的微生物，尿素为唯一氮源的培养基分离分解尿素的微生物；（3）在完全培养基中加入某些化学物质，利用加入的化学物质抑制部分微生物生长或利于部分微生物生长：加入青霉素等抗生素分离出酵母菌和霉菌等真菌，同时抑制细菌的生长，加入高浓度的食盐分离耐高温的微生物；（4）利用培养条件进行的选择培养：在高温环境中培养分离耐高温的微生物，将培养基pH调至较低水平分离耐酸的微生物，在无氧环境中培养分离厌氧微生物和兼性厌氧微生物。
11．【答案】（1）石油；DNA、RNA、蛋白质
（2）N0 2n
（3）在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力
（4）A；A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长
【知识点】微生物的分离和培养；培养基对微生物的选择作用
【解析】【解答】（1）由题意可知，实验是从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，培养基中的石油作为唯一的碳源。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成DNA、RNA和蛋白质等含氮生物大分子。
故答案为：石油；DNA、RNA、蛋白质。
（2）在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下种群数量呈“J”型曲线增长，Nt=N0λt，即若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是N0 2n。
故答案为： N0 2n。
（3）由表可知，A菌株在平板Ⅰ和Ⅱ上都有降解石油的能力，且在平板Ⅰ上降解石油的能力高于B菌株；而B菌株在平板Ⅱ上不能降解石油，该步实验的目的是在分离得到A和B两株可以降解石油的细菌的基础上，采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。生物实验的单一变量和对照原则，本实验的自变量为A、B两种不同菌落及不同培养基，因变量为两种菌落在不同培养基上的生长情况（透明圈大小、多少），则该同学的思路是：在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板I的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力。
故答案为：在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力。
（4）由题意和表可知，A菌株分解石油的能力大于B菌株，且在平板Ⅱ上也可以生长，平板Ⅱ中不含碳源，即A菌落不仅分解石油能力强，并且在不含碳元素的培养基中也可以生长，所以若要治理贫瘠且被石油污染的土壤，应选择菌株A。
故答案为：A；A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长。
【分析】1、培养基为微生物提供生长、繁殖和积累代谢产物的营养物质。营养物质归纳为碳源、氨源、生长因子、无机盐和水。培养基按物理性质可分为固体培养基和液体培养基，液体培养基中加入凝固剂可以制成固体培养基；固体培养基一般用于微生物的鉴别、分离和计数，液态培养基常用于扩大化生产，观察细菌运动。根据化学成分分为合成培养基、天然培养基等；根据用途分为选择培养基、鉴别培养基。
2、化合物的元素组成：（1）蛋白质的组成元素有C、H、O、N元素构成，有些还含有S；（2）核酸的组成元素为C、H、O、N、P；（3）脂质的组成元素有C、H、O，磷脂还含有N、P；（4）糖类的组成元素为C、H、O。
3、种群数量增长的两种曲线：“J”型曲线：指数增长函数，描述在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长的情况，Nt=N0λt。“S“型曲线：是受限制的指数增长函数，描述食物、空间都有限，有天敌捕食的真实生物数量增长情况，存在环境容纳的最大值K。
4、选择培养原理：（1）利用营养缺陷选择培养基进行的选择培养：不加含碳有机物的无碳培养基分离自养型微生物，无氮培养基分离自生固氮微生物；（2）利用微生物(目的菌）对某种营养物质的特殊需求，使该营养物质成为某类微生物的唯一供给者：石油作为唯一碳源的培养基分离出能消除石油污染的微生物，尿素为唯一氮源的培养基分离分解尿素的微生物；（3）在完全培养基中加入某些化学物质，利用加入的化学物质抑制部分微生物生长或利于部分微生物生长：加入青霉素等抗生素分离出酵母菌和霉菌等真菌，同时抑制细菌的生长，加入高浓度的食盐分离耐高温的微生物；（4）利用培养条件进行的选择培养：在高温环境中培养分离耐高温的微生物，将培养基pH调至较低水平分离耐酸的微生物，在无氧环境中培养分离厌氧微生物和兼性厌氧微生物。
12．【答案】（1）蛋白酶；脂肪酶；蛋白酶和脂肪酶
（2）加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C；蚕丝织物的主要成分是蛋白质，会被蛋白酶催化水解
（3）酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而将污渍与洗涤物分开
（4）利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术；固定在载体上的酶可以被反复利用，可降低生产成本（或产物容易分离，可提高产品的产量和质量，或固定化酶稳定性好，可持续发挥作用）
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素；固定化酶及其应用
【解析】【解答】 （1）结合常识血渍含有蛋白质、脂质等，油渍含有脂质等。结合书本知识，酶具有专一性，一种酶可以催化一种或者一类化学反应。 “+”越多表示去渍效果越好 ，和无酶洗衣服进行对照。所以加酶洗衣粉A中添加的酶是蛋白酶，加酶洗衣粉B中添加的酶是脂肪酶；加酶洗衣粉C对血渍和油渍的洗涤效果比无酶洗衣粉好，加酶洗衣粉C中添加的酶是蛋白酶和脂肪酶。
（2）蚕丝织物里面含蚕丝，而蚕丝里面含有结构蛋白等蛋白质，不宜使用的洗衣服有加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C 。
（3）结合题意，油渍和血渍里面含有多种有机物大分子，不宜清理。由于酶具有催化作用，显著降低化学反应的活化能，酶将促进大分子有机物进行分解， 相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而将污渍与洗涤物分开 。
（4）固定化酶技术是指利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，酶既能与反应物接触，又能与产物分离。由于酶不参与化学反应，而是起到催化作用，所以固定在载体上的酶还可以被反复利用。因而固定化酶在生产实践中应用的优点是：降低生产成本（或产物容易分离，可提高产品的产量和质量，或固定化酶稳定性好，可持续发挥作用）。 【分析】 1、加酶洗衣粉是在合成洗衣粉中，加入0.2％-0.5％的酶制剂制成的，含有一种或者多种酶制剂，利用酶的专一性和高效性进行去污渍。
2、比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉异同
比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同
比较普通洗衣粉 加酶洗衣粉
相同点 表面活性剂可以产生泡沫，可以将油脂分子分散开；水软化剂可以分散污垢；等等
不同点 酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易于溶于水，从而与纤维分开。
3、市场上常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
4、固定化酶技术：即将酶固定在一定空间内的技术（如固定在不溶于水的载体上）。
优点：①使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；②固定在载体上的酶可以被反复利用。
不足：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实际中很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能进行，所以操作比较麻烦
13．【答案】（1）碘液；还原糖（或答：葡萄糖）
（2）消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响；使蛋白质发生变性
（3）在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同
（4）酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出
【知识点】探究影响酶活性的因素；蛋白质的提取和分离；固定化酶及其应用
【解析】【解答】（1）测定酶活性时，可以通过检测反应物的减少或生成物的增加来反映酶活性，所以可以用碘液检测淀粉的减少，也可用斐林试剂检测还原糖（或葡萄糖）的增加。（2）鉴定蛋白质纯度常用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法，凝胶中加入SDS可以消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响，并使蛋白质发生变性。（3）分析题中曲线可知，在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同，可推测缓冲系统的组分对酶活性有影响。（4）由于酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出，所以固定化酶时，一般不采用包埋法。
【分析】SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳原理：在离子强度低时，主要以单体形式存在的SDS可以与蛋白质结合，生成蛋白质-SDS复合物。由于SDS带有大量负电荷，复合物所带的负电荷远远超过蛋白质原有的负电荷，这使得不同蛋白质间电荷的差异被掩盖。而SDS-蛋白质复合物形状都呈椭圆棒形，棒的长度与蛋白质亚基分子量有关，所以在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中蛋白只存在分子大小的差别，利用这一点可将不同的蛋白质分开 （分子筛效应），因此SDS-PAGE常用于检测蛋白质亚基的分子量及鉴定纯度。
14．【答案】（1）高压蒸汽灭菌；琼脂；选择
（2）104
（3）S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长
（4）取淤泥加入无菌水，涂布（或稀释涂布）到乙培养基上，培养后计数
（5）水、碳源、氮源和无机盐
【知识点】微生物的分离和培养；测定某种微生物的数量；培养基对微生物的选择作用；培养基概述及其分类；灭菌技术
【解析】【解答】（1）常用高压蒸汽灭菌法处理盛有水或培养基的摇瓶，乙为固体培养基，故需要加入Y琼脂；甲和乙培养基可以用于筛选能降解S的菌株，故均属于选择培养基。
（2）若要在每个平板上涂布100μL稀释液后的菌液，且每个平板上长出的菌落数不超过200个，则摇瓶M中的菌液稀释的倍数至少为2×107÷1000×100÷200=1×104倍。
（3）当培养基中的S超过某一浓度后，可能会抑制菌株的生长，从而造成其对S的降解量下降。
（4）要测定淤泥中能降解S的细菌的细胞数，可以取淤泥加无菌水制成菌悬液，稀释涂布到乙培养基上，培养后进行计数。
（5）甲和乙培养基均含有水、无机盐、碳源、氮源。
【分析】分析题图：①为淤泥取样进行稀释；②为接种到液体培养基上；③为稀释涂布平板法接种到以S为唯一碳源和氮源的选择培养基上，其中Y为琼脂；④为挑取单菌落接种到⑤已S为唯一碳源和氮源的选择及上进一步筛选。
每克样品中的菌落数 =（C/V）× M ；其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积（mL），M代表稀释倍数。
该题目中：每克样品中的菌落数 ：2×107 个/mL、C：200、V：100μL，求M的值。
15．【答案】（1）蛋白胨；不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同；能够；硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源
（2）倒置
（3）在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征
（4）灭菌
【知识点】微生物的分离和培养；培养基对微生物的选择作用；培养基概述及其分类
【解析】【解答】（1）能同时提供碳源、氮源的物质必需含有碳元素和氮元素，蛋白胨符合要求，葡萄糖没有氮元素，NaNO3没有碳元素。不同细菌生长繁殖所需要的最适pH不同，当pH值超过最适范围时，细菌的生长达到顶点。硝化细菌能进行化能合成作用，它们能以空气中的二氧化碳为主要碳源，以无机含氮化合物为氮源，合成细胞物质，并通过氧化外界无机物获得生长所需要的能量。
（2）平板倒置可以防止水分蒸发；防止皿盖上冷凝水滴到正在生长的菌落上而将其冲散；防止杂菌污染等
（3）不同种微生物菌落特征也各不相同，因此可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物。
（4）使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃，以防止培养物的扩散.
故答案为：（1）蛋白胨 不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同 能够 硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源；（2）倒置 ；（3）在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征；（4）灭菌
【分析】主要考查微生物的培养。培养基，是指供给微生物、植物或动物（或组织）生长繁殖的，由不同营养物质组合配制而成的营养基质。一般都含有碳水化合物（碳源）、含氮物质（氮源）、无机盐（包括微量元素）、维生素和水等几大类物质。培养基既是提供细胞营养和促使细胞增殖的基础物质，也是细胞生长和繁殖的生存环境。硝化细菌属于自养型细菌，利用NH3和HNO2氧化所释放的能量以空气中的二氧化碳为碳源合成有机物。平板倒置可以防止水分蒸发，倒置培养使琼脂里水分不易蒸发，充分保持琼脂的弹性与细菌容易繁殖和生存的环境；防止皿盖上冷凝水滴到正在生长的菌落上而将其冲散，否则会影响微生物生长，且不易辨别菌落特征、不便计数；防止杂菌污染；由于重力的作用使培养基表面及次层能富集微生物生长所需的营养物质，利于微生物生长。菌落，是指由单个微生物细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形成以母细胞为中心的一团肉眼可见的、有一定形态、构造等特征的子细胞集团。各种微生物在一定条件下形成的菌落特征，如大小、形状、边缘、表面、质地、颜色等，具有一定的稳定性，是衡量菌种纯度、辨认和鉴定菌种的重要依据。使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃， 这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物，以防止培养物的扩散。
16．【答案】（1）牛肉膏、蛋白胨；X
（2）下降；不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖
（3）稀释涂布平板法
（4）能量；合成其他物质的原料
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；测定某种微生物的数量；培养基对微生物的选择作用；培养基概述及其分类
【解析】【解答】（1）Ⅰ号培养基中含有N元素的物质只有牛肉膏蛋白胨，Ⅱ、Ⅲ号培养基中氯化钠，硝酸铵和其他无机盐都不含碳元素，所以惟一碳源只能是有机物X。
（2）Ⅱ号液体培养基中惟一碳源为有机物X，所以不能分解有机物X的细菌无法获得碳元素，故其无法合成细胞所需的有机物，细胞将会死亡。
（3）该问的关键点在于计数，但是由于平板划线法不能计数，而稀释涂布平板法能计数，所以该空填稀释涂布平板法。
（4）丙酮酸为呼吸作用的原料，且元素组成为C，H，O，所以能为细菌生长提供能量和碳源。
故答案为：（1）牛肉膏蛋白胨 有机物X （2）下降 不能降解有机物X的细菌无法繁殖
（3）稀释涂布平板法 （4）能量和碳源
【分析】1．培养基的概念、种类及营养构成
(1)概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。
(3)营养构成：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
2、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的方法：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。
3、接种方法：平板划线法和稀释涂布法。
（1）平板划线操作：
①挑取他含菌样品：选用平整、圆滑的接种环，按无菌操作法挑取少量菌种。
②划A区：将平板倒置于煤气（酒精）灯旁,左手拿出皿底并尽量使平板垂直于桌面，有培养基一面向着煤气灯（这时皿盖朝上，仍留在煤气灯旁)，右手拿接种环先在A区划3—4条连续的平行线(线条多少应依挑菌量的多少面定）。划完A区后应立即烧掉环上的残菌，以免因菌过多而影响后面各区的分离效果。在烧接种环时，左手持皿底并将其覆盖在皿盖上方(不要放入皿盖内)，以防止杂菌的污染。
③划其他区：将烧去残菌后的接种环在平板培养基边缘冷却一下，并使B区转到上方，接种环通过A区（菌源区）将菌带到B区，随即划数条致密的平行线。再从B区作C区的划线。最后经C区作D区的划线，D区的线条应与A区平行，但划D区时切勿重新接触A、B区，以免极该两区中浓密的菌液带到D区，影响单菌落的形成。随即将皿底放入皿盖中。烧去接种环上的残菌。
④等平板凝固后，将平板倒置。
（2）稀释涂布法：是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，在适宜条件下培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。能够测定样品中活菌数的方法是：稀释涂布平板法。
17．【答案】（1）可以
（2）可以杀死牛奶中的微生物，并且使牛奶的营养成分不被破坏
（3）破坏DNA结构；石炭酸或煤酚皂溶液
（4）氯气
（5）加热灭菌锅时没有排尽锅内的冷空气
【知识点】微生物的分离和培养
【解析】【解答】（1）玻璃和金属材质的实验器具能耐高温且需要保持干燥可以用干热灭菌法灭菌（2）巴氏消毒法可以用于一些不耐高温的液体的消毒，如牛奶，可以杀死牛奶中的微生物，并且使牛奶的营养成分不被破坏。（3）照射前适量喷洒石碳酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。（4）氯气具有强氧化性可以用于水源消毒。（5）高压蒸汽灭菌主要是靠温度，如果不排除冷空气，冷空气热膨胀后对压力锅的工作压力是有贡献的，当压力达到要求了，但工作温度低于显示温度。所以应排尽冷空气。
【分析】实验室常用的灭菌方法：
煮沸法：煮沸（100℃）5~6分钟，可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。
巴氏消毒法：70~75℃煮30分钟或80℃煮15分钟，可以用于一些不耐高温的液体的消毒，如牛奶，可以可以杀死牛奶中的微生物，并且使牛奶的营养成分不被破坏
化学药剂法：氯气消毒水源
灼烧灭菌法：可以用于接种工具（接种环、接种针或其他金属）和试管口瓶口等的消毒。
干热灭菌：能用于能耐高温需要保持干燥的物品的消毒，如：玻璃器皿和金属用具。
高压蒸汽灭菌：高压蒸汽灭菌主要是靠温度，如果不排除冷空气，冷空气热膨胀后对压力锅的工作压力是有贡献的，此时压力和温度就不能一一对应了，显示的温度比工作温度要高。
紫外线照射：可用于接种室、接种箱和超净工作台的消毒，照射前适量喷洒石碳酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。
18．【答案】（1）E1和E4；甲的完整性；甲与载体正确连接
（2）转录；翻译
（3）细胞核；去核卵母细胞
（4）核DNA
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；动物体细胞克隆；基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】（1）用E1和E4限制酶同时处理质粒和L1-GFP融合基因，使质粒PO产生与L1基因相同的5＇末端和与GFP基因相同的3＇末端从而使目的基因插入质粒后可以正确连接，而且不会破坏L1-GFP融合基因的完整性，如果使用E2或E3会破坏融合基因的完整性。（2）荧光蛋白（GFP）在紫外线或蓝光激发下会发出绿色荧光，若在细胞中观察到了绿色荧光说明细胞合成了荧光蛋白，说明L1-GFP融合基因得到了表达即完成了转录和翻译。（3）高度分化的动物细胞只有细胞核具有全能性，要想培育克隆牛应将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入牛的去掉细胞核的卵母细胞，体外培养，胚胎移植等。（4）核DNA甲只有融合在受体细胞的核DNA中才能使克隆牛的不同组织细胞都含有甲，所以用PCR鉴定的模板应为核DNA。
【分析】（1）基因表达载体应包括：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因，GFP基因即为标记基因，如果使用E2或E3会破坏L1-GFP融合基因的完整性，影响其与质粒的正确连接。（2）动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。（3）甲只有融合在受体细胞的核DNA中才能使克隆牛的不同组织细胞都含有甲，所以用PCR鉴定的模板应为核DNA。
1 / 1高考生物历年全国卷真题汇编11——生物技术实践
一、单选题
1．（2018·全国Ⅰ卷）某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长，将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后；再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌（X）的菌落。据此判断，下列说法不合理的是（ ）
A．突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失
B．突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的
C．突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X
D．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移
【答案】C
【知识点】培养基对微生物的选择作用
【解析】【解答】A、依题意，突变体M和N分别在添加了氨基酸甲和氨基酸乙的基本培养基上生长，说明催化合成相应氨基酸的酶的活性丧失，A不符合题意；
B、原核生物的细胞内可遗传的变异只有基因突变，不可能发生基因重组和染色体变异，B不符合题意；
C、突变体M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养，产生了大肠杆菌X，这可能是两种大肠杆菌之间发生了重组，但不能确定突变体M的RNA与突变体N混合培养能否得到X，C符合题意；
D、当突变体M和N放到同一个培养基时发生了细胞间的DNA转移，从而产生大肠杆菌X，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】本题考查了细菌的可遗传变异类型，当基因发生突变以后，会改变酶的活性，使代谢途径发生了变化，进而引起性状的改变。当不同种类的细菌混合培养时，会发生基因的重新组合，产生新的变异类型。
二、综合题
2．（2022·全国乙卷）新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。
（1）新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA（核酸检测）可以采取RT-PCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是 ，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
（2）为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的 来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是 。
（3）某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测（检测体内是否有新冠病毒抗体），若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明 （答出1种情况即可）；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明 。
（4）常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S（具有抗原性）的编码序列（目的基因）。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是 。
【答案】（1）逆转录酶或反转录酶
（2）特异性核苷酸序列；退火或复性
（3）曾感染新冠病毒，已康复；已感染新冠病毒，是患者
（4）获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 （检测受体能否产生S蛋白）
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）以病毒RNA为模板合成cDNA的过程是逆转录过程，需要逆转录酶的参与。
故答案为：逆转录酶或反转录酶。
（2）引物需要有一段已知目的基因的核苷酸序列来合成，核苷酸的特异性越高，引物的准确性越高。PCR过程中需要高温变性（DNA解旋过程）；低温复性（也可称为退火，引物结合到互补链DNA上），中温延伸（合成子链）。
故答案为：特异性核苷酸序列；退火或复性。
（3）新冠病毒的检测包括核酸检测和抗体检测，核酸检测为阳性则说明体内含有新冠病毒，阴性说明体内不含有新冠病毒，抗体检测阴性说明体内不含新冠病毒抗体，阳性说明体内含有新冠病毒抗体；若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明曾感染新冠病毒，已康复；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明已感染新冠病毒，是患者。
故答案为：曾感染新冠病毒，已康复；已感染新冠病毒，是患者。
（4）通过基因工程技术获得蛋白S，基因工程的基本操作流程为目的基因的获取（获取S蛋白基因）→基因表达载体的构建（构建S蛋白基因与运载体的表达载体）→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定（检测受体能否产生S蛋白）。
故答案为： 获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 （检测受体能否产生S蛋白）。
【分析】1、核酸检测的原理：新冠病毒需要在宿主细胞中进行增殖，所需要的原料和能量来自于人体（宿主）细胞；该病毒的基因组是指病毒体内以核苷酸序列形式存储的遗传信息。以新型冠状病毒的RNA分子为模板，经逆（反）转录过程形成DNA；用核酸检测试剂盒检测灵敏度较高的原因是逆转录过程遵循碱基互补配对的原则，具有很强的专一性。
2、PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
3、基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
3．（2021·全国甲）[生物——选修3：现代生物科技专题]
PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①分析PCR扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段；④采集病人组织样本。回答下列问题：
（1）若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是 （用数字序号表示）。
（2）操作③中使用的酶是 ，PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、 三步，其中复性的结果是 。
（3）为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与 特异性结合。
（4）PCR（多聚酶链式反应）技术是指 。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
【答案】（1）④②③①
（2）Taq酶（热稳定DNA聚合酶）；延伸；Taq酶从引物起始进行互补链的合成
（3）两条单链DNA
（4）一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】 （1）进行PCR条件：模板，引物（进行PCR操作的前提），热稳定DNA聚合酶。PCR技术可用于临床的病原菌检测，若要得到正确的检测结果，需要先获取需要复制的DNA片段，进行引物设计。所以正确的操作顺序应该是④②③① 。
（2）在用PCR技术扩增DNA时，由于仿照细胞内DNA的复制环境，需要酶的催化。但是体外合成DNA需要较高温度，操作③中使用的酶是Taq酶（热稳定DNA聚合酶）。PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、延伸三步，其中复性的结果是Taq酶从引物起始进行互补链的合成。
（3）引物可以从某个起点开始体外合成的一种具有特定核苷酸序列的大分子，与反应物以氢键形式连接。引物可以DNA复制需要引物，为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与两条解开的单链DNA特异性结合，称为DNA子链合成的起点。
（4）PCR技术的中文名称是多聚酶链式反应技术，是指一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
【分析】PCR扩增技术中文名称为聚合酶链式反应，关于PCR技术扩增目的基因简介：
1、原理：DNA双链可以进行半保留复制；
2、过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成；
3、条件：模板，引物，热稳定DNA聚合酶（taqDNA聚合酶）；
4、特点：使微量的DNA大幅增多。
4．（2021·全国乙卷）[生物-选修：生物技术实践]
工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程，利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。
回答下列问题：
（1）米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的 可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供 。
（2）米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖、大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的 、 能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和 。米曲发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于 (填“自养厌氧”*异养厌氧”或“异养好氧")微生物。
（3）在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于 (填“真核生物“或“原核生物”)；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是 。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是 (答出1点即可)。
【答案】（1）蛋白质；碳源
（2）蛋白酶；脂肪酶；氨基酸；异养好氧
（3）原核生物；二氧化碳和酒精；乳酸 (酒精、食盐)
【知识点】无氧呼吸的过程和意义；微生物发酵及其应用；果酒果醋的制作
【解析】【解答】(1)大豆中富含蛋白质可为发酵提供氮源，小麦中的淀粉可为发酵提供碳源。
(2)蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸。米曲霉发酵需要提供营养物质并通入空气，说明米曲霉属于异养好氧微生物。
(3)乳酸菌是原核生物；酵母菌进行无氧呼吸的产物是二氧化碳和酒精。在发酵池发酵阶段存在乳酸菌和酵母菌，它们产生的乳酸和酒精均可以抑制其它微生物的生长，加入的食盐也可抑制微生物生长。
【分析】 1、大豆富含蛋白质（组成元素C、H、O、N等），得知大豆中的哪种成分提供氮源。淀粉可以作为发酵底物，作为碳源。
2、结合酶具有专一性，例如蛋白酶将促进蛋白质水解，进行答题。
3、米曲霉发酵过程需要提供营养物质（说明米曲霉是异养型生物）、通入空气（目的之一提供氧气）并搅拌，由此可以判断米曲霉属于哪种新陈代谢类型。
4、结合题意进行答题：
① 乳酸菌全名是“乳酸杆菌”，带“杆菌”的一般都是原核生物。
②CHO→2CO2+2CH3CH2OH。
③细菌生存易受到环境的影响，酸、碱、重金属、高渗透压或者地渗透压等因素都会影响细菌的生存。
5．（2020·全国Ⅲ）[生物——选修1：生物技术实践]
水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题：
（1）制作果汁时，可以使用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、 （答出2种即可）。纤维素酶可以分解植物 （填细胞膜或细胞壁）中的纤维素。
（2）用果胶酶处理果泥时，为了提高出汁率，需要控制反应的温度，原因是 。
（3）现有甲乙丙三种不同来源的果胶酶，某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都相同的前提下比较这三种酶的活性。通常，酶活性的高低可用 来表示。
（4）获得的果汁（如苹果汁）可以用来制作果酒或者果醋，制作果酒需要 菌，这一过程中也需要O2，O2的作用是 。制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌属于 （填好氧或厌氧）细菌。
【答案】（1）果胶分解酶、果胶酯酶；细胞壁
（2）温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶活性最高，出汁率最高
（3）在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量
（4）酵母；促进有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖；好氧
【知识点】果胶酶的活性测定；果酒果醋的制作；固定化酶及其应用
【解析】【解答】（1）由分析可知，果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。植物细胞壁由纤维素和果胶构成，故可用纤维素酶分解细胞壁。（2）酶发挥催化作用需要适宜的温度和pH条件，在最适温度下，果胶酶的活性最高，出汁率最高。（3）酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力，酶活性的高低可以用在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量来表示。（4）由分析可知，果酒的制作离不开酵母菌，在初期通入氧气，可以促进酵母菌的有氧呼吸，使其大量繁殖；醋酸菌是一种好氧细菌。
【分析】1、果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水，在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁混浊。果胶酶能分解果胶，使榨取果汁变得更容易，也使得浑浊的果汁变得澄清。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。2、果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。3、醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时才能进行旺盛的生理活动。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
6．（2019·全国Ⅱ卷） 物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌（目标菌）。回答下列问题。
（1）要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是 。
（2）在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落（如图所示）。如果要得到目标菌，应该选择 菌落进一步纯化，选择的依据是 。
（3）土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论，即 。
（4）该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶（酶E）。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。
①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加 ，三处滴加量相同。
②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明 ；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明 。
【答案】（1）W
（2）乙；乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W
（3）将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源
（4）缓冲液；缓冲液不能降解W；酶E与天然酶降解W的能力相近
【知识点】微生物的分离和培养；培养基对微生物的选择作用；培养基概述及其分类
【解析】【解答】（1）能降解W的细菌可以以W为氮源，不能降解W的细菌不能以W为氮源，要想分离出能降解W的细菌，所用的选择培养基只能以W为氮源。（2）以W为氮源的选择性培养基表现为不透明，而乙菌落周围出现了透明圈，说明乙菌能降解W，甲菌落周围没有透明圈，说明甲菌不能降解W。要得到目标菌应选择乙菌落进一步纯化。
（3）土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。要想确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，需要在将其在无氮培养基上培养，能利用空气中氮气为氮源的细菌可生长，不能利用空气中氮气为氮源的细菌不能生长。实验思路：将甲乙菌分别接种在无氮培养基上。预期结果和结论：若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。
（4）①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，A、B处均加入了酶为实验组，还需一个对照组，不加任何酶，还要遵循单一变量原则，所以C处滴加缓冲液，且三处滴加量相同。
②C处只滴加了缓冲液，若C处没有出现透明圈，说明缓冲液不能降解W；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明酶E与天然酶降解W的能力相近。
故答案为：（1）W （2）乙 乙菌落周围出现了透明圈，说明乙菌能降解W（3）将甲乙菌分别接种在无氮培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。（4）①缓冲液 缓冲液不能降解W 酶E与天然酶降解W的能力相近。
【分析】选择培养基：通过加入某化学物质或除去某营养物质，允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。
7．（2019·全国Ⅰ卷）基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。
（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括 和 。
（2）生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是 。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是 。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的 。
（3）目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是 。
【答案】（1）基因组文库；cDNA文库
（2）解旋酶；加热至90~95 ℃；氢键
（3）Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；DNA分子的复制；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。如果这个文库包含了某种生物的所有基因，那么，这种基因文库叫做基因组文库。如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因，这种基因文库叫做部分基因文库，
（2）体内DNA复制解旋的酶为解旋酶，PCR体系内没有放置解旋酶，使用的是高温（即加热到90~95℃）来讲DNA的氢键断开，从而达到解旋的目的。共同点是为了解螺旋，都破坏了DNA双链之间的氢键
（3）PCR反应中由于使用了高温作为解旋的条件，如果使用普通的聚合酶，其活性会被高温破坏，所以只能使用Taq酶
故答案为：（1）基因组文库 部分基因文库 （2）解旋酶 加热到90~95℃ 氢键 （3）Taq酶热稳定性高，如果用大肠杆菌DNA聚合酶则在高温下会失活
【分析】（1）基因文库包括基因组文库和部分基因文库。将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。如果这个文库包含了某种生物的所有基因，那么，这种基因文库叫做基因组文库。如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因，这种基因文库叫做部分基因文库，例如cDNA文库，首先得到mRNA，再反转录得cDNA，形成文库。cDNA文库与基因组文库的区别在于cDNA文库在mRNA拼接过程中已经除去了内含子等成分，便于DNA重组时直接使用。
（2）PCR技术：
概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术．
原理：DNA复制．
前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物．
条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）
过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链．
8．（2018·全国Ⅲ卷）回答下列与酵母菌有关的问题：
（1）分离培养酵母菌通常使用 （填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”）培养基，该培养基应采用 灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后会观察到菌落，菌落的含义是 。
（2）酵母菌液体培养时，若通入氧气，可促进 （填“菌体快速增殖”、“乙醇产生”或“乳酸产生”）；若进行厌氧培养，可促进 （填“菌体快速增殖”、“乙醇产生”或“乳酸产生”）。
（3）制作面包时，为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软的原因是 。
【答案】（1）麦芽汁琼脂；高压蒸汽；由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体
（2）菌体快速增殖；乙醇产生
（3）酵母菌分解葡萄糖会产生CO2，CO2使面包松软
【知识点】微生物的分离和培养
【解析】【解答】（1）培养酵母菌的培养基为麦芽汁琼脂培养基，培养基的灭菌方式为高压蒸汽灭菌。菌落是指在培养基上由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。（2）酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸，当有氧气时进行有氧呼吸，可促进菌体快速增殖。进行无氧呼吸时，可进行酒精发酵，产生乙醇。（3）制作面包时，酵母菌会分解葡萄糖产生CO2，产生的气体使面包松软。
【分析】本题考查了酵母菌不同呼吸方式引起的结果不同，及生活中的应用。
（ 1 ）培养基按照物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。液体培养基不加凝固剂，用于大量繁殖；半固体培养基加凝固剂，用于观察微生物的运动、分类鉴定；固体培养基加凝固剂，用于微生物分离、鉴定、活菌记数、保藏菌种。
（ 2 ）常用的灭菌方法：
灭菌方法 适用对象
灼烧灭菌 接种的工具、试管口、瓶口
干热灭菌 耐高温需干燥的物品（玻璃器皿等）
高压蒸汽灭菌 培养基、培养皿、实验器材
（ 3 ）酵母菌的代谢类型：异养兼性厌氧型——既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。
反应式：
在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O
在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2
9．（2018·全国Ⅰ卷）将马铃薯去皮切块，加水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M培养基。
回答下列问题：
（1）M培养基若用于真菌的筛选，则培养基中应加入链霉素以抑制 的生长，加入了链霉素的培养基属于 培养基。
（2）M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质，营养物质类型除氮源外还有 (答出两点即可)。氮源进入细胞后，可参与合成的生物大分子有 (答出两点即可)。
（3）若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是 该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是 。
（4）甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量，在同一稀释倍数下得到以下结果：
甲同学涂布了3个平板，统计的偏落数分别是110，140和149，取平均值133；
乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是27、169和176，取平均值124。
有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是 。
【答案】（1）细菌；选择
（2）碳源、无机盐（答出两点即可）；蛋白质、核酸（答出两点即可）
（3）碘液；淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被分解，形成透明圈
（4）乙同学的结果中1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差
【知识点】微生物的分离和培养
【解析】【解答】（1）M培养基若用于真菌的筛选，应该抑制细菌的生长，链霉素是抗生素，可抑制细菌的生长。该培养基从功能的角度属于选择培养基。 （2）微生物生长需要多种营养物质 除氮源外，还需要碳源、无机盐、生长因子等。氮元素是蛋白质、核酸等生物大分子的组成元素。（3）筛选产淀粉酶的微生物， 依据淀粉遇碘液变蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被分解，形成透明圈。（4）在同一稀释倍数涂布的平板，所得微生物的菌落数应差距不大。而乙同学的结果中1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果不准确。
【分析】本题考查了如何筛选某种微生物以及筛选的原理，培养基的营养成分，涂布平板中遇到的问题。
（1）培养基的营养物质
培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等。
碳源：能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如CO2、NaHCO3等无机碳源；糖类、石油、花生粉饼等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质碳不能作为碳源。
氮源：能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N2、NH3、NO3-、NH4+（无机氮源）蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨（有机氮源）等。只有固氮微生物才能利用N2。
（2）稀释涂布平板法：将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。
三、实验探究题
10．（2022·全国乙卷）化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业、用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。
碳源 细胞干重（g/L） S产量（g/L）
葡萄糖 3.12 0.15
淀粉 0.01 0.00
制糖废液 2.30 0.18
回答下列问题。
（1）通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有 （答出2点即可）。
（2）由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是 ；用菌株C生产S的最适碳源是 。菌株C的生长除需要碳源外，还需要 （答出2点即可）等营养物质。
（3）由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是 。
（4）若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路： 。
（5）利用制糖废液生产S可以实验废物利用，其意义是 （答出1点即可）。
【答案】（1）高压蒸汽灭菌、干热灭菌
（2）葡萄糖；制糖废液；氮源、无机盐、水
（3）缺少淀粉酶
（4）分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度
（5）减少污染、节省原料、降低生产成本
【知识点】培养基对微生物的选择作用；灭菌技术
【解析】【解答】（1）实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌（接种工具）、干热灭菌（玻璃器皿、金属用具）、高压蒸汽灭菌（培养基及容器）。适合对玻璃器皿进行灭菌的方法有干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
故答案为： 干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
（2）由表可知，在葡萄糖为碳源的培养基中培养时，菌株C的细胞干重最大，在制糖废液作为碳源的培养基中培养时，菌株C的S产量最高，故菌株C生长的最适碳源是葡萄糖，用菌株C生产S的最适碳源是制糖废液，培养基 为微生物提供的营养物质除了碳源，还有氨源、无机盐和水。
故答案为：葡萄糖；制糖废液；氮源、无机盐、水。
（3）由表可知，菌株C在淀粉为碳源的培养基中不能生长也不能产生化合物S，菌株C不能利用淀粉作为碳源，不能分解淀粉，菌株C可能缺少分解淀粉所需的酶，即淀粉酶。
故答案为：缺少淀粉酶。
（4）若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，则配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，且实验应遵循单一变量原则和等量原则，各实验组之间除培养基中制糖废液的浓度不同，其他的无关变量相同且适宜，培养一段时间后检测不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度。
故答案为：分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度。
（5）以制糖废液作为碳源培养菌株C，生产化合物S，可以实现制糖废液的重复利用，减少废物排放，减少了污染，并且废物循环利用减低成本、节省原料，同时提高了产量。
故答案为：减少污染、节省原料、降低生产成本。
【分析】1、消毒和灭菌
消毒 灭菌
概念 使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包芽孢和孢子） 使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物（包括芽孢和孢子）
常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
适用对象 操作空间、某些液体、双手等 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等
2、培养基为微生物提供生长、繁殖和积累代谢产物的营养物质。营养物质归纳为碳源、氨源、生长因子、无机盐和水。培养基按物理性质可分为固体培养基和液体培养基，液体培养基中加入凝固剂可以制成固体培养基；固体培养基一般用于微生物的鉴别、分离和计数，液态培养基常用于扩大化生产，观察细菌运动。根据化学成分分为合成培养基、天然培养基等；根据用途分为选择培养基、鉴别培养基。
3、选择培养原理：（1）利用营养缺陷选择培养基进行的选择培养：不加含碳有机物的无碳培养基分离自养型微生物，无氮培养基分离自生固氮微生物；（2）利用微生物(目的菌）对某种营养物质的特殊需求，使该营养物质成为某类微生物的唯一供给者：石油作为唯一碳源的培养基分离出能消除石油污染的微生物，尿素为唯一氮源的培养基分离分解尿素的微生物；（3）在完全培养基中加入某些化学物质，利用加入的化学物质抑制部分微生物生长或利于部分微生物生长：加入青霉素等抗生素分离出酵母菌和霉菌等真菌，同时抑制细菌的生长，加入高浓度的食盐分离耐高温的微生物；（4）利用培养条件进行的选择培养：在高温环境中培养分离耐高温的微生物，将培养基pH调至较低水平分离耐酸的微生物，在无氧环境中培养分离厌氧微生物和兼性厌氧微生物。
11．（2022·全国甲卷）某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。
培养基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。
操作步骤：
①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B菌液；
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
回答下列问题。
（1）实验所用培养基中作为碳源的成分是 。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成 （答出2种即可）等生物大分子。
（2）步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是 。
（3）为了比较A、B降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验，结果如表所示（“+”表示有透明圈，“+”越多表示透明圈越大，“-”表示无透明圈），推测该同学的实验思路是 。
菌株 透明圈大小
平板Ⅰ 平板Ⅱ
A +++ ++
B ++ -
（4）现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是 ，理由是 。
【答案】（1）石油；DNA、RNA、蛋白质
（2）N0 2n
（3）在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力
（4）A；A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长
【知识点】微生物的分离和培养；培养基对微生物的选择作用
【解析】【解答】（1）由题意可知，实验是从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，培养基中的石油作为唯一的碳源。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成DNA、RNA和蛋白质等含氮生物大分子。
故答案为：石油；DNA、RNA、蛋白质。
（2）在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下种群数量呈“J”型曲线增长，Nt=N0λt，即若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是N0 2n。
故答案为： N0 2n。
（3）由表可知，A菌株在平板Ⅰ和Ⅱ上都有降解石油的能力，且在平板Ⅰ上降解石油的能力高于B菌株；而B菌株在平板Ⅱ上不能降解石油，该步实验的目的是在分离得到A和B两株可以降解石油的细菌的基础上，采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。生物实验的单一变量和对照原则，本实验的自变量为A、B两种不同菌落及不同培养基，因变量为两种菌落在不同培养基上的生长情况（透明圈大小、多少），则该同学的思路是：在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板I的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力。
故答案为：在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力。
（4）由题意和表可知，A菌株分解石油的能力大于B菌株，且在平板Ⅱ上也可以生长，平板Ⅱ中不含碳源，即A菌落不仅分解石油能力强，并且在不含碳元素的培养基中也可以生长，所以若要治理贫瘠且被石油污染的土壤，应选择菌株A。
故答案为：A；A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中也能生长。
【分析】1、培养基为微生物提供生长、繁殖和积累代谢产物的营养物质。营养物质归纳为碳源、氨源、生长因子、无机盐和水。培养基按物理性质可分为固体培养基和液体培养基，液体培养基中加入凝固剂可以制成固体培养基；固体培养基一般用于微生物的鉴别、分离和计数，液态培养基常用于扩大化生产，观察细菌运动。根据化学成分分为合成培养基、天然培养基等；根据用途分为选择培养基、鉴别培养基。
2、化合物的元素组成：（1）蛋白质的组成元素有C、H、O、N元素构成，有些还含有S；（2）核酸的组成元素为C、H、O、N、P；（3）脂质的组成元素有C、H、O，磷脂还含有N、P；（4）糖类的组成元素为C、H、O。
3、种群数量增长的两种曲线：“J”型曲线：指数增长函数，描述在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长的情况，Nt=N0λt。“S“型曲线：是受限制的指数增长函数，描述食物、空间都有限，有天敌捕食的真实生物数量增长情况，存在环境容纳的最大值K。
4、选择培养原理：（1）利用营养缺陷选择培养基进行的选择培养：不加含碳有机物的无碳培养基分离自养型微生物，无氮培养基分离自生固氮微生物；（2）利用微生物(目的菌）对某种营养物质的特殊需求，使该营养物质成为某类微生物的唯一供给者：石油作为唯一碳源的培养基分离出能消除石油污染的微生物，尿素为唯一氮源的培养基分离分解尿素的微生物；（3）在完全培养基中加入某些化学物质，利用加入的化学物质抑制部分微生物生长或利于部分微生物生长：加入青霉素等抗生素分离出酵母菌和霉菌等真菌，同时抑制细菌的生长，加入高浓度的食盐分离耐高温的微生物；（4）利用培养条件进行的选择培养：在高温环境中培养分离耐高温的微生物，将培养基pH调至较低水平分离耐酸的微生物，在无氧环境中培养分离厌氧微生物和兼性厌氧微生物。
12．（2021·全国甲）[生物——选修1：生物技术实践]
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果（“+”越多表示去渍效果越好），实验结果见下表。
加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 无酶洗衣粉(对照)
血渍 +++ + +++ +
油渍 + +++ +++ +
根据实验结果回答下列问题：
（1）加酶洗衣粉A中添加的酶是 ；加酶洗衣粉B中添加的酶是 ；加酶洗衣粉C中添加的酶是 。
（2）表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有 ，原因是 。
（3）相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是 。
（4）关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指 。固定化酶在生产实践中应用的优点是 （答出1点即可）。
【答案】（1）蛋白酶；脂肪酶；蛋白酶和脂肪酶
（2）加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C；蚕丝织物的主要成分是蛋白质，会被蛋白酶催化水解
（3）酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而将污渍与洗涤物分开
（4）利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术；固定在载体上的酶可以被反复利用，可降低生产成本（或产物容易分离，可提高产品的产量和质量，或固定化酶稳定性好，可持续发挥作用）
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素；固定化酶及其应用
【解析】【解答】 （1）结合常识血渍含有蛋白质、脂质等，油渍含有脂质等。结合书本知识，酶具有专一性，一种酶可以催化一种或者一类化学反应。 “+”越多表示去渍效果越好 ，和无酶洗衣服进行对照。所以加酶洗衣粉A中添加的酶是蛋白酶，加酶洗衣粉B中添加的酶是脂肪酶；加酶洗衣粉C对血渍和油渍的洗涤效果比无酶洗衣粉好，加酶洗衣粉C中添加的酶是蛋白酶和脂肪酶。
（2）蚕丝织物里面含蚕丝，而蚕丝里面含有结构蛋白等蛋白质，不宜使用的洗衣服有加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C 。
（3）结合题意，油渍和血渍里面含有多种有机物大分子，不宜清理。由于酶具有催化作用，显著降低化学反应的活化能，酶将促进大分子有机物进行分解， 相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而将污渍与洗涤物分开 。
（4）固定化酶技术是指利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，酶既能与反应物接触，又能与产物分离。由于酶不参与化学反应，而是起到催化作用，所以固定在载体上的酶还可以被反复利用。因而固定化酶在生产实践中应用的优点是：降低生产成本（或产物容易分离，可提高产品的产量和质量，或固定化酶稳定性好，可持续发挥作用）。 【分析】 1、加酶洗衣粉是在合成洗衣粉中，加入0.2％-0.5％的酶制剂制成的，含有一种或者多种酶制剂，利用酶的专一性和高效性进行去污渍。
2、比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉异同
比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同
比较普通洗衣粉 加酶洗衣粉
相同点 表面活性剂可以产生泡沫，可以将油脂分子分散开；水软化剂可以分散污垢；等等
不同点 酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易于溶于水，从而与纤维分开。
3、市场上常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
4、固定化酶技术：即将酶固定在一定空间内的技术（如固定在不溶于水的载体上）。
优点：①使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；②固定在载体上的酶可以被反复利用。
不足：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实际中很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能进行，所以操作比较麻烦
13．（2020·全国Ⅱ）[生物——选修1：生物技术实践]
研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3，并对其进行了研究。回答下列问题：
（1）在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可检测淀粉的减少，检测应采用的试剂是 ，也可采用斐林试剂检测 的增加。
（2）在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常会在凝胶中添加SDS，SDS的作用是 和 。
（3）本实验中，研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统，结果如图所示。某同学据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依据是 。
（4）在制备A3的固定化酶时，一般不宜采用包埋法，原因是 （答出1 点即可）。
【答案】（1）碘液；还原糖（或答：葡萄糖）
（2）消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响；使蛋白质发生变性
（3）在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同
（4）酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出
【知识点】探究影响酶活性的因素；蛋白质的提取和分离；固定化酶及其应用
【解析】【解答】（1）测定酶活性时，可以通过检测反应物的减少或生成物的增加来反映酶活性，所以可以用碘液检测淀粉的减少，也可用斐林试剂检测还原糖（或葡萄糖）的增加。（2）鉴定蛋白质纯度常用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法，凝胶中加入SDS可以消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响，并使蛋白质发生变性。（3）分析题中曲线可知，在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同，可推测缓冲系统的组分对酶活性有影响。（4）由于酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出，所以固定化酶时，一般不采用包埋法。
【分析】SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳原理：在离子强度低时，主要以单体形式存在的SDS可以与蛋白质结合，生成蛋白质-SDS复合物。由于SDS带有大量负电荷，复合物所带的负电荷远远超过蛋白质原有的负电荷，这使得不同蛋白质间电荷的差异被掩盖。而SDS-蛋白质复合物形状都呈椭圆棒形，棒的长度与蛋白质亚基分子量有关，所以在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中蛋白只存在分子大小的差别，利用这一点可将不同的蛋白质分开 （分子筛效应），因此SDS-PAGE常用于检测蛋白质亚基的分子量及鉴定纯度。
14．（2020·全国Ⅰ）[生物——选修1：生物技术实践]
某种物质S（一种含有C、H、N 有机物）难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和Y。
回答下列问题：
（1）实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用 的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是 。甲、乙培养基均属于 培养基。
（2）实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107 个/mL，若要在每个平板上涂布100μL稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至少应将摇瓶M中的菌液稀释 倍。
（3）在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反而下降，其原因可能是 （答出1点即可）。
（4）若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要实验步骤 。
（5）上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供4类营养物质，即 。
【答案】（1）高压蒸汽灭菌；琼脂；选择
（2）104
（3）S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长
（4）取淤泥加入无菌水，涂布（或稀释涂布）到乙培养基上，培养后计数
（5）水、碳源、氮源和无机盐
【知识点】微生物的分离和培养；测定某种微生物的数量；培养基对微生物的选择作用；培养基概述及其分类；灭菌技术
【解析】【解答】（1）常用高压蒸汽灭菌法处理盛有水或培养基的摇瓶，乙为固体培养基，故需要加入Y琼脂；甲和乙培养基可以用于筛选能降解S的菌株，故均属于选择培养基。
（2）若要在每个平板上涂布100μL稀释液后的菌液，且每个平板上长出的菌落数不超过200个，则摇瓶M中的菌液稀释的倍数至少为2×107÷1000×100÷200=1×104倍。
（3）当培养基中的S超过某一浓度后，可能会抑制菌株的生长，从而造成其对S的降解量下降。
（4）要测定淤泥中能降解S的细菌的细胞数，可以取淤泥加无菌水制成菌悬液，稀释涂布到乙培养基上，培养后进行计数。
（5）甲和乙培养基均含有水、无机盐、碳源、氮源。
【分析】分析题图：①为淤泥取样进行稀释；②为接种到液体培养基上；③为稀释涂布平板法接种到以S为唯一碳源和氮源的选择培养基上，其中Y为琼脂；④为挑取单菌落接种到⑤已S为唯一碳源和氮源的选择及上进一步筛选。
每克样品中的菌落数 =（C/V）× M ；其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积（mL），M代表稀释倍数。
该题目中：每克样品中的菌落数 ：2×107 个/mL、C：200、V：100μL，求M的值。
15．（2019·全国Ⅲ卷）回答下列与细菌培养相关的问题。
（1）在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是 （填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”）。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是 。硝化细菌在没有碳源的培养基上 （填“能够”或“不能”）生长，原因是 。
（2）用平板培养细菌时一般需要将平板 （填“倒置”或“正置”）。
（3）单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是 。
（4）有些使用后的培养基在丢弃前需要经过 处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。
【答案】（1）蛋白胨；不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同；能够；硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源
（2）倒置
（3）在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征
（4）灭菌
【知识点】微生物的分离和培养；培养基对微生物的选择作用；培养基概述及其分类
【解析】【解答】（1）能同时提供碳源、氮源的物质必需含有碳元素和氮元素，蛋白胨符合要求，葡萄糖没有氮元素，NaNO3没有碳元素。不同细菌生长繁殖所需要的最适pH不同，当pH值超过最适范围时，细菌的生长达到顶点。硝化细菌能进行化能合成作用，它们能以空气中的二氧化碳为主要碳源，以无机含氮化合物为氮源，合成细胞物质，并通过氧化外界无机物获得生长所需要的能量。
（2）平板倒置可以防止水分蒸发；防止皿盖上冷凝水滴到正在生长的菌落上而将其冲散；防止杂菌污染等
（3）不同种微生物菌落特征也各不相同，因此可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物。
（4）使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃，以防止培养物的扩散.
故答案为：（1）蛋白胨 不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同 能够 硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源；（2）倒置 ；（3）在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征；（4）灭菌
【分析】主要考查微生物的培养。培养基，是指供给微生物、植物或动物（或组织）生长繁殖的，由不同营养物质组合配制而成的营养基质。一般都含有碳水化合物（碳源）、含氮物质（氮源）、无机盐（包括微量元素）、维生素和水等几大类物质。培养基既是提供细胞营养和促使细胞增殖的基础物质，也是细胞生长和繁殖的生存环境。硝化细菌属于自养型细菌，利用NH3和HNO2氧化所释放的能量以空气中的二氧化碳为碳源合成有机物。平板倒置可以防止水分蒸发，倒置培养使琼脂里水分不易蒸发，充分保持琼脂的弹性与细菌容易繁殖和生存的环境；防止皿盖上冷凝水滴到正在生长的菌落上而将其冲散，否则会影响微生物生长，且不易辨别菌落特征、不便计数；防止杂菌污染；由于重力的作用使培养基表面及次层能富集微生物生长所需的营养物质，利于微生物生长。菌落，是指由单个微生物细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形成以母细胞为中心的一团肉眼可见的、有一定形态、构造等特征的子细胞集团。各种微生物在一定条件下形成的菌落特征，如大小、形状、边缘、表面、质地、颜色等，具有一定的稳定性，是衡量菌种纯度、辨认和鉴定菌种的重要依据。使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃， 这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物，以防止培养物的扩散。
16．（2019·全国Ⅰ卷）已知一种有机物X（仅含有C、H两种元素）不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌（目标菌）。
Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X（5 g/L）。
Ⅱ号培养基：氯化钠（5 g/L），硝酸铵（3 g/L），其他无机盐（适量），X（15 g/L）。
Ⅲ号培养基：氯化钠（5 g/L），硝酸铵（3 g/L），其他无机盐（适量）。X（45 g/L）。
回答下列问题。
（1）在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的是 。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是 。
（2）若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会 ，其原因是 。
（3）Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是 。
（4）假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供 和 。
【答案】（1）牛肉膏、蛋白胨；X
（2）下降；不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖
（3）稀释涂布平板法
（4）能量；合成其他物质的原料
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；测定某种微生物的数量；培养基对微生物的选择作用；培养基概述及其分类
【解析】【解答】（1）Ⅰ号培养基中含有N元素的物质只有牛肉膏蛋白胨，Ⅱ、Ⅲ号培养基中氯化钠，硝酸铵和其他无机盐都不含碳元素，所以惟一碳源只能是有机物X。
（2）Ⅱ号液体培养基中惟一碳源为有机物X，所以不能分解有机物X的细菌无法获得碳元素，故其无法合成细胞所需的有机物，细胞将会死亡。
（3）该问的关键点在于计数，但是由于平板划线法不能计数，而稀释涂布平板法能计数，所以该空填稀释涂布平板法。
（4）丙酮酸为呼吸作用的原料，且元素组成为C，H，O，所以能为细菌生长提供能量和碳源。
故答案为：（1）牛肉膏蛋白胨 有机物X （2）下降 不能降解有机物X的细菌无法繁殖
（3）稀释涂布平板法 （4）能量和碳源
【分析】1．培养基的概念、种类及营养构成
(1)概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。
(3)营养构成：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
2、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的方法：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。
3、接种方法：平板划线法和稀释涂布法。
（1）平板划线操作：
①挑取他含菌样品：选用平整、圆滑的接种环，按无菌操作法挑取少量菌种。
②划A区：将平板倒置于煤气（酒精）灯旁,左手拿出皿底并尽量使平板垂直于桌面，有培养基一面向着煤气灯（这时皿盖朝上，仍留在煤气灯旁)，右手拿接种环先在A区划3—4条连续的平行线(线条多少应依挑菌量的多少面定）。划完A区后应立即烧掉环上的残菌，以免因菌过多而影响后面各区的分离效果。在烧接种环时，左手持皿底并将其覆盖在皿盖上方(不要放入皿盖内)，以防止杂菌的污染。
③划其他区：将烧去残菌后的接种环在平板培养基边缘冷却一下，并使B区转到上方，接种环通过A区（菌源区）将菌带到B区，随即划数条致密的平行线。再从B区作C区的划线。最后经C区作D区的划线，D区的线条应与A区平行，但划D区时切勿重新接触A、B区，以免极该两区中浓密的菌液带到D区，影响单菌落的形成。随即将皿底放入皿盖中。烧去接种环上的残菌。
④等平板凝固后，将平板倒置。
（2）稀释涂布法：是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，在适宜条件下培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。能够测定样品中活菌数的方法是：稀释涂布平板法。
17．（2018·全国Ⅱ卷）在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。
回答下列问题：
（1）在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具 (填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。
（2）牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬间消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是 。
（3）密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能 。在照射前，适量喷洒 ，可强化消毒效果。
（4）水厂供应的自来水通常是经过 （填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”）消毒的。
（5）某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是 。
【答案】（1）可以
（2）可以杀死牛奶中的微生物，并且使牛奶的营养成分不被破坏
（3）破坏DNA结构；石炭酸或煤酚皂溶液
（4）氯气
（5）加热灭菌锅时没有排尽锅内的冷空气
【知识点】微生物的分离和培养
【解析】【解答】（1）玻璃和金属材质的实验器具能耐高温且需要保持干燥可以用干热灭菌法灭菌（2）巴氏消毒法可以用于一些不耐高温的液体的消毒，如牛奶，可以杀死牛奶中的微生物，并且使牛奶的营养成分不被破坏。（3）照射前适量喷洒石碳酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。（4）氯气具有强氧化性可以用于水源消毒。（5）高压蒸汽灭菌主要是靠温度，如果不排除冷空气，冷空气热膨胀后对压力锅的工作压力是有贡献的，当压力达到要求了，但工作温度低于显示温度。所以应排尽冷空气。
【分析】实验室常用的灭菌方法：
煮沸法：煮沸（100℃）5~6分钟，可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。
巴氏消毒法：70~75℃煮30分钟或80℃煮15分钟，可以用于一些不耐高温的液体的消毒，如牛奶，可以可以杀死牛奶中的微生物，并且使牛奶的营养成分不被破坏
化学药剂法：氯气消毒水源
灼烧灭菌法：可以用于接种工具（接种环、接种针或其他金属）和试管口瓶口等的消毒。
干热灭菌：能用于能耐高温需要保持干燥的物品的消毒，如：玻璃器皿和金属用具。
高压蒸汽灭菌：高压蒸汽灭菌主要是靠温度，如果不排除冷空气，冷空气热膨胀后对压力锅的工作压力是有贡献的，此时压力和温度就不能一一对应了，显示的温度比工作温度要高。
紫外线照射：可用于接种室、接种箱和超净工作台的消毒，照射前适量喷洒石碳酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。
18．（2018·全国Ⅱ卷）某种荧光蛋白（GFP）在紫外线或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5’末端，获得了L1-GFP融合基因（简称甲），并将其插入质粒PO。构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切点的示意图如下，图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。
回答下列问题：
（1）据图推断，该团队在将甲插入质粒PO时，使用了两种限制酶，这两种酶是 .使用这两种酶进行酶切是为了保证 ，也是为了保证 .
（2）将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色的荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了 和 过程。
（3）为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的 移入牛的 中，体外培养，胚胎移植等。
（4）为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的 (填”mRNA””总RNA”或”核DNA”)作为PCR模板。
【答案】（1）E1和E4；甲的完整性；甲与载体正确连接
（2）转录；翻译
（3）细胞核；去核卵母细胞
（4）核DNA
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；动物体细胞克隆；基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】（1）用E1和E4限制酶同时处理质粒和L1-GFP融合基因，使质粒PO产生与L1基因相同的5＇末端和与GFP基因相同的3＇末端从而使目的基因插入质粒后可以正确连接，而且不会破坏L1-GFP融合基因的完整性，如果使用E2或E3会破坏融合基因的完整性。（2）荧光蛋白（GFP）在紫外线或蓝光激发下会发出绿色荧光，若在细胞中观察到了绿色荧光说明细胞合成了荧光蛋白，说明L1-GFP融合基因得到了表达即完成了转录和翻译。（3）高度分化的动物细胞只有细胞核具有全能性，要想培育克隆牛应将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入牛的去掉细胞核的卵母细胞，体外培养，胚胎移植等。（4）核DNA甲只有融合在受体细胞的核DNA中才能使克隆牛的不同组织细胞都含有甲，所以用PCR鉴定的模板应为核DNA。
【分析】（1）基因表达载体应包括：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因，GFP基因即为标记基因，如果使用E2或E3会破坏L1-GFP融合基因的完整性，影响其与质粒的正确连接。（2）动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。（3）甲只有融合在受体细胞的核DNA中才能使克隆牛的不同组织细胞都含有甲，所以用PCR鉴定的模板应为核DNA。
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