2024届高三生物二轮复习非选择题题型练：生物技术实践（含答案）

生物技术实践练习
1.甘蔗既是人们喜爱的一种食品，又是制取蔗糖的重要原材料。甘蔗渣用途广泛，除用作燃料、造纸等之外，近年来研究人员还发现有其他经济价值。回答下列问题：
（1）甘蔗渣中含有一种多酚类物质，该物质具有预防鸡和鸡蛋感染沙门氏菌的作用，因而能够降低鸡的死亡率。该物质可用萃取法提取。萃取前需将原料干燥和粉碎，干燥和粉碎目的分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，萃取效率主要取决于萃取剂的　　　　　　　　。
（2）为了解甘蔗渣中微生物的数量，称取甘蔗渣样品，转入99 mL无菌水中，经梯度稀释后，获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1 mL菌悬液涂布在固体培养基上，其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了32个菌落，每克甘蔗渣中微生物数量为　　　　个。
（3）甘蔗渣中富含纤维素，人们发现醋酸菌也能合成纤维素，因此筛选优良菌株可以用于工业化生产细菌纤维素。制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至　　　　　　性，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为　　　　。
（4）甘蔗渣堆积过程中会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。（简要写出实验步骤和预期结果）。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.橘子中含有丰富的碳水化合物、胡萝卜素、蛋白质维生素C、维生素B、维生素E、有机酸、膳食纤维、钙、铁、锌等。某生物兴趣小组利用橘子制作橘子果酒，大致流程如下：将橘子去皮榨汁→倒入发酵瓶至2/3处→添加适量的糖→用温水活化酵母并倒入发酵瓶→发酵15天→橘子酒。回答下列问题：
（1）橘子榨汁时可加入一定量的果胶酶，目的是　　　　　　　　。橘子汁不能装满发酵瓶的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）根据实际经验，添加适量的糖能够增加酒精度，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。枸橼酸是橘子中一种重要的有机酸，其含量会影响橘子酒的风味，相对含量在4.5左右为宜；枸橼酸还能参与动物血液中脂质的运输，人体中另一种具有类似功能的脂类物质是　　　　。
（3）该生物兴趣小组继续研究了酵母菌接种量对酒精度及枸橼酸相对含量的影响，结果如图所示。据图可知橘子酒中酒精含量高且风味最佳时，酵母菌的最适接种量为　　　　。随着酵母菌接种量的增大，酒精度和枸橼酸都不再增加，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）该生物兴趣小组用橘皮提取橘皮精油时，不用水中蒸馏法的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。橘皮精油都用黑色不透光的瓶子包装，原因可能是　　　　　　　　　　　　　　。
3.在生物技术实践中，实验中各种材料的处理和操作时间的长短将影响实验的结果，请回答相关问题：
（1）在腐乳制作过程中，卤汤中酒的含量应控制在12%左右，当酒精含量过高时，腐乳成熟的时间将会延长，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）在泡菜制作过程中，影响亚硝酸盐含量的因素有：腌制时间、　　　　　　　　等；在测定亚硝酸盐含量时，需将显色反应后的待测样品与　　　　　　　　　　　　　进行目测比较，大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
（3）利用稀释涂布平板法对细菌进行计数时，需每隔24 h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在菌落数目稳定时，一般选取菌落数在　　　　的平板进行计数。
（4）在橘皮精油的提取中，需将柑橘皮干燥去水，并用　　　　浸泡，浸泡的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，
从而提高出油率；若要探究浸泡时间对出油率的影响，则对照组为　　　　　　　　　　　。
4.（1）某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中，准备从猪的血液中初步提取血红蛋白，设计的“血红蛋白提取、分离流程图”如下：
实验准备（配制缓冲液、血细胞悬液）→样品处理（洗涤、破碎、离心等）→蛋白质粗分离（透析）→纯化、纯度鉴定（凝胶色谱法、电泳等）
请回答下列有关问题：
样品处理中红细胞的洗涤要用　　　　　　反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH＝7.014的缓冲液并充分搅拌，可以破碎红细胞，破碎细胞的原理是　　　　　　。电泳利用了待分离样品中各种分子的　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。
（2）某年我国某地由于柑橘大实蝇的危害，橘农遭受到了很大的损失，当地政府想尽一切办法帮助橘农尽量减少损失。橘皮精油的提取之所以不采取水蒸气蒸馏法，是因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分　　　　等问题。从橘皮中提取的橘皮精油的特点是　　　　，具有诱人的橘香味。
（3）请回答下列有关“胡萝卜素提取”的问题。
①图甲为提取胡萝卜素的装置示意图，请指出图中一处错误并改正：　　　　　　　　　　　　　　。
②图乙是胡萝卜素粗品鉴定装置示意图，图乙中⑤为　　　　，实验过程中点样时应注意　　　　　　　　　　　　　　　。
5.将微生物接种在只缺少某种营养物质的基础培养基中，再将所缺的营养物质点植于平板上，该营养物质便逐渐扩散于植点周围。该微生物若需要此种营养物质，便在这种营养物质扩散处生长繁殖，形成肉眼可见的菌落圈，这种测定微生物营养需求的方法称为生长谱法。某兴趣小组尝试用生长谱法测定某种大肠杆菌对糖类（碳源）的需求情况，操作流程如下：
Ⅰ.培养基的制备。该小组所用无碳培养基配方如表（加水定容至1 L）：
成分 NaCl KH2PO4 K2HPO4 （HN4）2SO4 MgSO4·7H2O 琼脂
质量/g 1 0.5 0.5 2 0.2 20
同时配制质量分数为10%的葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖溶液各50 mL。
Ⅱ.将大肠杆菌悬液与溶化并冷却至50 ℃的固体培养基混匀，倒平板。
Ⅲ.将已凝固的平板背面用记号笔划分为四个区，并注明要点植的糖类名称。
Ⅳ.通过无菌操作分别加入蘸有不同糖类的无菌滤纸片，待平板吸收干燥后倒置培养24小时。
结合所学知识，回答下列问题：
（1）无碳培养基配方中加入（NH4）2SO4的目的是　　　　　　　。对培养基及糖溶液通常采用的灭菌方法是　　　　　　　　。倒平板后用　　　　　　　　法进行接种。
（2）该小组发现最终在培养基的四个区内均有菌落圈产生，但大小不同，据此得到的初步结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）生长谱法还可用于某些营养缺陷型菌株（失去合成某种生长因子能力的菌株）的筛选和鉴定，例如大肠杆菌经紫外线诱变处理后会产生一些营养缺陷型突变个体，现已纯化并制备出某营养缺陷型的菌悬液，但不清楚是氨基酸缺陷型、维生素缺陷型还是氨基酸—维生素缺陷型，某生物兴趣小组用生长谱法设计实验进行鉴定，请将他们的实验设计补充完整。
实验思路：将菌悬液与溶化并冷却至50 ℃的不含氨基酸和维生素的基础培养基混匀，倒平板；将培养基划分成两个相等的区域A、B；A区　　　　　　、B区　　　　　　　　　；在适宜温度下培养，观察菌落产生的区域。
实验结果及结论　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
6.市政污泥堆肥过程中大量释放的含硫臭气不仅会污染周围环境，也会降低堆肥质量。研究人员按照如图所示流程从污泥堆肥物料中筛选纯化出一株耐高温硫氧化菌LYH-1。
（1）实验中用到的培养基常用高压蒸汽灭菌，该方法能灭菌的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）③过程配置一系列不同浓度的菌液，如何确定样品的稀释操作是否成功？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（答出两点即可）。
（3）涂布平板后每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止　　　　　　　　　　　。观察菌落　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ 答出两点即可）进行菌种的初步鉴定。
（4）⑤过程发现以葡萄糖为碳源时，LYH-1菌株硫氧化产物硫酸盐产量最高，葡萄糖在LYH-1菌株生长代谢过程中的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（答出两点即可）。
（5）将筛选出的LYH-1菌株连续培养多代，将每一代都接种在适宜培养基上，在55 ℃高温条件下培养，比较硫酸盐的生产量。若　　　　　　　　　　　　　　　　　，说明其能稳定遗传。
（6）从LYH-1菌体中提取分离硫氧化酶，可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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
在制备硫氧化酶时，一般不宜采用包埋法，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
7.果胶酶广泛应用于果汁和果酒的加工工业，研究人员利用海藻酸钠和CaCl2固定化果胶酶产生菌——黑曲霉菌，研究了固定化黑曲霉菌随着使用次数的增加对苹果汁出汁率的影响，每组测定了苹果原浆的质量（m1）和离心后苹果渣的质量（m2），实验结果如图所示。回答下列问题：
（1）果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，其中包括　　　　　　　　　　　　　　　　　（答出三个）。
（2）根据测定结果，各组的出汁率可以用　　　　表示，从实验结果可以得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　；固定化黑曲霉菌使用第10次时，果胶酶对果胶　　　　（填“有”或“没有”）分解作用。
（3）固定化黑曲霉菌不宜采用物理吸附法或化学结合法，原因是　　　　　　　　　　　　　　；固定过程中溶化海藻酸钠时应采用　　　　　　　　的方法，以防止焦糊。
答案：
1.解析：（1）萃取前将原料干燥、粉碎的目的是有利于萃取剂溶解该多酚类物质，使原料与萃取剂充分接触，萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。（2）称取1 g甘蔗渣样品，转入99 mL无菌水中，制备成菌悬液（该过程中已经稀释了100倍），经梯度稀释后，分别取0.1 mL菌悬液涂布在固体培养基上，其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了32个菌落，则该样本中每克甘蔗渣约含微生物＝32×100×10÷0.1＝3.2×105个。（3）醋酸菌属于细菌，故制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至中性或微碱性；灭菌后在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是使培养基不透明，从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈，这是因为醋酸菌产生的醋酸可分解碳酸钙，产生透明圈；在缺少糖源的液体培养基中醋酸菌以乙醇为碳源，先把乙醇氧化为乙醛，再把乙醛氧化为醋酸。（4）由于醋酸菌是好氧菌，而乳酸菌是厌氧菌，为将醋酸菌和乳酸菌进行分析，可先将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小。若菌落继续生长，且透明圈增大，则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落。故实验步骤：将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小。预期结果：若菌落继续生长，且透明圈增大，则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落。
答案：（1）有利于萃取剂溶解花色苷，使原料与萃取剂充分接触　性质和使用量　（2）3.2×105　（3）中性或微碱　使培养基不透明，从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈　碳源　（4）实验步骤：将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小。预期结果：若菌落继续生长，且透明圈增大，则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落。
2.解析：（1）橘子榨汁时可加入一定量的果胶酶和纤维素酶，可以分解植物细胞壁，从而增加果汁的体积和提高澄清度。橘子汁不能装满发酵瓶，通常留下约三分之一的空间，其原因有二：一是酒精发酵过程中会产生大量二氧化碳气体，容易使发酵液中气压过大而造成发酵液溢出；二是发酵初期瓶内适量的氧气有利于酵母菌迅速繁殖。（2）细胞呼吸以糖类为底物，糖可为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质，可以作为酒精发酵的原料。枸橼酸还能参与动物血液中脂质的运输，人体中胆固醇也具有类似功能。（3）据图可知，酵母接种量为0.20%时，橘子酒中酒精含量高、枸橼酸含量高，风味最佳。随着酵母菌接种量的增大，需要消耗大量的糖类用于酵母菌的生长、繁殖，用于酒精发酵的糖类减少，从而使酒精和枸橼酸的量不再增加。（4）水中蒸馏会导致橘皮焦糊和有效成分水解，故提取橘皮精油时不用水中蒸馏法。橘皮精油都用黑色不透光的瓶子包装，原因可能是橘皮精油在光下容易分解。
答案：（1）增加果汁的体积和提高澄清度　酒精发酵过程中会产生二氧化碳气体，容易使发酵液中气压过大而造成发酵液溢出；初期瓶内的空气有利于酵母菌迅速繁殖　（2）糖可为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质，还可作为酵母菌酒精发酵的原料　胆固醇　（3）0.20%　酵母菌接种量过大，大量的糖类用于酵母菌的生长、繁殖，用于酒精发酵的糖类减少　（4）水中蒸馏会导致橘皮焦糊和有效成分水解　橘皮精油在光下容易分解
3.解析：（1）在腐乳制作过程中，卤汤中酒的含量应控制在12%左右，当酒精含量过高时，腐乳成熟的时间将会延长，是因为高浓度的酒精对蛋白酶和脂肪酶的抑制作用较大，从而使得成熟期延长。（2）在泡菜制作过程中，影响亚硝酸盐含量的因素有：腌制时间、温度和食盐用量等；在测定亚硝酸盐含量时，需将显色反应后的待测样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。（3）利用稀释涂布平板法对细菌进行计数时，需每隔24 h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，其目的是防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。在菌落数目稳定时，一般选取菌落数在30～300的平板进行计数。（4）在橘皮精油的提取中，需将柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡，浸泡的目的是破坏细胞结构、分解果胶和防止橘皮压榨时滑脱，从而提高出油率；若要探究浸泡时间对出油率的影响，实验组是利用石灰水浸泡，则对照组为未经石灰水浸泡处理的样品。
答案：（1）高浓度的酒精对蛋白酶和脂肪酶的抑制作用较大，从而使得成熟期延长　（2）温度和食盐用量　已知浓度的标准显色液　（3）防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目　30～300　（4）石灰水　破坏细胞结构、分解果胶和防止橘皮压榨时滑脱　未经石灰水浸泡处理的样品
4.解析：（1）样品处理中红细胞的洗涤要用生理盐水反复冲洗、离心。破碎细胞的原理是渗透原理，即当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破。电泳利用了待分离样品中各种分子的带电性质以及分子大小、形状等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。（2）橘皮精油的提取之所以不采取水蒸气蒸馏法，是因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题。从橘皮中提取的橘皮精油的特点是无色透明，具有诱人的橘香味。（3）①萃取过程中宜采用水浴加热，这是因为有机溶剂是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸，故图甲中应避免明火加热，而采用水浴加热。②鉴定胡萝卜素采用的是纸层析法，结合图分析可知，图乙中⑤是样品原点，实验过程中点样时应注意快速细致并注意保持滤纸干燥。
答案：（1）生理盐水　渗透原理（当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破）　带电性质以及分子大小、形状　（2）水解　无色透明　（3）①应避免明火加热，而采用水浴加热　②样品原点　快速细致并注意保持滤纸干燥
5.解析：（1）无碳培养基配方中加入（NH4）2SO4的目的是提供氮源（供微生物合成含氮有机物）。常用的灭菌方法：干热灭菌法、灼烧灭菌法、高压蒸汽灭菌法。对培养基及糖溶液通常采用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。倒平板后用稀释涂布平板法进行接种。（2）培养基的四个区中含有不同的糖类（葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖），若在培养基的四个区内均有菌落圈产生，说明大肠杆菌可以利用四种糖类，但大小不同，说明大肠杆菌对四种糖类的利用程度不同。（3）要通过生长谱法探究大肠杆菌属于氨基酸缺陷型、维生素缺陷型还是氨基酸—维生素缺陷型，本实验的自变量为点植物质的种类（氨基酸还是微生物），因变量为菌落产生的区域。实验思路为：可以将菌悬液与溶化并冷却至50 ℃的不含氨基酸和维生素的基础培养基混匀，倒平板；将培养基划分成两个相等的区域A、B；A区点植氨基酸、B区点植维生素；在适宜温度下培养，观察菌落产生的区域。若大肠杆菌为氨基酸缺陷型，需提供氨基酸的才能生长繁殖，则菌落只在A区产生；若大肠杆菌为维生素缺陷型，需提供维生素的才能生长繁殖，则菌落只在B区产生；若大肠杆菌为氨基酸—维生素缺陷型，需提供氨基酸和维生素的才能生长繁殖，则菌落产生在AB交界处。
答案：（1）提供氮源（供微生物合成含氮有机物）　高压蒸汽灭菌　稀释涂布平板　（2）大肠杆菌可以利用四种糖类（葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖）作为碳源，但利用的程度不同　（3）点植氨基酸　点植维生素　若菌落只在A区产生，则为氨基酸缺陷型；若菌落只在B区产生，则为维生素缺陷型；若菌落产生在AB交界处，则为氨基酸—维生素缺陷型
6.解析：（1）实验中用到的培养基常用高压蒸汽灭菌，该方法能灭菌的原理是：高温破坏了构成菌体的蛋白质结构，使蛋白质变性失活，从而达到杀死细菌的目的。（2）涂布分离菌种之前要先进行一系列梯度的稀释，稀释的要求可以参考平板上的菌落数目在30～300或者至少有两个平板的菌落数目相接近，太少或太多都要重新调整稀释倍数。（3）选取菌落数目稳定时的记录作为结果，可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目；不同的菌种会形成不同的菌落，观察菌落的颜色、形状、大小、隆起程度可以进行菌种的初步鉴定。（4）葡萄糖在LYH-1菌株生长代谢过程中的作用是：既可以作为能源物质为LYH-1菌株生长提供能量，代谢中间物质也可以为其他有机物的合成提供原料。（5）稳定遗传说明菌株的性能较稳定，可以从每代硫酸盐产量是否一致进行判断。（6）SDS是阴离子去污剂，可以使蛋白质发生完全变性，消除蛋白质所带净电荷对迁移速率的影响；包埋法的原理是将微生物细胞截留在水不溶性的凝胶聚合物孔隙的网络空间中，酶分子体积小容易从包埋材料中漏出，因此一般不采用包埋法。
答案：（1）高温破坏了构成菌体的蛋白质结构，使蛋白质变性失活　（2）平板上的菌落数目在30～300；至少有两个平板的菌落数目相接近　（3）因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目　颜色、形状、大小、隆起程度　（4）提供能量、为其他有机物的合成提供原料　（5）每代硫酸盐产量基本一致　（6）使蛋白质发生完全变性，消除蛋白质所带净电荷对迁移速率的影响　酶分子体积小容易从包埋材料中漏出
7.解析：（1）果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶。（2）出汁率可以用压榨后质量的减少量与初始质量的比值表示，苹果原浆的质量为m1，苹果渣的质量为m2，苹果汁的质量为m1－m2，因此出汁率可以用×100%表示；由实验结果可知，随着固定化黑曲霉菌使用次数的增多，黑曲霉菌中的果胶酶对果胶分解的促进作用减弱，因此出汁率下降；当固定化黑曲霉菌使用第10次时与未使用固定化黑曲霉菌时相比，出汁率更高，因此第10次时果胶酶对果胶仍然具有分解作用。（3）固定化细胞一般不采用物理吸附法或化学结合法，理由是细胞体积大，难以被吸附或结合；固定化过程中，溶化海藻酸钠时要采用小火或间断加热的方法，以防止焦糊。
答案：（1）多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶　（2）×100%　随着固定化黑曲霉菌使用次数的增多，苹果果汁的出汁率降低　有　（3）细胞体积大，难以被吸附或结合　小火或间断加热