专题6
植物有效成分的提取
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1提取玫瑰精油的玫瑰花采收的时期为( )
A.花蕾期 B.初花期 C.盛花期
D.败花期
解析:提炼玫瑰精油的玫瑰花要在盛花期采收,因为此时花朵的玫瑰油含量最高。
答案:C
2以下对植物有效成分提取方法的叙述,不正确的是
( )
A.萃取法提取胡萝卜素
B.纸层析法鉴定提取胡萝卜素的样品
C.水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油
D.压榨法提取胡萝卜素
解析:由于胡萝卜素不溶于水,微溶于乙醇,易溶于有机溶剂,所以对胡萝卜素的提取应采用有机溶剂萃取法。
答案:D
3不少植物器官可用于提取植物芳香油,下面所列芳香油在茎和叶中提取的是( )
A.薄荷油
B.玫瑰油
C.橘皮油
D.茴香油
解析:薄荷油、玫瑰油、橘皮油、茴香油依次从茎和叶、花、果皮、果实和种子中提取。
答案:A
4下列关于胡萝卜素的叙述,错误的是( )
A.胡萝卜素可用于治疗幼儿生长发育不良、干皮症等
B.胡萝卜素可从大面积养殖的岩藻中提取
C.提取胡萝卜素时,可采用石油醚、苯、酒精、丙酮等作溶剂
D.萃取过程中要采用水浴加热
解析:提取胡萝卜素时,常用的萃取剂是石油醚,酒精、丙酮与水互溶,苯沸点低。
答案:C
5植物芳香油一定具有的特性是( )
A.具有芳香的气味
B.化学性质比较稳定
C.由植物细胞合成
D.用蒸馏法提取
解析:不同植物的芳香油具有不同的气味;有些植物芳香油化学性质不稳定,易水解,不能用蒸馏法提取;植物芳香油一定由植物细胞合成。
答案:C
6下列与生物技术实践有关的说法,正确的是( )
A.无菌技术只是为了防止实验室的培养物被其他外来微生物污染
B.植物组织培养过程中,在先含有生长素的培养基中加入细胞分裂素导致细胞不分化
C.血红蛋白的提取实验中,往新鲜血液中加入柠檬酸钠的目的是促进血红蛋白的释放
D.乙醇和丙酮能溶于水,比较适合用于萃取胡萝卜素
解析:无菌技术不仅是为了防止实验室的培养物被其他外来微生物污染,还能有效避免操作者自身被微生物感染,A项不正确。植物组织培养过程中,植物激素的使用顺序影响培养结果,先使用生长素,再使用细胞分裂素,有利于细胞分裂,但细胞不分化,B项正确。血红蛋白的提取实验中,往新鲜血液中加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固,C项不正确。胡萝卜素的萃取剂需选择水不溶性有机溶剂,而乙醇和丙酮能溶于水,不适合用于萃取胡萝卜素,D项不正确。
答案:B
7下列对从橘皮中提取橘皮油的操作过程的叙述,错误的是( )
A.橘皮中含有的橘皮油的量较多,因此可以用机械压力直接榨出
B.为了提高出油率,需要将橘皮干燥并去除水分
C.在设计压榨装置时,要考虑容器能够承受的压力范围,防止将容器压破,导致实验失败和发生安全事故
D.将压榨液倒入分液漏斗,静置5~7
d,排去下层的沉淀物及水分,即可得到澄清的橘皮油
解析:将压榨液倒入分液漏斗,静置5~7
d,使水分与杂质下沉,然后将上层橘皮油吸出,其余过滤,滤液与上层橘皮油合并,成为最终的橘皮精油。
答案:D
8下列关于蒸馏装置进水口和出水口的说法,正确的是
( )
A.水充满冷凝管后,要封闭进水口和出水口
B.出水口的位置高于进水口
C.进水口的水温高于出水口
D.玫瑰油从进水口进入,从出水口排出
解析:冷水源源不断地从进水口进入,吸收了蒸馏气的热量后,从出水口排出;出水口的位置高于进水口;冷凝管中的水通道和蒸馏气通道并不相通。
答案:B
9为了增加胡萝卜素的萃取量,应该( )
A.尽量使用含水量多的胡萝卜
B.尽量使用粉碎的胡萝卜颗粒
C.尽量使用水溶性强的有机溶剂
D.尽量在常温条件下萃取
解析:胡萝卜素不溶于水,而溶于有机溶剂,因此萃取胡萝卜素时应选用水不溶性的有机溶剂作为萃取剂,同时应降低原料的含水量;为了增加胡萝卜素的萃取量,应将胡萝卜粉碎后再使用,以增加胡萝卜与萃取剂的接触面积;还应加热处理,以促进胡萝卜素快速地进入和溶解于萃取剂。
答案:B
10下列物质中不含O元素的是( )
A.蛋白质
B.DNA
C.胡萝卜素
D.脂肪
解析:蛋白质含C、H、O、N等元素(也有的含S);DNA分子含有C、H、O、N、P等元素;胡萝卜素是C、H化合物,不含O元素;脂肪含C、H、O等元素。
答案:C
11在提取橘皮精油的操作中,应该注意的问题是( )
①橘皮在石灰水中浸泡时间为10
h以上 ②橘皮要浸透,压榨时才不会滑脱 ③压榨液的黏稠度要高,从而提高出油率 ④压榨时加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4
A.①②③
B.②③④
C.①②④
D.①③④
解析:橘皮要在石灰水中充分浸泡,使橘皮浸透,压榨时才不会滑脱,并且压榨液的黏稠度不能太高,以免过滤时堵塞筛眼;为了使橘皮精油易与水分离,压榨时需要加入适量的NaHCO3和Na2SO4。
答案:C
12作为萃取胡萝卜素的有机溶剂,下列不符合实验要求的是( )
A.能充分溶解胡萝卜素
B.与水混溶
C.对人无毒害作用
D.易与产品分离
解析:选择萃取剂的基本原则:具有较高的沸点,能充分溶解胡萝卜素,不与水相混溶、萃取效率高,对人无毒害作用,易与产品分离,不影响产品质量。
答案:B
13使用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油,是因为( )
A.玫瑰精油化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏
B.玫瑰精油化学性质稳定,难溶于水,难溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏
C.玫瑰精油化学性质不稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂,不能随水蒸气一同蒸馏
D.玫瑰精油化学性质不稳定,难溶于水,难溶于有机溶剂,不能随水蒸气一同蒸馏
解析:玫瑰精油化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏,故可用蒸馏法提取。
答案:A
14植物芳香油生产的原料采自植物的花、茎、叶、果实、根等部位,出油量的多少及油的品质与多种因素有关,下列对材料的处理,错误的是( )
A.应及时采收
B.摘收部位要符合要求
C.对原料应及时进行处理
D.摘收后不能马上加工,应停放一段时间后加工
解析:影响材料出油量的因素很多,主要有采收时间、取材部位、处理时间等。
答案:D
15下列有关用蒸馏法提取玫瑰精油的叙述,错误的是
( )
A.蒸馏温度高,水和玫瑰精油挥发得就容易,所以在高温下蒸馏效果好一些
B.为了充分蒸馏玫瑰精油,应该在较低温度下延长蒸馏时间
C.在乳浊液分层时,为了有利于水和油层的分开,向乳浊液中加入NaCl
D.水和油层分开后,应在初提取的玫瑰精油中加入适量的无水Na2SO4吸去残留的水分,放置过夜,经过滤除去固体Na2SO4后,就可以得到玫瑰精油
解析:蒸馏温度太高、时间太短,玫瑰油的品质就比较差,如果要提高品质,就需要在较低温度下延长蒸馏时间;向乳浊液中加入NaCl,增加水的密度,有利于水和油分层,通过分液漏斗除去水,得到初提取的玫瑰油;再加入适量的无水Na2SO4吸去残留的水分,放置过夜,过滤除去固体Na2SO4后,就可以得到玫瑰油。
答案:A
16下图是提取橘皮精油的实验流程图,下列有关说法不正确的是( )
①石灰水浸泡→②漂洗→③压榨→④过滤→⑤静置→⑥再次过滤→橘皮油
A.①步之前一般对橘皮进行干燥去水处理
B.为了使橘皮油与水容易分离,需加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4,调节pH到7~8
C.⑥再次过滤时,用纱布过滤即可
D.若对橘皮直接进行压榨,出油率会较低
解析:由于鲜橘皮中含有大量的果蜡、果胶、水,若直接压榨,出油率会很低,故应先干燥去除水分,且用石灰水浸泡,以破坏细胞,水解果胶;压榨中为了利于油和水分离,应加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4,调节pH到7~8;该过程中两次过滤的目的不同,第一次过滤是用普通布袋除去固体物和残渣,第二次则是用滤纸除去少量水分和蜡质等杂质。
答案:C
17下列关于胡萝卜素的说法,错误的是( )
A.胡萝卜素只存在于叶绿体中
B.胡萝卜素广泛分布于植物的叶、根、果实中
C.胡萝卜素易溶于有机溶剂,不溶于水
D.胡萝卜素具有强抗氧化能力,还能吸收蓝紫光
解析:胡萝卜素广泛分布于植物的叶、根、果实中,易溶于有机溶剂,不溶于水,具有强的抗氧化能力,能吸收蓝紫光。
答案:A
18下列关于纸层析的叙述,错误的是( )
A.样品点不能浸泡在提取液中
B.点样时,应快速细致,形成大小一致的圆点
C.滤纸卷成筒状是为了增大吸收面积
D.石油醚可作为层析液
解析:层析液不能没及滤纸基线,否则点样处的胡萝卜素会溶解在层析液中,导致实验失败;点样时,应快速细致,形成大小一致的圆点,点样斑点不能太大;滤纸卷成筒状不能增大吸收面积,目的是使滤纸稳定地竖立在装置中;石油醚是不溶于水的有机溶剂,可作为层析液。
答案:C
19有人说胡萝卜生吃营养价值高,有人说胡萝卜熟吃营养价值高,并且在炒胡萝卜时要多放油,你认为哪种说法正确 ( )
A.两种都正确
B.前一种正确,后一种不正确
C.前一种不正确,后一种正确
D.两种都错误
解析:胡萝卜中最主要的营养成分是胡萝卜素,因胡萝卜素易溶于有机溶剂,在炒制时多加一些油,利于胡萝卜素溶解,有利于人体的吸收。
答案:C
20下图为胡萝卜素的纸层析结果示意图。下列有关说法正确的是( )
A.A、B、C、D
4点中,属于标准样品的样点是B和C,提取样品的样点是A和D
B.点样的要求是点样应该快速细致,圆点要小,每次点样前滤纸都要干燥
C.在图中的层析谱中,①和②代表的物质分别是其他色素或杂质、β-胡萝卜素
D.该层析的目的是β-胡萝卜素的鉴定
解析:胡萝卜素的鉴定一般采用纸层析法,其基线一般距底边2
cm,点样时,应该快速细致,圆点要小,每次点样时滤纸都要干燥;A、B、C、D
4点中,属于标准样品的样点是A和D,提取样品的样点是B和C;在图中的层析谱中,①和②代表的物质分别是β-胡萝卜素、其他色素和杂质,该层析的目的是鉴定胡萝卜素粗品。
答案:B
二、非选择题(共60分)
21(9分)回答与胡萝卜素有关的问题。
(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中,最主要的是 (填“α-胡萝卜素”“β-胡萝卜素”或“γ-
胡萝卜素”),该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子 ,后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症,该疾病称为 。胡萝卜素是 (填“挥发性”或“非挥发性”)物质。
(2)工业生产上,用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时, (填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。
(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂,应选用其中的 作为胡萝卜素的萃取剂,不选用另外一种的理由是 。
解析:(1)胡萝卜中含有的主要是β-胡萝卜素,β-胡萝卜素在人体内可转变成维生素A。维生素A缺乏可导致夜盲症。胡萝卜素没有挥发性。
(2)将新鲜的岩藻干燥可除去其中大量的水分,有利于胡萝卜素的提取。
(3)作为萃取胡萝卜素的萃取剂要有较高的沸点、能充分溶解胡萝卜素且与水不混溶。胡萝卜素虽可溶于乙醇,但乙醇是水溶性有机溶剂,萃取中能与水混溶而影响萃取效果,所以不能用乙醇作萃取剂。
答案:(1)β-胡萝卜素 维生素A 夜盲症 非挥发性
(2)需要
(3)乙酸乙酯 萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶,而乙醇为水溶性有机溶剂(其他合理答案:也可)
22(16分)下列是与芳香油提取相关的问题,请回答下面的问题。
(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取,其理由是玫瑰精油具有 的性质。
(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时,蒸馏过程中,影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和 。当原料量等其他条件一定时,提取量随蒸馏时间的变化趋势是
。
(3)如果蒸馏过程中不进行冷却,则精油提取量会 ,原因是
。
(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度 的地方,目的是 。
(5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如右图所示。提取精油时采摘花的最合适时间为
d左右。
(6)从薄荷叶中提取薄荷油时 (填“能”或“不能”)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法,理由是
。
解析:(1)玫瑰精油易挥发、难溶于水、化学性质稳定,适于用水蒸气蒸馏法提取。
(2)蒸馏过程中,蒸馏时间和蒸馏温度影响精油的提取量,一定时间内蒸馏时间越长提取的精油量越多,直至原料中所含精油蒸发完。
(3)蒸馏过程中若无冷却过程,部分精油会随水蒸气挥发,导致提取量减少。
(4)玫瑰精油易挥发,应存放在温度较低的地方。
(5)由题图知,在a天左右花中精油含量相对较高。
(6)薄荷油与玫瑰精油化学性质相似,也可用水蒸气蒸馏法提取。
答案:(1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定
(2)蒸馏温度 在一定的时间范围内提取量随蒸馏时间的延长而增加,超过一定时间后提取量不再增加
(3)减少 部分精油会随水蒸气挥发而流失
(4)较低 减少挥发
(5)a
(6)能 薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似
23(10分)生物组织中存在多种有机物,不同有机物的提取与鉴定方法不尽相同。请根据所学知识,回答下列问题。
(1)在香料工业提取的“液体黄金”玫瑰精油中,要求不含有任何添加剂或化学原料,其提取方法主要是 ;玫瑰精油的提取需大量原料,通常采用 技术实现玫瑰的快速繁殖。
(2)橘皮精油具有诱人的橘香味,是食品、化妆品和香水配料的优质原料,具有很高的经济价值,主要通过 法提取。
(3)用萃取法提取胡萝卜素,萃取的效率主要取决于 ,同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响;在对新鲜胡萝卜进行干燥时,要注意控制 ,否则会引起胡萝卜素的分解;提取的胡萝卜素粗品可通过 法进行鉴定。
(4)凝胶色谱法是根据 分离蛋白质的有效方法;电泳分离法是根据各种物质分子的 的不同,使待分离样品中各分子的迁移速度不同而实现分子分离的。
解析:(1)玫瑰精油不能含有任何化学原料,所以不能用萃取法,而其又具有挥发性较强等特点,适于水蒸气蒸馏法;植物组织培养技术可实现玫瑰的快速繁殖。
(2)橘皮精油的有效成分在水蒸气蒸馏时会发生部分水解,且又会产生原料焦糊的问题,故一般采用压榨法。
(3)萃取法的萃取效率在原料相同时主要取决于萃取剂的性质和使用量。
(4)凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法;电泳法是根据待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度从而实现样品中各种分子的分离。
答案:(1)水蒸气蒸馏法 植物组织培养
(2)压榨
(3)萃取剂的性质和使用量 温度和时间 纸层析
(4)相对分子质量的大小 带电性质的差异、分子的大小和形状
24(10分)根据植物芳香油提取的相关知识,回答下列问题。
(1)玫瑰精油的提取可使用下图所示装置,这种方法叫 法;蒸馏时收集的蒸馏液 (填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油,原因是 。进水口是图中的 (填图中的编号)。
(2)柠檬芳香油的提取常用 法。
(3)胡萝卜素是 色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素常用 法,常选用 (填“水溶性”或“水不溶性”)有机溶剂。
解析:(1)不同的植物精油的提取方法不同,玫瑰精油稳定性强,难溶于水,用水蒸气蒸馏法提取。
(2)因为水中蒸馏易导致柠檬原料焦糊和其中的有效成分水解,所以柠檬芳香油的制备一般用压榨法。
(3)胡萝卜素是脂溶性的,所以常选用水不溶性有机溶剂进行萃取。
答案:(1)水蒸气蒸馏 不是 玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来,得到的是油水混合物 ③
(2)压榨
(3)橘黄 萃取 水不溶性
25(15分)柠檬全身都是宝,果皮可提取柠檬精油,果胚榨取的汁液既可生产高级饮料,又可生产高级果酒、果醋,种子可榨取高级食用油或者入药。柠檬果的综合利用如下图所示,请据图回答下列问题。
(1)柠檬精油与橘皮精油具有相似的化学性质,挥发性强,但是一般不采用蒸馏的方法提取,原因是 。高级食用油不易挥发,宜选用 法从柠檬种子中提取。
(2)使柠檬果汁变得澄清,通常要在图中A过程中添加果胶酶,生产用的果胶酶通常是从微生物细胞中提取的,果胶酶的纯化可以采用的方法是 ,使用前还要进行 的鉴定。
(3)图中B过程可用 检测酒精的生产量,经检测发现,酵母菌的数量适宜,但是没有酒精的生成,其原因最可能是 。
(4)图中由B过程转为C过程时,需要改变的条件是 。为了保证发酵质量,发酵用的菌种要经过纯化,可采用 法。
(5)图中A、B、C过程中为了降低生产成本,可采用 技术使酶或菌种重复利用。
解析:(1)由题可知,柠檬精油与橘皮精油化学性质相似,其在水蒸气蒸馏时易发生有效成分的水解,使用水中蒸馏法也易产生原料焦糊问题,因此一般不采用蒸馏法提取,通常采用压榨的方法提取。高级食用油不易挥发,因此不能采用蒸馏法提取,只能采用萃取或压榨的方法提取。
(2)果胶酶的化学本质是蛋白质,因此纯化的方法是凝胶色谱法或电泳法,提取到的酶用于生产前,通常要进行酶活性的鉴定。
(3)检测酒精的方法是利用酸性的重铬酸钾溶液,其现象是酒精可使酸性的重铬酸钾溶液变成灰绿色。酒精发酵的过程中,由于酵母菌是兼性厌氧菌,经检测酵母菌数量正常说明酵母菌能正常繁殖,而没有酒精生成,说明没有形成无氧环境。
(4)由于酒精发酵是无氧发酵,而醋酸发酵是需氧发酵,因此图中由B过程转为C过程时,需要改变的条件是通入无菌空气(或氧气)。微生物的纯化方法主要有平板划线法或稀释涂布平板法。
(5)图中A过程是利用酶催化单一化学反应,而图中B、C均为微生物细胞内进行的一系列酶促反应,因此A过程可采用固定化酶技术,而B、C过程均需采用固定化细胞技术。
答案:(1)柠檬精油的有效成分易发生分解且原料易焦糊 萃取(压榨)
(2)凝胶色谱法(电泳法) 酶活性
(3)酸性的重铬酸钾溶液 发酵装置没有密封
(4)通入无菌空气(或氧气) 平板划线(或稀释涂布平板)
(5)固定化酶和固定化细胞课题3 血红蛋白的提取和分离
基础巩固
1电泳过程中,什么样的分子迁移速度最快 ( )
A.纤维状、大分子 B.纤维状、小分子
C.球状、大分子
D.球状、小分子
解析:电泳是利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同将样品中各分子分离。一般来说,球状分子比纤维状分子移动速度快,小分子比大分子移动速度快。
答案:D
2蛋白质提取和分离分为哪几步 ( )
A.样品处理、凝胶色谱操作、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳
B.样品处理、凝胶色谱操作、纯化
C.样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定
D.样品处理、纯化、粗分离、纯度鉴定
答案:C
3选用红细胞作为分离蛋白质的实验材料,其原因是
( )
A.血红蛋白是有色蛋白
B.红细胞无细胞核
C.红细胞中血红蛋白含量高
D.红细胞中DNA含量高
解析:选用红细胞作为蛋白质分离的实验材料,是因为在红细胞的组成中,除水分以外,约90%是血红蛋白。
答案:C
4洗涤红细胞时,所采用的离心方法是( )
A.低速长时间离心
B.低速短时间离心
C.高速长时间离心
D.高速短时间离心
解析:高速或长时间离心,会导致白细胞和淋巴细胞一同沉淀,得不到纯净的红细胞,进而影响血红蛋白的提取纯度。
答案:B
5在蛋白质的提取和分离中,关于对样品处理及粗分离过程的分析,正确的是( )
A.洗涤红细胞的目的是去除血浆中的葡萄糖、无机盐
B.洗涤时离心速度过小,时间过短,白细胞等会沉淀,达不到分离的效果
C.洗涤过程选用质量分数为0.1%的NaCl溶液
D.透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质
解析:洗涤红细胞的目的是去除血浆中的杂蛋白;洗涤时离心速度过高、时间过长,白细胞等会沉淀,达不到分离的效果;洗涤过程应选用质量分数为0.9%的NaCl溶液。
答案:D
6下列关于凝胶色谱柱装填的叙述,错误的是( )
A.交联葡聚糖凝胶(Sephadex
G-75)“G”表示凝胶的交联程度、膨胀程度及分离范围,75表示凝胶得水值
B.色谱柱内不能有气泡存在,一旦发现有气泡,必须重装
C.用300
mL物质的量浓度为20
mmol/L的磷酸缓冲液充分洗涤平衡凝胶12
h
D.凝胶用自来水充分溶胀后,配成凝胶悬浮液
解析:本实验中使用的交联葡聚糖凝胶(Sephadex
G-75),其中G表示凝胶的交联程度、膨胀程度及分离范围,75表示凝胶得水值,即每克凝胶膨胀时吸水7.5
g;气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果,因此,一旦发现有气泡,必须重装;在洗脱过程中,应在约50
cm
高的操作压下,用300
mL物质的量浓度为20
mmol/L的磷酸缓冲液充分洗涤平衡凝胶12
h,以使凝胶装填紧密;装填色谱柱前,应使用蒸馏水将凝胶充分溶胀,制成凝胶悬浮液。
答案:D
7将经破裂处理后的红细胞混合液以2
000
r/min的速度离心10
min后,离心管中的溶液分为四层,从上到下的顺序依次是( )
A.血红蛋白、甲苯层、脂溶性物质层、沉淀层
B.甲苯层、沉淀层、血红蛋白、脂溶性物质层
C.脂溶性物质层、血红蛋白、甲苯层、沉淀层
D.甲苯层、脂溶性物质层、血红蛋白、沉淀层
解析:混合液经离心后,按密度大小排列,在离心管中从上到下,第1层为无色透明的甲苯层,第2层白色薄层固体是脂溶性物质沉淀层,第3层红色透明液体是血红蛋白溶液,第4层暗红色沉淀物主要是红细胞破碎物沉淀。
答案:D
8某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中,准备从羊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。
(1)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=7.0的缓冲液并充分搅拌,可以破碎红细胞,破碎细胞的原理是
。
(2)血红蛋白粗分离阶段,透析的目的是 ,若要尽快达到理想的透析效果,可以 (写出一种方法)。
(3)电泳利用了待分离样品中各种分子的 等的差异,使不同带电分子产生不同迁移速度,实现各种分子的分离。
(4)一同学通过血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳,观察到正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白电泳结果如下图所示。由图可知携带者有 种血红蛋白,从分子遗传学的角度做出的解释是 。
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)
(2)除去小分子杂质 增加缓冲液的量(或及时更换缓冲液)
(3)带电性质以及分子大小、形状
(4)2 携带者具有(控制血红蛋白的)一对不同的等位基因,可以控制合成两种不同的蛋白质
能力提升
1使用凝胶色谱法分离蛋白质实验中,相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的行进过程,可表示为图中
( )
解析:本题考查对凝胶色谱法分离蛋白质原理的理解。相对分子质量较大的蛋白质留在凝胶颗粒外面,相对分子质量较小的蛋白质进入凝胶颗粒内部;相对分子质量大的蛋白质通过凝胶间隙先被洗脱,相对分子质量小的蛋白质进入凝胶内部而后被洗脱。
答案:B
2为了提取血红蛋白,从学校附近的屠宰场索取新鲜的羊血,对羊血处理的正确操作是( )
A.要在采血容器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠
B.取血回来后,马上进行高速长时间离心
C.将离心后的血细胞加入清水缓慢搅拌
D.重复洗涤直到上清液呈红色为止
解析:取血后,应进行低速短时间离心;离心后的血细胞加入蒸馏水缓慢搅拌,使红细胞破裂;红细胞重复洗涤直到上清液没有黄色为止。
答案:A
3下列有关“血红蛋白提取和分离”的相关叙述,正确的是
( )
A.用蒸馏水进行红细胞的洗涤,其目的是去除细胞表面杂蛋白
B.将血红蛋白溶液进行透析,其目的是去除相对分子质量较大的杂质
C.血红蛋白释放时加入有机溶剂,其目的是使血红蛋白溶于有机溶剂
D.整个过程不断用磷酸缓冲液处理,是为了维持血红蛋白的结构
解析:红细胞的洗涤用的是生理盐水,其目的是去除血浆蛋白等杂质,有利于后续步骤的分离纯化;而本实验中蒸馏水的作用是涨破红细胞,使血红蛋白释放。将血红蛋白溶液进行透析,其目的是去除相对分子质量较小的杂质。血红蛋白释放时加入有机溶剂,其目的是溶解细胞膜。整个过程不断用磷酸缓冲液处理,是为了维持血红蛋白的结构。
答案:D
4下列关于血红蛋白提取和分离实验中样品处理和粗分离步骤的描述,正确的是( )
A.红细胞的洗涤:加入蒸馏水,缓慢搅拌,低速短时间离心
B.血红蛋白的释放:加入生理盐水和甲苯,置于磁力搅拌器上充分搅拌
C.分离血红蛋白:将搅拌好的混合液离心、过滤后,用分液漏斗分离
D.透析:将血红蛋白溶液装入透析袋,置于pH为4.0的磷酸缓冲液中透析12
h
解析:对红细胞进行洗涤时,应加入生理盐水,防止细胞破裂;将血红蛋白从红细胞中释放时,需要加入蒸馏水;透析时,应将透析袋置于pH为7.0的磷酸缓冲液中透析12
h。
答案:C
5在血红蛋白分离过程中,如果红色带区歪曲、散乱、变宽,其主要原因在于( )
A.样品的处理
B.凝胶色谱柱的装填
C.洗脱过程
D.凝胶色谱柱的制作
解析:在血红蛋白分离过程中,如果红色带区歪曲、散乱、变宽,说明凝胶色谱柱的装填不紧密,需重新装填。
答案:B
6下列各项中,一般不影响凝胶色谱法分离蛋白质的分离度的是( )
A.层析柱的高度
B.层析柱的直径
C.缓冲溶液
D.样品的分布
答案:B
7下列生物大分子的分离方法所对应的原理,不正确的是
( )
A.DNA的粗提取——DNA与杂质的溶解性不同
B.凝胶色谱法分离蛋白质——蛋白质分子大小的差异
C.SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法分离蛋白质——蛋白质所带电荷的差异
D.用丙酮提取叶绿体中的色素——色素与其他成分的溶解性差异
解析:DNA的粗提取主要利用了DNA与杂质在NaCl溶液和酒精溶液中的溶解性不同,A项正确;凝胶色谱法分离蛋白质主要利用了蛋白质分子大小的差异,B项正确;SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法分离蛋白质的原理是用SDS所带的电荷掩盖蛋白质分子所带电荷的差异,使不同大小的蛋白质分子得以分离,C项错误;用丙酮提取叶绿体中的色素利用的原理是色素与其他成分在有机溶剂中的溶解性差异,D项正确。
答案:C
8动物血液常常被选作提取DNA和提取血红蛋白的实验材料,请回答下列有关问题。
(1)提取DNA和提取血红蛋白,猪血都是适宜材料吗 。原因是 。
(2)无论是提取DNA还是提取血红蛋白,都需要先用 对红细胞进行洗涤,其目的是 。
(3)电泳是分离鉴定蛋白质的常规方法。右图为几种蛋白质通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的图谱,据图,你认为相对分子质量最大的蛋白质是 ,依此推理该样品在凝胶色谱法中最后流出的蛋白质应该是 。
解析:(1)猪血是提取血红蛋白的适宜材料,不是提取DNA的适宜材料,因为猪成熟的红细胞没有细胞核,提取DNA可用鸡血。
(2)提取DNA和血红蛋白,需要先用生理盐水对红细胞进行洗涤,其目的是去除血浆蛋白(杂蛋白)。
(3)题图为SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的图谱,γ球蛋白离点样处最近,说明相对分子质量最大,清蛋白离点样处最远,说明相对分子质量最小。在凝胶色谱法中相对分子质量小的蛋白质容易进入凝胶颗粒内部的通道,路程长,移动速度慢;而相对分子质量大的蛋白质无法进入凝胶颗粒内部,路程较短,移动速度快,所以最后流出的蛋白质应该是相对分子质量最小的清蛋白。
答案:(1)猪血是提取血红蛋白的适宜材料,不是提取DNA的适宜材料 猪成熟的红细胞没有细胞核 (2)生理盐水 去除血浆蛋白(杂蛋白) (3)γ球蛋白 清蛋白专题2
微生物的培养与应用
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1下列是以酵母菌为材料进行的实验,有关叙述错误的是
( )
A.探究酵母菌的呼吸方式,可用溴麝香草酚蓝检测产生的CO2
B.用酵母菌发酵酿制果酒,选择酸性重铬酸钾检测产生的酒精
C.探究酵母菌种群数量变化,应设空白对照排除无关变量干扰
D.用稀释涂布平板法培养计数,应选择有30~300菌落数的平板
解析:探究酵母菌的呼吸方式,用溴麝香草酚蓝检测产生的CO2,溶液颜色由蓝变绿再变黄,A项正确;用酵母菌酿制果酒,在酸性条件下,果酒与橙色的重铬酸钾溶液发生化学反应变为灰绿色,B项正确;探究酵母菌种群数量变化时,由于培养条件、营养物质等在不断变化,不能设置空白对照,而应在实验过程中进行前后对照,C项错误;用稀释涂布平板法培养计数酵母菌,选择菌落数在30~300的平板进行计数,能保证结果的准确,D项正确。
答案:C
2下列关于微生物的培养和分离的叙述,不正确的是
( )
A.细菌能在液体培养基中以二分裂方式迅速扩增
B.噬菌体或大肠杆菌可在蛋白胨培养基中增殖
C.灭菌的目的是消灭培养基中的所有微生物
D.稀释涂布法分散细菌得到单菌落的效果更好
解析:细菌繁殖方式是二分裂方式;噬菌体是没有细胞结构的病毒,需要在活细胞中才能生活,在蛋白胨培养基中不能增殖;灭菌的目的是消灭培养基中的全部微生物,防止杂菌和培养菌发生竞争。
答案:B
3欲从土壤中分离出能分解尿素的细菌,下列实验操作不正确的是( )
A.将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释
B.同一浓度的土壤稀释液应至少涂布三个平板
C.可将未接种的培养基在相同条件下培养作为对照
D.用加入刚果红指示剂的培养基可筛选出能分解尿素的细菌
解析:为了获得单个菌落,应将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释;为了使结果更加准确,同一稀释度下至少要涂布三个平板进行重复实验;加入刚果红指示剂的培养基可用来筛选纤维素分解菌。
答案:D
4下图所示实验,可被用来检验两种抗生素的杀菌作用的是( )
解析:要检验抗生素作用需要设置对照实验。检验抗生素A的杀菌作用,可设置不加抗生素A的培养基培养细菌作为空白对照,加抗生素A的培养基培养细菌作为实验组,然后,在适宜条件下培养,观察细菌的生长情况。用同样方法检验抗生素B的杀菌作用。
答案:C
5下列有关细菌培养的叙述,正确的是( )
A.在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌
B.在培养基中加入青霉素可抑制真菌而促进细菌生长
C.向液体培养基中通入氧气能促进破伤风杆菌的生长
D.在半固体培养基中接种细菌培养后可以观察其运动
解析:在琼脂固体培养基上长出的单个菌落是由一种细菌增殖而来的;青霉素能破坏细菌等原核生物的细胞壁而抑制细菌的增殖,对真菌没有明显作用;破伤风杆菌是厌氧菌,通入氧气会抑制其生长;半固体培养基可以用来观察细菌的运动。
答案:D
6选择培养时称取土样20
g于锥形瓶中,在无菌条件下加入以纤维素粉为唯一碳源的培养基,将锥形瓶固定在摇床上,在一定温度下振荡培养1~2
d,直至培养液变浑浊。由此推论,纤维素分解菌的代谢类型是( )
A.自养需氧型 B.自养厌氧型
C.异养需氧型
D.异养厌氧型
解析:以纤维素粉为唯一碳源说明是异养型;振荡培养为了增加溶氧,说明是需氧型。
答案:C
7耐冷菌是生活在低温环境下的一类微生物,在0~5
℃可生长繁殖,最高生长温度一般在30
℃左右。关于耐冷菌,下列说法不正确的是( )
A.耐冷菌参与代谢的酶在低温下仍具有较高的催化活性
B.不同取样地点相比较,北方寒冷地区水土中较易分离出耐冷菌
C.探究耐冷菌生活的最适温度,自变量应为温度,无关变量应相同且适宜
D.分离纯化耐冷菌的过程中,使用过的培养基及培养物必须经过消毒处理后才能丢弃
解析:使用过的培养基必须经过灭菌处理后再丢弃。
答案:D
8下列有关土壤中微生物的分离与计数的说法,错误的是
( )
A.因为土壤中各类微生物的数量不同,所以,为获得不同类型的微生物要按不同的稀释倍数进行分离
B.测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,选用的稀释范围不同
C.如果得到了3个或3个以上菌落数目在30~300的平板,则说明稀释操作比较成功,并能够进行菌落的计数
D.牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目明显小于选择培养基上的数目,说明选择培养基已筛选出一些细菌菌落
解析:样品的稀释度直接影响平板上生长的菌落的数目,实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得菌落数目在30~300之间适于计数的平板;测定土壤中细菌的数量,一般选用104,105和106倍的稀释液,测定放线菌的数量一般选用103,104和105倍的稀释液,测定真菌的数量一般选用102,103和104倍的稀释液;将菌液稀释相同的倍数,在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目,才能说明选择培养基的筛选作用。
答案:D
9下列对发酵工程中灭菌的理解,不正确的是( )
A.防止杂菌污染
B.消灭杂菌
C.培养基和发酵设备都必须灭菌
D.灭菌必须在接种前
解析:灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。因为发酵所用的菌种大多是单一的纯种,整个发酵过程不能混入其他微生物(杂菌),所以灭菌的目的是防止杂菌污染,但实际操作中不可能只消灭杂菌,而是消灭全部微生物;与发酵有关的所有设备和物质都要灭菌;发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的,灭菌必须在接种前,如果接种后再灭菌就会把所接菌种也杀死。
答案:B
10某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。下列叙述正确的是( )
A.培养基分装到培养皿后进行灭菌
B.转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线
C.接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养
D.培养过程中每隔一周观察一次
解析:培养基灭菌应在分装到培养皿之前进行,A项错误;划线结束后,接种环上残留菌种,必须灼烧接种环,使下一次划线时,接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端,B项正确;从有机废水中分离的微生物是异养型生物,其培养不需要光照,C项错误;培养过程中应每隔12
h或24
h观察一次,D项错误。
答案:B
11在配制酵母菌的培养基时,常添加一定浓度的葡萄糖,但如果葡萄糖浓度过高,反而会抑制酵母菌的生长,其原因最可能是( )
A.葡萄糖被合成了淀粉
B.酵母菌细胞失水
C.改变了培养液的pH
D.酵母菌发生了变异
解析:酵母菌可利用葡萄糖进行代谢,但不会合成淀粉。葡萄糖不能改变培养液的pH,也不能引发酵母菌的变异,但却能提高培养液的渗透压,使酵母菌细胞失水。
答案:B
12把乳酸菌、酵母菌、硝化细菌三种不同类型的微生物分别培养在三个半固体培养基中,几天后观察结果如下图(图中阴影表示微生物的生长状况),下列叙述正确的是
( )
A.甲管中培养的微生物的异化作用类型是自养型
B.从结构上看,丙管中培养的微生物具有成形的细胞核
C.乙管中培养的微生物可以进行出芽生殖
D.这三种微生物所需的碳源均为有机碳源
解析:甲管中的微生物生长在培养基表层,所以其异化作用类型是需氧型,应该为硝化细菌。乙管中的微生物均匀分布,因而其既可进行有氧呼吸,又可进行无氧呼吸,应该为酵母菌,酵母菌可进行出芽生殖。丙管中的微生物生长在培养基底层,所以其异化作用类型是厌氧型,应该为乳酸菌。硝化细菌是化能自养型生物,因而其所需碳源为无机碳源。
答案:C
13在细菌的连续培养过程中,要以一定速度不断添加新的培养基,同时以同样速度放出老的培养基。下图表示培养基的稀释率(培养基的更新速率)与培养容器中营养物质浓度、细菌代时(细菌数目增加一倍所需的时间)、细菌密度的关系。下列相关叙述不正确的是( )
A.在稀释率很低的情况下,稀释率的增加会导致细菌密度增加
B.稀释率从A到B的变化过程中,细菌生长速度不断提高
C.稀释率超过B点后,营养物质浓度过高导致细菌死亡率增大,细菌密度降低
D.为持续高效地获得发酵产品,应将稀释率控制在B点附近
解析:从题图中曲线的变化可知,在稀释率低于B的情况下,稀释率的增加会导致细菌代时随之减少,说明细菌的生长和繁殖的速率随之不断提高。在放出老的培养基获取发酵产品时,一部分细菌会随培养基放出而导致细菌数目减少,这一部分可以通过细菌的繁殖来补充。但是稀释率超过B点后,由于稀释率增加而导致细菌数目减少的速率过大,无法通过细菌繁殖速率的提高来补充完全,从而导致细菌密度降低,发酵产品的产量也会随之降低。
答案:C
14做“微生物的分离与培养”实验时,下列叙述正确的是
( )
A.高压灭菌加热结束时,打开放气阀使压力表指针回到零后,开启锅盖
B.倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上
C.为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D.用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿底上
解析:对培养基等液体之类的灭菌物品在灭菌结束后,切勿打开放气阀迅速放气,以免液体爆沸,造成溢出或炸裂,应先关电源停止加热,待其冷却直至压力表指针回零后,再打开放气阀放气,A项错误;倒平板时,培养皿盖不能完全打开,B项错误;接种环灼烧灭菌后,应冷却后再挑取菌落,以免高温杀死微生物,C项错误;微生物在培养过程中培养皿需倒置,因此标记在皿底上,便于记录,D项正确。
答案:D
15下页左上图为从污水处理池中筛选能够高效分解有机污染物A的菌种的实验流程,下列说法不正确的是( )
A.初选过程①中大多数不能利用有机污染物A的微生物不能形成菌落
B.过程③应选择有机污染物A含量最低的培养瓶中的微生物进一步接种
C.接种过程④的目的是分离和纯化能够分解有机污染物A的菌种
D.过程⑤重复多次的目的是提高菌种分解有机污染物A的能力
解析:初选过程①使用的是以有机污染物A为唯一碳源的选择培养基,其中大多数不能利用有机污染物A的微生物不能形成菌落;过程③是培养一段时间后再进行的接种,有机污染物A含量低,说明里面的微生物分解有机污染物A的能力强,所以,应选择有机污染物A含量最低的培养瓶中的微生物进一步接种;过程④接种的是选择培养基中的菌落,接种的目的是分离和纯化能够分解有机污染物A的菌种;过程⑤重复多次的目的是进一步筛选、分离和纯化能够分解有机污染物A的菌种,并不能提高菌种分解有机污染物A的能力。
答案:D
16“筛选”是分离和培养生物新类型常用的手段,下列有关技术,不能筛选成功的是( )
A.在全营养的LB培养基(普通培养基)中,筛选大肠杆菌
B.在以尿素为唯一氮源的固体培养基中,筛选能够分解尿素的微生物
C.用以纤维素为唯一碳源的培养基,筛选能分解纤维素的微生物
D.在培养基中加入不同浓度的氯化钠,筛选抗盐突变体植物
解析:全营养的LB培养基(普通培养基)上多种细菌都可生长,筛选不到纯的大肠杆菌。
答案:A
17某同学在以下三种条件下培养大肠杆菌:①以葡萄糖为碳源的培养基,不断补充培养基,及时去除代谢产物;②以葡萄糖为碳源的培养基,不补充培养基,不去除代谢产物;③以葡萄糖和乳糖为碳源的培养基,不补充培养基,不去除代谢产物。根据培养结果绘制的一段时间内菌体数的对数随时间变化的趋势如下图。
假设三种培养基中初始总糖量相等,则①②③三种条件依次对应的趋势图是( )
A.甲、乙、丙
B.乙、丙、甲
C.丙、甲、乙
D.丙、乙、甲
解析:在总糖量相等的情况下,用葡萄糖培养大肠杆菌后,①不断补充培养基,及时去除代谢产物,微生物的数量将不断增加;②不补充培养基,不去除代谢产物,微生物数量达到一定程度后不再增加,甚至减少;③用葡萄糖和乳糖为碳源的培养基培养微生物,不补充培养基,不去除代谢产物,当葡萄糖耗尽后,经过调整期,大肠杆菌可利用乳糖,其数量会再有所增加。所以三者对应曲线应依次为丙、甲、乙。
答案:C
18下列关于微生物培养和利用的叙述,不正确的是( )
A.利用稀释涂布平板法既能分离微生物,也能对微生物进行计数
B.接种时连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释以获得单个菌落
C.以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌
D.用大白菜腌制泡菜的过程中亚硝酸盐含量变化是先减少后增加
解析:稀释涂布平板法可以用于分离微生物以及对微生物计数;接种时要连续划线,这样可以获得单个菌落;大白菜腌制过程中开始时细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加,一般腌制10天后亚硝酸盐含量下降。
答案:D
19某学者欲研究被石油污染过的土壤中细菌数量,并从中筛选出能分解石油的细菌。下列操作错误的是( )
A.利用平板划线法对细菌进行计数
B.用以石油为唯一碳源的培养基筛选
C.采用稀释涂布平板法分离菌种
D.称取和稀释土壤样品时应在火焰旁
解析:分离细菌常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法,但平板划线法不能对细菌进行计数;筛选能分解石油的细菌,要以石油作为培养基中唯一的碳源;筛选细菌的整个操作过程都需要在无菌条件下进行,所以应在火焰旁进行。
答案:A
20为了比较不同清洁剂的抗菌效果,某学生用a、b两种清洁剂在厨房的灶台和水槽处进行实验,结果如下页左上表所示。下列说法不正确的是( )
组别
处理位置
清洁剂种类
数据X
使用清洁剂后的菌落数
1
灶台
a
160
2
2
水槽
a
240
4
3
灶台
b
145
28
4
水槽
b
250
60
A.表中X表示使用清洁剂前的菌落数
B.分析时应1与3、2与4进行比较
C.清洁剂a的清洁效果明显好于b
D.测试前要用清水彻底擦洗水槽和灶台
解析:本实验通过清洁剂处理前后菌落数的对比来比较不同清洁剂的抗菌效果,因此表中X表示使用清洁剂前的菌落数;该实验的目的是比较不同清洁剂的抗菌效果,所以实验的自变量是清洁剂的种类,分析时应将1与3、2与4进行比较;比较表中数据可知清洁剂a的清洁效果明显好于b;测试若用清水彻底擦洗水槽和灶台,会使菌落数减少,导致实验效果不明显。
答案:D
二、非选择题(共60分)
21(10分)为了调查某河流的水质状况,某研究小组测定了该河流水样中的细菌数量,并进行了细菌分离等工作。回答下列问题。
(1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。在涂布接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间,这样做的目的是 ;然后,将1
mL水样稀释100倍,在3个平板上用涂布法分别接入0.1
mL稀释液;经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为39,38和37。据此可得出每升水样中的活菌数为 。
(2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌。操作时,接种环通过 灭菌,在第二次及以后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是 。
(3)右图A和B中, 表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。
(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀,一部分进行静置培养,另一部分进行振荡培养。结果发现:振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是:振荡培养能提高培养液中 的含量,同时可使菌体与培养液充分接触,提高 的利用率。
解析:为了检测培养基平板灭菌是否合格,应对空白平板先行培养一段时间。每升水样中的活菌数为(39+38+37)÷3÷0.1×100×1
000=3.8×107(个)。对接种环应进行灼烧灭菌。为了将聚集的菌体逐步稀释以获得单个菌落,在第二次及以后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线。A表示的是用平板划线法接种培养后得到的结果,B表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。
答案:(1)检测培养基平板灭菌是否合格 3.8×107
(2)灼烧 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落
(3)B
(4)溶解氧 营养物质
22(12分)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明,乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题。
(1)分离纯化乳酸菌时,首先需要用 对泡菜滤液进行梯度稀释,进行梯度稀释的理由是 。
(2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有 和 。分离纯化时应挑选出 的菌落作为候选菌。
(3)乳酸菌在-20
℃长期保存时,菌液中常需要加入一定量的 (填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。
解析:本题考查微生物的培养及分离。
(1)分离纯化乳酸菌时,首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释,原因是在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的乳酸菌被分散,培养后能在培养基表面形成单个的菌落。
(2)在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有鉴别乳酸菌和中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸;乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙,故分离纯化时应挑选出具有透明圈的菌落作为候选菌。
(3)乳酸菌在-20
℃长期保存时,菌液中常需要加入一定量的甘油。
答案:(1)无菌水 泡菜滤液中菌的浓度高,直接培养很难分离得到单菌落
(2)鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸(或酸) 具有透明圈
(3)甘油
23(14分)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃,可用来发酵处理秸秆,提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果,研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株,并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题。
(1)在样品稀释和涂布平板步骤中,下列选项不需要的是 (填序号)。
①酒精灯 ②培养皿 ③显微镜 ④无菌水
(2)在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是
。
(3)向试管内分装含琼脂的培养基时,若试管口粘附有培养基,需要用酒精棉球擦净的原因是 。
(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上,筛到了几株有透明降解圈的菌落(见下图)。图中降解圈大小与纤维素酶的 有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是 (填图中序号)。
(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4,在不同温度和pH条件下进行发酵,测得发酵液中酶活性的结果见下图,推测菌株 更适合用于人工瘤胃发酵,理由是
。
解析:本题考查微生物的培养。
(1)在样品稀释过程中需用到无菌水,涂布平板时需酒精灯、培养皿,都不需显微镜。
(2)筛选纤维素酶高产菌,采用稀释涂布法时菌液不宜过多,否则菌体堆积,无法获得单菌落,影响分离效果。
(3)分装培养基时,若试管口粘有培养基,盖棉塞时会粘在棉塞上,易受到空气中微生物的污染,进而造成培养基污染。
(4)纤维素与刚果红结合形成红色复合物,当纤维素酶高产菌分泌纤维素酶降解纤维素后,红色消失,从而使菌落周围出现透明圈。产生纤维素酶越多,活性越强,则分解的纤维素越多,产生的透明圈越大。据此可以看出,图中菌落①透明圈最大,降解纤维素能力最强。
(5)发酵过程中,微生物细胞呼吸产热,温度较高并产生酸性物质如CO2或乳酸使pH降低。因此,耐高温、耐酸的菌株更适合用于人工瘤胃发酵。
答案:(1)③
(2)培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果
(3)避免培养基污染棉塞
(4)量与活性 ①
(5)J4 发酵过程会产热和产酸,J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高
24(12分)图甲是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程,图乙是脲酶基因转录的mRNA部分序列。
(1)图中选择培养基应以 为唯一氮源;鉴别培养基还需添加 作指示剂,产脲酶细菌在该培养基上生长一段时间后,其菌落周围的指示剂将变成 色。
(2)在5个细菌培养基平板上,均接种稀释倍数为105的土壤样品溶液0.1
mL,培养一段时间后,平板上长出的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191。
该过程采取的接种方法是 ,每克土壤样品中的细菌数量为 ×108个;与血细胞计数板计数法相比,此计数方法测得的细菌数较 。
(3)现有一菌株的脲酶由于基因突变而失活,突变后基因转录的mRNA在图乙箭头所示位置增加了70个核苷酸,使图乙序列中出现终止密码(终止密码有UAG、UGA和UAA)。突变基因转录的mRNA中,终止密码为 ,突变基因表达的蛋白含 个氨基酸。
解析:(1)脲酶能够催化尿素分解为氨,故图中选择培养基应以尿素作为唯一氮源。由于尿素被分解成了氨,氨会使培养基的碱性增强,pH升高,使酚红指示剂变红色,故用酚红作为指示剂。
(2)本题用于计数细菌菌落数的接种方法是稀释涂布平板法,统计的菌落数应介于30~300
之间,故应选择细菌菌落数为156、178和191的平板计数,每克土壤样品中的细菌数量为(156+178+191)/3÷0.1×105=1.75×108。由于两个或多个细菌连接在一起时,往往统计的是一个菌落,故用此方法测得的细菌数偏低。
(3)密码子由信使RNA上三个相邻的碱基组成,271个碱基和后面2个碱基一起共构成91个密码子,插入的70个核糖核苷酸和后面2个碱基一起共构成24个密码子,最后面是UGA,是终止密码,翻译产生的蛋白质含115个氨基酸。
答案:(1)尿素 酚红 红
(2)稀释涂布平板法 1.75 少
(3)UGA 115
25(12分)一种广泛使用的除草剂(含氮有机物)在土壤中不易被降解,长期使用可污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤,可按下面程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度低,含一定量该除草剂的培养基不透明)。
(1)要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌,从用途方面来看,上述培养基的特点是 。
(2)接种技术的核心是 。接种时,连续划线的目的是将聚集的菌种逐步 ,培养时,只有很少菌落出现,大部分细菌在此培养基上不能生长的主要原因是 或有氧条件抑制了这些细菌的生长。
(3)在培养基上形成的菌落中,无透明圈菌落利用的氮源主要是 ,有透明圈菌落利用的氮源主要是 ,据此可筛选出目的菌。实验结果如右图,显示的A~E五种菌株中, 是最理想菌株。
解析:(1)该除草剂是含氮元素的有机物,可以为微生物提供氮源,因此选育能降解该除草剂的细菌应将以该除草剂为唯一氮源的培养基(无氮培养基中添加该除草剂)作为选择培养基。
(2)微生物接种技术的核心是防止杂菌污染,保证培养物的纯度。平板划线法接种是通过连续划线将微生物稀释分散到培养基的表面,以获得单个细胞形成的菌落。由于培养基以该除草剂为唯一氮源,因此不能降解该除草剂的微生物将不能生长。
(3)有些自生固氮微生物可以利用大气中的氮气作为氮源,所以可以在无氮培养基上生长,因此,能固氮但不能降解该除草剂的微生物也能生长。但是固氮微生物不能降解该除草剂,因此菌落周围不出现透明圈。菌落周围有透明圈,说明其中的微生物能够降解该除草剂,并且降解该除草剂的能力越强,菌落周围出现的透明圈越大。
答案:(1)在无氮培养基中添加了该除草剂
(2)防止杂菌污染,保证培养物的纯度 稀释分散到培养基的表面 培养基中缺少这些细菌可利用的氮源
(3)氮气 该除草剂 E课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段
基础巩固
1有关PCR技术,下列叙述不正确的是( )
A.用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸
B.在用PCR技术扩增DNA时,DNA的复制过程与细胞内DNA的复制类似
C.
PCR反应只需一定的缓冲溶液和DNA模板以及四种脱氧核苷酸
D.PCR一般经历三十多次循环,每次循环分为变性、复性、延伸
解析:PCR反应中需要的条件有模板(DNA分子)、原料(四种脱氧核苷酸)、酶(耐高温的Taq
DNA聚合酶)、引物(小片段单链DNA或RNA)和一定的缓冲液等。
答案:C
2标准的PCR过程一般分为变性、复性、延伸三大步,这三大步需要的温度依次是( )
A.95
℃、55
℃、72
℃
B.72
℃、55
℃、95
℃
C.55
℃、95
℃、72
℃
D.80
℃、55
℃、72
℃
解析:当温度上升到90
℃(90~96
℃)以上时,双链DNA解聚为单链,称之为变性;当温度下降到50
℃左右(40~60
℃)时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合;当温度上升到72
℃
左右(70~75
℃)时,溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在耐高温DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链,称为延伸。
答案:A
3使用PCR仪进行DNA扩增的具体实验操作顺序应为
( )
①设计好PCR仪的循环程序 ②按配方准备好各组分
③用微量移液器在微量离心管中依次加入各组分 ④进行PCR反应 ⑤离心使反应液集中在离心管底部
A.②③⑤④① B.①⑤③④②
C.②③⑤①④
D.④②⑤③①
解析:使用PCR仪进行DNA扩增时,首先按照PCR体系配方,依次将各组分加入微量离心管,离心使反应液集中于试管底部,然后再设计好PCR仪的循环程序进行PCR反应。
答案:C
4利用PCR技术扩增目的基因的过程中,需加入( )
A.耐高温的解旋酶以保证DNA双链完全解开
B.2种已知核苷酸序列的引物以保证核苷酸链的延伸
C.4种足量的核糖核苷酸以保证目的基因的扩增
D.一定量的盐酸和氢氧化钠溶液以维持pH的稳定
解析:在PCR过程中解旋是通过加热反应液到90
℃实现的,不需要加入解旋酶;PCR过程中以解开的DNA的两条链为模板,因此需要2种已知序列的引物分别与两条模板链结合(注意由于DNA分子的两条链是反向的,2种引物会分别在DNA的两端与互补的模板链结合);PCR的原料是4种脱氧核苷酸;反应溶液体系的pH依靠缓冲液维持稳定。
答案:B
5在PCR实验操作中,下列说法不正确的是( )
A.在微量离心管中添加各种试剂时,只需一个枪头
B.离心管的盖子一定要盖严,防止液体外溢
C.用手轻弹离心管壁的目的是使反应液充分混合
D.离心的目的是使反应液集中在离心管底部,提高反应效果
解析:在微量离心管中添加各种试剂时,每吸取一种试剂后,移液器上的枪头必须更换,以确保实验的准确性;离心管的盖子一定要盖严,防止实验中脱落或液体外溢;离心的目的是使反应液集中在离心管底部,提高反应效果。
答案:A
6DNA的复制需要引物,其主要原因是( )
A.可加快DNA的复制速度
B.引物可与DNA母链通过碱基互补配对结合
C.引物的5'端有助于DNA聚合酶延伸DNA链
D.DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从3'端延伸DNA链
解析:DNA的两条链是反向平行的,为了明确地表示DNA的方向,通常将DNA的羟基(—OH)末端称为3'端,而磷酸基团的末端称为5'端。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,而只能从3'端延伸DNA链,因此,DNA复制需要引物。当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后,DNA聚合酶就能从引物的3'端开始延伸DNA链,因此DNA的合成方向总是从子链的5'端向3'端延伸。
答案:D
7变性作用是指核酸双螺旋结构被破坏,双链解开,但共价键并未断裂。引起变性的因素很多,升高温度、过酸、过碱以及加入变性剂等都能造成核酸变性。PCR的反应过程中,引起DNA变性的因素是( )
A.pH过高
B.pH过低
C.升高温度
D.加入酒精
解析:各选项的条件均能导致DNA分子变性,但在PCR反应中,变性后还要进行复制和延伸等过程,过酸、过碱、酒精等能够导致反应过程中的酶变性失活,使DNA扩增不能进行,而PCR反应中的DNA聚合酶是耐热的,所以可选用升高温度使DNA变性。
答案:C
8PCR技术扩增DNA的过程中,DNA片段经若干次扩增后,与其数目的理论值变化相符的图是( )
解析:PCR反应中DNA的扩增与体内DNA复制是类似的,即1个DNA分子复制1次,产生2个DNA分子,复制2次产生4个DNA分子,呈指数扩增。1个DNA分子,经过n次复制后得到的DNA分子数量为2n,与C项曲线相符。
答案:C
9随着研究的不断深入,PCR方法被不断改进。目前它从一种定性的分析方法发展到定量测定;从原先只能扩增几个kb(千碱基对)的基因发展到已能扩增长达几十个kb的DNA片段。现在PCR已有十几种之多,它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究,还可用于疾病的诊断等。PCR需要模板DNA、引物、脱氧核糖核苷酸和DNA聚合酶等条件,其简要过程如下图所示。请分析回答下列有关问题。
(1)PCR技术能把某一DNA
片段进行扩增,依据的原理是 。
(2)通过分析得出,新合成的DNA分子中,A=T,C=G,这个事实说明DNA分子的合成遵循 。
(3)若将1个DNA分子拷贝10次,则需要在缓冲液中至少加入 个引物。
(4)DNA子链复制的方向是 ,这是由于
。
解析:PCR又称多聚酶链式反应,扩增过程中遵循的原理就是DNA复制。引物是一种单链DNA或RNA分子,它能与解开的DNA母链的3'端结合,为DNA聚合酶提供吸附位点,使DNA聚合酶从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸,从而决定了DNA子链复制的方向是从5'端到3'端。在DNA分子扩增时,需要两种引物,由于新合成的子链都需要引物作为复制的起点,故所需的引物数目等于新合成的DNA子链数目,即2×210-2=211-2(个)。
答案:(1)DNA复制
(2)碱基互补配对原则
(3)211-2
(4)从5'端到3'端 DNA聚合酶只能从引物的3'端连接单个脱氧核苷酸分子
能力提升
1下列有关PCR技术的说法,不正确的是( )
A.PCR技术是在细胞内完成的
B.PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术
C.PCR技术的原理与DNA复制的原理相同
D.PCR技术的前提是有一段已知的目的基因的核苷酸序列
解析:PCR技术是在生物体外进行DNA复制的技术,其原理与DNA复制的原理相同,但前提是必须要有一段已知的目的基因的核苷酸序列和根据核苷酸序列合成的引物。
答案:A
2PCR操作中,从第二轮循环开始扩增的DNA片段
( )
A.长度固定
B.一端固定
C.都不固定
D.不能确定
解析:从第二轮循环开始,由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合,进行DNA单链的延伸,这样DNA聚合酶只能特异地扩增处于两个引物之间的DNA序列。
答案:A
3下面关于DNA对高温的耐受性的说法,不正确的是
( )
A.DNA对高温的耐受性一般要比蛋白质强
B.温度超过80
℃后DNA将变性,即使恢复到常温,生物活性也不能恢复
C.不同生物的DNA的“变性”温度不一定相同
D.深海热泉附近生活的生物的DNA对高温的耐受性更强,其DNA中鸟嘌呤所占的比例更高
解析:超过80
℃后DNA将变性,恢复到常温,其生物活性还能恢复;深海热泉附近温度很高,生活在那里的生物的DNA的稳定性也应更高。G与C之间含有三个氢键,T与A之间含有两个氢键,G、C含量越高,DNA分子越稳定。
答案:B
4下图a、b、c均为PCR扩增的DNA片段,下列有关说法正确的是( )
A.片段a、b、c的长度均相同
B.片段a、b只是第一次循环的产物
C.片段c最早出现在第二次循环的产物中
D.经过30次循环后,片段c的数量为230
解析:图中片段a、b只有一种引物,是以原始DNA链为模板复制而来,其长度比片段c长,A项错误;由于原始模板在每次循环中均可作为模板,故每次循环都能产生图中片段a、b,B项错误;由于第一次循环的产物只有一种引物,而图中片段c有两种引物,故最早出现在第二次循环,C项正确;经过30次循环后,得到的DNA片段总数为230,这包括图中的片段a、b、c,D项错误。
答案:C
5具有x个碱基对的一个DNA分子片段含有m个腺嘌呤,该片段利用PCR技术完成n次循环需要多少个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 ( )
A.(2n-1)(x-m)
B.2n(x-m)
C.(2n-1)(x/2-m)
D.2n(x/2-m)
解析:该DNA片段具有x个碱基对,则有2x个碱基;m个腺嘌呤对应着m个胸腺嘧啶,则每个DNA分子含胞嘧啶脱氧核苷酸(x-m)个。如果完成n次循环,则产生DNA分子2n个,除去模板DNA分子上的胞嘧啶,还需要(2n-1)(x-m)个。
答案:A
6在PCR实验中,加入一种提取物(一种模板DNA片段),但实验得到的产物却有2种DNA,其原因可能是
( )
A.基因突变
B.
Taq
DNA聚合酶发生变异
C.基因污染
D.温度过高
答案:C
7聚合酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述循环30多次:95
℃下使模板DNA变性、解链→55
℃下复性(引物与DNA模板链结合)→72
℃下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR过程的叙述,不正确的是( )
A.95
℃高温破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键
B.复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对完成的
C.延伸过程中需要热稳定DNA聚合酶和四种脱氧核苷酸
D.引物为一小段RNA
解析:DNA分子在高温下解链就是两条脱氧核苷酸链之间的氢键发生断裂,A项正确;引物是一小段DNA或RNA,因此引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对完成的,B项正确,D项错误;PCR技术的原理是DNA分子的复制,区别是PCR技术是在高温条件下进行的,需要热稳定DNA聚合酶和四种脱氧核苷酸,C项正确。
答案:D
★8下图表示DNA变性和复性示意图,下列相关说法正确的是( )
A.向右的过程为加热(80~100
℃)变性的过程
B.向左的过程是在迅速降温的条件下DNA双链复性
C.变性与在生物体内解旋过程的条件、实质都相同
D.图中该DNA片段共有4个游离的磷酸基、4个3'端
解析:变性后的DNA在缓慢降温后才会复性;变性与在生物体内解旋过程的条件不同、实质相同;一个DNA片段有2个游离的磷酸基和2个3'端。
答案:A
9在进行DNA亲子鉴定时,需大量的DNA。PCR(多聚酶链式反应)可以使样品DNA扩增,获得大量DNA分子。该技术的原理是利用DNA的半保留复制,在试管中进行DNA的人工复制(如下图,图中黑色长方形是引物)。利用PCR技术可在很短的时间内将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍,使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。
(1)图中的变性、延伸分别是指 、 。
(2)假设PCR反应中的DNA模板为P,第一轮循环的产物2个子代DNA为N1,第二轮的产物4个子代DNA为N2,N1、N2中含有原始模板DNA单链的DNA分别有 个、 个。若继续循环,该DNA模板经过30次循环后能形成 个DNA片段。
(3)某样品DNA分子中共含3
000个碱基对,碱基数量满足,若经5次循环,至少需要向试管中加入 个腺嘌呤脱氧核苷酸。(不考虑引物所对应的片段)
(4)若右上图为第一轮循环产生的产物。请绘出以a链和b链为模板经PCR扩增的产物。
解析:(1)变性的实质是DNA双链解旋;延伸的实质是以DNA单链为模板,按照碱基互补配对原则合成子链。
(2)由于PCR原理为DNA复制,其特点是半保留复制,所以无论复制几次,原始模板链一直存在于2个DNA分子中。DNA复制的数量变化是指数式增长。
(3)由(A+T)/(G+C)=1/2可知,A∶T∶G∶C=1∶1∶2∶2,所以A的比例为1/6,在一个DNA分子中A的数量为3
000×2×(1/6)=1
000(个),5次循环获得的DNA分子数为32个,所以以原料合成的DNA分子数相当于32-1=31(个),至少需加入腺嘌呤脱氧核苷酸31×1
000=31
000(个)。
(4)画图的关键是注意引物A、B的位置和所对应的模板链。
答案:(1)模板DNA双链解旋形成单链 在DNA聚合酶的作用下,脱氧核苷酸连接在引物上,形成新的DNA链
(2)2 2 230
(3)31
000
(4)如下图专题4
酶的研究与应用
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1下列有关果胶酶的作用的叙述,错误的是( )
A.果胶酶是催化剂,可以改变反应速率
B.在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清
C.果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸
D.果胶酶能瓦解植物的细胞壁及胞间层
解析: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,可将果胶分解为半乳糖醛酸,不能作用于乳糖醛酸。
答案:C
2在运用固定化酶生产果糖的过程中,葡萄糖溶液从反应柱上端注入,结果从反应柱的下端流出的溶液中就有果糖。这个现象说明酶具有( )
A.专一性
B.多样性
C.高效性
D.温和性
解析:在运用固定化酶生产果糖的过程中,反应柱内装有葡萄糖异构酶,当葡萄糖溶液流经反应柱时,葡萄糖异构酶将葡萄糖转化为果糖。该现象说明酶具有高效性。
答案:C
3如果反应物是大分子物质,采用哪种方法会使催化反应受限制 ( )
A.直接使用酶
B.使用化学方法结合的酶
C.使用固定化细胞
D.使用物理吸附法固定的酶
解析:大分子物质不透过细胞膜与细胞内的酶接触,从而使固定化细胞发挥作用受限制。
答案:C
4果胶酶能将果胶水解成半乳糖醛酸,那么,与果胶酶从合成到发挥作用有关的细胞器是( )
A.线粒体、核糖体、高尔基体、细胞膜
B.核糖体、线粒体、内质网、染色体
C.线粒体、核糖体、内质网、高尔基体
D.核糖体、高尔基体、染色体、溶酶体
解析:果胶酶能将果胶水解成半乳糖醛酸,而果胶是细胞壁的成分之一,因此,果胶酶是在细胞膜外发挥作用的,属分泌蛋白。分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的,经内质网初步加工后,以小泡的形式运输到高尔基体,在高尔基体内进一步加工,再以分泌小泡的形式运输到细胞膜,并与细胞膜融合,从而将分泌蛋白排到细胞外。线粒体提供能量。
答案:C
5下列说法不正确的是( )
A.在探究果胶酶用量实验中,可通过设置梯度来确定果胶酶用量的最适值
B.植物、霉菌、酵母菌和细菌均可产生果胶酶
C.通过测定滤出的苹果汁的体积无法来判断果胶酶活性的高低
D.人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问题
解析:果胶酶活性越高,出汁量越多,故可通过测定滤出的苹果汁的体积来判断果胶酶活性的高低。
答案:C
6某兴趣小组准备开展“探究不同种类的加酶洗衣粉对同一污物的洗涤效果”的活动。下列说法不正确的是
( )
A.该实验的原理是酶具有专一性
B.自变量是不同种类的加酶洗衣粉
C.水质、水量、pH均可看作无关变量
D.洗涤过程中只要保持水温相同即可
解析:对于无关变量应该控制相同并且适宜,所以洗涤过程中水温要保持相同且适宜,还要保持其他无关变量均相同。
答案:D
7右图曲线表示不同pH对三种蛋白酶活性的影响,下列有关叙述错误的是( )
A.酶活性可用单位时间内产物的增加量来表示
B.pH由6降至2,甲酶的活性逐渐恢复
C.不能判断乙酶的活性是否受pH影响
D.与乙酶相比,甲酶和丙酶的适宜pH范围较窄
解析:酶的活性高低可以用一定条件下,酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示,反应速度可以用单位时间内、单位体积中产物的增加量或者反应物的减少量来表示;过酸或过碱都会使酶分子的空间结构破坏,pH为6时甲酶活性已经为零,所以pH降到2时甲酶活性不能恢复;由于图中乙酶的曲线只是标出了在pH从4到8的范围内的酶活性,所以不能判断在其他pH条件下对酶活性的影响;通过曲线比较,乙酶的适宜pH范围最广。
答案:B
8在制备固定化酵母细胞的实验中,CaCl2溶液的作用是
( )
A.用于调节溶液pH
B.用于进行离子交换
C.用于胶体聚沉
D.用于为酵母菌提供Ca2+
解析:海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质溶液的作用下发生聚沉,
形成凝胶珠,其作用机理是盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引,形成更大的胶体颗粒。
答案:C
9下列有关固定化酶和固定化细胞的说法,不正确的是( )
A.与普通酶相同,固定化酶活性的发挥需要适宜的温度和pH
B.固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外,还需要有机营养的供应
C.固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都在细胞外起作用
D.固定化酶和固定化细胞都能反复使用,但酶的活性可能下降
解析:固定化酶的活性受温度、pH等因素的影响,固定化细胞发挥作用受温度、pH和有机营养等因素的影响;固定化细胞中酶是在细胞内起作用的;固定化酶和固定化细胞都能反复使用,原则上酶的活性不变,但在现实操作中,受环境等因素的影响,酶的活性可能下降。
答案:C
10右图表示某研究小组在探究果胶酶的用量时的实验结果。下列有关说法不正确的是( )
A.在AB段限制反应速度的主要因素是酶的用量
B.在BC段限制反应速度的因素可以是温度、pH、反应物浓度
C.在AC段增加反应物浓度,可以明显加快反应速度
D.在该实验给定条件下,果胶酶的最佳用量是B点对应的值
解析:由曲线图可以看出,在AB段,随着酶的用量的增大,酶反应速度加快,说明此阶段限制反应速度的主要因素是酶的用量,此时增加反应物浓度,反应速度不会明显加快,A项正确,C项不正确。在BC段,随着酶的用量的增大,酶反应速度不再加快,说明此时限制酶反应速度的因素已不再是酶的用量,而可能是温度、pH或反应物浓度,增加反应物浓度,反应速度可能会加快,B项正确。图中B点为转折点,其对应的果胶酶用量即为果胶酶的最佳用量,D项正确。
答案:C
11下列有关果胶酶及与果胶酶相关的实验探究的叙述,正确的是( )
A.探究果胶酶的最适用量时,pH、温度不影响实验结果
B.果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖异构酶等
C.探究温度对果胶酶活性影响时,温度、果胶酶用量及反应时间等可以不同
D.可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的用量
解析:探究果胶酶的最适用量时,pH、温度会影响实验结果;葡萄糖异构酶不属于果胶酶;探究温度对果胶酶活性影响的实验中,温度为单一变量,其他因素应保持一致且适宜。
答案:D
12下列有关生物技术实践的叙述,错误的是( )
A.制作果醋时,应向发酵装置不断地补充无菌空气
B.制作腐乳时,加盐腌制可使豆腐块变硬且能抑制杂菌生长
C.相同条件下固定化酵母细胞分解葡萄糖的速率要比未固定酵母细胞更高
D.一般来说,酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化
解析:固定化细胞技术的优点并不是提高了反应速率,而是有利于产物的分离,同时可以重复使用。
答案:C
13下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是( )
A.可用包埋法制备固定化酵母细胞
B.反应产物对固定化酶的活性没有影响
C.葡萄糖异构酶固定前后专一性不同
D.固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应
解析:酶的固定化适合用化学结合法和物理吸附法,酵母细胞适合用包埋法固定化,A项正确;反应产物对固定化酶的活性有影响,能使酶“钝化”,B项错误;酶具有专一性,与固定化与否没有关系,C项错误;固定化细胞只能催化在该细胞内所能进行的生化反应,D项错误。
答案:A
14某同学在探究加酶洗衣粉对油渍布片的洗涤效果时,记录了下列表格:
洗衣粉种类去污时间/min 温度/℃
加蛋白酶洗衣粉
复合酶洗衣粉
普通洗衣粉
20
89
60
90
30
83
46
85
40
77
27
77
50
67
8
68
通过分析上表中数据可知( )
A.温度越高洗涤效果越好
B.复合酶洗衣粉中含有脂肪酶
C.加酶洗衣粉的洗涤效果总比普通洗衣粉好
D.此探究实验不能说明酶具有专一性
解析:由于超过50
℃的情况没有测定,因此不能说明温度越高洗涤效果越好;比较三组实验可知,加蛋白酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果基本相同,说明蛋白酶并不能催化油脂的分解,再结合复合酶洗衣粉的洗涤效果,可知B项正确,C、D两项错误。
答案:B
15在探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果的实验中,下列变量控制方法正确的是( )
A.实验材料的污染程度属于本实验的无关变量,实验过程中不必考虑
B.若采用手洗法进行去污操作,需尽可能保证各组洗涤用力程度、时间等基本相同
C.水温属于该实验的变量,实验过程中必须保证各组实验温度相同且恒定
D.水的用量和布料的大小是成正比的,实验用的布料越大、水量越多,实验效果越好
解析:根据实验的对照原则和单一变量原则,水温是该实验的变量,要有温度梯度,各组实验温度不能相同,其他的无关变量要保持适宜且相同。该实验用的布料、水量要适中,不是布料越大、水量越多,实验效果越好。
答案:B
16在观察果胶酶对苹果匀浆的作用的实验中,先将苹果匀浆放在90
℃恒温水中保温4
min的主要目的是( )
A.杀灭苹果匀浆中的微生物
B.使果胶分解,从而提高出汁率
C.使苹果匀浆中的原有果胶酶变性失活,以排除对实验的干扰
D.果胶酶的最适温度为90
℃,酶的活性最高
解析:对苹果匀浆进行高温加热处理,是为了使苹果匀浆中的原有果胶酶变性失活,排除其对实验的干扰。
答案:C
17用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时,向原料中通入足够的空气,葡萄糖溶液的浓度与酒精的产生分别是
( )
A.不变、增多
B.降低、不再产生
C.降低、增多
D.不变、不再产生
解析:酵母菌是兼性厌氧型微生物,在有氧条件下进行有氧呼吸,将葡萄糖分解成CO2和H2O;在无氧条件下进行发酵,将葡萄糖分解成酒精和CO2。因此,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,葡萄糖溶液的浓度降低,酵母菌的无氧呼吸受抑制,不再产生酒精。
答案:B
18下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是
( )
A.固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用
B.溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素
C.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物
D.凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合
解析:固定化酶可以反复使用,其主要目的就是实现酶的重复利用;限制固定化酶的因素是温度、pH等,而不是溶解氧的多少;细胞分泌到细胞外的产物才容易被分离,所以固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物;凝胶与被包埋细胞之间并没有通过化学键结合,仅仅是将包埋细胞通过凝胶固定住。
答案:B
19下列与探究某种加酶洗衣粉的最适温度实验相关的叙述,正确的是( )
A.取一系列温度不同、其他条件相同的水,加入相同的污物及等量加酶洗衣粉,看哪一温度中酶的洗涤效果最好
B.在不同温度的水中,加入不等量洗衣粉,看哪种洗涤效果好
C.加酶洗衣粉在30
℃水中的洗涤效果不如在45
℃的水中好,说明45
℃为加酶洗衣粉的最适温度
D.将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37
℃的水中洗涤同样的污物,发现加酶洗衣粉洗涤效果好,说明加酶洗衣粉的最适温度为37
℃
解析:本实验的自变量为温度,在对照实验中,除了要观察的变量外,其他变量都应保持相同;C项可以说明加酶洗衣粉在45
℃时比
30
℃时洗涤效果好,但不能说明45
℃为最适温度;D项只能比较37
℃时加酶洗衣粉与普通洗衣粉的洗涤效果,不能得出加酶洗衣粉的最适温度。
答案:A
20目前没有一种固定化技术能普遍适用于所有的酶,理由是( )
A.有的酶能降低反应的活化能,有的酶能升高反应的活化能
B.有的酶有专一性,有的酶没有专一性
C.不同的酶分子结构不同
D.有的酶有高效性,有的酶没有高效性
解析:所有的酶都有降低化学反应活化能的作用,也都有专一性和高效性。不同的酶分子结构不同,说明不同的酶理化性质有所不同,对理化因素的耐受程度不同,所以对不同的酶固定时应选择不同的方法和途径。
答案:C
二、非选择题(共60分)
21(10分)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下:
(1)筛选产乳糖酶的微生物L时,宜用 作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是 。从功能上讲,这种培养基属于 。
(2)培养微生物L前,宜采用 方法对接种环进行灭菌。
(3)乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化,可通过检测固定化乳糖酶的 确定其应用价值。除化学结合法外,酶的固定化方法还包括 、 、离子吸附法及交联法等。
解析:(1)在只有乳糖的培养基上,产生乳糖酶的微生物能生存,而不能产生乳糖酶的微生物不能生存,从而筛选出产生乳糖酶的微生物,这类培养基属于选择培养基。
(2)接种微生物之前,对接种环要灼烧灭菌。
(3)获取酶后要检测其活性(活力)大小,活性(活力)大的酶才能用于生产。酶的固定方法包括化学结合法、包埋法、物理吸附法、离子吸附法及交联法等。
答案:(1)乳糖 凝固剂 选择培养基
(2)灼烧
(3)(酶)活性[或(酶)活力] 包埋法 物理吸附法(注:两空可颠倒)
22(12分)回答Ⅰ、Ⅱ两题。
Ⅰ.在工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率,为了研究温度对果胶酶活性的影响,某同学设计了如下实验。
①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在10
℃水浴中恒温处理10
min(如图A);
②将果胶酶与苹果泥混合,再次在10
℃水浴中恒温处理10
min(如图B);
③将步骤②处理后的混合物过滤,收集滤液,测果汁量(如图C);
④在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量,结果如下表。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
果汁量/mL
8
13
15
25
15
12
11
根据上述实验,请分析回答下列问题。
(1)果胶酶能破除细胞壁,是因为果胶酶可以促进细胞壁中 的水解。
(2)实验结果表明,当温度为 时果汁量最多,此时果胶酶的活性在所设的温度条件下 。
(3)为什么此实验可以通过测量滤出的果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低
。
Ⅱ.下图是果胶酶在不同温度条件下的酶活性变化曲线,请回答下列问题。
(1)在35
℃时,果胶酶的活性 。
(2)在 和 时,果胶酶的活性都降为0,但恢复至35
℃时,图 中果胶酶的催化活性可能恢复,请在图中画出恢复曲线,由此表明图 中所示酶的结构未受到破坏。
解析:Ⅰ.(1)果胶酶能够把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。
(2)根据表格可知,40
℃时果汁量最多,则此时酶活性在所设的温度条件下最高。
(3)果胶酶将果胶分解为小分子物质,这些物质可以通过滤纸,苹果汁体积越大,表明果胶酶活性越高。
Ⅱ.从图中看出,果胶酶在35
℃时催化效率最高,当温度降至0
℃或升高至100
℃时,催化效率均降至0。果胶酶的化学本质是蛋白质,当温度升高至100
℃时,其分子结构被破坏,从而变性失活,当温度再恢复到35
℃时,也不会恢复活性;而温度降至0
℃时,酶的结构并没有被破坏,再恢复到35
℃时,活性还会恢复。
答案:Ⅰ.(1)果胶
(2)40
℃ 最高
(3)单位时间内得到的果汁越多,说明此反应速度越快,即酶的活性越高,反之,则酶的活性越低
Ⅱ.(1)最高
(2)0
℃ 100
℃ 甲 如下图 甲
23(8分)为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响,以及固定化藻对含Z污水的净化作用,科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验,流程及结果如下。请回答下列问题:
制备固定化绿
球藻凝胶球
清洗
2~3次培养液
中培养
柠檬酸钠溶液溶解
凝胶球,测定藻数量
(1)实验中的海藻酸钠作用是 ,CaCl2的作用是
。
(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物,并保持绿球藻活性,宜采用 洗涤。图1中1.0%海藻酸钠组培养24
h后,移去凝胶球,溶液呈绿色,原因是 。
(3)为探索固定化藻对含Z污水的净化作用,应选用浓度为 海藻酸钠制备凝胶球。
(4)图2中空白凝胶球组Z浓度下降的原因是 。结合图1和图2分析,固定化藻的实验组24~48
h间Zn2+浓度下降速度较快的主要原因是 ;72~96
h间Zn2+浓度下降速度较慢的原因有 。
解析:(1)实验中海藻酸钠的作用是作为包埋剂,包埋绿球藻。CaCl2的作用是与海藻酸钠反应形成凝胶球。
(2)要洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物并保持绿球藻活性,需采用培养液洗涤。海藻酸钠浓度过低导致凝胶球孔径过大,部分绿球藻进入溶液,所以溶液呈绿色。
(3)从图1可以看出,海藻酸钠浓度为2.0%时,绿球藻数量最多,所以应选用该浓度海藻酸钠制备凝胶球。
(4)空白凝胶球组Zn2+浓度下降的原因可能是凝胶吸附Zn2+。综合图1和图2可以看出,固定化藻的实验组24~48
h间Zn2+浓度下降速度较快的主要原因是绿球藻生长速度快,吸收了Zn2+。72~96
h间Zn2+浓度下降速度较慢的原因有绿球藻生长速度减慢,Zn2+浓度较低等。
答案:(1)包埋绿球藻(包埋剂) 与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)
(2)培养液 海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)
(3)2.0%
(4)凝胶吸附Zn2+ 绿球藻生长(增殖)速度快 绿球藻生长(增殖)速度减慢,溶液中Zn2+浓度较低
24(17分)回答下列Ⅰ、Ⅱ两题。
Ⅰ.某同学用实验来探究pH对酶活性的影响。他准备5份含有等量果胶酶溶液的试管,用质量分数为0.1%的HCl溶液或NaOH溶液调节至不同的pH,每支试管加5块0.1
cm3的正方体苹果块,试管均置于25
℃条件下。
(1)请你帮助选取pH梯度: 。
(2)请以两种方法改进实验,使实验在更短时间内完成:
① ;
② 。
(3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系: 。可根据 来判断最适pH。
(4)为确认澄清果汁的大量生成是由于果胶酶的作用,还应对实验进行怎样的设计 。
Ⅱ.某同学从温度为55~65
℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌,并从该细菌中提取了脂肪酶。
(1)测定脂肪酶活性时,应选择 作为该酶作用的底物,反应液中应加入 溶液以维持其酸碱度稳定。
(2)要鉴定该酶的化学本质,可将该酶液与双缩脲试剂混合,若反应液呈紫色,则该酶的化学本质为 。
(3)根据该细菌的生活环境,简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。 。
解析:Ⅰ.(1)通过设置梯度来确定最适值,这是该实验的重点。设置梯度来确定最适值时,第一轮实验通常设置的梯度差较大,缩小范围后,在第二轮实验中可设置较小的梯度差。
(2)结合题干中的内容,要想缩短实验时间,既可以提高温度,以增强酶的活性,也可以将苹果块处理成苹果泥,以增大底物与酶的接触面积。
Ⅱ.根据酶具有专一性的特点可知,脂肪酶只能催化脂肪的水解,因此测定其活性时,应选择脂肪作为底物;为维持其酸碱度稳定,一般应加入缓冲溶液;蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色;要探究酶催化作用的最适温度,应设置一系列温度梯度,分别测定酶活性,催化活性最高时的温度即为最适温度,由于该细菌生活的温度范围为55~65
℃,因此,设置温度梯度范围时应将其包含在内。
答案:Ⅰ.(1)5,6,7,8,9
(2)①将温度由25
℃提高到大约50
℃ ②将正方体苹果块处理成苹果泥
(3)酶活性越大,果胶分解越快,生成的果汁越多 生成果汁量的多少
(4)另增加一支试管,放入与果胶酶溶液等量的清水和与实验组等量的苹果泥,但不加酶溶液,作为对照
Ⅱ.(1)脂肪 缓冲
(2)蛋白质
(3)在一定温度范围(包含55~65
℃)内设置温度梯度,分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值,则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度;否则,可扩大温度范围,继续实验,直到出现峰值
25(13分)生产果汁时,用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁量。回答下列相关问题。
(1)某同学用三种类型的果胶酶进行三组实验,各组实验除酶的来源不同外,其他条件都相同,测定各组的出汁量,据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是 。
(2)现有一种新分离出来的果胶酶,为探究其最适温度,某同学设计了如下实验:取试管16支,分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液,混匀,平均分为4组,分别置于0
℃、5
℃、10
℃、40
℃下保温相同时间,然后,测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有 和 。
(3)某同学取5组试管(A~E)分别加入等量的同种果泥,在A、B、C、D
4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶,然后,补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同;E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后,测定各组的出汁量。通过A~D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中,若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量,E组设计 (填“能”或“不能”)达到目的,其原因是 。
解析:(1)由实验处理确定实验变量为果胶酶的来源或类型,因此实验的目的是比较不同来源的果胶酶的活性。
(2)本实验的自变量为温度,为减少误差,在温度设置上应缩小梯度做到组别足够多;果胶酶的最适温度范围应在30~70
℃,设置0
℃、5
℃等温度无意义。
(3)E组为对照组,与实验组相比,除自变量不同外,其他条件应相同(应加入与实验组等量的缓冲液),否则达不到对照的目的。
答案:(1)比较不同来源的果胶酶的活性
(2)温度范围设置不合理 温度梯度设置不合理
(3)不能 未加入缓冲液(其他合理答案也给分)课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
基础巩固
1在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时又能抑制或者阻止其他种类微生物生长的培养基称做
( )
A.鉴别培养基
B.加富培养基
C.选择培养基
D.基础培养基
解析:选择培养基可选择目标微生物,同时抑制或阻止其他微生物生长。
答案:C
2下列关于土壤取样的叙述,错误的是( )
A.土壤取样,应选取肥沃、湿润的土壤
B.先铲去表层土,再取样
C.取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌
D.应在火焰旁称取土壤
解析:土壤取样过程中,为防止杂菌污染,取样用的小铁铲和信封在使用前都必须灭菌。
答案:C
3下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是( )
A.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、尿素、琼脂、水
B.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、琼脂、水
C.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、尿素、琼脂、水
D.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、水
解析:分解尿素的细菌能利用尿素,因此选择培养基中应只有尿素这一种氮源。此外,培养基中还应含有碳源。
答案:A
4能够测定样品活菌数的方法是( )
A.稀释涂布平板法
B.直接计数法
C.重量法
D.比浊法
解析:利用稀释涂布平板法能够在不影响生活的情况下将细菌个体从固体培养基上分离出来,并可以繁殖形成菌落,可根据菌落数测定出样品活菌数,故稀释涂布平板法可用于测定样品活菌数。直接计数法计得的是活菌和死菌的总和。
答案:A
5下列关于微生物分离和培养的叙述,错误的是( )
A.微生物培养前,需对培养基进行消毒
B.测定土壤样品中的细菌数目,常用菌落计数法
C.分离土壤中不同的微生物,要采用不同的稀释度
D.分离能分解尿素的细菌,要以尿素作为培养基中唯一的氮源
解析:微生物培养前,需对培养基进行灭菌,而不是消毒;测定土壤样品中的细菌数目,常用菌落计数法,而一般不用活菌计数法;分离土壤中不同的微生物,要采用不同的稀释度以便能选择出菌落数在30~300的平板进行计数;分离能分解尿素的细菌,要以尿素作为培养基中唯一的氮源。
答案:A
6下列是关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述,其中错误的是( )
A.用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基,经高温、高压灭菌后倒平板
B.取104,105,106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1
mL,分别涂布于各组平板上
C.将实验组和对照组平板倒置,37
℃恒温培养24~48
h
D.确定对照组无菌后,选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数
解析:检测土壤中细菌总数时,用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基,经高温、高压灭菌后倒平板,取104,105,106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1
mL,分别涂布于各组平板上,将实验组和对照组平板倒置,37
℃恒温培养24~48
h,在确定对照组无菌后,选择菌落数在30~300的平板进行计数。
答案:D
7下列属于菌种鉴定重要依据的是( )
A.细菌的大小、形状和颜色
B.菌落的大小、形状和颜色
C.有无鞭毛
D.培养基的不同
解析:不同种类的细菌所形成的菌落在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有不同的特征,所以,每种细菌在一定条件下所形成的菌落,可以作为菌种鉴定的重要依据。单个的细菌用肉眼是看不见的,故细菌的个体特征不能作为菌种鉴定的依据。
答案:B
8若大肠杆菌和圆褐固氮菌混合在一起,采用下列哪组培养基可将它们分离 ( )
A.加食盐的培养基和牛肉膏蛋白胨培养基
B.伊红美蓝培养基和无氮培养基
C.斜面培养基和液体培养基
D.加青霉素的培养基和液体培养基
解析:大肠杆菌的代谢产物可与伊红美蓝结合,使菌落呈黑色;圆褐固氮菌能自行固氮,可用无氮培养基选择。
答案:B
9有些细菌可分解原油,从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株,请回答下列问题。
(1)在筛选过程中,应将土壤样品稀释液接种于以 为唯一碳源的固体培养基上,从功能上讲,该培养基属于 培养基。
(2)纯化菌种时,为了得到单菌落,常采用的接种方法有两种,即 和 。
(3)为了筛选出高效菌株,可比较单菌落周围分解圈的大小,分解圈大说明该菌株降解原油的能力 。
(4)通常情况下,在微生物培养过程中,实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、 和 。无菌技术要求实验操作应在酒精灯 附近进行,以避免周围环境中微生物的污染。
解析:(1)要获得能分解原油的细菌,应选择以原油为唯一碳源的培养基,以保证这种细菌可以大量繁殖,而其他细菌不能生存。此种培养基属于选择培养基。
(2)纯化菌种常用平板划线法和稀释涂布平板法。
(3)在以原油为唯一碳源的培养基上,菌落周围的原油因被分解而形成分解圈,分解圈越大,说明该菌株降解原油的能力越强。
(4)实验室灭菌的方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌,实验操作要在酒精灯火焰附近的无菌区进行。
答案:(1)原油 选择
(2)平板划线法 稀释涂布平板法
(3)强
(4)干热灭菌 高压蒸汽灭菌 火焰
10请回答下列与大肠杆菌有关的问题。
(1)大肠杆菌的同化作用类型是 。
(2)下表是某公司研发的一种检测大肠杆菌菌群的培养基的配方。
成分
含量/g
蛋白胨
10.0
乳糖
5.0
蔗糖
5.0
K2HPO4
2.0
显色剂
0.2
琼脂
12.0
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1
000
mL
根据用途划分该培养基属于 (填“选择”或“鉴别”)培养基。该培养基中的碳源是
。
(3)培养大肠杆菌时,常用的接种方法是平板划线法和 ,为防止杂菌污染,需对培养基和培养皿进行 。
(4)现有1
L水样,用无菌吸管吸取1
mL转至盛有
9
mL无菌水的试管中,依次稀释到103稀释度。各取0.1
mL已稀释103倍的水样分别接种到三个培养基上培养,一段时间后记录的菌落数分别为55,56,57,则每升原水样中大肠杆菌数为 。
解析:(1)大肠杆菌不能制造有机物,必须利用现成的有机物来合成组成自身的物质,属于异养型生物。
(2)根据题表中培养基的配方可看出,该培养基中添加了显色剂,可判断此培养基为鉴别培养基。
(3)培养大肠杆菌等微生物时,常用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法。为防止杂菌污染,需要对培养基和培养皿进行灭菌。
(4)根据公式计算:每升原水样中大肠杆菌数=(55+56+57)÷3÷0.1×103×103=5.6×108。
答案:(1)异养型
(2)鉴别 乳糖、蔗糖(蛋白胨)
(3)稀释涂布平板法 灭菌
(4)5.6×108
能力提升
1下列操作需要在火焰旁进行的有( )
①土壤取样 ②称取土壤 ③稀释土壤溶液 ④涂布平板 ⑤微生物的培养
A.①②③④⑤
B.②③④⑤
C.③④⑤
D.②③④
解析:除了土壤取样和微生物的培养不便于在火焰旁进行外,其他均要在火焰旁进行,以防止杂菌污染。
答案:D
2以下关于能分解尿素的细菌的说法,正确的是( )
A.能分解尿素的原因是能合成蛋白酶
B.分离该种细菌时以尿素作为唯一碳源
C.环境中含有大量的尿素诱导该细菌产生了分解尿素的特性
D.用以尿素为唯一氮源且添加了酸碱缓冲剂的培养基培养该菌后不会使酚红指示剂变红
解析:酶具有专一性,分解尿素的细菌之所以能分解尿素是因为能合成、分泌脲酶;分离能分解尿素的细菌时以尿素作为唯一氮源;环境中含有的大量的尿素对分解尿素的细菌起了选择作用,而非诱导作用;该菌产生的脲酶把尿素分解为氨后,使pH升高,可使酚红指示剂变红,但添加酸碱缓冲剂后,阻止了pH的升高,因此培养基不使酚红指示剂变红。
答案:D
3用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时,通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数。原因是
( )
A.平板上的一个菌落就是一个细菌
B.菌落中的细菌数是固定的
C.此时的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌
D.此方法统计的菌落数一定与活菌的实际数相同
解析:用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时,平板上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌,但偶尔也可能来自两个细菌,所以此方法统计的菌落数可能与活菌的实际数不相同。
答案:C
4下列不属于菌种计数方法的是( )
A.平板划线法
B.稀释涂布平板法
C.显微镜直接计数
D.滤膜法
解析:平板划线法可用于菌种的纯化和分离,不能用于计数。稀释涂布平板法常用来统计样品中活菌的数目,显微镜直接计数也是测定微生物数量的常用方法。滤膜法常用于检测水样中大肠杆菌的数目,通常是将已知体积的水样过滤后,将滤膜放到伊红美蓝培养基上培养,根据培养基上黑色菌落的数目,计算出水样中大肠杆菌的数量。
答案:A
5将硝化细菌接种到下列培养基中,其中可以长出硝化细菌菌落的是( )
A.无氮培养基,试管密闭
B.无氮培养基,试管口用棉塞塞住
C.含氮(无机氮源)培养基,试管密闭
D.含氮(无机氮源)培养基,试管口用棉塞塞住
解析:硝化细菌是自养需氧型微生物,利用的是无机氮源,因此培养硝化细菌需要含无机氮源的培养基且试管口用棉塞塞住。
答案:D
★6“筛选”是生物学中培育生物新类型常用的手段,下列做法不可能筛选成功的有( )
A.在无氮培养基上筛选圆褐固氮菌
B.在不含精氨酸的培养液中筛选能合成精氨酸的微生物
C.用含青霉素的培养基筛选酵母菌和霉菌
D.用不含碳源的培养基筛选根瘤菌
解析:圆褐固氮菌可以固氮,所以可以在无氮培养基上生长;青霉素可抑制细菌细胞壁的形成,而对酵母菌和霉菌无抑制作用;根瘤菌是异养型生物,在不含碳源的培养基上不能生长。
答案:D
★7实验测定链霉素对3种细菌的抗生素效应,用3种细菌在事先准备好的琼脂块平板上画3条平行线(3条线均与下图中的链霉素带接触),将平板置于37
℃条件下恒温培养3
d,结果如下图所示。根据实验结果分析以下叙述,不正确的是( )
A.链霉素能阻止结核杆菌的生长
B.链霉素对结核杆菌的抑制作用比对霍乱菌更有效
C.链霉素对结核杆菌的抑制作用比对伤寒杆菌更有效
D.链霉素可以用于治疗伤寒病人
解析:由题图可知,链霉素能阻止霍乱菌和结核杆菌的生长繁殖,不能阻止伤寒杆菌的生长繁殖,所以它不能用于治疗感染伤寒杆菌的病人。链霉素对结核杆菌的抑制作用比对霍乱菌更有效。
答案:D
8回答下列关于微生物和酶的问题。
高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛选了能高效产生高温淀粉酶的嗜热菌,其筛选过程如下页左上图所示。
(1)①过程称为 ,②过程是为了
。
(2)Ⅰ号培养基称为 (按功能分);该培养基中除了加入淀粉外,还需加入的另一种重要的营养成分为 。
A.琼脂
B.葡萄糖
C.硝酸铵
D.碳酸氢钠
(3)一般对配制的培养基采用高压灭菌,其中“高压”是为了 。
解析:(1)图示中①过程后试管中单位体积内微生物数量减少,所以①过程称为稀释,②过程是将试管内液体培养基中的微生物涂布在培养皿中的固体培养基上,所以过程②是为了筛选单个菌落。
(2)Ⅰ号培养基的功能是筛选,所以称为选择培养基。该培养基中除了加入淀粉外,还需加入另一种重要的营养成分——硝酸铵,以作为培养微生物的氮源。
(3)一般对配制的培养基采用高压灭菌,其中“高压”是为了杀死培养基中的芽孢。
答案:(1)稀释 筛选单个菌落(或筛选)
(2)选择培养基 C
(3)杀死培养基中的芽孢
9某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察计数。请回答与此实验相关的问题。
(1)培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了 和 。除此之外,培养基还必须含有的基本成分是 和 。
(2)对培养基进行灭菌,应该采用的方法是
。
(3)为了尽快观察到细菌培养的实验结果,应将接种了湖水样品的平板置于 中培养,培养的温度设定在37
℃。要使该实验所得结果可靠,还应该同时在另一平板上接种 作为对照进行实验。
(4)培养20
h后,观察到平板上有形态和颜色不同的菌落,这说明湖水样品中有 种细菌。一般说来,菌落总数越多,湖水遭受细菌污染的程度越 。
(5)如果提高培养基中NaCl的浓度,可以用于筛选耐 细菌,这种培养基被称为 。
解析:(1)蛋白胨来源于动物材料,含有维生素、糖和有机氮等营养物质,主要是为微生物提供氮源。培养微生物的培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐。
(2)实验室的灭菌方法一般有灼烧灭菌(适合于接种工具的灭菌)、干热灭菌(适合于耐高温的、需要保持干燥的物品的灭菌)、高压蒸汽灭菌(适合于培养基等物体的灭菌)。
(3)要想使微生物快速繁殖,就要将平板置于适宜的条件下,特别是温度要适宜,所以要置于恒温培养箱中。对照组应接种无菌水,以排除其他因素的干扰。
(4)不同的细菌形成的菌落具有不同的形态,细菌菌落的特征是识别不同细菌的主要依据。菌落一般是由一个细菌细胞繁殖而来的,菌落多则说明细菌的数目多。
(5)加入了特定的物质,用于筛选各种特定细菌的培养基就是选择培养基。例如加入了NaCl就可以用于筛选耐盐细菌。
答案:(1)氮源(碳源,不作要求) 碳源 无机盐 水
(2)高压蒸汽灭菌法
(3)恒温培养箱 无菌水
(4)多 高
(5)盐(或NaCl) 选择培养基
10(2017全国Ⅰ理综)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。回答下列问题。
(1)有些细菌能分解尿素,有些细菌则不能,原因是前者能产生 。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源,原因是 。但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是 (答出两点即可)。
(2)为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择 (填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”)作为氮源,不选择其他两组的原因是 。
(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用有 (答出两点即可)。
解析:(1)有些细菌能分解尿素是因为其能产生分解尿素的酶,即脲酶。能分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物。葡萄糖既能作为能源,为细胞的代谢提供能量,也能作为碳源,为其他有机物的合成提供原料。
(2)利用尿素作为唯一氮源的选择培养基可筛选分解尿素的细菌。其他两组都含有NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用。
(3)培养基中的KH2PO4和Na2HPO4既可为细菌生长提供无机营养,又可作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定。
答案:(1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物 为细胞生命活动提供能量,为其他有机物的合成提供原料
(2)尿素 其他两组都含有NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用
(3)为细菌生长提供无机营养,作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定课题1 DNA的粗提取与鉴定
基础巩固
1下列各项中不宜选作DNA提取材料的是( )
A.洋葱表皮细胞
B.鲜豌豆种子
C.人的成熟红细胞
D.鸡血细胞液
解析:作为DNA提取材料的首要条件是DNA含量丰富,而哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,所以不宜选作实验材料。
答案:C
2若选择的实验材料为植物细胞,破碎细胞时要加入一定量的洗涤剂和食盐。加入洗涤剂的目的是( )
A.利于DNA的溶解
B.瓦解细胞膜
C.分离DNA和蛋白质
D.溶解蛋白质
解析:洗涤剂是一种离子去污剂,能瓦解细胞膜,有利于DNA的释放;食盐的主要成分是NaCl,有利于DNA的溶解。
答案:B
3DNA粗提取的实验中在破碎血细胞时,要加入
20
mL
的蒸馏水,其作用是( )
A.溶解DNA
B.使血细胞破裂,DNA释放
C.稀释血液,防止凝固
D.有利于搅拌
解析:一般用低渗溶液,如蒸馏水,使细胞过度吸水而破裂,从而使细胞中的DNA释放出来。
答案:B
4在除去杂质时将滤液放在60~75
℃的恒温水浴箱中保温10~15
min,这样做的目的是( )
A.使DNA变性
B.使蛋白质变性
C.使DNA和蛋白质变性
D.分解蛋白质
解析:大多数蛋白质不能忍受60~80
℃的高温,而DNA在80
℃以上才变性。在60~75
℃的恒温水浴箱中保温10~15
min,目的是使蛋白质变性,然后分离得到DNA。
答案:B
5某同学用洋葱进行DNA粗提取和鉴定实验,操作错误的是( )
A.加入洗涤剂后,进行充分的研磨
B.用蛋白酶纯化过滤后的研磨液中的DNA
C.加入酒精后用玻璃棒轻缓搅拌
D.加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热
解析:提取洋葱的DNA时,加入一定量的洗涤剂和食盐,进行充分的搅拌和研磨,A项错误;蛋白酶能够分解研磨液中的蛋白质以纯化DNA,B项正确;加入酒精后用玻璃棒轻缓搅拌以防止因DNA断裂而不能形成絮状沉淀,C项正确;加入二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热
5
min,以观察颜色是否变蓝,D项正确。
答案:A
6在提取DNA的过程中,最好使用塑料试管和烧杯,目的是( )
A.不易破碎
B.减少DNA的损失
C.增加DNA的含量
D.容易刷洗
解析:DNA易吸附在玻璃管上,造成DNA量的损失。
答案:B
7在DNA的粗提取过程中,初步析出DNA和提取较纯净的DNA所用的药品的浓度及其名称分别是( )
①物质的量浓度为0.1
g/mL的柠檬酸钠溶液 ②物质的量浓度为2
mol/L的NaCl溶液 ③物质的量浓度为0.14
mol/L的NaCl溶液 ④体积分数为95%的酒精溶液 ⑤物质的量浓度为0.015
mol/L的NaCl溶液
A.①③⑤
B.③④
C.②④
D.②③④
解析:初步析出DNA和提取纯净的DNA所用的药品的浓度及其名称分别是物质的量浓度为0.14
mol/L
的NaCl溶液和体积分数为95%的酒精溶液。
答案:B
8“DNA的粗提取与鉴定”实验中,A、B、C、D、E五个小组除下表中所列处理方法不同外,其他操作步骤均相同且正确,但实验结果却不同。
组别
实验材料
提取核物质时加入的溶液
去除杂质时加入的溶液
DNA鉴定时加入的试剂
A
鸡血
蒸馏水
体积分数为95%的酒精(25
℃)
二苯胺
B
菜花
蒸馏水
体积分数为95%的酒精(冷却)
双缩脲
C
人血浆
蒸馏水
体积分数为95%的酒精(冷却)
二苯胺
D
人血细胞
2
mol/L的氯化钠
0.14
mol/L的氯化钠
双缩脲
E
鸡血
蒸馏水
体积分数为95%的酒精溶液(冷却)
二苯胺
(1)实验材料选择错误的组别是 ,其原因是
。
(2)实验步骤(不包括实验材料)均正确,但得不到DNA的组别是 。
(3)沸水浴中试管颜色变蓝的组别是 ;蓝色较淡的是 ,其原因是
。
(4)B组实验不成功的最主要原因是
。
解析:(1)人的血浆中没有细胞结构,人成熟的红细胞没有细胞核,在这些材料中不能得到DNA或得到的DNA很少。
(2)血细胞中有少量的白细胞,其中有DNA,所以只有C组人血浆中没有DNA。
(3)冷却的酒精溶液对DNA有较好的凝集效果,而A组中为25
℃的酒精溶液。
(4)菜花细胞外有细胞壁起保护作用,在蒸馏水中不会破裂,所以不能得到DNA。
答案:(1)C、D 人的血浆中没有细胞结构,人成熟的红细胞中没有细胞核,选用这些材料得不到DNA或得到的DNA很少 (2)C (3)A、E A 冷却的酒精溶液对DNA的凝集效果较佳,该组使用的是25
℃的酒精溶液 (4)菜花细胞在蒸馏水中不能被破坏,得不到DNA(应采用研磨的方法)
能力提升
1在利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中,下列相关叙述正确的是( )
A.用蒸馏水将NaCl溶液的物质的量浓度调至0.14
mol/L,滤去析出物
B.调节NaCl溶液浓度或加入木瓜蛋白酶,都可以去除部分杂质
C.将丝状物溶解在物质的量浓度为2
mol/L的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂即呈蓝色
D.用菜花替代鸡血作为实验材料,其实验操作步骤相同
解析:当NaCl溶液的物质的量浓度为0.14
mol/L时,DNA溶解度最小,析出物中含有大量的DNA。将丝状DNA溶解在物质的量浓度为2
mol/L
的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂沸水浴加热后呈蓝色。用菜花替代鸡血作实验材料,实验操作步骤不完全相同,处理菜花时,先加入洗涤剂和食盐,进行充分的搅拌和研磨。
答案:B
2玻璃棒搅拌出的较纯净的DNA的颜色以及DNA遇二苯胺(沸水浴)显现的颜色分别是( )
A.黄色、紫色
B.白色、砖红色
C.白色、蓝色
D.蓝色、砖红色
解析:DNA在体积分数为95%的冷酒精中析出时的颜色为白色,DNA遇二苯胺(沸水浴)显现的颜色为蓝色。
答案:C
3下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是( )
A.利用DNA能溶于酒精溶液,而蛋白质不溶于酒精溶液,可将DNA与蛋白质分离
B.利用高温能使DNA变性,却对蛋白质没有任何影响的特性,可将DNA与蛋白质分离
C.利用DNA在物质的量浓度为0.14
mol/L的NaCl溶液中溶解度最大的特点,可将DNA与蛋白质分离
D.在DNA滤液中加入嫩肉粉,通过木瓜蛋白酶的作用,可将DNA与蛋白质分离
解析:DNA不溶于酒精,而蛋白质等杂质溶于酒精,A项不正确。蛋白质比DNA对温度的耐受性更差,因此更容易变性,B项不正确。DNA在物质的量浓度为0.14
mol/L的NaCl溶液中溶解度最小,而蛋白质在该浓度的NaCl溶液中溶解度较大,因此可将DNA与蛋白质分离,C项不正确。嫩肉粉中的木瓜蛋白酶只能催化蛋白质水解,而对DNA没有影响,因此,可将DNA与蛋白质分离,D项正确。
答案:D
4在DNA的粗提取实验过程中,有两次DNA沉淀析出,其依据的原理是( )
①DNA在物质的量浓度为0.14
mol/L的NaCl溶液中溶解度最低 ②DNA在冷却的体积分数为95%的酒精中能沉淀析出
A.两次都是①
B.两次都是②
C.第一次是①,第二次是②
D.第一次是②,第二次是①
解析:第一次沉淀析出是用浓NaCl溶液溶解核内DNA之后,加蒸馏水稀释NaCl溶液的物质的量浓度至0.14
mol/L,使DNA溶解度最低而析出;第二次沉淀析出是用冷酒精溶液使DNA凝集并溶解非DNA物质,达到提纯DNA的目的。
答案:C
5从植物中提取DNA,发现实验效果不好,如果看不到丝状物沉淀、用二苯胺鉴定时不显示颜色等,其可能原因是( )
①植物细胞中DNA含量低 ②研磨不充分 ③过滤不充分 ④体积分数为95%的冷酒精溶液的量过大
A.①②
B.③④
C.①④
D.②③
解析:若实验中看不到丝状物沉淀、用二苯胺鉴定时不显示颜色等,说明DNA提取量少。不同植物,其细胞中DNA含量不同,但不一定都低。酒精溶液的作用是溶解杂质而不是溶解DNA,因此酒精溶液用量过大,不会导致DNA含量减少。研磨不充分和过滤不充分,会导致DNA提取量减少。
答案:D
★6将粗提取的DNA丝状物分别加入到物质的量浓度为0.14
mol/L的NaCl溶液、物质的量浓度为
2
mol/L
的NaCl溶液、冷却的体积分数为95%的酒精溶液中,然后用放有纱布的漏斗过滤,分别得到滤液P、Q、R以及存留在纱布上的黏稠物p、q、r,其中由于含DNA少可以丢弃的是( )
A.P、Q、R
B.p、q、r
C.P、q、R
D.p、Q、r
解析:将粗提取的DNA丝状物加入物质的量浓度为0.14
mol/L
的NaCl溶液中,DNA析出,过滤后DNA存在于纱布上(p),杂质存在于滤液(P)中;加入物质的量浓度为2
mol/L的NaCl溶液中,DNA溶解,过滤后DNA存在于滤液(Q)中,杂质(q)存在于纱布上;加入冷却的体积分数为95%的酒精溶液中,DNA析出,过滤后DNA存在于纱布上(r),杂质存在于滤液(R)中。
答案:C
7回答下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的问题。下图为该实验过程中的一些重要操作示意图。
(1)正确的操作顺序是 。(请用字母和箭头表示)
(2)上图C、E步骤都加入蒸馏水,但其目的不同,分别是 和 。
(3)上图A步骤中所用酒精必须是经过 的,该步骤的目的是
。
(4)为鉴定A步骤中所得到的丝状物的主要成分为DNA,可滴加 试剂后沸水浴,如果出现 则证明该丝状物的主要成分为DNA。
解析:(1)图中A步骤为往含DNA的浓NaCl溶液中加入体积分数为95%的酒精溶液,目的是提取较纯净的DNA。B步骤为单层纱布过滤,目的是获得含DNA的滤液。C步骤为往鸡血细胞液中添加蒸馏水,目的是破碎细胞,释放核物质。D步骤为往物质的量浓度为2
mol/L
NaCl溶液中加入DNA丝状物,目的是溶解DNA。E步骤为往DNA浓NaCl溶液中加入蒸馏水,目的是降低NaCl溶液的浓度,析出DNA。根据DNA粗提取的实验流程:破碎细胞(释放DNA)→过滤→溶解核内DNA→过滤→析出DNA→过滤→DNA再溶解→提取含杂质较少的DNA。可以判断正确的操作顺序为C→B→E→D→A。
(2)C步骤为往鸡血细胞液中添加蒸馏水,目的是破碎细胞,释放核物质。E步骤为往含DNA的浓NaCl溶液中加入蒸馏水,目的是降低NaCl溶液的浓度,析出DNA。
(3)A步骤为往含DNA的浓NaCl溶液中加入体积分数为95%的酒精溶液,目的是提取较纯净的DNA。因为DNA在冷却的酒精溶液中溶解度更低,因此需要将酒精溶液充分预冷后使用。
(4)鉴定DNA可以利用二苯胺试剂,DNA与该试剂在沸水浴的条件下变蓝色。
答案:(1)C→B→E→D→A (2)加速细胞的破裂 降低NaCl溶液的浓度,使DNA析出 (3)充分预冷 提取含杂质较少(或较纯净)的DNA (4)二苯胺 蓝色
★8某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动,具体步骤如下。
材料处理:称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各2份,每份10
g。剪碎后分成两组,一组置于20
℃、另一组置于-20
℃条件下保存24
h。
DNA粗提取:
第一步,将上述材料分别放入研钵中,各加入15
mL
研磨液,充分研磨,用两层纱布过滤,取滤液备用;
第二步,先向6只小烧杯中分别注入10
mL滤液,再加入20
mL体积分数为95%的冷酒精溶液,然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌,使絮状物缠绕在玻璃棒上;
第三步,取6支试管,分别加入等量的物质的量浓度为2
mol/L
的NaCl溶液溶解上述絮状物。
DNA检测:在上述试管中各加入4
mL二苯胺试剂,混合均匀后,置于沸水中加热5
min,待试管冷却后比较溶液的颜色深浅,结果如下表:
材料保存温度/℃
菜花
辣椒
蒜黄
20
++
+
+++
-20
+++
++
++++
(注:“+”越多表示蓝色越深)
分析上述实验过程,回答下列问题。
(1)该探究性实验课题名称是 。
(2)第二步中“缓缓地”搅拌,这是为了防止 。
(3)根据实验结果,得出结论并分析。
①结论1:与20
℃相比,相同实验材料在-20
℃条件下保存,DNA的提取量较多。
结论2: 。
②针对结论1,请提出合理的解释: 。
(4)氯仿密度大于水,能使蛋白质变性沉淀,与水和DNA均不相溶,且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度,依据氯仿的特性,在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是 ,
然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。
解析:(1)分析表格可知,实验目的在于探究材料和保存温度对DNA提取量的影响。
(2)DNA分子为链状,很容易断裂,所以应缓缓地向一个方向搅拌。
(3)分析表格可看出,同种材料在-20
℃时DNA提取量较多,不同材料在同种温度下保存时,蒜黄的DNA提取量最多。低温下酶活性较低,DNA降解慢。
(4)根据题意,可用氯仿将DNA溶液中的蛋白质析出,进一步提高DNA的纯度。
答案:(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响 (2)DNA断裂 (3)①等质量的不同实验材料,在相同的保存温度下,从蒜黄中提取的DNA量最多 ②低温抑制了相关酶的活性,DNA降解速度慢 (4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合,静置一段时间,吸取上清液专题1
传统发酵技术的应用
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1下列关于传统发酵技术的说法,错误的是( )
A.果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌属于兼性厌氧微生物,在有氧条件下能大量繁殖
B.制作果醋需要醋酸菌,它是一种严格厌氧的微生物,可将葡萄汁中的糖分解为醋酸
C.多种微生物参与了腐乳的发酵,如青霉、毛霉、曲霉等,它们都是真核生物
D.乳酸菌是一种厌氧微生物,可以参与泡菜和酸奶的制作
解析:制作果酒利用的是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的原理,在发酵初期通入无菌空气可以使酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖;醋酸菌是好氧微生物,在果醋发酵过程中必须持续通入无菌空气;参与腐乳发酵的青霉、毛霉、曲霉等都属于真核生物;泡菜、酸奶制作过程中使用的乳酸菌是一种厌氧细菌。
答案:B
2小李尝试制作果酒,他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行实验(见下图),下列做法恰当的是( )
A.加入适量的醋酸菌
B.一直打开阀b通气
C.一直关紧阀a,偶尔打开阀b几秒钟
D.把发酵装置放到4
℃冰箱中进行实验
解析:若一直打开阀b通气,酵母菌就只进行有氧呼吸,则不会产生酒精;若把装置放到4
℃冰箱中,温度过低会导致细胞呼吸有关酶的活性降低,则无氧呼吸产生酒精的效率会极低;酵母菌无氧呼吸会产生CO2,偶尔打开阀b可排出CO2,防止装置中CO2过多,影响酵母菌的发酵。
答案:C
3下列关于果酒、果醋和腐乳制作的叙述,正确的是
( )
A.使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌
B.在无氧或缺糖条件下,醋酸菌能够将酒精发酵成醋酸
C.在发酵过程中都需要保持在同一恒定的温度条件下
D.果酒和果醋制作过程中,相应菌种种群数量在接种的初期可能呈“J”型增长
解析:制作腐乳所利用的菌种主要是毛霉;在有氧及缺糖条件下,醋酸菌能够将酒精变为乙醛,再将乙醛变为醋酸;发酵过程中,对于不同的菌种,其适宜的温度范围不同。
答案:D
4
(2017江苏)下列关于“腐乳的制作”实验,叙述正确的是( )
A.控制发酵温度的主要目的是腐乳调味
B.腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用
C.毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉
D.成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生
解析:在腐乳制作过程中,需要控制温度,以保证毛霉的生长以及密封后相关酶的活性,A项错误。加入香辛料和料酒,既有抑制杂菌的作用,又能调节腐乳的风味,B项正确。毛霉的主要作用是产生蛋白酶和脂肪酶,以分解豆腐制品中的蛋白质和脂肪,C项错误。成品腐乳表面的粘性物质,主要是由毛霉的菌丝形成的,能固定腐乳的形状,D项错误。
答案:B
5下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程,下列叙述正确的是( )
A.①和②都只能发生在缺氧条件下
B.①和③都发生在酵母细胞的线粒体中
C.③和④都需要氧气的参与
D.①~④所需的最适温度基本相同
解析:①既是无氧呼吸的第一阶段,又是有氧呼吸的第一阶段,有氧、无氧都能发生。①发生于细胞质基质中。③属于有氧呼吸第二、三阶段,需要氧气的参与,④乙醇形成醋酸也需要氧气参与。不同化学反应所需要的酶不同,最适温度也不同。
答案:C
6下列关于果酒、果醋、腐乳制作的叙述,正确的是( )
A.制作果酒时应反复冲洗葡萄以避免杂菌污染
B.制作果醋时应适时通入空气以保证有关菌种的正常代谢
C.制作腐乳时酒精的含量高于12%时会加快腐乳的成熟
D.三种发酵技术涉及的微生物均具有核膜包被的细胞核
解析:制作果酒时需要葡萄上的野生酵母菌作为菌种,故不能反复冲洗;醋酸菌是好氧细菌,制作果醋时应通入无菌空气,以保证有关菌种的正常代谢;制作腐乳时酒精的含量应控制在12%左右,酒精含量过高时会延长腐乳的成熟时间;醋酸菌为原核生物,无核膜包被的细胞核。
答案:B
7以下关于传统发酵技术的描述,正确的是( )
A.果酒制作过程中密封的时间越长,酵母菌产生的酒精量就越多
B.制作果醋所需的酵母菌和醋酸菌的发酵底物、条件相同
C.制作腐乳需利用毛霉产生的酶分解豆腐中的蛋白质等物质
D.制作泡菜时,乳酸菌可以将葡萄糖分解成乳酸和CO2
解析:酵母菌产生的酒精量并不与密封时间呈正相关;制作果醋所需的醋酸菌的发酵条件是通入氧气,温度控制在30~35
℃,而酵母菌的发酵条件是无氧,温度控制在18~25
℃;制作泡菜时,乳酸菌可以将葡萄糖分解成乳酸,不产生CO2。
答案:C
8人们利用某些微生物制作食品时,需要分析微生物的特点,控制微生物的发酵条件。下列与此有关的各项内容都正确的是( )
A
B
C
D
食品
果酒
果醋
腐乳
泡菜
主要微生物
酵母菌
醋酸菌
毛霉
醋酸菌
制作装置或操作步骤
解析:制酒的装置中的排气管不能插入发酵液中;制作腐乳应先让豆腐坯长满毛霉后再加盐腌制;制作泡菜应使用乳酸菌。
答案:B
9下图是酸奶制作的简易过程,下列相关叙述正确的是( )
发酵瓶、鲜
奶无菌处理→新鲜原味酸奶与鲜奶按体积
比1∶10加入发酵瓶中后密封→38~42
℃的环境
下保温发酵3~4
d→2~4
℃冷
藏24
h
A.用高压蒸汽灭菌锅对发酵瓶和鲜奶进行无菌处理
B.乳酸发酵菌种和醋酸发酵菌种都属于原核生物
C.保温发酵过程中要适时打开发酵瓶盖放出气体
D.酸奶发酵的适宜温度比果醋发酵的适宜温度要低
解析:鲜奶不能用高压蒸汽灭菌法进行灭菌;乳酸菌进行无氧呼吸没有气体产生,乳酸发酵过程中无需排气;果醋发酵的适宜温度为30~35
℃,故酸奶发酵的适宜温度比果醋发酵的适宜温度要高。
答案:B
10下图为苹果酒的发酵装置示意图,下列叙述正确的是
( )
A.发酵过程中酒精的产生速率越来越快
B.集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2
C.发酵过程中酵母种群数量呈“J”型增长
D.若发酵液表面出现菌膜,最可能的原因是发酵瓶漏气
解析:发酵过程中随着营养的消耗,无氧呼吸产物酒精的积累,无氧呼吸逐渐减弱,酒精的产生速率减慢,A项错误;由图可看出,发酵瓶中最初进行有氧呼吸,所以集气管中的CO2不完全来自无氧呼吸,B项错误;酵母菌在有限的条件下进行发酵,其种群数量不可能呈“J”型增长,C项错误;发酵过程中发酵液表面出现菌膜最可能是发酵瓶漏气,而使好氧微生物繁殖形成,D项正确。
答案:D
11将下图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验,下列相关操作错误的是( )
A.探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a
B.经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况
C.实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查
D.改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通
解析:探究有氧条件下酵母菌的呼吸方式需要提供氧气,应打开阀a,A项正确;从管口3取样可检测酒精的产生情况,不能检测CO2的产生情况,B项错误;实验开始前应对改装后整个装置进行气密性检查,确保不漏气,以防O2进入影响发酵,C项正确;将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通,既可检测CO2产生的情况,又可防止O2进入装置内,D项正确。
答案:B
12下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述,不合理的是
( )
A.在果酒发酵后期拧松瓶盖的间隔时间可延长
B.条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸
C.果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小
D.将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时,底层和近瓶口处需加大用盐量
解析:果酒发酵的后期,营养物质减少,酵母菌代谢减慢,产生的CO2量减少,可以间隔较长的时间再拧松瓶盖;糖源充足时,醋酸菌可以将葡萄糖分解成醋酸,糖源不足时,则利用酒精产生醋酸;果酒发酵过程中营养物质被消耗,并且有水的生成,因而发酵液的密度逐渐减小;制腐乳时,在摆放豆腐的同时,应逐层加盐,随层数的加高而增加盐量,接近瓶口表面的盐要铺厚一些。
答案:D
13下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述,正确的是( )
A.腐乳制作所需要的适宜温度最高
B.果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵
C.使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌(主要)
D.使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA
解析:果醋制作中所需温度最高,为30~35
℃。制果醋所用的醋酸菌是好氧菌,只能进行有氧发酵。腐乳制作所用菌种主要是霉菌。细菌与真菌都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA。
答案:D
14在腐乳制作过程中,经检测发现一个毛霉细胞中的RNA比一个青霉细胞中的RNA多,最有可能是( )
A.DNA的含量,毛霉比青霉多
B.DNA的含量,青霉比毛霉多
C.合成的蛋白质,毛霉比青霉多
D.合成的蛋白质,青霉比毛霉多
解析:毛霉在腐乳发酵过程中主要依靠蛋白酶和脂肪酶的作用,把蛋白质和脂肪分解为小分子的肽和氨基酸、脂肪酸和甘油,使腐乳具有独特的香味,所以在毛霉发酵过程中会有比较多的控制蛋白酶和脂肪酶合成的RNA产生,从而通过翻译形成比较多的水解酶来发挥作用。
答案:C
15家庭制作泡菜并无刻意的灭菌环节,在发酵过程中,乳酸菌产生的乳酸可以抑制其他微生物的生长。当环境中的乳酸积累到一定浓度时,又会抑制乳酸菌自身的增殖。下面对这些现象的描述,不正确的是( )
A.在发酵的初期,乳酸菌的种内关系主要表现为互助
B.进入发酵的中期,由于营养物质的消耗和代谢产物的积累,乳酸菌的种内斗争趋于激烈
C.密闭的发酵环境使乳酸菌在种间斗争中占据优势
D.在发酵中期,泡菜坛内各种生物的抵抗力稳定性维持在较高的水平
解析:在发酵的初期,乳酸菌数目增加较快,种内关系主要表现为种内互助;进入发酵中期,随着营养物质的消耗,代谢产物的积累,种内斗争趋于激烈;此外,由于乳酸对乳酸菌代谢活动影响不大,所以在乳酸菌与其他微生物的生存斗争中乳酸菌占据优势;在发酵中期,由于乳酸的大量积累泡菜坛内微生物减少,其抵抗力稳定性明显下降。
答案:D
16腐乳是古代劳动人民创造出的一种经微生物发酵的大豆食品,下列有关叙述错误的是( )
A.青霉、酵母、曲霉和毛霉等多种微生物参与发酵,但主要是毛霉的作用
B.葡萄糖在毛霉细胞质内分解至丙酮酸的过程不受温度影响
C.现代工厂化生产腐乳的菌种需专门接种
D.卤汤中一般加入12%的酒,作用很关键
解析:古代人民制作腐乳利用的是自然菌种,所以有多种微生物参与;葡萄糖分解至丙酮酸的过程中需酶的催化,受温度影响;优质菌种、无杂菌污染的培养制作,可大幅度提高腐乳的质量;加入12%的酒既可以杀菌,又增加了腐乳的风味。
答案:B
17下列说法正确的是( )
A.食醋制作的一般程序是先生成乙醇,再将乙醇转化成乙酸
B.泡菜发酵过程中,会产生多种酸,其中主要是亚硝酸,还有少量的乳酸
C.对亚硝酸盐的定量测定可以用天平称量法
D.亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N-1-萘基乙二胺偶联成橘黄色化合物
解析:食醋制作的一般程序是先生成乙醇,再将乙醇转化成乙酸;泡菜发酵时,在乳酸菌等的作用下会产生多种酸,其中主要是乳酸;测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料;将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较,大致估算出亚硝酸盐含量,此方法叫做比色法。
答案:A
18某同学设计了如下页左上图所示的发酵装置,下列有关叙述错误的是( )
A.该装置可阻止空气进入,用于果酒发酵
B.该装置便于果酒发酵中产生的气体排出
C.去除弯管中的水,该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸
D.去除弯管中的水后,该装置与巴斯德的鹅颈瓶作用相似
解析:图示弯管中的水可以有效地阻止外来空气和杂菌,制造出密闭空间用于果酒发酵;图示导管插在液面之外可用于排出发酵过程产生的气体;醋酸菌为好氧菌,弯管去除水后有适量气体进入,利于醋酸菌在液体中上层发酵,底层液体中缺氧不利于醋酸菌发酵;弯管去除水后有适量气体弯曲进入,类似巴斯德的鹅颈瓶作用,既能导气又能防止杂菌污染。
答案:C
19现代化酿醋工艺离不开对高产菌株的选择,欲探究菌株a是否为高产类型,实验设定的自变量和无关变量分别是( )
A.菌株a和普通菌株,醋酸的产量
B.醋酸的产量,菌株a和普通菌株
C.菌株a和普通菌株,发酵底物、温度、pH等
D.是否提供氧气,发酵底物、温度、pH等
解析:由实验目的“探究菌株a是否为高产类型”可以确定,自变量为不同的菌株类型,因变量为醋酸的产量,无关变量为发酵底物、温度、pH、通气状况等。
答案:C
20某研究性学习小组以樱桃、番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验,下列相关叙述正确的是( )
A.酵母菌是嗜温菌,所以果酒发酵所需的最适温度较高
B.先供氧进行果醋发酵,然后隔绝空气进行果酒发酵
C.与人工接种的发酵相比,自然发酵获得的产品品质更好
D.适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖
解析:20
℃左右适合酵母菌繁殖,酒精发酵一般将温度控制在18~25
℃;应该先进行果酒发酵,再进行果醋发酵;人工接种的发酵菌种经过多次人工选择,发酵效率高,获得的产品品质较高;发酵菌种和杂菌竞争有机物和生存空间,适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖。
答案:D
二、非选择题(共60分)
21(16分)天津独流老醋历史悠久、独具风味,其生产工艺流程如下图。
(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度,这是因为酶
。
(2)在酒精发酵阶段,需添加酵母菌。在操作过程中,发酵罐先通气,后密闭。通气能提高 的数量,有利于密闭时获得更多的酒精产物。
(3)在醋酸发酵阶段,独流老醋采用独特的分层固体发酵法,发酵30天。工艺如下。
①发酵过程中,定期取样测定醋酸杆菌密度变化,趋势如下图。据图分析,与颠倒前相比,B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是 ,由此推测,影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是 。
②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中,发酵缸中 层的醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变,加剧了不同种类乳酸菌的 ,淘汰了部分乳酸菌种类。
解析:本题考查醋酸菌的发酵过程及影响酵母菌发酵的条件。
(1)酶的催化需要适宜的温度,在最适温度条件下酶的催化能力最强,所以在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度。
(2)酵母菌是兼性厌氧型生物,发酵初期发酵罐先通气是为了让酵母菌大量繁殖,增加酵母菌的数量。
(3)①从图中可以看出与颠倒前相比,B层醋酸杆菌密度变化是先快速增长后趋于稳定。醋酸杆菌是需氧菌,颠倒后B层醋酸杆菌有充足的氧气、养料(发酵产生的乳酸)及合适的pH,所以其密度迅速增大。②乳酸菌是厌氧菌,所以发酵过程中,发酵缸中颠倒前的B层和颠倒后的A
层醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。③不同的乳酸菌之间竞争养料和空间,所以它们之间是竞争关系。
答案:(1)在最适温度条件下催化能力最强
(2)酵母菌
(3)①先快速增长后趋于稳定 氧气、营养物质、pH ②颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动,或下) ③种间竞争(或竞争)
22(12分)已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。为了测定不同泡制天数泡菜中亚硝酸盐的含量,某同学设计了一个实验,实验材料、试剂及用具包括刻度移液管、比色管、不同浓度的亚硝酸钠标准溶液、亚硝酸盐的显色剂、不同泡制天数的泡菜滤液等。请回答相关问题。
(1)请完善下列实验步骤。
①标准管的制备:用 和显色剂制成颜色深浅不同的系列标准管。
②样品管的制备:用刻度移液管分别吸取一定量的 ,加到不同的比色管中,然后在各个比色管中加入等量的显色剂进行显色,得到样品管。
③将每个 分别与系列标准管进行比较,找出与样品管颜色深浅 的标准管,该管中亚硝酸钠含量即代表样品管中亚硝酸盐含量,记录各样品管亚硝酸盐的含量。
(2)下图表示的是泡菜中 趋势。
(3)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是 (填“醋酸菌”或“乳酸菌”)。
解析:(1)在亚硝酸盐的含量测定中,可利用亚硝酸盐与显色剂发生颜色反应,根据颜色的深浅来确定亚硝酸盐含量的多少。用不同浓度的亚硝酸钠标准溶液与显色剂可制成颜色深浅不同的系列标准管,不同颜色的标准管对应的亚硝酸钠浓度是已知的;用不同泡制天数的泡菜滤液与显色剂反应,制备一系列的样品管,将样品管与标准管进行颜色比对,找到与样品管颜色深浅最接近的标准管,所对应的亚硝酸钠浓度即可代表样品管中的亚硝酸盐含量。
(2)图示曲线横轴为时间,纵轴为亚硝酸盐含量,则该曲线表示泡菜中亚硝酸盐含量随发酵时间的变化趋势。
(3)泡菜制作的原理是乳酸发酵,产酸的细菌主要是乳酸菌。
答案:(1)①亚硝酸钠标准溶液
②不同泡制天数的泡菜滤液 ③样品管 最相近(其他合理答案:也可)
(2)亚硝酸盐含量随泡制时间的变化(其他合理答案也可)
(3)乳酸菌
23(14分)人们的日常生活与传统发酵技术密切相关。请回答下列相关问题。
(1)在制作果醋、腐乳、泡菜的过程中,需要提供氧气的是 。
(2)利用酵母菌酿酒时,一开始持续通入空气,使酵母菌数量 (填“增多”“不变”或“减少”),然后再封闭,短时间内使酒精 (填“增产”“减产”或“不产生”)。
(3)制作腐乳过程中在腐乳表面往往有一层致密的皮,这层皮实际上是微生物的 ,对人体无害。在制作腐乳过程中加盐的作用是 。
(4)在制作泡菜的过程中,要检测亚硝酸盐的含量。先将泡菜样品及一系列已知浓度的亚硝酸盐溶液分别与化学物质发生显色反应,再通过不同颜色的 ,可以估算出泡菜样品中亚硝酸盐的含量。
解析:(1)醋酸菌和毛霉的异化作用类型为需氧型,因此制作果醋和腐乳需要提供氧气。
(2)酵母菌的异化作用类型为兼性厌氧型,因此通入氧气可以使酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖,此时不产生酒精;封闭后,随着氧气的消耗,无氧环境形成,开始进行酒精发酵,由于酵母菌数量增多,短时间内,酒精产量增加。
(3)腐乳表面的皮是毛霉生长形成的菌丝,对人体无害;腐乳制作过程中盐的作用主要是析出豆腐中的水分使其变硬,并且抑制微生物生长,避免豆腐块变质。
(4)检测亚硝酸盐含量的方法为比色法,原理是发生显色反应后,将待测液与标准显色液的颜色进行比较,亚硝酸盐的含量与玫瑰红色深度呈正相关。
答案:(1)制作果醋和腐乳
(2)增多 增产
(3)菌丝 析出豆腐中的水分使其变硬,抑制微生物生长,避免豆腐块变质
(4)比较
24(18分)泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”,查阅资料得到下页左上图。
(1)制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是 ,乳酸菌发酵第一阶段的产物有 。
(2)据上图,与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用,因为后者 ;pH呈下降趋势,原因是 。
(3)该小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍),拟参照资料的实验方案和食盐浓度(4%—10%),探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低,并确定其最适条件,请你设计一个实验结果记录表,并推测实验结论。
解析:本题考查泡菜制作过程中亚硝酸盐含量变化的相关实验。
(1)制作泡菜利用乳酸菌的无氧呼吸,所以泡菜坛要用水封,目的是隔绝空气,创造无氧环境。乳酸菌发酵第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同,产物有丙酮酸、[H]和ATP。
(2)由题图知随着发酵时间延长,亚硝酸盐含量先升高,后降低,由图知第8天较第3天亚硝酸盐含量低,更适合食用。由于乳酸菌进行无氧呼吸,乳酸含量增加,所以pH降低。
(3)设计表格时要注意对两种不同菌种在相同食盐浓度下、同一时间点的亚硝酸盐含量进行比较。
答案:(1)创造无氧环境 丙酮酸、[H]、ATP
(2)亚硝酸盐含量降低 乳酸含量增加
(3)
食盐浓度/%
乳酸菌
发酵时间/d
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4
普通
优选
7
普通
优选
10
普通
优选
推测结论:①最适条件是亚硝酸盐含量最低时的食盐浓度和发酵时间;②“优选”乳酸菌降低泡菜中亚硝酸盐效果更明显。课题1 菊花的组织培养
基础巩固
1下列有关植物组织培养的叙述,错误的是( )
A.植物组织培养的原理是细胞的全能性
B.主要包括脱分化和再分化两个阶段
C.外植体形成愈伤组织的过程不需要生长素和细胞分裂素
D.植物组织培养的过程中要求无菌操作
解析:植物组织培养是指离体的植物细胞、组织或器官在无菌操作下经脱分化和再分化形成完整植物体的过程,其原理是植物细胞的全能性。在脱分化形成愈伤组织的过程中,需要生长素和细胞分裂素,生长素和细胞分裂素比例适中时,促进愈伤组织的形成。
答案:C
2下列属于植物组织培养的是( )
A.兰花的茎尖组织培育成兰花幼苗
B.水稻种子萌发并长成新个体
C.扦插的葡萄枝长成新个体
D.柳树芽发育成枝条
解析:植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。水稻种子萌发并长成新个体、柳树芽发育成枝条均属于个体发育部分;扦插的葡萄枝长成新个体属于无性生殖中的营养生殖。
答案:A
3下列关于植物组织培养中无菌操作的叙述,错误的是
( )
A.外植体可以用酒精消毒
B.镊子等器械需酒精灭菌
C.操作前手需酒精消毒
D.培养基需高压蒸汽灭菌
解析:植物组织培养需要严格的无菌操作。培养基需要高压蒸汽灭菌;操作前手需用酒精消毒,外植体应在酒精中消毒;整个操作过程在酒精灯火焰旁进行,同时对镊子等器械进行灼烧灭菌。
答案:B
4下列有关制备MS固体培养基的操作,有误的是( )
A.配制母液时,无机物中大量元素浓缩10倍,微量元素浓缩100倍
B.激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按1
mg/mL
质量浓度单独配成母液
C.制备1
L
MS培养基时,先将母液加入800
mL蒸馏水中加热灭菌,再加入琼脂
D.分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌
解析:制备1
L
MS培养基时,先将琼脂加入800
mL
蒸馏水内熔化,再加营养液、蒸馏水定容至1
000
mL,最后一步是灭菌。
答案:C
5下列关于影响植物组织培养的因素的叙述,不正确的是
( )
A.幼嫩组织较成熟组织易培养成功
B.外植体消毒用体积分数为70%的酒精
C.接种外植体后,培养温度应控制在18~22
℃,并且每日用日光灯光照12
h
D.生长素与细胞分裂素含量之比较高时有利于芽的分化
解析:生长素与细胞分裂素含量之比较高时,有利于根的分化;较低时,有利于芽的分化;二者相当时,促进愈伤组织的形成。
答案:D
6在离体的植物组织、器官或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,需要下列哪些条件 ( )
①消毒灭菌 ②一定浓度的植物激素 ③适宜的温度 ④充足的光照 ⑤充足的养料
A.①③④⑤
B.②③⑤
C.①②③
D.①②③⑤
解析:离体的植物相关结构在形成愈伤组织的过程中不需要光照,因为该过程无法进行光合作用,其营养物质来自培养基。
答案:D
7草莓传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代,导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下:
外植体愈伤组织芽、根植株
请回答下列问题。
(1)微型繁殖培育无病毒草莓时,一般选取 作为外植体,其依据是
。
(2)在过程①中,常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和 等,在配制好的培养基中,常常需要添加 ,以有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后2~5
d,若发现外植体边缘局部污染,原因可能是 。
(3)在过程②中,愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根,但分化出了芽,其原因可能是
。
解析:(1)通过植物组织培养培育无毒苗时,常选取根尖或茎尖部位,原因是该部位含病毒极少,甚至无病毒。
(2)MS培养基的成分包括大量元素、微量元素和有机物等,在配制好的培养基中,常需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素。植物组织培养应注意无菌操作。
(3)生长素用量与细胞分裂素用量的比值低时,有利于芽的分化,比值高时,有利于根的分化。
答案:(1)茎尖(或根尖) 茎尖(或根尖)病毒极少,甚至无病毒
(2)有机物 植物激素 外植体消毒不彻底
(3)培养基中生长素用量与细胞分裂素用量的比值偏低
8辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如下图。
(1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的 和 过程。
(2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是 。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值 (填“高”或“低”)时,有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时,应采取的灭菌方法是 。
(3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是 。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时,常用的酶是 和纤维素酶。
解析:(1)将外植体培养成愈伤组织,属于脱分化过程,再生根、芽为再分化过程。
(2)固体培养基的凝固剂多为琼脂。利于芽分化的激素比例为生长素低于细胞分裂素,高压蒸汽灭菌可以杀死物体内外所有的微生物。
(3)体积分数为70%的酒精可以杀死外植体表面的微生物。植物细胞间质为果胶和纤维素,可以用果胶酶和纤维素酶使愈伤组织分散为单个细胞。
答案:(1)脱分化(或去分化) 再分化
(2)琼脂 低 高压蒸汽灭菌法
(3)70% 果胶酶
能力提升
1在生物体内,细胞不能表现全能性,这是因为( )
A.细胞丧失了全能性
B.基因的表达具有选择性
C.不同的细胞内基因完全不相同
D.在个体发育的不同时期,由于细胞分化,细胞内的基因发生了变化
解析:生物体内的细胞不表现全能性,而发生细胞的分化现象,是基因选择性表达的结果。在细胞分化后,细胞的全能性降低,其全能性的表现受到限制,而不是丧失,所以A项错误;同一个生物的体细胞,都来自同一个受精卵的有丝分裂,因此一般情况下,基因都相同,所以C项错误;在个体发育过程中,细胞发生分化,是基因选择性表达的结果,但分化并不会改变细胞的遗传物质,所以D项错误。
答案:B
2下列关于MS培养基与微生物培养基的说法,错误的是
( )
A.MS培养基中常常添加植物激素,微生物培养基中不需要
B.MS培养基中的碳源和能源是蔗糖,微生物培养基中的碳源和能源主要是葡萄糖
C.MS培养基中需提供植物生长必需的大量元素和微量元素
D.MS培养基中不需加维生素,微生物培养基中要加维生素
解析:MS培养基中需要加入甘氨酸、维生素等物质,主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢过程中受到一定影响后所产生的特殊营养需求。
答案:D
3某同学在进行组织培养过程中,发现愈伤组织只分裂而不分化出芽和根,可能的原因是( )
A.未见阳光
B.培养时间不到
C.培养基营养过多
D.细胞分裂素和生长素配比不合理
解析:愈伤组织产生根或芽,取决于生长素和细胞分裂素用量的比例,当细胞分裂素用量与生长素用量的比值低时,诱导根的分化;两者比值适中时,愈伤组织只生长不分化;两者比值高时,诱导芽的分化。
答案:D
4下列关于植物的组织培养技术的叙述,正确的是( )
A.植物细胞只要在离体状态下即可表现出全能性
B.脱分化的过程就是愈伤组织不断进行有丝分裂的过程
C.愈伤组织经过细胞的增殖会形成新的植物组织器官
D.叶肉细胞经脱分化形成愈伤组织离不开植物激素的作用
解析:植物细胞表现出全能性除了要脱离原植物体外,还需要给予适当的外界条件。脱分化的过程是由外植体形成愈伤组织的过程。愈伤组织通过再分化才会形成新的植物组织、器官,而不是通过分裂。
答案:D
5用高度分化的植物细胞、组织或器官进行组织培养可以形成愈伤组织,下列叙述错误的是( )
A.该愈伤组织是细胞经过脱分化形成的
B.该愈伤组织的细胞没有全能性
C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成的
D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
解析:植物组织培养过程:离体的植物细胞、组织或器官→愈伤组织→芽、根→植物体。离体的植物细胞、组织或器官进行细胞分裂形成愈伤组织,这一过程叫脱分化。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。愈伤组织经过再分化形成具有生根发芽能力的胚状结构,最后可培养成完整的植物体,这反映了愈伤组织的细胞具有全能性。
答案:B
★6下图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。下列有关叙述正确的是( )
A.利用此过程获得的试管苗可能为杂合子
B.①②过程中都会发生细胞的增殖和分化
C.多倍体植株的培育需经过如图所示过程
D.此过程依据的生物学原理是细胞膜具有流动性
解析:植物的组织培养过程是无性繁殖的过程,如果离体的组织来自纯合子,将来得到的试管苗就是纯合子,如果离体的组织来自杂合子,将来得到的试管苗就是杂合子;①为脱分化,②为再分化,脱分化过程没有细胞的分化;用秋水仙素处理萌发的种子和幼苗,让其自然发育就可获得多倍体植株,不需组织培养过程;植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性,而不是细胞膜的流动性。
答案:A
7安祖花等花卉,过去主要靠进口,其因价格昂贵,难以走进寻常百姓家。近几年,我国科技工作者采用植物组织培养技术,在温室大棚内生产出大量质优价廉的花卉,满足了市场需求。下图所示是安祖花芽尖通过无菌操作接入试管后,在一定条件下形成试管苗的培育过程。
(1)芽尖组织在接种到培养基之前,必须进行 处理,整个组织培养过程需 操作,并控制好各个时期的培养条件。
(2)要促使芽尖组织细胞分裂生长,培养基中应有 和 两类植物激素。
(3)再分化时,除必要的营养供应和激素调节外,还必须给予光照,原因是
。
(4)从高度分化的“芽尖组织”繁殖出大量具有亲代优良性状的安祖花植株,充分证明了植物细胞具有 。
(5)植物组织培养的优点是
。
解析:植物组织培养过程中需要无菌操作,严格控制各种影响条件。由于植物组织培养具有快速繁殖且取材少等优点,被广泛应用于花卉苗艺培养中。
答案:(1)消毒 无菌
(2)生长素 细胞分裂素
(3)叶绿素的形成需要光照
(4)全能性
(5)取材少,培养周期短,繁殖率高,且便于自动化管理(或经济效益可观)
★8某地是适宜生产水果的生态区之一,生产的苹果浓缩果汁酸度优于其他地区的苹果,深受人们欢迎,发展无病毒苗木成为建立高产优质商品苹果基地的重要措施。
(1)下面是某地农林科学院进行苹果试管苗培养的一般过程。
请填写a、c所表示的内容:a为 ;c为 。
(2)实验室一般使用保存的培养基母液来制备MS固体培养基,配制母液时,无机物中 浓缩10倍, 浓缩100倍。
(3)该过程中a、c的启动关键在于培养基中所加
和细胞分裂素的浓度、 以及 。
(4)醋酸菌是生产苹果醋必用的菌种,可以从食醋中分离得到纯化的醋酸菌。扩大培养醋酸菌时,一般采用平板倒置培养,原因是 。
解析:离体的植物组织或细胞,经a脱分化形成b愈伤组织,再经c再分化形成胚状体或丛芽,最后发育成完整的植株。植物组织培养过程中,其培养液需要加入大量元素、微量元素,还常常需要添加植物激素;从食醋中分离得到纯化的醋酸菌。扩大培养时,一般采用平板倒置培养,防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养基造成污染。
答案:(1)脱分化 再分化
(2)大量元素 微量元素
(3)生长素 使用的先后顺序 用量的比例
(4)防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养皿造成污染课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
基础巩固
1加酶洗衣粉中含有的常见酶制剂有( )
A.蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶
B.脂肪酶、肽酶、淀粉酶、纤维素酶
C.蛋白酶、脂肪酶、肽酶、纤维素酶
D.蛋白酶、淀粉酶、麦芽糖酶、肽酶
解析:加酶洗衣粉中常见酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶,分别分解衣物上的相应污物。
答案:A
2酶制剂中酶的化学本质是( )
A.蛋白质
B.有机物
C.RNA
D.核酸
解析:酶的本质是蛋白质或RNA,加酶洗衣粉中的酶全部是蛋白质。
答案:A
3加酶洗衣粉中的酶有多种,要根据污渍的成分选用不同的加酶洗衣粉,主要原因是( )
A.酶具有多样性
B.酶具有高效性
C.酶具有专一性
D.酶易受环境影响
解析:生活中各种污渍的成分有很大区别,如油渍主要是脂肪,血渍主要为蛋白质。根据酶的专一性,针对不同的污渍应选用不同的加酶洗衣粉。
答案:C
4下列关于加酶洗衣粉中酶的说法,错误的是( )
A.洗衣粉中的酶是人工合成的无机催化剂
B.洗衣粉中的酶是生物工程的产物
C.加酶洗衣粉也有保质期,时间长了,酶活性会降低或丧失
D.加酶洗衣粉中磷的含量比普通洗衣粉低
解析:加酶洗衣粉最大的特点是含有酶制剂,酶为有机大分子。洗衣粉中的酶是科学家通过生物工程研制出来的。酶作为一种生物催化剂,其活性会随时间延长而降低或丧失,因此加酶洗衣粉也有保质期。加酶洗衣粉中加入了酶制剂,而减少了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量,因此含磷量比普通洗衣粉低。
答案:A
5下列关于普通洗衣粉与加酶洗衣粉的说法,正确的是( )
A.普通洗衣粉中含磷,会污染环境
B.表面活性剂只存在于普通洗衣粉中,会产生泡沫,可以将油脂分子分散开
C.水软化剂只存在于普通洗衣粉中,可以分散污垢
D.加酶洗衣粉是将酶直接添加到洗衣粉中
解析:普通洗衣粉中含有磷,磷可能引起微生物和藻类大量繁殖,造成水体污染。加酶洗衣粉和普通洗衣粉中均含有表面活性剂和水软化剂,以增强洗涤效果。加酶洗衣粉是含有酶制剂的洗衣粉,并非将酶直接添加到洗衣粉中。
答案:A
6加酶洗衣粉中的酶不易失活,原因不包括( )
A.加酶洗衣粉中的酶是通过基因工程生产出的特殊酶
B.用特殊化学物质将酶包裹,与洗衣粉的其他成分隔离
C.加酶洗衣粉的酶是从耐酸、耐碱、耐较高温度的微生物中获得的
D.加酶洗衣粉的酶能耐酸、耐碱、耐较高温度
解析:加酶洗衣粉中的酶是科学家通过基因工程生产出的特殊酶,不是从耐酸、耐碱、耐高温的微生物中获得的。
答案:C
7在探讨不同温度对加酶洗衣粉影响的实验中,下列说法不正确的是( )
A.应根据当地一年中实际气温变化来确定水温
B.可选择具有不同污渍的白布作对照
C.选择水温应考虑衣物的承受能力
D.选择水温应考虑洗涤成本
解析:探讨不同温度对加酶洗衣粉的影响实验中,温度是唯一变量,其他各条件应适宜且保持不变,所以实验中白布的污渍种类和程度应完全相同。
答案:B
8下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述,合理的是( )
A.先用热水溶解洗衣粉,再将水温调节到最适温度
B.实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度
C.相同pH
时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
D.衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果
解析:加酶洗衣粉中的酶是不耐高温的,不能用热水溶解;实验的观察指标既可以是达到相同洗涤效果所用时间的长短,也可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度;加酶洗衣粉的洗涤效果与pH有关,在最适pH时洗涤效果最好,高于或低于最适pH,洗涤效果都会降低;衣物质地和洗衣粉的用量都属于该实验的无关变量,都能影响实验结果。
答案:B
9某同学为探究加酶洗衣粉的洗涤效果,按下表的顺序进行实验操作。
步骤
烧杯(1
000
mL)
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1.注入自来水/mL
500
500
500
500
2.放入含油渍的衣服/件
1
1
1
1
3.控制不同水温(℃),水浴10
min
10
30
50
70
4.加入加酶洗衣粉/g
0.5
0.5
0.5
0.5
5.用玻璃棒搅拌/min
5
5
5
5
6.观察现象
(1)该实验的目的是
。
(2)请分析该同学的实验设计中存在的问题,并提出改进措施。
。
(3)步骤3和步骤4顺序能否调换 并说明理由。
。
(4)Ⅰ~Ⅳ号烧杯加入的自来水、洗衣粉、含油渍的衣服及保温时间、搅拌速度和时间均应相同。这是为了
,
以便得出科学结论。
解析:结合已有生活经验可知,影响加酶洗衣粉的因素有水温、水质、洗衣粉的量、衣物的质料和大小、浸泡时间及洗涤时间等。在这些因素中,水温是要研究的对象,而其他对象应在实验中保持不变,这是为了避免因无关变量不同给实验结果带来误差。实验者应根据当地一年中的实际气温变化来确定水温,通常情况下,冬季、春季、秋季、夏季的水温分别选取5
℃、15
℃、25
℃、35
℃。
答案:(1)探究不同温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响
(2)应选用大小相同的白布,分别滴加4滴同种的植物油,使油渍大小相同;选择的水温不合适,考虑洗涤成本,应根据当地一年中的实际气温变化来确定水温,如选取5
℃、15
℃、25
℃、35
℃的水温
(3)不能调换,因为加酶洗衣粉中的酶在常温时会分解部分油渍
(4)避免因无关变量不同给实验结果带来误差
能力提升
1下列不能影响加酶洗衣粉中酶活性的是( )
A.温度
B.酸碱度
C.表面活性剂
D.水的体积
解析:水的体积会影响酶的浓度,但不会影响酶的活性。
答案:D
2为保证加酶洗衣粉的洗涤效果,应注意( )
A.使用沸水冲泡洗衣粉
B.用含氯较高的自来水
C.和其他洗涤剂混合使用
D.用适宜温度的水先溶解洗衣粉
解析:酶的催化作用需要适宜的温度和酸碱度,高温、低温以及过酸、过碱,都能影响酶的活性。洗衣粉中添加的酶在适宜温度的水中催化作用发挥得最好。
答案:D
3下列质地的衣物不能用加酶洗衣粉洗涤的是( )
A.化纤类衣物
B.棉麻类衣物
C.尼龙类衣物
D.蚕丝类衣物
解析:加酶洗衣粉一般含有碱性蛋白酶和碱性脂肪酶,蚕丝类衣物的主要成分是蛋白质,容易被加酶洗衣粉中的碱性蛋白酶水解。
答案:D
4下列说法不正确的是( )
A.科学家通过基因工程生产出了能够耐酸、耐碱和耐较高温度的酶
B.加酶洗衣粉能够有效去除油渍、汗渍或血渍
C.衣服的洗涤只考虑洗涤效果就可以
D.科学探究中,研究变量的思路是一致的,只是在不同的问题情境下,具体做法不同
解析:衣物的洗涤,不仅要考虑洗涤效果,还要考虑衣物的承受能力、洗涤成本等因素。
答案:C
5关于加酶洗衣粉的使用,下列叙述不正确的是( )
A.可有效去除衣服上的油渍、汗渍或血渍
B.使用加酶洗衣粉可减少对环境的污染
C.各种加酶洗衣粉的酶制剂对人体皮肤都没有伤害作用
D.水温过低时不宜使用加酶洗衣粉
解析:加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶,能有效去除衣服上的油渍、汗渍或血渍;加酶洗衣粉减少了对表面活性剂和三聚磷酸钠的用量,从而减少了对环境的污染;长时间接触含碱性蛋白酶的洗衣粉会损伤人的皮肤;水温过低时酶的活性低,酶不能有效发挥作用。
答案:C
6下图是围绕加酶洗衣粉洗涤效果进行研究的结果。下列有关叙述,不正确的是( )
A.本研究的自变量是温度和洗衣粉是否加酶
B.本研究的因变量可能是污渍残留量
C.两类洗衣粉的最佳使用温度都为t1
D.温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活
解析:根据实验目的而人为改变的变量是自变量,随着自变量的变化而变化的变量是因变量。加入的洗衣粉不同,温度不同,都会造成洗涤效果的差异,A项正确;可用污渍的残留量来表示洗涤效果,B项正确;若纵坐标表示污渍残留量,则加酶洗衣粉的最适温度为t1,普通洗衣粉的最适温度不是t1,C项错误;温度过高时,酶的活性降低甚至失活,D项正确。
答案:C
★7探究不同种类加酶洗衣粉洗涤效果的实验中,关于控制无关变量的说法,正确的是( )
①使用洗衣粉的量相同 ②被洗涤的布料及污渍状况相同 ③洗涤所用的水量及水温(一般为常温)应相同 ④浸泡和洗涤的时间相同 ⑤加入适量的复合加酶洗衣粉
A.①②③④
B.①②③⑤
C.②③④⑤
D.①③④⑤
解析:本实验的自变量为加酶洗衣粉的种类,因变量是去污效果,其他变量都为无关变量,均应该处于相同且适宜状态。所以①使用洗衣粉的量相同,②被洗涤的布料及污渍状况相同,③洗涤所用的水量及水温(一般为常温)应相同,④浸泡和洗涤的时间相同,都是正确的。⑤加入适量的复合加酶洗衣粉错误。
答案:A
8某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验,下表是他们记录的不同温度下除去不同污渍所需时间对照表,请依据表中数据作答。
水温/℃时间/min 污渍
5
20
30
40
50
60
70
80
植物油
48
39
30
20
12
11
17
20
蓝墨水
93
86
80
72
68
67
81
105
奶渍
48
43
28
12
6
4
12
17
(1)要达到最佳洗涤效果,使用加酶洗衣粉的最适温度范围是 。
(2)在适宜温度范围内,加酶洗衣粉对衣物上的 的洗涤效果最佳,对 的洗涤效果最差,其原因是 。
(3)羊毛、蚕丝等织物 (填“能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤,因为 。
解析:由题表中数据可知,加酶洗衣粉在50~60
℃条件下洗涤效果最好;加酶洗衣粉对奶渍有较强的去污力,说明加酶洗衣粉中有蛋白酶,而羊毛和蚕丝的主要成分是蛋白质,如果使用加酶洗衣粉洗涤,会对织物造成破坏。
答案:(1)50~60
℃
(2)奶渍 蓝墨水 奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪,加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶和碱性脂肪酶,能使蛋白质和脂肪等有机物分解,但很难使蓝墨水的成分水解
(3)不能 羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质,加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白质分解,从而使织物受到破坏
★9某工厂生产了一种加酶洗衣粉,其包装袋上印有如下说明。
成分:含碱性蛋白酶等。
用法:洗涤前先将衣服浸于洗衣粉溶液内数小时。使用温水效果最佳。
注意:切勿用于洗涤丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。
请回答下列问题。
(1)质监局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验。
该实验的目的是 。
(2)一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度,参考上述(1)的实验材料及方法进行了如下实验,并把结果用图A、B表示。
①由图可知,使用该加酶洗衣粉的最适温度约为 。
②在温度为0
℃和75
℃时,酶的催化效率基本都降为零,但温度再度回到45
℃时,后者的催化作用已不能恢复,这是因为 。
③该同学在实验过程中可通过观察 判断酶的催化效率。
(3)该加酶洗衣粉的去污原理是 。
(4)大力推广使用加酶洗衣粉以代替含磷洗衣粉,有利于生态环境保护,这是因为 。
解析:(1)质监局的职责是对产品的质量进行把关,根据其职责和装置可以断定该实验的目的是检验洗衣粉中是否含有蛋白酶。(2)由图中曲线可以得知,该加酶洗衣粉的最适温度约为45
℃,酶在高温下其结构会被破坏,导致其活性丧失。
答案:(1)检查该洗衣粉中是否含蛋白酶 (2)①45
℃ ②酶的活性已丧失 ③胶片上的蛋白膜消失时间的长短 (3)蛋白酶可以分解衣服上的污渍,使污渍所含的蛋白质变为易溶于水的小分子,从而易被洗去 (4)酶本身无毒,含量少,又能被微生物分解,不会引起富营养化,对环境无污染课题2 腐乳的制作
基础巩固
1在豆腐的发酵过程中,起主要作用的是( )
A.曲霉
B.酵母
C.毛霉
D.青霉
解析:多种微生物参与了豆腐的发酵,如青霉、酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉。
答案:C
2下列有关毛霉在腐乳制作中的作用的叙述,正确的是
( )
①将多糖分解成葡萄糖 ②将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸 ③将脂肪水解成甘油和脂肪酸 ④将核酸分解成核苷酸
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
解析:腐乳制作过程中,毛霉可产生多种不同的酶,以利用和分解豆腐中的营养物质。其中,主要的酶是水解酶类,如蛋白酶将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸,脂肪酶将脂肪水解成甘油和脂肪酸等。
答案:B
3腐乳制作过程中要注意防止杂菌污染。下列措施不能起抑制杂菌污染作用的是( )
A.加入12%的料酒
B.逐层增加盐的用量
C.装瓶时让瓶口通过酒精灯火焰
D.用含水量约为70%的豆腐
解析:在制作腐乳过程中加入酒,可以抑制或杀灭杂菌;而高浓度的食盐对微生物也有抑制作用,所以在加盐腌制时,越靠近瓶口的位置,加入的食盐量越多;装瓶时让瓶口通过酒精灯火焰也是为了杀灭瓶口周围的杂菌,避免污染;用含水量约为70%的豆腐作为原料,是为了使制作成的腐乳成形,与抑制杂菌没有关系。
答案:D
4下列关于腐乳制作的说法,不正确的是( )
A.毛霉是参与豆腐发酵的主要微生物
B.传统工艺生产腐乳一般在夏天进行
C.现代食品企业是在无菌条件下接种毛霉生产腐乳的
D.加盐腌制可避免腐乳变质
解析:用于腐乳发酵的毛霉的最适生长温度是15~18
℃,夏天温度过高,不适合毛霉生长。
答案:B
5豆腐“毛坯”装瓶时的操作,不正确的是( )
A.动作要迅速小心
B.加入卤汤后,要用胶条将瓶口密封
C.加入卤汤后,瓶口不用密封,因为其内有盐,不会再滋生其他微生物
D.封瓶时,最好将瓶口通过酒精灯火焰
解析:尽管瓶内有盐,但如不密封,仍会有一些微生物滋生,使豆腐变质。
答案:C
6吃腐乳时,腐乳外部有一层致密的“皮”,它是由什么形成的 ( )
A.腐乳外层蛋白质凝固形成
B.细菌繁殖形成
C.人工加配料形成
D.霉菌菌丝繁殖于表面而形成
解析:在一定温度、湿度条件下,毛霉等生长繁殖于豆腐表面,产生大量的菌丝,从而形成一层韧而细致的“皮”。
答案:D
7下列有关卤汤的描述,错误的是( )
A.卤汤直接关系到腐乳的色、香、味
B.卤汤是由酒和各种香辛料配制而成的,酒的含量应控制在12%左右
C.卤汤可以调制腐乳的风味,并有增加腐乳营养的作用
D.卤汤也有防腐杀菌作用
解析:卤汤可以调制腐乳的风味,但不能增加腐乳的营养。
答案:C
8回答下列关于腐乳制作的问题。
(1)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物参与了该发酵过程,其中起主要作用的微生物是 ,其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为 和 ;其产生的 能将豆腐中的脂肪水解为 和 。
(2)发酵完成后需加盐腌制,加盐还可以抑制 生长。
(3)腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配制而成的卤汤。卤汤除具有一定的防腐杀菌作用外,还能使腐乳具有独特的 。
解析:(1)腐乳制作过程中所利用的微生物主要是毛霉,其产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,其产生的脂肪酶能将豆腐中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。(2)发酵完成后加盐能抑制微生物的繁殖和生长。(3)腐乳制作过程中加入的酒和香辛料既有防腐杀菌作用,又能使腐乳具有独特的风味。
答案:(1)毛霉 小分子的肽 氨基酸 脂肪酶 甘油 脂肪酸 (2)微生物 (3)风味
9腐乳,又称豆腐乳,是我国著名的民族特色发酵食品之一,其味道鲜美,酱香宜人,制作历史悠久,品种多样,主要有红方腐乳、酱腐乳和白腐乳等。而红曲酱腐乳既具有红方腐乳的天然红曲色泽,又具有酱腐乳特有的浓郁的酱香味,深受人们的喜爱,具有广阔的市场前景。某兴趣小组按照以下工艺流程制作红曲酱腐乳,请据图回答下列问题。
毛霉→孢子悬浮液
红曲酱卤
↓
↓
豆腐→切块→接菌→搓毛→腌坯→装坛→兑汤→发酵→成品
(1)现代科学研究表明,许多种微生物参与了豆腐的发酵,其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种 状真菌。
(2)传统的制作过程中,豆腐块上生长的毛霉来自 。而现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下,将优良的毛霉菌种接种在豆腐上,这样可以 。
(3)搓毛是将长满菌丝的白坯用手扶抹,让菌丝裹住坯体,其目的是 。
(4)在逐层加盐腌坯的过程中,随层数的加高而 盐量,接近瓶口要 (填“多”或“少”)铺一些。
(5)红曲酱卤是由红曲、面酱、黄酒按一定的比例配制而成的,加入黄酒的作用是 。
解析:(1)豆腐发酵有多种微生物参与,其中毛霉起主要作用,毛霉是一种丝状真菌。(2)传统制作中,豆腐上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子,现代腐乳生产是在无菌条件下,将优良的毛霉菌种接种在豆腐上,以避免其他菌种的污染,保证产品的质量。(3)搓毛可以促使毛霉覆盖整块腐乳,以防止其他微生物的污染导致腐乳烂块。(4)在加盐腌制时,要随豆腐层数的加高而增加盐量,接近瓶口处要多铺一些。(5)加酒可以抑制微生物的生长,以防豆腐腐败,同时使腐乳具有独特的香味。
答案:(1)丝 (2)空气中的毛霉孢子 避免其他菌种的污染,保证产品的质量 (3)防止腐乳烂块 (4)增加 多 (5)抑制微生物的生长,使腐乳具有独特的香味
能力提升
1在腐乳发酵中,具有调味和防腐杀菌作用的是( )
①花椒 ②胡椒 ③八角 ④桂皮 ⑤生姜 ⑥红曲
A.①②③④ B.②③④⑤⑥
C.①③④⑥
D.①②③④⑤
解析:在配制卤汤时,要加入胡椒、花椒、八角、桂皮、姜、辣椒等,这些香辛料一方面可以调制腐乳的风味,另一方面也可以防腐杀菌。为了调配腐乳的颜色,可以加入红曲使腐乳呈现红色。
答案:D
2中国各地生产的腐乳风味不同,多带有浓厚的当地气息。下列哪个选项不是影响腐乳风味的因素 ( )
A.香辛料的种类
B.盐的浓度
C.容器的大小
D.酒糟的有无
解析:盐的浓度会影响腐乳的口味;香辛料可以调制腐乳的风味;添加酒糟可使腐乳糟香扑鼻;容器大小不影响腐乳的风味。
答案:C
3市售腐乳有时口感不好,豆腐较硬,不可能的原因是
( )
A.发酵时间短
B.菌种老化
C.豆腐块含水量过高
D.调味品加入量不足
解析:发酵时间短,蛋白质未完全水解,在加盐后豆腐脱水,蛋白质变性,会使豆腐变硬。菌种不纯、菌种变异、菌种老化、调味品加入量不足都会影响腐乳口感。豆腐块的含水量过少,会使发酵后的豆腐口感较硬,而含水量过高会使腐乳较软,不易成形。
答案:C
4下列关于腐乳制作的叙述,不正确的是( )
A.
先将豆腐切成块放在消毒的笼屉中,温度控制在15~18
℃,并保持一定湿度
B.将长满毛霉的豆腐放在瓶中,并逐层加盐,接近瓶口表面的盐要铺厚一些
C.卤汤中酒的含量一般控制在12%左右
D.卤汤中香辛料越多,口味越好
解析:香辛料可以调制腐乳的风味,也具有防腐杀菌的作用。在配制卤汤时,可根据自己的口味来确定香辛料的用量,并不是越多口味就越好。
答案:D
5下列有关果酒、果醋和腐乳制作的叙述,正确的是
( )
A.参与果酒发酵和果醋发酵的微生物都含有线粒体
B.果酒制成后只需将装置转移至温度较高的环境中即可制作果醋
C.在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与
D.在腐乳装瓶时自下而上随层数的增加逐渐减少盐量
解析:参与果酒发酵的酵母菌是真核生物,有线粒体;参与果醋发酵的醋酸菌是原核生物,无线粒体。果酒制成后需将装置转移至温度较高的环境中,同时要通入无菌空气,方可制作果醋。在腐乳装瓶时自下而上随层数的增加逐渐增加盐量。
答案:C
★6下列关于“腐乳的制作”实验的叙述,正确的是( )
A.加盐主要是为了调节水分,利于毛霉生长
B.加料酒主要是为了灭菌,避免腐败变质
C.发酵过程中起主要作用的是乳酸杆菌
D.实验室制作的腐乳不宜直接食用
解析:加盐主要是为了析出水分,使豆腐块变硬,也可以抑制微生物的生长,A项错误。加料酒可以抑制微生物的生长,同时能使腐乳具有独特的香味,B项错误。发酵过程中起主要作用的是毛霉,C项错误。实验室制作的腐乳可能杀菌不彻底,不宜直接食用,D项正确。
答案:D
7绍兴腐乳独具特色,它采用优质黄豆作为原料,经严格筛选,再经浸泡、冲洗、磨煮、滤渣、点浆、压坯、划坯成型,再将白坯放入竹笼后喷洒毛霉菌种,在20
℃左右的环境下,经5
d左右的前期发酵,即可腌制,一层毛坯加一层盐,在室温18
℃左右的情况下,经10
d腌制即成腌坯。正常腌坯色泽黄亮、坚硬,四角方整,由毛霉形成一层表皮。然后装入坛中,进行后期发酵。入坛时加入佐料,即黄酒、红曲浆、酱籽及花椒等,用荷叶封口后堆叠,在25~30
℃环境下,经5~6个月即可成熟。
请结合以上材料,回答下列问题。
(1)请总结出腐乳的制作流程图。
制腐
乳坯 加盐
腌制 密封
腌制
(2)腐乳制作的原理主要是利用了微生物产生的 ,通过发酵,豆腐中营养物质的种类增加,且更易于消化和吸收。
(3)制作腐乳时,含水量为 左右的豆腐较适宜;用盐腌制时,应注意控制盐的用量,因为 。
(4)完成腐乳制作后,可以从 等方面评价腐乳的质量。
解析:(1)腐乳的制作过程是制腐乳坯→让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。(2)腐乳的制作利用了微生物(主要是毛霉)产生的蛋白酶和脂肪酶等酶类,将豆腐中的蛋白质和脂肪分解成小分子物质。(3)豆腐在含水量为70%左右时适合制作腐乳。如果含水量太高,豆腐不易成形;含水量太低,不适于毛霉生长。
答案:(1)如下图所示
制腐
乳坯让豆腐上
长出毛霉加盐
腌制加卤汤
装瓶密封
腌制
(2)蛋白酶和脂肪酶等酶类
(3)70% 盐的浓度过低,不足以抑制其他微生物的生长,可能导致豆腐腐败变质;盐的浓度过高会影响腐乳的口味
(4)色泽、口味、块形
★8某兴趣小组将豆腐块灭菌,接种微生物后培养2
d,加入适量食盐,经密封放置10
d后制得豆腐乳。在保质期内,豆腐乳放置时间越长,蛋白质含量越低,小分子的肽和氨基酸含量越高。为探究其原因,该小组取适量豆腐乳制成样液,等量加入4支试管,进行了以下实验。
编号
处理方法
显色结果
①
37
℃
开始时
加入等量双缩脲试剂
紫色
②
放置10
min
③
放置120
min
④
100
℃加热5
min后,37
℃放置120
min
紫色
实验中,加入双缩脲试剂A液后,样液的颜色 。④组中,100
℃加热的目的是 。如果③组与④组相比,显色较 ,且③组与②组相比,显色较 ,则表明豆腐乳中蛋白质被微生物产生的 分解。最终使小分子的肽和氨基酸等含量增加,因此保质期内豆腐乳放置越久风味越佳。
解析:蛋白质及小分子的肽中均含有肽键,与双缩脲试剂发生紫色反应,但加入双缩脲试剂A液后,样液的颜色不变。豆腐乳中的蛋白质不断分解成小分子的肽及氨基酸,说明豆腐乳所含微生物可产生蛋白酶,100
℃加热的目的是使上述酶变性失活。④组中酶变性失活,蛋白质不被分解,肽键含量最多;②组与③组实验中,37
℃为酶的适宜温度,蛋白质被蛋白酶分解为小分子的肽和氨基酸。由于②组处理时间短,③组处理时间长,所以②组肽键含量较多,③组肽键含量最少,所以③组紫色比②④组紫色浅。
答案:不变 使酶失活 浅 浅 蛋白酶(肽酶)课题2 月季的花药培养
基础巩固
1被子植物花粉发育经历的阶段顺序正确的是( )
A.小孢子四分体时期→双核期→单核居中期→单核靠边期→花粉粒
B.小孢子母细胞→单核靠边期→单核居中期→双核期→花粉期
C.小孢子母细胞→小孢子四分体时期→单核居中期→单核靠边期→花粉粒
D.小孢子四分体时期→小孢子母细胞→双核期→单核期→花粉期
解析:小孢子母细胞经减数分裂形成四个小孢子,经历小孢子四分体时期、单核居中期、单核靠边期、双核期,发育成花粉粒。
答案:C
2某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离,为了防止性状分离并快速繁殖,可以利用该植物的一部分器官或组织进行培育,发育成完整植株。进行离体培养时不应采用该植物的( )
A.茎尖
B.子房壁
C.叶片
D.花粉粒
解析:花粉粒是由花粉母细胞经减数分裂形成的,细胞内的遗传物质与亲本相比减少了一半,培育出的植株是单倍体,所以利用植物组织培养技术繁殖名贵花卉时,不能用花粉粒。
答案:D
3下列说法错误的是( )
A.镜检选择花药时需用醋酸洋红法将花粉细胞核染成红色或用焙花青—铬矾法染成蓝黑色
B.初花期的花蕾营养状态及生理状态较好,可提高花粉诱导的成功率
C.用于花蕾消毒的药品有体积分数为90%的酒精、无菌水及质量分数为0.1%的氯化汞溶液等
D.消毒后的花药从除去萼片和花瓣、剥离花药到将花药接种到培养基上,整个过程都需要在无菌条件下进行
解析:用于花蕾消毒的药品中酒精的体积分数应为70%。
答案:C
4产生花粉植株的两种途径中,得到胚状体和愈伤组织都是通过哪个过程进行的 ( )
A.分化
B.脱分化
C.再分化
D.诱导
解析:通过花药离体培养形成单倍体植株的过程中,通过脱分化得到胚状体或愈伤组织。
答案:B
5以下关于花药接种和培养的实验操作,错误的是( )
A.每瓶接种花药7~10个,20~30
d后,花药开裂形成幼小植株后才给予光照
B.花药培养至开裂后,将长出的愈伤组织及时转移到分化培养基上
C.花药培养至开裂后,将释放出的所有胚状体整体移到新的培养基上继续培养
D.对培养出来的植株作进一步鉴定和筛选
解析:花药培养至开裂后,将释放出的胚状体尽快分开,并分别转移到新的培养基上,否则,这些植株将很难分开。
答案:C
6下列不是影响花药培养的因素的是( )
A.材料的选择和培养基的组成
B.亲本植株的生长条件
C.材料的低温预处理以及接种密度
D.做实验的时间
解析:花药离体培养是在实验室条件下进行的,在一定范围内不受时间的限制。
答案:D
7花药组织培养不选择使用单核期之前或之后的花粉,而是用单核期花粉,原因不包括( )
A.单核期之前,花药质地幼嫩,容易破碎
B.单核期之后,花瓣开始松动,消毒困难
C.有利于剥取花药
D.花瓣松动,外界环境中的微生物容易侵入花药中
答案:C
8某实验小组将月季花的花药进行离体培养获得了许多完整幼小植株,下列说法正确的是( )
A.细胞内染色体数量高度一致
B.都是纯合子
C.彼此性状极其相似
D.需要进一步鉴定和筛选
解析:植物组织培养过程中,培养细胞一直处于不断分化的状态,其会由于受到培养条件和外界压力的影响而产生变异,故月季花的花药进行离体培养获得的植株,细胞内染色体数量不一定一致,无法保证全是单倍体植株,也不一定都是纯合子,A项、B项错误;同一月季植株的花药基因型不一定相同,其组织培养得来的植株的性状不一定相同,C项错误;在花药培养过程中,特别是通过愈伤组织形成的花粉植株,染色体数目常常发生变化,因此需要进一步鉴定和筛选,D项正确。
答案:D
9植物的花药培养在育种上有特殊的意义,诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素影响。以下是月季花药离体培养的有关问题,请回答下列问题。
(1)通过花药培养产生花粉植株(即单倍体植株)一般有两种途径:一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株,另一种是花粉在诱导培养基上先形成 ,再将其诱导分化成植株。
(2)一般来说,在花粉发育的过程中,在 期,花药培养成功率高,为了挑选到此期的花药,通常选择 的花蕾。
(3)为了进一步确定花粉是否处于适宜的发育期,一般要通过 来观察,通常需要用 进行染色,但有些植物的花粉核不易着色,需采用焙花青—铬矾法,此方法能将花粉细胞核染成 色。
(4)采用的MS固体培养基中除含有多种大量元素和微量元素外,还需添加植物激素,其中主要是 。
(5)为避免杂菌污染培养物和环境,花药培养的培养基在接种前和完成实验后都要进行 。
解析:(1)花粉培养产生花粉植株有两种途径:一种是通过胚状体阶段发育为植株,另一种是在诱导培养基上形成愈伤组织再经诱导分化为植株。
(2)单核期的花药培养成功率较高,在完全未开放的花蕾中易得到这样的花药。
(3)常通过镜检来确定花粉是否处于适宜的发育期,用醋酸洋红法确定花粉发育时期;某些植物花粉细胞核不易着色,需用焙花青—铬矾法,将花粉细胞核染成蓝黑色。
(4)MS
固体培养基中添加的植物激素主要是生长素和细胞分裂素。
(5)给培养基灭菌通常用高压蒸汽灭菌法。
答案:(1)愈伤组织
(2)单核 完全未开放
(3)显微镜 醋酸洋红 蓝黑
(4)生长素和细胞分裂素
(5)高压蒸汽灭菌
能力提升
1观察小孢子四分体时期效果最好的材料是( )
A.幼嫩的花柱
B.幼嫩的花药
C.幼嫩的柱头
D.成熟的花药
解析:小孢子四分体时期是被子植物花粉发育时经历的阶段,幼嫩的花柱和幼嫩的柱头处的细胞都不能形成花粉,而成熟的花药中花粉已经形成。
答案:B
2下列关于花药培养过程的说法,正确的是( )
A.花药中的花粉在培养基上发育成胚状体或愈伤组织是随机的,不受环境的影响
B.接种后的花药需要每天用日光灯照射12
h
C.花药培养过程中,诱导形成愈伤组织时不需要光照,幼小植株形成后才需要光照
D.如果花药开裂释放出胚状体,则一个花药将产生一个幼小植株
解析:在花药培养过程中,花药在培养基上的发育方向由培养基中生长素和细胞分裂素含量比例决定。在脱分化形成愈伤组织的过程中,花药的同化作用为异养,即从培养基中获取营养物质,不需要光照;当幼小植株形成后才需要光照。花药开裂后释放出胚状体,则一个花药内就会产生大量幼小植株。
答案:C
3下列关于影响花药培养的因素的说法,不正确的是
( )
A.选择盛开的或略微开放的花作实验材料
B.材料的选择和培养基的组成是花粉植株诱导成功的关键
C.亲本植株的生长条件、材料的低温预处理、接种密度都对实验有影响
D.应选择完全未开放的花蕾作实验材料
解析:选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素。一般来说,在花粉发育过程中,在单核期,细胞核移向细胞一侧时(单核靠边期),花药培养成功率最高,因此通常选择完全未开放的花蕾。
答案:A
4下列关于植物组织培养的表述,错误的是( )
A.外植体可以来自于植物的任何细胞
B.培养应在无菌条件下进行
C.以花粉作为外植体可得到单倍体植株
D.不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同
答案:A
5下列对花药培养的有关认识,错误的是( )
A.材料的选择与培养基的组成影响花药培养的成功率
B.选择花药时常用的方法是醋酸洋红法
C.选取的材料一定要进行消毒
D.培养形成的胚状体可继续在原培养基中分化形成植株
解析:影响花药培养成功率的因素有很多,如材料和培养条件等;确定花粉发育时期的常用方法是醋酸洋红法,并且要对所选的材料进行消毒处理;在组织培养过程中,应根据外植体分化的程度及时更换培养基。
答案:D
6关于植物组织培养与花药培养的区别,下列说法错误的是( )
A.前者接种后每日给光照12
h,后者幼小植株形成后才需光照
B.两者的培养基中都含有植物激素但用量不同
C.后者需将愈伤组织及时转移到分化培养基上,前者不需要转移便可再分化为植株
D.花药培养对培养基配方的要求更为严格
解析:在植物组织培养过程中,愈伤组织转变为绿色后也需转移到生芽培养基中,经培养后再将长出幼芽的组织转移到生根培养基中进行培养。
答案:C
7花粉植株产生途径如下图所示:
(1)请在图中方框内填写所缺内容。
(2)花粉植株能否诱导成功,与材料的选择密切相关。
①选择的材料应符合下列哪些条件 。
A.小孢子四分体时期花粉
B.双核期花粉
C.完全未开放的花蕾
D.完全开放的花
E.单核居中期花粉
F.单核靠边期花粉
②确定花粉发育时期的方法有
。
(3)花粉植株的特点是 。图示整个过程被称为 。
(4)有些被子植物(染色体数为2n)的花粉是三核型的,即含有1个营养细胞和2个精子。那么该被子植物花粉发育过程中小孢子母细胞、小孢子、花粉粒的染色体数分别为 、 、 。
(5)若花粉植株的基因型为Ab,那么亲本的基因型可能是 、 、 、 。
解析:通过花药培养产生花粉植株(即单倍体植株)一般有两种途径:一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株,另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织,再将其诱导分化成植株(见下图)。这两种途径之间并没有绝对的界限,主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。
诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素的影响,其中材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素。在材料的选择上,一般选取完全未开放的花蕾,此时的花粉粒处于单核靠边期,诱导成功率较大。
答案:(1)愈伤组织
(2)①CF ②醋酸洋红法、焙花青—铬矾法
(3)植株矮小、高度不育 花药的离体培养
(4)2n n 3n
(5)AABb AaBb Aabb AAbb
★8某二倍体植物是杂合子。下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答下面的问题。
(1)图中①表示的是该花粉培养过程中的 过程,②表示的是 过程,X代表的是 ,③表示的是 过程。
(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条,具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中 的种类及其浓度配比,最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为 植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株,说明未成熟花粉具有 。
(3)对植株甲进行处理,使其 ,才能使其结实产生后代(乙),否则植株甲只有通过 的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中,能产生可育花粉的是 植株,该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为 种,该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为 种。花药培养在育种上的特殊意义是 ,从而开辟育种新途径。
解析:(1)图示①过程形成愈伤组织,所以应是脱分化过程,②过程形成丛芽,说明是再分化过程,而丛芽经过③过程形成植株,说明是分化(或发育)过程。(2)培养基中所含的激素种类和比例不同,诱导形成的结构不相同。花药细胞含有本物种全套的遗传物质,具有全能性,离体培养成的个体都是单倍体。(3)植物甲为二倍体生物的单倍体,只含有一个染色体组,是高度不育的,只有其染色体加倍后才能产生正常的配子。因染色体加倍后形成的是纯合子,每个植株减数分裂只能形成一种配子。该群体植株的基因型会有多种,所以其产生的配子有多种。因单倍体育种形成的是纯合子,自交后代不发生性状分离,在育种上可明显地缩短育种年限。
答案:(1)脱分化 再分化 胚状体 分化(或发育)
(2)激素 单倍体 细胞的全能性
(3)染色体加倍(其他合理答案也可) 无性繁殖 乙(或经过染色体加倍) 一 多 缩短育种年限课题2 胡萝卜素的提取
基础巩固
1胡萝卜素可以划分为α、β、γ三类,其划分的主要依据是
( )
A.层析后出现在滤纸上的位置
B.根据其在人和动物体内的功能和作用部位
C.根据其分子式中碳碳双键的数目
D.根据其分解后产生的维生素A的分子数
解析:胡萝卜素的化学分子式中含有多个碳碳双键,根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为α、β、γ三类,其中β-胡萝卜素是最主要的组成成分,也与人类的关系最密切。
答案:C
2β-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官内可被氧化分解成某种物质,用于治疗夜盲症、干皮症等,这种物质是( )
A.维生素A B.维生素B
C.维生素C
D.维生素D
解析:一分子的β-胡萝卜素能分解为两分子维生素A。
答案:A
3根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点,可以考虑的提取方法是( )
A.水蒸气蒸馏
B.压榨
C.萃取
D.水中蒸馏
解析:根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点,可以考虑的提取方法是萃取。胡萝卜素不是挥发性物质,不适于用水蒸气蒸馏。
答案:C
4对胡萝卜素进行提取通常选用的萃取剂是( )
A.水
B.无机盐
C.有机溶剂
D.无机溶剂
解析:由于胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点,根据相似相溶原理,应该考虑选用有机溶剂,而不能选用水、无机盐及其他无机溶剂。
答案:C
5胡萝卜素的提取实验流程正确的是( )
A.胡萝卜→粉碎→萃取→干燥→浓缩→过滤→胡萝卜素
B.胡萝卜→粉碎→过滤→干燥→萃取→浓缩→胡萝卜素
C.胡萝卜→粉碎→过滤→萃取→干燥→浓缩→胡萝卜素
D.胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素
解析:干燥应该在萃取前,过滤应该在浓缩前。
答案:D
6下列关于胡萝卜素作用的叙述,错误的是( )
A.胡萝卜素可以用来治疗维生素A缺乏而引起的各种疾病
B.胡萝卜素可用作食品色素
C.天然胡萝卜素还具有提高人体免疫力的作用
D.胡萝卜素可以治疗人体色素缺乏症
解析:人和动物不能合成维生素,只能由食物或饮料提供。胡萝卜素在人体内可转化成维生素A,因此可以辅助治疗维生素A缺乏引起的疾病,胡萝卜素还是食品、饮料、饲料的添加剂,是一种天然色素。此外,它还具有防癌、提高人体免疫力、预防感冒等功能,但不能治疗人体色素缺乏症。
答案:D
7下列关于胡萝卜素提取的有关叙述,不正确的是( )
A.萃取胡萝卜素的效率主要取决于萃取温度和时间
B.萃取剂选择时要考虑沸点、对人的毒性、易与产品分离等特点
C.萃取效率与原料颗粒大小、含水量、紧密程度均呈负相关
D.萃取液的浓缩可以直接使用蒸馏装置
解析:萃取胡萝卜素的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量,A项不正确。萃取剂选择时要考虑沸点、对人的毒性、易与产品分离等特点,B项正确。萃取效率与原料颗粒大小、含水量、紧密程度有关,其中原料颗粒越小、含水量越低、紧密程度越小,萃取效率越高,因此萃取效率与原料颗粒大小、含水量、紧密程度均呈负相关,C项正确。萃取液的浓缩即挥发有机溶剂的过程,因此可以直接使用蒸馏装置,D项正确。
答案:A
8用萃取法提取出的胡萝卜素粗品,可以通过纸层析法进行鉴定,其原理是( )
A.色素提取液中不同色素已经分层
B.阳光的照射使各种色素已经分层
C.各种色素在层析液中的溶解度不同,造成不同色素在滤纸上的扩散速度不同
D.层析液中丙酮酸使色素溶解,而且彼此分离的扩散速度不同
解析:由于不同色素在层析液中的溶解度不同,当层析液在滤纸上扩散时,溶解度大的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,因而各种色素可以在滤纸上分离。
答案:C
9下列对胡萝卜素的提取过程的分析,正确的是( )
A.在把新鲜的胡萝卜切成米粒大小的颗粒置于烘箱中烘干时,温度越高、干燥时间越长,烘干效果越好
B.在萃取过程中,在瓶口安装回流冷凝装置是为了防止加热时有机溶剂的挥发
C.在浓缩干燥前,没有必要进行过滤
D.将滤液用蒸馏装置进行蒸馏,要收集蒸发出去的液体,蒸发出去的是胡萝卜素,留下的是有机溶剂
解析:在烘干胡萝卜时要控制好温度和时间,温度太高、干燥时间太长,会导致胡萝卜素分解。在浓缩干燥前在漏斗中放上定性滤纸,过滤圆底烧瓶中的萃取液,除去不溶物。将滤液用蒸馏装置进行蒸馏,蒸发掉有机溶剂,留下浓缩的胡萝卜素提取液。而在萃取过程中,在瓶口安装回流冷凝装置是为了防止加热时有机溶剂的挥发。
答案:B
10根据相关知识,回答与胡萝卜素提取相关的问题。
从胡萝卜中提取胡萝卜素时,通常在萃取前要将胡萝卜粉碎和 ,以提高萃取效率;水蒸气蒸馏法 (填“适合”或“不适合”)胡萝卜素的提取,原因是 ;鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时,通常可采用 法,并以 样品作为对照。
答案:干燥 不适合 水蒸气蒸馏法适用于分离挥发性较强的物质,而胡萝卜素为非挥发性物质,不能随水蒸气蒸馏出 纸层析 标准的胡萝卜素
能力提升
1下列食用方法中,胡萝卜素的利用率最高的是( )
A.生吃胡萝卜
B.精肉炒胡萝卜片
C.肥肉炒胡萝卜丝
D.清煮胡萝卜片
解析:胡萝卜素易溶于有机溶剂中,肥肉含油脂较多,因此肥肉炒胡萝卜丝可以使胡萝卜素充分溶解,溶解的胡萝卜素易被人体吸收。
答案:C
2胡萝卜素在下列哪种溶剂中溶解度最小 ( )
A.乙醇
B.水
C.石油醚
D.四氯化碳
解析:胡萝卜素不溶于水,微溶于乙醇,易溶于石油醚、苯、四氯化碳等有机溶剂。
答案:B
3选择石油醚作提取胡萝卜素的萃取剂的主要原因是
( )
A.石油醚为水溶性有机溶剂
B.石油醚挥发性强
C.石油醚不易燃烧
D.石油醚的沸点较高
解析:石油醚的沸点较高,能够保证加热萃取时不易挥发,使胡萝卜素能够充分溶解。
答案:D
4提取胡萝卜素和提取玫瑰油时都需要加热,但用萃取法提取胡萝卜素时,采用的是水浴加热法,而用水蒸气蒸馏法提取玫瑰油时是直接加热,其原因是( )
A.前者需保持恒温,后者不需要恒温
B.前者容易蒸发,后者不容易蒸发
C.胡萝卜素不耐高温,玫瑰油耐高温
D.前者烧瓶中含有有机溶剂,易燃易爆,后者烧瓶中是水
解析:用萃取法提取胡萝卜素时,由于在烧瓶中加入的萃取剂为石油醚等有机溶剂,因此应避免明火加热,采用水浴加热。用水蒸气蒸馏法提取玫瑰油时,烧瓶内加入的是水,直接加热不会出现燃烧、爆炸等现象。
答案:D
5下列关于用纸层析法鉴定胡萝卜素的叙述,错误的是
( )
A.选择干净的滤纸
B.点样时点样斑点不能太大
C.点样后用吹风机吹干,温度不宜过高
D.点好样的滤纸卷成圆筒状,但滤纸的两边可以相互接触
解析:滤纸不干净、点样斑点太大都会影响实验结果;温度过高会使色素变色;滤纸的两边不可以相互接触,否则会使色素带沿边缘扩散过快,影响实验结果。
答案:D
6对比观察下面4个纸层析鉴定提取的胡萝卜素粗品的层析装置图,正确的是( )
解析:A项中将点好样的滤纸卷成筒状时,滤纸两边相互接触,导致溶剂沿滤纸两边的移动加快,
溶剂前沿不齐,影响结果。B项除与A项有相同的错误外,还有另一个错误,即层析液太多,淹没了样点,导致层析失败。C项将卷好的滤纸筒贴放在色谱容器内壁上,会发生与A项同样的现象。
答案:D
7如果萃取的胡萝卜素样品层析后,层析带颜色比标准样品的浅,最有可能的原因是( )
A.萃取的时间不够
B.萃取剂的选择不当
C.提取物中含有杂质
D.浓缩程度不够
答案:D
8右图为提取胡萝卜素的装置示意图,下列有关叙述不正确的是( )
A.一般来说,要想萃取效果好,需保证原料颗粒小,萃取温度高,时间长
B.萃取过程可以直接使用明火加热
C.在加热瓶口安装回流冷凝装置的目的是防止有机溶剂挥发
D.提取的胡萝卜素用纸层析法进行鉴定,若出现了和标准样品一样的层析带,则说明实验成功
解析:一般来说原料颗粒小,萃取温度高、时间长,需要提取的物质能够充分溶解,萃取效果较好;萃取过程中要采用水浴加热,其原因是有机溶剂都是易燃物,直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸;在加热瓶口安装回流冷凝装置的目的是防止有机溶剂挥发;提取的胡萝卜素用纸层析法进行鉴定,看萃取样品是否出现了和标准样品一样的层析带,若出现,则说明实验成功。
答案:B
★9下图为胡萝卜素鉴定装置示意图,请据图回答下列问题。
(1)胡萝卜素粗品鉴定的方法是 。
(2)图中①的作用是 。
(3)⑤为 ,在对此点进行实验操作时应注意
。
(4)⑥为 ,常用 。
(5)如果层析液没及样品原点,会导致
。
解析:胡萝卜素粗品的鉴定常用纸层析法。在操作中,需注意点样要快速、细致且需保持滤纸干燥;要保持层析容器中有层析液的饱和蒸汽,以保证层析效果;层析液不可没及样品原点,以防色素溶解于层析液中,鉴定失败。
答案:(1)纸层析法
(2)防止层析液挥发
(3)样品原点 点样应该快速、细致并保持滤纸干燥
(4)层析液 石油醚
(5)胡萝卜素溶解在层析液中,鉴定失败
10下图为胡萝卜素的纸层析结果示意图,请据图回答问题。
(1)该图所示的鉴定方法称为纸层析法。基线一般距底边 cm。
(2)A、B、C、D四点中,属于标准样品的样点是 。在图中的层析谱中,②代表的物质是 。
(3)该层析的目的是 ,在“绿叶中色素的提取和分离”实验中层析的目的是 。
解析:(1)纸层析鉴定法鉴定胡萝卜素时,在滤纸上画的基线不能太高或太低,离滤纸的下端底边一般是2
cm。
(2)图中的A点和D点属于标准样品的样点,②代表其他色素或杂质。
(3)该实验层析的目的和绿叶中的色素层析目的不同,胡萝卜素的层析是为了鉴定提取的胡萝卜素粗品中是否含有杂质,而绿叶中色素的层析是为了分离叶绿体中的四种色素。
答案:(1)2
(2)A和D 其他色素或杂质
(3)鉴定提取的胡萝卜素粗品中是否含有杂质 分离叶绿体中的色素课题3 酵母细胞的固定化
基础巩固
1下列关于使用固定化酶技术生产高果糖浆的叙述,正确的是( )
A.高果糖浆的生产需要使用果糖异构酶
B.在反应柱内的顶端装上分布着许多小孔的筛板,防止异物进入
C.葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,果糖从反应柱下端流出
D.固定化酶技术过程复杂,成本较高
解析:生产高果糖浆时所用的酶应为葡萄糖异构酶,将这种酶固定在一种颗粒状的载体上,再将这些酶颗粒装到一个反应柱内,柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板上的小孔,而反应溶液却可以自由出入。生产过程中,将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,使葡萄糖溶液流过反应柱,与固定化葡萄糖异构酶接触,转化成果糖,从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年,大大降低了生产成本。
答案:C
2下列关于固定化酶的叙述,不正确的是( )
A.既能与反应物接触,又能与反应物分离
B.固定在载体上的酶可被反复利用
C.可催化一系列反应
D.酶的活性和稳定性受到限制
解析:固定化酶只能催化一种或一类反应。
答案:C
3在使用包埋法固定细胞时,下列哪一项不是常用的载体 ( )
A.明胶 B.琼脂糖
C.海藻酸钠
D.纤维素
解析:包埋法常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
答案:D
4下面是制备固定化酵母细胞的步骤,其中排列顺序正确的是( )
①配制CaCl2溶液 ②配制海藻酸钠溶液 ③海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 ④酵母细胞的活化 ⑤固定化酵母细胞
A.①②③④⑤
B.④①③②⑤
C.④⑤②①③
D.④①②③⑤
解析:制备固定化酵母细胞的基本步骤:酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。
答案:D
5下列有关固定化技术的叙述,正确的是( )
A.固定化酶只有在细胞内才能发挥作用
B.固定化酶能提高酶的利用率
C.酶的固定是酶分离纯化的常用方法
D.固定化酶的固定化方式就是将酶包埋在载体中
解析:酶在条件适宜时,既可在细胞内起作用,也能在细胞外起作用,制成的固定化酶主要在细胞外发挥作用。固定化酶或固定化细胞技术是利用物理或化学的方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术,不是酶分离纯化的常用方法。制备固定化酶不用包埋法,因为酶分子体积小,易从包埋材料中漏出,常用物理吸附法和化学结合法。
答案:B
6与酶固定化技术相比,细胞固定化技术所具备的特点是
( )
A.成本更低、操作更容易、不能连续生产
B.成本更高、操作更难、不能连续生产
C.成本更低、操作更容易、能连续生产
D.成本更低、操作更难、能连续生产
解析:酶是由细胞合成的,酶分子很小,比较难固定,而细胞相对较大,相对容易固定,而且无需再进行酶的提取,因而制备固定化细胞的成本更低,操作更容易,并且能连续生产。
答案:C
7研究认为,用固定化酶技术处理污染物是很有前途的,如将从大肠杆菌中得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂,可用于降解残留在土壤中的有机磷农药,与微生物降解相比,其作用不需要适宜的( )
A.温度
B.酸碱度
C.水分
D.营养
解析:大肠杆菌中的三酯磷酸酶可以催化有机磷农药分解,需要适宜的温度和pH,同时反应离不开水,但是不需要提供营养。
答案:D
8(2017江苏)下列关于“酵母细胞的固定化技术”实验的叙述,正确的是( )
A.活化酵母时,将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状
B.配制CaCl2溶液时,需要边小火加热边搅拌
C.将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2溶液时,凝胶珠成形后应即刻取出
D.海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色,过低时凝胶珠易呈蝌蚪状
解析:活化酵母时,将适量干酵母与蒸馏水混合,用玻璃棒搅拌成糊状,A项正确;配制CaCl2溶液时,不用加热,B项错误;将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2溶液时,凝胶珠形成后不能立刻取出,应在CaCl2溶液中浸泡30
min左右,C项错误;海藻酸钠溶液浓度过低时凝胶珠呈白色,过高时凝胶珠不易成形,呈蝌蚪状,D项错误。
答案:A
9某实验小组的同学,欲通过制备固定化酵母细胞来进行葡萄糖溶液发酵实验,实验材料及用具齐全。
(1)酵母细胞的固定化采用的方法是 。
(2)该实验小组的同学制作固定化酵母细胞的过程如下:
A.将干酵母与蒸馏水混合并搅拌,使酵母菌活化;
B.将无水CaCl2溶解在自来水中,配成CaCl2溶液;
C.用酒精灯大火连续加热配制海藻酸钠溶液;
D.向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞,充分搅拌并混合均匀;
E.将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液滴入蒸馏水中,观察凝胶珠的形成。
请你改正其中错误的操作:(写出4点)
① ;
② ;
③ ;
④ 。
(3)葡萄糖发酵的过程中,可能观察到的现象为 。
答案:(1)包埋法
(2)①配制CaCl2溶液应用蒸馏水 ②溶解海藻酸钠时应用小火或间断加热 ③海藻酸钠溶液应冷却至室温后再加入已活化的酵母细胞 ④注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合液应滴入CaCl2溶液中
(3)有气泡产生,有酒味散发
能力提升
1制备固定化细胞常用包埋法,原因是( )
A.包埋法固定化操作最简便
B.包埋法对酶活性的影响最小
C.包埋法固定化具有普遍性
D.细胞体积大,难以被吸附或结合
答案:D
2下列不属于固定化酶在利用时的特点的是( )
A.有利于酶与产物分离
B.可以被反复利用
C.能自由出入依附的载体
D.一般情况下,一种固定化酶不能催化一系列酶促反应
解析:固定化酶在利用时被固定在一定的空间内,不能自由出入依附的载体。
答案:C
3固定化细胞对酶的活性影响最小,根本原因是( )
A.避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程
B.固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用
C.催化反应结束后,能被吸收和重复利用
D.细胞结构保证了各种酶在细胞内的化学反应中有效地发挥作用
解析:细胞内部环境稳定,利于各种酶发挥催化作用。
答案:D
4固定化酶和固定化细胞的主要区别是( )
A.前者只能固定胞外酶,后者只能固定胞内酶
B.前者只能固定胞内酶,后者只能固定胞外酶
C.前者可以固定胞内酶和胞外酶,后者只可以固定胞内酶
D.前者只可以固定胞外酶,后者可以固定胞外酶和胞内酶
解析:微生物产生的酶有很多,有的存在于细胞内,有的分泌到细胞外。固定化酶可以固定胞内酶和胞外酶,而固定化细胞只能固定胞内酶。
答案:C
5用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时,发现无酒精产生,原因不可能是( )
A.瓶内氧气充足,酵母菌进行了有氧呼吸
B.实验瓶口被密封了
C.固定化酵母细胞内可能没有酵母细胞
D.所谓的葡萄糖溶液可能是其他物质,使酵母菌无法进行酒精发酵
解析:利用酵母菌进行发酵无酒精产生,可以认为是酵母菌没有进行无氧呼吸,可能是氧气充足,也可能是缺少原料。瓶口被密封利于酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
答案:B
6下列有关固定化酶和固定化细胞的说法,正确的是
( )
A.某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应
B.固定化细胞技术一次只能固定一种酶
C.固定化酶和固定化细胞的共同点是都可以反复使用
D.固定化酶和固定化细胞都能反复使用,但酶的活性迅速下降
解析:一种固定化酶只能催化一种生化反应,其优势是酶可以反复利用;固定化细胞技术一次能固定多种酶;固定化酶和固定化细胞都能反复使用,而且酶的活性不会迅速下降。
答案:C
7下面是某同学所做的啤酒酿造实验,请根据其实验过程,回答相关问题。
实验原理:利用固定化啤酒酵母分解麦芽汁,生成啤酒。
实验步骤如下。
第一步,活化啤酒酵母细胞。取1
g干酵母,放入50
mL
的小烧杯中,加入蒸馏水10
mL,用玻璃棒搅拌均匀,放置
1
h,使其活化。
第二步,配制海藻酸钠溶液。取0.7
g海藻酸钠,放入另一只50
mL的小烧杯中,加入蒸馏水10
mL,加热并搅拌,直至溶化,用蒸馏水定容至10
mL。加热时,注意火候。
第三步,海藻酸钠溶液与啤酒酵母细胞混合。将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入活化的酵母细胞,充分搅拌均匀。
第四步,用注射器以恒定的速度将上述混合液滴加到物质的量浓度为0.05
mol/L的CaCl2溶液中,制成凝胶珠。
第五步,倒去CaCl2溶液,加蒸馏水洗涤三次后,将凝胶珠放入500
mL的三角瓶中,加入300
mL麦芽汁溶液,封口并置于25
℃下。5
d后,发酵后的麦芽汁即为啤酒,品尝其口味。
(1)啤酒酵母细胞活化的目的是 。第二步中注意火候指的是 。第三步中为什么要等海藻酸钠溶液冷却至室温,再加入活化的酵母细胞 。
(2)海藻酸钠的主要作用是 ;上述固定化细胞的方法称为 ,形成的凝胶珠颜色为 色。
(3)与固定化酶相比,该方法的优点是 。
解析:(1)活化啤酒酵母细胞的目的是让处于休眠状态的啤酒酵母细胞恢复生活状态。配制海藻酸钠溶液时,要用小火加热或间断加热,反复几次,防止焦糊。将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后,才能加入活化的酵母细胞,目的是防止高温杀死啤酒酵母细胞。
(2)海藻酸钠的主要作用是固定啤酒酵母细胞。题中描述的固定化细胞的方法称为包埋法,形成的凝胶珠颜色为浅黄色。
(3)与固定化酶相比,固定化酵母细胞能省去酶的分离、提纯等工序,同时酶的活性更稳定。
答案:(1)让处于休眠状态的啤酒酵母细胞恢复生活状态
用小火加热或间断加热,反复几次 防止高温杀死啤酒酵母细胞
(2)固定啤酒酵母细胞 包埋法 浅黄
(3)省去酶的分离、提纯等工序,同时酶的活性更稳定
★8右上图为酵母细胞固定化及其应用的相关图解,请据图回答问题。
(1)某实验小组利用海藻酸钠制备固定化酵母细胞,应使用图甲中的方法[ ] (填出号码及名称)。而制备固定化酶不宜用此方法,原因是 。部分同学实验制得的凝胶珠如图乙,其原因可能有 、 等。
(2)某实验小组用图丙所示的装置来进行葡萄糖发酵。a是 ,b是 。从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是 。
为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复利用,实验过程一定要在 条件下进行。装置中长导管的作用是 。
解析:酶的固定化适宜用化学结合法和物理吸附法;酵母细胞的固定化适宜用包埋法。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则说明海藻酸钠的浓度偏高或混合液滴加速度过快(或针筒口离CaCl2溶液液面距离过近)。
答案:(1)③ 包埋法 酶分子很小,容易从包埋材料中漏出 海藻酸钠浓度过高 混合液滴加速度过快(或针筒口离CaCl2溶液液面距离过近)
(2)固定化酵母细胞 反应柱 葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡 无菌 释放CO2并防止空气中的杂菌进入反应柱课题1 果酒和果醋的制作
基础巩固
1以下反应在果酒和果醋发酵过程中不可能出现的是
( )
A.C6H12O6+6O26CO2+6H2O
B.C6H12O62C2H5OH+2CO2
C.CO2+H2O(CH2O)+O2
D.C2H5OH+O2CH3COOH+H2O
解析:A项是果酒发酵初期的反应式;B项是果酒发酵产酒阶段的反应式;C项是光合作用的反应式;D项是果醋发酵过程的反应式。
答案:C
2下列关于酵母菌的叙述,错误的是( )
A.酵母菌是异养型的真菌
B.酵母菌是兼性厌氧型微生物,即一种酵母菌能进行有氧呼吸,另一种进行无氧呼吸
C.酵母菌在有氧气存在时,能将葡萄糖分解成CO2和H2O
D.酵母菌的无氧呼吸产生酒精和CO2
解析:酵母菌为兼性厌氧型微生物,是指酵母菌在有氧时可以进行有氧呼吸,无氧时可以进行无氧呼吸。
答案:B
3下列有关果酒自然发酵流程的叙述,正确的是( )
A.应将选择好的葡萄进行反复冲洗,防止杂菌污染
B.应将选择好的葡萄只冲洗1~2遍,防止菌种流失
C.应去梗再冲洗,防止冲洗时梗刺破葡萄皮造成污染
D.应对榨取的葡萄汁进行高压蒸汽灭菌处理,防止杂菌污染
解析:在果酒的自然发酵中,冲洗这一步的主要目的是除去浮尘,不能冲洗得过于干净,也不能进行去皮处理,因为自然发酵的菌种来自葡萄皮上的野生酵母菌;去梗的操作应在冲洗之后,否则会因去梗造成葡萄汁流出或造成杂菌污染;高压蒸汽灭菌会使各种微生物均被消灭,无法产生果酒。
答案:B
4下列关于果醋制作的说法,正确的是( )
A.醋酸菌是好氧菌,在制作过程中要一直打开发酵瓶
B.在制作果醋时,温度应严格控制在18~25
℃
C.当糖源不足时,醋酸菌先将酒精转变成乙醛,再将乙醛转变为醋酸
D.醋酸菌在糖源和氧气充足时,能将葡萄糖分解成酒精和CO2
解析:果醋制作过程中醋酸菌是必不可少的,醋酸菌是好氧菌,在制作过程中要适时通过充气口充气,而不是一直打开发酵瓶。醋酸菌的最适生长温度为30~35
℃,醋酸菌在糖源和氧气充足时,能将葡萄糖分解成醋酸。
答案:C
5发酵酿造的苹果醋正成为果醋市场新贵,该产品由苹果汁经“两次发酵”而成。以下关于“两次发酵”的叙述,正确的是( )
A.第一次发酵指乳酸发酵,第二次发酵指醋酸发酵
B.第一次发酵指酒精发酵,第二次发酵指醋酸发酵
C.两次发酵均为真菌所为
D.两次发酵均为细菌所为
解析:“两次发酵”的实质指通过酵母菌把葡萄糖分解为酒精和通过醋酸菌把酒精氧化为醋酸的两个过程。酵母菌和醋酸菌分别属于真菌和细菌。
答案:B
6醋酸菌对氧气含量特别敏感,即使是短时间处于无氧环境中,醋酸菌也会死亡。根据这一事实,下列叙述正确的是( )
A.醋酸菌是一种厌氧型细菌
B.在制醋过程中必须适时通气
C.醋酸菌细胞中没有线粒体
D.醋酸菌只能在pH呈酸性的培养液中存活
解析:醋酸菌在无氧环境中会死亡,说明醋酸菌是好氧细菌,因此发酵制醋过程中必须适时通气。
答案:B
7下列有关发酵条件控制的说法中,错误的是( )
A.葡萄汁装入发酵瓶时,要留有约1/3的空间
B.要想一次得到较多的果酒,在葡萄汁装入发酵瓶时,要将瓶装满
C.制葡萄酒的过程中,要将发酵时间控制在10~12
d
左右
D.制葡萄醋的温度要比制葡萄酒的温度高些,发酵时间应控制在7~8
d左右
解析:葡萄汁装入发酵瓶时,要留有约1/3的空间,一是促进发酵初期酵母菌的有氧呼吸,二是防止气压过大,造成发酵装置爆裂。
答案:B
8下列实验装置可用于生物技术实践的相关实验,有关叙述错误的是( )
A.装置甲可用于果酒制作,装置乙不能用于果酒制作
B.装置乙可先用于果酒的制作,后用于果醋的制作
C.装置乙中设置出料口是用于取样
D.装置乙的排气口通过一个长而弯曲的胶管,可防止空气中微生物的污染
解析:装置甲密封时可用于制作果酒,但制作果酒时要定时拧松瓶盖以放出产生的CO2气体;装置乙的充气口关闭时可用于制作果酒,充气口打开时可用于制作果醋;为防止空气中微生物的污染,排气口可连接一个长而弯曲的胶管;出料口设置开关的目的是便于取样。
答案:A
9酵母菌和醋酸菌是发酵的常用菌种,试完成下列问题。
(1)在酵母菌只进行有氧呼吸时,其吸收O2和释放CO2的物质的量 。
(2)醋酸菌与酵母菌的细胞结构的主要区别是
。
(3)酒精发酵时,当密闭的培养液中的酒精达到一定量后,CO2不再增加的原因可能是
。
(4)果酒进一步发酵能获得果醋,酒变醋的原理是
。
(5)在变酸的酒的表面可以观察到菌膜,其形成原因是 。
解析:(1)根据酵母菌有氧呼吸的反应式C6H12O6+6O26CO2+6H2O可知,当酵母菌只进行有氧呼吸时,其吸收O2和释放CO2的物质的量相等,比例为1∶1。(2)酵母菌是真核生物,醋酸菌是原核生物,真核生物与原核生物的主要区别是有无核膜包被的细胞核。(3)在密闭容器中发酵到一定阶段,葡萄糖等营养物质已消耗尽,同时,大量酒精的积累会杀死酵母菌,因此,培养液中CO2不再增加。
答案:(1)相等
(2)有无核膜包被的细胞核
(3)葡萄糖被分解完;酵母菌被酒精杀死(填一项即可)
(4)在氧气充足且缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸
(5)醋酸菌在液面大量繁殖
能力提升
1利用酵母菌酿制啤酒,需要先通气后密封,下列说法不正确的是( )
A.酵母菌是兼性厌氧型微生物
B.先通气,酵母菌大量繁殖,其种群的增长曲线为“S”型
C.密封后酵母菌可进行无氧呼吸产生酒精
D.密封的时间越长,产生的酒精越多
解析:利用酵母菌酿制啤酒,先通气是为了使酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖以壮大菌群,当菌群数量达到一定值时,即可密封,使其产生酒精,这样可以缩短生产周期。密封时间长短取决于发酵速度和营养物质的量,若发酵罐中营养物质有限,密封时间再长,也不会产生更多酒精。
答案:D
2下列操作可能会引起发酵液受污染的是( )
A.榨汁机清洗干净,并晾干
B.发酵瓶先清洗干净,再用体积分数为70%的酒精擦拭后晾干使用
C.葡萄先去除枝梗,再冲洗多次
D.每次排气时,只拧松瓶盖,不将瓶盖完全打开
解析:葡萄应先冲洗,再去除枝梗。如果先除去枝梗,可能会使葡萄破损,微生物会从破损处进入葡萄内部,进而进入发酵液,使发酵液受到污染。
答案:C
3酒厂在利用酵母菌酿酒的过程中,经检测活菌数量适宜,但却不产生酒精,应采取的措施是( )
A.降低温度
B.隔绝空气
C.加缓冲液
D.加新鲜培养基
解析:酵母菌为兼性厌氧型微生物,若数量适宜却不产生酒精,说明其处于有氧环境。应隔绝空气,让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
答案:B
4将葡萄汁制成果酒和果醋后( )
A.能量增加,有机物种类不变
B.能量减少,有机物种类变化
C.能量不变,有机物种类变化
D.能量减少,有机物种类不变
解析:在将葡萄汁制成果酒和果醋的过程中,酵母菌和醋酸菌进行呼吸作用,分解有机物,释放能量,生成酒精和醋酸等。
答案:B
5下列不能鉴定果酒、果醋质量的方法是( )
A.通过观察相关微生物的存在或数量变化进行鉴定
B.通过向果酒发酵液中加入重铬酸钾试剂进行鉴定
C.通过检测果酒发酵前后发酵液的温度变化进行鉴定
D.通过检测果醋发酵前后发酵液的酸碱度变化进行鉴定
答案:C
★6乙醇等绿色能源的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产酒精,首先要把秸秆用相应的酶进行预处理,然后用特定的微生物在特定的条件下,进行发酵生产酒精。以下对处理秸秆的酶、微生物种类和特定的条件的选择,正确的是( )
A.淀粉酶、乳酸菌、充足氧气
B.纤维素酶、酵母菌、密封
C.纤维素酶、甲烷杆菌、密封
D.脂肪酶、酵母菌、充足氧气
解析:玉米秸秆的主要成分是纤维素,要把它转化为葡萄糖才能用于发酵产生酒精,所以秸秆预处理用的酶应该是纤维素酶。通过发酵产生酒精的微生物是酵母菌。在无氧条件下,酵母菌才能进行无氧呼吸产生酒精,所以要严格密封。
答案:B
7下图是两位同学制作果酒和果醋时使用的装置。同学甲用装置A(带盖的瓶子)制作葡萄酒,在瓶中加入适量葡萄汁,发酵温度控制在18~25
℃,每隔12
h左右将瓶盖拧松一次(注意不是打开瓶盖),之后再将瓶盖拧紧。当发酵产生酒精后,再将瓶盖打开,盖上一层纱布,温度控制在30~35
℃,进行果醋的发酵。同学乙用装置B,温度控制与装置A相同,不同的是制作果酒阶段排气口用夹子夹住,每隔12
h左右松一松夹子放出多余的气体,制作果醋阶段适时向充气口充气,经过20
d左右,两名同学先后完成了果酒和果醋的制作。
据此回答有关问题。
(1)同学甲在制酒阶段,每隔12
h左右将瓶盖拧松一次,目的是 ,但又不打开,原因是 。
(2)葡萄酒制作是否成功,发酵后可用 来鉴定,在酸性条件下该物质与酒精反应呈现 色。
(3)装置B中排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连,目的是 。
(4)制果酒时要将温度控制在18~25
℃,而制果醋时要将温度控制在30~35
℃。两者温度控制不同的原因是 。
解析:(1)甲同学的实验装置比较简单,通过将瓶盖拧松排出瓶内气体,但是放气时应注意避免O2和杂菌的进入。(2)酒精的检测原理是酒精在酸性条件下与重铬酸钾反应呈现灰绿色。(3)装置B排气管类似鹅颈瓶,既能放出产生的CO2,又能防止杂菌进入。(4)酵母菌和醋酸菌的最适温度不同,发酵时对温度的控制主要是满足微生物生长的需要。
答案:(1)排出CO2 防止O2和有害杂菌进入
(2)重铬酸钾溶液 灰绿
(3)防止杂菌污染
(4)18~25
℃是酵母菌生长和发酵的适宜温度,30~35
℃是醋酸菌生长和发酵的适宜温度
★8生物技术在食品加工中的应用十分广泛,如果酒、果醋的制作就是生活中常见的例子。下图是果酒制作果醋的发酵装置,分析回答下列问题。
(1)在果醋发酵过程中,要向发酵瓶中通入氧气,原因是 ;制醋过程中,将温度严格控制在30~35
℃,原因是 。
(2)如果将该装置改为酒精的发酵装置,则温度应该控制在 。此时装置需要修改的地方是 。果酒制作果醋的反应式为 。
(3)在果醋发酵过程中,用 来检测是否有醋酸生成。
(4)在果酒的制作中,提供碳源的物质主要是 ,在果醋的制作中,提供碳源的物质主要是 。
解析:(1)制果醋需要醋酸菌,醋酸菌为好氧细菌,必须通入氧气,否则会影响到醋酸菌的生长、繁殖,进而影响醋酸的产生。醋酸菌生长、繁殖的最适温度为30~35
℃。(2)酒精发酵需要酵母菌,其为兼性厌氧菌,有氧时进行有氧呼吸,迅速增殖,但无代谢产物——酒精生成;要进行酒精发酵,不能通入氧气。酵母菌生长、繁殖的最适温度为18~25
℃。当氧气、糖源充足时,醋酸菌可将糖直接分解成醋酸;当糖源缺乏而氧气充足时,醋酸菌可将乙醇变成乙醛,再将乙醛变成醋酸,反应简式为C2H5OH+O2CH3COOH+H2O。(3)醋酸呈酸性,pH<7,可直接用pH试纸检测流出液的pH。(4)果酒发酵时,酵母菌分解果汁中的葡萄糖,即其主要碳源是葡萄糖;果醋发酵时,醋酸菌在糖源充足时的碳源是葡萄糖,糖源不充足时的碳源是乙醇。
答案:(1)醋酸菌是好氧细菌 醋酸菌的最适生长温度是30~35
℃
(2)18~25
℃ 不能通入氧气 C2H5OH+O2CH3COOH+H2O
(3)pH试纸检测流出液的pH
(4)葡萄糖 葡萄糖或乙醇专题3
植物的组织培养技术
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1某种花卉感染了植物病毒,叶子呈现疱状,欲培养出无病毒的后代,应采取的方法是( )
A.用种子培养后代
B.用无明显症状部分的枝扦插
C.用茎尖进行组织培养诱导出植株
D.用叶表皮细胞进行组织培养,诱导出植株
解析:要培养某花卉的无病毒后代,可利用植物组织培养技术进行脱毒。具体做法是选取含病毒最少或无病毒的植物细胞或组织进行组织培养。植物的幼嫩组织,如芽尖、茎尖、根尖分生组织含病毒少或几乎不含病毒,可用于培育脱毒苗。
答案:C
2某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植,可应用多种技术获得大量优质苗,下列技术不能选用的是( )
A.利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗
B.采用花粉粒组织培养获得单倍体苗
C.采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上
D.采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养
解析:花粉经减数分裂形成,由于基因重组有多种类型,经组织培养获得的单倍体苗染色体加倍后基因型不一定和母体相同。
答案:B
3植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及发挥主要诱导作用的植物激素分别是( )
①植物细胞的全能性 ②离体植物器官、组织或细胞 ③根、芽 ④生长素和细胞分裂素 ⑤生长素和乙烯 ⑥愈伤组织 ⑦再分化 ⑧脱分化 ⑨植物体
A.①、②⑧⑥⑦③⑨、④
B.①、②⑧⑥⑦③⑨、⑤
C.①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤
D.①、②⑨⑧⑥⑦③、④
解析:植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。植物组织培养的过程是离体组织或器官→脱分化→愈伤组织→再分化→根、芽→植物体。培养过程中起主要诱导作用的激素是细胞分裂素和生长素。
答案:A
4无菌技术是植物组织培养获得成功的关键,以下说法正确的是( )
①由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差,对无菌操作的要求非常严格 ②对培养基及器械用高压蒸汽灭菌 ③对培养材料进行表面消毒时,一方面要考虑药剂的消毒效果,另一方面还要考虑植物材料的耐受能力 ④培养中不同药剂、不同植物材料,甚至不同器官要区别对待 ⑤对培养材料可用高压蒸汽灭菌 ⑥如果不小心引起污染,将可能造成培养工作前功尽弃
A.①②③④⑤
B.①②③④
C.①②③④⑥
D.①②③④⑤⑥
解析:植物组织培养的材料大部分来自田间,带有大量微生物,需要进行消毒。若使用高压蒸汽灭菌,在杀灭微生物的同时,也杀死了外植体,所以应采用化学药物消毒法。
答案:C
5下列对愈伤组织的叙述,不正确的是( )
A.是高度液泡化的、呈无定形状态的一群薄壁细胞
B.是失去分裂能力、高度分化的一群细胞
C.既有分裂能力又有分化能力的一群细胞
D.具有发育成完整植物体的潜能
解析:离体的植物器官、组织或细胞,在培养了一段时间以后,会通过脱分化形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的、呈无定形状态的薄壁细胞。愈伤组织在有关激素的作用下,能分裂、分化形成新的植物体。
答案:B
6在花药培养过程中,需要对培育出来的植株做进一步的鉴定和筛选,目的是看其( )
A.是否有染色体丢失
B.是否有基因突变
C.是否出现染色体倍性变化
D.是由哪种形式形成的
解析:花药离体培养形成的植株,特别是通过愈伤组织形成的花粉植株,常常会出现染色体倍性的变化,因此还需要对培养出来的植株做进一步的鉴定和筛选。
答案:C
7基因型为AaBb的一个小孢子母细胞经分裂形成的一个花粉粒中的一个营养核和两个精子,其基因型分别是
( )
A.AB、Ab、Ab
B.AB、AB、AB
C.AB、aB、aB
D.aB、ab、ab
解析:一个小孢子母细胞经减数分裂形成四个小孢子,每个小孢子中的细胞核经一次有丝分裂形成一个营养核和一个生殖细胞核,生殖细胞核再经一次有丝分裂形成两个精子,所以营养核和两个精子的遗传物质相同。
答案:B
8四倍体水稻的花药通过无菌操作接入试管,经培养形成试管苗,下列叙述不正确的是( )
A.用花药离体培养法获得的植株是二倍体
B.诱导产生愈伤组织的分裂方式为有丝分裂
C.培养液中应有有机养料以及生长素和细胞分裂素
D.试管苗的生长发育需要光照
解析:四倍体水稻的花药离体培养获得的是含有2个染色体组的单倍体植株,不能叫二倍体。花药通过培养诱导产生愈伤组织的分裂方式是有丝分裂,同时,培养过程中要加入无机营养、有机营养、生长素和细胞分裂素等物质。培育成试管苗需通过光照进行光合作用,产生糖类,以满足自身生长需求。
答案:A
9为获得纯合高蔓抗病番茄植株,采用了下图所示的方法,图中两对相对性状独立遗传。据图分析,不正确的是( )
A.①过程的自交代数越多,纯合高蔓抗病植株的比例越高
B.②过程可以取任一植株的适宜花药作培养材料
C.③过程包括脱分化和再分化两个过程
D.图中筛选过程不改变抗病基因频率
解析:筛选过程就是不断淘汰不符合人们要求的个体,随着个体的淘汰,基因频率会发生改变。
答案:D
10培育农作物新品种的过程中,常利用植物组织培养技术。下列叙述正确的是( )
A.培育转基因的外植体得到的新个体属于基因突变个体
B.在植物组织培养过程中用理化因素诱导可获得大量有益突变体
C.单倍体育种中经减数分裂和组织培养两个过程能获得纯合二倍体
D.植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性
解析:转基因改造生物的遗传性状属于基因重组,A项错误;在植物组织培养过程中可以用理化因素诱导植物细胞产生有益突变体,但是由于基因突变具有低频性,产生的有益突变体不多,因此该育种方法具有盲目性,B项错误;单倍体育种需要先经花药离体培养获得单倍体植株,然后再经人工诱导染色体数目加倍得到符合生产要求的纯合植株,C项错误;植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性,D项正确。
答案:D
11下图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程。对此过程的相关描述,错误的是( )
A.b→e过程中细胞全能性的高低发生了改变
B.c试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞
C.a植株和f植株体细胞中的染色体组数相同
D.培养出的f植株一般不能直接应用于扩大种植
解析:分化程度越低的细胞,其全能性越高,因此经脱分化获得的细胞全能性高于经再分化获得的细胞的全能性;a是正常植株,而f是经过花粉离体培养获得的单倍体植株,后者的染色体组数减少一半;培养出的f植株是单倍体植株,具有植株弱小、高度不育等特点,因而一般不能直接应用于扩大种植。
答案:C
12某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污染,为查找污染原因设计了4个实验,实验条件除图示外其他均相同。下图表示实验结果,据图可得出的初步结论错误的是( )
A.污染主要不是培养基灭菌时间短造成的
B.污染主要来源于组织培养所用的离体组织
C.调节培养基pH不能解决污染问题
D.调节培养温度能解决污染问题
解析:据题图可知,污染率与培养基的灭菌时间、pH以及培养温度并没有规律性关系;而离体组织消毒时间越长,污染率越低,因此可得出污染的主要来源是离体组织。
答案:D
13下页左上图表示基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作,接入试管后,在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列相关叙述错误的是( )
A.愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规则的细胞团
B.愈伤组织在形成的过程中,必须从培养基中获得水、无机盐和小分子有机物等营养物质
C.为促进花粉细胞分裂、生长,在培养基中应加入适宜浓度的生长素等激素
D.试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb
解析:试管苗为单倍体,其基因型可能是AB、Ab、aB、ab。
答案:D
14番茄的染色体数为24,一个番茄大孢子母细胞发生了减数分裂,所形成的细胞中3个退化了,最后一个细胞随即又发生了3次有丝分裂,你会找到多少个细胞核 这些细胞核各含有多少条染色体 ( )
A.4个细胞核,各有12条染色体
B.4个细胞核,各有24条染色体
C.8个细胞核,各有12条染色体
D.8个细胞核,各有24条染色体
解析:大孢子母细胞减数分裂产生的细胞的染色体数目是正常体细胞的一半;其连续发生3次有丝分裂,产生8个细胞。
答案:C
15外植体接种前,需要将接种室、接种箱灭菌和对外植体消毒。某同学进行了如下操作:
①接种前一天,将接种室的四个角用甲醛溶液和高锰酸钾熏蒸 ②将灭菌室和接种箱内用紫外灯灭菌 ③接种前,操作者用肥皂清洗双手,擦干,再用酒精棉球擦拭双手 ④接种前1小时,在接种室内用喷雾器喷洒来苏水,桌椅也用来苏水擦拭,接种箱内用甲醛溶液和高锰酸钾熏蒸 ⑤用次氯酸钠溶液将外植体消毒
合理的操作步骤依次是( )
A.①④②③⑤
B.①②④③⑤
C.①④③②⑤
D.①②③④⑤
答案:B
16下列关于影响植物组织培养的因素的说法,正确的是
( )
A.不同植物组织培养的难易程度不同,同一种植物材料培养的难易程度相同
B.在植物组织培养的培养基中必须添加植物激素
C.生长素和细胞分裂素的作用是相互独立的
D.pH、温度、光照条件等对植物组织培养也特别重要
解析:不同植物组织培养的难易程度不同,同一种植物材料也会因年龄、保存时间等不同而导致实验结果不同;在植物组织培养中常常要添加植物激素,但不是都必须添加植物激素,如菊花的组织培养较容易,可不添加;各种植物激素的作用是相互联系的,而不是相互独立的。
答案:D
17下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程,下列相关叙述正确的是( )
四倍体兰花叶片愈伤
组织胚状体植
株
A.②和③过程会发生减数分裂
B.①阶段需生长素而②阶段需细胞分裂素
C.①阶段有细胞增殖,但无细胞分化
D.此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体
解析:植物组织培养过程是无性繁殖的过程,因此不会涉及减数分裂。①是脱分化过程,②是再分化过程,在这两个过程中两种激素(生长素和细胞分裂素)都需要。花药离体培养获得的植株均为单倍体。
答案:C
18用菊花的茎尖进行植物组织培养可培育出试管苗。下面关于这一过程的说法,正确的是( )
A.进行培养时,一次性加足营养物质以防止污染
B.整个培养过程应在光下进行,有利于长叶
C.要根据培养过程的实际情况,更换培养基
D.整个培养过程都应在密闭条件下进行,以免杂菌的污染
解析:进行植物组织培养时,外植体不能进行光合作用,因此培养基中要加入有机物。一般来说,从接种外植体到出现愈伤组织,需要经过2周时间。2周以后,由于培养基中的营养成分已接近耗尽,必须更换培养基。首次培养愈伤组织时,不必见光,因为在无光条件下愈伤组织长得更快。在愈伤组织形成幼苗期间,可让愈伤组织见光。愈伤组织见光后,颜色可以转为绿色。试管苗应该进行见光培养。
答案:C
19下图为某二倍体植株花药中未成熟的花粉在适宜培养基上形成完整植株的过程。下列有关叙述正确的是( )
A.①②过程表示脱分化,③过程表示再分化
B.①②过程需要照光
C.①②③过程说明花粉细胞具有全能性
D.通过③过程获得的完整植株自交后代不会发生性状分离
解析:①过程表示脱分化,②过程表示再分化;通常幼小植株形成后才需要照光;通过①②③过程,花粉细胞形成了完整的植株,体现了花粉细胞的全能性;通过③过程获得的完整植株是单倍体,高度不育。
答案:C
20兰花、生菜以及无子西瓜等试管苗的产业化生产依赖于植物组织培养技术,下列关于此技术优越性的叙述,错误的是( )
A.能保持亲本的优良性状
B.能高效地实现种苗的大量繁殖
C.可用于繁殖三倍体植物
D.后代含有两个亲本的遗传物质
解析:植物组织培养属于无性繁殖,后代不可能含有两个亲本的遗传物质。
答案:D
二、非选择题(共60分)
21(14分)育种工作者常采用花药培养的方法,使花粉粒发育为单倍体植株。采用水稻的花药进行培养的步骤如下:
选取水稻花药→
对花药消毒→
接种和培养→
植物体
请据此回答下面的问题。
(1)诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素的影响,其中 、 是主要的影响因素;选择合适的 也是提高诱导成功率的重要因素。
(2)花粉在发育过程中要经历 、 、 等阶段,选取的水稻花药应为 期的花药,此时细胞核由中央移向细胞一侧,花药培养成功率最高。
(3)在剥离花药时,要尽量不损伤花药,原因是 ;同时还要彻底去除花丝,原因是 。
(4)通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径:一种是花粉通过 阶段发育为植株;另一种是在诱导培养基上先形成 ,再将其诱导分化成植株。
(5)试管苗形成过程中,必须从培养基中获得无机盐或矿质元素和小分子有机物等营养物质。要促进花粉细胞分裂和生长,培养基中应有 和 两类激素。
解析:诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素的影响,其中材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素;选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素。花粉在发育过程中要经历小孢子四分体时期、单核期、双核期等阶段,选取的水稻花药应为单核期的。在剥离花药时要尽量不损伤花药,否则接种后容易从受伤的部位产生愈伤组织;同时还要彻底去除花丝,因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径:一种是通过胚状体阶段发育为植株;一种是先形成愈伤组织再将其诱导分化成植株。
答案:(1)材料的选择 培养基的组成 花粉发育时期
(2)小孢子四分体时期 单核期 双核期 单核
(3)如果花药受损,接种后容易从受损伤的部位产生愈伤组织 与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成
(4)胚状体 愈伤组织
(5)细胞分裂素 生长素
22(16分)辣椒是某市的重要蔬菜品种之一,但近年有退化、减产的趋势,如想通过花药离体培养的方法培育优质、高产、无病毒的辣椒苗,请你完成下面的辣椒苗培育方案。
(1)材料的选取:用 法镜检花药,一般当花粉粒位于 期时可用作培育的材料,此期的花粉粒的特点是 ,核位于细胞的中央。
(2)培养原理:下图是温度与花药胚的诱导率关系图,在 ℃时,胚的诱导率最高。
(3)材料的准备:取辣椒花蕾用体积分数为70%的酒精浸泡约30
s,立即取出,在 中清洗。取出后吸干水分,放入质量分数为0.1%的 溶液中2~4
min,取出再用无菌水冲洗3~5次。
(4)接种和培养:接种用的花药要彻底除去花丝。基本培养基用 培养基,在培养基中要加入蔗糖作碳源,加入适量的生长素和细胞分裂素等物质,并进行严格的灭菌。
(5)鉴定和筛选:经过一段时间的培育,花药开裂后,会释放出胚状体,一个花药内能产生多个幼小植株。幼小植株需要移到新的培养基上继续培养。培养出来的植株要作鉴定和筛选的原因是 。
解析:花药的组织培养首先是材料选取,利用醋酸洋红法或焙花青—铬矾法来确定花粉发育处于单核期,此时期的花粉粒细胞有单细胞核,含浓厚的原生质。为保证花药组织培养的成功率,需要严格的消毒,一般先用体积分数为70%的酒精浸泡约30
s,再用无菌水冲洗,最后用质量分数为0.1%的氯化汞溶液处理
2~4
min,用无菌水冲洗3~5次。将处理好的材料进行接种培养,除去花丝有利于愈伤组织形成。花药组织培养所用的培养基是MS培养基,需要加入植物激素后再进行灭菌。经过一定时间的培养,得到花粉植株后,还需要进行植株的鉴定和筛选。
答案:(1)醋酸洋红(或焙花青—铬矾) 单核 细胞原生质浓厚
(2)25~28(或25~28
℃之间的任意温度)
(3)无菌水 氯化汞
(4)MS
(5)花药培养中,通过愈伤组织形成的植株常常会出现染色体倍性的变化
23(10分)下图是某生命科学研究院利用玉米种子作为实验材料所做的一些科学实验。请认真读图并回答下列问题。
(1)取B株幼苗的茎尖进行组织培养(B→C),发育成植株D,取其花药进行离体培养,幼苗经秋水仙素处理(E→F),又发育成为F植株。
①从生殖方式上分析,B→D属于 生殖。
②从细胞分裂方式上分析,B→D→E→F过程中依次发生了 分裂。
③从遗传特点上分析,D和F性状表现的特点是
。
(2)①~②是将纯种黄色玉米种子搭载飞船进行失重和宇宙射线处理。③是从太空返回的玉米种子种植后的高大植株,④是③自花受粉所结的果穗,其上出现了从来没有见过的“红粒”性状。那么,这种性状的出现是 结构改变引起的,属于 。
答案:(1)①无性 ②有丝、减数、有丝 ③D株保持亲代优良性状,F株的性状与亲代不一定相同,可能出现性状分离
(2)DNA(或基因或遗传物质) 基因突变
24(20分)下图表示菊花的嫩枝和月季的花药离体培养的过程,请回答下列问题。
菊花的组织培养
月季的花药培养
(1)对菊花来说,要选择生长旺盛的嫩枝来进行组织培养,
其原因是 ;对月季来说,适宜花药培养的时期是 期,为确定花粉是否处于该时期,最常用的镜检方法是 。
(2)在培养嫩枝组织和花药的培养基中都要加入一定的植物激素,常用的植物激素有 。
(3)两种植物材料的培养在进行接种时应注意:
①接种室要消毒;②材料可用 进行浸泡,取出用无菌水冲洗后,再用质量分数为0.1%的氯化汞溶液消毒;③接种操作要在 进行;④接种完毕后立即盖好瓶盖。
(4)月季的花药培养过程中,花粉植株的形成除图中所示途径外,还可以通过 阶段发育而来,这两种途径的差别主要取决于
。
(5)图中花粉植株属于 倍体,要使其能繁殖后代可采取的措施是 。
解析:菊花组织培养时,一般选取未开花植株的茎上部新萌生的侧枝作为外植体,主要是因为其分裂能力强。被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段,其中单核期是绝大多数植物花药培养的适宜时期。在组织培养的培养基中常要加入一些植物激素如生长素和细胞分裂素,在培养的不同时期加入激素的比例不同。组织培养过程中要求进行严格的无菌操作,因为一旦出现细菌和真菌污染,就会导致实验失败。
答案:(1)生长旺盛的嫩枝生理状况好,容易诱导脱分化和再分化 单核 醋酸洋红法
(2)生长素和细胞分裂素
(3)体积分数为70%的酒精 酒精灯火焰旁
(4)胚状体 培养基中激素的种类及其浓度配比
(5)单 用一定浓度的秋水仙素处理幼苗课题1 植物芳香油的提取
基础巩固
1提取的植物芳香油具有很强的挥发性,其组成比较复杂,主要包括( )
A.蛋白质和糖
B.核酸和蛋白质
C.脂肪和蛋白质
D.萜类化合物及其衍生物
解析:植物芳香油主要包括萜类化合物及其衍生物。
答案:D
2提取薄荷、香茅、桉树叶等植物中的精油时,通常将其置于蒸馏锅内的筛板上,筛板下盛放一定量的水,以满足蒸馏操作所需的足够的蒸气,然后直接用火加热,该提取方法叫( )
A.水中蒸馏
B.水上蒸馏
C.水气蒸馏
D.萃取法
解析:水中蒸馏指原料放在蒸馏容器的水中,水完全浸没原料;水气蒸馏指蒸馏容器下方有一通气孔,连接外源水蒸气,内有筛板,上面放原料;水上蒸馏指容器中水的上方有筛板,原料放在筛板上。题干叙述的操作符合水上蒸馏。
答案:B
3植物芳香油的提取方法有( )
①蒸馏法 ②压榨法 ③萃取法 ④烧灼法 ⑤干馏法
A.①②③④⑤
B.①②③④
C.①②③⑤
D.①②③
答案:D
4根据蒸馏过程中的什么标准,将水蒸气蒸馏法划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏 ( )
A.原料的种类
B.原料的特性
C.原料放置的位置
D.原料的成分
解析:根据蒸馏过程中原料放置的位置,将水蒸气蒸馏法划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏。
答案:C
5压榨完橘皮后,处理压榨液时,离心的目的是( )
A.除去质量较小的残留固体物质
B.除去固体物和残渣
C.除去果蜡、果胶
D.除去水分
解析:将过滤得到的混合物进行离心,可以除去质量较小的残留固体物质,从而使离心后得到的橘皮油是澄清透明的。
答案:A
6分离出的橘皮油一般需在5~10
℃下,静置5~7
d,其主要目的是( )
A.低温保持橘皮精油的活性
B.低温降低精油的挥发性
C.去除水和果蜡等杂质
D.低温使精油凝固
解析:用分液漏斗分离得到的橘皮油还含有少量的水和果蜡,需要在5~10
℃下静置5~7
d,使杂质沉淀。
答案:C
7柑橘、柠檬芳香油的制备通常采用压榨法而不采用水蒸气蒸馏法,其原因不包括( )
A.水中蒸馏会导致原料焦糊
B.柑橘、柠檬芳香油易溶于有机溶剂
C.水中蒸馏会使芳香油的有效成分水解
D.柑橘皮、柠檬皮中的芳香油含量高
解析:柑橘、柠檬在等水中蒸馏会导致原料焦糊,且会使芳香油的有效成分水解,因此不宜采用水蒸气蒸馏法提取柑橘、柠檬精油,柑橘皮、柠檬皮中的芳香油含量高,因此可以利用压榨法分离。柑橘、柠檬芳香油均易溶于有机溶剂,但不是采用压榨法而不采用水蒸气蒸馏法的原因。
答案:B
8下图是提取玫瑰精油的实验流程图,请据图回答下面的问题。
(1)不同时期的玫瑰花花朵含油量不同,大约每年 月上、中旬花朵含油量最高。
(2)图示过程所用的方法是 ,采用该方法的原因是 。除此方法外,提取植物芳香油的方法还有 。
(3)实际操作时,图中②过程要在油水混合物中加入 ,目的是 。
(4)将分离的油进行除水操作时,加入的试剂是 。
解析:(1)玫瑰盛花期(约每年5月上、中旬)的花朵中含油量最高。
(2)图示过程为蒸馏法,除此之外,提取植物芳香油的方法还有压榨法和萃取法。
(3)为促使油水分离,宜加入NaCl。
(4)为除水,应加入无水Na2SO4。
答案:(1)5
(2)蒸馏法 玫瑰精油的化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏 压榨法和萃取法
(3)NaCl 促使油水分离
(4)无水Na2SO4
9从玫瑰花中提取出的玫瑰精油被称为“液体黄金”,是世界香料工业不可取代的原料。玫瑰精油的化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂,挥发性较强。请完成下面相关问题。
(1)根据材料中介绍的玫瑰精油的性质,要提取玫瑰精油可以用水中蒸馏和 法提取,但一般采用水中蒸馏的方法,其原因是该法具有 的优点。
(2)某同学在实验中设计了下图所示装置提取玫瑰精油,指出该装置中的两个错误,并予以改正。
①错误1: 。
改正:
。
②错误2: 。
改正:
。
(3)对用上述装置接收到的乳浊液进行如下处理:
玫瑰油与水的混合物分层油层无水玫瑰精油较纯净的玫瑰精油
试剂A是 ,装置B是 ,试剂C是 ,试剂C的作用是 。
解析:(1)应根据原料的特点来选择提取方法。根据玫瑰精油挥发性强、化学性质稳定等特点,可以用蒸馏法。此外,玫瑰精油不溶于水,易溶于有机溶剂,故对于玫瑰花还可以用有机溶剂萃取的方法提取玫瑰精油。(2)蒸馏装置中,温度计测的是蒸气温度,应使其液泡与支管口下沿相平;冷凝管进水口在下,出水口在上,与蒸气流向相反。(3)为促进蒸馏得到的乳浊液分层,可加入NaCl,而后用分液漏斗将其分开,得到的油层中还含有少量的水分,可以用无水Na2SO4吸去,然后过滤即可。
答案:(1)萃取 设备简单、成本低、易操作
(2)①温度计位置过低 温度计的液泡与蒸馏烧瓶的支管口下沿保持水平 ②冷凝管进水口、出水口接错
冷凝管进水口在下,出水口在上,与蒸气流向相反
(3)NaCl 分液漏斗 无水Na2SO4 吸去油层中少量的水分
能力提升
1下列植物芳香油从花中提取的是( )
A.茴香油
B.橘皮油
C.樟油
D.玫瑰油
解析:提取植物芳香油的器官主要有以下几种。花:玫瑰油、橙花油等;茎、叶:香草油、薄荷油、薰衣草油、桉树油等;树干:樟油、柏木油等;树皮:桂皮油、橘皮油等;根、地下茎:生姜油;果实、种子:茴香油等。
答案:D
2玫瑰精油被称为“液体黄金”,其提取( )
A.只能用水蒸气蒸馏法
B.可用蒸馏法和压榨法
C.可用蒸馏法和萃取法
D.可用压榨法和萃取法
解析:玫瑰精油的化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂。因此,用玫瑰花提取精油,根据玫瑰花的干湿情况可采用不同的提取方法,鲜玫瑰花可采用水蒸气蒸馏法,干玫瑰花可使用有机溶剂萃取法,一般不采用压榨法。
答案:C
3在水蒸气蒸馏装置中从进水口通入水的作用是( )
A.加热
B.防止过度沸腾
C.过滤
D.冷凝
解析:利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来,形成油水混合物,冷却后混合物又会重新分出油层和水层,从而达到分离的目的。因此,从进水口通入水的作用是冷凝。
答案:D
4提取茉莉精油的正确步骤是( )
A.鲜茉莉花+清水→水蒸气蒸馏→除水→分离油层→茉莉精油
B.鲜茉莉花+清水→水蒸气蒸馏→油水混合物→分离油层→除水→茉莉精油
C.鲜茉莉花+清水→除水→水蒸气蒸馏→油水混合物→分离油层→茉莉精油
D.鲜茉莉花+清水→分离油层→除水→水蒸气蒸馏→茉莉精油
解析:用水蒸气蒸馏法提取茉莉精油时,应先将新鲜的茉莉花与清水共沸进行蒸馏,然后向得到的油水混合物中加入氯化钠使之分层,再进行分液;为除去茉莉油中仍存在的水分,可加入无水硫酸钠,过滤后可以得到较纯净的茉莉精油。
答案:B
5在提取玫瑰精油和橘皮精油中,共同使用的化学药品是
( )
A.NaCl
B.Ca(OH)2
C.小苏打
D.Na2SO4
解析:提取玫瑰精油时分离得到的油层中含有一定的水分,可用无水Na2SO4吸水;提取橘皮精油时压榨出的是橘皮精油和水的混合物,为使二者易于分离,可加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4。
答案:D
6安装水蒸气蒸馏装置时,除要注意安装的顺序外,还应使整个装置具有较好的密封性能,其主要目的是( )
A.防止水蒸气泄漏
B.防止芳香油的挥发
C.避免有机溶剂的挥发
D.减少对人体的毒害
解析:水蒸气蒸馏不需要有机溶剂,产生的气体对人无害。使整个装置具有较好的密封性能,主要目的是防止芳香油的挥发。
答案:B
7芳香油的提取方法主要分为三种:蒸馏法、萃取法和压榨法。以下关于提取方法的选取的说法,错误的是( )
A.水蒸气蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
B.压榨法适用于柑橘皮、柠檬皮等易焦糊原料中芳香油的提取
C.若植物有效成分易水解,应采用水蒸气蒸馏法
D.提取玫瑰精油和橘皮精油的实验流程中共有的操作是分液
解析:水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法,若植物有效成分易水解,则不宜采用此法,但可以采用压榨法或萃取法。
答案:C
★8下图是用水蒸气蒸馏法从薄荷叶中提取薄荷油的装置图,请据图补充完成下面的实验并回答有关问题。
水蒸气蒸馏装置
(1)实验步骤:
①安装好如图所示的装置,特别要注意将冷凝器夹好;
②将薄荷叶尽量剪碎,取适量的薄荷叶放入 瓶内;
③向 瓶内加水,至容积的 左右,为防止出现爆沸应向瓶中放入几粒 ;
④向冷凝器中通入 ;
⑤放好连接管,将连接管的出口放在接收瓶中,接收瓶口上盖一小块铝箔或牛皮纸;
⑥将水蒸气发生器加热,至瓶中的水沸腾,然后调节火的大小,维持水稳定的沸腾;
⑦当接收瓶内漂在水上的油状物(即精油)不再增多时即可停止实验。
(2)回答有关问题:
①冷凝器的作用是 ;
②接收瓶口上盖一小块铝箔或牛皮纸,其目的是 。
解析:水蒸气蒸馏法的原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来,形成油水混合物,冷却后混合物又会重新分出油层和水层。用水蒸气蒸馏法提取芳香油时,原料放入B瓶中,通入水蒸气的玻璃管到达瓶底,让水蒸气由下而上进入蒸馏瓶。A瓶中水量不能加满,约占2/3即可,为防止水爆沸,可向A瓶内放入几粒沸石或碎玻璃、碎砖瓦等。薄荷油具有挥发性,因此在收集瓶口盖上小块铝箔或牛皮纸。
答案:(1)②B ③A 2/3 沸石或碎玻璃、碎砖瓦 ④自来水
(2)①使油水混合气变为乳浊液,起冷凝作用 ②防止气体挥发
9柠檬油是植物芳香油中的一种,它是一种广谱性的杀虫剂,它可杀死蚊子、苍蝇、蟑螂和臭虫等传播传染病的害虫,以及危害粮食、蔬菜的常见害虫,包括幼虫、蛹等,被称为一种绿色杀虫剂。
(1)柠檬油的挥发性 ,易溶于 ,比重比较 。
(2)提取柠檬油常见的原料是柠檬花与柠檬果皮。嫩的花朵在蒸馏过程中,精油易被水蒸气分子破坏,所以可采用 法。柠檬果皮精油的提取适宜采用 法,此种方法是通过 将液相柠檬油从固液两相混合物中分离出来,必经步骤为:
①A是 ,目的是 。
②B是 ,目的是 。
③C过程为 ,目的是 。
④实验过程中浸泡橘皮后,需用清水洗涤,其目的是 。
(3)采用柠檬油作为杀虫剂,可以解决其他杀虫剂给人类带来的隐患,其突出的优点是 、 。
答案:(1)强 有机溶剂 轻
(2)萃取 压榨 机械压力 ①石灰水 破坏细胞结构,分解果胶,防止压榨时果皮滑脱,提高出油率 ②相当于橘皮质量0.25%的碳酸氢钠和5%的硫酸钠 使精油易与水分离 ③过滤 除去固体物和残渣 ④除去石灰水
(3)对人、动物、植物均无毒性 减少对环境的污染专题5
DNA和蛋白质技术
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1关于DNA的实验,叙述正确的是( )
A.用兔的成熟红细胞可提取DNA
B.PCR的每个循环一般依次经过变性、延伸、复性三步
C.DNA溶液与二苯胺试剂混合,沸水浴后生成蓝色产物
D.用甲基绿对人的口腔上皮细胞染色,细胞核呈绿色,细胞质呈红色
解析:兔是哺乳动物,哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,故不能用兔的成熟红细胞作为提取DNA的实验材料,A项错误;PCR技术的每个循环一般经过变性、复性、延伸三步,B项错误;DNA与二苯胺试剂在沸水浴下生成蓝色产物,C项正确;用甲基绿和吡罗红的混合液对人的口腔上皮细胞染色时,细胞核呈绿色,细胞质呈红色,D项错误。
答案:C
2下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是( )
A.去除DNA杂质时,可直接在滤液中加入酒精反应10~15
min
B.在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成紫色
C.析出DNA时用玻璃棒轻缓搅拌,可提高DNA的提取量
D.DNA对高温的耐受性一般要比蛋白质强
解析:去除DNA杂质时,可直接在滤液中加入嫩肉粉(含蛋白酶)反应10~15
min;在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺后呈现蓝色;析出DNA时用玻璃棒轻缓搅拌,不能提高DNA的提取量,而是为了保持DNA分子的完整性;大多数蛋白质不能忍受60~80
℃的高温,而DNA在80
℃以上才会变性。
答案:D
3下列细胞中含有染色体的是( )
A.大肠杆菌
B.人的成熟红细胞
C.鸡的红细胞
D.猪的成熟红细胞
解析:只有真核生物的细胞(有细胞核)才含有染色体,而大肠杆菌是原核生物,不含染色体;哺乳动物如人和猪,成熟的红细胞没有细胞核,所以也没有染色体。鸡属于鸟类,其红细胞中有染色体。故在做DNA粗提取实验时,常用鸡血细胞。
答案:C
4下列有关DNA提取与鉴定实验的叙述,错误的是( )
A.选取DNA含量较高的生物材料,否则会由于实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难
B.要尽可能使细胞内的DNA全部溶解
C.根据DNA的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等特性,最大限度地将DNA与杂质分开
D.获取DNA后进行鉴定,放入斐林试剂水浴加热,溶液呈现蓝色
解析:DNA鉴定用二苯胺试剂而不是斐林试剂。
答案:D
5要使PCR反应在体外条件下顺利地进行,需要严格地控制( )
A.氧气的浓度
B.酸碱度
C.温度
D.大气的湿度
解析:DNA的变性、复性、延伸都是由温度控制的。
答案:C
6下列不会影响DNA粗提取含量的是( )
A.选材
B.洗涤剂的用量
C.二苯胺的用量
D.搅拌和研磨的程度
解析:尽量选择DNA含量高的材料粗提取DNA;洗涤剂的用量和类型能影响细胞膜的瓦解程度,从而导致DNA释放量的变化;二苯胺试剂是DNA鉴定剂,而非提取剂;搅拌和研磨充分有利于DNA的释放。
答案:C
7图1、2分别为“DNA的粗提取与鉴定”实验中部分操作步骤示意图,下列叙述不正确的是( )
图1
图2
A.图1、2中加入蒸馏水稀释的目的相同
B.图1中完成过滤之后保留滤液
C.图2中完成过滤之后弃去滤液
D.在图1鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质
解析:图1中加入蒸馏水的目的是使鸡血细胞涨破以除去破裂的细胞膜等物质,图2中加入蒸馏水的目的是稀释DNA浓盐溶液至0.14
mol/L,以利于析出DNA,A项错误;图1中完成过滤之后保留的滤液含有实验中所提取的DNA,B项正确;图2中完成过滤后,DNA已析出,滤液可以弃之,C项正确;图1中鸡血细胞液中加入嫩肉粉,因嫩肉粉中有木瓜蛋白酶,能分解蛋白质,有助于去除杂质,D项正确。
答案:A
8在PCR过程中,一般进行自动控制的是( )
A.引物的设计
B.反应成分的配制
C.移液器枪头的更换
D.温度由95
℃→55
℃→72
℃的调整
解析:PCR过程一般由PCR仪完成,PCR仪对温度的调整是自动的。引物的设计由人工完成,反应成分的配制、移液器枪头的更换一般在PCR仪外由人工完成。
答案:D
9DNA检测技术可应用于亲子鉴定、遗传病检测等领域,DNA检测离不开对样品DNA的PCR扩增,不同样品DNA的扩增过程或条件不同的是( )
A.引物
B.DNA聚合酶
C.四种脱氧核苷酸
D.预变性的温度
解析:不同的样品DNA有不同的脱氧核苷酸序列,由于引物能与模板DNA(样品DNA)按照碱基互补配对原则结合,因此不同样品DNA所需的引物有不同的核苷酸序列。
答案:A
10复性温度是影响PCR特异性的较重要因素。变性后温度冷却至40~60
℃,可使引物和模板发生结合。PCR的结果可不考虑原来解旋开的两个DNA模板链的重新结合,原因不包括( )
A.由于模板DNA比引物复杂得多
B.引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞
C.加入引物的量足够多而模板链数量少
D.模板链加热解旋已经变性不可能再次结合
答案:D
11在血红蛋白的整个分离和提取过程中,不断用磷酸缓冲液处理的目的是( )
A.防止血红蛋白被氧化
B.血红蛋白是一种碱性物质,需要酸中和
C.磷酸缓冲液会加速血红蛋白的提取过程
D.让血红蛋白处在稳定的pH范围内,维持其结构和功能
解析:用磷酸缓冲液处理可以让血红蛋白处在稳定的pH范围内,维持其结构和功能。
答案:D
12PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比,它们的不同点有( )
①PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA ②PCR过程不需要DNA聚合酶 ③PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶,而是通过对反应温度的控制来实现的 ④PCR过程中,DNA不需要解旋,直接以双链DNA为模板进行复制
A.③④
B.①②
C.①③
D.②④
答案:C
13多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。下列有关PCR过程的叙述,不正确的是
( )
A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现
B.复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠互补配对原则完成
C.延伸过程中需要DNA聚合酶、四种核糖核苷酸
D.PCR与细胞内DNA复制相比,所需要酶的最适温度较高
解析:延伸过程中需要DNA聚合酶、四种脱氧核苷酸。
答案:C
14下列哪项不会影响蛋白质的泳动速度 ( )
A.蛋白质分子的大小
B.蛋白质分子的密度
C.蛋白质分子的形状
D.蛋白质分子的等电点
解析:电泳是利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。
答案:B
15下图表示对某蛋白质溶液进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果,下列相关叙述不正确的是( )
A.蛋白质上某些基团解离后可使蛋白质带电,电场中带电的蛋白质分子(或多肽)会向着与其所带电荷相反的电极移动
B.蛋白质在SDS-聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度完全取决于其所带净电荷多少
C.蛋白质在SDS-聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度基本取决于其相对分子质量的大小
D.上图电泳结果表明溶液中蛋白质可能有两种,但也可能只有一种
解析:蛋白质的氨基与羧基可发生解离,带上正电荷或负电荷,在电场中发生迁移;SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳中所加的SDS可完全掩盖蛋白质本身所带电荷,故其移动速度与本身所带电荷无关,而由其分子大小决定;SDS会使蛋白质解聚成肽链,故结果所示溶液中可能只有一种蛋白质(有两种肽链),也可能有两种蛋白质。
答案:B
16下列有关获得血红蛋白的实验过程的叙述,不正确的是
( )
A.对红细胞进行洗涤,再加入蒸馏水和甲苯使红细胞破裂释放出血红蛋白,然后将混合液静置一段时间后分层获得血红蛋白溶液
B.将血红蛋白溶液装入透析袋中透析,可达到粗分离的目的
C.利用凝胶色谱对血红蛋白进行纯化
D.使用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法进行纯度鉴定,以获得纯度很高的血红蛋白
解析:对样品进行处理时,应先通过低速短时间离心的方法对红细胞进行分离及洗涤,再加入蒸馏水和甲苯使红细胞破裂释放出血红蛋白,然后将混合液置于离心管中,以2
000
r/min
的转速离心10
min
后分层获得血红蛋白溶液。
答案:A
17有资料显示,在非洲,镰刀形细胞贫血症基因携带者更能适应当地的环境。在分离提纯镰刀形细胞贫血症携带者(Aa)的血红蛋白时,用不到的试剂或仪器是( )
A.琼脂糖
B.磷酸缓冲液
C.离心机
D.自来水
解析:因为分离血红蛋白的常用方法是凝胶色谱法,而该法中所用的凝胶可以是葡聚糖或琼脂糖,故A项是可用品;因为该方法的实际操作中,需要用离心方法将红细胞与其他血液成分分离开,故C项是必需的;因实验环境中的pH必须与人体内的基本一致,故需要用磷酸缓冲液进行酸碱度的调节,故B项是必需的。
答案:D
18PCR技术最突出的优点是( )
A.原理简单
B.原料易找
C.Taq
DNA聚合酶具有耐热性
D.快速、高效、灵活、易于操作
解析:PCR技术最突出的优点是快速、高效、灵活和易于操作。DNA聚合酶具有耐热性是实验操作成功的关键。
答案:D
19下列关于现代生物技术应用的叙述,正确的有几项 ( )
①在蛋白质的提取和分离实验中,凝胶色谱法可将具有不同相对分子质量的蛋白质分离出来 ②在PCR中,引物的长度决定DNA子链从5'端向3'端延伸 ③在蛋白质的提取和分离实验中,透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质 ④在多聚酶链式反应中,Taq
DNA聚合酶只能复制整个DNA的部分序列
A.1项
B.2项
C.3项
D.4项
解析:DNA复制时,DNA的合成方向总是从子链的5'端向3'端延伸,和引物的长度没有关系,故②错误。
答案:C
20“X基因”是DNA分子上一个有遗传效应的片段,若要用PCR技术特异性地拷贝“X基因”,需在PCR反应中加入2种引物,这2种引物及其与模板链的结合位置如图1所示。经4次循环后产物中有5种不同的DNA分子,如图2所示,其中⑤所示的DNA分子有几个 ( )
图1
图2
A.2
B.4
C.6
D.8
解析:PCR扩增DNA时,由2种引物决定所扩增的片段的特定序列,上一次循环的产物为下一次循环的模板。第一次循环形成①和②,第二次循环形成①②③④4个DNA,以此类推,4次循环后共形成16个DNA,其中①②各1个,③④各3个,⑤共8个。
答案:D
二、非选择题(共60分)
21(11分)下图表示以鸡血为实验材料进行DNA的粗提取与鉴定的操作程序,请分析回答下列问题。
(1)步骤一中,向鸡血细胞液中加入 并搅拌,可使鸡血细胞破裂。
(2)步骤二中,过滤后收集含有DNA的 。
(3)步骤三、四的操作原理是 ,步骤四通过向溶液中加入 调节NaCl溶液的物质的量浓度为
mol/L时,DNA将会析出,过滤去除溶液中的杂质;然后用物质的量浓度为2
mol/L的NaCl溶液溶解DNA并过滤。
(4)步骤七:向步骤六过滤后的 中,加入等体积的冷却的 ,静置2~3
min,溶液中会出现 色丝状物,这就是粗提取的DNA。
(5)步骤八:DNA遇 试剂,沸水浴加热5
min,冷却后,溶液呈 色。
解析:破碎红细胞应用蒸馏水,使之吸水涨破。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,在物质的量浓度为2
mol/L的NaCl溶液中DNA溶解,在物质的量浓度为0.14
mol/L的NaCl溶液中,DNA析出。可通过加入蒸馏水将物质的量浓度为2
mol/L的NaCl溶液稀释为物质的量浓度为0.14
mol/L的NaCl溶液。DNA不溶于冷酒精,遇二苯胺沸水浴加热后呈蓝色反应。
答案:(1)蒸馏水
(2)滤液
(3)DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质 蒸馏水 0.14
(4)滤液 体积分数为95%的酒精 白
(5)二苯胺 蓝
22(16分)多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答下列有关PCR技术的基本原理及应用问题。
(1)DNA的两条链是反向平行的,通常将 的末端称为5'端,当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后,DNA聚合酶就能从引物的 开始延伸DNA链。
(2)PCR利用DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题,但又导致了DNA聚合酶失活的新问题。到20世纪80年代,科学家从一种Taq细菌中分离到 ,它的发现和应用解决了上述问题。要将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来,所用的培养基叫 。
(3)PCR的每次循环可以分为 三步。假设在PCR反应中,只有一个DNA片段作为模板,请计算在5次循环后,反应物中大约有 个这样的DNA片段。
(4)请用简图表示出一个DNA片段PCR反应中第二轮的产物。
(5)简述PCR技术的主要应用。
解析:(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的3'-羟基上,与DNA母链结合的引物就提供这个羟基。
(2)因PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题,所以用于催化DNA复制过程的DNA聚合酶要具有耐高温的特性。用选择培养基可将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来。
(3)DNA复制时两条链均作为模板,进行半保留复制,所以复制5次后得到的子代DNA分子数为25=32(个)。
(4)新合成的DNA链带有引物,而最初的模板DNA的两条链不带有引物。
(5)PCR技术可以对DNA分子进行扩增,所以可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学研究、基因克隆和DNA序列测定等方面。
答案:(1)磷酸基团 3'端
(2)耐高温的Taq
DNA聚合酶 选择培养基
(3)变性、复性和延伸 32
(4)
(5)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学研究、基因克隆和DNA序列测定等。
23(20分)下图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置,请回答下列问题。
(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分,其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有 功能。我们通常选用牛、羊等动物的血液进行实验,实验前取新鲜的血液,要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠,取血回来,马上进行离心,收集血细胞液。加入柠檬酸钠的目的是 。
(2)甲装置中,B是血红蛋白溶液,则A是 ;乙装置中,C溶液的作用是 。
(3)甲装置用于 ,目的是 。用乙装置分离蛋白质的方法叫 ,是根据 分离蛋白质的有效方法。在操作中加样(下图)的正确顺序是 。
(4)最后经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行 。
解析:(1)血红蛋白能携带氧气,体现了蛋白质具有运输功能;实验前取新鲜的血液,要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠,柠檬酸钠具有防止血液凝固的作用。
(2)甲装置中,B是血红蛋白溶液,则A是磷酸缓冲液;乙装置中,C溶液的作用是洗脱血红蛋白。
(3)甲装置用于透析(粗分离),目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质;用乙装置分离蛋白质的方法叫凝胶色谱法,是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。
(4)分离的蛋白质可经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。
答案:(1)运输 防止血液凝固
(2)磷酸缓冲液 洗脱血红蛋白
(3)透析(粗分离) 去除样品中相对分子质量较小的杂质 凝胶色谱法 相对分子质量的大小 ④①②③
(4)纯度鉴定
24(13分)H7N9型禽流感是全球首次发现的新亚型RNA流感病毒,目前最为快速有效的检测手段是RT-PCR核酸检测。RT-PCR的过程包括逆转录作用从RNA合成cDNA,再以cDNA为模板进行扩增,过程如下图所示。据此分析下列问题。
(1)传统PCR技术的原理是 ,过程中低温退火的含义是 。
(2)在RT-PCR中每一步都有酶的参与,上图中过程1中的关键酶是 ;PCR中的关键酶是 ,该酶的作用特点是 、 。
(3)在对病毒核酸进行检测时,主要通过RT-PCR扩增其关键的基因序列,这时引物的设计就非常关键,根据下图分析,请你选择合适的引物: 。
答案:(1)DNA复制 引物与模板链互补配对
(2)反转录酶 Taq
DNA聚合酶(DNA聚合酶) 耐高温 不能从头合成DNA,只能从3'端延伸DNA链
(3)引物Ⅰ和引物Ⅱ课题3 分解纤维素的微生物的分离
基础巩固
1微生物体内能够使纤维素分解成纤维二糖的酶是( )
A.C1酶和CX酶
B.C1酶和葡萄糖苷酶
C.CX酶和葡萄糖苷酶
D.C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶
解析:纤维素酶属于复合酶,至少包含C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种组分。其中C1酶和CX酶使纤维素分解成纤维二糖。
答案:A
2在分离分解纤维素的微生物的实验中,下列关于土壤取样的叙述,不正确的是( )
A.可选取深层的土壤作为样品
B.可选取树林中多年落叶形成的腐殖土作为样品
C.可选取树林中多年积累的枯枝败叶作为样品
D.可把滤纸埋在土壤中经过30天左右,再选取已烂的滤纸作为样品
解析:深层土壤中纤维素含量少,纤维素分解菌的数量也少。
答案:A
3要将能分解纤维素的细菌从土壤中分离出来,应将它们接种在( )
A.加入伊红美蓝的鉴别培养基上
B.含有蛋白胨的固体培养基上
C.只含纤维素粉而无其他碳源的选择培养基上
D.含四大营养要素的培养基上
解析:在只含纤维素粉而无其他碳源的选择培养基上纤维素分解菌能够生长繁殖,其他微生物不能生长繁殖。
答案:C
4在将样品稀释涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基之前一般先进行选择培养,其主要目的是( )
A.完全除去其他微生物
B.没有意义,去掉这一步更好
C.增加纤维素分解菌的浓度
D.使纤维素分解菌充分长大
解析:选择培养基中含有纤维素粉,主要适合能产生纤维素酶的纤维素分解菌生长,所以选择培养的目的主要是增加纤维素分解菌的浓度,确保能够从样品中分离到所需要的微生物。
答案:C
5欲从土壤中筛选纤维素分解菌,下列流程正确的是( )
A.土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→挑选菌落
B.土壤取样→选择培养→稀释涂布平板→挑选菌落
C.土壤取样→梯度稀释→选择培养→挑选菌落
D.土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→选择培养→挑选菌落
解析:正确的流程是土壤取样→选择培养→稀释涂布平板→挑选菌落,其中选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度,因此需要在稀释涂布平板之前进行,最后根据菌落的特征挑选纤维素分解菌。
答案:B
6刚果红染色时,加入刚果红可在( )
①制备培养基时 ②梯度稀释时 ③倒平板时 ④涂布时 ⑤长出菌落时
A.①③ B.②⑤
C.③⑤
D.④⑤
答案:C
7在纤维素分解菌的鉴定实验中,纤维素酶的测定方法一般是( )
A.对纤维素进行定量测定
B.对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定
C.对纤维素酶分解纤维素后所产生的纤维二糖进行定量测定
D.对纤维素分解菌进行定量测定
解析:纤维素酶的测定方法一般是对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。
答案:B
8利用微生物分解玉米淀粉生产糖浆,具有广阔的应用前景。但现有野生菌株对淀粉的转化效率低,某同学尝试对其进行改造,以获得高效菌株。
实验步骤如下。
(1)配制 (填“固体”“半固体”或“液体”)培养基,该培养基的碳源应为 。
(2)将 接入已灭菌的培养基平板上。
(3)立即用适当剂量的紫外线照射,其目的是
。
(4)菌落形成后,加入碘液,观察菌落周围培养基的颜色变化和变化范围的大小。周围 的菌落即为初选菌落。经分离、纯化后即可达到实验目的。
解析:根据培养基的用途,应选择固体培养基。由于是微生物对淀粉的转化,故碳源为玉米淀粉。立即用适当剂量的紫外线照射,目的是诱导野生菌株产生基因突变。微生物对淀粉的转化效率越高,转化的淀粉越多,滴加碘液时浅色范围越大。
答案:(1)固体 玉米淀粉
(2)野生菌株
(3)对野生菌株进行诱变
(4)浅色范围大
能力提升
1下列关于纤维素酶的叙述,错误的是( )
A.纤维素酶只有一种,只能将纤维素分解为葡萄糖
B.纤维素酶是一种复合酶,至少包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种组分
C.纤维素可被纤维素酶水解成葡萄糖,为微生物提供营养物质
D.分解纤维素的细菌、真菌和放线菌,都是通过产生纤维素酶来分解纤维素的
解析:纤维素酶是一种复合酶,一般认为至少包括三种组分——C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,其中C1酶和CX酶将纤维素分解为纤维二糖,葡萄糖苷酶将纤维二糖分解为葡萄糖。
答案:A
2表层土壤中纤维素分解菌的同化作用类型和异化作用方式分别是( )
①自养型 ②异养型 ③需氧型 ④厌氧型
A.①③
B.②③
C.①④
D.②④
解析:纤维素分解菌利用的是现成的有机物;表层土壤含氧丰富,适合好氧菌的繁殖。
答案:B
3在加入刚果红的培养基中会出现如右图所示的透明圈,产生的透明圈是( )
A.刚果红与纤维素形成的复合物
B.刚果红被纤维素分解菌分解形成的
C.纤维素分解后形成的葡萄糖导致的
D.以纤维素分解菌为中心形成的
解析:刚果红与纤维素结合形成红色复合物,纤维素被纤维素酶分解后,红色复合物就不能形成,这样透明圈就以纤维素分解菌为中心形成了。
答案:D
4要从牛的瘤胃中分离出能够分解纤维素的微生物,下列有关叙述不科学的是( )
A.在富含纤维素的培养基上长出的菌落即为纤维素分解菌
B.将培养基和实验器材进行严格的消毒灭菌
C.将提取的胃液进行系列稀释后接种培养
D.接种后在适宜温度和无氧条件下培养
解析:纤维素分解菌的选择培养基中除富含纤维素外,还含有酵母膏和水解酪素等成分,因此纤维素分解菌在富含纤维素的培养基上能够形成生长优势,但并不是只允许纤维素分解菌生长,因此还需要利用刚果红染色法进行鉴别培养,A项错误。牛胃的缺氧环境只允许厌氧型的纤维素分解菌生长,因此培养牛胃中的纤维素分解菌应提供适宜的温度和无氧环境,D项正确。培养基和实验器材消毒灭菌是为了防止杂菌污染,B项正确。为了能够得到单细胞菌落,提取的胃液需先进行系列稀释后接种培养,C项正确。
答案:A
★5下列有关培养基和菌种鉴定的叙述,正确的是( )
A.微生物培养所用的都是液体培养基
B.利用半固体培养基上的菌落特征来判断和鉴别细菌的类型
C.利用刚果红培养基上是否形成透明圈来筛选纤维素分解菌
D.在无氮培养基中加入酚红指示剂鉴定尿素分解菌
解析:除液体培养基外,微生物培养还会用到固体培养基和半固体培养基;应利用固体培养基上的菌落特征来判断和鉴别细菌类型;在只以尿素为氮源的培养基中加入酚红指示剂鉴定尿素分解菌。
答案:C
6现在大力提倡无纸化办公,但是每年仍然不可避免地要产生大量的废纸,废纸的主要成分是木质纤维,人类正努力将其转化为一种新的资源——乙醇。下图是工业上利用微生物由纤维素生产乙醇的基本工作流程,请回答相关问题。
(1)自然界中①环节需要的微生物大多分布在
的环境中。将从土壤中获得的微生物培养在以 为碳源,并加入 的培养基上,筛选周围有 的菌落。
(2)如上所述的筛选中获得了三个菌落,对它们分别培养,并完成环节②,且三种等量酶液中酶蛋白浓度相同,则你认为三种酶液的活性 (填“一定相同”“不一定相同”或“一定不同”),可以通过
进行定量测定来确定酶的活性。
(3)根据测定结果,①环节常选择木霉,则②中获得的酶是 酶。该酶至少包括
三个组分。
(4)生产中可以满足④环节的常见菌种是 ,为了确保获得产物乙醇,⑤环节要注意
,④过程要注意避免 。
解析:(1)废纸的主要成分是木质纤维,因而使其糖化的酶应为纤维素酶,由此得知①中的产酶微生物应该大多分布在富含纤维素的环境中。能分解纤维素的微生物的分离,需要用到以纤维素为唯一碳源的培养基,若想直接从此选择培养基中筛选出分解纤维素的微生物,则可以利用直接在培养基中加入刚果红的方法,挑选周围有透明圈的菌落。
(2)由于个体间有差异,不同菌产生的酶活性不一定相同,因此可以通过对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定来确定酶的活性。
(3)分解纤维素的酶是一种复合酶,包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶等组分。
(4)在工业生产上通常利用酵母菌将葡萄糖液发酵产生酒精。发酵过程中要注意保证无氧条件,并避免杂菌污染。
答案:(1)富含纤维素(或落叶较多等) 纤维素 刚果红 透明圈
(2)不一定相同 对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖
(3)纤维素 C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶
(4)酵母菌 发酵装置密闭(或保证无氧条件等) 杂菌污染
★7目前,加酶洗衣粉中的蛋白酶主要是中温蛋白酶,最适温度在50
℃左右,由于日常洗涤用水的温度达不到该温度,导致蛋白酶活性受到影响。适冷蛋白酶是从适冷鱼类体内分离纯化或由深海适冷菌分泌出的酶类,最适温度在20
℃左右,用其作为洗衣粉添加剂可在较低的温度下达到理想的洗涤效果。右上图为分离可分泌蛋白酶的适冷菌的操作步骤,据图回答问题。
(1)在将配制好的牛肉膏蛋白胨培养基分装到三角瓶中时,为避免培养基沾到瓶口,必须使用 进行分装,并及时进行 操作。
(2)将扩大培养后的深海微生物用 法接种到含酪蛋白的固体培养基表面,在适宜条件下培养一段时间,挑出形成透明圈的菌落,即为初选出的适冷菌。
(3)为进一步检测分离出的适冷菌分泌的适冷蛋白酶的最适酶活温度,将该菌按上图所示分7组进行培养,这7组实验间形成了 , 所对应的温度为最适酶活温度。
(4)由操作过程可知该适冷菌的代谢类型为 。
(5)将分离到的适冷菌接种到一定容积的牛肉膏蛋白胨液体培养基中,置于适宜条件下振荡培养,细菌数量将呈 曲线增长,其环境容纳量主要取决于 。
解析:(2)由于培养后要挑取形成透明圈的菌落,因而适合用稀释涂布平板法接种。
(3)适冷菌产生的蛋白酶活性越大,则分解培养基中的蛋白质越多,菌落周围出现的透明圈越大,因而透明圈与菌落直径比值最大的组所对应的温度为最适酶活温度。
答案:(1)三角漏斗 灭菌
(2)稀释涂布平板
(3)(相互)对照 透明圈与菌落直径比值最大的组
(4)异养需氧型
(5)S型 营养物质的量(培养液的体积和浓度)
8(2017江苏)苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中,对环境有严重危害。小明同学准备依据下图操作步骤,从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。请回答下列问题。
(1)酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水,其中可作为碳源的有 。
(2)将采集到的样品接种培养,苯酚用量应随转接次数增加而逐渐 ,以达到富集酚降解菌的目的。若上页右下图平板中菌落过于密集,应进一步 ,以便于菌落计数与分离。制备平板培养基时除了需要水、营养物质外,还必须添加 。
(3)下图为连续划线法示意图,在图中 (填图中序号)区域更易获得单菌落。
(4)采用比色测定法(使用苯酚显色剂)检测降解后的废水中苯酚残留量。先制作系列浓度梯度并进行显色反应,下表中1~5号比色管的苯酚浓度应分别为 。
管号
1
2
3
4
5
6
苯酚浓度/(mg·L-1)
1
如果废水为50
mg/L
苯酚溶液,降解后约有21%的苯酚残留,则需将残留液稀释 (填序号:①5 ②10 ③20)倍后,再进行比色。
解析:(1)培养基中的营养物质一般都包括H2O、无机盐、碳源、氮源,蛋白胨和苯酚中含有C元素,可作为碳源。
(2)要富集该菌,应提高营养物质含量。若菌落过于密集,说明稀释倍数不够,应进一步稀释,然后再划平板。制备固体培养基时需加入凝固剂琼脂。
(3)用平板划线法接种菌体,随划线次数的增加,菌体数量逐渐减少,故③区域更易获得单菌落。
(4)题中已给出6号比色管中的苯酚浓度为1
mg/L,根据浓度梯度的设计原则和空白对照原则,1~5号比色管中的苯酚浓度应依次为0
mg/L、0.2
mg/L、0.4
mg/L、0.6
mg/L、0.8
mg/L。废水中苯酚的浓度为50
mg/L,降解后约有21%的苯酚残留,则降解后废水中苯酚的浓度为50×21%=10.5(mg/L),因为比色管中苯酚的浓度范围为0~1
mg/L,若将降解后的废水稀释5倍或10倍,则稀释后废水中苯酚的浓度均大于1
mg/L,若稀释20倍,则稀释后废水中苯酚的浓度为0.525
mg/L,介于0~1
mg/L之间,故需将降解后的废水稀释20倍后再进行比色。
答案:(1)蛋白胨、苯酚
(2)增加 稀释涂布 凝固剂
(3)③
(4)0、0.2、0.4、0.6、0.8 ③课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
基础巩固
1制作泡菜所利用的乳酸菌最初是( )
A.人工加入到泡菜水中的
B.所选蔬菜自身原有的
C.腌制过程中自生的
D.水中的
解析:制作泡菜所利用的乳酸菌最初是所选蔬菜自身原有的。
答案:B
2乳酸菌与酵母菌相比,后者在结构上最显著的特点是
( )
A.无细胞器
B.有成形的细胞核
C.无DNA分子
D.不能进行无氧呼吸
解析:乳酸菌是细菌,属于原核生物,没有成形的细胞核,除核糖体外,无其他细胞器。酵母菌是真菌,属于真核生物,有成形的细胞核,有多种细胞器,可以进行无氧呼吸。
答案:B
3泡菜制作过程中,乳酸菌进行无氧呼吸是为了( )
A.获取乳酸
B.获取能量
C.氧化分解有机物
D.获取热能
答案:B
4制泡菜过程中亚硝酸盐的含量变化是( )
A.先减少后增多
B.先增多后减少
C.逐渐增多
D.逐渐减少
解析:泡菜腌制过程中,开始时坛内硝酸还原菌繁殖,使硝酸盐还原为亚硝酸盐,亚硝酸盐含量增多,但随腌制时间延长,乳酸菌大量繁殖,产生乳酸,抑制硝酸盐还原菌繁殖,亚硝酸盐的产生量逐渐下降,同时已生成的亚硝酸盐被分解,亚硝酸盐含量逐渐减少。
答案:B
5在泡菜的制作过程中,下列操作不正确的是( )
A.按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水
B.按照清水与盐的质量比为5∶1的比例配制盐水
C.盐水入坛前要煮沸冷却,以防污染
D.在坛盖边沿的水槽中要注满水,以保证坛内的无氧环境
解析:泡菜的制作依靠的是乳酸菌的无氧呼吸,制作时要保证无氧环境,同时还要防止污染,以防泡菜腐败变质。制作泡菜时清水与盐的质量比为4∶1。
答案:B
6以下关于泡菜中亚硝酸盐含量测定的操作顺序,正确的是( )
①配制溶液 ②制备标准显色液 ③制备样品处理液 ④比色
A.①②③④
B.②③④①
C.①③②④
D.③①②④
解析:亚硝酸盐含量测定的操作顺序:配制溶液、制备标准显色液、制备样品处理液、比色。
答案:A
7亚硝酸盐对人体的危害不包括( )
A.一次性大剂量地摄入亚硝酸盐能够引起高铁血红蛋白血症,导致组织缺氧
B.亚硝酸盐在自然界和胃肠道的酸性环境中可以转化为亚硝胺,亚硝胺具有强烈的致癌作用
C.亚硝酸盐能够透过胎盘进入胎儿体内,对胎儿有致畸作用
D.长期食用含亚硝酸盐的食品,会引起亚硝酸盐在体内积累
解析:膳食中大部分亚硝酸盐在体内以“过客”的形式随尿液排出,不会在体内积累。
答案:D
8下列关于测定亚硝酸盐含量实验的叙述,正确的是
( )
A.在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应形成玫瑰红色染料
B.制备的标准显色液中亚硝酸钠含量最少是1
μg
C.制备样品处理液,加入氢氧化铝乳液的目的是除去色素等杂质,得到澄清溶液
D.泡菜腌制时间长短会影响亚硝酸盐含量,但温度和食盐的用量不影响其含量
解析:亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。制备的标准显色液中,有一支试管中无亚硝酸钠,作为空白对照。温度和食盐用量影响亚硝酸盐含量。
答案:C
9回答下列有关泡菜制作的问题。
(1)制作泡菜时,所用盐水需煮沸,其目的是 。为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的作用是 。
(2)泡菜制作过程中,乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行 的过程。该过程发生在乳酸菌细胞的 中。
(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有 、 和 等。
(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内,泡菜液逐渐变酸。这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是 ,原因是 。
解析:(1)盐水中可能存在微生物,因此需要煮沸;制作泡菜时,加入陈泡菜液,可增加乳酸菌数量。(2)乳酸菌进行无氧呼吸,该过程在细胞质中进行。(3)在泡菜制作过程中,要注意控制温度、腌制时间和食盐用量。温度过高、食盐用量不足、腌制时间过短,都会导致亚硝酸盐含量增加。(4)开始时,乳酸菌和其他杂菌都繁殖,随着时间延长,乳酸菌产生的乳酸逐渐增加,抑制了杂菌繁殖,泡菜坛中乳酸菌逐渐增多,其他杂菌逐渐减少。
答案:(1)杀死盐水中的微生物 增加乳酸菌数量
(2)无氧呼吸 细胞质
(3)温度 腌制时间 食盐用量
(4)乳酸菌数量增多,杂菌数量减少 乳酸菌比杂菌更耐酸
10家庭中泡菜的制作方法是:新鲜的蔬菜经过整理、清洁后,放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中,然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”,密封后置于温度适宜的地方。
(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是 。密封菜坛的原因:① ;② 。
(2)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是 。
(3)乳酸菌与酿制果醋的菌种在代谢方式上的主要区别是 。
(4)有位同学在家制作泡菜时,为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素,结果发酵失败,原因可能是 。
解析:(1)泡菜制作过程中用白酒擦拭泡菜坛,目的是消毒。密封菜坛的原因:乳酸菌是厌氧细菌,密封可以为乳酸菌进行无氧呼吸生成乳酸提供无氧环境,也可防止杂菌进入。(2)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能是加入的食盐过多,大量的食盐抑制了乳酸菌发酵。(3)乳酸菌的代谢方式是异养厌氧型,酿制果醋的菌种是醋酸菌,其代谢方式是异养需氧型,它们的主要区别是乳酸菌是厌氧细菌,醋酸菌是好氧细菌。(4)青霉素杀死杂菌的同时也杀死了乳酸菌。
答案:(1)消毒 乳酸菌是厌氧细菌,密封以提供无氧环境 防止杂菌进入
(2)加入的食盐过多,大量的食盐抑制了乳酸菌发酵
(3)乳酸菌是厌氧细菌,醋酸菌是好氧细菌
(4)青霉素杀死了乳酸菌
能力提升
1制作泡菜的过程实际上是应用了乳酸菌的呼吸作用原理。将原料放入泡菜坛后应当怎样处理才能得到可口的泡菜 ( )
A.马上密封,保持温度30~40
℃
B.一直通风,保持温度30~40
℃
C.先通风后密封,保持温度30~40
℃
D.马上密封,保持温度60
℃以上
解析:乳酸菌在无氧环境中才能进行发酵。其代谢的适宜温度为30~40
℃。
答案:A
2下列有关泡菜发酵过程的叙述,正确的是( )
A.发酵时间越长,亚硝酸盐的含量越高
B.发酵过程中只有乳酸菌的发酵作用
C.发酵过程中乳酸菌主要分解蛋白质和果胶
D.发酵过程中要经常补充水槽中的水
解析:在泡菜发酵的中后期,随着泡菜发酵中产生的乳酸的量不断增加,亚硝酸还原菌的代谢被逐渐抑制,亚硝酸盐的产量减少,同时亚硝酸盐的分解增加,亚硝酸盐的含量会逐渐下降。发酵过程中主要是乳酸菌起作用,另外,酵母菌和硝酸还原菌等也起一定的作用,如酵母菌有改善产品风味的作用。发酵中的乳酸菌主要分解葡萄糖产生乳酸。发酵过程中要经常补充水槽中的水,以保持坛内无氧状态。
答案:D
3密封坛内的泡菜能较长时间保存的原因不包括( )
A.泡菜坛中含有大量的乳酸
B.泡菜坛中含有乳酸球菌肽
C.泡菜坛中含丙酮酸和CO2
D.泡菜中的蛋白质含量较低
解析:发酵过程中的无氧环境,使许多需氧菌无法生活;另外,泡菜中的大量乳酸使泡菜汁pH下降,抑制了某些微生物的生长;发酵过程中还可产生乳酸球菌肽,有抗菌作用,是天然防腐剂;泡菜中蛋白质含量低,不利于某些微生物的生活。
答案:C
4某人利用乳酸菌制作泡菜时由于操作不当,泡菜腐烂。下列原因中正确的是( )
①罐口密闭缺氧,抑制了乳酸菌的生长繁殖 ②罐口封闭不严,氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖 ③罐口封闭不严,氧气抑制其他腐生菌的生长和繁殖 ④罐口封闭不严,促进了需氧腐生菌的生长和繁殖
A.①③
B.②④
C.②③
D.①④
解析:乳酸菌是厌氧型的细菌,在有氧时乳酸菌的生长繁殖受抑制,氧气促进了需氧腐生菌的生长和繁殖,这些需氧型微生物分解泡菜中的有机物而使泡菜腐烂。
答案:B
5在泡菜制作过程中,所用原料的有机物总量及有机物种类的变化是( )
A.减少、增多
B.减少、减少
C.增多、增多
D.增多、减少
解析:乳酸菌是厌氧菌,在无氧的条件下,分解有机物,有机物总量减少,但有机物分解时又产生新的物质(尤其是代谢过程中会产生大量的中间产物),有机物的种类增多。
答案:A
★6下列关于测定亚硝酸盐含量原理的叙述,不正确的是
( )
A.亚硝酸盐经一定方式显色反应后呈玫瑰红色
B.样品液显色后,通过与已知浓度的标准显色液比色,可大致估算出样品液中亚硝酸盐的含量
C.不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同
D.显色反应后亚硝酸盐的理化性质没有发生改变
解析:测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。在反应过程中亚硝酸盐的理化性质发生了改变。
答案:D
★7下图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图,请据图回答问题。
(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜,原因是 。
(2)为保证既无杂菌,又能使乳酸菌等发酵菌正常发挥作用,应如何处理所用盐水 。
(3)为测定泡菜内的亚硝酸盐含量,某同学用比色法进行了实验,他在制备标准显色液时做了如下操作:
①用刻度移液管量取一系列不同体积的亚硝酸钠溶液,分别置于50
mL比色管中;
②在各管中分别加入2.0
mL对氨基苯磺酸溶液,紧接着再分别加入2.0
mL
N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液;
③观察各比色管中溶液颜色的梯度变化。
请指出该同学操作的失误之处: 。
解析:新鲜蔬菜中亚硝酸盐的含量低;将盐水加热煮沸的目的是杀死盐水中的微生物,冷却后使用是为了保证微生物的生命活动不受影响;测定亚硝酸盐的含量可利用比色法,粗略地检测其含量,注意实验中显色剂的配制和相关对比操作。
答案:(1)亚硝酸盐的含量低
(2)先将盐水煮沸灭菌,然后冷却至室温再使用
(3)步骤①中还应再添加一支比色管作为空白对照;步骤②中在各比色管中加入2.0
mL对氨基苯磺酸溶液混匀后应静置3
min,再加入2.0
mL
N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液,然后再添加蒸馏水,使各比色管中溶液的体积达到50
mL课题1 果胶酶在果汁生产中的作用
基础巩固
1下列有关果胶、果胶酶的说法,不正确的是( )
A.果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物
B.果胶不仅会影响出汁率,还会使果汁浑浊
C.果胶酶能够分解果胶
D.果胶酶是指某一种酶
解析:果胶酶并不特指某一种酶,而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。
答案:D
2在果汁加工中,加入果胶酶去除果胶,这体现了酶的
( )
A.多样性 B.高效性
C.专一性
D.受温度影响
解析:只有果胶酶能分解果胶,这体现了酶的专一性。
答案:C
3果胶酶常在0~4
℃下保存,其原因是( )
A.此温度条件下,酶的活性最高
B.此温度条件下,酶变性失活
C.低温可降低酶的活性,但酶不变性失活
D.自然条件下,果胶酶常在0~4
℃下发生催化作用
解析:在低温时酶活性降低,但酶并不失活,有利于保存。
答案:C
4下列能表示酶活性高低的是( )
A.单位时间、单位体积内反应物的总量
B.一段时间后生成物的总量
C.一段时间后,一定体积中消耗的反应物的量
D.单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量
解析:酶活性的高低可以用在一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速度表示,酶反应速度通常用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量表示。
答案:D
5在“探究pH对酶活性的影响”的实验中,下列叙述不正确的是( )
A.自变量是不同的pH梯度
B.控制不变的量有温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等
C.可通过测定滤出果汁的体积判断果胶酶的最适pH
D.pH过低时,果胶酶活性变小,但不失活
解析:该实验中pH是自变量,同时温度、底物浓度等无关变量要相同且适宜,因变量是果汁产量。pH过低或过高时酶都会丧失活性。
答案:D
6下列说法错误的是( )
A.酶是细胞合成的生物催化剂
B.温度、pH和酶的抑制剂等条件会影响果胶酶的活性
C.果胶酶能催化果胶分解,但不能提高水果的出汁率,只能使果汁变得澄清
D.生产果汁时,为了使果胶酶得到充分的利用,节约成本,需要控制好酶的用量
解析:果胶酶能使果汁变得澄清,并能提高水果的出汁率。
答案:C
7在用果胶酶处理果泥时,为了使果胶酶能够充分地催化反应,应采取的措施是( )
A.加大果泥用量
B.加大果胶酶用量
C.进一步提高温度
D.用玻璃棒不时地搅拌反应混合物
解析:用玻璃棒不时搅拌反应混合物,可使果胶酶和果泥充分接触,更好地催化反应。
答案:D
8目前市场上果汁饮料越来越受到青睐,请根据所学的有关知识回答下列问题。
(1)果汁饮料的包装瓶上写着105
℃高温瞬时灭菌的意思是 ,这样做的目的是
。
(2)自己在家中榨的果汁很容易腐败,而果汁装瓶上写着“不含任何防腐剂,最长保质期为一年”,其中的奥秘是 。
(3)在果汁加工过程中可添加 来提高出汁率和澄清度。
(4)苹果醋是很受欢迎的饮料之一,其生产过程利用了 的发酵作用,该过程需将温度控制在 。
(5)在传统发酵技术中,果醋的制作往往在果酒制作基础上进行,请用相关反应式表示: 。
解析:(1)105
℃高温瞬时灭菌是指在105
℃条件下灭菌30
s,优点是能杀死微生物,因为灭菌时间短,又不会过多地破坏果汁的各种营养素。(2)不含任何防腐剂又能较长时间不腐败,可能是经过了高温灭菌处理。(3)纤维素酶和果胶酶可分解果汁中细胞壁的成分,以提高出汁率和澄清度。(4)果醋制作需要利用醋酸菌发酵,温度条件是30~35
℃之间。
答案:(1)在105
℃下灭菌30
s 既保证杀死引起果汁变质的微生物,又不破坏果汁的品质
(2)高温杀死了微生物
(3)纤维素酶和果胶酶
(4)醋酸菌 30~35
℃
(5)C2H5OH+O2CH3COOH+H2O
能力提升
1下列关于温度对酶活性影响的叙述,错误的是( )
A.不同酶的最适温度可能相同
B.随着温度降低,酶的活性下降
C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存
D.高温下酶失活是酶空间结构被破坏的结果
解析:在人体内各种酶的最适温度均为37
℃左右,A项正确;低于最适温度时,随着温度降低,酶的活性下降,B项错误;低温有利于酶的保存,C项正确;高温下酶空间结构被破坏导致酶失活,D项正确。
答案:B
2在利用果胶酶生产果汁时,为了提高果汁的出汁率,减少生产成本,下列措施中可行的是( )
A.添加果胶酶并充分搅拌
B.加大苹果泥的用量
C.大幅度提高反应温度
D.加大果胶酶的用量
解析:添加果胶酶并充分搅拌,可以使果胶酶充分发挥作用,A项正确。加大苹果泥的用量虽然能够增加果汁的产量,但是不会提高出汁率,并且会增加生产成本,B项不正确。果胶酶需要适宜的温度,因此大幅度提高反应温度会导致果胶酶活性下降甚至失活,C项不正确。应控制果胶酶的用量,从而节省生产成本,D项错误。
答案:A
3在酶催化水解的过程中,酶与底物会形成复合物,最终把底物水解,形成产物。已知酶催化水解的反应时间和产物生成量的关系如下图。那么,在反应过程中酶·底物复合物浓度变化曲线正确的是( )
解析:相对于底物的数目,酶的数目较少,所以酶和底物刚一混合时,所有酶与底物迅速结合,酶·底物复合物的浓度实际上就是酶的浓度。由于底物数目多,所以,先前与底物结合的酶把与其结合的底物反应掉后,又迅速与其他的底物结合,所以在开始的一段时间内,酶·底物复合物的浓度都与酶浓度相等。从图中看出大约在5
min后,产物生成速率开始下降,原因是底物数目开始低于酶的数目。酶·底物复合物也应在大约5
min时开始下降,故选B项。
答案:B
4下图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系,下列叙述错误的是( )
A.在B点之前,果胶酶的活性和温度呈正相关,B点之后,呈负相关
B.当温度到B点时,果胶酶的活性最高,酶的催化活性最高
C.A点时,果胶酶的活性很低,但随着温度升高,果胶酶的活性可以上升
D.C点时,果胶酶的活性也很低,当温度降低时,酶的活性也可以上升
解析:从题图中可以看出,B点之前随着温度升高,果胶酶的活性在上升,达到B点时,酶的活性达到最高;随后,随着温度的继续上升,酶的活性迅速下降。A点和C点相比,虽然酶的活性都很低,但是A点是低温条件,对酶的空间结构无影响,所以,随着温度的上升,其活性可以上升;而C点是高温条件,温度过高会破坏酶的空间结构,酶的活性发生不可逆的变化。
答案:D
5下图所示为某同学利用4种不同的酶做的探究温度对酶活性的影响的实验结果,其中温度梯度选择不当的是
( )
A.①
B.②
C.③
D.④
解析:由图可知,曲线①②③均出现最高转折点,说明温度梯度选择恰当。曲线④呈上升趋势,没有出现转折,说明实验选择的温度梯度范围偏低。
答案:D
6甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如下图所示。下列分析错误的是( )
A.甲酶能够抗该种蛋白酶的降解
B.甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C.乙酶的化学本质为蛋白质
D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
解析:由题图可知甲酶不被蛋白酶降解,可能是RNA。乙酶能被蛋白酶降解,说明其是蛋白质,蛋白酶降解乙酶是破坏了其空间结构。
答案:B
7果粒生产在中国尚属起步阶段。果粒除了可直接食用外还可作为配料加入到酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。果粒的硬度和形状直接影响着最终产品的质量。如酸奶用果粒必须符合以下质量标准:a.果粒含量高;b.相同的果粒分布和正确的黏稠度。但大部分水果经高温处理或机械泵出后成形果粒量少,且果粒硬度不够,这势必会影响下一步的生产。果胶酶作为一种新型加工助剂,可将果粒的组织结构损坏程度降到最小,最大限度地提高成形果粒的含量。根据以上内容回答下列问题。
(1)果胶酶是指 ,包括 等。
(2)果胶酶作为一种果粒加工助剂,它能将果胶分解成可溶性的 。
(3)在果粒制作时按“每千克水果2
mL酶”的量加入酶制剂,加热至40~45
℃,缓慢搅拌处理10~15
min。最后加热到90~92
℃,再冷却罐装。在此过程中按“每千克水果2
mL酶”的量加入酶的意义在于 ;在温度为40~45
℃时搅拌处理的原因是 ;最后升温到90~92
℃再冷却罐装的目的是 。
解析:本题通过分析材料,筛选和鉴别相关信息,建立已有知识与新信息之间的联系,考查知识的应用能力。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,不是特指一种酶。果胶酶的活性受温度、pH等因素影响,在果粒生产中,应该为果胶酶提供适宜的温度,以提高酶的活性。
答案:(1)分解果胶的一类酶 多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶
(2)半乳糖醛酸
(3)控制好酶的用量,一方面使果胶酶充分发挥作用,另一方面节约成本,以免造成浪费 在温度为40~45
℃时果胶酶活性最高 灭菌
★8假设你已经探究了果胶酶的最适温度(为45
℃)和最适pH(为4.8),你还想进一步研究果胶酶的最适用量。此时,实验的变量是 。合理地设置果胶酶用量的梯度后,可通过苹果泥出汁的多少来判断酶的用量是否合适。请根据所给的材料和用具完成以下探究实验。
(1)材料用具:制备好的苹果泥、恒温水浴装置、试管、漏斗、滤纸、量筒、试管夹、质量分数为2%的果胶酶溶液、质量分数为0.1%的NaOH溶液和盐酸。
(2)实验步骤:
①取6支试管,编号1~6,分别加入 ,调节pH至4.8;
②向1~6号试管中分别加入 ,然后放入
45
℃恒温水浴箱中 ;
③ 。
(3)结果与讨论:怎样根据实验数据确定某一果胶酶用量是最适用量 。
答案:果胶酶的用量
(2)①等量的苹果泥 ②不同体积的果胶酶溶液 保温相同时间 ③过滤苹果泥并记录果汁体积
(3)随着果胶酶用量的增加,过滤到的果汁的体积也增加,当果胶酶的用量增加到某个值后,再增加果胶酶的用量,过滤到的果汁体积不再增加,说明这个值就是果胶酶的最适用量课题1 微生物的实验室培养
基础巩固
1在微生物培养过程中,需要对培养基等进行灭菌,其标准是( )
A.杀死所有的病原微生物
B.杀死所有的微生物的细胞
C.杀死所有微生物的细胞、芽孢和孢子
D.使病原菌不生长
解析:灭菌是指利用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
答案:C
2下列有关倒平板的叙述,错误的是( )
A.在火焰旁进行操作
B.将打开的锥形瓶瓶口迅速通过火焰
C.将培养皿打开,培养皿盖倒放在桌面上
D.等待平板冷却凝固后需要倒过来放置
解析:整个倒平板过程要防止外来杂菌的入侵,因此,应在火焰旁进行操作,打开的锥形瓶瓶口应迅速通过火焰。培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙进行操作,不能将培养皿盖完全打开。平板冷却凝固后需要倒过来放置。
答案:C
3下列有关平板划线法的操作,错误的是( )
A.将接种环放在火焰上灼烧
B.将已冷却的接种环伸入菌液中沾取一环菌液
C.沾取菌液和划线要在火焰旁进行
D.接种环划线要将最后一区的划线与第一区的划线相连
解析:每次划线之前都需对接种环进行灼烧灭菌,划线操作结束仍需灼烧接种环;灼烧接种环之后,要冷却后才能伸入菌液,以免温度太高,杀死菌种;为了避免杂菌污染,沾取菌液和划线要在火焰旁进行;在平板划线时不要将最后一区的划线与第一区相连,避免已分离开的菌体再次聚集,最终无法获得单菌落。
答案:D
4下列操作与消毒或灭菌无关的是( )
A.接种前用火焰灼烧接种环
B.接种前用酒精擦拭双手
C.将平板倒置,放入培养箱中培养
D.接种在酒精灯的火焰旁完成
解析:接种用具、器皿上以及空气中都有微生物,都有导致污染的可能,必须严格消毒、灭菌。A、B、D三项都属于实验操作过程中的消毒或灭菌。将平板倒置,放入培养箱中培养是为了防止杂菌污染,不属于消毒或灭菌。
答案:C
5微生物培养是微生物工程中的基础技术。下列相关叙述正确的是( )
A.病毒和细菌的培养基成分相同
B.平板划线法中的划线是连续进行的
C.微生物培养基中并不都必须添加碳源或氮源
D.在培养的过程中,细胞种类、数目都不断地增加
解析:病毒是寄生生物,在活细胞中才能进行生命活动;平板划线法是为了稀释细菌,划线间断进行;微生物培养基根据需要添加相应的碳源和氮源;在培养的过程中,细胞的数目不断地增加,种类不增加。
答案:C
6防止杂菌入侵,获得纯净的培养物,是研究和应用微生物的前提。下列叙述错误的是( )
A.实验室里可以用紫外线或化学药物进行消毒
B.接种环、接种针等金属用具,直接在酒精灯火焰的内焰部位灼烧灭菌
C.在实验室中,切不可吃东西、喝水,离开实验室时一定要洗手,以防止被微生物感染
D.使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理,以免污染环境
解析:接种环等金属用具应放在酒精灯火焰的充分燃烧层即外焰处灼烧灭菌。
答案:B
7以下关于菌种保藏的叙述,错误的是( )
A.菌种保藏的目的是保持菌种的纯净
B.固体斜面培养基可用于菌种的临时保藏
C.菌种的长期保存一般采用甘油管藏法
D.甘油管藏菌种在-20
℃条件下进行,因此对甘油可不必灭菌
解析:采用甘油管藏法保存菌种时,需对甘油灭菌,以避免杂菌污染。
答案:D
8下列是与微生物培养有关的问题,请回答下列问题。
(1)某细菌固体培养基的组成成分是KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、葡萄糖、尿素、琼脂和蒸馏水,其中凝固剂是 ,碳源是 ,氮源是 。从同化作用类型看,用该培养基培养的细菌属于 。
(2)将少量细菌接种到一定体积的液体培养基中,适宜条件下培养,定时取样测定菌体数目,以时间为横坐标,以菌体数目的对数为纵坐标,可以得到细菌的 曲线。该曲线中以菌体数目的对数作为纵坐标的原因是 。
解析:(1)在该细菌固体培养基组成成分中,凝固剂是琼脂,碳源是葡萄糖,氮源是尿素。由于该细菌利用有机物(葡萄糖)作碳源,故从同化作用类型看,该细菌属于异养型。(2)细菌的增长曲线反映了细菌群体从开始生长到死亡的动态变化过程。
答案:(1)琼脂 葡萄糖 尿素 异养型
(2)增长 培养中的细菌数量以指数形式增长,取对数便于反映细菌群体的生长规律
9为了获得纯度高的大肠杆菌,需要对大肠杆菌进行培养和分离。培养大肠杆菌一般用牛肉膏蛋白胨固体培养基。
(1)培养大肠杆菌时,配制固体培养基的基本步骤是计算→称量→ → →倒平板。
(2)称量时,牛肉膏由于比较黏稠,可以用 挑取,放在 上称量。牛肉膏和蛋白胨由于 ,称量时动作要迅速,称后要及时盖上瓶盖。
(3)在牛肉膏蛋白胨固体培养基上大肠杆菌能生长,说明培养基含有 等大肠杆菌生长所需的营养要素。
(4)微生物纯化培养可以通过多种接种方法,如 和 等,使大肠杆菌在固体培养基上形成单个 ,从而获得纯菌株。
答案:(1)溶化 灭菌
(2)玻璃棒 称量纸 容易吸潮
(3)碳源、氮源、无机盐、水
(4)平板划线法 稀释涂布平板法 菌落
能力提升
1下列有关微生物培养的叙述,不正确的是( )
A.获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染
B.单菌落的分离是消除污染杂菌的一种方法
C.培养基都必须使用高压蒸汽灭菌法灭菌
D.倒置平板可防止培养皿盖上的冷凝水滴落
解析:防止杂菌污染是获得纯净培养物的关键,A项正确;单菌落由一个微生物繁殖而来,因此分离单菌落可以消除杂菌,B项正确;培养基灭菌一般使用高压蒸汽灭菌法,但是对于含有高温易分解的营养物质的培养基,就不能采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,C项错误;倒置平板可以防止培养皿盖上的冷凝水滴落到培养基表面污染培养基,D项正确。
答案:C
2无菌技术常围绕着如何避免杂菌的污染展开,下列常见的无菌技术,属于灭菌处理的是( )
A.操作者的双手用酒精擦拭
B.实验室用紫外线照射
C.对接种环进行灼烧处理
D.水源用氯气处理
解析:灭菌是指用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。
答案:C
3金黄色葡萄球菌有很强的致病力,常引起骨髓炎等,还可能引起食物中毒。下列筛选金黄色葡萄球菌实验结束后的做法,错误的是( )
A.对接种环进行灼烧处理
B.带菌培养基必须经高压蒸汽灭菌后才能倒掉
C.带菌培养基必须经加热后才能倒掉
D.接种后双手必须经肥皂洗净,再用体积分数为75%的酒精棉球擦拭
解析:带菌培养基必须经高压蒸汽灭菌后才能倒掉,不能经简单地加热后就倒掉。
答案:C
4右图是微生物平板划线示意图,划线的顺序为1、2、3、4、5。下列叙述正确的是( )
A.操作前要将接种环放在火焰边灼烧灭菌
B.划线操作应在火焰上进行
C.在5区域中才可以得到菌落
D.在1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环灭菌
解析:操作前要将接种环放在火焰上灼烧灭菌;划线操作应在火焰旁进行,而不是火焰上;所有的划线区都有可能得到菌落,只是5区域中菌落相对较纯。
答案:D
5下列关于倒平板及对菌种纯化的说法,正确的是( )
A.倒平板时左手将灭过菌的培养皿盖完全打开,右手将锥形瓶中培养基倒入培养皿(约10~20
mL),左手立即盖上培养皿盖
B.使用已灭菌的接种环,培养基不需要再灭菌
C.平板冷凝后要将平板倒置,以防皿盖上的冷却水倒流入培养基
D.涂布器直接用火焰灼烧灭菌
解析:倒平板时用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,而不是直接将盖完全打开;使用已灭菌的接种环,培养基仍需进行灭菌处理;涂布器灭菌时需沾少量酒精并引燃。
答案:C
★6下列关于微生物的实验室培养技术的表述,正确的是
( )
A.溶化时将称好的牛肉膏从称量纸上直接倒入烧杯
B.常见的消毒方法包括灼烧、煮沸、紫外线和喷洒化学试剂等
C.配制固体培养基时加入琼脂,其目的是为微生物生长提供碳源
D.用移液管稀释菌液时,吹吸三次的目的是使菌液与水充分混匀
解析:称好的牛肉膏要连同称量纸一起放入烧杯,待牛肉膏与称量纸分离后,用玻璃棒取出称量纸;灼烧属于灭菌方法,不属于消毒方法;琼脂可以作为固体培养基的凝固剂,而不能为微生物提供碳源;吹吸三次可以使菌液充分混合均匀,使实验结果更加准确。
答案:D
7科学家发现,在微生物M(单细胞)产生的脂肪酶作用下,从地沟油中提取的植物油与甲醇反应能够合成生物柴油。
(1)用培养基培养微生物时,培养基中应有 、 、 和 等营养,同时还必须满足微生物生长对 、 、 的要求。在筛选产脂肪酶的微生物M时,应用 培养基,可以在培养基中添加 作为唯一碳源。
(2)培养基灭菌采用的最适方法是 法。
(3)图示是采用纯化微生物M培养的两种接种方法接种后培养的效果图,过程一的接种方法是 ,过程二的接种方法是 ,此方法计数的微生物M的数目 (选填“>”“=”“<”)实际活菌数,接种后应注意培养皿要 放置。
解析:(1)用培养基培养微生物时,培养基中应有碳源、氮源、水、无机盐等营养,同时还必须满足微生物生长对特殊营养物质、环境条件等的要求。在筛选微生物M时,应用选择培养基,在培养基中添加植物油作为唯一碳源。
(2)培养基灭菌采用的最适方法是高压蒸汽灭菌法。
(3)过程一的接种方法是平板划线法,过程二的接种方法是稀释涂布平板法,此方法计数的微生物M的数目要小于实际活菌数,接种后应注意培养皿要倒置放置,防止水珠落下,污染培养基。
答案:(1)碳源 氮源 水 无机盐 特殊营养物质 pH 氧气 选择 植物油
(2)高压蒸汽灭菌
(3)平板划线法 稀释涂布平板法 < 倒置
★8炭疽病是由炭疽杆菌引起的一种人畜共患传染病。炭疽杆菌两端截平,呈竹节状排列,菌落呈卷发状。对炭疽病疑似患者,可根据噬菌体的宿主专一性,通过实验确诊。
(1)细菌培养:采集疑似患者的样本,分离培养,获得可疑菌落。
(2)细菌鉴定:实验流程如下图所示。
①对配制的液体培养基等需采取 法灭菌;实验所用液体培养基的碳源为 (填“无机碳”或“有机碳”)。
②挑选可疑菌落制片后,用 观察,可看到呈竹节状排列的杆菌。
③接种可疑菌后,在温度为35
℃的环境中培养24
h,液体培养基变浑浊,原因是 。对照组试管中应加入 ,与实验组同时培养6
h
后,若实验组液体培养基的浑浊度比对照组 (填“高”或“低”),则可确定疑似患者被炭疽杆菌感染;反之,则排除。
④对排除的疑似患者及易感人群,可接种炭疽杆菌疫苗,刺激机体产生相应抗体。与产生抗体相关的细胞除T细胞、B细胞外,还有
。
解析:(2)①培养微生物的培养基常用高压蒸汽灭菌法灭菌;由于炭疽杆菌是异养型微生物,培养基中应加有机碳作碳源。②炭疽杆菌呈竹节状排列,需借助显微镜观察。③接种培养后,液体培养基由澄清变浑浊,应是细菌大量繁殖所致。实验应遵循单一变量原则和等量原则,实验组加入生理盐水配制的澄清噬菌体液,对照组应加入等量的生理盐水;若疑似患者被炭疽杆菌感染,则培养6
h后,实验组中的炭疽杆菌由于噬菌体侵染而大量裂解死亡,浑浊度会明显低于对照组。④接种疫苗后,机体通过体液免疫产生抗体,与此相关的细胞有吞噬细胞、T细胞、B细胞和浆细胞。
答案:(2)①高压蒸汽灭菌 有机碳 ②显微镜 ③细菌大量繁殖 等量的生理盐水 低 ④吞噬细胞、浆细胞
