ⅠB模块的巩固练习及答案
选修1 生物技术实践
第一部分 微生物的利用
1.在啤酒生产过程中,发酵是重要环节。生产过程大致如下:将经过灭菌的麦芽汁充氧,接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期,酵母菌迅速繁殖,糖度下降,产生白色泡沫,溶解氧逐渐耗尽。随后,酵母菌繁殖速度迅速下降,糖度加速降低,酒精浓度逐渐上升,泡沫不断增多。当糖浓度下降一定程度后,结束发酵。最后分别输出有形物质和鲜啤酒。
根据上述过程,回答以下问题:
(1)该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是 。
(2)初期,酵母菌迅速繁殖的主要方式是 。
(3)经测定酵母菌消耗的糖中,98.5%形成了酒精和其它发酵产物,其余1.5%则是用于_________________。
(4)请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式
答案:(1)既能进行有氧呼吸有能进行无氧(4分)
(2)出芽生殖(2分)
(3)酵母菌自身的生长和繁殖 (5分)
(4)请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式
C12H22O11+H2O2C6H12O6 (2分)
C6H12O62C2H5OH+2CO2(2分)
2.某生物实验室要进行大肠杆菌的培养和分离及植物组织培养实验。现有以下几种试剂供实验用:A生长素溶液 B脱落酸溶液 C秋水仙素溶液 D琼脂 E细胞分裂素溶液
F赤霉素溶液
请在标有序号的空白处填空,并将序号及相应答案写在答题纸上:
(1)大肠杆菌的培养和分离实验中,先用LB ① 进行扩大培养,再在LB固体平面培养基上进行 ② 分离。在配制固体培养基时,为了使培养基凝固需用到的上述试剂是 ③ 。在培养基上完成接种后,需将培养皿倒置,目的是 ④ ,然后置于恒温箱中培养。
(2)用MS培养基进行植物组织培养实验的基本过程:植物细胞→ 愈伤组织→丛状苗→试管苗。若用成熟花粉培养得到的试管苗 ⑤ 植株。以上过程需要加入上述试剂中的
⑥ 两种物质刺激,且不同的培养时期这两种物质的比例不相同,当其中的 ⑦ 浓度较高
时主要是促使其长芽。愈伤组织中细胞的分裂方式是 ⑧ ,愈伤组织中的一部分细胞长成
根,而另一部分细胞却长成芽,原因是细胞发生了分化,实质是 ⑨ 。
(3)MS培养基和LB培养基配制好后都需要进行 ⑩ 、分装和灭菌处理。
答案:(1)①液体培养基(1分) ②划线(1分) ③D(或琼脂)(1分)
④防止培养皿盖上的水滴落在培养基上,使培养基上的菌落随水扩散,达不到分离的目(1分)
(2)⑤单倍体(1分) ⑥A、E(或生长素溶液、细胞分裂素溶液)(1分)
⑦E(或细胞分裂素溶液)(1分) ⑧有丝分裂(1分) ⑨基因的选择性表达(1分)
(3)⑩调pH(1分)
3.科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白,这种蛋白质具有极强的抗菌能力,受到研究者重视。
⑴分离该抗菌蛋白可用电泳法,其原理是根据蛋白质分子的 、大小及形状不同,在电场中的 不同而实现分离。
⑵可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的抗菌特性。抗菌实验中所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供 和 。
⑶分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。培养一定时间后,比较两种培养基中菌落的 ,确定该蛋白质的抗菌效果。
⑷细菌培养常用的接种方法有 和 。实验结束后,对使用过的培养基应进行 处理。
答案: ⑴电荷(带电情况) 迁移速度 ⑵碳源 氮源
⑶数量 ⑷平板划线法 稀释涂布平板法(稀释混合平板法) 灭菌
4.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小时后,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____。
答案:(1)氮源(碳源不作要求) 碳源、无机盐、水
(2)高压蒸汽灭菌(3)恒温培养箱 无菌水(4)多;高
(5)盐(或NaCl),选择性培养基
5.为了实现燃料供应来源多样化,发展长期替代化石燃料的产品如燃料酒精、生物柴油、沼气等已经列入我国未来10年的发展计划。
广东省是我国甘蔗主产区之一。甘蔗是一种高光效的C4植物,单位面积产量很高,种植面积日益扩大,目前已成为南方地区燃料酒精生产的重要原料。利用甘蔗生产燃料酒精的一般工艺流程为:甘蔗、榨汁(蔗糖)、酵母发酵一蒸馏、成品(燃料酒精)。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)简述甘蔗大规模快速繁殖技术的过程。
(2)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种,对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌,诱变及筛选过程如下:
步骤1:野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。
步骤2: 制备选择培养基。在基本培养基的基础上,注意 和 ,加琼脂后灭菌,制成固体平板。
步骤3:将紫外照射后的菌液稀释涂布平板。
步骤4:根据 筛选出突变菌。
(3)上述步骤2、3和4的依据分别是 。
(4)利用获得的突变菌和蔗汁进行酒精发酵实验,除了将培养基灭菌、保持空间洁净外,发酵过程中防止外来杂菌入侵还有哪些可行方法?(列举两种)
(5)甘蔗榨汁以后还有大量的蔗渣废弃物,主要成分为木质素、纤维素和半纤维素,但是酵母菌无法直接利用,原因是其 。请提出解决该问题的方法。(列举两种方法) .
(6)突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中,PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加人引物和DNA聚合酶的作用分别是什么? .
答案:(15分)(1)选取甘蔗外植体,通过诱导脱分化产生愈伤组织,然后通过调整植物激素比例,再分化形成芽和根,获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体,制成人工种子,适宜条件下萌发长成幼苗)。
(2)添加高浓度蔗糖(葡萄糖);调低pH值;是否能在选择培养基上生长。
(3)提供高糖和酸性的筛选环境;获得单菌落;能生长代表该菌落具有耐高糖和耐酸的特性。
(4)①利用突变菌的耐酸特性,降低培养基的pH值,达到抑菌的目的;②利用突变菌的耐高糖特性,通过高渗环境达到抑菌目的;③保持厌氧环境,达到抑菌目的;④在培养基中添加一些抑制物如特殊的抗生素,达到抑菌目的。
(5)缺乏相应分解酶系(或缺乏纤维素酶和半纤维素酶)。在酵母菌中转人分解酶系相关基因;利用酶或微生物分解蔗渣;利用物理和化学方法分解蔗渣;将酵母菌与其他能分解蔗渣的微生物混合发酵。
(6)引物的作用是结合在模板DNA上,提供DNA延伸起始位点;DNA聚合酶的作用是从引物的3'端开始催化DNA链的延伸。
6.苯酚是工业生产排放的有毒污染物质,自然界中存在若降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚,为了降解废水中的苯酚,所以人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株,筛选的主要步骤如图所示,①为土壤样品,请回答下列问题:
(1)②中培养菌株的选择培养基中应加 作为碳源,②中不同浓度碳源的培养基
(A.影响;B.不影响)细菌的数量,如果要测定②中活细菌数量,常采用
法。
(2)④为对照、微生物在④中不生长、在⑤中生长,④与⑤培养基的主要区别在于 ;使用 法可以在⑥上获得单菌落。采用固体平板培养细菌时为什么进行倒置培养?
(3)如何比较不同菌株降解苯酚能力的大小?
(4)实验过程中如何防止其它微生物的污染?
答案:(10分) (1)苯酚 A 稀释涂布平板法
(2)④与⑤培养基的主要区别在于④的培养基没有加入苯酚作为碳源,⑤培养基的中加入苯酚作为碳源。使用释涂布平板法或平板划线法可以在(6)上获得单菌落。
采用固体平板培养细菌时要倒置培养,以防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基。
(3)5支洁净培养瓶→分别加入相同培养基(加等量的苯酚,用pH试纸检测这5支瓶内培养基的pH,用苯酚调试使之相等,苯酚是唯一的碳源)→分别接种5种等量的来自不同菌株的菌种→在相同的适宜条件下培养相同的时间→再用pH试纸检测这5支瓶内培养基的pH。
苯酚显酸性,不同菌株的菌种降解苯酚的能力不同,5支瓶内培养基中的苯酚被分解的量不同,所以pH不同。用pH试纸检测这5支瓶内培养基的pH,从而比较不同菌株降解苯酚能力的大小。
(4)从制备培养基到接种与培养等全部实验过程要无菌操作:略,具体内容见人教版选修1 P15
7.为研究酵母菌种群密度的动态变化,某同学按下表所列条件进行了A、B、C和D 共4组实验,用1 000mL锥形瓶作为培养器皿,棉塞封口,在25℃下静置培养,其他实验条件均相同,定时用血球计数板计数。根据实验结果绘出的酵母菌种群密度变化曲线图如下,请分析回答以下问题。
(1)图中曲线①、②和③分别是__________组、__________组和__________组的结果。
(2)B组和A组的实验结果不同的原因是B组____________。
(3)D组和B组的实验结果不同的原因是D组____________。
(4)在整个实验过程中,直接从静置的培养瓶中取培养原液计数的做法是错误的,正确的方法是 和 。
(5)实验结束后,用试管刷蘸洗涤剂擦洗血球计数板的做法是错误的,正确的方法是 。
答案:
8.下表中给出某培养基的配方。请回答
牛肉膏
蛋白胨
NaCl
琼脂
H2O
0.5g
1g
0.5g
2g
100mL
1)蛋白胨能提供的营养素有 等。琼脂的作用为 。
2)在各种成分溶化分装前,必须进行的重要步骤是 。
3)此培养基一般不适用于工业生产,工业生产常用 培养基。
4)此培养基能培养的细菌的同化作用类型是 。
5)若用此培养基纯化大肠杆菌,最常用的方法是 和 。
答案:1)碳源、氮源、生长因子、使培养基凝固 2)调节PH 3)液体
4)异养型 5)平板划线法、稀释涂布平板法
9.在做土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验时,出现如下问题,请给予解答:
(1)一位同学用稀释倍数为106的稀释液在培养基中涂布了3个平板,统计的菌数数为21、212和256,该同学以这3个平板上菌落数的平均值163作为统计结果。你认为这一结果是否接近真实值?如果需要改进,如何改进?_____ _。
(2)A同学筛选出的菌落为150个,其他同学只选择出50个,并且他在设计实验时并没有设置对照。你认为A同学结果产生的原因可能有哪些? 。如何设计对照实验排除可能影响实验结果的因素:___________________________________________ _____。
答案;(1)不接近真实值,接种前将菌液摇匀后重新实验(3分)
(2)可能是土样不同,也可能是培养基污染或操作失误;(3分)
方案有二:一是由其他同学用与A同学一样的土壤进行实验,如果与A同学一致,则证明无误,如果结果不同,则证明A同学存在操作失误或培养基配制有问题。另一种方案是将A同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养,作为空白对照,以证明培养基是否受到污染。(4分)
10.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小时后,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____。
答案:1)氮源(碳源不作要求)、 碳源;无机盐、水 2)高压蒸汽灭菌
3)恒温培养箱、无菌水 4)多;高 5)盐(或NaCl),选择性培养基
第三部分 生物技术在食品加工中的应用
第四部分 浅尝现代生物技术
1.下面是家庭酿造甜米酒的具体操作过程:先将米加热煮至七成熟,待冷却至30℃,加少许的水和一定量的“酒药”(实际是酵母菌菌种)与米饭混合后置于一瓷坛内(其他容器也可),在米饭中央挖一小洞,加盖后置于适当地方保温(28℃),12小时即可。请从以下几个方面对发酵过程做一简单的分析。
(1)先将米煮一煮的目的是______________________。
(2)为什么要冷却到30℃后才能加入“酒药”?______________________
(3)在中央挖一小洞的原因是______________________。
(4)发酵坛并没有完全密封,坛内无氧发酵的环境是如何形成的?_________________。
(5)家庭酿酒的关键是保温和放“酒药”,如果米的量很多而放的“酒药”太少,常常导致甜米酒因变质而失败。其主要原因是________________________。
答案:①杀灭杂菌 ②太高的温度会杀死或抑制酵母菌
③有利于透气,使酵母菌在开始时能迅速繁殖
④有氧呼吸消耗了氧气;呼吸产生的水使发酵液增多,淹没了米饭,形成了无氧环境
⑤米多酒药少,造成酵母菌起始密度太低,不能迅速繁殖形成生长优势,往往导致杂菌感染
2.天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类,用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转人酿酒酵母菌,获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题:
(1)将淀粉酶基因切割下来所用的工具是 ,用 将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子,下一步将该DNA分子 ,以完成工程菌的构建。
(2)若要鉴定淀粉酶基因是否插人酿酒酵母菌,可采用的检测方法是 ;若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶,可采用 检测。将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上,培养一定时间后,加入碘液,工程菌周围出现透明圈,请解释该现象发生的原因。 ;
(3)如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小?
(4)微生物在基因工程领域中有哪些重要作用?
答案:(1)限制性核酸内切酶,DNA连接酶(1分),导入酿酒酵母菌。
(2)DNA分子杂交技术;抗原-抗体杂交或淀粉酶活性,该工程菌产生的淀粉酶可分泌至培养基,水解淀粉后的区域,遇碘不再变蓝色,产生透明圈。
(3)测定相同培养条件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精产量。
(4)①工具酶主要来自微生物;②最重要的目的基因供体库之一;③目的基因的载体之一;④作为受体细胞;⑤提供用于发酵的工程菌。
3.下图为胡萝卜素的提取装置示意图,回答有关问题:
1)胡萝卜素是一种脂溶性物质,因此选取的萃取剂应具有的特点是 。
2)乙醇和丙酮能否用于胡萝卜素的萃取? 。原因是 。
3)萃取分离胡萝卜素的常用方法是 法。
4)本实验对 样品和 样品进行点样,以便于进行 ,点样时,应注意要 。如果 说明提取胡萝卜素的实验成功。
5)提取胡萝卜素的实验流程是 、 、
、 、 。
6)在纸层析时,为何要盖上玻璃盖? 。
7)装置1是 。其作用是
8)试画出纸层析装置示意图
答案:1)较高的溶点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶,同时还要考虑萃取效率、对人的毒性、是否易燃等
2)不能,胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮,但它们是水溶性溶剂,因萃取过程中能与水混溶而影响萃取效果,所以不用它们作萃取剂。
3)萃取 4)标准 提取 快速细致,并加以干燥 萃取样品中出现了和标准样品一样的层析带 5)粉碎 干燥 萃取 过滤 浓缩6)丙酮有毒,防止丙酮的挥发对人体造成伤害7)冷凝管 防止加热时有机溶剂的挥发 8)略
4.下图表示植物分化、脱分化和再分化过程及其关系。试回答相关问题:
(1)离体的高度分化的细胞(如二倍体体细胞、花粉细胞)要形成愈伤组织,需要顺利进行①④ ,在此过程中除了需要各种无机营养物质外,还需要在培养基中加入各种有机营养物质如氨基酸、维生素、 (某种糖类)等,以及植物激素_________和______________。
(2)脱分化形成的愈伤组织细胞与正常体细胞相比,前者在结构的特点是________ __
_ 。
(3)图中“单倍体性细胞”是正常植物体经_____ _____形成的,在这一过程中细胞中的遗传物质有何种变化?_______________________________ ______。
(4)细胞能发生分化的根本原因是_____ __ __。
(5)该图表示的是植物细胞工程中的植物组织培养技术,该技术的原理是
。
答案:(10分)(1)脱分化 蔗糖 生长素、细胞分裂素 (2)高度液泡化、无定形状态的薄壁细胞 (3)减数分裂 染色体复制一次,平分两次,子细胞中染色体数目是亲代细胞的一半(仅回答:染色体数目减半不得分) (4)基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果 (5)植物细胞具有全能性
5.以下是制作果醋的流程示意图。试回答下列有关问题。
实验原理:醋酸菌是一种好氧细菌,只有在氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇最终转变成醋酸。
(1)醋酸菌的新陈代谢类型是________ ____。
(2)某同学设计了右图所示的装置。装置中充气口的作用主要是在_________阶段通入无菌空气;排气口排出的主要是________(气体)。
(3)在酒精发酵阶段主要发生的化学反应是___________ ___________(总反应式)。如果酒精发酵时,应该关闭 口,最终的产物是否有酒精,可以用 检验。
(4)若发现此过程中装置内温度有所上升,这是由于__________________的缘故。
(5)醋酸菌将乙醇转化成醋酸的化学反应式是________________________。
答案:(7分)(1)异养需氧型 (2)醋酸发酵 CO2
(3) 充气口
(4)微生物呼吸产生的能量中一部分以热能形式释放
(5)C2H5OH+ O2--→CH3COOH+H2O(2分)
6. 腐乳是我国民间传统发酵食品,营养丰富,味道鲜美。请回答有关问题:
(1)腐乳制作中,起主要作用的生物是_______________,它与乳酸菌在结构上的主要区别是_________________________________________。
(2)有腐乳制作中,加盐的目的是(写三个):___________________________________、_______________________________________、_____________________________。
(3)卤汤中酒的含量为何要控制在12%左右?_________________________________。
(4)腐乳的前、后期制作中温度和空气条件是否一样,试说明。
答案:(1)毛霉(1分);毛霉有成形的细胞核(1分)
(2)抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质(1分);加盐析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬,在后期制作过程中不会过早酥烂(1分);有调味作用(1分)
(3)酒精含量过高,腐乳成熟的时间将会延长,酒精含量过低,不足以抑制微生物的生长,可能导致豆腐腐败(2分)
(4)不一样,前期:15~18℃ 空气中 后期 30℃ 放入坛中密封(3分)
7.如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:
(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料,原因是____________________________。
(2)制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比约为___________,盐水需煮沸并冷却后才可使用,原因是___________________________________________________________。
(3)泡菜的制作方法不当,很容易造成泡菜变质,甚至发霉变味,试分析可能的原因:______________________________________________________________________。
(4)测定亚硝酸盐含量的方法是___________________。
答案:(1)亚硝酸盐的含量低(2分) (2)4:1(2分);加热煮沸是为了杀灭杂菌,冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响(2分)
(3)泡菜坛子密封不严或取食工具不卫生,或盐的比例过小,都会引起杂菌滋生、泡菜变质(2分) (4)比色法(2分)
8. 紫草素是紫草细胞的代谢产物,可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。
(1)在生产前,需先加入紫草细胞作为反应器中的"种子"。这些"种子"是应用组织培养技术,将紫草叶肉细胞经过____________而获得的。这项技术的理论基础是___________。
(2)从图中可以看出:反应器中紫草细胞的生长呈现_____________规律;影响紫草素产量的因素是____________和____________。
(3)在培养过程中,要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是___________________和___________________________。
答案:(8分)(1)脱分化(或脱分化形成愈伤组织) 细胞的全能性(2)S型增长 细胞数量 细胞所处的生长期(3)保证氧气供应充足 使细胞与培养液充分接触
9.将基因型为AaBb的小麦的花粉细胞通过无菌操作接入含有全部营养成分的培养基的试管中,在一定条件下诱导形成试管幼苗,其过程如下图:
小麦的花粉细胞①—→愈伤组织②—→丛芽③—→植株
(1)发育成的植株④称为_____________,基因型有_____________________________。
(2)小麦形成花粉的细胞分裂方式是_____________,花粉发育成植物体的过程中细胞分裂方式是________________。
(3)若得到可育的植株,需要用____________对_________(填符号)进行处理,所获得的基因型可能是_______________________________________。
(4)①→②过程需要的条件有________。(A.营养 B.激素 C.光照 D.pH)
答案:(1)单倍体(1分);AB、Ab、aB、ab(1分) (2)减数分裂(1分);有丝分裂(1分)(3)秋水仙素(1分);③(1分);AABB、AAbb、aaBB、aabb(2分) (4)ABD(2分)
10.腐乳是我国古代劳动人民创造的一种经过微生物发酵的大豆食品。腐乳味道鲜美,易于消化吸收,所以一直受到人们的喜爱。请结合腐乳制作的原理及流程示意图设计实验方案,探究影响腐乳品质的因素:
(1)图中a、b表示的是___ _,它们的来源是___ __,作用是___ __。
(2)过程一中,为保证产品的质量,应采取的措施是____ _。
(3)过程二应如何具体操作?__ __。这样,既不使豆腐块过早酥烂,又能避免豆腐块腐败变质。
(4)过程三中卤汤配制所需的材料有_____ _______。
(5)过程四应如何操作才能取得最佳效果?_______ _________。
(6)怎样用同样的原料制作出不同风味的腐乳?_____ _____________。
答案:(8分)(1)蛋白酶和脂肪酶 毛霉等微生物 将蛋白质分解为肽和氨基酸,将脂肪水解为甘油和脂肪酸(2)在严格无菌的条件下,将优良毛霉菌种接种在豆腐上,在适宜的温、湿度条件下生产(3)将长满毛霉的豆腐块整齐地摆放在瓶中,并逐层加盐,随着层数的加高而增加盐量,接近瓶口的表面盐要铺厚-些(4)12%左右的酒(料酒、黄酒、米酒、高粱酒等)和香辛料(胡椒、花椒、八角、桂皮、姜、辣椒等)(5)密封时,将瓶口通过酒精灯的火焰,再用胶条密封瓶口。(6)控制豆腐的含水量、发酵条件以及装罐时加入的辅料成分。
选修2 生物科学与社会
生物科学与农业
1.随着化学农药的产量和品种逐年增加,害虫的抗药性也不断增强,对农作物危害仍然很严重。如近年来,棉铃虫在我国大面积爆发成灾,造成经济损失每年达100亿元以上。因此,科学家开展了“转基因抗虫棉”的研究,成功地将抗虫基因导入棉花细胞中,得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达80%以上。请回答:
(1) 害虫抗药性的增强是 的结果。
(2)“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为 。
(3) 该项科技成果在环境保护上的重要作用是 。
(4) 科学家们预言,此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后,也将出现不抗虫的植株。出现此现象根本原因是 。
答案:(1)自然选择????? (2)复制 抗虫基因 转录→mRNA 翻译→毒蛋白????????????????????????????? (3)减少农药的用量,减轻农药对环境的保护生态平衡(4)基因突变
2.下图为对一块马铃薯甲虫成灾区使用两种杀虫剂的实验结果曲线图,试分析:
(1)曲线下降为什么不可能达到0?
(2)曲线回升是通过 之间的 来实现的。
(3)杀虫剂的使用对甲虫起了 作用,这种作用是 (定向、不定向)的,结果导致甲虫的抗药性 (增强、减弱)。
(4)根据以上分析,使用杀虫剂治虫有其缺点,主要有:
① 。
② 。
针对这些缺点,你认为消灭应采用什么方法较好?。
______________________________________________________________________
答案:(1)由于变异是不定向的,部分甲虫具有抗药性(2)甲虫与杀虫剂 生存斗争
(3)选择 定向 增强(4)①使具有抗药性害虫的比例上升 ②对环境造成污染 生物防治等
3.现在很多地区的农民利用塑料大棚培植花卉、蔬菜,不但丰富了市场,而且能收到较好的经济效益。试结合大棚内种植中的一些技术环节分析回答下列问题:
(1)在寒冷的冬季,大棚内仍有较高的温度,能保证植物的正常成长,大棚内温度较高的原因是:① ;
② ;
③ 。
地球“温室效应”中和塑料大棚内起作用物质是 。
(2)制大棚所用的塑料薄膜有多种颜色,如无色、红色、绿色、蓝色等,从促进光合作用的角度分析,何种颜色最好? ,为什么? 。
(3)夜间适当 大棚内的温度,有利于提高植物产量,因为
。
(4)大棚内每天要适合通风,否则棚内植物将不能成长,这主要是因为
_______________________________________________________________。
答案:(1)①植物代谢产热 ②阻止了对流散热 ③太阳辐射热量输入大于热量输出 CO2 (2)无色 各种波长的光都能通过
(3)降低 减少细胞呼吸消耗有机物,有利于有机物积累
(4)植物生长需要CO2做原料进行光合作用
4.生物防治就是利用病虫害的天敌生物来防治病虫害的方法和途径,请问生物防治的基本策略是什么?
答案:(4分)(1)控制害虫密度(2)诱导植物的抗性 (3)保护排斥系统 (4)使病菌或害虫生病
5.科学工作者做了这样一组实验,把被农药污染的土壤分成两组,一组土壤高压灭菌,另一组土壤不灭菌,然后把两组土壤放入温室中培养数周后,结果如下图,请回答:
1)高压灭菌组为曲线 ;对照组为曲线 。
2)A曲线的形成原因是 。
3)B曲线的形成原因是 。
答案:1)A 、B 2)高压灭菌杀灭了士壤中的微生物,农药分解慢
3)没有经过灭菌,土壤中的微生物能分解农药且速度快。
第二章 生物科学与工业
1.制备培养基方法:将蛋白胨、NaCl和牛肉膏放入烧杯内,加200mL蒸馏水,用玻璃棒搅匀后,在酒精灯上加热。当蛋白胨、牛肉膏融化后,加入琼脂,用微火继续加热至琼脂溶化,补充水至200mL。用0.1mol/L的NaOH或0.1mol/L的HCl将pH调至7.0~7.2,分别对培养基和培养皿进行高压蒸汽灭菌。当培养基的温度下降到50℃时,将其分装在5套培养皿中,当培养基冷却至室温,按下表分别进行处理。将处理完毕的培养基置于35℃的温度下培养2~3天,观察每个培养基中的细菌生长情况。请回答下列问题:
第1套
开盖,在空气中暴露10s
第2套
用手指接触培养基约10s
第3套
用硬币接触培养基约10s
第4套
用滤纸擦一下课桌,再接触培养基约10s
第5套
对照(不打开盖)
(1)该培养基中,含有的营养物质有_______________________。
(2)从培养基的物理性质来看,上述培养基是__________培养基,该种培养基主要用于微生物的______________________等。
(3)实验中,有三处特别强调温度控制,请简要说明其控制温度的科学道理。
①“高压蒸汽灭菌后培养基的温度下降到50℃”______________________________。
②“当培养基冷却至室温,按下表分别进行处理”____________________________。
③“将处理完毕的培养基置于35℃的温度下培养”___________________________。
答案:(1)碳源、氮源、生长因子、水分、无机盐(2分)
(2)固体(1分);分离和计数(1分)
(3)①防止培养基的温度过高使培养皿因受热不均而破裂(1分)
②防止培养基温度过高杀死接种在其上的细菌(或微生物)(1分)
③让细菌在适宜的温度下快速生长繁殖(1分)
2.发酵工程在工业生产上得到广泛应用,其生产流程如下图所示。结合赖氨酸或谷氨酸的生产实际,回答相关问题。
(1)人工控制微生物代谢的措施包括 和 。目前采用① 已经选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的 新菌种。
(2)在发酵过程中,产物源源不断地产生。这说明赖氨酸或谷氨酸的生产采用了 的发酵方式。在生产过程中,由于赖氨酸或谷氨酸的发酵菌种为 ,常需增加通氧量。当发酵生产的产品是代谢产物时,还要采用② 等分离提纯的方法进行提取。
答案:(1)改变微生物遗传特性 控制生产过程中的各种条件 诱变育种 黄色短杆菌
(2)连续培养 好氧菌 萃取(或蒸馏或离子交换等)
3.人们为了尽快地除去衣服上的污垢油渍,常常使用洗衣粉,请回答:
(1)为洗去衣服上的奶渍,常使用加酶洗衣粉,这是哪种酶? ??????? 。
(2)用加酶洗衣粉浸泡衣服时,为何用温水而不用沸水?
(3)这些酶的化学本质是 ,其基本单位的结构通式为 。
(4)加酶洗衣粉属于 ,它的生产应包括
等步骤。
答案:(1)蛋白酶、脂肪酶等 (2)温水能提高酶的催化效率,沸水破坏酶的结构,使酶失去催化能力(3)蛋白质; (4)酶制剂;酶的生产、提取、分离纯化和固定化
4.现有磨浆机、烧杯、滴管、量筒、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、试管、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液,下表是某小组利用上述材料进行的有关实验:(“/”表示不加)
请回答下列问题:
(1)磨浆机的作用是 。
(2)若要验证果胶酶的作用,应把 两个烧杯同时取出并 ,观察并比较 。预期的实验现象与结果是: 。
(3)比较烧杯甲、丙、丁可知: 能影响酶的活性。
(4)表中①处的内容是 。
(5)请你设计一张表格,用来记录利用上述材料“探究果胶酶最适用量”的实验结果。
答案:(16分) (1)制取苹果泥(1分) (2)甲与乙(2分) 过滤相同时间(2分) 果汁的体积与澄清度(2分) 甲果汁的体积多于乙且比乙澄清(2分)
(3)pH值(酸碱度)(1分) (4)质量分数为2%的果胶酶溶液(2分)
(5)
组号、加入苹果泥的量(mL)、质量分数为2%的果胶酶溶液量(mL)、所得果汁的体积(mL)各栏目分别为1分。(单位可以不用mL,如用滴等,组数也不定。)
5.某一酒厂以大米为主原料用酵母菌发酵生产酒精度数不低于12度的米酒,其工艺流程:糖化 发酵 后加工。发酵阶段主要在5m2的发酵罐中进行,主要工艺为:原料
接种菌种 通气培养 密封发酵。
(1) 糖化阶段主要包括蒸煮大米及加入“糖化酶”等。“糖化酶”应该包括的主要酶__________,“糖化酶”使(大米中)淀粉发生的主要变化是__________________________。
(2)接种后通气培养的主要目的是______________________________,此时酵母菌主要以______方式快速繁殖。在接种时常加尿素或其他肥料,其目的是_______ __________。
(3)密封的目的是_______________________________________________________________。
(4)酵母菌的代谢类型是______________________。
答案:(1)淀粉酶和麦芽糖酶 淀粉—麦芽糖—葡萄糖
(2)酵母菌进行有氧呼吸,有利于酵母菌的繁殖 出芽生殖 供给酵母菌进行生长、发育、繁殖等生命活动所必需的氮源
(3)供给无氧的环境,有利于酵母菌的发酵
(4)兼性厌氧型
6. 如右下图所示为发酵工程生产产品的流程图,
(1)能生产人生长激素的工程菌是通过①培养的,①是____________________ ;高产青霉素菌种是通过②培育的,②是_________________,③是________________________。
(2)整个过程的中心阶段是发酵,要随时取样检测培养基中的细菌数目、产物浓度等。同时,要严格控制___________________________和通气量、转速等发酵条件。
(3)若⑥是单细胞蛋白的话,⑥______________;氨基酸、维生素属⑦中的产物,⑦_____________。
答案:(1)基因工程 诱变育种 细胞工程
(2)溶氧量 温度 PH
(3)微生物菌种 微生物代谢产物
7.阅读下面短文,回答有关问题:
自中国广东严重急性呼吸道综合症(SARS,即非典型肺炎)感染事件爆发以后,香港、新加坡、越南、加拿大、德国、美国、台湾等国家和地区也陆续出现相似的感染病例。
世界卫生组织正透过一项国际多医学研究中心计划,加速找出非典型肺炎的致病原因和治疗方法。最新研究表明,冠状病毒的一个变种是该病的始作俑者。
非典型肺炎还没有特定的疗法。但是,世界各地的医务人员一直在用抗病毒药物和类固醇药物治疗。据路透杜消息,香港医生尝试从已康复的非典型肺炎病人体内取得血清,用来治疗病情严重的病人,结果取得良好的效果,他们的血清成了许多病重者的救命良药。
(1)组成冠状病毒的化学元素一定有 。
(2)生产抗病毒药物需要的生物技术是 。
(3)从已康复的非典型肺炎病人体内取得的血清可以成为许多病重者的救命良药,这是因为康复者血清中有 。
(4)如用小鼠的 细胞与康复者的某一种 细胞融合,所得到的融合细胞就能大量增殖,产生康复者血清中含有的物质,可以快速使易感者获得抗病能力和治疗病人。该融合过程需在 的诱导下完成。
答案:(6分)(1)C、H、O、N、P(1分) (2)基因工程(或细胞工程、生物工程) (1分)
(3)抵抗病毒的抗体(1分) (4)骨髓瘤(1分) 淋巴(1分) 灭活的仙台病毒(1分)
8.下列ABC三图依次表示酶浓度一定时,反应速度和反应物浓度、温度、pH值的关系.请据图回答下列问题:
(1)图A中反应物达到某浓度时,反应速度不再上升,若要继续升高反应速度,应适量添加______。
(2)将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和75℃水浴锅中,20分钟后取出
转入37℃的水浴锅中保温,两试管内反应分别应为:甲__________,乙________。
(3)图C表示了______催化反应的速率变化曲线。
答案:(1)反应所需要的酶 (2)速度加快 无催化反应 (3)不同PH条件下酶
9.胰蛋白酶作用于一定量的某种物质(底物),温度保持,pH保持在最适值,生成物量与反应时间关系如下图,请回答下列问题:
(1)该酶作用的底物是______________。
(2)在140分钟后,曲线变成水平,这是因为
_____________ __。
(3)若增加胰蛋白酶浓度,其他条件不变,请在
原图上画出生成物量变化的示意曲线。
(4)若胰蛋白酶浓度和其他条件不变,反应液pH值由2逐渐升高到10,则酶催化反应的速度将___________,原因是____ _______。
(5)下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是 ( )
答案:(7分) (1)蛋白质 (2)底物量一定,底物已被消耗尽 (3)略
(4)不变 在pH=2时酶已经失活 (5)B
10.某同学用实验来探究pH值对酶活性的影响。他准备了5份含有的等量果胶酶溶液的试管,用0.1%的盐酸或氢氧化钠溶液调节至不同的pH值,每支试管加五块0.1cm3的正方体苹果块,试管均置于25℃室温条件下。
(1)请你帮助选取pH值梯度 。
(2)为使实验在更短的时间内完成,请写出一处改进实验的方法 。
(3)生成果汁量与酶活性强弱的关系是 ,可根据
来判断最适pH值。
答案:(每空2分,共8分)(1)5、6、7、8、9(说明,其他合理答案也可)
(2)将温度由25℃提高到大约50℃(或升高温度)或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(果汁的澄清度)
第三章 生物科学与健康
1.滥用抗生素往往会导致细菌耐药性的产生。
(1)细菌抗药性变异的来源属于 。
(2)尽管在细菌菌群中天然存在抗药性基因,但是使用抗生素仍可治疗由细菌引起的感染,原因在于菌群中_______________________________________________。
(3)细菌耐药性的形成是抗生素对细菌进行 的结果,其内在实质是 。
(4)在抗生素的作用下,细菌往往只要一到两代就可以得到抗性纯系。而有性生殖的生物,淘汰一个原来频率较低的隐性基因,形成显性纯合子组成的种群的过程却需要很多代,原因是 。
答案:(1) 基因突变 (2) 有抗药性基因的个体占极少数(抗药性基因频率极低)
(3) 定向选择;菌群中抗药性基因频率增加 (4) 隐性基因可通过杂合子保存下来
2.单基因遗传病可以通过核酸杂交技术进行早期诊断。镰刀型细胞贫血症是一种在地中海地区发病率较高的单基因遗传病。已知红细胞正常个体的基因型为BB、Bb,镰刀型细胞贫血症患者的基因型为bb。有一对夫妇被检测出均为该致病基因的携带者,为了能生下健康的孩子,每次妊娠早期都进行产前诊断。下图为其产前核酸分子杂交诊断和结果示意图。(1)从图中可见,该基因突变是由于 引起的。巧合的是,这个位点的突变使得原来正常基因的限制酶切割位点丢失。正常基因该区域上有3个酶切位点,突变基因上只有2个酶切位点,经限制酶切割后,凝胶电泳分离酶切片段,与探针杂交后可显示出不同的带谱,正常基因显示 条,突变基因显示 条。
(2)DNA或RNA分子探针要用 等标记。利用核酸分子杂交原理,根据图中突变基因的核苷酸序列(…ACGTGTT…),写出作为探针的核糖核苷酸序列 。
(3)根据凝胶电泳带谱分析可以确定胎儿是否会患有镰刀型细胞贫血症。这对夫妇4次妊娠的胎儿Ⅱ-l~II-4中基因型BB的个体是 ,Bb的个体是 ,bb的个体是 。
答案:(8分)(1)碱基对改变(或A变成T) 2 1
(2)放射性同位素(或荧光分子等) …UGCACAA…
(3)Ⅱ一l和Ⅱ一4 Ⅱ一3 Ⅱ一2
3.将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗,饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。
请根据以上图表回答下列问题。
(1)在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中,使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶,其最主要的特点是 。
(2)PCR过程中退火(复性)温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列,图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度?__________。
(3)图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求? 。
(4)为将外源基因转入马铃薯,图1步骤⑥转基因所用的细菌B通常为 。
(5)对符合设计要求的重组质粒T进行酶切,。假设所用的酶均可将识别位点完全切开,请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列,对以下酶切结果作出判断。
①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切,得到_________种DNA片断。
②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切,得到_________种DNA片断。
答案:
4.下面是最早发现抗生素——青霉素的科学家弗莱明所进行的探索过程。
观察及对问题的认识:细菌培养基中,偶然生出青霉菌,在其周围细菌没有生长。为什么出现这种现象?
假设: 。
进行实验:把青霉菌放在培养液中进行培养,观察使用这种培养液对细菌生长的影响。
结果:这种培养液阻止了细菌的生长和繁殖。
结论: 。
弗莱明在持续研究中分离出了这一物质,分析出它的特征,并将它命名为青霉素。
说明:① 在实验室培养细菌、真菌常用琼脂配制成凝胶,平铺在培养皿里
作为培养基(图2—9A)。
② 某细菌需要添加特殊培养液才能正常生长(图2—9B)。
请回答:
(1) 作为这一实验的下列假设中,最为恰当的是( )
A.青霉菌能产生有利于人类的物质 B.青霉菌污染了细菌生长的培养基
C.青霉菌可能吞噬了细菌 D.青霉菌可能产生了不利于细菌繁殖的物质
(2) 为了证明青霉素确实是由青霉菌产生的而不是培养液和培养基中的其他物质产生的,则应设计对照实验,其实验方法是 .
(3) 若对照组实验结果为 ,则充分证明青霉素确实能产生可阻止细菌繁殖的物质。
答案:假设:青霉菌会以某种方式抑制周围细菌的生长。结论:青霉菌会产生某种物质抑制周围细菌的生长。(1) D?? (2) 对照组的培养液和培养基中均不加入青霉菌,观察细菌的生长繁殖(3)细菌正常生长繁殖
5.周红(女)的母亲和李南(男)的母亲,由于某种意外在怀孕期间都曾受到过核辐射。现发现李南患有红绿色盲症,周红患有侏儒症(常染色体显性基因控制),他们的父母、外祖父母、祖父母表现均正常。
(1)有人怀疑他们的疾病与他们的母亲在怀孕期间受到过核辐射有关。你认为谁最有这种可能?为什么?
(2)如果两人结婚,为减少生出病孩的几率,应选择什么性别的孩子为好?为什么?
(3)基因检测可以确定胎儿的基因型。如果两人结婚后,周红怀了一个男胎,是否有必要通过基因检测来测定该男婴是否带有红绿色盲症基因?为什么?
答案:(1)周红的致病基因更有可能是核辐射导致的结果。因为侏儒症是常染色体显性遗传病,其父母表现型正常,不会含致病基因,所以周红的致病基因只能来自基因突变,而其母在怀孕期间受到过核辐射,很可能导致卵细胞中的基因发生突变,并传给了周红。李南的红绿色盲症为伴X隐性遗传病,其父母表现型正常,但其母亲可能为携带者,含有红绿色盲基因,传给李南。
(2)不需考虑。因为侏儒症是常染色体显性遗传病,与性别无关;而红绿色盲症为伴X隐性遗传病,李南是患者,基因型为XbY,周红不患红绿色盲症,基因型可能是XBXb或XBXB,若为XBXB,则后代均正常,若为XBXb无论生男生女,患病几率都是50%。
(3)有必要进行基因检测。周红可能是XBXb或XBXB,男胎儿仍有可能带有红绿色盲症基因。
6.日常生活中有很多不合理使用抗生素的例子:a、当某人身体出现炎症时,他觉得上医院看病太麻烦,就直接上药店购买一些抗生素服用。以前这样做,相同的炎症也治好了。b、平常使用的消毒液、洗手液里,加入抗生素成分后,除菌效果更好,所以得到一些消费者的欢迎。c、有人在栽种农作物和饲养畜禽时,为了更有效地防病灭菌,就在农药或饲料中添加多种抗生素。请回答滥用抗生素会带来的危害?
答案:(5分)(1)、有利于耐药菌群的出现;(2)、会影响机体内环境的稳态;(3)、造成机体内菌群失调;(4)、造成环境中耐药菌株增多;(5)、可通过食物链进入人体,影响人体的健康。
7.请写出下列的避孕方法所对应的生物学原理(即避孕的原理)
避孕方法
生物学原理
安全期避孕法
服用避孕丸
屏障避孕法
外科手术避孕法
输精管结扎手术
输卵管结扎手术
答案:(10分)
避孕方法
生物学原理
安全期避孕法
抗受精
服用避孕丸
抗排卵、抗受精、抗着床、抗早孕
屏障避孕法
抗受精
外科手术避孕法
输精管结扎手术
抗受精
输卵管结扎手术
抗受精、抗排卵
8. 依据相关材料,回答有关问题。
利用无菌技术将某种细菌接种到培养皿内的培养基上,以不同方式处理培养皿(图中阴影部分表示有细菌,
(1)步骤1和步骤2的实验结果不同,其原因是
。
(2)步骤4和步骤5的结果也不同,其原因是步骤4 ;步骤5 。
(3)根据步骤3的实验结果判断,同时使用抗生素P和抗生素Q治疗这种细菌引起的疾病,疗效如何?为什么?
(4)试说明滥用抗生素治疗细菌感染的疾病有哪些危害?
答案:(1)抗生素P和抗生素Q都能抑制细菌生长,但抗生素Q的杀菌(抑菌)能力比抗生素P的强。
(2)步骤4的温度适宜,细菌生长; 步骤5的温度太低,细菌不能生长。
(3)抗菌效果不好,疗效明显降低。因为抗生素P和抗生素Q的重叠部分有阴影,说明有细菌生长。原因是抗生素P和抗生素Q的相互作用,使二者都失去了部分杀菌能力。
(4)由于抗生素对细菌中抗药性强的变异个体的定向选择作用,长期使用抗生素,会导致抗药性强的菌株出现,使原有抗生素的杀菌(抑菌)效果降低;同时使用多种抗生素,也会使各种抗生素都失去部分杀菌能力,杀菌效果降低。
9.某种哺乳动物的心脏形状、大小很像人的心脏,有可能成为人体器官移植的重要来源,但会人体的强烈排斥,这主要是因为该动物有一对纯合的基因(AA)能表达GT酶,从而使细胞表面具有一种多糖类物质。人体能够识别该多糖类物质,从而确定该心脏是外来的异种器官。经过科学家多年努力,目前得到了编码GT酶的一对基因中有一个丧失表达功能的一些新型个体(Aa)。请回答:
(1)人体对该动物心脏的排斥,是人类 系统作用的结果,其本质是人体的 与该动物的 相互作用。
(2)上述新型个体能否作为人体器官移植的来源?为什么?
(3)今后用常规的杂交方法能否获得GT酶一对基因都丧失表达功能的个体?说明理由。
答案:(1)免疫 抗体 抗原 (2)不能。因为该新型个体控制GT酶的一对基因中仍有一个具有表达功能。(3)能。因为现有新型个体的一对GT酶基因中,有一个丧失表达功能,所以杂交的后代会出现一对GT酶基因都丧失表达功能的个体10.1952年,莱德伯格夫妇通过“影印培养法”,研究大肠杆菌抗链霉素的突变与环境因素的关系。实验的过程如图14所示。
说明:将原始菌种培养在1号培养基中,待长出很多菌落后,将灭菌绒布面按到1号培养基上,使绒布面沾上各个菌落。然后再将绒布面分别按到2号和3号培养基上,使绒布面上的菌落按照原位接种到2号和3号培养基上,这种接种方法称为“影印接种”。同理,6号和7号接种自5号培养基,10号和11号接种自9号培养基。
请据此实验回答下列问题:
(1)细菌抗药性变异的来源属于 。从培养基的功能上看,含有链霉素的培养基属于 培养基,若在培养基中加入伊红-美蓝,则培养基中的菌落颜色表现为 ,如果3中没有细菌长出,说明______。
(2)根据3中菌落所在的部位,挑取2号培养基中相应部位的菌落在4中扩大培养。同理,进行5~12的操作。3号、7号、11号培养基中加入链霉素的作用是 ,
3号培养基中的菌落比1号和2号中的菌落少很多,这说明
(3)3号与2号培养基中的菌落数的比值,是抗性菌落(株)占全部菌落(株)的比例。观察实验结果,判断4、8、12中抗性菌落(株)的比例最大的是 ,其中的细菌及其亲代有没有接触过链霉素? 。
(4)可见,细菌抗药性的形成是在施加链霉素之 (前或后)。链霉素对细菌抗性菌落(株)的作用在于 ,其内在实质是 。
(5)尽管环境中细菌菌群中存在抗药性基因,但是目前仍使用抗生素治疗由细菌感染引起的疾病。原因在于菌群中 。如果不加节制的滥用抗生素,可能导致的后果是抗生素的药效 。
答案:每空1分(1)基因突变 选择、深紫色(黑色)、没有产生抗性菌株(没有产生突变基因)(2)选择混合菌种中的抗药性菌落 生物的突变率很低(3)12 没有
(4)前 定向选择 菌群中抗药性基因频率增加
(5)有抗药性基因的个体占极少数(抗药性基因频率极低) 降低
第四章 生物科学与环境
(09研)1.松材线虫是入侵物种,1982年首次在我国南京发现,以后相继在安徽、山东、浙江、广东等省的局部地区发生并流行成灾,造成大量松树枯萎、死亡,其种群数量在我国的变化如下图所示。传播松材线虫的主要媒介是松墨天牛,从病树中长成的松墨天牛几乎都携带松材线虫。请在标有序号的空白处填空,并将序号及相应答案写在答题纸上:
(1) 图中A点之前,属于 ⑾ 阶段。
(2) 图中A—B之间,是松材线虫种群发展的 ⑿ 时期。
(3) 图中B—C之间,是松材线虫种群发展的⒀阶段,种群数量增加缓慢的主要原因是⒁ 。
(4) 图中C点以后,是松材线虫种群发展的⒂ 阶段。此阶段种群具有 ⒃ 的生态学特
征。; ·’
(5) 控制松材线虫扩散应⒄、⒅和⒆。
(6) 外来物种入侵的途径:人为有意引入、人为无意引入和 ⒇ 。
答案:(1)⑾引入(1分) (2)⑿瓶颈(或建立种群)(1分)(3)⒀迟滞(1分) ⒁入侵时间短,个体数量少(1分)(4)⒂扩散和暴发(1分) ⒃合理的年龄结构和性别比例1分)(5)⒄加强检疫(1分) ⒅焚烧病树(1分)⒆捕杀松墨天牛(1分)(6)⒇自然入侵(1分)
2.在原产地以外定居、生长、繁育的生物种被称为“外来种”、“侵入种”。近年来,人们对物种入侵的后果及对策格外关注。请回答:
(1)目前在我国一些地区引进的大米草、水葫芦等外来种急剧生长,甚至取代了当地的优势物种,这一现象引起了各界的关注。请依据生态学原理回答:
①外来种在侵入地区定居扩张的原因是 和 。
②外来物种对原有生态系统产生的影响是 。
(2)在我国温带水域,水葫芦生长旺盛,既可消耗水中多余的养分,又可作为饲料和绿肥,发挥了较好的生态效益。然而,把它引种到亚热带水域却因为生长过于旺盛而引发了生态灾难。请简要说明产生这种差异的自然地理原因。
(3)水葫芦疯长为什么会导致湖中鱼虾的大量死亡?
答案:(1)①环境条件适宜 没有捕食者 ② 破坏原有生态系统的平衡
(2)温带冬季寒冷,水葫芦不再生长,亚热带的热量条件优于温带,水葫芦一年四季均可生长(3)缺氧 产生有毒物质等
3.某池塘中生长着浮游植物、浮游动物,水草、虾、鲫鱼、草鱼、乌鱼等水生动植物。由于池塘附近有一些工厂和居民区经常向池塘中排放工业废水和生活废水。经检测池塘中汞、镉等重金属严重超标,氮、磷等大量富集导致浮游植物和浮游动物大量繁殖,造成水中溶解氧含量降低,使水体处于严重缺氧状态,致使鱼类等生物大量死亡、腐败,其尸体在微生物的作用下分解产生出难闻的气味(硫化氢、氨等)。请根据上述材料回答下列有关问题:
(1) 请写出该池塘中一条含有4个营养级的食物链 。
(2) 在该池塘中体内汞、镉等重金属含量最高的生物是 。
(3) 氮、磷是生物体必需的大量元素,为什么水体中氮、磷含量过高,反而会污染水质?
(4) 池塘中有难闻气味的物质硫化氢、氨是尸体中 分解产生的。
(5) 该池塘生态平衡遭到破坏的因素是 。
(6) 请根据所学的知识,谈谈如何对该地区池塘进行治理,使其恢复生态平衡?
答案:(1)浮游植物→游游动物→鲫鱼→乌鱼 (2)乌鱼 (3)池塘中氮磷含量过高时,植物因吸收大量的氮磷而生长旺盛,大量藻类以及浮游动物因呼吸作用而消耗大量的氧气,使水体严重缺氧,鲁类等生物因氧气不足而死亡、腐败,污染了水质。 (4)池塘中的硫化氢气体、氨是尸体的蛋白质分解产生的 (5)该池塘生态平衡遭破坏是人为因素引起的 (6)要加强科普宣传和环境保护知识的宣传,提高对环境保护的认识,要使保护环境成为人们的自觉行为;工厂一定要增加环保投资,添置有关必要的环保设备,对排放的污水进行预处理,达到国家的有关污水排放标准后方能排入池塘。必要的话也可支用法律手段强制执行;对居民排放的污水要通过一定的下水管道系统集中起来,进行污水的净化处理,达到国家标准后才排入池塘;保护好池塘生态系统中生物及整个生态环境,保护好周边地区的绿化
4.某中学的学生为了调查该地区某湖泊的水质污染状况,在注入湖泊的4个主要水源的入口处采集水样,并镜检水样中的动植物的种类和数量,结果如下:①号水源水样中有单一种类的纤毛虫,如草履虫,且数量极多;②号水源水样中单细胞藻类的种类较多,且数量也极大;③号水源水样中未见任何动植物,且发出刺鼻的气味;④号水源水样中浮游动植物均有发现,但数量不多。根据以上结果回答:
(1) 该湖泊的污染源中污染的严重性由重到轻的排列顺序是 。
(2) ①号水源的污染物主要是 ;②号水源的污染物主要是 ;
③号水源的污染属 。
(3) 假若①号和②号水源的污染属同一性质,程度相同,则①号水源排污点离湖泊入水口的距离比②号水源 。
(4) 为了改变湖泊的污染状况,首先必须治理的是 水源,这一水源一般由 排出的废水。治理的方法有 等几种。
(5) 面对湖泊被严重污染,有人建议:①建立拦污闸,对入湖污水预先进行治理;②将长江水引入冲洗,使死水变活;③利用植物的净水作用,恢复湖中的荷藕、菱、水葫芦的种植,并将植物叶茎回收,经沼气池发酵产生沼气。从长远观点看,你同意 方案(填序号)。不同意有关方案的理由是 。
答案:(1)③①②④ (2)有机物污染料 无机物氮、磷等的污染 有毒化学物质的污染 (3)近 (4)③号化工厂物理沉降、化学分解、生物净化 (5)①号和③号 污水冲入长江后会造成二次污染
5. 图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化过程示意图。
(1) 在该河流的AB段上,溶解氧大量减少的主要原因是什么?
(2) 藻类大量繁殖的主要原因是什么?
(3) 水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么?
(4) 若酿造厂或味精厂将大量含有机物的废水排入该河流,对其可能造成的最严重的后果是什么?请运用生态系统平衡原理分析造成这种后果的原因。
答案:(1)藻类数量减少,其原因是需氧型细菌大量繁殖,溶解氧随有机物物被细菌分解而大量消耗 (2)有机物分解后形成大量的NH4+等无机离子,有利于藻类的大量繁殖 (3)藻类通过光合作用释放氧气;有机物减少,需氧型细菌数量下降,因而对溶解氧的消耗量减少 (4)河流中的生物大量死亡,生态平衡遭到破坏,因为生态系统的自动调节能力有一定限度,当外来干扰超过这个限度时,生态平衡就会遭到破坏
6.近年来,我国东南沿海水域富营养化严重,赤潮灾害频繁发生。请回答
(1) 富营养化的海水为赤潮生物大规模爆发提供了 。
(2) 许多赤潮生物体内含有毒素,分泌或死亡后释放到海水,致使海洋动物生理失调或死亡:赤潮爆发时常引起海鸟、鱼、虾和贝类等的大量死亡,甚至会通过食物链进入人体引起中毒。请写出赤潮生物引起人中毒的食物链:
(3) 海水的pH值一般在8.0~8.2之间.赤潮发生时海水pH值可达8.5以上,有的甚至达到9.3以上。请分析赤潮引起海水pH值上升的主要原因:
_____________________________________________________________________。
(4) 除产生毒素和引起海水pH值变化外,请举一例说明赤潮对海洋环境的危害。
答案:(1)营养物质(N、P等矿质元素); (2)藻类→浮游动物→鱼(或虾或贝类)→人;
(3)爆发的赤潮藻类在光合作用过程中,大量消耗海水中的CO2,从而使海水pH值上升。
(4)① 水面被赤潮生物覆盖,降低了海水透光率,影响其它浮游植物、水草的光合作用;
② 处于消失期的赤潮生物大量死亡,海水中的溶解氧被大量消耗,使水体缺氧;
③ 赤潮生物死亡后,分解产生大量有害气体,造成大气污染;
④ 部分以胶着状群体生活的赤潮藻,可使海洋动物呼吸和滤食器官受损。
7.新华社2004年10月21日报道,泰国有23只老虎死于禽流感。世界
卫生组织宣布,到目前已有29人死于禽流感,12月19日报道,日本有5人患上
禽流感。12月23日报道,禽流感开始在越南蔓延。据此回答:
(1)下列哪项表明禽流感病毒属于生物( )
A. 能独立完成新陈代谢 B. 能侵染禽类
C. 能在禽类体内繁殖 D. 化学成分主要有脂类、糖、蛋白质和RNA
(2)下列关于禽流感病毒的叙述中,正确的是( )
A. 禽流感病毒的遗传物质主要是RNA
B. 利用高温、酸、碱等常规方法可能杀灭禽流感病毒
C. 禽流感病毒可能发生基因突变和基因重组
D. 禽流感病毒的主要结构是由RNA和蛋白质组成的核衣壳
(3)决定禽流感病毒在人细胞中增殖变化的物质是 。禽流感病毒内的
血凝素是在 (场所)中合成,后在 内加糖基,最终
在 加工成熟。
答案:(1)C (2)BD 禽流感病毒遗传物质是RNA,只能发生基因突变。
(3)病毒RNA; 宿主(人)细胞核糖体; 内质网; 高尔基体
8.工业污水和生活水是环境污染的重要源泉,污水处理是环境保护的重要措施,氧化塘法就是一种利用自然生态系统净化污水的方法。氧化塘是一个大而浅(水深约2m)的池塘,下图表示其生物群落和非生物的物质环境。试根据生态学知识分析氧化塘是怎样使污水得到净化的?
答案:
9.应用最广泛的生物净化技术是污水生物处理技术。污水生物处理技术的基本原理是______
________________________________________________________________________________,其具体工艺可分_______________________、__________________、__________________等。
生物资源的特性(特点)有_______________、_________________、___________________、
______________________、_________________。
答案:利用处理系统中的各种微生物的代谢作用除去污水中的污染物 活性污泥法 悬浮细胞法 生物膜法。
系统性 可再生性 地域性 周期性 有限性
10.病毒是一类没有细胞结构的分子生物,与人类关系特别密切。今年世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒(简称禽流感),我国参与了抗击禽流感的国际性合作,并已经研制出禽流感的疫苗。要与禽流感作斗争,必须了解它、研究它,需要大量的供实验用的病毒结晶。根据所学的知识回答下列问题:
Ⅰ.在免疫学上,侵入到鸟体内的禽流感病毒属于__________________,往往先通过__________________的作用阻止病毒的散播,再通过_________________的作用予以彻底消灭。
Ⅱ.在病禽中分离出禽流感病毒样本后,实验室中如何获得大量的禽流感病毒?为什么?
⑴_______________________________________________;
⑵_______________________________________________。
Ⅲ.要研制禽流感疫苗,必须知道其大分子组成,请设计实验探究禽流感的物质组成:
⑴实验原理:RNA液在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色
还需补充的两个实验原理是:
①______________________________________________________;
②______________________________________________________。
⑵去掉病毒中大分子成分的简便方法是________________________。
⑶设计-个表格记录实验结果:
答案:I.(6分)抗原 体液免疫 细胞免疫(说明:顺序不能颠倒)
II.⑴(2分)活鸡胚中培养(或活的鸟胚胎中培养) '
⑵(2分)病毒是专性活细胞内寄生(或病毒无代谢特征)(或病毒不能独立繁殖)
III.⑴①(2分)蛋白质液与双缩脲试剂显紫色(或蛋白质液在碱性条件下与Cu2+显紫色);
②(2分)DNA液与二苯胺试剂共热显兰色 (说明:①与②的顺序可互换)
⑵(2分)酶处理(或水解)
⑶(共4分,每列一分)
11.松毛虫是马尾松林的害虫,能取食马尾松针叶:松毛虫种群的爆发引起马尾松林成片死亡,造成严重的经济损失和生态后果。通过向马尾松林引入灰喜鹊,可以有效控制虫害。根据此材料回答:
(1)这种控制虫害的方法属于 ,具有长效、环保和无污染的特点;而农药防
治不可能取得长期持续的防治效果,原因是 .
(2)在这个生态系统中,灰喜鹊是 消费者;松毛虫属于第 营养级。
(3)据调查,人造马尾松林比天然马尾松林容易遭受松毛虫危害,原因是
.
答案:1)生物防治,农药对具有抗药性的松毛虫不起作用2)次级,2 3)生物种类单一,自动调节能力差。