高中生物高考专题09 生物技术与实践(解析版)

2020年高考生物冲刺提分必刷题

专题09 生物技术与实践

1．（2020•合肥二模）酸奶及果汁的生产过程中常用到生物技术，请回答有关问题：

（1）酸奶是以牛奶为原料，经过消毒、添加有益菌发酵后，再冷却灌装的一种营养保健品。生产过程中把温度控制在80℃将鲜牛奶煮15min，采用的是_______方法，不仅能有效地消毒，而且使牛奶中营养成分不被破坏。起发酵作用的微生物主要是_______，发酵中牛奶相当于其培养基，就环境因素来说，不仅温度要适宜且还需要创造_______环境。

（2）某种果汁生产过程中，如用果胶酶处理可显著增加产量，其主要原因是果胶酶水解果胶使___________。

（3）人们通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其依据是______________。为了获得高产果胶酶微生物的单菌落，通常采用的分离方法是_______。

（4）为了提高果胶酶的稳定性和处理的连续性，可采用_______技术处理果胶酶，如常用的吸附法。

【答案】（1）巴氏消毒 乳酸菌 厌氧（或无氧）

（2）植物细胞壁及胞间层瓦解，使榨取果汁变得更容易，从而提高出汁量（产量）

（3）腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多 稀释涂布平板法（或平板划线法）

（4）固定化酶

【解析】（1）牛奶是不耐高温的液体，在70~75℃煮30 min或在80℃煮15min，可以杀死牛奶中的微生物，并且使牛奶中的营养成分不被破坏，这种方法称为巴氏消毒法。制作酸奶的过程中，主要原理是乳酸菌通过无氧呼吸产生乳酸，故要提供适宜的温度和无氧环境。

（2）果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使细胞间变得松散，使榨取果汁变得更容易，也使果汁变得澄清。

（3）腐烂的水果中含大量果胶，产果胶酶的微生物分布较多，故通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物；微生物培养中，常用稀释涂布平板法（或平板划线法）分离微生物，可获得纯净的单菌落。

（4）利用固定化酶技术将果胶酶固定在不溶于水的载体上，可提高果胶酶的稳定性，并能反复利用。

2．（2020•四川省绵阳南山中学高三三模）草莓是时令水果，可以制作成草莓汁、草莓酒和草莓醋三种产品，且深受大众喜爱。某企业进行相关的制作实验，如下图所示。

（1）生产草莓酒、草莓醋常用的菌种分别是____________。

（2）检测草莓酒、草莓醋的制作是否成功，均可用____________这两种最简易方法来初步判断。

（3）生产中先打开阀门1，目的是让固定化柱1中填充的石英砂，通过____________方式将酶固定化。固定化柱2中选择固定化酶还是固定化细胞更有利生产？________________________，请从酶的角度说明原因？________________________。

（4）工业生产上述三种产品时，固定化柱1、2、3中需要防止外来杂菌的是____________（填写编号），如果固定化柱3中固定的是优良菌种，且流入的草莓酒质量很好，但是生产的草莓醋产量和质量不够高，排除温度和PH以外的原因可能是________________________（写三点）。

【答案】（1）酵母菌、醋酸菌

（2）嗅味、品尝

（3）物理吸附 选用固定化细胞 因为固定化细胞可以固定一系列酶，而固定化酶只能固定一种酶

（4）1、2、3 固定化醋酸菌数目较少，氧气量不够，流速控制不好，有杂菌侵入

【解析】（1）生产草莓酒常用的菌种是酵母菌，生产草莓醋常用的菌种是醋酸菌。

（2）草莓酒有酒味，草莓醋有酸味，因此，检测草莓酒、草莓醋的制作是否成功，均可用嗅味、品尝这两种最简易方法来初步判断。

（3）固定化柱1中填充的石英砂可通过物理吸附的方式将酶固定化。因为固定化细胞可以固定一系列酶，而固定化酶只能固定一种酶，所以固定化柱2中选择固定化细胞更有利于生产。

（4）果汁、果酒和果醋的制作过程中都需要防止杂菌的污染，因此，工业生产上述三种产品时，固定化柱

1、2、3 中需要防止外来杂菌的是1、2、3，如果固定化柱3中固定的是优良菌种，且流入的草莓酒质量很好，但是生产的草莓醋产量和质量不够高，排除温度和 PH 以外的原因可能是固定化醋酸菌数目较少，氧气量不够，流速控制不好，有杂菌侵入等因素造成的。

3．（2020•江西省高三一模）肠出血性大肠杆菌是能导致人体患病的为数不多的几种大肠杆菌中的一种，人体感染该种大肠杆菌后的主要症状是出血性腹泻，感染严重者可出现溶血性尿毒综合征（HUS），危及生命。该大肠杆菌在血平板（培养基中添加适量血液）上生长时，可破坏菌落周围的红细胞，使其褪色，从而形

成透明圈。下图为从被肠出血性大肠杆菌污染的食物中分离和提纯该大肠杆菌的操作流程示意图。请回答下列相关问题：

（1）肉汤培养基可为培养的微生物提供的营养成分包括_____________。

（2）以上操作中在血平板上的接种方法是________；第一次接种操作前和整个接种操作结束后均需要对接种工具进行灼烧灭菌，其目的分别是____________和_____________。

（3）为了进一步研究该大肠杆菌的抗原性，常利用_________法分离其蛋白质，若甲蛋白质比乙蛋白质后洗脱出来，则相对分子质量较大的是_______。在装填凝胶柱时，不得有气泡产生，是因为____________。

【答案】（1）碳源、氮源、水、无机盐等

（2）平板划线法 杀死接种环上的微生物避免污染培养基（灭菌） 避免污染环境和感染操作者

（3）凝胶色谱 乙蛋白质 气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱顺序，降低分离效果

【解析】（1）肉汤培养基中含有蛋白质，所以可以提供氮源和碳源，又含有水分和无机盐，所以提供的营养物质为碳源、氮源、水和无机盐。

（2）据图可知，分离纯化大肠杆菌的方法为平板划线法。第一次接种操作前灼烧接种工具是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养基；划线结束后灼烧是杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。

（3）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。由分析可知，乙蛋白质先洗脱出来，所以乙的相对分子质量较大。色谱柱内不能有气泡存在，一旦发现气泡，必须重装，因为气泡会在色谱柱内形成无效的空隙，使本该进入凝胶内部的分子从这些空隙通过，搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。

4．（2020•四川省高三二模）圆褐固氮菌能将大气中的氮气转化为氨供自身利用，是异养需氧型的原核生物。某同学利用稀释涂布平板法从土壤中分离获得圆褐固氮菌。回答下列问题。

（1）根据菌落的__________等特征，进行反复分离、纯化可以分离得到纯化菌种。分离、纯化圆褐固氮菌时不能隔绝空气，其原因是___________（答出两点）。

（2）某同学计划统计土壤样液中圆褐固氮菌的总数，他选用10-4、10-5、10-6稀释倍数进行涂布，每个稀释

倍数下都设置了3个培养皿。从无菌操作的角度分析，该同学还应设置的一组对照组是________，其目的是__________。在10-4浓度下一个培养基表面发现圆褐固氮菌菌落呈黄褐色，而有一个菌落半边呈白色，半边呈黄褐色。出现上述现象的可能原因是______________。

（3）若用固定化酶技术固定圆褐固氮菌产生的固氮酶，和一般酶制剂相比，其优点是______；将冷却后的海藻酸钠溶液与圆褐固氮菌菌液进行混合，通过注射器滴入CaCl2溶液中，这种技术称为_________。

【答案】（1）颜色、形状、大小 圆褐固氮菌是好氧细菌需要氧气，且还需要空气中的氮气作为氮源

（2）设置一个接种等量无菌水（或未接种）的空白培养基 判断实验操作过程中是否被杂菌污染 有一个杂菌和一个圆褐固氮菌连在一起（一个圆褐固氮菌分裂为两个后，一个子代细菌发生了基因突变），形成了一个菌落

（3）酶既能与反应物接触又能与产物分离，固定在载体上的酶还可以被反复利用 固定化细胞

【解析】（1）菌落的特征包括颜色、形状、大小等。圆褐固氮菌为需氧型生物，能自身固氮，需要空气中的氮气作为氮源，故培养圆褐固氮菌时不能隔绝空气。

（2）为了证明实验操作过程中是否被杂菌污染，应该设置空白对照组，即在空白培养基接种等量无菌水，然后在相同且适宜的条件下培养，观察是否有菌落产生。一个菌落半边呈白色，半边呈黄褐色，原因可能为有一个杂菌和一个圆褐固氮菌连在一起形成了一个菌落或者一个圆褐固氮菌分裂为两个后，一个子代细菌发生了基因突变。

（3）和一般酶制剂相比，用固定化酶技术固定圆褐固氮菌产生的固氮酶，可以重复利用，且酶既能与反应物接触又能与产物分离，利于产物的纯化。海藻酸钠用作包埋的载体，海藻酸钠溶液与圆褐固氮菌菌液混合后通过注射器滴入CaCl2溶液中形成凝胶珠，这种技术叫做固定化细胞技术。

5．（2020•河南省高三二模）微生物食品检测是通过微生物检验，判断食品加工环境及食品卫生情况，能够对食品被细菌汚染的程度作出正确的评价，为各项卫生管理工作提供依据，目前受到高度关注。请回答下列问题。

方法一：微生物培养法

（1）培养细菌最常用到牛肉膏蛋白胨培养基，其中蛋白胨的作用是_____________________________。

（2）对食品中具有生命活性的微生物进行检测，看其数量是否超标，通常采用的接种方法是__________。培养一段时间后，通过对菌落_________________的观察也可初步确定待检样本中的微生物种类。

（3）用上述方法计算每克样品中菌株数的公式为（C/V）×M，其中C代表______________。 若培养结果中，有的菌落连成一片，最可能的原因是______________________________________（答出一点即可）。

方法二：特殊物质检测法

（4）将待测样品的微生物接种在含有14C标记的葡萄糖的培养液中，培养一段时间，通过测定生物代谢所产_______________________（填一种气体）的放射性强度，间接推测待测样品中微生物的数量。但该方法只适用于部分食品中微生物的检测，理由是____________________________________________。

【答案】（1）提供碳源、氮源、维生素

（2）稀释涂布平板法 形状、颜色、大小、隆起程度等

（3）某个稀释度下平板上生长的平均菌落数 接种的菌液浓度过高

（4）CO2 有的微生物不利用葡萄糖；有的微生物氧化分解葡萄糖的同时不产生气体等

【解析】（1）牛肉膏蛋白胨培养基，其中蛋白胨的作用是提供碳源、氮源、维生素。

（2）若要对微生物进行计数，一般选择的接种方法为稀释涂布平板法；待长出菌落以后，一般通过菌落的形状、颜色、大小、隆起程度等特征进行初步辨认。

（3）用稀释涂布平板法进行计数时，常常需要数出平板上长出的菌落数，一般一个菌落表示一个活细胞，再比上滴加到平板的体积后乘稀释倍数，所以C表示的是某个稀释度下平板上生长的平均菌落数；若平板上菌落连成一片，没有分散成单个菌落，很可能是因为接种的菌液浓度过高。