高考二輪生物人教版訓(xùn)練專題12生物技術(shù)實(shí)踐高考模擬

板塊5專題121．(2020·甘肅省蘭州一中高三其他)我國科學(xué)家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)治療瘧疾的新藥物青蒿素而獲得2015年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。青蒿素是一種無色針狀晶體，易溶于有機(jī)溶劑，不溶于水，不易揮發(fā)，主要從黃花蒿中提取。近年來又發(fā)現(xiàn)青蒿素具有較強(qiáng)的抗腫瘤作用，某科研小組按如下步驟進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)：①從黃花蒿中提取青蒿素；②將等量癌細(xì)胞分別接種到4組培養(yǎng)瓶中，適宜條件下培養(yǎng)24h后除去上清液；③向4組培養(yǎng)瓶中分別加入等量含2、4、8、16μmol/L青蒿素的培養(yǎng)液，適宜條件下繼續(xù)培養(yǎng)；④72h后統(tǒng)計(jì)并計(jì)算各組的細(xì)胞增殖抑制率?；卮鹣铝袉栴}：(1)提取青蒿素時(shí)不宜使用水蒸氣蒸餾法，原因是青蒿素不易揮發(fā)，不能隨水蒸氣蒸餾出來(或水蒸氣蒸餾法適用于蒸餾揮發(fā)性物質(zhì)，而青蒿素不易揮發(fā))；根據(jù)青蒿素易溶于有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，可采用有機(jī)溶劑萃取的方法，萃取前要將黃花蒿莖葉進(jìn)行粉碎和干燥，以提高萃取效率。(2)萃取青蒿素的過程應(yīng)采用水浴加熱；加熱時(shí)常在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置，目的是防止有機(jī)溶劑揮發(fā)。萃取液在濃縮之前需進(jìn)行過濾，以除去萃取液中的不溶物。(3)科研小組進(jìn)行上述②～④步驟實(shí)驗(yàn)的目的是探究青蒿素的濃度與細(xì)胞增殖抑制率的關(guān)系。步驟③中需要設(shè)置對(duì)照組，對(duì)照組的處理方法為在另一培養(yǎng)瓶中加入等量的不含青蒿素的培養(yǎng)液，適宜條件下繼續(xù)培養(yǎng)?！窘馕觥?1)由于水蒸氣蒸餾法適用于蒸餾揮發(fā)性物質(zhì)，而青蒿素不易揮發(fā)，所以提取青蒿素時(shí)不宜使用水蒸氣蒸餾法。根據(jù)青蒿素有易溶于有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，可采用有機(jī)溶劑萃取的方法。為了提高萃取效率，萃取前要將黃花蒿莖葉進(jìn)行粉碎和干燥。(2)萃取青蒿素的過程應(yīng)采用水浴加熱，以保證青蒿素受熱均勻，同時(shí)，有機(jī)溶劑易燃不能明火加熱；加熱時(shí)常在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置，目的是防止有機(jī)溶劑揮發(fā)。萃取液在濃縮之前需進(jìn)行過濾，以除去萃取液中的不溶物。(3)設(shè)置不同濃度的青蒿素溶液加入癌細(xì)胞培養(yǎng)液中，統(tǒng)計(jì)癌細(xì)胞的增殖速率，說明該實(shí)驗(yàn)的目的是探究不同濃度的青蒿素對(duì)細(xì)胞增殖的影響或者探究青蒿素的濃度與細(xì)胞增殖抑制率的關(guān)系。步驟③中需要設(shè)置一組空白對(duì)照組，處理方法是在另一培養(yǎng)皿中加入等量的不含青蒿素的培養(yǎng)液，適宜條件下繼續(xù)培養(yǎng)。2．(2020·湖北省高三其他)某同學(xué)根據(jù)所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)了利用鮮茉莉花提取茉莉精油的實(shí)驗(yàn)流程?；卮鹣铝袉栴}：鮮茉莉花＋水Aeq\a\vs4\al(油水混合物)B除水過濾茉莉精油(1)植物芳香油的提取方法有蒸餾、壓榨和萃取等，具體采用哪種方法要根據(jù)植物原料的特點(diǎn)來決定。水蒸氣蒸餾法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來形成油水混合物，冷卻后油水又重新分層。(2)圖中的A過程表示水蒸氣蒸餾，促進(jìn)B過程的進(jìn)行時(shí)，通常向油水混合物中加入NaCl。通過B過程獲得的提取物還會(huì)含有一定的水分，一般可以加入一些無水Na2SO4吸水。(3)橘皮精油主要儲(chǔ)藏在橘皮部分，提取橘皮精油一般不采用水中蒸餾法，原因是會(huì)產(chǎn)生原料焦糊和有效成分水解等問題。提取橘皮精油一般采用壓榨法，使用該方法時(shí)，為了提高出油率，可將柑橘皮干燥去水后，再用石灰水浸泡?！窘馕觥?1)植物芳香油的提取方法有蒸餾法、壓榨法和萃取法等，其中水蒸氣蒸餾法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來形成油水混合物，冷卻后油水又重新分層。(2)根據(jù)以上分析已知，圖中A表示水蒸氣蒸餾，B過程為分離油層的過程。在促進(jìn)油層分離時(shí)，常向油水混合物中加入氯化鈉，以吸收水分，提高茉莉精油的純度；獲得的提取物還會(huì)含有一定的水分，一般可以加入一些無水Na2SO4吸水。(3)由于水中蒸餾會(huì)導(dǎo)致原料焦糊或有效成分部分水解等問題，所以提取橘皮精油，常采用壓榨法而不用蒸餾法。為了提高出油率，可將柑橘皮干燥去水后，再用石灰水浸泡。3．(2020·定遠(yuǎn)縣育才學(xué)校高三其他)LB液體培養(yǎng)基和LB固體培養(yǎng)基是微生物實(shí)驗(yàn)室中較常用的一種培養(yǎng)基，其配方為10g蛋白胨、10g/L酵母提取物、5g/L氯化鈉等，主要用于培養(yǎng)細(xì)菌、擴(kuò)增菌種數(shù)量。某研究組開展了氧氣對(duì)微生物生長、(1)要配制供微生物生長、繁殖的培養(yǎng)基，其中一般都含有水、碳源、氮源和無機(jī)鹽等。有些微生物對(duì)某些特殊營養(yǎng)物質(zhì)及pH、氧氣等條件有特殊要求。(2)將各類微生物用接種環(huán)從斜面培養(yǎng)基接種于滅菌過的LB液體培養(yǎng)基中，進(jìn)行擴(kuò)大化培養(yǎng)。(3)將含有LB固體培養(yǎng)基(LB液體培養(yǎng)基中加15g瓊脂粉，剛配好，尚未凝固)的錐形瓶放入高壓蒸汽滅菌鍋中進(jìn)行滅菌。滅菌完成后將錐形瓶取出，待溫度下降到60℃(不燙手的溫度)時(shí)，用酒精擦拭桌面和雙手，在超凈工作臺(tái)中的酒精燈火焰(4)當(dāng)試管溫度下降到40℃(培養(yǎng)基還是液態(tài))時(shí)，用滅菌過的移液器吸取0.1mL的各類微生物懸液加入相應(yīng)試管中并封口，雙手快速搓動(dòng)試管，使菌種均勻分布于培養(yǎng)基內(nèi)后迅速將封口的試管放置在低溫(5)將上述試管放置于常溫條件下培養(yǎng)48小時(shí)后觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，下圖中可表示制作果酒的菌種的分布圖的是B。【解析】(1)要配制供微生物生長、繁殖的培養(yǎng)基，其中一般都含有水、碳源、氮源和無機(jī)鹽等，有些微生物對(duì)某些特殊營養(yǎng)物質(zhì)及pH、氧氣等條件有特殊要求。(2)斜面培養(yǎng)基接種用接種環(huán)接種，對(duì)微生物進(jìn)行擴(kuò)大化培養(yǎng)。(3)培養(yǎng)基一般采用高壓蒸汽滅菌法滅菌，滅菌完成后將錐形瓶取出，待溫度下降到60℃時(shí)，用酒精擦拭桌面和雙手，在超凈工作臺(tái)中的酒精燈火焰旁將錐形瓶中的LB培養(yǎng)基分裝到一系列試管，以防止雜菌污染。(4)培養(yǎng)基凝固需要放置在低溫條件下。(54．(2020·江西省高三二模)2019年起，全國地級(jí)及以上城市全面啟動(dòng)生活垃圾分類工作，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，實(shí)行垃圾分類，關(guān)系廣大人民群眾生活環(huán)境，關(guān)系節(jié)約使用資源，也是社會(huì)文明水平的一個(gè)重要體現(xiàn)。有機(jī)垃圾微生物處理的基本原理是利用微生物降解菌產(chǎn)生多種酶，對(duì)分類后的有機(jī)垃圾進(jìn)行快速分解。(1)有機(jī)垃圾中油污降解困難，某實(shí)驗(yàn)小組欲從油污污染的土壤中篩選出高效降解脂肪的菌株，需配置以脂肪為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，將采集的土樣混勻后從中稱取1g，置于經(jīng)過高壓蒸汽滅菌法滅菌處理的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間，(2)利用稀釋涂布平板法進(jìn)行接種時(shí)，要對(duì)菌液進(jìn)行充分稀釋的目的是使聚集在一起的微生物分散成單個(gè)細(xì)胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落。接種后進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，需將培養(yǎng)皿呈倒置狀態(tài)放置。(3)篩選出高效降解脂肪的菌株后，若需要長期保存，可采用甘油管藏的方法。(4)為測定脂肪酶降解脂肪的能力，需要先將該酶分離出來，常用凝膠色譜(分配色譜)法，該方法是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小來分離蛋白質(zhì)?！窘馕觥?1)要篩選出高效降解脂肪的菌株，需要從油污污染的土壤中采集取樣，并用以脂肪為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行選擇培養(yǎng)，具體做法為，將選取的土壤混勻后從中稱取1g，置于經(jīng)過高壓蒸汽滅菌法處理的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間，以增加脂肪分解菌的濃度。(2)利用稀釋涂布平板法進(jìn)行接種時(shí)，需要對(duì)菌液進(jìn)行充分稀釋以便能使聚集在一起的微生物分散成單個(gè)細(xì)胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落。接種后進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，需將培養(yǎng)皿倒置培養(yǎng)，避免水珠滴入到培養(yǎng)皿的表面影響菌落的生長。(3)菌種長期保存通常采用甘油管藏法，因此，篩選出的高效降解脂肪菌株采用甘油管藏法長期保存。(4)脂肪酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的分離常用凝膠色譜(分配色譜5．(2020·天津高三二模)由于酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人將地衣芽孢桿菌的α－淀粉酶基因轉(zhuǎn)入酵母菌中，經(jīng)篩選得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌種(圖甲所示)。(1)圖甲中為達(dá)到篩選目的，平板內(nèi)的固體培養(yǎng)基應(yīng)以淀粉作為唯一碳源。②、③過程需要重復(fù)幾次，目的是進(jìn)一步篩選純化獲得分解淀粉能力強(qiáng)的酵母菌。(2)某同學(xué)嘗試過程③的操作，其中一個(gè)平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布如圖乙所示。該同學(xué)的接種方法是稀釋涂布平板法；推測該同學(xué)接種時(shí)可能的操作失誤是涂布不均勻。(3)以淀粉為原料，用工程酵母菌在適宜條件下密閉發(fā)酵，隔一段時(shí)間需要進(jìn)行排氣，其原因是酒精發(fā)酵產(chǎn)生CO2需要排出，否則壓力過大。(4)對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析正確的是(BC)A．α－淀粉酶基因是否表達(dá)可通過DNA分子雜交技術(shù)來檢測B．在培養(yǎng)基中添加碘液進(jìn)行染色，菌落周圍會(huì)出現(xiàn)透明圈，顏色較淺C．在密閉和不密閉的情況下培養(yǎng)，酵母菌出現(xiàn)的透明圈大小不同D．在實(shí)驗(yàn)條件適宜時(shí)，酵母菌進(jìn)行孢子生殖，繁殖迅速【解析】(1)圖甲中①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，該過程需要用到的工具酶有：限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)、DNA連接酶；普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，而工程酵母菌可以高效利用淀粉，所以用以淀粉為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基可以選出工程酵母菌；②、③過程重復(fù)幾次的目的是進(jìn)一步篩選純化獲得分解淀粉能力強(qiáng)的酵母菌。(2)由圖乙可知，該同學(xué)采用的是稀釋涂布平板法，但菌落比較集中，沒有很好的分散開來，可能是涂布不均勻?qū)е碌摹?3)由于酵母菌酒精發(fā)酵過程中產(chǎn)生CO2，需要及時(shí)排出否則壓力過大，因此在利用工程酵母菌進(jìn)行密閉發(fā)酵時(shí)，每隔一段時(shí)間需要進(jìn)行排氣。(4)A.可用DNA分子雜交技術(shù)檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，而基因表達(dá)的產(chǎn)物為蛋白質(zhì)，不能用DNA分子雜交技術(shù)進(jìn)行檢測，A錯(cuò)誤；B.工程酵母菌可高效利用淀粉，因此若在培養(yǎng)基中添加碘液進(jìn)行染色，菌落周圍會(huì)出現(xiàn)透明圈，且顏色較淺，B正確；C.酵母菌屬于兼性厭氧菌，在密閉和不密閉的情況下培養(yǎng)，消耗的淀粉量不同，因此酵母菌出現(xiàn)的透明圈大小不同，C正確；D.在實(shí)驗(yàn)條件適宜時(shí)，酵母菌可進(jìn)行出芽生殖，D錯(cuò)誤。6．(2020·全國高三其他)反芻動(dòng)物，如牛和山羊，具有特殊的器官——瘤胃。在瘤胃中生活著多種分解纖維素的微生物，研究人員通過實(shí)驗(yàn)篩選山羊瘤胃纖維素分解菌。結(jié)合相關(guān)知識(shí)，回答下列問題：(1)將過濾后的瘤胃液接種于只含纖維素的培養(yǎng)液中，在37℃下振蕩培養(yǎng)1～2天增加纖維素分解菌的濃度。該步驟能夠“濃縮”纖維素分解菌的原因是在富含纖維素的條件下，纖維素分解者能夠分解纖維素并獲取營養(yǎng)，因而能夠迅速繁殖，不能分解纖維素的微生物因?yàn)槿狈I養(yǎng)而繁殖被抑制(合理即可)(2)將培養(yǎng)至混濁的培養(yǎng)液涂布到含羧甲基纖維素鈉和剛果紅的培養(yǎng)基上，該培養(yǎng)基是鑒別(功能)培養(yǎng)基。與“濃縮”纖維素分解菌的培養(yǎng)基不同，該培養(yǎng)基還需添加一定量的瓊脂(或凝固劑)，以便篩選纖維素分解菌。(3)通過觀察產(chǎn)生透明圈的菌落，該實(shí)驗(yàn)室提出山羊瘤胃中存在多種纖維素分解菌的觀點(diǎn)，他們的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是出現(xiàn)了多種不同特征(形狀、大小、顏色等)的菌落。(4)將不同纖維素分解菌純化培養(yǎng)，并對(duì)其纖維素酶種類進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)均至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，若定量比較不同微生物纖維素酶的活性高低，應(yīng)如何操作？寫出簡要的實(shí)驗(yàn)思路：將等量、不同來源的纖維素酶分別與等量纖維素混合，在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，通過測定葡萄糖的生成量確定不同酶的活性高低(合理即可)?！窘馕觥?1)哺乳動(dòng)物的體溫約為37℃，因此要將瘤胃中的微生物于該溫度下培養(yǎng)。在只含纖維素的條件下，纖維素分解菌能夠分解纖維素獲取營養(yǎng)，因而能夠迅速繁殖，不能分解纖維素的微生物因缺乏營養(yǎng)而無法繁殖。(2)培養(yǎng)基中添加了剛果紅，因此為鑒別培養(yǎng)基。固體培養(yǎng)基可對(duì)微生物進(jìn)行分離、純化和計(jì)數(shù)等，因此需要添加一定量的凝固劑，如瓊脂。(3)雖然都能分解周圍的纖維素而產(chǎn)生透明圈，但不同微生物形成的菌落有各自的特征，如形狀、大小、顏色等。(4)纖維素酶至少包括三種組分，即C1酶、C7．(2020·湖南高三二模)2019年12月1日，《生活垃圾分類標(biāo)志》標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施。生活垃圾被分為可回收物、有害垃圾、廚余垃圾及其他垃圾四大類。對(duì)廚余垃圾進(jìn)行堆肥處理(利用微生物將垃圾中的有機(jī)物分解)是常用的方法?；卮鹣铝袉栴}。(1)不同微生物對(duì)廚余垃圾的分解能力不同，科研人員在選取能高效降解廚余垃圾微生物的過程中，獲得純凈微生物的關(guān)鍵是防止外來雜菌的污染。廚余垃圾含有較多鹽分，在選取微生物時(shí)需在培養(yǎng)基中加入高鹽配制成選擇(填“選擇”或“鑒別”)培養(yǎng)基，不耐鹽的微生物會(huì)出現(xiàn)體內(nèi)水分損失而致死的現(xiàn)象。(2)堆肥過程可在露天進(jìn)行，在發(fā)酵初期可在堆肥的某些部位進(jìn)行打孔，其目的主要是為微生物發(fā)酵提供氧氣；隨著發(fā)酵的進(jìn)行，堆肥溫度在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)逐漸升高，其熱量主要來自有氧呼吸以熱能散失的能量。研究人員欲探究溫度對(duì)某菌株X的影響，可通過測定不同溫度條件下單位時(shí)間有機(jī)物的消耗量(或“有機(jī)物的消耗速率”)來反映菌株處理廚余垃圾的能力，進(jìn)而確定其所需的適宜溫度條件。除鹽度、溫度對(duì)微生物分解能力的影響外，請(qǐng)列舉兩項(xiàng)影響微生物分解廚余垃圾的外界因素：廚余垃圾水分含量、廚余垃圾的種類、氧氣含量等。(3)請(qǐng)列舉兩項(xiàng)進(jìn)行垃圾分類或集中處理的益處：降低垃圾后續(xù)處理的經(jīng)濟(jì)成本、有利于再生資源回收利用、帶來經(jīng)