[生物——选修1:生物技术实验]
无菌操作是微生物接种技术的关键;传统发酵技术和微生物分离、纯化、应用过程及植物组织培养和动物细胞培养过程中,均要无菌操作。回答下列相关问题:
(1)消毒和灭菌是两个不同的概念,灭菌是指彻底杀灭微生物使其永远丧失生长繁殖的能力。消毒仅指杀死一部分对人体有害的病原菌而对被消毒的物体基本无害。下列哪些事物适用于消毒处理 。
①皮肤 ②饮用水 ③牛奶 ④注射器 ⑤培养皿 ⑥接种环 ⑦培养基
⑧果汁 ⑨酱油 ⑩手术刀
A.①②③⑧⑨ | B.④⑤⑥⑦⑩ | C.①②③④⑤⑥⑧ | D.以上全部 |
(2)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行 ,接种前要进行 ,在整个微生物的分离和培养中,一定要注意在无菌条件下进行。
(3)在微生物的实验室培养中,获得纯净培养物的关键是____ 。右图是利用 法进行大肠杆菌接种,把聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。为达到这一目的,操作上应注意:
①每次划线前要 ;
②冷却后从上一区划线末端开始划;
③首尾区 。
(4)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对固体培养基应采用的检测方法是 ,观察培养基上是否有菌落产生。
(5)利用培养基不仅可以分离培养大肠杆菌,也可以进行植物组织培养。与大肠杆菌培养明显不同的是,用于组织培养的培养基中还需要加入 。
(6)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 。
请根据下列植物不同有效成分提取操作流程图,回答问题:
(1)在玫瑰精油的提取中,经过水蒸气蒸馏,获得的①是 ;过程②是 ,目的是除去固体Na2SO4。
(2)新鲜的柑橘皮中含有大量的 和水分,如果直接压榨,出油率较低。为了提高出油率,需要将柑橘皮干燥去水,并进行③过程是 ,其作用是 。
(3)在进行④过程时,为了 ,还要分别加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4,并调节pH至 。
(4)在进行⑤过程时,可以先用 ,以除去固体物和残渣,然后 进一步除去质量较小的残留固体物,再用 或吸管将上层的橘皮精油分离出来。
(5)下图为植物芳香油提取中的水蒸气蒸馏装置,请指出该实验装置的2处不妥之处:
①
②
如图表示花药培养及单倍体育种的大致过程,据图回答下列问题:
(1)外植体的消毒:选取花蕾,放入体积分数为70﹪的 中消毒30s, 取出后在无菌水中清洗。吸干表面水分,放入质量分数为0.1﹪的 中消毒2-4min。取出后,在无菌水中清洗,其目的是 。
(2)过程②是花药在MS培养基所提供的特定条件下脱分化,发生多次细胞分裂,形成________________,此过程进行细胞分裂的方式是_______________________。
(3)过程③是诱导再分化出芽和根,最后长成植株,长成的植株(不考虑核与核之间融合)是________植株,该生殖方式为 。其特点是植株弱小,高度不育,生产上无推广应用的价值,若要使其结子结果,可在移栽后在幼苗茎尖滴加适宜浓度的B物质,通常用到的B物质是________。若该植物的体细胞的基因为AaDD,则经过该育种方法获得的植株的基因型为 。(2分)
(4)过程②与过程③所用培养基有差异,主要是________的差异。通过②过程产生的细胞与枝条韧皮部细胞形态结构 (相同/不同),其根本原因是 。
(5)该实验操作成功的关键是 ,所以要对外植体、超净工作台等消毒,对 等灭菌,实验操作过程都要在 旁进行。
通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植株等。下图是植物组织培养的过程,请回答相关问题。
(1)图中A表示蓝莓组织培养的 过程。如果要用此方法,在对外植体细胞进行接种前,需要进行制备 、外植体消毒这两项工作。在外植体消毒中,要用适当浓度的 溶液进行表面消毒
(2)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的说明了 。植物组织培养技术所用的培养基中 提供植物细胞生活所必需的无机盐;________提供碳源,同时能够维持细胞的渗透压。
(3)若要进行兰花无病毒植株的培育,首先选择兰花的 作为外植体,其原因是 。研究人员研究了茎尖外植体大小对苗的成活率和脱毒率的影响,实验结果如图所示:实验结果表明,茎尖越小, ,因此脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为 mm。
请根据下图回答有关制作果酒和果醋的问题:
(1)酵母菌是理想的酒精发酵菌种,图1可产生CO2的场所有 (填标号),产生酒精的场所是 (填标号)。
(2)图2表示制作果酒和果醋的简易装置,制作过程中需要适时拧松瓶盖,但不能完全打开,其目的是 ;
接种醋酸菌后,当酒香变成醋香时,反应式是:
(3)血球计数板是酵母菌计数的常用工具。某类型血球计数板规格为1mm×1mm其计数室以双线等分成25个中方格,图3表示一个中方格。假设盖玻片下的培养液厚度为0.1mm,计数的5个中方格内的酵母菌总数为120个,则1mL培养液中有酵母菌约 个。
(4)若要进行醋酸发酵,则需要对甲装置进行的操作是 。酒精发酵时一般将温度控制在 度。
(5)某实验室用两种方式进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气,乙发酵罐中没有氧气,其余条件相同且适宜。实验过程中每小时测定一次两发酵罐中
氧气和酒精的物质的量,记录数据并绘成如下图所示坐标图。乙发酵罐在第 小时无氧呼吸速率最快,实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为 。
(6)在工业生产中可通过重离子束处理酵母菌获得有氧呼吸缺陷型酵母菌菌种来提高酿酒过程中果酒的产量:利用重离子束处理酵母菌选育菌种的方法,称为 育种。经过重离子束处理后的酵母菌接种到含有TTG(一种显色剂)的培养基中,在此培养基中呼吸正常的酵母菌菌落呈红色,有氧呼吸缺陷型的酵母菌菌落呈白色,此培养基从用途上划分属于 培养基。有氧呼吸缺陷型酵母菌细胞内的丙酮酸大量转化为酒精,说明其细胞呼吸过程中 阶段被阻断,因此在果酒生产中具有更大的经济价值。
下图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程,结合所学知识及相关信息回答下列问题:
(1)图中cDNA文库 基因组文库(填“大于”、“等于”或者“小于”)。
(2)①过程提取的DNA需要 的切割,B过程是 。
(3)为在短时间内大量获得目的基因,可用 扩增的方法,其原理是 ,在此过程中需要用到的一种特殊的耐高温的酶是 。
(4)目的基因获取之后,需要进行 ,其组成必须有 以及标记基因等。此步骤是基因工程的核心。
(5)将该目的基因导入某双子叶植物细胞,常采用的方法是 ,可以用 技术从分子水平进行检测是否成功表达。
(6)如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性,需要通过 工程。
(15分)【生物选修1——生物技术实践】
泡菜是人们日常生活中比较喜欢的一种食品,但是泡菜中却含有亚硝酸盐。当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3g—0.5g时,会引起中毒;达到3g时,会引起死亡。我国卫生标准规定,亚硝酸盐的残留量在酱菜中不得超过20mg/Kg。膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内以“过客”的形式随尿液排出,只有在特定的条件下,才会转变成致癌物质——亚硝胺。针对泡菜在发酵过程中会产生亚硝酸盐的事实,某中学生物活动小组设计实验,探究不同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量变化的影响。
(1)请补充实验设计的空缺内容:
① 制作泡菜的原理: 。
② 测量指标及方法:亚硝酸盐与某些化学物质发生反应后形成 色染料。先使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,然后通过 颜色,可以估测出泡菜液样中亚硝酸盐的含量。
③ 确定浓度梯度:经过查找资料和初步实验,发现当食盐浓度为3%以下时,制作的泡菜溶液发生腐败,而当食盐浓度在8%以上时,制作的泡菜又容易成为咸腌菜。因此,分别设计了3%、5%、7%的食盐浓度梯度来制作泡菜。
④ 选择实验材料:红萝卜和白萝卜,哪种更适合于用做实验材料? ,
理由是 。
⑤ 制作泡菜:将实验材料分成3组制作泡菜,除了实验材料的重量相同外,还要保证每组泡菜的 相同。
(2)右图是该生物活动小组记录的三种食盐浓度的泡菜中亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图。根据此图实验结果,请你给出制作泡菜的最佳指导意见 。
请回答下列有关细胞和分子生物学技术的问题:
(1)DNA粗提取的实验原理是:DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同,在 mol/L的NaCl溶液中的最低;鉴定DNA所用的试剂是 ,沸水浴加热呈 色;实验中使用酒精的目的是 ;实验过程中两次用到蒸馏水,第一次目的是使成熟的鸡血红细胞涨破释放出DNA,第二次目的是 。
(2)PCR技术的中文全称是 ,在操作过程中需要添加引物,它的化学本质是 。反应过程中控制不同温度的意义是不同的: 90℃以上时 ,双链DNA解聚为单链;50℃左右时 ,引物与两条单链DNA结合; 72℃左右时延伸,Taq DNA聚合酶有最大活性,使DNA新链沿着 方向延伸。
(3)血红蛋白的提取和分离试验中,分离纯化常用的方法有凝胶色谱法和电泳法,前者的原理是 ,后者的原理是 ,在血红蛋白的整个提取过程中,不断用磷酸缓冲液处理的目的是 。
某校两个生物兴趣小组的同学打算用车前草和酵母菌完成一些高中生物实验,有些问题需要你的帮助。
(1)甲组选用车前草作材料进行如下实验:
①取其叶片进行《观察植物细胞的质壁分离和复原》的实验时,取叶片的下表皮细胞(不含叶绿体),在盖玻片的一侧滴入含有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3m/mL的庶糖溶液,则在显微镜下观察到原生质体内外的颜色分别是 。若将叶片的下表皮细胞依次浸于蒸馏水0.3g/mL蔗糖和0.7g/Mlkno3溶液中,观察其原生质体的体积随时间的变化,结果如图1所示,则A、B、C三条曲线中表示细胞在蒸馏水中和在0.7g/Mlkno3溶液中的依次是 。
②利用其完成《用显微镜观察多种多样的细胞》实验时,用10×的目镜和10×的物镜,在视野直径范围内看到一列相连的20个细胞,如果目镜不变,改用40×的物镜所看到的这列细胞的个数是 。(2)乙组选用酵母菌作材料进行如下实验:
①用附着于葡萄皮上的野生酵母菌制作果酒时,需要适时拧松瓶盖,但不能完全打开,其目的是 ,实际操作中发现随着发酵时间的推移拧松瓶盖间隔时间延长,其原因是 。
②用其进行《探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化》实验,设计三组实验,定期对三组培养液中的酵母进行计数,绘制图2,分析三组实验产生不同现象的原因可能是 不同。
③用其进行《酵母细胞的固定化技术》实验,绘制图3(注:酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率,包括酶活性和酶的数量)。图示曲线表明浓度为 的海藻酸钠包埋效果最好,当海藻酸钠浓度较低时,酶海力较低原因是 。
【生物—选修1 生物技术实践】
如图是植物组织培养过程示意图,请回答有关问题:
(1)外植体若是菊花茎段组织,则在配制MS固体培养基时, (“必需”、“不必需”) 添加植物激素。
(2)外植体若是月季的花药,则图中的①过程 (“需要”、“不需要”)光照,而经②③④过程培养出的植物一般称为 植株。该植株产生的途径除了图中所示外,还可以是花粉通过 阶段发育而来。
(3)外植体若是菊花的根尖组织,则在正常环境下培养成的新菊花植株叶片的颜色是 ,这过程体现了植物细胞具有 。
(4)植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂和分化的关键性激素,在植物组织培养过程中:
①若先使用细胞分裂素,后使用生长素,实验结果是细胞 。
②当同时使用这两种激素时,生长素用量比细胞分裂素用量的比值 (“高”、“低”、“适中”)时,促进愈伤组织的形成。
红细胞含有大量血红蛋白,红细胞的机能主要是由血红蛋白完成的。我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验,来提取和分离血红蛋白,请回答下列有关问题:
(1)分离蛋白质分子的一种常用方法是凝胶色谱法,也叫做 ,是根据 分离蛋白质的有效方法。
(2)血红蛋白提取和分离的程序可分为 、 、 和纯度鉴定。
(3)洗涤红细胞的目的是 ,以利于后续步骤的分离强化。采集的血样要及时分离红细胞,分离时采用低速短时间 ,然后用胶头吸管吸出上层透明的 ,将下层暗红色的红细胞液体倒入烧杯,再加入 洗涤,如此重复,直至上清液中没有黄色。
(4)将洗涤好的红细胞倒入烧杯中,加入 和 充分搅拌,红细胞破裂,释放出血红蛋白。
[生物—选修模块1 生物技术实践]
生物组织中有机物的提取方法有很多种。例如,凝胶色谱法、电泳、蒸馏、压榨法和萃取等,不同的有机物提取的方法各有不同。
(1)玫瑰精油称为“液体黄金”,是世界香料工业不可取代的原料,提取出的玫瑰精油要求不含有任何添加剂或化学原料,其提取方法主要是 。
(2)杏仁油富含矿物质和维生素,是一种质地轻柔、高渗透性的保湿剂,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 ;新鲜的胡萝卜在干燥时,如果温度太高,会导致 。
(4)在胡萝卜素的提取实验中,在瓶口安装冷凝回流装置是为了 。
(5)在影响萃取的各种因素中,原料颗粒的 、 和 ,萃取的 和 等因素,对萃取效果均有很大的影响。
【生物—选修 生物技术实践】有机农药苯磺隆是一种除草剂,长期使用会污染环境。研究发现,苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示。
(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、________四类,该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源,其原因是__________。
(2)与微生物培养基相比,植物组织培养的培养基常需添加生长素和_______,这些植物激素一般需要事先单独配置成_________保存备用。
(3)纯化菌株时,通常使用的划线工具是________。划线的某个平板培养后,第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌,第二划线区域的第一条线上无菌落,其它划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有________。
(4)为探究苯磺隆的降解机制,将该菌种的培养液过滤离心,取上清液做图乙所示实验。该实验的假设是________,该实验设计是否合理?为什么?_______。
【生物—选修】根据从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知识及胡萝卜素的性质根据从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知识及胡萝卜素的性质,回答下列问题。
(1)胡萝卜素是_____色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素,常用_______作为溶剂,原因是___________。
(2)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是_______________法。用这种提取胡萝卜素的主要步骤是:粉碎、干燥___________、___________、___________。
(3)在胡萝卜颗粒的加热过程中,应严格将________和________控制在一定范围内,原因是___________。
(4)提取胡萝卜素可通过________法进行鉴定,在鉴定过程中需要用___________对照。
(5)一般情况下,提取胡萝卜素时,提取效率与原料颗粒的含水量成_________比。
自交不亲和性指某一植物的雌雄两性机能正常,但不能进行自花传粉或同一品系 内异花传粉的现象,如某品种烟草为二倍体雌雄同株植物,却无法自交产生后代。请回答:
(1)烟草的自交不亲和性是由位于一对同源染色体上的复等位基因(S1、S2……S15)控制,以上复等位基因的出现是 的结果,同时也体现了该变异具有 特点。
(2)烟草的花粉只有通过花粉管(花粉管由花粉萌发产生)输送到卵细胞所在处,才能完成受精。下图为不亲和基因的作用规律:
①将基因型为S1S2的花粉授于基因型为S2S4的烟草,则子代的基因型为 ;若将上述亲本进行反交,子代的基因型为 。
②自然条件下,烟草不存在S系列基因的纯合个体,结合示意图说出理由: 。
③科学家将某抗病基因M成功导入基因型为S2S4的烟草体细胞,经 后获得成熟的抗病植株。如图,已知M基因成功导入到II号染色体上,但不清楚具体位置。现以该植株为父本,与基因型为S1S2的母本杂交,根据子代中的抗病个体的比例确定M基因的具体位置。
a、若后代中抗病个体占 ,则说明M基因插入到S2基因中使该基因失活。
b
(3)研究发现,S基因控制合成S核酸酶和S蛋白因子的两个部分,前者在雌蕊中表达,后者在花粉管中表达,传粉后,雌蕊产生的S核酸酶进入花粉管中,与对应的S因子特异性结合,进而将花粉管中的rRNA降解,据此分析花粉管不能伸长的直接原因是_______。