圆褐固氮菌是自生固氮菌,青霉素会抑制圆褐固氮菌的生长繁殖而不影响酵母菌等真菌的生长繁殖。现有圆褐固氮菌和酵母菌的混合物,请你设计一个实验,分离并得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌。
(1)材料用具:(略)
(2)方法步骤:
①制备两种培养基,一种是 培养基,另一种是 培养基,将这两种培养基各自分成两份,依次标上A、a和B、b。
②分别向A、B培养基中接种混合菌,适宜条件下培养3~4天。
③分别从A、B培养基的菌落中挑取生长良好的菌种分别接种到a、b培养基中,在适宜条件下培养3~4天。
(3)请回答:
①本实验配制的培养基属于 培养基,实验步骤③的目的是 。
②圆褐固氮菌大量积累次级代谢产物的时期是 ,其与酵母菌在基因结构上的主要差异为 。
③青霉素抑制圆褐固氮菌的生长繁殖,其作用机理是破坏或抑制其细胞壁的形成。据此推测青霉素不影响酵母菌生长繁殖的原因是 。
④生产上常用圆褐固氮菌制成菌剂施放到土壤中,以提高农作物的产量,其原因是 。
[生物——选修1生物技术实践专题](15分)
科学家运用植物组织培养的方法,已经把许多植物离体的组织或细胞,培养成了完整的植物体。操作流程如下:
(1)该项生物技术利用的原理是 ;过程②表示 。
(2)植物激素中生长素和细胞分裂是启动细胞生命活动的关键性激素,两者的用量比例会影响细胞的发育方向,生长素与细胞分裂素用量比值适中时,促进 ;生长素与细胞分裂素用量比值低时,有利于 、抑制 。
(3)在植物组织培养的过程中,为什么要对外植体等进行一系列的消毒、灭菌,并且要求无菌操作? 。
(4)通过花药培养可以得到单倍体植株,其过程一般有两种途径: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)用PCR技术扩增产生抗癌药物的关键基因时,应向扩增仪中加入模板DNA、引物,此外还应加入 和 。DNA体外扩增过程包括了三个连续的步骤分别是变性、 和 。需要设计两种引物,引物的作用是 。
【生物——生物技术实践】
十九世纪中期,法国科学家巴斯德证明食品发酵是由于微生物的作用。如今形形色色的发酵食品在食品业中占有重要地位。
(1)人们喜爱的腐乳是我国独特的传统发酵食品。腐乳是用豆腐发酵制成,多种微生物参与发酵。腐乳制作的原理是: 。
(2)右下图为酿制葡萄酒的两个简易装置,请分析回答:
①葡萄酒是一种很容易消化的低度发酵酒。葡萄酒的酿制原理是先通气进行 ,通过出芽生殖方式增加酵母菌的数量,然后再进行发酵获得葡萄酒。在葡萄汁的自然发酵过程中,酵母菌的来源是 。葡萄汁发酵后是否有酒精产生,可用 来检验。工业生产葡萄酒时,为有利于葡萄的压榨出汁、葡萄汁清澈透明,可加入 酶。
②喝剩的葡萄酒放置时间长后酒味变酸的原因是 。
③制作葡萄酒,需将温度严格控制在 ℃。制作葡萄酒后制果醋,应将温度严格控制在 ℃。
④甲装置中,A液体是 ,NaHCO3溶液的作用是 ;若用乙装置酿制葡萄酒,在发酵过程中,必须进行的操作是 。
⑤葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间,这是因为 。
(1)为提高果酒的品质,要筛选得到纯净的酵母菌菌种,通常使用的培养基按功能来分,可称为 。
(2)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的基本操作步骤是:计算、称量、 、灭菌、倒平板。在纯化大肠杆菌时.常用的方法有 和 。
(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素,常用的方法是 ,提取的胡萝卜素可通过 法进行鉴定,在鉴定过程中需要用 对照。
(4)进行菊花组织培养的基本实验操作步骤是:制备MS固体培养基、 、接种、培养、移栽、栽培.花药离体培养时,选择合适发育时期的花粉能提高诱导成功率,确定花粉发育时期最常用的染色方法是
请回答下列有关微生物的问题。
(1)在微生物分离、鉴定实验中,通常在配置固体培养基时需在培养基中加入 ___(物质)。
(2)采用固体平板培养细菌时,为防止冷凝水影响细菌的生长,需将培养皿 ____培养。
(3)下表为探究抗生素对微生物抑制作用的实验处理。先将大肠杆菌接种于培养基上,然后将培养皿置于37℃条件下培养2~3天,观察、测量并记录 _______________情况。如果实验所用抗生素的浓度关系为A< C < B,则编号1、2、3、4的抑菌效果从大到小依次为 __________________________________。
编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
||
实验处理 |
圆纸片浸在 |
|||||
浓度A抗生素 |
浓度B抗生素 |
浓度C抗生素 |
蒸馏水 |
|||
|
(4)现有5种酵母菌的营养缺陷型菌株1、2、3、4、5,它们不能合成生长所必需的物质G,已知A、B、C、D、E都是合成G物质的必需中间产物,但不知这些物质合成的顺序, 于是在培养基中分别加入这几种物质并分析了这几种物质对各种营养缺陷型菌株生长的影响结果如下表所示。
根据以上结果,推测这几种物质的合成顺序应是 。
(5)某同学在做微生物实验时,不小心把自生固氮菌和酵母菌混在一起,请你帮助该同学完善实验步骤,将自生固氮菌和酵母菌分离开来:
①制备两种培养基,对两种培养基的处理方式分别是:一种是 ,另一种是 ,将两种培养基各自分成两份,依次标上A,a和B,b。
②分别向A、B培养基中接种 菌,适宜条件下培养3-4天。
③分别从A、B培养基的菌落中挑取生长良好的菌并分别接种到a和b培养基中,适宜条件下培养3-4天。其目的是 。
生物技术实践:
酵母菌等微生物在人类的日常生活中发挥着越来越大的作用,如面包、馒头等食品以及果汁、果酒等饮料的作用都离不开酵母菌,请根据所学知识回答下列问题:
(1)土壤中富含各种微生物,将土壤浸出液接种到 培养基上可得到酵母菌,这一步骤叫做 。
(2)在平板培养基上接种酵母菌使用的方法是 ,培养基中的葡萄糖所起的作用是 。
(3)在果酒酿造过程中,如果果汁灭菌不严格,含有醋酸杆菌,在酒精发酵旺盛进,醋酸杆菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸?请说明理由。 。
(4)食品加工中为了让酵母菌发挥应有的作用,又能使之很好的与产物分离以提高产品的质量,应该采用 技术;因细胞比酶分子大,所以该技术中多采用 法。
【生物——生物技术实践】
有些微生物能合成纤维素酶,通过对这些微生物的研究,使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精,用纤维素酶处理服装面料等。研究人员用化合物A、硝酸盐、磷酸盐以及微量元素配制的培养基,成功地筛选到能产生纤维素酶的微生物。分析回答问题。
(1)培养基中加入的化合物A是 ,为微生物的生长提供 ,这种培养基属于 培养基。
(2)为了筛选出能产生纤维素酶的微生物,向培养基中加入 。
(3)在筛选出能产生纤维素酶的微生物之前,可用液体培养基培养,增加微生物的浓度。若获得纯净的菌株,常采用平板划线的方法进行接种,此过程所用的接种工具是 ,操作时采用 灭菌的方法;还可用 方法操作。
(4)实验结束后,使用过的培养基应该进行灭菌处理才能倒掉,这样做的目的是 。
下图是将人的生长激素基因导人细菌细胞B制造工程菌的示意图。已知细菌细胞B不含质粒A,也不含质粒A上的基因。质粒A导人细菌细胞B后,其上的基因能得到表达。请回答下列问题
(1)目的基因可通过PCR技术获取,这一技术中需要的酶是 。
(2)将目的基因与质粒结合形成重组质粒的过程中,需要的工具酶有 。
(3)若要检测目的基因是否导人,可在培养细菌B的培养基中加入 (氨卞青霉素/四环素),若在培养基上观察到大量细菌B的菌落,表明目的基因已成功导 人细菌B,此时所用的培养基属于 培养基(按用途分)。
(4)若要比较准确地了解转化率,一般可通过统计菌落的数目来推测活菌数目,还可以通过 的方法统计活菌数目;前者统计的活菌数目比实际的数目 (多/少/一样),原因是 。为了保证统计数目的准确,还应该设计 。
(每空2分,共18分)近年来,家禽生态养殖在我国发展很快。某地区建立了“稻—鸭”共作的生态型农业生产体系(如下图所示),实现了稻、鸭的双丰收。请回答下列问题。
(1)从生态系统的组成成分上分析,该生态系统的生产者是 ,沼气池中的生物属于 。此生态系统的建立实现了物质的 。
(2)过去,羽毛加工厂通常将废弃的羽毛填埋于土壤中,利用土壤中的微生物将其分解。为了充分利用废弃的羽毛中的蛋白质资源,某研究小组欲从土壤中分离出能够水解羽毛角蛋白的细菌,他们应从 处取土壤,并制成土壤稀释液。以羽毛粉为唯一的氮源配制的培养基在功能上属于 培养基。
(3)研究人员尝试利用羽毛粉制成饲料添加剂,以替代鱼粉添加剂来饲养产蛋鸡。请设计实验探究羽毛粉能否替代鱼粉作为饲料添加剂饲养产蛋鸡。
实验材料:养殖的蛋鸡若干只,含羽毛粉的饲料,含鱼粉的饲料。
实验步骤:
①将实验用鸡随机均分为甲、乙两组;
② ,其他饲养条件相同;
③观察记录,统计各组鸡的 。
预期结果及分析:
如果 ,说明羽毛粉能替代鱼粉;
如果 ,说明羽毛粉不能替代鱼粉。
请根据下列材料和示意图回答问题:
材料1:医学上常使用抗生素治疗由细菌和真菌所引起的疾病。目前常用的抗生素多达几百种。甲图简要表示不同种类的抗生素(①~⑤)对细菌的作用部位或作用原理。
材料2:三位科学家因对“核糖体结构和功能的研究”取得突出成就而获得2009年诺贝尔化学奖。他们绘制的核糖体模型已被广泛应用于新型抗生素的研制,以减少患者的病痛和拯救生命。
(1)甲图中结构P的化学本质是 ,在基因工程中常可作为 发挥重要作用。
(2)青霉素是一种临床常用的抗生素,这种抗生素的作用原理与甲图中①的作用类似,即在细胞增殖过程中抑制细菌 (结构)的形成。抗生素不的合理使用往往会导致细菌产生耐药性,其实质是定向选择导致菌群中 增加。
(3)细菌耐药性的产生使抗生素的疗效明显降低。基于对细菌核糖体结构和功能的研究,研究人员研制出了新型的抗生素,这些抗生素在细菌中的作用机理类似于甲图中
(填写数字序号),即通过影响细菌遗传信息表达中的 过程,达到杀菌或抑制效果。
(4)欲比较几种新型抗生素针对大肠杆菌的抑菌效果,有人进行如下实验:将大肠杆菌菌液均匀涂布于固体培养基表面,其目的是使细菌落在培养基表面均匀分布。之后将浸有等量不同抗生素的圆形纸片贴于培养基表面,一段时间后,结果如图乙所示。由此判断A~D四种抗生素中 对大肠杆菌的抑制最有效,判断依据是 。
目前,加酶洗衣粉中的蛋白酶主要是中温蛋白酶,最适酶活温度在50°C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,最适酶活温度在20°C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。下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组实验问形成了 , 组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)若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 增长,其环境容纳量主要取决于 。
【生物一生物技术实践】
尿素是一种高浓度氮肥且长期施用没有不良影响,但尿素只有通过土壤中某些细菌分解为氨后,才能被植物吸收利用。分解尿素的细菌都能合成脲酶,脲酶能催化尿素水解。
某同学要分离土壤中能分解尿素的细菌,并统计每克土壤样品中活菌数目,培养基配方如下:
KH2PO4 |
Na2HPO4 |
MgSO4·7H2O |
蛋白胨 |
葡萄糖 |
尿素 |
琼脂 |
1.4g |
2.1g |
0.2g |
1.0g |
10.0g |
1.0g |
15.0g |
(1)根据培养基的成分判断,该同学能否分离出土壤中分解尿素的细菌?_____(能/不能),原因是__________________________________。
(2)要统计每克土壤样品中活菌数目,宜采用 法接种,根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积,统计平板上的__________________就能大约推测出样品中活菌数。
(3)初步分离脲酶通常用 法,如下图,试管中收集到的液体最先出现的是___________。鉴定分离出的脲酶纯化程度,一般采用_______法。
(4)该同学设想:由活性脲酶和尿素混合,制成“加酶尿素",尿素肥效一定更高。为了提高“加酶尿素"中脲酶的利用率,应当采用 技术。
。尿素是一种重要的农业肥料,但若不经细菌的分解,就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多,同学们试图探究土壤中微生物对尿素是否有分解作用,设计了以下实验,并成功筛选到能高效降解尿素的细菌(目的菌)。培养基成分如下表所示,
KH2PO4 |
Na2HPO4 |
MgSO4·7H2O |
葡萄糖 |
尿素 |
琼脂 |
1.4 g |
2.1 g |
0.2 g |
10 g |
1 g |
15 g |
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到100 mL |
实验步骤如图所示。请分析回答。
(1)此培养基 (能/不能)用于植物组织培养,理由是 。
(2)培养基中加入尿素的目的是 ,这种培养基属于 培养基。
(3)“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的 和 ,实验需要振荡培养,原因是 。
(4)图中将细菌转到固体培养基上时,可采用 或 接种,获得单菌落后继续筛选。初步筛选出来的菌种还需要用生化的方法作进一步的鉴定:在以尿素为惟一氮源的培养基中加入 指示剂,接种并培养初步筛选的菌种,若指示剂变成 色,则可准确说明该菌种能够分解尿素。
(5)在实验中,下列材料或用具需要灭菌的是 ,需要消毒的是 (填序号)。①培养细菌用的培养基与培养皿 ②玻棒、试管、锥形瓶和吸管 ③实验操作者的双手
(6)在进行分离分解尿素的细菌实验时,A同学从培养基上筛选出大约150个菌落,而其他同学只选择出大约50个菌落。A同学的实验结果产生的原因可能有 (填序号)。
①土样不同 ②培养基污染 ③操作失误 ④没有设置对照
(7)实验结束后,使用过的培养基应该进行 处理后,才能倒掉。
甘蔗是一种高光效的植物,单位面积产量很高,目前已成为燃料酒精生产的重要原料。与化石燃料相比,酒精燃料可以再生,而且二氧化碳排放量少,符合低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济模式。
(1)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—蒸馏-成品(燃料酒精)-蔗渣由微生物分解再利用。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: 根据筛选要求制备选择培养基时要注意 和 。 加琼脂后灭菌,制成固体培养基。为防止培养皿出现冷凝水影响菌落生长,需将培养皿 。
步骤3:将紫外照射后的菌液稀释,涂布在固定培养基的表面。
步骤4:根据 筛选出突变菌。
由上述步骤筛选出的酵母菌与野生酵母菌相比,具有 的特点。
(2)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可行的方法还有(列举一种)
(3)酵母菌不能分解蔗渣,因其不含有能够分解蔗渣的 酶。若从土壤中分离具有这种酶的微生物,所需要培养基中的碳源为___________ ,如果要生产这种酶,那么就将所培养的该种微生物进行工业化发酵,然后将其产生的这种酶进行 ,上述过程中通过控制 和 来保持酶的活力。为了使酶回收和再利用,可以采取 技术。
下列是有关微生物的培养与应用等问题,请分析回答。
⑴下图是利用 法进行微生物接种,把聚集的菌种逐步 分散到培养基的表面。
(2)将乳酸菌接种到彻底灭菌的固体培养基上,菌落形成的根本原因是 ,要使其正常生长必须给予的条件是 .
(3)利用微生物分解玉米淀粉生产糖浆,具有广阔的应用前景。但现在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:
①配置 (固体、半固体、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。
周围出现 现象的菌落即为初选菌落。经分离、纯化后即可达到实验目的。