高中生物利用生物净化原理治理环境污染综合题

研究发现红细胞与免疫功能有密切相关。回答下列问题：
（1）骨髓中的________经分裂与分化，产生红细胞、淋巴细胞等，人体红细胞的正常寿命约为120天，红细胞的正常死亡称为_______。红细胞在体外能够与异种生物的T细胞发生免疫黏附，说明细胞膜上______分子具有识别功能。
（2）为研究红细胞培养液对淋巴细胞增殖的影响，科研人员设进行以下实验：
①将红细胞在适宜条件下培养56小时，提取上清液，
②将淋巴细胞放在适宜条件下培养，不同处理为：实验组有A和B；A组：淋巴细胞+上清液；B组：淋巴细胞+上清液+刀豆蛋白。对照组有C和D；C组：淋巴细胞；D组：________，另有只加等量培养液的为空白对照。（注：刀豆蛋白能诱导淋巴细胞分裂）
③培养一定时间后测量各组数的变化。上述实验前，要通过实验确定红细胞培养时间、刀豆蛋白的添加量等无关变量，这些研究是本实验的_______。淋巴细胞分裂的间期，要完成_______，以保证遗传的稳定性。

（共10分）请回答下列生物技术方面的问题。
（1）微生物接种的方法中最常用的是平板划线法和__________________法，后者是将菌液进行一系列的________________，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基的表面，再进行________________。菌落是在固体培养基上由________________繁殖而来的形态可见的子细胞群体。
（2）菊花的组织培养的大致过程如图所示，请回答下列问题：

图中B、C依次表示__________过程(填名称)，添加的两种关键激素是___________________。该实验操作成功的关键是_____________，所以要对外植体、超净工作台等进行___________，对培养基或培养器具等进行_______。
（3）同学乙利用凝胶色谱法进行血红蛋白的分离(如图)，他在操作中加样的正确顺序是_______.

研究被石油污染过的土壤中细菌数量，并从中筛选出能分解石油的细菌。为了分离和纯化高效分解石油的细菌，科研人员利用被石油污染过的土壤，对分解石油的细菌进行分离和提纯，回答下列相关问题。
⑴配置好的培养基通常可以使用__________灭菌。培养基的营养成分包括水、无机盐、碳源和______等。其中碳源应该以_______为唯一碳源。
⑵纯化菌种时，为了得到单个菌落，常采用的接种方法有两种，即______和________。
⑶该实验中使用的是固体培养基，要得到固体培养基，应在培养基中加入______做凝固剂。
⑷为了对土壤中分解石油的细菌进行计数，科研人员把不同稀释度的菌液进行涂布（每个平板加0.1毫升菌液）、培养、计数。统计结果发现稀释倍数为10³的三个平板中，菌落数分别为45、38、37。问每克土壤中能分解石油的细菌数约为______个。酵母菌细胞中有_________这是酵母菌与分解石油的细菌在结构上的最大区别。
⑸若用¹⁵N对分解石油的细菌的DNA进行标记，然后把这个细菌放在含¹⁴N培养基中培养，让其连续分裂四次，则后代中，含¹⁵N的DNA的细菌和含¹⁴N的DNA的细菌之比为______。若把分解石油的细菌的DNA提取出来用DNA酶处理得到的产物是_____。

生产实践中应用的菌种主要来自土壤，从土壤中分离微生物的实验流程如下：
土壤取样→选择培养→梯度稀释→鉴别培养
请回答下列有关问题：
（1）将土壤浸出液接种到特定培养基上，可以将酵母菌从混杂的微生物群体中分离出来，获得纯种酵母菌，这一过程叫做________。在培养酵母菌的过程中，对培养基、接种环常采用的灭菌方法分别是_________。
（2）在使用酵母菌发酵生产酒精的过程中，影响酵母菌酒精发酵的主要因素有_______，常使用_______的方法从发酵液中提取纯酒精。
（3）从土壤中分离纤维素分解菌，最好选择在_______环境中采集土样，所选择的培养基应以_______作为唯一碳源。
（4）纤维素分解菌能够合成纤维素酶，为了使纤维素酶反复使用，可以对纤维素酶进行_______处理，处理的方法有吸附法、共价键结合法和_______法。

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。
（1）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。
（2）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            。
（3）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。
（4）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。

从自然界获得纯种的酿酒酵母，基本程序是：配制培养基-接种-培养-观察记录-纯化培养。请回答下列有关的问题：
（1）酵母菌的培养最好使用下列哪种培养基？             。

A．牛肉膏蛋白胨培养基	B．麦芽汁琼脂培养基
C．蛋白胨酵母膏培养基	D．MS培养基

（2）采用平板划线法接种时，开始接种时要灼烧接种环，目的是           。要把接种后的培养基和一个未接种的培养基同时放入恒温箱培养，设置：“未接种的培养基”做对照的目的是             。
（3）将得到的纯种酿酒酵母接种到葡萄汁中，经过发酵可以得到             。
（4）将酵母菌破碎并提取得到酵母菌的蛋白质，利用聚丙烯胺凝胶电泳技术将得到的蛋白质进行分离，在电泳过程中，影响蛋白质迁移速度的因素包括蛋白质分子的           、          以及分子的形状等。
（5）把从酵母细胞中提取的淀粉酶固定在尼龙布上制成固定化酶，采用的方法是         ，与传统酶应用技术相比，此技术最显著的优点是                  。

请回答下列关于微生物问题：
（1）“闻着臭，吃着香”的臭豆腐驰名中外，其制作过程中所用的微生物主要是          ，臭豆腐表面往往有一层致密的皮，这层皮实际上是微生物的            ，它对人体是无害[来
（2）欲从土壤中分离高效降解有机物磷农药的细菌，可在培养基中加入          制成选择培养基进行分离；若想对初步筛选得到的目的菌进行纯化并计数，可采用的接种方法是                。
（3）Taq细菌1966年被发现了美国黄石国家公园，它发现促成了PCR技术的自动化，这是因为它为PCR技术提供了           。PCR技术是DNA循环复制的过程，每次循环可以分为           三步。
（4）微生物培养过程中，获得纯净培养物的关键是               ，其中对培养皿进行灭菌常用的方法是                 。

【生物——选修1：生物技术实践](15分)
某生物兴趣小组试图探究牛和山羊的瘤胃中的微生物对尿素是否有分解作用，设计了以下 实验，并成功筛选到能降解尿素的细菌（目的菌）。培养基成分如表所示，实验步骤如图所 示。请分析回答：

(1)培养基中加入尿素的目的是____，该培养基是____培养基（按功能分类）。 从同化作用类型来看的，该菌属于____。
(2)实验需要振荡培养，目的是____，转为固体培养时，常采用____的方法接种，获得单菌落后继续筛选。
(3)在实验过程中：①培养基、培养皿；②玻棒、试管、锥形瓶、吸管；③瘤胃中液体。其中需要灭菌的是____（填序号）。
(4)分离分解尿素的细菌实验时，甲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。甲同学实验结果差异的原因可能有____（填序号）。①取样不同②培养基污染③操作失误④没有设置对照
(5)以尿素为唯一氮源的培养基培养“目的菌”后，加入____指示剂后变红色，说明“目的菌”能分解尿素。理由是__________________.
(6)为进一步确定取自瘤胃中液体的适当稀释倍数，将接种的培养皿放置在37恒温培养箱中培养24h-48h．观察并统计具有红色环带的菌落数，结果如下表，其中____倍的稀释比较合适。

酵母菌作为一种常见的微生物，在传统和现代生物技术中得到了广泛的应用。请回答下列问题：
（1）酵母菌广泛分布在自然界中，科研人员为了分离、筛选蓝莓果酒专用酵母来改善蓝霉果酒的品质，进行了如下实验：
① 取不同品种的成熟蓝莓制果浆，置于适宜温度的恒温培养箱中自然发酵，直至产生大量气泡和明显酒味。取不同品种成熟蓝莓的原因是   。
②将蓝莓发酵液用   进行梯度稀释后，进行涂布平板操作（每个梯度3个平板），恒温培养2d，根据酵母菌菌落特征挑取单菌落。
③将挑取的单菌落扩大培养后，通过   法分离纯化，然后保存菌种。
④检测筛选菌株的发酵性能，根据实验结果推知，   （品种）对乙醇和酸的耐受性最强，是较理想的酿酒菌种。

品 种	乙醇体积分数/%	pH
8%	10%	12%	14%	15%	4.00	2.98	2.03	1.48
葡萄酿酒酵母	++++	++++	+	-	-	++++	++++	-	-
BL-21	++++	++++	+	-	-	++++	++++	-	-
BF-09	++++	++++	++	-	-	++++	++++	+	-
BF-17	++++	++++	++	+	-	++++	++++	++	-

 
（注：+数量表示菌落数量的多少，-表示没有菌落生长）
（2）下图是固定化酵母发酵与游离酵母制作蓝莓果酒发酵的对比结果，从图中可以看出，两者发酵速率相近，但发酵前期游离发酵比固定发酵产生的酒精量多，主要原因是   ；后期游离酵母发酵速度减慢，除了底物浓度降低外，还可能是因为   。相较于固定化酶技术，固定化酵母细胞常用的方法是   ，固定化酵母发酵的主要优点是   。

临床试用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。回答下列问题：
（1）为了从样本中获取致病菌菌落，可用       法或        法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。
（2）取该单菌落适当稀释，用       法接种于固体培养基表面，在37℃培养箱中培养24h，使其均匀生长，布满平板。
（3）为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A，B，C，D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置，培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A       ；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B       ；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明          ；含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D的       。
（4）根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好应选择抗生素       。

[生物——选修1：生物技术实践]
随着环境污染的加剧和石油危机出现，越来越多的国家使用乙醇作为代替燃料，生产中玉米和麦草的秸秆可以用来生产燃料乙醇，已知秸秆的主要成分是纤维素，回答下列问题：
（1）人们首先利用纤维素分解菌将纤维素分解，纤维素分解菌多分布在富含        的土壤中。
（2）从土壤中筛选纤维素分解菌所需要配制的培养基从功能上看属于        培养基，该培养基中需要加入纤维素粉作为唯一的        。
（3）经过梯度稀释后，要将样品均匀涂布在用于鉴别纤维素分解菌的培养基上，在该培养基中需要加入的染料是            ，当形成菌落以后可以根据菌落周围是否产生            来筛选纤维素分解菌。当利用涂布器涂布平板之后需要对涂布器进行        处理。
（4）产生葡萄糖后需要用到           （微生物）发酵产生酒精，可以使用           检测产物是否为酒精，该试剂在酸性条件下可与酒精反应，溶液呈灰绿色。

DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们又去探究DNA是如何传递遗传信息的。当时推测可能有如图A所示的三种方式。1958年，Meslson和Stahl用密度梯度离心的方法，追踪由¹⁵N标记的DNA亲本链的去向，实验过程是：在氮源为¹⁴N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为¹⁴N-DNA（对照），在氮源为¹⁵N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA均为¹⁵N-DNA（亲代），将亲代大肠杆菌转移到含¹⁴N的培养基上，再连续繁殖两代（子代Ⅰ和子代Ⅱ）后离心得到如图B所示的结果。请依据上述材料回答问题：

（1）如果与对照相比，子代Ⅰ离心后能分辨出轻和重两条密度带，则说明DNA复制的方式是          。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，则可以排除DNA复制的方式是                       。
如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定：
①若子代Ⅱ离心后可以分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA复制的方式是                     。
②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA复制的方式是                     。
（2）他们观测的实验数据如下：梯度离心DNA浮力密度（g/ml）表

分析实验数据可知：实验结果与当初推测的DNA三种可能复制方式中的              方式相吻合。
（3）无论是有丝分裂还是减数分裂，都需要有遗传物质的复制，都遵循半保留复制原则。请依据此原则回答以下问题：
①用¹⁵N标记了一个精原细胞的一对同源染色体的DNA分子双链，然后放在不含¹⁵N标记的培养基中，经过正常的减数分裂产生的四个精子中，含有¹⁵N的精子有            个。
②用³²P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含³²P的培养基中培养，在第二次细胞分裂完成后，每个细胞中被³²P标记的染色体条数是                  。

临床试用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。回答下列问题：
（1）为了从样本中获取致病菌菌落，可用       法或        法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。
（2）取该单菌落适当稀释，用       法接种于固体培养基表面，在37℃培养箱中培养24h，使其均匀生长，布满平板。
（3）为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A，B，C，D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置，培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A       ；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B       ；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明          ；含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D的       。
（4）根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好应选择抗生素       。

（10）微生物中筛选某菌种的一般步骤是：采集菌样→富集培养→纯种分离→性能测定。
（1）不同微生物的生存环境不同，获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样，然后再按一定的方法分离、纯化。培养噬盐菌的菌样应从_____________环境中采集。
（2）富集培养指创设仅适合待分离微生物旺盛生长的特定环境条件，使其群落中的数量大大增加，从而分离出所需微生物的培养方法。对产耐高温淀粉酶微生物的富集培养应选择 _________________________的培养基，并在________条件下培养。
（3）接种前要对培养基进行_______________处理。在整个微生物的分离和培养中，一定要注意在________条件下进行。

一种广泛使用的除草剂(含氮有机物)在土壤中不易被降解，长期使用可污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤，可按下面程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明)。
  
(1)制备土壤浸出液时，为避免菌体浓度过高，需将浸出液进行稀释处理。现有一升土壤浸出液，用无菌吸管吸取1 mL样液至盛有9 mL无菌水的试管中，依次稀释10³稀释度。各取0.1 mL已稀释10³倍的水样分别接种到三个培养基上培养，记录的菌落数分别为55、56、57，则每升原土壤浸出液样中菌体数为________。
(2)要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌，从用途方面来看，上述培养皿中培养基的特点是______________________。
(3)接种技术的核心是____________________。在划线接种时，连续划线的目的是将聚集的菌种逐步__________________，培养时，只有很少菌落出现，大部分细菌在此培养基上不能生长的主要原因是________________________或有氧条件抑制了这些细菌的生长。
(4)在培养基上形成的菌落中，无透明圈菌落利用的氮源主要是________，有透明圈菌落利用的氮源主要是__________，据此可筛选出目的菌。实验结果如图显示的A～E五种菌株中，________是最理想菌株。
(5)科研人员用放射线处理该细菌获得两个突变株A和B，然后对突变株A和B进行实验，结果如下表所示：

突变株A不能在一般培养基上生长的原因是________ ____。突变株A和B混合在一起接种于一般培养基中能生长的最可能原因是__________________________。