(2013•黄州区一模)【生物一选修模块1:生物技术实践】
请回答下列与生物技术实践相关的问题:
(1)利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取.科学家利用培养基从土壤中筛选出能分解纤维素的细菌,这类细菌经过大量培养后可以从中提取纤维素酶.
①土壤中富含各种微生物,将土壤浸出液接种到特定培养基上,可得到能分解纤维素的细菌,实验室中获取纯净菌种常用的接种方法有 平板划线法 和 稀释涂布平板法 .
②虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、 无机盐、碳源、氮源
(2)酵母菌是一种真菌,可用于制作果酒.
①果汁发酵后是否产生酒精,可以用 重铬酸钾 来检验,在酸性条件下,该物质与酒精反应呈现特定的颜色.
②酵母菌细胞固定化可大大提高生产效率.固定酵母菌细胞时首先需要将干酵母放入 蒸馏水 中活化;若制得的凝胶珠着色过浅,可能是 海藻酸钠浓度过低 .
(3)突变菌往往带有一些特殊的基因,在获得这些基因的过程中,PCR技术相当重要.PCR扩增反应中加入引物的作用是 使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 .
(4)加酶洗衣粉中有的加香精,高档洗衣粉中的香精是由植物芳香油制成的,目前从植物中提取芳香油的方法有 萃取法、蒸馏法、压榨法 等.
(2013•石家庄二模)下表是探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂(分解)的设计思路:
组别 对照组 实验组
处理情况 不做处理的带落叶的土壤 处理过的带落叶的土壤
将等量的带落叶的土壤,用带有编号的相同塑料袋分别包扎好,并埋在5cm深的土壤中
请回答下列问题:
(1)对实验组土壤应该进行 灭菌 处理,尽可能排除 土壤微生物 的作用.
(2)探究土壤微生物中是否含有分解纤维素的细菌的实验过程中,应将土壤浸出液接种在以 纤维素粉 为唯一碳源的培养基上,这样的培养基属于 选择 培养基.
(3)纯化菌种时,为了得到单菌落,常采用的接种方式有两种,即 平板划线法 和 稀释涂布平板法 .并用 刚果红 (试剂)加以鉴别.当形成菌落以后可以根据菌落周围是否产生 透明圈 来筛选纤维素分解菌.
(2013•东城区二模)农作物秸秆在生产实践中具有多种用途.在特定微生物产生的纤维素酶的催化下,秸秆中的纤维素可被分解为葡萄糖,经发酵后形成乙醇,再加工即可制成燃料乙醇,减少了人类生活对石油资源的依赖.请分析回答:
(1)欲从土壤中分离获取上述特定微生物,可采用稀释涂布法或 平板划线 法进行接种,所用培养基以纤维素为唯一碳源,目的是只允许能产生 纤维素酶 的微生物生长,而其他微生物均不能生长.在培养基中加入适量的刚果红染料,若观察到 菌落周围出现透明圈 即可初步筛选到目的菌.
(2)某研究人员经上述培养获得了三种微生物(甲、乙、丙),现通过如下实验比较三种微生物所产生纤维素酶的活性大小.
①将甲、乙、丙三种微生物经离心等方法处理后,制成酶浓度相同的纤维素酶提取液,取等体积的三种提取液分别与等量的纤维素悬浮液混合,在相同且适宜的pH和温度条件下放置一段时间.
②利用 斐林 试剂检测产物中的葡萄糖,并通过比较颜色深浅程度判断酶活性的大小.
③实验结果如下:
甲提取液 乙提取液 丙提取液
颜色深浅程度 + +++ ++
注:“+”越多,颜色越深
由表分析,三种微生物产生的纤维素酶活性不同,最可能的原因是 不同酶的氨基酸序列不同(或不同酶的空间结构不同) .其中产生酶活性最强的微生物是 乙 .
(3)农作物秸秆除用于生产燃料乙醇外,还可用于培育蘑菇和生产沼气等.下图为某生态农场的部分结构模式图.
水稻、杂草在此生态系统的组成成分中属于 生产者 .输入到鸭体内的能量除通过呼吸作用以热能形式散失外,还用于鸭自身的 生长、发育、繁殖 等生命活动.在农业生产上,将蘑菇房与蔬菜大棚连通可提高蔬菜产量,增产的原因最可能是 蘑菇产生的CO2为蔬菜光合作用提供原料 .
(4)对农作物秸秆的充分利用可促进生态系统中物质在 生物群落与无机环境 之间不断地循环往返,同时合理调整了生态系统中的能量流动关系,有效缓解了燃烧秸秆造成的污染和浪费.
(2014•河南模拟)聚羟基丁酸酯可被用于制造生物可降解塑料.如图是科研人员用微生物发酵技术以蔗糖为原料生产生物可降解塑料的过程示意图,请据图回答:
(1)制备筛选碱性天然菌种的培养基的一般步骤是:计算、称量、溶化、灭菌、 倒平板 .培养基中的蔗糖可以为微生物的生长提供 碳源 .该培养基除含有微生物所需的各种营养物质外,还应注意调整适宜的 PH .
(2)为了获得纯净的培养物,实验用的培养基最好选用 高压蒸汽灭菌 法进行灭菌.
(3)为了检测菌液中活菌的数量是否适宜,可以采用 显微镜直接计数(稀释涂布平板法) 法进行计数,该方法计数的结果与实际数目相比 偏大(偏小) (偏大/偏小).
(4)为使微生物易于从发酵液中分离且达反复使用的目的,可采用 固定化细胞 技术进行处理.该技术通常采用的方法是 包埋法 .
(2013•辽宁二模)[生物﹣﹣选修l生物技术实践]
下列是对土壤微生物开展探究活动的三个案例,请在相应的空白处作答.
(1)案例l:探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂(分解).
设计思路:
组别 对照组 实验组
处理
情况 不做处理的带落叶的土壤 处理过的带落叶的土壤
将等量的带落叶的土壤,用带有编号的相同的塑料袋分别包扎好,并埋在5cm深的土壤中
对实验组土壤应该进行 灭菌 处理,尽可能排除 土壤微生物 的作用.
(2)案例Ⅱ:探究土壤微生物对淀粉的分解作用.
实验步骤:
①将取自农田的土壤制成土壤浸出液,放在烧杯中静置一段时间.
②另取两只烧杯,编号为A、B,放入等量的淀粉糊.在A烧杯中加入30mL土壤浸出液,B烧杯中加入 30 mL(等量)蒸馏水(无菌水) .
③在室温条件下放置7天后,从A烧杯中取20mL溶液,分别加入A1和A2两支试管各10mL;从B烧杯中取20mL溶液,分别加入B1和B2两支试管各10mL.
④在A1和B1中加入碘液;在A2和B2中加入 (等量的)斐林试剂 ,并进行 水浴加热 处理.
⑤观察各试管的 颜色变化 ,记录实验结果.
(3)案例Ⅲ:探究土壤微生物中是否含有分解纤维素的细菌的实验过程中,应将土壤浸出液接种在以 纤维素 为惟一碳源的培养基上,并用 刚果红 (试剂)加以鉴别.
(2012•唐山三模)由于石油价格的不断上涨,替代化石燃料的产品如燃料酒精、生物柴油、沼气等开发备受世界关注,有人想利用玉米秸秆生产燃料酒精,其大致流程如图所示:
(1)玉米秸秆预处理后,应该选用 纤维素 酶进行水解,使之转化为发酵所需的葡萄糖.
(2)分离这种水解酶的野生菌株一般从土壤中筛选,所需要的培养基为 选择 培养基,但现有野生菌株对玉米秸秆的转化效率低,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 (固体、半固体、液体)培养基,该培养基的碳源应为 纤维素 .
②将野生菌株接入已经 高压蒸汽灭菌 法灭菌的培养基平板上.
③立即用适当剂量的紫外线照射,其目的是对野生菌株进行 诱变 .
④菌落形成后,加入 刚果红 染料,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 透明圈范围大 (现象)的菌落即为初选菌落.
⑤分离、纯化菌种时为得到单菌落,常用 平板划线 和 稀释涂布平板 接种方法.
(3)发酵阶段需要的菌种是 酵母菌 ,生产酒精必要控制的条件是 无氧(密封、密闭) .
(4)生产的酒精易挥发但又可溶于水,宜选用 水蒸气蒸馏 方法从酵母菌的代谢产物中提取.