Ⅰ.工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。
(1)如图所示,在米曲霉发酵之前挑选的大豆的标准是________________________ 。发酵池发酵阶段加入食盐的目的是_____________________ 。
(2)发酵池的底部随着时间的延长,酒味愈浓,产生酒精的反应式为___________________________ 。
(3)米曲霉发酵过程需要通入空气,提供营养物质并搅拌,由此判断米曲霉属于____________ 微生物。
Ⅱ.随着新冠疫情的持续,人类消耗了大量的一次性口罩,这些口罩不及时处理会对环境造成一定的污染。某科研人员欲筛选出能高效降解一次性口罩(主要成分是由C、H两种元素组成的聚丙烯纤维)的细菌,设计了如图所示的流程。回答下列问题:
(4)分离纯化聚丙烯纤维降解菌时,为了使培养皿上出现的菌落尽可能都是单菌落,应采用的接种方法是_________________________________ 。
(5)将分离纯化得到的不同菌种分别接种到鉴别培养基上,鉴别培养基以___________________________ 为唯一碳源,并加入了能与之结合的显色染色剂。设不同菌种的菌落面积为s,菌落周围透明圈的面积为S,那么,选择S/s的比值_____________________ 的菌落,就是能高效降解--次性口罩的目的菌群。
(1)如图所示,在米曲霉发酵之前挑选的大豆的标准是
(2)发酵池的底部随着时间的延长,酒味愈浓,产生酒精的反应式为
(3)米曲霉发酵过程需要通入空气,提供营养物质并搅拌,由此判断米曲霉属于
Ⅱ.随着新冠疫情的持续,人类消耗了大量的一次性口罩,这些口罩不及时处理会对环境造成一定的污染。某科研人员欲筛选出能高效降解一次性口罩(主要成分是由C、H两种元素组成的聚丙烯纤维)的细菌,设计了如图所示的流程。回答下列问题:
(4)分离纯化聚丙烯纤维降解菌时,为了使培养皿上出现的菌落尽可能都是单菌落,应采用的接种方法是
(5)将分离纯化得到的不同菌种分别接种到鉴别培养基上,鉴别培养基以
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更新时间:2023-01-23 18:29:09
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适中
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【推荐1】自然界中,除了植物和动物以外的生物统称为微生物。微生物无处不在,大多数对我们人类是有利的,少数有害。我们只有清楚地认识它们,才能合理利用它们。传统发酵技术中,人们利用酵母菌酿制果酒、醋酸菌制醋、毛霉制作腐乳,以及乳酸菌制作泡菜。
(1)可以依据是否_________ 将酵母菌、毛霉与以上其他微生物区分开。
(2)若要分离能够降解石油成分的微生物,须从_________ 的土壤中取样,采用_________ 法接种到_________ 的选择培养基。
(3)若对土壤悬液进行梯度稀释时,未经振荡而直接取上层悬液进行梯度稀释,用不同稀释倍数的样液接种到平板上进行培养和计数,统计出的菌落数往往比正确操作统计出的菌落数_________ (填偏大、偏小或相等)。
(4)自然界筛选的菌种需要进一步经过_________ 处理,才可能获得满足人类要求的能够高效降解石油成分的微生物。该育种方式的不足是:具有一定的盲目性,需要大量处理供试材料。
(1)可以依据是否
(2)若要分离能够降解石油成分的微生物,须从
(3)若对土壤悬液进行梯度稀释时,未经振荡而直接取上层悬液进行梯度稀释,用不同稀释倍数的样液接种到平板上进行培养和计数,统计出的菌落数往往比正确操作统计出的菌落数
(4)自然界筛选的菌种需要进一步经过
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【推荐2】苹果醋是以苹果为原料,经酒精发酵,醋酸发酵酿制而成的一种营养丰富,风味优良的酸性饮品,请回答:
(1)将乙醇转化为醋酸的代谢反应是醋酸杆菌在___________ 、__________________ 环境条件下进行的。
(2)乙醇脱氢酶在醋酸发酵过程中对产酸的速率和产酸量起重要作用,可根据各种蛋白质分子的带电性质、____________ 、形状和大小不同进行电泳,将乙醇脱氢酶与其他蛋白质分子分离。
(3)为选育耐较高酒精和醋酸浓度的醋酸杆菌,需先将少量优质果醋样液转移到含较高酒精和醋酸浓度的增殖培养液中进行培养,然后对培养液进行稀释并接种到含有CaCO3不透明的固体培养基上,培养并筛选出符合要求的菌株,从功能上分析,上述增殖培养液是一种____________ 培养基,以筛选出能耐受______________________ 的醋酸杆菌。
(4)若要测定培养液中活菌数量,常用________________________ 进行接种并对菌落进行计数;除此之外,测定微生物数量的常用方法还有________________________ 。
(1)将乙醇转化为醋酸的代谢反应是醋酸杆菌在
(2)乙醇脱氢酶在醋酸发酵过程中对产酸的速率和产酸量起重要作用,可根据各种蛋白质分子的带电性质、
(3)为选育耐较高酒精和醋酸浓度的醋酸杆菌,需先将少量优质果醋样液转移到含较高酒精和醋酸浓度的增殖培养液中进行培养,然后对培养液进行稀释并接种到含有CaCO3不透明的固体培养基上,培养并筛选出符合要求的菌株,从功能上分析,上述增殖培养液是一种
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解题方法
【推荐3】某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是:先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种菌T,培养一段时间后,再用清水淋洗秸秆堆(清水淋洗时菌T不会流失),在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵。实验流程如图所示。
回答下列问题:
(1)在粉碎的秸秆中接种菌T,培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解,其原因是_____ 。
(2)实验中用淋洗液为原料制备培养基,培养基中还需要加入氮源等营养成分,氮是构成微生物细胞中_____ (答出1点即可)等生物大分子的主要元素。通常采用_____ 法对培养基进行灭菌,该灭菌方法的一般步骤是:加水→装锅→加热→_____ →保温保压→出锅,灭菌会导致_____ (填“菌体”或“芽孢”或“菌体和芽孢”)死亡。
(3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中,拧紧瓶盖,置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是_____ 。但是在酵母菌发酵过程中,还需适时拧松瓶盖,目的是____ 。
(4)本实验收集的淋洗液中的_____ 可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比,本实验中乙醇生产方式的优点是_____ (答出1点即可)。
(5)采用现代工程技术手段,利用微生物或动植物细胞的特点功能,在人工控制的环境下生产满足人类需求的特定产品等的工程技术称为_____ 。沼气、天然气、味精和啤酒这四种生活用品的生产,与该技术无直接关系的是_____ 。
回答下列问题:
(1)在粉碎的秸秆中接种菌T,培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解,其原因是
(2)实验中用淋洗液为原料制备培养基,培养基中还需要加入氮源等营养成分,氮是构成微生物细胞中
(3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中,拧紧瓶盖,置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是
(4)本实验收集的淋洗液中的
(5)采用现代工程技术手段,利用微生物或动植物细胞的特点功能,在人工控制的环境下生产满足人类需求的特定产品等的工程技术称为
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解题方法
【推荐1】新冠病毒是一种高传染性的病毒,酶1(TMPBSS2酶)是一种仅在部分细胞中表达的跨胰蛋白酶;酶2(组织蛋白酶-L)是一种贮存在溶酶体中的水解酶,在细胞中普遍表达。研究发现,二者可能参与新冠病毒入侵宿主细胞的过程。
(1)为探究新冠病毒入侵宿主细胞与酶1、酶2二者的关联,研究人员用表达酶1的C3细胞与不表达的酶1的A5细胞为实验材料,分别加入酶1抑制剂A与酶2抑制剂S进行实验,结果如图1所示:
图1显示,随着抑制剂A含量的升高,__________ ,表明抑制剂A以剂量依赖的方式抑制新冠病毒对C3细胞的入侵。随着抑制剂S含量的升高,__________ 。由此可以推断,在C3细胞中,抑制酶2对病毒入侵__________ (填“有”或“无”)抑制作用。
(2)研究表明,新冠病毒可以通过酶1介导的TMPRSS2途径与酶2介导的核内体途径入侵细胞。核内体是真核生物细胞中的一种囊泡结构,物质通过核内体进出细胞的途径称为核内体途径。酶1在中性pH条件下具有活性,而酶2依赖胞内溶酶体典型的低pH环境发挥作用。巴弗洛霉素能够抑制溶酶体中的酸化。研究人员将不同含量的巴弗洛霉素加入C3细胞与A5细胞进行实验,结果如图2所示。
结合图1与图2可得:
①新冠病毒通过_____________ (填“依赖”或“不依赖”)低pH的___________ 途径入侵A5细胞。
②C3细胞被抑制剂A抑制时,新冠病毒___________ (填“会”或“不会”)继续通过核内体途径大量入侵细胞,理由是:图1结果显示,在加入抑制剂A后,__________ 。
(1)为探究新冠病毒入侵宿主细胞与酶1、酶2二者的关联,研究人员用表达酶1的C3细胞与不表达的酶1的A5细胞为实验材料,分别加入酶1抑制剂A与酶2抑制剂S进行实验,结果如图1所示:
图1显示,随着抑制剂A含量的升高,
(2)研究表明,新冠病毒可以通过酶1介导的TMPRSS2途径与酶2介导的核内体途径入侵细胞。核内体是真核生物细胞中的一种囊泡结构,物质通过核内体进出细胞的途径称为核内体途径。酶1在中性pH条件下具有活性,而酶2依赖胞内溶酶体典型的低pH环境发挥作用。巴弗洛霉素能够抑制溶酶体中的酸化。研究人员将不同含量的巴弗洛霉素加入C3细胞与A5细胞进行实验,结果如图2所示。
结合图1与图2可得:
①新冠病毒通过
②C3细胞被抑制剂A抑制时,新冠病毒
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【推荐2】(1)目前,新冠病毒在全世界有爆发趋势,新冠病毒与人类的关系是________________ ,如果新冠病毒变异导致致病性、致死率下降,那么,它可能成为在人类体内长期存在的病毒,在与人类_____________ 的过程中,与人类共同进化。
(2)“绿水青山就是金山银山”,由于环境的改善,在东北林区,野生东北虎被发现。若将某一动物的种群分为几个年龄阶段,分别求出每个年龄阶段的存活率,再按年龄百分比画成关系曲线,便得到该动物的存活率和年龄关系曲线图。如右图中甲、乙、丙代表三种不同动物的种群,图中比较符合东北虎的是__________ 。林区环境越来越好,但野生东北虎数量不能无限增长的原因是______________________________ 。
(3)由于政府部门的重视和改造,某城市内流河及河两岸环境得到极大的改善,河内种植了芦苇、荷花等植物,放养了观赏鱼类,河两岸种植了柳树等树木,吸引许多小动物在两岸安家,该改造项目通过增加____________ ,提高了该生态系统的_______________________ ,从而使该生态______________________ 系统功能极大提高。
(2)“绿水青山就是金山银山”,由于环境的改善,在东北林区,野生东北虎被发现。若将某一动物的种群分为几个年龄阶段,分别求出每个年龄阶段的存活率,再按年龄百分比画成关系曲线,便得到该动物的存活率和年龄关系曲线图。如右图中甲、乙、丙代表三种不同动物的种群,图中比较符合东北虎的是
(3)由于政府部门的重视和改造,某城市内流河及河两岸环境得到极大的改善,河内种植了芦苇、荷花等植物,放养了观赏鱼类,河两岸种植了柳树等树木,吸引许多小动物在两岸安家,该改造项目通过增加
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【推荐3】大规模接种新型冠状病毒(新冠病毒)疫苗建立群体免疫,是防控新冠肺炎疫情的有效措施。新冠疫苗的种类有灭活疫苗、mRNA疫苗等。回答下列问题。
(1)在控制新冠肺炎患者的病情中,T细胞发挥着重要作用。T细胞在人体内发育成熟的场所是_____ ,在细胞免疫中,细胞毒性T细胞在_____ 和_____ 共同作用下分裂分化形成记忆T细胞和细胞毒性T细胞。
(2)接种新冠灭活疫苗后,该疫苗在人体内作为_____ ,可诱导B细胞增殖、分化产生_____ 细胞来分泌抗体。
(3)新冠病毒表面的棘突蛋白(S蛋白)是介导病毒入侵人体细胞的关键蛋白,据此,某科研团队研制出mRNA疫苗。该mRNA_____ (填“是”或“不是”)新冠病毒的完整核酸。接种mRNA疫苗后,该疫苗激发人体免疫反应产生抗体的基本过程是_____ 。
(4)新冠肺炎康复者体内含有抗新冠病毒的特异性抗体,这些特异性抗体在患者康复过程中发挥的免疫作用是_____ 。
(1)在控制新冠肺炎患者的病情中,T细胞发挥着重要作用。T细胞在人体内发育成熟的场所是
(2)接种新冠灭活疫苗后,该疫苗在人体内作为
(3)新冠病毒表面的棘突蛋白(S蛋白)是介导病毒入侵人体细胞的关键蛋白,据此,某科研团队研制出mRNA疫苗。该mRNA
(4)新冠肺炎康复者体内含有抗新冠病毒的特异性抗体,这些特异性抗体在患者康复过程中发挥的免疫作用是
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【推荐1】木质纤维素是地球上最为丰富的可再生资源,中国科学家利用基因工程的方法构建了一株嗜热厌氧杆菌H,以花生壳、玉米芯等为原料发酵生产生物燃料乙醇,以期提高农业废弃物的整体利用价值。据此回答下列问题:
(1)研究者将取样器放入温泉底部取样,将样本加入到含有_________ 的锥形瓶中稀释,利用厌氧技术将稀释液接种到以纤维素为_______ 的培养基中初步获得能降解纤维素的嗜热厌氧杆菌。培养过程所用的玻璃器皿需用______ (填方法)灭菌。
(2)基于嗜热厌氧杆菌的特殊代谢能力(图 a),研究人员构建了双功能醇醛脱氢酶基因(Adh)的过量表达载体,图b为构建表达载体时所需的关键条件。
①为保证双功能醇醛脱氢酶基因(Adh)能通过双酶切以正确方向插入质粒,需设计引物1和引物2,其中引物1的序列为5’______ 3’。
②将重组表达载体导入嗜热厌氧杆菌,然后置于含有_______ 的选择培养基中进行筛选,经鉴定及扩大培养得到工程菌。
(3)将构建的工程菌进行摇瓶发酵,结果发现乙醇产量提高,副产物乙酸产量下降。结合其代谢途径,分析出现这种结果的原因_______ 。
(4)嗜热厌氧杆菌最适生长温度为55-75℃,产物乙醇在温度超过50℃即可快速蒸馏出。相对于传统的发酵菌株,利用嗜热厌氧杆菌发酵产乙醇主要有优势________ (写出两点即可)。
(1)研究者将取样器放入温泉底部取样,将样本加入到含有
(2)基于嗜热厌氧杆菌的特殊代谢能力(图 a),研究人员构建了双功能醇醛脱氢酶基因(Adh)的过量表达载体,图b为构建表达载体时所需的关键条件。
①为保证双功能醇醛脱氢酶基因(Adh)能通过双酶切以正确方向插入质粒,需设计引物1和引物2,其中引物1的序列为5’
②将重组表达载体导入嗜热厌氧杆菌,然后置于含有
(3)将构建的工程菌进行摇瓶发酵,结果发现乙醇产量提高,副产物乙酸产量下降。结合其代谢途径,分析出现这种结果的原因
(4)嗜热厌氧杆菌最适生长温度为55-75℃,产物乙醇在温度超过50℃即可快速蒸馏出。相对于传统的发酵菌株,利用嗜热厌氧杆菌发酵产乙醇主要有优势
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【推荐2】研究人员在某造纸厂附近土壤采样筛选出菌株H,以玉米芯(玉米棒脱粒后的剩余部分,含较多的木聚糖)为原料,在实验室发酵生产木寡糖等高附加值低聚糖,以期提高玉米的整体利用价值。
(1)生产实践中,常在碱性的条件下高温处理玉米芯以提取木聚糖。为筛选出能耐高温耐碱性的木聚糖分解菌H,首先制备以木聚糖为____________ 的固体培养基,调节培养基pH=10.0,然后将土壤加入含有____________ 的锥形瓶中稀释,用____________ 法将菌种稀释液接种到培养基,在50℃环境中培养以获得单菌落。
(2)基于菌株H的特性,研究人员设计了如上图所示的发酵设备,该设备的控制系统需感应____________ 等理化性质的变化,以保证良好的发酵环境。
(3)该设备以一定的速度在加料口不断添加新的培养基,同时又以同样速度在出料口放出旧的培养基,可大大提高生产效率,原因是____________ (答出两点即可)。
(4)该设备处理玉米芯与将玉米芯进行焚烧处理相比,优点是____________ (答出两点即可)。
(5)若要随时了解不同发酵阶段发酵液中的活菌数,则需要对不同阶段的微生物进行计数,其计数原则一般是选择菌落数在30~300的平板进行计数。若实验组每个平板中的菌落数都超过了300,应对样本菌液进行_____________ 处理。若实验组的三个平板上均涂布了稀释倍数为105倍的稀释液0.1mL,经培养后,3个平板上的菌落数分别为42、45和39,则原样液中每毫升含有活菌数为_____________ 个。
(1)生产实践中,常在碱性的条件下高温处理玉米芯以提取木聚糖。为筛选出能耐高温耐碱性的木聚糖分解菌H,首先制备以木聚糖为
(2)基于菌株H的特性,研究人员设计了如上图所示的发酵设备,该设备的控制系统需感应
(3)该设备以一定的速度在加料口不断添加新的培养基,同时又以同样速度在出料口放出旧的培养基,可大大提高生产效率,原因是
(4)该设备处理玉米芯与将玉米芯进行焚烧处理相比,优点是
(5)若要随时了解不同发酵阶段发酵液中的活菌数,则需要对不同阶段的微生物进行计数,其计数原则一般是选择菌落数在30~300的平板进行计数。若实验组每个平板中的菌落数都超过了300,应对样本菌液进行
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解题方法
【推荐3】PHA是嗜盐单胞菌H的一种代谢产物,也是一种新型高附加值可降解材料,科研人员在实验室以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料,发酵生产PHA可提高甘蔗的整体利用价值,工艺流程如下图。回答下列问题:____ ,选育的菌种通常要进行扩大培养,原因是____ 。
(2)发酵工程的中心环节是____ ,要严格控制温度、pH和____ 等发酵条件,依据图示,写出在此环节中,嗜盐单胞菌细胞呼吸的总反应式为____ 。
(3)评估发酵过程发酵罐内菌株增殖状况应采取的操作为____ (答出1点即可)。
(4)发酵结束之后,采取适当的____ 措施来获得产品PHA。
(1)啤酒酵母是啤酒发酵的常用菌种,菌种选育是发酵工程的首要环节,部分菌种使用基因工程进行改造,使用基因工程改造的啤酒酵母,可以
(2)发酵工程的中心环节是
(3)评估发酵过程发酵罐内菌株增殖状况应采取的操作为
(4)发酵结束之后,采取适当的
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