我国餐厨垃圾占城市生活垃圾比重的37%~62%,垃圾废液中富含淀粉、蛋白质、脂类等有机物,丢弃处理是一种资源的浪费,而且处理不当还会滋生病原菌,污染环境。研究人员采集废弃垃圾液通过生物工程技术分离出了能高效降解淀粉、蛋白质、脂肪等成分的菌种制成复合微生物菌剂,实现垃圾无害化处理和资源化的高效利用。回答下列问题:
(1)菌种的选育。按照如图1流程分别分离获得高效分解淀粉、蛋白质、脂肪的菌种:
①采集废弃垃圾液作为分离样本,给我们提供的取样思路是_____ ,土样采集后进行富集培养,目的是 _____ 。
②完成梯度稀释后,菌种接种到平板上的过程需要使用的工具为_____ ,与普通营养物质不同,厨余垃圾多来自烹饪余留,因此在分离培养基中宜提高 _____ 含量配置成 _____ (功能)培养基,更能实现菌株的分离。纯化培养采用的接种方法是 _____ 。
(2)厨余垃圾处理的混菌发酵。用上述方法分别选育出高效分解淀粉、蛋白质和脂肪的菌种后,将三类菌按照一定的比例制成复合微生物菌剂,再将菌剂与经过预处理的厨余垃圾混合发酵。
①发酵过程中影响垃圾分解效率的因素除温度、pH、溶解氧等环境因素外,还有_____ (至少列举2项)
②发酵过程不仅能将垃圾无害化,同时还能通过_____ 技术从发酵液分离获得丰富的单细胞蛋白,实现垃圾的资源化。
③收集微生物处理后的厨余垃圾残渣,经晾晒干后制成饲料,可实现_____ ,提高能量利用率。
(3)超级分解菌的培育。研究发现,混菌发酵过程中各种菌存在相互作用,导致分解效率低下,因此科研人员尝试获取能表达淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶的融合基因(图2),利用一种高效表达质粒的载体(图3),将其导入到巨大芽孢杆菌中,提高厨余垃圾的分解率。现有MspⅠ,BamHⅠ.Mbol、SmaⅠ、BglⅡ等限制酶,它们的识别序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG、A↓GATCT。
①分别选择_____ 酶切割融合基因和质粒(各选用一种酶),然后使用 _____ 酶连接形成重组质粒。若使用MspⅠ酶对重组质粒进行充分酶切,每个重组质粒至少能水解为 _____ 个片段。
②采用感受态细胞法将重组质粒导入巨大芽孢杆菌后,将受体菌培养在添加_____ 的培养基进行检测筛选,即可获得能同时高效降解厨余垃圾的超级分解菌。
(1)菌种的选育。按照如图1流程分别分离获得高效分解淀粉、蛋白质、脂肪的菌种:
①采集废弃垃圾液作为分离样本,给我们提供的取样思路是
②完成梯度稀释后,菌种接种到平板上的过程需要使用的工具为
(2)厨余垃圾处理的混菌发酵。用上述方法分别选育出高效分解淀粉、蛋白质和脂肪的菌种后,将三类菌按照一定的比例制成复合微生物菌剂,再将菌剂与经过预处理的厨余垃圾混合发酵。
①发酵过程中影响垃圾分解效率的因素除温度、pH、溶解氧等环境因素外,还有
②发酵过程不仅能将垃圾无害化,同时还能通过
③收集微生物处理后的厨余垃圾残渣,经晾晒干后制成饲料,可实现
(3)超级分解菌的培育。研究发现,混菌发酵过程中各种菌存在相互作用,导致分解效率低下,因此科研人员尝试获取能表达淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶的融合基因(图2),利用一种高效表达质粒的载体(图3),将其导入到巨大芽孢杆菌中,提高厨余垃圾的分解率。现有MspⅠ,BamHⅠ.Mbol、SmaⅠ、BglⅡ等限制酶,它们的识别序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG、A↓GATCT。
①分别选择
②采用感受态细胞法将重组质粒导入巨大芽孢杆菌后,将受体菌培养在添加
更新时间:2023-05-03 10:55:25
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【推荐1】堆肥是一种有效地处理有机废弃物的方法,可以将废弃物转化为有价值的土壤改良剂。其中的关键步骤就是利用合适的菌种进行发酵,从而促进废弃物的分解与转化。微生物发酵鸡粪堆肥技术,方法用料简单,能够缩短堆肥周期,提高堆肥效率,同时可以改良土壤环境,提高土壤肥力,技术流程如图所示。回答下列问题:(1)鸡粪堆肥技术用到的米曲霉菌和黑曲霉菌属于___ (填“真核”或“原核”)生物,在培养时,一般需将培养基pH调至___ 性。
(2)解淀粉芽孢杆菌与酵母菌的代谢类型相同,属于___ 型,可采用___ 或___ 得到纯培养物。
(3)堆肥发酵要控制好发酵条件,包括___ 、___ 和___ 等。要获得嗜热菌可以在___ 条件下进行选择培养。
(4)微生物发酵鸡粪堆肥技术,是利用了微生物代谢过程中产生的___ 和___ 等改良土壤环境,提高土壤肥力。
(2)解淀粉芽孢杆菌与酵母菌的代谢类型相同,属于
(3)堆肥发酵要控制好发酵条件,包括
(4)微生物发酵鸡粪堆肥技术,是利用了微生物代谢过程中产生的
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【推荐2】预防新冠肺炎,需要大家共同努力,出门戴口罩可以有效降低新冠病毒的传染率。但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(主要成分是聚丙烯纤维)的细菌。请回答下列问题:
(1)分离纯化目的菌时,培养基需要以_____ 为唯一碳源,从功能上看,该培养属于_____ 培养基。
(2)筛选目的菌时,为了使培养基上出现的菌落尽可能都是单菌落,应采用的接种方法是_________ ,采用该方法的原因是__________________ 。菌种的长期保存方法是_______ 。
(3)专家指出不能反复使用同一个口罩。因为口罩频繁使用会导致口罩内侧细菌的种类和数量增多,进而引发疾病。请设计实验验证与使用一次的口罩相比,频繁使用的口罩内侧的细菌种类和数量会增多。简要写出实验思路:(口罩使用过程中接触的环境,口罩每天使用时长等无关变量都相同):_____________ 。
(1)分离纯化目的菌时,培养基需要以
(2)筛选目的菌时,为了使培养基上出现的菌落尽可能都是单菌落,应采用的接种方法是
(3)专家指出不能反复使用同一个口罩。因为口罩频繁使用会导致口罩内侧细菌的种类和数量增多,进而引发疾病。请设计实验验证与使用一次的口罩相比,频繁使用的口罩内侧的细菌种类和数量会增多。简要写出实验思路:(口罩使用过程中接触的环境,口罩每天使用时长等无关变量都相同):
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【推荐3】某工厂的工业废水中含有大量酚类化合物W,若直接排放会造成环境污染。为了响应国家对环境保护的号召,该厂欲将化合物W分解成无害的物质后再进行排放。现某实验小组欲从土壤中分离能分解W的微生物。相关实验及结果如下:
Ⅰ号培养基:牛肉膏蛋白胨培养基→平均菌落数156个
Ⅱ号培养基:牛肉膏蛋白胨培养基+W(10g/L)→平均菌落数95个
Ⅲ号培养基:硝酸钾(3g/L),氯化钙(8g/L),W(10g/L),水,其他无机盐(适量)→平均菌落数34个。
(1)为了对微生物进行计数,Ⅲ号培养基还需要添加____________ 。在制备培养基倒平板之前还需对培养基进行____________ 。
(2)若要选出能分解W的微生物,可从____________ 号培养基中挑选,其原因是____________ 。
(3)该实验所使用的的接种方法是____________ ;分析Ⅱ号培养基所得菌落数少于Ⅰ号培养基的原因是____________ 。
Ⅰ号培养基:牛肉膏蛋白胨培养基→平均菌落数156个
Ⅱ号培养基:牛肉膏蛋白胨培养基+W(10g/L)→平均菌落数95个
Ⅲ号培养基:硝酸钾(3g/L),氯化钙(8g/L),W(10g/L),水,其他无机盐(适量)→平均菌落数34个。
(1)为了对微生物进行计数,Ⅲ号培养基还需要添加
(2)若要选出能分解W的微生物,可从
(3)该实验所使用的的接种方法是
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【推荐1】抗菌肽具有热稳定性以及广谱抗细菌等特点,其广泛的生物学活性显示了在医学上良好的应用前景。科研工作者将若干编码抗菌肽(ABP)序列按照首尾相连的方式插在质粒PLG339的布康唑抗性基因内部,形成长度为4 800bp(1bp为一个碱基对)的重组质粒PLG339-nABP,相关过程如图所示。已知重组质粒中,每个编码ABP序列中都含有限制酶AccⅢ的一个切点,基因trpA的表达产物可使细胞利用无机氮源合成色氨酸(色氨酸是微生物生长必须的氨基酸)。请据图回答下列问题:
(1)质粒PLG339的基本单位是______ 。
(2)若PLG339-nABP经限制酶AccⅢ处理后,产生66bp和4140bp两种长度的DNA片段,单个抗菌肽(ABP)最多由______ 个氨基酸构成(不考虑终止密码)。
(3)现有大肠杆菌和酵母菌两种菌群,可作为导入PLG339-nABP的受体细胞是______ ,理由是______ 。
(4)若选定的受体细胞为trpA基因缺陷型,则需采用两步法筛选含重组质粒的细胞。第一步筛选的固体培养基在营养成分上的要求是:______ ,不含色氨酸;第二步采用“影印法”,将第一步所得菌落转移到新的培养基上进行培养,该培养基中应添加______ 。通过对照,最终选出能在第一步培养基上生长,而不能在第二步培养基上生长的菌落即为符合要求的成功导入重组质粒的细胞。
(5)在测试转基因表达产物ABP对金黄色葡萄球菌的杀菌效果时获得了如图所示的结果,据此可获得的结论是:ABP抑菌效果与ABP的______ 和金黄色葡萄球菌的______ 有关。
(1)质粒PLG339的基本单位是
(2)若PLG339-nABP经限制酶AccⅢ处理后,产生66bp和4140bp两种长度的DNA片段,单个抗菌肽(ABP)最多由
(3)现有大肠杆菌和酵母菌两种菌群,可作为导入PLG339-nABP的受体细胞是
(4)若选定的受体细胞为trpA基因缺陷型,则需采用两步法筛选含重组质粒的细胞。第一步筛选的固体培养基在营养成分上的要求是:
(5)在测试转基因表达产物ABP对金黄色葡萄球菌的杀菌效果时获得了如图所示的结果,据此可获得的结论是:ABP抑菌效果与ABP的
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名校
【推荐2】为了解基因结构,通常选取一特定长度的线性DNA分子,先用一种限制酶切割,通过电泳技术将单酶水解片段分离,计算相对大小;然后再用另一种酶对单酶水解片段进行降解,分析片段大小。下表是某小组进行的相关实验。
(1)该实验中体现出限制酶的作用特点是_____________________________ 。
(2)由实验可知,在这段已知序列上,A酶与B酶的识别序列分别为______ 个和_____ 个。
(3)根据表中数据,请在下图中用箭头标出相应限制酶的酶切位点____________ 。
(4)已知BamH I与BglⅡ的识别序列及切割位点如下图所示,
用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个BamHI和BglⅡ识别序列的DNA分子进行反复的切割、连接操作,若干次循环后和___________ 序列明显增多,该过程中DNA连接酶催化____________ 键的形成。
已知第一线性DNA序列共有5000bp(bp为碱基对) | 第一步水解 | 产物(单位bp) | 第二步水解 | 产物(单位bp) |
A酶切割 | 3500 | 将第一步水解产物分离后,分别用B酶切割 | 1500 2000 | |
1000 | 1000 | |||
500 | 500 | |||
B酶切割 | 2000 | 将第一步水解产物分离后,分别用A酶切割 | 500 1500 | |
3000 | 2000 1000 | |||
经A酶和B酶同时切割 | 2000 1500 1000 500 |
(1)该实验中体现出限制酶的作用特点是
(2)由实验可知,在这段已知序列上,A酶与B酶的识别序列分别为
(3)根据表中数据,请在下图中用箭头标出相应限制酶的酶切位点
(4)已知BamH I与BglⅡ的识别序列及切割位点如下图所示,
用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个BamHI和BglⅡ识别序列的DNA分子进行反复的切割、连接操作,若干次循环后和
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【推荐3】下图表示某生物DNA分子的部分序列及4种限制酶的识别序列,请分析回答下列问题。
(1)若目的基因为抗虫基因,需要在连接Ti质粒前进行PCR扩增。PCR是______ 的缩写,它依据的原理是______ 。在PCR扩增的反应体系中需加入缓冲液,缓冲液中一般要添加______ 。除此之外,但应体系中还应加入和______ 、______ 、______ 和______ 。
(2)PCR扩增一般要经历多次循环,每次循环都可以分为变性、复性和______ 三步,PCR扩增的产物会以______ 形式增长。
(3)PCR扩增结束后,切割目的基因时应使用表中的限制酶是______ 。
限制酶 | Eco RI | Bam HI | Hindl Ⅲ | Sac I |
识别序列和切割位点 | G↓AATTC | G↓GATCC | A↓AGCTT | GAGCT↓C |
(2)PCR扩增一般要经历多次循环,每次循环都可以分为变性、复性和
(3)PCR扩增结束后,切割目的基因时应使用表中的限制酶是
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【推荐1】利用谷氨酸棒状杆菌经过发酵可以生产谷氨酸,进而获得味精。谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。下图为通过发酵工程生产谷氨酸的示意图。
回答下列问题:
(1)性状优良的菌种可以从自然界筛选出来,也可以通过改变微生物遗传特性,利用____________ (答出2种)等育种方法来获得优良菌种。
(2)培养基的基本成分一般都含有水分、无机盐、______ ,菌种扩大培养所用的培养基是______ (填“固体”或“液体”)培养基,菌种扩大培养的目的是________________________ 。
(3)在发酵的过程中,需要不停地进行搅拌,并严格控制发酵条件,以提高谷氨酸的产量和品质。下列相关选项的叙述,正确的有______。
(4)当细胞中谷氨酸积累过多时会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,从而减少谷氨酸的合成。谷氨酸棒状杆菌合成的生物素有助于磷脂分子的合成,减小细胞膜对谷氨酸的通透性。在生产上一般选用生物素合成缺陷型细菌作为菌种,大量生产谷氨酸,请分析其原因是________________________ 。
回答下列问题:
(1)性状优良的菌种可以从自然界筛选出来,也可以通过改变微生物遗传特性,利用
(2)培养基的基本成分一般都含有水分、无机盐、
(3)在发酵的过程中,需要不停地进行搅拌,并严格控制发酵条件,以提高谷氨酸的产量和品质。下列相关选项的叙述,正确的有______。
A.发酵过程中添加新的营养液会改变培养条件,不利于增产 |
B.发酵过程中不停地搅拌可满足菌体对氧气需求和提高原料的利用率 |
C.发酵过程中应控制pH,中性和碱性条件下利于谷氨酸的生产和积累 |
D.从发酵液中分离提纯谷氨酸,可采取适当的提取、分离和纯化的措施来获得产品 |
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【推荐2】谷氨酸棒状杆菌可用于中间产物微生物发酵工程生产谷氨酸,从而制取谷氨酸钠(味精)。下图为谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径,通过发酵工程可以大量生产谷氨酸。回答下列问题:
(1)与酵母菌相比,谷氨酸棒状杆菌在结构上的显著特点是_________ ;谷氨酸发酵的培养基成分有豆饼水解液、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁、生物素等,从物理性质看,该培养基属于_____ 培养基。
(2)测定谷氨酸棒状杆菌数目可采用的计数方法有显微镜直接计数法和________ ,前者计数的结果比后者计数的结果值更______________ (填“大”或“小”),原因是___________ 。
(3)由图可知,谷氨酸棒状杆菌细胞内若积累了较多的谷氨酸,则会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,微生物这种对自身代谢速率的调节方式是____________ 。
(1)与酵母菌相比,谷氨酸棒状杆菌在结构上的显著特点是
(2)测定谷氨酸棒状杆菌数目可采用的计数方法有显微镜直接计数法和
(3)由图可知,谷氨酸棒状杆菌细胞内若积累了较多的谷氨酸,则会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,微生物这种对自身代谢速率的调节方式是
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解题方法
【推荐3】某品牌老陈醋有丰富的营养成分,在酿造过程中产生了川芎嗪、黄酮类化合物等对人体有益的物质,极具养生价值。一企业对老配方进行了更新,并设计了如下制作流程。请回答下列问题:注:膨化处理是指将粮食加入密闭容器中,加热加压后突然减压,粮食中的水分汽化膨胀,使其出现许多小孔,变得松脆。红曲霉属于真菌。
(1)对主粮进行膨化处理的作用是____ 。在酒精发酵阶段,发酵罐需要先通气,通气的目的是____ 。
(2)多次实验发现,经常会在发酵液的液面观察到一层明显的菌膜,该膜是由____ 繁殖而成。通过改变环境条件____ (请写出具体如何变化),可以促进该生物生命活动。
(3)乙偶姻和川芎嗪均是此品牌老陈醋中重要的风味物质,对熏醅阶段中二者的含量进行测定得到了如图结果,由图可知,川芎嗪最早产生于____ ,乙偶姻可能在更早的醋酸发酵阶段就开始产生。(4)用化学合成法也可以得到醋酸,相比而言,发酵工程的优点在于____ (至少答出三点)。
(1)对主粮进行膨化处理的作用是
(2)多次实验发现,经常会在发酵液的液面观察到一层明显的菌膜,该膜是由
(3)乙偶姻和川芎嗪均是此品牌老陈醋中重要的风味物质,对熏醅阶段中二者的含量进行测定得到了如图结果,由图可知,川芎嗪最早产生于
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