专题九　生物技术实践 1.某研究人员偶然发现绿脓杆菌噬菌体(一种 DNA 病毒)能防治绿脓 杆菌引起的烧伤病人伤口感染。如表所示为该研究人员培养绿脓杆 菌进行深入研究的培养基配方,在此培养基上微生物生长的特点是:绿 脓杆菌能快速生长,没有或很少有其他革兰氏阴性杆菌生长。据此分 析回答下列问题。 其他 四氯四 酪蛋 葡萄 苯乙 甘 K2HPO4 白胨 糖 无机 碘荧光 酸 pH 油 盐 素钠 7.4± 5g 1g 1.2 g … 0.001 g 1 mL 8.0 g 0.2 (1)绿脓杆菌噬菌体与绿脓杆菌的种间关系是　　　　　。绿脓杆菌 噬菌体在绿脓杆菌体内增殖时,绿脓杆菌噬菌体提供的物质是 。绿脓杆菌噬菌体可用于防治绿脓杆菌引起的烧伤病人伤口感染的 原因是_____________________。 (2)按培养基的用途来分,该培养基属于　　　　　　　　;配制培养 基时还需添加　　　　　　　,才能在培养基上观察到菌落。 (3)K2HPO4 的作用有__________________________________________ ______。 (4)与一般培养基相比,该培养基中的总氮含量比一般细菌培养基的高, 试分析其原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。该研究人 员发现有 5 种绿脓杆菌噬菌体,据此,请你为其确定进一步研究的主题: ___________________________________________________________ ________。 2.硝基苯酚是工业污水中的重要污染物,某同学欲从污水处理厂污泥 中分离分解硝基苯酚的细菌。请回答下列有关问题: (1)为了筛选污泥中可分解硝基苯酚的细菌,在配制培养基时应选择 　　　　　　　　　(硝基苯酚,硝基苯酚+牛肉膏,硝基苯酚+葡萄糖) 作为碳源,不采用其他两组的原因是_____________________。 (2)纯化菌株时,通常使用接种环划线,划线的某个平板培养后,第一划 线区域的划线上都不间断地长满了菌落,第二划线区域的第一条线上 无菌落,其他划线上有菌落。分析造成第一条线无菌落的可能原因有 ;　　　　　　。 (3)进行梯度稀释时的一般操作是将 1 mL 菌液移入　　　　 mL 无菌 水中;常用稀释涂布平板法进行活菌计数 ,其原理是 ,但统计的菌落数往往　　　　(填“多于”或“少于”)稀释液中的活菌数, 原因是　　　　　　　　　。 3.胡萝卜营养极为丰富,既可生吃、炖煮,又可以制作成泡菜。如图是 利用胡萝卜制作泡菜及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图,请回答 下列问题: (1)选择原料时,常选用　　　　　　(填“新鲜的”或“萎蔫的”)胡萝卜,原 因是　 ________________________________________。 (2) 配 制 盐 水 时 , 对 清 水 与 盐 的 质 量 比 的 要 求 通 常 为 ,为避免盐水中的 O2 及杂菌对发酵过程产生影响,盐水配制好以后还 需进行的操作是　　　　　　　　　。除盐水的作用外,制作泡菜时 防止杂菌污染的操作有____________________________ (写出两项)。 (3)泡菜要适量食用,主要是因为在腌制过程中会产生亚硝酸盐,在适宜 的 pH 、 温 度 和 一 定 的 微 生 物 作 用 下 , 亚 硝 酸 盐 会 转 变 成 致 癌 物 。利用比色法测定泡菜中亚硝酸盐的含量时,第一步需要进行显色反 应;第二步为估算泡菜中亚硝酸盐的含量,具体操作是 。请在图 2 中画出泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的变化趋势。 4.木质素广泛存在于植物细胞壁,是自然界含量仅次于纤维素的有机 化合物。利用微生物降解木质素对于造纸工业废水处理、生产乙醇 燃料具有重要意义。科研人员开展相关研究,从秸秆堆积处地表下筛 选出高效分解木质素微生物,初筛培养基成分见下表。回答以下问题: 成 碱木 硝酸 硫酸 磷酸二 磷酸二 琼 蒸馏水 分 质素 铵 镁 氢钾 氢钠 1.0 g 0.2 g 脂 含 2.0 g 1.33 g 0.5 g 20 g 1 000 mL 量 (1)该培养基提供氮源的是　　　　　　。该培养基从功能上来看属 于 　　　　　　培养基,其依据是_________________________。 (2)该培养基的灭菌方法是　　　　　　　　　　　　。为进一步对 初步筛选得到的菌株进行纯化并计数,在含有愈创木酚的鉴别培养基 上进行接种的方法是　　　　　　　　　　。 (3)该类微生物会产生分解木质素的漆酶,利用凝胶色谱可以提纯该酶, 其原理是 _______________________________________________。 (4)研究发现 Cu2+对漆酶活性有影响,请设计实验探究漆酶的最适 Cu2+ 浓度 _______________________________________________ 。 ( 写 出 实 验 思路) 5.硒是一种生命活动必需的微量元素。亚硒酸钠对细菌的生长有明 显的毒害作用,土壤中的一些富硒细菌可将其还原为红色单质硒。如 图为土壤中富硒细菌的筛选和纯化过程。 请回答下列问题: (1)若②中出现　　　　　　　　　　的现象,则说明培养基中的亚硒 酸钠被富硒细菌还原。 (2)将细菌从②接种至③采用的方法是　　　　　　　　　　。 (3)亚硒酸钠被还原需要相关酶的催化。可采用　　　　　　　　法 分离纯化还原亚硒酸钠的酶,先从层析柱中洗脱出来的是相对分子质 量　　　　　(填“较大”或“较小”)的蛋白质分子。 (4)研究人员筛选出一种具有较强富硒能力的菌株,现欲通过观察菌落 来判断菌株对亚硒酸钠的耐受值,请将下列实验补充完整: ① 配制系列浓度梯度的亚硒酸钠　　　　(填“液体”或“固体”)培养基; ② 向培养基中分别接种　　　　　　　　　　　　,在适宜条件下培 养一段时间; ③ 观察菌落生长情况,　　　　　　　　　　　　　的培养基对应的 最高亚硒酸钠浓度即为该菌株的最高耐受值。 6.红树莓果酒酿造的基本工艺流程为:破碎原料→酶解处理→发酵→ 后处理→成品。回答下列问题: (1)来自红树莓破碎细胞壁的果胶会造成原料液浑浊,所以在“酶解处 理”环节需要加入果胶酶。某些微生物能够产生果胶酶,要筛选一株高 产果胶酶的微生物,最佳菌体采样点应为　　　　　　　　　　(填 “红树莓果实”“红树莓果汁产品”或“红树莓果酒产品”)。要获得高产果 胶酶微生物的单菌落,需配制的选择性固体培养基应包括水、磷酸氢 二钾、硫酸镁、硝酸钠、刚果红,还需要　　　　　　(填序号:A.牛 肉膏　B.蛋白胨　C.果胶　D.葡萄糖　E.琼脂)。接种、培养一段时 间后,选择　　　　　　　的菌落作为高产果胶酶微生物的候选菌种。 (2)写出从微生物中提取和分离果胶酶的基本步骤。________ _______________。 (3)果胶酶是能够分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、 果胶分解酶、果胶酯酶等,采用凝胶电泳分离果胶酶中不同组分,是利 用了各种酶分子　　　　　　　　　　　　的差异。 (4)在反应体系中底物足量且处于最适温度和 pH 条件下,测定果胶酶 活性需要在反应　　　　　(填“初期”“中期”或“末期”)进行,主要原因 是 _______________________________________________。 (5)工艺中“后处理”环节的一个重要工序是将酒样置于 87 ℃保温 30 min,目的是 _______________________________________________。 7.果糖是一种具有较高甜度的单糖,可作为蔗糖的替代品,已广泛应用 于食品风味的改善。在葡萄糖异构酶的作用下,葡萄糖可转化为果糖。 回答下列问题。 (1)利用葡萄糖生产果糖时,欲监测反应过程中葡萄糖异构酶活性的变 化,可通过检测　　　　　　　　　　　　　　　　　　　来实现。 (2)葡萄糖异构酶溶解于溶液后,无法回收,可利用固定化酶技术来解决 该问题。固定化酶技术中,常将酶液、戊二醛(一种交联剂,能与葡萄 糖异构酶通过化学键交联)溶液加入海藻酸钠溶液中搅拌均匀,用注射 器将混合液注入　　　　　溶液中得到凝胶珠粒,该过程采用的固定 化方法有　　　　　　　　　　。在有些情况下,得到的凝胶珠会呈 “蝌蚪”状,有明显的拖尾现象,这种情况发生的原因可能是 _______________________________________________。 (3)大肠杆菌中存在葡萄糖异构酶,欲根据相对分子质量的大小从该菌 的裂解液中初步分离葡萄糖异构酶,常采用　　　　　　法。该方法 中,相对分子质量较小的物质和相对分子质量较大的酶相比,先收集到 的是　　　　,理由是 _______________________________________________。 (4)利用从大肠杆菌中分离提取的葡萄糖异构酶在适宜酸碱度和 70～ 80 ℃条件下进行果糖生产时,发现果糖的产生比例很低,最可能的原 因是 _______________________________________________。 答案解析 1.某研究人员偶然发现绿脓杆菌噬菌体(一种 DNA 病毒)能防治绿脓 杆菌引起的烧伤病人伤口感染。如表所示为该研究人员培养绿脓杆 菌进行深入研究的培养基配方,在此培养基上微生物生长的特点是:绿 脓杆菌能快速生长,没有或很少有其他革兰氏阴性杆菌生长。据此分 析回答下列问题。 其他 四氯四 酪蛋 葡萄 苯乙 甘 K2HPO4 白胨 糖 无机 碘荧光 pH 酸 油 盐 素钠 7.4± 5g 1g 1.2 g … 0.001 g 1 mL 8.0 g 0.2 (1)绿脓杆菌噬菌体与绿脓杆菌的种间关系是　　　　　。绿脓杆菌 噬菌体在绿脓杆菌体内增殖时,绿脓杆菌噬菌体提供的物质是 。绿脓杆菌噬菌体可用于防治绿脓杆菌引起的烧伤病人伤口感染的 原因是_____________________。 (2)按培养基的用途来分,该培养基属于　　　　　　　　;配制培养 基时还需添加　　　　　　　,才能在培养基上观察到菌落。 (3)K2HPO4 的作用有__________________________________________ ______。 (4)与一般培养基相比,该培养基中的总氮含量比一般细菌培养基的高, 试 分 析 其 原 因 : 。该研究人员发现有 5 种绿脓杆菌噬菌体,据此,请你为其确定进一步 研究的主题: _______