(15分)有机磷农药杀虫能力强,在粮食增产、传染病防治等方面作用显著,但污染环境并危害人体健康。在众多的有机磷农药残留物降解技术中,生物降解有高效、彻底、无二次污染的优势,其中,微生物由于具有较复杂多样的代谢途径,是有机磷农药降解的主力军。
⑴在富含有机磷农药残留成分的土壤中,更容易分离到能降解农药的微生物。根据达尔文的理论,这是因为有机磷农药对于此类微生物具有 作用。
⑵微生物具有复杂多样的代谢途径,从根本上说,是由微生物的 所决定的。
⑶微生物主要通过酶促反应,将有机磷农药分解为无毒或者低毒的化合物。研究发现,利用有机磷农药降解酶净化农药比利用微生物菌体更有效。
①微生物群体中,最初的降解酶基因是由于 而产生的。从微生物中提取到一种降解酶后,需要确定在何种环境中该酶的活性高,检测酶活性高低的指标可以是 。
②从天然菌株中提取降解酶的含量低,成本高,难以大量应用,科学家通过基因工程解决了这一难题。他们在获得降解酶基因后,通过 技术对该基因进行大量扩增,再利用 酶、 酶和运载体等作为基本工具,通过一定的手段构建目的基因表达载体,并将其导入大肠杆菌体内,从而实现了高效表达。
③天然的降解酶对有机磷农药的降解率比较低,不能达到预期效果,科学家对降解酶特定部位的氨基酸序列进行重新设计、改造,显著提高了其降解能力,这项工程技术称为 。
高三生物选择题中等难度题
(15分)有机磷农药杀虫能力强,在粮食增产、传染病防治等方面作用显著,但污染环境并危害人体健康。在众多的有机磷农药残留物降解技术中,生物降解有高效、彻底、无二次污染的优势,其中,微生物由于具有较复杂多样的代谢途径,是有机磷农药降解的主力军。
⑴在富含有机磷农药残留成分的土壤中,更容易分离到能降解农药的微生物。根据达尔文的理论,这是因为有机磷农药对于此类微生物具有 作用。
⑵微生物具有复杂多样的代谢途径,从根本上说,是由微生物的 所决定的。
⑶微生物主要通过酶促反应,将有机磷农药分解为无毒或者低毒的化合物。研究发现,利用有机磷农药降解酶净化农药比利用微生物菌体更有效。
①微生物群体中,最初的降解酶基因是由于 而产生的。从微生物中提取到一种降解酶后,需要确定在何种环境中该酶的活性高,检测酶活性高低的指标可以是 。
②从天然菌株中提取降解酶的含量低,成本高,难以大量应用,科学家通过基因工程解决了这一难题。他们在获得降解酶基因后,通过 技术对该基因进行大量扩增,再利用 酶、 酶和运载体等作为基本工具,通过一定的手段构建目的基因表达载体,并将其导入大肠杆菌体内,从而实现了高效表达。
③天然的降解酶对有机磷农药的降解率比较低,不能达到预期效果,科学家对降解酶特定部位的氨基酸序列进行重新设计、改造,显著提高了其降解能力,这项工程技术称为 。
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有机磷农药杀虫能力强,在粮食增产、传染病防治等方面作用显著,但污染环境并危害人体健康。在众多的有机磷农药残留物降解技术中,生物降解有高效、彻底、无二次污染的优势,其中,微生物由于具有较复杂多样的代谢途径,是有机磷农药降解的主力军。
(1)在富含有机磷农药残留成分的土壤中,更容易分离到能降解农药的微生物。根据达尔文的理论,这是因为有机磷农药对于此类微生物具有________作用。
(2)微生物具有复杂多样的代谢途径,从根本上说,是由微生物的________所决定的。
(3)微生物主要通过酶促反应,将有机磷农药分解为无毒或者低毒的化合物。研究发现,利用有机磷农药降解酶净化农药比利用微生物菌体更有效。
①微生物群体中,最初的降解酶基因是由于________而产生的。从微生物中提取到一种降解酶后,需要确定在何种环境中该酶的活性高,检测酶活性高低的指标可以是
________。
②从天然菌株中提取降解酶的含量低,成本高,难以大量应用,科学家通过基因工程解决了这一难题。他们在获得降解酶基因后,通过________技术对该基因进行大量扩增,再利用________酶、________酶和运载体等作为基本工具,通过一定的手段构建________,并将其导入大肠杆菌体内,从而实现了高效表达。
③天然的降解酶对有机磷农药的降解率比较低,不能达到预期效果,科学家对降解酶特定部位的氨基酸序列进行重新设计、改造,显著提高了其降解能力,这项技术称为________。
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有机磷农药使用不当有时会造成瓜果蔬菜等食品农药残留超标,危害人类健康。某生物兴趣小组同学提出:土壤中可能存在高效降解有机磷农药的微生物。请回答下列问题:
(1)在制备固体培养基时需加入的常用凝固剂是_______________。若培养基需要调节pH,则应在灭菌之_______________(填“前”或“后”)调节。
(2)为了获得能降解有机磷农药的微生物菌种,可在_____________土壤中取样,并在培养基上添加适量的______________进行选择培养。
(3)该小组在接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间,这样做的目的是____________________________________。
(4)若要测定培养液中选定菌种的菌体数,既可在显微镜下用___________直接计数,也可选用_________________法统计活菌数目。
(5)将获得的3种待选微生物菌种甲、乙、丙分别接种在1L含20mg有机磷农药的相同培养液中培养(培养液中其他营养物质充裕、条件适宜),观察从实验开始到微生物停止生长所用的时间,甲、乙、丙分别为32小时、45小时、16小时,则应选择微生物_______(填“甲”、“乙”或“丙”)作为菌种进行后续培养。
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双氧水(H2O2)是一种广谱杀菌剂,遇氧化物或还原物即迅速分解成为氧气和水,对环境无污染,而且不会在植物体内残留。某科研小组进行了双氧水防治黄瓜白粉病的实验,以求寻找到应用效果显著的病害防治措施。实验共设5组,A组:0.1%双氧水,B组:0.3%双氧水,C组:0.6%双氧水,D组: 0.5%粉锈宁可湿性粉剂(化学药剂),CK组:喷施清水。每隔3天按以上各处理浓度喷施1次,每次喷施后第三天进行病情调査,获得如下实验结果。请回答下列有关问题:
双氧水防治黄瓜白粉病的发病情况和防治效果
处理 | 发病率(%) | 病情率(%) | 防治效果(%) | ||||||
1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |
A | 67.71 | 63.47 | 50.57 | 41.32 | 33.37 | 27.63 | 24.65 | 25.78 | 37.54 |
B | 64.12 | 58.79 | 31.82 | 32.32 | 24.91 | 19.24 | 42.29 | 44.59 | 55.91 |
C | 53.75 | 39.96 | 24.54 | 29.89 | 17.92 | 14.22 | 46.64 | 51.54 | 67.94 |
D | 67.89 | 48.21 | 40.55 | 41.35 | 35.41 | 17.13 | 45.5 | 47.39 | 61.44 |
CK | 68.65 | 72.99 | 78.09 | 41.56 | 48.58 | 59.67 | — | — | — |
注:表中1、2、3分别代表喷施1次、2次和3次。
(1)该实验的自变量为____________________;该实验中,喷施清水组(CK组)属于_______。对实验材料处理时,选择若干长势一致的黄瓜幼苗,属于对_____的控制。
(2)实验结果表明,运用_____的处理措施对黄瓜白粉病的防治效果最好,判断的依据是____。
(3)依表格中数据可获得的实验结论:________(至少答出两点);使用双氧水防治黄瓜白粉病有何意义? ____________________
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有机磷化合物在农业生产中作为杀虫剂被广泛使用,长期以来因使用其量大、范围广,容易造成水体污染等诸多环境问题。
(1)为了筛选甲胺磷的降解细菌,将农药厂的甲胺磷污染土壤悬液涂布在______________________的固体培养基上进行培养,可以对降解菌进行定向的________。
(2)在分离得到的菌株A中检测到的ophc2蛋白,可以催化甲胺磷的降解,这种蛋白质是在细胞的________上合成的。若要定量分析ophc2蛋白的催化能力,应测定单位时间内______________。
(3)为了测定菌株A的降解效率,应配置0 mg/L、10 mg/L、30 mg/L、50 mg/L、70 mg/L的甲胺磷溶液,测定不同浓度甲胺磷溶液的吸光值,画出标准曲线,得到吸光值与甲胺磷浓度的关系:y=0.02x-0.01,如图7-15-6所示。
图7-15-6
将含有100 mg/L甲胺磷的菌株A培养液分别在不同温度下培养5天后,测定吸光值,结果如下表所示,已知降解率=(初始甲胺磷浓度-降解后甲胺磷浓度)/初始甲胺磷浓度,则取得的最大降解率为________(忽略细菌对吸光值的影响和培养液体积变化),若甲胺磷自身化学分解,则计算的降解率数值会________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
温度/℃ | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 |
吸光值(菌株A) | 1.71 | 1.53 | 1.15 | 0.49 | 1.32 | 1.89 |
(4)继续分析细菌的16S rDNA可以鉴定种类,提取得到菌株A的DNA后,通过____________扩增得到大量的16S rDNA,进而对细菌分类。
(5)导入ophc2基因的烟草可获得降解有机磷的能力,烟草花粉的遗传物质存在于细胞核和线粒体中,为了避免转基因烟草的花粉对野生型烟草造成基因污染,可将ophc2基因导入烟草细胞的________中。
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阿特拉津(简称AT)是一种广泛使用的除草剂,因为溶解性好、迁移率高、残留期长,容易引起土壤污染,进而对人体健康造成严重危害。分离和固定化AT降解菌可有效修复AT污染的土壤。请回答下列问题:
(1)应从 ___的土壤中取样,可以通过____培养增加AT降解菌的浓度,以确保从土壤样品中分离到所需要的AT降解菌。为了确定得到的是AT降解菌,还需要进行 __ 产AT降解酶的实验。
(2)若固定AT降解菌中的粗提取酶,不宜采用包埋法的原因是酶分子___ 。
(3)若直接固定AT降解菌,与固定化酶比较,从操作角度考虑的优点是____(答出两点)。
(4)制备具有吸附和降解功能的固定化AT降解菌制剂的方法步骤是:①制备多孔性生物碳材料并制成悬浊液。②培养AT降解菌并制成菌悬液。③悬浊液、菌悬液和包埋剂混合,再加入到某溶液中,得到凝胶珠。④清洗凝胶珠。
若用海藻酸钠做包埋剂,溶化时最好采用 ___加热的方法,③中的某溶液是指____溶液。AT降解菌制剂中具有吸附功能的是____。
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[生物技术实践]
杀虫脒,又名氯苯脒,是一种有机氮农药,具有高效广谱杀虫杀螨的作用,但长期使用容易导致土壤污染,为探究能降解杀虫脒的细菌进行了以下实验。
(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、________、水、无机盐四类,该实验所用的选择培养基只能以杀虫脒作为唯一氮源,其原因是________________,从功能上讲,该培养基属于_______培养基。
(2)微生物接种的方法很多,最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法,这两种方法在功能上的区别是_______________,此外,_____________也是测定微生物数量的常用方法。
(3)为了筛选出高效菌株,可比较单菌落周围分解圈的大小,分解圈大说明该菌株的降解能力________。
(4)通常情况下,在微生物培养过程中实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和________。培养基一般不使用干热灭菌的原因是____________________。
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杀虫脒,又名氯苯脒,是一种有机氮农药,具有高效广谱杀虫杀螨的作用,但长期使用容易导致土壤污染,为探究能降解杀虫脒的细菌进行了以下实验。
(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、________、水、无机盐四类,该实验所用的培养基只能以杀虫脒作为唯一氮源,其原因是________________,从功能上讲,该培养基属于_______培养基。
(2)微生物接种的方法很多,最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法,这两种方法在功能上的区别是稀释涂布平板法还能_______________,此外,_____________也是测定微生物数量的常用方法。
(3)为了筛选出高效菌株,可比较单菌落周围分解圈的大小,分解圈大说明该菌株的降解能力____。
(4)通常情况下,在微生物培养过程中实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和________。培养基一般不使用干热灭菌的原因是____________________。
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杀虫脒,又名氯苯脒,是一种有机氮农药,具有高效广谱杀虫杀螨的作用,但长期使用容易导致土壤污染,为探究能降解杀虫脒的细菌进行了以下实验。
(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、________、水、无机盐四类,该实验所用的选择培养基只能以杀虫脒作为唯一氮源,其原因是________________,从功能上讲,该培养基属于_______培养基。
(2)微生物接种的方法很多,最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法,这两种方法在功能上的区别是_______________,此外,_____________也是测定微生物数量的常用方法。
(3)为了筛选出高效菌株,可比较单菌落周围分解圈的大小,分解圈大说明该菌株的降解能力________。
(4)通常情况下,在微生物培养过程中实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和________。培养基一般不使用干热灭菌的原因是____________________。
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杀虫脒,又名氯苯脒,是一种有机氮农药,具有高效广谱杀虫杀螨的作用,但长期使用容易导致土壤污染,为探究能降解杀虫脒的细菌进行了以下实验。
(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、_____________、水、无机盐四类,该实验所用的培养基只能以杀虫脒作为唯一氮源,其原因是_____________________,从功能上讲,该培养基属于_______________培养基。
(2)微生物接种的方法很多,最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法,这两种方法在功能上的区别是________________,此外,__________________也是测定微生物数量的常用方法。
(3)为了筛选出高效菌株,可比较单菌落周围分解圈的大小,分解圈大说明该菌株的降解能力__________________。
(4)通常情况下,在微生物培养过程中实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和_________。培养基一般不使用干热灭菌的原因是______________________。
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