氢气是一种清洁能源，可由产氢菌群无氧发酵产生。科研人员从厌氧活性污泥中获得产氢菌群，并利用...

氢气是一种清洁能源，可由产氢菌群无氧发酵产生。科研人员从厌氧活性污泥中获得产氢菌群，并利用硫酸纤维素钠和聚二甲基二烯丙基氯化铵能形成中空微胶囊的特性将其固定化。在此基础上比较固定化产氢菌和游离产氢菌的菌体浓度随时间的变化、不同温度条件下氢气产率的变化，结果如下图。请分析回答：

（1）本实验中，固定化产氢菌采用的方法称为______。

（2）分离纯化产氢菌的方法有平板划线法和_______法，由图1可知，与游离的产氢菌相比，固定化的产氢菌培养后菌体浓度增加较快，其主要原因是_____。

（3）由图2可知，固定化产氢菌生产氢气的优势表现在氢气产率高、______。

（4）实验中使用的发酵培养液成分如下表：

其中为产氢菌群提供氮源的成分有______。培养基配制时，培养基灭菌采用的最适方法是______，灭菌与调pH的先后顺序是______。

（5）在生产实践中，为了充分发挥固定化产氢菌的优势，除了探究固定化产氢菌发酵所需的适宜条件外，还需探究______。

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呼吸缺陷型酵母菌是野生型酵母菌的突变菌株，其线粒体功能丧失，只能进行无氧呼吸。科研人员为获得高产酒精的呼吸突变型酵母菌进行了相关研究。

（1）酵母菌发酵产生酒精首先要通入无菌空气，目的是______________________。一段时间后密封发酵要注意控制发酵罐中的______________________条件（至少答出2个）。

（2）为优化筛选呼吸缺陷型酵母菌的条件，研究人员设计了紫外线诱变实验，记录结果如下表。表中A、B、C分别是__________。据表中数据分析，最佳诱变处理的条件为_______________________________。

（3）TTC是无色物质，可以进入细胞内与足量的还原剂[H]反应生成红色物质。为筛选呼吸缺陷突变菌株可以在基本培养基中添加____________，该培养基属于___________培养基。如果出现___________的菌落则为呼吸缺陷型酵母菌，原因是____________________________。

（4）科研人员为检测该呼吸突变型酵母菌是否具备高产酒精的特性，做了相关实验，结果如图所示。由图中数据推测该呼吸缺陷型酵母菌__________（填“适宜”或“不适宜”）作为酒精发酵菌种，依据是______________________。

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呼吸缺陷型酵母菌是野生型酵母菌的突变菌株，其线粒体功能丧失，只能进行无氧呼吸。科研人员为获得高产酒精的呼吸突变型酵母菌进行了相关研究。

（1）酵母菌发酵产生酒精首先要通入无菌空气，目的是______________________。一段时间后密封发酵要注意控制发酵罐中的______________________条件（至少答出2个）。

（2）为优化筛选呼吸缺陷型酵母菌的条件，研究人员设计了紫外线诱变实验，记录结果如下表。表中A、B、C分别是__________。据表中数据分析，最佳诱变处理的条件为_______________________________。

（3）TTC是无色物质，可以进入细胞内与足量的还原剂[H]反应生成红色物质。为筛选呼吸缺陷突变菌株可以在基本培养基中添加____________，该培养基属于___________培养基。如果出现___________的菌落则为呼吸缺陷型酵母菌，原因是____________________________。

（4）科研人员为检测该呼吸突变型酵母菌是否具备高产酒精的特性，做了相关实验，结果如图所示。由图中数据推测该呼吸缺陷型酵母菌__________（填“适宜”或“不适宜”）作为酒精发酵菌种，依据是______________________。

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植物秸杆中的纤维素可被某些微生物分解，微生物产生的纤维素酶将纤维素降解为葡萄糖，酵母菌再利用葡萄糖发酵产生燃料酒精。某科研人员将纤维素酶固定在载体上，使它可以重复、稳定使用，提高其利用率。请回答下列有关问题：

（1）纤维素酶是由三种组分形成的复合酶，其中的即酶、和酶的作用是____________________。

（2）海藻酸钠是最常用的包埋载体，作为包埋载体应具备的条件是________________。包埋时，将海藻酸钠与酵母菌混合后，要滴加到一定浓度的氯化钙溶液中，氯化钙溶液的作用是________________。如果海藻酸钠的浓度过低，会使________________，影响生产时的作用效果。

（3）酶的固定化一般____________（填“适宜”或“不适宜”）采用包埋法，原因是________________。

（4）纤维素分解菌可产生纤维素酶，从土壤中分离纤维素分解菌时，可以通过________________提高土壤浸出液中纤维素分解菌的浓度，而在鉴别纤维素分解菌时，培养基中要加入刚果红染料，根据________________的大小来鉴别纤维素分解菌。

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污水的有效处理是人民群众健康生活的保障。请回答相关问题：

（1）微生物絮凝剂具有絮凝沉降废水的作用。科研人员通过生物技术筛选稳定、高效的絮凝剂产生菌。取少量活性污泥，向其中加入__________制成菌液，将菌液接种到培养基中进行富集培养，再接种到__________（填物理性质）培养基，数天后，挑选出生长较好、表面光滑带黏性的______________。

（2）初选菌在培养液中扩大培养后，测定其对高岭土悬液的絮凝效果，并与天然有机高分子絮凝剂作比较。实验组加入含有初选菌的培养液，对照组应该设置两组，它们是________________________。

（3）为研究微生物絮凝剂的加入剂量对生活污水中有机物去除效果的影响（有机物污染程度用生化需氧量COD表示），科研小组又进行了如下实验：

将生活污水均分为多组，分别加入同浓度不同剂量的微生物絮凝剂，培养后取样测定COD去除率。结果如图，得出相应结论。请指出该实验设计中的不严谨之处________________________________________。

（4）反硝化细菌能将硝态氮(如NO3-)转化为氮气(2NO3-+l0e-+12H+→N2+6H2O)，广泛用于污水处理。研究人员将1g活性污泥稀释成不同浓度的溶液，各取50μL稀释液均匀涂布到含有溴麝香草酚蓝（BTB)的初筛培养基上（BTB是一种酸碱指示剂，在弱酸性溶液中呈黄色，弱碱性溶液中呈蓝色，中性溶液中呈绿色，初筛培养基呈绿色），在适宜条件下培养纯化，已获得反硝化细菌。在该步骤中，初筛培养基中的氮源应是__________。在细菌培养过程中，需要放置未接种的培养基一起培养，其目的是___________________。初培结束时，选择的目标菌落周围应呈__________色。

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人类正在利用纤维素和某微生物产生的酶来开发一种新的能源——乙醇，有关获取该酶的实验方法如下所述。请你回答相关问题：

（1）科研人员在筛选微生物时，常从富含纤维素的土壤中进行分离，原因是该土壤中含有较多的_____（写出生物类群的名称），从而得到高产菌株。

（2）在对该高产“菌株”进行分离筛选时，需将适宜稀释倍数的土壤溶液接种在以_____为碳源的液体培养基上，进行为期 5 天的富集培养；科研人员将进一步分离纯化该微生物，应采用的接种方法是________。

（3）研究发现，该高产菌株能降解纤维素。这很可能是其向土壤中分泌了_____。研究人员提纯相应的酶需用到凝胶色谱法，该方法是根据_____来分离蛋白质。为了使酶能够被反复利用，可采用_____技术。

（4）若要找到该酶起作用的最适温度，请你设计一个实验加以探究____（只要求写出实验思路即可）。

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人体肠道中定居着很多细菌，构成肠道菌群，肠道菌群对人体健康影响非常广泛。科研人员利用小鼠对肠道菌群与白血病之间的关系进行了研究。

（1）从生命系统层次角度看，肠道菌群属于_____。

（2）研究发现，T 基因敲除会导致小鼠出现一种白血病，表现为单核细胞数量增加现象（简称 PMP）。科研人员将如图所示的四组小鼠连续培养 40 周 测定得到图示的结果。

①单核细胞是血液中最大的白细胞，是由骨髓中的_____ 细胞分裂、分化而来。

②依据实验结果推测______________。

③脾脏是小鼠体内最大的免疫器官，多种免疫细胞定居于此。进一步研究发现 T 基因敲除小鼠的脾脏中存在肠道菌群，而野生型不存在。据此推测 T 基因敲除导致肠道屏障出现缺陷，_____。

（3）已有研究表明，免疫细胞产生的一种炎症因子 IL-6，往往会导致 PMP。科研人员假设：“进入内环境的肠道细菌通过诱导免疫细胞产生 IL-6，引起 T 基因敲除小鼠产生 PMP”。 为验证该假设，某小组设计了用抗生素清除肠道细菌的研究方案（如下表），请评价该方案并加以完善。

__________________

（4）当肠道菌群平衡被打破时，免疫系统功能改变，便会引发白血病，对机体造成不可逆损伤。根据这一研究结果，某宣传公众号刊出题为“惊人发现，肠道细菌可导致白血病！” 的文章，你认为这一题目是否误导公众？请你拿起科学武器做出点评__________________（限 100 字以内）。

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[生物——选修1：生物技术实践]

秋收季节，北方的玉米田里“狼烟滚滚”，这是没有被深埋的玉米秸秆被粮农焚烧的结果。秸秆焚烧不仅浪费了能源，还污染了环境。研究人员发现某种细菌在无氧条件下可利用秸秆发酵生产甲烷，实现了能量更多的流向人类的目标。回答下列问题：

（1）在实验室中纯化产甲烷的菌株时，为了得到单个菌落，可采用的培养基是___________（填“固体”或“液体”）培养基。将菌液接种于新的培养基上，该操作应在酒精灯火焰旁进行的原因是___________。

（2）在生产过程中将秸秆粉碎后制成产甲烷细菌的培养液，一般无需灭菌但需要__________处理以减少培养液中的氧气。因不同种类的产甲烷细菌中__________不同，需将装置置于不同温度条件下。

（3）研究发现产甲烷细菌广泛分布在土壤中，推测其应分布在土壤的__________（填“深层”或“表层”）。硫基乙烷磺酸是产甲烷细菌特有的一种辅酶，利用该酶的特性制定的筛选产甲烷细菌的培养基称为__________。

（4）科学家在北方冻土中发现了一种食甲烷的细菌，随着温度升高，冻土融化，冻土中的食甲烷细菌也活跃起来，这样可以避免因冻土中甲烷、二氧化碳释放引起更明显的__________现象。

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秋收季节,北方的玉米田里“狼烟滚滚”,这是没有被深埋的玉米秸秆被粮农焚烧的结果。秸秆焚烧不仅浪费了能源,还污染了环境。研究人员发现某种细菌在无氧条件下可利用秸秆发酵生产甲烷,实现了能量更多地流向人类的目标。请回答下列问题:

(1)在实验室中纯化产甲烷的菌株时,为了得到单个菌落,可采用的培养基是____(填“固体”或“液体”)培养基。将菌液接种于新的培养基上,该操作应在酒精灯火焰旁进行的原因是______________________________。

(2)在生产过程中将秸秆粉碎后制成产甲烷细菌的培养液,一般无需灭菌但需要_________处理以减少培养液中的O2。因不同种类的产甲烷细菌中_____________不同,故需将装置置于不同温度条件下。

(3)研究发现产甲烷细菌广泛分布在土壤中,推测其应分布在土壤的____(填“深层”或“表层”)。硫基乙烷磺酸是产甲烷细菌特有的一种辅酶,利用该酶的特性制定的筛选产甲烷细菌的培养基称为______________。

(4)科学家在北方冻土中发现了一种食甲烷的细菌,随着温度升高,冻土融化,冻土中的食甲烷细菌也活跃起来,这样可以避免因冻土中甲烷、CO2释放而引起更明显的____(现象)。

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随着能源和环境问题日益严峻，利用纤维素酶降解秸秆生产燃料乙醇，对缓解全球能源危机有着重大意义。科研人员开展筛选、诱变及选育高产纤维素酶菌株的相关研究，过程如下图。请回答：

（1）从物理状态来看CMC平板属于__________培养基，培养基中应以___________为唯一碳源，常用的灭菌方法是___________。

（2）富集培养后的菌种常采用____________法接种于CMC平板，培养一段时间后，可根据___________初步鉴定并挑取产纤维素酶菌株XZ-33。

（3）诱变选育高产纤维素酶的菌株时，通过向培养基中加入刚果红染液筛选出____________与菌落直径比大的菌落（刚果红能与纤维素形成红色复合物，但不与纤维素水解产物结合）。

（4）如图是筛选获得菌株UV-Col6过程中60Co-γ辐照剂量与致死率和正突变率（符合生产需要的突变菌数占诱变后活菌数的比例）的关系。实验结果表明，用60Co-y射线诱变处理时合适的辐照剂量为__________KGy。从基因突变的特点分析，正突变率低的原因是_________、________________。

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