2013高考生物 模擬沖刺16天 8.2酶的應(yīng)用和生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用

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1、專題檢測卷(十五) (45分鐘 100分) 1.(14分)(2012·蘇中三市模擬)為了從動物組織中提取純凈的DNA，首先要快速、有效地消化裂解動物組織細(xì)胞。消化裂解動物組織常用的方法有蛋白酶(如蛋白酶K)水解、表面活性劑處理、變性劑處理等。某科研人員擬使用加酶洗衣粉消化裂解豬肌肉樣本，并提取豬的DNA。實驗步驟如下： ①取500 mg剪碎的豬肌肉組織于離心管中，加40 mg加酶洗衣粉和1.5 mL超純水混合，在一定溫度條件下水浴消化24 h。 ②加入苯酚、氯仿、異丙醇(25∶24∶1)混合液抽提。 ③加0.2 mg/mL的RNA水解酶于37 ℃水浴1 h。 ④加醋酸鈉和無水

2、乙醇4 cc高速離心15 min。 ⑤用70%乙醇洗滌沉淀兩次，風(fēng)干，得到高純度的DNA。 請回答有關(guān)問題： (1)加酶洗衣粉可以消化裂解動物組織細(xì)胞的原理是 。 (2)步驟②的目的是 。 步驟③的目的是 。 (3)步驟④中使用無水乙醇的目的是_____________________，高速離心時溫度保持在4 ℃的原因有 、

3、 等。 (4)如果要將加酶洗衣粉法提取DNA與蛋白酶K法提取DNA的效果進(jìn)行對比，請簡要說明實驗設(shè)計思路。 。 2.(11分)如圖表示在生物體外獲取DNA(或目的基因)的兩種方式。圖一表示經(jīng)PCR技術(shù)擴(kuò)增獲取DNA的過程。圖二表示反轉(zhuǎn)錄形成DNA的過程。 請據(jù)圖分析回答： (1

4、)圖一中的DNA聚合酶的化學(xué)本質(zhì)是 ，它與人體內(nèi)的DNA聚合酶相比具有 特性。 (2)圖一A中的DNA解旋過程在人體內(nèi)可由 催化完成。C過程復(fù)制方式的特點是 ，該過程需要 和能量等基本條件。 (3)圖二E中的堿基互補(bǔ)配對方式與圖一C中的不同之處是 。假設(shè)圖一中的一個模板DNA分子中有800個堿基對，其中含有腺嘌呤600個，若通過PCR技術(shù)共消耗周圍環(huán)境中游離的胞嘧啶脫氧核苷酸6 200個，則該模板DNA在PCR擴(kuò)增儀中已經(jīng)復(fù)制了____次。 3.(16分)(2012·南京

5、模擬)生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用，給社會帶來了較大的經(jīng)濟(jì)效益，受到廣泛重視。請回答下列與生物技術(shù)實踐有關(guān)的問題： (1)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)家蠅體內(nèi)存在一種抗菌活性蛋白。這種蛋白質(zhì)具有極強(qiáng)的抗菌能力，受到研究者重視。分離該抗菌蛋白可用電泳法，其原理是蛋白質(zhì)分子的 、分子大小及形狀不同，其在電場中的 不同。 (2) Taq耐熱菌的發(fā)現(xiàn)和分離為基因工程的發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)。分離Taq耐熱菌所需要的特殊培養(yǎng)條件是 ，從Taq耐熱菌中分離出的Taq酶應(yīng)用于PCR技術(shù)中引物延伸所需的是 酶。在生物體內(nèi)進(jìn)行DNA復(fù)制所必需而PCR技術(shù)中不需要

6、的酶是 。 (3)為了節(jié)約成本可將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)?？蒲腥藛T采用戊二醛使酶相互連接，該種固定方法為 ；而細(xì)胞多采用 法進(jìn)行固定。 (4)在固定化酵母細(xì)胞時，將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入______，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆?，再轉(zhuǎn)移到注射器中，以制取凝膠珠。 4.(15分)(2012·豫北六校模擬)馬鈴薯是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，傳統(tǒng)的繁殖方式感染病毒嚴(yán)重，導(dǎo)致產(chǎn)量大大降低?？蒲腥藛T利用種苗脫毒技術(shù)可有效解決這個問題，基本操作流程如下 配制培養(yǎng)基→外植體的取材和消毒→剝離和接種→培養(yǎng)和移栽→結(jié)果檢測 請回答問題： (1)該技術(shù)

7、稱為 ，其理論基礎(chǔ)是 。 (2)配制培養(yǎng)基，應(yīng)加入一定量的瓊脂、蔗糖、無機(jī)鹽、維生素、有機(jī)添加物等營養(yǎng)物質(zhì)。蔗糖除作為碳源外，還具有 的功能；無機(jī)鹽中NH4NO3、KNO3的主要作用是 。 (3)根據(jù)添加的植物激素不同，將培養(yǎng)基分為脫分化培養(yǎng)基、生芽培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基。這三種培養(yǎng)基在激素上的差異是 。 (4)在培育過程中，選取的外植體是 ，原因是 。 (5)進(jìn)行培養(yǎng)時需將外植體置于25 ℃、無菌和

8、 條件下培養(yǎng)，當(dāng)植物體長到3～4個葉時即可移栽。 5.(17分)(2012·淄博模擬)胡蘿卜營養(yǎng)價值高，被國內(nèi)外營養(yǎng)專家譽(yù)為“小人參”，其中含有豐富的天然β–胡蘿卜素。由于天然β–胡蘿卜素可防癌、抗癌、抗衰老，并可以清除體內(nèi)的氧自由基，減少突變細(xì)胞的發(fā)生，因此胡蘿卜及其制品越來越受到現(xiàn)代人們的青睞。請回答有關(guān)問題： (1)欲大量繁殖高品質(zhì)胡蘿卜植株，應(yīng)選擇 部位進(jìn)行植物組織培養(yǎng)。 (2)為了更容易地榨取胡蘿卜汁，提高澄清度，需要加入 酶,該酶通常從真菌細(xì)胞中提取，篩選真菌細(xì)胞時常用的接種方法有 , 從功能看，

9、所用培養(yǎng)基為 培養(yǎng)基。 (3)從真菌細(xì)胞中提取酶時，常常采用________法將不同相對分子質(zhì)量的酶進(jìn)行分離。為了節(jié)約成本，使酶反復(fù)利用，可以采用_________技術(shù)。 (4)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素常用的方法是 ，原因是 。 6.(14分)紅細(xì)胞含有大量血紅蛋白，紅細(xì)胞的機(jī)能主要是由血紅蛋白完成的。我們可以選用豬、牛、羊或其他脊椎動物的血液進(jìn)行實驗，來提取和分離血紅蛋白，請回答下列有關(guān)問題： (1)分離蛋白質(zhì)分子的一種常用方法是凝膠色譜法，是根據(jù) 分離蛋白質(zhì)的有效方法。 (2)血紅蛋白提取和分離的程序可分為

10、 、 、 和純度鑒定。 (3)洗滌紅細(xì)胞的目的是 ，以利于后續(xù)步驟的分離純化。采集的血樣要及時分離紅細(xì)胞，分離時采用低速短時間 ，然后用膠頭吸管吸出上層透明的 ，將下層暗紅色的紅細(xì)胞液體倒入燒杯，再加入 洗滌，如此重復(fù)，直至上清液中沒有黃色。 (4)將洗滌好的紅細(xì)胞倒入燒杯中，加入 和 充分?jǐn)嚢?，紅細(xì)胞破裂，釋放出血紅蛋白。 7.(13分)檸檬油是植物芳香油中的一種，它是一種廣譜性的殺蟲劑，它可殺死蚊子、蒼蠅、蟑螂和臭蟲等傳染疾病的害蟲，以及危害

11、糧食、蔬菜的常見害蟲，包括幼蟲、蛹等，被稱為一種綠色殺蟲劑。檸檬果皮精油的提取步驟如圖。請根據(jù)實驗流程圖回答下列問題： (1)檸檬果皮精油的提取適宜采用 法，此種方法是通過 將液相檸檬油從固液兩相混合物中分離出來。 (2)A是 ，目的是 。 (3)B過程一般加入相當(dāng)于檸檬果皮質(zhì)量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，其目的是 。 (4)C過程為

12、 ，目的是 。 (5)采用檸檬油作為殺蟲劑，可以解決其他殺蟲劑給人類帶來的隱患，其突出的優(yōu)點 。 (6)檸檬油是食品、化妝品和香水配料的優(yōu)質(zhì)原料，具有很高的經(jīng)濟(jì)價值，提取檸檬油不采取水蒸氣蒸餾法的原因是： 。 答案解析 1.【解析】(1)細(xì)胞膜被破壞可導(dǎo)致細(xì)胞裂解，由于細(xì)胞膜中含有蛋白質(zhì)，所以蛋白酶可以促進(jìn)細(xì)胞裂解，另外，表面活性劑也可以破壞細(xì)胞膜。 (2)苯酚、氯仿、異丙醇混合液可以促進(jìn)蛋白質(zhì)變性，便于抽

13、提。RNA水解酶可以水解RNA。 (3)無水乙醇可以析出純度更高的DNA。高速離心時要保持低溫，原因是：可以降低水解酶的活性，防止DNA被水解；還可以降低分子運動，易于形成沉淀析出。 (4)實驗?zāi)康氖球炞C蛋白酶K提取DNA的效果，因此應(yīng)將上述實驗中的加酶洗衣粉換成蛋白酶K，然后觀察實驗結(jié)果。 答案：(1)洗衣粉中蛋白酶和表面活性劑等可以破壞細(xì)胞膜 (2)使蛋白質(zhì)變性，抽提蛋白質(zhì) 水解RNA (3)析出DNA，提取含雜質(zhì)較少的DNA 降低核酸水解酶活性，防止DNA被水解 降低分子運動，易于形成沉淀析出(增加DNA分子柔韌性，減少斷裂) (4)將上述實驗步驟中的加酶洗衣粉換成蛋

14、白酶K，其他實驗步驟相同，得到DNA后，測定DNA的量、純度 2.【解析】(1)DNA聚合酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，人體內(nèi)的DNA聚合酶的最適催化溫度是37 ℃，而由圖可知PCR技術(shù)擴(kuò)增過程中DNA聚合酶所需要的溫度較高，因此，PCR技術(shù)擴(kuò)增過程中DNA聚合酶具有熱穩(wěn)定性。(2)人體內(nèi)DNA解旋過程是在解旋酶的作用下完成的。DNA復(fù)制的特點是半保留復(fù)制，過程中需要模板、原料、酶等條件。(3)圖二中E過程為反轉(zhuǎn)錄過程，堿基互補(bǔ)配對方式為U－A，而圖一中C過程為DNA分子復(fù)制過程，堿基互補(bǔ)配對方式為T－A。DNA分子中有800個堿基對，其中腺嘌呤600個，則胞嘧啶脫氧核苷酸200個，因此有(2n-1

15、)×200=6 200，則n=5，即DNA在PCR擴(kuò)增儀中已經(jīng)復(fù)制了5次。 答案：(1)蛋白質(zhì) 熱穩(wěn)定(或耐高溫) (2)解旋酶 半保留復(fù)制 模板、原料、酶 (3)E中是U-A，C中是T-A 5 3.【解析】(1)電泳法分離蛋白質(zhì)的原理是根據(jù)蛋白質(zhì)分子所帶電荷的性質(zhì)和電量、分子的大小和形狀，導(dǎo)致在電場中的運動速度不同 (2)Taq耐熱菌可以為基因工程提供耐高溫的DNA聚合酶，所以分離耐高溫的Taq耐熱菌需要在高溫環(huán)境下進(jìn)行。在體內(nèi)DNA復(fù)制需要解旋酶，而PCR技術(shù)無需該酶，因為DNA的解旋是通過調(diào)控溫度實現(xiàn)的。 (3)戊二醛是進(jìn)行交聯(lián)法固定酶的化學(xué)物質(zhì)。由于細(xì)胞體積較大，所

16、以可以采用包埋法進(jìn)行固定。 (4)海藻酸鈉溶液需要冷卻后才能加入酵母細(xì)胞，否則會殺死酵母細(xì)胞。 答案：(1)所帶電荷性質(zhì)和凈電量的差異 運動(遷移)速度 (2)高溫 DNA聚合 解旋酶 (3)交聯(lián)法(化學(xué)結(jié)合法) 包埋 (4)已活化的酵母細(xì)胞 4.【解析】(1)流程圖所示過程需要植物組織培養(yǎng)技術(shù)，其理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性。 (2)蔗糖除了作為碳源構(gòu)建細(xì)胞外，還可以為細(xì)胞的生命活動提供能量，另外，蔗糖作為細(xì)胞外液中溶質(zhì)成分，可以維持培養(yǎng)基的滲透壓。NH4NO3、KNO3含有氮元素，所以可以作為氮源。 (3)生長素和細(xì)胞分裂素的使用比例會影響細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果，所以題中的

17、三種培養(yǎng)基中兩種植物激素的使用比例不同。 (4)由于本操作的目的是培養(yǎng)脫毒植物，而莖(芽)尖中無病毒或者病毒較少，所以可以作為培養(yǎng)的選擇材料。 (5)外植體應(yīng)該置于適宜的溫度、無菌和有光照條件下進(jìn)行。 答案：(1)植物組織培養(yǎng) (植物)細(xì)胞的全能性 (2)提供能量、維持滲透壓 提供氮源 (3)生長素和細(xì)胞分裂素的比例(不同) (4)莖(芽)尖 莖(芽)尖分生組織無病毒或低毒 (5)光照 5.【解析】(1)選擇分裂能力強(qiáng)的植物組織，可以更容易地培養(yǎng)成植株，因為形成層部位的組織細(xì)胞分裂能力強(qiáng)。 (2)由于果膠酶可以破壞細(xì)胞壁中的果膠，所以加入果膠酶后，可以提高出汁率及澄清度

18、。分離微生物的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法，所用的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基。 (3)果膠酶屬于蛋白質(zhì)，分離蛋白質(zhì)常用凝膠色譜法。將酶固定成固定化酶后可以重復(fù)利用。 (4)由于胡蘿卜素易溶于有機(jī)溶劑，所以可以采用萃取法進(jìn)行提取。 答案：(1)形成層(或韌皮部細(xì)胞等，分生能力強(qiáng)的細(xì)胞即可) (2)果膠 平板劃線法或稀釋涂布平板法 選擇 (3)凝膠色譜 固定化酶 (4)萃取法 胡蘿卜素易溶于有機(jī)溶劑 6.【解析】(1)凝膠色譜法依據(jù)的是相對分子質(zhì)量的大小。 (2)血紅蛋白提取和分離的步驟為：樣品處理、粗分離(透析)、純化和純度鑒定。(3)紅細(xì)胞洗滌的目的是去除雜蛋白，以利于

19、后續(xù)步驟的分離純化；洗滌紅細(xì)胞是采用低速短時間離心。(4)血紅蛋白的釋放要加入蒸餾水和甲苯，分離血紅蛋白是采用高速長時間離心的方法。 答案：(1)相對分子質(zhì)量 (2)樣品處理 粗分離 純化 (3)去除雜蛋白 離心 黃色血漿 五倍體積的生理鹽水 (4)蒸餾水 40%體積的甲苯 7.【解析】本題考查壓榨法的有關(guān)實驗操作和原理分析。(1)從實驗流程可以看出，提取檸檬果皮精油的方法為壓榨法，此方法是通過機(jī)械壓力將油分?jǐn)D壓出來。(2)在壓榨法中，用石灰水浸泡果皮，其目的是破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，分解果膠，防止壓榨時果皮滑脫，提高出油率。(3)在壓榨過程中，為了使精油易于與水分離，還要分別加入相當(dāng)于檸檬果皮質(zhì)量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并調(diào)節(jié)pH至7～8。(4)C過程是過濾，用普通布袋，目的是除去固體物和殘渣。(5)檸檬油對人體無毒性，并且易被分解，減少對環(huán)境的污染。(6)水蒸氣蒸餾時其有效成分會發(fā)生部分水解，又會產(chǎn)生原料焦糊等問題。 答案：(1)壓榨 機(jī)械壓力 (2)石灰水 破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，分解果膠，防止壓榨時果皮滑脫，提高出油率 (3)使精油易于與水分離 (4)過濾 除去固體物和殘渣 (5)對人、動物、植物均無毒性，減少對環(huán)境的污染 (6)水蒸氣蒸餾會導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解等問題