2013高考生物 模拟冲刺16天 8.2酶的应用和生物技术在其他方面的应用

专题检测卷(十五) (45分钟 100分)1.(14分)(2012苏中三市模拟)为了从动物组织中提取纯净的DNA，首先要快速、有效地消化裂解动物组织细胞。消化裂解动物组织常用的方法有蛋白酶(如蛋白酶K)水解、表面活性剂处理、变性剂处理等。某科研人员拟使用加酶洗衣粉消化裂解猪肌肉样本，并提取猪的DNA。实验步骤如下：取500 mg剪碎的猪肌肉组织于离心管中，加40 mg加酶洗衣粉和1.5 mL超纯水混合，在一定温度条件下水浴消化24 h。加入苯酚、氯仿、异丙醇(25241)混合液抽提。加0.2 mg/mL的RNA水解酶于37 水浴1 h。加醋酸钠和无水乙醇4 cc高速离心15 min。用70%乙醇洗涤沉淀两次，风干，得到高纯度的DNA。请回答有关问题：(1)加酶洗衣粉可以消化裂解动物组织细胞的原理是 。(2)步骤的目的是 。步骤的目的是 。(3)步骤中使用无水乙醇的目的是_，高速离心时温度保持在4 的原因有 、 等。(4)如果要将加酶洗衣粉法提取DNA与蛋白酶K法提取DNA的效果进行对比，请简要说明实验设计思路。 。2.(11分)如图表示在生物体外获取DNA(或目的基因)的两种方式。图一表示经PCR技术扩增获取DNA的过程。图二表示反转录形成DNA的过程。 请据图分析回答：(1)图一中的DNA聚合酶的化学本质是 ，它与人体内的DNA聚合酶相比具有 特性。(2)图一A中的DNA解旋过程在人体内可由 催化完成。C过程复制方式的特点是 ，该过程需要 和能量等基本条件。(3)图二E中的碱基互补配对方式与图一C中的不同之处是 。假设图一中的一个模板DNA分子中有800个碱基对，其中含有腺嘌呤600个，若通过PCR技术共消耗周围环境中游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6 200个，则该模板DNA在PCR扩增仪中已经复制了_次。3.(16分)(2012南京模拟)生物技术的广泛应用，给社会带来了较大的经济效益，受到广泛重视。请回答下列与生物技术实践有关的问题：(1)科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白。这种蛋白质具有极强的抗菌能力，受到研究者重视。分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是蛋白质分子的 、分子大小及形状不同，其在电场中的 不同。(2) Taq耐热菌的发现和分离为基因工程的发展作出了突出贡献。分离Taq耐热菌所需要的特殊培养条件是 ，从Taq耐热菌中分离出的Taq酶应用于PCR技术中引物延伸所需的是 酶。在生物体内进行DNA复制所必需而PCR技术中不需要的酶是 。(3)为了节约成本可将酶或细胞固定在一定空间内。科研人员采用戊二醛使酶相互连接，该种固定方法为 ；而细胞多采用 法进行固定。(4)在固定化酵母细胞时，将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入_，充分搅拌使其混合均匀，再转移到注射器中，以制取凝胶珠。4.(15分)(2012豫北六校模拟)马铃薯是一种重要的经济作物，传统的繁殖方式感染病毒严重，导致产量大大降低。科研人员利用种苗脱毒技术可有效解决这个问题，基本操作流程如下配制培养基外植体的取材和消毒剥离和接种培养和移栽结果检测请回答问题：(1)该技术称为 ，其理论基础是 。(2)配制培养基，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机添加物等营养物质。蔗糖除作为碳源外，还具有 的功能；无机盐中NH4NO3、KNO3的主要作用是 。(3)根据添加的植物激素不同，将培养基分为脱分化培养基、生芽培养基、生根培养基。这三种培养基在激素上的差异是 。(4)在培育过程中，选取的外植体是 ，原因是 。(5)进行培养时需将外植体置于25 、无菌和 条件下培养，当植物体长到34个叶时即可移栽。5.(17分)(2012淄博模拟)胡萝卜营养价值高，被国内外营养专家誉为“小人参”，其中含有丰富的天然胡萝卜素。由于天然胡萝卜素可防癌、抗癌、抗衰老，并可以清除体内的氧自由基，减少突变细胞的发生，因此胡萝卜及其制品越来越受到现代人们的青睐。请回答有关问题：(1)欲大量繁殖高品质胡萝卜植株，应选择 部位进行植物组织培养。 (2)为了更容易地榨取胡萝卜汁，提高澄清度，需要加入 酶,该酶通常从真菌细胞中提取，筛选真菌细胞时常用的接种方法有 ,从功能看，所用培养基为 培养基。(3)从真菌细胞中提取酶时，常常采用_法将不同相对分子质量的酶进行分离。为了节约成本，使酶反复利用，可以采用_技术。(4)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是 ，原因是 。6.(14分)红细胞含有大量血红蛋白，红细胞的机能主要是由血红蛋白完成的。我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白，请回答下列有关问题：(1)分离蛋白质分子的一种常用方法是凝胶色谱法，是根据 分离蛋白质的有效方法。 (2)血红蛋白提取和分离的程序可分为 、 、 和纯度鉴定。 (3)洗涤红细胞的目的是 ，以利于后续步骤的分离纯化。采集的血样要及时分离红细胞，分离时采用低速短时间 ，然后用胶头吸管吸出上层透明的 ，将下层暗红色的红细胞液体倒入烧杯，再加入 洗涤，如此重复，直至上清液中没有黄色。(4)将洗涤好的红细胞倒入烧杯中，加入 和 充分搅拌，红细胞破裂，释放出血红蛋白。7.(13分)柠檬油是植物芳香油中的一种，它是一种广谱性的杀虫剂，它可杀死蚊子、苍蝇、蟑螂和臭虫等传染疾病的害虫，以及危害粮食、蔬菜的常见害虫，包括幼虫、蛹等，被称为一种绿色杀虫剂。柠檬果皮精油的提取步骤如图。请根据实验流程图回答下列问题：(1)柠檬果皮精油的提取适宜采用 法，此种方法是通过 将液相柠檬油从固液两相混合物中分离出来。(2)A是 ，目的是 。(3)B过程一般加入相当于柠檬果皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，其目的是 。(4)C过程为 ，目的是 。(5)采用柠檬油作为杀虫剂，可以解决其他杀虫剂给人类带来的隐患，其突出的优点 。(6)柠檬油是食品、化妆品和香水配料的优质原料，具有很高的经济价值，提取柠檬油不采取水蒸气蒸馏法的原因是： 。答案解析1.【解析】(1)细胞膜被破坏可导致细胞裂解，由于细胞膜中含有蛋白质，所以蛋白酶可以促进细胞裂解，另外，表面活性剂也可以破坏细胞膜。 (2)苯酚、氯仿、异丙醇混合液可以促进蛋白质变性，便于抽提。RNA水解酶可以水解RNA。(3)无水乙醇可以析出纯度更高的DNA。高速离心时要保持低温，原因是：可以降低水解酶的活性，防止DNA被水解；还可以降低分子运动，易于形成沉淀析出。 (4)实验目的是验证蛋白酶K提取DNA的效果，因此应将上述实验中的加酶洗衣粉换成蛋白酶K，然后观察实验结果。答案：(1)洗衣粉中蛋白酶和表面活性剂等可以破坏细胞膜(2)使蛋白质变性，抽提蛋白质 水解RNA(3)析出DNA，提取含杂质较少的DNA降低核酸水解酶活性，防止DNA被水解降低分子运动，易于形成沉淀析出(增加DNA分子柔韧性，减少断裂)(4)将上述实验步骤中的加酶洗衣粉换成蛋白酶K，其他实验步骤相同，得到DNA后，测定DNA的量、纯度2.【解析】(1)DNA聚合酶的化学本质是蛋白质，人体内的DNA聚合酶的最适催化温度是37 ，而由图可知PCR技术扩增过程中DNA聚合酶所需要的温度较高，因此，PCR技术扩增过程中DNA聚合酶具有热稳定性。(2)人体内DNA解旋过程是在解旋酶的作用下完成的。DNA复制的特点是半保留复制，过程中需要模板、原料、酶等条件。(3)图二中E过程为反转录过程，碱基互补配对方式为UA，而图一中C过程为DNA分子复制过程，碱基互补配对方式为TA。DNA分子中有800个碱基对，其中腺嘌呤600个，则胞嘧啶脱氧核苷酸200个，因此有(2n-1)200=6 200，则n=5，即DNA在PCR扩增仪中已经复制了5次。 答案：(1)蛋白质 热稳定(或耐高温)(2)解旋酶 半保留复制 模板、原料、酶(3)E中是U-A，C中是T-A 53.【解析】(1)电泳法分离蛋白质的原理是根据蛋白质分子所带电荷的性质和电量、分子的大小和形状，导致在电场中的运动速度不同 (2)Taq耐热菌可以为基因工程提供耐高温的DNA聚合酶，所以分离耐高温的Taq耐热菌需要在高温环境下进行。在体内DNA复制需要解旋酶，而PCR技术无需该酶，因为DNA的解旋是通过调控温度实现的。(3)戊二醛是进行交联法固定酶的化学物质。由于细胞体积较大，所以可以采用包埋法进行固定。(4)海藻酸钠溶液需要冷却后才能加入酵母细胞，否则会杀死酵母细胞。答案：(1)所带电荷性质和净电量的差异 运动(迁移)速度(2)高温 DNA聚合 解旋酶(3)交联法(化学结合法) 包埋(4)已活化的酵母细胞4.【解析】(1)流程图所示过程需要植物组织培养技术，其理论基础是植物细胞的全能性。(2)蔗糖除了作为碳源构建细胞外，还可以为细胞的生命活动提供能量，另外，蔗糖作为细胞外液中溶质成分，可以维持培养基的渗透压。NH4NO3、KNO3含有氮元素，所以可以作为氮源。(3)生长素和细胞分裂素的使用比例会影响细胞培养的结果，所以题中的三种培养基中两种植物激素的使用比例不同。(4)由于本操作的目的是培养脱毒植物，而茎(芽)尖中无病毒或者病毒较少，所以可以作为培养的选择材料。(5)外植体应该置于适宜的温度、无菌和有光照条件下进行。答案：(1)植物组织培养 (植物)细胞的全能性(2)提供能量、维持渗透压 提供氮源(3)生长素和细胞分裂素的比例(不同)(4)茎(芽)尖 茎(芽)尖分生组织无病毒或低毒(5)光照5.【解析】(1)选择分裂能力强的植物组织，可以更容易地培养成植株，因为形成层部位的组织细胞分裂能力强。(2)由于果胶酶可以破坏细胞壁中的果胶，所以加入果胶酶后，可以提高出汁率及澄清度。分离微生物的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，所用的培养基为选择培养基。(3)果胶酶属于蛋白质，分离蛋白质常用凝胶色谱法。将酶固定成固定化酶后可以重复利用。(4)由于胡萝卜素易溶于有机溶剂，所以可以采用萃取法进行提取。答案：(1)形成层(或韧皮部细胞等，分生能力强的细胞即可)(2)果胶 平板划线法或稀释涂布平板法 选择(3)凝胶色谱 固定化酶(4)萃取法 胡萝卜素易溶于有机溶剂6.【解析】(1)凝胶色谱法依据的是相对分子质量的大小。(2)血红蛋白提取和分离的步骤为：样品处理、粗分离(透析)、纯化和纯度鉴定。(3)红细胞洗涤的目的是去除杂蛋白，以利于后续步骤的分离纯化；洗涤红细胞是采用低速短时间离心。(4)血红蛋白的释放要加入蒸馏水和甲苯，分离血红蛋白是采用高速长时间离心的方法。答案：(1)相对分子质量(2)样品处理 粗分离 纯化(3)去除杂蛋白 离心 黄色血浆 五倍体积的生理盐水(4)蒸馏水 40%体积的甲苯7.【解析】本题考查压榨法的有关实验操作和原理分析。(1)从实验流程可以看出，提取柠檬果皮精油的方法为压榨法，此方法是通过机械压力将油分挤压出来。(2)在压榨法中，用石灰水浸泡果皮，其目的是破坏细胞结构，分解果胶，防止压榨时果皮滑脱，提高出油率。(3)在压榨过程中，为了使精油易于与水分离，还要分别加入相当于柠檬果皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并调节pH至78。(4)C过程是过滤，用普通布袋，目的是除去固体物和残渣。(5)柠檬油对人体无毒性，并且易被分解，减少对环境的污染。(6)水蒸气蒸馏时其有效成分会发生部分水解，又会产生原料焦糊等问题。答案：(1)压榨 机械压力(2)石灰水 破坏细胞结构，分解果胶，防止压榨时果皮滑脱，提高出油率(3)使精油易于与水分离(4)过滤 除去固体物和残渣 (5)对人、动物、植物均无毒性，减少对环境的污染(6)水蒸气蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题