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专题检测卷(十五)酶的应用和生物技术在其他方面的应用（45分钟 100分）1.(12分)(苏州模拟)某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验,下表是他们记录的不同温度除去不同污渍所需时间对照表,请依据表中数据作答。水温/时间/min污渍520304050607080植物油4839302017111220蓝墨水93868072686781105奶渍48432812641217(1)要达到最佳洗涤效果,使用加酶洗衣粉的最适温度范围是。(2)在适宜温度范围内,加酶洗衣粉对衣物上的 的洗涤效果最佳,对 的洗涤效果最差,其原因是 。(3)羊毛、蚕丝等织物(填“能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤,因为 。2.(12分)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代,导致产量降低,品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：外植体愈伤组织芽、根植株(1)外植体经组织培养最终可以形成一个完整植株,这一过程体现了植物细胞的 。其中过程为,过程为。(2)影响植物组织培养的因素除植物体自身原因、植物激素用量及比值等因素外,还与环境条件有密切关系,包括：营养物质、光照等。(3)愈伤组织的细胞排列疏松无规则,是一种高度的薄壁细胞,愈伤组织形成芽、根的过程与培养基中与(植物激素)的比例有密切关系,该比值较高时有利于根的分化,抑制芽的形成。3.(10分)(南京模拟)育种工作者常采用花药培养的方法,使花粉粒发育为单倍体植株。下列过程是采用水稻的花药进行培养的步骤：选取水稻花药对花蕾消毒接种和培养植物体据此回答下列问题：(1)选取的水稻花药应为期,此时细胞核由中央移向细胞一侧,花药培养成功率最高。(2)通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径：一种是花粉通过阶段发育为植株：另一种是在诱导培养基上先形成,再将其诱导分化成植株。(3)试管苗形成过程中,必须从培养基中获得无机盐或矿质元素和小分子有机物等营养物质。要促进花粉细胞分裂和生长,培养基中应有两类激素。4.(12分)(海南高考)根据相关知识,回答胡萝卜素提取和酶应用方面的问题：(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时,通常在萃取前要将胡萝卜粉碎和,以提高萃取效率;水蒸气蒸馏法(填“适合”或“不适合”)胡萝卜素的提取,原因是 ;鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时,通常可采用 法,并以 样品作为对照。(2)若要提高衣物上血渍的去除效果,可在洗衣粉中加入酶,因为该酶能将血红蛋白水解成可溶性的或;若要提高衣物上油渍的去除效果,洗衣粉中可添加酶;使用加酶洗衣粉时,水温过低或过高时洗涤效果不好的原因分别是 。5.(14分)(西安模拟)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。(1)柠檬油的挥发性,易溶于 ,比重较。(2)提取柠檬油常见的原料是柠檬花与柠檬果皮,嫩的花朵在蒸馏过程中,精油易被水蒸气分子破坏。所以可采用法。柠檬果皮精油的提取适宜采用法,此种方法是通过将液相从固液两相混合物中分离出来,必经步骤为：柠檬皮 A B水洗浸泡清洗装料压榨和喷淋糊状压出液C高速离心静置分层分液柠檬精油A是,目的是 。B为0.25%的小苏打和5%的硫酸钠,其目的是 。C过程为,目的是除去固体物和残渣。实验过程中浸泡橘皮后,需用清水洗涤,其目的是。(3)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,其突出的优点是 、 。6.(14分)(商丘模拟)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,血红蛋白的主要功能是携带O2或CO2,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)血红蛋白的提取和分离一般可分为四步： 、 、 和 。(2)实验前取新鲜的血液,要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠,取血回来,马上进行实验,收集血红蛋白溶液。以上所述的过程即是样品处理,加入柠檬酸钠的目的是 。(3)收集的血红蛋白溶液在透析袋中进行透析处理,这就是样品的粗分离。透析的目的是 。透析的原理是 。(4)然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化,最后经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。样品纯化的目的是 。(5)提取细胞膜经常使用的材料是哺乳动物的成熟红细胞,原因是 。7.(12分)(连云港模拟)在遗传病治疗及刑侦破案中常需要对样品DNA进行分析,PCR技术能快速扩增DNA片段,在几个小时内复制出上百万份的DNA拷贝,有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题。据图回答相关问题：a链5GGTC35GGOH(引物)b链3CCAG5(引物)955GGTC33CCAG5555 GGOH5GGTC33CCAG572(1)在相应的横线上写出引物,并在复性这一步骤中将引物置于合适的位置。(2)在相应的横线上写出循环一次后生成的DNA分子。(3)若将作为原料的四种脱氧核苷酸用32P标记,请分析循环一次后生成的DNA分子的特点：,循环n次后生成的DNA分子中不含放射性的单链占总单链的比例为。(4)PCR反应过程的前提条件是 ,PCR技术利用DNA的原理解决了这个问题。(5)在对样品DNA进行分析的过程中发现,DNA掺杂着一些组蛋白,要去除这些组蛋白可加入的物质是。8.(14分)某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动,具体步骤如下。材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份,每份10 g。剪碎后分成两组,一组置于20、另一组置于-20条件下保存24 h。DNA粗提取：第一步：将上述材料分别放入研钵中,各加入15 mL研磨液,充分研磨。用两层纱布过滤,取滤液备用。第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液,再加入10 mL体积分数为95%的冷酒精溶液,然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌,使絮状物缠绕在玻璃棒上。第三步：取6支试管,分别加入等量的质量浓度为2 mol/L的NaCl溶液溶解上述絮状物。DNA检测：在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂,混合均匀后,置于沸水中加热5 min,待试管冷却后比较溶液的颜色深浅,结果如下表。材料保存温度花菜辣椒蒜黄20+-20+ 注：“+”越多表示蓝色越深分析上述实验过程,回答下面的问题。(1)该探究性实验的课题名称是： 。(2)第二步中“缓缓地”搅拌,这是为了减少 。(3)根据实验结果,得出结论并分析。结论1：与20相比,相同实验材料在-20条件下保存,DNA的提取量较多。结论2： 。针对结论1,请提出合理的解释： 。(4)氯仿密度大于水,能使蛋白质变性沉淀,与水和DNA均不相溶,且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度,依据氯仿的特性,在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是： ,然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。答案解析1.【解析】由题表中数据可知,加酶洗衣粉在5060条件下洗涤效果最好;加酶洗衣粉对奶渍有较强的去污力,说明加酶洗衣粉中有蛋白酶和脂肪酶。而羊毛和蚕丝的主要成分是蛋白质,如果使用加酶洗衣粉洗涤,会对衣物造成破坏。答案：(1)5060(2)奶渍蓝墨水奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪,加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶和碱性脂肪酶,能使蛋白质和脂肪等有机物水解,而很难使蓝墨水的成分水解(3)不能羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质,加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白质水解,从而使织物受到破坏2.【解析】(1)植物组织培养的过程体现了植物细胞的全能性,外植体经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化形成芽、根等。(2)影响植物组织培养的外界因素包括环境温度、pH及光照等。(3)愈伤组织是高度液泡化的薄壁细胞,在愈伤组织形成芽、根的过程中,与培养基中的生长素和细胞分裂素的比例密切相关。答案：(1)全能性脱分化再分化(2)温度pH(可以调换位置)(3)液泡化生长素细胞分裂素3.【解析】(1)一般选取单核期的花药进行培养。选择单核期以前的花药接种,质地幼嫩,极易破碎;选择单核期以后的花药接种,花瓣已有些松动,给材料消毒带来困难。(2)花药离体培养有两条途径：一是脱分化形成愈伤组织,二是脱分化形成胚状体。(3)花粉细胞的分裂和生长取决于细胞分裂素和生长素的比例。答案：(1)单核(2)胚状体愈伤组织(3)生长素和细胞分裂素4.【解题指南】解答本题时需关注以下两点：(1)提取不同植物的有效成分所用的方法不一定相同,需要根据原料的特点进行选择。(2)酶具有专一性,含有不同酶制剂的加酶洗衣粉对于不同的污渍洗涤效果不同。【解析】本题考查胡萝卜素的提取和加酶洗衣粉的作用原理。(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时,通常在萃取前要将胡萝卜粉碎和干燥。干燥是为了去水,以提高萃取效率。水蒸气蒸馏法不适合胡萝卜素的提取,因为水蒸气蒸馏法适用于分离挥发性物质,而胡萝卜素为非挥发性物质,不能随水蒸气蒸馏出。胡萝卜素的鉴定,通常采用纸层析法。利用胡萝卜素能够溶解在层析液中,并随层析液在滤纸上的扩散而扩散。同一物质在层析液中的溶解度相同,在滤纸上的扩散速率也相同,不同物质在层析液中的溶解度不同,在滤纸上的扩散速率也不同。可以用标准样品(胡萝卜素)做对照,分析萃取样品是否含胡萝卜素和杂质。(2)加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂,如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制剂等。加酶洗衣粉中的碱性蛋白酶制剂可以使奶渍、血渍等多种蛋白质污垢降解成易溶于水的小分子肽或氨基酸。碱性脂肪酶制剂能将脂肪水解成容易被水冲洗掉的甘油和脂肪酸,从而达到清除衣物上脂质污垢的目的。酶的活性易受温度影响：低温会大大降低酶的活性,高温则可能使酶变性失活。答案：(1)干燥不适合水蒸气蒸馏法适用于分离挥发性物质,而胡萝卜素为非挥发性物质,不能随水蒸气蒸馏出纸层析标准的胡萝卜素(2)碱性蛋白(或蛋白)氨基酸小分子肽脂肪水温过低时酶活性较低,水温过高会使酶变性失活【误区警示】使用萃取法应注意的问题(1)萃取剂具有较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且与水不能混溶,如石油醚。(2)原料的颗粒要小,干燥时间不能过长,否则胡萝卜素易分解。(3)在一定范围内,萃取温度相对较高,时间较长,使物质能够充分溶解。(4)用水浴加热,不能用明火加热,防止引起燃烧或爆炸。(5)加热时加几粒沸石,防止液体过度沸腾。5.【解析】柠檬油具有挥发性强、易溶于有机溶剂、比重较小的特点,因为精油会被水蒸气破坏,所以不宜采用蒸馏法,花朵中精油用萃取法提取,而果皮精油一般采用压榨法进行提取。实验流程中,用石灰水进行浸泡的目的是破坏细胞结构,分解果胶,提高出油率,浸泡后要洗去石灰水;用0.25%的小苏打和5%的硫酸钠处理可以使精油易于与水分离。答案：(1)强有机溶剂小(2)萃取压榨机械压力石灰水破坏细胞结构,分解果胶,防止压榨时果皮滑脱,提高出油率使精油易于与水分离过滤除去石灰水(3)对人、动物、植物均无毒性减少对环境的污染6.【解析】(1)血红蛋白的提取和分离一般可分为四步,分别是样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。(2)加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固。(3)透析的目的是将样品中相对分子质量较小的杂质蛋白除去。透析的原理是透析袋能使小分子自由进出,而将大分子保留在袋内。(4)样品纯化的目的是利用凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去。(5)成熟的红细胞没有细胞核及众多的细胞器膜,可以用于提取细胞膜。答案：(1)样品处理粗分离纯化纯度鉴定(2)防止血液的凝固(3)将样品中相对分子质量较小的杂质蛋白除去透析袋能使小分子自由进出,而将大分子保留在袋内(4)通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去(5)哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核,没有线粒体等由膜构成的细胞器,这样提取的细胞膜相对较纯【方法技巧】比较DNA粗提取与血红蛋白分离实验(1)选取材料不同：提取DNA时,用鸡血细胞;分离血红蛋白时,用哺乳动物成熟的红细胞。(2)破碎细胞方法不同：提取DNA时,若是植物细胞,则加入洗涤剂和食盐并搅拌、研磨;若是动物细胞,则加入蒸馏水,使细胞吸水涨破。分离血红蛋白时,加入蒸馏水和甲苯,并且搅拌。(3)去除杂质方法不同：提取DNA时,通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质,并使用酒精或蛋白酶、高温处理等方法提纯;分离血红蛋白时,进行透析处理,还要进行纯化处理。(4)鉴定方法不同：鉴定DNA时,加入二苯胺,在沸水浴条件下溶液变蓝色;鉴定血红蛋白的纯度时,用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法。7.【解析】(1)DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从3端延伸DNA链,所以引物就提供了3端,子链延伸方向为53,引物I与b链部分碱基互补,引物则与a链部分碱基互补,且连接到a链的3端,故引物的结构为5GAOH。(2)经过一次循环后,产生的两个DNA分子分别含有引物I和引物。(3)由于作为原料的四种脱氧核苷酸被32P标记,所以新合成的子链均含有放射性,一次循环后的两个DNA各有一条链含32P,若复制n次,共产生DNA单链2n2,其中只有DNA母链不含32P,则其所占比例为2/(2n2)=1/2n。(4)DNA复制是以两条母链为模板,按照碱基互补配对原则进行的。因此,首先要解旋,使两条母链的碱基暴露出来,才能按照碱基互补配对的原则把相应的碱基一个个地连接起来。DNA分子在80100的温度范围内变性,双链解开成单链,当温度慢慢降低时,又能重新结合形成双链。(5)利用酶的专一性,应加入蛋白酶,可除去DNA中掺杂的蛋白质。答案：(1)5-G-A-OH HO-A-G-5 5GG-OH5GGTC3 3CCAG572(2)3CCAG55GGTC35GGTC33CCAG5(3)每个DNA分子各有一条链含32P1/2n(4)DNA解旋热变性(5)蛋白酶【知识总结】总结PCR中的“关键问题”(1)PCR反应需要DNA聚合酶从引物的3端延伸DNA链,使DNA合成的方向是从子链5端向3端延伸。(2)PCR反应需要引物,引物的本质是一小段DNA或RNA,长度通常为2030个核苷酸。(3)一个DNA复制n次或PCR中循环n次获得的子代DNA的数目为2n个,由N0个DNA开始复制或循环n次后,则获得的子代DNA数为N02n个。8.【解析】本题主要考查DNA粗提取的相关知识,意在考查实验与探究能力。如果DNA断裂,就不容易被提取出来;温度主要是通过影响酶的活性来影响生理过程;粗提取得到的DNA中含有少量的蛋白质,可以通过氯仿的特殊功能来去除蛋白质,提高DNA纯度。答案：(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响(2)DNA断裂(3)等质量的不同实验材料,在相同的保存温度下,从蒜黄提取的DNA量最多低温抑制了相关酶的活性,DNA降解速度慢(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合,静置一段时间,吸取上清液
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