2015届高考生物二轮复习专题提能专训(16-14)酶的应用和生物技术在其他方面的应用

-1-2015年高考生物二轮专题复习提能专训(十四)酶的应用和生物技术在其他方面的应用1．通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植株等。如图是植物组织培养的过程，请回答相关问题。离体的植物器官、组织或细胞①→愈伤组织②→丛芽③→植株④(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的根本原因是__________________________。植物组织培养技术所用的MS培养基中____________________提供植物细胞生活所必需的无机盐；____________提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压。(2)利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。一般来说，在______________期花药培养的成功率最高。为了选择该期的花药，通常选择______________的花蕾。若要得到可育植株，需要对④进行处理的方法有______________。(3)若要进行兰花无病毒植株的培育，首先选择兰花的________作为外植体，其原因是____________________。从外植体到无病毒植株试管苗，要人为控制细胞的__________和__________过程。研究人员研究了茎尖外植体大小对苗的成活率和脱毒率的影响，实验结果如图所示：实验结果表明，茎尖越小，____________，因此脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为________mm。(4)在植物组织培养过程中，愈伤组织的成功诱导是至关重要的步骤。某研究小组以食用稗的成熟胚作为外植体，在基本培养基上研究植物生长调节剂对食用稗愈伤组织诱导率的影响。实验结果如下表：培养基代号2，4－Dmg·L－16－BAmg·L－1愈伤组织诱导率/%L11.0065.41L22.0068.76L33.0091.01L43.00.254.84L53.00.557.35L63.01.051.71注：愈伤组织诱导率(%)＝产生愈伤组织的外植体数/接种的外植体-2-总数×100%从上表可知，在基本培养基中添加较高浓度的__________有利于食用稗的胚形成愈伤组织，而添加________则不利于食用稗的胚形成愈伤组织。答案：(1)植物细胞具有全能性微量元素和大量元素蔗糖(2)单核完全未开放用秋水仙素处理或进行低温处理(3)茎尖或根尖分生组织分生组织分裂快，很少被病毒感染甚至无病毒脱分化(或去分化)再分化脱毒率越高，成活率越低0.27(4)2,4－D6－BA解析：(1)外植体能培养成植株是因为植物细胞具有全能性。植物组织培养技术所用的MS培养基含有微量元素、大量元素、有机物和植物激素等，其中微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；有机物中的蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压。(2)月季的花药离体培养采用单核期的花粉粒易成功，因为此时花瓣未开，微生物不易侵入，便于消毒。(3)培育无病毒兰花植株用茎尖或根尖分生组织。因为分生组织分裂快，很少被病毒侵染，甚至无病毒。(4)从题表中的诱导率可知添加较高浓度的2,4－D有利于形成愈伤组织，而添加较高浓度的6－BA则不利于愈伤组织的形成。2．请回答有关果酒制作及固定化细胞的问题。(1)葡萄汁发酵后是否有酒精产生，可用________来检验，若在酸性条件下液体呈现________色，则证明有酒精产生。(2)为提高果汁的出汁率及使果汁变得澄清，在果汁生产中常用到________。(3)利用果汁可以酿制果酒，现为提高果酒的品质及节约生产成本，某厂家已尝试使用固定化细胞技术。在制备固定化酵母细胞时，常采用下图中的方法________(填出序号及名称)。采用该方法的原因是______________________________________________________。(4)制作固定化酵母细胞时，要将已冷却至________的溶化好的海藻酸钠溶液与已________的酵母细胞充分搅拌，经充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和的________溶液中形成凝胶珠。如果得到的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明______________，如果得到的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则可能的原因是___________________。答案：(1)重铬酸钾灰绿(2)果胶酶(3)③包埋法体积大的细-3-胞难以被吸附或结合，但是它不容易从包埋材料中漏出(4)室温活化CaCl2海藻酸钠溶液浓度偏低海藻酸钠溶液浓度偏高(答案合理即可)解析：在果汁生产中加入果胶酶，能够提高果汁的出汁率及使果汁变得澄清。酵母细胞的固定多采用包埋法，采用该种方法的原因是体积大的细胞难以被吸附或结合，但它不容易从包埋材料中漏出；在包埋过程中，如果所用海藻酸钠溶液浓度偏低，则在饱和CaCl2溶液中形成的凝胶珠颜色会过浅、呈白色；如果海藻酸钠溶液浓度偏高，则得到的凝胶珠可能不是圆形或椭圆形的。3．PCR是一种DNA体外扩增技术。1988年，PCR仪问世，并被广泛应用于基因扩增和DNA序列测定。如图是PCR技术示意图，请回答下列问题。①引物是此过程中必须加入的物质，从化学本质上说，引物是一小段________________。②将双链DNA____________，使之变性，从而导致____________________。③引物延伸需提供________________作为原料。(2)红细胞含有大量血红蛋白，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，血红蛋白提取和分离的程序可分为四步：样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。请回答下列有关问题：①样品处理，它包括红细胞的洗涤、__________________、分离血红蛋白溶液。②收集的血红蛋白溶液在透析袋中经过透析，这就是样品的粗分离。透析的目的是________________________。透析的原理是________________________________________________________。-4-答案：(1)①单链DNA或RNA②加热到95℃双链DNA分离成两条单链③四种脱氧核苷酸(2)①血红蛋白的释放②去除相对分子质量较小的杂质透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在透析袋内解析：(1)考查PCR技术的温度变化、原料、引物等条件。每次循环的三步：变性、复性和延伸是PCR的核心过程。(2)血红蛋白的提纯中，样品处理可分为四步；①红细胞的洗涤，②血红蛋白的释放，③分离血红蛋白溶液，④透析。4．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10g。剪碎后分成两组，一组置于20℃、另一组置于－20℃条件下保存24h。DNA粗提取：第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15mL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10mL滤液，再加入20mL体积分数为95%的冷酒精，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只试管，分别加入等量的2mol/L的NaCl溶液溶解上述絮状物。DNA检测：在上述试管中各加入4mL二苯胺试剂。混合均匀后，置于沸水中加热5min，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，回答下列问题。(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。①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：___________________________。②针对结论1，请给出合理的解释：_______________。(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，-5-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%的冷酒精使DNA析出。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)①等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多②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，吸取上清液解析：(1)从表格中可以看出，该实验有两个自变量：材料和温度。所以该探究性实验的课题名称为探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢，提取的DNA较多。(2)第二步中用玻璃棒搅拌的目的是获取DNA絮状物，若速度太快，易造成DNA断裂。(3)本实验的结论可从两个方面来考虑：①相同材料在不同温度下的结论；②不同材料在相同温度下的结论。(4)氯仿能使蛋白质变性，而对DNA影响极小，所以可将第三步获得的溶液与氯仿混合，又因为氯仿密度大于水，所以蛋白质沉淀位于溶液下部，DNA位于上清液中。5．某同学进行苹果汁制作实验，工艺流程如图所示：(1)图中用KMnO4溶液浸泡苹果的目的是__________。黑曲霉提取液中含有的________可分解果胶，从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过__________方式将酶固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去________________。(2)实验中，操作流程A和B的先后顺序为________。在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是________。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量的__________混合，如果出现________现象，说明果胶还没有被完全分解。为使果胶完全分解，应将流速调________。(3)实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被________使用。答案：(1)消毒果胶酶吸附未被固定的酶等物质(2)AB阀1乙醇混浊(沉淀)慢(3)重复解析：(1)在制作工艺中必须对原材料消毒，这样才能保证后续实-6-验的成功。KMnO4是强氧化剂，可以起到对苹果的消毒作用。可使果胶分解的物质是果胶酶。在制备固定化酶时，石英砂具有吸附作用。为了除去未被固定的酶等物质，需用蒸馏水洗涤固定化柱。(2)实验中应先制备好固定化酶，再对苹果进行榨汁处理，否则易使果汁污染。在苹果汁澄清过程中，应将调节阀1关闭，否则在产物中会混入较多的果胶酶。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量的乙醇混合，如果出现混浊或沉淀的现象(乙醇对果胶有凝聚作用)，说明果胶还没有被完全分解。为使果胶完全分解，应将流速调慢，以便反应充分进行。(3)固定化酶的最大优点是可回收重复使用。6．生物组织中存在多种有机物，不同有机物的提取和鉴定方法不尽相同。根据所学知识，请回答下列问题。(1)在香料工业提取的“液体黄金”玫瑰油中，要求不含任何添加剂或化学原料，其提取方法主要是__________________，理由是玫瑰精油具有______________的性质。但蒸馏时收集的蒸馏液不是纯的玫瑰精油，原因是_________________。如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会________(填“增加”或“减少”)，原因是_____________________________。玫瑰精油的提取需大量原料，通常采用______________技术来实现玫瑰的快速繁殖。(2)请写出用萃取法提取胡萝卜素的实验流程：_______________________________________________________。萃取的效率主要取决于______________________，同时还受到原料颗粒的大小、含水量等条件的影响；在对新鲜胡萝卜进行干燥时，要注意控制__