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第八單元 生物技術(shù)實踐 專題二 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用 (時間：40分鐘　滿分：60分) B級必測 1．(2016鹽城三模)在“探究不同溫度條件下加酶洗衣粉的洗滌效果”的實驗中，變量控制方法正確的是(　　) A．實驗材料的污染程度屬于本研究的無關(guān)變量，實驗過程中不必考慮 B．若采用手洗法進行去污操作，需盡可能保證各組洗滌用力程度、時間等基本相同 C．水溫屬于本研究的變量，實驗過程中必須保證各組實驗溫度相同且恒定 D．水的用量和布料的大小是成正比的，實驗用的布料越大、水量越多，實驗效果越好 解析　為了確保實驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠，無關(guān)變量應(yīng)相同且適宜，A錯誤；若用手洗法進行去污操作，洗滌力度、時間屬于無關(guān)變量，應(yīng)基本相同，B正確；水溫為本研究的自變量，為探究不同溫度條件下加酶洗衣粉的洗滌效果，各實驗組的溫度應(yīng)具有一定梯度，C錯誤；本實驗研究的是不同溫度條件下加酶洗衣粉的洗滌效果，布料大小、水量多少應(yīng)相同且適宜，D錯誤。 答案　B 2．(2016常州期末)下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述中，正確的是(　　) A．溫度和pH值對固定化酶的活性沒有影響 B．作為消化酶使用，蛋白酶制劑以口服的方式給藥 C．尿糖試紙含有固定化的葡萄糖酶和過氧化氫酶，可以反復(fù)使用 D．固定化酶和固定化細(xì)胞相比，可以催化多步連續(xù)反應(yīng) 解析　溫度和pH值會影響酶的活性，對固定化酶的活性也有影響，A錯誤；作為消化酶使用，蛋白酶制劑外包一層糖衣，而胃液中沒有消化糖類的酶，因此蛋白酶制劑是在小腸中發(fā)揮作用的，可以以口服的方式給藥，B正確；試紙法檢測尿糖的原理是利用試紙上的葡萄糖氧化酶將葡萄糖分解成葡萄酸和過氧化氫，過氧化氫又與試紙上的苯酚等無色物質(zhì)反應(yīng)形成紅色物質(zhì)，將其與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比對，即可知道尿樣中葡萄糖的含量，因此尿糖試紙不能反復(fù)使用，C錯誤；固定化酶實質(zhì)上是將相應(yīng)酶固定在不溶于水的載體上，實現(xiàn)酶的反復(fù)利用，并提高酶穩(wěn)定性，酶的各項特性(如高效性、專一性和作用條件的溫和性)依然保持，而固定化細(xì)胞技術(shù)固定的是一系列酶，所以在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面固定化細(xì)胞技術(shù)優(yōu)勢明顯，D錯誤。 答案　B 3. (2016南通一模)小球藻可用于污水凈化，其繁殖能力(生長量)在一定程度上可以反映藻細(xì)胞消耗N、P等的能力?？蒲腥藛T比較游離小球藻和用海藻酸鈉固定化后的小球藻生長量變化，結(jié)果如圖。相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．本研究中固定化小球藻采用的方法是包埋法 B．實驗中可用CaCl2浸泡凝膠珠使其形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu) C．結(jié)果表明固定化小球藻的生長期較短、生長速率低 D．使用固定化小球藻有利于重復(fù)使用且可避免水體二次污染 解析　固定化小球藻常用的方法為包埋法，實驗中加鈣主要是為了維持凝膠珠的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，固定化小球藻可以反復(fù)使用而且有利于回收防止造成二次污染，據(jù)曲線分析，固定化小球藻生長速率變低、生長期延長。 答案　C 4．(2016南通一模)DNA粗提取實驗中，應(yīng)盡可能避免DNA斷裂和降解。相關(guān)操作正確的是(　　) A．以菜花為材料進行研磨時，可以適當(dāng)加熱以促進DNA溶解 B．向DNA溶液中迅速加入蒸餾水，使DNA快速析出 C．將絲狀物溶解到2molL－1NaCl溶液中后，加水析出 D．向DNA溶液中加入冷卻的酒精并沿同一方向緩慢攪拌 解析　DNA耐高溫，因此適當(dāng)加熱不會促進DNA溶解，A錯誤；加蒸餾水要緩慢，防止DNA斷裂，B錯誤；DNA絲狀物溶解在2 molL－1NaCl溶液中后，加95%的冷酒精析出，C錯誤。 答案　D 5．(2016揚州期中考)下列有關(guān)DNA的粗提取與鑒定實驗的敘述，正確的是(　　) A．取材：雞血細(xì)胞；原因：有細(xì)胞核，其他動物的血細(xì)胞都沒有細(xì)胞核 B．粗提?。翰煌瑵舛鹊腘aCl溶液；原因：DNA在其中的溶解度不同 C．提純：95%的冷酒精；原因：DNA溶于酒精，蛋白質(zhì)等雜質(zhì)不溶于酒精 D．鑒定：二苯胺試劑；原因：DNA溶液加入二苯胺試劑即呈藍色 解析　除了哺乳動物成熟的紅細(xì)胞，其他都有細(xì)胞核，A錯誤；不同濃度的NaCl溶液，DNA在其中的溶解度不同，進而粗提取DNA，B正確；DNA不溶于酒精，而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶于酒精，進而提純DNA，C錯誤；DNA溶液加入二苯胺試劑后水浴加熱呈藍色，D錯誤。 答案　B 6．(2016南京、鹽城二模)下列有關(guān)“DNA的粗提取與鑒定”實驗的敘述，錯誤的是(　　) A．DNA既溶于2 mol/L的NaCl溶液也溶于蒸餾水 B．向雞血細(xì)胞液中加蒸餾水是為了釋放出DNA C．向溶解DNA的濃鹽溶液中加蒸餾水是為了析出DNA D．用菜花替代雞血作為實驗材料，其實驗操作步驟相同 解析　DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度較高，也溶于蒸餾水中，A正確；向雞血細(xì)胞液中加入蒸餾水，雞血細(xì)胞會大量吸水，導(dǎo)致細(xì)胞膜和核膜破裂，釋放出DNA，B正確；DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，向溶解DNA的濃鹽溶液中加蒸餾水是為了降低NaCl溶液的濃度使其達到 0.14 mol/L，從而析出DNA，C正確；如果實驗材料是植物細(xì)胞，在破碎細(xì)胞、獲取含DNA的濾液前，需要先用洗滌劑溶解細(xì)胞膜，D錯誤。 答案　D 7．(2016蘇錫常鎮(zhèn)二模)下圖為制備人工種子部分流程示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是(多選)(　　) A．外植體需要經(jīng)過脫分化、再分化等才能形成胚狀體 B．在海藻酸鈉溶液中可加入適量的無機鹽、有機碳源以及農(nóng)藥、抗生素等 C．在人工種皮中加入植物生長調(diào)節(jié)劑就能促進胚狀體的生長發(fā)育 D．包埋胚狀體的凝膠珠會隔絕空氣，有利于人工種子的儲藏 解析　外植體經(jīng)脫分化培養(yǎng)得到愈傷組織，愈傷組織經(jīng)再分化培養(yǎng)可形成胚狀體，A正確；制備人工種子時，在海藻酸鈉溶液中加入適量的無機鹽、有機碳源、有益菌以及農(nóng)藥、抗生素等物質(zhì)，一方面可以為胚狀體萌發(fā)時提供營養(yǎng)，另一方面可以預(yù)防害蟲、雜菌等有害生物對人工種子造成破壞，B正確；為了促進胚狀體的生長發(fā)育，可以向人工種皮中加入一些植物生長調(diào)節(jié)劑，但應(yīng)該注意所加植物生長調(diào)節(jié)劑的種類和濃度等因素，C錯誤；用海藻酸鈉包埋胚狀體具有透水、透氣的特點，有利于人工種子中胚狀體保持活性，D錯誤。 答案　AB 8．(2016連云港模擬)下圖所示為“DNA的粗提取與鑒定”實驗的部分操作過程，有關(guān)分析正確的是(多選)(　　) A．圖①④中加入蒸餾水的目的相同 B．圖①中向雞血細(xì)胞液內(nèi)加入少許嫩肉粉有助于去除雜質(zhì) C．圖②操作的目的是純化DNA，去除溶于95%酒精中的雜質(zhì) D．圖③中2 mol/LNaCl溶液能溶解黏稠物中的DNA 解析　圖中①加入蒸餾水的目的是使得細(xì)胞吸水漲破，釋放核DNA，④中加入蒸餾水的目的是析出DNA，A錯誤；圖①中向雞血細(xì)胞液內(nèi)加入少許嫩肉粉有助于去除雜質(zhì)，B正確；DNA不溶于酒精，所以圖②操作的目的是純化DNA，去除溶于95%酒精中的雜質(zhì)，C正確；2 mol/LNaCl溶液中DNA的溶解度最高，D正確。 答案　BCD 9．(2016南通、揚州、泰州二模)利用固定化藻處理生活污水是近幾年發(fā)展起來的新技術(shù)。原綠球藻是海洋中的一種光合自養(yǎng)型原核生物，科研人員進行了固定化原綠球藻的生長情況及除氮效果的實驗，實驗中的人工污水是在無氮培養(yǎng)基中添加NH4Cl配制而成，結(jié)果如下。分析回答(　　) (1)原綠球藻固定化的方法是________，固定形成的凝膠珠顏色為________。若實驗中海藻酸鈉的濃度過高，則____________________________________。 (2)分析圖1，1～7天內(nèi)懸浮藻的種群數(shù)量變化為________；與懸浮藻相比，1～3天內(nèi)固定化藻生長、增殖速率較慢，原因是__________________、__________________。 (3)分析圖2，對人工污水除氮率較高的是________；從環(huán)境保護看，固定化原綠球藻的優(yōu)勢表現(xiàn)在________。 解析　(1)由于原綠球藻體積較大難以被吸附或結(jié)合，所以不用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，而采用包埋法。原綠球藻是光合自養(yǎng)型原核生物，含有葉綠素，固定形成的凝膠珠顏色呈現(xiàn)為綠色。配制海藻酸鈉溶液是實驗關(guān)鍵，如果海藻酸鈉的濃度過高，將很難形成凝膠珠。 (2)從圖1可以看出1～7天種群增長速率都大于0，種群數(shù)量將會增長；固定化藻由于藻球內(nèi)物質(zhì)交換速率會受限制、固定后載體遮光等因素導(dǎo)致固定化藻生長、增殖速率較慢。 (3)圖2中顯示懸浮藻NH中濃度比固定藻低，因此對人工污水除氮率較高的是懸浮原綠球藻。由于固定后原綠球藻能與產(chǎn)物分離，還可以重復(fù)利用，其優(yōu)勢表現(xiàn)在易于與污水分離，減少二次污染。 答案　(1)包埋法　綠色　凝膠不容易成形　(2)增長　固定后載體遮光　藻球內(nèi)物質(zhì)交換速率會受限制　(3)懸浮原綠球藻　球藻能易于與污水分離，減少二次污染 10．(2016南京六校聯(lián)考)真核生物細(xì)胞內(nèi)，大量DNA和蛋白質(zhì)以及一些RNA等混雜在一起，難以分離。生物興趣小組的同學(xué)為了獲得純度相對較高的DNA展開了實驗探究。 (1)分離各種物質(zhì)的基本思路是根據(jù)DNA和其他物質(zhì)理化性質(zhì)的不同而采取一定的方法，如圖是從各種物質(zhì)之間________的差異角度開展研究： a、取雞血細(xì)胞懸液10mL，加蒸餾水20mL，同時用玻璃棒________(填“輕輕攪拌”或填“快速攪拌”)。過濾，取濾液，轉(zhuǎn)移到塑料材質(zhì)的大燒杯中。 b、沿大燒杯內(nèi)壁持續(xù)、緩慢地加入飽和硫酸銨溶液，用玻棒沿一個方向________(填“輕輕攪拌”或填“快速攪拌”)，同時不斷收集析出的物質(zhì)。 下圖是根據(jù)雞血中幾種物質(zhì)的析出情況繪制的曲線，請據(jù)圖分析： c、如果只要收集纖維蛋白，可采取的措施是________。 d、先用飽和度40%的硫酸銨溶液析出絕大部分纖維蛋白和大部分球蛋白，再在飽和度約為________的硫酸銨溶液中析出DNA(既保證DNA提取量較大又避免其他雜質(zhì)過多)，與此同時析出的物質(zhì)還有_______________________。 (2)如果要進一步去掉其他雜質(zhì)，盡可能提高獲得的DNA純度，可采取的兩種辦法有： 將DNA與球蛋白的混合物加入到________中，收集再次析出物； 用________________處理溶有DNA與蛋白質(zhì)的溶液。 解析　(1)分析曲線圖可知，不同物質(zhì)在不同濃度的硫酸銨中析出的相對量有所差別，即分離各種物質(zhì)的基本思路是根據(jù)DNA和其他物質(zhì)之間溶解度的差異角度開展研究： a、取雞血細(xì)胞懸液10 mL，加蒸餾水20 mL，此時可以用玻璃棒快速攪拌，以加速血細(xì)胞的破裂。 b、沿大燒杯內(nèi)壁持續(xù)、緩慢地加入飽和硫酸銨溶液，為了防止將DNA的絮狀物攪碎，此時應(yīng)用玻棒沿一個方向輕輕攪拌，同時不斷收集析出的物質(zhì)。 c、圖中看出，纖維蛋白的溶解度最低，硫酸銨濃度在20%之前已經(jīng)開始析出，說明溶解度開始減小；在濃度為30%時析出最快，說明此時的溶解度最低，并且超過30%后球蛋白也將逐漸析出，因此如果只要收集纖維蛋白，可以在硫酸銨濃度達到30%之前收集析出物。 d、圖中看出，DNA在飽和度約為50%的硫酸銨溶液中溶解度最小，與此同時析出的物質(zhì)還有球蛋白，只是球蛋白析出量較小。 (2)如果要進一步去掉其他雜質(zhì)，盡可能提高獲得的DNA純度，可將DNA與球蛋白的混合物加入到冷卻酒精中，由于DNA不溶于酒精，而其他雜質(zhì)可溶于酒精，因此收集再次析出物；酶具有專一性，可以用嫩肉粉(木瓜蛋白酶)處理溶有DNA與蛋白質(zhì)的溶液，此時蛋白質(zhì)可以水解，因此可以分離DNA和蛋白質(zhì)；又由于DNA和蛋白質(zhì)對高溫的耐受性不同，蛋白質(zhì)容易變性，將溶有DNA與蛋白質(zhì)的溶液放在60～75 ℃的恒溫水浴箱中保溫一段時間。 答案　(1)溶解度　a、快速攪拌　b、輕輕攪拌c、在硫酸銨濃度達到30%之前收集析出物　d、50%　球蛋白　(2)冷卻酒精　嫩肉粉(木瓜蛋白酶) A級自悟 11．(2016鹽城三模)下列有關(guān)生物技術(shù)實踐相關(guān)實驗的敘述，正確的是(　　) A．制作果酒的溫度一般要略高于果醋的制作溫度 B．制作固定化酵母細(xì)胞實驗中，需將凝膠珠置于CaCl2溶液中處理適宜的時間 C．制作固定化酶的最佳方法是采用海藻酸鈉溶液進行包埋固定 D．腐乳制作的全過程都離不開以毛霉為主的微生物發(fā)揮作用 解析　制作果酒的適宜溫度為18～25℃，制作果醋的適宜溫度為30～35℃，A錯誤；制作固定化酵母細(xì)胞時，需將凝膠珠置于CaCl2溶液中處理適宜時間，以形成更穩(wěn)定的凝膠珠，B正確；酶分子很小，容易從包埋材料中漏出，所以不宜采用包埋法進行固定，C錯誤；腐乳制作過程中，毛霉等微生物主要在加鹽腌制前發(fā)揮作用，加鹽腌制后主要靠各種酶發(fā)揮作用，D錯誤。 答案　B 12．(2016南通三模)下圖表示科研人員利用固定化葡萄糖異構(gòu)酶來生產(chǎn)高果糖漿的過程，相關(guān)敘述正確的是(　　) A．固定葡萄糖異構(gòu)酶時，采用方法2比方法3對酶的活性影響要小 B．在生產(chǎn)過程中，須嚴(yán)格控制好pH、溫度、溶解氧等環(huán)境因素 C．在生產(chǎn)過程中，通過控制閥調(diào)節(jié)果糖流出的速率以保證反應(yīng)充分進行 D．由于固定化葡萄糖異構(gòu)酶活性不會降低，此反應(yīng)柱可持續(xù)用于生產(chǎn) 解析　圖中方法1、2、3分別是包埋法、交聯(lián)法和載體結(jié)合法，方法2對酶的活性影響比方法3大，A錯誤；固定化酶發(fā)揮作用與溶解氧關(guān)系不大，B錯誤；此反應(yīng)柱一般能連續(xù)使用半年，D錯誤。 答案　C 13．(2016蘇錫常鎮(zhèn)二模)下列關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實驗的敘述中，錯誤的是(　　) A．用蒸餾水使家兔的紅細(xì)胞漲破以獲取富含DNA的濾液 B．常溫下香蕉勻漿中有些酶類會影響DNA的提取 C．DNA溶于2 mol/L氯化鈉溶液也能溶于蒸餾水 D．DNA溶液中加入二苯胺試劑沸水浴加熱后會變藍 解析　家兔成熟的紅細(xì)胞無核及各種細(xì)胞器，不含DNA，不能用來做DNA提取與鑒定實驗，A錯誤。 答案　A 14．(2016南通三模)生物興趣小組以蘋果為材料開展細(xì)胞中DNA含量測定研究，主要實驗流程如下圖，其中SDS(十二烷基硫酸鈉)具有破壞細(xì)胞膜和核膜、使蛋白質(zhì)變性等作用，苯酚和氯仿不溶或微溶于水，它們的密度均大于水。請分析回答： (1)步驟①中蘋果組織研磨前先經(jīng)液氮冷凍處理的主要優(yōu)點是________。在常溫條件下，也可向切碎的組織材料中加入一定量的________，再進行充分?jǐn)嚢韬脱心ァ? (2)根據(jù)實驗流程可推知，步驟③、④所依據(jù)的原理是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)步驟⑤加入2～3倍體積的95%乙醇的目的是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (4)下面是某同學(xué)設(shè)計的DNA鑒定實驗的主要步驟： ①取1支20mL試管，向其中先后加入2molL－1的NaCl溶液5mL和少量絮狀DNA沉淀，用玻棒攪拌使其溶解。 ②向試管中加入4mL二苯胺試劑，混勻后將試管置于50～60 ℃水浴中加熱 5 min，待試管冷卻后，觀察溶液是否變藍。 請指出上面實驗步驟中的兩個錯誤：________________、________________。 (5)興趣小組成員還以同種蘋果的不同組織器官為材料，測定不同組織細(xì)胞中DNA的含量，結(jié)果如下表(表中數(shù)值為每克生物材料干重中DNA含量)： 組織器官 韌皮部 形成層 冬芽 秋梢嫩葉 成熟葉片 含量/μgg－1 80.00 150.00 160.00 120.00 70.00 試從細(xì)胞分裂的角度，解釋不同生物材料中DNA含量差異明顯的原因___________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 解析　(1)蘋果組織經(jīng)液氮冷凍處理后研磨，能充分破碎細(xì)胞，提高DNA的提取量。在常溫條件下，對于植物細(xì)胞可加入洗滌劑和食鹽進行充分?jǐn)嚢韬笱心?，洗滌劑能瓦解植物?xì)胞的細(xì)胞膜，食鹽用于溶解DNA。(2)苯酚和氯仿不溶或微溶下水，且密度大于水。因此，過程③、④分別加入苯酚和氯仿，離心后能溶解于苯酚和氯仿的雜質(zhì)在下層，而I)NA不溶于苯酚和氯仿，分布在上清液中。(3)DNA不溶于95%的乙醇，加入2～3倍體積的95%乙醇會使DNA析出，同時能除去溶解于乙醇中的蛋白質(zhì)等雜質(zhì)。(4)DNA鑒定中，應(yīng)設(shè)置不加絲狀物的對照組，便于顏色比較；二苯胺鑒定DNA時需沸水浴。(5)細(xì)胞分裂的間期會進行DNA的復(fù)制，導(dǎo)致細(xì)胞中DNA含量會加倍。同種生物的不同組織細(xì)胞的分裂能力不同，因此，在不同材料中提取的DNA量不完全相同。 答案　(1)充分破碎植物細(xì)胞　洗滌劑和食鹽 (2)DNA不溶于苯酚、氯仿，而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)能溶 (3)使DNA析出，同時去除部分蛋白質(zhì)等雜質(zhì)(提取雜質(zhì)較少的DNA) (4)水浴溫度應(yīng)為“沸水浴”　缺少對照組 (5)形成層、冬芽、嫩葉等部位的細(xì)胞分裂旺盛，DNA復(fù)制使得細(xì)胞中DNA含量較高