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第12單 第44講 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用練習(xí) 1．(2015高考海南卷)生產(chǎn)果汁時(shí)，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁量?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問(wèn)題： (1)某同學(xué)用三種來(lái)源的果膠酶進(jìn)行三組實(shí)驗(yàn)，各組實(shí)驗(yàn)除酶的來(lái)源不同外，其他條件都相同，測(cè)定各組的出汁量，據(jù)此計(jì)算各組果膠酶活性的平均值并進(jìn)行比較。這一實(shí)驗(yàn)的目的是________________________________________________________________________。 (2)現(xiàn)有一種新分離出來(lái)的果膠酶，為探究其最適溫度，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取試管16支。分別加入等量的果泥、果膠酶、緩沖液，混勻，平均分為4組，分別置于0 ℃、5 ℃、10 ℃、40 ℃下保溫相同時(shí)間，然后，測(cè)定各試管中的出汁量并計(jì)算各組出汁量平均值。該實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)置的不足之處有________________和________________。 (3)某同學(xué)取5組試管(A～E)分別加入等量的同種果泥，在A、B、C、D 4個(gè)實(shí)驗(yàn)組的試管中分別加入等量的緩沖液和不同量的同種果膠酶，然后，補(bǔ)充蒸餾水使4組試管內(nèi)液體體積相同；E組加入蒸餾水使試管中液體體積與實(shí)驗(yàn)組相同。將5組試管置于適宜溫度下保溫一定時(shí)間后，測(cè)定各組的出汁量。通過(guò)A～D組實(shí)驗(yàn)可比較不同實(shí)驗(yàn)組出汁量的差異。本實(shí)驗(yàn)中，若要檢測(cè)加入酶的量等于0而其他條件均與實(shí)驗(yàn)組相同時(shí)的出汁量，E組設(shè)計(jì)________(填“能”或“不能”)達(dá)到目的，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [導(dǎo)學(xué)號(hào)29520665]　解析：(1)利用不同來(lái)源的果膠酶處理果泥，檢測(cè)各組出汁量，據(jù)此可以比較不同來(lái)源的果膠酶的活性大小。(2)探究果膠酶的最適溫度時(shí)，一般在20～70 ℃范圍內(nèi)，每隔5 ℃進(jìn)行梯度設(shè)計(jì)。顯然題中溫度設(shè)置過(guò)低，溫度梯度設(shè)置不均。(3)本實(shí)驗(yàn)的目的是檢測(cè)不同量的同種果膠酶下的出汁量的差異，為保證單一變量，A～E組都應(yīng)加入等量緩沖溶液。 答案：(1)比較不同來(lái)源果膠酶的活性　(2)溫度范圍設(shè)置不合理　溫度梯度設(shè)置不合理　(3)不能　未加入緩沖液 2. (2016山東聊城一中高三調(diào)研)圖1表示制備固定化酵母細(xì)胞的有關(guān)操作和利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵的示意圖，圖2是“DNA粗提取與鑒定”相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 圖1 圖2 (1)圖1中，X溶液為_(kāi)___________，其作用是使________________________。發(fā)酵過(guò)程中用攪拌器攪拌的目的是使________________________________________________________________________ ____________。 (2)在用海藻酸鈉包埋酵母菌形成凝膠珠的過(guò)程中，加熱溶解海藻酸鈉時(shí)需注意用________加熱，然后將溶化好的海藻酸鈉溶液________后，再加入酵母菌充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颉? (3)圖2中，a表示釋放核物質(zhì)后進(jìn)行過(guò)濾的過(guò)程，過(guò)濾后取________(填“濾液”或“析出物”)進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)；b表示的相關(guān)操作過(guò)程中，加入2 mol/L NaCl溶液的作用是________________；c表示在濾液中加入冷卻的95%的酒精，其目的是________________________________________________________________________ ________________。 [導(dǎo)學(xué)號(hào)29520666]　解析：(1)在制備凝膠珠時(shí)需要用CaCl2溶液，海藻酸鈉遇到鈣離子可迅速發(fā)生離子交換，生成凝膠珠，利用這種性質(zhì)，將海藻酸鈉溶液滴入含有鈣離子的水溶液中可產(chǎn)生海藻酸鈣膠球。(2)為了防止海藻酸鈉焦糊，加熱溶解海藻酸鈉時(shí)需注意用小火(或間斷)加熱，然后將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻后，再加入酵母菌充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，防止酵母菌在高溫下死亡?3)在提取DNA的過(guò)程中，首先用清水使血細(xì)胞吸水漲破釋放核物質(zhì)，由于DNA可以溶解于清水中，因此進(jìn)行過(guò)濾后應(yīng)取濾液進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度最高，DNA不溶于冷卻的95%的酒精。 答案：(1)CaCl2溶液　海藻酸鈉形成凝膠珠　培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸 (2)小火(或間斷)　冷卻(至室溫) (3)濾液　溶解DNA分子　提取雜質(zhì)更少的DNA(或去除脂溶性雜質(zhì)) 3．(2016河北冀州中學(xué)高三仿真)在遺傳病及刑偵破案中常需要對(duì)樣品DNA進(jìn)行分析，PCR技術(shù)能快速擴(kuò)增DNA片段，在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)復(fù)制出上百萬(wàn)份的DNA拷貝，有效地解決了因?yàn)闃悠分蠨NA含量太低而難以對(duì)樣品進(jìn)行分析研究的問(wèn)題。據(jù)圖回答相關(guān)問(wèn)題： (1)在相應(yīng)的橫線上寫出引物Ⅱ，并在復(fù)性這一步驟中將引物Ⅱ置于合適的位置。 (2)在相應(yīng)的橫線上寫出循環(huán)一次后生成的DNA分子。 (3)若將作為原料的四種脫氧核苷酸用32P標(biāo)記，請(qǐng)分析循環(huán)一次后生成的DNA分子的特點(diǎn)：________________________，循環(huán)n次后生成的DNA分子中不含放射性的單鏈占總單鏈的比例為_(kāi)_______。 (4)PCR反應(yīng)過(guò)程的前提條件是________，PCR技術(shù)利用DNA的________原理解決了這個(gè)問(wèn)題。 (5)在對(duì)樣品DNA進(jìn)行分析的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，DNA摻雜著一些組蛋白，要去除這些組蛋白可加入的物質(zhì)是________。 [導(dǎo)學(xué)號(hào)29520667]　解析：(1)DNA聚合酶不能從頭開(kāi)始合成DNA，只能從3′端延伸DNA鏈，所以引物就提供了3′端，子鏈延伸方向?yàn)?′→3′，引物Ⅰ與b鏈部分堿基互補(bǔ)，引物Ⅱ則與a鏈部分堿基互補(bǔ)，且連接到a鏈的3′端，故引物Ⅱ的結(jié)構(gòu)為5′—G—A—OH。(2)經(jīng)過(guò)一次循環(huán)后，產(chǎn)生的兩個(gè)DNA分子分別含有引物Ⅰ和引物Ⅱ。(3)由于作為原料的四種脫氧核苷酸被32P標(biāo)記，所以新合成的子鏈均含有放射性，一次循環(huán)后的兩個(gè)DNA各有一條鏈含32P，若復(fù)制n次，共產(chǎn)生子鏈2n2條；其中只有2條DNA母鏈不含32P，則其所占比例為2/(2n2)＝1/2n。(4)DNA復(fù)制是以兩條母鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行的。因此，首先要解旋，使兩條母鏈堿基暴露出來(lái)，才能按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則把相應(yīng)的核苷酸一個(gè)個(gè)地連接起來(lái)。DNA分子在80 ～100 ℃的溫度范圍內(nèi)變性，雙鏈解開(kāi)成單鏈，當(dāng)溫度慢慢降低時(shí)，又能重新結(jié)合形成雙鏈。(5)本題考查了DNA中雜質(zhì)蛋白質(zhì)的去除，利用酶的專一性，應(yīng)加入蛋白酶。 答案：(1)5′—G—A—OH HO—A—G—5′ 5′—G—G……T—C—3′ (2)3′—C—C……A—G—5′　5′—G—G……T—C—3′ 5′—G—G……T—C—3′　3′—C—C……A—G—5′ (3)每個(gè)DNA分子各有一條鏈含32P　1/2n (4)DNA解旋　熱變性 (5)蛋白酶 4．隨著人類基因組計(jì)劃的進(jìn)展和多種生物基因組測(cè)序工作的完成，人類跨入了后基因組和蛋白質(zhì)組時(shí)代。對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行研究時(shí)，首先要獲得純度較高的蛋白質(zhì)。下圖是某生物興趣小組在“蛋白質(zhì)的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備從豬的血液中初步提取血紅蛋白，設(shè)計(jì)的“血紅蛋白提取、分離”流程圖： →→→ 請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題： (1)樣品處理中紅細(xì)胞的洗滌要用________反復(fù)沖洗、離心。向紅細(xì)胞懸液中加入一定量的低濃度pH 7.0的緩沖液并充分?jǐn)嚢瑁梢云扑榧t細(xì)胞，破碎細(xì)胞的原理是：____________________。 (2)血紅蛋白粗分離階段，透析的目的是________________________，若要盡快達(dá)到理想的透析效果，可以________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(寫出一種方法)。 (3)電泳利用了待分離樣品中各種分子的____________________________等的差異，而產(chǎn)生不同遷移速度，實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。 (4)一同學(xué)通過(guò)血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳，觀察到正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白電泳結(jié)果如圖所示。由圖可知攜帶者有________種血紅蛋白，從分子遺傳學(xué)的角度作出的解釋是________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [導(dǎo)學(xué)號(hào)29520668]　解析：(1)洗滌紅細(xì)胞所用的溶液是生理鹽水，根據(jù)滲透作用原理，將紅細(xì)胞置于低滲溶液中，紅細(xì)胞會(huì)吸水漲破，釋放出血紅蛋白。(2)血紅蛋白粗分離階段，透析的目的是除去樣品中的小分子雜質(zhì)；可通過(guò)增加緩沖液的量或及時(shí)更換緩沖液等方法縮短透析時(shí)間，能盡快達(dá)到理想的透析效果。(3)由于各種分子帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀等的差異，在電泳過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。(4)根據(jù)圖示可知，鐮刀型細(xì)胞貧血癥的攜帶者含有兩種血紅蛋白，原因是攜帶者具有(控制血紅蛋白的)一對(duì)等位基因，分別控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)。 答案：(1)生理鹽水　滲透原理(當(dāng)外界溶液濃度低于動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水漲破) (2)除去小分子雜質(zhì)　增加緩沖液的量或及時(shí)更換緩沖液 (3)帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀 (4)兩　攜帶者具有(控制血紅蛋白的)一對(duì)等位基因，可以控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)