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2019-2020年高三生物第一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題4 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用練習(xí) 新人教版選修1 1.(12分)(xx沈陽(yáng)模擬)請(qǐng)回答下列有關(guān)物質(zhì)的提取與分離的問(wèn)題： (1)植物芳香油的提取可采用的方法有三種，若想提取到不含任何添加劑的玫瑰精油，應(yīng)通過(guò)　　　　　法提取，其理由是玫瑰精油具有　　　　　　　的性質(zhì)。若想提取橘皮精油，一般采用壓榨法，而不適用其他兩種方法的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)對(duì)于橘皮壓榨后可得到糊狀液體，可用　　　　　　　過(guò)濾除去固體物和殘?jiān)?，然后　　　　　　進(jìn)一步除去質(zhì)量較小的殘留固體物。將得到的橘皮油通過(guò)靜置、沉淀、　　　　　　，最終得到橘皮精油。 (3)胡蘿卜素是橘黃色結(jié)晶。從胡蘿卜中提取胡蘿卜素，常用　　　　　　作為萃取劑，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)提取的胡蘿卜素可通過(guò)　　　　　　　　法進(jìn)行鑒定，在鑒定過(guò)程中需要用 　　　　　　　　對(duì)照。 【解析】(1)植物有效成分的提取方法主要由提取物的性質(zhì)和材料特點(diǎn)而定，由于玫瑰精油具有易揮發(fā)、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等性質(zhì)，蒸餾時(shí)可以被水蒸氣攜帶出來(lái)，所以常用水蒸氣蒸餾法提取。從橘皮中提取橘皮精油常用的方法是壓榨法，由于橘皮精油用水蒸氣蒸餾，部分有效成分會(huì)發(fā)生水解，采用水中蒸餾又容易出現(xiàn)原料焦糊問(wèn)題，因此橘皮精油的提取一般不采取蒸餾法。(2)橘皮壓榨后得到糊狀液體，先用普通布袋過(guò)濾除去固體物和殘?jiān)儆秒x心法進(jìn)一步除去質(zhì)量較小的殘留固體物。將得到的橘皮油在5～10℃下靜置5～7 d，使雜質(zhì)沉淀，用吸管吸出上層橘皮油，其余部分通過(guò)濾紙過(guò)濾，最后得到橘皮精油。(3)胡蘿卜素為橘黃色結(jié)晶的脂質(zhì)，易溶于水不溶性有機(jī)溶劑。(4)提取的胡蘿卜素可用紙層析法進(jìn)行鑒定，在鑒定過(guò)程中需要用標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)照。 答案：(1)水蒸氣蒸餾　易揮發(fā)、難溶于水　用水蒸氣蒸餾法會(huì)發(fā)生部分水解，用水中蒸餾法又會(huì)產(chǎn)生原料焦糊問(wèn)題 (2)普通布袋　離心　過(guò)濾 (3)水不溶性有機(jī)溶劑(或有機(jī)溶劑)　胡蘿卜素是脂質(zhì) (4)紙層析　標(biāo)準(zhǔn)樣品 2.(15分)在遺傳病治療及刑事偵查中常需要對(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(xiàn)上寫(xiě)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(xiàn)上寫(xiě)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　　　　。 (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　　　　　。 【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，因此需要引物提供3′端，子鏈延伸方向?yàn)?′→3′。由圖可知，與b鏈結(jié)合的是引物Ⅰ，因此引物Ⅱ只能與a鏈結(jié)合，且結(jié)合到a鏈的3′端，故引物Ⅱ的結(jié)構(gòu)應(yīng)為5′-G-A-OH(或HO-A-G-5′)。 (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并且與原DNA完全相同。 (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DNA單鏈2n2，其中只有DNA母鏈不含32P，則其所占比例為2/(2n2)=1/2n。 (4)DNA復(fù)制是以?xún)蓷l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，使兩條母鏈的堿基暴露出來(lái)，才能按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則把相應(yīng)的脫氧核苷酸一個(gè)個(gè)地連接起來(lái)。DNA分子在80～100℃的范圍內(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)利用酶的專(zhuān)一性，應(yīng)加入蛋白酶，可除去DNA中摻入的雜蛋白質(zhì)。 答案：(1)5′-G-A-OH(或HO-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 【知識(shí)總結(jié)】總結(jié)PCR中的“關(guān)鍵問(wèn)題” (1)PCR反應(yīng)需要DNA聚合酶從引物的3′端延伸DNA鏈，使DNA合成的方向從子鏈5′端向3′端延伸。 (2)PCR反應(yīng)需要引物，引物的本質(zhì)是一小段DNA或RNA，長(zhǎng)度通常為20～30個(gè)核苷酸。 (3)一個(gè)DNA復(fù)制n次或PCR中循環(huán)n次獲得的子代DNA的數(shù)目為2n個(gè)，由N0個(gè)DNA開(kāi)始復(fù)制或循環(huán)n次后，則獲得的子代DNA數(shù)為N02n個(gè)。 3.(11分)寧夏枸杞別名山枸杞，果實(shí)俗稱(chēng)枸杞子，富含胡蘿卜素、多種維生素、甜菜堿、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。果實(shí)、根皮可作為藥用。但由于寧夏枸杞是異花受粉植物，長(zhǎng)期天然雜交，使現(xiàn)有品種嚴(yán)重混雜，如用種子繁殖，后代易出現(xiàn)性狀分離。某同學(xué)欲采用植物組織培養(yǎng)的方法加快育種進(jìn)程，保持優(yōu)良品種。 (1)采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)所獲得的后代能基本保持其母本的遺傳性狀，原因在于它們是母本細(xì)胞通過(guò)　　　　分裂和分化產(chǎn)生的。植物組織培養(yǎng)過(guò)程常用的培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基，其主要成分包括大量元素、微量元素以及甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、　　　　等。組織培養(yǎng)過(guò)程中，除了要保證無(wú)菌、無(wú)毒外，溫度、光照、　　　　等條件也很重要。 (2)提取枸杞子中胡蘿卜素時(shí)，由于胡蘿卜素的水溶性和揮發(fā)性差，因此不適合用　　　　　　　　　　法提取。對(duì)枸杞子中色素進(jìn)行萃取時(shí)，萃取的效率主要取決于　　　　　　　　　　　，此外還受萃取溫度和時(shí)間等條件影響。 (3)某同學(xué)成功提取到胡蘿卜素后，欲探究枸杞子中所含胡蘿卜素與葉片中胡蘿卜素是否為同一種色素。將提取到的色素與葉片中提取的色素同時(shí)進(jìn)行紙層析后，結(jié)果如下圖。圖中樣本　　　　為枸杞子中所含色素，據(jù)圖分析該色素與葉片中胡蘿卜素　　　　(填“是”或“不是”)同一種色素。 【解析】(1)植物組織培養(yǎng)過(guò)程中細(xì)胞進(jìn)行分裂的方式為有絲分裂，通過(guò)體細(xì)胞培養(yǎng)成的植株其繁殖方式為無(wú)性生殖，因此能夠保持母本的遺傳性狀。MS培養(yǎng)基中要添加蔗糖作為能量來(lái)源，蔗糖也可以起到調(diào)節(jié)培養(yǎng)基滲透壓的作用。植物組織培養(yǎng)的條件包括溫度、光照、pH、無(wú)菌等。 (2)水蒸氣蒸餾法適合提取揮發(fā)性強(qiáng)的物質(zhì)，因?yàn)楹}卜素?fù)]發(fā)性差，因此不適合用水蒸氣蒸餾法提取。利用萃取法提取色素時(shí)，萃取效率取決于萃取劑的性質(zhì)和用量、萃取溫度和時(shí)間等。 (3)綠葉中的色素包括胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b四種，而枸杞子中的色素主要是胡蘿卜素，根據(jù)紙層析的結(jié)果圖可知，樣本A為葉片中提取到的色素，樣本B為枸杞子中提取到的色素，圖中①為胡蘿卜素，枸杞子中的色素在層析后與①相同，應(yīng)為同種胡蘿卜素。 答案：(1)有絲　蔗糖　pH (2)水蒸氣蒸餾　萃取劑的性質(zhì)和用量 (3)B　是 4.(12分)回答下列有關(guān)“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題。下面為該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些重要操作示意圖。 (1)正確的操作順序是　　　　　　　　　　。 (2)上圖C、E步驟都加入蒸餾水，但其目的不同，分別是　　　　　　　　　　 　　　　　　和　　　　　　　　　　　　　。 (3)上圖A步驟中所用酒精溶液必須經(jīng)過(guò)　　　　才能使用，該步驟的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)為鑒定A中所得到的絲狀物的主要成分為DNA，可滴加　　　　試劑后沸水浴，如果出現(xiàn)　　　　則證明該絲狀物的主要成分為DNA。 【解析】DNA粗提取的過(guò)程為：雞血細(xì)胞加蒸餾水，破裂后過(guò)濾→加2 mol/L NaCl溶液→過(guò)濾除去不溶的雜質(zhì)→加蒸餾水，析出含DNA的黏稠物→過(guò)濾→黏稠物溶解在2 mol/L NaCl溶液中→過(guò)濾→溶于體積分?jǐn)?shù)為95%的冷卻的酒精溶液進(jìn)一步提純。所以根據(jù)圖示及以上分析，正確的操作順序?yàn)镃→B→E→D→A。圖C步驟中往雞血細(xì)胞中加蒸餾水，目的是使雞血細(xì)胞吸水破裂，并釋放核物質(zhì)。圖E步驟中往DNA濃NaCl溶液中加蒸餾水，目的是降低NaCl溶液的濃度，使DNA析出。圖A步驟中往濃NaCl溶液中加入95%酒精溶液，目的是利用DNA不溶于酒精的特點(diǎn)析出DNA，以提取含雜質(zhì)較少的DNA，由于DNA在冷卻的酒精溶液中溶解度更低，因此需將酒精冷卻后使用。DNA在NaCl溶液中的溶解規(guī)律如圖所示。在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺后呈現(xiàn)藍(lán)色。 答案：(1)C→B→E→D→A　(2)加速血細(xì)胞的破裂 　降低NaCl溶液的濃度，使DNA析出 (3)充分冷卻　提取含雜質(zhì)較少(或較純凈)的DNA (4)二苯胺　藍(lán)色