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2019-2020年高考生物一輪復習 第3講 生物技術在其他方面的應用 1．提取胡蘿卜素和提取玫瑰油時都需要加熱，但用萃取法提取胡蘿卜素時，采用的是水浴加熱法，而用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰油時是直接加熱，其原因是 (　　) A．前者需保持恒溫，后者不需要恒溫 B．前者容易蒸發(fā)，后者不容易蒸發(fā) C．胡蘿卜素不耐高溫，玫瑰油耐高溫 D．前者燒瓶里含有機溶劑，易燃易爆，后者是水 解析　用萃取法提取胡蘿卜素時，由于在燒瓶中加入的萃取劑含石油醚等有機溶劑，而有機溶劑都是易燃物，直接使用明火加熱，容易引起燃燒、爆炸，因此用水浴加熱。用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰油時，燒瓶內加入的是水，可以直接加熱。 答案　D 2．下列有關“血紅蛋白的提取和分離實驗”的敘述，正確的是 (　　) A．紅細胞洗滌過程中要加入5倍體積的蒸餾水，重復洗滌3次 B．將血紅蛋白溶液進行透析，其目的是去除相對分子質量較大的雜質 C．凝膠裝填在色譜柱內要均勻，不能有氣泡存在 D．將血紅蛋白溶液裝入透析袋，置于pH為4.0的磷酸緩沖液中透析12 h 解析　選項A，紅細胞洗滌過程中加入的是5倍體積的生理鹽水；選項B，透析的目的是去除相對分子質量較小的雜質；選項C，在裝填凝膠柱時，不得有氣泡存在，氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序，降低分離效果；選項D，透析時，應將透析袋置于pH為7.0的磷酸緩沖液中透析12 h。 答案　C 3．萃取過程中采用水浴加熱的原因是 (　　) A．水浴加熱不易破壞胡蘿卜素分子的結構 B．是為了保持97℃～100℃的恒溫 C．防止加熱時有機溶劑揮發(fā) D．有機溶劑遇明火易爆炸 解析　萃取過程使用的有機溶劑都是易燃物，直接使用明火加熱容易引起燃燒爆炸，所以宜采用水浴加熱。 答案　D 4．PCR技術有效地解決了因為樣品中DNA含量太低而難以對樣品進行研究的問題，而被廣泛應用，此過程需要一種Taq DNA聚合酶。 請回答有關問題： (1)體內DNA復制過程中用解旋酶打開雙鏈DNA，而PCR技術中應用_____________________________________________________________。 (2)Taq DNA聚合酶是從水生耐熱細菌Taq中分離的。 ①為什么Taq細菌能從熱泉中被篩選出來呢？_____________________ _________________________________________________________________。 ②Taq DNA聚合酶的功能是_______________________________________。 ③Taq DNA聚合酶的化學本質為蛋白質，可用__________法和__________法進行分離。 ④為了使Taq DNA聚合酶能夠多次反復利用，可采用__________技術，常用的方法為________________________________________________________。 (3)從土壤中分離分解尿素的細菌時，應采取的措施是__________，原因是____________________________________________________。 (4)相對于細菌分離，DNA分子的分離和提取操作要復雜的多。 ①在DNA提取中兩次用到蒸餾水，其目的分別是：________、__________。 ②實驗中能否以哺乳動物成熟的紅細胞為實驗材料？為什么？______________________________________________________________。 (5)與體內DNA復制相比較，PCR反應要在__________中才能進行，并且要嚴格控制__________條件。 (6)PCR中加入的引物有__________種，加入引物的作用是 ______________________________________________________________。 答案　(1)高溫使DNA分子熱變性 (2)①熱泉70℃～80℃的高溫條件淘汰了絕大多數微生物 ②催化脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵 ③凝膠色譜　電泳 ④固定化酶　化學結合法、物理吸附法 (3)將細菌在培養(yǎng)基中培養(yǎng)，其中唯一的氮源是尿素 只有能分解尿素的微生物才能在該培養(yǎng)基上生長和繁殖 (4)①使血細胞破裂，釋放出DNA分子 稀釋 NaCl溶液，使DNA分子析出 ②不能，哺乳動物成熟的紅細胞中無DNA分子 (5)一定的緩沖溶液　溫度 (6)2　作為DNA復制的起點 5．如圖為提取胡蘿卜素的裝置圖，請據圖回答下列問題。 (1)[⑤]________的作用是_______。 (2)[④]________內加入的萃取液一般是________，原料在加入前，一般要進行________、________處理。 (3)該萃取過程采用的是水浴加熱，其目的是_______。 (4)為了取得最佳萃取效果，萃取的時間應該________(“長”或“短”)。 解析　圖示裝置為萃取裝置，其中⑤為冷凝管，其作用是降溫，以防止加熱時有機溶劑揮發(fā)，④是燒瓶，其內裝有萃取劑，胡蘿卜素的適宜萃取劑是石油醚，為防止有機溶劑明火加熱時引起燃燒、爆炸，萃取時有必要采用水浴加熱，而不用明火加熱。 答案　(1)冷凝管　降溫，防止加熱時有機溶劑揮發(fā) (2)燒瓶　石油醚　粉碎　干燥　(3)避免有機溶劑明火加熱引起燃燒、爆炸　(4)長 6．在進行DNA親子鑒定時，需大量的DNA。PCR技術(多聚酶鏈式反應)可以使樣品DNA擴增，獲得大量DNA克隆分子。該技術的原理是利用DNA的半保留復制，在試管中進行DNA的人工復制(如圖，圖中黑色長方形是引物)。在很短的時間內將DNA擴增幾百萬倍甚至幾十億倍，使實驗室所需的遺傳物質不再受限于活的生物體。 (1)圖中的變性、延伸分別是指_____________、 __________________。 (2)假設PCR反應中的DNA模板為P，第一輪循環(huán)的產物2個子代DNA為N1，第二輪的產物4個子代DNA為N2，N1、N2中分別含有模板DNA單鏈的DNA分別有________個、________個。若繼續(xù)循環(huán)，該DNA片段共經過30次循環(huán)后能形成________個DNA片段。 (3)某樣品DNA分子中共含3 000個堿基對，堿基數量滿足：＝，若經5次循環(huán)，至少需要向試管中加入________個腺嘌呤脫氧核苷酸。(不考慮引物所對應的片段) (4)若圖為第一輪循環(huán)產生的產物。請繪出以a鏈和b鏈為模板經PCR擴增的產物。 解析　(1)變性的實質是DNA雙鏈解旋；延伸的實質是以DNA單鏈為模板，按照堿基互補配對原則合成子鏈的過程。 (2)由于PCR原理為DNA雙鏈復制，其特點是半保留復制，所以無論復制幾次，模板鏈一直存在于2個DNA分子中。DNA復制的數量變化是指數式增長方式。 (3)由＝可知A∶T∶G∶C＝1∶1∶2∶2，所以A的比例為，在一個DNA分子中的數量為3 0002＝1 000個，5次循環(huán)的DNA數為32個，所以以原料合成的DNA數相當于32－1＝31個，至少需腺嘌呤脫氧核苷酸為311 000＝31 000個。 (4)畫圖的關鍵是注意引物A、B的位置和所對應的模板鏈。 答案　(1)模板DNA雙鏈解旋形成單鏈　在DNA聚合酶的作用下，原料脫氧核苷酸聚合形成新的DNA鏈　(2)2　2　230　(3)31 000　(4)如解析圖 7．檸檬油是植物芳香油中的一種，它是一種廣譜性的殺蟲劑，可殺死蚊子、蒼蠅、蟑螂和臭蟲等傳染疾病的害蟲，以及危害糧食、蔬菜的常見害蟲，包括幼蟲、蛹等，是一種綠色殺蟲劑。 (1)檸檬油的揮發(fā)性________，易溶于________，比重比較________。 (2)提取檸檬油常用的原料是檸檬花與檸檬果皮，嫩的花朵在蒸餾過程中，精油易被水蒸氣分子破壞，所以可采用________法。檸檬果皮中精油的提取適宜采用________法，此種方法是通過________將液相從固液兩相混合物中分離出來，必經步驟為： 檸檬果皮　　　　　　　　　　　 　↓　　　 ↓　　　　　　　 ↓ 水洗　→　浸泡→清洗→裝料→壓榨和噴淋→糊狀壓 出液→→高速離心→靜置分層→分液→檸檬精油 ①A是________，目的是___________________________。 ②B是________，目的是__________________________________。 ③C過程為________，目的是__________________________________。 ④實驗過程中浸泡橘皮后，需用清水洗滌，其目的是______________________________________。 (3)采用檸檬油作為殺蟲劑，可以解決其他殺蟲劑給人類帶來的隱患，其突出的優(yōu)點是_____________________________。 (4)從生產綠色食品的要求出發(fā)，寫出防治害蟲的三種方法：________________、________________、________________。 解析　(1)(2)水中蒸餾可能發(fā)生原料的焦糊問題，而且可能使某些有效成分高溫水解，凡存在上述問題的應考慮萃取法或壓榨法。用壓榨法從檸檬果皮中提取檸檬油時，應用石灰水充分處理，以提高出油率，防止壓榨時滑脫等。為了使油與水易分離，還應加入小蘇打和硫酸鈉。(3)檸檬油作為一種天然的殺蟲劑有其優(yōu)點：對人、畜無毒，對植物無毒，不污染環(huán)境。(4)防治害蟲的方法可結合其他生物學知識來解答，其方法較多，如利用生物天敵防治，利用性外激素干擾其交尾或誘捕，運用生物工程如基因工程或誘變育種培育抗蟲作物品種等。 答案　(1)強　有機溶劑　輕　(2)萃取　壓榨　機械壓力?、偈宜∑茐募毎Y構，分解果膠，防止壓榨時果皮滑脫，提高出油率?、?.25%的小蘇打和5%的硫酸鈉　使精油易與水分離?、圻^濾　除去固體物和殘渣?、艹ナ宜?3)對人、其他動物、植物均無毒性　減少對環(huán)境的污染　(4)利用天敵進行生物防治　運用生物工程培育抗蟲作物品種　利用激素影響昆蟲的發(fā)育