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2019-2020年高考生物一輪規(guī)范訓練 11.43生物技術的應用、酶的研究和應用（含解析） 1．(xx福州模擬)下圖為“DNA的粗提取與鑒定”的實驗裝置，請回答問題。 (1)實驗材料選用雞血細胞液，而不用雞全血，主要原因是雞血細胞液中________含量較高。 (2)在圖A所示的實驗步驟中加蒸餾水20 mL的目的是_________________ ___________________；通過圖B所示的步驟取得濾液，再在濾液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是______________________________；圖C所示實驗步驟中加蒸餾水的目的是________________。 (3)為鑒定實驗所得絲狀物的主要成分是否為DNA，可滴加________溶液，結果絲狀物被染成綠色。 (4)a試管為對照組，b試管為實驗組。 ①a試管現(xiàn)象____________________________________________________________； b試管現(xiàn)象_____________________________________________________________。 ②在沸水中加熱的目的是________________，同時說明DNA對高溫有較強的________。 ③a試管在實驗中的作用是________。 ④b試管中溶液顏色的變化程度主要與__________有關。 【答案】(1)DNA　(2)使血細胞吸水漲破，釋放DNA　使濾液中的DNA溶于濃鹽溶液　使DNA析出　(3)甲基綠 (4)①溶液不變藍　溶液變藍?、诩涌祛伾磻俾省∧褪苄浴、蹖φ铡、芗尤隓NA(絲狀物)的多少 2．(xx梅州質檢)某同學為探究加酶洗衣粉的洗滌效果，按下表的順序進行實驗操作。 步驟 燒杯(1 000 mL) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ ①注入自來水 500 mL 500 mL 500 mL 500 mL ②放入含油跡的衣服 一件 一件 一件 一件 ③控制不同水溫 10 ℃水 浴10 min 30 ℃水 浴10 min 50 ℃水 浴10 min 70 ℃水 浴10 min ④加入等量加酶洗衣粉 0.5 g 0.5 g 0.5 g 0.5 g ⑤用玻璃棒攪拌 5 min 5 min 5 min 5 min ⑥觀察現(xiàn)象 (1)該實驗的目的是________________________________________________________。 (2)請分析該同學的實驗設計中存在的問題，并提出改進措施。 _______________________________________________________________________。 (3)步驟3和步驟4順序能否調換？并說明理由。 ________________________________________________________________________。 (4)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號燒杯加入的自來水、洗衣粉、含油漬的衣服及保溫時間、攪拌速度和時間均相同。這是為了____________________________________，以便得出科學結論。 【答案】(1)探究不同溫度對加酶洗衣粉的洗滌效果的影響 (2)應選用大小相同的白布，分別滴加4滴同種的植物油。使油漬大小相同；選擇的水溫不合適，考慮洗滌成本，應根據(jù)當?shù)匾荒曛械膶嶋H氣溫變化來確定水溫，如選取5 ℃、15 ℃、25 ℃、35 ℃的水溫 (3)不能調換，因為加酶洗衣粉中的酶在常溫時會分解部分油漬 (4)避免因無關變量的不同給實驗結果帶來誤差 【解析】結合己有生活經驗可知，影響加酶洗衣粉的因素有水溫，水量，水質，洗衣粉的量，衣物的材料、大小及浸泡時間和洗滌時間等。在這些因素中，水溫是要研究的對象，而其他對象應在實驗中保持不變，這是為了避免因水量，水質，洗衣粉的量，衣物的質料、大小及浸泡時間和洗滌時間不同給實驗結果帶來誤差。選擇什么樣的水溫進行實驗最符合實際情況呢？實驗者應根據(jù)當?shù)匾荒曛械膶嶋H氣溫變化來確定水溫，這是確定實驗變量的基本原則。通常情況下，冬季、春季、秋季、夏季的水溫分別選取5 ℃、15 ℃、25 ℃、35 ℃，因為這四個水溫比較符合實際情況，對現(xiàn)實也有指導意義。 3．對血紅蛋白(Hb)的研究結果表明，血紅蛋白實際上是由珠蛋白、原卟琳和二價鐵離子(Fe2＋)所組成的結合蛋白質，由4條肽鏈各結合一個輔基即血紅素，O2結合于Fe2＋上，血紅蛋白與氧疏松結合形成氧合血紅蛋白(HbO2)，這種氧合作用在氧分壓高時容易進行，在氧分壓低時易于解離。紅細胞結合和攜帶O2的過程并不影響Fe2＋，也就是說不會使之氧化為Fe3＋。Fe3＋無攜帶O2的能力。CO與Hb的親和力大于O2，結合成HbCO后不能分離，致使Hb喪失運輸O2和CO2的機能，這稱為一氧化碳中毒即煤氣中毒。 (1)用凝膠色譜法分離血紅蛋白時，待________________接近色譜柱底端時，才用試管收集。血紅蛋白因含________________而呈現(xiàn)紅色。 (2)要使血紅蛋白從紅細胞中釋放出來，可選用的方法是_______________________。 (3)紅細胞具有運輸氧的功能，是因為________________________________。 (4)亞硝酸鹽為強氧化劑，進入人體后，可使血紅蛋白失去運輸氧的功能，導致人體組織缺氧，其可能的原因是_____________________________________________。 【答案】(1)紅色區(qū)帶　血紅素　(2)將紅細胞置于蒸餾水中，加40%體積的甲苯，攪拌使之破裂并釋放血紅蛋白 (3)紅細胞中的血紅蛋白與氧在氧分壓高時容易結合，在氧分壓低時又容易分離 (4)亞硝酸鹽可將血細胞中Fe2＋血紅蛋白氧化成Fe3＋血紅蛋白 【解析】用凝膠色譜法分離血紅蛋白時，血紅蛋白因含血紅素而呈現(xiàn)紅色，待紅色區(qū)帶接近色譜柱底端時，才用試管收集。將紅細胞置于蒸餾水中，加40%體積的甲苯，攪拌使紅細胞破裂并釋放出血紅蛋白。紅細胞中的血紅蛋白與氧在氧分壓高時容易結合，在氧分壓低時又容易分離。亞硝酸鹽可將血細胞中低鐵血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，從而使其失去與氧結合的能力。 4．通過植物組織培養(yǎng)技術可以快速繁殖、生產藥物及培育無病毒的植物等。據(jù)下圖、表回答問題： 愈傷組織胚狀體植物體 植物組織培養(yǎng)過程 植物的花芽分別在含有不同比例的吲哚乙酸和細胞分裂素的培養(yǎng)基中的生長狀況 A組 B組 C組 D組 E組 吲哚乙酸 0 3 ppm 3 ppm 0.03 ppm 0 細胞分裂素 0 0.2 ppm 0.002 ppm 1.0 ppm 0.2 ppm 花芽生 長狀況 仍是組 織切塊 形成愈傷組織 愈傷組織分化出根 愈傷組織分 化出嫩芽 稍生長 (1)離體的植物器官、組織或細胞能夠被培養(yǎng)成新的植物體的原因是____________________。 (2)用植物組織培養(yǎng)方法誘導離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀體結構，若包上人造種皮，制成人工種子，可以解決有些作物品種繁殖能力差、結子困難或發(fā)芽率低等問題。胚狀體來源于離體的植物體細胞，其形成過程中要經過的生理變化大體上是圖甲中[　]__________和[　]________過程，在此過程中被培養(yǎng)的細胞始終受__________的調節(jié)。([　]內填序號) (3)應用植物組織培養(yǎng)技術培養(yǎng)莖尖或根尖組織可獲得無病毒植株，其原因是________________________________________________________________________。 (4)從上表的實驗結果可看出：吲哚乙酸和細胞分裂素是實驗中的兩種重要物質。其中，新芽形成必需的條件是______________________________________________；而在培養(yǎng)形成完整新個體的過程中，對它們的調控關鍵是_____________________________________ __________________________________________________________________________。 【答案】(1)植物細胞具有全能性 (2)①　脫分化　②　再分化　植物激素 (3)植物的莖尖或根尖很少被病毒感染，甚至無病毒 (4)細胞分裂素的濃度大于吲哚乙酸的濃度　適當調控好不同培養(yǎng)時期的培養(yǎng)基中細胞5．近十年來，PCR技術(多聚酶鏈式反應)成為分子生物學實驗室里的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA半保留復制，在試管中進行DNA的人工復制(如圖)，在很短的時間內，將DNA擴增幾百萬倍甚至幾十億倍，使實驗室所需要的遺傳物質不再受限于活的生物體。 (1)加熱使DNA雙鏈打開，這一步是打開________鍵，稱為________，細胞中是在__________的作用下使此鍵斷裂的。 (2)當溫度降低時，引物與模板________端結合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最終合成2個DNA分子，此過程中原料是________________，遵循的原則是________________。 (3)PCR技術的必要條件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少還需要三個條件，即：液體環(huán)境、適宜的______________和____________。 (4)PCR一般要經歷30多次循環(huán)，每次循環(huán)可以分為__________、________、________三個步驟。 【答案】(1)氫　解旋　解旋酶 (2)3′　四種脫氧核苷酸　堿基互補配對原則 (3)溫度　酸堿度 (4)變性　復性　延伸 6．如圖1表示制備固定化酵母細胞的有關操作，圖2是利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵的示意圖。請回答下列問題。 (1)圖1中X溶液為________，其作用是使__________________________________。 (2)圖1中制備的凝膠珠用________洗滌后再轉移到圖2裝置中。圖2發(fā)酵過程中攪拌的目的是為了使______________________________________________________________。 (3)在用海藻酸鈉包埋酵母菌形成凝膠珠的過程中，加熱溶解海藻酸鈉時需注意用________加熱，然后將溶化好的海藻酸鈉溶液________后，加入酵母菌充分攪拌混合均勻。 (4)研究發(fā)現(xiàn)，固定化強度高的酵母顆粒發(fā)酵效果好，且穩(wěn)定性高、使用壽命長。某機構利用上述裝置，將2%、2.5%、3%的海藻酸鈉分別用2%、3%、4%的X溶液進行凝膠化處理，所得到的固定化酵母顆粒的強度及在28 ℃下發(fā)酵48h后的酒精產量見下表： 海藻酸鈉/% 2 2.5 3 2 2.5 3 2 2.5 3 X溶液/% 2 2 2 3 3 3 4 4 4 固定化酵母顆 粒強度/(g30個－1) 930 950 990 1 030 1 100 1 140 1 170 1 170 1 160 酒精量(%) 6.7 6.5 6.5 6.7 6.4 6.2 6.7 6.4 6.3 從表中可以看出，隨著X溶液濃度的增加，____________________________________增加；凝膠固定化效果較好的海藻酸鈉與X溶液濃度分別是________________。 【答案】(1)CaCl2溶液　海藻酸鈉形成凝膠珠 (2)蒸餾水　培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸 (3)小火(或間斷)　冷卻(至室溫) (4)固定化酵母顆粒強度　2%、4% 【解析】(1)圖1中X溶液為CaCl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠。(2)制備的凝膠珠要用蒸餾水沖洗2～3次，洗滌干凈后轉移到圖2裝置中進行發(fā)酵。圖2發(fā)酵過程中攪拌的目的是使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸，有利于發(fā)酵過程的進行。(3)加熱溶解海藻酸鈉時需注意用小火(或間斷)加熱，防止海藻酸鈉焦糊；然后將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫后，再加入酵母菌混合，以免高溫使酵母菌失活。(4)據(jù)表中數(shù)據(jù)可知：隨著X溶液濃度的增加，固定化強度增加；凝膠固定化效果較好的海藻酸鈉與X溶液濃度分別是2%、4%。 7．某化工廠生產的一種加酶洗衣粉，其包裝袋上印有如下說明。 成分：含堿性蛋白酶。 用法：洗滌前先將衣物浸于含洗衣粉的水中數(shù)分鐘。 注意：切勿用于絲質及羊毛衣料。用后徹底清洗雙手。 某研究性學習小組為探究該洗衣粉中酶催化作用的最適溫度，設計了如下裝置進行實驗，并將結果用下列曲線圖A、B表示 請回答以下問題： (1)由圖可知，使用該加酶洗衣粉的最適宜溫度為___________________________ _____________________________________________。 (2)在0 ℃和75 ℃時，酶的催化效率基本都為零。但當溫度再都回到45 ℃時，后者酶的催化能力已不能恢復，這是因為____________________________________________。 (3)在實驗過程中可通過直接測定____________________________________________ (指標)來表示該洗衣粉中酶的催化效率。 (4)目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的，某洗滌公司為降低生產成本研制了一種能多次重復使用加酶洗衣粉的設備。他們將酶固定在不溶于水的尼龍載體上，洗滌完衣物后，經過簡單處理，這些酶還可以多次重復利用，這種方法制成的酶叫________。 (5)除加酶外，很多洗衣粉中還加有香精，高檔洗衣粉中的香精都是由植物芳香油制成的，目前從植物中提取芳香油的方法有________________。 (6)加酶洗衣粉中的淀粉酶可以從霉菌中提取。用固體培養(yǎng)基分離、純化霉菌的方法有_____________________、____________________________________。 【答案】(1)45 ℃　(2)高溫條件下酶的結構已遭破壞(或酶的活性已喪失)　(3)膠片上的蛋白膜存在時間的長短(或其他合理答案)　(4)固定化酶 (5)萃取法、蒸餾法、壓榨法 (6)平板劃線法　稀釋涂布平板法 【解析】(1) 由圖可知，使用該加酶洗衣粉的最適宜溫度為45 ℃。(2)當溫度從75 ℃回到45 ℃時，酶的催化能力已不能恢復，這是因為高溫條件下酶的結構已遭破壞(或酶的活性已喪失)。(3)在實驗過程中可通過直接測定膠片上的蛋白膜存在時間的長短(指標)來表示該洗衣粉中酶的催化效率。(4)將酶固定在不溶于水的尼龍載體上，洗滌完衣物后，這些酶經過簡單處理，還可以多次重復利用，則這種酶就是固定化酶。(5)目前從植物中提取芳香油的方法有萃取法、蒸餾法、壓榨法等。(6)用固體培養(yǎng)基分離、純化霉菌的常用方法有平板劃線法、稀釋涂布平板法。