高考生物二輪復(fù)習(xí):專題九 第2講 酶的應(yīng)用和生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用
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1、 第2講 酶的應(yīng)用和生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用 1.科研人員研究了不同洗滌濃度(單位體積的水中加入洗衣粉的量)的兩種加酶洗衣粉的去污力(%),結(jié)果如下表。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) 洗滌濃度 去污力/% 洗衣粉品種 0.2% 0.4% 0.6% 0.8% 加酶洗衣粉甲 71.5 78.9 80.0 79.9 加酶洗衣粉乙 69.5 80.4 80.6 80.5 A.實(shí)驗(yàn)時(shí),需控制好溫度、洗滌時(shí)間和洗滌方式等無(wú)關(guān)變量 B.若洗滌的是相同污布,則兩種加酶洗衣粉的洗滌效果相似 C.實(shí)際洗滌時(shí),除考慮適宜的洗滌濃度外,還需考
2、慮衣服質(zhì)地等 D.所有加酶洗衣粉最適洗滌濃度都為0.4%,濃度過(guò)大是不必要的 答案 D 解析 表中兩種洗滌劑在不同濃度下洗滌效果基本相同;根據(jù)表中信息不能得出所有加酶洗衣粉最適洗滌濃度都為0.4%。 2.下列關(guān)于DNA和蛋白質(zhì)提取與分離實(shí)驗(yàn)的敘述正確的有(雙選)( ) A.提取細(xì)胞中的DNA和蛋白質(zhì)都需要用蒸餾水漲破細(xì)胞 B.用不同濃度NaCl溶液反復(fù)溶解與析出DNA,可去除蛋白質(zhì) C.蛋白質(zhì)提取和分離過(guò)程中進(jìn)行透析可去除溶液中分子量較小的雜質(zhì) D.蛋白質(zhì)和DNA中,只有蛋白質(zhì)可以用電泳的方法進(jìn)行分離純化 答案 BC 解析 本題綜合考查DNA和蛋白質(zhì)的提取與分離實(shí)驗(yàn)。熟知
3、這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作步驟是解題的關(guān)鍵。如果提取動(dòng)物細(xì)胞中的DNA和蛋白質(zhì),可以采用蒸餾水漲破細(xì)胞,但是如果用植物細(xì)胞來(lái)提取DNA,用蒸餾水就無(wú)法漲破細(xì)胞,所以應(yīng)根據(jù)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇不同的方法(常用的有研磨法、超聲波法、酶解法等)破碎細(xì)胞,故A錯(cuò)誤。透析法可以將蛋白質(zhì)與其他小分子化合物,如無(wú)機(jī)鹽、單糖、二糖、氨基酸等分離,但是不能將蛋白質(zhì)與DNA分開(kāi),故C正確。蛋白質(zhì)和DNA都是大分子物質(zhì),都具有可解離的基團(tuán),皆可以用電泳的方法進(jìn)行分離純化,故D錯(cuò)誤。DNA在NaCl溶液中的溶解度隨NaCl溶液濃度的不同而變化。當(dāng)NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度為0.14 mol/L時(shí),DNA的溶解度最低。利用這一原理
4、,可以使溶解在NaCl溶液中的DNA析出,故B正確。 3.請(qǐng)你幫助完成以下有關(guān)果膠酶和果汁生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)課題。 實(shí)驗(yàn)用具和材料:磨漿機(jī)、燒杯、試管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、紗布、蘋果、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水等。 實(shí)驗(yàn)一:探究果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 實(shí)驗(yàn)方法及步驟: (1)將蘋果洗凈去皮,用磨漿機(jī)制成蘋果泥,加入適量蒸餾水備用。 (2)取兩個(gè)100 mL潔凈燒杯,編號(hào)1、2,按相應(yīng)程序進(jìn)行操作,請(qǐng)完成表中未填寫的內(nèi)容。 操作 順序 項(xiàng)目 燒杯 1 2 ① 在燒杯中加入蘋果泥 20 mL 20 mL ② 2 mL ③ 注入蒸餾水
5、 ④ 在恒溫水浴中保溫,并用玻璃棒不斷攪拌 10 min 10 min (3)取兩個(gè)燒杯,同時(shí)進(jìn)行過(guò)濾。觀察或比較__________________________________________,并記錄結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)及結(jié)論: 如果________________________________________________________________________, 則說(shuō)明果膠酶對(duì)果膠的水解具有催化作用。 實(shí)驗(yàn)二:探究果膠酶用量 假設(shè)你已經(jīng)探究了果膠酶的最適溫度(為45 ℃)和最適pH(為4.8),你還想進(jìn)一步探究果膠酶的最適用量。此時(shí),實(shí)驗(yàn)的變量是___
6、____________。合理地設(shè)置果膠酶用量的梯度后,可通過(guò)蘋果泥出汁的多少來(lái)判斷酶的用量是否合適。請(qǐng)根據(jù)所給的材料和用具完成以下探究實(shí)驗(yàn)。 (1)材料用具:制備好的蘋果泥、恒溫水浴裝置、試管、漏斗、濾紙、量筒、試管夾、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、體積分?jǐn)?shù)為0.1%的NaOH和鹽酸。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟:①取6支試管,編號(hào)1~6,分別加入______________________,調(diào)節(jié)pH至4.8。 ②向1~6號(hào)試管中分別加入_______________________________________________, 然后放入45 ℃恒溫水浴________________。 ③
7、________________________________________________________________________。 (3)結(jié)果與討論:怎樣根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定某一果膠酶用量是最適用量?___________________ ________________________________________________________________________。 答案 實(shí)驗(yàn)一:(2) 操作順序 項(xiàng)目 燒杯 1 2 ① 在燒杯中加入蘋果泥 20 mL 20 mL ② 在燒杯中加入2%的果膠酶溶液 2 mL ③ 注入蒸餾水
8、 2 mL ④ 在恒溫水浴中保溫,并用玻璃棒不斷攪拌 10 min 10 min (3)相同時(shí)間內(nèi),濾出果汁體積和果汁的澄清度 相同的時(shí)間內(nèi)1號(hào)燒杯濾出的果汁體積比2號(hào)燒杯濾出的果汁體積大,澄清度高 實(shí)驗(yàn)二:果膠酶的用量 (2)①等量的蘋果泥 ②不同體積的果膠酶溶液 保溫相同時(shí)間?、圻^(guò)濾蘋果泥并記錄果汁體積 (3)隨著果膠酶用量的增加,過(guò)濾到的果汁的體積也增加,當(dāng)果膠酶的用量增加到某個(gè)值后,再增加果膠酶的用量,過(guò)濾到的果汁體積不再改變,說(shuō)明這個(gè)值就是果膠酶的最適用量 4.加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)由圖推知,該實(shí)驗(yàn)的目的是____________
9、______________________________。 (2)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗滌效果的實(shí)驗(yàn)記錄,請(qǐng)據(jù)表回答: 臉盆 編號(hào) 洗滌物(等量) 洗滌溫度 洗衣粉(等量) 水量 洗凈所需時(shí)間 1 油污布 45 ℃ 加酶 2 L 4 min 2 油污布 45 ℃ 普通 2 L 7 min 3 油污布 5 ℃ 加酶 2 L 9 min 4 油污布 5 ℃ 普通 2 L 8 min ①該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了____________________原則。 ②若實(shí)驗(yàn)組1號(hào)洗凈所需時(shí)間接近7分鐘,最可能的原因是__
10、______________。 (3)下列衣料不適宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗滌的有________。 ①棉織品 ②毛織品 ③腈綸織品 ④蠶絲織品 (4)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果,寫出兩項(xiàng)提高加酶洗衣粉效果的措施。__________________ ______________________________________________________。 答案 (1)探究溫度、堿性蛋白酶含量對(duì)去污力的影響 (2)①對(duì)照、單一變量 ②酶失活 (3)②④ (4)用溫水浸泡;延長(zhǎng)浸泡時(shí)間;增加洗衣粉的用量等 解析 (1)分析曲線圖,橫坐標(biāo)是堿性蛋白酶含量,縱坐標(biāo)表示去污力,圖中的兩
11、條曲線自變量除堿性蛋白酶含量外,還有溫度,故該實(shí)驗(yàn)的目的是探究溫度、堿性蛋白酶含量對(duì)去污力的影響。(2)分析表格,1與2、3與4形成加酶與否的對(duì)照,1與3、2與4形成溫度不同的對(duì)照,體現(xiàn)了對(duì)照原則和單一變量原則。實(shí)驗(yàn)組1號(hào)為45 ℃加酶洗衣粉組,正常洗凈時(shí)間為4分鐘,若接近7分鐘則與實(shí)驗(yàn)組2號(hào)結(jié)果相同。2號(hào)是不加酶的普通洗衣粉組,所以原因很可能是酶失活。(3)毛織品和蠶絲織品均為蛋白質(zhì)類織品,不宜使用加蛋白酶的洗衣粉洗滌。(4)從實(shí)驗(yàn)記錄表中可看出,45 ℃時(shí)的效果比5 ℃時(shí)好,用溫水浸泡會(huì)提高酶的活性,延長(zhǎng)浸泡時(shí)間可使酶與污物充分接觸,適當(dāng)增加酶濃度無(wú)疑會(huì)提高分解污物的速率。 5.化學(xué)降解
12、法是一種傳統(tǒng)的測(cè)定DNA分子堿基序列的方法,具體操作過(guò)程如下圖: (1)由待測(cè)定的DNA片段獲得DNA單鏈的方法是____________________________________,圖中特定化學(xué)試劑的作用是破壞DNA單鏈在某種特定堿基處的________________鍵。 (2)電泳時(shí),電泳槽內(nèi)先要加入____________,再將處理好的不同長(zhǎng)度的DNA片段樣品加入點(diǎn)樣孔,利用待分離樣品中各分子的帶電性質(zhì)的差異,以及分子________、形狀的不同,使它們?cè)陔妶?chǎng)作用下產(chǎn)生不同的________________,從而實(shí)現(xiàn)樣品中各分子的分離。 (3)從理論上分析,要想測(cè)出圖
13、中該DNA片段的全部堿基序列,按以上模式操作至少________次。 (4)若想進(jìn)一步判定該DNA片段中是否含有某基因,可用基因探針檢測(cè)。探針的制備是取某基因的________條鏈,并作________________________。 答案 (1)用解旋酶(或95 ℃高溫)處理待測(cè)DNA片段 磷酸二酯 (2)緩沖液 (本身)大小 遷移速度 (3)3 (4)一 放射性同位素標(biāo)記 解析 (1)95 ℃高溫處理或用解旋酶處理待測(cè)DNA片段可獲得DNA單鏈。只有破壞脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵才可把DNA分子單鏈斷開(kāi)。(2)電泳利用了不同分子的帶電性質(zhì)的差異,以及分子本身大小、形狀的不同,使不同
14、分子在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生不同的遷移速度,從而實(shí)現(xiàn)樣品中各分子的分離。(3)按上圖模式每操作1次,能夠測(cè)出一條鏈中1種堿基的位置,DNA分子中有4種堿基的位置,操作3次就能測(cè)出DNA一條鏈上3種堿基的位置,空位自然是第4種堿基的位置。再根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,可推知DNA片段上另一條鏈的堿基順序。所以從理論上講,只要按上圖模式操作3次,就能測(cè)定一段雙鏈DNA中的全部堿基順序。(4)基因探針的制作原理是取某基因的一條鏈,并作放射性同位素標(biāo)記。 6.如圖表示血紅蛋白提取和分離的部分實(shí)驗(yàn)裝置,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 (1)血紅蛋白是人和其他脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞的主要組成成分,它在紅細(xì)胞中的作用體現(xiàn)了蛋白質(zhì)具
15、有__________功能。 (2)甲裝置中,B是血紅蛋白溶液,則A是____________________________________; 乙裝置中,C溶液的作用是______________________________________________________。 (3)甲裝置用于________,目的是____________________________________________。 用乙裝置分離蛋白質(zhì)的方法叫________________,是根據(jù)________________________分離蛋白質(zhì)的有效方法。 (4)用乙裝置分離血紅蛋白時(shí),待___
16、_________________________________________時(shí),用試管收集流出液,每5 mL收集一管,連續(xù)收集。 答案 (1)運(yùn)輸 (2)磷酸緩沖溶液 洗脫血紅蛋白 (3)透析(粗分離) 去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì) 凝膠色譜法 相對(duì)分子質(zhì)量的大小 (4)紅色的蛋白質(zhì)接近色譜柱底端 解析 用透析法(如圖甲)對(duì)血紅蛋白進(jìn)行粗分離,將血紅蛋白溶液裝入透析袋中,可以去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)。血紅蛋白的純化采用凝膠色譜法(如圖乙),血紅蛋白相對(duì)分子質(zhì)量較大,無(wú)法進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道,只能在凝膠外部移動(dòng),路徑較短,移動(dòng)速度較快,可以收集到紅色的蛋白質(zhì)。 7.多聚酶鏈
17、式反應(yīng)(polymerase chain reaction,PCR),是一種DNA體外擴(kuò)增技術(shù)。請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題: (1)PCR技術(shù)的原理是______________________。在用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí),利用了DNA的________原理,通過(guò)控制溫度來(lái)控制雙鏈的________和________。 (2)PCR反應(yīng)體系要加入________種脫氧核苷酸的混合物。 (3)Mg2+濃度對(duì)PCR擴(kuò)增效率影響很大,濃度過(guò)高可降低PCR擴(kuò)增的特異性,濃度過(guò)低則影響產(chǎn)量。PCR實(shí)驗(yàn)不能使用自來(lái)水,而要使用至少蒸餾兩次的蒸餾水,原因是___________________________
18、_____。 (4)PCR技術(shù)擴(kuò)增某目的基因所使用的引物有________種,引物之間或同一引物的堿基________(填“能”或“不能”)互補(bǔ)配對(duì)。 答案 (1)DNA的半保留復(fù)制 熱變性 解聚 結(jié)合 (2)4 (3)防止自來(lái)水中Mg2+對(duì)反應(yīng)的影響 (4)2 不能 8.如圖表示花藥培養(yǎng)及單倍體育種的大致過(guò)程,據(jù)圖回答下列問(wèn)題: (1)過(guò)程①是把幼小的花藥分離出來(lái),在無(wú)菌條件下放在MS培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),配制該培養(yǎng)基時(shí),需要的物質(zhì)應(yīng)該有______________________________________________。(至少答三種) (2)過(guò)程②是花藥在MS培養(yǎng)基所提
19、供的特定條件下脫分化,發(fā)生多次細(xì)胞分裂,形成__________________,此過(guò)程進(jìn)行細(xì)胞分裂的方式是________________。 (3)過(guò)程③是誘導(dǎo)再分化出芽和根,最后長(zhǎng)成植株,長(zhǎng)成的植株(不考慮核與核之間融合)是________植株,其特點(diǎn)是植株弱小,高度不育,生產(chǎn)上無(wú)推廣應(yīng)用的價(jià)值,若要使其結(jié)子結(jié)果,可在移栽后在幼苗莖尖滴加適宜濃度的B物質(zhì),通常用到的B物質(zhì)是____________。 (4)過(guò)程②與過(guò)程③所用培養(yǎng)基有差異,主要是__________________的差異。 答案 (1)水、大量元素、微量元素、蔗糖、瓊脂、植物激素、有機(jī)物等(任答三種即可) (2)愈傷組
20、織或胚狀體 有絲分裂 (3)單倍體 秋水仙素 (4)植物激素 解析 (1)植物組織培養(yǎng)需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),主要包括大量元素、微量元素、有機(jī)物(如甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等)等。 (2)脫分化(或去分化)是由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程,此過(guò)程細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂。 (3)經(jīng)過(guò)花藥培養(yǎng)得到的植株為單倍體,表現(xiàn)為高度不育,對(duì)莖尖或花粉用秋水仙素處理,染色體加倍后,則恢復(fù)可育性。 (4)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比值高時(shí),有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低時(shí),有利于芽的分化、抑制根的形成;比值適中時(shí),促進(jìn)愈傷組織的形成。 第 6 頁(yè) 共 6 頁(yè)
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