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。下列說法錯誤的是(　　) 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.實驗時，需控制好溫度、洗滌時間和洗滌方式等無關(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．實際洗滌時，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)提取與分離實驗的敘述正確的有(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)的提取與分離實驗。熟知

3、這兩個實驗的操作步驟是解題的關(guān)鍵。如果提取動物細(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)胞來提取DNA，用蒸餾水就無法漲破細(xì)胞，所以應(yīng)根據(jù)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點選擇不同的方法(常用的有研磨法、超聲波法、酶解法等)破碎細(xì)胞，故A錯誤。透析法可以將蛋白質(zhì)與其他小分子化合物，如無機(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，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，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．請你幫助完成以下有關(guān)果膠酶和果汁生產(chǎn)的實驗課題。 實驗用具和材料：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。 實驗一：探究果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 實驗方法及步驟： (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100 mL潔凈燒杯，編號1、2，按相應(yīng)程序進(jìn)行操作，請完成表中未填寫的內(nèi)容。 操作 順序 項目 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)取兩個燒杯，同時進(jìn)行過濾。觀察或比較__________________________________________，并記錄結(jié)果。 實驗結(jié)果的預(yù)測及結(jié)論： 如果________________________________________________________________________， 則說明果膠酶對果膠的水解具有催化作用。 實驗二：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，實驗的變量是___

6、____________。合理地設(shè)置果膠酶用量的梯度后，可通過蘋果泥出汁的多少來判斷酶的用量是否合適。請根據(jù)所給的材料和用具完成以下探究實驗。 (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)實驗步驟：①取6支試管，編號1～6，分別加入______________________，調(diào)節(jié)pH至4.8。 ②向1～6號試管中分別加入_______________________________________________， 然后放入45 ℃恒溫水浴________________。 ③

7、________________________________________________________________________。 (3)結(jié)果與討論：怎樣根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確定某一果膠酶用量是最適用量？___________________ ________________________________________________________________________。 答案　實驗一：(2) 操作順序 項目 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)相同時間內(nèi)，濾出果汁體積和果汁的澄清度　相同的時間內(nèi)1號燒杯濾出的果汁體積比2號燒杯濾出的果汁體積大，澄清度高 實驗二：果膠酶的用量　(2)①等量的蘋果泥?、诓煌w積的果膠酶溶液　保溫相同時間?、圻^濾蘋果泥并記錄果汁體積　(3)隨著果膠酶用量的增加，過濾到的果汁的體積也增加，當(dāng)果膠酶的用量增加到某個值后，再增加果膠酶的用量，過濾到的果汁體積不再改變，說明這個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。請回答下列問題： (1)由圖推知，該實驗的目的是____________

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驗記錄，請據(jù)表回答： 臉盆 編號 洗滌物(等量) 洗滌溫度 洗衣粉(等量) 水量 洗凈所需時間 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該實驗設(shè)計體現(xiàn)了____________________原則。 ②若實驗組1號洗凈所需時間接近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)以上實驗結(jié)果，寫出兩項提高加酶洗衣粉效果的措施。__________________ ______________________________________________________。 答案　(1)探究溫度、堿性蛋白酶含量對去污力的影響 (2)①對照、單一變量?、诿甘Щ睢?3)②④　(4)用溫水浸泡；延長浸泡時間；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，故該實驗的目的是探究溫度、堿性蛋白酶含量對去污力的影響。(2)分析表格，1與2、3與4形成加酶與否的對照，1與3、2與4形成溫度不同的對照，體現(xiàn)了對照原則和單一變量原則。實驗組1號為45 ℃加酶洗衣粉組，正常洗凈時間為4分鐘，若接近7分鐘則與實驗組2號結(jié)果相同。2號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)從實驗記錄表中可看出，45 ℃時的效果比5 ℃時好，用溫水浸泡會提高酶的活性，延長浸泡時間可使酶與污物充分接觸，適當(dāng)增加酶濃度無疑會提高分解污物的速率。 5．化學(xué)降解

12、法是一種傳統(tǒng)的測定DNA分子堿基序列的方法，具體操作過程如下圖： (1)由待測定的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，電泳槽內(nèi)先要加入____________，再將處理好的不同長度的DNA片段樣品加入點樣孔，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，使它們在電場作用下產(chǎn)生不同的________________，從而實現(xiàn)樣品中各分子的分離。 (3)從理論上分析，要想測出圖

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。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。(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、分子在電場作用下產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實現(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)堿基互補配對原則，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驗裝置，請據(jù)圖回答下列問題。 (1)血紅蛋白是人和其他脊椎動物紅細(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，待___

16、_________________________________________時，用試管收集流出液，每5 mL收集一管，連續(xù)收集。 答案　(1)運輸　(2)磷酸緩沖溶液　洗脫血紅蛋白　(3)透析(粗分離)　去除樣品中相對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)　凝膠色譜法　相對分子質(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)，血紅蛋白相對分子質(zhì)量較大，無法進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠外部移動，路徑較短，移動速度較快，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)。請回答下列相關(guān)問題： (1)PCR技術(shù)的原理是______________________。在用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時，利用了DNA的________原理，通過控制溫度來控制雙鏈的________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PCR擴(kuò)增效率影響很大，濃度過高可降低PCR擴(kuò)增的特異性，濃度過低則影響產(chǎn)量。PCR實驗不能使用自來水，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”)互補配對。 答案　(1)DNA的半保留復(fù)制　熱變性　解聚　結(jié)合 (2)4　(3)防止自來水中Mg2＋對反應(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程，據(jù)圖回答下列問題： (1)過程①是把幼小的花藥分離出來，在無菌條件下放在MS培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，配制該培養(yǎng)基時，需要的物質(zhì)應(yīng)該有______________________________________________。(至少答三種) (2)過程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__________________，此過程進(jìn)行細(xì)胞分裂的方式是________________。 (3)過程③是誘導(dǎo)再分化出芽和根，最后長成植株，長成的植株(不考慮核與核之間融合)是________植株，其特點是植株弱小，高度不育，生產(chǎn)上無推廣應(yīng)用的價值，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)過程②與過程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)生愈傷組織的過程，此過程細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂。 (3)經(jīng)過花藥培養(yǎng)得到的植株為單倍體，表現(xiàn)為高度不育，對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)生長素和細(xì)胞分裂素的比值高時，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低時，有利于芽的分化、抑制根的形成；比值適中時，促進(jìn)愈傷組織的形成。 第 6 頁 共 6 頁