（江蘇專版）2019版高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題七 生物技術(shù)實(shí)踐 主攻點(diǎn)之（二）酶的應(yīng)用和DNA的粗提取與鑒定練習(xí)（含解析）.doc

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酶的應(yīng)用和DNA的粗提取與鑒定 一、選擇題 1．下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是(　　 ) A．反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)固定化酶的活性沒有影響 B．實(shí)驗(yàn)室常用吸附法制備固定化酵母細(xì)胞 C．若發(fā)酵底物是大分子，則固定化細(xì)胞優(yōu)于固定化酶 D．固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯 解析：選D　某些產(chǎn)物可以與酶結(jié)合，使酶的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而影響酶的活性；固定化技術(shù)包括包埋法、物理吸附法和化學(xué)結(jié)合法(交聯(lián)法)，由于細(xì)胞較大，故多采用包埋法；由于大分子難以通過細(xì)胞膜，無法與細(xì)胞內(nèi)的酶接觸，所以底物是大分子時(shí)，用固定化酶優(yōu)于固定化細(xì)胞；固定化細(xì)胞固定的是一系列酶，所以在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯。 2．(2019屆高三南京、鹽城聯(lián)考)下列關(guān)于生物技術(shù)應(yīng)用的敘述，正確的是(　　) A．從酶的固定方式看，物理吸附法比化學(xué)結(jié)合法對(duì)酶活性影響小 B．作為消化酶使用時(shí)，蛋白酶制劑只能以注射的方式給藥 C．加酶洗衣粉中酶制劑可以被重復(fù)利用，提高了酶的利用率 D．將海藻酸鈉凝膠珠用自來水沖洗，可洗去多余的CaCl2和雜菌 解析：選A　酶的固定方法通常有化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，前者可能引起酶分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而改變酶的活性，后者不會(huì)；消化酶發(fā)揮作用的場(chǎng)所是消化道，因此蛋白酶制劑應(yīng)該口服；加酶洗衣粉中酶制劑不能被重復(fù)利用，會(huì)隨污水一起排掉；將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗，目的是洗去CaCl2和雜菌。 3．下列有關(guān)酶的應(yīng)用及固定化技術(shù)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．溶解氧不會(huì)影響固定化酶的活性 B．固定化酶和固定化細(xì)胞都可以被重復(fù)利用 C．使用加酶洗衣粉時(shí)，浸泡時(shí)間不足會(huì)影響洗滌效果 D．用海藻酸鈉固定酵母細(xì)胞時(shí)，海藻酸鈉溶液濃度越高，效果越好 解析：選D　固定化酶的應(yīng)用中，要控制pH、溫度，但與溶解氧無關(guān)，因?yàn)闇囟群蚿H影響酶的活性，而溶解氧不會(huì)影響酶的活性。固定化酶和固定化細(xì)胞都可以被重復(fù)利用。酶促反應(yīng)需要一定的時(shí)間，使用加酶洗衣粉時(shí)，浸泡時(shí)間不足會(huì)影響洗滌效果。海藻酸鈉溶液的配制是固定化酵母細(xì)胞的關(guān)鍵，如海藻酸鈉濃度過高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)量少，都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果。 4．在DNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中，將獲得的含有DNA的黏稠物分別按下表處理三次，則DNA主要集中在(　　 ) 操作 黏稠物 濾液 2 mol/L的NaCl溶液攪拌過濾 ① ② 0.14 mol/L的NaCl溶液攪拌過濾 ③ ④ 95%的冷酒精攪拌過濾 ⑤ ⑥ A．①③⑤　　　　　　　 B．②③⑤ C．①④⑥ D．②④⑥ 解析：選B　DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度較大，過濾后DNA存在于濾液中；在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最低，攪拌過濾后存在于黏稠物中；DNA不溶于95%的冷酒精，攪拌過濾后存在于黏稠物中。 5．(2018鹽城模擬)為了更合理地使用某品牌加酶洗衣粉，某興趣小組在不同溫度下測(cè)定了該品牌洗衣粉去除不同污漬所需的時(shí)間，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．該實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度 B．該品牌洗衣粉中添加了蛋白酶、脂肪酶、藍(lán)墨水酶 C．不同實(shí)驗(yàn)組的污漬含量、洗衣粉用量、洗滌方式應(yīng)相同 D．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該品牌洗衣粉對(duì)藍(lán)墨水的去污效果最好 解析：選C　該實(shí)驗(yàn)是在不同溫度下測(cè)定該品牌洗衣粉去除不同污漬所需的時(shí)間，因此自變量為溫度和污漬的類型。藍(lán)墨水的主要成分是六氰合鐵酸鐵的水溶液，而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶。污漬含量、洗衣粉用量、洗滌方式均屬于無關(guān)變量，則不同實(shí)驗(yàn)組的污漬含量、洗衣粉用量、洗滌方式應(yīng)相同。根據(jù)題圖曲線分析，該品牌洗衣粉去除藍(lán)墨水所需的時(shí)間最長，因此對(duì)藍(lán)墨水的去污效果最差，對(duì)奶漬的去污效果最好。 6．下圖是“DNA粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)操作步驟示意圖，下列相關(guān)敘述正確的是(　　 ) A．圖1中溶液a是0.14 mol/L的NaCl溶液 B．圖1所示操作的原理是DNA能溶于酒精，而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)不溶 C．圖2所示實(shí)驗(yàn)操作中有一處明顯錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致試管2中藍(lán)色變化不明顯 D．圖2試管1的作用是證明2 mol/L NaCl溶液遇二苯胺出現(xiàn)藍(lán)色 解析：選C　圖1中溶液a是2 mol/L的NaCl溶液；加入冷卻的酒精的目的是除雜，原理是DNA不溶于冷酒精，而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶于酒精；圖2操作中的錯(cuò)誤是試管2中的液面高于水浴的液面，導(dǎo)致試管受熱不均勻；圖2試管1的作用是對(duì)照，證明2 mol/L的NaCl溶液不會(huì)與二苯胺作用出現(xiàn)藍(lán)色。 7.小球藻可用于污水凈化，其繁殖能力(生長量)在一定程度上可以反映藻細(xì)胞消耗N、P等的能力?？蒲腥藛T比較游離小球藻和用海藻酸鈉固定化后的小球藻生長量變化，結(jié)果見右圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　 ) A．本研究中固定化小球藻采用的方法是包埋法 B．實(shí)驗(yàn)中可用CaCl2溶液浸泡凝膠珠使其形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu) C．結(jié)果表明固定化小球藻的生長期較短、生長速率低 D．使用固定化小球藻有利于重復(fù)使用且可避免水體二次污染 解析：選C　據(jù)題圖曲線可知，固定化小球藻生長速率低、生長期較長。 8．(2018徐州模擬)下列有關(guān)酶制劑應(yīng)用的敘述，正確的是(　　) A．纖維素酶可用于處理棉、麻制品，使其柔軟 B．加酶洗衣粉的洗滌效果總比普通洗衣粉好 C．固定化葡萄糖異構(gòu)酶可催化一系列化學(xué)反應(yīng) D．腐乳前期發(fā)酵主要依賴毛霉產(chǎn)生的淀粉酶 解析：選A　纖維素酶可催化纖維素水解為小分子物質(zhì)，因此可用于處理棉、麻制品，使其柔軟；酶的催化作用需要適宜的條件，若洗滌條件不適宜，其洗滌效果不一定比普通洗衣粉的洗滌效果好；固定化葡萄糖異構(gòu)酶只能催化葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖，不能催化一系列化學(xué)反應(yīng)；腐乳前期發(fā)酵主要是依賴毛霉分泌的蛋白酶將蛋白質(zhì)分解為小分子肽和氨基酸。 9．(2018蘇錫常鎮(zhèn)四市一模，多選)研究人員以啤酒發(fā)酵的廢酵母為材料，探究固定化酵母對(duì)工業(yè)廢水中的重金屬鉻的吸附處理效果，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．將廢酵母加入到冷卻至室溫的海藻酸鈉溶液后就可用注射器吸取固定 B．滴加到CaCl2溶液中的凝膠呈蝌蚪狀是由海藻酸鈉溶液濃度過低造成的 C．處理的工業(yè)廢水適宜的起始鉻濃度不宜超過60 mg/L D．相同且適宜條件下該固定化酵母可以顯著提高啤酒產(chǎn)量 解析：選ABD　將廢酵母加入到冷卻至室溫的海藻酸鈉溶液，混合均勻后才能進(jìn)行固定；海藻酸鈉溶液濃度過高，凝膠易呈蝌蚪狀；據(jù)圖分析，當(dāng)工業(yè)廢水的起始鉻濃度超過60 mg/L時(shí)，吸附率開始下降，說明處理的工業(yè)廢水適宜的起始鉻濃度不宜超過60 mg/L；從題中實(shí)驗(yàn)信息不能得出酵母菌與酒精產(chǎn)量的關(guān)系。 10．(2018泰州中學(xué)模擬，多選)利用雞血粗提取DNA，在濾液中含有較多DNA的操作是(　　) A．向雞血細(xì)胞液中加入一定量蒸餾水，用玻璃棒攪拌后過濾 B．向DNA溶液中加入冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%酒精，用玻璃棒卷起絲狀物后過濾 C．將含DNA的黏稠物加入2 mol/L的NaCl溶液中，用玻璃棒攪拌后過濾 D．將含DNA的黏稠物加入0.14 mol/L的NaCl溶液中，用玻璃棒攪拌后過濾 解析：選AC　向雞血細(xì)胞液中加入一定量蒸餾水，雞血細(xì)胞會(huì)因吸水脹破而釋放出DNA，因此用玻璃棒攪拌后過濾，濾液中含有較多的DNA；DNA不溶于冷卻的酒精，因此向DNA溶液中加入冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%酒精后DNA會(huì)析出，用玻璃棒卷起絲狀物后過濾，得到的濾液中幾乎不含DNA；DNA在2 mol/L的NaCl溶液中的溶解度高，因此將含DNA的黏稠物加入2 mol/L的NaCl溶液中，用玻璃棒攪拌后過濾，濾液中含有較多的DNA；DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低，因此將含DNA的黏稠物加入0.14 mol/L的NaCl溶液中，用玻璃棒攪拌后過濾，濾液中幾乎不含DNA。 二、非選擇題 11．利用固定化藻處理生活污水是近幾年發(fā)展起來的新技術(shù)。原綠球藻是海洋中的一種光合自養(yǎng)型原核生物，科研人員進(jìn)行了固定化原綠球藻的生長情況及除氮效果的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中的人工污水是在無氮培養(yǎng)基中添加NH4Cl配制而成，結(jié)果如下。請(qǐng)分析回答： (1)原綠球藻固定化的方法是________，固定形成的凝膠珠顏色為________。若實(shí)驗(yàn)中海藻酸鈉的濃度過高，則________________。 (2)分析圖1,7 d內(nèi)懸浮藻的種群數(shù)量變化為________；與懸浮藻相比，13 d內(nèi)固定化藻生長、增殖速率較慢，原因是_____________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (3)分析圖2，對(duì)人工污水除氮效率較高的是__________；從環(huán)境保護(hù)看，固定化原綠球藻的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)原綠球藻固定化的方法是包埋法。因?yàn)榘竦氖窃G球藻，所以固定形成的凝膠珠顏色應(yīng)為綠色。若實(shí)驗(yàn)中海藻酸鈉的濃度過高，則凝膠珠不規(guī)則，易呈蝌蚪狀，過低則包埋的原綠球藻數(shù)量較少。(2)根據(jù)題圖1可知，7 d內(nèi)懸浮藻的增長速率始終是正值，所以種群數(shù)量變化為增長。由于固定化載體遮光，固定化形成的藻球內(nèi)原綠球藻生長空間小，藻球內(nèi)外物質(zhì)交換速率受限制等原因，固定化藻生長、增殖速率較慢。(3)從環(huán)境保護(hù)看，懸浮原綠球藻易于與污水分離，有利于減少二次污染等。 答案：(1)包埋法　綠色　凝膠珠不規(guī)則，易呈蝌蚪狀　(2)增長　固定化載體遮光，固定化形成的藻球內(nèi)原綠球藻生長空間小，藻球內(nèi)外物質(zhì)交換速率受限制(合理即可)(3)懸浮原綠球藻　藻球易于與污水分離，有利于減少二次污染 12．(2018南通調(diào)研)如圖是南通某中學(xué)生物興趣小組進(jìn)行的DNA粗提取實(shí)驗(yàn)，其中SDS(一種表面活性劑)除了能瓦解細(xì)胞膜和核膜，還能與脂質(zhì)和蛋白質(zhì)結(jié)合。當(dāng)SDS遇到 K＋時(shí)，K＋可以置換SDS中的Na＋，產(chǎn)生不溶于水的PDS沉淀。請(qǐng)回答下列問題： (1)實(shí)驗(yàn)中，向剪碎的豬肝中加入食鹽的主要作用是__________。將豬肝勻漿放入65 ℃水浴鍋中水浴10 min 以除去部分雜質(zhì)的主要實(shí)驗(yàn)原理是_____________________________ ______________________________。 (2)方法一的步驟①中加入洗滌劑的作用是______________________。方法三的步驟③中，離心后應(yīng)取____________。 (3)方法一、二獲得的絮狀物均帶黃色，從DNA在細(xì)胞中的存在形式分析，雜質(zhì)分子最可能是________，可用__________試劑鑒定。 (4)要比較三種方法獲得的絮狀物中DNA含量，請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)思路： ________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)在DNA粗提取實(shí)驗(yàn)中,向剪碎的豬肝中加入食鹽可以溶解DNA；蛋白質(zhì)在 65 ℃高溫下會(huì)變性，而DNA能耐受這一溫度，因此將豬肝勻漿放入65 ℃水浴鍋中水浴 10 min可以除去蛋白質(zhì)類的雜質(zhì)。(2)方法一的步驟①中加入洗滌劑，可以瓦解細(xì)胞膜和核膜；方法三的步驟③中，SDS在KCl溶液中形成不溶于水的PDS沉淀，又因?yàn)镾DS能瓦解細(xì)胞膜、核膜，并能與脂質(zhì)和蛋白質(zhì)結(jié)合，應(yīng)該將該沉淀物除去，因此離心后應(yīng)該取上清液。(3)細(xì)胞中的DNA主要存在于染色體上，染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)，因此該雜質(zhì)最可能是蛋白質(zhì)，可以用雙縮脲試劑進(jìn)行鑒定。(4)比較三種方法獲得的絮狀物中DNA含量，可以利用二苯胺試劑進(jìn)行鑒定，實(shí)驗(yàn)思路如下：分別取等量的三種絮狀物，并用等量的2 mol/L NaCl溶液溶解；再向各試管中加入等量的二苯胺試劑并水浴加熱；比較三支試管中藍(lán)色的深淺。 答案：(1)溶解DNA　蛋白質(zhì)在65 ℃高溫下會(huì)變性，而DNA能耐受這一溫度　(2)瓦解細(xì)胞膜和核膜　上清液　(3)蛋白質(zhì)　雙縮脲　(4)分別取等量的三種絮狀物，并用等量的 2 mol/L NaCl溶液溶解；再向各試管中加入等量的二苯胺試劑并水浴加熱；比較三支試管中藍(lán)色的深淺 13．生物興趣小組以蘋果為材料開展細(xì)胞中DNA含量測(cè)定研究，主要實(shí)驗(yàn)流程如下圖，其中SDS(十二烷基硫酸鈉)具有破壞細(xì)胞膜和核膜、使蛋白質(zhì)變性等作用，苯酚和氯仿不溶或微溶于水。它們的密度均大于水。請(qǐng)分析回答： (1)步驟①中蘋果組織研磨前先經(jīng)液氮冷凍處理的主要優(yōu)點(diǎn)是______________________________________。在常溫條件下，也可向切碎的組織材料中加入一定量的____________，再進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬脱心ァ? (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程可推知，步驟③④所依據(jù)的原理是____________________________。 (3)步驟⑤加入2～3倍體積分?jǐn)?shù)95%乙醇的目的是______________________________。 (4)下面是某同學(xué)設(shè)計(jì)的DNA鑒定實(shí)驗(yàn)的主要步驟： ①取1支20 mL試管，向其中先后加入2 mol/L的NaCl溶液5 mL和少量絮狀DNA沉淀，用玻棒攪拌使其溶解。 ②向試管中加入4 mL二苯胺試劑，混勻后將試管置于50～60 ℃水浴中加熱5 min，待試管冷卻后，觀察溶液是否變藍(lán)。 請(qǐng)指出上面實(shí)驗(yàn)步驟中的兩個(gè)錯(cuò)誤。 (5)興趣小組成員還以同種蘋果的不同組織器官為材料，測(cè)定不同組織細(xì)胞中DNA的含量，結(jié)果如下表(表中數(shù)值為每克生物材料干重中DNA含量)： 組織器官 韌皮部 形成層 冬芽 秋梢嫩葉 成熟葉片 含量 (μg/g) 80.00 150.00 160.00 120.00 70.00 試從細(xì)胞分裂的角度，解釋不同生物材料中DNA含量差異明顯的原因。 解析：(1)組織經(jīng)液氮處理后再研磨，更容易破碎，從而可以提高DNA的提取量，低溫下，DNA酶活性低，能防止DNA降解。在常溫條件下，用洗滌劑瓦解植物細(xì)胞的細(xì)胞膜，使DNA釋放，食鹽用于溶解DNA。(2)根據(jù)過程③④，最終DNA都在上清液中，說明蛋白質(zhì)等雜質(zhì)在下層。根據(jù)“苯酚和氯仿的密度均大于水”，說明DNA不溶于苯酚和氯仿，蛋白質(zhì)等雜質(zhì)能溶。(3)DNA不溶于95%的乙醇，加入2～3倍體積分?jǐn)?shù)95%的乙醇會(huì)使DNA析出，同時(shí)能除去溶解于乙醇中的蛋白質(zhì)等雜質(zhì)。(4)DNA鑒定中，應(yīng)設(shè)置對(duì)照組，便于顏色比較；同時(shí)運(yùn)用二苯胺鑒定DNA時(shí)必須沸水浴加熱。(5)細(xì)胞在分裂過程中會(huì)進(jìn)行DNA的復(fù)制，導(dǎo)致細(xì)胞中DNA含量加倍。形成層、冬芽、嫩葉等部位的細(xì)胞分裂旺盛，所以DNA含量較高。 答案：(1)充分破碎植物細(xì)胞，降低DNA酶的活性，減少DNA分解　洗滌劑和食鹽　(2)DNA不溶于苯酚、氯仿，而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)能溶　 (3)使DNA析出，同時(shí)去除部分蛋白質(zhì)等雜質(zhì)(提取雜質(zhì)較少的DNA)　 (4) 水浴溫度應(yīng)為“沸水浴”　 缺少對(duì)照組　 (5)形成層、冬芽、嫩葉等部位的細(xì)胞分裂旺盛，DNA復(fù)制使得細(xì)胞中DNA含量較高