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2019-2020年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第3講 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用 1．提取胡蘿卜素和提取玫瑰油時(shí)都需要加熱，但用萃取法提取胡蘿卜素時(shí)，采用的是水浴加熱法，而用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰油時(shí)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(jī)溶劑，易燃易爆，后者是水 解析　用萃取法提取胡蘿卜素時(shí)，由于在燒瓶中加入的萃取劑含石油醚等有機(jī)溶劑，而有機(jī)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(shí)，燒瓶?jī)?nèi)加入的是水，可以直接加熱。 答案　D 2．下列有關(guān)“血紅蛋白的提取和分離實(shí)驗(yàn)”的敘述，正確的是 (　　) A．紅細(xì)胞洗滌過(guò)程中要加入5倍體積的蒸餾水，重復(fù)洗滌3次 B．將血紅蛋白溶液進(jìn)行透析，其目的是去除相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜質(zhì) C．凝膠裝填在色譜柱內(nèi)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(xiàng)A，紅細(xì)胞洗滌過(guò)程中加入的是5倍體積的生理鹽水；選項(xiàng)B，透析的目的是去除相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)；選項(xiàng)C，在裝填凝膠柱時(shí)，不得有氣泡存在，氣泡會(huì)攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果；選項(xiàng)D，透析時(shí)，應(yīng)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(guò)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(jié)構(gòu) B．是為了保持97℃～100℃的恒溫 C．防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā) D．有機(jī)溶劑遇明火易爆炸 解析　萃取過(guò)程使用的有機(jī)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(shù)有效地解決了因?yàn)闃悠分蠨NA含量太低而難以對(duì)樣品進(jìn)行研究的問(wèn)題，而被廣泛應(yīng)用，此過(guò)程需要一種Taq DNA聚合酶。 請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題： (1)體內(nèi)DNA復(fù)制過(guò)程中用解旋酶打開雙鏈DNA，而PCR技術(shù)中應(yīng)用_____________________________________________________________。 (2)Taq DNA聚合酶是從水生耐熱細(xì)菌Taq中分離的。 ①為什么Taq細(xì)菌能從熱泉中被篩選出來(lái)呢？_____________________ _________________________________________________________________。 ②Taq DNA聚合酶的功能是_______________________________________。 ③Taq DNA聚合酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，可用__________法和__________法進(jìn)行分離。 ④為了使Taq DNA聚合酶能夠多次反復(fù)利用，可采用__________技術(shù)，常用的方法為________________________________________________________。 (3)從土壤中分離分解尿素的細(xì)菌時(shí)，應(yīng)采取的措施是__________，原因是____________________________________________________。 (4)相對(duì)于細(xì)菌分離，DNA分子的分離和提取操作要復(fù)雜的多。 ①在DNA提取中兩次用到蒸餾水，其目的分別是：________、__________。 ②實(shí)驗(yàn)中能否以哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料？為什么？______________________________________________________________。 (5)與體內(nèi)DNA復(fù)制相比較，PCR反應(yīng)要在__________中才能進(jìn)行，并且要嚴(yán)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(shù)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(xué)結(jié)合法、物理吸附法 (3)將細(xì)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(zhǎng)和繁殖 (4)①使血細(xì)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(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中無(wú)DNA分子 (5)一定的緩沖溶液　溫度 (6)2　作為DNA復(fù)制的起點(diǎn) 5．如圖為提取胡蘿卜素的裝置圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 (1)[⑤]________的作用是_______。 (2)[④]________內(nèi)加入的萃取液一般是________，原料在加入前，一般要進(jìn)行________、________處理。 (3)該萃取過(guò)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(shí)間應(yīng)該________(“長(zhǎng)”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(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)，④是燒瓶，其內(nèi)裝有萃取劑，胡蘿卜素的適宜萃取劑是石油醚，為防止有機(jī)溶劑明火加熱時(shí)引起燃燒、爆炸，萃取時(shí)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(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā) (2)燒瓶　石油醚　粉碎　干燥　(3)避免有機(jī)溶劑明火加熱引起燃燒、爆炸　(4)長(zhǎng) 6．在進(jìn)行DNA親子鑒定時(shí)，需大量的DNA。PCR技術(shù)(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))可以使樣品DNA擴(kuò)增，獲得大量DNA克隆分子。該技術(shù)的原理是利用DNA的半保留復(fù)制，在試管中進(jìn)行DNA的人工復(fù)制(如圖，圖中黑色長(zhǎng)方形是引物)。在很短的時(shí)間內(nèi)將DNA擴(kuò)增幾百萬(wàn)倍甚至幾十億倍，使實(shí)驗(yàn)室所需的遺傳物質(zhì)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(shè)PCR反應(yīng)中的DNA模板為P，第一輪循環(huán)的產(chǎn)物2個(gè)子代DNA為N1，第二輪的產(chǎn)物4個(gè)子代DNA為N2，N1、N2中分別含有模板DNA單鏈的DNA分別有________個(gè)、________個(gè)。若繼續(xù)循環(huán)，該DNA片段共經(jīng)過(guò)30次循環(huán)后能形成________個(gè)DNA片段。 (3)某樣品DNA分子中共含3 000個(gè)堿基對(duì)，堿基數(shù)量滿足：＝，若經(jīng)5次循環(huán)，至少需要向試管中加入________個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸。(不考慮引物所對(duì)應(yīng)的片段) (4)若圖為第一輪循環(huán)產(chǎn)生的產(chǎn)物。請(qǐng)繪出以a鏈和b鏈為模板經(jīng)PCR擴(kuò)增的產(chǎn)物。 解析　(1)變性的實(shí)質(zhì)是DNA雙鏈解旋；延伸的實(shí)質(zhì)是以DNA單鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成子鏈的過(guò)程。 (2)由于PCR原理為DNA雙鏈復(fù)制，其特點(diǎn)是半保留復(fù)制，所以無(wú)論復(fù)制幾次，模板鏈一直存在于2個(gè)DNA分子中。DNA復(fù)制的數(shù)量變化是指數(shù)式增長(zhǎng)方式。 (3)由＝可知A∶T∶G∶C＝1∶1∶2∶2，所以A的比例為，在一個(gè)DNA分子中的數(shù)量為3 0002＝1 000個(gè)，5次循環(huán)的DNA數(shù)為32個(gè)，所以以原料合成的DNA數(shù)相當(dāng)于32－1＝31個(gè)，至少需腺嘌呤脫氧核苷酸為311 000＝31 000個(gè)。 (4)畫圖的關(guān)鍵是注意引物A、B的位置和所對(duì)應(yīng)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(guò)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(guò)________將液相從固液兩相混合物中分離出來(lái)，必經(jīng)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(guò)程為________，目的是__________________________________。 ④實(shí)驗(yàn)過(guò)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(lái)的隱患，其突出的優(yōu)點(diǎn)是_____________________________。 (4)從生產(chǎn)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(wèn)題，而且可能使某些有效成分高溫水解，凡存在上述問(wèn)題的應(yīng)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(shí)，應(yīng)用石灰水充分處理，以提高出油率，防止壓榨時(shí)滑脫等。為了使油與水易分離，還應(yīng)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(diǎn)：對(duì)人、畜無(wú)毒，對(duì)植物無(wú)毒，不污染環(huán)境。(4)防治害蟲的方法可結(jié)合其他生物學(xué)知識(shí)來(lái)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(yùn)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(qiáng)　有機(jī)溶劑　輕　(2)萃取　壓榨　機(jī)械壓力?、偈宜∑茐募?xì)胞結(jié)構(gòu)，分解果膠，防止壓榨時(shí)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　③過(guò)濾　除去固體物和殘?jiān)、艹ナ宜?3)對(duì)人、其他動(dòng)物、植物均無(wú)毒性　減少對(duì)環(huán)境的污染　(4)利用天敵進(jìn)行生物防治　運(yùn)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