【名師伴你行】2021屆高考生物二輪復(fù)習(xí)專題提能專訓(xùn)14酶的應(yīng)用和生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用

提能專訓(xùn)(十四)酶的應(yīng)用和生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用1．通過植物組織培育技術(shù)可以快速繁殖、生產(chǎn)藥物及培育無病毒的植株等。如圖是植物組織培育的過程，請回答相關(guān)問題。離體的植物器官、組織或細(xì)胞①→愈傷組織②→叢芽③→植株④(1)離體的植物器官、組織或細(xì)胞能夠被培育成新的植物體的根本緣由是__________________________。植物組織培育技術(shù)所用的MS培育基中____________________供應(yīng)植物細(xì)胞生活所必需的無機(jī)鹽；____________供應(yīng)碳源，同時能夠維持細(xì)胞的滲透壓。(2)利用月季的花藥離體培育產(chǎn)生單倍體時，選材格外重要。一般來說，在______________期花藥培育的成功率最高。為了選擇該期的花藥，通常選擇______________的花蕾。若要得到可育植株，需要對④進(jìn)行處理的方法有______________。(3)若要進(jìn)行蘭花無病毒植株的培育，首先選擇蘭花的________作為外植體，其原因是____________________。從外植體到無病毒植株試管苗，要人為把握細(xì)胞的__________和__________過程。爭辯人員爭辯了莖尖外植體大小對苗的成活率和脫毒率的影響，試驗結(jié)果如圖所示：試驗結(jié)果表明，莖尖越小，____________，因此脫毒培育中莖尖外植體的適宜大小為________mm。(4)在植物組織培育過程中，愈傷組織的成功誘導(dǎo)是至關(guān)重要的步驟。某爭辯小組以食用稗的成熟胚作為外植體，在基本培育基上爭辯植物生長調(diào)整劑對食用稗愈傷組織誘導(dǎo)率的影響。試驗結(jié)果如下表：培育基代號eq\f(2，4－D,mg·L－1)eq\f(6－BA,mg·L－1)愈傷組織誘導(dǎo)率/%L11.0065.41L22.0068.76L33.0091.01L43.00.254.84L53.00.557.35L63.01.051.71注：愈傷組織誘導(dǎo)率(%)＝產(chǎn)生愈傷組織的外植體數(shù)/接種的外植體總數(shù)×100%從上表可知，在基本培育基中添加較高濃度的__________有利于食用稗的胚形成愈傷組織，而添加________則不利于食用稗的胚形成愈傷組織。答案：(1)植物細(xì)胞具有全能性微量元素和大量元素蔗糖(2)單核完全未開放用秋水仙素處理或進(jìn)行低溫處理(3)莖尖或根尖分生組織分生組織分裂快，很少被病毒感染甚至無病毒脫分化(或去分化)再分化脫毒率越高，成活率越低0.27(4)2,4－D6－BA解析：(1)外植體能培育成植株是由于植物細(xì)胞具有全能性。植物組織培育技術(shù)所用的MS培育基含有微量元素、大量元素、有機(jī)物和植物激素等，其中微量元素和大量元素供應(yīng)植物細(xì)胞生活所必需的無機(jī)鹽；有機(jī)物中的蔗糖供應(yīng)碳源，同時能夠維持細(xì)胞的滲透壓。(2)月季的花藥離體培育接受單核期的花粉粒易成功，由于此時花瓣未開，微生物不易侵入，便于消毒。(3)培育無病毒蘭花植株用莖尖或根尖分生組織。由于分生組織分裂快，很少被病毒侵染，甚至無病毒。(4)從題表中的誘導(dǎo)率可知添加較高濃度的2,4－D有利于形成愈傷組織，而添加較高濃度的6－BA則不利于愈傷組織的形成。2．請回答有關(guān)果酒制作及固定化細(xì)胞的問題。(1)葡萄汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可用________來檢驗，若在酸性條件下液體呈現(xiàn)________色，則證明有酒精產(chǎn)生。(2)為提高果汁的出汁率及使果汁變得澄清，在果汁生產(chǎn)中常用到________。(3)利用果汁可以釀制果酒，現(xiàn)為提高果酒的品質(zhì)及節(jié)省生產(chǎn)成本，某廠家已嘗試使用固定化細(xì)胞技術(shù)。在制備固定化酵母細(xì)胞時，常接受下圖中的方法________(填出序號及名稱)。接受該方法的緣由是______________________________________________________。(4)制作固定化酵母細(xì)胞時，要將已冷卻至________的溶化好的海藻酸鈉溶液與已________的酵母細(xì)胞充分?jǐn)嚢?，?jīng)充分混合均勻的酵母細(xì)胞溶液可在飽和的________溶液中形成凝膠珠。假如得到的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明______________，假如得到的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則可能的緣由是___________________。答案：(1)重鉻酸鉀灰綠(2)果膠酶(3)③包埋法體積大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，但是它不簡潔從包埋材料中漏出(4)室溫活化CaCl2海藻酸鈉溶液濃度偏低海藻酸鈉溶液濃度偏高(答案合理即可)解析：在果汁生產(chǎn)中加入果膠酶，能夠提高果汁的出汁率及使果汁變得澄清。酵母細(xì)胞的固定多接受包埋法，接受該種方法的緣由是體積大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，但它不簡潔從包埋材料中漏出；在包埋過程中，假如所用海藻酸鈉溶液濃度偏低，則在飽和CaCl2溶液中形成的凝膠珠顏色會過淺、呈白色；假如海藻酸鈉溶液濃度偏高，則得到的凝膠珠可能不是圓形或橢圓形的。3．PCR是一種DNA體外擴(kuò)增技術(shù)。1988年，PCR儀問世，并被廣泛應(yīng)用于基因擴(kuò)增和DNA序列測定。如圖是PCR技術(shù)示意圖，請回答下列問題。①引物是此過程中必需加入的物質(zhì)，從化學(xué)本質(zhì)上說，引物是一小段________________。②將雙鏈DNA____________，使之變性，從而導(dǎo)致____________________。③引物延長需供應(yīng)________________作為原料。(2)紅細(xì)胞含有大量血紅蛋白，我們可以選用豬、牛、羊或其他脊椎動物的血液進(jìn)行試驗，來提取和分別血紅蛋白，血紅蛋白提取和分別的程序可分為四步：樣品處理、粗分別、純化、純度鑒定。請回答下列有關(guān)問題：①樣品處理，它包括紅細(xì)胞的洗滌、__________________、分別血紅蛋白溶液。②收集的血紅蛋白溶液在透析袋中經(jīng)過透析，這就是樣品的粗分別。透析的目的是________________________。透析的原理是________________________________________________________。答案：(1)①單鏈DNA或RNA②加熱到95℃雙鏈DNA分別成兩條單鏈③四種脫氧核苷酸(2)①血紅蛋白的釋放②去除相對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)透析袋能使小分子自由進(jìn)出，而大分子則保留在透析袋內(nèi)解析：(1)考查PCR技術(shù)的溫度變化、原料、引物等條件。每次循環(huán)的三步：變性、復(fù)性和延長是PCR的核心過程。(2)血紅蛋白的提純中，樣品處理可分為四步；①紅細(xì)胞的洗滌，②血紅蛋白的釋放，③分別血紅蛋白溶液，④透析。4．某生物愛好小組開展DNA粗提取的相關(guān)探究活動。具體步驟如下：材料處理：稱取新穎的花菜、辣椒和蒜黃各2份，每份10g。剪碎后分成兩組，一組置于20℃、另一組置于－20DNA粗提?。旱谝徊剑簩⑸鲜霾牧戏謩e放入研缽中，各加入15mL研磨液，充分研磨，用兩層紗布過濾，取濾液備用。其次步：先向6只小燒杯中分別注入10mL濾液，再加入20mL體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精，然后用玻璃棒緩緩地向一個方向攪拌，使絮狀物纏繞在玻璃棒上。第三步：取6只試管，分別加入等量的2mol/L的NaCl溶液溶解上述絮狀物。DNA檢測：在上述試管中各加入4mL二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝?，置于沸水中加熱5min，待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺，結(jié)果如下表。材料保存溫度花菜辣椒蒜黃20＋＋＋＋＋＋－20＋＋＋＋＋＋＋＋＋注：“＋”越多表示藍(lán)色越深。分析上述試驗過程，回答下列問題。(1)該探究性試驗的課題名稱是_____________。(2)其次步中“緩緩地”攪拌，這是為了削減______________。(3)依據(jù)試驗結(jié)果，得出結(jié)論并分析。①結(jié)論1：與20℃相比，相同試驗材料在－20結(jié)論2：___________________________。②針對結(jié)論1，請給出合理的解釋：_______________。(4)氯仿密度大于水，能使蛋白質(zhì)變性沉淀，與水和DNA均不相溶，且對DNA影響微小。為了進(jìn)一步提高DNA純度，依據(jù)氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基礎(chǔ)上連續(xù)操作的步驟是_________________________________________________________，然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精使DNA析出。答案：(1)探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響(2)DNA斷裂(3)①等質(zhì)量的不同試驗材料，在相同的保存溫度下，從蒜黃中提取的DNA量最多②低溫抑制了相關(guān)酶的活性，DNA降解速度慢(4)將第三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混合，靜置一段時間，吸取上清液解析：(1)從表格中可以看出，該試驗有兩個自變量：材料和溫度。所以該探究性試驗的課題名稱為探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響。低溫抑制了相關(guān)酶的活性，DNA降解速度慢，提取的DNA較多。(2)其次步中用玻璃棒攪拌的目的是獵取DNA絮狀物，若速度太快，易造成DNA斷裂。(3)本試驗的結(jié)論可從兩個方面來考慮：①相同材料在不同溫度下的結(jié)論；②不同材料在相同溫度下的結(jié)論。(4)氯仿能使蛋白質(zhì)變性，而對DNA影響微小，所以可將第三步獲得的溶液與氯仿混合，又由于氯仿密度大于水，所以蛋白質(zhì)沉淀位于溶液下部，DNA位于上清液中。5．某同學(xué)進(jìn)行蘋果汁制作試驗，工藝流程如圖所示：(1)圖中用KMnO4溶液浸泡蘋果的目的是__________。黑曲霉提取液中含有的________可分解果膠，從而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通過__________方式將酶固定化，酶被固定后用蒸餾水洗滌固定化柱是為了除去________________。(2)試驗中，操作流程A和B的先后挨次為________。在蘋果汁澄清過程中，應(yīng)關(guān)閉的流速調(diào)整閥是________。要測定從固定化柱流出的蘋果汁中是否還有果膠，可取肯定量的果汁與等量的__________混合，假如消滅________現(xiàn)象，說明果膠還沒有被完全分解。為使果膠完全分解，應(yīng)將流速調(diào)________。(3)試驗后，將洗滌過的固定化柱在低溫環(huán)境中保存若干天，該固定化柱仍可用于蘋果汁制作試驗，說明固定化酶可被________使用。答案：(1)消毒果膠酶吸附未被固定的酶等物質(zhì)(2)AB閥1乙醇混濁(沉淀)慢(3)重復(fù)解析：(1)在制作工藝中必需對原材料消毒，這樣才能保證后續(xù)試驗的成功。KMnO4是強(qiáng)氧化劑，可以起到對蘋果的消毒作用?？墒构z分解的物質(zhì)是果膠酶。在制備固定化酶時，石英砂具有吸附作用。為了除去未被固定的酶等物質(zhì)，需用蒸餾水洗滌固定化柱。(2)試驗中應(yīng)先制備好固定化酶，再對蘋果進(jìn)行榨汁處理，否則易使果汁污染。在蘋果汁澄清過程中，應(yīng)將調(diào)整閥1關(guān)閉，否則在產(chǎn)物中會混入較多的果膠酶。要測定從固定化柱流出的蘋果汁中是否還有果膠，可取肯定量的果汁與等量的乙醇混合，假如消滅混濁或沉淀的現(xiàn)象(乙醇對果膠有分散作用)，說明果膠還沒有被完全分解。為使果膠完全分解，應(yīng)將流速調(diào)慢，以便反應(yīng)充分進(jìn)行。(3)固定化酶的最大優(yōu)點是可回收重復(fù)使用。6．生物組織中存在多種有機(jī)物，不同有機(jī)物的提取和鑒定方法不盡相同。依據(jù)所學(xué)學(xué)問，請回答下列問題。(1)在香料工業(yè)提取的“液體黃金”玫瑰油中，要求不含任何添加劑或化學(xué)原料，其提取方法主要是__________________，理由是玫瑰精油具有______________的性質(zhì)。但蒸餾時收集的蒸餾液不是純的玫瑰精油，緣由是_________________。假如蒸餾過程中不進(jìn)行冷卻，則精油提取量會________(填“增加”或“削減”)，緣由是_____________________________。玫瑰精油的提取需大量原料，通常接受______________技術(shù)來實現(xiàn)玫瑰的快速繁殖。(2)請寫出用萃取法提取胡蘿卜素的試驗流程：_______________________________________________________。萃取的效率主要取決于______________________，同時還受到原料顆粒的大小、含水量等條件的影響；在對新穎胡蘿卜進(jìn)行干燥時，要留意把握________________，否則會導(dǎo)致胡蘿卜素分解。如圖是胡蘿卜素提取試驗的結(jié)果示意圖，該色素分別的方法是__________________。A、B、C、D四點中，屬于標(biāo)準(zhǔn)樣品的樣點是__________________。該試驗得出的結(jié)論是_______________。(3)為爭辯某試管牛的攜氧力量，試驗員抽取了試管牛的少量血液，并分別出紅細(xì)胞中的血紅蛋白溶液，之后用透析法去除了其中的________雜質(zhì)，接著可用________法對樣品做進(jìn)一步的分別與純化，在該分別過程中，相對分子質(zhì)量較________(填“大”或“小”)的蛋白質(zhì)分子先從層析柱中被洗脫出來。答案：(1)水蒸氣蒸餾法易溶于有機(jī)溶劑、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定玫瑰精油隨水蒸氣一起蒸餾出來，所得到的是油水混合物削減部分精油會隨水蒸氣揮發(fā)而流失植物組織培育(2)胡蘿卜→粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮→胡蘿卜素萃取劑的性質(zhì)和使用量溫度和時間紙層析法A、D萃取樣品中含有β－胡蘿卜素(3)小分子凝膠色譜大7．(2022·江蘇高三綜合模擬二)某校生物愛好小組為探究不同濃度果膠酶對澄清蘋果汁出汁率的影響，進(jìn)行了如下試驗：試驗步驟：①制備蘋果汁：將蘋果洗凈，切成小塊，用榨汁機(jī)打碎成蘋果汁勻漿。加熱蘋果汁到100℃，再冷卻至50②配制不同濃度的酶液：取5支10mL的試管，依次編號為2～6號。分別加入不同量的質(zhì)量濃度為10g/L的果膠酶溶液，再分別加入蘋果酸定容至10mL，獲得質(zhì)量濃度分別為2g/L、4g/L、6g/L、8g/L、10g/L的果膠酶溶液備用。③降解蘋果汁(如圖)：④沉淀：向上述6只燒杯中添加明膠、活性炭等物質(zhì)攪拌處理，充分混勻后靜置，分別過濾。用量筒測量澄清濾液(即蘋果汁)的體積，記錄并處理結(jié)果，計算出汁率。請回答下列問題：(1)果膠酶能提高蘋果的出汁率并使果汁澄清的原理是_______。(2)步驟①中，蘋果汁先加熱到100℃(3)步驟②中，在2～6號試管中加入10g/L果膠酶溶液的量分別是________；步驟②中，在1號燒杯中加入1mL___________。(4)依據(jù)預(yù)期結(jié)果，請繪制出澄清蘋果汁出汁率與果膠酶濃度之間大致的關(guān)系曲線，并在坐標(biāo)軸上標(biāo)出澄清蘋果汁最高出汁率所需的果膠酶最佳濃度。答案：(1)果膠酶能分解果膠，瓦解細(xì)胞壁(2)使蘋果汁中的酶失活，防止對試驗結(jié)果產(chǎn)生干擾(3)2mL、4mL、6mL、8mL、10mL蘋果酸(4)如圖解析：探究不同濃度的果膠酶對澄清蘋果汁出汁率的影響試驗，涉及了試驗的原理、操作中的留意事項以及酶活性與濃度的關(guān)系。植物細(xì)胞壁中含有果膠，在制備果汁的過程中，果膠溶于水形成黏稠的液體，使新穎的蘋果汁混濁，利用果膠酶可將果膠水解，蘋果汁將變得澄清。蘋果汁本身也含有果膠酶，在試驗中將蘋果汁加熱到100℃的目的是使蘋果汁中的酶變性失活，防止影響后面試驗的結(jié)果。步驟②8．酵母菌與人們的日常生活親密相關(guān)，也是現(xiàn)代生物技術(shù)爭辯常用的模式生物，某生物愛好小組對此進(jìn)行了下列爭辯。請你依據(jù)他們的爭辯內(nèi)容回答問題。Ⅰ.酵母細(xì)胞的固定化(1)在制備固定化酵母細(xì)胞的過程中，溶化好的海藻酸鈉溶液要冷卻至室溫，才能加入已活化的酵母菌，緣由是___________。(2)假如在CaCl2溶液中形成的凝膠珠顏色過淺，說明________。(3)本試驗所用的固定化技術(shù)是包埋法，而制備固定化酶則不宜用此方法，緣由是______________________。(4)利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵，與直接接種酵母菌相比較有哪些優(yōu)點？____________________。(說出一點即可)Ⅱ.利用酵母菌制作果酒(1)在葡萄酒的自然發(fā)酵過程中，酵母菌的來源是____________________________________________________。(2)酵母菌異化作用的類型是________；利用酵母菌制作果酒的原理可用反應(yīng)式_________________表示。(3)工廠化生產(chǎn)果酒，為提高果酒的品質(zhì)，更好地抑制其他微生物的生長，實行的措施是__________________。(4)果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可用__________________來檢驗。答案：Ⅰ.(1)防止高溫殺死酵母菌(2)固定化酵母細(xì)胞數(shù)目較少(3)酶分子很小，簡潔從包埋材料中漏出(4)能多次重復(fù)利用，降低生產(chǎn)成本Ⅱ.(1)附著在葡萄皮上的野生型酵母菌(2)兼性厭氧型C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2＋少量能量'(3)直接在果汁中加入人工培育的酵母菌'(4)酸性重鉻酸鉀溶液9．草莓生產(chǎn)上傳統(tǒng)的繁殖方式易將所感染的病毒傳播給后代，導(dǎo)致產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。運用微型繁殖技術(shù)可以培育出無病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本過程如下：外植體eq\o(→,\s\up7(①))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(②))芽、根→植株(1)外植體經(jīng)組織培育最終可以形成一個完整植株，這一過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的________。其中過程①為________，過程②為________。(2)影響植物組織培育的因素除植物體自身緣由、植物激素用量及比值等因素外，還與環(huán)境條件有親密關(guān)系，包括：養(yǎng)分物質(zhì)、________、________、光照等。(3)愈傷組織的細(xì)胞排列疏松無規(guī)章，是一種高度______的薄壁細(xì)胞，愈傷組織形成芽、根的過程與培育基中________與________(植物激素)的比例有親密關(guān)系，該比值較高時有利于根的分化，抑制芽的形成。答案：(1)全能性脫分化再分化(2)溫度pH(可以調(diào)換位置)(3)液泡化生長素細(xì)胞分裂素解析：(1)植物組織培育的過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性，外植體經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，愈傷組織再分化形成芽、根等。(2)影響植物組織培育的外界因素包括環(huán)境溫度、pH及光照等。(3)愈傷組織是高度液泡化的薄壁細(xì)胞，在愈傷組織形成芽、根的過程中，與培育基中的生長素和細(xì)胞分裂素的比例親密相關(guān)。10．(2022·河南省洛陽市統(tǒng)一考試)去年我國某地由于柑橘大實蠅的危害，橘農(nóng)患病了很大損失，當(dāng)?shù)卣敕椒⊕炷铋俎r(nóng)削減損失。(1)植物芳香油的提取方法有________、________和萃取等，一般提取橘皮精油的方法是________法。(2)橘皮精油的特點是________________。(3)科研人員發(fā)覺一株橘樹有抗蟲性狀，利用其花藥進(jìn)行單倍體育種，花粉植株誘導(dǎo)成功受多種因素影響，其中材料的選擇與________是主要因素。選擇花粉發(fā)育至________期的花藥培育成功率最高。確定花粉發(fā)育時期最常用的方法是：________法，某些植物的花粉不易著色，需接受________法。(4)花藥離體培育時，常用的培育基為________。答案：(1)蒸餾壓榨壓榨(2)無色透亮?????，具有迷人的橘香味(3)培育基的組成單核醋酸洋紅焙花青－鉻礬(4)MS培育基11．(2022·江西協(xié)作體聯(lián)考)辣椒素是一種生物堿，大量存在于辣椒屬植物果實的果皮中，現(xiàn)在被廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。辣椒素的獲得途徑如圖所示，請據(jù)此回答下列問題：(1)為培育無毒苗，一般接受辣椒的________等部位作外植體。接種2～5d后，若發(fā)覺外植體邊緣局部被污染，緣由可能是______________________________________________________。(2)圖中過程①經(jīng)常需要添加________，以利于外植體啟動細(xì)胞分裂形成愈傷組織。在過程②中，愈傷組織在誘導(dǎo)生根的培育基中未形成根，但分化出了芽，其緣由可能是_____________________。(3)圖中①和②分別表示辣椒組織培育中細(xì)胞的______和________過程。(4)若外植體來源于未成熟花粉，所得完整植株需用__