【高考解碼】2021屆高三生物二輪復(fù)習(xí)專題-生物技術(shù)實(shí)踐-酶的應(yīng)用和生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用

酶的應(yīng)用和生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用1．用PCR方法擴(kuò)增目的基因時(shí)不必知道基因的全部序列。()【答案】√分析：DNA復(fù)制沿著模板進(jìn)行，不必知道基因的全部序列。2．關(guān)于高中生物學(xué)試驗(yàn)的基本原理，提取組織DNA是利用不同化合物在溶劑中溶解度的差異。()【答案】√分析：DNA在0.14mol/L的氯化鈉溶液中溶解度最低，使DNA析出；DNA不溶于酒精，而細(xì)胞中某些蛋白質(zhì)溶于酒精，從而得到含雜質(zhì)較少的DNA。3．探討加酶洗衣粉和一般洗衣粉的洗滌效果時(shí)，在相同pH時(shí)，加酶洗衣粉效果好于一般洗衣粉。()【答案】×分析：酶的活性受溫度、pH等其他因素的影響，所以只有pH相同時(shí)加酶洗衣粉的洗滌效果不肯定好于一般洗衣粉。4．在植物組織培育中，為了誘導(dǎo)菊花試管苗生根，培育基中一般不加入IAA。()【答案】×分析：在植物組織培育中，為了誘導(dǎo)菊花試管苗生根，培育基中一般加入生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。5．在酶的制備和應(yīng)用中，透析、電泳和酸解等方法常用于酶的分別和純化。()【答案】×分析：多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，所以透析和電泳法可用于酶的分別和純化，但酸解會(huì)破壞酶的結(jié)構(gòu)。6．在植物組織培育中，二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株。()【答案】×分析：二倍體植株的花粉細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組，培育得到的個(gè)體為單倍體，高度不育，其幼苗需用秋水仙素或低溫處理后才能穩(wěn)定遺傳。7．在植物組織培育中，以花粉作為外植體可得到單倍體植株。()【答案】√分析：以單個(gè)花粉粒作為外植體進(jìn)行離體培育，由于花粉已是單倍體細(xì)胞，誘發(fā)它經(jīng)愈傷組織或胚狀體發(fā)育而成的植株都是單倍體。8．利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類(lèi)的作用只是作為反應(yīng)底物。()【答案】×分析：利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，糖類(lèi)的作用除作為反應(yīng)底物外，還為酵母菌的生長(zhǎng)繁殖供應(yīng)物質(zhì)和能量。酶的應(yīng)用及固定化技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用【典例1】(2022·哈爾濱模擬)下面是制備固定化酵母細(xì)胞的試驗(yàn)步驟，請(qǐng)回答：酵母細(xì)胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→固定化酵母細(xì)胞(1)在________狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)。活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)________________________狀態(tài)。活化前應(yīng)選擇足夠大的容器，由于酵母細(xì)胞活化時(shí)________。固定化細(xì)胞技術(shù)一般接受________法，而固定化酶常用________法和________法。(2)影響試驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是________。海藻酸鈉溶化過(guò)程的留意事項(xiàng)是________。假如海藻酸鈉濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目____________。假如形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說(shuō)明____________。(3)該試驗(yàn)中CaCl2溶液的作用是____________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)在缺水的狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)?；罨皯?yīng)選擇足夠大的容器，由于酵母細(xì)胞活化時(shí)體積會(huì)增大，以免漲破容器或溢出。固定化細(xì)胞技術(shù)一般接受包埋法，固定化酶常用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。這是由于細(xì)胞個(gè)大，而酶分子很?。粋€(gè)大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個(gè)小的酶簡(jiǎn)潔從包埋材料中漏出。(2)影響試驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是配制海藻酸鈉溶液，這是由于假如海藻酸鈉濃度過(guò)高，很難形成凝膠珠；假如濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影響試驗(yàn)效果。(3)CaCl2溶液的作用是使膠體聚沉?！敬鸢浮?1)缺水正常的生活體積會(huì)增大包埋化學(xué)結(jié)合物理吸附(2)配制海藻酸鈉溶液小火加熱(或間斷加熱或小火間斷加熱)不斷攪拌較少(海藻酸鈉濃度偏高)制作失敗(3)使膠體聚沉(或形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu))(1)固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)常用的方法有哪些？(2)加熱海藻酸鈉溶解的過(guò)程中，加熱方法有何要求？【答案】(1)提示：包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。(2)提示：使用小火加熱或間斷加熱(小火間斷加熱)，防止加熱過(guò)快使海藻酸鈉焦糊，難以制成合適的凝膠珠?！究偨Y(jié)提升】固定化酶和固定化細(xì)胞(1)通常狀況下，酶都是在水溶液中與底物進(jìn)行反應(yīng)，因此酶在反應(yīng)系統(tǒng)中是與底物、產(chǎn)物混合在一起的，反應(yīng)結(jié)束后，即使酶仍具有較高活力，也很難回收，同時(shí)給產(chǎn)品進(jìn)一步純化帶來(lái)了困難。而固定化酶則克服了這種不足，且酶可反復(fù)利用。(2)固定化細(xì)胞仍能進(jìn)行正常的生長(zhǎng)、繁殖和代謝，可以像游離的細(xì)胞一樣用于發(fā)酵生產(chǎn)。植物組織培育技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用【典例2】(2022·江蘇單科)為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在液體培育基中懸浮培育。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)后形成愈傷組織的過(guò)程稱為_(kāi)_______________________________________________________________________。(2)在愈傷組織懸浮培育時(shí)，細(xì)胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如上圖所示。細(xì)胞干重在12d后下降的緣由有__________________________；培育液中蔗糖的作用是____________、____________。(3)多倍體愈傷組織細(xì)胞產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細(xì)胞經(jīng)________處理，會(huì)產(chǎn)生染色體加倍的細(xì)胞。為檢測(cè)愈傷組織細(xì)胞染色體數(shù)目，壓片前常用纖維素酶和________酶解離愈傷組織。若愈傷組織細(xì)胞(2n)經(jīng)誘導(dǎo)處理后，觀看到染色體數(shù)為8n的細(xì)胞，合理的解釋是______________、____________。(4)為了更好地獲得次生代謝產(chǎn)物，生產(chǎn)中接受植物細(xì)胞的固定化技術(shù)，其原理與酵母細(xì)胞固定化類(lèi)似。下列說(shuō)法正確的有____________(填序號(hào))。①選取旺盛生長(zhǎng)的愈傷組織細(xì)胞包埋②必需在光照條件下培育③培育過(guò)程中需通空氣④固定化后植物細(xì)胞生長(zhǎng)會(huì)變慢【解析】(1)外植體是植物體離體的組織、器官或細(xì)胞，誘導(dǎo)形成愈傷組織的過(guò)程稱為脫分化。(2)在培育過(guò)程中，蔗糖為細(xì)胞供應(yīng)能源。隨著蔗糖的消耗，養(yǎng)分供應(yīng)削減，同時(shí)，細(xì)胞代謝產(chǎn)物、廢物增加，使pH降低(偏酸)，不利于細(xì)胞生長(zhǎng)。培育基中的蔗糖還具有調(diào)整滲透壓的作用。(3)秋水仙素或低溫處理都可誘導(dǎo)細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞壁，可以使細(xì)胞之間易于分別(解離)。(4)獲得植物次生代謝產(chǎn)物應(yīng)選用生長(zhǎng)旺盛的愈傷組織；愈傷組織細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，故需要通氣；愈傷組織沒(méi)有葉綠體，產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物的過(guò)程不需要光照，固定化細(xì)胞所用包埋材料會(huì)影響?zhàn)B分物質(zhì)和氧氣的集中。使固定化后的植物細(xì)胞生長(zhǎng)速度變慢?！敬鸢浮?1)脫分化(2)蔗糖濃度下降，pH降低供應(yīng)能源調(diào)整滲透壓(3)秋水仙素(低溫)果膠經(jīng)加倍到4n的細(xì)胞處于有絲分裂后期經(jīng)加倍到8n的細(xì)胞處于有絲分裂中期(4)①③④(1)植物組織培育的基本過(guò)程主要包括________________和________________。(2)在植物培育過(guò)程中起重要調(diào)整作用的物質(zhì)是植物激素，主要包括________________和________________。(3)植物激素的用量和使用挨次對(duì)植物影響相同嗎？【答案】(1)提示：脫分化再分化(2)提示：生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素(3)提示：不同?！究偨Y(jié)提升】影響植物組織培育的因素及成功的關(guān)鍵(1)影響因素。①內(nèi)部因素：材料的選取。②外部因素：養(yǎng)分成分的種類(lèi)及配比，植物激素的用量及使用挨次，pH、溫度、光照等。(2)獲得成功的關(guān)鍵。①植物組織培育所利用的植物材料體積小、抗逆性差，對(duì)培育條件要求較高。②培育材料一旦被微生物污染，就會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。③無(wú)菌技術(shù)主要包括對(duì)操作空間、試驗(yàn)用具、試驗(yàn)材料以及操作者的消毒滅菌。生物技術(shù)在物質(zhì)提取及分別方面的應(yīng)用【典例3】下列是與芳香油提取相關(guān)的問(wèn)題，請(qǐng)回答。(1)玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取，其理由是玫瑰精油具有________________的性質(zhì)。蒸餾時(shí)收集的蒸餾液________(填“是”或“不是”)純的玫瑰精油，緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)當(dāng)蒸餾瓶中的水和原料量肯定時(shí)，蒸餾過(guò)程中，影響精油提取量的主要因素有蒸餾時(shí)間和________。當(dāng)原料量等其他條件肯定時(shí)，提取量隨蒸餾時(shí)間的變化趨勢(shì)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)假如蒸餾過(guò)程中不進(jìn)行冷卻，則精油提取量會(huì)________，緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)密封不嚴(yán)的瓶裝玫瑰精油保存時(shí)最好存放在溫度________的地方，目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)某植物花中精油的相對(duì)含量隨花的不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期的變化趨勢(shì)如圖所示。提取精油時(shí)采摘花的最合適時(shí)間為_(kāi)_______天左右。(6)從薄荷葉中提取薄荷油時(shí)________(填“能”或“不能”)接受從玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是________________________________________________________?！窘馕觥?1)由于玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定(耐肯定程度高溫)、易揮發(fā)(水蒸氣可以將精油攜帶出來(lái))、難溶于水(冷卻后油水會(huì)重新分層)，所以玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取。(2)當(dāng)水和原料量肯定時(shí)，影響精油提取量的主要因素有蒸餾時(shí)間和蒸餾溫度，在肯定的時(shí)間內(nèi)隨著蒸餾時(shí)間的延長(zhǎng)提取量不斷增加，肯定時(shí)間后不再增加。假如蒸餾溫度過(guò)高，提取量也會(huì)削減。(3)假如蒸餾過(guò)程中不進(jìn)行冷卻，部分精油會(huì)隨水蒸氣揮發(fā)，則精油提取量會(huì)下降。(4)玫瑰精油具有揮發(fā)性，瓶裝精油若密封不嚴(yán)，需要低溫保存，以削減揮發(fā)。(5)分析圖示可知，在該植物花的蓓蕾期與開(kāi)放期之間(即a天)精油含量最高。(6)由于薄荷油與玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)相像，易揮發(fā)、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，故可以用水蒸氣蒸餾法提取。【答案】(1)易揮發(fā)、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定不是玫瑰精油隨水蒸氣一起蒸餾出來(lái)，所得到的是油水混合物(2)蒸餾溫度在肯定的時(shí)間內(nèi)提取量隨蒸餾時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，肯定時(shí)間后提取量不再增加(3)下降部分精油會(huì)隨水蒸氣揮發(fā)而流失(4)較低削減揮發(fā)(或防止揮發(fā))(5)a(6)能薄荷油與玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)相像(1)植物芳香油的提取可接受的方法有________________、________________和________________。(2)提取玫瑰精油的試驗(yàn)流程是：鮮玫瑰花和水→水蒸氣蒸餾→________________eq\o(→,\s\up7(加NaCl))分別油層eq\o(→,\s\up7(無(wú)水Na2SO4))____________→玫瑰精油。(3)植物芳香油提取的常用方法是什么，它的原理是什么？【答案】(1)提示：蒸餾壓榨萃取(2)提示：油水混合物除水、過(guò)濾(3)提示：水蒸氣蒸餾法，即利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái)，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會(huì)重新分出油層和水層?！究偨Y(jié)提升】水蒸氣蒸餾三種常用的方法比較基本原理相同，但原料位置不同。(1)水中蒸溜：原料放于蒸餾容器的水中，水完全浸沒(méi)原料。(2)水上蒸餾：容器中水的上方有篩板，原料置于篩板上，水量以沸騰時(shí)不浸濕原料為宜。(3)水氣蒸餾：蒸餾容器下方有一排氣孔，連接外源水蒸氣，上方有篩板，上面放原料。1．(2022·江蘇南通二調(diào))為了探究啤酒酵母固定化的最佳條件，科研人員爭(zhēng)辯了氯化鈣濃度對(duì)固定化酵母發(fā)酵性能的影響，結(jié)果如下圖。請(qǐng)回答：(1)與利用游離酵母生產(chǎn)啤酒相比，利用固定化酵母的優(yōu)點(diǎn)有____________________________。(2)本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨氯化鈣濃度的增大，凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度增大，完整率__________。(3)結(jié)合發(fā)酵性能分析，制備凝膠珠適宜的氯化鈣濃度為_(kāi)_________。當(dāng)氯化鈣濃度過(guò)高時(shí)，發(fā)酵液中的糖度上升，酒精度下降，發(fā)酵受到影響，緣由是______________________________________________________________________。(4)用海藻酸鈉作為載體包埋酵母細(xì)胞，溶解海藻酸鈉時(shí)最好接受__________________的方法，以防發(fā)生焦糊。溶化好的海藻酸鈉溶液應(yīng)__________后，再與已活化的酵母細(xì)胞充分混合。若海藻酸鈉濃度過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致____________________，固定效果大大降低?！窘馕觥?2)由曲線知，隨著氯化鈣濃度的增大，凝膠珠的完整率增加。(3)氯化鈣濃度為2.0mol/L時(shí)，發(fā)酵產(chǎn)生的酒精度最高；當(dāng)氯化鈣濃度過(guò)高時(shí)會(huì)使凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度過(guò)大，影響凝膠珠的通透性從而影響糖進(jìn)入顆粒內(nèi)部。(4)為防止發(fā)生焦糊，溶解海藻酸鈉時(shí)最好接受小火或間斷加熱的方法；為愛(ài)護(hù)活化的酵母細(xì)胞的活性，溶化好的海藻酸鈉溶液必需冷卻到室溫后再與酵母細(xì)胞混合。【答案】(1)可多次使用、便于產(chǎn)物分別、提高產(chǎn)品質(zhì)量等(2)增加(3)2.0mol/L凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度過(guò)大，通透性降低，影響糖進(jìn)入顆粒內(nèi)部(4)小火或間斷加熱冷卻至室溫酵母細(xì)胞從顆粒中漏出2．下圖是水稻的花藥通過(guò)無(wú)菌操作，培育產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑的示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)圖中的A是________，c過(guò)程是指________，B指________。(2)這兩種途徑之間沒(méi)有確定的界限，主要取決于_______________________________________________________________________________。(3)配制培育基時(shí)加瓊脂的目的是________________________________________________________________________。(4)組織培育要求無(wú)菌操作的緣由是________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)胚狀體誘導(dǎo)生根(2)培育基中激素的種類(lèi)及其濃度配比(3)使培育基呈固體狀態(tài)，有利于外植體的生長(zhǎng)(4)如不無(wú)菌操作，微生物會(huì)在培育基上快速繁殖，與離體培育的植物組織競(jìng)爭(zhēng)3．(2022·蘇州模擬)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，負(fù)責(zé)血液中O2或CO2的運(yùn)輸。請(qǐng)依據(jù)血紅蛋白的提取和分別流程圖回答問(wèn)題。(1)將試驗(yàn)流程補(bǔ)充完整。凝膠色譜法的基本原理是依據(jù)________________________________分別蛋白質(zhì)的有效方法。(2)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除________，洗滌潔凈的標(biāo)志是________。(3)分別血紅蛋白時(shí)，由上到下第________層是血紅蛋白水溶液。(4)下面是凝膠色譜法分別血紅蛋白時(shí)樣品的加入示意圖，正確的加樣挨次是________________________________________________________________________。(5)假如紅色區(qū)帶________，說(shuō)明色譜柱制作成功?！窘馕觥?1)樣品處理及粗分別包括：紅細(xì)胞的洗滌、血紅蛋白的釋放、分別血紅蛋白溶液、透析，凝膠色譜操作包括：凝膠色譜柱的制作、凝膠色譜柱的裝填、樣品的加入和洗脫。凝膠色譜法的基本原理是依據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分別蛋白質(zhì)。(2)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除雜蛋白，洗滌潔凈的標(biāo)志是上清液中沒(méi)有黃色。(3)分別血紅蛋白時(shí)，可明顯看到試管中的溶液分為4層：第1層為無(wú)色透亮?????的甲苯層；第2層為白色薄層固體，是脂溶性物質(zhì)的沉淀層；第3層是紅色透亮?????液體，是血紅蛋白的水溶液；第4層是其他雜質(zhì)的暗紅色沉淀物。(4)加樣挨次是：調(diào)整緩沖液面、滴加透析樣品、樣品滲入凝膠床、再調(diào)整緩沖液面。(5)假如紅色區(qū)帶均勻全都地移動(dòng)，說(shuō)明色譜柱制作成功?！敬鸢浮?1)血紅蛋白的釋放凝膠色譜柱的裝填相對(duì)分子質(zhì)量的大小(2)雜蛋白(或