高考生物一轮复习1143生物技术的应用酶的研究和应用规范训练含解

【全优课堂】2016高考生物一轮复习 11.43生物技术的应用、酶的

研究和应用规范训练（含解析）

1．对血红蛋白(Hb)的研究结果表明，血红蛋白实际上是由珠蛋白、原卟琳和二价铁离子(Fe)所组成的结合蛋白质，由4条肽链各结合一个辅基即血红素，O2结合于Fe上，血红蛋白与氧疏松结合形成氧合血红蛋白(HbO2)，这种氧合作用在氧分压高时容易进行，在氧分压低时易于解离。红细胞结合和携带O2的过程并不影响Fe，也就是说不会使之氧化为Fe。Fe无携带O2的能力。CO与Hb的亲和力大于O2，结合成HbCO后不能分离，致使Hb丧失运输O2和CO2的机能，这称为一氧化碳中毒即煤气中毒。

(1)用凝胶色谱法分离血红蛋白时，待________________接近色谱柱底端时，才用试管收集。血红蛋白因含________________而呈现红色。

(2)要使血红蛋白从红细胞中释放出来，可选用的方法是_______________________。 (3)红细胞具有运输氧的功能，是因为________________________________。 (4)亚硝酸盐为强氧化剂，进入人体后，可使血红蛋白失去运输氧的功能，导致人体组织缺氧，其可能的原因是_____________________________________________。

【答案】(1)红色区带 血红素 (2)将红细胞置于蒸馏水中，加40%体积的甲苯，搅拌使之破裂并释放血红蛋白

(3)红细胞中的血红蛋白与氧在氧分压高时容易结合，在氧分压低时又容易分离 (4)亚硝酸盐可将血细胞中Fe血红蛋白氧化成Fe血红蛋白

【解析】用凝胶色谱法分离血红蛋白时，血红蛋白因含血红素而呈现红色，待红色区带接近色谱柱底端时，才用试管收集。将红细胞置于蒸馏水中，加40%体积的甲苯，搅拌使红细胞破裂并释放出血红蛋白。红细胞中的血红蛋白与氧在氧分压高时容易结合，在氧分压低时又容易分离。亚硝酸盐可将血细胞中低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，从而使其失去与氧结合的能力。

2．通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。据下图、表回答问题：

离体的植物器

愈伤组织胚状体植物体

官、组织或细胞

植物组织培养过程

植物的花芽分别在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中的生长状况

吲哚乙酸 A组 0 B组 3 ppm C组 3 ppm D组 0.03 ppm E组 0 2＋

3＋

3＋

3＋

2＋

2＋

2＋

1

细胞分裂素 花芽生 长状况 0 0.2 ppm 0.002 ppm 愈伤组织分化出根 1.0 ppm 愈伤组织分 化出嫩芽 0.2 ppm 稍生长 仍是组 形成愈伤组织切块 织 (1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原因是____________________。

(2)用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构，若包上人造种皮，制成人工种子，可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是图甲中[ ]__________和[ ]________过程，在此过程中被培养的细胞始终受__________的调节。([ ]内填序号)

(3)应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株，其原因是________________________________________________________________________。

(4)从上表的实验结果可看出：吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的两种重要物质。其中，新芽形成必需的条件是______________________________________________；而在培养形成完整新个体的过程中，对它们的调控关键是_____________________________________ __________________________________________________________________________。

【答案】(1)植物细胞具有全能性 (2)① 脱分化 ② 再分化 植物激素

(3)植物的茎尖或根尖很少被病毒感染，甚至无病毒

(4)细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度 适当调控好不同培养时期的培养基中细胞分裂素与吲哚乙酸的浓度和它们的比例

3．近十年来，PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室里的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如图)，在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需要的遗传物质不再受限于活的生物体。

(1)加热使DNA双链打开，这一步是打开________键，称为________，细胞中是在__________的作用下使此键断裂的。

(2)当温度降低时，引物与模板________端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成2个DNA分子，此过程中原料是________________，遵循的原则是________________。

(3)PCR技术的必要条件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还需要三个条件，即：

2

液体环境、适宜的______________和____________。

(4)PCR一般要经历30多次循环，每次循环可以分为__________、________、________三个步骤。

【答案】(1)氢 解旋 解旋酶

(2)3′ 四种脱氧核苷酸 碱基互补配对原则 (3)温度 酸碱度 (4)变性 复性 延伸

4．(原创题)下图为“DNA的粗提取与鉴定”的实验装置，请回答问题。

(1)实验材料选用鸡血细胞液，而不用鸡全血，主要原因是鸡血细胞液中________含量较高。

(2)在图A所示的实验步骤中加蒸馏水20 mL的目的是_________________ ___________________；通过图B所示的步骤取得滤液，再在滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是______________________________；图C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是________________。

(3)为鉴定实验所得丝状物的主要成分是否为DNA，可滴加________溶液，结果丝状物被染成绿色。

(4)a试管为对照组，b试管为实验组。

①a试管现象____________________________________________________________； b试管现象_____________________________________________________________。 ②在沸水中加热的目的是________________，同时说明DNA对高温有较强的________。 ③a试管在实验中的作用是________。

④b试管中溶液颜色的变化程度主要与__________有关。

【答案】(1)DNA (2)使血细胞吸水涨破，释放DNA 使滤液中的DNA溶于浓盐溶液 使DNA析出 (3)甲基绿

3

(4)①溶液不变蓝 溶液变蓝 ②加快颜色反应速率 耐受性 ③对照 ④加入DNA(丝状物)的多少

5．(2015·梅州质检)某同学为探究加酶洗衣粉的洗涤效果，按下表的顺序进行实验操作。

步骤 ①注入自来水 ②放入含油迹的衣服 ③控制不同水温 ④加入等量加酶洗衣粉 ⑤用玻璃棒搅拌 ⑥观察现象 (1)该实验的目的是________________________________________________________。 (2)请分析该同学的实验设计中存在的问题，并提出改进措施。

_______________________________________________________________________。 (3)步骤3和步骤4顺序能否调换？并说明理由。

________________________________________________________________________。 (4)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号烧杯加入的自来水、洗衣粉、含油渍的衣服及保温时间、搅拌速度和时间均相同。这是为了____________________________________，以便得出科学结论。

【答案】(1)探究不同温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响

(2)应选用大小相同的白布，分别滴加4滴同种的植物油。使油渍大小相同；选择的水温不合适，考虑洗涤成本，应根据当地一年中的实际气温变化来确定水温，如选取5 ℃、15 ℃、25 ℃、35 ℃的水温

(3)不能调换，因为加酶洗衣粉中的酶在常温时会分解部分油渍 (4)避免因无关变量的不同给实验结果带来误差

【解析】结合己有生活经验可知，影响加酶洗衣粉的因素有水温，水量，水质，洗衣粉的量，衣物的材料、大小及浸泡时间和洗涤时间等。在这些因素中，水温是要研究的对象，而其他对象应在实验中保持不变，这是为了避免因水量，水质，洗衣粉的量，衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤时间不同给实验结果带来误差。选择什么样的水温进行实验最符合实际情况呢？实验者应根据当地一年中的实际气温变化来确定水温，这是确定实验变量的基本原则。通常情况下，冬季、春季、秋季、夏季的水温分别选取5 ℃、15 ℃、25 ℃、35 ℃，因为这四个水温比较符合实际情况，对现实也有指导意义。

4

烧杯(1 000 mL) Ⅰ 500 mL 一件 10 ℃水 浴10 min 0.5 g 5 min Ⅱ 500 mL 一件 30 ℃水 浴10 min 0.5 g 5 min Ⅲ 500 mL 一件 50 ℃水 浴10 min 0.5 g 5 min Ⅳ 500 mL 一件 70 ℃水 浴10 min 0.5 g 5 min 6．如图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图。请回答下列问题。

(1)图1中X溶液为________，其作用是使__________________________________。 (2)图1中制备的凝胶珠用________洗涤后再转移到图2装置中。图2发酵过程中搅拌的目的是为了使______________________________________________________________。

(3)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用________加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液________后，加入酵母菌充分搅拌混合均匀。

(4)研究发现，固定化强度高的酵母颗粒发酵效果好，且稳定性高、使用寿命长。某机构利用上述装置，将2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别用2%、3%、4%的X溶液进行凝胶化处理，所得到的固定化酵母颗粒的强度及在28 ℃下发酵48h后的酒精产量见下表：

海藻酸钠/% X溶液/% 固定化酵母颗 粒强度/(g·30个1－2 2 2.5 2 3 2 2 3 2.5 3 3 3 2 4 2.5 4 3 4 930 950 990 1 030 1 100 1 140 1 170 1 170 1 160 ) 6.7 6.5 6.5 6.7 6.4 6.2 6.7 6.4 6.3 酒精量(%) 从表中可以看出，随着X溶液浓度的增加，____________________________________增加；凝胶固定化效果较好的海藻酸钠与X溶液浓度分别是________________。

【答案】(1)CaCl2溶液 海藻酸钠形成凝胶珠 (2)蒸馏水 培养液与酵母菌充分接触 (3)小火(或间断) 冷却(至室温) (4)固定化酵母颗粒强度 2%、4%

【解析】(1)图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠。(2)制备的凝胶珠要用蒸馏水冲洗2～3次，洗涤干净后转移到图2装置中进行发酵。图2发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母菌充分接触，有利于发酵过程的进行。(3)加热溶解海藻酸钠时需注意用小火(或间断)加热，防止海藻酸钠焦糊；然后将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后，再加入酵母菌混合，以免高温使酵母菌失活。(4)据表中数据可知：随着X溶液浓度

5

的增加，固定化强度增加；凝胶固定化效果较好的海藻酸钠与X溶液浓度分别是2%、4%。

7．某化工厂生产的一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明。

成分：含碱性蛋白酶。 用法：洗涤前先将衣物浸于含洗衣粉的水中数分钟。 注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。 某研究性学习小组为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，设计了如下装置进行实验，并将结果用下列曲线图A、B表示

请回答以下问题：

(1)由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度为___________________________ _____________________________________________。

(2)在0 ℃和75 ℃时，酶的催化效率基本都为零。但当温度再都回到45 ℃时，后者酶的催化能力已不能恢复，这是因为____________________________________________。

(3)在实验过程中可通过直接测定____________________________________________ (指标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。

(4)目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的，某洗涤公司为降低生产成本研制了一种能多次重复使用加酶洗衣粉的设备。他们将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，洗涤完衣物后，经过简单处理，这些酶还可以多次重复利用，这种方法制成的酶叫________。

(5)除加酶外，很多洗衣粉中还加有香精，高档洗衣粉中的香精都是由植物芳香油制成的，目前从植物中提取芳香油的方法有________________。

(6)加酶洗衣粉中的淀粉酶可以从霉菌中提取。用固体培养基分离、纯化霉菌的方法有_____________________、____________________________________。

【答案】(1)45 ℃ (2)高温条件下酶的结构已遭破坏(或酶的活性已丧失) (3)胶片上的蛋白膜存在时间的长短(或其他合理答案) (4)固定化酶

(5)萃取法、蒸馏法、压榨法 (6)平板划线法 稀释涂布平板法

【解析】(1) 由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度为45 ℃。(2)当温度从75 ℃

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