2022年高考生物一轮复习专题4生物技术在其他方面的应用作业新人教版选修1

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(2010·南京模拟)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。据图甲、表乙回答问题：
图甲 植物组织培养过程
表乙：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
(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，可能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)从表乙的实验结果可看出：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__________________________________________________________。
解析：植物组织培养利用细胞全能性的原理，在离体状态下经脱分化和再分化形成胚状体，进一步发育成新植株或被包以人造种皮，制成人工种子。在此过程中细胞分裂素和吲哚乙酸起着调节作用。细胞分裂素高时，诱导丛芽的产生；吲哚乙酸浓度高时，诱导根的产生。对它们的调控关键是适当控制好不同培养期的培养基中细胞分裂素与吲哚乙酸的浓度及二者的比例。
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
2．我们通常选用猪、牛、羊等动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白。请回答下列有关问题：
(1)实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。
①其中加入柠檬酸钠的目的是________________________________________________。
②此过程即是样品处理，它应包括红细胞洗涤、________、分离血红蛋白溶液。
③洗涤红细胞的目的是_____________________________________________________。
(2)收集的血红蛋白溶液在透析袋中透析，这就是样品的粗分离。
①透析的目的是___________________________________________________________。
②透析的原理是___________________________________________________________。
(3)通过凝胶色谱法将样品进一步纯化(如下图)，在操作中加样的正确顺序是________，最后经SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。其中通过凝胶色谱法将样品纯化的目的是______________________________________________________________。
解析：本题考查提取和分离血红蛋白的相关知识。透析袋是本实验收集样品的关键，是一种半透膜。实验的操作顺序应根据SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳的需要进行。
答案：(1)①防止血液凝固 ②血红蛋白的释放
③去除杂蛋白
(2)①去除相对分子质量较小的杂质
②透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内
(3)④①②③ 去除相对分子质量较大的杂质
3．(2010·靖江模拟)在进行DNA亲子鉴定时，需大量的DNA。PCR技术(多聚酶链式反应)可以使样品DNA扩增，获得大量DNA克隆分子。该技术的原理是利用DNA的半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如下图，图中黑色长方形是引物)。在很短的时间内将DNA扩增几百万倍甚至几十亿培，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。
(1)图中的变性、延伸分别是指________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。[来
(2)假设PCR反应中的DNA模板为P，第一轮循环的产物2个子代DNA为N1，第二轮的产物4个子代DNA为N2，N1、N2中分别含有模板DNA单链的DNA分别有________个、________个。若继续循环，该DNA片段共经过30次循环后能形成________个DNA片段。
(3)某样品DNA分子中共含3 000个碱基对，碱基数量满足：(A＋T)/(G＋C)＝1/2，若经5次循环，至少需要向试管中加入________个腺嘌呤脱氧核苷酸。(不考虑引物所对应的片段)
(4)若下图为第一轮循环产生的产物。请绘出以a链和b链为模板经PCR扩增的产物。
解析：(1)变性的实质是DNA双链解旋；延伸的实质是以DNA单链为模板，按碱基互补配对原则合成子链的过程。
(2)由于PCR原理为DNA双链复制，其特点是半保留复制，所以无论复制几次，模板链一直存在于2个DNA分子中。DNA复制的数量变化是指数式增长方式。
(3)由(A＋T)/(G＋C)＝1/2可知A∶T∶G∶C＝1∶1∶2∶2，所以A的比例为1/6，在一个DNA分子中的数量为3 000×2×(1/6)＝1 000个，5次循环的DNA数为32个，所以就原料合成的DNA数相当于32－1＝31个，至少需腺嘌呤脱氧核苷酸为31×1 000＝31 000个。[
(4)画图的关键是注意引物A、B的位置和所对应的模板链。
答案：(1)模板DNA双链解旋形成单链 在DNA聚合酶的作用下，原料脱氧核苷酸聚合形成新的DNA链
(2)2 2 230 (3)31 000
(4)如图
4．(2010·苏州模拟)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、原卟啉和二价铁离子(Fe2＋)所组成的结合蛋白质，由4条肽链各结合一个辅基即血红蛋白，O2结合Fe2＋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的过程并不影响二价铁离子，也就是说不会使之氧化为三价铁离子。Fe3＋无携带O2的能力。CO与Hb的亲和力大于O2，结合成HbCO后不能重新分离，致使Hb丧失运输O2和CO2的机能，此称为一氧化碳中毒，即煤气中毒。
根据以上资料，回答下列问题：
(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)红细胞具有运气氧的功能，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，并搅拌使之破裂 (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)亚硝酸盐可使血中低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白
5．阅读下列材料，完成相关问题。
粉碎素通常是橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂，它的化学分子式中包含多个碳碳双键，根据双键的数目可以将粉碎素划分为α、β、γ三类，β­粉碎素是其中最主要的组成成分。β­粉碎素具有非常重要的功用：
①可作为优良的食用保健品。
②可作为禽畜饲料添加剂。
③可作为营养和着色两用的食品添加剂等。
因此粉碎素的提取及鉴定引起人们很大的兴趣。如下图为粉碎素粗品鉴定装置示意图，请据图回答下列问题：
(1)粉碎素粗品鉴定的方法名称是________
(2)图中b的名称是________。a的作用是________。
(3)e为________，对于e，实验时应注意________。
(4)f为________，常用________。
(5)如果层析液没及e会导致__________________________________________________。
解析：对粉碎素粗品进行鉴定采用的是纸层析法，其原理是滤纸对各有机成分的吸附力不同而导致各成分随层析液在滤纸上的运动速度不同，从而使各成分分开。因层析液易挥发，故应在色谱容器上方用玻璃盖盖严。在进行点样时，应注意点样要快速细致，并保持滤纸干燥。层析液深不得超过滤纸基线，否则点样处的有机成分会溶于层析液中。
答案：(1)纸层析法
(2)色谱容器 防止层析液挥发
(3)样品原点 点样应该快速细致并保持滤纸干燥
(4)溶剂 石油醚
(5)粉碎素溶解在层析液中，导致鉴定失败
6． 在遗传病及刑侦破案中常需要对样品DNA进行分析，PCR技术能快速扩增DNA片段，在几个小时内复制出上百万份的DNA拷贝，有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题。据图回答相关问题。
(1)在相应的横线上写出引物Ⅱ，并在复性这一步骤中将引物Ⅱ置于合适的位置。
(2)在相应的横线上写出循环一次后生成的DNA分子
(3)若将作为原料的四种脱氧核苷酸用32P标记，请分析循环一次后生成的DNA分子的特点：__________________，循环n次后生成的DNA分子中不含放射性的单链占总单链的比例为________。
(4)PCR反应过程的前提条件是________，PCR技术利用了DNA的________原理解决了这个问题。
(5)在对样品DNA分析过程中发现，DNA掺杂着一些组蛋白，要去除这些组蛋白可加入的物质是________。
解析：（1）DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，所以引物就提供了3′端，子链延伸方向为5′→3′，引物Ⅰ与b链部分碱基互补，引物Ⅱ则与a链部分碱基互补，且连接到a链的3′端，故引物Ⅱ的结构为5′—G—A—OH，HO—A—G—5′。复性结果为：3′—C—C……A—G—5′
(2)经过一次循环后，产生的两个DNA分子分别含有引物Ⅰ和引物Ⅱ。
(3)由于作为原料的四种脱氧核苷酸被32P标记，所以新合成的子链均含有放射性，一次循环后的两个DNA分子各有一条链含32P，若复制n次，产生子链共2n·2，其中只有DNA母链不含32P，则其所占比例为2/(2n·2)＝1/2n。
(4)DNA复制是以两条母链为模板，按照碱基互补配对原则进行的。因此，首先要解旋，使两条母链的碱基暴露出来，才能按照碱基互补配对原则把相应的碱基一个个地连接起来。只有解旋后，再以母链为模板合成一小段引物，引物才起作用。DNA分子在80℃～100℃的温度范围内变性，双链解开成单链，当温度慢慢降低时，又能重新结合形成双链。
(5)本题考查了DNA中杂质蛋白质的去除，利用酶的专一性，应加入蛋白酶。
答案：(1)5′—G—A—OH HO—A—G—5′
3′—C—C……A—G—5′ 3′—C—C……A—G—5′
↓72℃
(2)3′—C—C……A—G—5′ 5′—C—C……A—G—3′
5′—C—C……A—G—3′→3′—C—C……A—G—5′→[
(3)每个DNA分子各有一条链含32P 1/2n
(4)DNA解旋 热变性
(5)蛋白酶
7． 柠檬油是植物芳香油中的一种，它是一种广谱性的杀虫剂，可杀死蚊子、苍蝇、蟑螂和臭虫等传染疾病的害虫，以及危害粮食、蔬菜的常见害虫，包括幼虫、蛹等，是一种绿色杀虫剂。
(1)柠檬油的挥发性________，易溶于________，比重比较________。
(2)提取柠檬油常用的原料是柠檬花与柠檬果皮，嫩的花朵在蒸馏过程中，精油易被水蒸气分子破坏，所以可采用________法。柠檬果皮中精油的提取适宜采用________法，此种方法是通过________将液相从固液两相混合物中分离出来，必经步骤为：
柠檬果皮 eq \x(A) eq \x( B )
↓ ↓ ↓
浸泡→ 浸泡→清洗→装料→压榨和喷淋→糊状压
出液→eq \x(C)→高速离心→静置分层→分液→柠檬精油
①A是________，目的是____________________________________________________。
②B是________，目的是___________________________________________________。
③C过程为________，目的是________________________________________________。
④实验过程中浸泡橘皮后，需用清水洗涤，其目的是__________________________。
(3)采用柠檬油作为杀虫剂，可以解决其他杀虫剂给人类带来的隐患，其突出的优点是_______________________、____________________。
(4)从生产绿色食品的要求出发，写出防治害虫的三种方法：________________、________________、________________。
解析：(1)(2)水中蒸馏可能发生原料的焦糊问题，而且可能使某些有效成分高温水解，凡存在上述问题的应考虑萃取法或压榨法。用压榨法从柠檬果皮中提取柠檬油时，应用石灰水充分处理，以提高出油率，防止压榨时滑脱等。为了使油与水易分离，还应加入小苏打和硫酸钠。
(3)柠檬油作为一种天然的杀虫剂有其优点：对人、畜无毒，对植物无毒，不污染环境。
(4)防治害虫的方法可结合其他生物学知识来解答，其方法较多，如利用生物天敌防治，利用性外激素干扰其交尾或诱捕，运用生物工程如基因工程或诱变育种培育抗虫作物品种等。
答案：(1)强 有机溶剂 轻
(2)萃取 压榨 机械压力
①石灰水 破坏细胞结构，分解果胶，防止压榨时果皮滑脱，提高出油率
②0.25%的小苏打和5%的硫酸钠 使精油易与水分离
③过滤 除去固体物和残渣
④除去石灰水
(3)对人、其他动物、植物均无毒性 减少对环境的污染
(4)利用天敌进行生物防治害虫 运用生物工程培育抗虫作物品种 利用激素影响昆虫的发育
8． 某研究性学习小组为了探究愈伤组织形成导管是芽的直接作用，还是芽产生的物质的作用，做了如下两组实验：
(1)愈伤组织细胞与根尖分生区细胞相比，在结构上具有________的特点，形成导管的过程称为________。在此过程中离不开的植物激素是________________________________________________________________________。
(2)愈伤组织常用做诱变育种的理想材料，理由是_______________________________。
(3)若形成图示结果的物质是生长素，为了进一步验证导管的形成是由于生长素的作用，请仿照上述实验，提出实验设计思路________________________________________。
解析：(1)愈伤组织是由高度液泡化的薄壁细胞组成，具有一定的分裂能力，在生长素和细胞分裂素的诱导下可以分化成根和丛芽，这一过程称为再分化。
(2)愈伤组织具有分裂能力，而细胞分裂时DNA结构不稳定，容易发生基因突变。
(3)要想证明导管的形成是由于生长素的作用，只需再设置一组对照实验，用含一定浓度生长素的琼脂块和空白琼脂块代替芽，其他条件不变。
答案：(1)高度液泡化 再分化 细胞分裂素和生长素
(2)愈伤组织是一群具有分裂能力的细胞，DNA在细胞分裂时结构最不稳定，最容易发生基因突变
(3)用含一定浓度生长素的琼脂块和空白琼脂块代替芽，进行实验A组
B组
C组
D组
E组
吲哚乙酸
0
3 ppm
3 ppm
0.03 ppm
0
细胞分裂素
0
0.2 ppm
0.002 ppm
1.0 ppm
花芽生长
状况
仍是
组织切块
形成愈伤组织
愈伤组织
分化出根
愈伤组织
分化出嫩芽
稍生长