1、 考点20 生物技术实践一、选择题1.(2013北京高考T5)关于高中生物学实验的基本原理,叙述不正确的是()A.噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统B.提取组织DNA是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异C.成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透(过)性D.PCR呈指数扩增DNA片段是因为上一轮反应产物可作为下一轮反应模板【解题指南】解答本题时需要注意“一个方式”“三个原理”,即噬菌体寄生方式,提取DNA原理、植物细胞质壁分离原理、PCR扩增原理。【解析】选C。本题考查对生物实验相关知识的掌握情况,特别是对实验原理的理解,难度适中。A项,噬菌体必须在活菌中增殖培
2、养是因其没有细胞结构,缺乏独立的代谢系统,无法完成各项生命活动,故正确;B项,提取组织DNA是利用不同化合物在溶剂中溶解度的不同,故正确;C项,成熟植物细胞发生质壁分离是由于存在浓度差、原生质层(相当于半透膜),原生质层具有选择透过性,而细胞壁全透,故错误;D项,PCR呈指数扩增是因为DNA的半保留复制,所以上一轮的产物可作为下一轮的模板,故正确。2.(2013重庆高考T5)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉,其技术路线为“取材消毒愈伤组织培养出芽生根移栽”。下列有关叙述,错误的是()A.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对细胞的伤害B.在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,
3、可获得染色体加倍的细胞C.出芽是细胞再分化的结果,受基因选择性表达的调控D.生根时,培养基通常应含-萘乙酸等生长素类调节剂【解题指南】解答本题应注意组织培养时的几个“细节”:无菌操作、离体培养、脱分化和再分化。脱分化实际是细胞的增殖过程,再分化实际是重新分化的过程,即基因的选择性表达;在组织培养时需要加入相关的激素,其中生长素主要利于生根,细胞分裂素主要利于发芽。【解析】选B。本题考查植物组织培养的过程和注意事项。组织培养时应确保无菌操作,消毒剂的使用既能杀死表面微生物,又能防止伤害组织细胞,影响组织培养,A项正确;植物细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的原生质体的诱导融合,具有细胞壁的
4、愈伤组织细胞不能诱导融合形成染色体加倍的细胞,B项错误;出芽和生根都是细胞再分化的结果,其实质是基因的选择性表达,C项正确;-萘乙酸为生长素类似物,可诱导愈伤组织生根,D项正确。3.(2013江苏高考T4)某同学用洋葱进行DNA粗提取和鉴定实验,操作错误的是()A.加入洗涤剂后用力进行快速、充分的研磨B.用蛋白酶纯化过滤后的研磨液中的DNAC.加入酒精后用玻璃棒轻缓搅拌D.加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热【解题指南】解答本题,需要注意以下两点:(1)明确洗涤剂的作用是使细胞破碎。(2)明确鉴定DNA和鉴定染色体(质)的染色剂不同,鉴定DNA用二苯胺试剂,鉴定染色体(质)用龙胆紫溶液或醋酸洋红液。【
5、解析】选A。本题考查DNA的粗提取和鉴定实验。A项中,应该是加入洗涤剂和食盐后进行轻缓、充分的搅拌和研磨,故错误。B项中,加入蛋白酶,消除滤液中的蛋白质,用于纯化DNA,故正确。C项中,DNA不溶于酒精溶液,加入酒精后用玻璃棒轻缓搅拌获取的丝状物就是DNA,故正确。D项中,二苯胺试剂用于鉴定DNA,其鉴定过程需要沸水浴加热,故正确。4.(2013江苏高考T6)下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是()A.可用包埋法制备固定化酵母细胞B.反应产物对固定化酶的活性没有影响C.葡萄糖异构酶固定前后专一性不同D.固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应【解题指南】解答本题,需要注意以下两点:(
6、1)明确固定化的对象是细胞还是酶,不同的对象,固定化的方法不同。(2)明确酶促反应中存在反馈调节,其产物可以和酶结合。【解析】选A。本题考查固定化酶和固定化细胞技术。A项中,固定化酵母细胞使用包埋法,固定化酶适合采用化学结合法和物理吸附法,故正确。B项中,酶促反应的产物积累如pH变化会影响酶的活性,故错误。C项中,酶固定前后专一性不变,故错误。D项中,固定化细胞固定的是一系列酶,可以催化一系列反应,但不能催化各种反应底物的反应,故错误。5.(2013江苏高考T14)某研究性学习小组以樱桃、番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是()A.酵母菌是嗜温菌,所以果酒发酵所需的最适温度较
7、高B.先供氧进行果醋发酵,然后隔绝空气进行果酒发酵C.与人工接种的发酵相比,自然发酵获得的产品品质更好D.适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖【解题指南】解答本题,需要注意以下两点:(1)明确微生物之间竞争有机物,一种微生物数量增多,抑制其他微生物的生长。(2)明确醋酸菌可将乙醇变为醋酸。【解析】选D。本题考查果酒和果醋的制作。A项中,20左右适合酵母菌繁殖,酒精发酵一般将温度控制在1825,故错误。B项中,应该先进行果酒发酵,再进行果醋发酵,故错误。C项中,人工接种的发酵菌种经过多次人工选择,发酵效率高,获得产品品质较高,故错误。D项中,发酵菌种和杂菌竞争有机物和生存空间,适当加
8、大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖。6.(2013江苏高考T18)某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。下列叙述正确的是()A.培养基分装到培养皿后进行灭菌B.转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线C.接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养D.培养过程中每隔一周观察一次【解题指南】解答本题,需要注意以下两点:(1)明确处理有机废水的微生物类型是异养型,不需要进行光合作用。(2)明确培养皿是在倒平板的时候使用。【解析】选B。本题考查微生物的分离和培养。A项中,培养基分装到培养皿前进行灭菌,故错误。B项中,从前一区域划线的末端开始往后一区域内划线之前,需要灼烧接种环,故正确。C项中,有
9、机废水中的微生物只能利用现成的有机物,不能进行光合作用,没有必要放在光照培养箱中培养,故错误。D项中,微生物的繁殖速度很快,应培养24 h后观察和记录结果,故错误。7.(多选)(2013江苏高考T22)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应,为了克服这个缺陷,可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是()A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列C.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞【解题指南】解答本题,需要注意
10、以下两点:(1)明确PCR技术扩增DNA时,DNA的复制过程与细胞内DNA复制类似。(2)明确DNA聚合酶不能从起始端合成DNA。【解析】选B、D。本题考查PCR技术。A项中,设计扩增目的基因的引物时,要考虑扩增的目的基因与载体两端序列碱基互补配对,故错误。B项中,DNA复制沿着模板进行,不必知道基因的全部序列,故正确。C项中,PCR技术中的DNA聚合酶是耐高温的DNA聚合酶,不是从受体细胞中提取的DNA聚合酶,故错误。D项中,目的基因编码产物不同,相应的受体细胞不同,故正确。二、非选择题8.(15分)(2013新课标全国卷T39)生物选修1:生物技术实践临床使用抗生素前,有时需要做细菌耐药实
11、验。实验时,首先要从病人身上获取少量样本,然后按照一定的实验步骤操作,以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。回答下列问题:(1)为了从样本中获取致病菌单菌落,可用法或法将样本接种于固体培养基表面,经过选择培养、鉴别等步骤获得。(2)取该单菌落适当稀释,用法接种于固体培养基表面,在37培养箱中培养24 h,使其均匀生长,布满平板。(3)为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性,将分别含有A、B、C、D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置,培养一段时间后,含A的滤纸片周围出现透明圈,说明该致病菌对抗生素A ;含B的滤纸片周围没有出现透明圈,说明该致病菌对抗生素B;含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小
12、,说明;含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小,且透明圈中出现了一个菌落,在排除杂菌污染的情况下,此菌落很可能是抗生素D的。(4)根据上述实验结果,为达到抗菌目的,最好应选用抗生素。【解题指南】本题主要考查微生物培养,解答本题可从以下两个方面着手:(1)分离微生物方法:平板划线法和稀释涂布(平板)法。(2)透明圈的大小表示此种抗生素抗菌能力的强弱。【解析】本题考查微生物接种和抗生素抗菌能力判断。(1)在微生物的培养过程中,常用来分离微生物的方法是稀释涂布(平板)法或平板划线法。(2)为了使微生物在培养基上能够均匀分布,一般用涂布法将微生物接种在培养基上。(3)在抗药性检验过程中,如果在菌落周围出
13、现透明的圆圈,说明此种抗生素可抑制该细菌生长;透明圈的大小表示此种抗生素抗菌能力的强弱,据此可判断A、B、C抗菌能力强弱依次是A、C、B;D的透明圈中出现了一个菌落,说明该菌落对此种抗生素具有耐药性。(4)实验结果表明抗生素A对该致病菌的抗菌效果最好。答案:(1)划线稀释涂布(平板)(或涂布) (2)涂布(3)敏感不敏感该致病菌对C的敏感性比对A的弱耐药菌 (4)A9. (2013新课标全国卷T39)(15分)回答下列有关泡菜制作的问题:(1)制作泡菜时,所用盐水需煮沸,其目的是 。为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的目的是 。(2)泡菜制作过程中,乳酸发
14、酵的过程即为乳酸菌进行的过程。该过程发生在乳酸菌细胞的中。(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有 、和等。(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内,泡菜液逐渐变酸,这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是 ,原因是 。【解题指南】制作泡菜的过程实际是一个无氧呼吸的过程,应注意加入适量的菌种,并注意避免杂菌的污染,因杂菌和菌种之间存在着强烈的竞争关系。【解析】本题以泡菜的制作为命题线索,综合考查制作泡菜的操作过程中所需注意的问题。(1)高温可杀灭杂菌,因此制作泡菜时所用盐水需煮沸。陈泡菜液中含有较多的乳酸菌,在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,可使乳酸菌的数量在较短的时间内迅速增多。(
15、2)泡菜制作过程中,乳酸发酵的过程实际上就是乳酸菌进行无氧呼吸的过程,而乳酸菌为原核生物,无细胞核,因而该过程发生在乳酸菌的细胞质中。(3)泡菜制作过程中,要注意控制腌制的时间、温度和食盐用量,温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,容易造成杂菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加。(4)乳酸菌无氧发酵产生大量的乳酸,导致泡菜液中pH降低,其他杂菌数量减少,乳酸菌数量增多。答案:(1)杀灭杂菌增加乳酸菌数量 (2)无氧呼吸细胞质(3)温度腌制时间食盐用量(4)乳酸菌数量增多,杂菌数量减少乳酸菌比杂菌更为耐酸10.(2013广东高考T28)(16分)地中海贫血症属于常染色体遗传病。一对夫妇生有一位重型地中海
16、贫血症患儿,分析发现,患儿血红蛋白链第39位氨基酸的编码序列发生了点突变(CT)。用PCR扩增包含该位点的一段DNA片段l,突变序列的扩增片段可用一种限制酶酶切为大小不同的两个片段m和s;但正常序列的扩增片段不能被该酶酶切,如图a。目前患儿母亲再次怀孕,并接受了产前基因诊断。家庭成员及胎儿的PCR扩增产物酶切电泳带型示意图见图b。(终止密码子为UAA、UAG、UGA。)(1) 在获得单链模板的方式上,PCR扩增与体内DNA复制不同,前者通过解开双链,后者通过解开双链。(2)据图分析,胎儿的基因型是(基因用A、a表示)。患儿患病可能的原因是的原始生殖细胞通过过程产生配子时,发生了基因突变;从基因
17、表达水平分析,其患病是由于 。(3)研究者在另一种贫血症的一位患者链基因中检测到一个新的突变位点,该突变导致链第102位的天冬酰胺替换为苏氨酸。如果 ,但,则为证明该突变位点就是这种贫血症的致病位点提供了一个有力证据。【解题指南】解答本题时需准确识别电泳结果的图示,根据图示中的分布,写出亲本和子代的基因型。【解析】本题考查人类遗传病中的单基因遗传病、基因的表达和PCR扩增技术相关知识,注重对电泳带型图识图能力的考查。(1)PCR是体外扩增DNA的方式,通过高温使双链解开,体内DNA的复制则是通过解旋酶使DNA双链解开。(2)由题意可知重型地中海贫血症是隐性遗传病,突变后的序列可以被剪切成m和s
18、两个片段,而正常序列无法被剪切,因此母亲、父亲、患儿和胎儿的基因型分别为AA、Aa、aa和Aa,母亲和父亲的基因型为AA和Aa,生下患儿可能是因为母亲的原始生殖细胞通过减数分裂产生配子时发生了基因突变。由图可知,该突变为由模板链的GTC突变成ATC,mRNA上由CAG变成UAG,因此终止密码子提前出现,使翻译提前终止。(3)在没有亲缘关系的患者中检测到存在该突变位点,且正常人不存在该突变位点的纯合子,两者对照分析,能为证明该突变位点就是这种贫血症的致病位点提供有力证据。答案:(1)高温解旋酶(2)Aa母亲减数分裂mRNA上编码第39位氨基酸的密码子变为终止密码子,链的合成提前终止,链变短而失去
19、功能(3)在无亲缘关系的这种贫血症患者中检测到该突变位点正常人未检测到该突变位点的纯合子11.(2013广东高考T29)(16分)某新能源研究兴趣小组尝试用木薯块根的淀粉制备燃料酒精。他们用酶将木薯淀粉降解成单糖。查阅资料后,安装的酒精发酵装置、采用的发酵条件如图。(1)向发酵瓶中加入5 g酵母菌开始实验,发酵初期,通气阀需要偶尔短时间打开,并在A通气口处打气,以利于;实验过程中,通气阀需要偶尔短时间打开,目的是 。(2)第3天,取出少量发酵液,滴加含有的浓硫酸溶液来检测酒精。(3)检测后发现,尽管酵母菌菌种合适、淀粉酶解物充足、操作正确、发酵温度和pH适宜,但酒精含量(+)比预期低,他们展开
20、了讨论,认为还有其他影响因素,如,请设计实验对此因素进行探究并预测实验结果(用表格形式呈现;用“+”表示酒精量,最高含量为“+”)。(4)请对预测的结果进行分析,并得出结论。【解题指南】解答本题时需关注以下两点:(1)酵母菌在有氧和无氧环境下都能生存,属于兼性厌氧菌。(2)酵母菌进行有氧呼吸时能大量繁殖,进行无氧呼吸时能将糖类分解为酒精和二氧化碳。【解析】本题考查酵母菌呼吸作用、发酵产物的检测和发酵条件的控制等知识,重视对实验分析能力和图表设计能力的考查。(1)酵母菌是兼性厌氧菌,在有氧环境下进行有氧呼吸,为自身的生长和繁殖提供足够的能量,因此为了缩短发酵时间需要在发酵初期通气,促进酵母菌的有
21、氧呼吸,以获得大量的酵母菌。而在无氧的环境下,酵母菌进行酒精发酵,在产生酒精的同时也会释放大量的CO2,为了避免容器内压力升高,影响酵母菌的进一步发酵,同时也可能导致装置爆炸,故需要定期排气。(2)由于酒精和酸性重铬酸钾溶液发生反应呈现灰绿色,因此常用含有重铬酸钾的浓硫酸溶液对发酵产物酒精进行检测。(3)据题分析,可以排除温度、pH、营养物质等因素影响,故可能是发酵时间影响酒精的产量。由于试题要求用表格形式呈现探究相关因素对酵母菌产生酒精产量的影响,因此设计表格时要设所选择的因素为自变量,酒精产量为因变量,同时还要根据所选因素所产生的可能结果用试题规定符号“+”反映出因变量的相对含量,注意最高
22、含量为“+”。(4)根据所选择的自变量,结合因变量的变化情况和所学知识进行分析推理,得出结论。答案:(1)酵母菌生长和繁殖释放CO2(2)重铬酸钾 (3)发酵时间实验组号发酵时间(天)3456789预测结果+注:酵母菌加量为5 g,其他条件与题图相同。(4)预测结果中,发酵7天酒精的产量已达到最高,大于7天酒精产量不再增加,可能原因是高浓度酒精抑制酵母菌活性,因而在此装置和酵母菌加量为5 g时,最好的发酵时间是7天。12.(2013海南高考T30)(15分)根据相关知识,回答胡萝卜素提取和酶应用方面的问题:(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时,通常在萃取前要将胡萝卜粉碎和,以提高萃取效率;水蒸气蒸馏
23、法(填“适合”或“不适合”)胡萝卜素的提取,原因是 ;鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时,通常可采用 法,并以 样品作为对照。(2)若要提高衣物上血渍的去除效果,可在洗衣粉中加入酶,因为该酶能将血红蛋白水解成可溶性的或;若要提高衣物上油渍的去除效果,洗衣粉中可添加酶;使用加酶洗衣粉时,水温过低或过高时洗涤效果不好的原因分别是 。【解题指南】解答本题时需关注以下两点:(1)提取不同植物的有效成分所用的方法不一定相同,需要根据原料的特点进行选择。(2)酶具有专一性,含有不同酶制剂的加酶洗衣粉对于不同的污渍洗涤效果不同。【解析】本题考查胡萝卜素的提取和加酶洗衣粉的作用原理。(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时
24、,通常在萃取前要将胡萝卜粉碎和干燥。干燥是为了去水,以提高萃取效率。水蒸气蒸馏法不适合胡萝卜素的提取,因为水蒸气蒸馏法适用于分离挥发性物质,而胡萝卜素为非挥发性物质,不能随水蒸气蒸馏出。胡萝卜素的鉴定,通常采用纸层析法。利用胡萝卜素能够溶解在层析液中,并随层析液在滤纸上的扩散而扩散。同一物质在层析液中的溶解度相同,在滤纸上的扩散速率也相同,不同物质在层析液中的溶解度不同,在滤纸上的扩散速率也不同。可以用标准样品(胡萝卜素)做对照,分析萃取样品是否含胡萝卜素和杂质。(2)加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂,如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制剂等。加酶洗衣粉中的碱性蛋白酶制剂可以使奶渍、血渍等多种蛋白质污垢
25、降解成易溶于水的小分子肽或氨基酸。碱性脂肪酶制剂能将脂肪水解成容易被水冲洗掉的甘油和脂肪酸,从而达到清除衣物上脂质污垢的目的。酶的活性易受温度影响:低温会大大降低酶的活性,高温则可能使酶变性失活。答案:(1)干燥不适合水蒸气蒸馏法适用于分离挥发性物质,而胡萝卜素为非挥发性物质,不能随水蒸气蒸馏出纸层析标准的胡萝卜素(2)碱性蛋白(或蛋白)氨基酸小分子肽脂肪水温过低时酶活性较低,水温过高会使酶变性失活13.(8分)(2013山东高考T34)胡萝卜素是一种常用的食用色素,可分别从胡萝卜或产生胡萝卜素的微生物体中提取获得,流程如下:(1)筛选产胡萝卜素的酵母菌R时,可选用或平板划线法接种。采用平板划
26、线法接种时需要先灼烧接种环,其目的是。(2)培养酵母菌R时,培养基中的蔗糖和硝酸盐可以分别为酵母菌R提供和。(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时,干燥过程应控制好温度和,以防止胡萝卜素分解;萃取过程中宜采用方式加热以防止温度过高;萃取液浓缩前需进行过滤,其目的是。(4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素。鉴定过程中需要用胡萝卜素标准样品作为 。【解题指南】解答本题时,需要注意以下两点:(1)明确酵母菌的培养需要碳源、氮源、生长因子等,糖类物质是重要的碳源之一。(2)明确胡萝卜素易分解,干燥时间过长会造成胡萝卜素分解。【解析】本题考查微生物的实验室培养、植物有效成分的提取。(1)接种微生物的方法主要有稀释涂布平板法和平板划线法,接种过程为了避免其他杂菌的污染,要进行无菌操作,所以接种前需对接种环灼烧灭菌。(2)蔗糖主要提供碳源,也可以作为能源物质,硝酸盐含氮元素,可提供氮源。(3)温度过高、干燥时间过长会导致胡萝卜素分解;由于萃取剂往往有挥发性,直接加热时挥发出来的有机溶剂遇明火易爆炸;萃取后需将原料中的固体物滤去。(4)提取出来的胡萝卜素往往不是纯的,用标准样品主要起对照的作用。答案:(1)稀释涂布平板法(或稀释混合平板法) 灭菌(或防止杂菌污染)(2)碳源氮源 (3)时间水浴滤去不溶物(4)(实验)对照