高考生物热点题型和提分秘籍专题44 生物技术在其他方面的应用解析版.docx

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高考生物热点题型和提分秘籍专题44生物技术在其他方面的应用解析版

1．从生物材料中提取某些特定的成分（Ⅱ）。

2．植物的组织培养（Ⅱ）。

3．DNA和蛋白质的提取和分离技术（Ⅱ）。

4．PCR技术的基本操作和应用（Ⅰ）。

热点题型一植物组织培养技术

例1、如图甲是植物组织培养过程示意图，图乙是植物激素对愈伤组织分化影响的示意图。

据图回答下列问题。

（1）植物组织培养的原理是植物细胞具有______________。

（2）在A过程中，为了有利于嫩枝组织细胞启动细胞分裂形成愈伤组织，常常需要在配制好的培养基中添加__________。

嫩枝组织细胞接种后2～5天时，若发现其边缘局部污染，原因可能是________________________________。

（3）在过程B中，若愈伤组织没有形成根，但分化出了芽，其原因可能是____________________；若要获得更多的愈伤组织，培养基中两种激素的含量应该是__________________________________。

（4）切取经光照一段时间后的幼苗芽尖处的组织块，消毒后，接种到诱导再分化的培养基中培养，该培养基中两种植物激素浓度相同。

从理论上分析，分化的结果是__________；原因是_______________________________________________。

【答案】

（1）全能性

（2）植物激素嫩枝组织细胞消毒不彻底（3）培养基中生长素较少，细胞分裂素较多细胞分裂素的量中等，生长素较少（4）生根培养基中细胞分裂素与生长素的浓度相等，而经光照后的幼苗芽尖处组织块含较多生长素，因此组织块处的细胞分裂素相对较少，生长素相对较多，故诱导生根

【提分秘籍】

生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的作用的判断方法

（1）有生长素存在，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。

（2）使用顺序不同，结果不同，见下表：

使用顺序

实验结果

先生长素，后细胞分裂素

有利于细胞分裂，但细胞不分化

先细胞分裂素，后生长素

细胞既分裂也分化

同时使用

分化频率提高

（3）用量比值不同，结果也不同，见下表：

生长素/细胞分裂素

结果

比值高时

促进根分化，抑制芽形成

比值低时

促进芽分化，抑制根形成

比值适中

促进愈伤组织形成

【方法技巧】

植物组织培养操作中应注意的几个问题

（1）材料的选取：

菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝；月季花药的培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。

（2）外植体消毒：

所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量分数为0．1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。

（3）培养过程：

在初期，菊花的组织培养需光照，月季花药的培养不需光照；而在后期均需光照。

（4）月季花药培养得到的并不都是单倍体植株：

花粉壁发育成二倍体，花药发育成单倍体。

（5）花药开裂长出愈伤组织或释放出胚状体时，应及时转移到分化培养基上。

【举一反三】

植物的花药培养在育种上有特殊的意义。

植物组织培养可用于无病毒植株及细胞产物的工厂化生产等方面。

请回答相关问题。

（1）利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。

一般来说，在__________期花药培养的成功率最高。

为了选择该期的花药，通常选择__________的花蕾。

确定花粉发育时期最常用的方法有__________法，但是对于花粉细胞核不易着色的植物，需采用__________法，该法能将花粉细胞核染成__________色。

（2）若要进行兰花无病毒植株的培育，首先选择兰花的__________作为外植体。

从外植体到无病毒植株试管苗，要人为控制细胞的__________和__________过程。

（3）进行组织培养需配制MS培养基，在该培养基中常需要添加__________、__________等激素。

欲有利于根的分化，植物激素的用量比例应为__________。

（4）不同植物的组织培养除需营养和激素外，__________等外界条件也很重要。

（5）无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，下列各项中使用化学药剂进行消毒的是__________，采用灼烧方法进行灭菌的是__________。

（填序号）

①培养皿②培养基

③实验操作者的双手④三角锥形瓶

⑤接种环⑥花蕾

【答案】

（1）单核靠边完全未开放醋酸洋红焙花青—铬矾蓝黑

（2）茎尖分生组织脱分化（或去分化）再分化

（3）生长素细胞分裂素（两空顺序可以颠倒）生长素多于细胞分裂素

（4）pH、温度、光照

（5）③⑥⑤

热点题型二DNA和蛋白质技术

例2、多聚酶链式反应（PCR技术是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，其简要过程如下图所示。

下列关于PCR技术叙述不正确的是

A．PCR技术是在实验室中以少量DNA制备大量DNA的技术

B．反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板

C．PCR技术中以核糖核苷酸为原料，以指数方式扩增

D．应用PCR技术与探针杂交技术可以检测基因突变

【答案】C

【解析】理解PCR技术的原理是解题的关键。

PCR技术是人工合成DNA的方法，原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸。

【提分秘籍】

凝胶色谱法和电泳法分离蛋白质的分析

（1）凝胶色谱法：

只看蛋白质的相对分子质量大小，先洗脱出来的相对分子质量大。

（2）电泳法

①特点：

移动速度由多种因素共同决定，包括待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同。

②常用方法：

SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳，带电性质和电量主要取决于SDS－聚丙烯酰胺凝胶颗粒，分离效果只看蛋白质的相对分子质量大小。

【举一反三】

某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动，具体步骤如下：

材料处理：

称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份，每份10g。

剪碎后分成两组：

一组置于20℃，另一组置于－20℃条件下保存24h。

DNA粗提取：

第一步：

将上述材料分别放入研钵中，各加入15mL研磨液，充分研磨。

用两层纱布过滤，取滤液备用。

第二步：

先向6只小烧杯中分别注入10mL滤液，再加入20mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。

第三步：

取6支试管，分别加入等量的2mol/LNaCl溶液溶解上述絮状物。

DNA检测：

在上述试管中各加入4mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热5min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表。

材料保存温度

花菜

辣椒

蒜黄

20℃

＋＋

＋

＋＋＋

－20℃

＋＋＋

＋＋

＋＋＋＋

（注：

“＋”越多表示蓝色越深）

分析上述实验过程，回答下列问题：

（1）该探究性实验课题名称是__________________。

（2）第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少__________。

（3）根据实验结果，得出结论并分析。

①结论1：

与20℃相比，相同实验材料在－20℃条件下保存，DNA的提取量较多。

结论2：

_________________________________。

②针对结论1，请提出合理的解释：

_______________。

（4）氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。

为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是______________________________，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。

【答案】

（1）探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响

（2）DNA断裂（3）①等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的DNA量最多②低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢（4）将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液

热点题型三植物有效成分的提取

例3．根据植物芳香油提取的相关知识，回答下列问题：

（1）玫瑰精油的提取可使用如图所示装置，这种方法叫__________法；蒸馏时收集的蒸馏液__________（填“是”或“不是”纯的玫瑰精油，原因是________________________。

进水口是图中的__________（填图中的编号。

（2）柠檬芳香油的提取常用__________法。

（3）胡萝卜素是__________色的结晶。

从胡萝卜中提取胡萝卜素常用__________法，常用做溶剂的为___________________（填“水溶性有机溶剂”或“水不溶性有机溶剂”）。

【答案】

（1）水蒸气蒸馏不是玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物③

（2）压榨

（3）橘黄萃取水不溶性有机溶剂

【提分秘籍】

植物有效成分提取过程的注意事项

（1）在玫瑰精油的提取过程中，加入NaCl的目的是增加水层的密度，有利于玫瑰油与水分层，加入无水Na2SO4的目的是吸收精油中残留的水分。

（2）在提取橘皮精油时，为了提高出油率，需要将柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡，浸泡时间为10h以上。

橘皮要浸透，这样压榨时不会滑脱，且出油率高，过滤时不会堵塞筛眼。

（3）在胡萝卜素的提取中，原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件也能影响萃取。

因此在萃取的过程中，要先将萝卜进行粉碎和干燥，使之与萃取剂充分接触，提高溶解度。

【举一反三】

胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得，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。

采用平板划线法接种时需先灼烧接种环，其目的是______________________。

（2）培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酶母菌R的生长提供__________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品作为__________。

【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

【解析】

（1）筛选纯化产胡萝卜素的酵母菌R时，可用平板划线法或稀释涂布平板法，接种时需先灼烧接种环，目的是去除上面附着的杂菌。

（2）微生物的生长需要碳源、氮源、水、无机盐等，蔗糖可提供碳源，硝酸盐可提供氮源。

（3）提取胡萝卜素时，干燥过程需要控制好温度和时间，防止胡萝卜素分解。

萃取过程中易采用水浴方式加热，以防止温度过高。

过滤的目的是滤去不溶物。

（4）鉴定过程需要用胡萝卜素标准品作为对照。

1.（2019·江苏卷.13）血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具,下列叙述正确的是（）

A.每块血细胞计数板的正中央有1个计数室

B.计数室的容积为1mm×1mm×0.1mm

C.盖盖玻片之前,应用吸管直接向计数室滴加样液

D.计数时,不应统计压在小方格角上的细胞

【答案】B

2.（2019·江苏卷.25）图1、2分别为“DNA的粗提取与鉴定”的实验中部分操作步骤示意图,下列叙述正确的是（）

A.图1、2中加入蒸馏水稀释的目的相同

B.图1中完成过滤之后保留滤液

C.图2中完成过滤之后弃去滤液

D.在图1鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质

【答案】BCD

【解析】图1中加入蒸馏水的目的是使鸡血细胞吸水涨破，释放其中的核物质，图2中加入蒸馏水的目的是降低NaCl的浓度，使DNA的溶解度降低析出，A错误；由于DNA溶于水，所以图1中完成过滤后DNA存在于滤液中，需保留滤液，B正确；图2中DNA析出，则过滤后弃去滤液，保留黏稠物，C正确；在图1中鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉，蛋白质水解形成肽和氨基酸，溶于水，不利于去除杂质，D正确。

3.（2019·江苏卷.20）下图为制备人工种子部分流程示意图,下列叙述正确的是（）

A.胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织

B.该过程以海藻酸钠作为营养成分,以CaCl2溶液作为凝固剂

C.可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖,为胚状体提供碳源

D.包埋胚状体的凝胶珠能够隔绝空气,有利于人工种子的储藏

【答案】C

4.（2019·广东卷.3）关于DNA的实验，叙述正确的是

A用兔的成熟红细胞可提取DNABPCR的每个循环一般依次经过变性-延伸-复性三步

CDNA溶液与二苯胺试剂混合，沸水浴后生成蓝色产物

D用甲基绿对人的口腔上皮细胞染色，细胞核呈绿色，细胞质呈红色

【答案】C

【解析】兔的成熟红细胞没有细胞核,不能用其提取DNA,A项错误;PCR的每个循环一般依次经过变性-复性-延伸三步,B项错误;DNA溶液与二苯胺试剂混合,沸水浴后生成蓝色产物,C项正确;用甲基绿对人的口腔上皮细胞染色,只有细胞核呈绿色,D项错误。

5.（2019·天津卷.7）DHA对脑神经发育至关重要。

以A、B两种单细胞真核藻为亲本，利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻。

两种藻特性如下表。

亲本藻

优势代谢类型

生长速率（g/L.天）

固体培养基上菌落直径

DHA含量（‰）

A藻

自养

0.06

小

0.7

B藻

异养

0.14

大

无

据表回答：

（1）选育的融合藻应具有A藻与B藻的优点。

（2）诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻，其目的是获得。

（3）通过以下三步筛选融合藻，步骤可淘汰B藻，步骤可淘汰生长速成率较慢的藻落，再通过步骤获取生产所需的融合藻。

步骤a：

观察藻落的大小

步骤b：

用不含有机碳源（碳源——生物生长的碳素来源）的培养基进行光照培养

步骤c：

测定DHA含量

（4）以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组试验，结果如下图。

①甲组条件下，融合藻产生[H]的细胞器是；丙组条件下产生ATP的细胞器是。

②与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快，原因是在该培养条件下。

甲、乙两组DHA产量均较高，但实际生产中往往采用甲组的培养条件，其原因是。

【答案】

（1）产生DHA、自养特性快速生长

（2）原生质体

（3）bac

（4）①线粒体、叶绿体线粒体

②融合藻既能光能自养又能异养

融合藻利用光能和简单的无机物即能生长，不需要添加葡萄糖，可降低成本，也可防止杂菌生长

【解析】

（1）由表格信息可知选育的融合藻要具有A藻的自养特性且能产生DHA，还有具有B藻的生长速率快的特点。

（2）藻类具有细胞壁，用纤维素酶可除去其细胞壁又不会损伤原生质体，由此可推知用纤维素酶处理的目的是获得有活性的原生质体。

（3）A藻可自养，不需要有机碳源，而B藻异养，必须有有机碳源，由此可推知“步骤b：

用不含有机碳源（碳源——生物生长的碳素来源）的培养基进行光照培养”用于筛选出A藻，淘汰B藻。

由表格信息：

生长速率快的菌落直径大，生长速率小的菌落直径小，因此可根据菌落的大小即步骤a淘汰生长速率慢的的A藻。

融合藻必须能产生DHA，因此通过前两步的选择再结合DHA含量的鉴定即步骤c就可以筛选出符合要求的融合藻了。

（4）①融合藻能进行光能自养，因此光照条件下细胞中能产生[H]的细胞器是线粒体和叶绿体；黑暗条件下融合藻不能进行光合作用而只能进行呼吸作用，因此能产生ATP的细胞器是线粒体。

②乙组生长速率快原因是：

由图示可知乙组既有光照又有葡萄糖，可知在该条件下融合藻既能进行光能自养又能进行异养。

由图示可知甲组的条件是：

光照和无机物，而乙组的条件是：

光照和有机物，由此可分析出甲组生产成本低，另外缺乏有机碳源可防止异养微生物（杂菌）的生长。

1、（2019·江苏单科，16）下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验叙述，错误的是（）

A．酵母和菜花均可作为提取DNA的材料

B．DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸馏水

C．向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可见玻棒上有白色絮状物

D．DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝

【答案】C

2．（2019·江苏，29）为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。

请回答下列问题：

（1）外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为________________。

（2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图所示。

细胞干重在12d后下降的原因有__________________；培养液中蔗糖的作用是________、____________。

（3）多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。

二倍体愈伤组织细胞经________处理，会产生染色体加倍的细胞。

为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和________酶解离愈伤组织。

若愈伤组织细胞（2n）经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合理的解释是________、________。

（4）为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细胞固定化类似。

下列说法正确的有________（填序号）。

①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋

②必须在光照条件下培养

③培养过程中需通空气

④固定化后植物细胞生长会变慢

【答案】

（1）脱分化

（2）蔗糖浓度下降，pH降低提供能源调节渗透压

（3）秋水仙素（低温）果胶经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期经加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期

（4）①③④

3．（2019·山东卷，35）玉米是重要的粮食作物，经深加工可生产酒精、玉米胚芽油和果糖等。

流程如下：

（1）玉米秸秆中的纤维素经充分水解后的产物可被酵母菌利用发酵生产酒精。

培养酵母菌时，该水解产物为酵母菌的生长提供________。

发酵过程中检测酵母菌数量可采用________法或稀释涂布平板法计数。

（2）玉米胚芽油不易挥发，宜选用________法或________法从玉米胚芽中提取。

【答案】

（1）碳源显微镜直接计数

（2）压榨萃取（注：

两空可颠倒）

【解析】

（1）培养酵母菌时，玉米秸秆中的纤维素的水解产物为酵母菌的生长提供碳源。

检测酵母菌数量可采用显微镜直接计数法或稀释涂布平板法计数。

（2）玉米胚芽油不易挥发，宜选用压榨法或萃取法从玉米胚芽中提取。

4．（2019·山东理综，34）胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得，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。

采用平板划线法接种时需先灼烧接种环，其目的是________。

（2）培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供________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，鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为________。

【答案】

（1）稀释涂布平板法灭菌（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

5．（2019·江苏高考）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DNA

C．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

【答案】A

【解析】本题可用排除法进行解答。

破碎植物细胞时，加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生大量的泡沫，不利于后续步骤的操作，A错误。

6．（2019·江苏，31）某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究，请回答下列问题。

（1）2,4－D常用于籼稻愈伤组织的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。

为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需________（填“升高”“保持”或“降低”）2,4－D的浓度。

（2）当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽，通常在培养基中添加________，以促进幼苗形成。

（3）研究中用显微镜可以观察到的现象是________（填下列序号）。

①绿色芽点细胞排列松散②刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离③胚状体细胞中有叶绿体④分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致

（4）经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，叶绿素总量不变。

某同学用________（填序号：

①绿色②红色③蓝紫色④黄色）光照射突变体和对照叶片，检测到两者光合放氧速率差异不大。

若取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第________条色素带（自上而下）窄于对照组。

（5）胚乳（3n）由一个精子与两个极核受精发育而成。

若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织，培育三倍体，需适时剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的________，还可避免再生苗中混有________。

【答案】

（1）降低

（2）适量的生长素（3）③（4）①④4

（5）增殖与分化二倍体幼苗

1．用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列说法错误的是

A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的

B．该愈伤组织的细胞没有全能性

C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成的

D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构

【答案】B

【解析】愈伤组织经细胞分裂和再分化发育成新的植株，所以具有全能性。

2．下列叙述中错误的是

A．改变NaCl溶液的浓度只能使DNA溶解而不能使其析出

B．在沸水浴中，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色

C．用电泳法可分离带电性质、分子大小和形状不同的蛋白质

D．用透析法可去除蛋白样品中的小分子物质

【答案】A

【解析】在不同浓度的氯化钠溶液中DNA的溶解度不同，在0．14mol/L的氯化钠溶液中溶解度最小，DNA析出，呈丝状物，过滤后存在于黏稠物中；在2mol/L的氯化钠溶液中溶解度最大，所以DNA呈溶解状态，过滤后存在于滤液中。

3．“DNA的粗提取与鉴定”实验中，操作正确的是

A．取制备好的鸡血细胞液5～10mL注入烧杯中，迅速加入物质的量浓度为0．14mol/L的NaCl溶液20mL，同时用玻璃棒沿同一方向快速搅拌5min，可使血细胞破裂，释放出DNA

B．整个DNA提取过程中，两次加蒸馏水的目的都是为了降低溶液中NaCl的浓度，使DNA分子的溶解度达到最低，析出DNA分子

C．整个DNA提取操作中，两次加入2mol/L的NaCl溶液，目的都是使DNA尽可能多地溶解在NaCl溶液中

D．DNA鉴定操作中，只要向溶有DNA的NaCl溶液中加入4mL的二苯胺试剂，即可出现蓝色

【答案】C

4．有关植物芳香油的提取方法叙述不正确的是

A．植物芳香油具有较强的挥发性，能随水蒸气蒸发，因此可利用蒸馏法提