资源描述
专题20 生物技术在其他方面的应用
考点五十九 植物组织培养
高考试题
1.(2012年广东理综,T2,4分,★☆☆)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是( )
A.组织培养 B.细胞杂交
C.显微注射 D.核移植
解析:培育脱毒幼苗的原理是利用植物细胞的全能性,将不含病毒的植物细胞或者组织(如茎尖等)通过植物组织培养技术获得幼苗,故选A。
答案:A
2.(2011年江苏单科,T16,2分,★☆☆)下列有关植物组织培养的叙述,正确的是( )
A.愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
C.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子
D.植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得
解析:愈伤组织是一团无定形状态的薄壁细胞。二倍体植株的花粉经脱分化与再分化处理后会得到单倍体植株,然后再经秋水仙素处理,得到稳定遗传的二倍体植株。胚状体外包上人工薄膜,可制成人工种子。
答案:D
3.(2012年新课标全国理综,T39,15分,★☆☆)为了探究6BA 和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响,某研究小组在MS培养基中加入6BA 和IAA,配制成四种培养基(见下表),灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体,在适宜条件下培养一段时间后,统计再生丛芽外植体的比率(m),以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n),结果如下表。
培养基
编号
浓度/mg·L-1
m/%
n/个
6BA
IAA
1
0.5
0
76.7
3.1
2
0.1
77.4
6.1
3
0.2
66.7
5.3
4
0.5
60.0
5.0
回答下列问题:
(1)按照植物的需求量,培养基中无机盐的元素可分为 和 两类。上述培养基中,6BA属于
类生长调节剂。
(2)在该实验中,自变量是 ,因变量是 ,自变量的取值范围是 。
(3)从实验结果可知,诱导丛芽总数最少的培养基是 号培养基。
(4)为了诱导该菊花试管苗生根,培养基中一般不加入 (填“6BA”或“IAA”)。
解析:(1)据植物的需求量,元素分为大量元素和微量元素,6BA 属于细胞分裂素类的生长调节剂。
(2)据实验目的和实验中的数据,分析得出IAA的浓度是自变量,菊花再生丛芽外植体的比率和外植体上的丛芽平均数均是因变量;由表中数据可以看出IAA的浓度范围是0~0.5 mg·L-1。
(3)再生丛芽的外植体的比率乘以外植体上丛芽平均数即为丛芽总数,故最少的是1号培养基。
(4)因为诱导试管苗生根需要生长素用量和细胞分裂素用量的比值比较高,故培养基中不需要加6BA。
答案:(1)大量元素 微量元素 细胞分裂素
(2)IAA浓度 再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n) 0~0.5 mg·L-1 (3)1
(4)6BA
4.(2010年安徽理综,T31Ⅱ,9分,★☆☆)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染病毒传给后代,导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖技术的基本过程如下:
外植体愈伤组织芽、根植株
请回答:
(1)微型繁殖培育无病毒草莓时,一般选取 作为外植体,其依据是 。
(2)在过程①中,常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和 ,在配制好的培养基中,常常需要添加 。有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织,接种后2~5 d,若发现外植体边缘局部污染,原因可能是 。
(3)在过程②中,愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根,但分化出了芽,其原因可能是
。
点睛:本题考查植物组织培养的过程,涉及选材、培养基成分等知识,考查学生的理解能力。
解析:培育无病毒植株幼苗,应选择不含病毒部分培养,而植物体新生部位不含病毒,植物组织培养培养基成分应包含大量元素、微量元素、有机物,另外常常需要添加植物激素诱导植物细胞分裂、分化,外植体边缘局部污染,说明消毒不彻底,不同植物激素的比例影响植物细胞发育方向,生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成,比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成。
答案:(1)茎尖(或根尖) 茎尖(或根尖)病毒很少,甚至无病毒 (2)有机物 植物激素 外植体消毒不彻底 (3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低
5.(2009年山东理综,T34,8分,★★☆)人参是一种名贵中药材,其有效成分主要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下:
请回答:
(1)配制诱导愈伤组织的固体培养基,分装后要进行 。接种前,要对人参根进行 。
(2)用于离体培养的根切块,叫做 。培养几天后发现少数培养基被污染,若是有颜色的绒毛状菌落,属于 污染;若是有光泽的黏液状菌落,属于 污染。
(3)用少量 酶处理愈伤组织,获取单细胞或小细胞团,在液体培养基中进行悬浮培养,可有效提高人参皂苷合成量。
(4)人参皂苷易溶于水溶性(亲水性)有机溶剂,从培养物干粉中提取人参皂苷宜选用 方法,操作时应采用 加热。
点睛:以植物组织培养为材料背景考查了植物组织培养过程,涉及培养基及消毒灭菌、物质的提取和鉴定等相关知识,考查学生的获取信息能力和综合应用能力。
解析:(1)配制培养基并分装后要用灭菌锅灭菌,接种前,要对材料进行消毒(不能填灭菌,灭菌时是采用强烈的理化因素杀菌)。
(2)比较菌落特征。真菌污染:有颜色的绒毛状菌落。细菌污染:有光泽的黏液状菌落。
(3)利用果胶酶处理愈伤组织可以获得单个的细胞。
(4)由题干,人参皂苷易溶于亲水性有机溶剂,故而采用萃取的方法可以从培养物干粉中提取人参皂苷。
答案:(1)灭菌 消毒 (2)外植体 真菌(霉菌) 细菌
(3)果胶 (4)萃取(浸取) 水浴
模拟试题
1.(2013安庆模拟)下图是某组织培养过程的简图。下列有关说法中,正确的是( )
花粉粒愈伤组织胚状体植株
A.花药离体培养的条件与种子萌发的条件完全相同
B.若花粉粒核中有两个或多个染色体组,则所得植株为二倍体或多倍体
C.②③过程都是细胞分化过程,因此起作用的激素只有生长素
D.该过程体现了植物细胞的全能性
解析:花药离体培养的条件更高,需要MS培养基,另外还需要适宜的pH、温度和光照,而种子萌发需要适宜的温度、水分等,所以A错误;花粉培养形成的植株称为单倍体,所以B错误;在细胞分化过程中多种激素起作用,其中起主要作用的是细胞分裂素和生长素,所以C错误;在该过程中,单个细胞最终培养成了植株,体现了植物细胞的全能性。所以D正确。
答案:D
2.(2012临沂模拟)以下关于花药接种和培养实验操作中错误的一项是( )
A.每瓶接种花药7~10个,20~30天后,花药开裂形成幼小植株后才给予光照
B.花药培养至开裂后,将长出的愈伤组织及时转移到分化培养基上
C.花药培养至开裂后,将释放出的胚状体整体移到新的培养基上继续培养
D.对培养出来的植株作进一步鉴定和筛选
解析:花药培养至开裂后,将释放出的胚状体尽快分开,并分别转移到新的培养基上,否则,这些植株将很难分开。
答案:C
3.(2012北京顺义模拟)下面是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图,相关叙述中正确的是( )
四倍体兰花叶片愈伤组织胚状体植株
A.②阶段会发生减数分裂过程
B.①阶段需生长素而③阶段需细胞分裂素
C.此过程体现植物细胞具有全能性
D.此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体
解析:②阶段发生有丝分裂,不会发生减数分裂;①阶段需要生长素和细胞分裂素,且两者含量相当,②阶段诱导生根需要较多的生长素,诱导生芽需要较多的细胞分裂素;上述过程为植物组织培养,该技术体现了细胞具有全能性;此兰花的花药离体培养得到的植株为单倍体。
答案:C
4.(2013东北三省统考)如下图是某生命科学研究院利用玉米种子作为实验材料所做的一些科学实验。请认真读图并回答下列问题:
(1)取B株幼苗的茎尖进行组织培养(B→C),发育成植株D,取其花药进行离体培养,幼苗经秋水仙素处理(E→F),又发育成为F植株。
①从生殖方式上分析,B→D属于 生殖。
②从细胞分裂方式上分析,B→D→E→F过程中分别发生了 (分裂类型)。
③从遗传特点上分析,D和F性状表现的特点是 。
(2)①、②是将纯种黄色玉米种子搭载飞船进行失重和宇宙射线处理。③是从太空返回的玉米种子种植后的高大植株,④是③自花受粉所结的果穗,其上出现了从来没有见过的红粒性状。那么,这种性状的出现是 结构改变引起的,属于 。
解析:该题从组织培养、生殖方式、细胞分裂、遗传变异、新陈代谢等多方面对所学知识进行综合考查,组织培养属于无性繁殖,前后代性状表现一致,基因突变产生新的基因。
答案:(1)①无性 ②有丝分裂→减数分裂→有丝分裂 ③D后代性状表现一致,F出现性状分离
(2)基因 基因突变
5.(2011株洲二模)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代,导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下:
外植体愈伤组织芽、根植株
(1)外植体经组织培养最终可以形成一个完整植株,这一过程体现了植物细胞的 。其中过程①为 ,过程②为 。
(2)影响植物组织培养的因素除植物体自身原因、植物激素用量及比值等因素外,还与环境条件有密切关系,包括:营养物质、 、 、光照等。
(3)愈伤组织的细胞排列疏松无规则,是一种高度 的薄壁细胞,愈伤组织形成芽、根的过程与培养基中 与 (植物激素)的比例有密切关系,该比值较高时有利于根的分化,抑制芽的形成。
(4)在组织培养的过程中,无菌技术也是实验能否成功的重要因素,请说明下列各项需要消毒,还是需要灭菌。
①锥形瓶 ②培养皿 ③操作者的手 ④草莓植株 ⑤接种环 ⑥培养基
(填编号)需要灭菌, (填编号)需要消毒。
解析:本题考查植物组织培养的过程及影响因素。(1)植物组织培养的过程体现了植物细胞的全能性,外植体经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化形成芽、根等。(2)影响植株组织培养的外界因素包括环境温度、pH及光照等。(3)愈伤组织是高度液泡化的薄壁细胞,在愈伤组织形成芽、根的过程中,与培养基中的生长素和细胞分裂素的比例密切相关。(4)需要消毒的是:①锥形瓶、②培养皿、⑤接种环、⑥培养基,其中的接种环灼烧灭菌,培养皿和锥形瓶干热灭菌或高压蒸汽灭菌,培养基采用高压蒸汽灭菌;需要消毒的是:③操作者的手和④草莓植株,对草莓植株的消毒既要考虑消毒效果,又要考虑草莓植株的耐受性。
答案:(1)全能性 脱分化 再分化
(2)温度 pH (可以调换位置)
(3)液泡化 生长素 细胞分裂素
(4)①②⑤⑥ ③④
考点六十 PCR技术的基本操作和应用
高考试题
(2011年江苏单科,T33,8分,★★☆)请回答基因工程方面的有关问题:
(1)利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测,第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为 。
②在第 轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图),请分别说明理由。
①第1组: ;
②第2组: 。
(3) PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶,下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能,这是因为
。
(4)用限制酶EcoRV、MboⅠ单独或联合切割同一种质粒,得到的DNA片段长度如下图(1 kb即1 000个碱基对),请画出质粒上EcoRV、MboⅠ的切割位点。
点睛:本题考查PCR技术的原理、过程、条件等知识,考查学生图示获取信息能力和综合应用能力。
解析:(1)①一个亲代DNA复制4次得到16个DNA,不含引物A的DNA就一个,其余均含有引物A,故含有引物A的DNA的比例为15/16。②由图示知,第一、二轮循环合成的子链长度均不同,根据半保留复制特点,前两轮循环产生的4个DNA分子的两条链均不等长,第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链,如下图所示。
(2)第1组中,引物Ⅰ和引物Ⅱ中第3、4个碱基发生互补导致失效。第2组中,引物Ⅰ'折叠后会出现与后面5个碱基的互补而失效。(3)DNA聚合酶在催化DNA合成时可将多个核苷酸连接起来,形成DNA单链。
(4)单独用EcoRV可将质粒切成一段,说明在其上有一个EcoRV切点。单独使用MboⅠ能将环状质粒切成2.5 kb和11.5 kb两段,说明在质粒上有两个Mbo Ⅰ切点,且切点在2.5 kb和11.5 kb之间。两者共同使用时,环状质粒被切成三段,说明在质粒上共有三个切点,如图所示,说明EcoRV的切点在5.5 kb和6 kb之间,如下图所示。
答案:(1)①15/16 ②三
(2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效
②引物Ⅰ'自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
(3) DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上
(4)见图
模拟试题
1.(2013上饶模拟)多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环:95 ℃下使模板DNA变性、解链→55 ℃下复性(引物与DNA模板链结合)→72 ℃下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是( )
A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现
B.复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠互补配对原则完成
C.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸
D.PCR与细胞内DNA复制相比,所需要酶的最适温度较高
解析:变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现;复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠互补配对原则完成;延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种脱氧核糖核苷酸;PCR与细胞内DNA复制相比,所需要酶的最适温度较高。
答案:C
2.(2013江西八校联考)退火温度是影响PCR特异性的较重要的因素。变性后温度快速冷却至40~60 ℃,可使引物和模板发生结合。PCR的结果可不考虑原来解旋开的两个DNA模板链的重新结合,原因不包括( )
A.由于模板DNA比引物复杂得多
B.引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞
C.加入引物的量足够多而模板链数量少
D.模板链加热解旋已经变性不可能再次结合
解析:DNA分子在94 ℃左右的温度范围内双螺旋结构解体,双链打开,在DNA分子复制时提供模板,这个过程称为变性。当温度缓慢降低到40~60 ℃时,两条解聚的单链分别与引物结合,称为退火,故D项阐述错误。
答案:D
3.(2011江门模拟)PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比,主要有两点不同,它们是( )
①PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA
②PCR过程不需要DNA聚合酶
③PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶,而是通过对反应温度的控制来实现的
④PCR过程中,DNA不需要解旋,直接以双链DNA为模板进行复制
A.③④ B.①② C.①③ D.②④
解析:PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比较,主要有两点不同:(1)PCR过程需要的引物是人工合成的单链DNA或RNA,长度通常为20~30个核苷酸。(2)PCR过程中,DNA解旋不依赖解旋酶,而是通过对反应温度的控制来实现的。
答案:C
4.(2012宁夏模拟)PCR利用了DNA热变性的原理,PCR仪实际上也是一种能自动调控温度的仪器,对PCR过程中“温度的控制”的说法中错误的是( )
A.酶促反应需要高的温度,是为了确保模板是单链
B.延伸的温度必须大于退火温度,而小于变性温度
C.DNA聚合酶不具热变性,要用耐高温的聚合酶
D.DNA解旋酶不具热变性,为了确保模板是单链
解析:PCR是一种体外DNA扩增技术。DNA双链的解开不需要解旋酶,靠高温使其变性,双链螺旋结构解体,双链分开,退火前,在耐高温的DNA聚合酶作用下根据碱基互补配对原则合成新的DNA,因此延伸的温度要大于退火温度小于变性温度。
答案:D
5.(2013临沂模拟)多聚酶链式反应(PCR)是一种体外扩增DNA片段的技术。可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等方面。回答以下问题:
(1)细胞内DNA复制过程中,引物的作用是 ,而且DNA复制的前提是 。
(2)PCR利用了 原理,可通过控制温度来控制双链的解旋与结合。
(3)PCR技术用到的酶是 ,与细胞内DNA复制时发挥相同作用的酶相比区别在于 。
(4)下面表格是DNA体内复制与PCR反应的部分比较结果。通过比较分析,请推导出PCR反应合成DNA子链时能量来源于 。
原料
ATP
DNA体内复制
四种脱氧核苷酸
需要
PCR反应
脱氧胞苷三磷酸、脱氧腺苷三磷酸
脱氧胸苷三磷酸、脱氧鸟苷三磷酸
不需要
(5)假如PCR反应所用的引物含有放射性、模板不具有放射性,且引物不被切除,则经过n次循环,具有放射性的脱氧核苷酸链占总链数的比值为 。
解析:(1)DNA具有双螺旋结构,复制时遵循碱基互补配对原则,所以打开氢键,DNA聚合酶方可在引物的引导下从引物3'端开始连接脱氧核苷酸。(2)PCR技术就是模拟细胞内DNA复制的一项技术,只不过该技术中双链的解旋与结合是通过温度来控制的,原因在于DNA具有热变性。(3)Taq DNA聚合酶具有耐高温的特性。(4)DNA无论是体内复制还是体外复制,子链合成过程中都要消耗能量,而PCR反应不加入ATP供能,且加入的原料也不是四种脱氧核苷酸,可见PCR所用原料在水解成相应脱氧核苷酸时,能释放出等同于ATP水解的能量。(5)DNA复制n次产生2n个DNA,共有2n+1条脱氧核苷酸链,由于母链不具有放射性,所以具有放射性的脱氧核苷酸链占总链数的比值为=。
答案:(1)使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 解开双链(或打开氢键)
(2)DNA的热变性
(3)Taq DNA聚合酶 耐高温
(4)所用原料水解产生相应脱氧核苷酸时所释放的能量
(5)
考点六十一 蛋白质的提取和分离
高考试题
(2011年广东理综,T5,4分,★☆☆)以下关于猪血红蛋白提纯的描述,不正确的是( )
A.洗涤红细胞时,使用生理盐水可防止红细胞破裂
B.猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核,提纯时杂蛋白较少
C.血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测
D.在凝胶色谱法分离过程中,血红蛋白比分子量较少的杂蛋白移动慢
点睛:本题考查血红蛋白的提取和分离技术,考查学生的理解能力。
解析:D错误,血红蛋白分子量大,由凝胶颗粒间下移,而分子量较小的杂蛋白则进入凝胶颗粒内部,其下移路径长,速度慢。A正确,洗涤的目的是去除杂蛋白以利于后续步骤的分离纯化,加入的是生理盐水,缓慢搅拌10 min,低速短时间离心,重复洗涤三次,直至上清液不再呈现黄色,表明红细胞已洗涤干净。B正确,哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核与众多的细胞器,提纯时杂蛋白较少。C正确,血红蛋白是有色蛋白,因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液(如果操作都正确,能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整,随着洗脱液缓慢流出)。这使得血红蛋白的分离过程非常直观,简化了操作。
答案:D
模拟试题
1.(2013临沂模拟)凝胶色谱法分离蛋白质时,凝胶的种类较多,但其作用的共同点是( )
A.改变蛋白质分子通过凝胶时的路径
B.吸附一部分蛋白质,从而影响蛋白质分子的移动速度
C.将酶或细胞固定在细胞中
D.与蛋白质分子进行化学反应,从而影响其移动速率
解析:凝胶是一些微小的多孔的球体,较小的蛋白质分子进入凝胶内部,所经过的路径长,所以洗脱出来较慢,而较大的蛋白质分子则相反,并且,由于凝胶种类多,孔径大小不同,可进一步改变进入凝胶内部不同大小蛋白质的路径。
答案:A
2.(2012资阳高三期末)下列关于蛋白质的提取与分离的叙述正确的是( )
A.在凝胶色谱柱内,相对分子质量较大的蛋白质路程较长,但移动速度较快
B.从凝胶色谱柱中最后分离出来的是相对分子质量较小的蛋白质
C.蛋白质的纯化使用最多的方法是SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法
D.分离血红蛋白溶液时,离心管的第三层是脂类物质
解析:在凝胶色谱柱内,相对分子质量大的蛋白质不能进入凝胶内,路程短,移动速度快;而相对分子质量小的蛋白质会进入凝胶内,路程长,移动速度慢,最后洗脱出来的是相对分子质量较小的蛋白质,A项错误、B项正确;SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳法是蛋白质纯度鉴定使用最多的方法,C项错误;分离血红蛋白溶液时,离心管中将出现四层,其中第三层就是血红蛋白溶液,D项错误。
答案:B
3.(2013杭州一模)在蛋白质的提取和分离实验中,下列对样品处理过程中,正确的是( )
A.洗涤红细胞的目的是去除血浆中的葡萄糖、无机盐
B.洗涤时离心速度过小,时间过短,白细胞等会沉淀,达不到分离的效果
C.洗涤过程选用0.1%的生理盐水
D.透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质
解析:透析的原理是渗透,其目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质。
答案:D
4.(2013吉林扶余模拟)如图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置,请回答下列问题:
(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分,其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有 功能。我们通常选用猪、牛、羊等动物的血液进行实验,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。加入柠檬酸钠的目的是
。
(2)甲装置中,B是血红蛋白溶液,则A是 ;乙装置中,C溶液的作用是 。
(3)甲装置用于 ,目的是 。用乙装置分离蛋白质的方法叫 ,是根据
分离蛋白质的有效方法。
在操作中加样(下图)的正确顺序是 。
(4)最后经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行 。
解析:(1)血红蛋白能携带氧气,体现了蛋白质具有运输功能。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,柠檬酸钠具有防止血液凝固的作用。(2)甲装置中,B是血红蛋白溶液,则A是磷酸缓冲液;乙装置中,C溶液的作用是洗脱血红蛋白。(3)甲装置用于透析(粗分离),目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质。用乙装置分离蛋白质的方法叫凝胶色谱法,是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。(4)经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。
答案:(1)运输 防止血液凝固
(2)磷酸缓冲液 洗脱血红蛋白
(3)透析(粗分离) 去除样品中相对分子质量较小的杂质 凝胶色谱法 相对分子质量的大小 ④、①、②、③
(4)纯度鉴定
5.(2011江西六校联考)红细胞含有大量血红蛋白,红细胞的机能主要是由血红蛋白完成的。我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎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)分离蛋白质分子的一种常用方法是凝胶色谱法,也叫做 ,是根据 分离蛋白质的有效方法。
(2)血红蛋白提取和分离的程序可分为 、 、 和纯度鉴定。
(3)洗涤红细胞的目的是 ,以利于后续步骤的分离强化。采集的血样要及时分离红细胞,分离时采用低速短时间 ,然后用胶头吸管吸出上层透明的 ,将下层暗红色的红细胞液体倒入烧杯,再加入 洗涤,如此重复,直至上清液中没有黄色。
(4)将洗涤好的红细胞倒入烧杯中,加入 和 充分搅拌,红细胞破裂,释放出血红蛋白。
解析:(1)凝胶色谱法也叫分配色谱法,其依据是相对分子质量的大小;(2)血红蛋白提取和分离的步骤为:样品处理、粗分离(透析)、纯化和纯度鉴定;(3)红细胞洗涤目的是去除杂蛋白,以利于后续步骤的分离纯化;洗涤红细胞是采用低速短时间离心;(4)血红蛋白的释放时要加入蒸馏水和甲苯,分离血红蛋白是采用高速长时间离心的方法。
答案:(1)分配色谱法 相对分子质量
(2)样品处理 粗分离 纯化
(3)去除杂蛋白 离心 黄色血浆 五倍体积的生理盐水
(4)蒸馏水 40%体积的甲苯
考点六十二 从生物材料中提取某些特定的成分
高考试题
1.(2013年江苏单科,T4,2分,★★☆)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
点睛:本题考查DNA粗提取和鉴定实验的操作要领及纯化DNA的方法,意在考查考生实际操作与分析问题的能力。
解析:加入洗涤剂后研磨动作要轻缓、柔和,否则会产生许多泡沫,不利于后续步骤的操作,A项错误;蛋白酶能够分解蛋白质,因此能起到纯化DNA的目的,B项正确;加入酒精后用玻璃棒搅拌时,动作要轻缓,以免加剧DNA分子的断裂,导致DNA分子不能形成絮状沉淀,C项正确。加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热来鉴定DNA,D项正确。
答案:A
2.(2011年山东理综,T34,8分,★★☆)研究发现柚皮精油和乳酸菌素(小分子蛋白质)均有抑菌作用,两者的提取及应用如图所示。
柚皮糊状液体柚皮精油
乳酸菌A培养液乳酸菌素
抑菌实验
(1)柚皮易焦糊,宜采用 法提取柚皮精油,该过程得到的糊状液体可通过 除去其中的固体杂质。
(2)筛选乳酸菌A时可选用平板划线法或 接种。对新配制的培养基灭菌时所用的设备是 。实验前需对超净工作台进行 处理。
(3)培养基中的尿素可为乳酸菌A生长提供 。电泳法纯化乳酸菌素时,若分离带电荷相同的蛋白质,则其分子量越大,电泳速度 。
(4)抑菌实验时,在长满致病菌的平板上,会出现以抑菌物质为中心的透明圈。可通过测定透明圈的 来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。
点睛:本题考查植物有效成分的提取与微生物的培养与应用,考查考生对知识点的识记。
解析:(1)柚皮易焦糊,宜采用压榨法提取柚皮精油,不宜用蒸馏法,压榨所得糊状液体可通过过滤除去其中的固体杂质。
(2)接种方法常用的为平板划线法和稀释涂布平板法,对培养基灭菌时所用的设备是高压蒸汽灭菌锅。实验前需对超净工作台进行紫外线消毒处理。
(3)培养基中的尿素可为乳酸菌A生长提供碳源和氮源。电泳法纯化乳酸菌素时,若分离带电荷相同的蛋白质,则其相对分子质量越大,电泳速度越慢。
(4)抑菌实验时,在长满致病菌的平板上,会出现以抑菌物质为中心的透明圈。可通过测定透明圈的大小来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。
答案:(1)压榨 过滤
(2)稀释涂布平板法 高压蒸汽灭菌锅 紫外线消毒
(3)碳源和氮源 越慢 (4)直径或大小
3.(2010新课标全国理综,T37,15分,★★☆)下列是与芳香油提取相关的问题,请回答:
(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取,其理由是玫瑰精油具有 的性质。蒸馏时收集的蒸馏液 (填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油,原因是
。
(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时,蒸馏过程中,影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和 。
当原料量等其他条件一定时,提取量随蒸馏时间的变化趋势是 。
(3)如果蒸馏过程中不进行冷却,则精油提取量会 ,原因是 。
(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度 的地方,目的是 。
(5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示。提取精油时采摘花的最合适时间为 天左右。
(6)从薄荷叶中提取薄荷油时 (填“能”或“不能”)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法,理由是
。
点睛:本题主要考查芳香油的提取。考查学生的识记和理解能力。
解析:(1)根据玫瑰精油的化学性质确定提取的方法;蒸馏时,玫瑰精油会随水分一起蒸馏出来,因此蒸馏得到的是油水混合物。(2)影响玫瑰精油提取的因素很多,如蒸馏的时间、温度等。(3)蒸馏过程中如果不进行冷却,部分玫瑰精油会随水蒸气挥发而流失,导致精油提取量下降。(4)由于玫瑰精油具有易挥发的特点,因此,如果瓶装的玫瑰精油密封不严,最好放在温度较低的环境中,以减少挥发。(5)分析题图可以看出,a天时花中精油的相对含量最高,是提取精油的最佳时期。(6)由于薄荷油与玫瑰精油的物理化学性质相似,因此,可以采用提取玫瑰精油的方法提取薄荷油。
答案:(1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定 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
(2)蒸馏温度 在一定时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加,一定时间后提取量不再增加
(3)下降 部分精油会随水蒸气挥发而流失
(4)较低 减少挥发 (5)a
(6)能 薄荷油与玫瑰精油的物理化学性质相似
4.(2009年海南单科,T25,18分,★☆☆)请回答下列与实验室提取芳香油有关的问题:
(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、 和 。
(2)芳香油溶解性的特点是不溶于 ,易溶于 ,因此可用 作为提取剂来提取芳香油。
(3)橘子果实含有芳香油,通常可用 作为材料提取芳香油,而且提取时往往选用新鲜的材料,理由是 。
(4)对材料压榨后可得到糊状液体,为除去其中的固体物获得乳状液可采用的方法是 。
(5)得到的乳状液加入氯化钠并放置一段时间后,芳香油将分布于液体的 层,原因是
。加入氯化钠的作用是 。
(6)从乳状液中分离得到的芳香油要加入无水硫酸钠,此试剂的作用是 。
点睛:本题考查实验室提取芳香油有关知识,考查学生的识记和理解能力。
解析:(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、蒸馏法、萃取法。(2)芳香油溶解性的特点是不溶于水,易溶于有机溶剂,因此可用有机溶剂作为提取剂来提取芳香油。(3)一般采用新鲜的橘子皮来提取橘皮精油,因为新鲜的含有芳香油多。(4)除去液体中的固体常用方法是过滤。(5)芳香油密度比水小,且不溶于水,会浮在液体的表面。加入氯化钠会增加水层密度,使油和水分层。(6)无水硫酸钠的作用可以吸收芳香油中残留的水分。
答案:(1)蒸馏法 萃取法
(2)水 有机溶剂 有机溶剂
(3)橘子皮 芳香油含量较高
(4)过滤
(5)上 油层的密度比水层小且不溶于水 增加水层密度,使油和水分层
(6)吸收芳香油中残留的水分
模拟试题
1.(2013乐山模拟)作为萃取胡萝卜素的有机溶剂,哪一项不符合实验要求( )
A.能充分溶解色素 B.与水混溶
C.对人无毒 D.易与产品分离
解析:胡萝卜素是有机物,易溶于有机溶剂,有机溶剂应能充分溶解色素,对人无毒,易与产品分离,所以B选项符合题意。
答案:B
2.(2012长沙模拟)在用水蒸气蒸馏法制取玫瑰乳浊液和提纯过程中,使用无水Na2SO4、NaCl的作用分别是( )
A.分层、吸水 B.溶解、吸水
C.吸水、分层 D.分层、萃取
解析:水蒸气蒸馏法制取玫瑰乳浊液和提纯过程中,加入NaCl,增加盐的浓度,使油水分层;加入无水Na2SO4的作用是吸收水分。
答案:C
3.(2013兖州模拟)生物组织中存在多种有机物,不同的有机物其提取与鉴定方法不尽相同。根据所学知识,请回答下列问题。
(1)在香料工业提取的“液体黄金”玫瑰精油中,要求不含有任何添加剂或化学原料,其提取方法主要是 ;玫瑰精油的提取需大量原料,通常采用 技术实现玫瑰的快速繁殖。
(2)橘皮精油具有诱人的橘香味,是食品、化妆品和香水配料的优质原料,具有很高的经济价值,主要通过 法提取。
(3)用萃取法提取胡萝卜素,萃取的效率主要取决于 ,同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响;在对新鲜胡萝卜进行干燥时,要注意控制 ,否则会引起胡萝卜素的分解;提取的胡萝卜素粗品可通过 法进行鉴定。
(4)凝胶色谱法是根据 分离蛋白质的有效方法,电泳分离法是根据各种物质分子的 的不同,使待分离样品中各分子的迁移速度不同而实现分子分离的。
解析:主要考查植物芳香油的提取方法。(1)根据玫瑰精
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