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- 生物技术实践综合
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- 实验与探究综合
- 生物科学与社会
PCR技术成为分子生物学实验室的一种常规手段,其原理是DNA半保留复制。
(一)在试管中进行DNA的人工复制(如下图),在很短的时间内,将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍,使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。

①PCR即___________________________,是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。加热使DNA双链打开,这一步是打开________键,称为变性。
②当温度降低时,引物与模板末端结合,在DNA聚合酶的作用下,引物沿模板延伸,此过程中原料是脱氧核苷酸,遵循的原则是____________________________。
③若将一个用15N标记的DNA分子放入试管中,以14N标记的脱氧核苷酸为原料,连续复制4次以后,则15N标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为________。若继续循环,该DNA片段共经过30次循环后需要________个引物。
④某样品DNA分子中共含5 000个碱基对,碱基数量满足:A+T/G+C=2/3,若经4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)
(二)下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。

①图中实验材料A为洋葱。研磨前加入的B为洗涤剂和食盐,加入洗涤剂的目的是________________;加入食盐的目的是________________。
②通过上述所示步骤得到滤液C后,再向滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液,再过滤得到滤液D,向滤液D中加入蒸馏水的目的是________________。
③DNA鉴定的原理是____________________________________________。
(一)在试管中进行DNA的人工复制(如下图),在很短的时间内,将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍,使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。

①PCR即___________________________,是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。加热使DNA双链打开,这一步是打开________键,称为变性。
②当温度降低时,引物与模板末端结合,在DNA聚合酶的作用下,引物沿模板延伸,此过程中原料是脱氧核苷酸,遵循的原则是____________________________。
③若将一个用15N标记的DNA分子放入试管中,以14N标记的脱氧核苷酸为原料,连续复制4次以后,则15N标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为________。若继续循环,该DNA片段共经过30次循环后需要________个引物。
④某样品DNA分子中共含5 000个碱基对,碱基数量满足:A+T/G+C=2/3,若经4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)
(二)下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。

①图中实验材料A为洋葱。研磨前加入的B为洗涤剂和食盐,加入洗涤剂的目的是________________;加入食盐的目的是________________。
②通过上述所示步骤得到滤液C后,再向滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液,再过滤得到滤液D,向滤液D中加入蒸馏水的目的是________________。
③DNA鉴定的原理是____________________________________________。
生物技术实践与人们生产和生活密切相关。回答下列有关问题:
(1)无菌技术主要通过消毒和灭菌来避免杂菌污染。常用的灭菌方法有________________(答三种方法)。
(2)在生产葡萄酒的过程中,发现葡萄酒变酸,表面观察到菌膜,造成此现象的生物是________________。腐乳外部有一层致密的“皮”,这是________________的匍匐菌丝形成的。
(3)在制作果醋过程中,榨取的果汁非常浑浊,解决方法是_______________________________。
(4)提取洋葱DNA时,要在切碎的洋葱中加入一定的________________,并进行充分地搅拌和研磨,待过滤后再收集研磨液。
(5)橘皮精油的提取方法不采取水中蒸馏法,是因为该方法会导致_______________等问题。
(1)无菌技术主要通过消毒和灭菌来避免杂菌污染。常用的灭菌方法有________________(答三种方法)。
(2)在生产葡萄酒的过程中,发现葡萄酒变酸,表面观察到菌膜,造成此现象的生物是________________。腐乳外部有一层致密的“皮”,这是________________的匍匐菌丝形成的。
(3)在制作果醋过程中,榨取的果汁非常浑浊,解决方法是_______________________________。
(4)提取洋葱DNA时,要在切碎的洋葱中加入一定的________________,并进行充分地搅拌和研磨,待过滤后再收集研磨液。
(5)橘皮精油的提取方法不采取水中蒸馏法,是因为该方法会导致_______________等问题。
DNA在NaCl溶液中的溶解度有两重性,随着NaCl溶液浓度的变化而变化。
(1)DNA在不同浓度的NaCl溶液中DNA溶解度不同,DNA在_____mol/LNaCl溶液中溶解度最大,而在_________mol/LNaCl溶液中溶解度最小
(2)DNA不溶于酒精,但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液,利用这一原理可以________,可以推测溶于酒精中的可能有_______________________________________________________。
(3)利用DNA遇二苯胺呈_______色的特性,将该物质作为鉴定DNA的试剂。其实验过程要点是向放有DNA的试管中加入4mL的二苯胺试剂混合均匀后,将试管置于________5min,待试管________,观察试管中溶液颜色的变化。这个实验也说明DNA耐________。
(1)DNA在不同浓度的NaCl溶液中DNA溶解度不同,DNA在_____mol/LNaCl溶液中溶解度最大,而在_________mol/LNaCl溶液中溶解度最小
(2)DNA不溶于酒精,但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液,利用这一原理可以________,可以推测溶于酒精中的可能有_______________________________________________________。
(3)利用DNA遇二苯胺呈_______色的特性,将该物质作为鉴定DNA的试剂。其实验过程要点是向放有DNA的试管中加入4mL的二苯胺试剂混合均匀后,将试管置于________5min,待试管________,观察试管中溶液颜色的变化。这个实验也说明DNA耐________。
资料一:PCR(聚合酶链式反应)三个基本反应步骤是模板DNA在体外加热至95℃时解旋成单链,温度降至55℃左右,引物与模板单链按碱基互补配对的原则结合,再调至72℃左右时,DNA聚合酶沿5′→3′(磷酸到五碳糖)的方向延伸引物合成互补链。三个步骤完成一次称为一个循环。
资料二:图1显示了目的基因及其上限制酶切点,A、B、C、D是四种单链DNA片段;图2是质粒(显示限制酶切点和标记基因),一般来说,为了使切割后的目的基因与运载体结合,往往使用两种限制酶,同时还要破坏载体上的一个标记基因。根据资料回答下列问题:

(1)若利用PCR技术增加目的基因的数量,所用的酶是__________。由图1可知,A、B、C、D四种单链DNA片段中应选取__________作为引物,该DNA分子在PCR仪中经过4次循环后会产生DNA片段__________个。
(2)为了提高目的基因和质粒的重组成功率,同时有利于受体细胞的筛选,应该选择的限制酶是________。如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ对质粒进行切割,假设同时只有任意两个位点被切割且每次机会相等,则形成的含有完整抗四环素基因的DNA片段有__________种。
(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是__________。
(4)对基因组文库的描述,不正确的是__________。
资料二:图1显示了目的基因及其上限制酶切点,A、B、C、D是四种单链DNA片段;图2是质粒(显示限制酶切点和标记基因),一般来说,为了使切割后的目的基因与运载体结合,往往使用两种限制酶,同时还要破坏载体上的一个标记基因。根据资料回答下列问题:

(1)若利用PCR技术增加目的基因的数量,所用的酶是__________。由图1可知,A、B、C、D四种单链DNA片段中应选取__________作为引物,该DNA分子在PCR仪中经过4次循环后会产生DNA片段__________个。
(2)为了提高目的基因和质粒的重组成功率,同时有利于受体细胞的筛选,应该选择的限制酶是________。如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ对质粒进行切割,假设同时只有任意两个位点被切割且每次机会相等,则形成的含有完整抗四环素基因的DNA片段有__________种。
(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是__________。
(4)对基因组文库的描述,不正确的是__________。
A.含有某种生物的全部基因 | B.基因中含有启动子和内含子 |
C.文库的基因是通过受体菌承载的 | D.文库中的全部基因可以在物种间交流 |
根据材料回答问题:
材料一:科学家研究发现新型冠状病毒S蛋白(Spike protein,刺突蛋白)可与宿主细胞的病毒受体结合,是决定病毒入侵易感细胞的关键蛋白。
(1)以S蛋白作为______ 可制备单克隆抗体生产快速检测新冠病毒的试剂盒。单克隆抗体制备过程中有两次筛选,第一次筛选的目的是得到______________________ 的杂交瘤细胞,该杂交瘤细胞还需进行_____________________________________ ,经过多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
材料二:新型冠状病毒核酸检测采用荧光定量PCR仪,通过检测荧光信号的累积(以Ct值表示)来确定样本中是否有病毒核酸。新冠病毒的遗传物质为RNA,科学家先将病毒RNA逆转录,再将得到的cDNA进行多聚酶链式反应扩增得到了大量DNA片段(如图所示)。

(2)在上述技术中,用到的酶有_______________________________ (至少写出两种)。
(3)科学家已测出新冠病毒的核酸序列,据图分析,Ⅰ、Ⅱ过程需要根据病毒的核苷酸序列设计__________ 。过程Ⅱ中以cDNA为模板经过_____________________ 三步循环扩增得到多个DNA片段,第____ 次复制后就能获得两条链等长的DNA序列。
(4)采集新冠肺炎疑似患者的咽部细胞样本提取核酸进行上述PCR过程,每一个扩增出来的DNA序列,都可与预先加入的一段荧光标记探针结合,产生荧光信号,扩增出来的靶基因越多,观察到的 Ct值就越_____________ 。
材料一:科学家研究发现新型冠状病毒S蛋白(Spike protein,刺突蛋白)可与宿主细胞的病毒受体结合,是决定病毒入侵易感细胞的关键蛋白。
(1)以S蛋白作为
材料二:新型冠状病毒核酸检测采用荧光定量PCR仪,通过检测荧光信号的累积(以Ct值表示)来确定样本中是否有病毒核酸。新冠病毒的遗传物质为RNA,科学家先将病毒RNA逆转录,再将得到的cDNA进行多聚酶链式反应扩增得到了大量DNA片段(如图所示)。

(2)在上述技术中,用到的酶有
(3)科学家已测出新冠病毒的核酸序列,据图分析,Ⅰ、Ⅱ过程需要根据病毒的核苷酸序列设计
(4)采集新冠肺炎疑似患者的咽部细胞样本提取核酸进行上述PCR过程,每一个扩增出来的DNA序列,都可与预先加入的一段荧光标记探针结合,产生荧光信号,扩增出来的靶基因越多,观察到的 Ct值就越
下列有关“胡萝卜素的提取与鉴定实验”的说法正确的是
A.胡萝卜素是一种脂溶性物质,它是一种纯净物 |
B.乙醇和丙酮为有机溶剂,可作为胡萝卜素提取的萃取剂 |
C.工业上,用养殖岩藻作原料提取胡萝卜素时,直接用新鲜岩藻 |
D.萃取样品中出现了和标准样品一样的层析带说明提取胡萝卜素的实验成功 |
生物技术在生活中应用非常广泛,与我们的日常生活息息相关。回答下列问题:
(1)干白葡萄酒制作前一般将发酵瓶清洗干净,并且要使用______消毒。发酵过程中发现葡萄酒变酸,表面观察到菌膜,造成此现象的微生物是_______,该生物新陈代谢类型为_____。葡萄汁的发酵是否成功,可用____来检验。
(2)腐乳的制作过程中主要利用微生物产生的___________,通过发酵,豆腐中营养物质的种类增多,且更容易消化和吸收。影响腐乳的风味和质量的因素是___________________(至少列举两项,2分)。各地腐乳风味迥异,在原料和菌种相同时,可通过_____制作出不同风味的腐乳。
(3)胡萝卜素是一种常用的食用色素,用萃取法提取胡萝卜素的实验中,得到的萃取液需要用_________方法进行浓缩,在鉴定胡萝卜素粗品时,常用__________法。
(1)干白葡萄酒制作前一般将发酵瓶清洗干净,并且要使用______消毒。发酵过程中发现葡萄酒变酸,表面观察到菌膜,造成此现象的微生物是_______,该生物新陈代谢类型为_____。葡萄汁的发酵是否成功,可用____来检验。
(2)腐乳的制作过程中主要利用微生物产生的___________,通过发酵,豆腐中营养物质的种类增多,且更容易消化和吸收。影响腐乳的风味和质量的因素是___________________(至少列举两项,2分)。各地腐乳风味迥异,在原料和菌种相同时,可通过_____制作出不同风味的腐乳。
(3)胡萝卜素是一种常用的食用色素,用萃取法提取胡萝卜素的实验中,得到的萃取液需要用_________方法进行浓缩,在鉴定胡萝卜素粗品时,常用__________法。
某科研小组尝试从光合细菌中提取类胡萝卜素,流程如图:

(1)将少量污泥样品接入液体培养基中,培养基中加入铵盐和谷氨酸钠为光合细菌的生长提供___________________ ,培养基中没有加入有机碳,从功能上看这种培养基属于___________________ 培养基。
(2)图中②、③过程需要重复几次,目的是___________________ 。该小组进行过程②操作时,其中一个平板经培养后的菌落分布如右图所示,推测接种时可能的操作失误是___________________ 。
(3)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀,一部分进行静置培养,另一部分进行振荡培养。结果发现:振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是:
___________________ 。
(4)从浸提离心干燥后的菌体中提取胡萝卜素常用萃取法,萃取剂应该具有的特点是___________________ ,在鉴定萃取样品时,若标准样品点样偏少,则其扩散的最终位置距点样处会___________________ (偏远、不变、偏近)。

(1)将少量污泥样品接入液体培养基中,培养基中加入铵盐和谷氨酸钠为光合细菌的生长提供
(2)图中②、③过程需要重复几次,目的是
(3)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀,一部分进行静置培养,另一部分进行振荡培养。结果发现:振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是:
(4)从浸提离心干燥后的菌体中提取胡萝卜素常用萃取法,萃取剂应该具有的特点是
为研究和开发天然食用色素,某研究小组取等量相同品种的红枣,采用溶剂提取红枣中部分红色素,用紫外光谱仪测定不同温度下“提取液的吸光度”,实验结果如图所示。已知吸光度越大,红色素含量越高。下列分析较合理的是


A.实验的自变量为红枣生长的不同温度 |
B.实验目的是探究温度对红枣中红色素生成的影响 |
C.红色素可能在较高温度下不稳定 |
D.温度越高,提取液中红色素含量越高 |
胡萝卜素和花青素都是植物体内重要的色素。请回答有关问题:
(1)胡萝卜素具有易溶于__________ 的特点,是_________ (填“挥发性”或“非挥发性”)物质。
(2)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂,应选用其中的__________ 作为胡萝卜素的萃取剂,不选用另外一种的理由是_____________________________________ 。
(3)花青素是构成很多植物花瓣和果实颜色的主要色素之一,花青素主要存在于_________ (填细胞器名称)中。
(4)花青素的提取工艺如下:实验原料加75%酒精添加金属离子研磨组织匀浆水浴保温搅拌70分钟.离心上清液→测花青素提取率
①75%酒精的作用是:______________________ ;若从食品安全角度考虑,则对金属离子的要求是:______________________ 。
②兴趣小组分别对水浴温度、某金属离子的添加浓度进行了探究实验。结果显示,水浴温度在69~71℃范围内,提取率提高;某金属离子的添加浓度在0.1~0.3g/L范围内,提取率较高。他们认为要达到最高提取率,还必须对水浴温度和某金属离子的添加浓度进行进一步优化,并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称:_______________________________ 。
(1)胡萝卜素具有易溶于
(2)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂,应选用其中的
(3)花青素是构成很多植物花瓣和果实颜色的主要色素之一,花青素主要存在于
(4)花青素的提取工艺如下:实验原料加75%酒精添加金属离子研磨组织匀浆水浴保温搅拌70分钟.离心上清液→测花青素提取率
①75%酒精的作用是:
②兴趣小组分别对水浴温度、某金属离子的添加浓度进行了探究实验。结果显示,水浴温度在69~71℃范围内,提取率提高;某金属离子的添加浓度在0.1~0.3g/L范围内,提取率较高。他们认为要达到最高提取率,还必须对水浴温度和某金属离子的添加浓度进行进一步优化,并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称: