近20年来,PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规实验手段,其原理是利用DNA半保留复制,在试管中进行DNA的人工复制(如图),在短时间内,将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍,从而使实验室所需要的遗传物质不再受限于活的生物体。
(1)加热使DNA双链间的______键完全打开,称为_______;而在细胞中是在_______酶的作用下进行的。
(2)如果只需要大量克隆模板DNA中间的某个特定区段,应该加入__________种特定的引物。当温度降低至55℃时,引物与两条“舒展”的模板的特定位置结合,在DNA聚合酶的作用下,只能在引物的__________端连接脱氧核苷酸,两条子链的延伸方向都是_________。
(3)PCR技术的必需条件,除了模板、原料、酶之外,至少还有三个条件,即液体环境、适宜的_________和________,前者由________自动调控,后者则靠_______来维持。
(4)通过PCR技术使DNA分子大量复制,如果将一个用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,连续复制四次之后,则15N标记的DNA分子占全部DNA分子总数的比例是____________。
关于DNA粗提取的实验材料的选择,也经过了多次实验效果的比较,最终选择鸡血做实验材料的原因是什么?请回答下列问题:
⑴血细胞中红细胞 ,家鸡属于鸟类,新陈代谢旺盛,因而血液中 细胞数目较多,可以提供丰富的 。
⑵实验前由老师制备血细胞液供同学们做实验材料,而不用鸡全血,主要原因是 。
⑶生活在牧区的人们,采集牛.羊和马血比较方便,若他们按实验要求完成实验步骤后,结果是 ,这是因为这些动物和人一样,成熟的红细胞中 ,但若改用动物肝脏做实验材料,实验能顺利进行。这是因为 。
⑷若选用动物肝脏做实验材料,在提取之前,最好增加 程序,使组织细胞更易分离。
(1)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。
①图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的________和________过程。
②培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值以及使用________都会影响到植物的组织培养。③图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是________。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞
时,常用的酶是________和纤维素酶。
④提取辣椒素过程中,萃取加热时需安装冷凝回流装置,其目的是_____________________。
(2)在制作泡菜时,盐水中清水和食盐的质量比为 ;盐水要先煮沸腾的目的是
;盐水煮沸腾后要冷却才可以使用的原因是
。
(3)“每天喝一点,健康多一点”,这是“宁夏红”率先提出的消费理念,将积淀了千百年的枸杞药食文化和中国红文化完美结合起来,更增添了品牌的文化魅力和优势。下图为“宁夏红”枸杞果酒生产工艺流程简图,据图回答问题。
选料→?→粉碎→灭菌→接种→发酵→?→果酒
①流程中?处的内容分别应为________、________。
②制作果酒时,温度应该控制在________,果酒酿造过程中如果果汁灭菌不合格,含有醋酸杆菌,在酒精发酵旺盛时,醋酸杆菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸? _____________。
③果酒制作是否成功,需发酵后用________来鉴定,在酸性条件下,该物质与酒精反应呈现________色。
在人类文明史中,酵母菌是最早被应用的微生物,可在缺氧环境下生存。目前已知有1000多种酵母菌。根据所学知识,回答以下问题。
Ⅰ 家庭酿造米酒的具体操作过程如下:先将糯米加热煮熟,待冷却至30℃,加少许的水和一定量的“酒药”(酵母菌菌种),与糯米混合后置于一瓷坛内(其他容器也可)。在糯米中央挖一小洞,加盖后置于适宜地方保温(28℃),30小时左右即可。
(1)将糯米加热煮熟的目的是______________________________。
(2)要冷却至30℃后才能加入“酒药”的原因是____________________________。
(3)在糯米中央挖一小洞的原因是___________________________。
(4)瓷坛并未完全密封,坛内无氧发酵的环境如何形成? _____。
(5)现有一瓶酵母菌的葡萄糖液,通入不同浓度的氧气时,其产生的酒精和CO2的量如图所示。假定两种呼吸作用产生CO2的速率相同,在氧浓度为a时发生的情况是( )
A.100%酵母菌进行发酵 | B.30%的酵母菌进行发酵 |
C.60%的酵母菌进行发酵 | D.酵母菌停止发酵 |
Ⅱ 右图是某同学利用葡萄酿制葡萄酒和果醋的实验装置示意图。该同学设计的实验流程如下:采摘新鲜葡萄→冲洗葡萄,去除梗枝→发酵瓶消毒,葡萄榨汁、过滤→葡萄汁装入发酵瓶→发酵酿造葡萄酒→发酵酿造果醋。请结合实验装置示意图和实验流程回答下面的问题:
(1)该同学把葡萄汁装入发酵瓶后没有向发酵瓶接种酵母菌,但是他仍然通过发酵获得了葡萄酒。为什么? 。
(2)该同学所设计的实验装置中排气口通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连的作用是 。
(3)使用该装置制酒时,应该 充气口;制醋时,应将充气口 。(每空1分)
下图为酿制葡萄酒的两个简易装置,请分析回答:
(1)果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌在有氧无氧条件下都能生存,所以,它属于_____微生物。
(2)在葡萄酒的自然发酵过程中,酵母菌的来源是 。
(3)制作果酒,需将温度严格控制在____。制作果酒后制作果醋,应将温度控制在 。分别写出与果酒果醋制作有关的反应方程式: 、 。
(4)甲装置中,A液体是___________,NaHCO3溶液的作用是 ;若用乙装置,在发酵过程中,必须进行的操作是 。与乙装置相比,甲装置的优点是 。
(5)葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间,这是因为______________________。
(6)在果酒酿造过程中,如果果汁灭菌不严格,含有醋酸杆菌 ,在酒精发酵旺盛时,醋酸杆菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸? 。
回答下列有关提取生物体内物质的问题:
(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。我们应选用 的血液进行实验。取新鲜的血液,要切记在采血容器中预先加入 。
(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。
(4)最后经SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳进行__________________。
(5)图丙为用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果。根据结果,某同学得出“提取的血红蛋白有两条肽链”的结论,这种说法可靠吗?并说明理由__________________________________。
(6)图丁为胡萝卜素粗品鉴定装置示意图,胡萝卜素粗品鉴定的方法名称是________,a的作用是________, e为________, f为________;若f没及e会导致______________________。
葡萄发酵可产生果酒、果醋,请利用相关的知识回答以下问题:
(1)如下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化,④过程需要__________适宜条件。
(2)将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中,在温度等适宜的条件下
进行发酵,如下图所示。发酵过程中,每隔一段时间均需排气一次。据图分析,操作错误的是__________,发酵结束后,检验甲发酵过程中产物的方法是__________。
(3)如下图是采用纯化酵母菌培养的两种接种方法接种后培养的效果图。
判断图A所用接种方法的依据是______________,图B效果的接种方法是______________。
(4)自己在家中制作的果醋很容易腐败,而包装瓶上写着105℃高温瞬时的果醋瓶上写着“不含任何防腐剂,最长保质期为一年”,其中的奥秘是_____________。
(5)在下图中用曲线表示正常果酒发酵阶段酵母菌种群个体数量的变化情况。
(11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)对材料压榨后可得到糊状液体,为除去其中的固体物质获得乳状液可采用的方法是___ __。
(4)橘子果实含有芳香油,通常可用____ _作为材料来提取芳香油,而且提取时往选用新鲜的材料,理由是 ___ 。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____ _。
【生物―――选修1生物技术实践】农村中泡菜的制作方法是:新鲜的蔬菜经过整理、清洁后,放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中,然后向坛中加入盐水、香料及一些“陈泡菜水”。密封后置于阴凉处,最适环境温度为28~30 ℃。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”,前者是用盐过多,后者是用盐过少。在实验室或工厂化生产泡菜时,还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。
(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是_________________。
(2)若要获得大量乳酸菌菌种,应选用培养基培养,培养基中应有____________、________、水、无机盐等营养,同时还必须满足________、________等具体培养条件的要求。
(3)菜坛为要密封的原因是_________________________。若菜坛有裂缝,可能会出现的结果是____________________。加入“陈泡菜水”的作用是_______________________。
(4)若制作的泡菜特别咸而不酸,最可能的原因是_________,如何调整_____________。
(5)关于测定亚硝酸盐含量实验操作的有关叙述,正确的是( )
A.泡菜制作需要配制盐水,其中盐与水的质量比为4∶1 |
B.在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应形成玫瑰红色染料 |
C.制备样品处理液,加入氢氧化铝乳液的目的是除去色素等杂质,得到澄清溶液 |
D.泡菜腌制时间长短会影响亚硝酸盐含量,但温度和食盐的用量不影响其含量 |
【生物一选修1:生物技术实践】
请回答下列生物技术方面的问题。
Ⅰ. 微生物接种的方法中最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法,前者是通过 (1)
在琼脂固体培养基表面连续 (2) 的操作,将 (3) 逐步 (4) 到培养基的表面。后者则是将菌液进行一系列的 (5) ,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,然后进行 (6) 。菌落是在固体培养基上由 (7) 细胞繁殖而来的形态 (8) 的子细胞群体。
Ⅱ. 如图为提取胡萝卜素的装置图,请据图回答下列问题:
装置图中④内加入的萃取液最好是 (9) ,原料在加
入前,一般要进行 (10) 处理。[⑤]的作
用是 (11) 。该萃取过程采用的
是水浴加热,其目的是 (12) 。
[生物一选修1:生物技术实践]
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)通过花药培养产生花粉植株(即单倍体植株)一般有两种途径:一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株,另一种是花粉在诱导培养基上先形成 ,再将其诱导分化成植株。
(2)在花粉发育的过程中,只有某一个时期对离体刺激敏感,一般来说,在____________ 期,花药培养成功率高,为了挑选到此期的花药,通常选择________ 的花蕾。
(3)为了进一步确定花粉是否处于适宜的发育期,一般要通过 来观察,通常需要用 来染色,但有些植物的花粉核不易着色,需采用焙花青一铬矾法,此方法能将花粉细胞核染成 色。
(4)采用的MS固体培养基中除含有多种大量元素和微量元素外,还需添加植物激素,其中主要是 。
(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 。(答序号)
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
(1)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。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,其必经步骤如下图,据图回答下列问题:
①A是 ,②B是 ,③C过程为 。
(2)胡萝卜素的萃取流程为:胡萝卜―→粉碎―→干燥―→萃取―→过滤―→浓缩―→胡萝卜素。
①萃取的效率主要取决于 。
②在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中,应严格将________和________控制在一定范围内。
③提取的胡萝卜素可通过________ 法进行鉴定,在鉴定过程中需要用________ 作对照。
酵母菌等微生物在日常生活中发挥着越来越大的作用。请回答下列问题:
(1)酵母菌的培养最好使用下列哪种培养基 。
A.牛肉膏蛋白胨培养基 | B.麦芽汁琼脂培养基 |
C.蛋白胨酵母膏培养基 | D.MS培养基 |
(2)酵母菌是一种真菌,可用于制作果酒。
①果汁发酵后是否产生酒精,可以用 来检验,在酸性条件下,该物质与酒精反应呈 色。
②酵母菌细胞固定化可大大提高生产效率。固定酵母菌细胞时首先需要将干酵母放入 中活化。
(3)拟将新筛选获得的优良酿酒酵母扩大培养,酵母菌种群数量的变化如下表所示。生产用菌种一般选用快速增值阶段的菌体,由表中数据分析,第 天的酵母菌适宜用于固定化。
时间/天 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
酵母菌数(×106/mL) |
0.8 |
1.8 |
3.0 |
5.6 |
4.8 |
2.0 |
0.8 |
0.4 |
(4)现在工厂化生产果酒,为提高果酒的品质,更好地抑制其他微生物的生长,采取的措施是 ,并接入合适的菌种。
(5)果醋有水果和食醋的营养保健功能,是集营养、保健、食疗等功能为一体的新型饮品。下面是某同学设计的果酒和果醋制作的实验流程。
冲洗应特别注意不能反复冲洗,原因是 。
由图可知果醋的制作往往在果酒制作基础上进行,请用相关反应式表示这一过程: 。
(6)小麦脱粒以后还有大量的麦秆,主要成分为木质素、纤维素和半纤维素,但是酵母菌无法直接利用,原因是其 。
(14)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。
(1)柚皮易焦糊,宜采用 法提取柚皮精油。
(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。
圆褐固氮菌是自生固氮菌,为经济有效地提高农作物产量,人们一直在努力研究、寻找固氮基因。对基因的研究常常因研究样品中DNA含量太低而难以进行,PCR技术有效地解决了这个问题。如今对基因的深入研究使人类跨入了蛋白组研究时代,从复杂的细胞混合物中提取、分离高纯度的蛋白质是该研究要做的基本工作之一。
(1)某同学在做微生物实验时,不小心把圆褐固氮菌样品和酵母菌样品混在一起,已知青霉素会影响固氮菌的生长繁殖,但不影响真菌的生长繁殖。请填空完成分离这两种菌的主要实验步骤:
①分别配置 的培养基和 的培养基,分别分成两份,依次标上A、a、B、b备用;
②分别向A、B培养基接种 ;
③把接种后的培养基放在恒温箱中3d—4d;
④从A、B培养基上生长的 中挑取生长良好的菌株,分别接种到 中;
⑤ 。
(2)用基因工程技术从经过分离、提纯的圆褐固氮菌中获取固氮基因,然后进行PCR扩增。下列表1和表2分别表示用PCR扩增固氮基因的反应体系及反应条件。
反应条件 |
||
|
温度 |
时间 |
变 性 |
95℃ |
30s |
复 性 |
55℃ |
30s |
延 伸 |
72℃ |
1min |
30个循环后 |
适宜 |
5-10min |
保 温 |
4℃ |
2h |
PCR反应体系 |
50ul |
缓冲液 |
5ul |
脱氧核苷酸 |
1ul |
引物A |
0.5ul |
引物B |
0.5ul |
DNA聚合酶 |
0.5U |
模板DNA |
1-2ul |
加去离子水补足至50 ul |
①从上表中可得出,PCR技术与DNA复制相比较,主要区别之一是 。
此外,从反应条件看,所使用的DNA聚合酶应具有__________的特点。每次循环都需要2种引物的主要原因是_______________ ________________。