选修1　第3讲

一、选择题

1．(改编)利用PCR技术将某小段DNA分子扩增n代，需(　　)

A．测定DNA分子两端的核苷酸序列，以便设计引物对

B．2n－1对引物参与子代DNA分子的合成

C．向反应体系中加入解旋酶、DNA聚合酶等

D．保持反应体系温度恒定，确保扩增的正常进行

【答案】A

【解析】利用PCR技术扩增目的基因的前提是，要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，A项正确；依题意，将某小段DNA分子扩增n代，子代DNA分子总数为2n，其中除了两条最初的模板链不含引物外，其他的链均含有引物，因此需要2n－1对引物参与子代DNA分子的合成，B项错误；利用PCR技术扩增目的基因时，需向反应体系中加入DNA模板、4种脱氧核苷酸、引物、DNA聚合酶等，但不需要加入解旋酶，C项错误；每一次扩增的步骤及其温度的控制为：变性90 ℃以上→复性50 ℃左右→延伸72 ℃左右，D项错误。

2．下图为植物组织培养的流程图。据图分析，下列说法正确的是(　　)

A．将配制好的培养基在灭菌后要及时分装避免冷却凝固

B．图中三种培养基的差异主要表现在植物激素含量方面

C．整个培养过程中需要适宜的温度和不间断的人工光照

D．长出丛芽和生根的过程中细胞的遗传物质会发生改变

【答案】B

【解析】培养基应该先分装，后灭菌，A错误；培养过程中光照不是不间断的，而是每天光照12 h左右，C错误；长出丛芽和生根的过程是细胞再分化的过程，是基因选择性表达的结果，该过程中细胞的遗传物质不变，D错误。

3．(2015年江苏南通调研)花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘(2N＝18)花粉植株的过程示意图，有关叙述错误的是(　　)

A．花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养

B．过程③是细胞再分化，其根本原因是基因选择性表达

C．四种培养基均属于固体培养基，其中所含植物激素的种类和比例有差异

D．观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到18条染色体

【答案】D

【解析】四季柑橘体细胞中染色体数为18，它的花粉是通过减数分裂产生的，花粉细胞中的染色体数为9，因而分裂中期时细胞中染色体数为9。

4．(2015年四川成都期中)胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病，下图是提取胡萝卜素的实验流程示意图，相关说法正确的是(　　)

―→―→―→―→―→―→

A．图中干燥处理时的温度越高、时间越长越利于胡萝卜素提取

B．图中甲过程表示萃取，此过程用到的有机溶剂具有较低的沸点

C．图中乙过程表示浓缩，浓缩之前进行过滤的目的是除去萃取液中的不溶物

D．只能从植物中提取天然β－胡萝卜素

【答案】C

【解析】图中干燥处理时的温度不能过高，否则会导致胡萝卜素分解，A错误；图中甲过程表示萃取，此过程用到的有机溶剂具有较高的沸点，B错误；在浓缩之前要进行过滤除去萃取液中的不溶物，C正确；提取天然胡萝卜素的方法主要有：一是从植物中提取，二是从大面积养殖的岩藻中荻得，三是利用微生物的发酵生产，D错误。

二、非选择题

5．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____________________________________________。

【答案】(1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定　不是　玫瑰精油与水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物

(2)蒸馏温度　在一定的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化学性质相似

【解析】由于玫瑰精油易挥发，难溶于水，化学性质稳定，因此可以用水蒸气蒸馏法提取，冷却后必然含有水；蒸馏的提取效果与蒸馏的温度与蒸馏的时间有关，随着蒸馏时间的延长，原料中含有的精油减少，提取的量也会减少直至精油全部被提取出来。蒸馏过程中，如果不冷却，提取的混合液温度较高，精油易挥发，其中的含量会降低；保存时，环境温度应较低为好，防止精油挥发；第(5)小题为信息题，主要考查读图、识图及图文转化能力，根据图像可知，玫瑰精油在蓓蕾期与开放期之间花的精油含量较高，应在此时采收；由于薄荷精油与玫瑰精油的化学性质相似，可以采用相同的提取方法。

6．(2015年河北唐山期末考试)利用植物茎尖经植物组织培养，可培育无病毒的幼苗，提高作物产量。某研究小组在加有6－BA(诱导植物愈伤组织分化出丛芽)的MS培养基上进行了实验，结果如下表。请回答：

(1)常用的MS培养基主要成分一般包括大量元素、微量元素、____________和植物激素。上述培养基中，6－BA属于________________________类生长调节剂。

(2)在该实验中，因变量是______________________，“接种个数”属于实验的____________________。

(3)若接种后2～5 d，发现培养基中植物茎尖边缘局部污染，原因可能是__________________________________________________________________________________________。

(4)从实验可知，草莓茎尖越小，茎尖的成活率越____________；茎尖大小为__________mm时脱毒效果最好。综合考虑，最理想的实验材料的茎尖大小应取____mm。

【答案】(1)有机物　细胞分裂素

(2)成活率及脱毒效果　无关变量

(3)植物茎尖消毒不彻底

(4)低　0.2　0.5

【解析】(1)MS培养基中除了大量元素、微量元素和植物激素，还有肌醇、甘氨酸、盐酸硫胺素、盐酸吡哆醇、烟酸、蔗糖等有机成分。题干指出“6－BA能够诱导植物愈伤组织分化出丛芽的功能”，与细胞分裂素相同，主要作用是促进芽的形成，也可以诱导愈伤组织发生。(2)表格中自变量是脱毒苗茎尖大小，因变量是成活率及脱毒效果，接种个数各组均一样，属于无关变量。(3)题干中指出植物茎尖边缘局部污染，其余部位则未见污染，可能是外植体即植物茎尖消毒不彻底所致。(4)由表格数据可看出，脱毒苗茎尖较小时(0.2 mm)，成活率也很低，此时电镜下未检测到病毒，表明脱毒效果最好。茎尖为1.0 mm时成活率高但病毒个数也多，所以综合考虑0.5 mm的茎尖比较理想。

7．下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。

(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)用乙装置分离血红蛋白时，待________________时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。

【答案】(1)运输　(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)红色的蛋白质接近色谱柱底端

【解析】血红蛋白在氧分压高的地方与氧结合，在氧分压低的地方与氧分离，起到运输氧的作用。图甲表示的是透析过程，将装有血红蛋白溶液的透析袋放入盛有300 mL的物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液中(pH为7.0)。透析的目的是去除样品中分子质量较小的杂质。图乙表示用凝胶色谱柱洗脱血红蛋白的操作示意图。相对分子质量较大的蛋白质不能进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，通过的路程较短，移动速度较快；相对分子质量较小的蛋白质比较容易进入凝胶内部的通道，通过的路程较长，移动速度较慢。从而使相对分子质量不同的蛋白质分子得以分离。这种分离血红蛋白的方法叫凝胶色谱法。样品的加入和洗脱的大致过程是：调整缓冲液面→滴加透析样品→样品渗入凝胶床→洗脱→收集。C溶液是磷酸缓冲液，其作用是洗脱血红蛋白。待红色的蛋白质接近色谱柱底端时开始收集流出液。

8．(2015年河北石家庄质检)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可以是__________等，研磨前加入的B应该是________________。

(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溶液的目的是______________，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是________________________。

(3)在该实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2 mL的4种溶液中，经搅拌后过滤，获得如表所示的4种滤液，含DNA最少的是滤液__________。

(4)DNA鉴定的原理是_________________________________。

【答案】(1)洋葱(菜花等)　洗涤剂和食盐　(2)使DNA溶解　使DNA(溶解度下降而沉淀)析出　(3)H　(4)在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色

【解析】选用洋葱、菜花等植物材料提取DNA时，要在切碎的材料中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨；DNA在2 mol/L的NaCl溶液中的溶解度较高，而在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小。向滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液可以使DNA溶解，过滤除去不溶的杂质。向滤液中加入蒸馏水可降低NaCl溶液的浓度，使DNA析出，除去溶解在低盐溶液中的杂质；DNA不溶于冷酒精，可利用这一原理进一步提纯DNA；鉴定DNA的原理是在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。

9．(2015年江苏南通调研测试)临床上常常利用血液中DNA进行身份鉴定、基因诊断等，但血液中DNA含量少、不易提取。为了从血液中获取更多的DNA，科研人员以大鼠血液为材料，尝试比较两种提取DNA的方法，主要操作如下：

实验结果(表中OD260反映溶液中核酸的浓度，OD280反映溶液中蛋白质或氨基酸的浓度。理论上，纯DNA溶液的OD260/OD280为1.8)：

试回答下列问题：

(1)补全相关实验步骤：①__________，②__________。

(2)实验中利用异丙醇溶液纯化DNA的原理是____________________________。

(3)与用鸡血作实验材料相比，从哺乳动物的血液中提取的DNA总是很少，这是因为________________________________________________________________。

(4)两种方法中OD260/OD280均低于1.8，主要原因是____________________；其中方法A的OD260/OD280更接近1.8，原因是____________________。

(5)根据实验结果，从人血液中提取DNA时应优先选择方法________________(填“A”或“B”)。

【答案】(1)上清液　 沉淀物　(2)DNA不溶于异丙醇，而有些杂质能溶解　(3)哺乳动物血液中只有白细胞内有DNA(或哺乳动物成熟红细胞中无细胞核)　(4)溶液中混有较多的蛋白质　蛋白酶K能催化部分蛋白质的水解　(5)B

【解析】(1)方法A和B在离心前的目的都是使血细胞破裂，释放出细胞核中的DNA分子，加入5 mol/L氯化钠溶液的目的是溶解DNA，然后将该溶液离心后，再取其上清液加入异丙醇，提取杂质较少的DNA，然后取沉淀物并加入无水乙醇进行进一步的DNA提纯，然后取沉淀物加无菌水并进行离心后测定DNA纯度和含量。(2)实验中利用异丙醇溶液纯化DNA所依据的原理是DNA不溶于异丙醇，蛋白质等杂质溶于异丙醇，所以能提取杂质较少的DNA。(3)哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和线粒体，DNA含量较少，不适宜作为提取DNA的实验材料。(4)表中OD260反映溶液中核酸的浓度，OD280反映溶液中蛋白质或氨基酸的浓度，理论上，纯DNA溶液的OD260/OD280比为1.8，而这两种方法中OD260/OD280均低于1.8，说明溶液中混有较多的蛋白质。方法A的OD260/OD280更接近1.8，是因为该方法中加了蛋白酶K，而蛋白酶K能催化部分蛋白质的水解，导致方法A的溶液中蛋白质含量相对方法B要少。(5)从实验结果可以看出，方法B提取的DNA含量多于方法A，由于人血液中含DNA的量少，所以应优先选择方法B。

10．从玫瑰花中提取出的玫瑰精油称为“液体黄金”，是世界香料工业不可取代的原料。玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，挥发性较强。请完成下面相关问题：

(1)根据材料中介绍的玫瑰精油的性质，要提取玫瑰精油可以用水中蒸馏和______________法提取，但一般采用水中蒸馏的方法，其原因是该法具有________________________的优点。

(2)某同学在实验中设计了如下图所示装置提取玫瑰精油，指出该装置中的两个错误，并予以改正。

①错误1：___________________________________________________________。

改正：______________________________________________________________。

②错误2：__________________________________________________________。

改正：______________________________________________________________。

(3)对用上述装置接收到的乳浊液进行如下处理：

试剂A是__________，试剂C是______，装置B是__________，试剂C的作用是_________________________________________________________________________。

【答案】(1)萃取　简单易行，便于分离

(2)①温度计位置错误　应使温度计水银球与烧瓶的支管口下沿相平　②进出水口错误　应进水口在下，出水口在上

(3)NaCl　无水Na2SO4　分液漏斗　吸去油层中少量水分

【解析】(1)应根据原料特点来选择提取方法。根据玫瑰精油挥发性强，化学性质稳定，可以用蒸馏法，而玫瑰精油不溶于水，易溶于有机溶剂，故对玫瑰精油还可以用有机溶剂萃取的方法。 (2)蒸馏装置中，温度计测的是蒸气温度，应使水银球与蒸馏烧瓶的支管口下沿相平；冷凝管进水口在下，出水口在上，与蒸气流向相反。 (3)蒸馏得到的是乳浊液，为促进其分层，可加入NaCl，而后用分液漏斗将其分开，得到的油层中还含有少量的水分，可以用无水Na2SO4吸去，然后过滤即可。