(2010届莱芜期末)下图表示在生物体外获取DNA(或目的基因)的两种方式。
图一表示经PCR技术扩增获取DNA的过程。PCR是多聚酶链式反应的缩写。PCR方法模仿体内DNA的复制过程,首先使DNA变性(加热至94℃),两条链解开为单链;然后冷却(至55℃)使引物(DNA复制时所需的约20个核苷酸的短链)与单链相应的碱基互补序列结合;再在热稳定DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)作用下进行延伸(加热至72℃),即以4种脱氧核苷酸为原料,在引物的引导下合成与模板互补的DNA新链。如果2条DNA单链各补上一条新链即成2个DNA分子。如此反复循环,DNA以指数形式扩增。上述过程可以在PCR扩增仪中自动完成。图二表示反转录形成DNA的过程。即以mRNA为模板,反转录成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成双链DNA。请据图分析回答:
(1)图一中的DNA聚合酶的化学本质是________,它与人体内的DNA聚合酶相比具有________特性。
(2)图一A中的DNA解旋过程在人体内可由________催化完成。C过程复制方式的特点是________。
(3)图二E中的碱基互补配对方式与图一C中的不同之处是______________。假设图一中的一个模板DNA分子中有800个碱基对,其中含有腺嘌呤600个,若通过PCR技术共消耗周围环境中游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6200个,则该模板DNA在PCR扩增仪中已经复制了________次。
(2009年惠州模拟)PCR(多聚酶链式反应)技术是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术,下图表示合成过程,请据图分析回答:
(1)A过程高温使DNA变性解旋,对该过程的原理叙述,正确的是________。
A.该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键
B.该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键
C.该过程不需要解旋酶的作用
D.该过程与人体细胞的过程完全相同
(2)C过程要用到的酶是________。这种酶在高温下仍保持活性,因此在PCR扩增时可以________加入,________(需要/不需要)再添加。PCR反应除提供酶外,还需要满足的基本条件有:
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(3)如果把模板DNA的两条链用15N标记,游离的脱氧核苷酸不做标记,控制“94℃—55℃—72℃”温度循环3次,则在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占________。
(4)如果模板DNA分子共有a个碱基对,其中含有胞嘧啶m个,则该DNA复制10次,需要加入胸腺嘧啶脱氧核苷酸________个。
(5)PCR中由碱基错配引起的变异属于________。假设对一个DNA进行扩增,第一次循环时某一条模板链上发生碱基错配,则扩增若干次后检测所用DNA的扩增片段,与原DNA相应片段相同的占________。
生啤酒的酿造实验:
实验原理:固定化酵母的凝胶珠由酵母细胞和海藻酸钠组成,麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母制成的凝胶珠中。啤酒酵母可以利用自身细胞内的一系列酶将可发酵性糖转化成乙醇。
实验过程:
(1)取新鲜斜面上的啤酒酵母,接种于10 mL麦芽汁液体培养基中,25℃凝胶珠培养20~30 h。
(2)取1.6 g海藻酸钠于无菌小烧杯中,加无菌水少许调成糊状,再加入无菌水至40 mL,在98 KPa条件下灭菌15 min。冷却到45℃左右后,与预热35℃左右的10 mL酵母培养液搅拌均匀,立即倒入带喷嘴的无菌小塑料瓶中(或装有5号针头的注射外套中),以恒定的速度滴入盛有葡萄糖、氯化钙混合液的容器中,浸泡30 min制成凝胶珠。
(3)倒去葡萄糖、氯化钙混合液,加入无菌水洗涤凝胶珠三次后,将凝胶珠放入500 mL三角瓶中,加入300 mL无菌麦芽汁液体培养基,置于25℃下封口发酵5 d左右,倒出发酵后的麦芽汁即为啤酒,品尝其口味。
问题:
(1)凝胶珠是由什么组成的?它有什么作用?
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(2)如果进行多批次的生产,本实验中的啤酒酵母与普通发酵中的酶或固定化细胞技术是利用________或________方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术,包括________、________和________。其中酶更适合采用________和________固定化,而细胞多采用________固定化。
(3)制作成功的凝胶珠应用________,其颜色为________。将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后发现有________产生,同时有________味散发。
(4)固定化酵母细胞和固定化酶相比具有什么共同点?又有什么特有的优点?
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根据提取橘皮精油的实验流程示意图回答下列问题:
石灰水浸泡①―→漂洗②―→压榨③―→过滤④―→静置⑤―→再次过滤⑥―→橘皮油
(1)①步之前对橘皮的处理是________。
(2)新鲜的橘皮中含有大量的________、________和________,如果直接压榨,出油率较低。
(3)压榨是个机械加压过程,要求是________。
(4)为了使橘皮油易与水分离,还要分别加入________,并调节pH至________。
(5)④步用________过滤,目的是除去________。
(6)⑤步要求是________,目的是________。
(7)⑥步用________过滤。
某二倍体被子植物品种甲,由于其果形小而影响推广。为了获得较大果形的新品种,育种工作者利用品种甲通过诱变育种和多倍体育种,分别培育出具有较大果形的二倍体品种乙和四倍体品种丙(品种乙和丙在形态上无明显差异)。请分析回答:
(1)育种工作者从混合栽培有品种乙和丙的温室中随机取出一植株A。为鉴定A为哪一品种,以下是某同学设计的部分实验方案,请完善实验方案并回答相关问题。
实验步骤:
第一步:取品种甲植株和A植株的根尖,分别制作细胞有丝分裂临时装片。
第二步:用显微镜观察并记录甲和A装片中有丝分裂________期的________。
结果预测和分析:
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(2)请你在不使用显微镜的条件下,运用遗传学知识,设计实验方案,鉴定A植株为哪一品种。(简要叙述方案或思路)
下图中Ⅱ1、Ⅱ3分别患有血友病和先天性痴呆。已知先天性痴呆是常染色体显性遗传病;Ⅰ代全正常,且他们的父母也全正常。据图分析回答:
(1)由于Ⅰ1、Ⅰ3两家都在某核电厂附近生活,他们要向该厂索赔,你认为谁胜诉的可能性大?________,理由是_________________________________________________________
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(2)为了判定Ⅱ1的致病基因是由亲代传递下来,还是由于基因突变所致,请你使用DNA杂交技术来判定。DNA杂交原理是:首先把一个体的DNA分子用32P加以标记,接着以加热的方法使其解旋成单链,然后将两个个体的单链混合在一起,使其在缓慢冷却的条件下恢复为双链DNA,此时可以通过检测杂交双链DNA的配对情况,来判定两个个体的基因异同程度(假若能完全配对,认为基因相同)
①在本案例中用于杂交的DNA分子应来自于________和________个体染色体中的DNA分子。
②可以预期的结果及原因是:
结果:
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原因:
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