高中生物解密25 生物技術(shù)在食品加工及其他方面的應(yīng)用（講義）-【高頻考點(diǎn)解密】2021年高考生物二輪復(fù)習(xí)講義+分層訓(xùn)練

解密25生物技術(shù)在食品加工及其他方面的應(yīng)用高考考點(diǎn)考查內(nèi)容三年高考探源考查頻率植物有效成分的提取1．掌握植物有效成分的提取的方法；2．DNA和蛋白質(zhì)的提取技術(shù)；3．掌握PCR技術(shù)的步驟及注意事項(xiàng)。2020山東卷·242020江蘇卷·332017江蘇卷·332017新課標(biāo)III·372015全國(guó)卷Ⅱ·39★★★☆☆DNA和蛋白質(zhì)的提取技術(shù)★★★☆☆PCR技術(shù)★★★☆☆核心考點(diǎn)一植物有效成分的提取1．植物有效成分提取的三種方法比較提取方法水蒸氣蒸餾法壓榨法萃取法實(shí)驗(yàn)原理利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái)通過(guò)機(jī)械加壓，壓榨出果皮中的芳香油使芳香油溶解在有機(jī)溶劑中，蒸發(fā)溶劑后就可獲得芳香油方法步驟（1）水蒸氣蒸餾；（2）分離油層；（3）除水過(guò)濾（1）石灰水浸泡、漂洗；（2）壓榨、過(guò)濾靜置；（3）再次過(guò)濾（1）粉碎、干燥；（2）萃取、過(guò)濾；（3）濃縮適用范圍適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強(qiáng)的芳香油適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料的提取適用范圍廣，要求原料的顆粒要盡可能細(xì)小，能充分浸泡在有機(jī)溶劑中優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)單易行，便于分離生產(chǎn)成本低，易保持原料原有的結(jié)構(gòu)和功能出油率高，易分離局限性水中蒸餾會(huì)導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解等問(wèn)題分離較為困難，出油率相對(duì)較低使用的有機(jī)溶劑處理不當(dāng)會(huì)影響芳香油的質(zhì)量2．增加植物有效成分提取量的關(guān)鍵措施（1）蒸餾法提取植物芳香油①提取量主要取決于植物材料中芳香油的含量。②由于植物芳香油易揮發(fā)，因此用水蒸氣蒸餾法提取植物芳香油時(shí)應(yīng)選擇新鮮的植物材料（干燥后植物芳香油揮發(fā)）。（2）壓榨法提取植物芳香油：植物材料中的果膠、果蠟會(huì)影響壓榨和出油率，壓榨前通常采用石灰水浸泡的方法除去果膠、果蠟，以提高出油率。（3）影響胡蘿卜素萃取的因素及解決措施影響因素解決措施萃取劑的性質(zhì)用水不溶性有機(jī)溶劑原料的顆粒大小、緊密程度粉碎材料的含水量干燥萃取溫度探索最佳萃取溫度，嚴(yán)格控制溫度萃取時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)萃取時(shí)間【易混易錯(cuò)】植物有效成分提取的2個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)（1）水蒸氣蒸餾三種常用方法比較，基本原理相同，但原料位置不同。①水中蒸餾：原料放于蒸餾容器的水中，水完全浸沒(méi)原料。②水上蒸餾：容器中水的上方有篩板，原料置于篩板上，水量以沸騰時(shí)不浸濕原料為宜。③水氣蒸餾：蒸餾容器下方有一排氣孔，連接外源水蒸氣，上方有篩板，上面放原料。三種方法中，水中蒸餾設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，易操作，而水上蒸餾和水汽蒸餾時(shí)間短，出油率高。（2）胡蘿卜素粗品鑒定過(guò)程中的易錯(cuò)點(diǎn)①層析時(shí)沒(méi)有選擇干凈的濾紙，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。為了防止操作時(shí)對(duì)濾紙的污染，應(yīng)盡量避免用手直接接觸濾紙，可以戴手套進(jìn)行操作。②點(diǎn)樣時(shí)點(diǎn)樣圓點(diǎn)太大（直徑大于2mm），導(dǎo)致最終在濾紙上形成一條線(xiàn)，無(wú)法辨認(rèn)被提取的色素。點(diǎn)樣圓點(diǎn)的直徑應(yīng)為2mm。③將點(diǎn)好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時(shí)不能將濾紙兩邊相互接觸，以避免由于毛細(xì)現(xiàn)象導(dǎo)致溶劑沿濾紙兩邊的移動(dòng)加快，溶劑前沿不齊，影響結(jié)果。④層析液沒(méi)及樣品原點(diǎn)，色素溶解于層析液中，造成實(shí)驗(yàn)失敗。層析液不可沒(méi)及樣品原點(diǎn)，以免色素溶解于層析液中，使鑒定失敗。⑤沒(méi)有設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)樣品作對(duì)照。層析液中是否提取到胡蘿卜素，可通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)樣品中的β-胡蘿卜素作對(duì)比予以確認(rèn)?？挤ㄒ唬?009·海南高考真題）請(qǐng)回答下列與實(shí)驗(yàn)室提取芳香油有關(guān)的問(wèn)題：（1）植物芳香油的提取可采用的方法有壓榨法、_____和_____。（2）芳香油溶解性的特點(diǎn)是不溶于_____，易溶于_____，因此可用_____作為提取劑來(lái)提取芳香油。（3）橘子果實(shí)含有芳香油，通?？捎胈____作為材料提取芳香油，而且提取時(shí)往往選用新鮮的材料，理由是_____。（4）對(duì)材料壓榨后可得到糊狀液體，為除去其中的固體物獲得乳狀液可采用的方法是_____。（5）得到的乳狀液加入氯化鈉并放置一段時(shí)間后，芳香油將分布于液體的_____層，原因是_____。加入氯化鈉的作用是_____。（6）從乳狀液中分離得到的芳香油中要加入無(wú)水硫酸鈉，此劑的作用是_____?！敬鸢浮浚?）蒸餾法萃取法（2）水有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑橘（3）子皮芳香油含量較高（4）過(guò)濾（5）上油層的密度比水層小增加水層密度，使油和水分層（6）吸收芳香油中殘留的水分【分析】本題解題的關(guān)鍵是理解和掌握提取植物芳香油的原理及方法。植物芳香油的提取可采用的方法有壓榨法，蒸餾法，萃取法；芳香油溶解性的特點(diǎn)是不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，芳香油乳濁液加入氯化鈉并放置一段時(shí)間后，芳香油將分布于液體的上層，因?yàn)槠涿芏缺人?，乳濁液中分離得到的芳香油中要加入無(wú)水硫酸鈉作用吸水?！驹斀狻浚?）根據(jù)植物原料的特點(diǎn)，植物芳香油的提取方法有蒸餾、壓榨和萃取等。（2）植物芳香油不溶于水，但是極易溶于有機(jī)溶劑，如石油醚、酒精、乙醚和戊烷等。芳香油溶解于有機(jī)溶劑后，只需蒸發(fā)出有機(jī)溶劑，就可以獲得較純凈的植物芳香油了。因此可以用有機(jī)溶劑作為提取劑來(lái)提取芳香油。（3）橘皮精油主要儲(chǔ)藏在橘皮部分，所以可從橘子皮中提取到芳香油．所用的橘子皮越新鮮，芳香油的含量也越高，所以提取橘皮精油時(shí)要選用新鮮的橘子皮。（4）壓榨材料后可得到糊狀液體，此時(shí)需過(guò)濾除去其中的固體物，進(jìn)而獲得乳狀液。（5）乳狀液是水和芳香油的混合物，要將水和芳香油分開(kāi)，需加入氯化鈉，這樣可以增加水層的密度，使水和芳香油分開(kāi)。由于芳香油的密度比水層小，所以芳香油分布于液體的上層，最后用分液漏斗將兩層分開(kāi)即可獲得我們所需要的芳香油。（6）分離的油層還會(huì)含有一定的水分，一般可以加入一些無(wú)水硫酸鈉吸水，放置過(guò)夜，再過(guò)濾除去固體硫酸鈉就即可得到芳香油?？挤ǘ?019·海南高考真題）回答下列問(wèn)題。（1）玫瑰精油可用玫瑰花瓣為原料，采用水蒸氣蒸餾法提取。水蒸氣蒸餾法的原理是________________________。在進(jìn)行蒸餾時(shí)，冷凝管的進(jìn)水口比出水口___________（填“高”或“低”）。蒸餾收集到的乳濁液是玫瑰精油和水的混合物，要得到玫瑰精油，需要向乳濁液中加入NaCl，其目的是________________；得到的油層還需要加入無(wú)水Na2SO4，其目的是_______________。（2）某同學(xué)在通過(guò)發(fā)酵制作果酒時(shí)，發(fā)現(xiàn)在制作原料中添加一定量的糖，可以提高酒精度，原因是________________________。在家庭以葡萄為原料制作葡萄酒時(shí)，可以不添加酵母菌，原因是________________________；在制作葡萄酒的過(guò)程中，如果密封不嚴(yán)混入空氣，發(fā)酵液會(huì)變酸，可能的原因是__________________?！敬鸢浮浚?）利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái)，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會(huì)重新分離出油層和水層低促進(jìn)油和水的分離吸去芳香油中殘留的水分（2）糖類(lèi)是主要的能源物質(zhì)，可以為酵母菌的生長(zhǎng)、繁殖提供能源物質(zhì)，還可以作為酒精發(fā)酵的原料葡萄皮上附著有野生的酵母菌醋酸菌大量增殖，進(jìn)行醋酸發(fā)酵【解析】【分析】植物芳香油主要是萜類(lèi)化合物及其衍生物，提取方法有蒸餾、壓榨和萃取等。具體采用哪種方法要根據(jù)植物原料的特點(diǎn)來(lái)決定。玫瑰精油的提取流程：鮮玫瑰紅+清水→水蒸氣蒸餾→油水混合物→分離油層→除水→玫瑰油。果酒發(fā)酵的常用菌種是酵母菌，兼性厭氧型微生物，有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸增加數(shù)量，無(wú)氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵。【詳解】（1）水蒸氣蒸餾法是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái)，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會(huì)重新分離出油層和水層。在進(jìn)行蒸餾時(shí)，為了避免防止冷凝管炸裂，進(jìn)水口比出水口低。蒸餾收集到的乳濁液是玫瑰精油和水的混合物，要得到玫瑰精油，需要向乳濁液中加入NaCl可以促進(jìn)油和水的分離；得到的油層還需要加入無(wú)水Na2SO4，可以吸去芳香油中殘留的水分。（2）糖類(lèi)是主要的能源物質(zhì)，可以為酵母菌的生長(zhǎng)、繁殖提供能源物質(zhì)，還可以作為酒精發(fā)酵的原料。故在通過(guò)發(fā)酵制作果酒時(shí)，在制作原料中添加一定量的糖，可以提高酒精度。在家庭以葡萄為原料制作葡萄酒時(shí)，由于葡萄皮上附著有野生的酵母菌，故可以不添加酵母菌；在制作葡萄酒的過(guò)程中，如果密封不嚴(yán)混入空氣，會(huì)造成醋酸菌大量增殖，進(jìn)行醋酸發(fā)酵，發(fā)酵液會(huì)變酸。1．圖1是在發(fā)酵罐內(nèi)利用三孢布拉氏霉發(fā)酵生產(chǎn)β-胡蘿卜素過(guò)程中，菌體生物量及β-胡蘿卜素產(chǎn)量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖；圖2是樣品層析結(jié)果及與β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)樣品的比對(duì)?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）β-胡蘿卜素常用的提取方法為_(kāi)____________法，實(shí)驗(yàn)表明，石油醚的提取效果遠(yuǎn)好于丙酮和酒精，原因是____________。（2）圖1中，菌體的最快增長(zhǎng)出現(xiàn)在第______________h左右，菌體的生物量到達(dá)最大值后下降，為保證連續(xù)的生產(chǎn)，應(yīng)采取的措施是____________。（3）紙層析法分離樣品中色素的原理是_____________。將萃取的胡蘿卜素樣品與β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果如圖2。據(jù)圖2分析可知，色帶_____________為β-胡蘿卜素?！敬鸢浮浚?）萃取石油醚為水不溶性有機(jī)溶劑，沸點(diǎn)高，萃取效果好（2）100連續(xù)加入新的培養(yǎng)液，同時(shí)排出代謝產(chǎn)物（3）不同色素在層析液中溶解度不同I【分析】據(jù)圖分析：圖1中，在發(fā)酵罐內(nèi)利用三孢布拉氏霉發(fā)酵生產(chǎn)β-胡蘿卜素過(guò)程中，β-胡蘿卜素產(chǎn)量應(yīng)該是三孢布拉氏霉處于穩(wěn)定期時(shí)進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)時(shí)獲得的產(chǎn)量最高。圖2表示用紙層析法鑒定胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。【詳解】（1）β-胡蘿卜素常用提取方法為萃取法溶解；實(shí)驗(yàn)表明，石油醚的提取效果遠(yuǎn)好于丙酮和酒精，原因是石油醚為水不溶性有機(jī)溶劑，萃取效果好。（2）據(jù)圖分析可知：圖1中，菌體的最快增長(zhǎng)出現(xiàn)在第100h左右；菌體的生物量到達(dá)最大值后下降，其原因是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏，有害代謝產(chǎn)物積累，故為保證連續(xù)的生產(chǎn)，應(yīng)采取的措施是連續(xù)加入新的培養(yǎng)液，同時(shí)排出代謝產(chǎn)物。（3）紙層析法分離色素的原理是不同色素在層析液中溶解度不同，溶解度大的隨層析液在濾紙上的擴(kuò)散速度快；從圖中分析可知，色帶Ⅰ為β一胡蘿卜素。2．藿香正氣丸、藿香正氣水的主要藥用成分都是廣藿香油，其中藿香正氣水是深棕色的澄清液體。某研究者將成熟的廣藿香草莖葉進(jìn)行干燥、堆放處理后，粉碎過(guò)60目篩，以此為原料進(jìn)行提取廣藿香油的相關(guān)研究（如下圖）。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）上述提取廣藿香油的方法為_(kāi)____。步驟①②中加入的物質(zhì)分別是_____、_____。（2）下表是實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表，據(jù)表可知最佳的提取條件為_(kāi)____。實(shí)驗(yàn)號(hào)乙醇濃度（%vol）浸泡溫度（℃）提取時(shí)間（h）出油量[mg·（100g）]-11604081．382605091．7536060101．504704081．475705091．9567060101．357804081．378805091．3098060101．86（3）與藿香正氣丸不同的是，藿香正氣水中含40%～50%的醇，_____（填“能”或“不能”）用酸性重鉻酸鉀溶液鑒定其中的乙醇，原因是_____。（4）用于研究廣藿香油的抑菌活性的活菌可以用牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)和分離，牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中的蛋白胨提供的主要營(yíng)養(yǎng)有_____（答三種）?！敬鸢浮浚?）水蒸氣蒸餾法NaCl無(wú)水Na2SO4（2）70%乙醇、50℃浸泡、提取9h（3）不能藿香正氣水自身的顏色會(huì)影響鑒定實(shí)驗(yàn)顏色的呈現(xiàn)（4）碳源、氮源和維生素【分析】水蒸氣蒸餾法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái)，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會(huì)重新分離出油層和水層。在油水混合物中加入NaCl可以使油水混合物分層明顯，促進(jìn)油水分離，然后用分液漏斗把油水分離。分離出來(lái)的精油中可以加無(wú)水硫酸鈉吸收水分。粗分離后，可以采用其他方法繼續(xù)純化?！驹斀狻浚?）從題中可以看出，提取過(guò)程中首要是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的廣藿香油攜帶出來(lái)，形成油水混合物，冷卻后又重新分離出油層，所以提取廣藿香油的方法為水蒸氣蒸餾法。步驟①為加入氯化鈉，目的是讓氯化鈉溶于水，增加水的密度，使油水混合物分層明顯。步驟②為加入無(wú)水硫酸鈉，目的是出去精油中的水分。（2）最大出油量時(shí)的提取條件為最佳條件，根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，最大出油量時(shí)對(duì)應(yīng)的提取條件為70%乙醇、50℃浸泡、提取9h。（3）藿香正氣水中含40%~50%的乙醇，理論上乙醇可以用酸性的重鉻酸鉀來(lái)鑒定，但是鑒定過(guò)程中要觀(guān)察顏色的變化，而霍香正氣水是深棕色的澄清液體，其自身的顏色會(huì)影響鑒定實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀(guān)察。所以不能用酸性重鉻酸鉀溶液鑒定其中的乙醇。（4）牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中的蛋白胨內(nèi)含多種有機(jī)物，可以提供的主要營(yíng)養(yǎng)有碳源、氮源和維生素。3．薰衣草為唇形科薰衣草屬植物。熏衣草精油取自熏衣草莖、葉，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，揮發(fā)性較強(qiáng)，具有怡神、助睡眠、舒緩壓力的作用，此外它還具有降壓、止痛、促進(jìn)細(xì)胞再生的功能，可以用于治療燙傷和蚊蟲(chóng)叮咬、預(yù)防和改善脫發(fā)。（1）從熏衣草莖、葉中提取熏衣草精油，宜采用____________法，該方法也是提取植物芳香油的常用方法，它的原理是____。（2）與提取熏衣草精油不同，實(shí)驗(yàn)室中胡蘿卜素的提取常采用__________法，該過(guò)程要特別注意控制________________，以防止胡蘿卜素分解，其提取效率主要取決于___，同時(shí)還受原料顆粒的大小、含水量等條件的影響。（3）熏衣草精油中大腸桿菌的含量超標(biāo)會(huì)嚴(yán)重影響精油的品質(zhì)，可采用__________（填接種方法）檢測(cè)熏衣草精油中大腸桿菌的活菌數(shù)量。將樣品接種到含_______的固體培養(yǎng)基上，可以根據(jù)最終培養(yǎng)基上________的數(shù)目，計(jì)算出熏衣草精油中大腸桿菌的數(shù)量?！敬鸢浮浚?）水蒸氣蒸餾利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái)，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會(huì)重新分出油層和水層（2）萃取溫度和時(shí)間萃取劑的性質(zhì)和使用量（3）稀釋涂布平板法伊紅美藍(lán)黑色菌落【分析】1、植物有效成分的提取的主要方法有：蒸餾法、壓榨法和萃取法。2、玫瑰精油具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，適用于蒸餾法提??；橘皮精油如果使用蒸餾法會(huì)導(dǎo)致原料焦糊和有效成分的部分水解，通常采用壓榨法提??；胡蘿卜素不溶于水，易溶于石油醚等有機(jī)溶劑，適用于萃取法提取?！驹斀狻浚?）熏衣草精油具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，適用于水蒸氣蒸餾法提取，它的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái)，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會(huì)重新分出油層和水層。（2）胡蘿卜素不溶于水，易溶于石油醚等有機(jī)溶劑，適用于萃取法提取。該過(guò)程要特別注意控制溫度和時(shí)間。萃取的溫度高、時(shí)間長(zhǎng)，需要提取的物質(zhì)就能充分溶解，但溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，胡蘿卜素易分解。提取效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，同時(shí)還受到原料顆粒的大小、緊密程度、含水量等條件的影響。（3）微生物的接種方法有平板劃線(xiàn)法和稀釋涂布平板法，檢測(cè)熏衣草精油中大腸桿菌的活菌數(shù)量，應(yīng)采用稀釋涂布平板法接種。在含伊紅美藍(lán)的固體培養(yǎng)基上，大腸桿菌菌落呈現(xiàn)黑色，可以根據(jù)最終培養(yǎng)基上黑色菌落的數(shù)目，計(jì)算出熏衣草精油中大腸桿菌的數(shù)量。核心考點(diǎn)二DNA和蛋白質(zhì)的提取技術(shù)一、DNA的粗提取與鑒定1．實(shí)驗(yàn)原理（1）DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，其在物質(zhì)的量濃度為0.14mo/L的NaCl溶液中的溶解度最低。（2）DNA不溶于酒精，但是在細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)可溶于酒精，因此可以用酒精提純。（3）DNA遇二苯胺（沸水?。?huì)被染成藍(lán)色，因此，三苯胺試劑可用來(lái)鑒定DNA分子。2．選取材料→破碎細(xì)胞，獲取含DNA的濾液→去除濾液中的雜質(zhì)→DNA的析出與鑒定?！菊f(shuō)明】①本實(shí)驗(yàn)用雞血細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料的原因：雞血細(xì)胞核的DNA含量豐富，材料易得；雞血細(xì)胞極易吸水漲破。②二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用。③獲取較多DNA的關(guān)鍵是向雞血細(xì)胞液中加入足量的蒸餾水，以便使雞血細(xì)胞膜和核膜破裂?！就P(guān)秘籍】DNA的粗提取與鑒定中的“234”加蒸餾水2次①加到雞血細(xì)胞液中，使血細(xì)胞吸收水破裂；②加到含DNA的2mol/L的NaCl溶液中，使NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度下降到0.14mol/L，使DNA析出。用紗布過(guò)濾3次①過(guò)濾血細(xì)胞破裂液，得到含細(xì)胞核物質(zhì)的濾液；②濾取0.14mol/L的NaC1溶液中析出的DNA（黏稠物）；③過(guò)濾溶有DNA的2mol/L的NaCl溶液用NaCl溶液4次①加2mol/L的NaCl溶液，溶解提取的細(xì)胞核物質(zhì)；②用0.14mol/L的NaCl溶液使DNA析出；③用2mol/L的NaCl溶液，溶解濾取的DNA黏稠物；④用2mol/L的NaCl溶液，溶解絲狀物用于鑒定DNA二、蛋白質(zhì)的提取和分離1．蛋白質(zhì)分離的依據(jù)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)（如分子的形狀和大小、所帶電荷的性質(zhì)和多少、溶解度、吸附性質(zhì)和對(duì)其他分子的親和力等）千差萬(wàn)別，可以用來(lái)分離不同種類(lèi)的蛋白質(zhì)。2．蛋白質(zhì)分離的方法（1）凝膠色譜法：原理是當(dāng)相對(duì)分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)通過(guò)凝膠時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部通道，路程較長(zhǎng)，移動(dòng)速度較慢，后從層析柱中洗脫下來(lái)；而相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)無(wú)法進(jìn)入凝膠內(nèi)部通道，只能在外部移動(dòng)，路程較短，移動(dòng)速度較快，在層析柱中先洗脫下來(lái)。（2）電泳法：原理是許多生物大分子具有可解離的基團(tuán)，在一定pH下，這些基團(tuán)會(huì)帶上正電或負(fù)電，在電場(chǎng)的作用下，這些帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)。各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小、形狀不同，使分子遷移速度不同，從而實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。3．血紅蛋白的提取和分離過(guò)程步驟操作樣品處理通過(guò)紅細(xì)胞的洗滌（除去雜蛋白，以利于后續(xù)步驟的分離純化）、血紅蛋白的釋放（在蒸餾水和甲苯的作用下，紅細(xì)胞破裂，細(xì)胞膜被溶解，釋放出血紅蛋白）、分離血紅蛋白溶液（經(jīng)過(guò)離心使血紅蛋白和其他雜質(zhì)分離開(kāi)來(lái)）等操作收集到血紅蛋白溶液粗分離利用透析法去除血紅蛋白溶液中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)純化利用凝膠色譜法分離相對(duì)分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)純度鑒定采用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳判斷純化的蛋白質(zhì)是否達(dá)到要求4．實(shí)驗(yàn)操作程序及注意事項(xiàng)（1）樣品處理①紅細(xì)胞的洗滌a．離心時(shí)轉(zhuǎn)速要低，時(shí)間要短，否則白細(xì)胞等會(huì)一同沉淀，達(dá)不到分離效果；b．洗滌三次，三次后如果上清液仍呈黃色，可增加洗滌次數(shù)，否則無(wú)法除去血漿蛋白。②血紅蛋白的釋放紅細(xì)胞中依次加入蒸餾水和甲苯的作用：加入蒸餾水的目的是使紅細(xì)胞吸水漲破；甲苯溶解細(xì)胞膜，從而使血紅蛋白釋放出來(lái)。③分離血紅蛋白溶液離心→分層→濾紙過(guò)濾→分液→紅色透明液體。（2）粗分離——透析①透析時(shí)間是12小時(shí)；②透析袋用硝酸纖維素制成，小分子可自由進(jìn)出，而大分子保留在袋內(nèi)。（3）純化——凝膠色譜法凝膠色譜操作包括凝膠色譜柱的制作、凝膠色譜柱的裝填、樣品的加入和洗脫。①為了加快干凝膠的膨脹，可將加入洗脫液的濕凝膠用沸水浴加熱，通常只需1~2h，這樣還可除去凝膠中可能帶有的微生物，排除膠粒內(nèi)的空氣。②在色譜柱中裝填凝膠的時(shí)候要盡量緊密，以降低凝膠顆粒之間的空隙。一是在裝填凝膠柱時(shí)，不得有氣泡存在，因?yàn)闅馀輹?huì)攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果。二是在凝膠色譜柱操作過(guò)程中，不能發(fā)生洗脫液流干，露出凝膠顆粒的現(xiàn)象。一旦發(fā)生上述兩種情況，凝膠色譜柱需要重新裝填。③滴加樣品時(shí)，吸管管口貼著管壁環(huán)繞移動(dòng)加樣，不要破壞凝膠面。④根據(jù)紅色區(qū)帶的移動(dòng)狀況判斷收集流出液的時(shí)間。考法一（2020·海南高考真題）下列關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．羊的成熟紅細(xì)胞可作為提取DNA的材料B．提取植物細(xì)胞的DNA時(shí)，需要加入一定量的洗滌劑和食鹽C．預(yù)冷的酒精溶液能抑制核酸水解酶活性，防止DNA水解D．在沸水浴條件下，DNA與二苯胺反應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色【答案】A【分析】1.DNA粗提取與鑒定的原理1.DNA的溶解性：（1）DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用這一特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使DNA充分溶解，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的；（2）DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精，利用這一原理，可以將DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步的分離；2.DNA對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性：蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，但是對(duì)DNA沒(méi)有影響。大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受60-80℃的高溫，而DNA在80℃以上才會(huì)變性。洗滌劑能夠瓦解細(xì)胞膜，但對(duì)DNA沒(méi)有影響；3.DNA的鑒定：在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色，因此二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑?！驹斀狻緼、羊的成熟紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核，因此不可作為提取DNA的材料，A錯(cuò)誤；B、提取植物細(xì)胞的DNA時(shí)，需要加入一定量的洗滌劑和食鹽，洗滌劑的作用是瓦解細(xì)胞膜，而食鹽的作用是提高DNA的溶解度，B正確；C、預(yù)冷的酒精溶液能抑制核酸水解酶活性，防止DNA水解，同時(shí)根據(jù)DNA蛋白質(zhì)溶于酒精，而DNA不溶于酒精的特性將其析出，C正確；D、由分析可知，在沸水浴條件下，DNA與二苯胺反應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色，據(jù)此鑒定DNA的存在，D正確。故選A。考法二（2011·廣東高考真題）以下關(guān)于豬血紅蛋白提純的描述，不正確的是A．洗滌紅細(xì)胞時(shí)，使用生理鹽水可防止紅細(xì)胞破裂B．豬成熟紅細(xì)胞中缺少細(xì)胞器和細(xì)胞核，提純時(shí)雜蛋白較少C．血紅蛋白的顏色可用于凝膠色譜法分離過(guò)程的監(jiān)測(cè)D．在凝膠色譜法分離過(guò)程中，血紅蛋白比分子量較小的雜蛋白移動(dòng)慢【答案】D【分析】血紅蛋白的分離過(guò)程：1、樣品的處理：通過(guò)洗滌紅細(xì)胞、血紅蛋白的釋放、離心等操作收集到血紅蛋白溶液；2、樣品的粗分離：利用透析法去除分子量較小的雜質(zhì)蛋白；3、樣品的純化：利用凝膠色譜法將相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜質(zhì)蛋白除去；4、純度鑒定：利用聚丙烯凝膠電泳完成?！驹斀狻緼、洗滌紅細(xì)胞的目的是去除雜蛋白以利于后續(xù)步驟的分離純化，加入的生理鹽水能維持細(xì)胞穩(wěn)定形態(tài)，防止紅細(xì)胞破裂，A項(xiàng)正確；B、豬的成熟紅細(xì)胞中無(wú)細(xì)胞核，缺少細(xì)胞器，提純時(shí)雜蛋白質(zhì)較少，B項(xiàng)正確；C、血紅蛋白是有色蛋白，因此在凝膠色譜分離時(shí)可以通過(guò)觀(guān)察顏色來(lái)判斷什么時(shí)候應(yīng)該收集洗脫液（如果操作都正確），C項(xiàng)正確；D、在凝膠色譜法分離過(guò)程中，血紅蛋白的分子量比雜蛋白大，質(zhì)量越大的蛋白質(zhì)，通過(guò)凝膠色譜柱的速度越快，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選D。4．下圖所示為“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的部分操作過(guò)程，有關(guān)分析不正確的是（）A．圖①④中加入蒸餾水的目的相同B．圖①中向雞血細(xì)胞液內(nèi)加入少許嫩肉粉有助于去除雜質(zhì)C．圖②操作的目的是純化DNA，去除溶于體積分?jǐn)?shù)為95%酒精中的雜質(zhì)D．圖③中物質(zhì)的量濃度為2mol·L-1的NaCl溶液能溶解黏稠物中的DNA【答案】A【分析】1、DNA的溶解性：（1）DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用這一特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使DNA充分溶解，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的。（2）DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精。利用這一原理，可以將DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步的分離。2、DNA對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，但是對(duì)DNA沒(méi)有影響。大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受60?80°C的高溫，而DNA在80°C以上才會(huì)變性。洗滌劑能夠瓦解細(xì)胞膜，但對(duì)DNA沒(méi)有影響。3、DNA的鑒定在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色，因此二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑?！驹斀狻緼、①中加蒸餾水是為了使血細(xì)胞吸水漲破，④中加入蒸餾水是為了降低氯化鈉溶液的濃度，使DNA析出，A錯(cuò)誤；B、嫩肉粉中含有蛋白酶，能夠水解蛋白質(zhì)，因此圖①中向雞血細(xì)胞液內(nèi)加入少許嫩肉粉有助于去除雜質(zhì)，B正確；C、DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精，因此②操作的目的是純化DNA，去除溶于95%酒精中的雜質(zhì)，C正確；D、圖③中2mol·L-1NaCl溶液能溶解黏稠物中的DNA，D正確。故選A。5．纖維素是地球上最豐富的可再生碳源物質(zhì)之一，科學(xué)合理地利用纖維素有助于解決能源危機(jī)和環(huán)境污染等重大問(wèn)題。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（l）分離纖維素分解菌時(shí)，從富含有機(jī)質(zhì)的土壤中取樣，將土壤濾液加入以纖維素為唯一碳源的液體培養(yǎng)基中進(jìn)行選擇培養(yǎng)，選擇培養(yǎng)的目的是____。如果將選擇培養(yǎng)后的液體培養(yǎng)基離心，人們____（填“能”或“不能”）從上清液中獲得纖維素酶。（2）將纖維素酶粗提取液裝入透析袋中，置于pH適宜的磷酸緩沖液中進(jìn)行透析處理，可除去其中____的雜質(zhì)。然后可采用________法進(jìn)一步純化纖維素酶。（3）為使纖維素酶能夠重復(fù)使用，可將冷卻后的海藻酸鈉溶液與纖維素酶液進(jìn)行混合，通過(guò)注射器滴入CaCl2溶液中。這種固定酶的方法稱(chēng)為_(kāi)___。（4）研究人員測(cè)定了不同溫度對(duì)固定化酶酶活力的影響，結(jié)果如圖所示。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以看出，在溫度為30℃-80℃的變化范圍內(nèi)，隨著溫度的升高固定化酶和游離酶的酶活力均呈現(xiàn)出_______的變化趨勢(shì)。該趨勢(shì)是由以下兩個(gè)方面共同作用的結(jié)果：反應(yīng)體系溫度升高時(shí)，底物和酶分子動(dòng)能增大，使反應(yīng)速率___；溫度可改變酶的____，導(dǎo)致活性隨著溫度的升高而降低甚至失活?！敬鸢浮浚?）增加纖維素分解菌的濃度能（2）分子量較小凝膠色譜法（或電泳）（3）包埋法（4）先增加后降低加快空間結(jié)構(gòu)【分析】在分離纖維素分解菌時(shí)，常做選擇培養(yǎng)，目的為增加纖維素分解菌的濃度，旨在從中可確保獲得纖維素分解菌。固定化酶和細(xì)胞的方法主要有三種，包括化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法和包埋法。包埋法常使用海藻酸鈉這種不溶于水的多孔性載體中。【詳解】（1）本實(shí)驗(yàn)中選擇培養(yǎng)也可稱(chēng)為富集培養(yǎng)，目的是增加纖維素分解菌的濃度。纖維素分解菌能夠分解周?chē)h(huán)境中的纖維素，說(shuō)明該酶合成后能夠釋放到周?chē)h(huán)境中，因此，將液體培養(yǎng)的目標(biāo)菌離心，人們可以從上清液中獲得纖維素酶。（2）對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行粗分離時(shí)常使用透析，目的是除去樣品中分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)，為進(jìn)一步純化分離纖維素酶，會(huì)將樣品放在凝膠色譜柱中進(jìn)行洗脫、收集。（3）海藻酸鈉常做包埋的載體，將冷卻后的海藻酸鈉溶液與纖維素酶液進(jìn)行混合，通過(guò)注射器滴入CaCl2溶液中，形成凝膠珠，這種酶固定化的方法是包埋法。（4）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在溫度為30℃~80℃的變化范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，固定化酶和游離酶的酶活力均呈現(xiàn)出先增加后降低的變化趨勢(shì)。該趨勢(shì)是由以下兩個(gè)方面共同作用的結(jié)果：反應(yīng)體系溫度升高時(shí)，底物和酶分子動(dòng)能增大，使反應(yīng)速率加快；溫度可改變酶的空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致活性隨著溫度的升高而降低甚至失活。核心考點(diǎn)三PCR技術(shù)一、PCR技術(shù)的原理DNA復(fù)制原理，即雙鏈DNA單鏈DNA二、PCR的反應(yīng)過(guò)程1．變性：當(dāng)溫度上升到90℃以上時(shí)，雙鏈DNA解聚為單鏈，如圖所示。2．復(fù)性：溫度下降至50℃左右時(shí)，兩種引物通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合，如圖所示。3．延伸：當(dāng)溫度上升至72℃左右時(shí)，溶液中的四種脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的DNA鏈，如圖所示。三、PCR的結(jié)果上述三步反應(yīng)完成后，一個(gè)DNA分子就變成了2個(gè)DNA分子，隨著重復(fù)次數(shù)的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反應(yīng)過(guò)程都是在PCR擴(kuò)增儀中完成的?？挤ㄒ唬?020·北京高考真題）為了對(duì)重金屬污染的土壤進(jìn)行生物修復(fù)，研究者將從楊樹(shù)中克隆的重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（HMA3）基因與外源高效啟動(dòng)子連接，導(dǎo)入楊樹(shù)基因組中（如圖）。為檢測(cè)獲得的轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)苗中是否含有導(dǎo)入的HMA3基因，同時(shí)避免內(nèi)源HMA3基因的干擾，在進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí)，應(yīng)選擇的引物組合是（）A．①+③ B．①+② C．③+② D．③+④【答案】B【分析】根據(jù)圖示中引物的位置可知，引物①擴(kuò)增的片段含有啟動(dòng)子和HMA3基因，引物③擴(kuò)增的片段不含啟動(dòng)子，引物②擴(kuò)增的片段既含有啟動(dòng)子，又含有HMA3基因序列?！驹斀狻繄D示中克隆的重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（HMA3）基因與外源高效啟動(dòng)子連接，導(dǎo)入楊樹(shù)基因組中，若要檢測(cè)獲得的轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)苗中是否含有導(dǎo)入的HMA3基因和高效啟動(dòng)子，需要檢測(cè)是否含有高效啟動(dòng)子序列和HMA3基因序列，應(yīng)選擇的引物組合是①+②，即B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B?？挤ǘ?020·江蘇高考真題）如果已知一小段DNA的序列，可采用PCR的方法，簡(jiǎn)捷地分析出已知序列兩側(cè)的序列，具體流程如下圖（以EcoRI酶切為例）：請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：（1）步驟I用的EcoRI是一種__________酶，它通過(guò)識(shí)別特定的__________切割特定位點(diǎn)。（2）步驟Ⅱ用的DNA連接酶催化相鄰核苷酸之間的3′-羥基與5′-磷酸間形成__________；PCR循環(huán)中，升溫到95℃是為了獲得__________；TaqDNA聚合酶的作用是催化__________。（3）若下表所列為已知的DNA序列和設(shè)計(jì)的一些PCR引物，步驟Ⅲ選用的PCR引物必須是__________（從引物①②③④中選擇，填編號(hào)）。DNA序列（虛線(xiàn)處省略了部分核苷酸序列）已知序列PCR引物①5′-AACTATGCGCTCATGA-3′②5′-GCAATGCGTAGCCTCT-3′③5′-AGAGGCTACGCATTGC-3′④5′-TCATGAGCGCATAGTT-3′（4）對(duì)PCR產(chǎn)物測(cè)序，經(jīng)分析得到了片段F的完整序列。下列DNA單鏈序列中（虛線(xiàn)處省略了部分核苷酸序列），結(jié)果正確的是_________________。A．5′-AACTATGCG-----------AGCCCTT-3′B．5′-AATTCCATG-----------CTGAATT-3′C．5′-GCAATGCGT----------TCGGGAA-3′D．5′-TTGATACGO----------CGAGTAC-3′【答案】（1）限制性核酸內(nèi)切（或限制）核苷酸序列（2）磷酸二酯鍵DNA單鏈以DNA為模板的DNA鏈的延伸（3）②④（4）B【分析】采用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA的過(guò)程為：變性、退火、延伸、終止，PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的原理：DNA雙鏈復(fù)制，引物是一小段單鏈DNA，引物5′端的堿基可以與DNA兩條鏈的3′端的堿基進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)，可作為DNA復(fù)制的起始點(diǎn)，子鏈的延伸方向從5′→3′?！驹斀狻浚?）EcoRI是一種限制性核酸內(nèi)切酶，它通過(guò)識(shí)別特定的核苷酸序列切割特定的位點(diǎn)。（2）DNA連接酶可催化相鄰核苷酸之間的3'-羥基和5'-磷酸之間形成磷酸二酯鍵；PCR循環(huán)中，升溫到95℃時(shí)，DNA受熱變性后解旋為單鏈；TaqDNA聚合酶是一種耐高溫的依賴(lài)于DNA模板的DNA聚合酶，能催化以DNA鏈為模板的DNA鏈的延伸。（3）引物是一小段單鏈DNA，引物5'端的堿基可以與DNA兩條鏈的3'端的堿基進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)，可作為DNA復(fù)制的起始點(diǎn)，子鏈的延伸方向從5'→3'，據(jù)題圖分析，結(jié)合已知序列可知，能與片段F左邊配對(duì)的引物為④，與右邊配對(duì)的引物為②，故步驟Ⅲ選用的PCR引物應(yīng)當(dāng)為②④。（4）對(duì)PCR產(chǎn)物測(cè)序，得到片段F的完整序列，因?yàn)槠蜦是被限制酶EcoRI剪切的兩端，它識(shí)別的序列是GAATTC，且在G與A之間切割，所以5'端應(yīng)該是AATTC，3'端是GAATT，故選B。6．小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要的糧食作物，但蚜蟲(chóng)經(jīng)常給小麥生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重威脅，研究人員將掌葉半夏中含有的凝集素基因PPA轉(zhuǎn)入到普通小麥品種中，獲得抗蚜效果較好的轉(zhuǎn)基因小麥。（1）為探究外源PPA基因在轉(zhuǎn)基因小麥細(xì)胞中的存在位置和遺傳方式，以純合的轉(zhuǎn)PPA基因小麥和野生型小麥進(jìn)行正反交，根據(jù)_______序列設(shè)計(jì)引物，通過(guò)PCR鑒定得到的F1代。若正交和反交后代均能擴(kuò)增出目的基因條帶，則證明PPA基因在轉(zhuǎn)基因小麥中存在細(xì)胞核遺傳。繼續(xù)對(duì)F2代進(jìn)行PCR鑒定，若親代中母本為轉(zhuǎn)基因植株時(shí)，F(xiàn)2代擴(kuò)增結(jié)果為_(kāi)______；而親代中父本為轉(zhuǎn)基因植株時(shí)，F(xiàn)2代擴(kuò)增結(jié)果為_(kāi)______，則證明該基因同時(shí)存在細(xì)胞質(zhì)遺傳。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中都含有PPA基因。細(xì)胞核中的PPA基因用R表示，未導(dǎo)入PPA基因用r表示；細(xì)胞質(zhì)中含PPA基因用S表示，未導(dǎo)入PPA基因用N表示（見(jiàn)下圖）。

以純合的轉(zhuǎn)基因植株做父本（基因型用S(RR)表示），野生型植株做母本進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)寫(xiě)出F1、F2的基因型_______。（3）回交是指子代與親本之一進(jìn)行雜交的過(guò)程。通過(guò)多代的連續(xù)回交，可以逐步將轉(zhuǎn)基因小麥的細(xì)胞核，置換成野生型小麥不攜帶PPA基因的細(xì)胞核，從而僅保持細(xì)胞質(zhì)中的PPA基因，以防止該基因通過(guò)花粉擴(kuò)散到其他近親作物中。請(qǐng)寫(xiě)出利用純合轉(zhuǎn)基因植株和野生型植株為親本，培育僅含細(xì)胞質(zhì)遺傳的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)小麥的流程_______。（用文字或者圖示作答均可）【答案】（1）PPA基因所有個(gè)體均能擴(kuò)增出條帶能擴(kuò)增和不能擴(kuò)增的個(gè)體比例為3∶1（2）F1：N(Rr)F2：N(RR)、N(Rr)、N(rr)（3）用純合轉(zhuǎn)基因植株做母本、野生型植株做父本，雜交獲得F1，F(xiàn)1作母本與野生型植株回交，篩選基因型為S(rr)的植株作母本，再與野生型植株連續(xù)多代回交，最終獲得僅含細(xì)胞質(zhì)遺傳的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)小麥S(rr)；

【分析】基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是決定生物性狀的基本單位。體細(xì)胞的細(xì)胞核中的基因通常是成對(duì)存在的，而細(xì)胞質(zhì)中的基因通常不是成對(duì)存在的。細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中的基因都能進(jìn)行復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，細(xì)胞質(zhì)基因由母本傳給子代?！驹斀狻浚?）PCR擴(kuò)增基因，需要根據(jù)待測(cè)定的基因序列設(shè)計(jì)引物，本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄客庠碢PA基因在轉(zhuǎn)基因小麥細(xì)胞中的存在位置和遺傳方式，所以以PPA基因序列設(shè)計(jì)引物；正反交結(jié)果相同，則說(shuō)明存在細(xì)胞核遺傳，若用Aa這對(duì)基因表示，F(xiàn)1基因型是Aa；對(duì)F2進(jìn)行擴(kuò)增，由于細(xì)胞質(zhì)基因只能由母本傳遞給子代，所以如果母本為轉(zhuǎn)基因植株時(shí)，F(xiàn)2中所有個(gè)體均能擴(kuò)增出條帶，而如果父本父本為轉(zhuǎn)基因植株時(shí)，只存在細(xì)胞核遺傳，所以擴(kuò)增結(jié)果是能擴(kuò)增和不能擴(kuò)增的個(gè)體比例為3∶1。（2）野生型為未導(dǎo)入基因，所以母本基因型是N（rr），父本是S(RR)，由于細(xì)胞質(zhì)基因隨著母本傳遞，所以F1基因型是N（Rr），自交出現(xiàn)性狀分離，F(xiàn)2基因型是N（RR）,N（Rr），N（rr）。（3）需要培養(yǎng)僅含細(xì)胞質(zhì)遺傳的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)小麥S（rr），結(jié)合題干回交過(guò)程，不斷進(jìn)行選擇，所以具體過(guò)程：用純合轉(zhuǎn)基因植株做母本、野生型植株做父本，雜交獲得F1，F(xiàn)1作母本與野生型植株回交，篩選基因型為S(rr)的植株作母本，再與野生型植株連續(xù)多代回交，最終獲得僅含細(xì)胞質(zhì)遺傳的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)小麥S(rr)；遺傳圖解如下：

7．注意缺陷多動(dòng)障礙（ADHD）是臨床上常見(jiàn)的一種神經(jīng)發(fā)育障礙性疾病，主要表現(xiàn)為與年齡不相符的注意力不集中、多動(dòng)、沖動(dòng)。推測(cè)cntnap2基因與ADHD相關(guān)，研究人員嘗試通過(guò)降低斑馬魚(yú)中該基因的表達(dá)建立ADHD動(dòng)物模型。（1）cntnap2基因主要在_________中進(jìn)行轉(zhuǎn)錄時(shí)，_________酶與基因中的啟動(dòng)子結(jié)合催化形成RNA前體。隨后RNA前體中內(nèi)含子對(duì)應(yīng)部分被切掉，外顯子對(duì)應(yīng)部分拼接起來(lái)，形成成熟mRNA。（2）為降低cntnap2基因的表達(dá)，研究人員將嗎啉反義寡核苷酸導(dǎo)入斑馬魚(yú)的受精卵中，嗎啉反義寡核苷酸是一種RNA剪接抑制劑，針對(duì)它的具體作用，科研人員提出以下假說(shuō)：假說(shuō)1：導(dǎo)致RNA前體上內(nèi)含子1的對(duì)應(yīng)序列不能被剪切下去假說(shuō)2：導(dǎo)致RNA前體上內(nèi)含子1和外顯子2的對(duì)應(yīng)序列同時(shí)被剪切下去為了驗(yàn)證上述假說(shuō)，分別從受精后3天的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組斑馬魚(yú)的腦中提取________，逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA。若假說(shuō)1成立，使用上圖所示引物2和引物4進(jìn)行PCR后電泳的結(jié)果為_(kāi)_______（從下列選項(xiàng)中選擇）。A．實(shí)驗(yàn)組有目的條帶B．實(shí)驗(yàn)組無(wú)目的條帶C．對(duì)照組有目的條帶D．對(duì)照組無(wú)目的條帶若要證明假說(shuō)2成立，還需要選擇上圖所示引物_________進(jìn)行PCR。（3）用上述方法獲得的實(shí)驗(yàn)組斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)距離和速度都大于對(duì)照組?？蒲腥藛T向?qū)嶒?yàn)組斑馬魚(yú)的培養(yǎng)液中加入托莫西?。ㄒ环N常用于治療ADHD的臨床藥物），若_________則證明利用嗎啉反義寡核苷酸獲得了ADHD斑馬魚(yú)模型?！敬鸢浮浚?）細(xì)胞核RNA聚合（2）RNAAD3和4（3）斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)距離和速度降低【分析】1、中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復(fù)制；遺傳信息可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯；后來(lái)中心法則又補(bǔ)充了遺傳信息從RNA流向RNA以及從RNA流向DNA兩條途徑。2、PCR技術(shù)：（1）概念：PCR全稱(chēng)為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)；（2）原理：DNA復(fù)制；（3）前提條件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一對(duì)引物；（4）條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對(duì)引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）；（5）過(guò)程：①高溫變性：DNA解旋過(guò)程（PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開(kāi)不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動(dòng)解開(kāi)）；低溫復(fù)性：引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈?！驹斀狻浚?）轉(zhuǎn)錄過(guò)程以四種核糖核苷酸為原料，以DNA分子的一條鏈為模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA，斑馬魚(yú)屬于真核生物，即cntnap2基因在細(xì)胞核中進(jìn)行轉(zhuǎn)錄時(shí)，在RNA聚合酶與基因中的啟動(dòng)子結(jié)合催化形成RNA前體。隨后RNA前體中內(nèi)含子對(duì)應(yīng)部分被切掉，外顯子對(duì)應(yīng)部分拼接起來(lái)，形成成熟mRNA。（2）針對(duì)嗎啉反義寡核苷酸是一種RNA剪接抑制劑，提出假說(shuō)1和假說(shuō)2，為驗(yàn)證上述假說(shuō)，可分別從受精后3天的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組斑馬魚(yú)的腦中提取RNA，逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA。若假說(shuō)1成立，即實(shí)驗(yàn)組RNA前體上內(nèi)含子1的對(duì)應(yīng)序列不能被剪切下去，對(duì)照組RNA前體上內(nèi)含子1的對(duì)應(yīng)序列不能被剪切下去，使用上圖所示引物2和引物4進(jìn)行PCR后電泳的結(jié)果為實(shí)驗(yàn)組有目的條帶，對(duì)照組無(wú)目的條帶，即AD正確。若要證明假說(shuō)2成立，即RNA前體上內(nèi)含子1和外顯子2的對(duì)應(yīng)序列同時(shí)被剪切下去，即選擇圖示引物3和4進(jìn)行PCR可得到電泳條帶。（3）用上述方法獲得的實(shí)驗(yàn)組斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)距離和速度都大于對(duì)照組，科研人員向?qū)嶒?yàn)組斑馬魚(yú)的培養(yǎng)液中加入托莫西?。ㄒ环N常用于治療ADHD的臨床藥物），若斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)距離和速度降低則證明利用嗎啉反義寡核苷酸獲得了ADHD斑馬魚(yú)模型。8．PCR技術(shù)應(yīng)用非常