选修一生物技术实践专题。
1．根据提取橘皮精油的实验流程示意图回答下列问题：
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。
解析：由于鲜橘皮中含有大量的果蜡、果胶、水，若直接压榨，出油率极低，故应先干燥去水，且用石灰水破坏细胞，水解果胶。压榨中要使油与水分离，应加入相当于橘皮质量0.
25%的小苏打和5%的硫酸钠，并调节ph至7～8，该过程中两次过滤的目的不同，第一次过滤是用普通布袋除去固体物和残渣，第二次则用滤纸除去少量水分和蜡质等杂质。
答案：(1)干燥去水 (2)果蜡果胶水分。
3)既要将原料压紧，防止原料滑脱，又要将油分挤压出来。
4)0.25%的小苏打和5%的无水硫酸钠 7～8
5)普通布袋固体物和残渣。
6)在5℃～10℃下静置5～7 d 使杂质沉淀。
7)滤纸。2．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？
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？
答案：(1)凝胶珠由啤酒酵母和固定化酵母菌的海藻酸钠组成。啤酒酵母能产生酶，将渗入凝胶珠的麦芽汁中的糖发酵，进而转化成乙醇。
将生啤酒倒出后，将凝胶珠再投放入新鲜的麦芽汁中，可以在较长时间内反复连续使用，而普通发酵中的酶或菌种不能反复使用 (2)物理化学包埋法化学结合法物理吸附法化学结合法物理吸附法包埋法 (3)蒸馏水冲洗浅黄色气泡酒 (4)二者均可用搅拌或装柱形式与底物溶液接触，可以在较长时间内反复、连续使用，降低酶的使用成本；可提高酶的稳定性；便于严格控制酶促反应过程；容易与产物分开，提高产物的质量。固定化细胞的发展比固定化酶更进一步，它省去了酶的分离、纯化工序，同时酶的活性更加稳定。
3． pcr(多聚酶链式反应)技术是一项在生物体外复制特定的dn**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：
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___
解析：(1)高温所起的作用类似于解旋酶，使双链dna变为单链。(2)c过程为pcr技术的延伸阶段，当系统温度上升至72℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在dna聚合酶的作用下合成新的dna链。
dna聚合酶是耐热的，高温下不变性，所以一次性加入即可。(3)pcr技术遵循半保留复制的特点。经过三次循环，共产生23个dna分子，其中有2个dna分子含有15n标记。
(4)在一个双链dna分子中，c＋t占碱基总数的一半，故t的数目为a－m，复制10次，相当于新增加了210－1个dna分子。故需补充t的数目为(210－1)(a－m)。(5)基因中的碱基对改变属于基因突变。
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，以后按正常配对方式进行扩增，错配链作模板扩增的都是错误的dna分子，原正常链扩增得到的dna分子都是正常的dna分子，故若干次后检测所用dna的扩增片段，与原dna相应片段相同的占1/2。
答案：(1)c (2)dna聚合酶一次不需要 dna模板，分别与两条模板链相结合的两种引物，四种脱氧核苷酸，同时通过控制温度使dna复制在体外反复进行 (3)25% (4)(210－1)(a－m) (5)基因突变 50%
4．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。
解析：(1)dna聚合酶是一种蛋白质，在pcr技术中所用的dna聚合酶最大的特点是耐高温，即高温下不变性，可反复使用。(2)pcr技术用高温变性解旋，在人体中是常温解旋酶作用解旋。
c过程是pcr技术中的中温延伸阶段，其复制的方式仍是半保留复制。(3)rna中含有u不含t。一个dna分子中a＋c占碱基总数的一半，故c的数目为800－600＝200。
假设复制n次，相当于新增加了(2n－1)个dna分子，故200×(2n－1)＝6200，解得：n＝5。
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