《备战版生物专题辅导与训练配套(江苏专用)酶的应用和生物技术在其他方面的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战版生物专题辅导与训练配套(江苏专用)酶的应用和生物技术在其他方面的应用（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲 酶的应用和生物技术 在其他方面的应用,一、解读酶的应用 1.酶在食品制造和洗涤等方面的应用 （1）纤维素酶与果胶酶：,（2）加酶洗衣粉： 概念：指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶四类。,洗涤原理：,2.制备和应用固定化酶、固定化细胞 （1）直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的差异：,（2）固定化酵母细胞的制备： 酵母细胞的活化配制CaCl2溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞。 说明： CaCl2溶液的作用是增强凝胶珠的强度； 配制海藻酸钠溶液时要小火或间断加热，浓度要适宜，保证凝胶珠成形且能固定； 海藻酸钠溶液要冷却后再与酵
2、母细胞混合，否则会杀死酵母细胞。,【特别提醒】 （1）纤维素酶是一种复合酶，果胶酶是单一酶。 （2）果胶酶可以提高果汁的出汁率，还可以提高果汁的澄清度。 （3）蛋白质类丝绸物不能用蛋白酶洗衣粉洗涤。 （4）海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，因为如果海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠;如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，都会影响实验效果。,二、植物的组织培养 1.影响植物组织培养的因素 （1）内因：材料的种类、年龄、保存时间长短等。,2.植物组织培养与花药培养技术的比较,三、DNA和蛋白质技术 1.PCR扩增技术 （1）原理：DNA复制。 （2）条件：模板、原料、酶、
3、ATP。 （3）场所：体外PCR扩增仪。 （4）方向：DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3端延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物。当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的3端开始延伸DNA链。因此，DNA的合成方向总是从子链的5端向3端延伸。,（5）过程： 变性：当温度上升到90 以上时，双链DNA解聚为单链，如下图：,复性：温度下降到50 左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，如下图： 延伸：温度上升到72 左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，如下图：,2.血红蛋白的提取和分离 （1）方
4、法及原理：,（2）实验操作程序：,四、植物有效成分的提取,【热点考向1】固定化技术在食品加工中的应用 高考频次3年8考 预测指数 【典题训练1】（2012江苏高考）下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是（ ） A.从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小 B.作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药 C.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用 D.将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2 和杂菌,【规范答题】（1）审题认真仔细，建构酶和固定化细胞的知识网络； （2）明确尿糖试纸的缺点，不能重复使用的原因是什么。,【解析】选C。化学结合法可能
5、影响酶的活性部位而影响反应效果，而吸附法是物理方法，不影响酶的分子结构，A正确；消化酶在消化道内起作用，B正确；尿糖试纸由于使用后不能将反应物和酶分开，而不能再次使用，C错；固定化酵母细胞在凝胶珠中，用无菌水冲洗可洗去CaCl2和表面的杂菌，D正确。,【热点考向2】 植物组织培养技术在生产中的应用 高考频次3年7考 预测指数 【典题训练2】（2012山东高考）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）图中和分别表示辣椒组织培养中细胞的_和_过程。 （2）图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是_。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值_（填“高”或“低”
6、）时，有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时，应采用的灭菌方法是_。,（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_。,【规范答题】（1）生物术语规范：脱分化、再分化、高压蒸汽灭菌、果胶酶。 （2）解答规范：可根据图中过程和的培养结果判断分别为脱分化和再分化。培养基一般采取高压蒸汽灭菌，外植体不能进行灭菌，只能采取消毒的方法。根据植物细胞壁的成分可判断酶解法所利用的酶为果胶酶和纤维素酶。,【解析】本题以辣椒素为切入点，考查植物组织培养的过程、组织培养培养基的成分、植物激素对
7、组织培养过程的影响、对外植体消毒的方法及萃取过程的注意事项等内容。 （1）由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程称为脱分化，脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。,（2）培养基中常用的凝固剂是琼脂。同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。生长素和细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化；反之则有利于根的分化。培养基应用高压蒸汽灭菌锅灭菌。 （3）外植体消毒所用酒精的体积分数是70%。酶解法将愈伤组织分离成单细胞所用的酶是果胶酶和纤维素酶。 （4）用萃取法提取植物有效成分时，应在加热瓶口安装冷凝回流装置，目的是防止加热
8、时有机溶剂挥发。,满分答案：（1）脱分化（或去分化） 再分化 （2）琼脂 低 高压蒸汽灭菌 （3）70% 果胶酶 （4）防止有机溶剂的挥发,【热点考向3】PCR的原理和过程 高考频次3年5考 预测指数 【典题训练3】（2011江苏高考）请回答基因工程方面的有关问题： （1）利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如图所示）。 图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。,从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为_。 在第_轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。 （2）设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物（只标注了
9、部分碱基序列）都不合理（如图），请分别说明理由。,第1组：_； 第2组：_。,（3）PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为_ _。,（4）用限制酶EcoR、Mbo单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图（1 kb即1 000个碱基对），请画出质粒上EcoR、Mbo的切割位点。,【规范答题】（1）生物术语规范:碱基互补配对、DNA聚合酶、脱氧核苷酸、双链DNA。 （2）解答规范:第（1）小题要结合DNA的半保留复制进行解答。第（2）小题涉及到引物的设计和作用，要明确引物的作用是与模板链（DNA单链）的3端的部分碱基发生碱基互补配对
10、，之后单个脱氧核苷酸才能与模板链后面的碱基连续进行碱基配对；设计引物时，要注意引物之间、单个引物内不能发生碱基互补配对，否则会影响引物与模板链上的碱基互补配对，从而不能发挥引物的作用。,【解析】解答本题首先要明确两点:PCR一般要经历三十多次循环，每次循环都包括变性、复性（退火）、延伸三步。两个引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。然后结合问题作答。 （1）从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的 DNA片段所占的比例为15/16。在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。 （2）某同学设计的两组引物（只标注了部分碱基序列）都不合理，原因是：引物和引物局部发生碱基互补配
11、对而失效。引物自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效。,（3）DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上。 （4）由图可知，单独用限制酶EcoR切割质粒，形成一个片段，说明在质粒上只有一个EcoR切割位点；当用限制酶Mbo单独切割质粒时，形成两个片段，说明在质粒上有两个Mbo切割位点；当两者联合切割同一质粒时，形成三个片段，说明两种限制酶的切割位点不同，且EcoR酶切割位点距Mbo的两个酶切位点是5.5 kb 和6 kb。,满分答案:（1）15/16 三 （2）引物和引物局部发生碱基互补配对而失效 引物自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效 （3）DNA聚合酶只能将单个
12、脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上 （4）见图,1.（2012盐城一模）下列有关酶的应用的叙述正确的是 （ ） A.酶对重金属盐不敏感，但对低温、强酸、强碱非常敏感 B.加酶洗衣粉因为添加了酶制剂，比普通洗衣粉更易污染环境 C.固定化酶可以反复利用，但反应物与酶接触受影响而会降低反应效率 D.酶的催化功能很强，但只能在生物体内发挥作用,【解析】选C。酶对重金属、高温、强酸、强碱非常敏感。加酶洗衣粉易分解，不易污染环境。固定化酶因其外有物质包裹，酶与反应物接触受影响。酶既可在体内发挥作用，也可在体外发挥作用。,2.（2011江苏高考）下列有关植物组织培养的叙述，正确的是（ ） A.愈伤
13、组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞 B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株 C.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子 D.植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得,【解析】选D。愈伤组织源自外植体的脱分化，其细胞无特定形态、结构和功能；花粉离体培养得到的只是单倍体植株，B项描述缺少了秋水仙素处理的环节；人工种子内包装的是胚状体，而非愈伤组织；耐盐突变体的筛选，需用含一定盐分的选择培养基进行培养获得。,3.（2011广东高考）以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是（ ） A.洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂 B.猪成熟红细胞中缺少
14、细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少 C.血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测 D.在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比相对分子质量较小的杂蛋白移动慢,【解析】选D。D项考查凝胶色谱法分离蛋白质的原理，相对分子质量越大的通过凝胶色谱柱的速度越快，故D错误。A正确，洗涤的目的是去除杂蛋白以利于后续步骤的分离纯化，洗涤时加入生理盐水，缓慢搅拌10 min，低速短时间离心，重复洗涤三次，直至上清液不再呈现黄色，表明红细胞已洗涤干净。B正确，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核与众多的细胞器，提,纯时杂蛋白较少。C正确，血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液（
15、如果操作都正确，能清楚的看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出）。这使得血红蛋白的分离过程非常直观，简化了操作。,4.（多选）（2010江苏高考）图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图。下列叙述正确的是（ ）,A.刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液 B.图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠 C.图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触 D.图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中,【解析】选B、C、D。本题考查了固定化细胞技术的操作过程。溶化的海藻酸钠应冷却后与活化的酵母细胞混合，A项错误；图1中氯化钙溶液可使海藻酸钠形成凝胶珠，B项正确；图2中要进行搅拌以使培养液与酵母细胞充分接触，C项正确；图1中制备的凝胶珠要用蒸馏水洗涤过再移到图2装置中，D项正确。,5.（2012临沂模拟）请回答下列有关生物技术的问题： （1）DNA变性后，当温度缓慢降低后，两条彼此分离的DNA链又会重新结合成双链，称为_，PCR技术利用了DNA的_原理，通过控制温度来控制双链
