酶的应用和生物技术在其他方面的应用

第2讲酶的应用和生物技术在其他方面的应用考纲点击1.趋势 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ：联系果汁生产、加酶洗衣粉等生产生活实例，考查酶特性探究的实验分析与设计，植物组织培养的操作程序2.复习策略：(1)利用实例分析法，理解果胶酶在果汁生产中的作用；(2)利用列表比较法突破直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的内容；(3)联系生长素和细胞分裂素的作用分析两者在植物组织培养中的作用1.酶的存在与简单制作 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 2.酶活力测定的一般原理和方法3.酶在食品制造和洗涤等方面的应用4.制备和应用固定化酶5.植物的组织培养6.蛋白质的提取和分离7.PCR技术的基本操作和应用备考指南考纲要求网络构建·知识自填必考点一酶的应用夯实基础·查漏补缺1.判断下列有关酶的研究与应用的叙述。(1)多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层。(2011·江苏，15D)()(2)嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂。就酶的作用特点而言，室温下先与肉片混匀放置一段时间再炒熟的使用方法最佳。(2009·广东文基，72D改编)()(3)探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果时，在相同pH时，加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉。(2012·江苏，16C)()(4)在制作固定化酵母细胞时，将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌。(2012·江苏，17D)()(5)酶在大规模产业化应用中的核心问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 是固定化技术，而酶固定化所依据的基本原理在于酶具有可反复使用性。(2012·上海，9D)() 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 (1)×(2)√(3)×(4)√(5)√2.(2013·江苏)下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()A.可用包埋法制备固定化酵母细胞B.反应产物对固定化酶的活性没有影响C.葡萄糖异构酶固定前后专一性不同D.固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应答案A解析固定化技术包括包埋法、物理吸附法和化学结合法(交联法)，由于细胞相对于酶来说更大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法，A项正确；某些反应产物可能与酶结合，致使酶的结构产生变化，从而改变酶的催化活性，B项错误；固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上，实现酶的反复利用，并提高酶稳定性，酶的各项特性(如高效性、专一性和作用条件的温和性)依然保持，C项错误；固定化细胞在多步酶促反应中发挥连续催化作用，但如果反应底物是大分子物质，则难以自由通过细胞膜，从而限制固定化细胞的催化反应，D项错误。考点整合·融会贯通1.纤维素酶和果胶酶的组成与作用2.加酶洗衣粉的洗涤原理3.直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的差异【典例示范1】(2014·长沙模考)下列说法不正确的是()A.固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法B.固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法C.由于细胞个大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸附法固定D.反应物是大分子物质时应采用固定化酶【思维流程】【解析】由于细胞个大，酶分子很小，个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。因此，细胞多采用包埋法固定，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定。【答案】C必考点二生物技术在其他方面的应用夯实基础·查漏补缺1.判断下列有关植物的组织培养技术的叙述。(1)外植体可以来自于植物的任何细胞。(2011·上海，22A)()(2)愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞。(2011·江苏，16A)()(3)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。(2011·江苏，16B)()(4)以花粉作为外植体可得到单倍体植株。(2011·上海，22C)()(5)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。(2011·江苏，16C)()(6)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。(2011·江苏，16D)()(7)不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同。(2011·上海，22D)()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)√2.判断下列有关DNA和蛋白质技术的叙述。(1)用菜花替代鸡血作为实验材料进行“DNA的粗提取与鉴定”，其实验操作步骤相同。(2011·江苏，19D改编)()(2)用不同浓度NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质。(2009·江苏，23B)()(3)利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，将丝状物溶解在2mol/LNaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色。(2011·江苏，19C)()(4)蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化。(2009·江苏，23D)()(5)利用透析法纯化蛋白酶时，应以蒸馏水作为透析液。(2010·江苏，3C)()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×考点整合·融会贯通1.植物的组织培养(1)植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同(2)植物激素与组织培养生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，其作用及特点为：①在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。②使用顺序不同，结果不同，具体如下：③用量比例不同，结果也不同：2.PCR反应的原理、过程及结果(1)PCR原理：在一定的缓冲溶液中通过控制温度并提供模板和原料，使DNA复制在体外反复进行。(2)PCR反应过程：Ⅰ.变性：当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链，如下图：Ⅱ.复性：当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，如下图：Ⅲ.延伸：当温度上升到72℃左右时，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：(3)结果：a.PCR一般要经历三十多次循环，每次循环都要包括变性、复性、延伸三步。b.两个引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。3.五种生物成分的提取根据各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、形状的不同电泳法①样品处理；②粗分离；③纯化；④纯度鉴定根据相对分子质量的大小凝胶色谱法血红蛋白①将实验材料溶解在2mol/L的NaCl溶液中，过滤；②加水稀释至0.14mol/L的NaCl溶液使DNA析出并过滤，再用2mol/L的NaCl溶液溶解DNA；③加入与滤液体积相等的、冷却的体积分数为95%的酒精溶液①DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同②DNA不溶于酒精溶液，但某些蛋白质则溶于酒精溶液盐析法DNA步骤提取原理提取方法提取物质玫瑰精油水蒸气蒸馏法利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来①水蒸气蒸馏；②分离油层(加NaCl)；③除水过滤(加无水Na2SO4)橘皮精油压榨法通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油①石灰水浸泡、漂洗；②压榨、过滤、静置；③再次过滤胡萝卜素萃取法使提取物溶解在有机溶剂中，蒸发后得到提取物①粉碎、干燥；②萃取，过滤；③浓缩【典例示范2】(2014·启东中学质检)通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植株等。如图是植物组织培养的过程，请回答相关问题：离体的植物器官、组织或细胞①→愈伤组织②→丛芽③→植株④(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的根本原因是___________________________。植物组织培养技术所用的MS培养基中________提供植物细胞生活所必需的无机盐；________提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压。(2)利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。一般来说，在________期花药培养的成功率最高。为了选择该期的花药，通常选择________的花蕾。若要得到可育植株，需要对④进行处理的方法有_____________________。(3)若要进行兰花无病毒植株的培育，首先选择兰花的________作为外植体，其原因是_____________________。从外植体到无病毒植株试管苗，要人为控制细胞的________和________过程。研究人员研究了茎尖外植体大小对苗的成活率和脱毒率的影响，实验结果如图所示：实验结果表明，茎尖越小，________，因此脱毒培养中，茎尖外植体的适宜大小为________mm。(4)在植物组织培养过程中，愈伤组织的成功诱导是至关重要的步骤。某研究小组以食用稗的成熟胚作为外植体，在基本培养基上研究植物生长调节剂对食用稗愈伤组织诱导率的影响。实验结果如下表：注：愈伤组织诱导率(%)＝产生愈伤组织的外植体数/接种的外植体总数×100%从上表可知，在基本培养基中添加较高浓度的________有利于食用稗的胚形成愈伤组织，而添加________则不利于食用稗的胚形成愈伤组织。【思维流程】【解析】(1)外植体能培养成植株是因为植物细胞具有全能性。植物组织培养技术所用的MS培养基含有微量元素、大量元素、有机物和植物激素等，其中微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；有机物中的蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压。(2)月季的花药离体培养采用单核期的花粉粒易成功，因为此时花瓣未开，微生物不易侵入，便于消毒。(3)培育无病毒兰花植株用茎尖或根尖分生组织，因为分生组织分裂快，很少被病毒侵染，甚至无病毒。(4)从题表中的诱导率可知添加较高浓度的2，4-D有利于形成愈伤组织，而添加较高浓度的6－BA则不利于愈伤组织的形成。【答案】(1)植物细胞具有全能性微量元素和大量元素蔗糖(2)单核靠边完全未开放用秋水仙素处理或进行低温处理(3)茎尖或根尖分生组织分生组织分裂快，很少被病毒感染甚至无病毒脱分化(或去分化)再分化脱毒率越高，成活率越低0.27(4)2，4-D6-BA课堂10分钟落实巩固1.植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性因素。按照不同顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果。若先使用生长素，后使用细胞分裂素，实验结果是()A.有利于细胞分裂，但细胞不分化B.细胞既分裂也分化C.细胞分化频率提高D.有利于细胞分化，但细胞不分裂答案A解析植物组织培养过程中，细胞分裂素和生长素的使用顺序不同，培养的结果不同。先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂，但细胞不分化；先使用细胞分裂素，后使用生长素，细胞既分裂也分化；两者同时使用，细胞分化频率提高。2.右图是应用固定化酵母进行葡萄糖发酵的装置，下列说法中不正确的是()A.为使固定化酵母可以反复使用，实验过程一定要在无菌条件下进行B.加入反应液后应保持活塞1始终打开，活塞2则必须关闭C.装置的长导管主要是为了释放CO2并防止杂菌进入反应柱D.加入反应液的浓度不能过高以免酵母细胞因失水过多而死亡答案B解析加入反应液后应保持活塞1关闭，为酵母菌的厌氧发酵提供无氧环境。3.(2014·汕头检测)酶的固定化是将酶束缚或限制于一定区域内，使其进行酶促反应后可回收及重复利用的一类技术，下列关于固定化酶技术的叙述不正确的是()A.为使葡萄糖液与葡萄糖异构酶充分接触生产果糖，葡萄糖液应从固定化酶反应柱下端注入B.制备固定化酶的方法主要有化学结合法和物理吸附法C.固定化酶固定时可能会对酶造成损伤而影响其活性D.用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆可以大幅度提高产量答案A解析葡萄糖液应从固定化酶反应柱的上端注入，使葡萄糖液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖。制备固定化酶的方法主要有化学结合法和物理吸附法。固定化酶固定时可能会对酶造成损伤而影响其活性。4.下图为利用体细胞诱变育种技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程，下列叙述错误的是()A.该育种过程所依据的原理有基因突变和植物细胞的全能性B.过程①和②所涉及的培养基中，不同植物生长调节剂的浓度比例不同C.白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA和RNA种类相同D.过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒除草剂答案C解析诱变育种所依据的原理是基因突变，植物组织培养所依据的原理是植物细胞的全能性。过程①和②所得到的产物不同，因此培养基中不同植物生长调节剂的浓度比例不同。白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA相同，但RNA种类不完全相同。过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒除草剂。5.生物技术实践与人们的生产和生活密切相关。请回答下列有关问题。(1)进行菊花组织培养的基本操作步骤是制备MS固体培养基、________、接种、培养、移栽、栽培。花药离体培养时，选择合适发育时期的花粉能提高诱导成功率，确定花粉发育时期最常用的染色方法是___________________________。花粉经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中___________________________。(2)如图一表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图中的X溶液为________，其作用是___________________________________________________。用注射器滴加海藻酸钠与酵母菌混合液时，应将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，才能加入已活化的酵母菌，目的是防止________。(3)为了探究某加酶洗衣粉中碱性蛋白酶含量与洗涤效果的关系，某同学通过实验获得如图二所示的结果。由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是________%，本实验的自变量是________。答案(1)外植体消毒醋酸洋红法激素的种类及其浓度配比(2)CaCl2溶液使海藻酸钠形成凝胶珠高温杀死酵母菌(3)0.6碱性蛋白酶的含量6.辣椒素是辣椒果实中普遍存在的一种生物碱，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所示。请回答下列问题：(1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的________和________过程。(2)图中所用的MS培养基主要成分应包括：大量元素、微量元素、有机物(如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素以及________等)，还需要添加多种植物激素，如生长素和细胞分裂素。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值________(填“高”或“低”)时，有利于芽的分化。所用的培养基必须彻底灭菌，一般应采取的灭菌方法是___________________________。(3)培养外植体的培养基一般是固体培养基，需要加入凝固剂________。并且在培养获得辣椒脱毒苗的过程中，除无菌操作外，还需要注意pH、________、________等条件的控制。(4)图中第二条获得辣椒素的途径：用酶解法将愈伤组织分离成单细胞，再选择高产细胞系进行培养。分散的细胞能快速增殖，提取的有效成分比从辣椒果实中提取更充分。酶解法用到的酶有________酶和________酶。(5)辣椒素是一种斥水亲脂、易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂的化合物。可以采用________法提取辣椒素，该方法需要对原材料进行________，再用酒精、丙酮等浸泡，并利用________加热的方法加热，加热瓶口安装回流冷凝装置，目的是___________________________________________。通过过滤获得滤液，若要获得辣椒素结晶，还需再对滤液加热蒸发出有机溶剂，这时可以直接使用________装置进行。答案(1)脱分化(去分化)再分化(2)蔗糖低高压蒸汽灭菌(3)琼脂温度光照(4)果胶纤维素(5)萃取粉碎、干燥水浴防止有机溶剂的挥发蒸馏解析(1)图中的①②分别表示脱分化和再分化的过程。(2)对照所了解的MS培养基的成分，分析可知，除了题中提及的营养成分外，还应该有蔗糖，作为培养过程中的碳源；当培养基中生长素和细胞分裂素用量比值低时，有利于芽的分化；对培养基的灭菌通常采用高压蒸汽灭菌法。(3)固体培养基中加入的凝固剂，通常是琼脂；在形成脱毒苗的过程中需要注意pH、光照及温度等条件的控制。(4)根据酶的专一性，分散细胞可以利用的酶有果胶酶和纤维素酶。(5)对于脂溶性的物质，可采用萃取法提取，该方法需要对原材料进行粉碎、干燥，然后再用酒精、丙酮等有机溶剂浸泡，并利用水浴方法加热，在加热的瓶口安装回流冷凝装置，以防止有机溶剂的挥发；利用蒸馏法可以让溶解辣椒素的有机溶剂蒸发，以获得较纯的辣椒素结晶。请做：课时作业（十七）