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第二講酶的應(yīng)用和生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用,題組1酶的應(yīng)用,1(2010江蘇生物,3)某種蛋白酶是由129個(gè)氨基酸脫水縮合形成的蛋白質(zhì),下列敘述正確的是()A該蛋白酶分子結(jié)構(gòu)中至少含有129個(gè)氨基和129個(gè)羧基B該蛋白酶溶液與雙縮脲試劑發(fā)生作用,產(chǎn)生紫色反應(yīng)C利用透析法純化該蛋白酶時(shí),應(yīng)以蒸餾水作為透析液D用含該蛋白酶的洗衣粉去除油漬,效果比其他類型加酶洗衣粉好,解析:一個(gè)蛋白質(zhì)分子中至少含有一個(gè)游離的氨基和一個(gè)游離的羧基;該蛋白酶屬于蛋白質(zhì),與雙縮脲試劑作用,產(chǎn)生紫色反應(yīng);利用透析法純化該蛋白酶時(shí),應(yīng)以磷酸緩沖液作為透析液;蛋白酶催化水解蛋白質(zhì),而油漬屬于脂質(zhì),用含該蛋白酶的洗衣粉無(wú)法去除油漬,用含該蛋白酶的洗衣粉去除血漬、奶漬時(shí),效果比其他類型加酶洗衣粉好。答案:B,2(2010江蘇生物,25)圖1表示制備固定化酵母細(xì)胞的有關(guān)操作,圖2是利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵的示意圖,下列敘述正確的是(多選)(),A剛?cè)芑暮T逅徕c應(yīng)迅速與活化的酵母菌混合制備混合液B圖1中X溶液為CaCl2溶液,其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠C圖2發(fā)酵過程中攪拌的目的是為了使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸D圖1中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中解析:溶化的海藻酸鈉應(yīng)冷卻至室溫后與活化的酵母菌混合,A項(xiàng)錯(cuò)誤。海藻酸鈉與酵母菌混合液應(yīng)滴入CaCl2溶液中,以制備凝膠珠;凝膠珠用蒸餾水沖洗23次后,可轉(zhuǎn)移到發(fā)酵裝置中;攪拌可使酵母菌與培養(yǎng)液充分接觸,有利于發(fā)酵的順利進(jìn)行,故B、C、D三個(gè)選項(xiàng)正確。答案:BCD,3(2007山東理綜,34)乙醇等“綠色能源”的開發(fā)備受世界關(guān)注。利用玉米秸稈生產(chǎn)燃料酒精的大致流程為:(1)玉米秸稈經(jīng)預(yù)處理后,應(yīng)該選用_酶進(jìn)行水解,使之轉(zhuǎn)化為發(fā)酵所需的葡萄糖。(2)從以下哪些微生物中可以提取上述酶(多選)()A釀制果醋的醋酸菌B生長(zhǎng)在腐木上的霉菌C制作酸奶的乳酸菌D生產(chǎn)味精的谷氨酸棒狀桿菌E反芻動(dòng)物瘤胃中生存的某些微生物,纖維素,BE,(3)若從土壤中分離產(chǎn)生這種酶的微生物,所需要的培養(yǎng)基為_(按功能分),培養(yǎng)基中的碳源為_。(4)從生物體提取出的酶首先要檢測(cè)_,以便更好地將酶用于生產(chǎn)實(shí)踐。在生產(chǎn)糖液的過程中,為了使酶能夠被反復(fù)利用,可采用_技術(shù)。(5)發(fā)酵階段需要的菌種是_,在產(chǎn)生酒精時(shí)要控制的必要條件是_。,選擇培養(yǎng)基,纖維素,酶的活力(活性),固定化酶(固定化細(xì)胞),酵母菌,無(wú)氧(密閉、密封),解析:(1)玉米的秸稈中含有大量的多糖纖維素,酶具有專一性,要想使之水解獲得葡萄糖就應(yīng)該選用相應(yīng)的酶纖維素酶。(2)提取酶要從含有纖維素豐富的環(huán)境中獲取:腐木含有豐富的纖維素,反芻動(dòng)物的食物主要是秸稈(其主要成分是纖維素)。(3)從各種微生物中選出特定的微生物需要的培養(yǎng)基,從功能上分是選擇培養(yǎng)基,培養(yǎng)基中的碳源是纖維素。(4)用于生產(chǎn)實(shí)踐的酶要具有較高的活性,有利于降低成本,提高效益。酶是催化劑,為了可以反復(fù)利用,降低成本,可以采用固定化酶技術(shù)。(5)發(fā)酵生產(chǎn)酒精一般利用的菌種是酵母菌,但是酵母菌發(fā)酵的必要條件是無(wú)氧,因?yàn)樵谟醒鯒l件下,酵母菌大量增殖,產(chǎn)生CO2和H2O而不是酒精。,4(2010浙江理綜,6)將無(wú)根的非洲菊幼苗轉(zhuǎn)入無(wú)植物激素的培養(yǎng)基中,在適宜的溫度和光照等條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后,應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是(),題組2生物技術(shù)在其它方面的應(yīng)用,解析:植物組織培養(yǎng)過程中,由外植體脫分化形成愈傷組織需要一定量的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素,愈傷組織再分化形成根、芽的過程也需要一定濃度的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素,且生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的不同配比對(duì)形成根、芽的影響不同。本題中的無(wú)根幼苗本身就能夠產(chǎn)生一定量的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素,能夠促使基部細(xì)胞脫分化、再分化出根來,所以會(huì)出現(xiàn)B項(xiàng)現(xiàn)象。答案:B,5(2010安徽理綜,31)草莓生產(chǎn)上傳統(tǒng)的繁殖方式易將所感染的病毒傳播給后代,導(dǎo)致產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。運(yùn)用微型繁殖技術(shù)可以培育出無(wú)病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本過程如下:外植株愈傷組織芽、根植株請(qǐng)回答:(1)微型繁殖培育無(wú)病毒草莓苗時(shí),一般選取_作為外植體,其依據(jù)是_。(2)在過程中,常用的MS培養(yǎng)基主要成分包括大量元素、微量元素和_,在配制好的培養(yǎng)基中,常常需要添加_,有利于外植體啟動(dòng)細(xì)胞分裂形成愈傷組織。接種后25d,若發(fā)現(xiàn)外植體邊緣局部污染,原因可能是_。,莖尖(或根尖),莖尖(或根尖)病毒極少,甚至無(wú)病毒,有機(jī)物,植物激素,外植體消毒不徹底,(3)在過程中,愈傷組織在誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基中未形成根,但分化出了芽,其原因可能是_。解析:(1)因莖尖(或根尖)病毒極少,甚至無(wú)病毒,所以常用其作為外植體培育無(wú)病毒植株。(2)在植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中,除了添加植物必需的礦質(zhì)元素外,還要添加有機(jī)物,添加植物激素有利于啟動(dòng)細(xì)胞分裂實(shí)現(xiàn)脫分化形成愈傷組織并且可誘導(dǎo)愈傷組織細(xì)胞再分化過程。若對(duì)外植體消毒不徹底,會(huì)造成外植體邊緣局部污染。(3)在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的用量比值不同,誘導(dǎo)生根發(fā)芽結(jié)果不同,當(dāng)比值低時(shí),有利于發(fā)芽,比值高時(shí),有利于生根。,培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素類物質(zhì)用量與細(xì)胞分裂素類物質(zhì)用量的比值偏低,考點(diǎn)1酶的研究與應(yīng)用,1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用(1)果膠酶的作用:分解,使其變成可溶性的半乳糖醛酸,易于榨取果汁。(2)酶的活性與影響酶活性的因素酶的活性是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。酶反應(yīng)速度用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中表示。影響酶活性的因素有等。,細(xì)胞壁及胞間層的主要成分果膠,反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量,溫度、pH和酶的抑制劑,2探討加酶洗衣粉的洗滌效果(1)加酶洗衣粉中含有的常用酶制劑:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶等。(2)實(shí)驗(yàn)過程要遵循和,嚴(yán)格控制無(wú)關(guān)變量。同時(shí)還要考慮到酶的專一性和洗滌成本等問題。3酵母細(xì)胞的固定化(1)固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù),包括。(2)配制海藻酸鈉溶液時(shí)要用酒精燈加熱,加熱時(shí)要用小火間斷加熱,反復(fù)幾次,直到海藻酸鈉溶化為止。,單一變量原則,對(duì)照原則,包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法,(3)固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)的比較,影響酶活性的因素、酶的用量及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)探究時(shí)注意的問題1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)要遵循單一變量和對(duì)照兩大原則,嚴(yán)格控制無(wú)關(guān)變量。2探究不同溫度(或pH)對(duì)酶活性的影響時(shí),溫度(或pH)作為自變量,通常通過設(shè)置合理的梯度來確定最適值。最適值是通過比較相同時(shí)間內(nèi)獲得的產(chǎn)量或效果來確定的。,溫度和pH在很大程度上對(duì)酶的構(gòu)象會(huì)產(chǎn)生巨大的影響,溫度過高或pH過高或過低都會(huì)使其失去活性,其曲線如圖:,3探究最適溫度時(shí),pH為無(wú)關(guān)變量,探究最適pH時(shí),溫度最好為最適溫度。4探究果膠酶的最適用量時(shí),所測(cè)出的最適用量指在本實(shí)驗(yàn)的溫度、pH等條件下測(cè)出的,因而果膠酶的最適用量應(yīng)標(biāo)明溫度和pH。5探討加酶洗衣粉的最適溫度要根據(jù)生活中的實(shí)際情況,合理設(shè)置溫度梯度。6在使用加酶洗衣粉時(shí)不但要考慮最佳洗滌效果條件,還要考慮到酶的專一性和洗滌成本的問題。,【例1】.果膠酶能夠分解植物細(xì)胞之間的果膠,使榨取果汁變得更容易,果膠被分解后,渾濁的果汁會(huì)變得澄清?,F(xiàn)有磨漿機(jī)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水、一定濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液等實(shí)驗(yàn)材料,下表是某小組利用上述材料進(jìn)行的有關(guān)實(shí)驗(yàn)(“/”表示不加)。,請(qǐng)回答下列問題:(1)表中處的內(nèi)容是_。(2)若要驗(yàn)證果膠酶的作用,應(yīng)把_兩個(gè)試管同時(shí)取出并過濾相同時(shí)間,觀察并比較,預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果是_。(3)比較試管甲、丙、丁可知,其實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀。為確保實(shí)驗(yàn)成功,請(qǐng)將表中的編號(hào)正確排序:_。,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液,甲與乙,甲果汁比乙澄清,探究pH對(duì)果膠酶活性的影響,2314,.在日常洗滌中,普通洗衣粉已經(jīng)逐漸被加酶洗衣粉所代替,加酶洗衣粉中的堿性蛋白酶、纖維素酶、脂肪酶、淀粉酶等可以將粘附在衣物上的奶漬、汗?jié)n、血漬等快速、徹底地清除掉,因此非常受人們的歡迎。(1)某班同學(xué)為探究某復(fù)合加酶洗衣粉的最佳洗滌溫度,設(shè)計(jì)了一個(gè)探究實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)的自變量應(yīng)為_。實(shí)驗(yàn)過程中,不同的小組選用了含不同污染物的衣物作為實(shí)驗(yàn)材料,最終結(jié)果匯總?cè)缦卤恚翰煌瑴囟认鲁ゲ煌蹪n所需的時(shí)間(min),溫度,由上表可知,在洗滌含不同污染物的衣物時(shí)要_。(2)從生物體中提取出的酶首先要檢測(cè)_,以便更好地將酶應(yīng)用于實(shí)踐。(3)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學(xué)物質(zhì)包裹的,遇水后包裹層很快溶解,釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用,請(qǐng)說明這是否運(yùn)用了酶的固定化技術(shù)及其理由。_。,使用不同溫度的水,酶的活性,未運(yùn)用酶的固定化技術(shù),因?yàn)槊肝垂潭ㄔ诓蝗苡谒妮d體上,也不能重復(fù)利用,考點(diǎn)2植物的組織培養(yǎng)技術(shù),1原理:細(xì)胞的全能性(1)植物體內(nèi)已分化的細(xì)胞,在離體狀態(tài)和一定的條件下,可以發(fā)育成完整的植株,其過程如下:離體的植物組織或細(xì)胞根、芽等(試管苗)完整植物體,愈傷組織,(2)影響植物組織培養(yǎng)的因素內(nèi)因:植物的種類,同一種植物材料的年齡、保存時(shí)間的長(zhǎng)短、部位等。外因:MS培養(yǎng)基中的和等環(huán)境條件。植物激素:生長(zhǎng)素用量/細(xì)胞分裂素用量影響細(xì)胞分裂、分化,該比值較高時(shí),、;該比值較低時(shí),有利于;該比值適中時(shí),。,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),pH、溫度、光照,有利于根的分化,抑制芽的形成,芽的分化、抑制根的形成,促進(jìn)愈傷組織的形成,2植物莖的組織培養(yǎng)與花藥植株的產(chǎn)生的比較,3.植物組織培養(yǎng)技術(shù)、微生物培養(yǎng)技術(shù)和無(wú)土栽培技術(shù)的比較,三種技術(shù)中均需要一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),但營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的劃分標(biāo)準(zhǔn)不同。,【例2】(廣州綜合測(cè)試)下圖是月季花藥離體培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑,請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問題:,(1)選用的材料合適與否是成功誘導(dǎo)出花粉植株的重要因素,一般來說選用_期的花粉可提高成功率。選擇花粉時(shí),一般要通過_來確定花粉是否處于合適的發(fā)育期,這時(shí)需要對(duì)花粉的細(xì)胞核進(jìn)行染色,常用的染色劑是_。,單核,鏡檢(顯微鏡觀察),醋酸洋紅,(2)上圖中花藥經(jīng)脫分化產(chǎn)生胚狀體還是愈傷組織主要取決于培養(yǎng)基中_。(3)胚狀體與愈傷組織在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別在于愈傷組織的細(xì)胞排列疏松無(wú)規(guī)則,是一種高度_的薄壁細(xì)胞,胚狀體與_發(fā)育形成的胚有類似的結(jié)構(gòu),即具有胚芽、胚軸和胚根。(4)無(wú)菌技術(shù)也是成功誘導(dǎo)出花粉植株的重要因素,請(qǐng)說明下列各項(xiàng)需要消毒,還是需要滅菌。培養(yǎng)基培養(yǎng)皿接種環(huán)花蕾實(shí)驗(yàn)操作者的雙手三角錐形瓶。_(填編號(hào))需要滅菌,_(填編號(hào))需要消毒。(5)試管苗移栽到土壤前,通常要進(jìn)行壯苗處理,應(yīng)如何壯苗?_。,激素的種類及其濃度配比,液泡化,正常受精卵(或受精卵),將試管苗移栽到經(jīng)消毒過的培養(yǎng)基中生活一段時(shí)間,等幼苗長(zhǎng)壯后再移栽到土壤中,考點(diǎn)3DNA和蛋白質(zhì)技術(shù),1多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制與體外DNA擴(kuò)增(PCR技術(shù))的比較,2.血紅蛋白的提取和分離(1)實(shí)驗(yàn)原理:依據(jù)蛋白質(zhì)的各種特性可以將不同種類的蛋白質(zhì)分離。(2)常用方法:根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)。電泳:利用待分離樣品中各種分子及、產(chǎn)生不同的遷移速度,由此將各種分子分離。(3)蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為四步:樣品處理、和純度鑒定。,帶電性質(zhì)的差異,分子本身大小,形狀的不同,粗分離,純化,凝膠色譜法,【例3】.某生物興趣小組在學(xué)習(xí)完“蛋白質(zhì)的提取和分離”后,聯(lián)系相關(guān)實(shí)驗(yàn),準(zhǔn)備從豬肝臟研磨液中初步提取過氧化氫酶,設(shè)計(jì)的“過氧化氫酶提取、分離流程圖”如下:,蛋白質(zhì)粗分離(透析),試回答下列有關(guān)問題:(1)向肝細(xì)胞懸液中加入一定量的pH7.0的緩沖液并充分?jǐn)嚢?,可以破碎肝?xì)胞,破碎細(xì)胞的原理是_。與使用蒸餾水相比,使用緩沖液的優(yōu)點(diǎn)是_。(2)蛋白質(zhì)粗分離階段透析的目的是_。(3)電泳利用了待分離樣品中各種分子的_等的差異,而產(chǎn)生不同遷移速度,實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。,滲透原理(當(dāng)外界溶液濃度低于動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)液濃度時(shí),細(xì)胞吸水漲破),可以保證酶溶液pH基本穩(wěn)定,避免因pH變化影響過氧化氫酶活性,除去小分子化合物(雜質(zhì)),帶電性質(zhì)、分子大小、形狀,(4)實(shí)驗(yàn)小組以3%過氧化氫溶液和獲得的過氧化氫酶為材料進(jìn)行溫度對(duì)酶催化活性影響的探究,得到右圖所示的結(jié)果,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出“過氧化氫酶能耐受100高溫”的結(jié)論,請(qǐng)問這一結(jié)論是否可靠?為什么?,_,不可靠,高溫也能使過氧化氫分解,.多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。請(qǐng)回答下列有關(guān)PCR技術(shù)的基本原理及應(yīng)用問題。(1)DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?,通常將_的末端稱為5端,當(dāng)引物與DNA母鏈通過堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合后,DNA聚合酶就能從引物的_開始延伸DNA鏈。(2)PCR利用了DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題,但又導(dǎo)致了DNA聚合酶失活的新問題。到2

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