2011高三生物二輪專題復習課件：酶的應用和生物技術在其他方面的應用

1、第二講 酶的應用和生物技術 在其他方面的應用,題組1酶的應用,1(2010江蘇生物，3)某種蛋白酶是由129個氨基酸脫水縮合形成的蛋 白質，下列敘述正確的是 () A該蛋白酶分子結構中至少含有129個氨基和129個羧基 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 C利用透析法純化該蛋白酶時，應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：一個蛋白質分子中至少含有一個游離的氨基和一個游離的羧 基；該蛋白酶屬于蛋白質，與雙縮脲試劑作用，產(chǎn)生紫色反應；利用 透析法純化該蛋白酶時，應以磷酸緩沖液作為透析液；蛋白酶催化水 解蛋白質，而油漬屬于脂質，用含該蛋白

2、酶的洗衣粉無法去除油漬， 用含該蛋白酶的洗衣粉去除血漬、奶漬時，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胞的有關操作，圖2 是利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵的示意圖，下列敘述正確的是 (多選) (),A剛溶化的海藻酸鈉應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移到圖2裝置中 解析：溶化的海藻酸鈉應冷卻至室溫后與活化的酵母菌混合，A項錯誤。海藻酸鈉與酵母菌混合液應滴入CaCl2溶液中，以制備凝

3、膠珠；凝膠珠用蒸餾水沖洗23次后，可轉移到發(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)酵的順利進行，故B、C、D三個選項正確。 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)預處理后，應該選用_酶進行水解，使之轉化 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)，

4、培養(yǎng)基中的碳源為_。 (4)從生物體提取出的酶首先要檢測_，以便更好地將酶用于生產(chǎn)實踐。在生產(chǎn)糖液的過程中，為了使酶能夠被反復利用，可采用_技術。 (5)發(fā)酵階段需要的菌種是_，在產(chǎn)生酒精時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(固定化細胞),酵母菌,無氧(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該選用相應的酶纖維素酶。(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

5、擇培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中的 碳源是纖維素。(4)用于生產(chǎn)實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，為了可以反復利用，降低成本，可以 采用固定化酶技術。(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)酵的必要條件是無氧，因為在有氧條件下，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)將無根的非洲菊幼苗轉入無植物激素的培養(yǎng)基 中，在適宜的溫度和光照等條件下培養(yǎng)一段時間后，應出現(xiàn)的現(xiàn)象是 (),題組2生物技術在其它方面的應用,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 的生長素和細胞分裂素，愈傷組織再分化形成根、芽的過程也需

6、要一定 濃度的生長素和細胞分裂素，且生長素和細胞分裂素的不同配比對形成 根、芽的影響不同。本題中的無根幼苗本身就能夠產(chǎn)生一定量的生長素 和細胞分裂素，能夠促使基部細胞脫分化、再分化出根來，所以會出現(xiàn) B項現(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，導致產(chǎn)量降低、品質變差。運用微型繁殖技術可以培育 出無病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本過程如下： 外植株愈傷組織芽、根植株 請回答： (1)微型繁殖培育無病毒草莓苗時，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

7、需要添加_，有利于 外植體啟動細胞分裂形成愈傷組織。接種后25 d，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，甚至無病毒,有機物,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，甚至無病毒，所以常用其作為外植 體培育無病毒植株。(2)在植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中，除了添加植物必 需的礦質元素外，還要添加有機物，添加植物激素有利于啟動細胞分裂 實現(xiàn)脫分化形成愈傷組織并且可誘導愈傷組織細胞再分化過程。若對外 植體消毒不徹底，會造成外植體邊緣局部污染。(3)在

8、培養(yǎng)基中生長素與 細胞分裂素的用量比值不同，誘導生根發(fā)芽結果不同，當比值低時，有 利于發(fā)芽，比值高時，有利于生根。,培養(yǎng)基中生長素類物質用量與細胞分裂素類物質用量的比值偏低,考點1酶的研究與應用,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反應的能力。酶反應速度用單位時間 內、單位體積中 表示。 影響酶活性的因素有 等。,細胞壁及胞間層的主要成分果膠,反應物的減少量或產(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

9、肪酶、淀粉酶、纖維 素酶等。 (2)實驗過程要遵循 和 ，嚴格控制無關變 量。 同時還要考慮到酶的專一性和洗滌成本等問題。 3酵母細胞的固定化 (1)固定化酶和固定化細胞技術是利用物理或化學方法將酶或細胞固定 在一定空間內的技術，包括 。 (2)配制海藻酸鈉溶液時要用酒精燈加熱，加熱時要用小火間斷加 熱，反復幾次，直到海藻酸鈉溶化為止。,單一變量原則,對照原則,包埋法、化學結合法和物理吸附法,(3)固定化酶和固定化細胞技術的比較,影響酶活性的因素、酶的用量及應用實驗探究時注意的問題 1實驗設計時要遵循單一變量和對照兩大原則，嚴格控制無關變量。 2探究不同溫度(或pH)對酶活性的影響時，溫度(或

10、pH)作為自變量， 通常通過設置合理的梯度來確定最適值。最適值是通過比較相同時 間內獲得的產(chǎn)量或效果來確定的。,溫度和pH在很大程度上對酶的構象會產(chǎn)生巨大的影響，溫度過高或pH過高或過低都會使其失去活性，其曲線如圖：,3探究最適溫度時，pH為無關變量，探究最適pH時，溫度最好為最 適溫度。 4探究果膠酶的最適用量時，所測出的最適用量指在本實驗的溫度、 pH等條件下測出的，因而果膠酶的最適用量應標明溫度和pH。 5探討加酶洗衣粉的最適溫度要根據(jù)生活中的實際情況，合理設置溫 度梯度。 6在使用加酶洗衣粉時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

11、植物細胞之間的果膠，使榨取果汁變得更容 易，果膠被分解后，渾濁的果汁會變得澄清。現(xiàn)有磨漿機、質量分 數(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 等實驗材料，下表是某小組利用上述材料進行的有關實驗(“/”表示 不加)。,請回答下列問題： (1)表中處的內容是_。 (2)若要驗證果膠酶的作用，應把_兩個試管同時取出并過濾相同時間，觀察并比較，預期的實驗現(xiàn)象與結果是_。 (3)比較試管甲、丙、丁可知，其實驗目的是_。 為確保實驗成功，請將表中的編號正確排序：_。,質量分數(shù)為2%的果膠酶溶液,甲與乙,甲果汁比乙澄清,探究pH對果膠酶活性的影響,2314,.在日常洗滌中，普通洗衣粉已經(jīng)逐

12、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)某班同學為探究某復合加酶洗衣粉的最佳洗滌溫度，設計了一個探究 實驗，該實驗的自變量應為_。實驗過程中，不同的小組選用了 含不同污染物的衣物作為實驗材料，最終結果匯總如下表： 不同溫度下除去不同污漬所需的時間(min),溫度,由上表可知，在洗滌含不同污染物的衣物時要_。 (2)從生物體中提取出的酶首先要檢測_，以便更好地將酶應用于實踐。 (3)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學物質包裹的，遇水后包裹層很快 溶解，釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化

13、作用，請說明這是否運用了酶的固 定化技術及其理由。 _。,使用不同溫度的水,酶的活性,未運用酶的固定化技術，因為酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復利用,考點2植物的組織培養(yǎng)技術,1原理：細胞的全能性 (1)植物體內已分化的細胞，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 內因：植物的種類，同一種植物材料的年齡、保存時間的長短、部 位等。 外因：MS培養(yǎng)基中的 和 等環(huán)境條件。 植物激素：生長素用量/細胞分裂素用量影響細胞分裂、分化，該比 值較高時， 、 ；該比值較低時，有利于

14、；該比值適中時， 。,營養(yǎng)物質,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、微生物培養(yǎng)技術和無土栽培技術的比較,三種技術中均需要一定的營養(yǎng)物質，但營養(yǎng)物質的劃分標準不同。,【例2】 (廣州綜合測試)下圖是月季花藥離體培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途 徑，請據(jù)圖回答有關問題：,(1)選用的材料合適與否是成功誘導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，一般要通過 _來確定花粉是否處于合適的發(fā)育期，這時需要對花粉的細胞核進行染色，常用的染色劑是_。,單核,鏡檢(顯微

15、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構上的主要區(qū)別在于愈傷組織的細胞排列疏松 無規(guī)則，是一種高度_的薄壁細胞，胚狀體與_發(fā)育形成的胚有類似的結構，即具有胚芽、胚軸和胚根。 (4)無菌技術也是成功誘導出花粉植株的重要因素，請說明下列各項需要 消毒，還是需要滅菌。 培養(yǎng)基培養(yǎng)皿接種環(huán)花蕾實驗操作者的雙手三角錐形瓶。_(填編號)需要滅菌，_(填編號)需要消毒。 (5)試管苗移栽到土壤前，通常要進行壯苗處理，應如何壯苗？ _。,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

16、段時間，等幼苗長壯后再移栽到土壤中,考點3DNA和蛋白質技術,1多聚酶鏈式反應擴增DNA片段 細胞內DNA復制與體外DNA擴增(PCR技術)的比較,2.血紅蛋白的提取和分離 (1)實驗原理：依據(jù)蛋白質的各種特性可以將不同種類的蛋白質分離。 (2)常用方法 ：根據(jù)相對分子質量的大小分離蛋白質。 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習完“蛋白質的提取和分離”后，聯(lián)系相 關實驗，準備從豬肝

17、臟研磨液中初步提取過氧化氫酶，設計的“過氧 化氫酶提取、分離流程圖”如下：,蛋白質粗分離 （透析）,試回答下列有關問題： (1)向肝細胞懸液中加入一定量的pH7.0的緩沖液并充分攪拌，可以破 碎肝細胞，破碎細胞的原理是_。 與使用蒸餾水相比，使用緩沖液的優(yōu)點是_。 (2)蛋白質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，實現(xiàn)各種分子的分離。,滲透原理(當外界溶液濃度低于動物細胞內液濃度時，細胞吸水漲破),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),帶電性質、分子大小、形狀,(4)實驗小組以3%過氧化氫溶液和獲得的過氧化氫 酶為材料進行溫度對酶催化活性影響的探究，得到 右圖所示的結果，根據(jù)實驗結果得出“過氧化氫酶 能耐受100高溫”的結論，請問這一結論是否可 靠？為什么？,_,不可靠，高溫也能使過氧化氫分解,.多聚酶鏈式反應(PCR)是一種體外迅速擴增DNA片段的技術。請回答 下列有關PCR技術的基本原理及應用問題。 (1)DNA的兩條鏈是反向平行的，通常將_的末端稱為5端，當引物與DNA母鏈通過堿基互補配對結合后，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 致了DNA聚合酶失活的新問題。到