酶的应用和生物技术在其他方面的应用.ppt

第二讲 酶的应用和生物技术 在其他方面的应用,题组1 酶的应用,1(2010江苏生物，3)某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋 白质，下列叙述正确的是 ( ) A该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和129个羧基 B该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 C利用透析法纯化该蛋白酶时，应以蒸馏水作为透析液 D用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好,解析：一个蛋白质分子中至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧 基；该蛋白酶属于蛋白质，与双缩脲试剂作用，产生紫色反应；利用 透析法纯化该蛋白酶时，应以磷酸缓冲液作为透析液；蛋白酶催化水 解蛋白质，而油渍属于脂质，用含该蛋白酶的洗衣粉无法去除油渍， 用含该蛋白酶的洗衣粉去除血渍、奶渍时，效果比其他类型加酶洗衣 粉好。 答案：B,2(2010江苏生物，25)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 (多选) ( ),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：溶化的海藻酸钠应冷却至室温后与活化的酵母菌混合，A项错误。海藻酸钠与酵母菌混合液应滴入CaCl2溶液中，以制备凝胶珠；凝胶珠用蒸馏水冲洗23次后，可转移到发酵装置中；搅拌可使酵母菌与培养液充分接触，有利于发酵的顺利进行，故B、C、D三个选项正确。 答案：BCD,3(2007山东理综，34)乙醇等“绿色能源”的开发备受世界关注。利用 玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为： (1)玉米秸秆经预处理后，应该选用_酶进行水解，使之转化 为发酵所需的葡萄糖。 (2)从以下哪些微生物中可以提取上述酶(多选)( ) A酿制果醋的醋酸菌 B生长在腐木上的霉菌 C制作酸奶的乳酸菌 D生产味精的谷氨酸棒状杆菌 E反刍动物瘤胃中生存的某些微生物,纤维素,BE,(3)若从土壤中分离产生这种酶的微生物，所需要的培养基为_(按功能分)，培养基中的碳源为_。 (4)从生物体提取出的酶首先要检测_，以便更好地将酶用于生产实践。在生产糖液的过程中，为了使酶能够被反复利用，可采用_技术。 (5)发酵阶段需要的菌种是_，在产生酒精时要控制的必要条件是_。,选择培养基,纤维素,酶的活力(活性),固定化酶(固定化细胞),酵母菌,无氧(密闭、密封),解析：(1)玉米的秸秆中含有大量的多糖纤维素，酶具有专一性， 要想使之水解获得葡萄糖就应该选用相应的酶纤维素酶。(2)提取 酶要从含有纤维素丰富的环境中获取：腐木含有丰富的纤维素，反刍 动物的食物主要是秸秆(其主要成分是纤维素)。(3)从各种微生物中选出 特定的微生物需要的培养基，从功能上分是选择培养基，培养基中的 碳源是纤维素。(4)用于生产实践的酶要具有较高的活性，有利于降低 成本，提高效益。酶是催化剂，为了可以反复利用，降低成本，可以 采用固定化酶技术。(5)发酵生产酒精一般利用的菌种是酵母菌，但是 酵母菌发酵的必要条件是无氧，因为在有氧条件下，酵母菌大量增 殖，产生CO2和H2O而不是酒精。,4(2010浙江理综，6)将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基 中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是 ( ),题组2 生物技术在其它方面的应用,解析：植物组织培养过程中，由外植体脱分化形成愈伤组织需要一定量 的生长素和细胞分裂素，愈伤组织再分化形成根、芽的过程也需要一定 浓度的生长素和细胞分裂素，且生长素和细胞分裂素的不同配比对形成 根、芽的影响不同。本题中的无根幼苗本身就能够产生一定量的生长素 和细胞分裂素，能够促使基部细胞脱分化、再分化出根来，所以会出现 B项现象。 答案：B,5(2010安徽理综，31)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒 传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育 出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下： 外植株愈伤组织芽、根植株 请回答： (1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_作为外植 体，其依据是_。 (2)在过程中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素 和_，在配制好的培养基中，常常需要添加_，有利于 外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后25 d，若发现外植体边 缘局部污染，原因可能是_。,茎尖(或根尖),茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒,有机物,植物激素,外植体消毒不彻底,(3)在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_。 解析：(1)因茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒，所以常用其作为外植 体培育无病毒植株。(2)在植物组织培养的培养基中，除了添加植物必 需的矿质元素外，还要添加有机物，添加植物激素有利于启动细胞分裂 实现脱分化形成愈伤组织并且可诱导愈伤组织细胞再分化过程。若对外 植体消毒不彻底，会造成外植体边缘局部污染。(3)在培养基中生长素与 细胞分裂素的用量比值不同，诱导生根发芽结果不同，当比值低时，有 利于发芽，比值高时，有利于生根。,培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低,考点1 酶的研究与应用,1果胶酶在果汁生产中的作用 (1)果胶酶的作用：分解 ，使其 变成可溶性的半乳糖醛酸，易于榨取果汁。 (2)酶的活性与影响酶活性的因素 酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。酶反应速度用单位时间 内、单位体积中 表示。 影响酶活性的因素有 等。,细胞壁及胞间层的主要成分果胶,反应物的减少量或产物的增加量,温度、pH和酶的抑制剂,2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 (1)加酶洗衣粉中含有的常用酶制剂：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维 素酶等。 (2)实验过程要遵循 和 ，严格控制无关变 量。 同时还要考虑到酶的专一性和洗涤成本等问题。 3酵母细胞的固定化 (1)固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定 在一定空间内的技术，包括 。 (2)配制海藻酸钠溶液时要用酒精灯加热，加热时要用小火间断加 热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。,单一变量原则,对照原则,包埋法、化学结合法和物理吸附法,(3)固定化酶和固定化细胞技术的比较,影响酶活性的因素、酶的用量及应用实验探究时注意的问题 1实验设计时要遵循单一变量和对照两大原则，严格控制无关变量。 2探究不同温度(或pH)对酶活性的影响时，温度(或pH)作为自变量， 通常通过设置合理的梯度来确定最适值。最适值是通过比较相同时 间内获得的产量或效果来确定的。,温度和pH在很大程度上对酶的构象会产生巨大的影响，温度过高或pH过高或过低都会使其失去活性，其曲线如图：,3探究最适温度时，pH为无关变量，探究最适pH时，温度最好为最 适温度。 4探究果胶酶的最适用量时，所测出的最适用量指在本实验的温度、 pH等条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明温度和pH。 5探讨加酶洗衣粉的最适温度要根据生活中的实际情况，合理设置温 度梯度。 6在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果条件，还要考虑到酶 的专一性和洗涤成本的问题。,【例1】.果胶酶能够分解植物细胞之间的果胶，使榨取果汁变得更容 易，果胶被分解后，浑浊的果汁会变得澄清。现有磨浆机、质量分 数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液 等实验材料，下表是某小组利用上述材料进行的有关实验(“/”表示 不加)。,请回答下列问题： (1)表中处的内容是_。 (2)若要验证果胶酶的作用，应把_两个试管同时取出并过滤相同时间，观察并比较，预期的实验现象与结果是_。 (3)比较试管甲、丙、丁可知，其实验目的是_。 为确保实验成功，请将表中的编号正确排序：_。,质量分数为2%的果胶酶溶液,甲与乙,甲果汁比乙澄清,探究pH对果胶酶活性的影响,2314,.在日常洗涤中，普通洗衣粉已经逐渐被加酶洗衣粉所代替，加酶洗衣 粉中的碱性蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶等可以将粘附在衣物上 的奶渍、汗渍、血渍等快速、彻底地清除掉，因此非常受人们的欢迎。 (1)某班同学为探究某复合加酶洗衣粉的最佳洗涤温度，设计了一个探究 实验，该实验的自变量应为_。实验过程中，不同的小组选用了 含不同污染物的衣物作为实验材料，最终结果汇总如下表： 不同温度下除去不同污渍所需的时间(min),温度,由上表可知，在洗涤含不同污染物的衣物时要_。 (2)从生物体中提取出的酶首先要检测_，以便更好地将酶应用于实践。 (3)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快 溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用，请说明这是否运用了酶的固 定化技术及其理由。 _。,使用不同温度的水,酶的活性,未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用,考点2 植物的组织培养技术,1原理：细胞的全能性 (1)植物体内已分化的细胞，在离体状态和一定的条件下，可以发育成 完整的植株，其过程如下： 离体的植物组织或细胞 根、芽等(试管苗) 完整植物体,愈伤组织,(2)影响植物组织培养的因素 内因：植物的种类，同一种植物材料的年龄、保存时间的长短、部 位等。 外因：MS培养基中的 和 等环境条件。 植物激素：生长素用量/细胞分裂素用量影响细胞分裂、分化，该比 值较高时， 、 ；该比值较低时，有利于 ；该比值适中时， 。,营养物质,pH、温度、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,促进愈伤组织的形成,2植物茎的组织培养与花药植株的产生的比较,3.植物组织培养技术、微生物培养技术和无土栽培技术的比较,三种技术中均需要一定的营养物质，但营养物质的划分标准不同。,【例2】 (广州综合测试)下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途 径，请据图回答有关问题：,(1)选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要因素，一般来 说选用_期的花粉可提高成功率。选择花粉时，一般要通过 _来确定花粉是否处于合适的发育期，这时需要对花粉的细胞核进行染色，常用的染色剂是_。,单核,镜检(显微镜观察),醋酸洋红,(2)上图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中 _。 (3)胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排列疏松 无规则，是一种高度_的薄壁细胞，胚状体与_发育形成的胚有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。 (4)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，请说明下列各项需要 消毒，还是需要灭菌。 培养基 培养皿 接种环 花蕾 实验操作者的双手 三角锥形瓶。_(填编号)需要灭菌，_(填编号)需要消毒。 (5)试管苗移栽到土壤前，通常要进行壮苗处理，应如何壮苗？ _。,激素的种类及其浓度配比,液泡化,正常受精卵(或受精卵),将试管苗移栽到经消毒过的培养基中生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中,考点3 DNA和蛋白质技术,1多聚酶链式反应扩增DNA片段 细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR技术)的比较,2.血红蛋白的提取和分离 (1)实验原理：依据蛋白质的各种特性可以将不同种类的蛋白质分离。 (2)常用方法 ：根据相对分子质量的大小分离蛋白质。 电泳：利用待分离样品中各种分子 及 、 产生不同的迁移速度，由此将各种分子分离。 (3)蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理、 、 和纯 度鉴定。,带电性质的差异,分子本身大小,形状的不同,粗分离,纯化,凝胶色谱法,【例3】 .某生物兴趣小组在学习完“蛋白质的提取和分离”后，联系相 关实验，准备从猪肝脏研磨液中初步提取过氧化氢酶，设计的“过氧 化氢酶提取、分离流程图”如下：,蛋白质粗分离 （透析）,试回答下列有关问题： (1)向肝细胞悬液中加入一定量的pH7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破 碎肝细胞，破碎细胞的原理是_。 与使用蒸馏水相比，使用缓冲液的优点是_。 (2)蛋白质粗分离阶段透析的目的是_。 (3)电泳利用了待分离样品中各种分子的_ 等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。,渗透原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破),可以保证酶溶液pH基本稳定，避免因pH变化影响过氧化氢酶活性,除去小分子化合物(杂质),带电性质、分子大小、形状,(4)实验小组以3%过氧化氢溶液和获得的过氧化氢 酶为材料进行温度对酶催化活性影响的探究，得到 右图所示的结果，根据实验结果得出“过氧化氢酶 能耐受100高温”的结论，请问这一结论是否可 靠？为什么？,_,不可靠，高温也能使过氧化氢分解,.多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答 下列有关PCR技术的基本原理及应用问题。 (1)DNA的两条链是反向平行的，通常将_的末端称为5端，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 _开始延伸DNA链。 (2)PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，但又导 致了DNA聚合酶失活的新问题。到20世纪80年代，科学