高考生物一轮复习 第3课时生物技术在其他方面的应用课件 新人教版选修1.ppt

考情播报 3年3考 2012 江苏卷t17 2011 江苏卷t15 2010 江苏卷t25等 第3课时生物技术在其他方面的应用 1 概念 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 2 直接使用酶 固定化酶和固定化细胞催化的比较 3 固定化技术的比较 固定化实验中的易错点总结1 海藻酸钠溶液的浓度对包埋酵母细胞数量的影响 1 海藻酸钠溶液浓度过高 将很难形成凝胶珠 2 海藻酸钠溶液浓度过低 形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少 2 海藻酸钠溶液配制注意事项 1 海藻酸钠溶化时要用小火或间断加热 避免海藻酸钠发生焦糊 2 将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温 再与酵母细胞混合 避免高温杀死酵母细胞 3 固定化酵母细胞时 应将海藻酸钠与酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到cacl2溶液中 而不是注射 以免影响凝胶珠的形成 3 固定化酶和固定化细胞常用的材料固定化酶常用纤维素 琼脂糖 多孔玻璃和离子交换树脂等载体 而固定化细胞常用琼脂 海藻酸钠 钙 明胶和聚丙烯酰胺凝胶等 1 2012 上海高考 酶在大规模产业化应用中的核心问题是固定化技术 而酶固定化所依据的基本原理在于酶具有 a 热稳定性b 催化高效性c 催化特异性d 可反复使用性 解析 固定化酶指通过物理或化学的方法 将水溶性酶与非水溶性载体结合 既能与反应物接触又能与产物分离 与直接使用酶相比 除催化效率高 特异性强外 还可反复使用酶 酶的热稳定性一般都不强 答案 d 考情播报 3年3考 2012 江苏卷t18 2011 江苏卷t19 2010 江苏卷t32等 2 dna与蛋白质在nacl溶液中溶解度比较 3 实验流程 1 鸡血经济且易制得 鸡血中的红细胞 白细胞都具有细胞核 含大量dna 2 二苯胺试剂要现配现用 否则二苯胺会变成浅蓝色 影响鉴定效果 1 实验步骤中2次加入蒸馏水的目的第一次加入是使鸡血细胞吸水涨破 第二次是稀释nacl溶液至0 14mol l 从而析出dna 2 实验中4次过滤的比较 2 2013届淮南模拟 下图示以鸡血为实验材料进行dna的粗提取与鉴定的操作程序 请分析回答下列问题 1 步骤1中 向鸡血细胞液中加入 并搅拌 可使鸡血细胞破裂 2 步骤2 过滤后收集含有dna的 3 步骤3 4的操作原理是 步骤4通过向溶液中加入 调节nacl溶液物质的量浓度为 mol l时 dna将会析出 过滤去除溶液中的杂质 4 步骤7 向步骤6过滤后的 中 加入等体积的冷却的 静置2 3min 溶液中会出现 色丝状物 这就是粗提取的dna 5 步骤7 dna遇 试剂 沸水浴5min 冷却后 溶液呈 色 解析 1 步骤1中需向鸡血细胞中加入蒸馏水 以促进细胞吸水涨破 释放dna 2 由于dna存在于滤液部分 故过滤后应收集滤液 3 步骤3为用2mol l的nacl溶解dna 4为用0 14mol l的nacl析出dna 4 向溶解有dna的滤液中加入95 的冷酒精溶液可进一步析出dna 5 dna遇二苯胺在加热情况下显蓝色 答案 1 蒸馏水 2 滤液 3 dna在不同浓度的nacl溶液中溶解度不同 通过控制nacl溶液的浓度去除杂质蒸馏水0 14 4 滤液酒精白 5 二苯胺蓝 pcr技术 考情播报 3年1考 2011 江苏卷t33等 1 pcr过程 1 变性 当温度上升到90 以上时 双链dna解聚为单链 2 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 3 延伸 温度上升到72 左右 溶液中的四种脱氧核苷酸 a t c g 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 2 pcr扩增技术和dna复制的比较 若没有pcr仪 可进行水浴扩增dna 设置3个恒温水浴锅 温度分别为94 55 和72 在3个水浴锅中依据pcr仪的处理时间来回转移pcr反应的微量离心管即可 分离dna pcr技术 分离蛋白质三者比较 3 2013届安徽十校联考 聚合酶链式反应 pcr技术 是体外酶促合成特异dna片段的一种方法 由高温变性 低温复性及适温延伸等几步反应组成一个周期 循环进行 使目的dna得以迅速扩增 其简要过程如下图所示 下列关于pcr技术的叙术不正确的是 a pcr技术是在实验室中以少量dna制备大量dna的技术b 反应中新合成的dna又可以作为下一轮反应的模板c pcr技术中以核糖核苷酸为原料 以指数方式扩增d 应用pcr技术与探针杂交技术可以检测基因突变 解析 pcr技术是人工合成dna的方法 原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸 答案 c 考情播报 3年1考 2011 广东卷t5等 1 常用的蛋白质分离方法 1 凝胶色谱法 2 电泳法原理 在一定ph下 蛋白质分子的某些基因解离后带上正电或负电 在电场的作用下 带电分子会向着与所带电荷相反的电极移动 由于分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小 形状不同 使带电分子产生不同的迁移速率 从而实现样品中各种分子的分离 2 血红蛋白的提取和分离 2 粗分离 透析 去除小分子杂质 3 纯化 凝胶色谱法进行分离和纯化 4 纯度鉴定 sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定相对分子质量 3 实验结果的分析与评价 比较琼脂糖凝胶电泳和sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳1 从载体上看 利用琼脂糖凝胶作为载体的是琼脂糖凝胶电泳 利用sds 聚丙烯酰胺凝胶作为载体的是sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳 2 从依据上看 利用了分子带电性质差异和分子大小的是琼脂糖凝胶电泳 仅利用了分子大小的是sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳 3 从优点上看 琼脂糖凝胶电泳操作简单 电泳速度快 样品不需处理 电泳图谱清晰 分辨率高 重复性好 sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳消除了净电荷对迁移率的影响 使电泳迁移率完全取决于分子的大小 4 2013届银川模拟 红细胞中含有大量血红蛋白 我们可以选用猪 牛 羊或其他脊椎动物的血液进行实验来提取和分离血红蛋白 下列对血红蛋白提取和分离的叙述 错误的是 a 血红蛋白提取和分离一般按照样品处理 粗分离 纯化 纯度鉴定的顺序进行b 纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液c 粗分离时透析的目的是去除相对分子质量较小的杂质d 可经sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定 解析 蛋白质的提取和分离一般分为四步 样品处理 粗分离 纯化和纯度鉴定 提取和分离血红蛋白时 首先通过洗涤红细胞 血红蛋白的释放 离心等操作收集到血红蛋白溶液 即样品处理 再通过透析法除去相对分子质量较小的杂质 即样品的粗分离 然后通过凝胶色谱法将相对分子质量较大的杂蛋白除去 即样品纯化 纯化过程中凝胶应用蒸馏水充分溶胀后 配制成凝胶悬浮液 而不是用生理盐水 最后经sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定 答案 b 1 2012 江苏高考 下列关于 dna粗提取与鉴定实验 的叙述 正确的是 a 洗涤剂能瓦解细胞膜并增强dna在nacl溶液中的溶解度b 将dna丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝c 常温下菜花匀浆中有些酶类会影响dna的提取d 用玻棒缓慢搅拌滤液会导致dna获得量减少 解析 洗涤剂可瓦解植物细胞膜 有利于释放dna 但不能增加dna在nacl溶液中的溶解度 a错误 含dna的丝状物应先溶解在物质的量浓度为2mol l的nacl溶液中 再用二苯胺试剂在沸水浴条件下检测 冷却后变成蓝色 b错误 常温下菜花匀浆中某些酶如dna水解酶 其活性较高 会影响dna的提取 c正确 用玻棒缓慢搅拌滤液可防止dna分子断裂 但不影响dna的提取量 d错误 答案 c 2 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 血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢 解析 生理盐水和红细胞内的溶液为等渗溶液 各种细胞器和细胞核中都含有蛋白质 所以不含有细胞器和细胞核的红细胞内 蛋白质种类较少 提纯时杂蛋白较少 血红蛋白有颜色 所以在凝胶色谱法分离过程中易分辨 可用于监测 凝胶色谱法分离蛋白质 分子量较小的易进入凝胶内部 移动速度比较慢 故血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动快 答案 d 3 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 解析 化学结合法可能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错误 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 答案 c 4 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 如下图所示 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 只标注了部分碱基序列 都不合理 如下图 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ecorv mbo 单独或联合切割同一种质粒 得到的dna片段长度如下图 1kb即1000个碱基对 请画出质粒上ecorv mbo 的切割位点 解析 1 依据图解特点 第四轮循环产物中可以得到16个dna分子 其中有15个含引物b的单链 15个含引物a的单链 以及两个不含引物a b的模板链 从图解原dna与引物a b的比例关系分析 经三次复制后开始出现两条脱氧核苷酸链等长的dna片段 2 比较第一组引物的碱基顺序 可以发现引物 与引物 有两对碱基能发生互补配对 形成局部双链结构而失效 而第二组引物中 引物 折叠后会发生碱基互补配对而导致失效 3 在pcr反应体系中 引物首先与模板dna单链互补配对形成局部双链dna片段 然后在dna聚合酶的作用下将单个脱氧核苷酸依次连接到引物链上 4 分析本小题中图解可知 用ecorv切割质粒只得到长度为14kb的一个片段 说明该酶在质粒上只有1个切点 同理可以推测mbo 在质粒上有2个切点 由图中可以看出同时用两种限制酶切割时得到了3个片段 由此可以推测限制酶ecorv的切点在图中11 5kb的dna片段中 具体切割位点见答案 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聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链dna片段的引物链上 4 见下图 5 2012 安徽高考 甲型血友病是由x染色体上的隐性基因导致的遗传病 h对h为显性 图1中两个家系都有血友病发病史 2和 3婚后生下一个性染色体组成是xxy的非血友病儿子 2 家系中的其他成员性染色体组成均正常 图1 1 根据图1 填 能 或 不能 确定 2两条x染色体的来源 4与正常女子结婚 推断其女儿患血友病的概率是 2 两个家系的甲型血友病均由凝血因子 简称f8 即抗血友病球蛋白 基因碱基对缺失所致 为探明 2的病因 对家系的第 代成员f8基因的特异片段进行了pcr扩增 其产物电泳结果如图2所示 结合图1 推断 3的基因型是 请用图解和必要的文字说明 2非血友病xxy的形成原因 图2 3 现 3再次怀孕 产前诊断显示胎儿 3 细胞的染色体为46 xy f8基因的pcr检测结果如图2所示 由此建议 3 4 补给f8可治疗甲型血友病 采用凝胶色谱法从血液中分离纯化f8时 在凝胶装填色谱柱后 需要用缓冲液处理较长时间 其目的是 若f8比某些杂蛋白先收集到 说明f8的相对分子质量较这些杂蛋白 5 利用转基因猪乳腺生物反应器可生产f8 要使乳腺细胞合成f8 构建表达载体时 必须将f8基因cdna与猪乳腺蛋白基因的 等调控组件重组在一起 f8基因cdna可通过克隆筛选获得 该cdna比染色体上的f8基因短 原因是该cdna没有 6 为获得更多的转基因母猪 可以采用体细胞克隆技术 将纯合转基因母猪的体细胞核注入 构建重组胚胎进行繁殖 解析 1 由图1知 2为非血友病的xxy患者 由遗传系谱推断可知 2基因型为xhy 3基因型为xhxh或xhxh 4基因型为xhy 故 2基因型可能为xhxhy或xhxhy 若为xhxhy 则两条x染色体来自 3 若为xhxhy 则两条x染色体来自 2和 3 4 xhy 与正常女子的女儿基因型为xhx 不可能患有血友病 2 由 1 知 2基因型为xhy 含有一个致病基因 结合图2中的条带 可推知 3基因型为xhxh 2基因型为xhxhy 故 2的两条xh染色体来自于 3 即xhxh的卵母细胞在减数第二次分裂过程中xhxh姐妹染色单体未分离 3 由图2知 3和 2电泳结果相同 3的染色体组成为xy 因此 基因型为xhy 患有血友病 因此应终止妊娠 4 在凝胶装填色谱柱后 需要用缓冲液处理较长时间 其目的是洗涤平衡凝胶 并使凝胶装填紧密 用凝胶色谱法分离蛋白质时 相对分子质量较大的蛋白质移动路程较短 移动速度较快 最先被洗脱出来 5 构建基因表达载体时 将f8基因与乳腺蛋白基因启动子等调控组件组合在一起 使