高考二轮生物复习 专题八 生物技术实践酶的应用和生物技术在其他方面的应用课件.ppt

2011 江苏生物 15 下列有关酶的制备和应用的叙述 正确的是 a 酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶b 透析 电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化c 棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤d 多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层解析利用酶解法和吸水涨破法使细胞解体 用于制备胞内酶 酶的纯化和分离的方法有透析法 离心沉降法和电泳法 纤维素酶能去除棉纺织品表面浮毛 平整织物表面 故可用添加纤维素酶的洗衣粉洗涤棉织物 多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的最外层 保持其他酶在胃中不被破坏 答案a 第2讲酶的应用和生物技术在其他方面的应用 一 理解能力 1 2 2011 广东理综 5 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猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核 提纯时杂蛋白较少 是提纯血红蛋白的理想材料 提纯血红蛋白分四步 红细胞的洗涤 血红蛋白的释放 分离血红蛋白溶液 透析 其中洗涤红细胞时 要用生理盐水反复洗涤 既要将红细胞洗涤干净 又要不破坏红细胞 然后再用蒸馏水和甲苯使红细胞破裂 释放出血红蛋白 分离提纯血红蛋白时用凝胶色谱法 是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质 相对分子质量大的蛋白质移动速度较快 血红蛋白的颜色可用于观察红色区带的移动情况 并据此判断分离效果 故d不正确 答案d 3 2011 江苏生物 19 在利用鸡血进行 dna的粗提取与鉴定 的实验中 相关叙述正确的是 a 用蒸馏水将nacl溶液浓度调至0 14mol l 滤去析出物b 调节nacl溶液浓度或加入木瓜蛋白酶 都可以去除部分杂质c 将丝状物溶解在2mol lnacl溶液中 加入二苯胺试剂即呈蓝色d 用菜花替代鸡血作为实验材料 其实验操作步骤相同解析用蒸馏水将nacl溶液浓度调至0 14mol l时 滤取析出物 将丝状物溶解在0 015mol l的nacl中 加入二苯胺试剂 需沸水浴加热几分钟 才呈蓝色 用菜花替代鸡血为实验材料 需要对材料的细胞壁进行处理 调节nacl溶液浓度改变不同物质在其中的溶解度 加入木瓜蛋白酶分解蛋白质都可以去除部分杂质 故b正确 答案b 4 2010 江苏生物 25 多选 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 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 二 获取信息的能力 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2 3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 5 2010 江苏生物 32 某生物兴趣小组开展dna粗提取的相关探究活动 具体步骤如下 材料处理 称取新鲜的花菜 辣椒和蒜黄各2份 每份10g 剪碎后分成两组 一组置于20 另一组置于 20 条件下保存24h dna粗提取 第一步 将上述材料分别放入研钵中 各加入15ml研磨液 充分研磨 用两层纱布过滤 取滤液备用 第二步 先向6只小烧杯中分别注入10ml滤液 再加入20ml体积分数为95 的冷酒精溶液 然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌 使絮状物缠绕在玻璃棒上 第三步 取6支试管 分别加入等量的2mol lnacl溶液溶解上述絮状物 三 实验与探究能力 dna检测 在上述试管中各加入4ml二苯胺试剂 混合均匀后 置于沸水中加热5min 待试管冷却后比较溶液的颜色深浅 结果如下表 注 越多表示蓝色越深 分析上述实验过程 回答下列问题 1 该探究性实验课题名称是 2 第二步中 缓缓地 搅拌 这是为了减少 3 根据实验结果 得出结论并分析 结论1 与20 相比 相同实验材料在 20 条件下保存 dna的提取量较多 结论2 针对结论1 请提出合理的解释 4 氯仿密度大于水 能使蛋白质变性沉淀 与水和dna均不相溶 且对dna影响极小 为了进一步提高dna纯度 依据氯仿的特性 在dna粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是 然后用体积分数为95 的冷酒精溶液使dna析出 解析 1 该实验中把不同的材料在不同条件 温度 下处理 目的是探究不同材料和不同保存温度对dna提取量的影响 2 缓缓地 搅拌是为了减少dna断裂 3 分析表格可得出结论 相同材料在 20 条件下保存 dna的提取量较多 原因可能是低温抑制了dna酶的活性 dna降解速度慢 等质量的不同实验材料 在相同保存温度下 从蒜黄中提取的dna最多 4 依据氯仿的特性 可在第三步得到的溶液中加入氯仿 使蛋白质变性 答案 1 探究不同材料和不同保存温度对dna提取量的影响 2 dna断裂 3 等质量的不同实验材料 在相同的保存温度下 从蒜黄提取的dna量最多 低温抑制了相关酶的活性 dna降解速度慢 4 将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合 静置一段时间 吸取上清液 6 2011 上海生物 五 回答下列关于微生物和酶的问题 环境污染物多聚联苯难以降解 研究发现联苯降解菌内的联苯水解酶是催化多聚联苯降解的关键酶 下列培养基中能有效分离联苯降解菌的是 原因是 a 培养基 g l 某生长因子2 0 nh4 2so42 0 k2hpo43 0 mgso41 0 ph7 4 多聚联苯50mlb 培养基 g l 牛肉膏10 0 蛋白胨20 0 葡萄糖20 0 nacl5 0 ph7 4c 培养基 g l 某生长因子2 0 淀粉20 0 nh4no32 5 mgcl20 5 k2hpo43 0 多聚联苯50ml ph7 4进一步研究发现 不同的金属离子对联苯水解酶的活性有一定影响 结果见下表 四 综合运用能力 1 依据表中结果 金属离子 对该酶的活性有一定的促进作用 金属离子对酶的活性有促进或抑制作用 可能的原因是 2 通过酶工程可将联苯水解酶用于生产实践 酶工程通常包括酶的生产 酶的固定化和酶的应用等方面 酶固定化的好处是 3 下图实线表示联苯水解酶催化的反应速度与酶浓度的关系 虚线表示在其他条件不变的情况下 底物浓度增加一倍 反应速度与酶浓度的关系 能正确表示两者关系的是 4 红球菌和假单孢菌都能降解多聚联苯 但研究发现以每克菌体计算 两种菌降解多聚联苯的能力有所不同 对此现象合理的假设是 或 解析 1 a培养基中只有多聚联苯一种碳源 只有联苯降解菌可以利用这一种碳源而生存 因此 a培养基可以作为分离联苯降解菌的选择培养基 2 根据表格数据 当培养基中添加mn2 时 能使联苯水解酶的活性升高 金属离子是通过与酶结合后 改变酶的空间结构来影响酶活性的 3 酶具有专一性 高效性 酶催化后 酶分子结构不改变 如果能利用酶工程将酶固定下来 便可以重复利用 使酶的催化反应连续进行 酶工程的操作包括酶的生产 酶的分离纯化 酶的固定化和酶的应用等几个方面 4 影响酶促反应速度的因素有酶浓度 底物浓度和温度 ph等反应条件 在反应条件适宜 酶量不足的情况下 增加底物量 酶促反应速度不增加 此时酶促反应速度的限制因子是酶浓度 随着酶浓度的增加 当酶浓度不是酶促反应速度的限制因子时 底物量增加 酶促反应速度增加 5 红球菌和假单孢菌降解多聚联苯的能力不同的原因可能是两种菌内酶量不同 或者是两种菌内酶结构的不同致使酶活性不同 答案a该培养基中多聚联苯为唯一碳源 1 mn2 金属离子与酶结合可以改变酶的空间结构 尤其是活性部位的结构 2 酶的分离纯化便于重复利用 能连续进行反应 3 b 4 两种菌内酶量不同两种菌内酶基因的结构 酶结构 不同 1 酶活力测定的一般原理和方法 2 酶在食品制造和洗涤等方面的应用 3 植物的组织培养 4 蛋白质的提取和分离 5 pcr技术的基本操作和应用 进行本讲复习应从如下角度展开 1 从实验的角度剖析每项技术 把握其原理 材料与器材 操作流程及注意事项等 2 用对比的方法区分一些重要概念和方法 3 用联系的观点看待不同的技术 如固定化酵母细胞等内容 专家箴言通过以上高考体验 可以归纳总结 固定化酶和固定化细胞技术的比较 见下表 更清晰 考点一酶的研究与应用 考试说明 1 酶在食品制造和洗涤等方面的应用 2 制备和应用固定化酶 一 一种 一类 包埋法 下降 1 酶活性 酶活力 测定的一般原理和方法 1 酶活性 酶活力 的含义 酶的活性 酶活力 是指酶催化一定化学反应的能力 2 酶活性 酶活力 测定的一般原理和方法 酶的活性 酶活力 通常以单位时间内底物的消耗量或者在单位时间内产物的生成量来表示 2 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原则和对照原则 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 心堂亮 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 探究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 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 强信心 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 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 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 审题关键 盐酸 氢氧化钠 果胶酶 最佳洗涤温度 复合酶 包裹 命题来源ph对果胶酶的影响 温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响 酶的固定化 思路分析 从题干中的表格上看 甲 乙试管是探究果胶酶的催化作用 甲 丙 丁三个试管是探究ph对酶活性的影响 操作时 先将酶分别放在不同的环境条件下 然后再加入底物 操作顺序若改变 会影响实验结果 1 探究温度对酶活性的影响时 自变量应为温度 由表格可知 清除不同污染物时所需的最适温度不同 因此洗涤含不同污染物的衣物时应选用不同温度的水 2 只有酶具有活性才能将酶应用于实践 3 固定化酶需要把酶固定在一定载体上 使酶既能与反应物接触 又能与产物分离 可以反复利用 本题中未运用固定化酶技术 答案 1 质量分数为2 的果胶酶溶液 2 甲与乙甲果汁比乙澄清度高 3 探究ph对果胶酶活性的影响2 3 1 4 1 温度使用不同温度的水 2 酶的活性 3 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 1 植物茎的组织培养与花药植株的产生的比较 见下表 更清晰 考点二植物的组织培养技术 考试说明植物的组织培养 全能性 再分化 光照 2 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 见下表 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 离体 植物激素 无菌 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 2 影响植物组织培养的因素a 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 b 外因 ms培养基中的营养物质和ph 温度 光照等环境条件 c 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 有利于根的分化 抑制芽的形成 该比值较低时 有利于芽的分化 抑制根的形成 该比值适中时 促进愈伤组织的形成 心堂亮 2011 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 请据图回答下面有关问题 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 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 强信心 例2 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 审题关键 花药 愈伤组织 消毒 灭菌 壮苗 命题来源月季花药离体培养过程 思路分析 1 单核期花粉对离体刺激敏感 选用该期花粉可提高培养的成功率 选择花粉时可用显微镜观察 筛选 对花粉细胞核染色应该选择碱性染料 常用醋酸洋红 2 细胞培养成植株的两条途径取决于植物激素的种类及比例 尤其是生长素和细胞分裂素 3 愈伤组织细胞的特点是细胞排列疏松 无规则 高度液泡化 胚状体是具有与胚相似的结构 即具有胚芽 胚轴和胚根 4 灭菌对象为培养基和实验器材 消毒对象为要保持活性的材料和实验者自身 5 壮苗就是使试管苗逐步适应外界环境的做法 答案 1 单核镜检 显微镜观察 醋酸洋红 2 激素的种类及其浓度配比 3 液泡化正常受精卵 或受精卵 4 5 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 1 细胞内dna复制与体外dna扩增 pcr技术 的比较 见下表 更清晰 考点三dna和蛋白质技术 考试说明 1 蛋白质的提取和分离 2 pcr技术的基本操作和应用 dna聚合酶 不加 dna 脱氧核苷酸 5 3 2 蛋白质的提取和分离 见下表 透析法 凝胶色谱法 1 人和哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核 也没有dna 不适于作为dna提取的材料 但却是提取血红蛋白的理想材料 2 凝胶色谱柱的直径大小不影响分离效果 但直径过大造成洗脱液体积大 样品稀释度大 凝胶色谱柱的高度与分离度有关 3 红细胞洗涤过程中 洗涤三次后 上清液仍有黄色 可增加洗涤次数 否则无法除去血浆蛋白 离心时转速要低 时间要短 否则白细胞等会一同沉淀 达不到分离效果 4 血红蛋白释放过程中 蒸馏水的作用是涨破红细胞 甲苯的作用主要是溶解细胞膜 心堂亮 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 如下图 请据图回答下列有关问题 1 向肝细胞悬液中加入一定量的ph 7 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 强信心 例3 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 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 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 科学家从一种taq细菌中分离到 它的发现和应用解决了上述问题 要将taq细菌从其他普通的微生物中分离出来 所用的培养基叫 3 pcr的每次循环可以分为 三步 假设在pcr反应中 只有一个dna片段作为模板 请计算在5次循环后 反应物中大约有 个这样的dna片段 4 请用简图表示出一个dna片段pcr反应中第