【优化方案】江苏专用高考生物总复习 生物技术实践课件 苏教版选修1.ppt

选修1生物技术实践 高频考点突破 命题视角剖析 基础自主梳理 即时达标训练 选修1生物技术实践 基础自主梳理 一 发酵技术实践1 发展 1 天然发酵阶段 只凭经验 生产传统的发酵产品 制酱 酱油 等 酿醋 泡菜 酸奶 2 纯培养阶段 掌握了 的原理 的发明和应用 使发酵工业进入近代工业 主要产品 酒精 丁醇 有机酸 酶制剂等 3 深层培养阶段 采用 技术 主要产品 青霉素 链霉素 氯霉素等抗生素 核苷酸 有机物等 发酵 发酵罐 机械搅拌通气 4 微生物工程阶段 培养基因 等 主要产品 生长激素 多种单克隆抗体等基因工程药物和产品 2 加工食品 1 酿制白葡萄酒 原料 白葡萄 发酵微生物 工程菌 胰岛素 酿酒酵母菌 榨汁 灭菌 陈酿 2 制作腐乳 原料 水豆腐 发酵微生物 民间传统生产 自然发酵 工业生产 步骤 毛霉 蒸汽消毒 孢子 红曲 黄酒 3 腌制泡菜 制造酸奶 发酵微生物 4 制醋 以淀粉为原料时加入霉菌和酵母菌 以二糖或单糖为原料时需加入酵母菌 二 酶的应用技术之一 酶的制备和应用1 酶活力的测定 1 酶概念 生物体内具有 功能的蛋白质称为酶 乳酸菌 催化 2 理化特性 两性电解质 能在 中移动 亲水胶体 易受物理 化学因素的作用而变性 从而丧失活力 3 酶活力 酶活性 概念 指酶在 一定的化学反应时表现出来的能力 电场 催化 表示 通常用酶促反应的速率即在酶促反应过程中单位时间内 或 来表示 单位 iu kat 1kat 6 107iu 4 提取 一般在 和适宜的 下进行 有时加入酶制剂的激活剂以提高酶活力 2 制备果胶酶 底物的减少量 产物的生成量 低温 ph 匀浆液 离心 上清液 2 果胶酶的作用 分解 3 洗涤剂中常用酶制剂 1 酶种类 蛋白酶 脂肪酶 淀粉酶和纤维素酶 2 探究洗衣粉的酶制剂在洗涤中的作用 果胶 思考感悟在果酒的生产中 为什么要加入果胶酶和蛋白酶等酶制剂 提示 果胶酶应用有利于葡萄酒的压榨 葡萄汁的澄清 色素的提取和酒精的陈酿化 蛋白酶的应用主要是为了促进蛋白质的水解 使酒体清澈透明 三 酶的应用技术之二 制备和应用固定化酶与细胞1 固定化酶 1 概念 用物理或化学的方法将酶与 结合在一起形成的具有酶活性的酶复合物 2 优点 以 状态作用于底物 反应结束后 易与水溶性反应物和产物分离 可被重复使用 固相载体 固相 3 制备方法 吸附法a 利用离子键作用 物理吸附等方法 将酶固定在多糖或多孔玻璃 离子交换树脂等载体上 b 显著特点 工艺简单且条件 在生产上应用广泛 交联法 利用多功能试剂进行 之间的交联 在酶与多功能试剂之间形成共价键 得到三维的交联网架结构 包埋法 将酶包埋在能 中 温和 酶与载体 固化的载体 4 应用 举例 生产新型青霉素 获得 催化青霉素生成6 氨基青霉烷酸 尿糖试纸用于糖尿病的检测 涉及葡萄糖酶 两种酶 废水处理 采用固定化硝酸还原酶 一氧化氮还原酶处理含有硝酸盐 亚硝酸盐的地下水或废水 青霉素酰化酶 过氧化氢酶 亚硝酸还原酶 2 固定化细胞 1 细胞固定化 将细胞与一定的 结合 使细胞仍保持原有的生物活性 2 制备方法 吸附法a 动物细胞大多具有吸附性 能吸附在容器壁 和中空的纤维等载体上 b 植物细胞吸附在泡沫塑料的大孔隙或裂缝中 也可吸附在中空纤维外壁上 载体 微载体 包埋法a 将细胞包埋在 的内部 b 凝胶包埋法适用于各种微生物 动物和植物细胞的 常用载体 海藻酸钙凝胶 角叉菜胶 明胶等 多孔载体 固定化 琼脂 3 应用 取代游离的细胞进行发酵 生产各种物质 利用固定化动物细胞生产小儿麻痹症疫苗等疫苗 生长激素等激素和干扰素等细胞因子 利用固定化植物细胞可生产各种色素 香精 药物和酶等 利用固定化微生物细胞可生产酒精 谷氨酸 蛋白酶 果胶酶 青霉素 头孢霉素等 4 优点 免去破碎细胞提取酶等步骤 能充分利用细胞内酶保留了细胞内多酶系统 对多步催化的连续反应优势明显 5 缺点 只能用于生产细胞外酶和其他能够分泌到细胞外的产物 载体限制了营养物质和产物的扩散 四 蛋白质的分离与纯化1 分离 超声波 酶解 稀碱性 有机溶剂 蛋白质 2 纯化 1 原理 根据蛋白质之间以及蛋白质与其他物质之间存在 所带电荷的多少 吸附性质等方面存在差异 分子大小 溶解度 蛋白质 密度不同 净电荷数 五 芳香油的提取1 常见芳香油 薄荷油 丁香油和玫瑰油 2 材料 芳香植物的花 茎 叶 等材料 3 方法 1 蒸馏 原理 芳香油具有 能随水蒸汽一起蒸发 方法 水蒸气蒸馏法 蒸馏装置 旋转薄膜蒸发器等 2 萃取 浸泡后蒸发 果实 挥发性 有机溶剂 六 pcr技术1 概念 在体外快速扩增特定基因或dna序列 目的dna片段 的实验技术 这一技术被称为 pcr 2 物质条件 反应成分 1 引物 两种寡核苷酸 每种由15 40个含 的核苷酸聚合而成 2 反应物 4种 datp dgtp dttp dctp 聚合酶链式反应 不同碱基 脱氧核苷酸 3 dna聚合酶 常用的dna聚合酶是一种从 中分离得到的taq聚合酶 4 模板dna 既可来源于动物 植物 微生物 也可来源于人工合成 5 mg2 提供 聚合反应的离子条件 6 反应缓冲液 提供反应的溶液体系 嗜热菌 dna 3 过程 1 循环体系 变性 延伸 2 变性 在94 高温下作为模板的双链dna解旋成为 3 退火 反应体系的温度降至40 60 使得引物与作为模板的单链dna上 相互配对 结合 4 延伸 反应体系的温度回升到72 左右 在单链上4种脱氧核苷酸按照 的原则连接在引物上之后 使引物链延伸 形成互补的dna双链 退火 单链dna 特定部位 碱基互补配对 4 重要特征 1 经pcr扩增后 扩增产物片段大小由两个 与模板的结合位点决定 2 经pcr扩增后 产物以 增加 可达到目的片段的大量扩增 引物 指数级 5 应用 1 医学上分析人的血液 对细菌 病毒感染进行早期诊断 2 诊断 3 鉴定 4 犯罪侦查 5 基因工程中检测目的基因 基因 亲子 高频考点突破 易误警示 在果酒 果醋生产过程中 防止杂菌污染 氧气和温度的控制是三个关键的操作步骤 腐乳的制作过程中的盐 酒 辛香料的用量是决定口感的重要因素 腐乳是以毛霉为主的多种微生物共同作用的结果 在泡菜制作过程中 由于微生物的相互作用亚硝酸盐的含量先增后降 最后稳定在较低水平 即时应用 随学随练 轻松夺冠 1 2011年南京高三第一次模拟 腐乳制作过程中 豆腐含水量 盐的用量 发酵温度和酒的用量等均会影响腐乳风味和质量 下列相关叙述正确的是 多选 a 豆腐含水量过高 腐乳不易成形b 加盐量过多 腐乳硬度会增大c 前期发酵温度过低 腐乳 皮 不易形成d 酒的用量过多 后期成熟的时间延长 解析 选abcd a项 豆腐应选含水量约70 的 含水量过高 腐乳不易成形 盐能使豆腐中的水分析出 加盐量过多 腐乳硬度会增大 前期发酵温度过低 则毛霉的生长受到影响 腐乳 皮 不易形成 酒的用量过多会抵制蛋白酶的作用 导致后期成熟时间延长 1 实验原则 遵循单一变量原则 对照性原则 严格控制变量 尽量减少无关变量的影响 2 实验原理 果胶酶受温度或ph的影响 在最适温度或ph时 活性最高 果肉的出汁率 果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比 3 设计实验 1 探究最适温度时 ph为不变量 最好是最适ph 探究最适ph时 温度为不变量 最好是最适温度 2 探究果胶酶的最适用量时 最适用量是在温度 ph等适宜条件下测出来的 如果无关变量改变 最适用量也会发生变化 易误警示 果胶酶尽量使用纯酶制剂 或不含抑制物的粗酶制剂 如果随着酶用量增加 过滤到的果汁体积也增加 这说明酶用量不足 当酶用量增加到某个值后 增加酶用量 果汁体积不再变化 说明酶用量已经足够 这个数值就是酶的最适用量 即时应用 随学随练 轻松夺冠 2 关于探究果胶酶最适用量的实验 叙述错误的是 a 配制不同浓度的果胶酶溶液 并在各组中加入等量的该溶液b 调节ph 使各组中的ph相同而且处于适宜状态c 用玻璃棒搅拌加酶的果泥 搅拌时间可以不同d 在相同且适宜的温度条件下进行实验答案 c 易误警示 固定化细胞使用的都是活细胞 在反应时需要适宜的生存条件 由于该细胞保证了完整性 酶的环境改变较小 则对酶活性影响不大 即时应用 随学随练 轻松夺冠 3 2009年高考江苏卷 下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述 正确的是 a 固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显b 固定化酶的应用中 要控制好ph 温度和溶解氧c 利用固定化酶降解水体中有机磷农药 需提供适宜的营养条件d 利用固定化酵母细胞进行发酵 糖类的作用只是作为反应底物 解析 选a 固定化细胞可连续多步催化反应 应用固定化酶需控制好温度和ph 不需控制溶解氧 利用固定化酶降解有机磷农药 农药就是营养成分 不需另外提供 利用固定化酵母细胞发酵 糖类既作为反应底物 又可作为酵母细胞生命活动的能源物质 特别提醒 为避免外源dna等因素的污染 实验中使用的一些用具在使用前必须进行高压灭菌 dna母链的3 端对应着子链的5 端 即dna的两条链是反向平行的 解旋酶的作用是使dna两条链之间的氢键断开 而dna聚合酶与dna连接酶催化形成的为磷酸二酯键 即时应用 随学随练 轻松夺冠 4 2011年江苏徐州第一次模拟 pcr利用了dna热变性的原理 pcr仪实际上也是一种能自动调控温度的仪器 对pcr过程中 温度的控制 的下列说法错误的是 a 酶促反应需要高的温度 是为了确保模板的单链b 延伸的温度必须大于复性温度 而小于变性温度c dna聚合酶不能热变性 要用耐高温的聚合酶d dna解旋酶不能热变性 为了确保模板是单链 解析 选d pcr是一种体外dna扩增技术 dna双链的解开不需要解旋酶 靠高温使其变性 双螺旋结构解体 双链分开 复性前 在耐高温的dna聚合酶的作用下根据碱基互补配对原则合成新的dna 因此延伸的温度要大于复性温度 小于变性温度 1 比较三种分离纯化蛋白质的方法 1 透析法 利用半透膜的特点 杂质从透析袋出来 而蛋白质留在透析袋中 2 离心沉淀法 通过控制离心速度 使分子大小 密度不同的蛋白质发生分层 3 电泳 根据不同蛋白质带电颗粒性质不同 在电场中泳动速率不同 从而分离蛋白质 2 血清蛋白醋的纤维薄膜电泳 1 方法步骤 配制试剂 架滤纸桥 浸泡薄膜 细心点样 平悬薄膜 实施电泳 染色 源洗 脱色 2 结果 3 纯化主要是指根据蛋白质之间以及蛋白质与其他物质之间在分子大小 溶解度大小 所带电荷的多少 吸附性质等方面存在的差异进行的 常用的方法有 透析法 离心沉淀法 电泳法和凝胶色谱法等 4 血红蛋白质的提取与分离 实验操作程序 1 样品处理 红细胞的洗涤 除去血浆蛋白等杂质 有利于后续步骤的分离纯化 血红蛋白的释放 使红细胞吸水涨破 释放出血红蛋白 分离血红蛋白溶液 经过离心使血红蛋白和其他杂质分离开来 便于下一步对血红蛋白的纯化 2 粗分离 透析 除去样品中分子量较小的杂质 3 纯化 一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化 4 纯度鉴定 一般用sds 聚丙烯酰胺凝胶电泳法 来测定蛋白质的分子量 即对血红蛋白进行纯度鉴定 即时应用 随学随练 轻松夺冠 5 细胞破碎后 各种蛋白质就会释放出来 再根据蛋白质的不同特性进行提取 下列关于蛋白质抽提的措施中 不正确的是 a 酸性蛋白质可用稀碱性溶液抽提b 水溶性蛋白质可用透析液 中性缓冲液 抽提c 脂溶性蛋白质可用有机溶剂抽提d 碱性蛋白质可用强酸性溶液抽提 解析 选d 抽提蛋白质的基本原理是根据蛋白质的物理性质 加入不同的试剂后 使蛋白质溶于试剂中而抽提蛋白质 强酸 强碱都会使蛋白质变性而沉淀 命题视角剖析 pcr原理及过程 2011年河南信阳高三摸底 pcr是一种体外迅速扩增dna片段的方法 用于放大特定的dna片段 数小时内可使目的基因片段扩增到数百万个拷贝的分子生物学技术 pcr需要模板dna 引物 脱氧核糖核苷酸和dna聚合酶等条件 下图为模板dna分子及2种引物 请回答相关问题 1 pcr的全称是 pcr与体内dna复制的不同之处主要表现在温度环境的不同 在pcr中先用95 高温处理的目的是 而这一过程中在细胞内是通过 实现的 2 在pcr技术中所需要的引物实质上是一种 请在图中绘出引物结合的位置 3 若将1个dna分子拷贝10次 则需要在缓冲液中至少加入 个引物 4 dna子链复制的方向是 这是由于 尝试解答 1 多聚酶链式反应使dna变性 使dna的两条链解开 解旋酶的催化 2 单链dna或rna分子见下图 3 211 2 4 5 到3 dna聚合酶只能从引物的3 端拼接单个脱氧核苷酸分子 解析 本题考查考生对pcr技术的理解 属于知识识记和理解层次的考查 符合高考对选修内容考查的特点 pcr技术又称多聚酶链式反应 在pcr中先用95 高温处理的目的是使dna分子中的氢键断裂 两条链解开 即使dna分子变性 引物是一种单链dna或rna分子 它能与解开的dna母链的3 端结合 为dna聚合酶提供吸附位点 使dna聚合酶从引物的3 端开始连接脱氧核苷酸 从而决定了dna子链复制的方向是5 到3 在dna分子扩增时 需要2种引物 由于新合成的子链都需要引物作为复制的起点 故所需的引物数目等于新合成的dna子链数目 即 2 210 2 211 2 个 发酵操作四步曲第一 选取发酵原料并对原料进行预处理 第二 发酵过程的准备 这里又可分为三步 1 对发酵原料进行高压灭菌 要绝对除去原料中的任何杂菌 这是发酵能否成功的关键 2 根据发酵类型来选择所需要的目标菌种 3 将目标菌种接种到灭过菌并已冷却了的发酵原料中 第三 发酵过程 不同的微生物对生活条件有着不同的要求 可根据目标菌种需氧或厌氧的 秉性 通入无菌空气发酵或密闭静置发酵 第四 对发酵产品进行分离和提纯 从而获得符合要求的发酵产品 2010年高考江苏卷 右图表示果酒和果醋制作过程中的