通用生物高考专题二轮课件专题八第讲酶的应用和生物技术在其他方面的应用

1、第2讲酶的应用和生物技术在其他方面的应用一、酶的应用一、酶的应用1.1.酶在食品制作和洗涤等方面的应用：酶在食品制作和洗涤等方面的应用：(1)(1)果胶酶。果胶酶。组成：组成：_、果胶分解酶、果胶酯酶等。、果胶分解酶、果胶酯酶等。作用：催化果胶分解为作用：催化果胶分解为_。(2)(2)影响果汁产量的物质及处理方法。影响果汁产量的物质及处理方法。影响果汁产量的物质影响果汁产量的物质_。处理方法处理方法酶解法。酶解法。多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶可溶性半乳糖醛酸可溶性半乳糖醛酸纤维素和果胶纤维素和果胶(3)(3)常用酶制剂的种类及洗涤原理：常用酶制剂的种类及洗涤原理：种类种类洗涤原理洗涤原理洗

2、涤的物质种类洗涤的物质种类_可将蛋白质水解为可溶解或分可将蛋白质水解为可溶解或分散于洗涤液中的小分子的肽或散于洗涤液中的小分子的肽或氨基酸氨基酸血渍、奶渍及各种食血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢品类的蛋白质污垢脂肪酶脂肪酶把脂肪水解为较易溶解的把脂肪水解为较易溶解的_食品的油渍、人体皮食品的油渍、人体皮脂、口红脂、口红甘油和脂肪酸甘油和脂肪酸蛋白酶蛋白酶种类种类洗涤原理洗涤原理洗涤的物质种类洗涤的物质种类淀粉淀粉酶酶能将淀粉分解为可溶性的能将淀粉分解为可溶性的_来自面条等的污来自面条等的污垢垢纤维纤维素酶素酶使纤维的结构变得蓬松使纤维的结构变得蓬松, ,从而使渗从而使渗入到纤维深处的尘土和污

3、垢能够与入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触洗衣粉充分接触, ,达到更好的去污达到更好的去污效果效果麦芽糖、葡萄糖麦芽糖、葡萄糖2.2.制备和应用固定化酶与固定化细胞：制备和应用固定化酶与固定化细胞：(1)(1)制备固定化酶和固定化细胞的主要方法：制备固定化酶和固定化细胞的主要方法：名称名称原理原理图示图示包埋包埋法法将酶分子或微生物细胞均匀将酶分子或微生物细胞均匀地地_在不溶于水的多孔在不溶于水的多孔性载体中性载体中包埋包埋名称名称原理原理图示图示化学化学结合结合法法利用利用_、离子键将酶分子、离子键将酶分子或细胞相互结合或细胞相互结合, ,或将其结合到或将其结合到载体上载体上物理物

4、理吸附吸附法法通过通过_作用作用, ,把酶固定把酶固定在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃和离子交换树脂等载体上和离子交换树脂等载体上共价键共价键物理吸附物理吸附(2)(2)固定化酵母细胞的制备。固定化酵母细胞的制备。酵母细胞的活化酵母细胞的活化配制配制_溶液溶液配制配制_溶液溶液海藻海藻酸钠溶液与酵母细胞混合酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞固定化酵母细胞说明：说明：CaClCaCl2 2溶液的作用是溶液的作用是_。配制海藻酸钠溶液时要配制海藻酸钠溶液时要_加热加热, ,浓度要适宜浓度要适宜, ,保证保证凝胶珠成形且能固定化酵母细胞。凝胶珠成形且能固定化酵母细胞。海藻酸钠溶

5、液要海藻酸钠溶液要_再与酵母细胞混合再与酵母细胞混合, ,否则会杀死酵母否则会杀死酵母细胞。细胞。CaClCaCl2 2海藻酸钠海藻酸钠增强凝胶珠的强度增强凝胶珠的强度小火或间断小火或间断冷却后冷却后二、植物组织培养二、植物组织培养1.1.植物组织培养与花药培养技术的比较：植物组织培养与花药培养技术的比较：项目项目内容内容植物组织培养植物组织培养花药培养技术花药培养技术理论依据理论依据细胞的全能性细胞的全能性_基本过程基本过程脱分化脱分化_脱分化脱分化再分化再分化外植体外植体细胞类型细胞类型体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞再分化再分化细胞的全能性细胞的全能性项目项目内容内容植物组织培养植物组织培养

6、花药培养技术花药培养技术操作流程操作流程制备制备_培养培养基基外植体消毒外植体消毒接种接种培养培养移栽移栽栽培栽培选材选材消毒消毒接种、培养接种、培养筛选和诱导筛选和诱导移栽移栽栽栽培选育培选育培养结果培养结果正常植株正常植株_植株植株可育性可育性可育可育高度不育高度不育,_,_处理处理, ,染色体加倍后可育染色体加倍后可育MSMS固体固体单倍体单倍体秋水仙素秋水仙素2.2.植物激素与组织培养：植物激素与组织培养：(1)(1)使用顺序不同使用顺序不同, ,结果不同：结果不同：使用顺序使用顺序实验结果实验结果先使用生长素先使用生长素, ,后使用细胞分后使用细胞分裂素裂素有利于有利于_,_,但细胞

7、不但细胞不分化分化先使用细胞分裂素先使用细胞分裂素, ,后使用生后使用生长素长素细胞细胞_同时使用同时使用分化频率提高分化频率提高细胞分裂细胞分裂既分裂又分化既分裂又分化(2)(2)用量比例不同，作用结果也不同：用量比例不同，作用结果也不同： 高：利于高：利于_的分化、抑制的分化、抑制_的形成的形成 低：利于芽的分化、抑制根的形成低：利于芽的分化、抑制根的形成 适中：促进愈伤组织的形成适中：促进愈伤组织的形成 生长素用量细胞分裂素用量根根芽芽三、三、DNADNA和蛋白质技术和蛋白质技术1.DNA1.DNA的粗提取和鉴定方法：的粗提取和鉴定方法：(1)(1)材料的选取：选用材料的选取：选用DNA

8、DNA含量相对较高的生物组织。含量相对较高的生物组织。(2)(2)破碎细胞。破碎细胞。动物的红细胞动物的红细胞, ,吸水破裂。吸水破裂。植物细胞：加入洗涤剂、食盐后研磨。植物细胞：加入洗涤剂、食盐后研磨。(3)(3)除去杂质的方法。除去杂质的方法。方法一：利用方法一：利用DNADNA在不同浓度的在不同浓度的_中溶解度的不同中溶解度的不同, ,通通过调节过调节NaClNaCl溶液的浓度除去溶于和不溶于溶液的浓度除去溶于和不溶于NaClNaCl溶液中的杂质。溶液中的杂质。方法二：利用方法二：利用DNADNA对酶的耐受性对酶的耐受性, ,直接在滤液中加入直接在滤液中加入_,_,反反应应10 min1

9、0 min15 min,15 min,嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质, ,而而不会破坏不会破坏DNADNA。方法三：利用方法三：利用DNADNA对高温的耐受性对高温的耐受性, ,将滤液放在将滤液放在60607575的恒的恒温水浴箱中保温温水浴箱中保温10 min10 min15 min,15 min,使蛋白质变性沉淀而使蛋白质变性沉淀而DNADNA分子分子还未变性。还未变性。NaClNaCl溶液溶液嫩肉粉嫩肉粉(4)DNA(4)DNA的析出：向处理后的滤液中加入与滤液体积相等的、冷的析出：向处理后的滤液中加入与滤液体积相等的、冷却的酒精溶液却的酒精溶液(

10、(体积分数为体积分数为95%),95%),静置静置2 min2 min3 min,3 min,溶液中会溶液中会出现白色丝状物出现白色丝状物, ,用玻璃棒沿一个方向搅拌用玻璃棒沿一个方向搅拌, ,卷起丝状物。卷起丝状物。(5)DNA(5)DNA的鉴定：在的鉴定：在_的条件下的条件下,DNA,DNA遇二苯胺会被染成蓝遇二苯胺会被染成蓝色。色。沸水浴沸水浴2.PCR2.PCR反应的过程及结果：反应的过程及结果：(1)PCR(1)PCR反应过程。反应过程。_：当温度上升到：当温度上升到9090以上时以上时, ,双链双链DNADNA解聚为单链解聚为单链, ,如下如下图：图：变性变性复性：温度下降到复性：

11、温度下降到_左右左右, ,两种引物通过碱基互补配对与两种引物通过碱基互补配对与两条单链两条单链DNADNA结合结合, ,如下图：如下图：延伸：温度上升到延伸：温度上升到7272左右左右, ,溶液中的四种脱氧核苷酸在溶液中的四种脱氧核苷酸在DNADNA聚合酶的作用下聚合酶的作用下, ,根据碱基互补配对原则合成新的根据碱基互补配对原则合成新的DNADNA链链, ,如下如下图：图：5050(2)(2)结果。结果。PCRPCR一般要经历三十多次循环一般要经历三十多次循环, ,每次循环都包括变性、复性、每次循环都包括变性、复性、延伸三步。延伸三步。两引物之间的固定长度的两引物之间的固定长度的DNADNA

12、序列呈指数扩增。序列呈指数扩增。3.3.血红蛋白的提取和分离：血红蛋白的提取和分离：(1)(1)方法及原理：方法及原理：方法方法原理原理凝胶色谱法凝胶色谱法根据相对分子质量的大小分离蛋白质根据相对分子质量的大小分离蛋白质电泳法电泳法各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同形状的不同(2)(2)实验操作程序：实验操作程序： 红细胞的洗涤红细胞的洗涤离心去除杂蛋白离心去除杂蛋白样品处理样品处理 血红蛋白的释放血红蛋白的释放蒸馏水和甲苯作用下，蒸馏水和甲苯作用下， 红细胞破裂红细胞破裂 分离血红蛋白溶液分离血红蛋白溶液离心处理离心处理粗分离粗分离

13、透析透析( (去除小分子杂质去除小分子杂质) )纯化纯化凝胶色谱法进行分离和纯化凝胶色谱法进行分离和纯化纯度鉴定纯度鉴定SDS-SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定相对分子质量聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定相对分子质量 四、植物有效成分的提取方法比较四、植物有效成分的提取方法比较 提取提取物质物质提取提取方法方法提取原理提取原理步骤步骤玫瑰玫瑰精油精油_利用水蒸气将挥利用水蒸气将挥发性较强的植物发性较强的植物芳香油携带出来芳香油携带出来水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏_除水、过滤除水、过滤橘皮橘皮精油精油压榨法压榨法通过通过_,_,压榨出果皮中的压榨出果皮中的芳香油芳香油石灰水浸泡、漂洗石灰水浸泡、漂洗_再次过滤再

14、次过滤胡萝胡萝卜素卜素_使提取物溶解在使提取物溶解在_中中, ,蒸蒸发后得到提取物发后得到提取物粉碎、干燥粉碎、干燥萃取、过滤萃取、过滤浓缩浓缩水蒸气水蒸气蒸馏法蒸馏法分离油层分离油层机械加压机械加压压榨、过滤、静置压榨、过滤、静置萃取法萃取法有机溶剂有机溶剂1.(20131.(2013江苏高考江苏高考T22B)T22B)用用PCRPCR方法扩增目的基因时不必知道方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。基因的全部序列。( )( )分析：分析：DNADNA复制沿着模板进行复制沿着模板进行, ,不必知道基因的全部序列。不必知道基因的全部序列。2.(20132.(2013北京高考北京高考T5B)T

15、5B)关于高中生物学实验的基本原理关于高中生物学实验的基本原理, ,提取提取组织组织DNADNA是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异。是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异。( )( )分析：分析：DNADNA在在0.14 mol/L0.14 mol/L的氯化钠溶液中溶解度最低的氯化钠溶液中溶解度最低, ,使使DNADNA析析出出;DNA;DNA不溶于酒精不溶于酒精, ,而细胞中某些蛋白质溶于酒精而细胞中某些蛋白质溶于酒精, ,从而得到含从而得到含杂质较少的杂质较少的DNADNA。3.(20123.(2012江苏高考江苏高考T16C)T16C)探讨加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤探讨加酶洗衣粉和普通

16、洗衣粉的洗涤效果时效果时, ,在相同在相同pHpH时时, ,加酶洗衣粉效果好于普通洗衣粉。加酶洗衣粉效果好于普通洗衣粉。 ( )( )分析：分析：酶的活性受温度、酶的活性受温度、pHpH等其他因素的影响等其他因素的影响, ,所以只有所以只有pHpH相相同时加酶洗衣粉的洗涤效果不一定好于普通洗衣粉。同时加酶洗衣粉的洗涤效果不一定好于普通洗衣粉。4.(20124.(2012新课标全国卷新课标全国卷T39(4)T39(4)在植物组织培养中在植物组织培养中, ,为了诱导为了诱导菊花试管苗生根菊花试管苗生根, ,培养基中一般不加入培养基中一般不加入IAAIAA。 ( )( )分析：分析：在植物组织培养中

17、在植物组织培养中, ,为了诱导菊花试管苗生根为了诱导菊花试管苗生根, ,培养基中培养基中一般加入生长素和细胞分裂素。一般加入生长素和细胞分裂素。5.(20115.(2011江苏高考江苏高考T15B)T15B)在酶的制备和应用中在酶的制备和应用中, ,透析、电泳和透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离和纯化。酸解等方法常用于酶的分离和纯化。( )( )分析：分析：多数酶的本质是蛋白质多数酶的本质是蛋白质, ,所以透析和电泳法可用于酶的所以透析和电泳法可用于酶的分离和纯化分离和纯化, ,但酸解会破坏酶的结构。但酸解会破坏酶的结构。6.(20116.(2011江苏高考江苏高考T16B)T16B)在植物

18、组织培养中在植物组织培养中, ,二倍体植株的花二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株。粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株。( )( )分析：分析：二倍体植株的花粉细胞中只含有一个染色体组二倍体植株的花粉细胞中只含有一个染色体组, ,培养得培养得到的个体为单倍体到的个体为单倍体, ,高度不育高度不育, ,其幼苗需用秋水仙素或低温处理其幼苗需用秋水仙素或低温处理后才能稳定遗传。后才能稳定遗传。7.(20117.(2011上海高考上海高考T22C)T22C)在植物组织培养中在植物组织培养中, ,以花粉作为外植以花粉作为外植体可得到单倍体植株。体可得到单倍体植株。( )( )分析：分

19、析：以单个花粉粒作为外植体进行离体培养以单个花粉粒作为外植体进行离体培养, ,由于花粉已是由于花粉已是单倍体细胞单倍体细胞, ,诱发它经愈伤组织或胚状体发育而成的植株都是诱发它经愈伤组织或胚状体发育而成的植株都是单倍体。单倍体。8.(20098.(2009江苏高考江苏高考T3D)T3D)利用固定化酵母细胞进行发酵利用固定化酵母细胞进行发酵, ,糖类的糖类的作用只是作为反应底物。作用只是作为反应底物。( )( )分析：分析：利用固定化酵母细胞进行发酵时利用固定化酵母细胞进行发酵时, ,糖类的作用除作为反糖类的作用除作为反应底物外应底物外, ,还为酵母菌的生长繁殖提供物质和能量。还为酵母菌的生长繁

20、殖提供物质和能量。热点考向热点考向 1 1 酶的应用及固定化技术在食品加工中的应用酶的应用及固定化技术在食品加工中的应用【典例【典例1 1】(2013(2013哈尔滨模拟哈尔滨模拟) )下面是制备固定化酵母细胞的下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤实验步骤, ,请回答：请回答：酵母细胞的活化酵母细胞的活化配制配制CaClCaCl2 2溶液溶液配制海藻酸钠溶液配制海藻酸钠溶液海藻海藻酸钠溶液与酵母细胞混合酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞固定化酵母细胞(1)(1)在在状态下状态下, ,微生物处于休眠状态。活化就是让微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复处于休眠状态的微生物重新

21、恢复 状态。活化前状态。活化前应选择足够大的容器应选择足够大的容器, ,因为酵母细胞活化时因为酵母细胞活化时。固定。固定化细胞技术一般采用化细胞技术一般采用 法法, ,而固定化酶常用而固定化酶常用法和法和法。法。(2)(2)影响实验成败的关键步骤是影响实验成败的关键步骤是。海藻酸钠溶。海藻酸钠溶化过程的注意事项是化过程的注意事项是。如果海藻酸钠浓度过低。如果海藻酸钠浓度过低, ,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目。如果形成。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形的凝胶珠不是圆形或椭圆形, ,说明说明。(3)(3)该实验中该实验中CaClCaCl2 2溶液的作用是溶液的作

22、用是。【解题探究【解题探究】(1)(1)固定化酶和固定化细胞技术常用的方法有哪些固定化酶和固定化细胞技术常用的方法有哪些? ?提示：提示：包埋法、化学结合法和物理吸附法。包埋法、化学结合法和物理吸附法。(2)(2)加热海藻酸钠溶解的过程中加热海藻酸钠溶解的过程中, ,加热方法有何要求加热方法有何要求? ?提示：提示：使用小火加热或间断加热使用小火加热或间断加热( (小火间断加热小火间断加热),),防止加热过防止加热过快使海藻酸钠焦糊快使海藻酸钠焦糊, ,难以制成合适的凝胶珠。难以制成合适的凝胶珠。【解析【解析】(1)(1)在缺水的状态下在缺水的状态下, ,微生物处于休眠状态。活化就是微生物处于

23、休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。活化前应让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。活化前应选择足够大的容器选择足够大的容器, ,因为酵母细胞活化时体积会增大因为酵母细胞活化时体积会增大, ,以免涨破以免涨破容器或溢出。固定化细胞技术一般采用包埋法容器或溢出。固定化细胞技术一般采用包埋法, ,固定化酶常用固定化酶常用化学结合法和物理吸附法。这是因为细胞个大化学结合法和物理吸附法。这是因为细胞个大, ,而酶分子很小而酶分子很小; ;个大的细胞难以被吸附或结合个大的细胞难以被吸附或结合, ,而个小的酶容易从包埋材料中而个小的酶容易从包埋材料中漏出。漏出。(2)(2

24、)影响实验成败的关键是配制海藻酸钠溶液影响实验成败的关键是配制海藻酸钠溶液, ,这是因为如果海这是因为如果海藻酸钠浓度过高藻酸钠浓度过高, ,很难形成凝胶珠很难形成凝胶珠; ;如果浓度过低如果浓度过低, ,形成的凝胶形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少珠所包埋的酵母细胞的数目少, ,影响实验效果。影响实验效果。(3)CaCl(3)CaCl2 2溶液的作用是使胶体聚沉。溶液的作用是使胶体聚沉。答案：答案：(1)(1)缺水正常的生活体积会增大缺水正常的生活体积会增大包埋化学结合物理吸附包埋化学结合物理吸附(2)(2)配制海藻酸钠溶液小火加热配制海藻酸钠溶液小火加热( (或间断加热或小火间断加热或间

25、断加热或小火间断加热) )不断搅拌较少不断搅拌较少( (海藻酸钠浓度偏高海藻酸钠浓度偏高) )制作失败制作失败(3)(3)使胶体聚沉使胶体聚沉( (或形成稳定的结构或形成稳定的结构) )【总结提升【总结提升】固定化酶和固定化细胞固定化酶和固定化细胞(1)(1)通常情况下通常情况下, ,酶都是在水溶液中与底物进行反应酶都是在水溶液中与底物进行反应, ,因此酶在因此酶在反应系统中是与底物、产物混合在一起的反应系统中是与底物、产物混合在一起的, ,反应结束后反应结束后, ,即使酶即使酶仍具有较高活力仍具有较高活力, ,也很难回收也很难回收, ,同时给产品进一步纯化带来了困同时给产品进一步纯化带来了困

26、难。难。(2)(2)固定化细胞仍能进行正常的生长、繁殖和代谢固定化细胞仍能进行正常的生长、繁殖和代谢, ,可以像游离可以像游离的细胞一样用于发酵生产。的细胞一样用于发酵生产。【变式训练【变式训练】(2012(2012江苏高考江苏高考) )下列关于酶和固定化酵母细胞下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述的研究与应用的叙述, ,错误的是错误的是( () )A.A.从酶的固定方式看从酶的固定方式看, ,吸附法比化学结合法对酶活性影响小吸附法比化学结合法对酶活性影响小B.B.作为消化酶使用时作为消化酶使用时, ,蛋白酶制剂以口服方式给药蛋白酶制剂以口服方式给药C.C.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶

27、和过氧化氢酶尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶, ,可以反复使可以反复使用用D.D.将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗, ,目的是洗去目的是洗去CaClCaCl2 2和杂菌和杂菌【解析【解析】选选C C。吸附法是利用离子键作用、物理吸附等方法。吸附法是利用离子键作用、物理吸附等方法, ,将将酶固定在载体上酶固定在载体上, ,而化学结合法是利用多功能试剂进行酶与载而化学结合法是利用多功能试剂进行酶与载体之间的交联体之间的交联, ,从而得到三维的交联网架结构从而得到三维的交联网架结构, ,后者有可能影响后者有可能影响酶活性部位酶活性部位, ,所以所以A A正确。消化酶是

28、在消化道中起作用的正确。消化酶是在消化道中起作用的, ,因此因此蛋白酶制剂以口服方式给药蛋白酶制剂以口服方式给药, ,故故B B正确。尿糖试纸含有固定化的正确。尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶、过氧化氢酶和无色的化合物葡萄糖酶、过氧化氢酶和无色的化合物, ,主要是利用原子氧将主要是利用原子氧将某种无色化合物氧化成有色化合物某种无色化合物氧化成有色化合物, ,所以不可以反复使用所以不可以反复使用, ,因此因此C C错误。将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗错误。将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗, ,目的是洗去目的是洗去CaClCaCl2 2和和杂菌杂菌, ,防止防止CaClCaCl2 2导致凝胶珠硬度变大导致凝

29、胶珠硬度变大, ,所以所以D D正确。正确。热点考向热点考向 2 2 植物组织培养技术在生产中的应用植物组织培养技术在生产中的应用【典例【典例2 2】(2013(2013滨州模拟滨州模拟) )某地是全国最适宜生产水果的生某地是全国最适宜生产水果的生态区之一态区之一, ,生产的苹果浓缩果汁酸度优于其他地区的苹果生产的苹果浓缩果汁酸度优于其他地区的苹果, ,深受深受欧美市场欢迎欧美市场欢迎, ,发展无病毒苗木成为建立高产优质商品苹果基发展无病毒苗木成为建立高产优质商品苹果基地的重要措施。地的重要措施。(1)(1)下面是某地农林科学院进行苹果试管苗培养的一般过程：下面是某地农林科学院进行苹果试管苗培

30、养的一般过程：请填写请填写a a、c c所表示的内容：所表示的内容：a.a. ,c.,c.。(2)(2)实验室一般使用保存的培养基母液来制备实验室一般使用保存的培养基母液来制备MSMS固体培养基固体培养基, ,配配制母液时制母液时, ,无机物中无机物中浓缩浓缩1010倍倍, ,浓缩浓缩100100倍。倍。(3)(3)该过程中该过程中a a、c c的启动关键在于培养基中所加生长素和细胞的启动关键在于培养基中所加生长素和细胞分裂素的浓度、分裂素的浓度、以及以及 。(4)(4)醋酸杆菌是生产苹果醋必用的菌种醋酸杆菌是生产苹果醋必用的菌种, ,可以从食醋中分离得到可以从食醋中分离得到纯化的醋酸杆菌。扩

31、大培养醋酸杆菌时纯化的醋酸杆菌。扩大培养醋酸杆菌时, ,一般采用平板倒置培一般采用平板倒置培养养, ,原因是原因是 。【解题探究【解题探究】(1)(1)植物组织培养的基本过程主要包括植物组织培养的基本过程主要包括 和和 。提示：提示：脱分化再分化脱分化再分化(2)(2)在植物培养过程中起重要调节作用的物质是植物激素在植物培养过程中起重要调节作用的物质是植物激素, ,主要主要包括包括和和。提示：提示：生长素细胞分裂素生长素细胞分裂素(3)(3)植物激素的用量和使用顺序对植物影响相同吗植物激素的用量和使用顺序对植物影响相同吗? ?提示：提示：不同。不同。【解析【解析】(1)(1)植物组织培养的过程

32、是：植物组织培养的过程是：外植体外植体 愈伤组织愈伤组织 胚状体或丛芽胚状体或丛芽 生根生根 移栽移栽, ,结合图中培养的结果结合图中培养的结果, ,可以看出可以看出a a和和c c过程分别是脱过程分别是脱分化和再分化。分化和再分化。(2)(2)配制母液时配制母液时, ,一般将大量元素浓缩一般将大量元素浓缩1010倍倍, ,微量元素浓缩微量元素浓缩100100倍。倍。(3)(3)生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。关键性激素。(4)(4)扩大培养醋酸杆菌时扩大培养醋酸杆菌时, ,一般采用平板倒置培养一般采用平板倒置培养

33、, ,目的是防止目的是防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养基造成污染。培养皿盖上凝结的水珠落入培养基造成污染。脱分化脱分化再分化再分化诱导诱导答案：答案：(1)(1)脱分化再分化脱分化再分化(2)(2)大量元素微量元素大量元素微量元素(3)(3)使用的先后顺序用量的比例使用的先后顺序用量的比例(4)(4)防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养基造成污染防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养基造成污染【总结提升【总结提升】影响植物组织培养的因素及成功的关键影响植物组织培养的因素及成功的关键(1)(1)影响因素。影响因素。内部因素：材料的选取。内部因素：材料的选取。外部因素：营养成分的种类及配比外部因素：营养成分

34、的种类及配比, ,植物激素的用量及使用植物激素的用量及使用顺序顺序,pH,pH、温度、光照等。、温度、光照等。(2)(2)获得成功的关键。获得成功的关键。植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗逆性差植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗逆性差, ,对培养对培养条件要求较高。条件要求较高。培养材料一旦被微生物污染培养材料一旦被微生物污染, ,就会导致实验失败。就会导致实验失败。无菌技术主要包括对操作空间、实验用具、实验材料以及操无菌技术主要包括对操作空间、实验用具、实验材料以及操作者的消毒灭菌。作者的消毒灭菌。【变式训练【变式训练】(2012(2012山东高考山东高考) )辣椒素作为一种生物碱广

35、泛用辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。(1)(1)图中图中和和分别表示辣椒组织培养中细胞的分别表示辣椒组织培养中细胞的和和过程。过程。(2)(2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是。培。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值( (填填“高高”或或“低低”) )时时, ,有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时, ,应采用应采用的灭菌方法是的灭菌方法是 。(3)(3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数

36、是图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是。用酶解。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时法将愈伤组织分离成单细胞时, ,常用的酶是常用的酶是和纤维素和纤维素酶。酶。(4)(4)提取辣椒素过程中提取辣椒素过程中, ,萃取加热时需安装冷凝回流装置萃取加热时需安装冷凝回流装置, ,其目其目的是的是 。【解析【解析】本题以辣椒素为切入点本题以辣椒素为切入点, ,考查植物组织培养的过程、考查植物组织培养的过程、组织培养培养基的成分、植物激素对组织培养过程的影响、对组织培养培养基的成分、植物激素对组织培养过程的影响、对外植体消毒的方法及萃取过程的注意事项等内容。外植体消毒的方法及萃取过程的注意事项等内容。(1)(

37、1)由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程称为脱由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程称为脱分化分化, ,脱分化产生的愈伤组织继续进行培养脱分化产生的愈伤组织继续进行培养, ,又可重新分化成根又可重新分化成根或芽等器官或芽等器官, ,这个过程叫做再分化。这个过程叫做再分化。(2)(2)培养基中常用的凝固剂是琼脂。同时使用生长素和细胞分培养基中常用的凝固剂是琼脂。同时使用生长素和细胞分裂素时裂素时, ,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。生长素和两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。生长素和细胞分裂素用量的比值低时细胞分裂素用量的比值低时, ,有利于芽的分化有利于芽的分化; ;反之

38、则有利于根反之则有利于根的分化。培养基应用高压蒸汽灭菌锅灭菌。的分化。培养基应用高压蒸汽灭菌锅灭菌。(3)(3)外植体消毒所用酒精的体积分数是外植体消毒所用酒精的体积分数是70%70%。酶解法将愈伤组织。酶解法将愈伤组织分离成单细胞所用的酶是果胶酶和纤维素酶。分离成单细胞所用的酶是果胶酶和纤维素酶。(4)(4)用萃取法提取植物有效成分时用萃取法提取植物有效成分时, ,应在加热瓶口安装冷凝回流应在加热瓶口安装冷凝回流装置装置, ,目的是防止加热时有机溶剂挥发。目的是防止加热时有机溶剂挥发。答案：答案：(1)(1)脱分化再分化脱分化再分化(2)(2)琼脂低高压蒸汽灭菌琼脂低高压蒸汽灭菌(3)70%

39、(3)70%果胶酶果胶酶(4)(4)防止有机溶剂的挥发防止有机溶剂的挥发热点考向热点考向 3 3 生物技术在物质提取及分离方面的应用生物技术在物质提取及分离方面的应用【典例【典例3 3】下列是与芳香油提取相关的问题下列是与芳香油提取相关的问题, ,请回答。请回答。(1)(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取, ,其理由是玫瑰精油具有其理由是玫瑰精油具有的性质。蒸馏时收集的蒸馏液的性质。蒸馏时收集的蒸馏液 ( (填填“是是”或或“不不是是”) )纯的玫瑰精油纯的玫瑰精油, ,原因是原因是 。(2)(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时当蒸馏瓶中的水和原料量一定时, ,蒸馏

40、过程中蒸馏过程中, ,影响精油提影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和取量的主要因素有蒸馏时间和。当原料量等其他。当原料量等其他条件一定时条件一定时, ,提取量随蒸馏时间的变化趋势是提取量随蒸馏时间的变化趋势是。(3)(3)如果蒸馏过程中不进行冷却如果蒸馏过程中不进行冷却, ,则精油提取量会则精油提取量会, ,原因是原因是 。(4)(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度的的地方地方, ,目的是目的是 。(5)(5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示。提取精油时采摘花

41、的最合适时间为化趋势如图所示。提取精油时采摘花的最合适时间为天天左右。左右。(6)(6)从薄荷叶中提取薄荷油时从薄荷叶中提取薄荷油时 ( (填填“能能”或或“不能不能”) )采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法, ,理由理由是是。【解题探究【解题探究】(1)(1)植物芳香油的提取可采用的方法有植物芳香油的提取可采用的方法有 、 和和 。提示：提示：蒸馏压榨萃取蒸馏压榨萃取(2)(2)提取玫瑰精油的实验流程是：鲜玫瑰花和水提取玫瑰精油的实验流程是：鲜玫瑰花和水水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏 分离油层分离油层 玫瑰精油。玫瑰精油。提示：提示：油水混合物除水、过滤油水混合物除水、过

42、滤(3)(3)植物芳香油提取的常用方法是什么植物芳香油提取的常用方法是什么, ,它的原理是什么它的原理是什么? ?提示：提示：水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法, ,即利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香即利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来油携带出来, ,形成油水混合物形成油水混合物, ,冷却后冷却后, ,混合物又会重新分出油混合物又会重新分出油层和水层。层和水层。加加NaClNaCl无水无水NaNa2 2SOSO4 4【解析【解析】(1)(1)因为玫瑰精油的化学性质稳定因为玫瑰精油的化学性质稳定( (耐一定程度高温耐一定程度高温) )、易挥发易挥发( (水蒸气可以将精油携带出来水蒸气可以将精油携带

43、出来) )、难溶于水、难溶于水( (冷却后油水冷却后油水会重新分层会重新分层),),所以玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取。所以玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取。(2)(2)当当水和原料量一定时水和原料量一定时, ,影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和蒸馏温度蒸馏温度, ,在一定的时间内随着蒸馏时间的延长提取量不断增在一定的时间内随着蒸馏时间的延长提取量不断增加加, ,一定时间后不再增加。如果蒸馏温度过高一定时间后不再增加。如果蒸馏温度过高, ,提取量也会减少。提取量也会减少。(3)(3)如果蒸馏过程中不进行冷却如果蒸馏过程中不进行冷却, ,部分精油会随水蒸气挥发

44、部分精油会随水蒸气挥发, ,则则精油提取量会下降。精油提取量会下降。(4)(4)玫瑰精油具有挥发性玫瑰精油具有挥发性, ,瓶装精油若密封瓶装精油若密封不严不严, ,需要低温保存需要低温保存, ,以减少挥发。以减少挥发。(5)(5)分析图示可知分析图示可知, ,在该植物在该植物花的蓓蕾期与开放期之间花的蓓蕾期与开放期之间( (即即a a天天) )精油含量最高。精油含量最高。(6)(6)由于薄荷由于薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似油与玫瑰精油的化学性质相似, ,易挥发、难溶于水、化学性质易挥发、难溶于水、化学性质稳定稳定, ,故可以用水蒸气蒸馏法提取。故可以用水蒸气蒸馏法提取。答案：答案：(1)(1

45、)易挥发、难溶于水、化学性质稳定不是玫瑰精易挥发、难溶于水、化学性质稳定不是玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来油随水蒸气一起蒸馏出来, ,所得到的是油水混合物所得到的是油水混合物(2)(2)蒸馏温度在一定的时间内提取量随蒸馏时间的延长而增蒸馏温度在一定的时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加加, ,一定时间后提取量不再增加一定时间后提取量不再增加(3)(3)下降部分精油会随水蒸气挥发而流失下降部分精油会随水蒸气挥发而流失(4)(4)较低减少挥发较低减少挥发( (或防止挥发或防止挥发) )(5)a(5)a(6)(6)能薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似能薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似【总结提升【总结提升】水蒸

46、气蒸馏三种常用的方法比较水蒸气蒸馏三种常用的方法比较基本原理相同基本原理相同, ,但原料位置不同。但原料位置不同。(1)(1)水中蒸馏：原料放于蒸馏容器的水中水中蒸馏：原料放于蒸馏容器的水中, ,水完全浸没原料。水完全浸没原料。(2)(2)水上蒸馏：容器中水的上方有筛板水上蒸馏：容器中水的上方有筛板, ,原料置于筛板上原料置于筛板上, ,水量水量以沸腾时不浸湿原料为宜。以沸腾时不浸湿原料为宜。(3)(3)水气蒸馏：蒸馏容器下方有一排气孔水气蒸馏：蒸馏容器下方有一排气孔, ,连接外源水蒸气连接外源水蒸气, ,上上方有筛板方有筛板, ,上面放原料。上面放原料。【变式训练【变式训练】.生物柴油是一种

47、可再生的清洁能源生物柴油是一种可再生的清洁能源, ,其应用在其应用在一定程度上能够减缓人类对化学燃料的消耗。科学家发现一定程度上能够减缓人类对化学燃料的消耗。科学家发现, ,在在微生物微生物M M产生的脂肪酶作用下产生的脂肪酶作用下, ,植物油与甲醇反应能够合成生物植物油与甲醇反应能够合成生物柴油柴油( (如图如图) )。(1)(1)用于生产生物柴油的植物油不易挥发但易溶于有机溶剂用于生产生物柴油的植物油不易挥发但易溶于有机溶剂, ,宜宜选用选用、压榨等方法从油料作物中提取、压榨等方法从油料作物中提取; ;筛选产脂肪酶筛选产脂肪酶的微生物的微生物M M时时, ,选择培养基中添加的植物油为微生物

48、生长提供选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供, ,培养基灭菌常采用的方法是培养基灭菌常采用的方法是法。法。(2)(2)测定培养液中微生物数量测定培养液中微生物数量, ,可选用可选用法计数法计数, ,也也可用稀释涂布平板法。可用稀释涂布平板法。.三七是一种名贵中药三七是一种名贵中药, ,其有效成分是三七皂苷其有效成分是三七皂苷, ,可用萃取法可用萃取法提取。提取。(1)(1)为了提高提取率为了提高提取率, ,提取前应对三七材料进行处理提取前应对三七材料进行处理, ,即对其进即对其进行行。采用萃取法提取某有效成分时需要加热。采用萃取法提取某有效成分时需要加热, ,一一般不用酒精灯直接加热而用水

49、浴加热般不用酒精灯直接加热而用水浴加热, ,因为因为。(2)(2)工业化大量而快速生产三七工业化大量而快速生产三七, ,可应用可应用技术技术, ,此过此过程会使用到程会使用到等植物激素等植物激素, ,对形成的愈伤组织对形成的愈伤组织应当测定其三七皂苷的含量。应当测定其三七皂苷的含量。【解析【解析】.(1).(1)由于植物油不易挥发但易溶于有机溶剂由于植物油不易挥发但易溶于有机溶剂, ,所以所以采取萃取、压榨等提取方法。分离能分解植物油的微生物采取萃取、压榨等提取方法。分离能分解植物油的微生物M M要要用选择培养基用选择培养基, ,培养基中的植物油是唯一的碳源。培养基的灭培养基中的植物油是唯一的

50、碳源。培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法。菌方法是高压蒸汽灭菌法。(2)(2)微生物的计数方法有显微镜直接计数法和稀释涂布平板法。微生物的计数方法有显微镜直接计数法和稀释涂布平板法。.(1).(1)用萃取法提取有效成分时用萃取法提取有效成分时, ,需要对植物材料进行粉碎和需要对植物材料进行粉碎和干燥处理干燥处理, ,以提高提取率。由于萃取剂易燃易爆以提高提取率。由于萃取剂易燃易爆, ,所以萃取过程所以萃取过程中应水浴加热。中应水浴加热。(2)(2)植物组织培养技术要使用生长素和细胞分裂素等植物激素。植物组织培养技术要使用生长素和细胞分裂素等植物激素。答案：答案：.(1).(1)萃取碳源高压蒸汽灭

51、菌萃取碳源高压蒸汽灭菌(2)(2)显微镜直接计数显微镜直接计数.(1).(1)粉碎、干燥萃取剂易燃易爆粉碎、干燥萃取剂易燃易爆(2)(2)植物组织培养生长素和细胞分裂素植物组织培养生长素和细胞分裂素果胶果胶酶抑制剂酶抑制剂脂肪酶脂肪酶一种或一类一种或一类脱分化和再分化脱分化和再分化凝胶色谱法凝胶色谱法变性变性复性复性延伸延伸水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法纸层纸层析法析法1.(20131.(2013衢州模拟衢州模拟) )某同学用实验来探究某同学用实验来探究pHpH对酶活性的影响。对酶活性的影响。他准备了他准备了5 5份含有等量果胶酶溶液的试管份含有等量果胶酶溶液的试管, ,用用0.1%0.1%的盐酸或

52、氢氧的盐酸或氢氧化钠溶液调节至不同的化钠溶液调节至不同的pH,pH,每支试管加五块每支试管加五块0.1 cm0.1 cm3 3的正方体苹的正方体苹果块果块, ,试管均置于试管均置于2525室温条件下。室温条件下。(1)(1)请你帮助选取请你帮助选取pHpH梯度：梯度： 。(2)(2)请以两种方法改进实验请以两种方法改进实验, ,使实验在更短时间内完成：使实验在更短时间内完成： 。(3)(3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系是：生成果汁的量与酶活性强弱的关系是：, ,可根据可根据来判断最适来判断最适pHpH。(4)(4)为确认澄清果汁的大量生成是由于果胶酶的作用为确认澄清果汁的大量生成是由于果胶酶

53、的作用, ,还应对实还应对实验进行怎样的设计验进行怎样的设计? ?【解析【解析】(1)(1)设置设置pHpH梯度来探究梯度来探究pHpH对酶活性的影响时对酶活性的影响时,pH,pH的设置的设置应同时涉及酸性、中性、碱性应同时涉及酸性、中性、碱性, ,题中用到了题中用到了5 5支试管支试管,5,5种种pH,pH,故故可选取可选取5 5、6 6、7 7、8 8、9 9作为作为pHpH梯度。梯度。(2)(2)结合题干中的内容结合题干中的内容, ,要想缩短实验时间要想缩短实验时间, ,既可以提高温度既可以提高温度, ,也也可以将苹果块处理成苹果泥可以将苹果块处理成苹果泥, ,以增大与酶的接触面积。以增

54、大与酶的接触面积。(3)(3)酶活性的大小一般是通过一定条件下果汁的滤出量来表示酶活性的大小一般是通过一定条件下果汁的滤出量来表示的。的。(4)(4)可以增设对照实验可以增设对照实验, ,果胶酶的有无是自变量果胶酶的有无是自变量, ,其他条件完全其他条件完全相同。相同。答案：答案：(1)5(1)5、6 6、7 7、8 8、9 9(2)(2)方法一方法一, ,将温度由将温度由2525提高到大约提高到大约50;50;方法二方法二, ,将正方体苹将正方体苹果块处理成苹果泥果块处理成苹果泥(3)(3)酶活性越强酶活性越强, ,果胶分解越快果胶分解越快, ,单位时间内生成果汁越多单单位时间内生成果汁越多

55、单位时间内生成果汁量的多少位时间内生成果汁量的多少(4)(4)另增设一个试管另增设一个试管, ,放入与果胶酶溶液等量的清水和与实验组放入与果胶酶溶液等量的清水和与实验组等量的苹果泥等量的苹果泥, ,但不加酶溶液作为对照。但不加酶溶液作为对照。2.2.下图是水稻的花药通过无菌操作下图是水稻的花药通过无菌操作, ,培养产生花粉植株的两种培养产生花粉植株的两种途径的示意图。请据图回答下列问题：途径的示意图。请据图回答下列问题：(1)(1)图中的图中的A A是是,c,c过程是指过程是指,B,B指指。(2)(2)这两种途径之间没有绝对的界限这两种途径之间没有绝对的界限, ,主要取决于主要取决于。(3)(

56、3)配制培养基时加琼脂的目的是配制培养基时加琼脂的目的是 。(4)(4)组织培养要求无菌操作的原因是组织培养要求无菌操作的原因是_ 。【解析【解析】(1)(1)图中图中A A表示胚状体表示胚状体, ,是由花粉经过脱分化形成的是由花粉经过脱分化形成的,c,c表示诱导表示诱导,B,B表示生根。表示生根。(2)(2)图示第一种途径是脱分化形成胚状体图示第一种途径是脱分化形成胚状体, ,第二种途径是脱分化第二种途径是脱分化形成愈伤组织形成愈伤组织, ,两种途径的主要区别是培养基中激素的种类及两种途径的主要区别是培养基中激素的种类及比例不同。比例不同。(3)(3)培养基中加入琼脂的目的是形成固体培养基培

57、养基中加入琼脂的目的是形成固体培养基, ,有利于外植体有利于外植体的固定、生长。的固定、生长。(4)(4)杂菌污染会影响植物组织的培养杂菌污染会影响植物组织的培养, ,使培养失败。使培养失败。答案：答案：(1)(1)胚状体诱导生根胚状体诱导生根(2)(2)培养基中激素的种类及其浓度配比培养基中激素的种类及其浓度配比(3)(3)使培养基呈固体状态使培养基呈固体状态, ,有利于外植体的生长有利于外植体的生长(4)(4)如不无菌操作如不无菌操作, ,微生物会在培养基上快速繁殖微生物会在培养基上快速繁殖, ,与离体培养与离体培养的植物组织竞争的植物组织竞争3.(20133.(2013苏州模拟苏州模拟)

58、 )血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分要组成成分, ,负责血液中负责血液中O O2 2或或COCO2 2的运输。请根据血红蛋白的提的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。取和分离流程图回答问题。(1)(1)将实验流程补充完整。凝胶色谱法的基本原理是根据将实验流程补充完整。凝胶色谱法的基本原理是根据分离蛋白质的有效方法。分离蛋白质的有效方法。(2)(2)洗涤红细胞的目的是去除洗涤红细胞的目的是去除 , ,洗涤干净的标洗涤干净的标志是志是 。(3)(3)分离血红蛋白时分离血红蛋白时, ,由上到下第由上到下第 层是血红蛋白层是血红蛋白水溶液。水溶液。(4)(4)下面是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品的加入示意图下面是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品的加入示意图, ,正确正确的加样顺序是的加样顺序是。(5)(5)如果红色区带如果红色区带, ,说明色谱柱制作成功。说明色谱柱制作成功。【解析【解析】(1)(1)样品处理及粗分离包括：红细胞的洗涤、血红蛋样品处理及粗分离包括：红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液、透析白的释放、分离血红蛋白溶液、透析, ,凝胶色谱操作包括：凝凝胶色谱操作包括：凝胶色谱柱的制作、凝胶色谱柱的装填、样品的加入和洗脱。